手势辨识系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明是有关一种手势辨识系统，特别是关于一种可执行于复杂场景的手势辨识 系统。
【背景技术】
[0002] 自然用户界面（NUI)为一种无形且不需人工控制装置（例如键盘及鼠标）的用户 界面。人与机器之间的互动可借由静态或动态手势来达成。微软的体感设备Kinect为一种 基于视觉的手势辨识系统，其使用静态手势或动态手势W进行用户与计算机之间的互动。
[0003] 传统基于视觉的手势辨识系统容易因周围光线与背景物件，在物件辨识时得到错 误的判断结果。自辨识物件（此处指的是手）揃取得到特征后，使用训练数据W执行分类， 借W辨识出手势。传统分类方法的缺点为庞大的训练数据或者因不明特征而得到错误判 断。
[0004] 鉴于上述，因此急需提出一种新颖的手势辨识系统，用W更准确且快速地辨识出 静态手势或/且动态手势。
[0005] 有鉴于上述现有的手势辨识系统存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制 造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加 W研究创新，W期创设一种 新型的手势辨识系统，能够改进一般现有的手势辨识系统，使其更具有实用性。经过不断的 研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于，克服现有的手势辨识系统存在的缺陷，而提供一种新型的手 势辨识系统，所要解决的技术问题是使其可正确执行于复杂场景且可降低手势分类的复杂 度，从而更加适于实用。
[0007] 本发明的目的及解决其技术问题另外再采用W下技术方案来实现。依据本发明提 出的一种手势辨识系统，包含：
[0008] 候选点侦测单元，接收输入影像W产生候选点；
[0009] 静态手势辨识单元，根据该候选点W辨识静态手势；
[0010] 多手追踪单元，借由连续输入影像之间的配对W追踪多手；及
[0011] 动态手势辨识单元，根据该多手追踪单元的追踪路径W得到动量累积值，借W辨 识动态手势。
[0012] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用W下技术措施进一步实现。
[0013] 前述的手势辨识系统，其中所述的候选点侦测单元执行W下步骤：
[0014] 根据色彩、深度及动量W揃取特征，借W分别产生色彩可靠图、深度可靠图及动量 可靠图；
[0015] 相对于操作状态W决定该色彩、深度及动量的权重；及
[0016] 使用该些权重，W结合该色彩可靠图、该深度可靠图及该动量可靠图，因而产生混 合可靠图，W提供该候选点。
[0017] 前述的手势辨识系统，其中所述的色彩可靠图是根据该输入影像的肤色所产生 的。
[0018] 前述的手势辨识系统，其中所述的深度可靠图是根据该输入影像的手的深度所产 生的。
[0019] 前述的手势辨识系统，其中所述的深度可靠图中，位于手的深度范围的像素则指 定予较高值。
[0020] 前述的手势辨识系统，其中所述的动量可靠图是根据一系列输入影像的动量所产 生的。
[0021] 前述的手势辨识系统，其中所述的动量可靠图中的动量是使用二输入影像之间的 绝对差之和（SAD)来量测。
[0022] 前述的手势辨识系统，其中所述的操作状态包含初始陈述、动量、手是否接近脸或 上述的组合。
[0023] 前述的手势辨识系统，其中所述的静态手势辨识单元执行W下步骤：
[0024] 自该候选点相应的手切割出手掌；
[00巧]借由纪录该手掌的中必与该手掌的边缘之间的距离W产生距离曲线，借W辨识静 态手势；及
[0026] 对多种静态手势进行分类。
[0027] 前述的手势辨识系统，其中所述的静态手势是根据辨识到的展开手指数目进行分 类。
[0028] 前述的手势辨识系统，其中在该多手追踪单元中，如果因为物件离开而造成追踪 手的失配，则将相应追踪路径删除。
[0029] 前述的手势辨识系统，其中在该多手追踪单元中，如果因为物件遮蔽而造成追踪 手的失配，则借由外差技术W产生预期追踪手。
[0030] 前述的手势辨识系统，其中在该多手追踪单元中，如果因为物件进入而造成追踪 手的失配，则产生新的追踪路径。
[0031] 前述的手势辨识系统，当发现失配的追踪手时，则自该多手追踪单元回授至该候 选点侦测单元。
[0032] 前述的手势辨识系统，其中所述的经辨识的动态手势被馈至自然用户界面W执行 预先定义的工作。
[0033] 前述的手势辨识系统，其中用户根据该自然用户界面，使用经辨识的动态手势W 绘制线条。
[0034] 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。本发明一种手势辨识系统， 包含候选点侦测单元、静态手势辨识单元、多手追踪单元及动态手势辨识单元。候选点侦测 单元接收输入影像W产生候选点。静态手势辨识单元根据候选点W辨识静态手势。多手追 踪单元借由连续输入影像之间的配对W追踪多手。动态手势辨识单元根据多手追踪单元的 追踪路径W得到动量累积值，借W辨识动态手势。借由上述技术方案，本发明提出一种强健 手势辨识系统，可正确执行于复杂场景且可降低手势分类的复杂度。
[0035] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予W实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，W下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0036] 图1显示本发明实施例的手势辨识系统的方框图。
[0037] 图2显示图1的候选点侦测单元所执行步骤的流程图。
[003引图3显示图1的静态手势辨识单元所执行步骤的流程图。
[0039] 图4例示距离曲线。
[0040] 图5例示根据辨识到的展开手指数目所得到的手势分类。
[0041] 图6例示借由连续图框之间的匹配W追踪多手。
[0042] 图7A显示自然用户界面，用W在揃取影像上单手绘图。
[0043] 图7B显示使用图7A的静态手势W构成动态手势。
[0044] 【符号说明】
[004引 100 ;手势辨识系统
[0046] 11 ;候选点侦测单元
[0047] 111 ;交互式特征揃取
[0048] 112:自然用户场景分析
[0049] 113;混合可靠图产生
[0050] 12 ;静态手势辨识单元
[0051] 121 ;动态手掌切割
[005引 122 ;高准确度手指侦测
[005引 123 ;阶层式手势辨识
[0054] 13 ;多手追踪单元
[00巧]14 ;动态手势辨识单元
【具体实施方式】
[0056] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，W下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的手势辨识系统其【具体实施方式】、结构、特征及其功 效，详细说明如后。
[0057] 图1显示本发明实施例的手势辨识系统100的方框图。在本实施例中，手势辨识 系统100主要包含候选点（candidate node)侦测单元11、静态手势辨识单元12、多手追踪 单元13及动态手势辨识单元14。W下将详细描述送些单元的细节。手