EP2092408A1 - Integrated circuit for recognizing movements of persons - Google Patents

Integrated circuit for recognizing movements of persons

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Publication number
EP2092408A1
EP2092408A1 EP07820218A EP07820218A EP2092408A1 EP 2092408 A1 EP2092408 A1 EP 2092408A1 EP 07820218 A EP07820218 A EP 07820218A EP 07820218 A EP07820218 A EP 07820218A EP 2092408 A1 EP2092408 A1 EP 2092408A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
integrated circuit
person
image data
processing system
output data
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.)
Withdrawn
Application number
EP07820218A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jens Schick
Alexander Wuerz-Wessel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2092408A1 publication Critical patent/EP2092408A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/017Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures

Definitions

  • the invention relates to an integrated circuit, an electronic data processing system, a method for calculating output data of an integrated circuit and a computer program.
  • PC Personal computers
  • the orientation in the program or the feedback takes place via a graphical interface on a screen partly together with a speaker output.
  • the disadvantage is that in narrow workplaces such as the seat in an airplane, the mouse can not be moved freely and the operation of the keyboard is difficult.
  • Video games are finding more and more followers and are becoming increasingly popular.
  • Video games are used on personal computers as well as game consoles.
  • the input is preferably via keyboard, mouse or joysticks.
  • the disadvantage is that the use of these instruments the player to the
  • German patent application DE 195 14 877 A1 discloses a game console based on a personal computer.
  • interfaces for joystick or trackball are provided.
  • an interface is provided for the output of a screen over which sound and image data are output.
  • the integrated circuit described below has the advantage that the determination of the optical flow of image data and the integration of this algorithm in an integrated circuit enables cost-effective, precise and rapid determination of output data, which is a measure of the position and / or movement of
  • Body parts of a person are and / or represent the gestures of the person.
  • the first unit which implements the algorithm for determining the optical flow, the stereo disparities and / or the symmetry clusters is hard-wired, since this results in an optimization of the integrated
  • the programmable second unit in which the calculation of the output data is performed, has the advantage that thereby an application and function-specific adjustment is possible, so that the same integrated circuit can be used in many applications.
  • the output data encode the sign language, as this deaf and very hard of hearing people a simple communication platform with electronic data processing systems is provided.
  • FIG. 1 shows an electronic data processing system
  • Figure 2 shows an integrated circuit
  • Figure 3 shows a person in side view
  • - Figure 4 shows a person in front view.
  • an integrated circuit processes image data from a video camera by means of optical flow determination and calculates therefrom output data which is either a measure of the position and / or movement of human body parts or represent and encode gestures of people. Furthermore, an electronic data processing system, a method and a computer program are described.
  • the video camera is designed as a stereo camera and is located above the screen and observes the space in front of the personal computer.
  • this input of information over an optical channel serves to give a player of a video game a greater opportunity to intervene and thus to convey a higher game value.
  • These intervention options are for controlling a virtual player or other object of a video game, such as a car.
  • the personal computer 10 includes a processor 14 for processing data, a Memory 20 for storing data and the integrated circuit 12.
  • the processor 14 is connected via interfaces optionally with the interposition of other electronic components, such as interface modules, with a mouse 22 and a keyboard 24 as input units.
  • the processor is optionally via interfaces with the interposition of other electronic components, such as
  • Interface modules connected to a speaker 26 and a screen 28 as output units.
  • An input of the processor 14 is further connected to an output of the integrated circuit 12.
  • the integrated circuit in turn is optionally connected to a stereo camera 16 with the interposition of further electronic components, such as interface modules.
  • Stereo camera 16 consists of two video cameras 18 which record substantially the same scene.
  • the video cameras 18 are arranged side by side and their optical axes are substantially parallel so that the video cameras 18 record substantially the same scene, albeit from a slightly different angle.
  • the stereo camera 16 is above the
  • the stereo camera 16 generates image data by means of the two video cameras 18 and transmits them to the integrated circuit 12.
  • the structure of the integrated circuit 12 will be explained in more detail below with reference to FIG.
  • the memory 20 of the electronic data processing system 1 the one hand the
  • the memory 20 serves on the one hand for the storage of programs of office applications, such as word processing programs, and on the other hand for the storage of software programs of video games.
  • the electronic data processing system 1 for both office applications and for
  • the integrated circuit 12 is for calculating movements and distances of objects located in the area captured by the stereo camera 16. If, for example, a person raises a hand in the detection range of the stereo camera 16, the hand is detected by the movement and measured by means of a stereo evaluation, wherein the resolution enables the individual measurement of fingers.
  • the integrated circuit 12 simultaneously detects and interprets the movement of all body parts of the persons located in the field of view of the stereo camera 16, the integrated circuit 12 providing output data which is a measure of the position and / or movement of Are body parts of a person and / or represent the gestures of the person at the output of the processor 14 provides.
  • the integrated circuit 12 is thus configured such that on the one hand it provides pure position and / or movement data and on the other hand interpreted data which encode a gesture of the person.
  • FIG. 2 shows the integrated circuit 12 consisting of a first unit 30 and a second unit 32.
  • the integrated circuit 12 comprises two inputs 34 and 36 for connecting two video cameras 18 of a stereo camera 16 and an output 38.
  • the integrated circuit 12 acts it is in the preferred embodiment to an ASIC.
  • the abbreviation ASIC stands for "Application Specific Integrated Circuit", ie for an application-specific integrated circuit.
  • An ASIC is an electronic circuit realized as an integrated circuit.
  • an FPGA is used instead of the ASIC.
  • the abbreviation FPGA stands for "Field Programmable Gate Array” and denotes a freely programmable logic circuit. Common to both variants is that the integrated circuit 12 consists of two logic units 30, 32.
  • the first unit 30 is hardwired and not programmable. This first unit 30 calculates pre-processed image data by means of a determination of the optical flow from the image data of the stereo camera. In the preferred embodiment, the first unit 30 additionally computes stereo disparities and / or symmetry clusters. Overall, the first unit 30 calculates preprocessed image data and thereby performs data reduction.
  • the preprocessed image data is passed to the second unit 32.
  • the second unit 32 is characterized in that the second unit 32 is programmable. In the second unit, application-specific determines which output data the second unit 32 from the preprocessed
  • the baseline data is a measure of the position and / or movement of a person's body parts and / or represents the gestures of the person being photographed.
  • This output data is provided at the output 38 of the integrated circuit 12.
  • FIG. 3 schematically shows a person 40 taken by the video cameras in left side view to explain the output data which is a measure of the position and / or movement of body parts of persons 40 and provided by the integrated circuit at the output.
  • the person 40 includes a head 42, a trunk 44, a right arm 46 with a right hand 48, and a left arm 50 with a left hand 52.
  • FIG. 3 shows a coordinate system 54 having a y and a z axis.
  • crosses indicate some points which are output data of the integrated circuit and indicate positions of body parts 42, 44, 48, 52 of person 40:
  • P RV (z) of the foremost space point of the fuselage 44
  • P HR (x, y, z) of the foremost space point of the right hand 48
  • P HL (x, y, z) of the foremost space point of the left hand 52
  • P K v (z) of the foremost space point of the head 42
  • P ⁇ o (y) of the top spatial point of the head
  • Figure 4 schematically shows a person 40 taken by the video cameras in front view to explain the output data which is a measure of the position and / or movement of body parts of persons 40 and provided by the integrated circuit at the output.
  • the person 40 includes a head 42, a hull
  • FIG. 4 shows a coordinate system 54 having an x and a y axis.
  • some points are marked by crosses, which are output data of the integrated circuit and identify positions of body parts 42, 44, 48, 52 of person 40:
  • B HR (Xb, yb) of the foremost space point of the right hand 48
  • B HL (Xb, yb) of the foremost space point of the left hand 52
  • K s angle of the symmetry axis in the image
  • B K G (Xb, yb) as pixels the face reference
  • B K S (Xb, yb) of the point on the symmetry axis closest to B K o
  • I KR distance of the rightmost point of the head 42 B KR to the symmetry axis in the picture
  • MHL (XHL, YHL, ZHL-ZRV) ⁇ $ Measures for the relative position of the left hand 52
  • M HR (X HR , Y HR , Z HR -Z RV ) -> Measures for the relative position of the right hand 48
  • M GV (Z KV - Z RV ) -> measure of the forward speed
  • MGR (0.5 - IKL / (IKL + IKR)) ⁇ $ Measure for body rotation
  • the output data are further calculated in the integrated circuit from the image data of the video cameras by means of the determination of the optical flow, which is a measure of the position and / or movement of
  • Lifting a finger of a person's hand means a start condition, lowering the finger a stop.
  • the gesture of movement of this finger is one
  • the integrated circuit calculates output data suitable for controlling virtual objects such as figures, games, cars, video games.
  • the programmable second unit of the integrated circuit applies the following rules for coding the detected gestures of the person:
  • Locomotion coding standing of the virtual figure no movement of the person's trunk -> no movement of the virtual
  • Figure coding walking the virtual figure alternately change the position and angle of the two thighs of the person -> the frequency determines the speed of the virtual figure
  • the strength of the vertical movement determines the strength of the jump of the virtual
  • Rotation of the head around the vertical axis of the person -> rotational position of the head corresponds to rotation speed of the virtual player
  • Turning speed of the head of the person -> corresponds to spin of the virtual figure face towards the person's video camera -> means stoppage of the person
  • Rotation of the virtual figure (measurement of the angle of rotation of the head by distance from the head center axis to the axis of facial symmetry, face is the sum of the features of the eye, nose and mouth, measurement of the rate of rotation of the head by horizontal optical flow in the face and the displacement speed of the head center axis)
  • Rotation of the head about its horizontal axis, rotational position of the head corresponds to the viewing direction of the virtual figure, (measurement of the center of gravity relative to the top of the head, calibration at the beginning of the game) Coding: shaking of the virtual figure
  • Rotation of the head around the axis forward of the person -> rotational position of the head corresponds to the fast sideways deflection of the virtual figure (measurement of the direction of the axis of symmetry of the face) - actions, communication
  • a scene change and / or switching of devices is performed by combining gestures as pantomime.
  • the processing of the image data by the integrated circuit and thus the provision of output data representing and encoding the person's gestures, and the association of the person's recorded gestures with behavioral elements of the video game's virtual objects are enabled that these virtual objects in the areas of locomotion (standing, walking, running at speeds, jumping with its strength), rotation (turning at its rotational speed around the vertical axis, pitch axis and roll axis), actions and communication (actions with both arms independently , Activation of devices, communication with partners) by the person being captured, controlled and controlled by the video camera.
  • output data is provided by the integrated circuit, the gestures of the widely used Codify sign language.
  • gestures of hands in connection with facial expressions and mouth images of the person are detected by the video cameras and evaluated by the integrated circuit and provided as output data. This is preferably evaluated by the integrated circuit in the context of body posture.
  • aids for example a rod and / or a dumbbell, which are used by the person, are used to improve the calculation. This contributes in particular to an improved fine measurement of the hand movements since their position can be measured more accurately, because the shape and coloring of the
  • Another variant provides that the integrated circuit and the video camera replace the function of the keyboard. This is done by simultaneously observing the ten fingers of the person from the video cameras. For this purpose, both hands of the person are held in front of the video cameras. The kinking of one finger or the combination of several fingers completely emulates the keyboard through the integrated circuit.
  • the described integrated circuit, the data processing system, the method and the computer program are not limited to the field of personal computers and video games, but can also be used in industrial control, as well as screen-free systems.
  • the feedback of the input via other media, such as speakers is particularly advantageous.
  • Driver assistance systems for detecting pedestrians in the environment of a motor vehicle with a video camera Furthermore, as an alternative or in addition to the stereo camera, a single video camera is used.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Disclosed is an integrated circuit which processes image data of a video camera by determining the optical flow and calculates output data therefrom that are a measure of the position and/or movement of individuals' body parts or represent and encode individuals' gestures. Also disclosed are an electronic data processing system, a method, and a computer program.

Description

Beschreibung description
Titeltitle
INTEGRIERTER SCHALTKREIS ZUR ERKENNUNG VON BEWEGUNGEN VON PERSONENINTEGRATED CIRCUIT FOR DETECTING PERSON'S MOVEMENTS
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen integrierten Schaltkreis, eine elektronische Datenverarbeitungsanlage, ein Verfahren zur Berechnung von Ausgangsdaten eines integrierten Schaltkreises sowie ein Computerprogramm.The invention relates to an integrated circuit, an electronic data processing system, a method for calculating output data of an integrated circuit and a computer program.
Personalcomputer (PC) haben eine Tastatur und eine Maus zur Eingabe. Die Orientierung im Programm oder die Rückmeldung erfolgen über eine graphische Oberfläche an einem Bildschirm zum Teil zusammen mit einem Lautsprecherausgang. Nachteilig ist, dass in engen Arbeitsplätzen wie dem Sitz in einem Flugzeug die Maus nicht frei bewegt werden kann und auch die Bedienung der Tastatur schwierig ist.Personal computers (PC) have a keyboard and a mouse for input. The orientation in the program or the feedback takes place via a graphical interface on a screen partly together with a speaker output. The disadvantage is that in narrow workplaces such as the seat in an airplane, the mouse can not be moved freely and the operation of the keyboard is difficult.
Zunehmend finden Videospiele immer mehr Anhänger und erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Videospiele werden sowohl auf Personalcomputern als auch auf Spielekonsolen eingesetzt. Die Eingabe erfolgt vorzugsweise über Tastatur, die Maus oder Joysticks. Nachteilig ist, dass die Benutzung dieser Instrumente den Spieler an dasIncreasingly, video games are finding more and more followers and are becoming increasingly popular. Video games are used on personal computers as well as game consoles. The input is preferably via keyboard, mouse or joysticks. The disadvantage is that the use of these instruments the player to the
Gerät bindet.Device binds.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 14 877 Al ist eine auf einem Personalcomputer basierte Spielekonsole bekannt. Für die Bedienung sind Schnittstellen für Joystick oder Trackball vorgesehen. Ferner ist für die Ausgabe eine Schnittstelle für einen Bildschirm vorgesehen, über die Ton- und Bilddaten ausgegeben werden.German patent application DE 195 14 877 A1 discloses a game console based on a personal computer. For the operation interfaces for joystick or trackball are provided. Furthermore, an interface is provided for the output of a screen over which sound and image data are output.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der Erfindung Der nachfolgend beschriebene integrierte Schaltkreis hat den Vorteil, dass mittels der Bestimmung des optischen Flusses von Bilddaten und die Integration dieses Algorithmus in einem integrierten Schaltkreis eine kostengünstige, präzise und schnelle Ermittlung von Ausgangsdaten möglich ist, die ein Maß für die Position und/oder Bewegung vonAdvantages of the invention The integrated circuit described below has the advantage that the determination of the optical flow of image data and the integration of this algorithm in an integrated circuit enables cost-effective, precise and rapid determination of output data, which is a measure of the position and / or movement of
Körperteilen einer Person sind und/oder die Gesten der Person repräsentieren.Body parts of a person are and / or represent the gestures of the person.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die erste Einheit, die den Algorithmus zur Bestimmung des optischen Flusses, der Stereodisparitäten und/oder der Symmetriehäufungen implementiert, fest verdrahtet ist, da hierdurch eine Optimierung des integriertenIt is particularly advantageous if the first unit which implements the algorithm for determining the optical flow, the stereo disparities and / or the symmetry clusters is hard-wired, since this results in an optimization of the integrated
Schaltkreise möglich ist, so dass dieser besonders schnell und effizient arbeitet. Die programmierbare zweite Einheit, in der die Berechnung der Ausgangsdaten durchgeführt wird, hat den Vorteil, dass hierdurch eine anwendungs- und funktionsspezifische Anpassung möglich ist, so dass derselbe integrierte Schaltkreis in vielen Anwendungsgebieten eingesetzt werden kann.Circuits is possible, so that it works very fast and efficient. The programmable second unit, in which the calculation of the output data is performed, has the advantage that thereby an application and function-specific adjustment is possible, so that the same integrated circuit can be used in many applications.
Vorteilhaft ist ferner, dass die Ausgangsdaten die Gebärdensprache codieren, da hierdurch gehörlosen und stark schwerhörigen Menschen eine einfache Kommunikationsplattform mit elektronischen Datenverarbeitungsanlagen zur Verfügung gestellt wird.It is also advantageous that the output data encode the sign language, as this deaf and very hard of hearing people a simple communication platform with electronic data processing systems is provided.
Die vorstehend beschriebenen Vorteile des integrierten Schaltkreises gelten entsprechend auch für die elektronische Datenverarbeitungsanlage, das Verfahren und das Computerprogramm.The advantages of the integrated circuit described above also apply accordingly to the electronic data processing system, the method and the computer program.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren und aus den abhängigen Patentansprüchen.Further advantages will become apparent from the following description of embodiments with reference to the figures and from the dependent claims.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert.The invention is explained below with reference to the embodiment shown in the drawing.
Es zeigen: Figur 1 eine elektronische Datenverarbeitungsanlage, Figur 2 einen integrierten Schaltkreis, Figur 3 eine Person in Seitenansicht, - Figur 4 eine Person in Vorderansicht.Show it: 1 shows an electronic data processing system, Figure 2 shows an integrated circuit, Figure 3 shows a person in side view, - Figure 4 shows a person in front view.
Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments
Nachfolgend wird ein integrierter Schaltkreis beschrieben, wobei der integrierte Schaltkreis Bilddaten einer Videokamera mittels der Bestimmung des optischen Flusses verarbeitet und daraus Ausgangsdaten berechnet, die entweder ein Maß für die Position und/oder Bewegung von Körperteilen von Personen sind oder Gesten von Personen repräsentieren und codieren. Ferner werden eine elektronische Datenverarbeitungsanlage, ein Verfahren und eine Computerprogramm beschrieben.An integrated circuit will now be described wherein the integrated circuit processes image data from a video camera by means of optical flow determination and calculates therefrom output data which is either a measure of the position and / or movement of human body parts or represent and encode gestures of people. Furthermore, an electronic data processing system, a method and a computer program are described.
Im Folgenden wird eine hochauflösende Vermessung der Gestik von Personen in einem dichten Stereobild zur Steuerung eines Personalcomputers oder einer Spielekonsole beschrieben. Die Videokamera ist als Stereokamera ausgeführt und ist oberhalb des Bildschirmes angeordnet und beobachtet den Raum vor dem Personalcomputer. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Position von Fingern, Händen, Armen,Hereinafter, a high-resolution measurement of the gestures of persons in a dense stereo image for controlling a personal computer or a game console will be described. The video camera is designed as a stereo camera and is located above the screen and observes the space in front of the personal computer. In the preferred embodiment, the position of fingers, hands, arms,
Rumpf, Beinen, Füßen und/oder Kopf der Person mit ihren Drehungen aus den Bilddaten der Videokamera ermitteln und zur Eingabe als Alternative zur Maus, Tastatur oder Joystick verwenden. Hierzu werden Algorithmen zur Vermessung des optischen Flusses, von Stereo-Disparitäten und/oder Symmetriehäufungen eingesetzt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel dient diese Eingabe von Informationen über einen optischen Kanal dazu, einem Spieler eines Videospiels eine größere Eingriffsmöglichkeit zu geben und damit einen höheren Spielewert zu vermitteln. Diese Eingriffsmöglichkeiten dienen zur Kontrolle eines virtuellen Spielers oder eines anderen Objektes eines Videospiels, wie beispielsweise eines Autos.Determine the torso, legs, feet and / or head of the person with their rotations from the image data of the video camera and use for input as an alternative to the mouse, keyboard or joystick. For this purpose, algorithms for measuring the optical flow, stereo disparities and / or symmetry clusters are used. In the preferred embodiment, this input of information over an optical channel serves to give a player of a video game a greater opportunity to intervene and thus to convey a higher game value. These intervention options are for controlling a virtual player or other object of a video game, such as a car.
Figur 1 zeigt eine elektronische Datenverarbeitungsanlage 1 des bevorzugten Ausführungsbeispiels, bestehend aus einem Personalcomputer 10 (PC), einem integrierten Schaltkreis 12 und einer Stereokamera 16. Alternativ zum Personalcomputer 10 wird in einer Variante ein Notebook oder eine Spielekonsole verwendet. Der Personalcomputer 10 umfasst einen Prozessor 14 zur Verarbeitung von Daten, einen Speicher 20 zur Speicherung von Daten und den integrierten Schaltkreis 12. Der Prozessor 14 ist über Schnittstellen gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von weiteren elektronischen Komponenten, wie Schnittstellenbausteinen, mit einer Maus 22 und einer Tastatur 24 als Eingabeeinheiten verbunden. Ferner ist der Prozessor über Schnittstellen gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von weiteren elektronischen Komponenten, wie1 shows an electronic data processing system 1 of the preferred embodiment, consisting of a personal computer 10 (PC), an integrated circuit 12 and a stereo camera 16. As an alternative to the personal computer 10, a notebook or a game console is used in a variant. The personal computer 10 includes a processor 14 for processing data, a Memory 20 for storing data and the integrated circuit 12. The processor 14 is connected via interfaces optionally with the interposition of other electronic components, such as interface modules, with a mouse 22 and a keyboard 24 as input units. Furthermore, the processor is optionally via interfaces with the interposition of other electronic components, such as
Schnittstellenbausteinen, mit einem Lautsprecher 26 und einem Bildschirm 28 als Ausgabeeinheiten verbunden. Ein Eingang des Prozessors 14 ist ferner mit einem Ausgang des integrierten Schaltkreises 12 verbunden. Der integrierte Schaltkreis wiederum ist gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von weiteren elektronischen Komponenten, wie Schnittstellenbausteinen, mit einer Stereokamera 16 verbunden. DieInterface modules, connected to a speaker 26 and a screen 28 as output units. An input of the processor 14 is further connected to an output of the integrated circuit 12. The integrated circuit in turn is optionally connected to a stereo camera 16 with the interposition of further electronic components, such as interface modules. The
Stereokamera 16 besteht aus zwei Videokameras 18 die im Wesentlichen dieselbe Szene aufnehmen. Die Videokameras 18 sind nebeneinander angeordnet und ihre optischen Achsen sind im Wesentlichen parallel, so dass die Videokameras 18 zwar im Wesentlichen dieselbe Szene aufnehmen, allerdings unter einem leicht unterschiedlichen Blickwinkel. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Stereokamera 16 über demStereo camera 16 consists of two video cameras 18 which record substantially the same scene. The video cameras 18 are arranged side by side and their optical axes are substantially parallel so that the video cameras 18 record substantially the same scene, albeit from a slightly different angle. In the preferred embodiment, the stereo camera 16 is above the
Bildschirm 28 angeordnet und beobachtet den Bereich in dem sich der Bediener des Personalcomputers 10 befindet. Die Stereokamera 16 erzeugt mittels der beiden Videokameras 18 Bilddaten und überträgt diese an den integrierten Schaltkreis 12. Der Aufbau des integrierten Schaltkreises 12 wird nachstehend anhand Figur 2 näher erläutert. Im Speicher 20 der elektronischen Datenverarbeitungsanlage 1 ist einerseits dasScreen 28 is located and observes the area in which the operator of the personal computer 10 is located. The stereo camera 16 generates image data by means of the two video cameras 18 and transmits them to the integrated circuit 12. The structure of the integrated circuit 12 will be explained in more detail below with reference to FIG. In the memory 20 of the electronic data processing system 1 on the one hand the
Betriebssystem des Personalcomputers 10 abgelegt. Andererseits dient der Speicher 20 einerseits zur Speicherung von Programmen von Büroanwendungen, wie Textverarbeitungsprogrammen, und andererseits zur Speicherung von Softwareprogrammen von Videospielen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die elektronische Datenverarbeitungsanlage 1 sowohl für Büroanwendungen als auch fürOperating system of the personal computer 10 stored. On the other hand, the memory 20 serves on the one hand for the storage of programs of office applications, such as word processing programs, and on the other hand for the storage of software programs of video games. In the preferred embodiment, the electronic data processing system 1 for both office applications and for
Videospiele verwendet.Used video games.
Der integrierte Schaltkreis 12 dient zur Berechnung von Bewegungen und Entfernungen von Objekten, die sich in dem von der Stereokamera 16 aufgenommen Bereich befinden. Hebt beispielsweise eine Person im Erfassungsbereich der Stereokamera 16 eine Hand, so wird die Hand über die Bewegung entdeckt und über eine Stereoauswertung vermessen, wobei die Auflösung die einzelne Vermessung von Fingern ermöglicht. Der integrierte Schaltkreis 12 erfasst alle im Sichtbereich der Stereokamera 16 befindlichen Körperteile der Personen gleichzeitig und interpretiert deren Bewegung, wobei der integrierte Schaltkreis 12 Ausgangsdaten, die ein Maß für die Position und/oder Bewegung von Körperteilen einer Person sind und/oder die Gesten der Person repräsentieren, an seinem Ausgang dem Prozessor 14 zur Verfügung stellt. Der integrierte Schaltkreis 12 ist also derart konfiguriert, dass er einerseits reine Positions- und/oder Bewegungsdaten zur Verfügung stellt und andererseits interpretierte Daten, die eine Geste der Person codieren.The integrated circuit 12 is for calculating movements and distances of objects located in the area captured by the stereo camera 16. If, for example, a person raises a hand in the detection range of the stereo camera 16, the hand is detected by the movement and measured by means of a stereo evaluation, wherein the resolution enables the individual measurement of fingers. The integrated circuit 12 simultaneously detects and interprets the movement of all body parts of the persons located in the field of view of the stereo camera 16, the integrated circuit 12 providing output data which is a measure of the position and / or movement of Are body parts of a person and / or represent the gestures of the person at the output of the processor 14 provides. The integrated circuit 12 is thus configured such that on the one hand it provides pure position and / or movement data and on the other hand interpreted data which encode a gesture of the person.
Figur 2 zeigt den integrierten Schaltkreis 12, bestehend aus einer ersten Einheit 30 und einer zweiten Einheit 32. Der integrierte Schaltkreis 12 umfasst zwei Eingänge 34 und 36 zum Anschluss von zwei Videokameras 18 einer Stereokamera 16 und einen Ausgang 38. Bei dem integrierten Schaltkreis 12 handelt es sich im bevorzugten Ausführungsbeispiel um einen ASIC. Die Abkürzung ASIC steht für "Application Specific Integrated Circuit", also für eine anwendungsspezifisch integrierte Schaltung. Ein ASIC ist eine elektronische Schaltung, die als integrierter Schaltkreis realisiert ist. In einer Variante des bevorzugten Ausführungsbeispiels wird statt dem ASIC ein FPGA verwendet. Die Abkürzung FPGA steht für "Field Programmable Gate Array" und bezeichnet einen frei programmierbarer Logikschaltkreis. Beiden Varianten gemeinsam ist, dass der integrierte Schaltkreis 12 aus zwei logischen Einheiten 30, 32 besteht. Die erste Einheit 30 ist fest verdrahtet und nicht programmierbar. Diese erste Einheit 30 berechnet mittels einer Bestimmung des optischen Flusses aus den Bilddaten der Stereokamera vorverarbeitete Bilddaten. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel berechnet die erste Einheit 30 zusätzlich Stereo- Disparitäten und/oder Symmetriehäufungen. Insgesamt berechnet die erste Einheit 30 vorverarbeitete Bilddaten und führt damit eine Datenreduktion durch. Die vorverarbeiteten Bilddaten werden an die zweite Einheit 32 weitergegeben. Im Gegensatz zur ersten Einheit 30 zeichnet sich die zweite Einheit 32 dadurch aus, dass die zweite Einheit 32 programmierbar ist. In der zweiten Einheit wird anwendungsspezifisch festgelegt, welche Ausgangsdaten die zweite Einheit 32 aus den vorverarbeitetenFigure 2 shows the integrated circuit 12 consisting of a first unit 30 and a second unit 32. The integrated circuit 12 comprises two inputs 34 and 36 for connecting two video cameras 18 of a stereo camera 16 and an output 38. The integrated circuit 12 acts it is in the preferred embodiment to an ASIC. The abbreviation ASIC stands for "Application Specific Integrated Circuit", ie for an application-specific integrated circuit. An ASIC is an electronic circuit realized as an integrated circuit. In a variant of the preferred embodiment, an FPGA is used instead of the ASIC. The abbreviation FPGA stands for "Field Programmable Gate Array" and denotes a freely programmable logic circuit. Common to both variants is that the integrated circuit 12 consists of two logic units 30, 32. The first unit 30 is hardwired and not programmable. This first unit 30 calculates pre-processed image data by means of a determination of the optical flow from the image data of the stereo camera. In the preferred embodiment, the first unit 30 additionally computes stereo disparities and / or symmetry clusters. Overall, the first unit 30 calculates preprocessed image data and thereby performs data reduction. The preprocessed image data is passed to the second unit 32. In contrast to the first unit 30, the second unit 32 is characterized in that the second unit 32 is programmable. In the second unit, application-specific determines which output data the second unit 32 from the preprocessed
Bilddaten berechnet. Die Ausgangsdaten sind ein Maß für die Position und/oder Bewegung von Körperteilen einer Person und/oder repräsentieren die Gesten der aufgenommen Person. Diese Ausgangsdaten werden am Ausgang 38 des integrierten Schaltkreises 12 zur Verfügung gestellt.Calculated image data. The baseline data is a measure of the position and / or movement of a person's body parts and / or represents the gestures of the person being photographed. This output data is provided at the output 38 of the integrated circuit 12.
Figur 3 zeigt schematisiert eine von den Videokameras aufgenommene Person 40 in linker Seitenansicht, um die Ausgangsdaten zu erläutern, die ein Maß für die Position und/oder Bewegung von Körperteilen von Personen 40 sind und von dem integrierten Schaltkreis am Ausgang bereitgestellt werden. Die Person 40 umfasst einen Kopf 42, einen Rumpf 44, einen rechten Arm 46 mit einer rechten Hand 48 und einen linken Arm 50 mit einer linken Hand 52. Ferner zeigt Figur 3 ein Koordinatensystem 54 mit einer y- und einer z- Achse. In Figur 3 sind durch Kreuze einige Punkte eingezeichnet, die Ausgangsdaten des integrierten Schaltkreises sind und Positionen von Körperteilen 42, 44, 48, 52 der Person 40 kennzeichnen:FIG. 3 schematically shows a person 40 taken by the video cameras in left side view to explain the output data which is a measure of the position and / or movement of body parts of persons 40 and provided by the integrated circuit at the output. The person 40 includes a head 42, a trunk 44, a right arm 46 with a right hand 48, and a left arm 50 with a left hand 52. Further, FIG. 3 shows a coordinate system 54 having a y and a z axis. In FIG. 3, crosses indicate some points which are output data of the integrated circuit and indicate positions of body parts 42, 44, 48, 52 of person 40:
PRV = (z) des vordersten Raumpunktes des Rumpfes 44 PHR = (x, y, z) des vordersten Raumpunktes der rechten Hand 48 PHL = (x, y, z) des vordersten Raumpunktes der linken Hand 52 PKv = (z) des vordersten Raumpunktes des Kopfes 42 Pκo = (y) des obersten Raumpunktes des KopfesP RV = (z) of the foremost space point of the fuselage 44 P HR = (x, y, z) of the foremost space point of the right hand 48 P HL = (x, y, z) of the foremost space point of the left hand 52 P K v = (z) of the foremost space point of the head 42 Pκo = (y) of the top spatial point of the head
Figur 4 zeigt schematisiert eine von den Videokameras aufgenommene Person 40 in Vorderansicht, um die Ausgangsdaten zu erläutern, die ein Maß für die Position und/oder Bewegung von Körperteilen von Personen 40 sind und von dem integrierten Schaltkreis am Ausgang bereitgestellt werden. Die Person 40 umfasst einen Kopf 42, einen RumpfFigure 4 schematically shows a person 40 taken by the video cameras in front view to explain the output data which is a measure of the position and / or movement of body parts of persons 40 and provided by the integrated circuit at the output. The person 40 includes a head 42, a hull
44, einen rechten Arm 46 mit einer rechten Hand 48 und einen linken Arm 50 mit einer linken Hand 52. Ferner zeigt Figur 4 ein Koordinatensystem 54 mit einer x- und einer y- Achse. In Figur 4 sind durch Kreuze einige Punkte eingezeichnet, die Ausgangsdaten des integrierten Schaltkreises sind und Positionen von Körperteilen 42, 44, 48, 52 der Person 40 kennzeichnen:44, a right arm 46 with a right hand 48 and a left arm 50 with a left hand 52. Further, FIG. 4 shows a coordinate system 54 having an x and a y axis. In FIG. 4, some points are marked by crosses, which are output data of the integrated circuit and identify positions of body parts 42, 44, 48, 52 of person 40:
BHR = (Xb, yb) des vordersten Raumpunktes der rechten Hand 48 BHL = (Xb, yb) des vordersten Raumpunktes der linken Hand 52 ΦKs = Winkel der Symmetrieachse im Bild BKG= (Xb, yb) als Bildpunkte der GesichtsreferenzB HR = (Xb, yb) of the foremost space point of the right hand 48 B HL = (Xb, yb) of the foremost space point of the left hand 52 Φ K s = angle of the symmetry axis in the image B K G = (Xb, yb) as pixels the face reference
Bκo = (Xb, yb) des obersten Raumpunktes des Kopfes 42Bκo = (Xb, yb) of the top spatial point of the head 42
BKS = (Xb, yb) des Punktes auf der Symmetrieachse am Nächsten zu BKoB K S = (Xb, yb) of the point on the symmetry axis closest to B K o
Ferner werden aus den in den Figuren 3 und 4 dargestellten Positionen der Körperteile 42, 44, 48, 52 der Person 40 im bevorzugten Ausführungsbeispiel weitere Ausgangsdaten berechnet und am Ausgang des integrierten Schaltkreises zur Verfügung gestellt:Further, from the positions of the body parts 42, 44, 48, 52 of the person 40 shown in FIGS. 3 and 4, further output data are calculated in the preferred exemplary embodiment and made available at the output of the integrated circuit:
IKR = Abstand des am weitesten rechts hegenden Punktes des Kopfes 42 BKR zur Symmetrieachse im Bild IKL = Abstand des am weitesten links hegenden Punktes des Kopfes 42 BKι_ zur Symmetrieachse im Bild lκo = Abstand des Punktes BKs zu BKG MHL = (XHL, YHL, ZHL-ZRV) $ Maße für die relative Position der linken Hand 52I KR = distance of the rightmost point of the head 42 B KR to the symmetry axis in the picture I KL = distance of the leftmost point of the head 42 B K ι_ to the symmetry axis in the picture lκo = distance of the point B K s to B KG MHL = (XHL, YHL, ZHL-ZRV) $ Measures for the relative position of the left hand 52
MHR = (XHR, YHR, ZHR-ZRV) -> Maße für die relative Position der rechten Hand 48M HR = (X HR , Y HR , Z HR -Z RV ) -> Measures for the relative position of the right hand 48
MGV = (ZKV - ZRV) -> Maß für die VorwartsgeschwindigkeitM GV = (Z KV - Z RV ) -> measure of the forward speed
MGS = (ΦKS) "^ Maß für die SeitwartsgeschwindigkeitM GS = (Φ KS ) "^ Measure for the sideways speed
MGR = ( 0,5 - IKL/ (IKL + IKR) ) $ Maß für die KorperdrehungMGR = (0.5 - IKL / (IKL + IKR)) $ Measure for body rotation
MGH = ( yκo(k) - yκo(k-1 ) ) -> Maß für das SpringenM GH = (yκo (k) - yκo (k-1)) -> measure of jumping
MBR = ( I κo / (IKL + IKR) ) $ Maß für die BlickrichtungMBR = (I κo / (IKL + IKR)) $ Measure for the viewing direction
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden ferner im integrierten Schaltkreis aus den Bilddaten der Videokameras mittels der Bestimmung des optischen Flusses weitere Ausgangsdaten berechnet, die ein Maß für die Position und/oder Bewegung vonIn the preferred embodiment, the output data are further calculated in the integrated circuit from the image data of the video cameras by means of the determination of the optical flow, which is a measure of the position and / or movement of
Körperteilen der Person darstellen:Represent body parts of the person:
Fußpositionfoot position
Knickwinkel des Fußes zum Unterschenkel - KniepositionKnee angle of the foot to the lower leg - knee position
Knickwinkel zwischen Unter- und OberschenkelBending angle between lower and thigh
Raumwinkel des OberschenkelsSolid angle of the thigh
Knickwinkel zwischen Oberschenkel und RumpfBending angle between thigh and torso
Raumwinkel des Rumpfes - Winkel und Positionen von Finger und ZehenSolid angle of the trunk - angles and positions of fingers and toes
Nachfolgend wird die Berechnung von Ausgangsdaten dargelegt, welche die Gesten derThe calculation of output data representing the gestures of the
Person repräsentieren und damit die Gesten codieren:Represent the person and thus code the gestures:
Das Anheben eines Fingers einer Hand der Person bedeutet eine Startbedingung, das Senken des Fingers ein Stopp. Damit ist die Geste der Bewegung dieses Fingers eineLifting a finger of a person's hand means a start condition, lowering the finger a stop. Thus, the gesture of movement of this finger is one
Alternative zur Maus. Eine Eingabebestätigung vergleichbar mit der Tastatur „Enter" oder einem Klick der rechten Maustaste wird über die abrupte Bewegung des Fingers generiert und durch den integrierten Schaltkreis berechnet. Unter Einbindung und Kombination der Bewegung und Vermessung der übrigen Körperteile ist die Eingabevielfalt nahezu unbegrenzt.Alternative to the mouse. An input confirmation similar to the keyboard "Enter" or a click of the right mouse button is generated by the abrupt movement of the finger and calculated by the integrated circuit.With involvement and combination of movement and measurement of the remaining body parts, the input variety is almost unlimited.
Ferner berechnet der integrierte Schaltkreis Ausgangsdaten die zur Steuerung von virtuellen Objekten, wie Figuren, Spielen, Autos, von Videospielen geeignet sind. Dabei wendet die programmierbare zweite Einheit des integrierten Schaltkreises im bevorzugten Ausführungsbeispiel folgende Regeln zur Codierung der erfassten Gesten der Person an:Further, the integrated circuit calculates output data suitable for controlling virtual objects such as figures, games, cars, video games. there In the preferred embodiment, the programmable second unit of the integrated circuit applies the following rules for coding the detected gestures of the person:
Fortbewegung Codierung: Stehen der virtuellen Figur keine Bewegung des Rumpfes der Person -> keine Bewegung der virtuellenLocomotion coding: standing of the virtual figure no movement of the person's trunk -> no movement of the virtual
Figur Codierung: Gehen der virtuellen Figur wechselweise Veränderung der Position und Winkel der beiden Oberschenkel der Person -> die Frequenz bestimmt die Geschwindigkeit der virtuellen FigurFigure coding: walking the virtual figure alternately change the position and angle of the two thighs of the person -> the frequency determines the speed of the virtual figure
Codierung: Laufen der virtuellen FigurCoding: running the virtual figure
Federndes Gehen, aber mit gleichzeitigem Auswerten derSprung walking, but with simultaneous evaluation of the
Rumpfvertikalbewegung der Person -> die Frequenz bestimmt dieBody vertical movement of the person -> the frequency determines the
Geschwindigkeit der virtuellen Figur Codierung: Springen der virtuellen Figur starke Vertikalbewegung bei paralleler Stellung der Oberschenkel der Person ->Speed of the virtual figure Coding: jumping of the virtual figure strong vertical movement in parallel position of the thighs of the person ->
Stärke der Vertikalbewegung bestimmt Stärke des Absprungs der virtuellenThe strength of the vertical movement determines the strength of the jump of the virtual
Figur Rotation Codierung: Drehung Hochachse der virtuellen FigurFigure Rotation Coding: Rotation vertical axis of the virtual figure
Drehung des Kopfes um die vertikale Achse der Person -> Drehlage des Kopfes entspricht Drehgeschwindigkeit des virtuellen SpielersRotation of the head around the vertical axis of the person -> rotational position of the head corresponds to rotation speed of the virtual player
Drehgeschwindigkeit des Kopfes der Person -> entspricht Drehbeschleunigung der virtuellen Figur Gesicht in Richtung Videokamera der Person -> bedeutet Stillstand derTurning speed of the head of the person -> corresponds to spin of the virtual figure face towards the person's video camera -> means stoppage of the person
Drehung der virtuellen Figur (Messung des Drehwinkels des Kopfes durch Abstand von Kopfmittelachse zur Gesichtssymmetrieachse, Gesicht ist die Summe der Merkmale von Auge, Nase und Mund, Messung der Drehrate des Kopfes durch horizontalen optischen Fluss im Gesicht anzüglich der Verschiebegeschwindigkeit der Kopfmittelachse)Rotation of the virtual figure (measurement of the angle of rotation of the head by distance from the head center axis to the axis of facial symmetry, face is the sum of the features of the eye, nose and mouth, measurement of the rate of rotation of the head by horizontal optical flow in the face and the displacement speed of the head center axis)
Codierung: Nicken der virtuellen FigurCoding: nod of the virtual figure
Drehung des Kopfes um seine horizontale Achse, Drehlage des Kopfes entspricht der Blickrichtung der virtuellen Figur, (Messung des Gesichtschwerpunktes relativ zur Kopfoberkante, Kalibrierung zu Beginn des Spiels) Codierung: Wanken der virtuellen FigurRotation of the head about its horizontal axis, rotational position of the head corresponds to the viewing direction of the virtual figure, (measurement of the center of gravity relative to the top of the head, calibration at the beginning of the game) Coding: shaking of the virtual figure
Drehung des Kopfes um die Achse nach vorne der Person -> Drehlage des Kopfes entspricht dem schnellen seitlichen Ausweichen der virtuellen Figur (Messung der Richtung der Gesichtssymmetrieachse im Bild) - Aktionen, KommunikationRotation of the head around the axis forward of the person -> rotational position of the head corresponds to the fast sideways deflection of the virtual figure (measurement of the direction of the axis of symmetry of the face) - actions, communication
Codierung: Positionierung von virtuellen GerätenCoding: positioning of virtual devices
Position der Hände im Raum der Person zur Positionierung von virtuellen Geräten (Waffen, Schilde, Werkzeuge, Schaltknüppel, ...) relativ zum Körper der virtuellen Figur, auch in Kombination der beiden Hände (beispielsweise beim virtuelles Lenkrad)Position of the hands in the space of the person for positioning of virtual devices (weapons, shields, tools, gear sticks, ...) relative to the body of the virtual figure, even in combination of the two hands (for example, the virtual steering wheel)
Codierung: Ausrichtung von virtuellen GerätenEncoding: Alignment of virtual devices
Richtung des Daumens der Person zur Ausrichtung der virtuellen Geräte. Position und Raumwinkel der Füße der Person zur Ansteuerung virtueller Fahrzeugpedale (Kupplung, Bremse, Gas) Codierung: Aktivierung der GeräteDirection of the person's thumb to align the virtual devices. Position and solid angle of the person's feet for driving virtual vehicle pedals (clutch, brake, gas) Coding: Activation of the devices
Anzahl und Bewegung der ausgestreckten Finger der Person zum Aktivieren dieser Geräte oder zur Kommunikation mit einem anderen Spieler.Number and movement of the outstretched fingers of the person to activate these devices or to communicate with another player.
Ferner ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass durch Kombination von Gestiken als Pantomime ein Szenenwechsel und/oder eine Umschaltung von Geräten durchgeführt wird.Furthermore, it is provided in the preferred embodiment that a scene change and / or switching of devices is performed by combining gestures as pantomime.
Zusammenfassend wird durch die Erfassung der Person durch die Videokameras, die Verarbeitung der Bilddaten durch den Integrierten Schaltkreis und damit der Bereitstellung von Ausgangsdaten, die Gesten der Person repräsentieren und codieren, und die Zuordnung der erfassten Gestiken der Person zu Verhaltenselementen der virtuellen Objekte des Videospiels ermöglicht, dass diese virtuellen Objekte in den Bereichen Fortbewegung (Stehen, Gehen, Laufen mit den Geschwindigkeiten, Springen mit seiner Stärke), Rotation (Drehen mit seiner Drehgeschwindigkeit um die Hochachse, Nickachse und Wankachse), Aktionen und Kommunikation (Aktionen mit beide Armen unabhängig voneinander, Aktivierung von Geräten, Kommunikation mit Partnern) von der Person, die von der Videokamera erfasst wird, gesteuert und kontrolliert werden.In summary, by capturing the person by the video cameras, the processing of the image data by the integrated circuit and thus the provision of output data representing and encoding the person's gestures, and the association of the person's recorded gestures with behavioral elements of the video game's virtual objects are enabled that these virtual objects in the areas of locomotion (standing, walking, running at speeds, jumping with its strength), rotation (turning at its rotational speed around the vertical axis, pitch axis and roll axis), actions and communication (actions with both arms independently , Activation of devices, communication with partners) by the person being captured, controlled and controlled by the video camera.
In einer Variante des bevorzugten Ausführungsbeispiels werden von dem integrierten Schaltkreis Ausgangsdaten bereitgestellt, die Gestiken der weit verbreiteten Gebärdensprache kodieren. Dabei werden zur Codierung Gebärden von Händen in Verbindung mit Mimik und Mundbild der Person durch die Videokameras erfasst und durch den integrierten Schaltkreis ausgewertet und als Ausgangsdaten bereitgestellt. Dies wird durch den integrierten Schaltkreis vorzugsweise im Kontext der Körperhaltung ausgewertet.In a variant of the preferred embodiment, output data is provided by the integrated circuit, the gestures of the widely used Codify sign language. In this case, for the purpose of coding, gestures of hands in connection with facial expressions and mouth images of the person are detected by the video cameras and evaluated by the integrated circuit and provided as output data. This is preferably evaluated by the integrated circuit in the context of body posture.
In einer Variante werden zur Verbesserung der Berechnung Hilfsmittel, beispielsweise ein Stab und/oder eine Hantel, verwendet, die von der Person eingesetzt werden Dies trägt insbesondere zu einer verbesserten Feinvermessung der Handbewegungen bei, da deren Position genauer gemessen werden kann, weil die Form- und Farbgebung derIn one variant, aids, for example a rod and / or a dumbbell, which are used by the person, are used to improve the calculation. This contributes in particular to an improved fine measurement of the hand movements since their position can be measured more accurately, because the shape and coloring of the
Hilfsmittel dem integrierten Schaltkreis bekannt sind.Aids are known to the integrated circuit.
Eine weitere Variante sieht vor, dass der integrierte Schaltkreis und die Videokamera die Funktion der Tastatur ersetzt. Dies erfolgt dadurch, dass die zehn Finger der Person von den Videokameras gleichzeitig beobachtet werden. Dazu werden beide Hände der Person vor die Videokameras gehalten. Durch das Knicken von einem Finger oder der Kombination von mehreren Fingern wird die Tastatur durch den integrierten Schaltkreis vollständig emuliert.Another variant provides that the integrated circuit and the video camera replace the function of the keyboard. This is done by simultaneously observing the ten fingers of the person from the video cameras. For this purpose, both hands of the person are held in front of the video cameras. The kinking of one finger or the combination of several fingers completely emulates the keyboard through the integrated circuit.
Der beschriebene integrierte Schaltkreis, die Datenverarbeitungsanlage, das Verfahren und das Computerprogramm sind nicht auf den Bereich Personalcomputer und Videospiele beschränkt, sondern können auch in Industriesteuerung, als auch bei bildschirmfreien Systemen verwendet werden. Dabei erfolgt vorzugsweise die Rückmeldung der Eingabe über andere Medien, beispielsweise Lautsprecher. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des integrierten Schaltkreises im Bereich derThe described integrated circuit, the data processing system, the method and the computer program are not limited to the field of personal computers and video games, but can also be used in industrial control, as well as screen-free systems. In this case, preferably the feedback of the input via other media, such as speakers. Particularly advantageous is the use of the integrated circuit in the field of
Fahrerassistenzsysteme zur Erfassung von Fußgängern im Umfeld eines Kraftfahrzeuges mit einer Videokamera. Ferner wird alternativ oder zusätzlich neben der Stereokamera eine einzelne Videokamera eingesetzt. Driver assistance systems for detecting pedestrians in the environment of a motor vehicle with a video camera. Furthermore, as an alternative or in addition to the stereo camera, a single video camera is used.

Claims

Ansprüche claims
1. Integrierter Schaltkreis mit wenigstens einem Eingang zum Anschluss einer Videokamera und zum Empfang von Bilddaten der Videokamera, wobei der integrierte Schaltkreis eine erste Einheit aufweist, die aus den empfangenen Bilddaten mittels einer Bestimmung des optischen Flusses vorverarbeiteten Bilddaten berechnet, wobei der integrierte Schaltkreis eine zweite Einheit aufweist, die aus den vorverarbeiteten Bilddaten Ausgangsdaten berechnet, die ein Maß für die Position und/oder Bewegung von Körperteilen einer Person sind und/oder die Gesten der Person repräsentieren, wobei der integrierte Schaltkreis wenigstens einen Ausgang zur Bereitstellung der Ausgangsdaten aufweist.An integrated circuit having at least one input for connecting a video camera and for receiving image data of the video camera, the integrated circuit having a first unit which calculates from the received image data by means of a determination of the optical flow pre-processed image data, the integrated circuit a second Unit which calculates output data from the preprocessed image data which are a measure of the position and / or movement of a person's body parts and / or represent the person's gestures, the integrated circuit having at least one output for providing the output data.
2. Integrierter Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einheit fest verdrahtet und/oder die zweite Einheit programmierbar ist.2. Integrated circuit according to claim 1, characterized in that the first unit is hardwired and / or the second unit is programmable.
3. Integrierter Schaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Schaltkreis ein ASIC oder ein FPGA ist.3. Integrated circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the integrated circuit is an ASIC or an FPGA.
4. Integrierter Schaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsdaten die Gebärdensprache codieren.4. Integrated circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the output data encode the sign language.
5. Elektronische Datenverarbeitungsanlage mit einem integrierten Schaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wenigstens einer Videokamera.5. An electronic data processing system with an integrated circuit according to one of the preceding claims and at least one video camera.
6. Elektronische Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Videokamera eine Stereokamera ist.6. An electronic data processing system according to claim 5, characterized in that the video camera is a stereo camera.
7. Elektronische Datenverarbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsanlage eine Tastatur und/oder eine Maus und/oder einen Bildschirm und/oder einen Lautsprecher umfasst. 7. An electronic data processing system according to any one of claims 5 or 6, characterized in that the data processing system comprises a keyboard and / or a mouse and / or a screen and / or a speaker.
8. Verfahren zur Berechnung von Ausgangsdaten eines integrierten Schaltkreises, vorzugsweise des integrierten Schaltkreises nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei aus Bilddaten einer Videokamera mittels einer Bestimmung des optischen Flusses vorverarbeiteten Bilddaten berechnet werden, wobei aus den vorverarbeiteten Bilddaten Ausgangsdaten berechnet werden, die Gesten einer Person repräsentieren.8. A method for calculating output data of an integrated circuit, preferably the integrated circuit according to one of claims 1 to 4, wherein from image data of a video camera by means of a determination of the optical flow preprocessed image data are calculated, are calculated from the preprocessed image data output data, the gestures represent a person.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Objekte eines Videospiels in Abhängigkeit der Ausgangsdaten gesteuert werden.9. The method according to claim 8, characterized in that objects of a video game are controlled in dependence of the output data.
10. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte des Verfahrens nach einem oder allen der Ansprüche 8 oder 9 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer und/oder dem integrierten Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder der elektronische Datenverarbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7 ausgeführt wird. Computer program with program code means for carrying out all the steps of the method according to one or all of claims 8 or 9, when the program resides on a computer and / or the integrated circuit according to one of claims 1 to 4 and / or the electronic data processing system one of claims 5 to 7 is executed.
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