CN107272890A - 一种基于手势识别的人机交互方法和装置 - Google Patents

一种基于手势识别的人机交互方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于手势识别的人机交互方法和装置。其中，人机交互为虚拟现实系统或增强现实系统中的人机交互，该方法包括：响应于启动手势识别功能的请求，打开虚拟现实系统或增强现实系统中的图像采集设备；接收通过图像采集设备实时采集的用户手势图像；根据预设的手势识别算法对采集的用户手势图像进行识别，判断用户手势图像中的手势是否与预设的手势操作列表中的任一个手势相匹配；预设的手势操作列表中记录有一个或多个手势，以及各手势对应的菜单相关操作；如果匹配，则在虚拟现实系统或增强现实系统中执行与该手势对应的菜单相关操作。该技术方案使仅仅通过做出不同手势即可完成不同的操作，实现了简单方便而不混淆的人机交互。

Description

一种基于手势识别的人机交互方法和装置
技术领域
本发明涉及人机交互领域，特别涉及一种基于手势识别的人机交互方法和装置。
背景技术
传统的人机交互手段已不能随着技术的发展而满足用户的需求，例如在虚拟现实和增强现实场景下，用户很难再通过点击实体按键、操作输入设备点击菜单等传统方式完成人机交互，因而使得在虚拟现实和增强现实场景下，用户完成菜单的显示、隐藏等操作十分不便。
发明内容
鉴于现有技术中人机交互不便利的问题，提出了本发明的基于手势识别的人机交互方法和装置，以便解决或至少部分地解决上述问题。
依据本发明的一个方面，提供了一种基于手势识别的人机交互方法，所述人机交互为虚拟现实系统或增强现实系统中的人机交互，该方法包括：
响应于启动手势识别功能的请求，打开所述虚拟现实系统或所述增强现实系统中的图像采集设备；
接收通过所述图像采集设备实时采集的用户手势图像；
根据预设的手势识别算法对所述采集的用户手势图像进行识别，判断所述用户手势图像中的手势是否与预设的手势操作列表中的任一个手势相匹配；所述预设的手势操作列表中记录有一个或多个手势，以及各手势对应的菜单相关操作；
如果匹配，则在所述虚拟现实系统或所述增强现实系统中执行与该手势对应的菜单相关操作。
依据本发明的另一方面，提供了一种基于手势识别的人机交互装置，所述人机交互为虚拟现实系统或增强现实系统中的人机交互，该装置包括：
图像采集设备控制单元，用于响应于启动手势识别功能的请求，打开所述虚拟现实系统或所述增强现实系统中的图像采集设备；
图像接收单元，用于接收通过所述图像采集设备实时采集的用户手势图像；
图像识别单元，用于根据预设的手势识别算法对所述采集的用户手势图像进行识别，判断所述用户手势图像中的手势是否与预设的手势操作列表中的任一个手势相匹配；所述预设的手势操作列表中记录有一个或多个手势，以及各手势对应的菜单相关操作；
执行单元，用于在所述图像识别单元判断所述用户手势图像中的手势与预设的手势操作列表中的任一个手势相匹配时，在所述虚拟现实系统或所述增强现实系统中执行与该手势对应的菜单相关操作。
综上所述，本发明的技术方案，在用户启动手势识别功能后，通过打开虚拟现实系统或增强现实系统中的图像采集设备来获取用户的手势图像，通过预设的算法识别出手势并判断是否是预设的手势操作列表中的一个手势，是则执行与该手势对应的菜单相关操作，例如显示/隐藏菜单等。该技术方案使得用户不需要用户实际或模拟点击按钮或菜单，仅仅通过做出不同手势即可完成不同的操作，实现了简单方便而不混淆的人机交互。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的一种基于手势识别的人机交互方法的流程示意图；
图2示出了手势操作的图像提示信息的示意图；
图3示出了根据本发明一个实施例的另一种基于手势识别的人机交互方法的流程示意图；
图4为本发明一个实施例提供的一种基于手势识别的人机交互装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的设计思路是：通过识别用户的不同手势，以及建立手势与操作的对应关系，使得在虚拟现实场景或增强现实场景下的人机交互更为方便。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1示出了根据本发明一个实施例的一种基于手势识别的人机交互方法的流程示意图，其中人机交互为虚拟现实系统或增强现实系统中的人机交互，如图1所示，该方法包括：
步骤S110，响应于启动手势识别功能的请求，打开虚拟现实系统或增强现实系统中的图像采集设备。
例如，图像采集设备可以是虚拟现实头盔上的camera(摄像机)，也可以是运行了增强现实程序的手机上的摄像头，等等。
步骤S120，接收通过图像采集设备实时采集的用户手势图像。
步骤S130，根据预设的手势识别算法对采集的用户手势图像进行识别，判断用户手势图像中的手势是否与预设的手势操作列表中的任一个手势相匹配；预设的手势操作列表中记录有一个或多个手势，以及各手势对应的菜单相关操作。
步骤S140，如果匹配，则在虚拟现实系统或增强现实系统中执行与该手势对应的菜单相关操作。
可见，图1所示的方法，在用户启动手势识别功能后，通过打开虚拟现实系统或增强现实系统中的图像采集设备来获取用户的手势图像，通过预设的算法识别出手势并判断是否是预设的手势操作列表中的一个手势，是则执行与该手势对应的菜单相关操作，例如显示/隐藏菜单等。该技术方案使得用户不需要用户实际或模拟点击按钮或菜单，仅仅通过做出不同手势即可完成不同的操作，实现了简单方便而不混淆的人机交互。
在本发明的一个实施例中，上述方法总，预设的手势操作列表中记录的手势包括：显示菜单手势，该手势对应的菜单相关操作为显示菜单操作；根据显示菜单操作显示的菜单包括至少一个支持手势操作的菜单项，菜单项包括该菜单项支持的手势操作的图像提示信息和/或文字提示信息。
在本实施例中，用户只需要记忆一个显示菜单手势，当执行该手势时，系统会执行显示菜单的操作，例如在虚拟现实场景中显示菜单。
现有技术中往往需要用户执行模拟的点击动作才能触发相应的菜单项，而在本实施例中，可以为每个菜单项分别设置一个手势。例如，在音乐播放菜单中，有“播放”、“暂停”、“下一首”这三个菜单项(实际应用中可以不限于此)，则这三个菜单项所支持的手势操作的图像提示信息可以如图2所示，用户只需要执行这样的手势，系统就会执行相应的操作，非常简便。并且，用户菜单显示后，就可以看到这样的图像提示信息(在其他实施例中还可以有文字提示信息或者二者的结合)，所以用户也不需要特意去记忆每个菜单项所支持的手势操作对应的手势。那么为了实现菜单项对应的手势操作，在本发明的一个实施例中，上述方法中，预设的手势操作列表中记录的手势还包括：菜单项支持的手势操作对应的手势，和/或隐藏菜单手势；隐藏菜单手势对应的菜单相关操作为隐藏菜单操作；该方法还包括：当用户手势图像中的手势为菜单项支持的手势操作对应的手势或隐藏菜单手势时，判断菜单是否已显示；当菜单已显示时，才执行该手势对应的菜单相关操作。
在本实施例中，为了避免误操作带来的影响，需要用户先呼出菜单，才能执行手势对应的菜单相关操作。例如，射击游戏的射击操作需要在射击游戏启动、进入相应的游戏模式后才能执行。
为了避免混淆，各菜单项支持的手势操作对应的手势应该互不相同，并且也不同于显示菜单手势和隐藏菜单手势，因此在本发明的一个实施例中，上述方法中，各菜单项支持的手势操作对应的手势与显示菜单手势互不相同，各菜单项支持的手势操作对应的手势与隐藏菜单手势互不相同，显示菜单手势与隐藏菜单手势相同或不同；在显示菜单手势与隐藏菜单手势相同的条件下，该方法还包括：当用户手势图像中的手势为显示/隐藏菜单手势时，根据菜单当前的显示/隐藏状态，相应地执行隐藏/显示菜单操作。
在本实施例中，显示菜单手势与隐藏菜单手势可以设置为相同的手势，这样用户实际就只需记忆一个手势即可。那么相应地，为了具体判断用户希望隐藏菜单还是显示菜单，就需要判断菜单当前是否已显示。
在本发明的一个实施例中，上述方法中，预设的手势操作列表中记录的手势还包括：退出手势识别功能的手势；当用户手势图像中的手势为退出手势识别功能的手势时，退出手势识别功能，关闭图像采集设备。
在本实施例中，用户执行了退出手势识别功能的手势后，系统会退出手势识别功能，关闭图像采集设备，这时如果用户如果希望重新启动手势识别功能，可以重新执行图1所示的方法。
图3示出了根据本发明一个实施例的另一种基于手势识别的人机交互方法的流程示意图，对上述实施例进行了合理的整合。如图3所示，在块102处，打开虚拟头戴上的camera，启动实时识别手势的程序。
在块103处，实时抓拍手势动作，并通过手势识别算法识别手势动作。
在块104处，如果是显示菜单手势，则转105处理，否则转106处理。
在块105处，在虚拟世界中显示操作菜单，每个菜单有手势动作和文字提示，比如用户在看视频时需要执行播放或暂停动作，则可以根据菜单提示的手势动作实现，通过识别播放手势动作执行播放操作；如果在玩游戏时需要执行射击动作，则可以根据菜单提示的手势动作实现，通过识别射击手势动作执行射击操作。然后转103处。
在块106处，如果是菜单操作，则转107处理，否则转108处理。
在块107处，根据识别的手势动作完成对应的操作，比如识别出手势为图2中的“播放”手势，则播放音乐。
在块108处，如果是隐藏菜单手势，则转109处理，否则转110处理。
在块109处，隐藏菜单，不让用户看到菜单。
在块110处，如果是退出手势识别的手势，则转111处，否则转103处理。
在块111处，停止手势识别，关闭Camera，手势识别结束。
图4示出了根据本发明一个实施例的一种基于手势识别的人机交互装置，其中人机交互为虚拟现实系统或增强现实系统中的人机交互，如图4所示，基于手势识别的人机交互装置400包括：
图像采集设备控制单元410，用于响应于启动手势识别功能的请求，打开虚拟现实系统或增强现实系统中的图像采集设备。
例如，图像采集设备可以是虚拟现实头盔上的camera，也可以是运行了增强现实程序的手机上的摄像头，等等。
图像接收单元420，用于接收通过图像采集设备实时采集的用户手势图像。
图像识别单元430，用于根据预设的手势识别算法对采集的用户手势图像进行识别，判断用户手势图像中的手势是否与预设的手势操作列表中的任一个手势相匹配；预设的手势操作列表中记录有一个或多个手势，以及各手势对应的菜单相关操作。
执行单元440，用于在图像识别单元判断用户手势图像中的手势与预设的手势操作列表中的任一个手势相匹配时，在虚拟现实系统或增强现实系统中执行与该手势对应的菜单相关操作。
可见，图4所示的装置，通过各单元的相互配合，在用户启动手势识别功能后，通过打开虚拟现实系统或增强现实系统中的图像采集设备来获取用户的手势图像，通过预设的算法识别出手势并判断是否是预设的手势操作列表中的一个手势，是则执行与该手势对应的菜单相关操作，例如显示/隐藏菜单等。该技术方案使得用户不需要用户实际或模拟点击按钮或菜单，仅仅通过做出不同手势即可完成不同的操作，实现了简单方便而不混淆的人机交互。
在本发明的一个实施例中，上述装置中，预设的手势操作列表中记录的手势包括：显示菜单手势，该手势对应的菜单相关操作为显示菜单操作；
根据显示菜单操作显示的菜单包括至少一个支持手势操作的菜单项，菜单项包括该菜单项支持的手势操作的图像提示信息和/或文字提示信息。
在本发明的一个实施例中，上述装置中，预设的手势操作列表中记录的手势还包括：菜单项支持的手势操作对应的手势，和/或隐藏菜单手势；隐藏菜单手势对应的菜单相关操作为隐藏菜单操作；执行单元440，用于当用户手势图像中的手势为菜单项支持的手势操作对应的手势或隐藏菜单手势时，判断菜单是否已显示；当菜单已显示时，才执行该手势对应的菜单相关操作。
在本发明的一个实施例中，上述装置中，各菜单项支持的手势操作对应的手势与显示菜单手势互不相同，各菜单项支持的手势操作对应的手势与隐藏菜单手势互不相同，显示菜单手势与隐藏菜单手势相同或不同；执行单元440，用于在显示菜单手势与隐藏菜单手势相同的条件下，当用户手势图像中的手势为显示/隐藏菜单手势时，根据菜单当前的显示/隐藏状态，相应地执行隐藏/显示菜单操作。
在本发明的一个实施例中，上述装置中，预设的手势操作列表中记录的手势还包括：退出手势识别功能的手势；图像采集设备控制单元410，用于当用户手势图像中的手势为退出手势识别功能的手势时，退出手势识别功能，关闭图像采集设备。
需要说明的是，上述各装置实施例的具体实施方式与前述对应方法实施例的具体实施方式相同，在此不再赘述。
综上所述，本发明的技术方案，在用户启动手势识别功能后，通过打开虚拟现实系统或增强现实系统中的图像采集设备来获取用户的手势图像，通过预设的算法识别出手势并判断是否是预设的手势操作列表中的一个手势，是则执行与该手势对应的菜单相关操作，例如显示/隐藏菜单等。该技术方案使得用户不需要用户实际或模拟点击按钮或菜单，也不需要记忆复杂的手势，仅仅通过参考手势提示做出不同手势即可完成不同的操作，实现了简单方便而不混淆的人机交互。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于手势识别的人机交互方法，其特征在于，所述人机交互为虚拟现实系统或增强现实系统中的人机交互，该方法包括：
响应于启动手势识别功能的请求，打开所述虚拟现实系统或所述增强现实系统中的图像采集设备；
接收通过所述图像采集设备实时采集的用户手势图像；
根据预设的手势识别算法对所述采集的用户手势图像进行识别，判断所述用户手势图像中的手势是否与预设的手势操作列表中的任一个手势相匹配；所述预设的手势操作列表中记录有一个或多个手势，以及各手势对应的菜单相关操作；
如果匹配，则在所述虚拟现实系统或所述增强现实系统中执行与该手势对应的菜单相关操作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的手势操作列表中记录的手势包括：显示菜单手势，该手势对应的菜单相关操作为显示菜单操作；
根据所述显示菜单操作显示的所述菜单包括至少一个支持手势操作的菜单项，所述菜单项包括该菜单项支持的手势操作的图像提示信息和/或文字提示信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的手势操作列表中记录的手势还包括：菜单项支持的手势操作对应的手势，和/或隐藏菜单手势；所述隐藏菜单手势对应的菜单相关操作为隐藏菜单操作；
该方法还包括：
当所述用户手势图像中的手势为菜单项支持的手势操作对应的手势或隐藏菜单手势时，判断所述菜单是否已显示；
当所述菜单已显示时，才执行该手势对应的菜单相关操作。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，各菜单项支持的手势操作对应的手势与所述显示菜单手势互不相同，各菜单项支持的手势操作对应的手势与所述隐藏菜单手势互不相同，所述显示菜单手势与所述隐藏菜单手势相同或不同；
在所述显示菜单手势与所述隐藏菜单手势相同的条件下，该方法还包括：
当所述用户手势图像中的手势为所述显示/隐藏菜单手势时，根据所述菜单当前的显示/隐藏状态，相应地执行隐藏/显示菜单操作。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述预设的手势操作列表中记录的手势还包括：退出所述手势识别功能的手势；
当所述用户手势图像中的手势为退出所述手势识别功能的手势时，退出所述手势识别功能，关闭所述图像采集设备。
6.一种基于手势识别的人机交互装置，其特征在于，所述人机交互为虚拟现实系统或增强现实系统中的人机交互，该装置包括：
图像采集设备控制单元，用于响应于启动手势识别功能的请求，打开所述虚拟现实系统或所述增强现实系统中的图像采集设备；
图像接收单元，用于接收通过所述图像采集设备实时采集的用户手势图像；
图像识别单元，用于根据预设的手势识别算法对所述采集的用户手势图像进行识别，判断所述用户手势图像中的手势是否与预设的手势操作列表中的任一个手势相匹配；所述预设的手势操作列表中记录有一个或多个手势，以及各手势对应的菜单相关操作；
执行单元，用于在所述图像识别单元判断所述用户手势图像中的手势与预设的手势操作列表中的任一个手势相匹配时，在所述虚拟现实系统或所述增强现实系统中执行与该手势对应的菜单相关操作。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设的手势操作列表中记录的手势包括：显示菜单手势，该手势对应的菜单相关操作为显示菜单操作；
根据所述显示菜单操作显示的所述菜单包括至少一个支持手势操作的菜单项，所述菜单项包括该菜单项支持的手势操作的图像提示信息和/或文字提示信息。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设的手势操作列表中记录的手势还包括：菜单项支持的手势操作对应的手势，和/或隐藏菜单手势；所述隐藏菜单手势对应的菜单相关操作为隐藏菜单操作；
所述执行单元，用于当所述用户手势图像中的手势为菜单项支持的手势操作对应的手势或隐藏菜单手势时，判断所述菜单是否已显示；当所述菜单已显示时，才执行该手势对应的菜单相关操作。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，各菜单项支持的手势操作对应的手势与所述显示菜单手势互不相同，各菜单项支持的手势操作对应的手势与所述隐藏菜单手势互不相同，所述显示菜单手势与所述隐藏菜单手势相同或不同；
所述执行单元，用于在所述显示菜单手势与所述隐藏菜单手势相同的条件下，当所述用户手势图像中的手势为所述显示/隐藏菜单手势时，根据所述菜单当前的显示/隐藏状态，相应地执行隐藏/显示菜单操作。
10.如权利要求6-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述预设的手势操作列表中记录的手势还包括：退出所述手势识别功能的手势；
所述图像采集设备控制单元，用于当所述用户手势图像中的手势为退出所述手势识别功能的手势时，退出所述手势识别功能，关闭所述图像采集设备。
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