CN101674428B

CN101674428B - 一种视频设备控制方法及视频播放设备和播放控制系统

Info

Publication number: CN101674428B
Application number: CN2009100185613A
Authority: CN
Inventors: 赵树斌; 马亮; 刘卫东
Original assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Current assignee: Hisense Visual Technology Co Ltd
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2029-09-18
Also published as: CN101674428A

Abstract

本发明公开了一种视频设备控制方法，包括：a、获得包含移动对象的视频数据；b、提取所述视频数据中所述移动对象的运动区域；c、判断所述运动区域是否在设定范围，若是则触发对应指令。本发明中，由于采集移动对象(例如人的手部)的运动区域，并与设定范围比较，从而判断用户是否选定对应的指令。故而可以摒弃现有的遥控器等的操控方式，直接运用移动对象对视频播放设备进行控制，更加方便，提高了用户使用的操作感受。本发明还提供一种视频播放设备及视频播放控制系统。

Description

一种视频设备控制方法及视频播放设备和播放控制系统

技术领域

本发明涉及视频设备领域，尤其涉及一种视频设备控制方法及视频播放设备和播放控制系统。

背景技术

随着电视功能的日益增加，现在的遥控器按钮数量也比从前大幅增加，面对集中在较小面积的遥控板上的诸多功能纷繁复杂的按键，人们在使用时往往不够方便，需要相对长时间来查找需要使用的按键。

另一方面，遥控器作为分离于电视机的设备，在实际使用往往容易遗失，或因摔落而损毁。

而手作为身体的一部分，相比任何工具是人们更喜欢直接使用的操作手段。所以，人们总是希望能有朝一日使用手直接控制电视内容的播放。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种简单方便的操控方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种视频设备控制方法，包括：

a、获得包含移动对象的视频数据；

b、提取所述视频数据中所述移动对象的运动区域；

c、判断所述运动区域是否在设定范围，若是则触发对应指令。

其中，所述步骤b包括：

b1、计算当前帧图像与其之前的一帧图像的对应像素的差值得到差值图像，以及与其之后的一帧图像的对应像素的差值得到差值图像；

b2、判断所述两个差值图像是否达到各自的阈值，以将所述两个差值图像二值化；

b3、二值化后的所述两个差值图像中表征运动区域的部分对应相同的为所述当前帧图像运动区域。

其中，步骤b中，b1之前还包括将所述视频数据进行灰度化处理的步骤；并且，所述阈值在对应差值图像的灰度范围内选取。

其中，所述阈值使得g最大，其中：

g＝P₀×(μ₀-μ)²+P₁×(μ₁-μ)²；

P₀为对应差值图像中大于等于所述阈值的像素占全部像素的比例；

P₁为所述对应差值图像中小于所述阈值的像素占全部像素的比例；；

μ₀为所述对应差值图像中大于等于所述阈值的像素的灰度平均值；

μ₁为所述对应差值图像中小于所述阈值的像素的灰度平均值；

μ为所述对应差值图像的总灰度平均值。

其中，所述步骤c包括以下步骤：

将所述运动区域的坐标范围与所述视频设备显示于其显示屏上的操控界面按钮的坐标范围进行比较，若二者坐标范围的交集占所述操控界面按钮的坐标范围的比例达到设定值，则触发所述操控界面按钮所对应的指令。

相应的，为了解决上述技术问题，本发明还提供一种视频播放设备，包括：

输入单元，用于获得包含移动对象的视频数据；

视频分析单元，用于提取所述视频数据中所述移动对象的运动区域；

控制单元，用于产生操控界面，并判断所述运动区域是否在所述操控界面的设定范围内，若是则触发对应指令；

显示单元，用于显示所述视频数据及所述操控界面。

其中，所述视频分析单元的提取所述移动对象的运动区域的过程包括：

计算当前帧图像与其之前的一帧图像的对应像素的差值得到差值图像，以及与其之后的一帧图像的对应像素的差值得到差值图像；

判断所述两个差值图像是否达到各自的阈值，以将所述两组差值二值化；

二值化后的所述两个差值图像中表征运动区域的部分对应相同的为所述当前帧图像运动区域。

其中，所述提取移动对象的运动区域的过程中，首先将所述视频数据进行灰度化处理，再执行后续过程；并且，所述阈值在对应差值图像的灰度范围内选取；所述摄像设备为普通摄像设备。

其中，所述阈值使得g最大，其中：

g＝P₀×(μ₀-μ)²+P₁×(μ₁-μ)²；

μ为所述对应差值图像的总灰度平均值。

其中，所述运动区域是否在所述操控界面的设定范围内通过以下方式确定：

将所述运动区域的坐标范围与所述视频设备显示于其显示屏上的操控界面按钮的坐标范围进行比较，若二者坐标范围的交集占所述操控界面按钮的坐标范围的比例达到设定值，则认为在设定范围内并触发所述操控界面按钮所对应的指令；

并且，所述视频播放设备为电视机。

另一方面，为了解决上述技术问题，本发明还提供一种视频播放控制系统，包括摄像设备，用于采集包含移动对象的视频数据；还包括如权利要求6至9中任一项所述的视频播放设备；所述摄像设备将所述采集的包含移动对象的视频数据输出至所述视频播放设备。

本发明中，由于采集移动对象(例如人的手部)的运动区域，并与设定范围比较，从而判断用户是否选定对应的指令。故而可以摒弃现有的遥控器等的操控方式，直接运用移动对象对视频播放设备进行控制，更加方便，提高了用户使用的操作感受。

附图说明

图1是本发明视频播放控制系统的一个实施例的示意图；

图2是图1所示实施例的系统结构示意图；

图3是图2所示实施例中电视机的一个实施例的结构示意图；

图4是基于图3所示实施例的视频设备控制方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

首先，简要说明本发明的原理。为了实现通过人的肢体姿态来控制视频设备，本发明在视频设备的基础上增加了摄像设备，由摄像设备来采集包含人体姿态的视频数据。并由所述视频设备对所述摄像设备所采集到的视频数据进行处理，提取其中的人体的姿态并得到运动区域，再判断该运动区域是否满足设定范围的要求，若是则认为用户选定了所述设定范围所对应的操作指令，进而执行该操作指令。

下面结合附图对本发明进行详细描述。

参考图1，图示了本发明视频播放控制系统的一个实施例的示意图。如图所述，其示出实际使用的一个环境。包括了电视机1及摄像头2，二者之间通过线路连接以实现将所述摄像头2所采集的视频数据输出至所述电视机1进行处理。同样，图2中也示出了这种数据的传输关系。

所述摄像头2为普通的2D摄像头，其采集输出的是普通的2D视频数据，相对于现有的3D摄像头进行视频采集及姿态控制，大大节省成本；该2D视频数据由所述电视机1进行处理，具体过程可以参考图3所示实施例。

参考图3，图示了图2所示实施例中电视机的一个实施例的结构示意图。如图所示，包括输入单元11、视频分析单元12、控制单元13、显示屏14。

其中，输入单元11用于接收所述摄像头2所采集的2D视频数据；

视频分析单元12，用于对所述输入单元11所接收的2D视频数据进行，并该视频数据的每一帧图像进行如下操作：

首先，将全部的视频数据转换灰度数据，即进行灰度化；

计算当前帧图像与其之前的一帧图像的对应像素的差值得到差值图像，以及计算与其后一帧图像的对应像素的差值得到差值图像。这里，由于采用同一摄像头进行采集，故得到的图像的像素大小是相等的，本操作是将当前帧的前后两帧图像的对应像素的灰度值相减，取其绝对值作为所述差值，而这些差值必然构成与原来两帧图像像素一一对应的差值图像。

经过上面的过程便产生了当前帧图像与前面一帧图像的差值所构成的差值图像(假设为前差值图像)，以及当前帧图像与后面一帧图像的差值所构成的差值图像(假设为后差值图像)。由于全部的视频数据已经灰度化，因而这里的差值也都是灰度数据。

对于所述前差值图像来说，遍历其全部像素的灰度值，选定使得类间方差g达到最大的值作为该前差值图像的阈值。取得该阈值后，将所述前差值图像的全部像素与该阈值进行比较，对于达到所述阈值的像素点设定为二进制1，没达到所述阈值的点设为二进制0，从而将所述前差值图像二值化。

同理，对于后差值图像来说也执行上述过程，将该后差值图像也二值化，在此不赘述。

对于二值化后的前差值图像和后差值图像，将其对应像素进行逻辑与操作得到二值图像。该二值图像中，逻辑1所表征的即为运动区域。

所述类间方差g通过以下方式计算：

g＝P₀×(μ₀-μ)²+P₁×(μ₁-μ)²；

在实际计算中，遍历所述前差值图像或后差值图像的全部像素的灰度值；

P₀为前差值图像中大于等于所述选定灰度值的像素占全部像素的比例；

P₁为前差值图像中小于所述选定灰度值的像素占全部像素的比例；；

μ₀为前差值图像中大于等于所述选定灰度值的像素的灰度平均值；

μ₁为前差值图像中小于所述选定灰度值的像素的灰度平均值；

当所述选定灰度值使得所述g最大，则认为所述选定灰度值为所述阈值。

同理，对于后差值图像来说，也可以通过上述方式来得到相应的阈值，在此亦不赘述。

可见，所述视频分析单元最终至少要获得运动区域的范围。

控制单元13，用于接收所述输入单元11所接收到的普通2D视频数据，将该数据解码后输出到所述显示屏14上显示；同时，还生成操控界面按钮(例如显示屏14上所示出的按钮一至按钮六)并输出至所述显示屏14上显示。这样一来，用户在显示屏14上便可以同时观看到自己及操控界面按钮。

所述控制单元13还用于判定所述视频分析单元12所得到的运动区域是否在设定范围内，若是在设定范围内，则触发执行对应的指令。在本实施例中，所述的设定范围为所述运动区域的坐标范围与所述操控界面按钮的坐标范围相重合的部分占所述操控界面按钮的坐标范围的比例，若该比例达到了设定的比例，则认为在设定范围内。

例如，从图3中的显示屏14可以看出，以其左下角为坐标原点，每个虚线格即表示一个像素。假设经过所述视频分析单元12确定了运动区域为该人在图中所示的右手部，该运动区域占据了(14，9)和(14，10)两个像素，而按钮一则占据了(14，10)、(15，10)、(16，10)、(17，10)四个像素。这样一来，二者相重合的部分即为像素(14，10)，也即一个像素。而所述按钮一占据四个像素，其比例为1/4；假设，所述设定的比例为1/5，由于1/4大于1/5，因而认为满足了设定的范围，认为该用户意图用右手来确定触发按钮一，此时所述控制单元13便对应执行按钮一的操作(例如，切换频道，调节亮度对比度等)。

当然，上述只是一个简单的举例，在实际中操控界面按钮一般要占据的像素数目较多。但是，原理相同。

参考图4，图示了基于图3所示实施例的视频设备控制方法的一个实施例的流程图。如图所示，包括以下步骤：

步骤S41，获得包含移动对象的视频数据。

此处的移动对象，在上述实施例中一般是指人或人的某个运动部位，或者是人所持的某个运动的器具。

所述视频数据为普通的2D视频数据，其可以通过普通的摄像头进行采集获取。

步骤S42，将所述视频数据灰度化。

本步骤的目的在于，减少资源占用，因为以同样的方式来处理彩色图像所占用的系统资源会远大于处理灰度图像的所占用的系统资源。

对于灰度化的具体过程，由于是公知的方法，故不多做说明。

步骤S43，计算当前帧图像与其之前一帧图像的对应像素差值得到差值图像；与其之后一帧图像对应像素的差值得到差值图像。并且，当差值为负数时则取其绝对值。

经过本步骤，便可以得到两个差值图像，分别是前一帧图像与当前帧图像的差值图像，后一帧图像与当前帧图像的差值图像。

由于，当前帧与其前后帧的像素均相等(来自同一采集设备连续采集的视频)，因而得到的两个差值图像的像素必然也与所述三个图像帧相同，其像素也是一一对应。

步骤S44，判断所述两组差值是否达到各自的阈值，以二值化。

即，判断所述两个差值图像中每个像素的值(也即灰度值)是否达到了该组所对应的阈值。

其中，所述阈值通过以下方式确定：

对于所述每个差值图像来说，遍历各自全部像素的灰度值，选定使得类间方差g达到最大的值作为对应差值图像的阈值。

取得该阈值后，将所述对应差值图像的全部像素与该阈值进行比较，对于达到所述阈值的像素点设定为二进制1，没达到所述阈值的点设为二进制0，从而将所述前差值图像二值化。其中，二进制1为表征运动区域的部分。

所述类间方差g通过以下方式计算：

g＝P₀×(μ₀-μ)²+P₁×(μ₁-μ)²；

在计算中，遍历对应差值图像的全部像素的灰度值以使得所述g最大；其中，

P₀为对应差值图像中大于等于所述选定灰度值的像素占全部像素的比例；

步骤S45，二值化后的所述两个差值图像中表征运动区域的部分对应相同的为所述当前帧图像的运动区域。

本步骤中，具体可以对两个差值图像的对应像素进行逻辑与操作得到二值图像。该二值图像中，逻辑1所表征的即为运动区域。

步骤S46，判断所述运动区域是否在设定范围，若是则触发对应指令。

所述的设定范围为所述运动区域的坐标范围与所述操控界面按钮的坐标范围相重合的部分占所述操控界面按钮的坐标范围的比例，若该比例达到了设定的比例，则认为在设定范围内。

具体可以参考图3所示实施例中的举例。

步骤S47，结束。

对于图1至图4实施例中相同的部分为避免重复阐述可以相互参考。

需要说明的是，上述各个实施例中，所述当前帧的之前和之后两个帧优选的为紧邻所述当前帧的前后两帧。这样的好处在于，紧邻当前帧的前后两帧最能反映移动对象的运动区域的变化情况，使得运动区域的计算更加准确可靠。

而采用普通摄像头采集普通的2D视频数据的目的在于降低成本，因为2D摄像设备的价格要远低于3D摄像设备。

在上述各个实施例中，所述当前帧的运动区域与所述操控界面按钮的坐标重合部分的计算中，是选取的所述当前帧图像的分辨率与所述显示屏的分辨率相同的情形。例如，当前帧的分辨率为800×600，所述显示屏的分辨率也为800×600，此时二者的坐标系是统一的，所述当前帧图像上的每个像素与所述显示屏的每个点均是一一对应，因而无需转换，直接按照上文的描述进行处理即可。但是，当二者的坐标系不一致时，也可以实现本发明的发明目的，但是效果较一般；因而就需要进行转换，以使得控制更加准确。

当所述坐标系不一致时，假设所述当前帧图像的分辨率为M×N，所述显示屏的分辨率为A×B时，则可以得到比例因子A/M与B/N，其分别是二者对应边的比例。通过该比例因子，便可以将所述当前帧图像上的运动区域的坐标范围转换到所述显示屏(例如液晶屏)上，这样与所述操控界面按钮的坐标系便统一起来，可以进行是否满足设定范围的计算。

例如，在当前帧的坐标系中确定的运动区域包含的某一点坐标为(H，K)，则经过转化后，在显示屏中的坐标为(HA/M，KB/N)。

可以预见，若所述当前帧图像的分辨率M×N，所述显示屏的分辨率A×B中，M/N与A/B相等时，所述转换后的对应会更加准确，控制也会更加准确。

在本发明的再一个实施例中，在图4所示的流程的基础上，在步骤S46中，除了判断所述运动区域是否在设定范围内，还要判断满足该条件的连续的图像帧的个数是否达到了设定值(该功能可由所述控制单元13完成)，若这两个条件均满足，则触发所述对应指令。

这里，加上上述判断的目的在于，防止用户随意的移动，致使产生误判断；只有当运动区域在某一按钮上停留的帧数达到设定值(也可以说停留的时间达到设定值，因为对于同一摄像设备，其同一时间的fps值是一定的，因而连续帧数的确定，其时间也必然是确定的)时，才认为用户确定要选择此按钮。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种视频设备控制方法，包括：

a、获得包含移动对象的视频数据；

b、提取所述视频数据中所述移动对象的运动区域；

c、判断所述运动区域是否在设定范围，若是则触发对应指令；

其中，所述步骤b包括：

b1、将所述视频数据进行灰度化处理；

b2、计算当前帧图像与其之前的一帧图像的对应像素的差值得到差值图像，以及与其之后的一帧图像的对应像素的差值得到差值图像；

b3、判断所述两个差值图像是否达到各自的阈值，以将所述两个差值图像二值化；

b4、二值化后的所述两个差值图像中表征运动区域的部分对应相同的为所述当前帧图像运动区域；

所述阈值在对应差值图像的灰度范围内选取；并且，所述阈值使得g最大，其中：

g＝P₀×(μ₀-μ)²+P₁×(μ₁-μ)²；

μ为所述对应差值图像的总灰度平均值。

2.根据权利要求1所述的视频设备控制方法，其特征在于，所述步骤c包括以下步骤：

3.一种视频播放设备，包括：

输入单元，用于获得包含移动对象的视频数据；

显示单元，用于显示所述视频数据及所述操控界面；

其中，所述用于提取视频数据中所述移动对象的运动区域的视频分析单元包括：

将所述视频数据进行灰度化处理的模块；

计算当前帧图像与其之前的一帧图像的对应像素的差值得到差值图像，以及与其之后的一帧图像的对应像素的差值得到差值图像的模块；

判断所述两个差值图像是否达到各自的阈值，以将所述两组差值二值化的模块；

二值化后的所述两个差值图像中表征运动区域的部分对应相同的为所述当前帧图像运动区域；

所述阈值在对应差值图像的灰度范围内选取，并且所述阈值使得g最大，其中：

g＝P₀×(μ₀-μ)²+P₁×(μ₁-μ)²；

μ为所述对应差值图像的总灰度平均值。

4.根据权利要求3所述的视频播放设备，其特征在于，所述运动区域是否在所述操控界面的设定范围内通过以下方式确定：

并且，所述视频播放设备为电视机。

5.一种视频播放控制系统，包括摄像设备，用于采集包含移动对象的视频数据；还包括如权利要求3或4所述的视频播放设备；所述摄像设备将所述采集的包含移动对象的视频数据输出至所述视频播放设备。