[發明專利]一種基于動態手勢和人臉識別的燈具控制系統

有效

• 申請號: 201811453733.5
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109542233B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 楊蕊;蔣大宇;杜國銘;李美娟;趙雪潔;竇振龍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱拓博科技有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06K9/00;H05B47/105
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于動態手勢和人臉識別的燈具控制系統，其特征在于：包括主控模塊、視頻采集模塊、處理分析模塊、數據傳輸模塊和燈具控制模塊；

所述主控模塊用于調用視頻采集模塊和處理分析模塊，以及控制各模塊之間控制信號的發送和接收；

所述視頻采集模塊用于采集用戶的視頻數據；

所述處理分析模塊用于接收視頻采集模塊采集的視頻數據，對視頻數據中用戶的手部進行檢測，檢測手部狀態和運動軌跡，當檢測到處理信號時，對之前手部的運動軌跡進行分析處理，當用戶的手勢運動軌跡與設定的模板軌跡重合時，給出手勢信號，并且同時進行人臉的檢測、人臉的識別和人臉表情的識別工作，然后根據手勢和人臉的狀態進行綜合的判斷給出燈具的控制信號，所述燈具的控制信號由所述主控模塊通過數據傳輸模塊傳送到燈具控制模塊；

所述燈具控制模塊用于接收燈具的控制信號從而控制燈具的狀態變化，并將燈具的變化狀態回傳給主控模塊。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于：所述主控模塊用于調用視頻采集模塊和處理分析模塊，以及控制各模塊之間控制信號的發送和接收，具體為：

步驟a：調用視頻采集模塊捕獲用戶的視頻數據；

步驟b：調用處理分析模塊處理視頻數據；

步驟c：重復步驟a~步驟b直至處理分析模塊返回手勢和人臉的狀態判斷結果；

步驟d：根據手勢和人臉的狀態判斷結果調用燈具控制模塊；

步驟e：燈具控制模塊根據主控模塊發送的控制信號變換燈具，并將燈具狀態回傳；

步驟f：主控模塊接收燈具控制模塊的回傳信號。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于：所述處理分析模塊具備基于視頻數據的人手檢測、人手運動軌跡識別、人臉的檢測、人臉的識別和人臉表情識別功能；具體流程為：

步驟1：接收主控模塊控制指令及視頻采集模塊采集的視頻數據；

步驟2：進行人手檢測；

步驟3：檢測手部狀態，直到發現軌跡開始手勢；

步驟4：對檢測到的人手進行跟蹤，記錄運動軌跡，同時通過RGB圖像進行人臉的檢

測，保存有效的人臉區域；

步驟5：發現軌跡結束手勢；

步驟6：對運動軌跡進行識別，當運動軌跡與預設模板軌跡相匹配時，并且根據人臉

檢測結果，對人臉提取特征，將特征值輸入到設計的人臉模型中，給出人臉識別結果，所述人臉識別結果包括人臉識別和表情識別，經過綜合的決策向主控模塊返回相應信號，并結束處理分析；當運動軌跡與預設模板軌跡不符時，返回步驟3繼續跟蹤；如果識別出有效手勢，但是人臉信息并沒有有效結果，那么人臉按照默認參數設定。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于：在人手檢測過程中選取連續的多幀作為備選，然后利用多幀中數據的中值來作為代表點，能有效的減少數據的抖動。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于：所述手勢的識別具體為：

第一步：手勢歸一化

（1）接收到開始指令時開始記錄軌跡點，經過運動手勢深度信息的判斷，去掉深度方向信息量，然后將運動的點記錄到軌跡中，直到發現停止的手勢；

（2）根據軌跡數組里每個點的二維坐標（X、Y）最大值與最小值求出上下左右的邊緣，求出該手勢路徑點最小外接矩形；

（3）手勢坐標歸一化：以手勢中心點為原點，將手勢里頂點歸一化到-1<=x<=1, -1<=y<=1空間中；

（4）手勢選擇歸一化：以求得的手勢中心為原點，將起始點旋轉到規定的方向；

（5）數組長度歸一化：將手勢路徑按照長度均勻劃分成N段，對手勢數據進行等距重采樣；

第二步：手勢相似度

規定軌跡的點乘為：

手勢相似：

由此根據兩個手勢的相似度計算出一個匹配分數，用戶輸入了一個手勢T，用該手勢的路徑和手勢樣本庫的所有樣本計算相似度，然后求出相似度最大的那個樣本，并且該匹配分數大于設定閥值，即可以判斷用戶輸入的手勢為手勢。