[發(fā)明專利]用于檢測和跟蹤一個物體上多個部位的系統和方法

有效

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• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103996019B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 唐學燕;丁游
• 申請（專利權）人: 香港應用科技研究院有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06T7/73
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產權代理有限公司44223
• 代理人: 江耀純

【技術領域】

本發(fā)明涉及一種跟蹤或檢測物體姿勢的方法，特別涉及一種實時跟蹤或檢測人手姿勢的方法以及一種用于實施該方法的系統。

【背景技術】

許多先進的圖像處理應用程序都會要求有一個物體跟蹤模塊，該模塊可以可靠和迅速地跟蹤物體上一個或多個特征點。其中一個這樣的應用程序就是手勢識別，這是一種先進的人機界面技術，用戶甚至沒有觸摸計算設備，就可以命令和控制該設備來執(zhí)行某些操作。用戶只要以一定的模式來揮舞他/她的一只或兩只手，計算設備就依靠該物體跟蹤模塊來檢測和跟蹤手部運動。

【發(fā)明內容】

根據上述背景情況，本發(fā)明的一個目的是提供一種跟蹤或檢測物體的方法，如檢測一個手勢。

因此在一個方面，本發(fā)明是一種檢測一個物體至少一個預定部位的姿勢的方法。它包括步驟：從由第一圖像傳感器拍攝的第一圖像中提取第一物體的形狀；計算第一物體形狀的一個預定區(qū)域內的預定部位的特征尺寸值；根據特征尺寸值構建掩膜；通過將掩膜應用在第一物體形狀上，從第一物體形狀中提取出預定部位的輪廓；識別出預定部位的輪廓中的至少一個預定特征點；從而檢測出預定部位的姿勢。

在一個實施例中，計算特征尺寸值還包括步驟：確定所述物體的一個參考部位的一個參考值，其中所述參考部位不同于所述至少一個預定部位；根據參考值計算多個閾值。

在另一個實施例中，計算特征尺寸值還包括步驟：根據第一組多個閾值，確定多個分割邊界；根據分割邊界，從所述第一物體形狀中提取出預定區(qū)域；根據第二組多個閾值；在所述預定區(qū)域內識別出所述預定部位；在所述預定區(qū)域內測量所述預定部位的尺寸值；根據所述預定區(qū)域內的所述預定部位的尺寸值，計算特征尺寸值。

在另一個實施例中，計算特征尺寸值還包括步驟：根據所述預定區(qū)域內的所述預定部位的尺寸值，計算一組識別因子；計算特征尺寸值，即為所述尺寸值的加權平均，其中加權平均的加權因子是基于所述組區(qū)別因子和裕度系數。

在另一個實施例中，檢測一個物體至少一個預定部位的姿勢的方法還包括步驟：根據所述特征尺寸，更新所述第一組和第二組的多個閾值。

在另一個實施例中，構建步驟還包括以下步驟：在第一個物體形狀上進行腐蝕操作，從而形成腐蝕形狀；在腐蝕形狀上進行膨脹操作，形成掩膜；其中腐蝕操作和膨脹操作的結構元素大小是基于特征尺寸值的。在又一實施例中，所述結構元素的大小是特征尺寸值的一半。

在另一個實施例中，所述識別步驟還包括以下步驟：在所述預定部位的輪廓中，識別出所述物體的每個預定部位；對所述第一圖像中的每個預定特征點，確定至少一個第一特征點位置。

在另一個實施例中，所述物體是人手；所述至少一個預定部位是人手手指，所述至少一個預定特征點是手指指尖。該方法還包括步驟：建立一個感興趣區(qū)域，所述感興趣區(qū)域即是包圍住所述第一圖像輪廓中的手指的區(qū)域；通過搜索感興趣區(qū)域內的凸點，找到指尖的坐標。

在另一個實施例中，檢測一個物體至少一個預定部位的姿勢的方法還包括步驟：從由第二圖像傳感器拍攝的第二圖像中，提取出所述物體的第二物體形狀；計算第二物體形狀的第二預定區(qū)域內的所述預定部位的第二特征尺寸值；根據所述第二特征尺寸值構建第二掩膜；通過將所述第二掩膜應用在第二物體形狀上，從第二物體形狀中提取出所述預定部位的第二輪廓；識別出所述預定部位的第二輪廓中的至少一個預定特征點；確定第二圖像中每個預定特征點的第二特征點位置；根據所述第一特征點位置和所述第二特征點位置，確定每個特征點的三維坐標；其中所述第一圖像和第二圖像是同時拍攝的，所述第二圖像傳感器和所述第一圖像傳感器相隔一個預定距離。在另一個實施例中，確定三維坐標的步驟是基于三角測量方法的。

根據本發(fā)明的另一個方面，披露了一種識別一個物體的至少一個預定部位的方法，包括步驟：獲得所述物體的一個模型的；從第一圖像中提取出所述物體的一個物體形狀；根據所述模型，計算所述物體形狀中的至少一個預定部位的一個特征尺寸值；根據所述特征尺寸值構建掩膜；通過將所述掩膜應用在所述物體上，從所述物體形狀中提取出至少一個預定部位的輪廓；從所述輪廓中識別出所述至少一個預定部位。在一個實施例中，所述模型描述的是至少一個預定部位和所述物體之間的至少一個關系。