CN106095081A - 人机交互方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人机交互方法及装置,所述方法包括:获取用户手部信息;所述手部信息包括:所述用户的手部位置信息和手部姿态;根据所述用户手部信息,判断所述用户的手部动作是否为输入动作;若所述用户的手部动作为输入动作,则根据所述用户的手部姿态,进行相应的操作。本发明的技术方案通过获取用户手部信息,其中用户的手部信息包括手部的位置和手部姿态,然后根据用户手部位置信息和手部姿态确定用户的手部动作是否为输入动作,再根据用户的手手势特征,执行与手热特征相对应的操作,从而使用户不需要切换键盘和鼠标,提高了计算机的输入效率。
Description
技术领域
本发明涉及计算机视觉技术领域,特别涉及一种人机交互方法及装置。
背景技术
随着科技的进步,计算机的操作方式也在不断地改变,键盘、鼠标或触控板等操作装置陆续被提出,来解决使用者面临的输入操作问题。而且由于计算机的日益普及,计算机的输入装置的发展也是日新月异。
人们在使用计算机时需要用键盘打字,或是移动到触控板来对计算机输入数据,或者使用鼠标进行操作。人们的手部不停地在键盘、鼠标或触控板之间来回移动。当人们的手部在键盘、鼠标或触控板之间来回切换时,从而降低计算机的输入效率。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种能够提高计算机输入效率的人机交互方法及装置。
为了实现上述目的,本发明提供了一种人机交互法,包括:
获取用户手部信息,所述手部信息包括所述用户的手部位置信息和手部姿态信息;
根据所述用户手部信息,判断所述用户的手部动作是否为输入动作;
若判断结果为所述用户的手部动作为输入动作,则根据所述用户的手部姿态信息,进行相应的操作。
优选地,获取用户手部信息,包括:
通过对所述用户的手部进行红外感测,获取所述用户手部的红外感测信号;
根据所述红外感测信号,确定所述用户的手部位置信息。
优选地,获取用户手部信息,还包括:
通过对所述用户的手部进行拍摄,获取所述用户手部的视频流;
对所述用户手部的视频流进行解析,以获取所述用户的手部姿态信息。
优选地,判断所述用户的手部动作是否为输入动作,包括:
判断所述用户的手部位置信息是否对应于键盘区域;
判断所述用户的手部姿态是否为预定的操作姿态。
优选地,根据所述用户的手部姿态信息,进行相应的操作,包括:
从所述用户的手部姿态信息中提取手势特征;
将提取的所述手势特征与预存储的手势特征进行比对;
若一致,则执行所述预存储的手部特征所对应的操作。
基于同一发明构思,本发明还提供一种人机交互装置,包括:
获取模块,配置为获取用户手部信息,所述手部信息包括,所述用户的手部位置信息和手部姿态信息;
判断模块,配置为根据所述用户手部信息,判断所述用户的手部动作是否为输入动作;
处理模块,配置为当所述判断模块判断所述用户的手部动作为输入动作时,根据所述用户的手部姿态信息,进行相应的操作。
优选地,所述获取模块包括:
红外感测部,其配置为通过对所述用户的手部进行红外感测来获取所述用户手部的红外感测信号;
第一数据处理部,其配置为根据所述红外感测信号,确定所述用户的手部位置信息。
优选地,所述获取模块,还包括:
拍摄部,其配置为通过对所述用户的手部进行拍摄获取所述用户手部的视频流;
第二数据处理部,其配置为对所述用户手部的视频流进行解析,以获取所述用户的手部姿态信息。
优选地,所述判断模块包括:
位置判断部,其配置为判断所述用户的手部位置信息是否对应于键盘区域;
姿态判断部,其配置为判断所述用户的手部姿态是否为预定的操作姿态。
优选地,所述处理模块包括:
提取部,其配置为从所述用户的手部姿态信息中提取手势特征;
存储部,其配置为预存储有多个手势特征以及与各手势特征对应存储的操作信息;
比对部,其配置为将提取的所述手势特征与预存储的手势特征进行比对;
执行部,其配置为当提取的手势特征与预存储的手势特征一致时,根据与所述手势特征对应存传课的操作信息而执行与所述预存储的手势特征所对应的操作。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明的技术方案通过获取用户手部信息,其中用户的手部信息包括手部的位置和手部姿态,然后根据用户手部位置信息和手部姿态确定用户的手部动作是否为输入动作,再根据用户的手手势特征,执行与手热特征相对应的操作,从而使用户不需要切换键盘和鼠标,提高了计算机的输入效率。
附图说明
图1为本发明的人机交互方法的实施例一的流程图;
图2为本发明的人机交互方法的实施例二的流程图;
图3为本发明的人机交互方法的实施例二的用户手部位置和手部姿态示意图图;
图4为本发明的人机交互装置的实施例一的示意图;
图5为本发明的人机交互装置的实施例二的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
图1为本发明的人机交互方法的实施例一的流程图,如图1所示,本实施例的人机交互方法,具体可以包括如下步骤:
S101,获取用户手部信息,所述手部信息包括所述用户的手部位置信息和手部姿态信息。
本发明的执行主体是计算机。获取用户手部信息的方式可以包括利用传感器采集用户手部的红外信号,或摄像头采集用户手部的姿态。采集用户手部位置信息的方法可以包括,在计算机上设置外传感器、位置传感器或光传感器等,当然还可以采用摄像头采集用户手部的视频的方式,来确定用户手部的位置信息。采集用户手部姿态信息可以采用摄像头采集用户手部的视频流的方式来获取用户手部姿态信息。
S102,根据用户手部信息,判断用户的手部动作是否为输入动作。
在具体实施时,用户的手部会随时停止按压键盘并离开键盘,计算机上设置有红外传感器和摄像头,当用户手部随时停止按压键盘并离开键盘时,开始实时采集用户的手部信息,以便于根据用户的手部信息判断用户的手部动作是否为输入动作,一般来讲确定手部动作是否为输入动作的方法可以包括提取手部动作的特征,例如,用户的手手部动作是否为五指并拢、手掌弯曲、手部位于键盘区域等特征来确定手部动作是否为输入动作。
S103,若判断结果为用户的手部动作为输入动作,则根据用户的手部姿态信息进行相应的操作。
具体地,用户手部停止按压键盘并离开键盘后,不一定是想利用手部姿态信息对计算机进行操作,所以计算机应先判断用户的手部动作是否为输入动作,例如,用户的手部位置信息是否位于输入区域,以笔记本为例,输入区域可以是笔记本电脑的键盘上方。根据用户的手部姿态信息所对应的对计算机的输入命令,对计算机执行相应的操作。至于用户的手部姿态信息计算机的输入命令可以预先进行存储。
本发明的技术方案通过获取用户手部信息;其中用户的手部信息包括手部的位置和手部姿态信息,然后根据用户手部位置信息和手部姿态信息确定用户的手部动作是否为输入动作,再根据用户的手手势特征,执行与手热特征相对应的操作,从而使用户不需要切换键盘和鼠标,提高了计算机的输入效率。
图2为本发明的人机交互方法的实施例二的流程图,本实施例的移动人机交互方法在上述实施例一的基础上,进一步更加详细地介绍本发明的 技术方案。如图2所示,本实施例的人机交互方法,具体可以包括如下步骤:
S201,通过对用户的手部进行红外感测,获取用户手部位置信息的红外感测信号。
本发明的获取用户手部位置信息的方法有很多种,例如,可以在计算机的键盘区域上设置被动红外传感器(Passive Infrared Sensor),以确定用户的手部位置。但是用户在按压键盘时,手部仍然在键盘区域,因此,本实施例,当用户手部按压键盘上的按键时,并不采集用户的手部位置,而当用户停止按压键盘上的按键时才开始采集用户手部所发出的红外感测信号。在本发明的其他实施例中,也可以采用其他类型的传感器,例如,位置传感器和光电传感器等。
S202,根据红外感测信号,确定用户的手部位置信息。
具体地,根据在计算机的键盘区域所设置的被动红外传感器,可以确定用户的手部位置,当用户的手部位于键盘区域上方时,再判断用户的手势,以确定用户是否做出输入动作。
S203,通过对用户的手部进行拍摄,获取用户手部的视频流。
具体地,计算机上设置有摄像头,当用记在计算机上进行操作时,摄像头实时采集用户手部的视频流。在本发明的其他实施例中,也可以不在计算机上设置被动红外传感器,而仅设置摄像头,通过对摄像头获取的视频流进行解析以获取用户的手部位置信息。本发明作为优选方案,由于被动式红外传感器能够直接采集到用户的手部位置信息,相对速度较快,用户体验较好。
S204,对用户手部的视频流进行解析,以获取用户的手部姿态信息。
具体地,计算机根据用户手部的视频流进行解析,解析的方法可以采用现有技术中的常用方法手势跟踪方法,获取用户手部前一帧的图像,确定用户手部在图像中的位置,再获取用户手部后一帧的图像,确定用户手部在图像中的位置,对用户手部在图像中的位置进行比对,可以获取用户手部姿态信息。
S205,根据用户手部位置信息和手部姿态信息,判断用户的手部动作是否为输入动作。
在本实施例中,用户手部会随时离开键盘,或者进行其他的动作,因此,计算机需要实时采集用户手部信息,并根据用户手部信息进行判断,以确定用户是否正在利用手部姿态信息对计算机进行操作。但是,如果计算机一直采集用户手部的红外感测信号和用户手部的视频流,则会占用计算机的中央处理器的使用率,因此在本发明的其中一个实施例中,当用户手部停止按压键盘时,才启动对用户手部位置信息和手部姿态信息的采集,以判断用户的手部动作是否为输入动作。本实施例中当用户做出输入动作时,手部位置和手部姿态如图3所示。
举例来说,判断用户的手部动作是否为输入动作可以包括:A,判断用户的手部位置信息是否处于键盘区域;B,若是,则判断用户手部五指是否并拢,呈握鼠标的姿态。
在本实施例中,以键盘区域作为输入区域,在本发明的其他实施例中,也可以仅设置摄像头采集用户的手部信息,根据摄像头来判断用户手部位置和手部姿态信息,但是本发明采用被动式红外传感器的方式,可以直接获得用户手部的红外感测信号,处理速度更快一些。具体地,用户手部虽然处于键盘区域,但并不一定为输入状态,只有当用手户手部弯曲,五指并拢,呈鼠标的姿态,才认为是用户呈输入状态,对计算进行操作。当用户的手部没有做出输入动作时,计算机继续执行当前的操作。
S206,若判断结果为用户的手部动作为输入动作,则从所述用户的手部姿态信息中提取手势特征。
具体地,当用户的手部动作为输入动作时,计算机可以从用户的手势姿态信息中提取手势特征,并根据手势特征所对应的命令,执行相应的操作。在本实施例中,获取用户的手部姿态信息的手势特征所采用的方法可以为现有技术中常用的方法,例如,camshift算法和卡尔曼滤波算法等手势跟踪算法,但并不限于此。
S207,将提取的手势特征与预存储的手势特征进行比对。
具体地,用户的手部姿态信息为一种握鼠标的姿态,因此用户手部的每一种手势特征与用户操作实际鼠标的动作是一一对应的,计算机根据用户的手势特征所执行的操作与用户操作鼠标时计算机所执行的操作也是一一对应的。例如,手势特征与操作鼠标的对应关系可以包括:①手部移动动作,对应鼠标滑动动作;②食指单击动作,对应单击鼠标左键动作;③中食单击动作,对应单鼠标右键动作;④食指双击动作,对应双击鼠 标左键动作;⑤中指向前方滑动动作,对应鼠标向上滑动滚轮动作;⑥中指向后方滑动动作,对应鼠标向下滑动滚轮的动作。在本发明的其他实施例中也可以将手部特征与操作鼠标的对应关系设置为其他对应关系,而不限于此。
S208,若一致,则执行预存储的手势特征所对应的操作。
具体地,用户手部停止按压键盘并离开键盘后,不一定是想利用手部姿态信息对计算机进行操作,所以计算机应先判断用户的手部动作是否为输入动作,例如,用户的手部位置信息是否位于输入区域,以笔记本为例,输入区域可以是笔记本电脑的键盘上方。根据用户的手部姿态信息所对应的对计算机的输入命令,对计算机执行相应的操作。
本发明的技术方案通过获取用户手部信息,其中用户的手部信息位置和手部姿态信息,然后根据用户手部位置信息和手部姿态信息确定用户的手部动作是否为输入动作,再根据用户的手部姿态信息进行手势特征提取,根据手势特征所对应的命令,执行相应的操作,从而使用户不需要切换键盘和鼠标,提高了计算机的输入效率。
图4为本发明的人机交互装置的实施例一的示意图,如图4所示,本实施例的人机交互装置,具体可以包括获取模块41、判断模块42和处理模块43。
获取模块41,配置为获取用户手部信息,所述手部信息包括所述用户的手部位置信息和手部姿态信息;
判断模块42,配置为根据所述用户手部信息,判断所述用户的手部动作是否为输入动作;
处理模块43,配置为当所述判断模块判断所述用户的手部动作为输入动作时,根据所述用户的手部姿态信息进行相应的操作。
本实施例的人机交互装置,通过采用上述模块实现人机交互的实现机制与上述图1所示实施例的人机交互方法的实现机制相同,详细可以参考上述图1所示实施例的记载,在此不再赘述。
图5为本发明的人机交互装置的实施例二的示意图,本实施例的人机交互装置在如图4所示的实施例一的基础上,进一步更加详细地介绍本发 明的技术方案。如图4所示,本实施例的人机交互装置,进一步可以包括如下。
进一步地,获取模块41包括:
红外感测部411,其配置为通过对所述用户的手部进行红外感测来获取所述用户手部的红外感测信号;
第一数据处理部412,其配置为根据所述红外感测信号,确定所述用户的手部位置信息。
获取模块41还包括:
拍摄部413,其配置为通过对所述用户的手部进行拍摄来获取所述用户手部的视频流;
第二数据处理部414,其配置为对所述用户手部的视频流进行解析,以获取所述用户的手部姿态信息。
判断模块42包括:
位置判断部421,其配置为判断所述用户的手部位置信息是否对应于键盘区域;
姿态判断部422,其配置为判断所述用户的手部姿态信息是否为预定的操作姿态。
处理模块43包括:
提取部431,其配置为从所述用户的手部姿态信息中提取手势特征;
存储部432,其配置为预存储有多个手势特征以及与各手势特征对应存储的操作信息;
比对部433,其配置为将提取的所述手势特征与预存储的手势特征进行比对;
执行部434,其配置为当提取的手势特征与预存储的手势特征一致时,根据与所述手势特征对应存储的操作信息而执行与所述预存储的手势特征所对应的操作。
本实施例的人机交互装置,通过采用上述模块实现人机交互的实现机制与上述图2所示实施例的人机交互方法的实现机制相同,详细可以参考上述图2所示实施例的记载,在此不再赘述。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保 护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种人机交互方法,其特征在于,包括:
获取用户手部信息,所述手部信息包括所述用户的手部位置信息和手部姿态信息;
根据所述用户手部信息,判断所述用户的手部动作是否为输入动作;
若判断结果为所述用户的手部动作为输入动作,则根据所述用户的手部姿态信息进行相应的操作。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,获取用户手部信息包括:
通过对所述用户的手部进行红外感测,获取所述用户手部的红外感测信号;
根据所述红外感测信号,确定所述用户的手部位置信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,获取用户手部信息还包括:
通过对所述用户的手部进行拍摄,获取所述用户手部的视频流;
对所述用户手部的视频流进行解析,以获取所述用户的手部姿态信息。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,判断所述用户的手部动作是否为输入动作包括:
判断所述用户的手部位置信息是否对应于键盘区域;
判断所述用户的手部姿态是否为预定的操作姿态。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述用户的手部姿态信息进行相应的操作包括:
从所述用户的手部姿态信息中提取手势特征;
将提取的所述手势特征与预存储的手势特征进行比对;
若一致,则执行所述预存储的手势特征所对应的操作。
6.一种人机交互装置,其特征在于,包括:
获取模块,配置为获取用户手部信息,所述手部信息包括所述用户的手部位置信息和手部姿态信息;
判断模块,配置为根据所述用户手部信息,判断所述用户的手部动作是否为输入动作;
处理模块,配置为当所述判断模块判断所述用户的手部动作为输入动作时,根据所述用户的手部姿态信息进行相应的操作。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述获取模块包括:
红外感测部,其配置为通过对所述用户的手部进行红外感测来获取所述用户手部的红外感测信号;
第一数据处理部,其配置为根据所述红外感测信号,确定所述用户的手部位置信息。
8.根据权利要求6或7所述的装置,其特征在于,所述获取模块还包括:
拍摄部,其配置为通过对所述用户的手部进行拍摄来获取所述用户手部的视频流;
第二数据处理部,其配置为对所述用户手部的视频流进行解析,以获取所述用户的手部姿态信息。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述判断模块包括:
位置判断部,其配置为判断所述用户的手部位置信息是否对应于键盘区域;
姿态判断部,其配置为判断所述用户的手部姿态是否为预定的操作姿态。
10.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述处理模块包括:
提取部,其配置为从所述用户的手部姿态信息中提取手势特征;
存储部,其配置为预存储有多个手势特征以及与各手势特征对应存储的操作信息;
比对部,其配置为将提取的所述手势特征与预存储的手势特征进行比对;
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