CN103885645B

CN103885645B - 手势判断装置、其操作方法与手势判断方法

Info

Publication number: CN103885645B
Application number: CN201210563472.9A
Authority: CN
Inventors: 黄昱豪; 高铭璨; 黄森煌; 陈念泽; 许恩峯; 谢孟寰; 陈浥元
Original assignee: Pixart Imaging Inc
Current assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2032-12-21
Also published as: CN103885645A

Abstract

本发明公开一种手势判断装置、其操作方法与手势判断方法。所述手势判断装置包括发光单元与影像感测装置。而所述操作方法包括利用所述发光单元照射手部；利用所述影像感测装置获取所述手部反射所述光源的影像；选取所述影像中亮度大于或等于亮度临界值的所有像素；对所选取的像素进行排序；从排序出来的像素中选取前面预定比例的像素；将所述预定比例的像素中的相邻像素归类在同一群组；以及根据归类后的群组数目来判断所述手部的手势。本发明的手势判断装置、其操作方法与手势判断方法不需执行复杂的对象侦测、边界侦测、凹凸多边形个数计算等工作即可判断手势，因而具有较佳的手势判断速度。

Description

手势判断装置、其操作方法与手势判断方法

技术领域

本发明是有关于光学触控技术领域，且特别是有关于一种手势判断装置、其操作方法与手势判断方法。

背景技术

现有的光学式手势判断装置采用影像感测装置，例如是深度摄影机(Depth Camera)，来获取用户的手部影像，然后再根据获取到的影像来判断所述手部的手势。因此，采用所述手势判断装置的电子装置便可依照手势判断装置的手势判断结果来执行对应的操作。

然而，由于现有的手势判断装置在进行手势判断时，需要对获取的影像进行复杂的对象侦测、边界侦测、凹凸多边形个数计算等工作，因此现有手势判断装置的操作极其复杂，导致其手势判断速度不佳。

发明内容

本发明提供一种手势判断装置，其不需执行复杂的对象侦测、边界侦测、凹凸多边形个数计算等工作即可判断手势，因而具有较佳的手势判断速度。

本发明另提供一种对应于所述手势判断装置的操作方法。

本发明再提供一种对应的手势判断方法。

本发明提出一种手势判断装置。此手势判断装置包括发光单元、影像感测装置与处理电路。所述的发光单元用以提供光束。所述的影像感测装置用以获取手部反射所述光束所产生的影像。至于所述的处理电路，其电性连接影像感测装置，以取得所述影像，并用以处理所取得的影像，以判断出所述手部的手势。此处理电路处理所述影像的步骤包括：选取所述影像中亮度大于或等于亮度临界值的所有像素；对所选取的像素进行排序；从排序出来的像素中选取前面预定比例的像素；将此预定比例的像素中的相邻像素归类在同一群组；以及根据归类后的群组数目来判断所述手部的手势。

本发明另提出一种手势判断装置的操作方法。所述的手势判断装置包括发光单元与影像感测装置。而所述的操作方法包括下列步骤：利用所述发光单元照射手部；利用所述影像感测装置获取所述手部反射所述光源的影像；选取所述影像中亮度大于或等于亮度临界值的所有像素；对所选取的像素进行排序；从排序出来的像素中选取前面预定比例的像素；将所述预定比例的像素中的相邻像素归类在同一群组；以及根据归类后的群组数目来判断所述手部的手势。

本发明再提出一种手势判断方法。所述的手势判断方法包括下列步骤：发出光束以照射部；获取所述手部反射所述光束所产生的影像；选取所述影像中亮度大于或等于亮度临界值的所有像素；对所选取的像素进行排序；从排序出来的像素中选取前面预定比例的像素；将所述预定比例的像素中的相邻像素归类在同一群组；以及根据归类后的群组数目来判断所述手部的手势。

本发明解决前述问题的方式是：先发出光束以照射手部；接着，获取所述手部反射所述光束的影像；然后，选取所述影像中亮度大于或等于亮度临界值的所有像素；接着，对所选取的像素进行排序；然后，从排序出来的像素中选取前面预定比例的像素；接着，将所述预定比例的像素中的相邻像素归类在同一群组；之后，根据归类后的群组数目来判断所述手部的手势。由所述可知，本发明不需执行复杂的对象侦测、边界侦测、凹凸多边形个数计算等工作即可判断手势，因而具有较佳的手势判断速度。

为让本发明的所述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

图1为一电子装置的侧面剖视示意图。

图2为图1的影像感测装置所获取到的其中一种影像。

图3为处理电路在其中一步骤所选取到的像素。

图4为处理电路在其中一步骤所选取到的像素。

图5为依照本发明一实施例的手势判断装置的操作方法的流程图。

图6为依照本发明一实施例的手势判断方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的所述目的、特征和优点能够还加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

需要说明的是，为了图示的清楚起见，本发明的附图仅显示了与本发明的创作点相关的结构特征，而对于其他的结构特征则进行了省略。

图1为电子装置的侧面剖视示意图。图1中的标示100所指的即为前述的电子装置，此电子装置100例如是智能型手机、平板计算机、笔记本电脑的类的便携型电子装置，或者是其他具运算功能的电子装置，例如是多媒体播放装置。而如图1所示，此电子装置100采用了依照本发明一实施例的手势判断装置110，而此手势判断装置110电性连接电子装置100内部的处理器120。

手势判断装置110包括发光单元112、影像感测装置114与处理电路116。所述的发光单元112用以发出光束以照射使用者的手部(如标示130所示)。而所述的影像感测装置114用以获取手部130反射所述光束的影像。至于处理电路116，其电性连接影像感测装置114，以取得影像感测装置114所获取到的影像。进一步地，处理电路116更可以是电性连接发光单元112，以控制发光单元112的开启或关闭，甚至是控制光束的亮度。

以下将以图2所示的影像来举例说明处理电路116的动作方式。请参照图2，其为图1的影像感测装置所获取到的其中一种影像。此影像是由多个像素所组成，例如是由800×600个像素所组成。为了说明的方便，图2所示的影像仅以四种不同的亮度来表示的，包括：最亮(如不具任何花纹的区域)、次亮(如以点所形成的区域)、次暗(如以斜线所形成的区域)以及最暗(如以交叉线所形成的区域)。最亮的区域具有第一亮度值，次亮的区域具有第二亮度值，次暗的区域具有第三亮度值，而最暗的区域具有第四亮度值。此外，图2中的标示202是指手部影像。在图2中，手部影像202的所以会呈现出三种不同的亮度，是因为这三种不同亮度所对应的手部部位与发光单元112的距离不同所致；而手部影像202的外的区域的所以会呈现最暗的亮度，则是因为对应的空间中不存在物体来反射前述光束所致。

请同时参照图1与图2。处理电路116在透过影像感测装置114取得图2所示的影像后，便会处理所取得的影像，以判断手部130的手势。而在处理电路116处理此影像的步骤中，处理电路116首先会去选取此影像中亮度大于或等于亮度临界值的所有像素。此亮度临界值可依实际的设计需求来决定。假设此亮度临界值介于前述的第一亮度值与第二亮度值的间，那么处理电路116在此步骤所选取到的像素，便会是最亮的区域(即不具任何花纹的区域)里的所有像素。图3即为处理电路在此步骤所选取到的像素。在图3中，所示的影像搭配直角坐标系统来显示，且此影像中位于左上角的像素位于直角坐标统的原点(以P来标示)，然而此图所示的影像与直角坐标统的位置关系仅是用以举例，并非用以限制本发明。

请同时参照图1与图3，处理电路116在取得前述的最亮区域(如图3中的不具任何花纹的区域)里的所有像素之后，处理电路116便会对所选取的像素进行排序。举例来说，处理电路116可以是根据影像的X轴、影像的Y轴或是像素亮度来对所选取的像素进行排序。以依Y轴来进行排序而言，处理电路116例如可以是依由上至下、由左至右的方式来对所选取的像素进行排序。当然，排序的方式需依可能的成像方式而事先设定好。以图4所示的影像为例，处理电路116在选取到最亮区域(如图4中的不具任何花纹的区域)里的所有像素之后，便可依X轴(例如是由左至右、由上至下的方式)来对所选取的像素进行排序。而以图3所示的例子而言，依Y轴来进行排序，且是依由上至下的方式来进行排序，是较理想的选择。

请再同时参照图1与图3，假设处理电路116已依前述的由上至下、由左至右的方式对所选取的像素排序完毕，那么处理电路116便会从排序出来的像素中再取前面预定比例的像素。以图3为例，排序出来的像素皆位于Y”与原点P的间，而所述的前面预定比例的像素则是位于Y’与原点P的间。此预定比例可依实际的设计需求来决定，举例来说，处理电路116可以是从排序出来的像素中取前面20%的像素。而在取得前述预定比例的像素之后，处理电路116便会将此预定比例的像素中的相邻像素归类在同一群组，进而根据归类后的群组数目来判断所述手部的手势。以图3为例，处理电路116最终会归类出二个群组，因此处理电路116便会去判断”2”这个群组数目对应到哪种手势。

群组数目与手势的对应关可以是记录在对照表(Look-up Table)中，而此对照表可储存于处理电路116内建的记忆空间中，或是储存在电性连接于处理电路116的记忆装置(未绘出)中，以供处理电路116进行查对。当然，采用对照表的方式在此仅是用以举例，并非用以限制本发明。

假设手势判断装置110用来判断猜拳游戏(Finger Guessing Game)，那么当群组数目为1时，处理电路116便可以判断出使用者的手部的手势为握拳手势(即表示为石头的手势)；当群组数目为2时，处理电路116便可以判断出使用者的手部的手势为V字手势(即表示为剪刀的手势)；而当群组数目至少为3时，处理电路116便可以判断出使用者的手部的手势为五指张开手势(即表示为布的手势)。当然，处理电路116还可以是进一步根据所归类出的各群组的间距、各群组的长度与宽度来判断出其他的手势。此外，当处理电路116判断出用户的手部的手势时，更可以对应输出手势信息GINF来作为手势判断结果，以便电子装置100内部的处理器120可依照此手势判断结果来控制电子装置100执行对应的操作。

根据以上的教示，本领域具有通常知识者当可归纳出前述手势判断装置的一些基本操作步骤，如图5所示。图5为依照本发明一实施例的手势判断装置的操作方法的流程图。所述的手势判断装置包括发光单元与影像感测装置，而所述的操作方法包括下列步骤：利用所述发光单元发出光束以照射手部(如步骤S502所示)；利用所述影像感测装置获取所述手部反射所述光束的影像(如步骤S504所示)；选取所述影像中亮度大于或等于亮度临界值的所有像素(如步骤S506所示)；对所选取的像素进行排序(如步骤S508所示)；从排序出来的像素中选取前面预定比例的像素(如步骤S510所示)；将所述预定比例的像素中的相邻像素归类在同一群组(如步骤S512所示)；以及根据归类后的群组数目来判断所述手部的手势(如步骤S514所示)。

此外，根据以上的教示，本领域具有通常知识者亦应可归纳出一种对应的手势判断方法，其步骤如图6所示。图6为依照本发明一实施例的手势判断方法的流程图。请参照图6，所述的手势判断方法包括下列步骤：发出光束以照射手部(如步骤S602所示)；获取所述手部反射所述光束所产生的影像(如步骤S604所示)；选取所述影像中亮度大于或等于亮度临界值的所有像素(如步骤S606所示)；对所选取的像素进行排序(如步骤S608所示)；从排序出来的像素中选取前面预定比例的像素(如步骤S610所示)；将所述预定比例的像素中的相邻像素归类在同一群组(如步骤S612所示)；以及根据归类后的群组数目来判断所述手部的手势(如步骤S614所示)。

综上所述，本发明解决前述问题的方式是：先发出光束以照射手部；接着，获取所述手部反射所述光束的影像；然后，选取所述影像中亮度大于或等于亮度临界值的所有像素；接着，对所选取的像素进行排序；然后，从排序出来的像素中选取前面预定比例的像素；接着，将所述预定比例的像素中的相邻像素归类在同一群组；之后，根据归类后的群组数目来判断所述手部的手势。由所述可知，本发明不需执行复杂的对象侦测、边界侦测、凹凸多边形个数计算等工作即可判断手势，因而具有较佳的手势判断速度。

本文中应用了具体个例对本发明的手势判断装置、其操作方法与手势判断方法的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，根据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变的处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims

1.一种手势判断装置，其特征在于，所述手势判断装置包括：

发光单元，用于提供光束；

影像感测装置，用于获取手部反射所述光束所产生的影像；及

处理电路，电性连接所述影像感测装置，以取得所述影像，所述处理电路用于处理所述影像以判断所述手部的手势，所述处理电路处理所述影像的步骤包括：

选取所述影像中亮度大于或等于亮度临界值的所有像素；

对所选取的像素根据亮度进行排序；

从排序出来的像素中选取前面预定比例的像素；

将所述预定比例的像素中的相邻像素归类在同群组；及

根据归类后的群组数目来判断所述手部的所述手势。

2.如权利要求1所述的手势判断装置，其特征在于，所述处理电路包括根据所述影像的第一坐标轴所述影像的第二坐标轴或是像素亮度来对所选取的像素进行排序。

3.如权利要求1所述的手势判断装置，其特征在于，当所述群组数目为1时，所述处理电路便判断所述手势为握拳手势。

4.如权利要求1所述的手势判断装置，其特征在于，当所述群组数目为2时，所述处理电路便判断所述手势为V字手势。

5.如权利要求1所述的手势判断装置，其特征在于，当所述群组数目至少为3时，所述处理电路便判断所述手势为五指张开手势。

6.如权利要求1所述的手势判断装置，其特征在于，当所述处理电路判断出所述手势时，对应输出手势信息。

7.如权利要求1所述的手势判断装置，其特征在于，所述处理电路更根据各群组的间距、各群组的长度与宽度来判断所述手势。

8.一种手势判断装置的操作方法，所述手势判断装置包括发光单元与影像感测装置，其特征在于，所述操作方法包括：

利用所述发光单元照射手部；

利用所述影像感测装置获取所述手部反射所述发光单元的光源的影像；

选取所述影像中亮度大于或等于亮度临界值的所有像素；

对所选取的像素进行排序；

从排序出来的像素中选取前面预定比例的像素；

将所述预定比例的像素中的相邻像素归类在同群组；及

根据归类后的群组数目来判断所述手部的手势。

9.如权利要求8所述的操作方法，其特征在于，所述操作方法还包括依所述影像的第一坐标轴所述影像的第二坐标轴或是像素亮度来对所选取的像素进行排序。

10.如权利要求8所述的操作方法，其特征在于，所述群组数目为1时，便判断所述手势为握拳手势。

11.如权利要求8所述的操作方法，其特征在于，当所述群组数目为2时，便判断所述手势为V字手势。

12.如权利要求8所述的操作方法，其特征在于，当所述群组数目至少为3时，便判断所述手势为五指张开手势。

13.如权利要求8所述的操作方法，其特征在于，当判断出所述手势时，使所述手势判断装置对应输出手势信息。

14.如权利要求8所述的操作方法，其特征在于，所述操作方法还包括根据各群组的间距、各群组的长度与宽度来判断所述手势。

15.一种手势判断方法，其特征在于，所述手势判断方法包括：

发出光束以照射手部；

获取所述手部反射所述光束所产生的影像；

选取所述影像中亮度大于或等于亮度临界值的所有像素；

对所选取的像素根据亮度进行排序；

从排序出来的像素中选取前面预定比例的像素；

将所述预定比例的像素中的相邻像素归类在同一群组；及

根据归类后的群组数目来判断所述手部的手势。

16.如权利要求15所述的手势判断方法，其特征在于，所述手势判断方法包括依所述影像的第一坐标轴所述影像的第二坐标轴或是像素亮度来对所选取的像素进行排序。

17.如权利要求15所述的手势判断方法，其特征在于，当所述群组数目为1时，便判断所述手势为握拳手势。

18.如权利要求15所述的手势判断方法，其特征在于，当所述群组数目为2时，便判断所述手势为V字手势。

19.如权利要求15所述的手势判断方法，其特征在于，当所述群组数目为3时，便判断所述手势为五指张开手势。

20.如权利要求15所述的手势判断方法，其特征在于，所述手势判断方法还包括根据各群组的间距、各群组的长度与宽度来判断所述手势。