CN113946220A - 一种穿戴式手势交互系统 - Google Patents
一种穿戴式手势交互系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113946220A CN113946220A CN202111246154.5A CN202111246154A CN113946220A CN 113946220 A CN113946220 A CN 113946220A CN 202111246154 A CN202111246154 A CN 202111246154A CN 113946220 A CN113946220 A CN 113946220A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gesture
- unit
- data
- module
- wearable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/017—Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
Abstract
本发明公开一种穿戴式手势交互系统，包括穿戴设备、信息采集模块、数据处理模块、数据库模块和用户终端设备；本发明通过穿戴设备上的信息采集模块对用户手势图像进行采集，再通过数据处理模块对图像数据进行除噪复原，接着通过手势识别模块对用户手势进行识别，然后根据识别结果与数据库模块内预存的手势特征信息进行对比并提取出相匹配的指令信息，最后通过指令响应单元执行指令信息并完成手势交互，整个交互过程简单明了，相比传统穿戴手套穿戴更为便捷，提高了舒适感，相对于传统摄像头交互设备更为便携，降低了使用局限性，且通过对图像数据的预处理在一定程度上提高了图像采集和传输过程中的抗干扰能力，从而保证了图像的采集和传输精度。
Description
技术领域
本发明涉及人机交互技术领域，尤其涉及一种穿戴式手势交互系统。
背景技术
人机交互是指人与计算机之间使用某种对话语言，以一定的交互方式，为完成确定任务的人与计算机之间的信息交换过程，机器人、虚拟现实产业的迅速发展，促进了自然人机交互技术的快速发展，人机交互技术，其目的是使人与机的交互，具备人与人、人与现实世界之间的交流融洽性，随着新的硬件和应用领域不断涌现，计算机与人类日常生活联系越来越紧密，人机交互技术从鼠标、键盘这类接触性交互方式，发展到基于手势、语言、姿态、生理等方式的非接触性交互方式，交互方式的衍化使得人机交互更加自然、方便；
早期的手势交互技术主要为穿戴手套，但由于穿戴手套上融合了诸多功能，结构复杂，不仅穿戴过程麻烦，穿戴舒适感也较低，之后出现了采用摄像头作为输入设备，使得分析手势的3D运动轨迹成为可能，但相较于穿戴手套却不具备便携移动的功能，使用局限性较大，且采集手势的过程中抗干扰能力不高，容易影响采集精度，从而造成手势识别不准确的问题，进而影响正常的人机交互过程，因此，本发明提出一种穿戴式手势交互系统以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种穿戴式手势交互系统，该系统通过穿戴设备上的信息采集模块对用户手势图像进行采集，再通过数据处理模块对图像数据进行除噪复原，接着通过手势识别模块对用户手势进行识别，最后根据识别结果与数据库模块内预存的手势特征信息进行对比并提取出相匹配的指令信息，相比传统穿戴手套穿戴更为便捷，相对于传统摄像头交互设备更为便携，降低了使用局限性，并保证了图像的采集和传输精度。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种穿戴式手势交互系统，包括穿戴设备、信息采集模块、数据处理模块、数据库模块和用户终端设备，所述信息采集模块和数据处理模块均设于穿戴设备上，所述数据库模块设于用户终端设备上，所述数据处理模块与用户终端设备无线连接，所述信息采集模块包括用于拍摄用户手势图像视频流的摄像头和用于传输图像数据至数据处理模块的图像传输模块，所述数据处理模块包括用于对图像数据进行除噪复原的预处理模块、用于识别并提取图像数据中手势特征的手势识别模块和用于将提取的手势特征数据发送至用户终端设备的无线数据发送单元，所述数据库模块内记录并存储有手势特征信息和指令信息，所述用户终端设备包括显示界面和中央控制模块，所述中央控制模块包括用于接收并输入手势特征数据的无线数据输入单元、用于对手势特征数据进行分析处理并得出对应指令信息的数据分析单元和用于执行指令信息的指令响应单元。
进一步改进在于：所述穿戴设备选自穿戴式头盔或穿戴式眼镜中的一种，所述摄像头安装于穿戴设备上且拍摄镜头朝向用户正面。
进一步改进在于：所述摄像头为360°高清微型摄像头，所述摄像头内部设有用于定位用户手部位置的位置追踪传感器。
进一步改进在于：所述预处理模块包括用于增强图像数据中目标和背景图像的对比度的对比度增强单元、用于去除图形数据采集和传输时产生的噪声的除噪单元和用于对图像数据退化现象进行复原的退化复原单元。
进一步改进在于：所述手势识别模块包括静态识别单元和动态识别单元，所述静态识别单元确定静态手势所在区域并提取出手势特征，所述动态识别单元确定动态手势所在区域并提取出手势特征。
进一步改进在于：所述数据库模块包括数据录入单元和数据存储单元，所述数据录入单元用于预先记录不同手势特征信息以及不同手势特征所对应的不同指令信息，所述数据存储单元用于对记录的不同手势特征信息以及不同手势所对应的不同指令信息进行存储。
进一步改进在于：所述数据分析单元与数据库模块连接，所述数据分析单元包括特征对比单元和指令提取单元，所述特征对比单元将无线数据输入单元输入的手势特征数据与数据库模块内预存的手势特征信息进行对比并筛选出相同的手势特征，所述指令提取单元根据筛选结果提取出与手势特征数据匹配的指令信息。
本发明的有益效果为：本发明通过穿戴设备上的信息采集模块对用户手势图像进行采集，再通过数据处理模块对图像数据进行除噪复原，接着通过手势识别模块对用户手势进行识别，然后根据识别结果与数据库模块内预存的手势特征信息进行对比并提取出相匹配的指令信息，最后通过指令响应单元执行指令信息并完成手势交互，整个交互过程简单明了，相比传统穿戴手套穿戴更为便捷，提高了舒适感，相对于传统摄像头交互设备更为便携，降低了使用局限性，且通过对图像数据的预处理在一定程度上提高了图像采集和传输过程中的抗干扰能力，从而保证了图像的采集和传输精度，进而可以精准识别用户手势，使人机交互过程中用户的指令得以准确执行。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一的系统结构示意图；
图2是本发明实施例二的系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1，本实施例提供了一种穿戴式手势交互系统，包括穿戴设备、信息采集模块、数据处理模块、数据库模块和用户终端设备，所述信息采集模块和数据处理模块均设于穿戴设备上，所述数据库模块设于用户终端设备上，所述数据处理模块与用户终端设备无线连接，所述信息采集模块包括用于拍摄用户手势图像视频流的摄像头和用于传输图像数据至数据处理模块的图像传输模块，所述数据处理模块包括用于对图像数据进行除噪复原的预处理模块、用于识别并提取图像数据中手势特征的手势识别模块和用于将提取的手势特征数据发送至用户终端设备的无线数据发送单元，所述数据库模块内记录并存储有手势特征信息和指令信息，所述用户终端设备包括显示界面和中央控制模块，所述中央控制模块包括用于接收并输入手势特征数据的无线数据输入单元、用于对手势特征数据进行分析处理并得出对应指令信息的数据分析单元和用于执行指令信息的指令响应单元。
所述穿戴设备选自穿戴式头盔或穿戴式眼镜中的一种，所述摄像头安装于穿戴设备上且拍摄镜头朝向用户正面。
所述摄像头为360°高清微型摄像头，所述摄像头内部设有用于定位用户手部位置的位置追踪传感器。
所述预处理模块包括用于增强图像数据中目标和背景图像的对比度的对比度增强单元、用于去除图形数据采集和传输时产生的噪声的除噪单元和用于对图像数据退化现象进行复原的退化复原单元。
所述手势识别模块包括静态识别单元和动态识别单元，所述静态识别单元确定静态手势所在区域并提取出手势特征，所述动态识别单元确定动态手势所在区域并提取出手势特征。
所述数据库模块包括数据录入单元和数据存储单元，所述数据录入单元用于预先记录不同手势特征信息以及不同手势特征所对应的不同指令信息，所述数据存储单元用于对记录的不同手势特征信息以及不同手势所对应的不同指令信息进行存储。
所述数据分析单元与数据库模块连接，所述数据分析单元包括特征对比单元和指令提取单元，所述特征对比单元将无线数据输入单元输入的手势特征数据与数据库模块内预存的手势特征信息进行对比并筛选出相同的手势特征，所述指令提取单元根据筛选结果提取出与手势特征数据匹配的指令信息。
实施例二
参见图2，该一种穿戴式手势交互系统还包括手语识别模块和语音控制模块，所述手语识别模块设于穿戴设备上，所述手语识别模块包括用于分析用户手语的手语分析单元、用于将手语转换为语音的手语转换单元和用于将转换语音输出至外界的声音输出单元，通过手语识别模块将用户做出的手语进行翻译，从而使该系统还具备翻译功能；
所述语音控制模块设于穿戴设备上并与穿戴设备的开关电源连接，所述语音控制模块包括用于采集用户开机或关机声音指令的声音采集单元、用于分析用户开机或关机声音指令的声音分析单元和用于执行开机或关机指令的命令执行单元，通过语音控制模块实现对穿戴设备的语音控制，方便实用。
使用时，先通过摄像头拍摄用户手势图像视频流，并通过图像传输模块将拍摄的图像数据传输至数据处理模块，接着利用数据处理模块中的预处理模块先增强图像数据中目标和背景图像的对比度的对比度增强单元，再去除图形数据采集和传输时产生的噪声的除噪单元，接着对图像数据退化现象进行复原，得到复合标准的图像数据，再通过手势识别模块识别并提取图像数据中手势特征，并通过无线数据发送单元将其发送至用户终端设备，然后通过无线数据输入单元将手势特征数据接收并输入数据分析单元，之后利用数据分析单元中的特征对比单元将无线数据输入单元输入的手势特征数据与数据库模块内预存的手势特征信息进行对比，并筛选出相同的手势特征，再利用命令提取单元根据筛选结果提取出与手势特征数据匹配的指令信息，最后通过指令响应单元执行指令信息，完成手势交互。
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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种穿戴式手势交互系统，包括穿戴设备、信息采集模块、数据处理模块、数据库模块和用户终端设备，其特征在于：所述信息采集模块和数据处理模块均设于穿戴设备上，所述数据库模块设于用户终端设备上，所述数据处理模块与用户终端设备无线连接，所述信息采集模块包括用于拍摄用户手势图像视频流的摄像头和用于传输图像数据至数据处理模块的图像传输模块，所述数据处理模块包括用于对图像数据进行除噪复原的预处理模块、用于识别并提取图像数据中手势特征的手势识别模块和用于将提取的手势特征数据发送至用户终端设备的无线数据发送单元，所述数据库模块内记录并存储有手势特征信息和指令信息，所述用户终端设备包括显示界面和中央控制模块，所述中央控制模块包括用于接收并输入手势特征数据的无线数据输入单元、用于对手势特征数据进行分析处理并得出对应指令信息的数据分析单元和用于执行指令信息的指令响应单元。
2.根据权利要求1所述的一种穿戴式手势交互系统，其特征在于：所述穿戴设备选自穿戴式头盔或穿戴式眼镜中的一种，所述摄像头安装于穿戴设备上且拍摄镜头朝向用户正面。
3.根据权利要求1所述的一种穿戴式手势交互系统，其特征在于：所述摄像头为360°高清微型摄像头，所述摄像头内部设有用于定位用户手部位置的位置追踪传感器。
4.根据权利要求1所述的一种穿戴式手势交互系统，其特征在于：所述预处理模块包括用于增强图像数据中目标和背景图像的对比度的对比度增强单元、用于去除图形数据采集和传输时产生的噪声的除噪单元和用于对图像数据退化现象进行复原的退化复原单元。
5.根据权利要求1所述的一种穿戴式手势交互系统，其特征在于：所述手势识别模块包括静态识别单元和动态识别单元，所述静态识别单元确定静态手势所在区域并提取出手势特征，所述动态识别单元确定动态手势所在区域并提取出手势特征。
6.根据权利要求1所述的一种穿戴式手势交互系统，其特征在于：所述数据库模块包括数据录入单元和数据存储单元，所述数据录入单元用于预先记录不同手势特征信息以及不同手势特征所对应的不同指令信息，所述数据存储单元用于对记录的不同手势特征信息以及不同手势所对应的不同指令信息进行存储。
7.根据权利要求1所述的一种穿戴式手势交互系统，其特征在于：所述数据分析单元与数据库模块连接，所述数据分析单元包括特征对比单元和指令提取单元，所述特征对比单元将无线数据输入单元输入的手势特征数据与数据库模块内预存的手势特征信息进行对比并筛选出相同的手势特征，所述指令提取单元根据筛选结果提取出与手势特征数据匹配的指令信息。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111246154.5A CN113946220A (zh) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 一种穿戴式手势交互系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111246154.5A CN113946220A (zh) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 一种穿戴式手势交互系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113946220A true CN113946220A (zh) | 2022-01-18 |
Family
ID=79332285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111246154.5A Pending CN113946220A (zh) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 一种穿戴式手势交互系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113946220A (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104410883A (zh) * | 2014-11-29 | 2015-03-11 | 华南理工大学 | 一种移动可穿戴非接触式交互系统与方法 |
| CN106598211A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-04-26 | 莫冰 | 一种基于多摄像头的可穿戴式头盔的手势交互系统及识别方法 |
-
2021
- 2021-10-26 CN CN202111246154.5A patent/CN113946220A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104410883A (zh) * | 2014-11-29 | 2015-03-11 | 华南理工大学 | 一种移动可穿戴非接触式交互系统与方法 |
| CN106598211A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-04-26 | 莫冰 | 一种基于多摄像头的可穿戴式头盔的手势交互系统及识别方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 任沫桦: "数字图像处理技术对油画创作的影响及其应用", 《信息记录材料》 * |
| 孙晓昕等: "空域滤波与频域滤波下数字图像平滑比较", 《黑龙江大学工程学报》 * |
| 穆宝良等: "计算机视觉下的实时手势识别技术及其应用", 《科学技术创新》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105487673B (zh) | 一种人机交互系统、方法及装置 | |
| US20190188903A1 (en) | Method and apparatus for providing virtual companion to a user | |
| CN110209273A (zh) | 手势识别方法、交互控制方法、装置、介质与电子设备 | |
| US9442571B2 (en) | Control method for generating control instruction based on motion parameter of hand and electronic device using the control method | |
| CN102932212A (zh) | 一种基于多通道交互方式的智能家居控制系统 | |
| CN104410883A (zh) | 一种移动可穿戴非接触式交互系统与方法 | |
| Madhuri et al. | Vision-based sign language translation device | |
| WO2014015521A1 (en) | Multimodal interaction with near-to-eye display | |
| CN110164060B (zh) | 一种用于娃娃机的手势控制方法、存储介质和娃娃机 | |
| CN104835361B (zh) | 一种电子词典 | |
| CN111539376A (zh) | 一种基于视频图像的多模态情感识别系统及方法 | |
| CN114821753B (zh) | 一种基于视觉图像信息的眼动交互系统 | |
| CN117008491A (zh) | 一种智能手势控制系统及方法 | |
| CN113946220A (zh) | 一种穿戴式手势交互系统 | |
| CN112199015A (zh) | 智能交互一体机及其书写方法、装置 | |
| CN110413106B (zh) | 一种基于语音和手势的增强现实输入方法及系统 | |
| CN106815264B (zh) | 一种信息处理方法及系统 | |
| Dhamanskar et al. | Human computer interaction using hand gestures and voice | |
| CN101446859B (zh) | 一种基于机器视觉的输入方法及其系统 | |
| CN115543135A (zh) | 显示屏幕的控制方法、装置及设备 | |
| CN111985252A (zh) | 对话翻译方法及装置、存储介质和电子设备 | |
| KR20210018028A (ko) | 손동작 및 팔동작 학습기반 수화 번역 시스템 및 방법 | |
| Sarhan et al. | Unraveling a Decade: A Comprehensive Survey on Isolated Sign Language Recognition | |
| CN211604463U (zh) | 一种基于fpga的手语翻译器 | |
| Zhang et al. | Motion Attitude Recognition and Behavior Prediction Algorithm Based on Wireless Sensor Network |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220118 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |