CN107346172B - 一种动作感应方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及消费电子产品领域，尤其涉及一种动作感应方法及装置。该方法将获取的人体轮廓图像与存储的人体轮廓图像进行比较，从该存储的人体轮廓图像中确定出与该获取的人体轮廓图像相匹配的人体轮廓图像，并根据该确定的人体轮廓图像确定出与该人体轮廓图像对应的二维动作；及根据该确定的二维动作及获取的人体运动部位与该动作感应装置之间的距离变化信息确定出一对应的操作动作，并根据该确定的操作动作确定一操作控制信号以对该动作感应装置进行相应的操作。本发明较好地实现了动态感应装置对人体的动作感测的功能，实现简单，丰富了手机的使用功能。

Description

一种动作感应方法及装置
技术领域
本发明涉及消费电子产品领域，尤其涉及一种动作感应方法及装置。
背景技术
随着手机的用途越来越广泛，手机已经完全融入人们的生活中。目前，手机与红外技术相结合的应用只涉及在遥控的领域，而通过手机及红外感应技术实现对人体动作的感应的应用还没有产生，从而限定了手机的功能扩展。此外，现有的体感技术往往是利用三轴加速计、重力传感器和陀螺仪、摄像头等配合完成人体的动作感测，因而采用现有体感技术的装置生产成本较高。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种动作感方法及装置以解决上述存在的问题。
一种动作感应装置，包括红外摄像单元、存储单元、处理单元及多个红外感应器，该红外感应器可转动地设置在该动作感应装置上，用于侦测人体，该红外摄像单元用于获取该人体的温度分布图像信息，该存储单元存储有多个人体轮廓图像及一操作动作与操作控制信号的对应关系表，每一人体轮廓图像与一二维动作对应，该对应关系表中定义了每一操作动作和一操作控制信号对应的关系，其中，每一操作控制信号用于控制动作感应装置进行相应的操作，该处理单元包括：
跟踪模块，用于通过该红外感应器侦测动作感应装置周围的人体并调整红外感器的旋转角度以对侦测到的人体进行跟踪；
图像获取模块，用于通过该红外摄像单元对该跟踪模块跟踪的人体进行摄像并获取该人体的温度分布图像，并根据人体的温度分布图像得到人体轮廓图像；
距离获取模块，用于通过该红外感应器获取人体运动部位与该动作感应装置之间的距离变化信息；
控制模块，用于将图像获取模块获取的人体轮廓图像与存储的人体轮廓图像进行比较，从该存储的人体轮廓图像中确定出与该获取的人体轮廓图像相匹配的人体轮廓图像，并根据该确定的人体轮廓图像确定出与该人体轮廓图像对应的二维动作；及
根据该确定的二维动作及该距离获取模块获取的人体运动部位与该动作感应装置之间的距离变化信息确定出一对应的操作动作，并根据该确定的操作动作确定一操作控制信号以对该动作感应装置进行相应的操作。
一种动作感应方法，应用在一动作感应装置中，该动作感应装置包括红外摄像单元、存储单元、处理单元及多个红外感应器，该存储单元存储有多个人体轮廓图像及一操作动作与操作控制信号的对应关系表，每一人体轮廓图像与一二维动作对应，该对应关系表中定义了每一操作动作和一操作控制信号对应的关系，其中，每一操作控制信号用于控制动作感应装置进行相应的操作，该方法包括步骤：
通过该红外感应器侦测动作感应装置周围的人体并调整红外感器的旋转角度以对侦测到的人体进行跟踪；
通过该红外摄像单元对该跟踪的人体进行摄像并获取该人体的温度分布图像，并根据人体的温度分布图像得到人体轮廓图像；
通过该红外感应器获取人体运动部位与该动作感应装置之间的距离信息；
将获取的人体轮廓图像与存储的人体轮廓图像进行比较，从该存储的人体轮廓图像中确定出与该获取的人体轮廓图像相匹配的人体轮廓图像，并根据该确定的人体轮廓图像确定出与该人体轮廓图像对应的二维动作；及
根据该确定的二维动作及获取的人体运动部位与该动作感应装置之间的距离变化信息确定出一对应的操作动作，并根据该确定的操作动作确定一操作控制信号以对该动作感应装置进行相应的操作。
本发明较好地实现了手机等动态感应装置对人体的动作感测的功能，实现简单，丰富了手机的使用功能。
附图说明
图1为本发明一实施方式中动作感应系统的运行环境图。
图2为本发明一实施方式中动作感应装置的功能模块图。
图3为本发明一实施方式中动作感应系统的功能模块图。
图4为本发明一实施方式中动态感应方法的流程图。
主要元件符号说明
动作感应系统 1
动作感应装置 2
红外感应器 21
红外摄像单元 22
存储单元 23
处理单元 24
跟踪模块 11
图像获取模块 12
距离获取模块 13
控制模块 14
开关模块 15
录影模块 16
步骤 S401~S405
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1，所示为本发明一实施方式中动作感应系统1的运行环境图。该动作感应系统1运行在一动作感应装置2中。该动作感应系统1用于获取一用户的动作，并响应该动作对该动作感应装置2进行相应的控制。本实施方式中，该动作感应装置2可以为智能手机或平板电脑等。
请一并参考图2，所示为本发明一实施方式中动作感应装置2的功能模块图。该动作感应装置2包括多个可旋转的红外感应器21、红外摄像单元22、存储单元23及处理单元24。该多个红外感应器21安装在动作感应装置2上多个位置，用于侦测人体。该红外摄像单元22用于获取动作感应装置2周围的人体温度图像信息。本实施方式中，该红外摄像单元22为一红外热成像摄像头。该存储单元23存储有多个人体轮廓图像及一操作动作与操作控制信号的对应关系表。该对应关系表中定义了每一操作动作和一操作控制信号一一对应的关系，其中，每一操作控制信号用于控制动作感应装置2进行相应的操作。该存储单元23中存储的每一人体轮廓分布图像与一二维动作对应，其中，该二维动作为人体的动作映射到一二维平面后所产生的动作，例如，该二维动作可以为向上、向下、向左或向右移动等动作。
本实施方式中，该存储单元23可以为该动作感应装置2的内部存储单元，例如该动作感应装置2的硬盘或内存。在另一实施方式中，该存储单元23也可以为该动作感应装置2的外部存储设备，例如该动作感应装置2上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart MediaCard, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。
本实施方式中，该处理单元24可以为一中央处理器（Central Processing Unit,CPU），微处理器或其他数据处理芯片，该处理单元24用于执行软件程序代码或运算数据，例如执行该动作感应系统1。本实施方式中，该动作感应系统1可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储于该存储单元23中，并被该处理单元22所执行。请参考图3，本实施方式中，该动作感应系统1可以被分割成跟踪模块11、图像获取模块12、距离获取模块13及控制模块14。本发明所称的模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比程序更适合于描述软件在该第一手持装置2中的执行过程。
该跟踪模块11用于通过该红外感应器21侦测动作感应装置2周围的人体并调整红外感器21的旋转角度以对侦测到的人体进行跟踪。
本实施方式中，该跟踪模块11控制红外感应器21利用人体的红外热成像技术实现对人体的跟踪。具体的，该跟踪模块11通过该红外感应器21来侦测人体的温度分布，并根据侦测的人体温度分布调整该红外感应器21的旋转角度对该人体进行跟踪。本实施方式中，由于根据红外热成像技术实现对人体的动作的跟踪是本领域常用的技术手段（如人体3D感应技术），这里不再详述。
在另一实施方式中，该人体还佩戴一个设置有定位系统的手环，该跟踪模块11通过该红外感应器21侦测该设置有定位系统的手环并调整红外感器21的旋转角度以对佩戴该手环的人体进行跟踪。
该图像获取模块12用于通过该红外摄像单元22对该跟踪模块11跟踪的人体进行摄像并获取该人体的温度分布图像，并根据人体的温度分布图像得到人体轮廓图像。
该距离获取模块13用于通过该红外感应器21获取人体运动部位与该动作感应装置2之间的距离变化信息。
该控制模块14用于将图像获取模块12获取的人体轮廓图像与存储的人体轮廓图像进行比较，从该存储的人体轮廓图像中确定出与该人体轮廓图像相匹配的人体轮廓图像，根据该确定的人体轮廓图像确定出与该人体轮廓图像对应的二维动作，根据该确定的二维动作及该距离获取模块13获取的人体运动部位与该动作感应装置2之间的距离变化信息确定出一对应的操作动作，并根据该确定的操作动作确定一操作控制信号以对该动作感应装置2进行相应的操作。例如，该操作控制信号可以是游戏中的操作控制信号，该控制模块14通过侦测用户手指的动作图像来进行游戏控制。
本实施方式中，该控制模块14通过将图像获取模块12获取的人体轮廓图像与存储的人体轮廓图像进行比较后确定出一匹配的人体轮廓图像，并根据该匹配的人体轮廓图像确定出与该匹配的人体轮廓图像对应的二维动作，实现对人体的二维动作的捕捉。该控制模块14进一步根据该确定的二维动作及获取的人体运动部位与动作感应装置2之间的距离变化信息实现对人体的三维动作的捕捉。该控制模块14根据该确定的三维动作，即上述的操作动作，确定一操作控制信号以对该动作感应装置2进行相应的操作。例如，当该控制模块14根据图像获取模块12获取的人体轮廓图像确定的二维动作为一向左移动的动作时，若该控制模块14确定人体运动部位与该动作感应装置2之间的距离变化值小于一预设的距离时，则该控制模块14确定出人体的操作动作为一向左移动的动作；若该控制模块14确定人体的运动部位与该动作感应装置2之间的距离变化值大于一预设距离，则该控制模块14确定出人体的操作动作为相对该动作感应装置2向左后方移动的动作或向左前方移动的动作。
本实施方式中，该动作感应系统1还包括一开关模块15及一录影模块16。该开关模块15用于通过该红外感应器21侦测人体是否触碰到该动作感应装置2并在确定该人体触碰到该动作感应装置2时控制开启该动作感应系统1或关闭该动作感应系统1。具体的，当动作感应装置2中的动作感应系统1未开启时且当人体触碰到该动作感应装置2时，该开关模块15控制启动该动作感应系统1。当动作感应装置2中的动作感应系统1开启时且当人体触碰到该动作感应装置2时，该开关模块15控制关闭该动作感应系统1。可以理解的是，在其他实施方式中，该开关模块15也可以通过侦测一开关电路是否接通来控制开启该动作感应系统1或关闭该动作感应系统1。
该录影模块16用于在开关模块15启动该动作感应系统1时控制一录影装置（或该红外摄像单元22）对人体的动作进行录影以供用户查看。例如，当用户通过该动作感应系统1进行游戏操作时，该录影模块16可以实时录制用户玩游戏的过程中的操作过程和用户面部表情，从而便于用户回顾游戏过程。
请参考图4，所示为本发明一实施方式中动作感应方法的实施流程图。该方法应用在一动作感应装置2中，根据不同需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略或合并。该方法包括步骤：
S401：通过红外感应器21侦测动作感应装置2周围的人体并调整红外感应器21的旋转角度以对侦测到的人体进行跟踪。本实施方式中，该动作感应装置2控制红外感应器21利用人体的红外热成像技术实现对人体的跟踪。具体的，该跟踪模块11通过该红外感应器21来侦测人体的温度分布，并根据侦测的人体温度分布调整该红外感应器21的旋转角度对该人体进行跟踪。
在另一实施方式中，该人体还佩戴一个设置有定位系统的手环，该动作感应装置2通过该红外感应器21侦测该设置有定位系统的手环并调整红外感器21的旋转角度以对佩戴该手环的人体进行跟踪。
S402：通过红外摄像单元22对该跟踪的人体进行摄像并获取该人体的温度分布图像，并根据人体的温度分布图像提取出人体的轮廓图像。
S403：通过该红外感应器21获取人体运动部位与该动作感应装置2之间的距离信息。
S404：将获取的人体轮廓图像与存储的人体轮廓图像进行比较，从该存储的人体轮廓图像中确定出与该获取的人体轮廓图像相匹配的人体轮廓图像，并根据该确定的人体轮廓图像确定出与该人体轮廓图像对应的二维动作。
S405：根据该确定的二维动作及获取的人体运动部位与该动作感应装置2之间的距离变化信息确定出一对应的操作动作，并根据该确定的操作动作确定一操作控制信号以对该动作感应装置2进行相应的操作。
进一步的，本实施方式中，该方法还包括步骤：
通过该红外感应器21侦测人体是否触碰到该动作感应装置2并在确定该人体触碰到该动作感应装置2时控制开启该动作感应系统1或关闭该动作感应系统1。
具体的，当动作感应装置2中的动作感应系统1未开启时且当人体触碰到该动作感应装置2时，该开关模块15控制启动该动作感应系统1。当动作感应装置2中的动作感应系统1开启时且当人体触碰到该动作感应装置2时，该开关模块15控制关闭该动作感应系统1。
进一步的，本实施方式中，该方法还包括步骤：
在启动该动作感应系统1时控制该红外摄像单元22对人体的动作进行录影以供用户查看。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种动作感应装置，包括红外摄像单元、存储单元、处理单元及多个红外感应器，该红外感应器可转动地设置在该动作感应装置上，用于侦测人体，该红外摄像单元用于获取该人体的温度分布图像信息，该存储单元存储有多个人体轮廓图像及一三维操作动作与操作控制信号的对应关系表，每一人体轮廓图像与一二维动作对应，该对应关系表中定义了每一三维操作动作和一操作控制信号对应的关系，其中，每一操作控制信号用于控制动作感应装置进行相应的操作，其特征在于，该处理单元包括：
跟踪模块，用于通过该红外感应器侦测动作感应装置周围的人体并调整红外感应器的旋转角度以对侦测到的人体进行跟踪；
图像获取模块，用于通过该红外摄像单元对该跟踪模块跟踪的人体进行摄像并获取该人体的温度分布图像，并根据人体的温度分布图像得到人体轮廓图像；
距离获取模块，用于通过该红外感应器获取人体运动部位与该动作感应装置之间的距离变化信息；
控制模块，用于将图像获取模块获取的人体轮廓图像与存储的人体轮廓图像进行比较，从该存储的人体轮廓图像中确定出与该获取的人体轮廓图像相匹配的人体轮廓图像，并根据该确定的人体轮廓图像确定出与该人体轮廓图像对应的二维动作；
根据该二维动作及该距离获取模块获取的人体运动部位与该动作感应装置之间的距离变化信息确定出一对应的三维操作动作，包括：当该二维动作为向左移动的动作且人体运动部位与该动作感应装置之间的距离变化值小于预设的距离时，确定该三维操作动作为向左移动的动作；当该二维动作为向左移动的动作且人体运动部位与该动作感应装置之间的距离变化值大于预设的距离时，确定该三维操作动作为向左后方移动的动作或向左前方移动的动作；及根据该三维操作动作查找该对应关系表确定一操作控制信号以对该动作感应装置进行相应的操作。
2.如权利要求1所述的动作感应装置，其特征在于，该跟踪模块通过该红外感应器侦测人体的温度分布，并根据侦测的人体温度分布调整该红外感应器的旋转角度对该人体进行跟踪。
3.如权利要求1所述的动作感应装置，其特征在于，该跟踪模块通过该红外感应器侦测人体佩戴的设置有一定位系统的手环并调整红外感应器的旋转角度以对佩戴该手环的人体进行跟踪。
4.如权利要求1所述的动作感应装置，其特征在于，该处理单元还包括一开关模块，该开关模块用于通过该红外感应器侦测人体是否触碰到该动作感应装置并在确定该人体触碰到该动作感应装置时控制开启一动作感应系统或关闭该动作感应系统。
5.如权利要求4所述的动作感应装置，其特征在于，该处理单元还包括一录影模块，该录影模块用于在开关模块启动该动作感应系统时控制该红外摄像单元对人体的动作进行录影以供用户查看。
6.如权利要求1所述的动作感应装置，其特征在于，该动作感应装置可以为一智能手机或一平板电脑。
7.一种动作感应方法，应用在一动作感应装置中，该动作感应装置包括红外摄像单元、存储单元、处理单元及多个红外感应器，该存储单元存储有多个人体轮廓图像及一三维操作动作与操作控制信号的对应关系表，每一人体轮廓图像与一二维动作对应，该对应关系表中定义了每一三维操作动作和一操作控制信号对应的关系，其中，每一操作控制信号用于控制动作感应装置进行相应的操作，其特征在于，该方法包括步骤：
通过该红外感应器侦测动作感应装置周围的人体并调整红外感应器的旋转角度以对侦测到的人体进行跟踪；
通过该红外摄像单元对该跟踪的人体进行摄像并获取该人体的温度分布图像，并根据人体的温度分布图像得到人体轮廓图像；
通过该红外感应器获取人体运动部位与该动作感应装置之间的距离信息；
将获取的人体轮廓图像与存储的人体轮廓图像进行比较，从该存储的人体轮廓图像中确定出与该获取的人体轮廓图像相匹配的人体轮廓图像，并根据该确定的人体轮廓图像确定出与该人体轮廓图像对应的二维动作；
根据该确定的二维动作及获取的人体运动部位与该动作感应装置之间的距离变化信息确定出一对应的三维操作动作，包括：当该二维动作为向左移动的动作且人体运动部位与该动作感应装置之间的距离变化值小于预设的距离时，确定该三维操作动作为向左移动的动作；当该二维动作为向左移动的动作且人体运动部位与该动作感应装置之间的距离变化值大于预设的距离时，确定该三维操作动作为向左后方移动的动作或向左前方移动的动作；及
根据该三维操作动作查找该对应关系表确定一操作控制信号以对该动作感应装置进行相应的操作。
8.如权利要求7所述的动作感应方法，其特征在于，在步骤“通过该红外感应器侦测动作感应装置周围的人体并调整红外感应器的旋转角度以对侦测到的人体进行跟踪”中包括：
通过该红外感应器侦测人体的温度分布，并根据侦测的人体温度分布调整该红外感应器的旋转角度对该人体进行跟踪。
9.如权利要求7所述的动作感应方法，其特征在于，在步骤“通过该红外感应器侦测动作感应装置周围的人体并调整红外感应器的旋转角度以对侦测到的人体进行跟踪”中包括：
通过该红外感应器侦测人体佩戴的设置有一定位系统的手环并调整红外感应器的旋转角度以对佩戴该手环的人体进行跟踪。
10.如权利要求7所述的动作感应方法，其特征在于，该方法还包括步骤：
通过该红外感应器侦测人体是否触碰到该动作感应装置并在确定该人体触碰到该动作感应装置时控制开启一 动作感应系统或关闭该动作感应系统。
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