t sum ；int flag;}；
[0165] 输入：数组gross□中的成员变量sum为总的匹配代价，即待识别手势与某个手势 库文件之间的匹配代价总和。成员变量flag代表手势标号。0为包袱，1为剪刀，2为ok，3 为拳头，4为大拇指。
[0166] 输出：返回的是类型为IdensityFlag的变量mark。mark是所有匹配代价值中最 小的。
[0167] 具体步骤：
[0168] ①定义一个IdensityFlag类型的变量mark来存储匹配代价和的最小值，并将数 组gross□中的第一个元素值赋值给mark。
[0169] ②依次遍历数组gross□，若该元素的成员变量sum值小于mark成员变量的sum 值，则将该元素赋值给mark。
[0170] ③反复执行②直到遍历结束。返回mark的值。
[0171]voidCMainFrame::Totalldensity(BYTE*lpImgData口，inttemplet[50][20] [60])该函数的主要功能是对实时得到的10帧手势图像的一个识别总过程。
[0172]输入：BYTE*lpImgData□指向得到的 10 帧图像，inttemplet[50] [20] [60]存储 手势模板值。
[0173] 具体步骤：
[0174] 对于每帧图像分别进行如下的操作：
[0175] ①通过HandsDetection函数求取手势点。若该帧手势点个数为0，则舍弃该 帧.若不为〇则为有效帧，用frameNo来表示有效帧的个数。然后进行下面的计算。
[0176] ②通过CountRing函数统计每个圆环内的中心点。
[0177] ③通过ShapeContext函数计算该帧手势图像的形状上下文特征。
[0178] ④通过Idensitify函数将该帧手势图像的形状上下文特征与所有模板库中的形 状上下文特征进行比较，以此得到50个x2距离和。
[0179] ⑤在这50个x2距离和中通过Sort函数求取最小值。循环执行步骤①-⑤，对 10帧图像分别进行处理。因为每帧有效帧对应一个x2距离和的最小值，所以n个有效帧 对应n个x2距离。在这n个x2距离中通过Sort函数再取最小值。该最小值所对应的 手势即为识别出来的手势
[0180] 本发明方法的优点在于：（1)虚拟界面模板概念符合人们的认知行为模型和心理 模型，有助于凝练统一、规范的交互界面范式；（2)人们对于钟表盘界面的认知根深蹄固， 把0到9的10个数字通过钟表盘进行关联符合人们的日常生活经验，要求人们"掌握"这种 结构并进行交互具有天然的认知基础和实践基础，以至于即使把钟表盘界面进一步划分为 三个象限，也不会增加操作者的认知负荷；（3)虚拟界面概念有效地解决了"MidasTouch 问题"且可实现多人交互；(4)克服了现有数字手势方法的弊端，尤其是它避开了手势识别 率的困扰；（5)可以方便地实现多位数字的输入，具有速度快、出错率低、简单方便、自然高 效的优点。
[0181] 上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本 发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本 发明上述【具体实施方式】所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制 性的意义。
【主权项】
1. 一种基于手势的数字输入方法，其特征在于：所述方法构造虚拟界面，所述虚拟界 面是操作者手势操作区域，该虚拟界面能够随着操作者的身体位置或体态的变化而变化； 通过一个虚拟界面逐次输入N个数字，或者通过生成N个虚拟界面，每个虚拟界面输入一个 数字，运N个虚拟界面形成虚拟界面群； 将显示屏幕定义为物理界面，操作者与物理界面之间的空间定义为物理空间； 所述物理空间包括虚拟界面和非虚拟界面；操作者的手势只有在虚拟界面内才是有效 的和能够感知的，在非虚拟界面内的手势是无效的； 通过所述虚拟界面群输入数字。2. 根据权利要求1所述的基于手势的数字输入方法，其特征在于：所述构造虚拟界面 是运样实现的： (1) 计算机检测操作者的行为模型：如果检测到手掌首先前推，然后保持静止状态，贝U 进入步骤（2)，如果是其它行为，则返回步骤（1); (2) 计算出手掌保持静止状态时手势的重屯、位置O; (3) 将虚拟界面模板M放到W手势的中屯、位置O为中屯、的位置，得到虚拟界面V(0， 〇M)，其中，〇M表示模板M所确定的虚拟界面的范围； (4) 计算出V上各个兴趣点的=维位置信息； (5) 返回虚拟界面V。3. 根据权利要求2所述的基于手势的数字输入方法，其特征在于：每一种应用的所述 虚拟界面模板M的功能分布W及大小范围是确定不变的；所述兴趣点是指操作者在虚拟界 面V上的交互对象。4. 根据权利要求3所述的基于手势的数字输入方法，其特征在于：所述步骤（4)是利 用空间深度信息和手势跟踪方法计算出V上各个兴趣点的=维位置信息。5. 根据权利要求4所述的基于手势的数字输入方法，其特征在于：所述通过所述虚拟 界面群输入数字是运样实现的： Q1，采用时钟表盘结构表示所述虚拟界面，其中，把时钟盘结构中的12点定义为数字 0,然后沿顺时针方向依次定义数字1到9,数字1和数字2之间所在的弧的中点为A，数字 2和数字3之间所在的弧的中点为B，圆屯、为0,射线OA和OB围成一个扇形区域0; Q2,对于要输入的每个数字，具体步骤包括： (Al)生成第i个虚拟界面Vi; (A2)操作者在Vi上移动手势； (A3)如果手势处于静止状态，再进一步检测是否是由五指伸开的包撒手势变化到五指 收缩的拳头手势，如果是，则进入（A4)，如果否，返回步骤（A3); (A4)计算手势重屯、所在位置Pg; (A5)如果Pg运转步骤（A4); (A6)计算f: Min[a'i.s{P.0,); ,、 / ' U; 其中，0f表示虚拟界面V1上数字f所在的空间扇形区域点集。6. 根据权利要求5所述的基于手势的数字输入方法，其特征在于：所述Ql进一步包 括： 将虚拟界面上数字O到9的9个扇形区域分为3个象限，其中象限I是0-3所在的扇 形区域；象限II是3-6所在的扇形区域；象限III是6-9所在的扇形区域； 操作者的手势从虚拟界面的中屯、点出发选择象限，则根据手势运动轨迹的方向范围， 判断操作者欲选择的象限； 中屯、点0与数字0确定的射线为起始向量以沿顺时针方向角度逐渐增大，手势运动的 方向为T，T与L之间的夹角为0 = <T，L〉，T所在的象限为： '/ (資€[0巧(巧) T记 <U 〇9 杠[%。、巧0。]) 紐 〇9e[180〇,290。]) 在进行数字选择时，操作者的手掌沿T方向平移，然后垂直向前推手势，则选中T所确 定的象限，然后调入对应的虚拟界面模板，将该象限设为新的虚拟界面供操作者进一步操 作； 在所述新的虚拟界面中，只有该象限中的4个数字。7.根据权利要求1至6任一所述的基于手势的数字输入方法，其特征在于：所述方法 采用粒子滤波算法获得手势运动轨迹。
【专利摘要】本发明提供了一种基于手势的数字输入方法，属于计算机领域。该方法构造虚拟界面，所述虚拟界面是操作者手势操作区域，该虚拟界面能够随着操作者的身体位置或体态的变化而变化；通过一个虚拟界面逐次输入N个数字，或者通过生成N个虚拟界面，每个虚拟界面输入一个数字，这N个虚拟界面形成虚拟界面群；将显示屏幕定义为物理界面，操作者与物理界面之间的空间定义为物理空间；所述物理空间包括虚拟界面和非虚拟界面；操作者的手势只有在虚拟界面内才是有效的和能够感知的，在非虚拟界面内的手势是无效的；通过所述虚拟界面群输入数字。
【IPC分类】G06F3/01
【公开号】CN105204627
【申请号】CN201510551014
【发明人】冯志全, 冯仕昌
【申请人】济南大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月1日
【公告号】CN105204627B