体感侦测方法
【技术领域】
[0001]本发明乃是有关于一种体感侦测方法，且尤其指关于辨识人体手部特征的体感侦测方法。
【背景技术】
[0002]近年来，基于影像动作之手势辨识方法及其系统快速发展，尤其是游戏系统。其中，透过电脑分析使用者之动作来执行指令已成为未来最具可能性的互动方法，如何让使用者与电脑之间的互动介面更友善是一项日渐重要的课题。然而，传统的解决方案往往需要在使用者手指上配置一感应器，此举虽然可以增加侦测手部动作的准确性，但是亦增加使用者的负担。另一较佳的方式为直接将使用者的手部视为一指令下达器具，以光学式红外线感测处理的方式分析使用者的手部移动方式来输入指令，控制电脑的作业系统或是周边装置。但是，此种传统的光学影像分析方法过于复杂且不够稳定。
[0003]因此，如何让使用者可以徒手手势与电脑操作介面进行互动，是一项亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于上述问题，本发明提供一种体感侦测方法，透过先前的图像区块中的人手的手掌掌心点及各个指尖顶点的位置和当前的指尖顶点的个别位移，估算缺失的指尖顶点，以找出所有的指尖顶点的位置，如此可补足当前图像区块的不足。
[0005]本发明的一目的在于提供一种体感侦测方法，用于辨识人体的至少一手部特征，其特征在于:包括下列步骤:确认先前的一图像区块中的人手的一手掌掌心点及五根手指的各个指尖顶点的位置；在当前的一图像区块中，确认一组运动方向最一致的指尖顶点；从确认出的该些指尖顶点在当前的该图像区块中与先前的该图像区块中的该些指尖顶点的个别位移，估算缺失的该至少一指尖顶点的位置；及修正经过估算出的该至少一指尖顶点所找出的一手掌掌心点的位置。
[0006]依据本发明之一实施态样，其特征在于:确认先前的一图像区块中的人手的一手掌掌心点及五根手指的各个指尖顶点的步骤更包括下列步骤:辨识出多个图像区块的每个图像区块内的所有的候选的指尖边缘线；从每一该候选的指尖边缘线计算出至少一手指边缘方向；比较每一手指边缘方向与从该图像区块中获得的一手指方向估计值，将与该手指方向估计值最接近的该至少一手指边缘方向储存作为一最佳手指方向，并将与该手指方向估计值最接近的该至少一手指边缘方向对应的一手指长度估计值储存作为一最佳手指长度；依据该最佳手指方向及该最佳手指长度，在该些图像区块中判断至少一候选的手指边缘线；及计算出该候选的指尖边缘线上，具有到该候选的指尖边缘线的两端点连线的距离最大值的一点，并将此点作为一指尖顶点。
[0007]依据本发明之一实施态样，其特征在于:确认先前的一图像区块中的人手的一手掌掌心点及五根手指的各个指尖顶点的步骤更包括下列步骤:取得通过该指尖顶点、与该候选的指尖边缘线的两端点的连线垂直的一垂线，并将之作为一手指中线；及取得对应拇指与中指的该些手指中线的交点，并将之作为一手掌掌心点。
[0008]依据本发明之一实施态样，其特征在于:更包括下列步骤:依据该手掌掌心点及其与对应拇指的该手指中线的一末端点的距离，将该手掌掌心点作为圆心、该手掌掌心点与对应拇指的该手指中线的该末端点的距离作为半径所形成的圆辨识为一手掌。
[0009]依据本发明之一实施态样，其特征在于:辨识出多个图像区块的每个图像区块内的所有的候选的指尖边缘线的步骤更包括下列步骤:在该些图像区块之每个图像区块中，辨识出所有的单向弯曲的曲线:及在该些单向弯曲的曲线中，辨识出弧度对应圆心角接近η/2的至少一曲线，作为该候选的指尖边缘线。
[0010]依据本发明之一实施态样，其特征在于:在该些图像区块之每个图像区块中，辨识出所有的单向弯曲的曲线的步骤更包括下列步骤:计算在该图像区块中的每个像点的梯度值及其梯度方向；以坎尼(Canny)边缘检测运算元提取出该图像区块中多个图像边缘；及对该些图像边缘之每个逐一判断，当一图像边缘中的任意连续三点的梯度方向满足梯度方向渐大或渐小的变化关系时，将该图像边缘辩识为一单向弯曲的曲线。
[0011]依据本发明之一实施态样,其特征在于:从每一该候选的指尖边缘线计算出至少一手指边缘方向的步骤更包括下列步骤:从该候选的指尖边缘线的两端点，将该手指长度估计值与从该图像区块中获得的一手指方向估计值带入一预定方程式，以在该图像区块中找出对应的多个像素点；及从该些像素点的梯度方向的平均值计算出该至少一手指边缘方向；其中，该预定方程式为:
[0012]tan (Dfinger) = (y_yn) / (x-xn)；
[0013]其中X e {χη,...，Xn+L眶 X cos (Dfinger)}，y e {yn,...，yn+LmaxXsin (Dfinger)}，n e {I, 2}, Dfinger代表该候选的指尖边缘线的一端点的一预定切线方向，Lmax代表一预定手指最大长度，满足下列关系:
[001 4] Lmax=Westimate X ΠΙΒΧ (Rl7w),
[0015]Westimate代表该候选的指尖边缘线的两端点之间的距离，max(Rl7w)为一预定值，代表指长与指宽比值的最大值，该指尖边缘线的两端点的座标为(Xn，yn)(ne {1，2})。
【附图说明】
[0016]图1显示一示范例的装置架构示意图，用于辨识人体或动物的至少一外观特征。
[0017]图2显示依据一体感侦测装置使用的一时脉示意图。
[0018]图3显示依据本发明之一实施例的体感侦测方法在一影像中辨识出人体的至少一手部特征的示意图。
[0019]图4显示一指尖边缘线的示意图。
[0020]图5依据本发明之另一实施例的体感侦测方法在一影像中辨识出人体的至少一手部特征的示意图。
[0021]图6显示依据本发明之一实施例的体感侦测方法的一选用流程图。
[0022]图7显示本发明之一实施例的体感侦测方法的另一选用流程图。
[0023]图8显示本发明之一实施例的体感侦测方法的另一选用流程图。
[0024]图9显示依据本发明之一实施例的体感侦测方法的另一选用流程图。
[0025]图10显示依据本发明之一实施例的体感侦测方法的另一选用流程图。
[0026]图11显示依据本发明之一实施例的体感侦测方法的一流程图。
【具体实施方式】
[0027]为进一步说明各实施例，本发明乃提供有图式。此些图式乃为本发明揭露内容之一部分，其主要系用以说明实施例，并可配合说明书之相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域具有通常知识者应能理解其他可能的实施方式以及本发明之优点。图中的元件并未按比例绘制，而类似的元件符号通常用来表示类似的元件。
[0028]本发明提供一种体感侦测方法，透过先前的图像区块中的人手的手掌掌心点及各个指尖顶点的位置和当前的指尖顶点的个别位移，估算缺失的指尖顶点，以找出所有的指尖顶点的位置，如此可补足当前图像区块的不足。
[0029]在实际应用上，当前图像区块的不足可能是来自于人手在运动过程中，部分手指可能会被遮蔽，或者因为运动速度导致影像品质下降，无法确切辨识位置。
[0030]在硬件架构方面，此处给出一示范例，本发明并不限于此。请参考图1，其显示应用依据本发明的一实施例的体感侦测方法的一示范例的装置架构示意图，用于辨识人体或动物的至少一外观特征。如图中所示，体感侦测装置I包括一镜头模组11、一影像传感单元12旁设于镜头模组11、一光源供应单元13、一影像处理单元14及一体感辨识模组15。
[0031]镜头模组11包括多个镜片，透过此些镜片的光学特性，改变从一入光口射入的光线的路径，从而在影像传感单元12上形成一影像。
[0032]在本实施例中，影像传感单元12示例为一 CMOS传感器,光源供应单元13示范性地为面射型红外光源，然而本发明并不限于此，在其他实施例中，影像传感单元可为其他型态的传感器，如=CCD传感器，光源供应单元可选用室内灯、包括红色、绿色、蓝色光源的RGB灯或其他型态的光源供应单元。
[0033]影像处理单元14控制光源供应单元13及影像传感单元12的作动，使光源供应单元13提供一光源，影像传感单元12感测一影像。详细地说，光源供应单元13是被影像处理单元14控制以每点亮η帧就熄灭一帧的方式明灭，影像传感单元12是被影像处理单元14控制以周期性一帧一帧地方式感测该影像，在光源供应单元13点亮时感测到每一帧影像之后，影像处理单元14作动以对该帧影像进行影像处理。
[0034]在此请一并参考图2的时脉示意图，其给出影像传感单元12、光源供应单元13及影像处理单元14工作时脉的一示范例，以便说明本实施例。举例来说，由图2中可以看出，示范例里的光源供应单元13是每点亮四帧就熄灭一帧的方式明灭，对于每一帧，影像传感单元12都感测到该影像并送出该影像给影像处理单元14。因此，影像处理单元14会接收到光源供应单元13没有点亮时感测到的一帧影像和之后光源供应单元13连续点亮时感测到的四帧影像。当影像处理单元14接收到这光源供应单元13连续点亮时感测到的四帧影像的每一帧影像之后，会依据光源供应单元13熄灭时