TW200949617A - A video based apparatus and method for controlling the cursor - Google Patents

A video based apparatus and method for controlling the cursor Download PDF

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Description

200949617 • usui-ii-us-ooi 27526twf.doc/n 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 ^發明是有種以視訊來取代滑鼠 ^有關於利用手勢等視訊來取代滑以游榡控制裝^寺 【先前技術】 ❹ ❿ 近年來,資訊科技突飛猛進,皇 2及個人行動助理等資訊產 y,:、: 繁助,提供了人們在生活上食、藉,們的 各方面的需求,也使人們對資訊產 ^、月、樂 增,眘却太。b 、凡座口口之依賴性與日俱 貝訊產时已與日常生活產生密不可 滑鼠是電腦必備的週邊裝置,可用來押制斿俨的 移動與物件的點選,然而在 ^控制游標的 取代滑要額外攜帶滑鼠便相當麻煩。而現在 或匕型=尺寸觸控面板不容易操作;而電腦 *,其價袼更為昂的貴觸=:顯示器則因為尺寸較 【發明内容】 别尚不普及。 法,利用種以視訊為基礎之游標控制裝置與方 控制游標的=手勢的視訊影像來取代滑鼠的左右鍵以及 件,即J取二’本發明僅需配備攝影機等影像接收元 作便利性月鼠來控制游標,藉此可增加電子裝置的操 4 200949617 • υδυι-ιι-υδ-〇〇1 27526twf.doc/n ^ ν字型的手勢影像包括一第一手指影像與〜第二手指 ,像’並形成—v字型時,本發明提出一種游標控制裝置^ 可根據手部影像移動該游標、判斷是否按滑鼠左鍵、^ :鍵笛或,鼠左鍵;其中第一手指影像對應於滑:左 鍵匕第―手指影像對應於滑鼠右鍵,第一手指影像與第二 ^指影像所形成之V字型谷底的位置,則對應於游^的:
^承上述,本發明所提出之一種游標控制裝置,包括一 =收單ί、—影像處理單元、以及一游標顯示與按鍵 二换老70。影像接收單元用以擷取使用者之一手部影像; 元耦接於影像接收單元,用以判斷是否有V字 攄出現’若有’則抽取該v字型的三個特徵點,並 肺=游標的座標、—滑鼠左鍵以及—滑鼠右鍵。 n不與按鍵控制單元則根據所設定游標移動的速度, 續影像巾所抽取連續的對應游標座標 ,計算下一個用 簡=標的位置,與送出按鍵訊號與否。 影像的手:當使用者彎折對Γ第一手指 塗一主4 τ衣不點擊滑鼠左鍵;當使用者彎折對應於 手:與時,表示點擊滑鼠右鍵。其中’第-手扣可刀別為食指與中指,或反之亦可。 -手實施例中,當該使用者一併彎折對應於第 ΐΐϊ 手指影像之手指時,表示雙擊滑鼠左鍵。 像的垂中,上述影像處理單元根據手部影 心】斷手。Ρ影像是否有做出V字型手勢’其中 200949617 υδυι-ιι-υ6-001 27526twf.doc/n 谷底對應於游標的座標、兩個高點對應於滑鼠左鍵以及滑 鼠右鍵。 ' 在本發明一實施例中,上述游標控制裝置更以第一手 指影像的頂點位置長度變化表示點擊滑鼠左鍵與否,以第 二手指影像的頂點位置長度變化表示點擊滑鼠右鍵與否。 本發明所提出一游標控制方法,包括下列步^:首 先,擷取-使用者之-手部影像;然後進行背景去除以抽 取運動區域;接著對運祕域進行膚色侧以抽取該手部 影像的區域;判斷手部影像是否有做出V字型手勢,v字 ,二頂點分別對應於-游標的座標、_滑鼠左鍵以及一滑 f右鍵;若手部影像包括—第—手指影像與-第二手指影 二v字型谷底時’則根據這三個特徵點控 二ί左鍵以及滑鼠右鍵。其中,第-手指影像 指影像第二手指影像對應滑鼠右鍵、第一手 對應於游象所形成之V字型底部的位置變化則 測以上述在對運動區域進行膚色偵 訊、去除毛邊與修補H之步驟中,更包括過遽影像雜 抽取ΐίΓΓ—實施例中’上述在進行V字型手勢伽以 垂直投影;之步驟中更包括根據該手部影像的 現該手部影像中間夾—相對低點,則表示有出 在本發明一^ . 施例中,上述方法更包括當使用者彎折 200949617 υ〇υι-ιι-υ〇-001 27526twf.doc/n 對應於第一手指影像之第一手指時,表 =者彎折對應於第二手指影像之=;鼠= ::鼠右或=:第-手指與第二手指可分別為“ 在本發明-實施财,上財法更包括#使用者 =影像時,職據V字型谷底的位置變㈣_對_
本發明因採用手勢的視訊影像來取代滑鼠,使用 ^利用手勢即可操作游標、麟鼠左右鍵等魏,讓^ 裝置的使用更為便利。此外,本發明僅需目前電子 置(如手機或筆記型電腦)所普遍具備的攝影魏,即可^ 到取代滑鼠的魏。因此,在多數㈣f性電子產建 不需增加額外销成本’即可實施本糾之麟手’ 為讓本發明之上述特徵和優點能更日細賴 舉較佳實關,並配合所關式,作詳細制。、 【實施方式】 羞.一實施例 ㈣ΐ參照圖1,圖1為根據本發明第一實施例之游樟控 ^置的功能方塊圖。游標控制裝置觸包括影像接收^ π 110、影像處理單元12G、以及游標顯示與按鍵 :3〇。影像處理單元12〇 _觸收單元11〇 :=:1元13°之間。影像接收單元110則 =網路攝〜機(webeamera)、手機的攝影裝i等影像 置’而游標顯示與按鍵控制單元⑽則依據例如是液晶顯 7 200949617 υδυι-ιι-υ5-〇01 27526twf.doc/n 示器 ^機螢料齡裝置,肖叫算連續雜移動的距 離’與送出按鍵與否功能 影像處理使財之手部影像,而 則對該手部影像進行處理與辨識,用以
料賴,簡斷細麵切祕是否為V
縣ν字型手勢的三個特徵點分聊應於一游 標的位置、—滑鼠左鍵以及—滑鼠右鍵。 像與ί Hit勢的三個特徵點分別為—第一手指影 ' 手才曰衫像,以及所形成之一 Ύ字型谷底,:a:中 ,二,影像對應於該滑鼠左鍵,第二手指影像對應ς滑 鼠右鍵,第一手指影像與第二手指影像所形成之ν字型谷 底2位置變化則對應於游標的位置。第一手指影像與第二 手指影像則例如由中指與食指所形成(反之亦可),V字型 ,手部影像關如是勝利手勢。t使用者的手部影像為ν 字型手勢時,游標顯示與按鍵控制單元130則會根據使用 者的手勢來移動游標以及操作滑鼠的左右鍵功能 在影像處理方面,其過程則包括去除背景、膚色偵 測、過濾雜訊、垂直投影以及特徵點抽取等技術手段。在 去除月π方面,可以將第一張影像當成背景,接下來的影 像則減去第一張影像,可以得到運動區域;在膚色偵測方 面可以色座標HSV(Hue, Saturation,Value)來對運動區域 做膚色偵測’如此做可以避免人臉的出現造成誤判,以及 加快處理的速度;而在過濾雜訊方面則使用擴大(Dialati〇n) 和侵蝕(Erosion)來做去除毛邊與補小洞。v字型手勢影像 8 200949617 uov/i-i i-uo-001 27526twf.doc/n =測主要是_垂直投影量的兩高點夾—低點的特徵來 接下來’請參照圖2 所述的使用者手勢示意圖 接收單元’可連接至電腦 以擷取使用者的手部影像 圖2為根據本發明第一實施例 其中網路攝影機210即為影像 筆記型電腦或手機等電子裝置 ❹ 鲁 使用者的手部220則比出勝利 的v字型手勢,其中食指2〇2形成第一手指影像,而中指 204則形成第二手指影像。食指2〇2貝情應於滑鼠左鍵, 而中指204騎應於滑鼠右鍵。食指2〇2與中指2〇4的底 與中指綱的交接處,即v字型手勢的谷 底)則對應於游標的位置。#使用者移動手部時,影像 早兀12=即會根據底部施的移動來移動游標的位置。 3,圖r 操作滑鼠左右鍵的對應關仙請參照圖 士二域本發㈣—實闕之手部雜與操作滑鼠左 傻術·Ϊ 者僅f折職於第—手指影 202時,表示點擊滑鼠左鍵,如圖3⑷所示。 J 著折第二手指影像304的中指204時,表示點 如圖3(b)所示。當使用者一併彎折食指’皿 ”中心204時,則表示雙擊滑鼠左鍵。此時,第 ^ 與第二手指影像·會_併對應料,如圖^ r£;=直;=== 又 列如圖3⑷所不,手指影像3〇2長度由γ變為 9 200949617 «owx-^-^-OOl 27526twf.doc/n x,其餘類推。當使用者移動手部220時,影像處理單元 120則根據第一手指影像302與第二手指影像3〇4所形成 底部306的移動,來移動所對應的游標。 e
綜合上述,本實施例利用V字型手勢的視訊影像來取 代滑鼠以控制游標,以食指與中指的頂點位置長度變化來 判斷是否點擊(click)(按)滑鼠的左右鍵或雙擊滑鼠左鍵。使 用者以手部動作即可取代狀來操作游標,以及達到點擊 滑鼠左右鍵或雙擊賴鍵的功效。當然,手指與滑鼠左右 鍵的對應關係可經由設定錢,使其適不同慣用手(如 左的人。而在傳送滑鼠的訊號上,使用msdn函式庫 中操作滑鼠訊息的(mouse—event)提供之滑鼠移動與點擊按 紐工Λ能.。 =外’值得注意的是,本實施财直接應用於大多數 電子產品,例如行動電話。如圖4所示,圖4為 之手機應騎_。手機4ig包括螢幕42〇 二 =!:Γ15,螢幕420中則顯示游標422。使用者的 的手勢時,手機4⑽會以使用者的 與動作取代滑鼠來操作游標與滑鼠點選的 Γ;機元:20所負責的影像處理動作則可直接 細節則請參照上述圖 1二實施例幻說明,在此不加累述。 一種游標控制方法,請參 實施例之游標控制方法流 綜合上述,本發明可歸納出 照圖5,圖5為根據本發明第二 200949617 voi/i-i i-uo-001 27526twf.doc/n 程圖。 首先,擷取一使用者之一手部影像(步驟S51〇),然後 進行背景去除(步驟S520),以取得運動區域;接著進^于膚 色偵測以抽取手部影像(步驟S53〇),在此步驟中更包 濾雜訊以及補小洞等處理。接下來將既是運動區域又是膚 色區域的連通區域進行垂直投影(步驟S54〇),然後偵測是 否有v字型手勢出現(步驟S55〇) ;若有形成兩高點夹= 點的投影形狀’雜取出此v字型手勢的三個特徵點(步 驟S560);這些特徵點分別是一第一手指影像與一第二手 指影像,與所形狀—v字型谷底,分麟應於—游桿的 =一滑鼠左鍵以及-滑鼠右鍵。然後,根據所抽取的 ,徵點進行游標顯示與按鍵控制,包括移動游標、控制滑 鼠左鍵以及滑鼠右鍵等(步驟S570)。 鬌 ^中’V字型手勢中的第—手指影像對應於滑鼠左 fc 一手#曰影像對應於滑鼠右鍵、第一手指影像與第二 1像彳杨成之V字型谷底的位置變彳b騎應游標的位 L座糕)。關於本方法之其餘細節請參照上述第一實施例 之说明。 丰上所述,本發明利用影像處理的技術,以使用者的 代滑鼠’讓使用者可直接以V字财勢來移動游 滑鼠左右鍵賴料動作。在操作電腦或是玩遊 到争夕矣,可以直接利用手來玩,就像Wii一樣,可以達 便利=的娱樂效果。藉此’本發明可增加電子裝置的使用 <Γ ,同時也可以省下購買滑鼠或觸控裝置等費用。此 11 ❹ ❹ 200949617 υουι-AJL-uo-OOl 27526twf.doc/n 外,本發明可直接應用於具有攝影裝置的電子裝置上,例
Si置=運Π增加額外的硬體,同時可直接利用 果能來達到影像辨識與滑鼠驅動的效 果,就產業利用性而言,即具商業價值。 在不識者, 【圖式簡單說明】 方塊=雜據本發料—實關之游餘織置的功能 圖。圖2為根據本發明第—實施例所述的使用者手勢示意 左右本發明第—實施例之手部影像與操作滑鼠 實施例之手機制示意圖。 圖。雜據本發明第二實施例之游標控制=流程 【主要元件符號說明】 1〇〇:游標控制裝置 UQ :影像接收單元 :影像處理單元 13〇 .游標顯示與按鍵控制單元 ·食 12 200949617 j. j.-v J-001 27526twf.doc/n 204 :中指 206、306 :底部 210 :網路攝影機 220、450 :手部 302 :手指影像 302 :第一手指影像 304 :第二手指影像 410 :手機 420 :螢幕 415 :攝影裝置 422 :游標 Y、X :長度 S510〜S570 :步驟

Claims (1)

  1. 200949617 X/UV/ X ~Λ J.-V -^-001 27526twf.d〇c/n 十、申請專利範面: l一種游標控制裝置,包括: 以及一影像餘單元,㈣擷取—錢者之—手部影像; 办像處理單元,耦接於該影像接收單元,用、 並判斷該手部影像是 ❹ e 二將此V字型手勢的三個特徵點分別對應 ,的座標、-滑鼠左鍵以及-滑鼠右鍵; 你t八中該V字型手勢的三個特徵點包括一第一丰γ岑 像八-第二手指影像,以及所形成之—V字型,= 像處,根據所抽取之該V字型手勢的三個特徵點= 該游標、該料左鍵以及該滑鼠右鍵,其巾該第—丰匕 :應=腎2鍵’該第二手指影像對應該滑鼠右二 Μ弟-手W像與該第二手指影像所形成之該 的位置變化則對應於該游標的位置。 ^谷底 2. 如申請專利_第!項所述之游標控制 更以該第—手指影像的頂點位置長度變化表示點擊該& 左鍵與否’⑽第二手指影像的頂點位置長度變化表示 擊該滑鼠右鍵與否。 3. 如申請專利範圍第1項所述之游標控制裴置,复φ 當該使用者彎折對應於該第一手指影像之一第—手指^, 表示點擊該滑鼠左鍵,#該使用者彎折對應於該第:手於 衫像之一第一手指時,表示點擊該滑鼠右鍵。 4. 如申請專利範圍第1項所述之游標控制裝置,其中 -uOl 27526twf.doc/n 200949617 當該使用者一併彎折對應於該第一丰 影像之H额-第二手树二手指 5•如申請專利範圍第!項所 該第-手指影像對應於該使用者的奸’其中 對應於該使用者財指。 9 手指影像 專利顧第1項所述之游標控制裝置,並中 對應於該使用者的食指。 弗一予扣衫像 7如申請專利_】項所述之游標控制裝置 該影像處理早7L更娜料料像_直投糊斷 影像是否做㈣V字好勢,其三碰齡卿2於料 標的座標、該滑鼠左鍵以及該滑鼠右鍵。 •…邊 8. 如申請專利範㈣丨項魏之游標控雜置 括-游標顯林按鍵控鮮元,用崎示 ^ 鍵訊號與否。 付汉廷出按 9. 一種游標控制方法,包括: 擷取一使用者之一手部影像; 進行月景去除以抽取運動區域; 對厂運動區域進行—膚色偵測以抽取該手部影 區域,並加以過濾雜訊; 、 .進行垂直投f彡’靖該手部影像是否做出-V字型手 勢,以及 若該手部影像包括該V字型手勢,則抽取該 乎勢的三個特徵點,並根據該v字型手勢的三個特徵點控 15 200949617^ 27526twf.doc/n 制一游標、一滑鼠左鍵以及一滑鼠右鍵; 其中,該V字型手勢的三個特徵點包括—第—.馬 像與-第二手指影像,以及所形成一 v字型谷底,該Z 手指影像對應於該滑鼠左鍵,該第二手指影像對應該滑鼠 右鍵、該第一手指影像與該第二手指影像所形成之該V字 型谷底的位置變化則對應該游標的位置。 10. 如申請專利範圍第9項所述之游標控制方法,其 ❹ 中在進行膚色偵測以抽取該手部影像的區域之步驟中更‘ 括背景去除、過濾雜訊、影像修補等。 i 11. 如申請專利範圍第9項所述之游標控制方法,其 中在判斷該手部影像是否做出該V字型手勢之步驟,更包 括根據該手部影像的垂直投影,判斷是否含有兩高點失= 低點的特徵。 12·如申請專利範圍第9項所述之游標控制方法, 包括: ^ 當該使用者彎折對應於該第一手指影像之一第一手 私時’表示點擊該滑鼠左鍵;當該使用者彎折對應於該第 二手指影像之一第二手指時,表示點擊該滑鼠右鍵,當該 使用者彎折對應於該第一手指影像與第二手指影像之一第 一手指與一第二手指時,表示雙擊該滑鼠左鍵。 13.如申請專利範圍第9項所述之游標控制方法,更 包括: 當該使用者移動該手部影像時,則根據該V字型谷底 的位置變化對應移動該游標。 16 200949617,^ 27526twf.doc/n 200949617,^ 27526twf.doc/n 像對應於該使用者的中指 14.如申請專利範圍第9項所述之游標控制方法 中該第一手指影像對應於該使用者的食指,該第_手^ = 15.如申請專利範圍第9項所述之游样 中該第一手指影像對應於該使用者的中 工制方法,其 像對應於該使用者的食指。 必弟一手和影 Ο
    17
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