CN106686429A - 一种智能电视手势检测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能电视手势检测方法及系统。该方法包括：接收用户发出手势的手的腕部佩戴的穿戴设备发出的信号及信号发出时间，根据所述信号发出时间与信号收到时间的时间差，计算手势发出点与信号接收器间的距离；根据所述手势发出点与信号接收器间的距离，计算手势的空间位置；根据手势空间位置，控制摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心。本发明利用穿戴设备发出信号的发出时间与收到时间，计算手势发出点与信号接收器间距离并获得手势空间位置；根据手势空间位置，控制摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心进行手势识别，使用户无需将手举到特定高度即可随意启动手势识别功能，提高了用户体验。

Description

一种智能电视手势检测方法及系统
技术领域
本发明属于智能电视人机交互控制技术领域，具体涉及一种智能电视手势检测方法以及系统。
背景技术
现有市面上的智能电视，有的需要用户自己配摄像头，有的自带摄像头，而后者智能电视配备自带的摄像头皆为固定方向的，无法自由调节方向。而智能电视在安装时其高度主要取决于用户的观看体验，使眼睛平视或稍俯视。智能电视的摄像头一般安装在智能电视上边框，因此往往摄像头的位置相较于用户胳膊举起的舒适高度来讲偏高。由于摄像头能获取到的图像的空间范围有限，也就是说，用户必须把手高举到某一特定范围，即用户使用时把手举到摄像头摄像的有效高度，才能进入摄像头可以接受图像的区域，即摄像头才能捕捉到手势图像进行识别，以此实现人机交互，顺利进行手势控制，这样使用起来其实是很不方便的，长时间使用会造成肌肉酸痛，这也使得电视的手势识别这一智能功能无法得到充分的使用。
发明内容
本发明的目的在于解决上述的技术问题而提供一种智能电视手势检测方法以及系统。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种智能电视手势检测方法，包括以下步骤：
接收用户发出手势的手的腕部佩戴的穿戴设备发出的信号及信号发出时间，根据所述信号发出时间与信号收到时间的时间差，计算手势发出点与信号接收器间的距离；
根据所述手势发出点与信号接收器间的距离，计算获得所述手势的空间位置；
根据所述手势空间位置，控制摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心。
所述的根据所述手势空间位置，控制所述摄像头转动使手势图像处在摄像头画面的中心步骤具体包括以下步骤：
根据所述手势空间位置的三维坐标，计算摄像头要转动的空间方向及角度，然后根据计算的摄像头要转动的空间方向及角度，控制所述摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心。
所述信号接收器为三个或四个；当所述信号接收器为三个时，其中的两个信号接收器布置智能电视下边框两角，另一个信号接收器布置在上边框中心位置；当所述信号接收器为四个时，呈矩形状布置在智能电视的四角位置。
所述摄像头安装在智能电视的上边框上中央位置。
所述穿戴设备发出的信号为红外脉冲信号，对应的，所述信号接收器为红外接收器；所述穿戴设备通过蓝牙方式与智能电视匹配并发送信号发出时间给智能电视。
本发明的目的还在于提供一种智能电视手势检测系统，包括：
距离检测单元，用于接收用户发出手势的手的腕部佩戴的穿戴设备发出的信号及信号发出时间，根据所述信号发出时间与信号收到时间的时间差，计算手势发出点与信号接收器间的距离；
空间位置获取单元，用于根据距离检测单元检测的所述手势发出点与信号接收器间的距离，计算获得所述手势的空间位置；
摄像头驱动控制单元，用于根据空间位置获取单元获得的所述手势空间位置，控制摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心。
摄像头驱动控制单元包括有：
摄像头转动方向角度计算单元，用于根据所述手势空间位置的三维坐标，计算摄像头要转动的空间方向及角度；
摄像头驱动单元，用于根据摄像头转动方向角度计算单元计算的摄像头要转动的空间方向及角度，控制所述摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心。
本发明通过智能电视接收用户发出手势的手的腕部佩戴的穿戴设备 发出的信号及信号发出时间，根据所述信号发出时间与信号收到时间的时间差，计算手势发出点与信号接收器间的距离；然后根据所述手势发出点与信号接收器间的距离，计算获得所述手势的空间位置；并根据获得的所述手势空间位置，控制手势图像识别摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心后再进行手势识别，这样用户无需将手举到特定高度即可随意的启动手势识别功能并舒适的使用该功能，提高了用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例提供的智能电视手势检测方法的示意图；
图2为本发明实施例提供的智能电视手势检测系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供手势图像定位的原理示意图。
具体实施方式
下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。
参见图1所、示，一种智能电视手势检测方法，包括以下步骤：
S101:接收用户发出手势的手的腕部佩戴的穿戴设备发出的信号及信号发出时间，根据所述信号发出时间与信号收到时间的时间差，计算手势发出点与信号接收器间的距离；
S102:根据所述手势发出点与信号接收器间的距离，计算获得所述手势的空间位置；
S103:根据所述手势空间位置，控制所述摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心。
本发明中，所述的穿戴设备发出的信号由信号接收器接收，所述信号发出时间由所述穿戴设备在发出信号的同时，以无线的方式发送给智能电视，由智能电视接收后记录存储，信号接收器接收到穿戴设备发出的信号的同时，智能电视同样将信号收到时间记录存储，然后智能电视根据信号发出时间与信号收到时间的时间差，计算手势发出点与信号接收器间的距离，然后再根据所述手势发出点与信号接收器间的距离，计算获得所述 手势的空间位置；并根据获得的所述手势空间位置，控制手势图像识别摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心后再进行手势识别，这样用户无需将手举到特定高度即可随意的启动手势识别功能并舒适的使用该功能，提高了用户体验。
本发明实施例中，所述根据所述手势空间位置，控制摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心的步骤具体包括以下步骤：
根据所述手势空间位置的三维坐标，计算摄像头要转动的空间方向及角度，然后根据计算的摄像头要转动的空间方向及角度，控制所述摄像头转动使手势图像处在摄像头画面的中心。
本发明中，通过信号接收器与手势发出点间的距离计算获得手势的空间位置，该空间位置通过三维坐标进行表示存储，然后由智能电视根据该手势的三维坐标，计算进行手势识别的摄像头要转动的空间方向及相应的角度，给摄像驱动系统发出指令，驱动摄像头按计算的要转动的空间方向及相应的角度进行相应的转动，最终使手势图像处在摄像头画面中心后进行手势识别，从而实现了摄像头跟随手势进行图像采集识别的手势识别功能。
具体实现上，所述信号接收器为三个或四个；当所述信号接收器为三个时，其中的两个信号接收器布置智能电视下边框两角，另一个信号接收器布置在上边框中心位置；当所述信号接收器为四个时，如图3所示，呈矩形状布置在智能电视的四角位置。当然也可以根据控制的需要设置为五个、六个等。
当采用多个信号接收器来接收穿戴设备的发出信号时，多个信号接收器协同工作时，分别测量出手势发出点与接收器的距离，然后据根据多手势发出点与信号接收器的多个距离数据计算出手势发出的空间位置，该空间位置用三维坐标存储，并计算出识别手势的摄像头需要转动的空间方向及角度，然后控制摄像头的马达驱动装置，驱使识别手势的摄像头智能地自由的进行各个方向的转动，改变自身朝向，直到动作发生的手势图像处在摄像头画面的中心后进行手势识别。
其中，所述进行手势识别的摄像头安装在智能电视的上边框上中央位置，所述摄像头安装在旋转基座上，所述旋转基座与智能电视的为一体，即 是电视边框的一部分。
本发明实施例中，所述穿戴设备上设有红外信号发射器，发出的用于信号接收器接收的信号的为红外脉冲信号，对应的，所述信号接收器为红外接收器；所述穿戴设备通过蓝牙方式与智能电视匹配并发送信号发出时间给智能电视。该红外脉冲信号的发出时间通过穿戴设备上的蓝牙无线传送模块以无线方式发送到智能电视相应接收，根据该信号发出时间与信号接收器接收到信号的时间的时间差计算信号接收器与手势发出点间的距离。
所述穿戴设备可以是一个智能手环或类似智能手环之类智能腕带设备。具体实现时，可通过所述穿戴设备上配置有可与智能电视无线连接并进行数据传送的无线传送模块，如蓝牙模块，将穿戴设备发送信号的时间发送到智能电视机存储、记录，由智能电视机根据该信号的发送时间以及信号接收器接收的同一个信号的接收或收到时间，即可按预置的计算方法计算手势发出点与信号接收器间的距离。
工作时，使穿戴设备与智能电视通过蓝牙进行匹配后，先完成调制红外LED发射器，发出的每个红外脉冲与时间轴上的时间点一一对应，穿戴设备上的红外线的发出时间利用蓝牙无线传送给智能电视并由智能电视实时记录，同时红外信号接收器接收到红外信号的时间同样在智能电视存储，该信号的发出时间与收到时间可以由智能电视的主控芯片或中央处理器CPU或MCU微处理器进行存储，然后通过记录的红外线的发出时间与收到红外信号的时间的时间差可以计算得知手势发出点与感应器的距离，并进而计算出手势发出点与信号接收器间的距离，得到手势的空间位置，根据手势的空间位置驱动摄像头相应的转动，使手势图像位于摄像头画面中心时行手势的识别。
参见图3所示，图3示出采用四个信号接收器定位手势图像的方法，以发射红外脉冲为例说明。四个红外接收器11、12、13、14安装在电视机10的四角位置，分别接收来自穿戴设备—手环20上的红外发射器21发出的红外线，分别计算出四个红外接收器11、12、13、14至手势发出点的距离L1、L2、L3、L4，在手势定位处理时，可通过左侧两个红外接收器11、13至手势发出点的两个距离的距离直线在空间中确定一个通过距离直线交点31的 水平圆弧32，对应的，右侧两个红外接收器12、14至手势发出点的两个距离的距离直线在空间中确定另一个通过距离直线交点33的水平圆弧34，两个水平圆弧32、34的相交点35，即为确定的手势所在的空间位置。
参见图2所示，本发明的目的还在于提供一种智能电视手势检测系统，包括：
距离检测单元，用于接收用户发出手势的手的腕部佩戴的穿戴设备发出的信号及信号发出时间，根据所述信号发出时间与信号收到时间的时间差，计算手势发出点与信号接收器间的距离；
空间位置获取单元，用于根据距离检测单元检测的所述手势发出点与信号接收器间的距离，计算获得所述手势的空间位置；
摄像头驱动控制单元，用于根据空间位置获取单元获得的所述手势空间位置，控制摄像头转动使手势图像处在摄像头画面的中心。
本发明中，所述的穿戴设备发出的信号由信号接收器接收，所述信号发出时间由所述穿戴设备在发出信号的同时，以无线的方式发送给智能电视，由智能电视接收后记录存储，信号接收器接收到穿戴设备发出的信号的同时，智能电视同样将信号收到时间记录存储，然后智能电视根据信号发出时间与信号收到时间的时间差，计算手势发出点与信号接收器间的距离，然后再根据所述手势发出点与信号接收器间的距离，计算获得所述手势的空间位置；并根据获得的所述手势空间位置，控制手势图像识别摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心后再进行手势识别，这样用户无需将手举到特定高度即可随意的启动手势识别功能并舒适的使用该功能，提高了用户体验。
进一步的，本发明实施例中，所述的摄像头驱动控制单元包括有：
摄像头转动方向角度计算单元，用于根据所述手势空间位置的三维坐标，计算摄像头要转动的空间方向及角度；
摄像头驱动单元，用于根据摄像头转动方向角度计算单元计算的摄像头要转动的空间方向及角度，控制摄像头转动使手势图像处在摄像头画面的中心。
本发明中，通过信号接收器与手势发出点间的距离计算获得手势的空间 位置，该空间位置通过三维坐标进行表示存储，然后由智能电视根据该手势的三维坐标，计算进行手势识别的摄像头要转动的空间方向及相应的角度，给摄像驱动系统发出指令，驱动摄像头按计算的要转动的空间方向及相应的角度进行相应的转动，最终使手势图像处在摄像头画面中心后进行手势识别，从而实现了摄像头跟随手势进行图像采集识别的手势识别功能。
所述信号接收器为三个或四个；当所述信号接收器为三个时，其中的两个信号接收器布置智能电视下边框两角，另一个信号接收器布置在上边框中心位置；当所述信号接收器为四个时，如图3所示，呈矩形状布置在智能电视的四角位置。当然也可以根据控制的需要设置为五个、六个等。
多个信号接收器接收穿戴设备的信号，多个信号接收器协同工作，此时分别测量出手势发出点与信号接收器的距离，并将多个距离数据统一传送给空间位置获取单元，由空间位置获取单元据根据多个距离数据计算出手势发出的空间位置，该空间位置用三维坐标存储在存储单元；然后由摄像头转动方向角度计算单元计算出识别手势的摄像头需要转动的空间方向及角度，然后控制摄像头驱动单元驱动马达驱动装置，经由齿轮进行驱动传送传达至可动体，驱使智能电视上的识别手势的摄像头智能地自由的进行各个方向的转动，改变自身朝向，直到动作发生的手势图像处在摄像头画面的中心进行手势的识别。
其中，所述摄像头安装在智能电视的上边框上中央位置，所述摄像头安装在旋转基座上，所述旋转基座与智能电视的为一体，即是电视边框的一部分。
本发明实施例中，所述穿戴设备上设有红外信号发射器，发出的用于信号接收器接收的信号的为红外脉冲信号，对应的，所述信号接收器为红外接收器，；所述穿戴设备通过蓝牙方式与智能电视匹配并发送信号发出时间给智能电视；该红外脉冲信号的发出时间通过穿戴设备上的蓝牙无线传送模块以无线方式发送到智能电视相应接收，根据该信号发出时间与信号接收器接收到信号的时间的时间差计算信号接收器与手势发出点间的距离。
所述穿戴设备可以是一个智能手环或类似智能手环之类智能腕带设备。具体实现时，可通过所述穿戴设备上配置有可与智能电视无线连接并进行数 据传送的无线传送模块，如蓝牙模块，将穿戴设备发送信号的时间发送到智能电视机存储、记录，由智能电视机根据该信号的发送时间以及信号接收器接收的同一个信号的接收或收到时间，即可按预置的计算方法计算手势发出点与信号接收器间的距离。
工作时，使穿戴设备与智能电视通过蓝牙进行匹配后，先调制红外LED发射器，发出的每个红外脉冲与时间轴上的时间点一一对应，穿戴设备上的红外线的发出时间利用蓝牙无线传送给智能电视并由智能电视实时记录，同时红外信号接收器接收到红外信号的时间同样在智能电视存储，该信号的发出时间与收到时间可以由智能电视的主控芯片或中央处理器CPU或MCU微处理器进行存储，然后智能电视通过记录的红外线的发出时间与收到红外信号的时间的时间差可以计算得知手势发出点与感应器的距离，并进而计算出手势发出点与信号接收器间的距离，得到手势的空间位置，根据手势的空间位置驱动摄像头相应的转动，使手势图像位于摄像头画面中心时行手势的识别。
本发明通过用户发出手势的手的腕部佩戴有智能穿戴设备，在进行手势识别对智能电视进行控制、发出手持指令时，通过穿戴设备发送信号给电视上的接收器，智能电视根据信号的发出时间与信号接收器的接收时间，计算信号接收器与手势间的距离，获取手势的空间位置或方位，同时根据手势的空间位置的三维坐标信息，使摄像头驱动系统驱动摄像头转向手势发出的方向，并且达到向任意方向准确定位旋转，直到手势图像处在摄像头捕捉范围的画面中心进行识别，实现很好地识别用户发出的手势控制启动信息，完美的解决了现有摄像头捕捉图像空间范围较窄、摄像头无法跟踪人手导致手势，用户使用不方便的问题。
另外，本发明使用了智能穿戴设备，如手环来取代传统遥控器，避免了遥控器容易找不到这一烦恼，二是释放双手，带来极好的用户体验，配合灵敏的远程触控功能，大大提升了人机交互功能的使用性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能电视手势检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收用户发出手势的手的腕部佩戴的穿戴设备发出的信号及信号发出时间，根据所述信号发出时间与信号收到时间的时间差，计算手势发出点与信号接收器间的距离；
根据所述手势发出点与信号接收器间的距离，获得所述手势的空间位置；
根据所述手势空间位置，控制摄像头转动使手势图像处在摄像头画面的中心。
2.根据权利要求1所述智能电视手势检测方法，其特征在于，所述的根据所述手势空间位置，控制摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心的步骤具体包括以下步骤：
根据所述手势空间位置的三维坐标，计算摄像头要转动的空间方向及角度，然后根据计算的摄像头要转动的空间方向及角度，控制所述摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心。
3.根据权利要求2所述智能电视手势检测方法，其特征在于，所述信号接收器为三个或四个；当所述信号接收器为三个时，其中的两个信号接收器布置智能电视下边框两角，另一个信号接收器布置在上边框中心位置；当所述信号接收器为四个时，呈矩形状布置在智能电视的四角位置。
4.根据权利要求1～3任一项所述智能电视手势检测方法，其特征在于，所述摄像头安装在智能电视的上边框上中央位置。
5.根据权利要求1所述智能电视手势检测方法，其特征在于，所述穿戴设备发出的信号为红外脉冲信号，对应的，所述信号接收器为红外接收器；所述穿戴设备通过蓝牙方式与智能电视匹配并发送信号发出时间给智能电视。
6.一种智能电视手势检测系统，其特征在于，包括：
距离检测单元，用于接收用户发出手势的手的腕部佩戴的穿戴设备发出的信号及信号发出时间，根据所述信号发出时间与信号收到时间的时间差，计算手势发出点与信号接收器间的距离；
空间位置获取单元，用于根据距离检测单元检测的所述手势发出点与信号接收器间的距离，计算所述手势的空间位置；
摄像头驱动控制单元，用于根据空间位置获取单元获得的所述手势空间位置，控制摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心。
7.根据权利要求6所述智能电视手势检测系统，其特征在于，所述摄像头驱动控制单元包括有：
摄像头转动方向角度计算单元，用于根据所述手势空间位置的三维坐标，计算摄像头要转动的空间方向及角度；
摄像头驱动单元，用于根据摄像头转动方向角度计算单元计算的摄像头要转动的空间方向及角度，控制所述摄像头转动使手势图像处在摄像头画面中心。
8.根据权利要求6所述智能电视手势检测系统，其特征在于，所述信号接收器为三个或四个；当所述信号接收器为三个时，其中的两个信号接收器布置智能电视下边框两角，另一个信号接收器布置在上边框中心位置；当所述信号接收器为四个时，呈矩形状布置在智能电视的四角位置。
9.根据权利要求6～7任一项所述智能电视手势检测系统，其特征在于，所述摄像头安装在智能电视的上边框上中央位置。
10.根据权利要求6所述智能电视手势检测系统，其特征在于，所述穿戴设备发出的信号为红外脉冲信号，对应的，所述信号接收器为红外接收器；所述穿戴设备通过蓝牙方式与智能电视匹配并发送信号发出时间给智能电视。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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