CN102055925A - 支持手势遥控的电视机及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种支持手势遥控的电视机及其使用方法，该电视机包括安装在电视机上的信号接收处理装置和与电视机分离，用红外敏感材料制成的手势遥控手套，所述的信号接收处理装置包括：CMOS红外传感器、红外发射单元、图像处理单元、手势识别单元和命令转换单元。本发明开创了一种电视机遥控的新思路，操作简单方便，为数字生活发展提出了一种新的选择。
Description
技术领域
本发明涉及电视机领域，尤其涉及一种支持手势遥控的电视机及其使用方法。
背景技术
手势是一种自然而直观的人机交流模式，基于计算机视觉的手势识别技术是新一代人机交互技术中不可缺少的关键技术，也是目前研究和应用较为广泛的人机交互技术之一。手势识别是根据人手的姿态以及变化过程来解释其高层次含义，提取出具有几何不变性的特征是其中的关键步骤，其难点在于手势目标的检测，以及手势特征的提取和识别。
随着数字电视的普及，越来越多的电视机具备了计算能力，而且数字处理能力越来越高，并出现了诸如网络电视等能够直接链接互联网的电视机，以及电视游戏一体机等各种具有超强计算处理能力的电视终端产品。这些电视机不在局限于传统的电视节目的收看，甚至可以直接在电视上浏览互联网信息，分享音视频内容，进行交互娱乐游戏等，传统的按键式遥控方式已经慢慢无法满足越来越多的内容选择和操作方式需求。基于计算机视觉的手势识别用于控制电视，无论是理论上还是实践上都是切实可行的。而现有技术中还没有出现用手势遥控电视机的产品。
因此，需要设计一套面向具备主流数字处理能力的数字电视，能够高效实现且计算成本较低的手势识别实现方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种支持手势遥控的电视机及其使用方法。
本发明提出的支持手势遥控的电视机包括安装在电视机上的信号接收处理装置和与电视机分离，用红外敏感材料制成的手势遥控手套，所述的信号接收处理装置包括：
CMOS红外传感器，用于获取由手势遥控手套前端红外敏感材料反射的红外图像数据，并接收特定波长的红外光信号；
红外发射单元，用于向电视机前端遥控区域发射特定波长的红外光；
图像处理单元，用于处理由CMOS红外传感器接收的图像数据，并对该图像数据进行处理，得出图像的特征及分类选择结果；
手势识别单元，其内存储有手势图像数据，用于将图像处理单元处理的红外图像结果与内置在手势识别单元内的手势图像数据对比，识别出用户的手势动作；
命令转换单元，根据手势识别单元判断的手势动作，转换成控制电视机的操作命令。
本发明中的手势遥控手套可以采用二维或三维动作向CMOS红外传感器反射红外光信号。
所述的图像处理单元包括图像预处理模块、特征提取模块、分类器特征选择模块，可以对用户手势输入提取的图像进行去噪处理、图像特征提取和分类处理。
本发明还提出一种使用上述电视机的方法，包括下列步骤：
(1)用户带上手势遥控手套，位于电视机前端进行手势遥控操作；
(2)CMOS红外传感器接收红外发射单元发射的红外光经手势遥控手套的红外敏感材料返回形成的连续图像帧；
(3)图像处理单元对CMOS红外传感器捕捉到的图像进行图像过滤噪音预处理、特征提取和分类选择，然后发送至手势识别单元对用户输入手势进行识别判断；
(4)命令转换单元将手势识别单元的识别结果转换为电视机终端能够识别的控制命令，完成遥控操作过程。
本发明开创了一种电视机遥控的新思路，操作简单方便，为数字生活发展提出了一种新的选择。
附图说明
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，其中：
图1是本发明电视机部分的结构框图；
图2是本发明实施例电视机面板的示意图；
图3a-图3d是本发明手势动作示意图；
图4本发明方法的流程图。
具体实施方式
本发明的核心思想是在电视前面板加装CMOS红外传感器和红外发射单元，配合用户佩戴的由红外敏感材料制成的手套，当用户佩戴手套的手处于CMOS红外传感器的成像可视范围内时，手套上的红外敏感材料反射红外光到CMOS红外传感器上形成红外传感图像，人手覆盖红外敏感材料的图像形成对比度很高的光斑区域，从而极大的降低了手势识别单元对图像进行预处理和特征提取的难度，有效提高手势识别效率和准确度。手势识别单元中预先内置了多个用于控制电视的手势特征模版图像数据，手势识别单元对经过预处理的图像特征进行提取，然后将其与手势特征模版进行匹配，从而判断出当前手势所对应的控制命令。
本发明提出的支持手势遥控的电视机包括安装在电视机上的信号接收处理装置和与电视机分离，用红外敏感材料制成的手势遥控手套，如图1和图2所示，所述的信号接收处理装置包括：
CMOS红外传感器1，负责获取由手势遥控手套前端红外敏感材料反射的红外图像数据，接收且仅接收特定波长红外光信号；
红外发射单元2，负责向电视机壳外发射特定波长的红外光，用于手势遥控手套向CMOS红外传感器反射信号；
图像处理单元，负责处理由CMOS红外传感器接收的图像数据，识别并跟踪带有红外敏感手套的用户手势形成的光斑区域；
手势识别单元，负责根据图像处理单元的红外图像处理结果，与内置在手势识别单元内的手势图像数据经对比，识别用户的手势动作；
命令转换单元，负责根手势识别单元，控制焦点在电视屏幕上的显示和更新绘制。
本发明中，用户手势输入属于原始数据获取阶段，可以采用二维或三维图像的形式由CMOS红外传感器负责采集。
本发明中的图像处理单元包括图像预处理模块、特征提取模块、分类器特征选择模块。图像预处理模块对接收的图像进行预处理，去除噪声并加强有用的信息。本发明中红外传感器只采集特定波长的红外信号，有效降低噪声的影响。特征提取模块对经过预处理的图像进行图像特征提取。分类器特征选择模块在特征空间中用统计方法把被识别手势对象归为特定类别，基本的做法是在样本训练的基础上确定某个判断规则，使得按照这种规则对被识别手势对象进行分类所造成的错误识别率最小。
手势识别单元根据用户手势输入提取的图像特征，与分类器中的特征进行匹配，从而进行识别决策，判断出当前输入手势的识别结果。
本发明提出的使用上述电视机的方法，包括下列步骤：
(1)用户带上手势遥控手套，位于电视机前端进行手势遥控操作；
(2)CMOS红外传感器接收红外发射单元发射的红外光经手势遥控手套的红外敏感材料返回形成的连续图像帧；
(3)图像处理单元对CMOS红外传感器捕捉到的图像进行图像过滤噪音预处理、特征提取和分类选择，然后发送至手势识别单元对用户输入手势进行识别判断；
(4)命令转换单元将手势识别单元的识别结果转换为电视机终端能够识别的控制命令，完成遥控操作过程。
在本发明的较佳实施例中，控制手势命令包括但不限于：
换下一频道：除拇指外的其余四指握拳，拇指水平伸向身体右侧；
换上一频道：除拇指外的其余四指握拳，拇指水平伸向身体左侧；
提高音量：除拇指外的其余四指握拳，拇指竖直伸向上方；
降低音量：除拇指外的其余四指握拳，拇指竖直伸向下方。
现以手势动作控制选择下一频道为例：
1、用户带上用特制红外敏感材料制成的手套并处于电视机CMOS红外传感器可视范围内，并做出换下一频道动作；
2、CMOS红外传感器获得红外发射单元反射的红外光经手套红外敏感材料返回形成的连续图像帧；
3、图像处理单元对捕捉到的图像进行手势识别预处理，过滤图像噪音；
4、手势识别单元对用户输入手势进行识别判断，识别结果对应换下一频道命令；
5、命令转换单元将识别结果转换为电视机终端能够识别的控制命令，从而完成控制过程。
其它控制操作以此类推，不再重复。
Claims (10)
1.一种支持手势遥控的电视机，其特征在于，该电视机包括安装在电视机上的信号接收处理装置和与电视机分离，用红外敏感材料制成的手势遥控手套，所述的信号接收处理装置包括：
CMOS红外传感器，用于获取由手势遥控手套前端红外敏感材料反射的红外图像数据，并接收特定波长的红外光信号；
红外发射单元，用于向电视机前端遥控区域发射特定波长的红外光；
图像处理单元，用于处理由CMOS红外传感器接收的图像数据，并对该图像数据进行处理，得出图像的特征及分类选择；
手势识别单元，其内存储有手势图像数据，用于将图像处理单元处理的红外图像结果与内置在手势识别单元内的手势图像数据对比，识别出用户的手势动作；
命令转换单元，根据手势识别单元判断的手势动作，转换成控制电视机的操作命令。
2.如权利要求1所述的电视机，其特征在于：所述的手势遥控手套可以采用二维或三维动作向CMOS红外传感器反射红外光信号。
3.如权利要求1所述的电视机，其特征在于：所述的图像处理单元包括图像预处理模块、特征提取模块、分类器特征选择模块。
4.如权利要求3所述的电视机，其特征在于：所述的图像预处理包括对用户手势输入提取的图像进行去噪处理。
5.如权利要求1所述的电视机，其特征在于：所述的手势识别单元中设定的手势图像数据包括四指握拳，拇指水平向左、向右、向下、或向上伸出四种动作。
6.如权利要求5所述的电视机，其特征在于：所述的手势识别单元根据用户手势输入提取和分类的图像特征与内置的图像数据进行比较，得出识别结果。
7.一种使用权利要求1所述电视机的方法，其特征在于包括下列步骤：
(1)用户带上手势遥控手套，位于电视机前端进行手势遥控操作；
(2)CMOS红外传感器接收红外发射单元发射的红外光经手势遥控手套的红外敏感材料返回形成的连续图像帧；
(3)图像处理单元对CMOS红外传感器捕捉到的图像进行图像过滤噪音预处理、特征提取和分类选择，然后发送至手势识别单元对用户输入手势进行识别判断；
(4)命令转换单元将手势识别单元的识别结果转换为电视机终端能够识别的控制命令，完成遥控操作过程。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的用户手势遥控操作包括四指握拳，拇指水平向左、向右、向下、向上伸出四种动作。
9.如权利要球8所述的方法，其特征在于：所述手势遥控包括更换频道和调整音量。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的用户手势遥控操作包括二维或三维操作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110511 |