一种个人随身装置制造方法
【专利摘要】本发明揭露了一种智能个人随身装置，包括载体、处理器、摄像头、两个分别设置在载体的两侧的被动红外感应器、存储设备和电源模块。其中摄像头采用手势控制方式，其通过两个被动红外感应器感应双手动作的时间差来开启，并利用手势识别来控制其完成拍照或摄像的相关操作。本发明所提供的智能个人随身装置，操作简单方便，手势控制方式人性化。
【专利说明】一种个人随身装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子设备领域，特别是涉及一种使用手势和语音控制的便携式智能个人随身装置。
【背景技术】
[0002]如今各种电子产品层出不穷，然而传统的按键式输入，以及如今深受喜爱的触屏输入方式无法完全满足人们对方便快捷操作的更高需求。
[0003]例如当人们想拍照或摄影时，需要从包里掏出相机或是带有摄像功能的手机、平板电脑，然后打开镜头、切换模式、调节焦距和闪光灯，才能进行拍摄。而当这一切准备就绪时，可能已经错过了那些转瞬即逝的美丽瞬间。再比如人们在听音乐前总是需要在理顺耳机线上花费一些时间，或是在闭目养神休息的时候不得不睁开眼睛来看着屏幕切换想要的歌曲。
[0004]手势和语言是人类活动中最常用的表达方式，人们大多数的意思表达都依赖于手势和语言。而手势相比语言更原始、更通用，也意味着更轻松的操作。如果可以用手势和语言快速实现对拍照、摄像、查找歌曲这些常用功能的控制，那将会节省大量的操作负担。
[0005]如今已有一些公司在手势识别的人机交互方式上作出贡献。例如美国微软公司针对在XB0X、X360平台用户的kinect，以及韩国三星公司的智能手势遥控电视。需要指出的是，目前这一领域的发展方向尚不明确，应用产品更是寥寥，集中在以电视为可视平台的游戏控制及少数家居安防领域。
[0006]除了更优化的输入方式，人们也在追求更人性化的电子产品外观及其表现形式。手机、平板电脑、笔记本电脑都为手持可视设备，将它们同时携带会加重用户的使用负担，且表现形式重叠。
[0007]因此，对于当下生活节奏越来越快的人们，需要一种功能更强大，携带更方便的电子设备，并且该设备应当操作更方面，只需对其说话和挥手就能轻松实现人们想要的功能操作。同时作为个人随身设备，需要一种相比可视式手持外观与用户粘度更高的外观，如头戴式。
【发明内容】
[0008]为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供了一种使用手势和语音控制的头戴式个人随身装置，其将多种功能以头戴式物件的外观呈现出来，并提供更人性化的操作方式。
[0009]为了实现上述目的，本发明所提供的智能个人随身装置，包括载体，
用来控制系统的处理器设置在所述载体上，
用来接收光学信号的摄像头设置在所述载体上，
至少一个被动红外感应器设置在所述载体上，
用来存储数据的存储设备设置在所述载体上，和 提供电源的电源模块设置在所述载体上，
其中，所述摄像头采用手势控制方式:所述摄像头通过被动红外感应器感应手来开启，并利用手势识别来控制其完成拍照或摄像的相关操作。
[0010]进一步地，所述智能个人随身装置还包括至少一个用来输出音频的听筒和一个用来接收用户语音指令的麦克风设置在载体上。
[0011]进一步地，所述被动红外感应器的数量为两个，该两个被动红外感应器分别设置在所述载体的两侧。
[0012]进一步地，所述智能个人随身装置中的手控摄像头的方法，包括以步骤:
(1)预设一时间阀值；
(2)通过两个被动红外感应器分别感应双手的动作；
(3)计算双手开始动作的时间差，比较两只手抬起的时间差与预设时间阀值的大小；
(4)如果时间差小于预设的时间阀值，则开启摄像头；如果时间差大于预设的时间阀值，则不开启摄像头；
(5)摄像头开启后，通过手势识别，控制摄像头进行拍照或摄像的相关操作。
[0013]进一步地，所述手控摄像头的方法还包括:开启摄像头的同时开启麦克风，通过语音输入，选择进入拍照模式或录像模式。
[0014]进一步地，所述步骤(5)具体包括以下步骤:
(51)对摄像头采集的图像执行肤色检测确定手的区域；
(52)对图像区域内的手进行手势识别，确定手势动作；
(53)执行手势动作预设的相应操作。
[0015]进一步地，所述步骤(5)还包括，根据已确定的手势动作，对下个手势动作做预测。
[0016]进一步地，所述智能个人随身装置中所述载体为头戴式物件。
[0017]进一步地，所述智能个人随身装置中所述载体为双耳耳机，其中，双耳耳机的听筒即为智能个人随身装置的听筒，双耳耳机的麦克风即为智能个人随身装置的麦克风，两个被动红外感应器分别位于两个听筒上。
[0018]可替换地，所述智能个人随身装置中所述载体为眼镜，其中，所述摄像头设置在眼镜镜架拐角上，所述听筒设置在眼镜腿末端，所述麦克风设置在眼镜腿底部靠近镜片的一端，所述触摸板设置在眼镜腿的两侧。
[0019]可替换地，所述智能个人随身装置中所述载体为帽子、头盔或单侧耳机。
[0020]进一步地，所述智能个人随身装置还包括至少一个触摸板设置在载体上，通过上下或左右滑动触摸板实现对音频播放的不同控制。
[0021]进一步地，所述智能个人随身装置还包括一个蓝牙模块设置在载体上。
[0022]进一步地，所述智能个人随身装置还包括一个GPS模块设置在载体上。
[0023]进一步地，所述手控摄像头的方法中的手势动作，包括
手势a:双手手指手掌在同一平面，分别伸出拇指及食指，使拇指和食指在虎口处呈60-110°夹角，收拢其余三指，双手的虎口呈对角状放置，代表相框的一对对角，比划出一个矩形相框边框的手势确定拍摄范围，其中，在拍照模式下，手势a表示为确定镜头取景范围；在录像模式下，手势a表示开始或结束录像；
手势b:双手保持如手势a所述的形状，向中心收拢为聚焦,反之为散焦,所述手势b表示对拍照模式下的镜头进行缩放；
手势C:在一预设时间段内单手由握拳到伸开五指的动作，表示开启夜间模式；反之，手势C’:在一预设时间段内单手由五指伸开到握拳的动作，表示关闭夜间模式；
手势d:单手打响指的动作，表示打开或关闭闪光灯；
手势e:单手伸出拇指及食指，收拢其余三指，分开拇指和食指手指表示聚焦，靠拢拇指和食指表散焦。
[0024]进一步地，所述手控摄像头的方法，在拍照模式下，记录用户双手虎口位置A(xa, ya),B(xb, yb)在图像坐标中的位置，在保存图像时以该位置对图像进行自动切割。
[0025]进一步地，在拍照模式下，采用手势b调整好摄像头的镜头后保持静止，即保持手势a —段时间后，所述处理器控制摄像头自动启动快门拍照。
[0026]本发明的有益效果在于:本发明的智能个人随身装置轻便可穿戴，与用户的结合更紧密，并且表现形式人性化，操作方式形象、方便，用户只需做出非常自然、易理解的手势即可对该装置进行控制，实现类似人与人交流的轻松人机交互方式。本发明可以以双耳耳机的形式呈现，也可以以眼镜、帽子、头盔、单侧耳机等其它头戴式物件的形式呈现。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为智能个人随身装置各元器件工作示意图；
[0028]图2为载体为双耳耳机的载体智能个人随身装置的正视图；
[0029]图3为载体为双耳耳机的智能个人随身装置的立体图；
[0030]图4为载体为眼镜的智能个人随身装置的立体图；
[0031]图5为摄像头工作的流程图；
[0032]图6为本发明所用到的手势a ；
[0033]图7为本发明所用到的手势b ；
[0034]图8为本发明所用到的手势c ；
[0035]图9为本发明所用到的手势d ；
[0036]图10为本发明所用到的手势e。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0038]如图1所示，一种智能个人随身装置，包括一种头戴式载体，用来控制系统的处理器12设置在所述载体上，用来接收光学信号的摄像头2设置在所述载体上，至少一个被动红外感应器8设置在所述载体上，用来存储数据的存储设备14设置在所述载体上，和提供电源的电源模块20设置在所述载体上。其中所述摄像头2采用手势控制方式，所述摄像头2通过被动红外感应器8感应手来开启，并利用手势识别来控制其完成拍照或摄像的相关操作。
[0039]进一步地，所述被动红外感应器8的数量为两个，该两个被动红外感应器8分别设置在所述载体的两侧。
[0040]进一步地，所述智能个人随身装置还包括至少一个用来输出音频的听筒4和一个用来接收用户语音指令的麦克风6设置在载体上。[0041]进一步地，所述智能个人随身装置还包括至少一个触摸板10设置在载体上。
[0042]进一步地，所述智能个人随身装置还包括一个蓝牙模块16设置在载体上，用来与其他移动终端进行无线数据传输。
[0043]进一步地，所述智能个人随身装置还包括一个GPS模块18设置在载体上，用来记录地理位置。
[0044]所述载体可以是双耳耳机、眼镜、帽子、头盔、单侧耳机等头戴式物件。
[0045]本发明所提供的智能个人随身装置，手势控制摄像头2的方法，具体包括以下步骤:
(1)预设一时间阀值；
(2)通过两个被动红外感应器8分别感应双手的动作；
(3)计算双手开始动作的时间差，比较两只手抬起的时间差与预设时间阀值的大小；
(4)如果时间差小于预设的时间阀值，则开启摄像头2;如果时间差大于预设的时间阀值，则不开启摄像头2;
(5)摄像头2开启后，通过手势识别，控制摄像头2进行拍照或摄像的相关操作。
[0046]开启摄像头2的同时开启麦克风6，通过判断输入的语音信号，选择进入拍照模式或录像模式，如果在预设时间内麦克风6未接收到语音信号，则默认为拍照模式；
步骤(5)具体包括:
(51)对摄像头2输入的图像执行肤色检测确定手的区域；
(52)对图像区域内的手进行手势识别，确定手势动作；
(53)执行手势动作预设的相应操作。
[0047]步骤(51)包括:将采集的图像与预设肤色值匹配，将最大的连通区域划定为手可能的区域。
[0048]步骤(52)包括:预设图形特征库，对手区域内的图形与预设图形特征库匹配，确定手势。
[0049]所述步骤(5)还包括，根据已确定的手势动作，对下个手势动作在图像中的位置做预测，从而节省系统资源。
[0050]结合图5所示的流程图，详细说明摄像头2的工作方法。被动红外感应器8保持开启状态，随时准备捕捉用户的输入手势。为了节省能源，在没有信号输入的情况下，摄像头2和麦克风6处于关闭状态。当用户抬起双手准备拍照时，此时抬起的双手进入被动红外感应器8的感应范围，两个被动红外感应器8接收到红外输入信号。为了降低误判率，预设一个时间阈值At，两个被动红外感应器8感应到信号的时间差若在此时间阈值At内，则认为用户同时举起双手做势拍摄，否则认为此信号非用户拍摄用的输入信号。有很多情况会造成误判，例如用户面前行人的走动，此阈值的设定可以降低在红外范围内人的走动对拍摄动作的误判的几率。若判断为用户所做拍摄动作，则开启摄像头2，同时开启被一定时电路控制的麦克风6，在预设时间段内，让用户通过语音方式选择拍摄模式，在tmode_select时间内麦克风6负责接收用户语音输入信号。若在时间内没有接收到语音信号，默认为拍照模式，若接收到“摄像”，“录像”等的语音，则选择录像模式。在选择其中一种模式后，确认拍摄模式，关闭被动红外感应器8，直到拍摄结束，再开启被动红外感应器8，等待下一次接收指令。[0051]所述摄像头2的拍照及录像功能由简单的手势控制，常用的手势动作及其对应的功能如下:
[0052]手势a:双手手指手掌在同一平面，分别伸出拇指及食指，使拇指和食指在虎口处呈60-110°夹角，收拢其余三指，双手的虎口呈对角状放置，代表相框的一对对角，比划出一个矩形相框边框的手势确定拍摄范围，如图6所示。
[0053]在拍照模式下，手势a表示为确定镜头取景范围；在录像模式下，手势a表示开始或结束录像。
[0054]手势b:双手保持如手势a所述的形状，向中心收拢为聚焦,反之为散焦。该手势b表示对拍照模式下的镜头进行缩放，如图7所示。
[0055]在拍照模式下，采用手势b调整好摄像头的镜头后，双手保持静止一段时间，即保持手势a在一段时间后，处理器12启动一延时电路控制摄像头在一预设时间内自动启动快门。由于用户的手不可能完全保持静止，因此预设一个向量的模阈值，如果连续几帧图像用户的手的特征点移动范围在此阈值内，认定为静止；反之则认为手仍在移动，即取景仍未结束。
[0056]手势c:在一预设时间段内单手由握拳到伸开五指的动作，如图8所示。该手势c表示开启夜间模式，反之，手势c’:在一预设时间段内单手由伸开五指到握拳的动作，表示关闭夜间模式。
[0057]手势d:单手打响指的动作，如图9所示。默认模式为自动闪光灯。用户可以通过手势d打开或关闭闪光灯，在闪光灯关闭状态下，作出手势d的动作表示打开闪光灯；在闪光灯打开状态下，作出手势d的动作表示关闭闪光灯。
[0058]手势e:单手伸出拇指及食指，收拢其余三指，形如用拇指和食指捏起一件物件，分开和靠拢这两根手指的动作，如图10所示。该手势e用于在录像模式下，对进行中的摄像进行缩放，分开拇指和食指手指表示聚焦，靠拢拇指和食指表示散焦。
[0059]摄像头2的手势识别分为两大步骤:第一步为肤色识别，从画面中划分出所有肤色物体；第二步骤为手势识别，对从第一步骤中提取出的物体进行模式匹配。肤色在生物和物理上分布具有一致性，即排除亮度和环境对肤色的影响后，皮肤的色调基本一致。
[0060]首先，对采集到的每一帧图像采用中值滤波滤除噪声，然后将处理过后的图像执行肤色检测。采用HSV色彩空间作为肤色检测的色彩空间，HSV色彩空间对色度和光照的影响较小，可以在受不同光照干扰的情况下最准确地识别肤色，提高识别准确度。在H方向设定肤色阈值，同时设定S和V方向的阈值，初步分割出图像中手和手臂等肤色区域。此步骤的目的在于划分出手臂、手、脸以及所有肤色物体，为下一步识别人手缩小判断范围。将被检测的图像转换为二值图像。对图像做外接多边形处理，手的外界多边形特征点与人脸大不相同，通过此全局特征确定手的位置。
[0061]运用图像分割，得到手型轮廓，取其边界上的高曲率点为特征点，在预置的特征库中比对特征点相似的手型，再映射到具体手势。由于在嵌入式平台，处理器的计算能力相比计算机略低，为保证实时性和用户体验质量，本发明在三方面为处理器减轻计算负担。首先，本发明手势a为启动或结束拍摄手势，手势b、c、d、e为控制手势，在拍摄过程中，其出现先后有规律:镜头开启后确定取景范围时，只需对手势a进行识别匹配。镜头开启后手势b、C、d、e是对摄像头的控制，且此四种手势从屏幕右下角和左下角出现的几率最高。由于在不同的阶段只需对其中几种手势进行识别，且可以预判其出现范围，缩小了手势匹配范围，减少了计算量。第二，由于本发明如前文所述的自身结构的特点，所有手势都在用户面前可视范围内完成，手势活动范围小，连续性强，速度变化小，对摄像头2的跟踪要求低，相比以电视为显示平台、以手臂的挥舞作控制的kinect，以及以整个房间为跟踪目标的智能家居系统而言，本发明在手势识别过程中无需长位移的跟踪，手势变化连续，所占用的系统资源少。第三，本发明用到的手势特征明显，细节少，5种手势间区别显著，对特征点的要求不高，又在一定程度上降低了计算量。因此，基于本发明手势识别过程中较少的计算量要求，本发明选择基于算法的模式识别和手势跟踪作为识别方法。其特点在于不能识别细节较多、特征不明显的物体，但对处理器的运算要求不高。进一步地，在识别出用户的手势后，本发明所提供的智能个人随身装置可根据前一帧的手势在图中的位置，对下一帧的位置进行大致的预测，以便节省系统资源对其进行跟踪。[0062]在拍照模式下，所述摄像头2在镜头开启后的取景过程中，用户使用手势a来确认取景范围。当所述摄像头2识别出用户摆出手势I的双手，此时若用户双手以手势b的运动方式运动，即表明用户仍未确定取景范围，摄像头2跟踪用户双手位置，直到其停下，变为手势a为止。此时确定用户双手的虎口为取景范围的两个对角，并通过听筒4发出确认音，通知用户拍照动作已识别，即将在后自动拍照。同时启动一延时电路控制摄像头在tsh(rt-_ftel时间后自动拍摄。由于用户使用双手确认取景范围的动作是连续的、速度、幅度有限的运动，在现有的物体识别技术、物体跟踪技术下，使用前文所述的手势识别方法可以很好地实现上述功能，且不占据太多的系统资源。听到确认音后，用户可以移开双手，智能个人随身装置将自动完成拍照。用户也可以根据需要做出手势C、手势c’和手势d，分别开启或关闭夜间模式，以及开启或关闭闪光灯。
[0063]在^hffinil时间内，记录用户双手虎口位置A (xa，ya)，B (xb, yb)在图像坐标中的位置，存入缓存中，用以在保存图像时对其进行自动切割。对图像的自动切割的好处在于，用户可以不受镜头长宽比的限制，自由地控制照片的尺寸；同时在拍摄完成后就自动完成图像的切割，不同于现有技术，在拍摄照片后手动切割掉不需要的部分。本发明所述自动对图像切割的技术减轻了用户的操作负担。
[0064]在录像模式下，与拍照模式下相同的是，手势a双手的虎口仍然作为取景的两个对角，并对开始拍摄时的镜头执行初始的缩放。录像模式与拍照模式不同的是，在识别到手势a后，即开始摄像，执行初始缩放，此时本发明所述听筒4发出一声提示音通知用户，表示开始摄像。录像开始后，用户可以将双手从镜头范围内移开，摄像头2会执行第一人视觉的摄像，缩放度保持开始摄像时的缩放度。同拍照模式下的控制一样，用户可以使用手势C、手势c’和手势d分别控制夜间模式和闪光灯。不同的是，在录像进行中，手势a的出现代表执行结束摄像，因此摄像时的缩放使用手势e来执行。如上文提到的，用户如果要结束摄像，只需要将手势a再次呈现在摄像头范围内。当在录像进行中识别到手势a，智能个人随身装置的控制电路结束录像，并将录制内容保存至存储设备14中。
[0065]图2和图3所示的是载体为双耳耳机的智能个人随身装置，下面以载体为双耳耳机的智能个人随身装置为例对本发明进行详细介绍。
[0066]如图2和图3所示，双耳耳机的听筒即为智能个人随身装置的听筒4，双耳耳机的麦克风即为智能个人随身装置的麦克风6，两个被动红外感应器8分别位于两个听筒4上，两个触摸板10分别位于两个听筒4的外侧。
[0067]所述处理器12、存储设备14、蓝牙模块16、电源模块20等可根据双耳耳机的不同形状设置在合适的位置上。
[0068]摄像头2作为智能个人随身装置视觉部分的重要模块，位于双耳耳机的中央或者一侧，为头戴式的第一视角摄像。这里以摄像头2位于双耳耳机一侧为例进行说明。一般而言，用户手的范围在其意愿取景范围外，由于智能个人随身装置需要通过摄像头2对用户手势进行识别，为完整捕捉到用户手的位置，保证手势识别的正确率，需要采用镜头角度略大于标准镜头角度的摄像头2，其适宜角度在52°至67°之间。
[0069]双耳耳机听筒4与麦克风6，作为声音的输出端和输入端，对智能个人随身装置端起着至关重要的作用。
[0070]本发明是将摄像、语音控制、GPS定位、触摸等模块嵌入到双耳耳机等载体上，用来控制该嵌入式系统的处理器12采用目前使用度最高、平台最完善的ARM芯片进行控制，随着产品功能的不断开发，芯片的更新是必然的，本发明不拘泥于某一个或某一种特定芯片。
[0071]本发明用来存储数据的存储设备14，采用适合便携式电子设备的flash存储器。
[0072]本发明对于所述被动红外感应器8有一定要求。相比较市场上普通的被动红外感应器，本发明中的被动红外感应器8在感应范围、最低感应强度和不同方向上的灵敏度有特定的要求:
[0073]首先，感应范围应该在用户抬手动作最多经过的区域，经过对不同身高、臂展的用户的实验，此区域为用户正前方的垂直于地面且垂直于用户视角的平面，其垂直区域为用户肩膀水平位置以下30°左右至肩膀水平位置以上20°左右；其水平区域为两块左右相隔22cm左右、宽度为IOcm左右、长度为18cm左右的区域。
[0074]其次，将最低感应强度调整到感应用户手运动区域的最佳距离。虽然用户的体型和使用习惯各不相同，但根据统计显示用户手的位置与感应器的距离为85cm以内。降低最低感应强度，使之最佳识别范围保证在略大于85cm以内。
[0075]最后，虽然用户的身高臂长各不相同，但抬手动作具有一致性:抬手动作在垂直方向的运动幅度远大于在水平方向的运动幅度，这一动作也与用户前方走动的人群有很大区另IJ。对接收红外光的滤片做出相应改动，使光线的折射符合本发明对垂直方向运动灵敏度要求高、对水平方向运动灵敏度要求低的特定要求。
[0076]对感应范围、最低感应强度和不同方向上的灵敏度的特定要求意在符合用户抬手动作的人体工程学，同时降低面前人走动造成的感应器误开启的几率。确保较低的误开启率，能有效降低电源消耗。
[0077]为了配合智能个人随身装置节电的考虑，用户未作出手势时摄像头2保持关闭状态，只有当用户作出手势，才打开摄像头2对其识别。被动红外感应器8配合摄像头2完成手势识别，可以代替摄像头2保持开启状态，从而极大地减少电源消耗，并在用户作出手势时及时打开摄像头2。
[0078]所述触摸板10，通过上下或左右滑动触摸板，实现对通过听筒4播放的音频的不同控制。所述双耳耳机包括一个控制开始和暂停的开始/暂停按键，开始/暂停按键用来播放/暂停音乐。为了节省电源，触摸板10会在无信号输入达一段时间后自动进入待机状态，如果需要将触摸板10从待机状态中唤醒，需要按一下开始/暂停按键来激活触摸板10。触摸板10输入的信号用来控制音量的升高和降低，以及选择上一首或下一首歌曲。为触摸板10在其平面建立XoY平面坐标系，X轴正方向的运动为选择下一首歌，反方向为上一首歌；y轴正方向的运动为音量升高，反方向为音量降低。若触摸板接收到用户在X轴方向的位移大于Y轴，判断为在X轴方向的运动，执行上一首/下一首选歌；反之则认为Y轴方向的运动，执行音量调节。
[0079]所述智能个人随身装置还包括一个语音搜索系统，用户能够通过说出音乐的歌名来查找并播放对应的歌曲。语音搜索系统通过识别从麦克风6输入的语音，在歌曲库中搜索该歌名。这简化了搜索的过程，也省去了用户从数百个歌曲中查找音乐的麻烦。对用户的语音信号进行降噪处理，提取语音特征，并使用HMM隐马尔科夫模式识别。
[0080]相比其他无线传输模块，蓝牙具有低功耗的特点。同时，蓝牙的辐射较低，一般为手机的1/2000至1/80。本发明的蓝牙模块16可以与匹配后的其他具有蓝牙模块的移动设备，如手机，进行数据传输。蓝牙模块16与手机匹配后，所述双耳耳机可以实现接听/拒绝电话、基于蓝牙的数据无线传输以及通过蓝牙播放手机本地音乐等功能。
[0081]具体地，音乐未播放状态下，当有电话呼入时，播放电话呼入提示音；当音乐播放状态下，当有电话呼入时，电话信号自动占用原音乐信道，暂停音乐，播放电话呼入提示音。按一下开始/暂停按键用来暂停音乐播放并接听电话；长按开始/暂停按键用来拒绝接听电话。
[0082]通过数据无线传输还可以将用户刚刚拍摄的照片或视频通过手机呈现出来，手机通过蓝牙模块16读取智能个人随身装置存储设备14中的本地数据。同样，通过蓝牙模块16用户可以选择播放手机中的音乐。在无限数据传输方面，所述双耳耳机可以看做是普通蓝牙耳机。
[0083]除了以双耳耳机的形式呈现外，本智能个人随身装置的载体也可以是帽子、头盔、眼镜、单侧耳机等。图4所示的是载体为眼镜的实施例。载体为眼镜的外观设置对本发明硬件的要求最为严苛，此处简要说明眼镜形式的特点。本发明所述与用户实现信息交流的方法是把人机交互信息通过听筒4输入用户耳朵，同时通过摄像头2获取用户的手势以及通过麦克风6获取用户的语音信号。因此，眼镜也是本发明的一个理想载体。如图4所示，摄像头2设置在眼镜镜架拐角上，此处能提供的空间较大，是设置摄像头2的理想位置；听筒4设置在眼镜腿末端，为入耳式；麦克风6设置在眼镜腿底部靠近镜片的一端，以与嘴巴距离最近；触摸板10设置在眼镜腿的两侧。以载体为眼镜的智能个人随身装置，与上述载体为双耳耳机的智能个人随身装置具有相同的功能，所需硬件模块亦无变化。
[0084]以眼镜形式呈现的智能个人助理相比双耳耳机形式，有如下特点:
[0085]眼镜为呈现形式的本发明对电路设计的要求较高，需要将上述硬件模块放置到有限的空间中。如今电子产品硬件的发展迅速，使得小体积的轻便型设备成为可能，苹果公司的iPod nano就是这中的典范。眼镜形式的载体的硬件集中在眼镜架上:眼镜腿和镜架平板位置用来摆放硬电路板；柔性电路板则负责在拐角上起连接作用。
[0086]由于眼镜的体积相较双耳耳机略小，所以还需注意电池的使用。本发明用户操作少，无频繁信号输入；在无输入情况下自动关闭镜头、触摸板，且GPS、蓝牙模块只是在需要时开启；且本发明选用低功耗的硬件产品。如果适当降低镜头的分辨率，可以适合眼镜这一载体。[0087]眼镜为载体的智能个人随身装置，其镜片可设置为可拆换式，由于近视者的需求，在实际生产过程中可以根据需要提供适合用户的选择，同样也可提供墨镜等镜片。
[0088]如上所述，本发明的表现形式不拘于双耳耳机和眼镜，帽子和头盔、单侧耳机也是可延伸的呈现方式。本发明以帽子的形式呈现，可发挥的空间更大，结构上实现更容易。冬天寒冷，所穿衣物较多，用户不介意再增加一块很小巧的电子产品，相反会有隔开寒冷的安全感。在寒冷气候下，用户使用传统设备拍摄会将双手暴露在空气中一段时间，相比之下本发明所述的手势拍照方法只需几秒钟的时间；摄像更是只需在开始和结束时伸出双手，摄像进行过程中，用户甚至可以把双手揣在兜里取暖。用户在冬季也能从容拍摄有趣的景象和美丽的风景。
[0089]头盔形式的本产品可以略去手势识别功能，用作骑车人或骑摩托车人的第一人称拍摄，记录自己的行程，留下美好回忆，同时也可作摩托车或自行车的行车记录仪。
[0090]应当可以理解，在不偏离其精神和中心特征的情况下，本发明可以其它形式实现。因此这里的实施例和具体的实施方式是示意性，并不是限制性，并且本发明并不限定在这里给出的详细描述中。
【权利要求】
1.一种智能个人随身装置，包括载体， 用来控制系统的处理器设置在所述载体上， 用来接收光学信号的摄像头设置在所述载体上， 至少一个被动红外感应器设置在所述载体上， 用来存储数据的存储设备设置在所述载体上，和 提供电源的电源模块设置在所述载体上， 其中，所述摄像头采用手势控制方式，所述摄像头通过被动红外感应器感应手的移动来开启，并利用手势识别来控制其完成拍照或摄像的相关操作。
2.如权利要求1所述的智能个人随身装置，其特征在于:还包括至少一个用来输出音频的听筒和一个用来接收用户语音指令的麦克风设置在载体上。
3.如权利要求2所述的智能个人随身装置，其特征在于:所述被动红外感应器的数量为两个，该两个被动红外感应器分别设置在所述载体的两侧。
4.如权利要求3所述的智能个人随身装置，其特征在于:手势控制摄像头的方法，包括以下步骤: (1)预设一时间阀值； (2)通过两个被动红外感应器分别感应双手的动作； (3)计算双手开始动作的时间差，比较两只手抬起的时间差与预设时间阀值的大小； (4)如果时间差小于预设的时间阀值，则开启摄像头；如果时间差大于预设的时间阀值，则不开启摄像头； (5)摄像头开启后，通过手势识别，控制摄像头进行拍照或摄像的相关操作。
5.如权利要求4所述的智能个人随身装置，其特征在于:开启摄像头的同时开启麦克风，通过语音输入，选择进入拍照模式或录像模式。
6.如权利要求5所述的智能个人随身装置，其特征在于:所述步骤(5)具体包括以下步骤: (51)对摄像头采集的图像执行肤色检测确定手的区域； (52)对图像区域内的手进行手势识别，确定手势动作； (53)执行手势动作预设的相应操作。
7.如权利要求6所述的智能个人随身装置，其特征在于:所述载体为头戴式物件。
8.如权利要求7所述的智能个人随身装置，其特征在于:所述载体为双耳耳机，其中，双耳耳机的听筒即为智能个人随身装置的听筒，双耳耳机的麦克风即为智能个人随身装置的麦克风，两个被动红外感应器分别位于两个听筒上。
9.如权利要求7所述的智能个人随身装置，其特征在于:所述载体为眼镜，其中，所述摄像头设置在眼镜镜架拐角处，所述听筒设置在眼镜腿末端，所述麦克风设置在眼镜腿底部靠近镜片的一端，所述触摸板设置在眼镜腿的两侧。
10.如权利要求7所述的智能个人随身装置，其特征在于:所述载体为帽子、头盔或单侧耳机。
11.如权利要求2-10任一所述的智能个人随身装置，其特征在于:还包括至少一个触摸板设置在载体上，通过上下或左右滑动触摸板实现对音频播放的不同控制。
12.如权利要求1-10任一所述的智能个人随身装置，其特征在于:还包括一个蓝牙模块设置在载体上。
13.如权利要求1-10任一所述的智能个人随身装置，其特征在于:还包括一个GPS模块设置在载体上。
14.如权利要求6-10任一所述的智能个人随身装置，其特征在于:所述手势动作，包括 手势a:双手手指手掌在同一平面，分别伸出拇指及食指，使拇指和食指在虎口处呈60-110°夹角，收拢其余三指，双手的虎口呈对角状放置，代表相框的一对对角，比划出一个矩形相框边框的手势确定拍摄范围，其中，在拍照模式下，手势a表示为确定镜头取景范围；在录像模式下，手势a表示开始或结束录像， 手势b:双手保持如手势a所述的形状，向中心收拢为聚焦,反之为散焦,所述手势b表示对拍照模式下的镜头进行缩放， 手势c:在一预设时间段内单手由握拳到伸开五指的动作，表示开启或关闭夜间模式；反之，手势c’:在一预设时间段内单手由伸开五指到握拳的动作，表示关闭夜间模式， 手势d:单手打响指的动作，表示打开或关闭闪光灯，和 手势e:单手伸出 拇指及食指，收拢其余三指，分开拇指和食指手指表示聚焦，靠拢拇指和食指表散焦。
15.如权利要求14所述的智能个人随身装置，其特征在于:在拍照模式下，记录用户双手虎口位置A (xa, ya)，B (xb, yb)在摄像头坐标系中的位置，在保存图像时以该位置对图像进行自动切割。
16.如权利要求14所述的智能个人随身装置，其特征在于:在拍照模式下，采用手势b调整好摄像头的镜头后保持静止，即保持手势a —段时间后，所述处理器控制摄像头自动启动快门拍照。
【文档编号】G06F3/0487GK103713732SQ201210376073
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年9月28日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】王潮 申请人:王潮