一种手势识别装置、电子设备以及手势识别方法与流程

本发明实施例涉及手势识别技术领域，尤其涉及一种手势识别装置、电子设备以及手势识别方法。

背景技术：

随着人机交互技术的飞速发展，各种新型的人机交互方式不断涌现，基于手势识别的人机交互方式作为其中一个分支，随着各种新算法的提出及改进，其重要性日益凸显，并将在不远的将来走进千家万户，成为家庭中人机交互的主要方式。

然而，手势识别这类基于数字图像处理的人机交互方式，一直面临着一个难以解决的问题，即摄像头场景中各种光照环境对于数字图像质量的影响。目前市面上大量的摄像头都是带有红外过滤波片的，以防止红外光对成像效果的影响。基于这种摄像头做手势识别的算法，在光线环境暗的情况下，由于进光量的减少，成像质量的下降，从而导致手势检测识别率降低。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种手势识别装置、电子设备以及手势识别方法，以实现提高手势识别的准确率。

第一方面，本发明实施例提供了一种手势识别装置，包括：

第一摄像头、第二摄像头和处理单元；其中，所述第一摄像头内设置有红外滤光片，所述第二摄像头未设置有红外滤光片；

所述处理单元用于根据所述第一摄像头和/或所述第二摄像头摄取的图像确定操作者手势。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括第一方面所述的手势识别装置。

第三方面，本发明实施例还提供了一种手势识别方法，包括：

第一摄像头和第二摄像头摄取图像；其中，所述第一摄像头内设置有红外滤光片，所述第二摄像头未设置有红外滤光片；

处理单元根据所述第一摄像头和/或所述第二摄像头摄取的图像确定操作者手势。

本发明实施例提供的手势识别装置，由于设置有第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头内设置有红外滤光片，所述第二摄像头未设置有红外滤光片。手势识别装置的处理单元可以根据所述第一摄像头和/或所述第二摄像头摄取的图像确定操作者手势，不仅可以在明亮环境下采用第一摄像头摄取的图像确定操作者手势，还可以在昏暗环境下采用所述第二摄像头摄取的图像确定操作者手势，或者根据所述第一摄像头和所述第二摄像头摄取的图像共同确定操作者手势，进而提高了手势识别的准确率。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种手势识别装置的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种电子设备的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种手势识别方法的流程示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种手势识别方法的流程示意图；

图5为本发明实施例五提供的一种手势识别方法的流程示意图；

图6为本发明实施例六提供的一种手势识别方法的流程示意图；

图7为本发明实施例七提供的一种手势识别方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种手势识别装置的结构示意图。改手势识别装置一般可以设置在电子设备中(例如手机、电脑等)，比如安装在电视的正面边框上。如图1所示，手势识别装置包括第一摄像头11、第二摄像头12和处理单元13。其中，第一摄像头11内设置有红外滤光片111，所述第二摄像头12未设置有红外滤光片。第一摄像头11主要用于日常拍照和摄像。红外滤光片111的作用是滤除环境中的红外光，以防止红外光对摄取的图像效果的影响。处理单元13用于根据第一摄像头11和/或第二摄像头12摄取的图像确定操作者手势。处理单元13可以控制采用哪个摄像头摄取的图像来确定操作者的手势。例如可以设定不同的时间段区间，每天的6点至18点为第一时间段，每天的18点至次日的6点为第二时间段。第一时间段为白天，可见光光照强度大，处理单元13采用第一摄像头11在第一时间段摄取的图像来确定操作者的手势。第二时间段为黑夜，环境较为昏暗，由于此时可见光光照强度弱，第一摄像头11几乎无法摄取图像，因此处理单元13采用第二摄像头12在第二时间段摄取的图像来确定操作者的手势。在其他实施方式中，处理单元13还可以结合第一摄像头11和第二摄像头12摄取的图像来确定操作者的手势，进而提高手势识别的准确率。

需要说明的是，操作者手势可以是操作者通过身体某一部位所作出的姿态。例如头部摆动、手部手势或四肢动作等。

本发明实施例通过提供的手势识别装置，由于设置有第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头内设置有红外滤光片，所述第二摄像头未设置有红外滤光片。手势识别装置的处理单元可以根据所述第一摄像头和/或所述第二摄像头摄取的图像确定操作者手势，不仅可以在明亮环境下采用第一摄像头摄取的图像确定操作者手势，还可以在昏暗环境下采用所述第二摄像头摄取的图像确定操作者手势，或者根据所述第一摄像头和所述第二摄像头摄取的图像共同确定操作者手势，进而提高了手势识别的准确率。

在上述实施例的基础上，可选的，本发明实施例提供的手势识别装置还包括距离传感器14。距离传感器14用于检测操作者与第一摄像头11以及第二摄像头12的距离。处理单元13用于在操作者与第一摄像头11以及第二摄像头12的距离属于预设距离范围时，控制所述第一摄像头和/或所述第二摄像头摄取图像，然后根据第一摄像头11和/或第二摄像头12摄取的图像确定操作者手势。举例而言，为降低功耗，距离传感器实时监测操作者与第一摄像头11以及第二摄像头12的距离。在操作者接近第一摄像头11以及第二摄像头12一定距离时再进行控制第一摄像头11和/或第二摄像头12开启进行摄取图像，然后根据摄取的图像确定操作者的手势，例如可以直接从摄取的图像中判断是否存在预设的手势模型，若是则将其作为操作者手势。还可以先判断摄取的图像中是否存在手势，若是，则判断摄取的图像中的手势是否是预设的手势模型，若是则将其作为操作者手势。上述预设距离范围例如可以设置预设距离范围为1-5米，当操作者与第一摄像头11以及第二摄像头12的距离属于1-5米时，启动手势识别程序，当前操作者与第一摄像头11以及第二摄像头12的距离离开这个预设距离范围时，自动停止手势识别程序。

具体的，处理单元13用于根据第一摄像头11和/或第二摄像头12摄取的图像确定操作者手势有多种实现方式，下面就几种可选实施方式进行详细描述。

第一种可选实施方式：处理单元13在第一摄像头11的光通量大于设定阈值时，通过采用第一摄像头11摄取的图像确定操作者手势；否则，通过采用第二摄像头12摄取的图像确定操作者手势。第一摄像头11主要用于日常拍照和摄像。在明亮环境下，第一摄像头的光通量大，在昏暗环境下，第一摄像头的光通量小。本实施例通过设置一个光通量阈值，判断第一摄像头的光通量是否大于设定阈值，在第一摄像头11的光通量大于设定阈值时，认为是明亮环境，此时通过采用第一摄像头11摄取的图像确定操作者手势。否则认为是昏暗环境，通过采用第二摄像头12摄取的图像确定操作者手势。昏暗环境下，由于第二摄像头12没有设置红外滤光片，因此可以通过探测红外光来确定操作者的手势。需要说明的是，第一摄像头11和第二摄像头12的感光材料可以相同，页可以不同。可选的，第二摄像头13采用红外光敏感的感光材料，进而可以提高在昏暗环境下手势识别的准确度。

第二种可选实施方式：处理单元13判断第一摄像头11摄取的图像对比度是否大于第二摄像头12摄取的图像对比度；若是，则根据第一摄像头11摄取的图像确定操作者手势；否则，根据第二摄像头12摄取的图像确定操作者手势。图像的对比度指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量，即指一幅图像灰度反差的大小。图像的对比度对视觉效果的影响非常关键，一般来说对比度越大，图像越清晰醒目。通过比较第一摄像头11摄取的图像对比度与第二摄像头12摄取的图像对比度，选对比度大的图像确定操作者手势的摄像头，可以提高手势识别的准确率。

第三种可选实施方式：处理单元13提取第一摄像头11摄取的图像中的第一手势以及第二摄像头12摄取的图像中的第二手势，并分别与标准手势库中的标准手势匹配；若第一手势的匹配度大于第二手势的匹配度，则将第一手势确定为操作者手势；否则，将第二手势确定为操作者手势。处理单元13分别提取第一摄像头11摄取的图像中的第一手势以及第二摄像头12摄取的图像中的第二手势，然后比对两个手势与标准手势的匹配度，哪个手势与标准手势的匹配度大，则将其作为操作者手势。

在上述实施例的基础上，可选的，在第二摄像头12中还可以设置红外窄带滤光片。红外窄带滤光片可以允许红外光信号通过，而偏离这个波段以外的两侧光信号被阻止，使第二摄像头12专门接收红外光，以实现昏暗环境下手势的检测和识别。光谱中波长自0.76至400微米的一段被称为红外光。通常将红外光谱分为三个区域：近红外区(0.75-2.5μm)、中红外区(2.5-25μm)和远红外区(25-400μm)。可以根据实际应用场景的需要，设置红外窄带滤光片的工作区域为近红外光波段、中红外光波段，或远红外光波段。

本实施例中设置所述红外窄带滤光片波长为850nm。相应的设置对应波长的红外光源15(例如红外LED)，红外光源15围绕第二摄像头12设置。为了防止第二摄像头12接收单个红外光源15的反射光产生的影像不完整及畸变，可选的在第二摄像头周围均匀多个红外光源15，多个红外光源15围绕所述第二摄像头12对称设置。如图1所示，设置6个红外光源15。红外光源15的波长与红外窄带光片的波长相同，例如设置红外光源15的波长为850nm。

实施例二

本发明实施例还提供了一种电子设备，图2为本发明实施例二提供的一种电子设备的结构示意图，如图2所示，所述电子设备20包括上述实施例一中所述的手势识别装置21。本发明实施例所述电子设备20例如可以是电视、电脑以及手机等。图2以电视为例，示例性的展示了从操作者22侧看向电视画面侧的图。手势识别装置21安装在电视正面边框的上部，拍摄位于电视正面的图像。电视可以根据手势识别装置21识别出的手势，生成与该手势对应的命令。

本发明实施例提供的电子设备由于采用了上述实施例的手势识别装置，且该手势识别装置由于设置有第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头内设置有红外滤光片，所述第二摄像头未设置有红外滤光片，手势识别装置的处理单元可以根据所述第一摄像头和/或所述第二摄像头摄取的图像确定操作者手势，因此可以提高手势识别的准确率。

实施例三

本发明实施例还提供一种手势识别方法。图3为本发明实施例三提供的一种手势识别方法的流程示意图，如图3所示，所述方法包括：

S110、第一摄像头和第二摄像头摄取图像。

其中，所述第一摄像头内设置有红外滤光片，所述第二摄像头未设置有红外滤光片。

S120、处理单元根据所述第一摄像头和/或所述第二摄像头摄取的图像确定操作者手势。

本发明实施提供的手势识别方法可以通过处理单元根据第一摄像头和/或第二摄像头摄取的图像确定操作者手势，其中第一摄像头内设置有红外滤光片，第二摄像头未设置有红外滤光片。因此本发明实施例提供的方法不仅可以在明亮环境下采用第一摄像头摄取的图像确定操作者手势，还可以在昏暗环境下采用所述第二摄像头摄取的图像确定操作者手势，或者根据所述第一摄像头和所述第二摄像头摄取的图像共同确定操作者手势，进而提高了手势识别的准确率。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种手势识别方法的流程示意图，如图4所示，所述方法包括：

S210、第一摄像头和第二摄像头摄取图像。

其中，所述第一摄像头内设置有红外滤光片，所述第二摄像头未设置有红外滤光片。

S220、处理单元判断所述第一摄像头的光通量是否大于设定阈值。

若是，则执行步骤S230；否则，执行步骤S240。

S230、所述处理单元根据所述第一摄像头摄取的图像确定操作者手势。

S240、所述处理单元根据所述第二摄像头摄取的图像确定操作者手势。

第一摄像头主要用于日常拍照和摄像。在明亮环境下，第一摄像头的光通量大，在昏暗环境下，第一摄像头的光通量小。本实施例通过设置一个光通量阈值，判断第一摄像头的光通量是否大于设定阈值，在第一摄像头的光通量大于设定阈值时，认为是明亮环境，此时根据第一摄像头摄取的图像确定操作者手势。否则认为是昏暗环境，根据第二摄像头摄取的图像确定操作者手势。昏暗环境下，由于第二摄像头没有设置红外滤光片，因此可以通过探测红外光来确定操作者的手势。

实施例五

图5为本发明实施例五提供的一种手势识别方法的流程示意图，如图5所示，所述方法包括：

S310、第一摄像头和第二摄像头摄取图像。

其中，所述第一摄像头内设置有红外滤光片，所述第二摄像头未设置有红外滤光片。

S320、所述处理单元判断所述第一摄像头摄取的图像的对比度是否大于所述第二摄像头摄取的图像的对比度。

若是，则执行步骤S330；否则，执行步骤S340。

S330、所述处理单元根据所述第一摄像头摄取的图像确定操作者手势。

S340、所述处理单元根据所述第二摄像头摄取的图像确定操作者手势。

图像的对比度指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量，即指一幅图像灰度反差的大小。图像的对比度对视觉效果的影响非常关键，一般来说对比度越大，图像越清晰醒目。通过比较第一摄像头摄取的图像的对比度与第二摄像头摄取的图像的对比度，选对比度大的图像确定操作者手势的摄像头，可以提高手势识别的准确率。

实施例六

图6为本发明实施例六提供的一种手势识别方法的流程示意图，如图6所示，所述方法包括：

S410、第一摄像头和第二摄像头摄取图像。

其中，所述第一摄像头内设置有红外滤光片，所述第二摄像头未设置有红外滤光片。

S420、所述处理单元提取所述第一摄像头摄取的图像中的第一手势以及所述第二摄像头摄取的图像中的第二手势，并分别与标准手势库中的标准手势匹配；判断所述第一手势的匹配度是否大于所述第二手势的匹配度。

若是，则执行步骤S430；否则，执行步骤S440。

S430、所述处理单元将所述第一手势确定为操作者手势。

S440、所述处理单元将所述第二手势确定为操作者手势。

本发明实施例分别提取第一摄像头摄取的图像中的第一手势以及第二摄像头摄取的图像中的第二手势，然后比对两个手势与标准手势的匹配度，哪个手势与标准手势的匹配度大，则将其作为操作者手势，因此可以提高手势识别的准确率。

实施例七

图7为本发明实施例七提供的一种手势识别方法的流程示意图，如图7所示，所述方法包括：

S510、距离传感器检测所述操作者与所述第一摄像头以及第二摄像头的距离。

S520、在所述操作者与所述第一摄像头以及第二摄像头的距离属于预设距离范围时，所述处理单元控制所述第一摄像头和/或所述第二摄像头摄取图像。

其中，所述第一摄像头内设置有红外滤光片，所述第二摄像头未设置有红外滤光片。

S530、所述处理单元根据所述第一摄像头和/或所述第二摄像头摄取的图像确定操作者手势。

为降低功耗，距离传感器实时监测操作者与第一摄像头以及第二摄像头的距离。在操作者接近第一摄像头以及第二摄像头一定距离时，再进行控制第一摄像头11和/或第二摄像头12开启进行摄取图像，然后根据摄取的图像确定操作者的手势。处理单元根据摄取的图像确定操作者的手势例如可以直接从摄取的图像中判断是否存在预设的手势模型，若是则将其作为操作者手势。还可以先判断摄取的图像中是否存在手势，若是，则判断摄取的图像中的手势是否是预设的手势模型，若是则将其作为操作者手势。本发明实施例通过距离传感器检测操作者与第一摄像头以及第二摄像头的距离，在操作者接近第一摄像头以及第二摄像头一定距离时再进行启手势识别，可以降低手势识别的功耗。

在上述实施例的基础上，可选的第二摄像头中还设置有红外窄带滤光片。

可选的，所述红外窄带滤光片波长为850nm。

可选的，实现本发明方法的手势识别装置还包括至少一个红外光源，所述红外光源围绕所述第二摄像头设置。

可选的，所述红外光源围绕所述第二摄像头对称设置。

可选的，所述红外光源的波长为850nm。

本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种手势识别方法，该方法包括：

通过第一摄像头和第二摄像头摄取图像；其中，所述第一摄像头内设置有红外滤光片，所述第二摄像头未设置有红外滤光片；

通过处理单元根据所述第一摄像头和/或所述第二摄像头摄取的图像确定操作者手势。

可选的，该计算机可执行指令在由计算机处理器执行时还可以用于执行本发明任意实施例所提供的手势识别方法的技术方案。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。