CN103324291A

CN103324291A - 获取人体感兴趣区域相对于屏幕窗口位置的方法

Info

Publication number: CN103324291A
Application number: CN2013102929003A
Authority: CN
Inventors: 单建华; 佘慧莉
Original assignee: Anhui University of Technology AHUT
Current assignee: Anhui University of Technology AHUT
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2013-09-25

Abstract

本发明公开一种获取人体感兴趣区域相对于屏幕窗口位置的方法，属于人机接口技术领域。本发明方法步骤是：首先建立背景模型；然后进行人体区域检测，摄像头采集包括人体的图像，采用背景差分和阈值法，获得人体区域；人体感兴趣区域的获取，通过机器学习获取人体感兴趣区域特征，对人体区域进行检测，得到感兴趣区域；人体感兴趣区域相对于屏幕窗口位置的获取，根据摄像头采集的视频窗口相对于屏幕窗口的位置及尺寸，采用坐标变换方法获得相对位置，视频窗口可根据应用需求位于屏幕窗口的不同位置并且能够进行尺寸缩放。本发明特别适合场景固定的室内环境使用。

Description

获取人体感兴趣区域相对于屏幕窗口位置的方法

技术领域：

本发明属于人机接口技术领域，具体涉及获取人体感兴趣区域相对于屏幕窗口位置的方法。

背景技术：

人机接口技术领域中越来越重视获取人体感兴趣区域位置方法，传统的方法采用立体视觉或深度传感器，成本高和对传感器位置敏感，或需穿戴特殊装备，使用不方便。本发明采用单目摄像头，不需使用者穿戴特殊装备，即可获得人体感兴趣区域相对屏幕窗口位置。

发明内容：

本发明针对现有技术存在的上述问题，提供获取人体感兴趣区域相对于屏幕窗口位置的方法。

本发明所提供的获取人体感兴趣区域相对于屏幕窗口位置的方法具体步骤如下：

（1）背景建立步骤S1：

对摄像头采集到的图像序列建立背景，人体必须位于摄像头拍摄范围之外，场景中不存在运动物体，摄像头所采集的图像需经水平翻转；

（2）人体区域检测步骤S2：

摄像头采集包括人体的图像，采用背景差分和阈值法，获得人体区域，摄像头所采集的图像需经水平翻转；

（3）人体感兴趣区域的获取步骤S3：

通过机器学习获取人体感兴趣区域特征，对人体区域进行检测，得到人体感兴趣区域；

（4）人体感兴趣区域相对于屏幕窗口位置的获取步骤S4：

根据摄像头采集的视频窗口相对于屏幕窗口的位置及尺寸，采用坐标变换方法获得相对位置。

步骤（1）所述背景是采用高斯混合模型或平均法或最大概率法建立的。

步骤（3）所述人体感兴趣区域为手掌、手指、头部、膝盖、脚掌部位中的任意一种或者任意两种或两种以上的组合；所述人体感兴趣区域的穿戴服饰与人体其它部分的色彩差异明显，所述穿戴服饰为色彩单一。

步骤（4）中的所述视频窗口能够根据应用需求位于所述屏幕窗口的不同位置，并且所述视频窗口能够进行尺寸缩放。

本发明采用单目摄像头即可获得人体感兴趣区域相对屏幕位置，从而实现一些简单的人机交互，且人体不需要穿戴专用设备。本发明适合电视机、电脑，应用于体感交互游戏和人手控制电视。本发明要求摄像头位置固定，特别适合场景固定的室内环境使用。

附图说明：

图1 是本发明方法流程示意图；

图2 是视频窗口和屏幕窗口位置关系示意图。

图中：1：屏幕窗口；2：视频窗口。

具体实施方式：

下面将结合附图对本发明加以详细说明。

图1给出了本发明方法流程示意图。首先建立背景：采集背景图像时人体必须位于摄像头拍摄范围之外，场景中不能存在运动物体。采用高斯混合模型、平均法或最大概率法等经典算法获得背景模型。接着由当前输入图像与背景模型进行差分并进行二值化处理，然后经过形态学滤波得到人体区域。

人体感兴趣区域可为：手掌、手指、头部及膝盖和脚掌等部位；感兴趣区域可穿戴与人体其他部分色彩差异明显的服饰，该服饰特征为色彩单一，如红色手套、白色帽子等。首先通过机器学习获取人体感兴趣区域特征，主要是颜色特征，具体可采用人体感兴趣区域RGB三分量平均值。然后在人体区域检测人体感兴趣区域，具体方法为：人体区域像素RGB三分量与人体感兴趣区域RGB三分量平均值进行差分并进行二值化处理，然后经过形态学滤波得到人体感兴趣区域。

人体感兴趣区域位置用包含该区域的最小外接矩形表示。其相对于屏幕窗口位置的获取方式为：视频窗口可根据应用需求，位于屏幕窗口的不同位置及进行尺寸缩放。视频窗口位置与大小固定后，可获得视频窗口相对屏幕窗口位置和缩放比例，采用坐标变换方法获得感兴趣区域的最小外接矩形相对屏幕窗口位置。

为了方便用户使用，摄像头采集的图像需经水平翻转。

本发明特别适合电视机、电脑在室内应用。下面简单列举两例。

实施例1：应用于体感游戏。感兴趣区域为手掌，可穿戴单色手套，色彩要求与服饰和室内背景差异大，这样能准确快速获得手掌区域。视频窗口可与屏幕窗口重合，这样手掌可在整个屏幕范围内活动。游戏程序可根据手掌位置设置动作。当然身体任何一个部位都可以作为感兴趣区域，只要穿戴服饰的色彩与背景差异大即可。

实施例2：应用于人手控制电视。同上例，感兴趣区域为手掌。提取手掌特征为质心位置和最小外接矩形面积。手掌张开和紧握时，其对应的最小外接矩形面积差异巨大，可作为两种状态来识别。应用程序根据此两种状态，产生相应控制动作，如张开手掌表示选择，紧握表示执行。

Claims

1.一种获取人体感兴趣区域相对于屏幕窗口位置的方法，其特征在于该方法具体步骤如下：

（1）背景建立步骤S1：

（2）人体区域检测步骤S2：

（3）人体感兴趣区域的获取步骤S3：

（4）人体感兴趣区域相对于屏幕窗口位置的获取步骤S4：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）所述背景是采用高斯混合模型或平均法或最大概率法建立的。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（3）所述人体感兴趣区域为手掌、手指、头部、膝盖、脚掌部位中的任意一种或者任意两种或两种以上的组合；所述人体感兴趣区域的穿戴服饰与人体其它部分的色彩差异明显，所述穿戴服饰为色彩单一。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（4）中的所述视频窗口能够根据应用需求位于所述屏幕窗口的不同位置，并且所述视频窗口能够进行尺寸缩放。