[發明專利]基于人體骨骼追蹤控制智能電視的人機交互方法

在審

• 申請號: 201610017797.5
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105681859A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 董文婷;徐凌宇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: H04N21/422
• 分類號: H04N21/422;G06F3/01
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及一種應用于智能電視的人機交互方法。

背景技術

智能電視擁有傳統電視廠商所不具備的應用平臺優勢。連接網絡后，能提供 IE瀏覽器、全高清3D體感游戲、視頻通話、家庭KTV以及教育在線等多種娛 樂、資訊、學習資源，并可以無限拓展，還能分別支持組織與個人、專業和業余 軟件愛好者自主開發、共同分享數以萬計的實用功能軟件。它將實現網絡搜索、 IP電視、視頻點播(VOD)、網絡新聞等各種應用服務。用戶可以搜索電視頻道 和網站，錄制電視節目，能夠播放衛星和有線電視節目以及網絡視頻。智能電視 將為廣大用戶打造一個可加載無限的內容、無限的應用的開放的系統平臺，并可 以根據自身需要進行個性化安裝，使電視永不過時。

對智能電視進行控制，一直沿用傳統電視機所使用的紅外遙控器的方法，能 夠完成開關機、選臺、音量控制等無腦化操作。但對智能電視的控制，這樣的操 作已經漸顯乏力，有些操作甚至已經無法實現。比如在瀏覽網頁時，遙控器無法 快速定位，費時費力；需要輸入文字或符號時，即便有虛擬鍵盤，同樣足夠繁瑣； 更可怕的是，隨著越來越多游戲應用的加入，很多游戲已經直接放棄使用傳統遙 控器。

針對以上情況，各個智能電視廠家也都推出了相應的解決方案，然而目前并 沒有一家敢稱之為完美。下面將對目前智能電視的幾種常見操控設備進行總結， 悉數其優缺點。

傳統遙控器：目前仍為主流的控制器，能夠實現對電視功能的操作。其優點 為操作簡單，符合用戶的傳統使用習慣。缺點為定位困難，無滑動指針，輸入方 式繁瑣。

全鍵盤觸摸遙控：鑒于多數遙控裝置的輸入困難，而這在智能電視的應用中 又是很關鍵的一環，于是有部分廠商推出了全鍵盤觸摸遙控，正面與普通遙控器 一樣，但是背面比全鍵盤手機的鍵盤還多了一塊觸摸區，集普通遙控與智能遙控 一體，使用時不需要來回更換設備。其優點為輸入方便，操控設備一體。缺點為 成本較高，鍵盤按鍵密集不適合老年人使用。

鍵盤鼠標：鍵盤鼠標的PC版標配也被移植到了電視機上，如今很多智能電 視都支持USB外接鍵盤鼠標操作，部分機型甚至支持無線鍵鼠，與普通遙控各 司其職，是目前最簡易實用的操控設備，只是在響應速度上還無法達到與電腦上 一樣的體驗效果。其優點為上手容易，設備通用，操控簡便。缺點為有線鍵鼠使 用距離太近，無線鍵鼠則反應稍顯遲鈍。

手機、平板電腦：目前基于安卓系統的智能電視推出的一項新應用——多屏 互動。在電視或手機平板等智能終端安裝多屏互動app后，手機、平板即可變身 為虛擬遙控，實現電視機的間接觸摸控制。其優點是觸控操作，使用起來方便， 無需其他遙控設備輔助。缺點為應用目前僅限安卓智能手機或平板電腦。

發明內容

本發明的目的是提供一種應用于智能電視的，方便快捷的人機交互方法。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種基于人體骨骼追蹤控制 智能電視的人機交互方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步、將智能電視與Kinect傳感器相連，在智能電視自帶的智能系統中 對是否進入姿態識別控制的手勢進行定義，將進入姿態識別控制及不進入姿態識 別控制定義為不同的手勢；

第二步、根據實際測量得到的人體手掌的大小，計算得到手掌區域的大小， 控制者做出手勢后，利用Kinect傳感器上的深度傳感器來獲取深度圖像，在該 深度圖像上根據計算得到的手掌區域大小及手掌坐標截取實時手掌圖像，對實時 手掌圖像進行二值化處理后，得到實時手勢圖；

第三步、將實時手勢圖與已定義的手勢進行比較，若為進入姿態識別控制， 則進入下一步，否則，Kinect傳感器繼續等待捕捉圖像；

第四步、進入姿態識別控制后，通過Kinect傳感器實現骨骼追蹤，完成真 人到虛擬人的映射，控制者以一只手的動作完成光標的移動，以另一只手的動作 完成功能操作，其中：

以一只手的動作完成光標的移動包括以下步驟：

提取虛擬人中的手肘點和手掌點，以手肘點為圓心，預設的長度為半徑做圓， 形成手肘圓，當手掌點位于手肘圓內或位于手肘圓上時，不進行操作，當手掌點 位于手肘圓外時，根據手肘圓圓心指向手掌點的方向來控制光標的移動方向；

以另一只手的動作完成功能操作包括以下步驟：