专利名称：智能电视多人手控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能电视机控制领域，尤其是涉及ー种智能电视机多人进行手势控制的系统。
背景技术：
智能电视像智能手机一祥，具有全开放式平台，搭载了操作系统，可以由用户自行安装和卸载软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对电视的功能进行扩充，并可以通过网线、无线网络来实现上网冲浪的这样ー类电视的总称，它是未来电视发展的主要趋势。传统的按键式遥控方式己经无法满足越来越多的内容选择和操作方式需求，而对于现在比较成熟的键鼠控制和触控方式显然在家庭智能电视领域使用不便，无法推广。为 了解决上述问题，本发明提出了一种基于机器视觉的多人手控系统。
发明内容
本发明的目的是针对现有智能电视控制方式的不足提出了ー种可以实现多人进行手势控制的系统，使用该系统可以用极其简单的手势对复杂的智能电视操作界面进行控制。为实现其目的，本发明采用以下技术方案
ー种智能电视多人手控系统，其由摄像匹配模块、追踪模块和操作模块组成。其特征在于包括以下步骤
1)用户在电视高像素摄像头有效范围内给出激活手势，匹配模块匹配成功，电视屏幕给出多个可控制的控制末端，可以ー个人用两个手同时进行操作，也可以多个控制人分别同时独立进行所有操作；
2)激活手势转为追踪手势，追踪模块启动，井向你所需要的控制末端的方向移动就可对其进行选择，这时该控制末端开始追踪特定手指的移动，在追踪过程中，如果需要重新调整追踪手势的位置，可将追踪手势转为激活手势，这时追踪模块仍在追踪，但控制末端位置不动，当用户手移动到适当的位置后，激活手势转为追踪手势，追踪末端则开始重新追踪，通过追踪手势的移动将控制末端移动到屏幕弹出的操作面板中想要操作的命令图标上；
3)追踪手势转为操作手势，操作模块启动，控制追踪末端执行用户发出的确认、移动、放大等各种操作命令。具体使用过程中通过这三种手势的互相变换来达到用户的目的。步骤I中所述的高像素的摄像头安装在电视的上部，其数量根据实际需求，可以为I到3个,其有效范围内能分辨的移动精度a应不大于IOmm,推荐为Imm到3mm。但是较小的分辨精度对摄像头及系统处理能力要求将增高，这要根据实际成本进行选择。且在ー定范围内用户应当可以根据自己的操作习惯对其能分辨的精度进行设置。该系统只有三种手势即激活手势、追踪手势和操作手势。激活手势默认为打开的手掌，追踪手势默认为拇指和食指组成的八字手势，操作手势默认为弯下拇指只有食指的手势。步骤I中所述的多个控制末端，可多人进行控制，每个都是相互独立进行操作的，为了方便用户进行操作，使其变的更加灵活，其对应的激活手势、追踪手势和操作手势都可在手势匹配模块中自己定义，这对手有残疾的人士来说也可以方便进行控制。步骤2中所述的追踪模块，其在启动后按一定的频率f对人手进行图像采集与追踪。追踪步骤包括
1)高像素摄像头采集人手的移动量ΛS，并将其转化为在CCD或COMS上的像素变化ΛΡ，通过内部图像处理单元将Λ P转换为ニ维坐标像素值的变换(Λ X，Ay);
2)追踪模块将用户手指的图像在ニ维坐标下像素值的变换(Λχ，Ay)，转换为控制末端在电视屏幕上对应的像素值的变换(k Λ X，kAy)； 3)控制末端在电视屏幕的两个对应的方向上移动的像素值分别为(kΛ X，kAy)。步骤I所述的ニ维坐标像素值的变换，是水平Λχ和垂直Ay两个方向上像素值的变换。步骤2和步骤3所述的k是控制末端在电视屏幕上像素的移动量和用户手指在CCD或CMOS的像素上的移动量的比值，其大小用户可以根据操作习惯进行设置。k值与前面提到的分辨精度a —起影响用户对控制末端控制精度和效果。
图I智能电视多人手控系统框 图2 ニ种控制手势；
图3手指移动对应的像素变化ΛP在ニ维坐标下的转换；
图4智能电视多人手控系统X方向追踪原理图。
具体实施例方式图I是智能电视多人手控系统框图。摄像匹配模块在不断的进行工作，当检测到用户在电视高像素摄像头有效范围内给出激活手势时，电视屏幕给出多个可控制的控制末端，可以一个人用两个手同时进行操作，也可以多个控制人分别同时独立进行所有操作；当激活手势转为追踪手势时，启动追踪模块，井向你所需要的控制末端的方向移动就可对其进行选择，这时该控制末端开始追踪特定手指的移动，在追踪过程中，如果需要重新调整追踪手势的位置，可将追踪手势转为激活手势，这时追踪模块仍在追踪，但控制末端位置不动，当用户手移动到适当的位置后，激活手势转为追踪手势，追踪末端则开始重新追踪，通过追踪手势的移动将控制末端移动到屏幕弹出的操作面板中想要操作的命令图标上；追踪手势转为操作手势，操作模块启动，控制追踪末端执行用户发出的确认、移动、放大等各种操作命令。该系统的工作方式使用户在操作智能电视时就像通过鼠标操作电脑一祥，桌面的箭头按鼠标移动的方位进行相应移动；又像操作智能手机一祥，简单可靠，可以完成复杂的命令。图2为三种控制手势。a为激活手势，其默认为打开的手掌；b为追踪手势，其默认为拇指和食指组成的八字手势；c为操作手势,其默认为弯下拇指只有食指的手势。为了方便用户进行操作，使其变的更加灵活，这三种手势都可在手势匹配模块中自己定义，这主要是考虑到不同的人有不同的操作习惯，或是手有残疾的人不能给出默认手势。如图3所示，手指移动对应的像素变化ΛΡ在与电视平面相关平行的水平和垂直方向组成的ニ维坐标下的转换。高像素摄像头采集人手的移动量Λ S，并将其转化为在CCD或COMS上的像素变化ΛΡ，通过内部图像处理单元将ΛΡ转换为ニ维坐标像素值的变换(Δχ, Ay)，然后追踪模块根据此值，使控制末端相应移动(kAx, kAy)。图4为智能电视多人手控系统X方向追踪原理图。因手指在空间的移动，可以分解为X方向和y方向的移动，因两方向的追踪原理相同，所以本图只对X方向的追踪过程进行详细分析。如图所示，设X方向的移动量为AB，其在透镜成像面上的像为A' B'，也即上图所述的ΛΧ，追踪模块根据A' B'使控制末端相应移动Α" B"，也即上图所述kAx。因此，当手指X方向的移动AB时，控制末端就会在电视屏幕上相应移动A" B"，同理，y方向也是如此。所以手指在效范围的空间中，在与电视平面基本平行的平面中的任意移动，都可 以被控制末端追踪，进而实现了用简单的三个控制手势对电视的控制。
权利要求
1.一种智能电视多人手控系统，其特征在于包括以下步骤 (1)用户在电视高像素摄像头有效范围内给出激活手势，匹配模块匹配成功，电视屏幕给出多个可控制的控制末端，可以一个人用两个手同时进行操作，也可以多个控制人分别同时独立进行所有操作； (2)激活手势转为追踪手势，追踪模块启动，并向你所需要的控制末端的方向移动就可对其进行选择，这时该控制末端开始追踪特定手指的移动，在追踪过程中，如果需要重新调整追踪手势的位置，可将追踪手势转为激活手势，这时追踪模块仍在追踪，但控制末端位置不动，当用户手移动到适当的位置后，激活手势转为追踪手势，追踪末端则开始重新追踪，通过追踪手势的移动将控制末端移动到屏幕弹出的操作面板中想要操作的命令图标上； (3)追踪手势转为操作手势，操作模块启动，控制追踪末端执行用户发出的确认、移动、放大等各种操作命令。
2.根据权利要求I所述的智能电视多人手控系统，其特征在于步骤I中所述的高像素的摄像头安装在电视上，其数量为I到3个，其有效范围内能分辨的移动精度a应不大于10mm，且是可以设置的。
3.根据权利要求I所说的智能电视多人手控系统，其特征在于激活手势默认为打开的手掌，追踪手势默认为拇指和食指组成的八字手势，操作手势默认为弯下拇指只有食指的手势。
4.根据权利要求I所述的智能电视多人手控系统，其特征在于步骤I中所述的多个控制末端，可多人同时进行控制，每个都是相互独立进行操作的，其对应的激活手势、追踪手势和操作手势都可在手势匹配模块中自己定义。
5.根据权利要求I所述的智能电视多人手控系统，其特征在于步骤2中所述的追踪模块，其追踪步骤包括 (1)高像素摄像头采集人手的移动量AS，并将其转化为在CCD或COMS上的像素变化AP，通过内部图像处理单元将A P转换为二维坐标像素值的变换(A X，Ay)； (2)追踪模块将用户手指的图像在二维坐标下像素值的变换(AX，Ay)，转换为控制末端在电视屏幕上对应的像素值的变换(kAx，kAy)； (3 )控制末端在电视屏幕的两个方向上移动的像素值分别(k A X，kAy)。
6.根据权利要求5所述的追踪模块，其特征在于步骤I所述的二维坐标像素值的变换，是水平和垂直两个方向上像素值的变换。
7.根据权利要求5所述的追踪模块，其特征在于步骤2和步骤3所述的k是控制末端在电视屏幕上像素的移动量和用户手指在CCD或CMOS的像素上的移动量的比值，其大小可以设置。
全文摘要
本发明公开了一种智能电视多人手控系统。该系统的控制只使用激活、追踪和操作三种手势。其中激活手势的作用是激活手势操作功能，追踪手势在激活手势的辅助下控制追踪末端的移动，操作手势控制追踪末端执行用户发出的确认、移动、放大等各种操作命令。此系统具有控制方案简单、易于用户掌握、可单人双手或多人同时控制、操作效率高等特点。
文档编号H04N21/47GK102685581SQ20121016361
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月24日
发明者尹国鑫 申请人:尹国鑫