TW201349027A - 遙控辨識方法及其裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係一種遙控辨識方法及其裝置，其包含一控制面板，具有至少一受控單元之圖文；一影像擷取單元，擷取該控制面板之影像及一物件之影像；一處理單元，具有一膚色學習模組，該膚色學習模組供計算出新的膚色範圍，以判定該物件於該控制面板之位置，及該物件所停留之其一受控單元之圖文；及一訊號發送單元，係接收該處理單元之判斷指令，並傳送一功能訊號至該其一受控單元，令該其一受控單元執行功能；藉之，該控制面板為一般紙板，該等受控單元之圖文係可利用印刷方式形成於該紙板，使用者係透過其指尖於該紙板點選其一受控單元之圖文，便能擷取該指尖影像及判斷該指尖與紙板之相對位置，令使用者所選定之受控單元接收訊號而執行功能，俾具操作簡易、高度適用性，以及大幅增加辨識精準度之優點及功效。

Description

遙控辨識方法及其裝置

本發明係一種遙控辨識方法及其裝置，尤指一種利用影像擷取及辨識一物件於一控制面板之位置，以發送訊號予至少一受控單元，進而操控該等受控單元作動者。

按，隨著科技日新月異，應用於家庭中的電子產品種類繁多，每一種電子產品皆有相對應的遙控裝置，讓使用者得透過各式遙控裝置操控該等電子產品，再加上各式家電可達成之功能日趨複雜，使遙控裝置對應設置許多按鍵，然而，過於繁雜的遙控裝置及其按鍵不僅造成操作不便之缺失，特別是對於高齡使用者而言，要選取正確的遙控裝置及按鍵更是困難。

目前市面上雖然提供有萬用遙控器，惟其僅係針對特定家電而設置，舉例而言，運用於電視機之萬用遙控器雖可跨越品牌障礙，控制各式電視機之操作，但仍無法藉用此電視機之萬用遙控器操控冷氣機或音響等其他家電，此外，一般萬用遙控器所裝設之按鍵眾多，使用者在實際操作上大多會產生設定不易之問題。

又，爰於手勢辨識之技術近年來大幅發展，便有與此技術相關之遙控裝置運用於家電操作領域，其中一種遙控裝置係揭 露了一魔術棒，該魔術棒係透過三輪加速器與藍芽傳輸之方式，與使用者欲操作之家電產生訊號連結，當使用者利用該魔術棒的相對操作，就能操控使用者選定之家電；另一種遙控裝置則係利用掛設於高處之攝影機，去捕捉並擷取出人體手臂之影像，進而判定該手臂指向的位置，先選定使用者欲操作之家電，再透過使用者所表達之特定手勢，以判定出使用者所需之家電功能，最後才傳送功能訊號至前述欲操作之家電，並令該家電執行此功能。

續前所論之遙控裝置實存有若干缺失及問題，大多是為了精確地捕捉並判定出人體手部位置，而需要昂貴硬體設備之輔助，或者是手勢與家電功能在相互對應的設定上，非直覺性設定，造成使用者操作不易，尤以高齡使用者來說，操控各種家電前必須記憶各類手勢，並作出正確手勢實屬不易，更甚者有些遙控裝置仍無法解決僅對單一種類的家電進行操控之問題，即存有適用範圍狹隘之缺失。

有鑑於此，本發明人特地針對習知電器用遙控裝置加以研究及改良，期以一較佳設計改善上述問題，並在經過長期研發及不斷測試後，始有本發明之問世。

緣是，本發明係為解決習知電器用遙控裝置存有按鍵過多 且設定難度高，所需硬體設備價位昂貴，操作方式複雜，以及適用性低之問題與缺失。

為達致以上目的，吾等發明人提供一種遙控辨識裝置，其包含：一控制面板，係具有至少一受控單元之圖文；一影像擷取單元，係擷取該控制面板之影像及一物件之第一物件影像，該物件係位於該控制面板與影像擷取單元之間；一處理單元，係具有一膚色學習模組，該膚色學習模組供判定該物件膚色像素超過標準值時，統計複數物件影像之膚色像素，並加權該等物件影像之膚色像素，以計算出新的膚色範圍，利用新的膚色範圍擷取一第二物件影像，進而判定該物件於該控制面板之位置，及該物件所停留之其一受控單元之圖文；以及一訊號發送單元，係接收該處理單元之判斷指令，並傳送一功能訊號至該其一受控單元，令該其一受控單元執行功能。

據上所述之遙控辨識裝置，其中，該控制面板之底色係形成一第一顏色區域，且該控制面板於其近邊緣處形成複數第二顏色區域。

據上所述之遙控辨識裝置，其中，該處理單元更具有一校正模組，該校正模組供判斷該控制面板是否為傾斜，若該控制面板為傾斜時，將傾斜之控制面板影像透視轉換為非傾斜之控制面板影像。

據上所述之遙控辨識裝置，其中，該物件為人體手部，且該處理單元更具有一指尖偵測模組，該指尖偵測模組供分析出一膚色中心點，並將距離該膚色中心點最遠處判斷為手部指尖。

吾等發明人亦提供一種遙控辨識方法，其步驟包含：擷取一控制面板之影像，該控制面板具有至少一受控單元之圖文；偵測到一物件及擷取一第一物件影像，並以標準的膚色範圍偵測該物件膚色像素，若該物件膚色像素超過標準值，將統計複數物件影像之膚色像素；加權該等物件影像之膚色像素，並計算出新的膚色範圍；利用新的膚色範圍擷取一第二物件影像，並擷取該物件輪廓；判定該物件於該控制面板之位置，及該物件所停留之其一受控單元之圖文；傳送一功能訊號至該其一受控單元，並令該其一受控單元執行功能。

據上所述之遙控辨識方法，其中，該控制面板之底色係形成一第一顏色區域，且該控制面板於其近邊緣處形成複數第二顏色區域，該擷取一控制面板之影像更進一步包含有子步驟：擷取複數控制面板之顏色像素，並加權統計該等控制面板之顏色像素，以重新制定一顏色範圍。

據上所述之遙控辨識方法，更進一步包含有子步驟：判斷該控制面板之影像是否傾斜，若該控制面板之影像判定為傾 斜，利用該顏色範圍偵測該第一顏色區域，並擷取該控制面板輪廓；利用該顏色範圍偵測該等第二顏色區域，並分別計算該等第二顏色區域之中心點，以該等中心點將判定為傾斜之控制面板影像透視轉換為非傾斜之控制面板影像。

據上所述之遙控辨識方法，其中，該物件為人體手部，該擷取該物件輪廓更進一步包含有子步驟：轉化該第二物件影像為二值影像，並分析出一膚色中心點，以進行距離之計算，將距離該膚色中心點最遠處判斷為手部指尖。

據上所述之遙控辨識方法，其中，該傳送一功能訊號至該其一受控單元更進一步包含有子步驟：該物件所停留之時間係超過一預設時間區間，並於該物件離開其停留位置後，才傳送該功能訊號至該其一受控單元，並令該其一受控單元執行功能。

據上所述之遙控辨識裝置，其中，該控制面板為紙板或紙張，該等受控單元之圖文係可利用印刷方式形成於該紙板或紙張。

藉由上述設置，相較於先前技術，本發明係利用該影像擷取單元直接擷取該物件之影像，再藉由該處理單元分析該物件及控制面板之影像，令該校正模組判斷該控制面板是否傾斜，並於該控制面板傾斜時，將該傾斜之控制面板影像轉化為非傾 斜之控制面板影像，同時令該膚色學習模組計算出新的膚色範圍，以精確地判讀出該物件輪廓，又，該物件為人體手部，令該指尖偵測模組判定出手部指尖之正確位置，進而判定使用者所選取之其一受控單元之圖文，最後，該訊號發送單元傳送該功能訊號至該其一受控單元，並令該其一受控單元執行功能，故本發明俾具操作簡易、高度適用性，以及大幅增加辨識精準度之功效及優點。

關於吾等發明人之技術手段，茲舉一種較佳可行實施例配合圖式於下文進行詳細說明，俾供 鈞上深入了解並認同本發明。

首先，請參閱第一圖所示，本發明係一種遙控辨識裝置，其包含：一控制面板1，係具有至少一受控單元2之圖文；一影像擷取單元3，係擷取該控制面板1之影像及一圖未繪示之物件4之第一物件影像，該物件4係位於該控制面板1與影像擷取單元3之間；一處理單元5，係具有一校正模組51、一膚色學習模組52及一指尖偵測模組53，其中，該校正模組51供判斷該控制面 板1是否為傾斜，若該控制面板1為傾斜時，將傾斜之控制面板影像透視轉換為非傾斜之控制面板影像；該膚色學習模組52供判定該物件膚色像素超過標準值時，統計複數物件影像之膚色像素，並加權該等物件影像之膚色像素，以計算出新的膚色範圍，利用新的膚色範圍擷取一第二物件影像；該指尖偵測模組53供分析並判定出手部指尖41(圖未繪示，且本發明茲舉該物件4係人體手部為例，容後補敘)，進而判定該物件4於該控制面板1之位置，及該物件4所停留之其一受控單元2之圖文；以及一訊號發送單元6，係接收該處理單元5之判斷指令，並傳送一功能訊號至該其一受控單元2，令該其一受控單元2執行功能。

接著，請參閱第二圖所示，本發明係提供一種遙控辨識方法，其步驟包含：該影像擷取單元3用以擷取該控制面板1之影像，該控制面板1具有至少一受控單元2之圖文；該影像擷取單元3偵測到一圖未繪示之物件4及擷取一第一物件影像，由於本發明所偵測之物件膚色範圍較集中，其色彩空間係選用YC_rC_b，需先將RGB色彩空間轉為YC_rC_b色彩空間，因此，先以標準的膚色範圍偵測該物件膚色像素，此處 所謂標準的膚色範圍即97.5≦C_b≦142.5及134≦C_r≦176，若該物件膚色像素低於標準值，將持續以標準的膚色範圍偵測該物件膚色像素之步驟，若該物件膚色像素超過標準值，將統計複數物件影像之膚色像素，見第三圖所示之(C_b，C_r)直方圖；令該等物件影像之膚色像素乘上二維權重矩陣，並找出數值最大的(C_{b new}，C_{r new})，以前述數值計算出新的膚色範圍C_{b new}-T₁≦C_b≦C_{b new}+T₁及C_{r new}-T₁≦C_r≦C_{r new}+T₁，其中，T₁為一第一控制參數，係根據環境因素而作設定；利用新的膚色範圍擷取一第二物件影像，並擷取該物件輪廓；判定該物件4於該控制面板1之位置，及該物件4所停留之其一受控單元2之圖文；該訊號發送單元6傳送一功能訊號至該其一受控單元2，並令該其一受控單元2執行功能。

吾等發明人在此特別考慮到該控制面板1存有傾斜之可能性，配合第四圖及第五圖所示，該控制面板1之底色係形成一第一顏色區域11，且該控制面板1於其近邊緣處形成複數第二顏色區域12，本實施例所述之第一顏色區域11係呈現綠色為例，所述之第二顏色區域12則係呈現紅色為例，但於實際應用時並不以前述紅色或綠色作為顏色偵測之限定，該擷取一控 制面板1之影像更進一步包含有子步驟：擷取複數控制面板1之顏色像素，同樣將色彩空間轉換為YC_rC_b色彩空間，並加權統計該等控制面板1之顏色像素，找出數值最大的(C_{b new}，C_{r new})，以重新制定一顏色範圍C_{b new}-T₂≦C_b≦C_{b new}+T₂及C_{r new}-T₂≦C_r≦C_{r new}+T₂，其中，T₂為一第二控制參數，係根據環境因素而作設定；判斷該控制面板1之影像是否傾斜，若該控制面板1之影像判定為傾斜，則利用該顏色範圍偵測該第一顏色區域11，並判斷是否偵測到該第一顏色區域11，意即利用該顏色範圍是否偵測到綠色像素，若判斷結果為是者，進一步擷取該控制面板輪廓；利用該顏色範圍偵測該等第二顏色區域12，並判斷是否偵測到該等第二顏色區域12，意即利用該顏色範圍是否偵測到紅色像素，若判斷結果為是者，進一步分別計算該等第二顏色區域12之中心點，以該等中心點將該控制面板1之影像分為四個象限，以透視轉換該傾斜之控制面板影像成為非傾斜之控制面板影像。

在此，進一步補述此透視轉換之方式，見下列公式(a)係利用該等中心點及該控制面板1相對應之角點，計算轉換矩陣之參數：

然後利用下列公式(b)將傾斜之控制面板影像成為非傾斜之控制面板影像： ，意即利用此透視轉換之方式可校正原本傾斜之紙板。

又，本發明所述之物件4為人體手部，同時為了避免該功能訊號重複發送，該擷取該物件4輪廓更進一步包含有子步驟，如第六圖所示：轉化該第二物件影像為二值影像，概如第七圖所示，並分析出一膚色中心點42，以進行距離之計算，將距離該膚色中心點42最遠處判斷為手部指尖41；判定該手部指尖41於該控制面板1之位置，及該手部指尖41所停留之其一受控單元2之圖文； 該手部指尖41所停留之時間係超過一預設時間區間，本實施例之預設時間區間係設定為1秒，並於該手部指尖41離開其停留位置後，才傳送該功能訊號至該其一受控單元2，並令該其一受控單元2執行功能。

簡言之，本發明於實際應用時，使用者便概如第八圖所示，可在身上配戴該影像擷取單元3，該影像擷取單元3為攝影機，一旦使用者運用其手部指尖41於該控制面板1進行點選，該控制面板1係具有至少一受控單元2之圖文的紙板，該等受控單元2係可為冷氣機、電視、電扇、DVD播放器等各式家電，須特別說明的是該等受控單元2之圖文不僅可代表個別的受控單元2，亦可代表該等受控單元2之功能，再次見第五圖所繪之冷氣、電視、電扇、DVD，其功能則為電源開、電源關、確認等圖文，該影像擷取單元3將擷取該紙板影像及該手部指尖41影像，並透過該處理單元5之分析，即該校正模組51使傾斜之紙板校正，該膚色學習模組52判讀出精準的手部影像，該指尖偵測模組53判定該指尖所在位置。

最後，便能有效地確認該指尖於紙板之相對位置，使用者點選後令其手部指尖41離開原選定位置，就如第八圖所示，該訊號發送單元6為紅外線控制器，為使該紅外線控制器得以控制相異品牌之家電，必須先進行各種紅外線協定(protocol)的學習，並記錄各種紅外線訊號之解碼結果，使該紅外線控制 器接收到該處理單元5之判斷指令時，發送已記錄紅外線編碼之訊號至圖所繪示之電視機，使該電視機得以達成開啟或者是進行選台等功能。

是由上述說明及設置，顯見本發明主要具有下列數項優點及功效，茲逐一詳述如下：

1.高度操作簡便性：相較於先前技術，本發明無須令使用者於其手部拿取或配置任何操作設備，亦不需記憶任何用以執行功能之手勢，使用者僅需透過其手部指尖點選紙板上繪製之圖文，便能經由該處理單元之辨識，令使用者所選取之家電接收到功能訊號，進而執行使用者所欲達成之功能，換言之，使用者得以輕易地操控各式家電，俾具高度操作簡便性。

2.適用範圍廣泛：由於本發明藉由影像擷取單元之設置，配合該手部指尖之分析及辨識，進而判定該手部指尖於該紙板之相對位置，便可操控相異品牌及相異種類之家用電器，此外，該紙板所繪製之圖文係可依據使用者需求，輔以人性化之設計，例如：將圖文放大，更方便高齡使用者之操控，故本發明不僅適用於各式家電之操控，還適用於各年齡層之操控，確實具有高度適用性之優點。

3.大幅提升辨識精準度：本發明透過該膚色學習模組之設置，減少該影像擷取單元所擷取之手部影像，受到環境光照之 影響，產生雜訊干擾之問題，使該指尖偵測模組能夠精確地偵測出指尖所在位置，俾謂本發明具有大幅提升辨識精準度之功效。

綜上所述，本發明所揭露之技術手段確能有效解決習知電器用遙控裝置所存有的問題，並達致預期之目的與功效，且申請前未見諸於刊物、未曾公開使用且具長遠進步性，誠屬專利法所稱之發明無誤，爰依法提出申請，懇祈 鈞上惠予詳審並賜准發明專利，至感德馨。

惟以上所述者，僅為本發明之數種較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

【本發明元件】

1‧‧‧控制面板

11‧‧‧第一顏色區域

12‧‧‧第二顏色區域

2‧‧‧受控單元

3‧‧‧影像擷取單元

4‧‧‧物件

41‧‧‧手部指尖

42‧‧‧膚色中心點

5‧‧‧處理單元

51‧‧‧校正模組

52‧‧‧膚色學習模組

53‧‧‧指尖偵測模組

6‧‧‧訊號發送單元

第一圖 係本發明之方塊圖。

第二圖 係本發明之流程圖。

第三圖 係本發明之膚色權重圖。

第四圖 係本發明之控制面板校正之流程圖。

第五圖 係本發明之控制面板校正示意圖。

第六圖 係本發明之指尖偵測之流程圖。

第七圖 係本發明之指尖偵測示意圖。

第八圖 係本發明之使用狀態示意圖。

1‧‧‧控制面板

2‧‧‧受控單元

3‧‧‧影像擷取單元

5‧‧‧處理單元

51‧‧‧校正模組

52‧‧‧膚色學習模組

53‧‧‧指尖偵測模組

6‧‧‧訊號發送單元

Claims (11)

1. 一種遙控辨識裝置，其包含：一控制面板，係具有至少一受控單元之圖文；一影像擷取單元，係擷取該控制面板之影像及一物件之第一物件影像，該物件係位於該控制面板與影像擷取單元之間；一處理單元，係具有一膚色學習模組，該膚色學習模組供判定該物件膚色像素超過標準值時，統計複數物件影像之膚色像素，並加權該等物件影像之膚色像素，以計算出新的膚色範圍，利用新的膚色範圍擷取一第二物件影像，進而判定該物件於該控制面板之位置，及該物件所停留之其一受控單元之圖文；以及一訊號發送單元，係接收該處理單元之判斷指令，並傳送一功能訊號至該其一受控單元，令該其一受控單元執行功能。
2. 如申請專利範圍第1項所述之遙控辨識裝置，其中，該控制面板為紙板或紙張，該等受控單元之圖文係可利用印刷方式形成於該紙板或紙張。
3. 如申請專利範圍第1項所述之遙控辨識裝置，其中，該控制面板之底色係形成一第一顏色區域，且該控制面板於其近邊緣處形成複數第二顏色區域。
4. 如申請專利範圍第3項所述之遙控辨識裝置，其中，該處理單元更具有一校正模組，該校正模組供判斷該控制面板是否為傾斜，若該控制面板為傾斜時，將傾斜之控制面板影像透視轉換為非傾斜之控制面板影像。
5. 如申請專利範圍第1項所述之遙控辨識裝置，其中，該物件為人體手部，且該處理單元更具有一指尖偵測模組，該指尖偵測模組供分析出一膚色中心點，並將距離該膚色中心點最遠處判斷為手部指尖。
6. 一種遙控辨識方法，其步驟包含：擷取一控制面板之影像，該控制面板具有至少一受控單元之圖文；偵測到一物件及擷取一第一物件影像，並以標準的膚色範圍偵測該物件膚色像素，若該物件膚色像素超過標準值，將統計複數物件影像之膚色像素；加權該等物件影像之膚色像素，並計算出新的膚色範圍；利用新的膚色範圍擷取一第二物件影像，並擷取該物件輪廓；判定該物件於該控制面板之位置，及該物件所停留之其一受控單元之圖文； 傳送一功能訊號至該其一受控單元，並令該其一受控單元執行功能。
7. 如申請專利範圍第6項所述之遙控辨識方法，其中，該控制面板為紙板或紙張，該等受控單元之圖文係可利用印刷方式形成於該紙板或紙張。
8. 如申請專利範圍第6項所述之遙控辨識方法，其中，該控制面板之底色係形成一第一顏色區域，且該控制面板於其近邊緣處形成複數第二顏色區域，該擷取一控制面板之影像更進一步包含有子步驟：擷取複數控制面板之顏色像素，並加權統計該等控制面板之顏色像素，以重新制定一顏色範圍。
9. 如申請專利範圍第8項所述之遙控辨識方法，更進一步包含有子步驟：判斷該控制面板之影像是否傾斜，若該控制面板之影像判定為傾斜，利用該顏色範圍偵測該第一顏色區域，並擷取該控制面板輪廓；利用該顏色範圍偵測該等第二顏色區域，並分別計算該等第二顏色區域之中心點，以該等中心點將判定為傾斜之控制面板影像透視轉換為非傾斜之控制面板影像。
10. 如申請專利範圍第6項所述之遙控辨識方法，其中，該物件為人體手部，該擷取該物件輪廓更進一步包含有子步驟：轉化該第二物件影像為二值影像，並分析出一膚色中心點，以進行距離之計算，將距離該膚色中心點最遠處判斷為手部指尖。
11. 如申請專利範圍第6項所述之遙控辨識方法，其中，該傳送一功能訊號至該其一受控單元更進一步包含有子步驟：該物件所停留之時間係超過一預設時間區間，並於該物件離開其停留位置後，才傳送該功能訊號至該其一受控單元，並令該其一受控單元執行功能。