中线之后，在步骤S700中，据此找出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。详细地说，首先，乃是从中指的手指中线的末端M3进行延长，即作出直线S2M3，记作LS2M3，接着，过拇指的手指中线的末端Ml作Ls2m3的垂线，交于C点，此C点即为手掌掌心点。
[0053]在另一实施例中，当欲辨识掌心的手部特征时，可依据所找出的手掌掌心点C点与拇指的手指中线的末端Ml之间的距离为半径、手掌掌心点C点为圆心作出一圆，此圆可代表手掌的一个内接圆，如此一来，手掌掌心的位置与手掌的范围即可以确定。
[0054]在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之后，接着，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(步骤S1120)。举例来说，可以透过结合第一次辨识到的手的信息和当前找到类似手指的物体，来找出运动方向最一致的一组指尖。
[0055]接着，在步骤S1130中，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。详细地说，可以分别对于对应到同一根手指的指尖顶点在先前的和当前的图像区块中的位置，计算出这根手指的位移、方向、速度等参数，关连到人手的每根手指当中彼此之间的关系，再以内插或其他数学方式计算出缺失的手指对应的指尖顶点的当前的位置。如此即使是因为影像中难以辨识出全部手指的指尖顶点位置，也可通过本方法找出全部手指的指尖顶点位置，进而持续追踪全部手指的指尖顶点位置的变化。
[0056]接着，在步骤S1140中，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。在此示范性地是使用运动学方程(Equat1n of mot1n)的卡尔曼滤波器(Kalman filter)进行修正,然而本发明并未限制于此。
[0057]在其他实施例中，可以不仅追踪手指的指尖顶点和手掌掌心点的当前位置与变化，更可以藉由此些数据辨识出人手的手势。这些辨识的机制主要都是透过观察人手手势的特征而设计的，因此可辨识贴合人体的实际特征，而有较好的辨识正确性。举例来说，第一例是辨识出人手的一拍击手势。辨识的机制是当判断出所有的指尖顶点(包括可直接辨识出和缺失却透过估算得出的指尖顶点)及手掌掌心点在多个图像区块中的位置变化为，除了对应拇指之外的所有指尖顶点皆往下运动，手掌掌心点位置接近不变，且除了对应拇指之外的对应同一根手指的该些手指边缘线之间距离变大时，就可以辨识出人手的一拍击手势。第二例为辨识出人手的一合拢手势，辨识机制为当所有的指尖顶点及手掌掌心点在多个图像区块中的位置变化为，除了对应拇指之外的所有指尖顶点皆往下运动，对应剩余四根手指的该些手指中线之间的夹角不断缩小，对应拇指的该手指中线逐渐接近该手掌掌心点，且所有的该些指尖顶点变化为缺失时，辨识出人手的一合拢手势。第三例是辨识出人手的一旋转手势，辨识的机制是当所有的该些手指中线的角度变化方向与变化率相同，且该手掌掌心点接近不变时，辨识出人手的一旋转手势。第四例是辨识出人手的一摇动手势，辨识的机制是当所有的手指中线的角度变化方向皆同时为顺时针和逆时针交替改变，且该手掌掌心点接近不变时，辨识出人手的一摇动手势。
[0058]是故，从上述中可以得知，本发明的体感侦测方法即使在人手是运动的情形之下，也可估算出缺失的指尖顶点，从而提高追踪人手特征的正确率，并可进一步辨识出人手的不同手势，提供更完整的体感辨识功能。
[0059]以上叙述依据本发明多个不同实施例，其中各项特征可以单一或不同结合方式实施。因此，本发明实施方式之揭露为阐明本发明原则之具体实施例，应不拘限本发明于所揭示的实施例。进一步言之，先前叙述及其附图仅为本发明示范之用，并不受其限囿。其它元件之变化或组合皆可能，且不悖于本发明之精神与范围。
[0060]【主要元件符号说明】
[0061]I体感侦测装置 11镜头模组
[0062]12影像传感单元
[0063]13光源供应单元
[0064]14影像处理单元
[0065]15体感辨识模组
[0066]S100, S110, Sill, S112, S113, S120, S200, S210, S220, S300, S400, S500, S600, S700，S1110, S1120, S1103, S1140 步骤。
【主权项】
1.一种体感侦测方法，用于追踪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。2.如权利要求1所述的体感侦测方法，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。3.如权利要求2所述的体感侦测方法，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。4.如权利要求3所述的体感侦测方法，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。5.如权利要求2所述的体感侦测方法，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π/2的至少一曲线，作为该候选的指尖边缘线。6.如权利要求5所述的体感侦测方法，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。7.如权利要求2所述的体感侦测方法，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: tan (Dfinger) = (y-yn) / (χ-χη)；其中 X e {χη,…，xn+L眶Xcos (Dfinger)}，y e {yn,…，yn+L眶X sin(Dfinger)}，n e {I, 2},DfingCT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: Lmax-Westimate 乂 maX ^L/w)， Westimato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})。
【专利摘要】本发明的一目的在于提供一种体感侦测方法。体感侦测方法适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：透过一辨识机制，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。
【IPC分类】G06K9/00, G06F3/01
【公开号】CN104951738
【申请号】CN201410117984
【发明人】方宗舟, 罗业鑫, 庞宗璧
【申请人】珠海市安轩软件有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月26日