基于图像识别实现触摸的系统及方法
【专利摘要】本发明提供一种基于图像识别实现触摸的方法，该方法包括：启动前置摄像头，每间隔一个时间间隔拍摄用户手指在虚拟屏操作的图像；利用手指图像识别技术，将拍摄的当前图像中的手指指尖处理为一个圆形区块；根据当前图像中手指圆的半径，判定当前图像对应的虚拟屏是否有效；缩小或放大当前图像，使得缩放后的图像的尺寸和显示屏的屏幕分辨率一致；及比较当前图像和基准图像中的手指圆半径和圆心坐标位置，根据比较结果产生相应的触摸事件。本发明还提供一种基于图像识别实现触摸的系统。通过本发明能够在不配备触摸屏的基础上实现触摸功能。
【专利说明】基于图像识别实现触摸的系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像识别技术，尤其涉及一种基于图像识别实现电子设备屏幕的触摸 的系统及方法。
【背景技术】
[0002] 目前，大多数电子设备(手机、平板电脑等）的屏幕都是采用触摸屏技术，通过侦测 手指在触摸屏的某个触碰点的电压或电流等物理值，触摸屏控制器接收到物理值后转换成 触摸点的坐标位置并传送给CPU(CentralProcessingUnit,中央处理单元)。利用触摸屏 技术使得人机交互变得简单，然而，触摸屏的硬件设计复杂度和成本都较高，便携式电脑、 手机等电子设备在不具备触摸屏的基础上如何实现触摸是一个需要解决的问题。
【发明内容】
[0003] 鉴于以上内容，本发明提出一种基于图像识别实现触摸的系统及方法，利用现有 电子设备所配备的前置摄像头捕捉用户手指在虚拟屏上操作的图像，识别图像中手指并处 理为圆形，将手指在虚拟屏上的坐标计算转换为获取手指圆圆心在图像中的坐标，比较多 张图像中手指圆的半径及圆心坐标位置变化，产生相应的触摸事件，使电子设备无需配备 触摸屏就可以实现触摸功能。
[0004] 所述的基于图像识别实现触摸的系统，该系统包括：图像拍摄模块，用于启动前置 摄像头，每间隔一个时间间隔拍摄用户手指在虚拟屏操作的图像；图像处理模块，用于利用 手指图像识别技术，将拍摄的当前图像中的手指指尖处理为一个圆形区块；判定模块，用于 根据当前图像中手指圆的半径，判定当前图像对应的虚拟屏是否有效；图像缩放模块，用于 缩小或放大当前图像，使得缩放后的图像的尺寸和显示屏的屏幕分辨率一致；及事件生成 模块，用于比较当前图像和基准图像中的手指圆半径和圆心坐标位置，根据比较结果产生 相应的触摸事件。
[0005] 所述的基于图像是些实现触摸的方法，该方法包括：启动前置摄像头，每间隔一个 时间间隔拍摄用户手指在虚拟屏操作的图像；利用手指图像识别技术，将拍摄的当前图像 中的手指指尖处理为一个圆形区块；根据当前图像中手指圆的半径，判定当前图像对应的 虚拟屏是否有效；缩小或放大当前图像，使得缩放后的图像的尺寸和显示屏的屏幕分辨率 一致；及比较当前图像和基准图像中的手指圆半径和圆心坐标位置，根据比较结果产生相 应的触摸事件。
[0006] 相比现有技术，本发明利用现有电子设备所配备的前置摄像头拍摄手指在屏幕前 方的移动、点击等动作的图像，利用图像识别技术识别图像中手指并处理手指尖为圆形，通 过分析比较多张图像中手指圆半径和圆心坐标位置的变化，产生相应的触摸事件以实现屏 幕的触摸功能，无需增加触摸屏等额外的硬件设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1是本发明基于图像识别实现触摸的系统的较佳实施例的运行环境图。
[0008] 图2是本发明基于图像识别实现触摸的系统的较佳实施例的功能模块图。
[0009] 图3是本发明基于图像识别实现触摸的方法的较佳实施例的方法流程图。
[0010] 图4是说明虚拟屏和手指有效操作区域的示意图。
[0011] 图5是将图像中手指处理为手指圆的不意图。
[0012] 图6是比较两张图像中手指圆的圆心位置和半径的示意图。
[0013] 主要元件符号说明
【权利要求】
1. 一种基于图像识别实现触摸的系统，运行于配置有前置摄像头的电子设备中，其特 征在于，该系统包括： 图像拍摄模块，用于启动前置摄像头，每间隔一个时间间隔拍摄用户手指在虚拟屏操 作的图像； 图像处理模块，用于利用手指图像识别技术，将拍摄的当前图像中的手指指尖处理为 一个圆形区块； 判定模块，用于根据当前图像中手指圆的半径，判定当前图像对应的虚拟屏是否有 效； 图像缩放模块，用于在当前图像对应的虚拟屏有效时，缩小或放大当前图像，使得缩放 后的图像的尺寸和显示屏的屏幕分辨率一致；及 事件生成模块，用于比较当前图像和基准图像中的手指圆半径和圆心坐标位置，根据 比较结果产生相应的触摸事件。
2. 如权利要求1所述的基于图像识别实现触摸的系统，其特征在于，所述虚拟屏为显 示屏前方一定距离且与显示屏平行的任意平面。
3. 如权利要求1所述的基于图像识别实现触摸的系统，其特征在于，所述判定模块用 于判定当前图像对应的虚拟屏是否有效： 判定当前图像中手指圆的半径r是否满足R2 Sr SRI ; 若当前图像中手指圆半径不满足上述条件，则当前图像对应的虚拟屏无效，舍弃该图 像； 其中，RU R2分别为距离前置摄像头较近和较远的两个临界处虚拟屏的对应图像中手 指圆的半径，该两个虚拟屏及该两个虚拟屏之间的任意虚拟屏为用户手指操作的有效区。
4. 如权利要求1所述的基于图像识别实现触摸的系统，其特征在于，所述事件生成模 块用于根据比较结果产生相应的触摸事件： a) 获取当前图像和基准图像中手指圆的半径和圆心坐标； b) 比较两个手指圆的半径： 当r2-rl>DR,贝U产生手指按下事件，当rl-r2>DR,贝U产生手指抬起事件,其中,rl、r2分 别为基准图像和当前图像中手指圆的半径，DR为触发产生手指按下或抬起事件的阀值； c) 比较两个手指圆的圆心坐标： 当I xl-x2 I >DX或I yl_y2 I >DY时，
，则产生手指 移动事件，其中，xl、x2分别基准图像和当前图像中手指圆圆心的水平坐标值、yl、y2分别 为两个手指圆圆心坐标的纵向坐标值，DX、DY、DS分别是触发产生手指在一个虚拟屏内移动 事件的阀值。
5. 如权利要求4所述的基于图像识别实现触摸的系统，其特征在于，该系统还包括图 像选取模块，用于选取基准图像： 将当前图像与基准图像比较，若两手指圆半径或圆心坐标位置的变化满足触发产生触 摸事件的阀值，则选取当前比较的当前图像作为下次比较的基准图像； 若两手指圆半径和圆心坐标位置的变化都不满足触发产生触摸事件的阀值，则仍以当 前比较的基准图像作为下次比较的基准图像。
6. 如权利要求1所述的基于图像识别实现触摸的系统，其特征在于，所述事件生成模 块还用于在每次比较后，将当前比较的当前图像作为下次比较的基准图像并保存于存储器 中。
7. -种基于图像识别实现触摸的方法，应用于配置有前置摄像头的电子设备中，该方 法包括： 图像拍摄步骤，启动前置摄像头，每间隔一个时间间隔拍摄用户手指在虚拟屏操作的 图像； 图像处理步骤，利用手指图像识别技术，将拍摄的当前图像中的手指指尖处理为一个 圆形区块； 判定步骤，根据当前图像中手指圆的半径，判定当前图像对应的虚拟屏是否有效； 图像缩放步骤，在当前图像对应的虚拟屏有效时，缩小或放大当前图像，使得缩放后的 图像的尺寸和显示屏的屏幕分辨率一致；及 事件生成步骤，比较当前图像和基准图像中的手指圆半径和圆心坐标位置，根据比较 结果产生相应的触摸事件。
8. 如权利要求7所述的基于图像识别实现触摸的方法，其特征在于，所述虚拟屏为显 示屏前方一定距离且与显示屏平行的任意平面。
9. 如权利要求7所述的基于图像识别实现触摸的方法，其特征在于，所述判定步骤包 括： 判定当前图像中手指圆的半径r是否满足R2 Sr SRl ; 若当前图像中手指圆半径不满足上述条件，则舍弃该图像； 其中，RU R2分别为距离前置摄像头较近和较远的两个临界处虚拟屏的对应图像中手 指圆的半径，该两个虚拟屏及该两个虚拟屏之间的任意虚拟屏为用户手指操作的有效区。
10. 如权利要求7所述的基于图像识别实现触摸的方法，其特征在于，所述事件生成步 骤包括： a) 获取当前图像和基准图像中手指圆的半径和圆心坐标； b) 比较两个手指圆的半径： 当r2-rl>DR,贝U产生手指按下事件，当rl-r2>DR,贝U产生手指抬起事件,其中,rl、r2分 别为基准图像和当前图像中手指圆的半径，DR为触发产生手指按下或抬起事件的阀值； c) 比较两个手指圆的圆心坐标： 当I xl-x2 I >DX或I yl_y2 I >DY时或者
'，则产生手指 移动事件，其中，xl、x2分别基准图像和当前图像中手指圆圆心的水平坐标值、yl、y2分别 为两个手指圆圆心坐标的纵向坐标值，DX、DY、DS分别是触发产生手指在一个虚拟屏内移动 事件的阀值。
11. 如权利要求10所述的基于图像识别实现触摸的方法，其特征在于，该方法还包括 图像选取步骤： 将当前图像与基准图像比较，若两手指圆半径或圆心坐标位置的变化满足触发产生触 摸事件的阀值，则选取当前比较的当前图像作为下次比较的基准图像； 若两手指圆半径和圆心坐标位置的变化都不满足触发产生触摸事件的阀值，则仍以当 前比较的基准图像作为下次比较的基准图像。
12.如权利要求7所述的基于图像识别实现触摸的方法，其特征在于，所述事件生成步 骤还包括在每次比较后，将当前比较的当前图像作为下次比较的基准图像并保存于存储器 中。
【文档编号】G06F3/042GK104331191SQ201310307695
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2013年7月22日
【发明者】叶成平 申请人:深圳富泰宏精密工业有限公司, 奇美通讯股份有限公司