CN102063182A - 动作识别模组、应用动作识别模组的电子装置及识别方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子装置，包括动作识别模组、存储单元以及处理单元。该动作识别模组包括感测单元、分析单元以及判断单元。感测单元连续感测一定范围内的人体动作并产生多个感测信号。分析单元接收该多个感测信号并分别处理得出多个影像画面。判断单元对该多个影像画面进行对比，根据影像画面的变化确定一动作。存储单元存储有一动作与功能对应关系表。处理单元根据该动作与功能对应关系表确定该判断单元确定的动作所对应的功能并执行该功能。本发明还提供一种动作识别模组以及识别方法。本发明的电子装置及识别方法，可感测用户的动作而执行相应的功能，无需遥控器进行控制。

Description

动作识别模组、应用动作识别模组的电子装置及识别方法
技术领域
本发明涉及一种电子装置，特别涉及一种可识别人体动作并根据人体动作执行相应功能的电子装置及其动作识别方法。
背景技术
目前，电视机、空调等电器设备的控制一般都通过专门的遥控器进行控制，当遥控器丢失或由于电池没电而无法使用时，用户无法对该些电器设备进行遥控，给用户带来了很大的不便。
发明内容
有鉴于此，提供一种动作识别模组，以及应用该动作识别模组的电子装置及其识别方法，可感测用户的动作而执行相应的功能，无需特定的遥控器进行控制。
一种动作识别模组，包括一热源感测单元、一分析单元以及一判断单元。该热源感测单元用于连续感测一预定范围内的人体动作并产生多个感测信号。该分析单元用于接收该多个感测信号并分别处理得出相应的多个影像画面。该判断单元，对该多个影像画面进行对比，根据影像的变化确定一对应的动作。
一种电子装置，包括一动作识别模组、一存储单元以及一处理单元。该动作识别模组包括一热源感测单元、一分析单元以及一判断单元。该热源感测单元用于连续感测一定范围内的人体动作并产生多个感测信号。该分析单元，用于接收该热源感测单元产生的多个感测信号并分别处理得出相应的多个影像画面。该判断单元，对该系列影像画面进行对比，根据影像画面的变化确定一对应的动作。该一存储单元，存储有一动作与功能对应关系表，该动作与功能对应关系表定义了多个动作与功能的对应关系。该处理单元，根据该动作与功能对应关系表确定该判断单元确定的动作所对应的功能，并执行该功能。
一种动作识别方法，应用于一电子装置中，该电子装置包括动作识别模组、处理单元以及存储单元，该存储单元存储一动作与功能对应关系表，该方法包括：动作识别模组连续感测一定范围内的人体动作并产生多个感测信号；动作识别模组对该多个感测信号并分别处理得出对应的多个影像画面；动作识别模组对比该多个影像画面的变化确定动作；处理单元根据动作与功能对应关系表确定该动作对应的功能；并执行该功能。
通过本发明的动作识别模组、应用该动作识别模组的电子装置及其识别方法，可感测用户的动作而执行相应的功能，无需特定的遥控器进行控制。
附图说明
图1为本发明一实施方式中电子装置的模块示意图。
图2为本发明第二实施方式中人体影像画面的示意图。
图3为本发明一实施方式中动作识别方法的流程图。
主要元件符号说明
  电子装置   1
  动作识别模组   10
  存储单元   20
  处理单元   30
  热源感测单元   101
  分析单元   102
  判断单元   103
  步骤   S301～S304
具体实施方式
请参阅图1，为本发明一实施方式中可识别动作输入的电子装置1的模块示意图。该电子装置1包括动作识别模组10、一存储单元20以及处理单元30。该动作识别模组10侦测用户的动作并识别成相应的动作。该存储单元20中存储有一动作与功能对应关系表，定义了多个动作与功能的对应关系。该处理单元30根据该动作与功能对应关系表确定动作识别模组10识别的动作对应的功能，并执行该相应的功能。其中，该动作为人的手等的动作，例如，手从左至右挥动等动作。在本实施方式中，该电子装置1可为电视机、收音机、空调、电脑等家用电器和日常电子设备。
该动作识别模组10包括热源感测单元101、分析单元102以及判断单元103。在本实施方式中，热源感测单元101连续侦测预定范围(例如3米)内的人体动作并产生相应的多个感测信号。其中，该热源感测单元101可为一红外感测单元(例如红外摄像头)或其他感测热量的装置，其产生的感测信号为一灰度影像(具有位于白与黑中间多个灰度值的影像)。分析单元102接收该热源感测单元101产生的多个感测信号并分别进行处理后，分别产生一个二值的影像画面，该二值影像画面仅具有黑白像素(以下称为影像画面)，从而产生多个影像画面。具体的说，该分析单元102通过一otsu算法(最大类间方差法)对该灰度影像进行处理得到具有边界点的黑、白二值的影像画面，由于此为现有习知技术，故不在此多加描述。该判断单元103将该分析单元102产生的多个影像画面进行对比，根据该些影像画面的变化确定用户的动作。在本实施方式中，该热源感测单元101通过侦测人体散发的热量从而产生相应的感测信号，该热源感测单元101可侦测的温度范围可由用户设定或由系统默认设定。在本实施方式中，若该判断单元103在一间隔时间(例如10秒钟)内对比该系列影像画面无变化时，确定动作输入完毕，并根据当前分析单元102所产生的该系列影像的变化确定用户的动作。其中该预定时间和预定范围可由用户设定或由系统默认设定。
该处理单元30根据该动作与功能对应关系表确定该判断单元103确定的动作对应的功能，并执行相应的功能。其中，根据电子装置1的不同，该电子装置1的存储单元20所存储的动作与功能对应关系表也不同。例如，该电子装置1为电视机时，用户的手向上移动则为调大音量，向下移动则为调小音量，向左移动则为切换到上一频道，向右移动则为切换到上一频道；当该电子装置1为空调时，用户的手向上移动则为调大风速，向下移动则为调小风速，向左移动则为降低温度，向右移动则为升高温度。该动作与功能定义表定义的动作与功能的对应关系可由用户进行预先设定或为系统默认设定，该电子装置1还可包括一设定单元(图中未示)，用于响应用户的操作定义该电子装置1功能对应的动作，该设定单元也用于响应用户的操作设定该热源感测单元101感测的预定范围和预定时间。
在本实施方式中，该判断单元103对比该分析单元102处理得出一系列影像画面，并确定变化的影像画面部分，以及变化部分的运动轨迹，并根据运动轨迹确定动作。例如，该判断单元103确定变化的影像画面部分为用户右手，右手从左至右运动，则确定为一向右移动动作，并根据动作与功能定义表确定该动作对应的功能，例如确定为控制切换到下一频道的功能。具体的说，该判断单元103在确定该变化部分后，计算该变化部分的中心点，再根据该中心点的移动确定该变化部分的移动轨迹，即用户的动作。该中心点为该变化部分的几何中心点，由于热源感测单元101感测的对象为人体，该分析单元102处理得出的影像画面为一完整的与人体相对应的影像画面。设该分析单元102分析出的影像上的像素点与一坐标系上的点一一对应，例如与直角坐标系上的坐标点一一对应，该判断单元103即根据该变化部分的各个像素点的坐标计算出该变化部分的中心点。
在其他实施方式中，该判断单元103还判断该变化部分的移动距离是否大于一预定距离(例如10厘米)，如果该变化部分大于该预定距离，则认为用户执行了启动某一功能的动作，否则判断为误操作而忽略不计。
请参阅图2，为本发明第二实施方式中判断单元103根据分析单元102分析出的影像进行动作确定的示意图。在本实施方式中，该判断单元103在接收到分析单元102处理得出的第一个人体影像画面后，首先计算出该影像的中心点，例如几何中心点。如前所述，由于热源感测单元101感测的对象为人体，该分析单元102处理得出的影像画面为一完整的与人体相对应的影像画面。设该分析单元102分析出的影像上的像素点与一坐标系上的点一一对应，例如与直角坐标系上的坐标点一一对应，该判断单元103即根据该影像的各个像素点的坐标计算出该影像的中心点。
该判断单元103以中心点为原点，建立一直角坐标系，将该影像画面分成四个象限。并在接收到分析单元102处理得出的后续一系列影像画面后，判断该影像画面发生变化时，确定该发生变化的部分所在象限以及该发生变化部分的运动轨迹，并根据该发生变化部分所位于的象限及其运动轨迹确定一动作。同样，该判断单元103可先确定发生变化部分的中心点，再判断该中心点的移动，从而根据中心点的移动确定该变化部分的运动轨迹。
例如，如图2所示，该分析单元102分析出的影像为人体的正面影像，该判断单元103确定该影像的中心点后，以该中心点为原点建立一直角坐标系，根据一般的习惯，用户的右手的活动区域在用户身体的右侧，左手的活动区域在身体的左侧。当用户右手在身体的右上方从左至右运动时，该分析单元102产生的影像中对应该右手的部分发生变化，该判断单元103确定该变化的部分所在象限为第二象限，并判断该运动轨迹为从左至右运动，从而根据该变化的部分所在象限及该变化部分的运动轨迹确定该动作。在本实施方式中，该动作包括运动部分所处于的象限以及该运动轨迹。在本实施方式中，用户的左手在第一象限从左往右运动，以及用户的右手在第二象限从左至右运动，虽然左右手运动轨迹均为从左往右，但是左右手所处的象限不同，该判断单元103确定的动作也不同。
因此，在本发明第二实施方式中，根据运动轨迹以及该运动发生的象限确定动作，即使运动轨迹相同，如果运动发生的象限不同，则为不同的动作，从而增加了四倍的动作。
其中，在以上任一实施方式中，该热源感测单元101同时侦测多个人体动作并分别产生相应的感测信号。该分析单元102分别根据该感测信号分析得出对应的人体影像画面。该判断单元103在判断其中一个人体影像画面发生变化时，根据其变化确定对应的动作。其中，若多个人体影像画面同时发生变化，该判断单元103仅仅确定该热源感测单元101最早侦测到的人的人体影像画面变化所对应的动作。
请参阅图3，为本发明一实施方式中动作识别方法的流程图。首先，热源感测单元101连续侦测距离电子装置1预定范围内的人体动作，并产生多个感测信号，该感测信号为一灰度影像(S301)。该分析单元102接收该多个感测信号并分别处理后得出多个二值影像画面(以下称为影像画面)(S302)，例如，热源感测单元101连续感测人体热量而产生多个感测信号，该分析单元102对该多个感测信号进行分别处理得出相应的影像画面，从而产生多个影像画面。该判断单元103对比该多个影像画面的变化确定用户的动作(S303)，其中，在第一实施方式中，该判断单元103根据影像画面的变化确定变化部分及变化部分的运动轨迹，并根据该运动轨迹确定动作，在第二实施方式中，该判断单元103首先确定影像画面的中心点，并以该中心点为原点建立直角坐标系，然后对比影像画面的变化确定变化部分以及变化部分位于的象限以及变化部分的运动轨迹，然后根据该所变化部分位于的象限及其运动轨迹确定动作。该处理单元30根据存储单元20中的动作与功能对应关系表确定该动作对应的功能，并执行该功能(S304)。
因此，本发明动作识别模组及应用该动作识别模组的电子装置及方法，该电子装置1可侦测用户的动作而执行相应操作，无需对应的遥控器进行控制，大大提高了用户对电子装置1操作的方便性。

Claims (19)

1.一种动作识别模组，包括：
一热源感测单元，用于连续感测一预定范围内的人体动作并产生多个感测信号；
一分析单元，用于接收该热源感测单元产生的多个感测信号并分别处理得出多个影像画面；以及
一判断单元，对该多个影像画面进行对比，根据影像画面的变化确定对应的动作。
2.如权利要求1所述的动作识别模组，其特征在于，该判断单元对比该多个影像画面确定变化部分及变化部分的运动轨迹，并根据运动轨迹确定动作。
3.如权利要求2所述的动作识别模组，其特征在于，该判断单元对比该多个影像画面确定变化部分后，计算变化部分的中心点，并根据中心点的移动确定变化部分的运动轨迹。
4.如权利要求1所述的动作识别模组，其特征在于，该判断单元确定该分析单元第一次产生的影像画面的中心点，并以该中心点为原点建立一直角坐标系，将该影像画面分成四个象限；该判断单元并在接收到分析单元分析出的后续一系列影像画面后，判断该影像画面发生变化时，确定该发生变化的部分所在象限以及该发生变化部分的运动轨迹，并根据该发生变化部分所位于的象限及其运动轨迹确定一动作。
5.如权利要求4所述的动作识别模组，其特征在于，该判断单元对比该系列影像画面确定变化部分后，计算变化部分的中心点，并根据中心点的移动确定变化部分的运动轨迹。
6.如权利要求1所述的动作识别模组，其特征在于，该热源感测单元为一红外感测单元。
7.如权利要求1所述的动作识别模组，其特征在于，该分析单元通过一最大类间方差算法对该热源感测单元感测到的感测信号进行处理，得出一具有黑白像素的影像画面。
8.一种电子装置，包括：
一动作识别模组，包括：
一热源感测单元，用于连续感测一定范围内的人体动作并产生多个感测信号；
一分析单元，用于接收该热源感测单元产生的多个感测信号并分别处理后得出相应的影像画面，从而产生一多个影像画面；以及
一判断单元，对该多个影像画面进行对比，根据影像画面的变化确定一对应的动作；
一存储单元，存储有一动作与功能对应关系表，该动作与功能对应关系表定义了多个动作与功能的对应关系；以及
一处理单元，根据该动作与功能对应关系表确定该判断单元确定的动作所对应的功能，并执行该功能。
9.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该判断单元对比该多个影像画面确定变化部分的运动轨迹，并根据运动轨迹确定动作。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该判断单元对比该多个影像画面确定变化部分后，计算变化部分的中心点，并根据中心点的移动确定变化部分的运动轨迹。
11.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该判断单元确定该分析单元第一次产生的影像的中心点，并以该中心点为原点建立一直角坐标系，将该影像分成四个象限；该判断单元并在接收到分析单元分析出的后续一系列影像画面后，判断该影像画面发生变化时，确定该发生变化的部分所在象限以及该发生变化部分的运动轨迹，并根据该发生变化部分所位于的象限及其运动轨迹确定一动作。
12.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，该判断单元对比该系列影像画面确定变化部分后，计算变化部分的中心点，并根据中心点的移动确定变化部分的运动轨迹。
13.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该热源感测单元为一红外感测单元。
14.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该分析单元通过一最大类间方差算法对该热源感测单元感测到的感测信号进行处理，得出一具有黑白像素的影像画面。
15.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该动作与功能对应关系表定义的动作与功能的对应关系由用户设定或由系统默认设定。
16.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该电子装置为电视机、空调、电脑中的一种。
17.一种动作识别方法，应用于一电子装置中，该电子装置包括动作识别模组、处理单元以及存储单元，该存储单元存储一动作与功能对应关系表，该方法包括：
动作识别模组连续感测一定范围内的人体动作并产生多个感测信号；
动作识别模组对该多个感测信号分别处理，得出相应的多个影像画面；
动作识别模组对比该多个影像画面的变化确定动作；
处理单元根据该动作与功能对应关系表确定该动作对应的功能；并
执行该功能。
18.如权利要求17所述的动作识别方法，其特征在于，该步骤“动作识别模组对比该多个影像画面的变化确定动作”包括：
该动作识别模组对比该多个影像画面确定变化部分及其运动轨迹；并
根据运动轨迹确定动作。
19.如权利要求17所述的动作识别方法，其特征在于，该步骤“动作识别模组对比该多个影像的变化确定动作”包括：
该动作识别模组确定第一次产生的影像画面的中心点，并以该中心点为原点建立一直角坐标系，将该影像画面分成四个象限；
根据后续一系列影像画面，判断该系列影像画面发生变化时，确定该发生变化的部分所在象限以及该发生变化部分的运动轨迹；并
根据该发生变化部分所位于的象限及其运动轨迹确定动作。
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