如说为了辨识手部特征，观察伸直状态的手指的几何形状，可以将手指近似地看成一个圆柱状，投影到二维平面上则可以看成是有两条平行线以及指尖半源曲线构成的图形。其次，依据人体一般的生理特性，人手的中指最长，故具有最大值的指长与指宽的比值(以Hiax(I^w)代表)，并且可预先设定一值作为max (U。观察人手的指尖轮廓，建议将前述预定值设定为η/2。因此，在此以Sx(X e 1，2，3…)标示出手指尖有效区域，特定出弧度对应圆心角接近η/2的曲线，作为候选的指尖边缘线。
[0036]在步骤SlOO辨识出每个图像区块内的所有的候选的指尖边缘线之后，便从每一该候选的指尖边缘线计算出至少一手指边缘方向(步骤S200)。详细地说，如图10所示，首先进行步骤S210，从候选的指尖边缘线的两端点，将从图像区块中获得的一手指长度估计值与一手指方向估计值带入一预定方程式，以在图像区块中找出对应的多个像素点。此预定方程式的设计乃是从手指的外观特征而来。候选的指尖边缘线的两端点的距离可以Westimate表示，如此一来，候选的指尖边缘线对应的手指最大长度Lmax可以WestimateXmax (Rl7w)表示，并且得到代表手指边缘的线段方程为:
[0037]tan (Dfinger) = (y_yn) / (x-xn)方程式(I);
[0038]线段长度L为:
[0039]L= [ (xn-x) X (xn-x) + (yn_y) X (yn_y) ]1/2 方程式⑵；
[0040]其中X e {χη,…，Xn+L眶 X cos (Dfinger)}，y e {yn,…，yn+LmaxXsin (Dfinger)}，n e {I, 2}，Dfing?代表该候选的指尖边缘线的一端点的一预定切线方向，指尖边缘线的两端点的座标为(xn，yn)(ne {1，2})。因此，将从图像区块中获得的一手指长度估计值Lestimate与一手指方向估计值Dfing-e带入方程式(I)、⑵中，假设L—为(0，Lmax]、Dfingwestimate为[DfingCT- Θ，Dfinger+ Θ ]，在图像区块中拟合找出线段对应的像素点Px。接着，如步骤S220中所述，从该些像素点Px的梯度方向Gx的平均值Gnrean计算出该至少一手指边缘方向。由于梯度方向是与手指边缘方向垂直，取得梯度方向的平均值G_n之后，可得到手指边缘万向 Destimate—edge 为 Gmean土 /2 ο
[0041]接着，在获得手指边缘方向Destiniate edge之后，在步骤S300中比较每一手指边缘方向Destimate rate与从该图像区块中获得的手指方向估计值Dfing-将与该手指方向估计
Dfinger_
estimate
最接近的手指边缘方向Destimate *储存作为一最佳手指方向Dfingw best,并将与手指方向估计值Dfingw estimate最接近的手指边缘方向DestimatWdge对应的手指长度估计值
Lestimate 储存作为最佳手指长度 Lfinger_best °
[0042]以上步骤乃是针对各个不同的手指，如:拇指、食指、中指、无名指、小指进行，因此对于各个不同的手指有不同的最佳手指方向及最佳手指长度。在取得了最佳手指方向Dfinger best和最佳手指长度Lfingw best之后，便可据此在图像区块中判断候选的手指边缘线(步骤S400)。判断的标准可以是在角度临近最佳手指方向Dfingw best —范围内和长度临近最佳手指长度Lfingw best的一范围内的指尖边缘线和形成手指边缘的像素点Px，被视作是候选的手指边缘线。
[0043]另请一并参考图4与图9，其中图4显示一指尖边缘线的示意图，图9显示依据本发明之另一实施例的体感侦测方法的一流程图。在此为了简明扼要说明本实施例，仅列出与前一实施例不同之流程。在步骤S500之前，乃是进行如前一实施例之步骤S100、S200、S300及S400，在此不再赘述。在图像区块中判断候选的手指边缘线之后，可额外进行手指中线的判断，对此，从图9中可以看出在候选的指尖边缘线上的指尖顶点P3到两端点的距离是最大的，因此，判断手指中线的第一步是计算出此候选的指尖边缘线上，具有到候选的指尖边缘线的两端点连线的距离最大值的一点，并将此点作为指尖顶点P3(步骤S500)。若以数学方程式代表，假设以(Xn，yn) (ne {1，2，3，…，m})代表候选的指尖边缘线上的各点，由向量外积可得候选的指尖边缘线上的一点到两端点连线的距离SAplp2pn为:
[0044]S Δ plp2pn= [ (X2-X1) X (Yn-Y1) - (Y2-Y1) X (Xn-X1) ] /2 ；
[0045]并且计算出S Aplp2pn具有最大值时的(xn，yn)，则此(xn，yn)值即为指尖顶点P3的座标。接着，在步骤S600中，取得通过指尖顶点P3、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。举例来说，手指中线的长度可以依据对应的手指边缘线的长度决定。
[0046]另请参考图5，其显示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。在此为了简明扼要说明本实施例，仅列出与前一实施例不同之流程。本实施例乃是进行如前一实施例之步骤S100、S200、S300、S400及S500，在此不再赘述。取得手指中线之后，本实施例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。
[0047]在另一实施例中，当欲辨识掌心的手部特征时，可依据前一实施例的手掌掌心点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。
[0048]是故，从上述中可以得知，本发明透过对人体特征的观察设计出辨识的方法流程与装置，因此可辨识贴合人体的实际特征，而有较好的辨识正确性。
[0049]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。
[0050]【主要元件符号说明】
[0051]I体感侦测装置 11镜头模组
[0052]12影像传感单元
[0053]13光源供应单元
[0054]14影像处理单元
[0055]15体感辨识模组
[0056]S100, SI 10，SI 11，SI 12，SI 13，S120, S200, S210, S220, S300, S400, S500, S600 步骤。
【主权项】
1.一种体感侦测方法，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: 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；及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。2.如权利要求1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一预定值的至少一曲线，作为该候选的指尖边缘线。3.如权利要求2所述的体感侦测方法，其特征在于: 该预定值为π/2。4.如权利要求1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。5.如权利要求4所述的体感侦测方法，其特征在于: 该预定方程式为: tan (Dfinger) = (y-yn) / (χ-χη)；其中 X e {χη, —, Xn+LmaxX cos (Dfinger)}, y e {yn, —, yn+LmaxXsin (Dfinger)},η 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：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；及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。
【IPC分类】G06K9/00, G06F3/01
【公开号】CN104951740
【申请号】CN201410117998
【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