专利名称：一种通过检测可拍照手机摄像头运动代替按键操作的方法
技术领域：
本发明属于手机应用和手机管理、手机游戏和手机娱乐领域，且尤其涉及一种通过检测可拍照手机摄像头运动代替按键操作的方法。
背景技术：
随着手机技术的发展，手机的功能也越来越丰富。除了打电话，手机游戏和手机娱乐的应用也越来越多，如上网，听歌，玩游戏等。其中按键操作是目前人们使用手机运行程序的重要手段，且手机按键主要完成打开程序、关闭程序、选择程序、执行程序、以及完成数据或字符的输入等功能。
此外，申请号为200410155088、发明名称为“带摄像头手机及其向电脑输入视频数据的方法”的中国专利申请公开了一种如何通过手机上的摄像头拍摄数据并向计算机输入的方法，从而可代替计算机的摄像装置。申请号为200310108642、发明名称为“手机监控多功能摄像头”的中国专利申请公开了一种将摄像头装在电器里面，通过手机或电脑远程监控电器的方法。申请号为03128141、发明名称为“彩信图像报警装置”的中国专利申请公开了一种利用彩信手机实现对远距离的移动目标、现场进行遥控监视的方法，即当用户想看监控现场时，发送一条指令短信给报警装置，报警装置会即时采集当时图像并发回给用户，或在监控现场发生变化时，自动向用户手机发送彩信图像，实现报警。上述均属于手机摄像领域或监测领域的有关专利申请，然而，目前并未出现能使手机的操作和使用更加快捷、方便和更加人性化，而且也更具娱乐性和更方便老人、小孩以及残疾人士无障碍地使用的技术。
发明内容
鉴于上述，本发明的目的在于提供一种通过检测可拍照手机摄像头运动代替按键操作的方法，其方法是通过检测可拍照手机上摄像头的不同运动距离、运动速度和运动方向等参数，把摄像头的不同运动参数与手机的相应按键操作相对应，以达到控制手机程序，从而实现摄像头的不同动作代表不同按键操作的目的，以代替手工按键操作。
为了实现上述目的，本发明的一种通过检测可拍照手机摄像头运动代替按键操作的方法，包括如下步骤步骤1通过手机上的摄像头获取视频，即在所选择的程序开始运行时，同时在后台启动摄像操作，完成对现场环境的拍摄；步骤2对上述步骤1中获取的视频序列进行预处理，进行初步分析和归类该视频序列中的视频帧；步骤3利用运动估计和图像跟踪技术对上述视频序列进行运动参数的提取，其中上述运动参数至少包括运动方向、运动速度、运动距离中的一种或一种以上的参数；步骤4进行动作匹配，即把上述提取的运动参数与按键归类序列中的按键操作相对应；例如运动方向代表手机的方向选择键，运动速度代表数字输入键，运动距离代表程序间的切换操作，如由数字向字母切换等，这里可以自由定义以方便实现不同功能和特定操作；步骤5通过移动可拍照手机，手机自动检测到摄像头的运动参数，根据其代表的不同含义执行相应的操作。
其中，上述步骤2中对视频序列进行的预处理至少包括采用滤波、去噪及边缘增强操作中的一种或一种以上的操作。
上述步骤3包括如下步骤步骤301在第一帧视频中选出参照物，其中通常可以选择视频中心位置8×8的区域，但也可选择该第一帧视频中的其他任何适当的区域；步骤302在第二帧视频中寻找该参照物所对应的区域，找到后，计算其与第一帧视频之间的位移和运动方向，进而计算出该参照物的运动参数；若在第二帧中没有找到第一帧中的参照物，可将所有运动参数赋值为零或其他参数，即认为没有运动。
上述步骤3关键包括以下两个方面1)参照物的选取为了保证参数的精度，通常选择三个参照物，均为8×8大小的区域，且呈三角形分布；但也可选择其他任何适当的区域，且将其按任何适当的方式分布；2)参照物的匹配为了提高匹配速度和保证精度，至少可以采用运动估计技术和三步法快速算法中的一种或一种以上的方法来实现匹配。其中上述运动估计技术和三步法快速算法在普通的视频技术处理教材和书籍中都有介绍。
上述步骤4中的按键归类序列包括如下实现步骤步骤401对不同款式和不同型号的手机上的按键进行提取；步骤402对不同型号的手机的按键功能进行分析，分析其按键所完成的主要功能；步骤403通过上述步骤402对按键的分析，清楚其代表的功能，对其进行归类，通常至少可以分为数字类、字母类、选择类、确认类中的一种或一种以上的类别；步骤404对上述步骤403中按键归类的内容进行排队和入库，把每一类按键按序号分类装载到数据库中，形成按键归类序列。
当然，在本发明所述方法(即通过检测摄像头的运动来代替手机按键操作)处于工作状态的情况下，用户有的时候还是希望恢复到通过按键的方式来进行有关操作，这可以通过在手机上预先设置“热键”的方式或特定的手机运动模式(如上下连续多次快速移动)的方式，在点击“热键”或进行手机特定运动模式操作后实现。
采用本发明所述的方法，其不仅在操作和使用上更加快捷、方便和更加人性化，而且也更具娱乐性和更方便老人、小孩以及残疾人士无障碍地使用。且对于本发明所述方法的实施，手机厂家可在获得本发明所述方法后自行设计和实现，而不存在预先设计好一套软件让手机厂家购买或安装的问题。此外，手机厂家可将本发明所述的方法应用于手机的任何应用的管理中。
下面结合附图，对本发明所述方法的具体实施作进一步的详细说明。对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明方法的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。
图1是本发明所述方法的原理图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明所述方法的具体实施作进一步的详细说明。
本发明所述方法是通过检测可拍照手机上摄像头的不同运动距离、运动速度和运动方向等参数，把摄像头的不同运动参数与手机的相应按键操作相对应，以达到控制手机程序，从而实现摄像头的不同动作代表不同按键操作的目的。由于可拍照手机上摄像头的运动距离、运动速度和运动方向的多样性，因此它能在一定程度上代表人们想要表达的意思，并能替代手工按键。在可拍照手机的应用过程中或者在移动通信应用(第三代移动通信系统，即3G)中，如果人们仅仅通过可拍照手机的移动就可以操纵程序，则可使人觉得使用更为方便和快捷。
图1是本发明所述方法的原理图。如图1所示，本发明所述的方法包括如下步骤步骤1通过手机上的摄像头获取视频，即在所选择的程序开始运行时，同时在后台启动摄像操作，完成对现场环境的拍摄；步骤2对上述步骤1中获取的视频序列进行预处理，进行初步分析和归类该视频序列中的视频帧，其中至少包括采用滤波、去噪及边缘增强操作中的一种或一种以上的操作；步骤3利用运动估计和图像跟踪技术对上述视频序列进行运动参数的提取；上述运动参数至少包括运动方向、运动速度、运动距离中的一种或一种以上的参数；其中首先在第一帧视频中选出参照物，其中通常可以选择视频中心位置8×8的区域，但也可选择该第一帧视频中的其他任何适当的区域；然后在第二帧视频中寻找该参照物所对应的区域，找到后，计算其与第一帧视频之间的位移和运动方向，进而计算出该参照物的运动参数；若在第二帧中没有找到第一帧中的参照物，可将所有运动参数赋值为零或其他参数，即认为没有运动；步骤4进行动作匹配，即把上述提取的运动参数与按键归类序列中的所有按键操作相对应；例如运动方向代表手机的方向选择键，运动速度代表数字输入键，运动距离代表程序间的切换操作，如由数字向字母切换等，这里可以自由定义以方便实现不同功能和特定操作；步骤5通过移动可拍照手机，手机自动检测到摄像头的运动参数，根据其代表的不同含义执行相应的操作。
其中，上述步骤4中的按键归类序列包括如下实现步骤步骤401对不同款式和不同型号的手机上的按键进行提取；步骤402对不同型号的手机的按键功能进行分析，分析其按键所完成的主要功能；步骤403通过上述步骤402对按键的分析，清楚其代表的功能，对其进行归类，通常至少可以分为数字类、字母类、选择类、确认类中的一种或一种以上的类别；步骤404对上述步骤403中按键归类的内容进行排队和入库，把每一类按键按序号分类装载到数据库中，形成按键归类序列。
对于本发明所述方法的实施，手机厂家可在获得本发明所述方法后自行设计和实现，而不存在预先设计好一套软件让手机厂家购买或安装的问题。此外，手机厂家可将本发明所述的方法应用于手机的任何应用的管理中，例如应用于手机MP3歌曲的播放上，例如假设手机运动参数(运动参数可包括方向、速度、距离等)和按键的定义关系为手机向前移动，代表上翻按键；手机向后移动，代表下翻按键；手机向右移动，代表音量增大按键；手机向左移动，代表音量调小按键，手机向上运动代表选择按键(选择即为开始播放)，手机向下运动，代表取消按键(取消即为停止播放)，其主要包括如下操作1)选择手机MP3播放菜单，打开方式可用按键或本发明所述的方法(即检测摄像头运动的方法)；这时候手机摄像头已经在后台工作，且假设手机里已经有多首MP3歌曲；2)后移手机，手机通过检测摄像头的运动确认手机后移，则对应于下翻按键，手机显示屏中的光标移至MP3菜单中下一首歌曲位置；3)前移手机，手机通过检测摄像头的运动确认手机前移，则对应于上翻按键，手机显示屏中的光标移至MP3菜单中上一首歌曲位置；4)右移手机，手机通过检测摄像头的运动确认手机右移，则对应于音量调大按键，手机自动调大播放音量；5)左移手机，手机通过检测摄像头的运动确认手机左移，则对应于音量调小按键，手机自动调小播放音量。
6)上移手机，手机通过检测摄像头的运动确认手机上移，则对应于选择按键，手机自动播放选择的MP3歌曲；7)下移手机，手机通过检测摄像头的运动确认手机下移，则对应于取消按键，手机停止播放MP3歌曲。
再如一个手机游戏的操作，比如此手机游戏为“驾驶手机屏幕上显示的一辆汽车”，此手机的键盘中有上翻、下翻、左翻、右翻四个方向操作键(很多手机的键盘上除了数字键和字母键外，还有上、下、左、右四个方向的按键)。在未采用本方法之前，此游戏的按键操作为点击上翻键，操作汽车向前运行；点击下翻键，操作汽车向后运行；点击左翻键，操作汽车向左转；点击右翻键，操作汽车向右转。采用本方法后，例如假设手机运动参数和按键的定义关系为手机向前移动，代表点击上翻键；手机向后移动，代表点击下翻键；手机向右移动，代表点击右翻键；手机向左移动，代表点击左翻键。其主要包括如下操作1)选择手机中驾驶汽车游戏，打开方式可用按键或本发明所述的方法(即检测摄像头运动的方法)；这时候手机摄像头已经在后台工作；2)前移手机，手机通过检测摄像头的运动确认手机前移，则对应于上翻按键，汽车前行；3)后移手机，手机通过检测摄像头的运动确认手机后移，则对应于下翻按键，汽车后退；4)右移手机，手机通过检测摄像头的运动确认手机右移，则对应于右翻按键，汽车右转；5)左移手机，手机通过检测摄像头的运动确认手机左移，则对应于左翻按键，汽车左转。
以上详细说明了本发明的工作原理，但这只是为了便于理解而举的一个形象化的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，任何所属技术领域的普通专业人员均可根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，做出各种可能的等同改变或替换，但所有这些改变或替换都应属于本发明的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种通过检测可拍照手机摄像头运动代替按键操作的方法，其特征在于包括如下步骤步骤1通过手机上的摄像头获取视频，即在所选择的程序开始运行时，同时在后台启动摄像操作，完成对现场环境的拍摄；步骤2对上述步骤1中获取的视频序列进行预处理，进行初步分析和归类该视频序列中的视频帧；步骤3利用运动估计和图像跟踪技术对上述视频序列进行运动参数的提取，其中上述运动参数至少包括运动方向、运动速度及运动距离中的一种或一种以上的参数；步骤4进行动作匹配，即把上述提取的运动参数与按键归类序列中的按键操作相对应；步骤5通过移动可拍照手机，手机自动检测到摄像头的运动参数，根据其代表的不同含义执行相应的操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述步骤2中对视频序列进行的预处理至少包括采用滤波、去噪及边缘增强操作中的一种或一种以上的操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述步骤3包括如下步骤步骤301在第一帧视频中选出参照物；步骤302在第二帧视频中寻找该参照物所对应的区域，找到后，计算其与第一帧视频之间的位移和运动方向，进而计算出该参照物的运动参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于上述步骤3至少包括1)参照物的选取；2)参照物的匹配至少采用运动估计技术和三步法快速算法中的一种或一种以上的方法来实现匹配。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述步骤4中的按键归类序列包括如下实现步骤步骤401对不同款式和不同型号的手机上的按键进行提取；步骤402对不同型号的手机的按键功能进行分析，分析其按键所完成的主要功能；步骤403通过上述步骤402对按键的分析，对其进行归类，至少分为数字类、字母类、选择类、确认类中的一种或一种以上的类别；步骤404对上述步骤403中按键归类的内容进行排队和入库，把每一类按键按序号分类装载到数据库中，形成按键归类序列。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过在手机上预先设置“热键”的方式或预先设定的手机运动模式的方式，在点击“热键”或进行手机预先设定的运动模式操作后实现由该方法恢复到通过按键的方式进行有关操作。
全文摘要
本发明的一种通过检测可拍照手机摄像头运动代替按键操作的方法，是通过检测可拍照手机上摄像头的不同运动距离、运动速度和运动方向等参数，把摄像头的不同运动参数与手机的相应按键操作相对应，以达到控制手机程序，从而实现摄像头的不同动作代表不同按键操作的目的，以取代手工按键操作。
文档编号H04Q7/32GK1731793SQ20051008624
公开日2006年2月8日 申请日期2005年8月17日 优先权日2005年8月17日
发明者孙丹, 黄逸珺, 王维国 申请人:孙丹, 王维国