t sum ；int flag;}；
[0165] 輸入：數(shù)組gross□中的成員變量sum為總的匹配代價，即待識別手勢與某個手勢 庫文件之間的匹配代價總和。成員變量flag代表手勢標(biāo)號。0為包袱，1為剪刀，2為ok，3 為拳頭，4為大拇指。
[0166] 輸出：返回的是類型為IdensityFlag的變量mark。mark是所有匹配代價值中最 小的。
[0167] 具體步驟：
[0168] ①定義一個IdensityFlag類型的變量mark來存儲匹配代價和的最小值，并將數(shù) 組gross□中的第一個元素值賦值給mark。
[0169] ②依次遍歷數(shù)組gross□，若該元素的成員變量sum值小于mark成員變量的sum 值，則將該元素賦值給mark。
[0170] ③反復(fù)執(zhí)行②直到遍歷結(jié)束。返回mark的值。
[0171]voidCMainFrame::Totalldensity(BYTE*lpImgData口，inttemplet[50][20] [60])該函數(shù)的主要功能是對實時得到的10幀手勢圖像的一個識別總過程。
[0172]輸入：BYTE*lpImgData□指向得到的 10 幀圖像，inttemplet[50] [20] [60]存儲 手勢模板值。
[0173] 具體步驟：
[0174] 對于每幀圖像分別進(jìn)行如下的操作：
[0175] ①通過HandsDetection函數(shù)求取手勢點。若該幀手勢點個數(shù)為0，則舍棄該 幀.若不為〇則為有效幀，用frameNo來表示有效幀的個數(shù)。然后進(jìn)行下面的計算。
[0176] ②通過CountRing函數(shù)統(tǒng)計每個圓環(huán)內(nèi)的中心點。
[0177] ③通過ShapeContext函數(shù)計算該幀手勢圖像的形狀上下文特征。
[0178] ④通過Idensitify函數(shù)將該幀手勢圖像的形狀上下文特征與所有模板庫中的形 狀上下文特征進(jìn)行比較，以此得到50個x2距離和。
[0179] ⑤在這50個x2距離和中通過Sort函數(shù)求取最小值。循環(huán)執(zhí)行步驟①-⑤，對 10幀圖像分別進(jìn)行處理。因為每幀有效幀對應(yīng)一個x2距離和的最小值，所以n個有效幀 對應(yīng)n個x2距離。在這n個x2距離中通過Sort函數(shù)再取最小值。該最小值所對應(yīng)的 手勢即為識別出來的手勢
[0180] 本發(fā)明方法的優(yōu)點在于：（1)虛擬界面模板概念符合人們的認(rèn)知行為模型和心理 模型，有助于凝練統(tǒng)一、規(guī)范的交互界面范式；（2)人們對于鐘表盤界面的認(rèn)知根深蹄固， 把0到9的10個數(shù)字通過鐘表盤進(jìn)行關(guān)聯(lián)符合人們的日常生活經(jīng)驗，要求人們"掌握"這種 結(jié)構(gòu)并進(jìn)行交互具有天然的認(rèn)知基礎(chǔ)和實踐基礎(chǔ)，以至于即使把鐘表盤界面進(jìn)一步劃分為 三個象限，也不會增加操作者的認(rèn)知負(fù)荷；（3)虛擬界面概念有效地解決了"MidasTouch 問題"且可實現(xiàn)多人交互；(4)克服了現(xiàn)有數(shù)字手勢方法的弊端，尤其是它避開了手勢識別 率的困擾；（5)可以方便地實現(xiàn)多位數(shù)字的輸入，具有速度快、出錯率低、簡單方便、自然高 效的優(yōu)點。
[0181] 上述技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種實施方式，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本 發(fā)明公開了應(yīng)用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形，而不僅限于本 發(fā)明上述【具體實施方式】所描述的方法，因此前面描述的方式只是優(yōu)選的，而并不具有限制 性的意義。
【主權(quán)項】
1. 一種基于手勢的數(shù)字輸入方法，其特征在于：所述方法構(gòu)造虛擬界面，所述虛擬界 面是操作者手勢操作區(qū)域，該虛擬界面能夠隨著操作者的身體位置或體態(tài)的變化而變化； 通過一個虛擬界面逐次輸入N個數(shù)字，或者通過生成N個虛擬界面，每個虛擬界面輸入一個 數(shù)字，運(yùn)N個虛擬界面形成虛擬界面群； 將顯示屏幕定義為物理界面，操作者與物理界面之間的空間定義為物理空間； 所述物理空間包括虛擬界面和非虛擬界面；操作者的手勢只有在虛擬界面內(nèi)才是有效 的和能夠感知的，在非虛擬界面內(nèi)的手勢是無效的； 通過所述虛擬界面群輸入數(shù)字。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手勢的數(shù)字輸入方法，其特征在于：所述構(gòu)造虛擬界面 是運(yùn)樣實現(xiàn)的： (1) 計算機(jī)檢測操作者的行為模型：如果檢測到手掌首先前推，然后保持靜止?fàn)顟B(tài)，貝U 進(jìn)入步驟（2)，如果是其它行為，則返回步驟（1); (2) 計算出手掌保持靜止?fàn)顟B(tài)時手勢的重屯、位置O; (3) 將虛擬界面模板M放到W手勢的中屯、位置O為中屯、的位置，得到虛擬界面V(0， 〇M)，其中，〇M表示模板M所確定的虛擬界面的范圍； (4) 計算出V上各個興趣點的=維位置信息； (5) 返回虛擬界面V。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于手勢的數(shù)字輸入方法，其特征在于：每一種應(yīng)用的所述 虛擬界面模板M的功能分布W及大小范圍是確定不變的；所述興趣點是指操作者在虛擬界 面V上的交互對象。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于手勢的數(shù)字輸入方法，其特征在于：所述步驟（4)是利 用空間深度信息和手勢跟蹤方法計算出V上各個興趣點的=維位置信息。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于手勢的數(shù)字輸入方法，其特征在于：所述通過所述虛擬 界面群輸入數(shù)字是運(yùn)樣實現(xiàn)的： Q1，采用時鐘表盤結(jié)構(gòu)表示所述虛擬界面，其中，把時鐘盤結(jié)構(gòu)中的12點定義為數(shù)字 0,然后沿順時針方向依次定義數(shù)字1到9,數(shù)字1和數(shù)字2之間所在的弧的中點為A，數(shù)字 2和數(shù)字3之間所在的弧的中點為B，圓屯、為0,射線OA和OB圍成一個扇形區(qū)域0; Q2,對于要輸入的每個數(shù)字，具體步驟包括： (Al)生成第i個虛擬界面Vi; (A2)操作者在Vi上移動手勢； (A3)如果手勢處于靜止?fàn)顟B(tài)，再進(jìn)一步檢測是否是由五指伸開的包撒手勢變化到五指 收縮的拳頭手勢，如果是，則進(jìn)入（A4)，如果否，返回步驟（A3); (A4)計算手勢重屯、所在位置Pg; (A5)如果Pg運(yùn)轉(zhuǎn)步驟（A4); (A6)計算f: Min[a'i.s{P.0,); ,、 / ' U; 其中，0f表示虛擬界面V1上數(shù)字f所在的空間扇形區(qū)域點集。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于手勢的數(shù)字輸入方法，其特征在于：所述Ql進(jìn)一步包 括： 將虛擬界面上數(shù)字O到9的9個扇形區(qū)域分為3個象限，其中象限I是0-3所在的扇 形區(qū)域；象限II是3-6所在的扇形區(qū)域；象限III是6-9所在的扇形區(qū)域； 操作者的手勢從虛擬界面的中屯、點出發(fā)選擇象限，則根據(jù)手勢運(yùn)動軌跡的方向范圍， 判斷操作者欲選擇的象限； 中屯、點0與數(shù)字0確定的射線為起始向量以沿順時針方向角度逐漸增大，手勢運(yùn)動的 方向為T，T與L之間的夾角為0 = <T，L〉，T所在的象限為： '/ (資€[0巧(巧) T記 <U 〇9 杠[%。、巧0。]) 紐 〇9e[180〇,290。]) 在進(jìn)行數(shù)字選擇時，操作者的手掌沿T方向平移，然后垂直向前推手勢，則選中T所確 定的象限，然后調(diào)入對應(yīng)的虛擬界面模板，將該象限設(shè)為新的虛擬界面供操作者進(jìn)一步操 作； 在所述新的虛擬界面中，只有該象限中的4個數(shù)字。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的基于手勢的數(shù)字輸入方法，其特征在于：所述方法 采用粒子濾波算法獲得手勢運(yùn)動軌跡。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于手勢的數(shù)字輸入方法，屬于計算機(jī)領(lǐng)域。該方法構(gòu)造虛擬界面，所述虛擬界面是操作者手勢操作區(qū)域，該虛擬界面能夠隨著操作者的身體位置或體態(tài)的變化而變化；通過一個虛擬界面逐次輸入N個數(shù)字，或者通過生成N個虛擬界面，每個虛擬界面輸入一個數(shù)字，這N個虛擬界面形成虛擬界面群；將顯示屏幕定義為物理界面，操作者與物理界面之間的空間定義為物理空間；所述物理空間包括虛擬界面和非虛擬界面；操作者的手勢只有在虛擬界面內(nèi)才是有效的和能夠感知的，在非虛擬界面內(nèi)的手勢是無效的；通過所述虛擬界面群輸入數(shù)字。
【IPC分類】G06F3/01
【公開號】CN105204627
【申請?zhí)枴緾N201510551014
【發(fā)明人】馮志全, 馮仕昌
【申請人】濟(jì)南大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月1日
【公告號】CN105204627B