[發明專利]一種低復雜度的手勢提取和手勢深度獲取方法

有效

• 申請號: 201310214597.5
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103268482A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 任仡奕;呂俊宏;王偉;周瑩;謝翔;李國林;王志華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06T7/00;G06F3/01
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及手勢識別領域，特別涉及一種低復雜度的手勢提取和手勢深度獲取方法。

背景技術

手勢操作是一種方便，快捷，直觀的人機交互方式，有著廣泛的應用，尤其是在穿戴式設備中。穿戴式設備由于其體積，重量的限制以及對實時性的較高要求，因此需要一種低復雜度的手勢識別方法。低復雜度的識別方法可以降低功耗，從而不需要體積大，重量重的電池來提供龐大的電力。通過獲取手勢視差，可以知道手相對于穿戴式設備的三維坐標，進而可以進行三維的手勢識別，從而讓人們在三維空間中進行手勢操作，因此手勢提取和手勢視差獲取是進行手勢操作的第一步也是很關鍵的一步。

如公開號為CN101763515A，CN101661556A以及CN1218936A的專利申請所述的方法，需要建立人手膚色模型，受光線影響較大，且會受其他顏色近似的物體的干擾，如他人的手、人臉等，而且只能適用于特定種群的人群。

如公開號為CN1360440A的專利申請所述的方法，需要對每個像素都進行操作，運算復雜，實現功耗較大，不適合便攜式的穿戴式設備使用。

如公開號為CN102194097A的專利申請所述的方法，需要靜止的背景以提取手勢，這要求穿戴式設備保持不動以及背景不動，對實際應用帶來了限制。

針對以上方法的不足，本發明利用穿戴式設備的手勢操作的特點，即人在這類情況下手離穿戴式設備最近，通過在手會出現的視差范圍內匹配左右圖像，來提取手勢，因此可以避免復雜變化的背景，變化光照以及其他人的手或者人臉對手勢提取的干擾。對于左右圖像的匹配，采用逐行的段和段的匹配方法，極大的減小了運算量，使算法復雜度降低。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明的目的在于提供一種適用于穿戴式設備使用的，近距離，低功耗，受環境、光線等干擾小的低復雜度的手勢提取和手勢深度獲取方法。

（二）技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供了一種低復雜度的手勢提取和手勢深度獲取方法，具體包括以下步驟：

S1、對圖像傳感器采集的待提取手勢的左右圖像進行矯正，使左右圖像對應的極線在同一行上；

S2、分別選取左圖像和右圖像的第i行；

S3、分別在左右圖像中找出第i行中的邊界點，依據邊界點把上述行分割成段；

S4、對左右圖像的第i行的各段進行匹配，能夠匹配的段作為提取的手勢，根據匹配段的匹配視差值計算手勢深度；

S5、更新i的取值，重復步驟S2至S4，將左右圖像的所有行都處理完，完成手勢提取以及手勢深度獲取過程。

具體地，所述左右圖像是RGB格式圖像，或者由其他格式轉換成的RGB格式的圖像。

具體地，步驟S3中邊界點的確定具體包括以下步驟：

S3.1、設定一閾值C₀；

S3.2、分別提取所述第i行中每個像素的R、G、B分量，構造三個N維向量R＝（r₁,r₂,…,r_N）、G＝（g₁,g₂,…,g_N）、B＝（b₁,b₂,…,b_N），其中N表示所述行包含的像素數量，并分別計算上述三個分量的梯度▽R、▽G、▽B；

S3.3、計算上述三個梯度▽R、▽G、▽B中兩兩梯度對應元素的差值的絕對值，得到向量dRG、dGB、dBR，對上述向量濾波得到dRG'、dGB'、dBR'；

S3.4、利用dRG'、dGB'、dBR'構造diff函數；

S3.5、求diff函數的極大值點，并將所述diff函數的極大值點中大于所述閾值C₀的點作為邊界點；

所述diff函數表示為：