CN208061136U - 一种手势识别终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手势识别终端，包括至少两个摄像头、距离传感器、距离比较器以及控制器，所述至少两个摄像头和所述距离传感器均与所述距离比较器连接，所述至少两个摄像头还与所述控制器连接；所述距离传感器用于检测与手指之间的距离值，并将检测到的距离值传输给所述距离比较器；所述距离比较器用于若所述距离传感器检测到的与手指之间的距离值小于距离阈值，则控制所述至少两个摄像头采集手势图像；所述控制器用于识别所述手势图像对应的操作，并控制执行识别到的操作。降低了非接触式手势识别的运算量，进而减少了终端的运行内存，提高了用户的使用体验。

Description

一种手势识别终端

技术领域

本实用新型实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种手势识别终端。

背景技术

随着智能终端的普及和智能应用技术的发展，智能终端中出现了大量具有科技感的功能给用户带来了全新的体验，在智能终端边际创新的趋势下，手势识别逐渐成为当今智能终端发展的热点。

手势识别分为接触式手势识别和非接触式手势识别两种，触摸式手势识别即常见的通过触摸屏进行手势的识别，而现有的非接触式手势识别是由非接触式手势来控制智能终端的相关操作，其具体工作原理是开启非接触式手势识别功能后，自动启动摄像头进行手势的检测，通过实时对摄像头采集到的手势图像进行处理，识别手势图像对应的操作，并执行该手势在智能终端中对应的操作。

但是，在实际应用中非接触式手势识别功能开启后，即使用户没有发出手势移动，仍需要实时进行手势图像的采集和处理，对采集到的手势图像进行实时处理运算量较大，占用了较大的运行内存，在使用智能终端原有功能时，容易造成卡顿，降低了用户的使用体验。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种手势识别终端，避免了开启非接触手势识别模式后实时进行手势图像的采集与处理，降低了非接触式手势识别的运算量，进而减少了终端的运行内存，提高了用户的使用体验。

为达此目的，本实用新型实施例提供了一种手势识别终端，该终端包括至少两个摄像头、距离传感器、距离比较器以及控制器，所述至少两个摄像头和所述距离传感器均与所述距离比较器连接，所述至少两个摄像头还与所述控制器连接；

所述距离传感器用于检测与手指之间的距离值，并将检测到的距离值传输给所述距离比较器；

所述距离比较器用于若所述距离传感器检测到的与手指之间的距离值小于距离阈值，则控制所述至少两个摄像头采集手势图像；

所述控制器用于识别所述手势图像对应的操作，并控制执行识别到的操作。

进一步地，上述距离传感器为至少两个，其数量与所述摄像头的数量相同，且均与所述距离比较器连接；

各距离传感器与各摄像头一一对应设置，用于检测各距离传感器与手指之间的距离值，并将检测到的距离值传输给所述距离比较器。

进一步地，上述距离比较器用于若至少一个距离传感器检测到的与手指之间的距离值小于距离阈值，则控制所述至少一个距离传感器对应的摄像头采集手势图像。

进一步地，上述距离比较器用于若至少两个距离传感器检测到的与手指之间的距离值小于距离阈值，则控制检测到最小距离值的距离传感器对应的摄像头采集手势图像。

进一步地，上述终端还包括：手势识别启动单元，与所述距离传感器连接，用于若接收到开启非接触式手势识别指令，则开启非接触式手势识别模式，启动所述距离传感器。

进一步地，上述终端还包括：显示单元，与所述控制器连接，用于显示识别出的手势图像。

本实用新型通过距离传感器检测其与手指之间的距离值，并将检测到的距离值传输给距离比较器，若该距离值小于距离阈值则距离比较器控制至少两个摄像头采集手势图像，控制器识别并响应手势图像对应的操作。本实用新型避免了开启非接触手势识别模式后实时进行手势图像的采集与处理，降低了非接触式手势识别的运算量，进而减少了终端的运行内存，提高了用户的使用体验。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种手势识别终端的结构框图；

图2是本实用新型实施例二提供的一种手势识别终端的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种手势识别终端的结构框图，该终端可以是智能终端，如手机、电脑、智能电视等。可适用于通过非接触式手势操作智能终端的情况，例如，可以是用户通过非接触式手势操作来控制手机、电脑、智能电视等。如图1所示，该手势识别终端10具体包括：

至少两个摄像头101、距离传感器102、距离比较器103以及控制器104；至少两个摄像头101和距离传感器102均与距离比较器103连接，至少两个摄像头101还与控制器104连接。

其中，由于一个摄像头识别范围有限，为了扩大用户的操作范围以及提高识别的准确性，可采用至少两个摄像头101来进行手势图像的采集。具体的摄像头101的数量可以是根据手势识别终端10的大小以及用户操作习惯提前设置，例如，若手势识别终端10为手机，由于手机体积不是很大，且用户使用手机时通常距离手机较近，因此可以在手机上少设置几个摄像头。若手势识别终端10为智能电视，电视体积较大，且用户在看电视时通常距离电视较远，因此可以在智能电视上多设置几个摄像头。可选的，至少两个摄像头101通常设置在手势识别终端10的操作界面一侧，例如，手势识别终端10为手机，则至少两个摄像头101设置在显示屏一侧。距离传感器102可以是激光测距传感器、红外测距传感器或超声波测距传感器，控制器104可以是由多种芯片集成的具有处理功能的单片机或中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。

距离传感器102用于检测与手指之间的距离值，并将检测到的距离值传输给距离比较器103。

其中，距离传感器102可以是由发射端和接收端两部分组成，当手指靠近时，由发射端发射的信号(如，激光、红外线、超声波等)会在手指表面发生反射，接收端接收反射回来的信号，通过对发射时间接收时间的差值和信号的传播速度即可检测到距离传感器102与手指之间的距离值。

可选的，距离传感器102可以将测得的距离值转换成电信号，传输给距离比较器103。例如，该电信号可以是电平信号，可通过输出电压的高低来代表距离值的大小。

需要说明的是，本实用新型实施例中距离传感器102并不仅限于检测与手指之间的距离，若用户手持物品进行移动时，检测的是与物品之间的距离，例如，在吃饭的时候来电话了，用户手持筷子进行手势操作，则距离传感器102此时检测的就是与用户手中筷子之间的距离。

距离比较器103用于若距离传感器102检测到的与手指之间的距离值小于距离阈值，则控制至少两个摄像头101采集手势图像；

其中，距离阈值是为了判断手指是否进入摄像头识别范围而设定的，其大小可依据至少两个摄像头101组成的视角范围、手势识别终端10体积的大小以及用户使用习惯提前设定。例如，手机对应的距离阈值就要小于智能电视对应的距离阈值。距离比较器103可以是常见的信号比较器，其对应的两个输入信号分别是距离传感器102传输来的电信号和预设的距离阈值对应的电信号。可选的，距离比较器102可通过时钟控制器与至少两个摄像头101连接，当距离传感器102测得的距离值小于距离阈值时，可通过时钟控制器控制启动至少两个摄像头101。

控制器104用于识别手势图像对应的操作，并控制执行识别到的操作。

其中，手势图像对应的操作可分为运动型和非运动型两种，非运动型操作可以是点击操作，识别的逻辑主要是对时间间隙的检测；而运动型操作相对复杂些，其对运动的判定根据实际功能需要可以是获得有关运动的规律主要根据手指移动在实际空间中的X、Y坐标计算出移动方向，具体的，对移动距离的检测，从第一个手指触摸点引发的操作开始，只要还有手指处于检测状态，就检测对应手指的移动点位。

需要说明的是，手势和操作之间都是一一对应的，可以是终端出厂时设置的，也可以是用户根据自身需求为某些操作设置一些复杂的手势，例如，可以将特定的滑动操作和点击操作进行组合作为解锁操作。可选的，手势与操作之间的对应关系可以存储在手势识别数据库中，便于控制器104进行手势图像对应操作的快速查找。

可选的，控制器104识别手势图像对应的操作时，可以是依据面积最大原则和/或手势最优选择，从各摄像头101采集到的手势图像中选择出最优手势图像进行手势图像对应操作的识别。

具体的操作过程为：距离传感器102实时检测与手指之间的距离值，并将检测到的距离值转换成电信号传输给距离比较器103，距离比较器103通过将距离传感器102对应的电信号与距离阈值对应的阈值电信号进行比较。距离比较器103的输出端通过时钟控制器与至少两个摄像头101连接，若距离比较器103输出值为距离传感器102对应的电信号小于距离阈值对应的电信号，则时钟控制器启动至少两个摄像头101。例如，可以是若距离传感器102对应的电信号小于距离阈值对应的电信号，距离比较器103输出高电平，当时钟控制器接收到高电平时，向至少两个摄像头101发送时钟信号，启动至少两个摄像头101采集手势图像。至少两个摄像头101可通过有线或无线的方式将采集到的手势图像传送给控制器104，控制器104会对接收到的手势图像进行处理后解析识别出手势图像对应的操作，然后在手势识别数据库中查找是否存在与该手势对应的操作，若有，则执行该操作。可选的，若没有查找到与该手势对应的操作，可以向用户发送提示信息，例如可以通过语音播报和/或提示框显示的方式提示用户输入的手势有误。

本申请实施例提供的手势识别终端，通过距离传感器检测其与手指之间的距离值，并将检测到的距离值传输给距离比较器，若该距离值小于距离阈值则距离比较器控制至少两个摄像头采集手势图像，控制器识别并响应手势图像对应的操作。本实用新型避免了开启非接触手势识别模式后实时进行手势图像的采集与处理，降低了非接触式手势识别的运算量，进而减少了终端的运行内存，提高了用户的使用体验。

进一步地，上述手势识别终端10既可以通过非接触式手势进行操作，也可以通过接触式手势进行操作，为了满足不同手势识别模式间的转换，上述手势识别终端10还包括：手势识别启动单元，与距离传感器102连接，用于若接收到开启非接触式手势识别指令，则开启非接触式手势识别模式，启动距离传感器102。

其中，手势识别启动单元可以是一个用于启动非接触式手势识别模式的按键，当用户想从触摸式手势识别模式转换为非触摸式手势识别模式时，按下该按钮，即可产生开启非接触式手势识别指令。可选的，手势识别启动单元可以通过时钟控制器与距离传感器102连接，若手势识别启动单元接收到开启非接触式手势识别指令后，则产生一脉冲信号发送给时钟控制器，时钟控制器接收到该脉冲信号后即启动距离传感器102。可选的，时钟控制器在开启距离传感器102的同时还可以控制手势识别终端10关闭接触式手势识别模式，防止两个模式同时开启产生控制冲突。

进一步地，为了更直观的将识别出的操作展现给用户，上述手势识别终端10还包括：显示单元，与控制器104连接，用于显示识别出的手势图像。

其中，显示单元可以是手势识别终端10上的显示屏，用于将控制器104识别出的手势图像转换到显示屏上。例如，若控制器104识别出的手势图像对应的是向右滑动手势，则在显示屏上显示该滑动手势对应的具体滑动轨迹。

实施例二

图2为本申请实施例二提供的一种手势识别终端的结构框图，该终端在上述实施例的基础上进行了优化，可用于当距离传感器检测到与手指之间的距离小于距离阈值时，控制指定的摄像头采集手势图像的情况，例如，可以是控制距离手指最近的摄像头采集手势图像。如图2所示，该手势识别终端10中：

距离传感器102为至少两个，其数量与摄像头101的数量相同，且均与距离比较器103连接；各距离传感器102与各摄像头101一一对应设置，用于检测各距离传感器102与手指之间的距离值，并将检测到的距离值传输给距离比较器103。

其中，多个摄像头采集一个手势，控制器104从多个摄像头采集的所有手势图片中选取最优的手势图片进行识别运算量较大，且多个摄像头同时采集手势图片占用较大的运行内存，因此，优选的，可以为每个摄像头101设置一个与其对应的距离传感器102，可选的，距离传感器102设置在其对应的摄像头101旁边，且距离该摄像头101越近越好。从而保证距离传感器102测得的与手指之间的距离值即可代表该距离传感器102对应的摄像头101与手指之间的距离。

距离比较器103用于若至少一个距离传感器102检测到的与手指之间的距离值小于距离阈值，则控制至少一个距离传感器102对应的摄像头101采集手势图像。

其中，所有的距离传感器102检测到的距离值都发送给距离比较器103进行距离阈值的比较。可选的，距离比较器103可以是一个多输入单输出的比较器，也可以是由多个双输入单输出的比较器组合而成。

控制器104用于识别手势图像对应的操作，并控制执行识别到的操作。

具体操作过程为：各距离传感器102实时检测与手指之间的距离值，并将检测到的距离值转换成电信号传输给距离比较器103，距离比较器103通过将各距离传感器102对应的电信号与距离阈值对应的阈值电信号进行比较。若距离比较器103输出值为至少一个距离传感器102对应的电信号小于阈值电信号，则时钟控制器只启动电信号小于阈值电信号的距离传感器102对应的摄像头101。例如，若有三个距离传感器102对应的电信号小于距离阈值对应的电信号，则启动这三个距离传感器102对应的三个摄像头101采集手势图像。控制器104会对接收到的手势图像进行处理后解析识别出手势图像对应的操作，然后在手势识别数据库中查找是否存在与该手势对应的操作，若有，则执行该操作。

可选的，为了进一步地减少控制器104的运算量，可以选择一个最优摄像头采集手势图像，具体可以是：距离比较器103用于若至少两个距离传感器102检测到的与手指之间的距离值小于距离阈值，则控制检测到最小距离值的距离传感器102对应的摄像头101采集手势图像。

其中，当有至少两个距离传感器102与手指之间的距离都小于距离阈值时，距离比较器103还需要对小于距离阈值的所有距离值进行进一步地比较，找到最小距离值对应的距离传感器102，以指示时钟控制器启动检测到最小距离值的距离传感器102对应的摄像头101进行手势图像的采集。

需要说明的是，对于手势图像的采集是控制距离手指近的摄像头101进行采集的，因此，会出现一个非接触手势操作是由至少两个摄像头完成手势图像的采集，例如，用户的手势是向上滑动，则开始时手指距离下方的摄像头近，由下方的摄像头进行采集，而随着手指的上滑，手指又会距离上面的摄像头近，此时又改为上方的摄像头进行采集。因此，控制器104可依据采集手势图片的摄像头101在手势识别终端10上的实际位置关系及每张手势图片中手指在图片中的位置解析识别手势图像对应的操作。

本申请实施例提供的手势识别终端，为每个摄像头设置一个与其对应的距离传感器检测其与手指之间的距离值，距离比较器控制距离值小于距离阈值的距离传感器对应的摄像头采集手势图像，或距离比较器控制距离值小于距离阈值的至少两个距离传感器中测得最小距离值的距离传感器对应的摄像头采集手势图像，最后控制器识别并响应手势图像对应的操作。本实用新型从多个摄像头中选择采集手势图像的摄像头，与全部摄像头都进行手势图像的采集相比，降低了非接触式手势识别的运算量，进而减少了终端的运行内存，提高了用户的使用体验。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种手势识别终端，其特征在于，包括至少两个摄像头、距离传感器、距离比较器以及控制器，所述至少两个摄像头和所述距离传感器均与所述距离比较器连接，所述至少两个摄像头还与所述控制器连接；

所述距离传感器用于检测与手指之间的距离值，并将检测到的距离值传输给所述距离比较器；

所述距离比较器用于若所述距离传感器检测到的与手指之间的距离值小于距离阈值，则控制所述至少两个摄像头采集手势图像；

所述控制器用于识别所述手势图像对应的操作，并控制执行识别到的操作。

2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述距离传感器为至少两个，其数量与所述摄像头的数量相同，且均与所述距离比较器连接；

各距离传感器与各摄像头一一对应设置，用于检测各距离传感器与手指之间的距离值，并将检测到的距离值传输给所述距离比较器。

3.根据权利要求2所述的终端，其特征在于，所述距离比较器用于若至少一个距离传感器检测到的与手指之间的距离值小于距离阈值，则控制所述至少一个距离传感器对应的摄像头采集手势图像。

4.根据权利要求2所述的终端，其特征在于，所述距离比较器用于若至少两个距离传感器检测到的与手指之间的距离值小于距离阈值，则控制检测到最小距离值的距离传感器对应的摄像头采集手势图像。

5.依据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：

手势识别启动单元，与所述距离传感器连接，用于若接收到开启非接触式手势识别指令，则开启非接触式手势识别模式，启动所述距离传感器。

6.依据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：

显示单元，与所述控制器连接，用于显示识别出的手势图像。