一种手势识别方法及手势识别系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种手势识别方法及手势识别系统，用于解决手势识别的准确性较低的技术问题。所述方法包括：获得处于第一环境中的操作体在第一时刻的第一图像，以及获得所述操作体在第二时刻的第二图像；其中，所述第一环境包括背景光源和第一主动光源，在所述第一时刻所述第一主动光源关闭，在所述第二时刻所述第一主动光源开启，所述第二时刻晚于所述第一时刻；确定所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值；根据所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值，确定所述操作体所进行的手势。
【专利说明】
一种手势识别方法及手势识别系统
技术领域
[0001]本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种手势识别方法及手势识别系统。【背景技术】
[0002]目前，手势交互作为一种便捷的人机交互技术已广泛应用于智能电视、平板电脑、 智能手机等电子设备，这些电子设备中一般都设置有手势识别系统，而在例如游戏、虚拟现实等应用场景时，通过手势交互可以提升用户的人机交互体验。
[0003]手势交互的核心技术是手势识别，在现有的一些手势识别系统中会设置主动光源，当用户在进行手势时，通过主动光源发出的光对手进行照射可以增强手的可识别性，当摄像头采集被主动光源的光照射的手的图像后可以对手所进行的手势进行准确地识别，并且主动光源一般是持续开启的，这样主动光源可以对手持续地进行照射，以确保手势识别的准确性。
[0004]然而基于视觉的手势识别在图像采集时容易受到背景的干扰，例如环境光的干扰，或者背景图像的干扰，等等，由于受到背景的干扰，手势识别的精度就可能降低，进而导致手势识别的准确性也较低。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种手势识别方法及手势识别系统，用于解决手势识别的准确性较低的技术问题。
[0006]第一方面，提供一种手势识别方法，包括:
[0007]获得处于第一环境中的操作体在第一时刻的第一图像，以及获得所述操作体在第二时刻的第二图像;其中，所述第一环境包括背景光源和第一主动光源，在所述第一时刻所述第一主动光源关闭，在所述第二时刻所述第一主动光源开启，所述第二时刻晚于所述第一时刻；
[0008]确定所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值；
[0009]根据所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值，确定所述操作体所进行的手势。
[0010]可选的，所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间差小于等于预定时长。
[0011]可选的，根据所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值，确定所述操作体所进行的手势，包括:
[0012]根据所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值所对应的图像信息，确定所述操作体在所述第二时刻所处的第一空间位置；
[0013]根据所述第一空间位置，确定所述操作体所进行的手势。
[0014]可选的，所述第一环境还包括与所述第一主动光源不同的第二主动光源;所述方法还包括:
[0015]获得所述操作体在第三时刻的第三图像，以及获得所述操作体在晚于所述第三时刻的第四时刻的第四图像;其中，所述第三时刻晚于所述第二时刻，在所述第三时刻所述第一主动光源和所述第二主动光源均关闭，在所述第四时刻所述第一主动光源关闭且所述第 ^■主动光源开启；
[0016]根据所述第三图像和所述第四图像之间的图像差值所对应的图像信息，确定所述操作体在所述第四时刻所处的第二空间位置。
[0017]可选的，根据所述第一空间位置，确定所述操作体所进行的手势，包括:
[0018]根据所述第二空间位置和所述第一空间位置之间的空间位置变化信息，确定所述操作体所进行的手势。
[0019]可选的，获得处于第一环境中的操作体在第一时刻的第一图像，以及获得所述操作体在第二时刻的第二图像，包括:
[0020]获得所述操作体在所述第一时刻的第一影子图像，以及获得所述操作体在所述第二时刻的第二影子图像;或
[0021]获得所述操作体在所述第一时刻的第一操作体图像，以及获得所述操作体在所述第二时刻的第二操作体图像。[〇〇22]可选的，获得处于第一环境中的操作体在第一时刻的第一图像，以及获得所述操作体在第二时刻的第二图像，包括:
[0023]获得所述操作体在所述第一时刻经红外线通过滤镜过滤后的第一图像，以及获得所述操作体在所述第二时刻经所述红外线通过滤镜过滤的第二图像。
[0024]可选的，确定所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值，包括:
[0025]确定所述第一图像所对应的第一像素点矩阵，以及确定所述第二图像所对应的第二像素点矩阵;其中，所述第一像素点矩阵和所述第二像素点矩阵均包括M个像素点，M为正整数；
[0026]将所述第一像素点矩阵和所述第二像素点矩阵中相同坐标处的像素点的颜色值进行差值计算，以获得M个颜色值的差值；
[0027]根据所述M个颜色值的差值和相应的像素点坐标，确定所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值。
[0028]第二方面，提供一种手势识别系统，包括:[〇〇29]图像采集单元，用于采集图像；
[0030]第一主动光源；
[0031]控制单元，分别与所述图像采集单元和所述第一主动光源连接，用于控制所述第一主动光源在第一时刻关闭且在晚于所述第一时刻的第二时刻开启，以及用于控制所述图像采集单元在所述第一时刻获得处于第一环境中的操作体的第一图像，以及控制所述图像采集单元在所述第二时刻获得所述操作体的第二图像;其中，所述第一环境包括背景光源和所述第一主动光源；
[0032]处理器，与所述图像采集单元连接，用于确定所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值，以及根据所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值，确定所述操作体所进行的手势。
[0033]可选的，所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间差小于等于预定时长。[〇〇34] 可选的，所述处理器用于:
[0035]根据所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值所对应的图像信息，确定所述操作体在所述第二时刻所处的第一空间位置；
[0036]根据所述第一空间位置，确定所述操作体所进行的手势。
[0037]可选的，所述手势识别系统还包括与所述第一主动光源不同的第二主动光源； [〇〇38] 所述控制单元还用于:[〇〇39]控制所述第一主动光源和所述第二主动光源在第三时刻均关闭，以及控制所述第一主动光源在第四时刻关闭且所述第二主动光源在所述第四时刻开启；其中，所述第四时刻晚于所述第三时刻；以及，
[0040]控制所述图像采集单元获得所述操作体在所述第三时刻的第三图像，以及控制所述图像采集单元获得所述操作体在所述第四时刻的第四图像；[0041 ] 所述处理器还用于:
[0042]根据所述第三图像和所述第四图像之间的图像差值所对应的图像信息，确定所述操作体在所述第四时刻所处的第二空间位置。
[0043]可选的，所述处理器用于:
[0044]根据所述第二空间位置和所述第一空间位置之间的空间位置变化信息，确定所述操作体所进行的手势。
[0045]可选的，所述控制单元用于:
[0046]控制所述图像采集单元获得所述操作体在所述第一时刻的第一影子图像，以及获得所述操作体在所述第二时刻的第二影子图像;或
[0047]控制所述图像采集单元获得所述操作体在所述第一时刻的第一操作体图像，以及获得所述操作体在所述第二时刻的第二操作体图像。
[0048]可选的，所述手势识别系统还包括红外线通过滤镜，用于对光中的除红外光之外的其它光进行过滤；
[0049]所述控制单元用于:
[0050]控制所述图像采集单元获得所述操作体在所述第一时刻经所述红外线通过滤镜过滤后的第一图像，以及控制所述图像采集单元获得所述操作体在所述第二时刻经所述红外线通过滤镜过滤后的第二图像。[0051 ] 可选的，所述处理器用于:
[0052]确定所述第一图像所对应的第一像素点矩阵，以及确定所述第二图像所对应的第二像素点矩阵;其中，所述第一像素点矩阵和所述第二像素点矩阵均包括M个像素点，M为为正整数；
[0053]将所述第一像素点矩阵和所述第二像素点矩阵中相同坐标处的像素点的颜色值进行差值计算，以获得M个颜色值的差值；[〇〇54]根据所述M个颜色值的差值和相应的像素点坐标，确定所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值。
[0055]本发明实施例所提供的手势识别方法和手势识别系统，可以控制第一环境中的第一主动光源在第一时刻关闭且在第二时刻开启，即，可以控制手势识别系统中的第一主动光源以一定时序进行间或的开启或关闭，由于第一主动光源可以不必持续开启，这样可以在一定程度上节约由于第一主动光源持续开启所消耗的电能，降低系统功耗。
[0056]同时，可以在第一时刻获得处于第一环境中的操作体的第一图像，以及获得该操作体在第二时刻的第二图像，再确定第一图像和第二图像之间的图像差值，进而根据第一图像和第二图像之间的图像差值确定操作体所进行的手势。
[0057]由于第一环境包括背景光源和第一主动光源，并且在第一时刻第一主动光源且在第二时刻第一主动光源开启，所以在第一时刻是背景光源对操作体进行照射，而在第二时刻则是背景光源和第一主动光源同时对操作体进行照射，由于用户一般是在短时间内完成的手势操作，所以在第二时刻获得的第二图像相对于在第一时刻获得的第一图像来说，可以认为两帧图像中所包括的背景光源所对应的图像信息是未发生改变的，而第二图像相对于第一图像所增加的图像信息则是由于第一主动光源照射操作体所产生的，当对第二图像和第一图像进行图像差值处理时，则可以消除背景光源的影响，进一步地，当根据第一图像和第二图像之间的图像差值确定操作体所进行的手势时，由于已经消除了背景光源的影响，那么则可以提尚手势识别的精度，进而提尚对手势识别的准确性。【附图说明】
[0058]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0059]图1为本发明实施例中手势识别方法的流程图；
[0060]图2为本发明实施例中对第一主动光源进行时序控制的示意图；
[0061]图3为本发明实施例中对第一主动光源和第二主动光源进行时序控制的示意图；
[0062]图4为本发明实施例中获得第一影子图像和第二影子图像的示意图；[〇〇63]图5为本发明实施例中手势识别系统的结构框图。【具体实施方式】[〇〇64]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0065]另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示:单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另夕卜，本文中字符7”，在不做特别说明的情况下，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0066]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0067]请参见图1，本发明实施例提供一种手势识别方法，该方法可以应用于手势识别系统，该手势识别系统用于对处于预定环境中的操作体所进行的手势进行识别。该方法的流程描述如下。
[0068]步骤101:获得处于第一环境中的操作体在第一时刻的第一图像，以及获得该操作体在第二时刻的第二图像;其中，该第一环境包括背景光源和第一主动光源，在第一时刻第一主动光源关闭，在第二时刻第一主动光源开启，第二时刻晚于第一时刻，而操作体例如可以是指用户的手指，或者整个手掌。
[0069]由于第一环境包括背景光源和第一主动光源，即第一环境的照明系统是由背景光源和第一主动光源提供。其中，背景光源可以是指手势识别系统所处的环境自身内所存在的光源，背景光源例如可以是指房间内用于照明的白炽灯、日光灯、台灯等等，或者还可以是指太阳光或月光等自然光，而第一主动光源可以是指手势识别系统内包括的光源，第一主动光源可以根据不同的使用需求通过手势识别系统进行控制进行关闭或开启，即第一主动光源可以是指独立于环境之外的光源，第一主动光源例如可以是LED(Light-Emitting D1de，发光二极管)灯，总的来说，背景光源可以是指手势识别系统所处的环境中的光源， 而第一主动光源可以是指手势识别系统本身所包括的光源。
[0070]在实际中，背景光源可以包括环境中的一种光源，或者也可以包括环境中的几种光源，而第一主动光源可以包括一个光源，或者也可以包括多个光源，例如包括3个LED灯， 那么此时可以将3个LED灯所组成的LED灯组理解为是本发明实施例中的第一主动光源，第一主动光源所包括的光源的个数可以根据手势识别系统的需求而定。
[0071]在具体实施过程中，可以通过设定时序信号控制电路对第一主动光源进行时序控制，在该时序信号控制电路的控制之下，第一主动光源可以在第一时刻关闭，并且在第二时刻开启。
[0072]例如请参见图2,图2为对第一主动光源进行时序控制的示意图，其中1表示开启，0 表示关闭，可见，通过图2所示的时序控制电路，可以间或地控制第一主动光源开启或关闭， 而控制周期可以任意设置，例如可以根据图像采集的帧率确定，例如将可以将每采集一帧或两帧图像所花费的时长确定为控制周期，等等。其中，按照从左往右的顺序，可以将图2中的第一个矩形框对应的时刻看作是第一时刻，而将第二个矩形框对应的时刻看作是第二时刻。
[0073]由于第一主动光源可以根据系统的控制进行间断的开启和关闭，那么在其关闭的时候则可以节约电量，也就是说，通过控制第一主动光源间或的开启和关闭，可以在一定程度上节约电量，降低系统的功耗。
[0074]步骤102:确定第一图像和第二图像之间的图像差值。
[0075]由于第一图像是在第一时刻获得的，而第二图像是在第二时刻获得的，并且在第一时刻第一主动光源是关闭的，而在第二时刻第一主动光源是开启的，所以可以这样认为， 在第一时刻只有背景光源对操作体进行照射，而在第二时刻是由背景光源和第一主动光源同时对操作体进行照射，而在实际中，由于用户进行手势操作的时间一般都比较短，例如在 1秒内完成一次手势操作，在较短的时间内可以认为背景光源所提供的光照信息是未发生变化，而这里的光照信息可以包括照射角度、光照强度等信息，那么可以认为第二图像和第一图像中所包括的背景光源所对应的图像信息是未发生变化的，所以第二图像相对于第一图像来说，增加的图像信息则是由于第一主动光源从关闭到开启后进行照射所产生的，如果对第二图像和第一图像进行图像差值处理的话，则可以舍弃与背景光源对应的图像信息，也就是说，通过对第二图像和第一图像进行差值处理可以消除背景光源的影响，即消除环境的影响。
[0076]可选的，为了尽量保证第一图像和第二图像是在近乎完全相同的背景光源照射下所采集的，可以令第一时刻和第二时刻之间的时间差尽量小，例如可以令第一时刻和第二时刻之间的时间差小于等于预定时长，当第一时刻和第二时刻之间的时间间隔较小时，可以近似认为第一图像和第二图像是在几乎完全相同的背景光照射条件下所拍摄的，那么通过对第一图像和第二图像进行图像差值的计算，则可以完全消除背景光源的影响。
[0077]在具体实施过程中，例如可以按照以下方式来确定第一图像和第二图像之间的图像差值。
[0078]先确定第一图像所对应的第一像素点矩阵，以及确定第二图像多对应的第二像素点矩阵，而由于第一图像和第二图像是通过同一图像采集单元在较短时间内拍摄的两帧图像，那么第一图像和第二图像的分辨率、像素大小则可以认为是相同的，例如可以认为第一像素点矩阵和第二像素点矩阵均包括M个像素点，例如均包括100万个像素点。
[0079]再将第一像素点矩阵和第二像素点矩阵中相同坐标处的像素点的颜色值分别进行差值计算，那么则可以获得M个颜色值的差值，进而再根据M个颜色值的差值和对应的像素点所在的坐标，确定第一图像和第二图像之间的图像差值。
[0080]其中，颜色指可以是指每个像素点所对应的RGB的值，或者可以是指每个像素点所对应的CMYK的值，等等，也就是说，当对第一图像和第二图像进行图相差值处理时，可以以不同的颜色模式所对应的颜色值进行图相差值的计算，而颜色模式是指将某种颜色表现为数字形式的模型，或者说是一种记录图像颜色的方式，颜色模式例如可以包括RGB模式、 CMYK模式、HSB模式、位图模式，等等。
[0081]步骤103:根据第一图像和第二图像之间的图像差值，确定操作体所进行的手势。 [〇〇82]通过对第一图像和第二图像进行图像差值的处理，则可以消除背景光源的影响， 而在对第一图像和第二图像进行图像差值的处理之后，可以获得第一图像和第二图像之间的图像差值，而第一图像和第二图像之间的图像差值所对应的图像信息，可以认为是只有第一主动光源(即此时不包括背景光源)对操作体进行照射时的操作体的图像信息，进一步地，可以根据第一图像和第二图像之间的图像差值确定操作体所进行的手势，由于是已经消除了背景光源的影响，那么在根据第一图像和第二图像之间的图像差值进行手势识别时，则可以避免背景光源的影响，进而提高手势识别的精度，以提高手势识别的准确性。
[0083]在具体实施过程中，采集操作体的图像，可以采集操作体的影子图像，或者可以采集操作体本身的操作体图像，其中，影子图像是操作体通过光的照射而形成的影子的图像， 而操作体图像是指操作体本身的图像。
[0084]那么，获得处于第一环境中的操作体在第一时刻的第一图像，以及获得操作体在第二时刻的第二图像，可以包括:
[0085]获得操作体在第一时刻的第一影子图像，以及获得操作体在第二时刻的第二影子图像，或，获得操作体在第一时刻的第一操作体图像，以及获得操作体在第二时刻的第二操作体图像。
[0086]具体是采集影子图像还是采集操作体图像，可以根据手势识别系统中的硬件配置确定，或者可以根据用户的设置而定，等等，当分别采集影子图像和操作体图像时，图像采集单元(例如摄像头)采集图像的视场角可能是不同的，因为影子一般位于底面，而操作体本身一般位于空间中的某一位置，采集影子图像的角度一般要低于采集操作体图像的角度。
[0087]并且，还可以在手势识别系统中设置红外线通过滤镜，例如可以设置在图像采集单元的镜头前方。
[0088]例如当图像采集单元采集操作体图像时，是通过图像采集单元中的感光元件感应从操作体上反射的反射光，进而根据获得的反射光所包含的信息来获得操作体的图像，而当在图像采集单元的镜头前方设置红外线通过滤镜时，从操作体处反射的反射光中所包括的红外光(以及近红外光)才能通过红外线通过滤镜，相当于是通过红外线通过滤镜从反射光中过滤出红外光(以及近红外光)，由于人的皮肤对红外光的反射强度最大，所以通过过滤出红外光以获得图像信息，可以便于后期对于图像的快速处理。[〇〇89]也就是说，获得处于第一环境中的操作体在第一时刻的第一图像，以及获得所述操作体在第二时刻的第二图像，可以是指获得操作体在第一时刻经红外线通过滤镜过滤后的第一图像，以及获得操作体在第二时刻经红外线通过滤镜过滤的第二图像。
[0090]在具体实施过程中，可以根据第一图像和第二图像之间的图相差值所对应的图像信息，确定操作体在第二时刻所处的空间位置，例如确定操作体在第二时刻所处的空间位置是第一空间位置，进而再根据第一空间位置，确定操作体所进行的手势。因为手势可以看作是操作体在一段连续的时间内的多个空间位置的集合，也就是说，可以在一段连续的时间内按照时间先后获得操作体的多个空间位置，进而再根据操作体随时间的增长而获得的多个空间位置的变化趋势确定出具体所进行的手势，而第一空间位置则可以看作是多个空间位置中的一个空间位置。
[0091]也就是说，为了能够准确地获得操作体所进行的手势，需要获得多个空间位置，例如可以采用如获得第一空间位置相同的方式获得其余的空间位置，以下以再获得不同于第一空间位置的第二空间位置进行举例说明，对于其它的空间位置的获得方式，也可以采用与第一空间位置相同的获得方式，就不一一进行举例说明了。
[0092]首先，获得操作体在第三时刻的第三图像，以及获得操作体在晚于所述第三时刻的第四时刻的第四图像;其中，第三时刻晚于第二时刻，在第三时刻第一主动光源和第二主动光源均关闭，在第四时刻第一主动光源关闭且第二主动光源开启；
[0093]进而再根据第三图像和第四图像之间的图像差值所对应的图像信息，确定操作体在第四时刻所处的第二空间位置。
[0094]其中，可以将第三时刻类比于前述的第一时刻，而将第四时刻类比到前述的第二时刻，而将第二主动光源类比到前述的第一主动光源，则可以采用与获得第一空间位置相同的处理方式以确定第二空间位置，此处就不再赘述了。
[0095]在获得第一空间位置和第二空间位置之后，由于操作体位于第二空间位置的时刻要晚于位于第一空间位置的时刻，所以可以根据第二空间位置和第一空间位置之间的空间位置变化信息以确定操作体所进行的手势，当然，为了确保对于手势的完整识别，可以根据多个空间位置之间的空间位置变化信息以确定操作体所进行的手势，而对于其它空间位置的相关介绍，此处就不详细说明了。
[0096]为了便于本领域技术人员对本发明实施例所提供的方案进行理解，以下结合图3和图4进行进一步地说明。
[0097]请参见图3,图3为本发明实施例中对第一主动光源和第二主动光源进行时序控制的示意图，对于第一主动光源的时序控制来说，按照从左往右的顺序，在第一个矩形框对应的第一时刻获得第一图像，在第二个矩形框对应的第二时刻获得第二图像，通过对第一图像和第二图像进行图像差值处理以消除背景光源的影响，并根据第一图像和第二图像之间的图相差值可以获得操作体的第一影子图像，对于第二主动光源的时序控制来说，按照从左往右的顺序，在第五个矩形框对应的第三时刻获得第三图像，在第四个矩形框对应的第四时刻获得第四图像，通过对第三图像和第四图像进行图像差值处理以消除背景光源的影响，并根据第三图像和第四图像之间的图像差值获得操作体的第二影子图像。
[0098]结合到图4中来说，在获得第一影子图像或第二影子图像之后，可以根据第一影子图像或第二影子图像确定操作体所处的空间位置，或者，为了提高空间位确定的准确性，可以同时根据图像采集单元的位置和两个影子图像的位置以确定操作体所处的空间位置，在具体实施过程中，可以采用任意一种确定空间位置的算法进行空间位置的确定，本发明实施例不做具体限制。
[0099]本发明实施例所提供的手势识别方法，可以控制第一环境中的第一主动光源在第一时刻关闭且在第二时刻开启，即，可以控制手势识别系统中的第一主动光源以一定时序进行间或的开启或关闭，由于第一主动光源可以不必持续开启，这样可以在一定程度上节约由于第一主动光源持续开启所消耗的电能，降低系统功耗。
[0100]同时，可以在第一时刻获得处于第一环境中的操作体的第一图像，以及获得该操作体在第二时刻的第二图像，再确定第一图像和第二图像之间的图像差值，进而根据第一图像和第二图像之间的图像差值确定操作体所进行的手势。[0101 ]由于第一环境包括背景光源和第一主动光源，并且在第一时刻第一主动光源且在第二时刻第一主动光源开启，所以在第一时刻是背景光源对操作体进行照射，而在第二时刻则是背景光源和第一主动光源同时对操作体进行照射，由于用户一般是在短时间内完成的手势操作，所以在第二时刻获得的第二图像相对于在第一时刻获得的第一图像来说，可以认为两帧图像中所包括的背景光源所对应的图像信息是未发生改变的，而第二图像相对于第一图像所增加的图像信息则是由于第一主动光源照射操作体所产生的，当对第二图像和第一图像进行图像差值处理时，则可以消除背景光源的影响，进一步地，当根据第一图像和第二图像之间的图像差值确定操作体所进行的手势时，由于已经消除了背景光源的影响，那么则可以提尚手势识别的精度，进而提尚对手势识别的准确性。
[0102]请参见图5,基于同一发明构思，本发明实施例提供一种手势识别系统，该手势识别系统包括:
[0103]图像采集单元501，用于采集图像；[〇1〇4] 第一主动光源502;[〇1〇5]控制单元503,分别与图像采集单元501和第一主动光源502连接，用于控制第一主动光源502在第一时刻关闭且在晚于第一时刻的第二时刻开启，以及用于控制图像采集单元501在第一时刻获得处于第一环境中的操作体的第一图像，以及控制图像采集单元501在第二时刻获得操作体的第二图像;其中，第一环境包括背景光源和第一主动光源502;
[0106]处理器504,与图像采集单元501连接，用于确定第一图像和第二图像之间的图像差值，以及根据第一图像和第二图像之间的图像差值，确定操作体所进行的手势。
[0107]如图5中所示，控制单元503和图像采集单元501、第一主动光源502之间可以通过总线500连接，以及处理器504与图像采集单元501之间也可以通过总线500保持连接。或者， 也可以通过专门的连接线进行连接。
[0108]处理器504具体可以是通用的CPU(中央处理器)，或者可以是ASIC(Applicat1n Specific Integrated Circuit，特定应用集成电路)，或者可以是一个或多个用于控制程序执行的集成电路。
[0109]进一步的，手势识别系统还可以包括存储器，存储器的数量可以是一个或多个。存储器可以包括R〇M(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)或磁盘存储器。
[0110]第一主动光源502可以包括一个光源，或者可以包括多个光源，当其包括多个光源时，可以将多个光源所组成的光源组看作是第一主动光源502。
[0111]可选的，处理器504用于:[〇112]根据第一图像和第二图像之间的图像差值所对应的图像信息，确定操作体在第二时刻所处的第一空间位置；[〇113]根据第一空间位置，确定操作体所进行的手势。
[0114]可选的，手势识别系统还包括与第一主动光源502不同的第二主动光源；
[0115]控制单元503还用于:
[0116]控制第一主动光源502和第二主动光源在第三时刻均关闭，以及控制第一主动光源502在第四时刻关闭且第二主动光源在第四时刻开启；其中，第四时刻晚于第三时刻；以及，[〇117]控制图像采集单元501获得操作体在第三时刻的第三图像，以及控制图像采集单元501获得操作体在第四时刻的第四图像；
[0118] 处理器504还用于:[〇119]根据第三图像和第四图像之间的图像差值所对应的图像信息，确定操作体在第四时刻所处的第二空间位置。[〇12〇] 可选的，处理器504用于:[〇121]根据第二空间位置和第一空间位置之间的空间位置变化信息，确定操作体所进行的手势。
[0122]可选的，控制单元503用于:
[0123]控制图像采集单元501获得操作体在第一时刻的第一影子图像，以及获得操作体在第二时刻的第二影子图像;或
[0124]控制图像采集单元501获得操作体在第一时刻的第一操作体图像，以及获得操作体在第二时刻的第二操作体图像。
[0125]可选的，手势识别系统还包括红外线通过滤镜，用于对光中的除红外光之外的其它光进行过滤；
[0126]控制单元503用于:
[0127]控制图像采集单元501获得操作体在第一时刻经红外线通过滤镜过滤后的第一图像，以及控制图像采集单元501获得操作体在第二时刻经红外线通过滤镜过滤后的第二图像。
[0128]可选的，处理器504用于:
[0129]确定第一图像所对应的第一像素点矩阵，以及确定第二图像所对应的第二像素点矩阵;其中，第一像素点矩阵和第二像素点矩阵均包括M个像素点，M为为正整数；
[0130]将第一像素点矩阵和第二像素点矩阵中相同坐标处的像素点的颜色值进行差值计算，以获得M个颜色值的差值；
[0131]根据M个颜色值的差值和相应的像素点坐标，确定第一图像和第二图像之间的图像差值。
[0132]也就是说，可以通过对处理504进行设计编程，将前述的手势识别方法所对应的代码固化到芯片内，从而使芯片在运行时能够执行前述图1所示的手势识别方法，如何对处理器504进行设计编程为本领域技术人员所公知的技术，这里不再赘述。
[0133]本发明实施例所提供的手势识别系统，可以控制第一环境中的第一主动光源502 在第一时刻关闭且在第二时刻开启，即，可以控制手势识别系统中的第一主动光源502以一定时序进行间或的开启或关闭，由于第一主动光源502可以不必持续开启，这样可以在一定程度上节约由于第一主动光源502持续开启所消耗的电能，降低系统功耗。
[0134]同时，可以在第一时刻获得处于第一环境中的操作体的第一图像，以及获得该操作体在第二时刻的第二图像，再确定第一图像和第二图像之间的图像差值，进而根据第一图像和第二图像之间的图像差值确定操作体所进行的手势。
[0135]由于第一环境包括背景光源和第一主动光源502,并且在第一时刻第一主动光源 502且在第二时刻第一主动光源502开启，所以在第一时刻是背景光源对操作体进行照射， 而在第二时刻则是背景光源和第一主动光源502同时对操作体进行照射，由于用户一般是在短时间内完成的手势操作，所以在第二时刻获得的第二图像相对于在第一时刻获得的第一图像来说，可以认为两帧图像中所包括的背景光源所对应的图像信息是未发生改变的， 而第二图像相对于第一图像所增加的图像信息则是由于第一主动光源502照射操作体所产生的，当对第二图像和第一图像进行图像差值处理时，则可以消除背景光源的影响，进一步地，当根据第一图像和第二图像之间的图像差值确定操作体所进行的手势时，由于已经消除了背景光源的影响，那么则可以提高手势识别的精度，进而提高对手势识别的准确性。
[0136]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0137]在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0138]所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0139]另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。[〇14〇]所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或processor(处理器)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、R0M(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0141]具体来讲，本发明实施例中的一种手势识别方法对应的计算机程序指令可以被存储在光盘，硬盘，U盘等存储介质上，当存储介质中的与一种手势识别方法对应的计算机程序指令被一电子设备读取或被执行时，包括如下步骤:
[0142]获得处于第一环境中的操作体在第一时刻的第一图像，以及获得操作体在第二时刻的第二图像;其中，第一环境包括背景光源和第一主动光源，在第一时刻第一主动光源关闭，在第二时刻第一主动光源开启，第二时刻晚于第一时刻；
[0143]确定第一图像和第二图像之间的图像差值；
[0144]根据第一图像和第二图像之间的图像差值，确定操作体所进行的手势。
[0145]可选的，存储介质中存储的与步骤:根据第一图像和第二图像之间的图像差值，确定操作体所进行的手势，对应的计算机指令在被执行的过程之中，包括:
[0146]根据第一图像和第二图像之间的图像差值所对应的图像信息，确定操作体在第二时刻所处的第一空间位置；
[0147]根据第一空间位置，确定操作体所进行的手势。
[0148]可选的，第一环境还包括与第一主动光源不同的第二主动光源；当存储介质中的与一种手势识别方法对应的计算机程序指令被一电子设备读取或被执行时，还包括如下步骤:
[0149]获得操作体在第三时刻的第三图像，以及获得操作体在晚于第三时刻的第四时刻的第四图像;其中，第三时刻晚于第二时刻，在第三时刻第一主动光源和第二主动光源均关闭，在第四时刻第一主动光源关闭且第二主动光源开启；[〇15〇]根据第三图像和第四图像之间的图像差值所对应的图像信息，确定操作体在第四时刻所处的第二空间位置。
[0151]可选的，存储介质中存储的与步骤:根据第一空间位置，确定操作体所进行的手势，对应的计算机指令在被执行的过程之中，包括:
[0152]根据第二空间位置和第一空间位置之间的空间位置变化信息，确定操作体所进行的手势。
[0153]可选的，存储介质中存储的与步骤:获得处于第一环境中的操作体在第一时刻的第一图像，以及获得操作体在第二时刻的第二图像，对应的计算机指令在被执行的过程之中，包括:[〇154]获得操作体在第一时刻的第一影子图像，以及获得操作体在第二时刻的第二影子图像;或
[0155]获得操作体在第一时刻的第一操作体图像，以及获得操作体在第二时刻的第二操作体图像。
[0156]可选的，存储介质中存储的与步骤:获得处于第一环境中的操作体在第一时刻的第一图像，以及获得操作体在第二时刻的第二图像，对应的计算机指令在被执行的过程之中，包括:
[0157]获得操作体在第一时刻经红外线通过滤镜过滤后的第一图像，以及获得操作体在第二时刻经红外线通过滤镜过滤的第二图像。
[0158]可选的，存储介质中存储的与步骤:确定第一图像和第二图像之间的图像差值，对应的计算机指令在被执行的过程之中，包括:
[0159]确定第一图像所对应的第一像素点矩阵，以及确定第二图像所对应的第二像素点矩阵;其中，第一像素点矩阵和第二像素点矩阵均包括M个像素点，M为正整数；
[0160]将第一像素点矩阵和第二像素点矩阵中相同坐标处的像素点的颜色值进行差值计算，以获得M个颜色值的差值；
[0161]根据M个颜色值的差值和相应的像素点坐标，确定第一图像和第二图像之间的图像差值。
[0162]以上所述，以上实施例仅用以对本发明的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种手势识别方法，包括:获得处于第一环境中的操作体在第一时刻的第一图像，以及获得所述操作体在第二时 刻的第二图像;其中，所述第一环境包括背景光源和第一主动光源，在所述第一时刻所述第 一主动光源关闭，在所述第二时刻所述第一主动光源开启，所述第二时刻晚于所述第一时 刻；确定所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值；根据所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值，确定所述操作体所进行的手势。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间差 小于等于预定时长。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一图像和所述第二图像之间的图 像差值，确定所述操作体所进行的手势，包括:根据所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值所对应的图像信息，确定所述操作 体在所述第二时刻所处的第一空间位置；根据所述第一空间位置，确定所述操作体所进行的手势。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一环境还包括与所述第一主动光源不 同的第二主动光源;所述方法还包括:获得所述操作体在第三时刻的第三图像，以及获得所述操作体在晚于所述第三时刻的 第四时刻的第四图像;其中，所述第三时刻晚于所述第二时刻，在所述第三时刻所述第一主 动光源和所述第二主动光源均关闭，在所述第四时刻所述第一主动光源关闭且所述第二主 动光源开启；根据所述第三图像和所述第四图像之间的图像差值所对应的图像信息，确定所述操作 体在所述第四时刻所处的第二空间位置。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第一空间位置，确定所述操作体所 进行的手势，包括:根据所述第二空间位置和所述第一空间位置之间的空间位置变化信息，确定所述操作 体所进行的手势。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获得处于第一环境中的操作体在第一时刻的 第一图像，以及获得所述操作体在第二时刻的第二图像，包括:获得所述操作体在所述第一时刻的第一影子图像，以及获得所述操作体在所述第二时 刻的第二影子图像;或获得所述操作体在所述第一时刻的第一操作体图像，以及获得所述操作体在所述第二 时刻的第二操作体图像。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获得处于第一环境中的操作体在第一时刻的 第一图像，以及获得所述操作体在第二时刻的第二图像，包括:获得所述操作体在所述第一时刻经红外线通过滤镜过滤后的第一图像，以及获得所述 操作体在所述第二时刻经所述红外线通过滤镜过滤的第二图像。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述第一图像和所述第二图像之间的图 像差值，包括:确定所述第一图像所对应的第一像素点矩阵，以及确定所述第二图像所对应的第二像素点矩阵；其中，所述第一像素点矩阵和所述第二像素点矩阵均包括M个像素点，M为正整 数；将所述第一像素点矩阵和所述第二像素点矩阵中相同坐标处的像素点的颜色值进行 差值计算，以获得M个颜色值的差值；根据所述M个颜色值的差值和相应的像素点坐标，确定所述第一图像和所述第二图像 之间的图像差值。9.一种手势识别系统，包括:图像采集单元，用于采集图像；第一主动光源；控制单元，分别与所述图像采集单元和所述第一主动光源连接，用于控制所述第一主 动光源在第一时刻关闭且在晚于所述第一时刻的第二时刻开启，以及用于控制所述图像采 集单元在所述第一时刻获得处于第一环境中的操作体的第一图像，以及控制所述图像采集 单元在所述第二时刻获得所述操作体的第二图像;其中，所述第一环境包括背景光源和所 述第一主动光源；处理器，与所述图像采集单元连接，用于确定所述第一图像和所述第二图像之间的图 像差值，以及根据所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值，确定所述操作体所进行 的手势。10.如权利要求9所述的手势识别系统，其特征在于，所述第一时刻和所述第二时刻之 间的时间差小于等于预定时长。11.如权利要求10所述的手势识别系统，其特征在于，所述处理器用于:根据所述第一图像和所述第二图像之间的图像差值所对应的图像信息，确定所述操作 体在所述第二时刻所处的第一空间位置；根据所述第一空间位置，确定所述操作体所进行的手势。12.如权利要求11所述的手势识别系统，其特征在于，所述手势识别系统还包括与所述 第一主动光源不同的第二主动光源；所述控制单元还用于:控制所述第一主动光源和所述第二主动光源在第三时刻均关闭，以及控制所述第一主 动光源在第四时刻关闭且所述第二主动光源在所述第四时刻开启；其中，所述第四时刻晚 于所述第三时刻；以及，控制所述图像采集单元获得所述操作体在所述第三时刻的第三图像，以及控制所述图 像采集单元获得所述操作体在所述第四时刻的第四图像；所述处理器还用于:根据所述第三图像和所述第四图像之间的图像差值所对应的图像信息，确定所述操作 体在所述第四时刻所处的第二空间位置。13.如权利要求12所述的手势识别系统，其特征在于，所述处理器用于:根据所述第二空间位置和所述第一空间位置之间的空间位置变化信息，确定所述操作 体所进行的手势。14.如权利要求9所述的手势识别系统，其特征在于，所述控制单元用于:控制所述图像采集单元获得所述操作体在所述第一时刻的第一影子图像，以及获得所述操作体在所述第二时刻的第二影子图像;或控制所述图像采集单元获得所述操作体在所述第一时刻的第一操作体图像，以及获得 所述操作体在所述第二时刻的第二操作体图像。15.如权利要求9所述的手势识别系统，其特征在于，所述手势识别系统还包括红外线 通过滤镜，用于对光中的除红外光之外的其它光进行过滤；所述控制单元用于:控制所述图像采集单元获得所述操作体在所述第一时刻经所述红外线通过滤镜过滤 后的第一图像，以及控制所述图像采集单元获得所述操作体在所述第二时刻经所述红外线 通过滤镜过滤后的第二图像。16.如权利要求9所述的手势识别系统，其特征在于，所述处理器用于:确定所述第一图像所对应的第一像素点矩阵，以及确定所述第二图像所对应的第二像 素点矩阵;其中，所述第一像素点矩阵和所述第二像素点矩阵均包括M个像素点，M为为正整 数；将所述第一像素点矩阵和所述第二像素点矩阵中相同坐标处的像素点的颜色值进行 差值计算，以获得M个颜色值的差值；根据所述M个颜色值的差值和相应的像素点坐标，确定所述第一图像和所述第二图像 之间的图像差值。
【文档编号】G06F3/01GK106022319SQ201610513942
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】杨大业
【申请人】联想(北京)有限公司