专利名称：基于手势识别的非接触式控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制系统装置，具体地说是一种基于手势识别的非接触式控制系统。
技术背景人机交互技术是人工智能中的一项关键技术，是未来实现以“人”为中心的信息技术发展的基础。到目前为止，人机智能交互技术已经实现了包括语音、表情、行为等多方面的沟通。手势是一种自然、直观、易于学习的人机交互手段。以人手姿势直接作为计算机的输入信号，人机之间的通讯将不再需要中间媒体，用户可以简单地定义各种适当的手势来对周围的机器进行控制，从而可以实现非接触式控制和远程控制。但是目前大多数的研究成果基于PC机，实时性不够强，系统效率比较低。因此有必要提出一种实时性强、效率高的系统，能够实现非接触式、实时的控制
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有非接触式控制系统装置实时性差的不足，提供一种基于人体手势识别的非接触式控制系统，其通过摄像头跟踪手势的变化，根据不同的手势来触发相应的操作，具有实时性强、效率高的优点。为解决上述的技术问题，本实用新型采用如下的技术方案一种基于手势识别的非接触式控制系统，其包括有采集手势视频图像的摄像头、 将接受到的图像信号进行A/D转换的视频解码芯片、通过视频图像处理生成视频信号和操作指令的DSP芯片、将该视频信号进行编码的视频编码芯片、显示手势视频图像的显示器和执行该操作指令的上位机控制单元，所述摄像头与视频解码芯片连接并将采集到的图像信号传送至该视频解码芯片，所述视频解码芯片与DSP芯片连接并将所述图像信号传送至 DSP芯片，所述DSP芯片同时与视频编码芯片和上位机控制单元连接，并且将生成的视频信号传送至视频编码芯片，同时将生成的操作指令通过TCP/IP协议传送至上位机控制单元， 所述视频编码芯片与显示器连接并将编码后的图像信号输入显示器进行显示，所述上位机控制单元接收操作指令并据以执行相应的操作。本实用新型所述基于手势识别的非接触式控制系统的视频解码芯片为 TVP5150PBS，所述DSP芯片为TMS320DM642，所述视频编码芯片为SAA7121H ；所述摄像头传输给所述视频解码芯片的图像信号为BT. 656格式。本实用新型的有益效果是所述非接触式控制系统通过所述DSP芯片对视频图像信号的处理能够识别人手单手指或多手指的手势动作，如点击、拖动、滚动、缩放和旋转等， 部分动作已经超出了触摸屏控制手势的范围，并由此生成能够启动多种软件运行的操作指令，从而实现操作者在特殊状态下以手势动作来控制手持设备、远程控制家电设备等，比如在车辆驾驶中或者行走时，能够通过在前置摄像头前挥挥手即可完成控制手机的操作。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的工作流程图。
具体实施方式
现结合具体实施例和附图对本实用新型作一说明。请参阅图1本实用新型的结构示意图，图示基于手势识别的非接触式控制系统包括有摄像头、视频解码芯片、DSP芯片、视频编码芯片、显示器和上位机控制单元。所述摄像头能够采集手势视频图像，其与所述视频解码芯片连接，并将采集到的图像信号传送至该视频解码芯片，该摄像头传输给所述视频解码芯片的图像信号为BT. 656格式。所述视频解码芯片采用TVP5150PBS，该TVP5150PBS是一款高性能视频解码器，其能够将接受到的图像信号进行A/D转换，即能够将NTSC、PAL视频信号转换成数字色差信号(YUV4:2^)。该 TVP5150PBS的配置是通过IIC标准总线来完成的，该IIC标准总线是由串行数据输入/输出线(SDA)和时钟输入/输出线(SCL)组成的，其数据传送率最高可达400Kbir/s。在此采用100Kbit/S的速率进行对TVP5150的配置，TVP5150只做为从设备。所述视频解码芯片与所述DSP芯片实现无缝连接，并将A/D转换后的图像信号传送至该DSP芯片。所述DSP芯片同时与所述视频编码芯片和上位机控制单元连接，该DSP芯片和上位机控制单元通过TCP/ IP协议，采用Socket进行网络通讯。所述DSP芯片采用TI公司生产的TMS320DM642作为信号处理器件，DSP信号处理是本系统的核心部分。该TMS320DM642是专门用于视频图像处理的高性能DSP芯片，其通过对视频图像的处理生成视频信号和操作指令，工作流程图如图2 所示其先是对视频图像进行预处理，去掉其中的噪声，接着进行基于HSV颜色模型的手势分割，把手势从背景中分离处理；图像增强的目的是改善图像的视觉效果，采集到的图像与需要应用的图像有一定的差距，为了强调图像中需要应用的部分，图像增强通过一定的手段对采集到的图像附加一些信息或者变化图像中的数据，通过图像增强使图像视觉响应特征相匹配；本系统采用Mean-shift算法来进行手势的跟踪，Mean-shift算法由于其双迭代特征，而速度极快；此后，将手势运动轨迹的特征提取出来，与模板库里的特征相匹配，若匹配成功，根据制定的映射关系，触发相应的指令。所述DSP芯片将处理后的视频信号传送至所述视频编码芯片，同时将触发的操作指令通过TCP/IP协议发送给上位机控制单元，其采用基于SDK的网络，通过socket编程发送操作指令。所述上位机控制单元接收该操作指令并据以执行相应的操作。所述视频编码芯片为SAA7121H，该SAA7121H支持PAL与NTSC格式的视频编码，通过IIC总线来进行配置，做为从设备，其对DSP芯片送来的视频信号进行编码，该视频编码芯片与显示器连接并将编码后的图像信号输入显示器，再由显示器进行显示手势视频图像。本实用新型具有实时性强、效率高的优点，能够以手势动作作为输入信号实现在非接触状态下的控制操作。
权利要求1.一种基于手势识别的非接触式控制系统，其特征在于所述控制系统包括有采集手势视频图像的摄像头、将接受到的图像信号进行A/D转换的视频解码芯片、通过视频图像处理生成视频信号和操作指令的DSP芯片、将该视频信号进行编码的视频编码芯片、显示手势视频图像的显示器和执行该操作指令的上位机控制单元，所述摄像头与视频解码芯片连接并将采集到的图像信号传送至该视频解码芯片，所述视频解码芯片与DSP芯片连接并将所述图像信号传送至DSP芯片，所述DSP芯片同时与视频编码芯片和上位机控制单元连接，并且将生成的视频信号传送至视频编码芯片，同时将生成的操作指令通过TCP/IP协议传送至上位机控制单元，所述视频编码芯片与显示器连接并将编码后的图像信号输入显示器进行显示，所述上位机控制单元接收操作指令并据以执行相应的操作。
2.根据权利要求1所述的基于手势识别的非接触式控制系统，其特征在于所述视频解码芯片为TVP5150PBS，所述DSP芯片为TMS320DM642，所述视频编码芯片为SAA7121H。
3.根据权利要求1或2所述的基于手势识别的非接触式控制系统，其特征在于所述摄像头传输给所述视频解码芯片的图像信号为BT. 656格式。
专利摘要一种基于手势识别的非接触式控制系统，包括有采集手势视频图像的摄像头、将接受到的图像信号进行A/D转换的视频解码芯片、通过视频图像处理生成视频信号和操作指令的DSP芯片、将该视频信号进行编码的视频编码芯片、显示手势视频图像的显示器和执行该操作指令的上位机控制单元，摄像头连接并传送图像信号至视频解码芯片，该视频解码芯片连接并传送图像信号至DSP芯片，该DSP芯片连接并传送生成的视频信号至视频编码芯片，其同时连接并通过TCP/IP协议传送生成的操作指令至上位机控制单元，视频编码芯片与连接并输入编码后的图像信号至显示器进行显示，上位机控制单元接收操作指令并据以执行相应的操作。本实用新型具有实时性强、效率高的优点。
文档编号G06K9/00GK202058090SQ20112001464
公开日2011年11月30日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日
发明者凌进中, 周小勇, 李晓沛, 王云慧, 王大振, 邹雅琪, 马军山, 高晓燕 申请人:上海理工大学