CN101581966A - 利用动作辨识操作个人计算机的操作方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用动作辨识操作个人计算机的操作方法及其系统，该操作方法包括：提供一第一颜色指套与一第二颜色指套，并将其分别佩戴于使用者手指；撷取具有该些颜色指套的多张数字图像；令个人计算机分别将该第一颜色指套设定为一第一指标与该第二颜色指套设定为一第二指标；从该些数字图像中选取一基准图像与一对比图像；进行一动作辨识程序，根据该第一指标对该第二指标在该基准图像与该对比图像中的所在位置与距离变化，用以输出一操控指令；以及进行一命令控制程序，使得个人计算机根据该操控指令用以执行相应的应用程序。本发明使得计算机依据使用者的手指动作执行相应的操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种个人计算机的操作方法及其操作系统，特别是涉及一种令个人计算机可依据使用者的手指动作执行相应的操作的方法及其系统。
背景技术
目前使用者皆是通过键盘、鼠标、手写版或游戏杆等输入设备操作个人计算机。为了能更便利的操作，近年来有人提出以触碰式面板(touch panel)作为输入设备。最明显的例子就是平板计算机(Tablet PC)，其利用触碰式面板与画面相结合。平版计算机的操作方式是由使用者在画面上点选相应的功能。这样一来，平版计算机就不需键盘与鼠标，平版计算机也可以达到相同的输入效果。
触碰式面板主要分为电阻式与电容式面板。电阻式触控屏幕是目前使用量最多的一个技术，电阻式的驱动原理是用电压降的方式来找坐标轴，电阻式触控屏幕中的X轴和Y轴各由一对0~5V的电压来驱动。当电阻式触控屏幕被触碰时，由于回路被导通，而会产生电压降，而控制器会根据电压差计算出相应的坐标轴。
但是触碰式面板的成本远高于键盘及鼠标的成本，所以并无法有效地取代其输入界面。而且触碰式面板有其点选次数，使得触碰式面板的使用寿命受到相当大的限制。
还有人提出利用图形化辨识作为个人计算机操作的输入接口。中国台湾发明专利第158066号公开了一种使用手指动作为准的输入数据的数据处理系统。第158066号利用多个鼠标按键并结合画面所显示的按键顺序，使得个人计算机用以执行相应的应用程序。为能实现第158066号的操作方式需要额外设置一相应的鼠标，使用者需要根据画面上的按键顺序来进行操作。使用者在进行操作时，会出现无法实时找到对应按键，使得操控指令无法正确的被执行。
发明内容
本发明解决的主要技术问题在于，提供一种利用动作辨识进而操作个人计算机的操作方法及其系统，令计算机依据使用者的手指动作执行相应的操作。
为达上述目的，本发明公开了一种利用动作辨识操作个人计算机的操作方法，个人计算机通过摄像单元撷取使用者的手指动作，用以执行相应的应用程序，该操作方法包括下列步骤：
提供一第一颜色指套与一第二颜色指套，并将其分别配戴于使用者手指；撷取具有该些颜色指套的多张数字图像；令个人计算机分别将该第一颜色指套设定为一第一指标与该第二颜色指套设定为一第二指标；从该些数字图像中选取一基准图像与一对比图像；进行一动作辨识程序，根据该第一指标对该第二指标在该基准图像与该对比图像中的所在位置与距离变化，用以输出一操控指令；以及进行一命令控制程序，使得个人计算机根据该操控指令用以执行相应的应用程序。
所述操作方法还包括，设定一选取窗口，当侦测到该第一指标与该第二指标存在于该选取窗口中，开始执行该动作辨识程序。
该动作辨识程序还根据一第三颜色指套决定一第三指标，并且该动作辨识程序根据该第一指标对该第二指标与该第三指标在该基准图像与该对比图像中的相对距离与位移变化量，用以触发相应的应用程序。
所述操作方法还包括，于进行该动作辨识程序前还包括建立一动作-命令指令表，记录该动作辨识程序中该些指标的位置变化组合至该动作-命令指令表中，并且根据其位置变化组合指派相应的应用程序。
本发明还公开了一种操作系统，该操作系统中包括有摄像单元与个人计算机，个人计算机通过摄像单元撷取使用者的手指动作，用以执行相应的应用程序，该操作系统包括：
一第一颜色指套，具有第一颜色并可配戴于使用者手指；一第二颜色指套，具有第二颜色并可配戴于使用者手指；一动作辨识程序，从该些数字图像中选取一基准图像与一对比图像，该动作辨识程序根据该些数字图像中使用者手指所配戴的第一颜色指套设定为一第一指标，使用者手指所配戴的第二颜色指套设定为一第二指标，并且根据该第一指标在该基准图像与该对比图像中的所在位置、该第二指标在该基准图像与该对比图像中的所在位置、和在该基准图像与该对比图像间该第二指标对该第一指标的距离变化，用以输出一操作指令；一命令控制程序，个人计算机根据该操控指令用以执行相应的应用程序；一储存单元，设置于该个人计算机中，该储存单元用以储存该些数字图像、该动作辨识程序与该命令控制程序；以及一处理单元，设置于该个人计算机中，该处理单元电性连接于该储存单元，该处理单元用以执行该动作辨识程序。
所述操作系统，还包括有一第三颜色指套且具有第三颜色，该动作辨识程序还根据该第三颜色指套用以设定一第三指标，并且该动作辨识程序根据该第一指标对该第二指标与该第三指标在该基准图像与该对比图像中的相对距离与位移变化量，用以触发相应的应用程序。
该第一颜色指套的颜色、该第二颜色指套的颜色与该第三颜色指套的颜色相异。
所述操作系统还包括一动作-命令指令表，根据动作辨识程序根据该动作辨识程序中该些指标的位置变化，建立其相应的该动作-命令指令表。
本发明根据使用者手指尖端所配戴的颜色指套，追踪与辨识其手指动作的轨迹，以触发个人计算机中相应的应用程序，令计算机依据使用者的手指动作执行相应的操作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的运作流程示意图；
图3为本发明的手指动作示意图；
图4为本发明的手指动作与应用程序的动作-命令指令表；
图5分别为各种手指动作示意图；
图6为第一指标对其他指标间的距离变化示意图；
图7为第一指标对其他指标间的距离变化示意图；
图8为第一指标与第二指标的位置示意图。
其中，附图标记：
100 操作系统 110 个人计算机
120 储存单元 121 动作辨识程序
122 命令控制程序 123 动作-命令指令表
130 处理单 140 摄像单元
151 第一颜色指套 152 第二颜色指套
311 第一指标 312 第二指标
313 第三指标 320 选取窗口
具体实施方式
本发明利用个人计算机与摄像单元的结合，并根据使用者的手指动作命令个人计算机执行相应的操作。请参考图1所示，为本发明的结构示意图。本发明中的操作系统100包括：个人计算机110与摄像单元140。摄像单元140电性连结于个人计算机110，摄像单元140用以撷取多张数字图像。摄像单元140可以是但不限定为网络摄影机(web cam)、数字相机或其它图像来源。此外，在个人计算机110中至少包括有：储存单元120、动作辨识程序121、命令控制程序122、动作-命令指令表123与处理单元130。
处理单元130电性连接于储存单元120，处理单元130用以执行动作辨识程序121以及设定第一指标与第二指标。在本实施例中，任选使用者的一于指配戴第一颜色指套151使得个人计算机110根据第一颜色指套151将其识别为第一指标。另外，再从使用者的其它手指中选择其一，配戴第二颜色指套152。同样地，令个人计算机110将第二颜色指套152识别为第二指标。同理，本发明还可以增加颜色指套数量。颜色指套可以利用具有不同颜色的指套或不同颜色的发光二极管(LED)来实现。在最佳的实施例中，颜色指套的颜色均各自相异。举例来说，第一颜色指套151的颜色可以是红色；第二颜色指套152的颜色为绿色；第三颜色指套的颜色为蓝色。
动作辨识程序121用以从数字图像中选取基准图像与对比图像，根据第一指针对第二指标在基准图像与对比图像中的所在位置与距离变化。以距离变化为例，以基准图像中的第一指标为基准点，计算基准图像中第一指标与第二指标的距离。接着，再以对比图像中第一指标为基准点，计算对比图像中第一指标与第二指标的距离。最后，计算在基准图像与对比图像中两者距离变化量。若距离变化量符合所设定的变化程度时，则输出一操作指令。除了上述的距离变化外，对于三个以上的指标还可以利用指标间的位置变化、指标间的方向变化作为其设定。
当命令控制程序122接收到操控指令时，个人计算机110根据操控指令用以执行相应的应用程序。换句话说，就是根据第一指标与第二指标的移动变化来判断是否执行相应的应用程序。储存单元120设置于个人计算机110中，储存单元120用以储存数字图像与动作辨识程序121。
请参考图2所示，为本发明的运作流程示意图。本发明运作流程包括下列步骤：首先，提供第一颜色指套与第二颜色指套(步骤S210)。
个人计算机根据不同的颜色指套用以决定相应的指标(步骤S220)。举例来说，个人计算机会根据使用者所配戴的第一颜色指套151将其设定为第一指标，及使用者所配戴的第二颜色指套152用以决定第二指标。同理，个人计算机110可以根据颜色指套的数量设定相应数量的指标。接着，建立动作-命令指令表(步骤S230)，用以设定各指标的位置变化组合及其相应执行的应用程序至动作-命令指令表123中。
撷取多张数字图像(步骤S240)。从数字图像中选取基准图像与对比图像(步骤S250)。一般而言，摄像单元140在运行过程会持续的撷取数字图像。在本实施例中以连续的两张数字图像分别设定为基准图像与对比图像。除了连续的数字图像外，也可以依照撷取固定张数间隔的数字图像作为基准图像与对比图像。接着，设定选取窗口(步骤S260)，当个人计算机110侦测到第一指标与第二指标存在于选取窗口中，则开始执行动作辨识程序121。
进行动作辨识程序(步骤S270)，根据第一指标分别在基准图像与对比图像中的所在位置、第二指标分别在基准图像与对比图像中的所在位置和在基准图像与对比图像间第二指标对第一指标的距离变化输出操控指令。执行命令控制程序(步骤S280)，个人计算机110根据操控指令查找动作-命令指令表123，并执行相应的应用程序。
为方便解说本发明运作，在此以三只手指作为本实施例的运作进行解说。请参考图3所示，为本发明的手指动作示意图。根据使用者所配戴的第一颜色指套151、第二颜色指套152与第三颜色指套，分别用以设定第一指标311、第二指标312与第三指标313。在图3中以饼图块视为不同的指标，而箭头方向代表的是指标的运动方向。
请参考图4所示，为本发明的手指动作与应用程序的动作-命令指令表123。记录各指标的位置变化组合，并且建立其所欲执行的应用程序。其中，指标的位置变化根据连续的两张数字图像中第一指标311、第二指标312与第三指标313的位置变化。请配合图5所示，分别为各种手指动作示意图。
以图5为例，图5的左图为使用者欲进行手指动作前使用者的手指位置。图5中的左图可以视为动作辨识程序121中的基准图像，而图5的右图则为动作辨识程序121的对比图像。在图5中所欲进行的是旋转的手指动作，所以在进行旋转手指动作后，就如同图5的右图所示的手指动作。个人计算机110根据第一指标311与第二指标312、第一指标311与第三指标313在不同数字图像中相应的位置作为变化的依据。之后，使用者根据此一手指的动作指派一个相应的应用程序。
除了根据各指标间的位置作为变化的依据，也可以根据指标间的距离及运动方向作为不同的依据。图6与图7分别为第一指标311与其它指标间的距离变化。在图6中第一指标311、第二指标312与第三指标313同时向外侧移动，所以使得第一指标311与第二指标312的距离、第一指标311与第三指标313的距离同时产生变化。
相反的，在图7中第一指标311、第二指标312与第三指标313同时向内侧移动，所以使得第一指标311与第二指标312的距离、第一指标311与第三指标313的距离同时产生变化。根据上述的各种变化，使用者可以分别指派相应的应用程序。
除了上述利用一个指标做为基准判断外，本发明也可以根据多个指标间的距离变化(或运动方向、位置变化)作为判断。举例来说，图8中以固定第一指标311与第二指标312的位置，仅移动第三指标313，所以第一指标311对第三指标313的距离与第二指标312对第三指标313的距离会同时被改变。根据上述的变化，使用者可以分别指派相应的应用程序。
从摄像单元140所撷取的数字图像中设定一个选取窗口320，使得个人计算机110侦测到第一指标311与第二指标312存在于选取窗口320中，则开始执行动作操作程序。选取窗口320可以是数字图像中的部分区域，也可以是整个数字图像。个人计算机110执行动作辨识程序121，根据第一指标311分别在基准图像与对比图像中的所在位置、第二指标312分别在基准图像与对比图像中的所在位置和在基准图像与对比图像间第二指标312对第一指标311的距离变化，发出相应的操控指令用以执行相应的应用程序。
本发明根据使用者手指尖端所配戴的颜色指套，用以追踪与辨识其手指动作的轨迹，借以触发个人计算机110中相应的应用程序，令计算机依据使用者的手指动作执行相应的操作。
虽然本发明以实施例公开如上，但并非用以限定本发明，任何具有本发明的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改皆属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1、一种利用动作辨识操作个人计算机的操作方法，个人计算机通过摄像单元撷取使用者的手指动作，用以执行相应的应用程序，其特征在于，该操作方法包括下列步骤：
提供一第一颜色指套与一第二颜色指套，并将其分别配戴于使用者手指；
撷取具有该些颜色指套的多张数字图像；
令个人计算机分别将该第一颜色指套设定为一第一指标与该第二颜色指套设定为一第二指标；
从该些数字图像中选取一基准图像与一对比图像；
进行一动作辨识程序，根据该第一指标对该第二指标在该基准图像与该对比图像中的所在位置与距离变化，用以输出一操控指令；以及
进行一命令控制程序，使得个人计算机根据该操控指令用以执行相应的应用程序。
2、如权利要求1所述的利用动作辨识操作个人计算机的操作方法，其特征在于，设定一选取窗口，当侦测到该第一指标与该第二指标存在于该选取窗口中，开始执行该动作辨识程序。
3、如权利要求1所述的利用动作辨识操作个人计算机的操作方法，其特征在于，该动作辨识程序还根据一第三颜色指套决定一第三指标，并且该动作辨识程序根据该第一指标对该第二指标与该第三指标在该基准图像与该对比图像中的相对距离与位移变化量，用以触发相应的应用程序。
4、如权利要求1所述的利用动作辨识操作个人计算机的操作方法，其特征在于，于进行该动作辨识程序前还包括建立一动作-命令指令表，记录该动作辨识程序中该些指标的位置变化组合至该动作-命令指令表中，并且根据其位置变化组合指派相应的应用程序。
5、一种配合权利要求1的操作系统，该操作系统中包括有摄像单元与个人计算机，个人计算机通过摄像单元撷取使用者的手指动作，用以执行相应的应用程序，其特征在于，该操作系统包括：
一第一颜色指套，具有第一颜色并可配戴于使用者手指；
一第二颜色指套，具有第二颜色并可配戴于使用者手指；
一动作辨识程序，从该些数字图像中选取一基准图像与一对比图像，该动作辨识程序根据该些数字图像中使用者手指所配戴的第一颜色指套设定为一第一指标，使用者手指所配戴的第二颜色指套设定为一第二指标，并且根据该第一指标在该基准图像与该对比图像中的所在位置、该第二指标在该基准图像与该对比图像中的所在位置、和在该基准图像与该对比图像间该第二指标对该第一指标的距离变化，用以输出一操作指令；
一命令控制程序，个人计算机根据该操控指令用以执行相应的应用程序；
一储存单元，设置于该个人计算机中，该储存单元用以储存该些数字图像、该动作辨识程序与该命令控制程序；以及
一处理单元，设置于该个人计算机中，该处理单元电性连接于该储存单元，该处理单元用以执行该动作辨识程序。
6、如权利要求5所述的配合权利要求第1项的操作系统，其特征在于，还包括有一第三颜色指套且具有第三颜色，该动作辨识程序还根据该第三颜色指套用以设定一第三指标，并且该动作辨识程序根据该第一指标对该第二指标与该第三指标在该基准图像与该对比图像中的相对距离与位移变化量，用以触发相应的应用程序。
7、如权利要求6所述的配合权利要求第1项的操作系统，其特征在于，该第一颜色指套的颜色、该第二颜色指套的颜色与该第三颜色指套的颜色相异。
8、如权利要求5所述的配合权利要求第1项的操作系统，其特征在于，还包括一动作-命令指令表，根据动作辨识程序根据该动作辨识程序中该些指标的位置变化，建立其相应的该动作-命令指令表。
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