CN108734065B - 一种手势图像获取设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手势图像获取设备，所述手势图像获取设备包括变焦摄像头(1)、运动机构(2)以及控制模块(3)；所述控制模块(3)分别与变焦摄像头(1)和运动机构(2)连接；所述控制模块(3)用于对变焦摄像头(1)进行调焦控制；所述控制模块(3)还用于向运动机构(2)发送运动控制信号；所述变焦摄像头(1)设置在运动机构(2)上。本发明的有益效果是：(1)判断广角视域图像中是否存在唤醒手势，若存在，则再对手势进行定位和识别，使对人手的定位更加准确，且能够避免误判；(2)通过改变摄像头焦距，获得手势更加清晰的手势图像。

Description

一种手势图像获取设备及方法

技术领域

本发明涉及手势识别技术领域，具体的涉及一种手势图像获取设备及方法。

背景技术

现有手势识别技术，对于输入的理想图像样本已经具备了良好的识别能力。但是在一些较大场景或较远距离上进行手势识别，则存在相当高的误检和漏检。原因在于在较远的距离上人手的检测目标小，图像信息不足。这种情况下手势识别技术的改进对于识别效果有一定的提升，但是问题的关键还是在于输入端图像/视频质量不高，因此改善有限。也就是说，现有的手势识别的图像输入质量不高，导致手势识别的准确率低，带来了不便。

现有技术中对人的手势进行识别时，会首先采用距离传感器判断人体距离手势图像获取设备的距离，当人体距离手势图像获取设备较近时，启动摄像头对人的手势进行识别。这有效解决了由于人体距离摄像头过远造成的获取手势图像不清晰的问题，但这要求人体距离摄像头近，对于人体处于远处的情况来说，依然存在获取手势图像不清晰的问题，并且，在手势图像获取设备中设置距离传感器，增加了硬件成本。

现有技术中，还存在一种手势图像获取设备，所述手势图像获取设备包括第一摄像头、图像处理器、用于拍摄人手局部图像的第二摄像头和用于承载第二摄像头的承载平台，相应的，所述第一摄像头获取大视角全局图像发送给图像处理器；所述图像处理器对所述大视角全局图像进行人体检测分析，对人手进行定位，得到人手的定位信息并发送给调节机构；所述调节机构根据所述定位信息调节第二摄像头的姿态以对应拍摄人手局部图像。

但是，由于人手相对于人体来说目标依然较小，当人体距离第一摄像头过远时，依然无法有效检测到人手。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种手势图像获取设备及方法，使得对手势识别更加准确。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种手势图像获取设备，所述手势图像获取设备包括变焦摄像头、运动机构以及控制模块；所述控制模块分别与变焦摄像头和运动机构连接；所述控制模块用于对变焦摄像头进行调焦控制；所述控制模块还用于向运动机构发送运动控制信号；所述变焦摄像头设置在运动机构上。

一种手势图像获取方法，所述方法使用前述的手势图像获取设备，所述方法包括：

步骤1：控制模块控制变焦摄像头变焦为广角视域；

步骤2：控制模块控制变焦摄像头对当前视域进行拍摄，并获取变焦摄像头拍摄到的广角视域图像；

步骤3：控制模块判断所述广角视域图像中是否包含唤醒手势，若包含，则执行步骤4，若不包含，则返回步骤2；

步骤4：控制模块控制变焦摄像头对准所述唤醒手势所在的区域，并调整所述变焦摄像头的焦距，变焦摄像头拍摄到清晰的手势图像；

步骤5：控制模块识别和处理所述清晰的手势图像。

较佳的，所述步骤4包括：

步骤41：控制模块根据所述广角视域图像中唤醒手势的位置，向所述运动机构发送运动控制信号，使得运动机构在运动控制信号的控制下，带动变焦摄像头转动，使唤醒手势正处于变焦摄像头当前视域的中心处；

步骤42：控制模块计算唤醒手势距离变焦摄像头的距离值，根据所述距离值确定所述变焦摄像头的理想焦距；

步骤43：控制模块将变焦摄像头的焦距调整到所述理想焦距，变焦摄像头拍摄到清晰的手势图像。

较佳的，所述步骤42包括：

根据公式Dr=L*P*360/β/H，确定人手距离变焦摄像头的距离，其中，L为人手的宽度，β为变焦摄像头角度，P为变焦摄像头拍摄图像横向像素，H为人手在图像上的横向像素。

较佳的，所述步骤42包括：

根据预存在控制模块中的变焦摄像头距被摄物体距离与变焦摄像头理想焦距的对照表，通过查找对照表的方式，确定变焦摄像头的理想焦距。

较佳的，在所述步骤3中，在判断所述广角视域图像中包含唤醒手势之后，在所述步骤4之前，所述方法还包括：

步骤31：控制模块判断所述唤醒手势与变焦摄像头之间的距离是否大于预设距离阈值，若是，则执行步骤4，若否，则执行步骤32；

步骤32：控制模块对所述广角视域图像进行手势识别和处理。

本发明的有益效果是：(1)判断广角视域图像中是否存在唤醒手势，若存在，则再对手势进行定位和识别，使对人手的定位更加准确，且能够避免误判；(2)通过改变摄像头焦距，获得手势更加清晰的手势图像。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种手势图像获取设备结构示意图；

图2为本发明提供的第一种手势图像获取方法流程示意图；

图3(a)为本发明提供的一种整体视域图像示意图；

图3(b)为本发明提供的另一种整体视域图像示意图；

图4为本发明提供的第二种手势图像获取方法流程示意图；

图5为本发明提供的第三种手势图像获取方法流程示意图。

附图标记说明

为进一步清楚的说明本发明的结构和各部件之间的连接关系，给出了以下附图标记，并加以说明。

1、变焦摄像头；2、运动机构；3、控制模块。

通过上述附图标记说明，结合本发明的实施例，可以更加清楚的理解和说明本发明的技术方案。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

一种手势图像获取设备，如图1所示，所述手势图像获取设备包括变焦摄像头1、运动机构2以及控制模块3，控制模块3分别与变焦摄像头1和运动机构2连接，所述控制模块3用于对变焦摄像头1进行调焦控制，所述控制模块3还用于向运动机构2发送运动控制信号，所述变焦摄像头1设置在运动机构2上，所述运动机构2用于转动变焦摄像头1。所述变焦摄像头1可以在控制模块3的控制下改变焦距，获得视域范围大的广角视域和视域范围小但图像更加清晰的窄角视域。

一种手势图像获取方法，如图2所示，所述方法使用图1所示的手势图像获取设备，所述方法包括：

S101：控制模块控制变焦摄像头变焦为广角视域。

S102：控制模块控制变焦摄像头对当前视域进行拍摄，并获取变焦摄像头拍摄到的广角视域图像。

通常情况下，在步骤S101中，将所述变焦摄像头视域设置为其所能达到的最大视域，这样，通过步骤S101和S102得到的所述广角视域图像，即为所能达到的视域范围最大的图像。

S103：控制模块判断所述广角视域图像中是否包含唤醒手势，若包含，则执行S104，若不包含，则返回S102。

所述唤醒手势，通常被设置为与用户约定好的一种或几种简单便于识别的手势，如图1所示，用户手指并拢将手心正对摄像头，这样的一种手势，即可以为一种唤醒手势，所述唤醒手势并不复杂，便于进行识别，正是由于这样的设计，使得控制模块能够通过具有广角视域的广角视域图像，识别该图像中是否具有唤醒手势，当经过识别，确认用户发出了唤醒手势，即用户通知了所述手势图像获取设备存在使用该设备的需求后，所述手势图像获取设备再执行下一步的操作，避免了用户的误操作。

S104：控制模块控制变焦摄像头对准所述唤醒手势所在的区域，并调整所述变焦摄像头的焦距，以使变焦摄像头能够拍摄到清晰的手势图像。

S105：控制模块识别和处理所述清晰的手势图像。

具体的，如图4所示，步骤S104包括：

S1041：控制模块根据所述广角视域图像中唤醒手势的位置，向所述运动机构发送运动控制信号，使得运动机构在运动控制信号的控制下，带动变焦摄像头转动，使唤醒手势正处于变焦摄像头当前视域的中心处。

如图3(a)所示，为广角视域图像示意图，该图中具有人像，人像具有唤醒手势，但是该图中唤醒手势并不处于广角视域图像的中心处，但是，控制模块可以通过广角视域图像中唤醒手势的位置，确定变焦摄像头应当移动的方向和距离，再根据所述方向和距离，向运动机构发送运动控制信号，使运动机构驱动变焦摄像头对准唤醒手势，使唤醒手势正处于变焦摄像头当前视域的中心处，得到如图3(b)的图像。

S1042：控制模块计算唤醒手势距离变焦摄像头的距离值，根据所述距离值确定所述变焦摄像头的理想焦距。

具体的，设人手的宽度为L，人手距离变焦摄像头的距离为Dr，变焦摄像头角度为β(单位：度)，变焦摄像头拍摄图像横向像素为P，人手在图像上的横向像素为H，则Dr=L*P*360/β/H。在计算得到唤醒手势距离变焦摄像头的距离值之后，可以根据预存在控制模块中的变焦摄像头距被摄物体距离与变焦摄像头理想焦距的对照表，通过查找对照表的方式，确定变焦摄像头的理想焦距。

S1043：控制模块将变焦摄像头的焦距调整到所述理想焦距，变焦摄像头拍摄到清晰的手势图像。

在本发明的另一个实施例中，如图5所示，在图4的基础上，在所述步骤S103中，在判断所述广角视域图像中包含唤醒手势之后，在执行执行S104之前，所述方法还可以包括：

S1031：控制模块判断所述唤醒手势与变焦摄像头之间的距离是否大于预设距离阈值，若是，则执行步骤S104，若否，则执行S1032。

S1032：控制模块对所述广角视域图像进行手势识别和处理。

所述预设距离阈值根据实际需要而设置，即在变焦摄像头处于广角视域状态时，能拍摄到清晰画面的距离值，这样，当控制模块判断所述唤醒手势与变焦摄像头之间的距离不大于预设距离阈值时，即认定在当前广角视域的情况下，所述变焦摄像头拍摄到的人手图像是足够清晰的，所述控制模块能够对该图像进行手势识别与处理。进一步的，本发明并不限定所述广角视域为所述变焦摄像头所能达到的最大视域，所述广角视域也可以为人为设置的视域（该视域范围不大于变焦摄像头所能达到的最大视域），则也可以在控制模块中预先存储预设距离阈值与所述广角视域的视域大小的对应关系表，使得一个广角视域对应一个能拍摄到清晰手势的预设距离阈值。实际使用时，根据当前广角视域的视域范围，通过查找所述对应关系表的方式确定需要的预设距离阈值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种手势图像获取方法，所述方法使用手势图像获取设备，其特征在于，所述手势图像获取设备包括变焦摄像头(1)、运动机构(2)以及控制模块(3)；所述控制模块(3)分别与变焦摄像头(1)和运动机构(2)连接；所述控制模块(3)用于对变焦摄像头(1)进行调焦控制；所述控制模块(3)还用于向运动机构(2)发送运动控制信号；所述变焦摄像头(1)设置在运动机构(2)上，所述方法包括：

步骤1：控制模块控制变焦摄像头变焦为广角视域；

步骤2：控制模块控制变焦摄像头对当前视域进行拍摄，并获取变焦摄像头拍摄到的广角视域图像；

步骤3：控制模块判断所述广角视域图像中是否包含唤醒手势，若包含，则执行步骤4，若不包含，则返回步骤2；

步骤4：控制模块控制变焦摄像头对准所述唤醒手势所在的区域，并调整所述变焦摄像头的焦距，变焦摄像头拍摄到清晰的手势图像；

步骤5：控制模块识别和处理所述清晰的手势图像。

2.根据权利要求1所述的手势图像获取方法，其特征在于，所述步骤4包括：

步骤41：控制模块根据所述广角视域图像中唤醒手势的位置，向所述运动机构发送运动控制信号，使得运动机构在运动控制信号的控制下，带动变焦摄像头转动，使唤醒手势正处于变焦摄像头当前视域的中心处；

步骤42：控制模块计算唤醒手势距离变焦摄像头的距离值，根据所述距离值确定所述变焦摄像头的理想焦距；

步骤43：控制模块将变焦摄像头的焦距调整到所述理想焦距，变焦摄像头拍摄到清晰的手势图像。

3.根据权利要求2所述的手势图像获取方法，其特征在于，所述步骤42包括：

根据公式Dr＝L*P*360/β/H，确定人手距离变焦摄像头的距离，其中，L为人手的宽度，β为变焦摄像头角度，P为变焦摄像头拍摄图像横向像素，H为人手在图像上的横向像素。

4.根据权利要求2所述的手势图像获取方法，其特征在于，所述步骤42包括：

根据预存在控制模块中的变焦摄像头距被摄物体距离与变焦摄像头理想焦距的对照表，通过查找对照表的方式，确定变焦摄像头的理想焦距。

5.根据权利要求1所述的手势图像获取方法，其特征在于，在所述步骤3中，在判断所述广角视域图像中包含唤醒手势之后，在所述步骤4之前，所述方法还包括：

步骤31：控制模块判断所述唤醒手势与变焦摄像头之间的距离是否大于预设距离阈值，若是，则执行步骤4，若否，则执行步骤32；

步骤32：控制模块对所述广角视域图像进行手势识别和处理。

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