CN102109902A - 基于手势识别的输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于手势识别的输入装置，其包括多个手指佩戴元件、对应的多个成像模组及一个图像识别模组。每个手指佩戴元件包括一个包覆在外、反射特定波长的光线的反射膜。每个成像模组包括一个设置于其成像光路上、仅允许对应的一个手指佩戴元件的反射膜反射的特定波长的光线通过的滤光片。该图像识别模组识别该多个成像模组获得的图像中的多个手指佩戴元件、分析多个手指佩戴元件的运动轨迹并将分析得到的多个手指佩戴元件的运动轨迹转化为输入信号。如此，使用者佩戴该多个手指佩戴元件后，通过佩戴该多个手指佩戴元件的多个手指做出手势，该图像识别模组便可识别该手势，并可产生对应的输入信号。

Description

基于手势识别的输入装置
技术领域
本发明涉及一种输入装置，特别涉及一种基于手势识别的输入装置。
背景技术
目前，手势识别技术已应用于游戏设备的输入装置中。例如一种游戏设备的输入装置就采用一个手持装置及一个接收器，手持装置安装有发射器。使用时，使用者手持手持装置并作出特定的动作。在此过程中，接收器接收伴随手持装置运动的发射器发出的信号。输入装置根据接收到的信号分析使用者的手势、识别使用者的手势并转换为对应的控制信号，实现游戏的控制。如此，可以侦测真实的手势并转化为对应的游戏动作，增加游戏的仿真度。例如在一款棒球游戏中，手持手持装置并作出挥棒的动作，便可控制游戏画面中的棒球棒做对应的挥棒动作，实现击球的游戏动作。然而，如此的输入装置一般无法识别基于多个手指中每个手指的动作共同做出的手势(如弹钢琴的手势)。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可识别多个手指的动作的基于手势识别的输入装置。
一种基于手势识别的输入装置，其包括多个手指佩戴元件、对应的多个成像模组及一个图像识别模组。每个手指佩戴元件包括一个包覆在外的反射膜。每个反射膜反射特定波长的光线。每个成像模组包括一个设置于其成像光路上的滤光片。每个滤光片仅允许对应的一个手指佩戴元件的反射膜反射的特定波长的光线通过，以使每个手指佩戴元件仅在对应的一个成像模组成像。该图像识别模组识别该多个成像模组获得的图像中的多个手指佩戴元件、分析多个手指佩戴元件的运动轨迹并将分析得到的多个手指佩戴元件的运动轨迹转化为输入信号。
如此，使用者佩戴该多个手指佩戴元件后，通过佩戴该多个手指佩戴元件的多个手指做出的手势，该多个成像模组分别获得佩戴对应的一个手指佩戴元件的手指的连续多幅图像。该图像识别模组识别该多个成像模组获得的图像中的该多个手指佩戴元件的运动轨迹，便可识别出使用者作出的手势，并可产生对应的输入信号。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的输入装置的示意图。
图2为本发明较佳实施方式的输入装置的三个成像模组分别获得的三个连续图像的示意图。
图3A为本发明较佳实施方式的输入装置的三个光源的波长-光强特性示意图。
图3B为本发明较佳实施方式的输入装置的三个反射膜的波长-反射率特性示意图。
图3C为本发明较佳实施方式的输入装置的三个滤光片的波长-透过率特性示意图。
元件符号说明
    输入装置     100
    手指佩戴元件     10
    反射膜     12
    成像模组     20
    滤光片     22
    图像识别模组     30
    光源     40
    手指     200
具体实施方式
请参阅图1，本发明较佳实施方式的输入装置100包括三个手指佩戴元件10、对应的三个成像模组20及一个图像识别模组30。每个手指佩戴元件10包括有一个包履在外的反射膜12。每个反射膜12反射特定波长λn(n＝1，2，3)的光线。每个成像模组20包括一个设置于其成像光路上的滤光片22。每个滤光片22仅允许对应的一个手指佩戴元件10的反射膜12反射的特定波长λn的光线通过。如此，每个手指佩戴元件10发出(反射)的光线仅能通过对应的一个成像模组20的滤光片22，即每个手指佩戴元件10仅能在对应的一个成像模组20成像。对应地，每个成像模组20仅能获得对应一个手指佩戴元件10的图像。图像识别模组30识别出多个成像模组20获得的图像中的多个手指佩戴元件10、分析多个手指佩戴元件10的运动轨迹并将分析得到的多个手指佩戴元件10的运动轨迹转化为输入信号。
如此，使用者的三个手指200佩戴三个手指佩戴元件10后，通过三个手指200做出的手势(如弹钢琴的手势)，三个成像模组20分别获得佩戴于手指200的三个手指佩戴元件10的的连续多幅图像。图像识别模组30识别三个成像模组20获得的图像中的手指佩戴元件10的运动轨迹，便可识别使用者三个手指200作出的手势，并可产生对应的输入信号。
请参阅图2，作为例子，本实施例的三个成像模组20分别获得三个连续的图像，其中，图像中的实线五角星表示图像识别模组30识别出的当前的手指佩戴元件10的位置，虚线五角星表示图像识别模组30识别出的手指佩戴元件10之前出现过的位置。应该指出，每个图像中由于仅有对应手指佩戴元件10的位置有光线输入，因此每个图像中对应手指佩戴元件10部分最亮。如此，图像识别模组30可通过亮度比较识别图像中的手指佩戴元件10。在识别到手指佩戴元件10的位置后，图像识别模组30可通过判断前后两个图像中的手指佩戴元件10的位置差异便可获得手指佩戴元件10的运动轨迹。例如，从图2可知：将三个手指佩戴元件10分为左中右，其中左侧的手指佩戴元件10的运动轨迹为自下向上并略微偏右划动；中间的手指佩戴元件10的运动轨迹为自上向下并略微偏左划动；及右侧的手指佩戴元件10的运动轨迹为自下向上并偏左划动。
可以理解，由于手指佩戴元件10可直接佩戴于使用者的手指，使用者不必通过手持物件的方式实现输入，若将输入装置100应用于游戏设备，更方便使用者使用。
可以理解，由于手指佩戴元件10是通过被动反射光线的反射膜发出信号，没有采用成本高的信号发射器及配套的电子系统，也不必增加电源，结构简单，更方便使用者佩戴使用。
优选地，可增加三个光源40。每个光源40发射对应一个手指佩戴元件10反射的特定波长的光线。如此，可增加三个手指佩戴元件10在各自图像中的亮度。
具体地，三个手指佩戴元件10为三个手指套，当然，也可采用指环或其他可佩戴(粘贴)于手指200并与手指200一并运动的物件。三个成像模组20可采用摄像头。图像识别模组30为具有相应功能的电路板。三个摄像头并列设置于电路板上。三个光源40采用发光二极管，并设置于三个摄像头旁。
当然，手指佩戴元件10、成像模组20及光源40的数量并不限于本实施方式，可以采用更多或更少数量的手指佩戴元件、成像模组及光源。可以理解，无论采用什么数量的手指佩戴元件、成像模组及光源，多个手指佩戴元件的反射膜会反射各不相同的特定波长的光线，成像模组的滤光片会通过对应的手指佩戴元件的反射膜发射的特定波长的光线，而光源会发出对应的手指佩戴元件的反射膜发射的特定波长的光线。
请结合图3A-3C，作为例子，本发明实施例中，左边的手指佩戴元件10的反射膜12用于反射中心波长λ1＝712nm且带宽为700～724nm的红外光线；中间的手指佩戴元件10的反射膜12用于反射中心波长λ2＝807nm且带宽为795～829nm的红外光线；及右边的手指佩戴元件10的反射膜12用于反射中心波长λ3＝907nm且带宽为895～929nm的红外光线。上边的摄像头20的滤光片22允许中心波长λ1＝712nm且带宽为700～724nm的红外光线通过；中间的摄像头20的滤光片22允许中心波长λ2＝807nm且带宽为795～829nm的红外光线通过；及下边的摄像头20的滤光片22允许中心波长λ3＝907nm且带宽为895～929nm的红外光线通过。上边的光源40发出中心波长λ1＝712nm且带宽为700～724nm的红外光线；中间的光源40发出中心波长λ2＝807nm且带宽为795～829nm的红外光线；及下边的光源40发出中心波长λ3＝907nm且带宽为895～929nm的红外光。由于手指佩戴元件10、成像模组20及光源40全部工作在红外区，可避免可见光的干扰。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种基于手势识别的输入装置，其特征在于包括多个手指佩戴元件、对应的多个成像模组及一个图像识别模组；每个手指佩戴元件包括一个包覆在外的反射膜；每个反射膜反射特定波长的光线；每个成像模组包括一个设置于其成像光路上的滤光片；每个滤光片仅允许对应的一个手指佩戴元件的反射膜反射的特定波长的光线通过，以使每个手指佩戴元件仅在对应的一个成像模组成像；该图像识别模组识别该多个成像模组获得的图像中的多个手指佩戴元件、分析多个手指佩戴元件的运动轨迹并将分析得到的多个手指佩戴元件的运动轨迹转化为输入信号。
2.如权利要求1的基于手势识别的输入装置，其特征在于，该手指佩戴元件为手指套或指环。
3.如权利要求1的基于手势识别的输入装置，其特征在于，该成像模组为摄像头。
4.如权利要求1的基于手势识别的输入装置，其特征在于，多个手指佩戴元件反射位于红外区的特定波长的光线。
5.如权利要求1的基于手势识别的输入装置，其特征在于，该基于手势识别的输入装置还进一步包括多个光源，每个光源发射对应其中一个手指佩戴元件反射的特定波长的光线。
6.如权利要求5的基于手势识别的输入装置，其特征在于，该光源采用发光二极管。
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