一种手势控制麦克风的方法及系统与流程

本发明涉及手势控制，具体为一种手势控制麦克风的方法及系统。

背景技术：

1、人机交互技术是一种重要的人与执行终端沟通方式，人可以通过人机交互接口发布命令以驱动计算机或者其他硬件执行设备来完成，从而实现人与机器之间的信息交换，完成特定的任务。基于手势的人机交互通过快速、准确的手势识别，使得人和机器之间能够实现自然、高效的信息交换，为众多应用提供了有力支撑。

2、传统的麦克风主要用手动控制其开关的方式，非常耗时耗力，尤其是远距离的控制，更加不便。近年来手势识别逐渐成熟并广泛应用于各种场景的人机交互。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种手势控制麦克风的方法及系统，以解决上述背景技术中提出的传统麦克风无法手势识别的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种手势控制麦克风的方法及系统，包括：

3、步骤s1：令无线信号包括但不限于2.4ghz、5.8ghz信号和蓝牙信号的发射装置和接收装置(麦克风)开始工作；

4、步骤s2：从接收设备中得到待检测的无线信号包括但不限于2.4ghz、5.8ghz信号和蓝牙信号；

5、步骤s3：对步骤s2得到的无线信号包括但不限于2.4ghz、5.8ghz信号和蓝牙信号去噪；

6、步骤s4：收集大量手向左挥、向右挥、向上挥、向下挥四种动作的无线信号包括但不限于2.4ghz、5.8ghz信号和蓝牙信号数据集；

7、步骤s5：在离线阶段，将去噪后的四种动作的无线信号包括但不限于2.4ghz、5.8ghz信号和蓝牙信号输入构建好的神经网络进行训练；

8、步骤s6：在线阶段，重复步骤s2、步骤s3，并将其输入步骤s5得到的神经网络，得到手势识别结果；

9、步骤s7：将步骤s6得到的结果自动调节麦克风的状态：向左挥、向右挥、向上挥、向下挥四种动作分别控制麦克风的开、关及音量的调高、调低。

10、优选的，通常接收到的无线信号包括但不限于2.4ghz、5.8ghz信号和蓝牙信号为电压信号，用数学公式可表示为：

11、

12、优选的，式中l为多径信号数目，vl和分别为第l条路径信号的幅度和相位，接收信号的功率：

13、s(t)＝10log2(v(t)2)。

14、优选的，信号发送机和信号接收机的采样时钟和载波频率并不是同步的，导致相位受到载波频率偏移和时序偏移的影响，带有比较大的误差，通常难以直接使用。

15、优选的，常见的噪声包括静止时的低频噪声，与人体动作无关的高频噪声及系统内的突变噪声，在计算复杂度和功能之间权衡，本系统采用巴特沃斯带通滤波器。

16、优选的，巴特沃斯滤波器的优点是在通频段具有最大的平坦频率响应，而在截止频段则逐渐下降为零，这样既保证了目标频率范围内信号的保真度，又能极大地消除带外噪声，

17、

18、其中g(w)为巴特沃斯滤波器的增益，w、wc分别代表角频率和截止频率，n代表滤波器的阶数。

19、优选的，具体来说，将巴特沃斯带通滤波器的截止频率分别设为2hz和40hz，以消除接收到的无线信号包括但不限于2.4ghz、5.8ghz信号和蓝牙信号的直流分量和高频干扰。

20、优选的，与需要手工提取特征的传统机器学习模型不同，深度学习模型通常无需手工提取特征，cnn作为一种具有代表性的深度学习结构，广泛应用于各种形式的数据，其结构示意图如图3所示。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、(1)该新型将实时采集的无线信号包括但不限于2.4ghz、5.8ghz信号和蓝牙的强度信号输入训练好的神经网络模型，得到对应的手势，从而控制麦克风的状态。

23、(2)该新型利用接收端的无线信号包括但不限于2.4ghz、5.8ghz信号和蓝牙信号识别出不同的手势，从而控制麦克风，具有方便搭设，便于大规模推广的优点。

技术特征：

1.一种手势控制麦克风的方法及系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种手势控制麦克风的方法及系统，其特征在于：通常接收到的无线信号包括但不限于2.4ghz、5.8ghz信号和蓝牙信号为电压信号，用数学公式可表示为：

3.根据权利要求2所述的一种手势控制麦克风的方法及系统，其特征在于：式中l为多径信号数目，vl和分别为第l条路径信号的幅度和相位，接收信号的功率：

4.根据权利要求1所述的一种手势控制麦克风的方法及系统，其特征在于：信号发送机和信号接收机的采样时钟和载波频率并不是同步的，导致相位受到载波频率偏移和时序偏移的影响，带有比较大的误差，通常难以直接使用。

5.根据权利要求1所述的一种手势控制麦克风的方法及系统，其特征在于：常见的噪声包括静止时的低频噪声，与人体动作无关的高频噪声及系统内的突变噪声，在计算复杂度和功能之间权衡，本系统采用巴特沃斯带通滤波器。

6.根据权利要求1所述的一种手势控制麦克风的方法及系统，其特征在于：巴特沃斯滤波器的优点是在通频段具有最大的平坦频率响应，而在截止频段则逐渐下降为零，这样既保证了目标频率范围内信号的保真度，又能极大地消除带外噪声，

7.根据权利要求6所述的一种手势控制麦克风的方法及系统，其特征在于：具体来说，将巴特沃斯带通滤波器的截止频率分别设为2hz和40hz，以消除接收到的无线信号包括但不限于2.4ghz、5.8ghz信号和蓝牙信号的直流分量和高频干扰。

8.根据权利要求1所述的一种手势控制麦克风的方法及系统，其特征在于：与需要手工提取特征的传统机器学习模型不同，深度学习模型通常无需手工提取特征，cnn作为一种具有代表性的深度学习结构，广泛应用于各种形式的数据，其结构示意图如图3所示。

技术总结
本发明涉及手势控制技术领域，具体为一种手势控制麦克风的方法及系统，本算法主要无线信号包括但不限于2.4GHZ、5.8GHZ信号和蓝牙信号，无线信号发射器到接收器的传播路径上，信号会被物体造成的反射或散射带来影响，这种影响的直观表现就是数值大小的不稳定变化。首先利用不同手势获取的无线信号包括但不限于2.4GHZ、5.8GHZ信号和蓝牙信号的强度作为训练样本，对神经网络模型进行训练。本发明将实时采集的无线信号包括但不限于2.4GHZ、5.8GHZ信号和蓝牙的强度信号输入训练好的神经网络模型，得到对应的手势，从而控制麦克风的状态。本发明利用无线信号包括但不限于2.4GHZ、5.8GHZ信号和蓝牙信号控制麦克风状态的方法，具有方便搭设，便于大规模推广的优点。

技术研发人员：王威,田利平,黄炳乐,卓奕含
受保护的技术使用者：福州金威航信息科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15