CN103366159A - 手势识别方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种手势识别方法及装置，属于手势识别技术领域，其可解决现有的手势识别方法和装置操作精度不高、抗干扰能力差问题。本发明的手势识别方法，包括以下步骤：指纹采集步骤，目标操作者锁定步骤，目标操作者的手势信息处理步骤。本发明的手势识别方法通过锁定目标操作者有效地排除了其它物体动作的干扰。本发明的手势识别装置通过引入高精度的指纹采集装置，能够高精度的识别手势信息，从而实现操作者的高精度操作。

Description

手势识别方法及装置
技术领域
本发明属于手势识别技术领域，具体涉及一种手势识别方法及装置。
背景技术
现有手势识别系统，一般通过摄像装置采集操作者的手势图像，通过将手势与后台的“手势-命令规则数据库”进行匹配处理来实现手势识别（进行相应的命令）。现有的手势识别系统通常应用于体感互动装置中。
现有手势识别系统的实现方式容易产生图像干扰，影响操作者对体感互动装置的操作；另外，由于现有手势识别系统的采集图像的精度不高不能实现高精度的手势动作的识别。
发明内容
本发明的目的是解决现有手势识别方法抗干扰能力差的问题，提供一种抗干扰能力强的手势识别方法。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种手势识别方法，包括以下步骤：指纹采集步骤：采集当前操作者的指纹信息；
目标操作者锁定步骤：当采集的指纹信息在指纹库中有匹配结果锁定当前操作者为目标操作者；
目标操作者的手势信息处理步骤：采集被锁定目标操作者的手势信息；在手势-命令规则数据库中找出与采集到的所述手势信息相匹配的命令；在显示终端执行所述手势信息相匹配的命令。
本发明的手势识别方法，通过对操作者的指纹信息采集与锁定能够排除其它非锁定目标的对手势识别的影响；同时，指纹采集也能对操作者的身份进行标记，可以进一步对操作者进行相应的权限配置。
优选的是，还包括对操作者进行授权的步骤：采集需要授权的操作者的指纹信息；将所述指纹信息加入指纹库；
或，在目标操作者锁定步骤中，当采集的指纹信息在指纹库中没有匹配结果被排除锁定时，还包括：对操作者进行授权的步骤；所述的授权步骤包括将操作者的指纹信息加入指纹库。
优选的是，所述的指纹采集步骤中采用远程指纹采集方法;
所述的远程指纹采集方法包括：
偏振光发射源发射偏振光投射到操作者的手指上，手指指纹的脊线反射偏振光的第一偏振态，手指指纹的脊谷反射偏振光第二偏振态；
两个摄像装置分别接收横向偏振光和纵向偏振光；所述第一偏振态、第二偏振态均分别包括横向偏振光和纵向偏振光；
叠加所述横向偏振光和纵向偏振光生成手指的指纹信息。
优选的是，所述的目标操作者的手势信息处理步骤中进一步包括对目标操作者的手势信息处理时间长度的控制步骤，当目标操作者的手势信息处理时间长度超过预定的一段时间后，停止手势信息处理，解除锁定。
进一步优选的是，所述的指纹库包括全部授权的操作者的指纹信息集合。
本发明的另一个目的是解决现有手势识别装置操作精度不高、抗干扰能力差的问题，提供一种操作精度高、抗干扰能力强的手势识别装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种手势识别装置，包括：指纹采集模块：用于采集当前操作者的指纹信息；
操作者锁定模块：当指纹采集模块采集的指纹信息在指纹库中有匹配结果，操作者锁定模块锁定当前操作者为目标操作者；
手势信息处理模块：用于采集被锁定目标操作者的手势信息；在手势-命令规则数据库中找出与采集到的所述手势信息相匹配的命令；在显示终端执行所述手势信息相匹配的命令。
本发明的手势识别装置，通过对操作者的指纹信息采集与锁定能够排除其它非锁定目标的对手势识别的影响；同时，指纹采集也能对操作者的身份进行标记，可以进一步对操作者进行相应的权限配置。
优选的是，还包括：操作者授权模块，用于当采集的指纹信息在指纹库中没有匹配结果或需要增加新的授权操作者时，对操作者进行授权，将操作者的指纹信息加入指纹库。
优选的是，所述的指纹采集模块为远程指纹采集模块，包括偏振光发射源和两个摄像装置以及指纹信息生成子模块，其中：
偏振光发射源发射偏振光投射到操作者的手指上，手指指纹的脊线反射偏振光的第一偏振态，手指指纹的脊谷反射偏振光第二偏振态；
两个摄像装置分别接收横向偏振光和纵向偏振光；所述第一偏振态、第二偏振态均分别包括横向偏振光和纵向偏振光；
指纹信息生成子模块，用于叠加所述两个摄像装置接收到的横向偏振光和纵向偏振光生成手指的指纹信息。
远程指纹采集模块能对操作者的指纹信息进行远程采集，其相对于图像采集的精度较高，能够采集精度更高的手势信息，进而提高的操作的精度。
优选的是，所述的目标操作者的手势信息处理模块中还包括对目标操作者的手势信息处理时间长度进行控制的处理时间控制子模块，用于控制手势信息处理的时间长度。
优选的是，所述的操作者锁定模块的指纹库包括全部授权的操作者的指纹信息集合。
本发明的手势识别方法通过锁定目标操作者有效地排除了其它物体动作的干扰。本发明的手势识别装置通过引入高精度的指纹采集装置，能够高精度的识别手势信息，从而实现操作者的高精度操作。
附图说明
图1为本发明实施例1中手势识别方法的流程图；
图2为本发明实施例2中手势识别方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1所示，本实施例所述手势识别方法，包括以下步骤：
采集当前操作者的指纹信息；
目标操作者锁定步骤：当采集的指纹信息在指纹库中有匹配结果锁定当前操作者为目标操作者；
目标操作者的手势信息处理步骤：采集被锁定目标操作者的手势信息；在手势-命令规则数据库中找出与采集到的所述手势信息相匹配的命令；在显示终端执行所述手势信息相匹配的命令。
本发明实施例所述手势识别方法，由于通过锁定目标操作者有效地排除了其它物体动作的干扰。本发明的手势识别装置通过引入高精度的指纹采集装置，能够高精度的识别手势信息，从而实现操作者的高精度操作。
实施例2
如图2所示，本实施例所述手势识别方法，包括以下步骤：
1）指纹采集步骤
采集当前操作者的指纹信息；操作者出现于指纹采集区时，即对操作者进行指纹信息采集，并存储获得操作者的指纹信息。
优选的是，所述的指纹采集步骤中采用远程指纹采集方法;
所述的远程指纹采集方法包括：
偏振光发射源发射偏振光投射到操作者的手指上，手指指纹的脊线反射偏振光的第一偏振态，手指指纹的脊谷反射偏振光第二偏振态；
两个摄像装置分别接收横向偏振光和纵向偏振光；所述第一偏振态、第二偏振态均分别包括横向偏振光和纵向偏振光；
叠加两个摄像装置接收到的所述横向偏振光和纵向偏振光生成手指的指纹信息。
这样，操作者只需要将手掌放置于指纹采集区即可进行指纹采集，而不必接触其它设备。
2）目标操作者锁定步骤
将步骤1）采集的操作者的指纹信息在指纹库中匹配，判断是否有匹配结果。
若有匹配结果则锁定当前操作者为目标操作者，进行后续的目标操作者的手势信息处理步骤；优选的，也可以同时读取对该指纹信息对应操作者的权限配置，例如，能对那些项目进行操作、操作时间的长短等。
若无匹配结果，则排除锁定，即操作者不会被锁定，其任何手势信息不被采集。
优选的，在目标操作者锁定步骤中，当采集的指纹信息在指纹库中没有匹配结果被排除锁定时，还可以包括对操作者进行授权的步骤。
所述的授权步骤可以包括将操作者的指纹信息加入指纹库。同时也可以锁定该操作者为目标操作者。然后，进行后续的目标操作者的手势信息处理步骤。进一步优选的，也可以配置指纹信息对应操作者的权限。
所述的指纹库，可以预先授权采集并对每个指纹信息所对应的操作者的权限进行配置；当需要增加新的授权时，所述的手势识别方法，还可以包括对操作者进行授权的步骤：采集需要授权的操作者的指纹信息；将所述指纹信息加入指纹库。
所述的指纹库也可以通过上述的对排除锁定的操作者进行授权（追加授权），然后，将采集的操作者的指纹信息加入到指纹库，并对每个指纹信息所对应的操作者的权限进行配置。即所述的指纹库包括全部授权的操作者的指纹信息集合。
这样只有被授权（预先授权或追加授权）的操作者被锁定为目标操作者、进而采集其手势信息，能有效的防止目标操作者以外的任何物体动作的干扰。
3）手势信息处理步骤：
步骤2）中由于指纹信息在指纹库中有匹配结果被锁定的目标操作者或虽然没有匹配结果，被排除锁定，但经过授权而被锁定的目标操作者都可以执行手势信息处理。
通过采集（如通过摄像装置采集）被锁定的目标操作者的手势信息，将采集的手势信息在手势-命令规则数据库中找出与采集到的所述手势信息相匹配的命令；在显示终端执行所述手势信息相匹配的命令，完成对手势的识别并操作相对应的系统，例如，可以是体感互动系统等。
其中，所述的手势-命令规则数据库为根据具体应用所定义的手势与相应命令的对应数据的集合。由于通过采集手势实现相应命令的方法是已知的，故在此不再对其过程进行详细描述。
优选的，也可以对目标操作者的手势信息处理时间长度进行控制，当目标操作者的手势信息处理时间长度超过预定的一段时间后，停止手势信息处理，解除锁定；进一步优选的，所述的预定的一段时间可以与操作者的操作时间进行绑定（此时，预定的一段时间等于操作时间），例如，当体感互动活动结束时，停止手势信息处理，解除锁定。
实施例3
本实施例所述手势识别装置，包括：
1）指纹采集模块：用于采集当前操作者的指纹信息，操作者出现于指纹采集区时，即对操作者进行指纹信息采集，并存储获得操作者的指纹信息。
优选的，所述的指纹采集模块为远程指纹采集模块，包括偏振光发射源和两个摄像装置以及指纹信息生成子模块，其中：偏振光发射源发射偏振光投射到操作者的手指上，手指指纹的脊线反射偏振光的第一偏振态，手指指纹的脊谷反射偏振光第二偏振态；所述第一偏振态、第二偏振态均分别包括横向偏振光和纵向偏振光；
一个摄像装置接收横向偏振光，另一个摄像装置接收纵向偏振光；
指纹信息生成子模块，叠加两个摄像装置接收到的横向偏振光和纵向偏振光，生成手指的指纹信息。
这样，操作者只需要将手掌放置于指纹采集区即可进行指纹采集，而不必接触其它设备。
同时，本发明的手势识别装置由于能够对指纹信息进行采集，其信息采集的精度高，其对手势信息的采集精度也高，能使操作者实现高精度的操控。
2）操作者锁定模块：用于将指纹采集模块采集的操作者的指纹信息在指纹库（存储于指纹库存储子模块）中进行匹配判断，若有匹配结果则锁定操作者为目标操作者，进行后续的目标操作者的手势信息处理；优选的，也可以同时读取对该指纹信息对应操作者的权限配置，例如，能对那些项目进行操作、操作时间的长短等。
若无匹配结果，则排除锁定，即操作者不会被锁定，其任何手势信息不被采集。
优选的，当采集的指纹信息在指纹库中没有匹配结果被排除锁定时，也可以通过操作者授权模块对排除锁定的操作者进行授权，将操作者的指纹信息加入指纹库，并锁定为目标操作者；然后，进行后续的目标操作者的手势信息处理步骤。优选的，也可以配置指纹信息对应操作者的权限。
优选的，所述的指纹库，可以预先授权采集并对每个指纹信息所对应的操作者的权限进行配置；当需要增加新的授权时，所述的手势识别方法，还可以包括对操作者进行授权的步骤：采集需要授权的操作者的指纹信息；将所述指纹信息加入指纹库。
所述的指纹库也可以通过上述的操作者授权模块对排除锁定的操作者进行授权（追加授权），然后，将采集的操作者的指纹信息加入到指纹库，并对每个指纹信息所对应的操作者的权限进行配置。即所述的指纹库包括全部授权的操作者的指纹信息集合。
这样只有被授权（预先授权或追加授权）的操作者被锁定为目标操作者、进而采集其手势信息，能有效的防止目标操作者以外的任何物体动作的干扰。
3）手势信息处理模块：用于采集操作者锁定模块中被锁定的目标操作者的手势信息，将采集的手势信息在手势-命令规则数据库进行匹配；在显示终端执行所述手势信息匹配的命令，完成对手势的识别并操作相对应的系统，例如，可以是体感互动系统等。
其中，所述的手势-命令规则数据库为根据具体应用所定义的手势与相应命令的对应数据的集合。由于通过采集手势实现相应命令的方法是已知的，故在此不再对其过程进行详细描述。
优选的，手势信息处理模块还包括对目标操作者的手势信息处理时间长度进行控制的处理时间控制子模块，用于控制手势信息处理的时间长度。进一步优选的，所述的预定的一段时间可以与操作者的操作时间进行绑定（此时，预定的一段时间等于操作时间），例如，当体感互动活动结束时，停止手势信息处理，解除锁定。
本发明的手势识别装置能够锁定目标操作者，有效地防止非目标操作者以外的任何物体动作的干扰；同时能对操作者的指纹信息进行远程采集，其相对于传统的图像采集信息采集精度高，能够采集精度更高的手势信息，进而提高的操作的精度。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种手势识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
指纹采集步骤：采集当前操作者的指纹信息；
目标操作者锁定步骤：当采集的指纹信息在指纹库中有匹配结果锁定当前操作者为目标操作者；
目标操作者的手势信息处理步骤：采集被锁定目标操作者的手势信息；在手势-命令规则数据库中找出与采集到的所述手势信息相匹配的命令；在显示终端执行所述手势信息相匹配的命令。
2.如权利要求1所述的手势识别方法，其特征在于，还包括对操作者进行授权的步骤：采集需要授权的操作者的指纹信息；将所述指纹信息加入指纹库；
或，在目标操作者锁定步骤中，当采集的指纹信息在指纹库中没有匹配结果被排除锁定时，还包括：对操作者进行授权的步骤；所述的授权步骤包括将操作者的指纹信息加入指纹库。
3.如权利要求1或2所述的手势识别方法，其特征在于，所述的指纹采集步骤中采用远程指纹采集方法;
所述的远程指纹采集方法包括：
偏振光发射源发射偏振光投射到操作者的手指上，手指指纹的脊线反射偏振光的第一偏振态，手指指纹的脊谷反射偏振光第二偏振态；
两个摄像装置分别接收横向偏振光和纵向偏振光；所述第一偏振态、第二偏振态均分别包括横向偏振光和纵向偏振光；
叠加所述横向偏振光和纵向偏振光生成手指的指纹信息。
4.如权利要求1或2所述的手势识别方法，其特征在于，所述的目标操作者的手势信息处理步骤中进一步包括对目标操作者的手势信息处理时间长度的控制步骤，当目标操作者的手势信息处理时间长度超过预定的一段时间后，停止手势信息处理，解除锁定。
5.如权利要求1或2所述的手势识别方法，其特征在于，所述的指纹库包括全部授权的操作者的指纹信息集合。
6.一种手势识别装置，其特征在于，包括：
指纹采集模块：用于采集当前操作者的指纹信息；
操作者锁定模块：当指纹采集模块采集的指纹信息在指纹库中有匹配结果，操作者锁定模块锁定当前操作者为目标操作者；
手势信息处理模块：用于采集被锁定目标操作者的手势信息；在手势-命令规则数据库中找出与采集到的所述手势信息相匹配的命令；在显示终端执行所述手势信息相匹配的命令。
7.如权利要求6所述的手势识别装置，其特征在于，还包括：操作者授权模块，用于当采集的指纹信息在指纹库中没有匹配结果或需要增加新的授权操作者时，对操作者进行授权，将操作者的指纹信息加入指纹库。
8.如权利要求6或7所述的手势识别装置，其特征在于，所述的指纹采集模块为远程指纹采集模块，包括偏振光发射源和两个摄像装置以及指纹信息生成子模块，其中：
偏振光发射源发射偏振光投射到操作者的手指上，手指指纹的脊线反射偏振光的第一偏振态，手指指纹的脊谷反射偏振光第二偏振态；
两个摄像装置分别接收横向偏振光和纵向偏振光；所述第一偏振态、第二偏振态均分别包括横向偏振光和纵向偏振光；
指纹信息生成子模块，用于叠加所述两个摄像装置接收到的横向偏振光和纵向偏振光生成手指的指纹信息。
9.如权利要求6或7所述的手势识别装置，其特征在于，所述的目标操作者的手势信息处理模块中还包括对目标操作者的手势信息处理时间长度进行控制的处理时间控制子模块，用于控制手势信息处理的时间长度。
10.如权利要求6或7所述的手势识别装置，其特征在于，所述的操作者锁定模块的指纹库包括全部授权的操作者的指纹信息集合。
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