CN105407262A - 一种摄像头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种摄像头，包括摄像模块、存储器和传输接口，摄像模块设有镜头和图像传感器，还包括初始化模块、处理模块和识别模块；初始化模块建立以图像传感器表面为第一坐标平面的第一坐标系、以正对镜头时的手掌面为第二坐标平面的第二坐标系；处理模块处理得到手运动的视频流，形成手势输入；识别模块将处理模块输出的手势与标准手势作比较，得出识别结果。本发明摄像头采用双坐标系法能够清楚识别手运动图像表征的手势。本发明摄像头在现有摄像头基础上改进而成，克服了现有深度摄像头等类型摄像头价格昂贵的弊端，降低了具有识别手势摄像头的使用门槛，便于多领域推广应用。

Description

一种摄像头
技术领域
本发明属于摄影器材领域，具体涉及一种摄像头。
背景技术
摄像头越来越多的进入人们的生活、工作、娱乐等等方面，在视频聊天、电视会议等场景中取得了长足的应用。随着社会的发展，人们不满足于摄像头的摄像功能，企图用摄像头摄像作为获取数据的一种方式，特别是对于手势的获取、识别。例如，在体感游戏中需要摄像头能够捕捉到摄像范围内的手势，并最终形成指令输入，与游戏系统、画面产生互动效果。通过摄像头摄像获取数据不仅能够用于体感游戏中，而且在一定距离范围内控制电器，如电视、电脑等，则具有更广阔的应用空间。
在现有摄像头摄像获取数据的技术中多使用多个摄像头或者采用深度摄像头，其应用繁琐和高昂的价格成为摄像头获取数据的广泛应用造成了一定的障碍。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种摄像头，该摄像头能够通过建立坐标系方式对手势做出识别，在赋予该手势对应的指令后，即可通过手势完成指令的输入，为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种摄像头，包括摄像模块、存储器和传输接口，所述摄像模块设有镜头和图像传感器，还包括：
初始化模块，用于建立以所述图像传感器表面为第一坐标平面的第一坐标系、以正对所述镜头时的手掌面为第二坐标平面的第二坐标系，确定所述第二坐标系在所述第一坐标系内的位置；
处理模块，用于处理所述摄像模块采集的手运动图像，得到所述第二坐标系在所述第一坐标系内的位置视频流和手在所述第二坐标系内的视频流，形成手势输入；
识别模块，用于将所述处理模块输出的手势与所述存储器中预存储的标准手势作比较，若与一所述标准手势匹配，则将该标准手势作为识别结果，并传送到所述传输接口。
进一步地，还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块的输出端与所述传输接口的输入端电连接。
进一步地，所述传输接口为USB接口。
进一步地，所述第一坐标系以所述第一坐标平面内的竖直方向线、水平方向线及所述竖直方向线、水平方向线的垂直线为坐标轴，以所述图像传感器的中心为第一原点。
进一步地，所述第二坐标平面内，取手腕处直线方向为X轴、手掌外侧缘处垂直于X轴的直线为Y轴；所述第二坐标系以所述X轴、Y轴及垂直于所述X轴、Y轴的Z轴为坐标轴；以所述X轴、Y轴的交点为第二原点。
进一步地，所述第二坐标系为三维坐标系，所述位置视频流为所述第二坐标系中第二原点的位置视频流；手在所述第二坐标系内的视频流，包括：手指的弯曲和手掌的转动形成的视频流。
进一步地，所述位置视频流为所述第二坐标系中第二原点的位置视频流和所述第二坐标系转动的视频流；手在所述第二坐标系内的视频流，包括：手指的弯曲形成的视频流。
本发明一种摄像头能够将手图像坐标系化，采用双坐标系法能够清楚识别手运动图像表征的手势。本发明摄像头在现有摄像头基础上改进而成，克服了现有深度摄像头等类型摄像头价格昂贵的弊端，降低了具有识别手势摄像头的使用门槛，便于多领域推广应用。
附图说明
图1是本发明一种摄像头实施例1的模块图；
图2是本发明中第一坐标系的示意图；
图3是本发明中第二坐标系的示意图；
图4是本发明一种摄像头实施例2的模块图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明一种摄像头实施例1的模块图，该摄像头包括摄像模块1、初始化模块2、处理模块3、识别模块4、存储器5和传输接口6。
其中，摄像模块1用于采集手运动图像，该摄像模块1设有镜头11和图像传感器12，镜头11为玻璃镜头、塑料镜头或者塑料与玻璃混合镜头，
图像传感器12是一种感光半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管，光电二极管受到光照射时就会产生电荷，摄像模块1接收的图像投影在图像传感器12上时，图像传感器12上电荷的分布表征摄入的图像。
为了能够准确的识别摄像模块1采集的手运动图像，本发明采用初始化模块2建立以图像传感器12表面为第一坐标平面的第一坐标系、以正对镜头时的手掌面为第二坐标平面的第二坐标系，并确定所述第二坐标系在所述第一坐标系内的位置。由于手在第二标系内的位置是能够确定的，进而能够确定手在第一坐标系内的位置。
在较佳的实施方案中，第一坐标系如图2所示，以图像传感器12表面为第一坐标平面，在该第一坐标平面内的竖直方向线V、水平方向线H及竖直方向线V、水平方向线H的垂直线L为坐标轴，以图像传感器12的中心为第一原点。在第二坐标系如图3所示，手掌面为第二坐标平面内，取手腕处直线方向为X轴、手掌外侧缘处垂直于X轴的直线为Y轴；第二坐标系以X轴、Y轴及垂直于X轴、Y轴的Z轴为坐标轴；以X轴、Y轴的交点为第二原点。
处理模块3处理摄像模块1采集的手运动图像，得到第二坐标系在第一坐标系内的位置视频流和手在第二坐标系内的视频流，形成手势输入。
具体地，摄像模块1以一定速度采集手图像，例如30帧/s的速度采集，第一帧手图像经过初始化模块2的处理后传输给处理模块3，处理模块3获得第一坐标系、第二坐标系以及第二坐标系在第一坐标系内的位置和手在第二坐标系内的位置，并以此作为初始状态。第二帧手图像经初始化模块2处理后传输给处理模块3，处理模块3获得第二坐标系的第二原点在第一坐标系内的位置和手在第二坐标系内的位置，依次对第三帧、第四帧……手图像处理，得到第二坐标系的第二原点在第一坐标系内的位置视频流和手在第二坐标系内的视频流，形成手势输入。在该实施方式中，位置视频流为第二坐标系中第二原点在第一坐标系内的位置视频流；手在第二坐标系内的视频流包括手指的弯曲和手掌的转动形成的视频流。
处理模块3对输入手势的获取还有第二种实施方案，在该方案中，第一帧手图像经过初始化模块2的处理后传输给处理模块3，处理模块3获得第一坐标系、第二坐标系以及第二坐标系在第一坐标系内的位置和手在第二坐标系内的位置。第二帧手图像经初始化模块2处理后传输给处理模块3，处理模块3获得第二坐标系、第二坐标系在第一坐标系内的位置和手在第二坐标系内的位置，依次对第三帧、第四帧……手图像处理，得到第二坐标系在第一坐标系内的位置视频流和手在第二坐标系内的视频流，形成手势输入。在该实施方式中，位置视频流为第二坐标系中第二原点在第一坐标系内的位置视频流和第二坐标系转动的视频流；手在第二坐标系内的视频流包括手指的弯曲的视频流。
在以上两种实施方案中，初始化模块2建立的第一坐标系是不变的，建立的第二坐标系随着手运动可能引起变化。在第一种实施方案中，处理模块3在处理手图像时不考虑第二坐标系的变化，而将第二坐标系的变化通过手在第二坐标系中位置的变化展现。在第二种实施方案中，初始化模块2在每一帧手图像中都重新建立第二坐标系，处理模块3获取每一帧手图像中的第二坐标系在第一坐标系内的位置，每一帧手图像中手在第二坐标系内的位置。
识别模块4接收处理模块3输出的手势，将该手势与存储器5中预存储的标准手势作比较，若与一标准手势匹配，则将该标准手势作为识别结果，传送到传输接口6。
处理模块3检测到手图像时开始对手势进行识别，在连续多次接收到相同的手图像时，例如在0.5-3秒内接收的手图像均相同，识别手势结束。
参照图4，图4为本发明一种摄像头实施例2的模块图，该摄像头包括摄像模块1、初始化模块2、处理模块3、识别模块4、存储器5、USB接口6和蓝牙模块7，摄像模块1设有镜头11和图像传感器12。
与实施例1相比，本实施例2的传输接口采用USB接口，同时增加蓝牙模块7，蓝牙模块7的输出端与USB接口6的输入端电连接，摄像头通过蓝牙模块7接收的信息能够经USB接口传送出去。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种摄像头，包括摄像模块、存储器和传输接口，所述摄像模块设有镜头和图像传感器，其特征在于，还包括：
初始化模块，用于建立以所述图像传感器表面为第一坐标平面的第一坐标系、以正对所述镜头时的手掌面为第二坐标平面的第二坐标系，确定所述第二坐标系在所述第一坐标系内的位置；
处理模块，用于处理所述摄像模块采集的手运动图像，得到所述第二坐标系在所述第一坐标系内的位置视频流和手在所述第二坐标系内的视频流，形成手势输入；
识别模块，用于将所述处理模块输出的手势与所述存储器中预存储的标准手势作比较，若与一所述标准手势匹配，则将该标准手势作为识别结果，并传送到所述传输接口。
2.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块的输出端与所述传输接口的输入端电连接。
3.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述传输接口为USB接口。
4.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述第一坐标系以所述第一坐标平面内的竖直方向线、水平方向线及所述竖直方向线、水平方向线的垂直线为坐标轴，以所述图像传感器的中心为第一原点。
5.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述第二坐标平面内，取手腕处直线方向为X轴、手掌外侧缘处垂直于X轴的直线为Y轴；所述第二坐标系以所述X轴、Y轴及垂直于所述X轴、Y轴的Z轴为坐标轴；以所述X轴、Y轴的交点为第二原点。
6.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述第二坐标系为三维坐标系，所述位置视频流为所述第二坐标系中第二原点的位置视频流；手在所述第二坐标系内的视频流，包括：手指的弯曲和手掌的转动形成的视频流。
7.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述位置视频流为所述第二坐标系中第二原点的位置视频流和所述第二坐标系转动的视频流；手在所述第二坐标系内的视频流，包括：手指的弯曲形成的视频流。
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