专利名称：手势识别装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种识别装置，特别是关于一种手势识别装置及方法。
背景技术：
通常的手势识别装置利用摄像头及图片处理软件识别手势，然而摄像头与图片处理软件的组合对用户的动作感应比较滞后，通常用户动作完成一段时间之后，该组合才能识别，而且该组合对光线要求比较高，如光线不好，会影响到识别效果。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种识别效果好的手势识别装置及方法。一种手势识别装置，所述手势识别装置包括一超声波发射器，用于发射超声波信号；一超声波接收器，用于接收反射超声波信号；—分割模块，用于将所述发射超声波信号按一时间间隔分割为若干帧；一计算模块，用于获取每一帧的特征值；一分类模块，用于过滤所述特征值而获得与手势相关的特征值，并通过一音频识别模型而获取一对应所述与手势相关的特征值的概率矩阵；一手势库，所述手势库中包括若干参考概率矩阵，每一参考概率矩阵对应一手势；一识别模块，用于从所述手势库中搜索与所述分类模块中的概率矩阵相匹配的一参考概率矩阵，如果找到匹配的参考概率矩阵，则判断所述反射超声波信号为所述找到的参考概率矩阵对应的手势的信号。优选地，所述手势识别装置还包括一调节模块，所述调节模块用于在所述分割模块分割所述发射超声波信号之前过滤及放大所述发射超声波信号。优选地，所述音频识别模型为隐马尔可夫模型。优选地，所述识别模块用于通过Viterbi搜索方式搜索参考概率矩阵。一种手势识别方法，应用于一装置中，所述方法包括通过一超声波发射器发射超声波信号；通过一超声波接收器接收反射超声波信号；将所述反射超声波信号按一时间间隔分割为若干帧；获取每一帧的特征值；过滤所述特征值而获得与手势相关的特征值，并通过一音频识别模型而获取一对应所述与手势相关的特征值的概率矩阵；搜索与所述概率矩阵相匹配的存储于所述装置中的一参考概率矩阵，每一参考概率矩阵对应一手势，如果找到匹配的参考概率矩阵，则判断所述反射超声波信号为所述找到的参考概率矩阵对应的手势的信号。
优选地，所述方法还包括在分割所述反射超声波信号之前过滤及放大所述反射超
声波信号。优选地，所述音频识别模型为隐马尔可夫模型。优选地，通过Viterbi搜索方式搜索参考概率矩阵。相较于现有技术，在上述手势识别装置及方法中，超声波信号被用来识别手势，这种方式改善了手势识别效果。
下面参照附图结合实施方式对本发明作进一步的描述。图1是本发明较佳实施例手势识别装置的示意图。图2是本发明较佳实施例手势识别方法的流程图。主要元件符号说明
超声波发射器 10 超声波接收器 20 调节模块30
处理芯片40
控制模块41
分割模块42
计算模块43
分类模块44
电脑50
识别模块51
手势库5具体实施例方式请参阅图1，本发明较佳实施例手势识别装置包括一超声波发射器10，一超声波接收器20、一调节模块30、一处理芯片40及一电脑50。所述调节模块30用于过滤及放大一反射超声波信号，所述反射超声波信号来自所述超声波接收器20。所述处理芯片40包括一控制模块41、一分割模块42、一计算模块43及一分类模块44。
所述控制模块41用于控制所述超声波发射器10的开启。所述分割模块42用于将所述发射超声波信号按一间隔时间分割成若干帧(frame)。在本实施例中，每一帧的宽度为30兆秒(msec)，30个相邻的帧设为一关联窗口(contextwindow)。所述计算模块43用于获取每一关联窗口中的每一帧的特征值。所述分类模块44用于过滤所述特征值而获取与手势相关的特征值，并且通过一音频识别模型而获取一对应所述与手势相关的特征值的概率矩阵，在本实施例中，所述音频识别模型为隐马尔可夫模型(hidden Markov model)。所述电脑50包括一识别模块51及一手势库52。所述手势库52中包括若干参考概率矩阵，每一参考概率矩阵对应一手势。所述识别模块51用于从所述手势库52中搜索与所述分类模块44中的概率矩阵相匹配的参考概率矩阵，找到匹配的参考概率矩阵，则判断所述反射超声波信号为所述找到的参考矩阵对应的手势的信号，在本实施例中，所述识别模块通过一 Viterbi搜寻方式进行搜寻参考概率矩阵。请参阅图1及图2，本发明较佳实施例手势识别方法包括如下步骤S201，所述超声波发射器10发出超声波信号，所述超声波接收器20接收到来自物体反射回来的反射超声波信号；S202，所述调节模块30过滤并放大所述反射超声波信号；S203，所述分割模块42将所述反射超声波信号按照一分隔时间分割成若干帧；S204，所述计算模块43获取每一帧的特征值；S205，所述分类模块44过滤所述特征值而获得与手势相关的特征值，并且通过隐马尔可夫模型而获取一对应所述与手势相关的特征值的概率矩阵；S206，所述识别模块51从所述手势库52中搜索与所述分类模块44中的概率矩阵相匹配的参考概率矩阵，如果找到匹配的参考概率矩阵，则判断所述反射超声波信号为所述找到的参考概率矩阵对应的手势的信号。
权利要求
1.一种手势识别装置，其特征在于所述手势识别装置包括 一超声波发射器，用于发射超声波信号；一超声波接收器，用于接收反射超声波信号；一分割模块，用于将所述发射超声波信号按一时间间隔分割为若干帧； 一计算模块，用于获取每一帧的特征值；一分类模块，用于过滤所述特征值而获得与手势相关的特征值，并通过一音频识别模型而获取一对应所述与手势相关的特征值的概率矩阵；一手势库，所述手势库中包括若干参考概率矩阵，每一参考概率矩阵对应一手势； 一识别模块，用于从所述手势库中搜索与所述分类模块中的概率矩阵相匹配的一参考概率矩阵，如果找到匹配的参考概率矩阵，则判断所述反射超声波信号为所述找到的参考概率矩阵对应的手势的信号。
2.如权利要求1所述的手势识别装置，其特征在于所述手势识别装置还包括一调节模块，所述调节模块用于在所述分割模块分割所述发射超声波信号之前过滤及放大所述发射超声波信号。
3.如权利要求1所述的手势识别装置，其特征在于所述音频识别模型为隐马尔可夫模型。
4.如权利要求1所述的手势识别装置，其特征在于所述识别模块用于通过Viterbi 搜索方式搜索参考概率矩阵。
5.一种手势识别方法，应用于一装置中，其特征在于所述方法包括 通过一超声波发射器发射超声波信号；通过一超声波接收器接收反射超声波信号； 将所述反射超声波信号按一时间间隔分割为若干帧； 获取每一帧的特征值；过滤所述特征值而获得与手势相关的特征值，并通过一音频识别模型而获取一对应所述与手势相关的特征值的概率矩阵；搜索与所述概率矩阵相匹配的存储于所述装置中的一参考概率矩阵，每一参考概率矩阵对应一手势，如果找到匹配的参考概率矩阵，则判断所述反射超声波信号为所述找到的参考概率矩阵对应的手势的信号。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述方法还包括在分割所述反射超声波信号之前过滤及放大所述反射超声波信号。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述音频识别模型为隐马尔可夫模型。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于通过Viterbi搜索方式搜索参考概率矩阵。
全文摘要
本发明提供一种手势识别装置及方法。手势识别装置包括一超声波发射器，用于发射超声波信号；一超声波接收器，用于接收反射超声波信号；一分割模块，用于将发射超声波信号按一时间间隔分割为若干帧；一计算模块，用于获取每一帧的特征值；一分类模块，用于过滤特征值而获得与手势相关的特征值，并通过一音频识别模型而获取一概率矩阵；一手势库，手势库中包括若干参考概率矩阵，每一参考概率矩阵对应一手势；一识别模块，用于从手势库中搜索与分类模块中的概率矩阵相匹配的一参考概率矩阵，如果找到匹配的参考概率矩阵，则判断反射超声波信号为找到的参考概率矩阵对应的手势的信号。本发明改善了手势识别效果。
文档编号G10L15/14GK102467905SQ201010589669
公开日2012年5月23日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年10月28日
发明者刘凌伟 申请人:美国麻省理工学院, 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司