[發明專利]指向位置偵測裝置、方法及計算機可讀取紀錄媒體

在審

• 申請號: 201310489931.8
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN104423569A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 林玠佑;陳奕彣
• 申請（專利權）人: 由田新技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06K9/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 何為;李宇

技術領域

本發明有關于一種指向位置偵測裝置，尤指一種透過分析使用者手腕以及手肘或肩膀間的向量以取得顯示屏上投射點的指向偵測裝置、方法及計算機可讀取紀錄媒體。

背景技術?

隨著影像處理技術日益精進，人與計算機之間的互動方式變得更為多樣化，取代過往單調的訊息輸入與輸出。影像控制技術多方應用于計算機游戲、內容展示、以及廣告促銷等，令使用者得到新穎的操作體驗，其產業發展性相當可觀。然而，目前多數影像操控方式仍需要透過某些輸入設備，如發出有向性光源的鼠標、或是紀錄移動軌跡的感應手套等，而無法直接以肢體動作與計算機機械互動，使用上并不便利。

為解決上述問題，本發明的申請人曾于中國臺灣專利申請案第101108113號專利提出一種指向性影像操控裝置的技術，該指向性影像操控裝置包含有一用以取得使用者影像的影像擷取單元，以及一用以分析使用者影像而生成使用者手指及使用者手腕、手肘及手臂的指向性處理單元，其藉由手指及選自由手腕、手肘及手臂所組成的群組所生成的影像數據間聯機所產生的虛擬指定向量，藉此取得虛擬指定向量于顯示設備上的交會點。藉此，先前技術并不需透過其它輸入設備，僅憑分析使用者的手部影像，即可偵測出使用者所指向的目標位置。

然而，若使用者進行操作時伸出多根手指，且分別指向不同方向時，先前技術便無法正確判別使用者意圖指向的位置，且若攝影機與使用者之間的距離較遠，使用者手指的影像可能因與影像中其它手部位置重疊而使手指的輪廓難以辨識，導致產生的投影線并不能正確反映使用者所欲指示的方向。

發明內容

本發明目的在于解決先前技術中擷取使用者手指影像時，由于數根手指指向不同方向、或手指影像與手部重疊難以辨別使用者所欲指示的方向的問題。

為解決上述問題，本發明提供一種指向位置偵測裝置，其包含有一攝像單元以及連結于該攝像單元的處理單元。該攝像單元拍攝取得使用者于世界坐標系中的骨架數據。該處理單元包含有一影像分析模塊，以及一指向位置分析模塊。該影像分析模塊經由該攝像單元取得該骨架數據，并用以擷取該骨架數據的手部影像以分別取得該骨架數據的手部末端區域及手肘或肩膀區域。該指向位置分析模塊經由該影像分析模塊取得該手部末端區域及該手肘或肩膀區域并演算出手部末端位置及手肘或肩膀位置，由該手部末端位置及該手肘或該肩膀位置取得一指向向量，計算該指向向量延伸投射至目標平面的交點，該交點即為手部指向的指向位置。

進一步地，該攝像單元為為主動式深度攝影機及雙眼攝影機中的至少一種。

進一步地，該手部末端位置為使用者手腕及手掌中的至少一種。

本發明另一目的，在于提供一種指向位置偵測方法，包含有下列步驟：a)?經由攝像單元取得使用者于世界坐標系中的骨架數據并持續追蹤；b)?擷取使用者的手部影像以分別取得該使用者的手部末端位置，以及手肘位置或肩膀位置；c)計算取得該手部末端位置至該手肘或肩膀位置間的指向向量；d)計算該指向向量延伸投射至目標平面的交點決定該指向位置。

進一步地，于步驟b中該手部末端位置藉由以下方式取得：濾出該手部末端附近位置的有效深度；平均該有效深度以取得該手部末端位置并持續追蹤。

進一步地，于步驟b中該手肘位置藉由以下方式取得：濾出連接該手部末端的手肘附近位置的有效深度；平均該有效深度以取得該手肘位置。

進一步地，于步驟b中該肩膀位置藉由以下方式取得：濾出連接該手部末端的肩膀附近位置的有效深度；平均該有效深度以取得該肩膀位置。

進一步地，于步驟d后包含有一步驟d1：d1)???判斷該指向位置是否投射至顯示屏上，若是，將該指向位置回傳使一目標對象移動至該指向位置。

進一步地，于步驟a之前包含有步驟a0至a1：a0)持續判斷是否有一個以上人員進入，若是，操作下一步驟；a1)持續判斷是否有人員在操控區塊范圍內，若是，則操作步驟a。

進一步地，于步驟d中，該指向位置由下列步驟取得：依據該手肘位置于該顯示屏所在平面上的投影建立一虛擬基準坐標并取得該手肘位置與該顯示屏所在平面間的垂直距離；藉由該指向向量計算取得該指向向量分別投影于yz平面及xz平面上時與Z軸間的二夾角；由該垂直距離與該二夾角取得一相對于該虛擬基準坐標的暫存坐標；將該暫存坐標與基準坐標相加，取得該手部指向該顯示屏所在平面于世界坐標上的指向位置。