體感偵測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明乃是有關(guān)于一種體感偵測方法，且尤其指關(guān)于辨識人體手部特征的體感偵測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，基于影像動作之手勢辨識方法及其系統(tǒng)快速發(fā)展，尤其是游戲系統(tǒng)。其中，透過電腦分析使用者之動作來執(zhí)行指令已成為未來最具可能性的互動方法，如何讓使用者與電腦之間的互動介面更友善是一項日漸重要的課題。然而，傳統(tǒng)的解決方案往往需要在使用者手指上配置一感應(yīng)器，此舉雖然可以增加偵測手部動作的準(zhǔn)確性，但是亦增加使用者的負(fù)擔(dān)。另一較佳的方式為直接將使用者的手部視為一指令下達(dá)器具，以光學(xué)式紅外線感測處理的方式分析使用者的手部移動方式來輸入指令，控制電腦的作業(yè)系統(tǒng)或是周邊裝置。但是，此種傳統(tǒng)的光學(xué)影像分析方法過于復(fù)雜且不夠穩(wěn)定。
[0003]因此，如何讓使用者可以徒手手勢與電腦操作介面進(jìn)行互動，是一項亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種體感偵測方法，透過先前的圖像區(qū)塊中的人手的手掌掌心點及各個指尖頂點的位置和當(dāng)前的指尖頂點的個別位移，估算缺失的指尖頂點，以找出所有的指尖頂點的位置，如此可補足當(dāng)前圖像區(qū)塊的不足。
[0005]本發(fā)明的一目的在于提供一種體感偵測方法，用于辨識人體的至少一手部特征，其特征在于:包括下列步驟:確認(rèn)先前的一圖像區(qū)塊中的人手的一手掌掌心點及五根手指的各個指尖頂點的位置；在當(dāng)前的一圖像區(qū)塊中，確認(rèn)一組運動方向最一致的指尖頂點；從確認(rèn)出的該些指尖頂點在當(dāng)前的該圖像區(qū)塊中與先前的該圖像區(qū)塊中的該些指尖頂點的個別位移，估算缺失的該至少一指尖頂點的位置；及修正經(jīng)過估算出的該至少一指尖頂點所找出的一手掌掌心點的位置。
[0006]依據(jù)本發(fā)明之一實施態(tài)樣，其特征在于:確認(rèn)先前的一圖像區(qū)塊中的人手的一手掌掌心點及五根手指的各個指尖頂點的步驟更包括下列步驟:辨識出多個圖像區(qū)塊的每個圖像區(qū)塊內(nèi)的所有的候選的指尖邊緣線；從每一該候選的指尖邊緣線計算出至少一手指邊緣方向；比較每一手指邊緣方向與從該圖像區(qū)塊中獲得的一手指方向估計值，將與該手指方向估計值最接近的該至少一手指邊緣方向儲存作為一最佳手指方向，并將與該手指方向估計值最接近的該至少一手指邊緣方向?qū)?yīng)的一手指長度估計值儲存作為一最佳手指長度；依據(jù)該最佳手指方向及該最佳手指長度，在該些圖像區(qū)塊中判斷至少一候選的手指邊緣線；及計算出該候選的指尖邊緣線上，具有到該候選的指尖邊緣線的兩端點連線的距離最大值的一點，并將此點作為一指尖頂點。
[0007]依據(jù)本發(fā)明之一實施態(tài)樣，其特征在于:確認(rèn)先前的一圖像區(qū)塊中的人手的一手掌掌心點及五根手指的各個指尖頂點的步驟更包括下列步驟:取得通過該指尖頂點、與該候選的指尖邊緣線的兩端點的連線垂直的一垂線，并將之作為一手指中線；及取得對應(yīng)拇指與中指的該些手指中線的交點，并將之作為一手掌掌心點。
[0008]依據(jù)本發(fā)明之一實施態(tài)樣，其特征在于:更包括下列步驟:依據(jù)該手掌掌心點及其與對應(yīng)拇指的該手指中線的一末端點的距離，將該手掌掌心點作為圓心、該手掌掌心點與對應(yīng)拇指的該手指中線的該末端點的距離作為半徑所形成的圓辨識為一手掌。
[0009]依據(jù)本發(fā)明之一實施態(tài)樣，其特征在于:辨識出多個圖像區(qū)塊的每個圖像區(qū)塊內(nèi)的所有的候選的指尖邊緣線的步驟更包括下列步驟:在該些圖像區(qū)塊之每個圖像區(qū)塊中，辨識出所有的單向彎曲的曲線:及在該些單向彎曲的曲線中，辨識出弧度對應(yīng)圓心角接近η/2的至少一曲線，作為該候選的指尖邊緣線。
[0010]依據(jù)本發(fā)明之一實施態(tài)樣，其特征在于:在該些圖像區(qū)塊之每個圖像區(qū)塊中，辨識出所有的單向彎曲的曲線的步驟更包括下列步驟:計算在該圖像區(qū)塊中的每個像點的梯度值及其梯度方向；以坎尼(Canny)邊緣檢測運算元提取出該圖像區(qū)塊中多個圖像邊緣；及對該些圖像邊緣之每個逐一判斷，當(dāng)一圖像邊緣中的任意連續(xù)三點的梯度方向滿足梯度方向漸大或漸小的變化關(guān)系時，將該圖像邊緣辯識為一單向彎曲的曲線。
[0011]依據(jù)本發(fā)明之一實施態(tài)樣,其特征在于:從每一該候選的指尖邊緣線計算出至少一手指邊緣方向的步驟更包括下列步驟:從該候選的指尖邊緣線的兩端點，將該手指長度估計值與從該圖像區(qū)塊中獲得的一手指方向估計值帶入一預(yù)定方程式，以在該圖像區(qū)塊中找出對應(yīng)的多個像素點；及從該些像素點的梯度方向的平均值計算出該至少一手指邊緣方向；其中，該預(yù)定方程式為:
[0012]tan (Dfinger) = (y_yn) / (x-xn)；
[0013]其中X e {χη,...，Xn+L眶 X cos (Dfinger)}，y e {yn,...，yn+LmaxXsin (Dfinger)}，n e {I, 2}, Dfinger代表該候選的指尖邊緣線的一端點的一預(yù)定切線方向，Lmax代表一預(yù)定手指最大長度，滿足下列關(guān)系:
[001 4] Lmax=Westimate X ΠΙΒΧ (Rl7w),
[0015]Westimate代表該候選的指尖邊緣線的兩端點之間的距離，max(Rl7w)為一預(yù)定值，代表指長與指寬比值的最大值，該指尖邊緣線的兩端點的座標(biāo)為(Xn，yn)(ne {1，2})。
【附圖說明】
[0016]圖1顯示一示范例的裝置架構(gòu)示意圖，用于辨識人體或動物的至少一外觀特征。
[0017]圖2顯示依據(jù)一體感偵測裝置使用的一時脈示意圖。
[0018]圖3顯示依據(jù)本發(fā)明之一實施例的體感偵測方法在一影像中辨識出人體的至少一手部特征的示意圖。
[0019]圖4顯示一指尖邊緣線的示意圖。
[0020]圖5依據(jù)本發(fā)明之另一實施例的體感偵測方法在一影像中辨識出人體的至少一手部特征的示意圖。
[0021]圖6顯示依據(jù)本發(fā)明之一實施例的體感偵測方法的一選用流程圖。
[0022]圖7顯示本發(fā)明之一實施例的體感偵測方法的另一選用流程圖。
[0023]圖8顯示本發(fā)明之一實施例的體感偵測方法的另一選用流程圖。
[0024]圖9顯示依據(jù)本發(fā)明之一實施例的體感偵測方法的另一選用流程圖。
[0025]圖10顯示依據(jù)本發(fā)明之一實施例的體感偵測方法的另一選用流程圖。
[0026]圖11顯示依據(jù)本發(fā)明之一實施例的體感偵測方法的一流程圖。
【具體實施方式】
[0027]為進(jìn)一步說明各實施例，本發(fā)明乃提供有圖式。此些圖式乃為本發(fā)明揭露內(nèi)容之一部分，其主要系用以說明實施例，并可配合說明書之相關(guān)描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內(nèi)容，本領(lǐng)域具有通常知識者應(yīng)能理解其他可能的實施方式以及本發(fā)明之優(yōu)點。圖中的元件并未按比例繪制，而類似的元件符號通常用來表示類似的元件。
[0028]本發(fā)明提供一種體感偵測方法，透過先前的圖像區(qū)塊中的人手的手掌掌心點及各個指尖頂點的位置和當(dāng)前的指尖頂點的個別位移，估算缺失的指尖頂點，以找出所有的指尖頂點的位置，如此可補足當(dāng)前圖像區(qū)塊的不足。
[0029]在實際應(yīng)用上，當(dāng)前圖像區(qū)塊的不足可能是來自于人手在運動過程中，部分手指可能會被遮蔽，或者因為運動速度導(dǎo)致影像品質(zhì)下降，無法確切辨識位置。
[0030]在硬件架構(gòu)方面，此處給出一示范例，本發(fā)明并不限于此。請參考圖1，其顯示應(yīng)用依據(jù)本發(fā)明的一實施例的體感偵測方法的一示范例的裝置架構(gòu)示意圖，用于辨識人體或動物的至少一外觀特征。如圖中所示，體感偵測裝置I包括一鏡頭模組11、一影像傳感單元12旁設(shè)于鏡頭模組11、一光源供應(yīng)單元13、一影像處理單元14及一體感辨識模組15。
[0031]鏡頭模組11包括多個鏡片，透過此些鏡片的光學(xué)特性，改變從一入光口射入的光線的路徑，從而在影像傳感單元12上形成一影像。
[0032]在本實施例中，影像傳感單元12示例為一 CMOS傳感器,光源供應(yīng)單元13示范性地為面射型紅外光源，然而本發(fā)明并不限于此，在其他實施例中，影像傳感單元可為其他型態(tài)的傳感器，如=CCD傳感器，光源供應(yīng)單元可選用室內(nèi)燈、包括紅色、綠色、藍(lán)色光源的RGB燈或其他型態(tài)的光源供應(yīng)單元。
[0033]影像處理單元14控制光源供應(yīng)單元13及影像傳感單元12的作動，使光源供應(yīng)單元13提供一光源，影像傳感單元12感測一影像。詳細(xì)地說，光源供應(yīng)單元13是被影像處理單元14控制以每點亮η幀就熄滅一幀的方式明滅，影像傳感單元12是被影像處理單元14控制以周期性一幀一幀地方式感測該影像，在光源供應(yīng)單元13點亮?xí)r感測到每一幀影像之后，影像處理單元14作動以對該幀影像進(jìn)行影像處理。
[0034]在此請一并參考圖2的時脈示意圖，其給出影像傳感單元12、光源供應(yīng)單元13及影像處理單元14工作時脈的一示范例，以便說明本實施例。舉例來說，由圖2中可以看出，示范例里的光源供應(yīng)單元13是每點亮四幀就熄滅一幀的方式明滅，對于每一幀，影像傳感單元12都感測到該影像并送出該影像給影像處理單元14。因此，影像處理單元14會接收到光源供應(yīng)單元13沒有點亮?xí)r感測到的一幀影像和之后光源供應(yīng)單元13連續(xù)點亮?xí)r感測到的四幀影像。當(dāng)影像處理單元14接收到這光源供應(yīng)單元13連續(xù)點亮?xí)r感測到的四幀影像的每一幀影像之后，會依據(jù)光源供應(yīng)單元13熄滅時