CN104360811A

CN104360811A - 一种单指手势识别方法

Info

Publication number: CN104360811A
Application number: CN201410563361.7A
Authority: CN
Inventors: 许军才; 张卫东; 任青文; 沈振中
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2034-10-22
Also published as: CN104360811B

Abstract

本发明公开了一种单指手势识别方法，根据单指手势识别触控面板上的操作对象的操作类别，属于手势识别技术领域。本发明方法预先将操作对象所在区域划分为由内向外依次包围的三个区域：第一～第三区域；进行手势识别时，如单指手势的起始点位置、目标点位置均位于第二区域，则表示对所述操作对象进行旋转操作；如单指手势的起始点位置位于第一区域，或者，所述单指手势的起始点位置、目标点位置分别位于第二区域、第三区域，则表示对所述操作对象进行移动操作。本发明可以很容易的实现在触摸设备上用单指对任意操作对象的旋转和移动操作,并且非常符合人类的日常行为经验,直观而不会产生困惑；且该方法实现简单，对硬件设备的资源消耗更小。

Description

一种单指手势识别方法

技术领域

本发明涉及一种手势识别方法，尤其涉及一种单指手势识别方法，根据单指手势识别触控面板上的操作对象的操作类别，属于手势识别技术领域。

背景技术

随着触摸屏幕的逐渐普及, 出现了各种尺寸的触摸屏幕和各种触摸操作方法，其中

包括单指和多指操作。对于狭小屏幕, 使用多指操作会出现很多误操作，影响使用体验。多指对旋转操作也有诸多不便. 很多触摸设备仅支持单个手指的操作。

传统的单指单点移动早就是成熟方案了, 但是旋转操作的手势识别则有很多不方便的地方, 如很多实现方案是在操作对象的外围加上旋转锚点, 用鼠标或者手指去旋转那个锚点来实现对象的旋转, 非常不符合人的直观感受。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术所存在的不符合用户直观感受的不足，提供一种单指手势识别方法，能够准确区分移动操作和旋转操作，且更符合用户的直观感受。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种单指手势识别方法，根据单指手势识别触控面板上的操作对象的操作类别，触控面板上所述操作对象所在区域被预先划分为由内向外依次包围的三个区域：第一～第三区域；进行手势识别时，按照以下方法进行判断单指手势是表示对操作对象进行旋转操作还是移动操作：

如所述单指手势的起始点位置、目标点位置均位于第二区域，则表示对所述操作对象进行旋转操作；如所述单指手势的起始点位置位于第一区域，或者，所述单指手势的起始点位置、目标点位置分别位于第二区域、第三区域，则表示对所述操作对象进行移动操作。

为了防止用户的无意触动造成误操作，本发明进一步地在判断单指手势是表示对操作对象进行旋转操作还是移动操作之前，首先根据单指手势的起始点位置与目标点位置之间的距离是否小于预设距离阈值来判断所述单指手势是否为误操作，如小于距离阈值，则所述单指手势为误操作。

识别出旋转操作后，通常还需要进一步识别旋转方向，本发明可采用各种现有的确定旋转方向的方法，但为了简化算法复杂度，本发明进一步提出了一种更简单地确定旋转操作方向的方法：

步骤一、记录操作对象的中心点位置，记为 old_x/old_y，记录手指按下去的初始位置, 记为 x0/y0;计算初始位置相对于对象中心点的偏移, 记为 ax/ay；

步骤二、记录手指移动的目标位置，记为 x1/y1；计算手指位移，记为 dx/dy；

步骤三、计算手指位移量的绝对值，记为 dxabs/dyabs；

步骤四、计算 x/y 轴手指位移量绝对值的大小，记为 ddxy，其值为 1 或 -1，x 轴偏移大的其值为 1，否则为 -1；

步骤五、计算旋转方向：手指位移量 x 轴大时, 计算 dx * ay 的值；否则，计算 dy * ax 的值；最后以其值乘以 ddxy，结果为负值表示逆时针旋转, 结果为正值表示顺时针旋转。

上述技术方案中，第一～第三区域可根据操作对象的大小、形状等进行任意划分，但为了更符合用户直观感受，本发明优选采用以下四种划分方式：

在所述操作对象的最小外接圆内做一个较小的同心圆，以该较小的同心圆的内部作为第一区域，以该较小的同心圆与所述操作对象的最小外接圆之间的部分作为第二区域，以所述操作对象的最小外接圆之外的部分作为第三区域；

或者，在所述操作对象的最大内切圆外做一个较大的同心圆，以所述操作对象的最大内切圆内部作为第一区域，以该较大的同心圆与所述操作对象的最大内切圆之间的部分作为第二区域，以该较大的同心圆之外的部分作为第三区域；

或者，以所述操作对象的最大内切圆内部作为第一区域，以所述操作对象的最大内切圆和最小外接圆之间的部分作为第二区域，以所述操作对象的最小外接圆之外的部分作为第三区域；

又或者，以所述操作对象上由用户预先设定的一位置点作为圆心，作一大一小两个同心圆，以小同心圆内部作为第一区域，以小同心圆与大同心圆之间的部分作为第二区域，以大同心圆之外的部分作为第三区域。

相比现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明的单指手势识别方法可以很容易的实现在触摸设备上用单指对任意操作对象的旋转和移动操作, 并且非常符合人类的日常行为经验, 直观而不会产生困惑；

本发明的单指手势识别方法实现简单，对硬件设备的资源消耗更小。

附图说明

图1为正方形操作对象的一种区域划分方式；

图2为长方形操作对象的一种区域划分方式；

图3为不规则四边形的一种区域划分方式；

图4为本发明手势识别方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

本发明针对支持单指操作的触摸设备提出了一种单指手势识别方法，该方法预先将触摸面板上的操作对象所在区域预先划分为由内向外依次包围的三个区域，并根据手势操作中的起始点位置、目标点位置所处的区域快速识别出用户是要对操作对象进行移动还是旋转操作。本发明所指操作对象为触摸设备(如触摸屏)上的一切可操作对象, 包括但不限于各种图像、图形（如圆形/正方形/长方形/三角形等其他规则或不规则图形）、软件UI等。

本发明对所述三个区域的具体形状、大小并无特别要求，但为了更符合人类的日常行为经验和直观感受，最好采用同心圆的划分方式。以下是本发明的几种优选的区域划分方式：

图1～图3显示了三种具体的区域划分方式。其中，图1显示了正方形操作对象的一种区域划分方式，如图1所示，以正方形操作对象的最小外接圆为外圆，在外圆内部取一个较小的同心的内圆，内圆以内的区域称为中心区域，内圆与外圆之间的部分称之为边缘区域，外圆以外的部分称为边缘外区域。图2显示了长方形操作对象的一种区域划分方式，如图2所示，以长方形操作对象的最小外接圆为外圆，在外圆内部取一个较小的同心的内圆，内圆以内的区域称为中心区域，内圆与外圆之间的部分称之为边缘区域，外圆以外的部分称为边缘外区域。图3显示了非规则四边形的一种区域划分方式，如图3所示，以非规则四边形操作对象的最大内切圆和最小外接圆分别作为内圆和外圆，内圆以内的区域称为中心区域，内圆与外圆之间的部分称之为边缘区域，外圆以外的部分称为边缘外区域。当然，也可以根据需要采用其他划分方式，例如，对于图3的非规则四边形操作对象，可以以最大内切圆为内圆，按照一定的放大比例划出一个较大的同心圆（该同心圆可以小于也可以大于非规则四边形操作对象的最小外接圆）作为外圆；或者，以最小外接圆为外圆，按照一定的缩小比例划出一个较小的同心圆（该同心圆可以小于也可以大于非规则四边形操作对象的最大内切圆）作为内圆；又或者，以操作对象的中心为圆心，划出一大一小两个同心圆分别作为外圆和内圆。

在进行手势识别时，按照以下方法进行判断单指手势是表示对操作对象进行旋转操作还是移动操作：

首先判断手势的起始点位置：如起始点位置位于中心区域，则可以断定用户要对该操作对象进行移动操作，如果起始点位置位于边缘区域，则既有可能是旋转也有可能是移动，需要进一步判断手势的目标点位置：如目标点位置位于边缘区域，则判定用户要对该操作对象进行旋转操作，此时可进一步判断旋转方向是顺时针还是逆时针，如果目标点位置位于边缘外区域，则判定为移动操作。

为了防止用户的无意触摸造成误操作，本发明进一步地在判断单指手势是表示对操作对象进行旋转操作还是移动操作之前，首先根据单指手势的起始点位置与目标点位置之间的距离是否小于预设距离阈值来判断所述单指手势是否为误操作：如小于距离阈值，则所述单指手势为误操作，不对操作对象进行任何操作，如等于或大于距离阈值，则说明不是误操作，需要接着判断用户要对操作对象进行移动还是旋转操作。

当识别出用户要对操作对象进行旋转操作后，有必要进一步判断旋转方向（顺时针还是逆时针方向），本发明可采用各种现有的确定旋转方向的方法，但为了简化算法复杂度，本发明进一步提出了一种更简单地确定旋转操作方向的方法，具体如下：

步骤一: 记录操作对象的中心点位置, 记为 old_x/old_y, 记录手指按下去的初始位置, 记为 x0/y0;计算初始位置相对于对象中心点的偏移, 记为 ax/ay;

步骤二: 记录手指移动的目标位置, 记为 x1/y1; 计算手指位移, 记为 dx/dy;

步骤三: 计算手指位移量的绝对值, 记为 dxabs/dyabs;

步骤四: 计算 x/y 轴手指位移量绝对值的大小, 记为 ddxy, 其值为 1 或 -1, x 轴偏移大的其值为 1, 否则为 -1;

步骤五: 计算旋转方向: 手指位移量 x 轴大时, 计算 dx * ay 的值; 否则计算 dy * ax 的值; 最后以其值乘以 ddxy, 其结果为旋转的方向，负值表示逆时针旋转, 正值表示顺时针旋转。

上述旋转方向确定方法的算法伪代码具体如下：

var dx = x1 - x0

var dy = y1 - y0

var ax = x0 - old_x

var ay = y0 - old_y

var dxabs = abs(dx)

var dyabs = abs(dy)

var ddxy = dxabs - dyabs > 0 and 1 or -1

var r = (ddxy > 0 and dx * ay or dy * ax) * ddxy

其中 x0、 y0 为手指按下的起始位置坐标, x1 、y1 为手指操作的目标位置坐标； old_x 、old_y 为操作对象的中心点位置（是否应该为操作对象上一固定点的坐标，例如操作对象的中心）。

结果为 r，通过 r 的正负来判断是顺时针还是逆时针操作，负值表示逆时针旋转, 正值表示顺时针旋转。

本发明一个优选实施例的算法流程如图4所示，包括以下步骤：

步骤一: 手指按下, 记录起始位置；

步骤二: 判断起始点的位置：如果在被操作对象的中心区域, 判定为移动操作；如果在边缘部分，则进入步骤三；

步骤三: 记录目标位置；

步骤四: 判断目标点的位置：如果在被操作对象的边缘外区域, 判定为移动操作；如在边缘之内则为旋转操作, 进入步骤五；

步骤五: 依据起始点和目标点的位置，根据上述的确定旋转操作方向的方法确定旋转方向。

采用本发明方法可以很容易的实现在触摸设备上用单指对任意操作对象的旋转和移动操作, 并且非常符合人类的日常行为经验, 直观而不会产生困惑。本发明方法也可用于指点设备(如鼠标等)对屏幕操作对象的旋转和/或移动操作, 且操作对象涵盖一切可旋转和/或移动的可操作对象。

Claims

1.一种单指手势识别方法，根据单指手势识别触控面板上的操作对象的操作类别，其特征在于，触控面板上所述操作对象所在区域被预先划分为由内向外依次包围的三个区域：第一～第三区域；进行手势识别时，按照以下方法进行判断单指手势是表示对操作对象进行旋转操作还是移动操作：

2.如权利要求1所述单指手势识别方法，其特征在于，在判断单指手势是表示对操作对象进行旋转操作还是移动操作之前，首先根据单指手势的起始点位置与目标点位置之间的距离是否小于预设距离阈值来判断所述单指手势是否为误操作，如小于距离阈值，则所述单指手势为误操作。

3.如权利要求1所述单指手势识别方法，其特征在于，该方法还包括按照以下方法确定旋转操作的方向：

步骤三、计算手指位移量的绝对值，记为 dxabs/dyabs；

4.如权利要求1～3任一项所述单指手势识别方法，其特征在于，所述第一～第三区域按照以下方法划分：在所述操作对象的最小外接圆内做一个较小的同心圆，以该较小的同心圆的内部作为第一区域，以该较小的同心圆与所述操作对象的最小外接圆之间的部分作为第二区域，以所述操作对象的最小外接圆之外的部分作为第三区域。

5.如权利要求1～3任一项所述单指手势识别方法，其特征在于，所述第一～第三区域按照以下方法划分：在所述操作对象的最大内切圆外做一个较大的同心圆，以所述操作对象的最大内切圆内部作为第一区域，以该较大的同心圆与所述操作对象的最大内切圆之间的部分作为第二区域，以该较大的同心圆之外的部分作为第三区域。

6.如权利要求1～3任一项所述单指手势识别方法，其特征在于，所述第一～第三区域按照以下方法划分：以所述操作对象的最大内切圆内部作为第一区域，以所述操作对象的最大内切圆和最小外接圆之间的部分作为第二区域，以所述操作对象的最小外接圆之外的部分作为第三区域。

7.如权利要求1～3任一项所述单指手势识别方法，其特征在于，以所述操作对象上由用户预先设定的一位置点作为圆心，作一大一小两个同心圆，以小同心圆内部作为第一区域，以小同心圆与大同心圆之间的部分作为第二区域，以大同心圆之外的部分作为第三区域。