专利名称：电子设备及无接触控制电子设备的方法
技术领域：
本发明涉及人机界面(man-machine interface,MMI),更具体地,涉及用于控制具有数字摄像机(digital camera)模块和传感器(sensor)模块的电子设备的方法与系统。
背景技术：
人机界面是人与电子设备交互的重要手段。人机界面包括屏幕菜单和图标(icons)、快捷键(keyboard shortcuts)、命令语言和在线帮助、以及物理按钮、拨号和操纵杆(lever)。人机界面还包括输入装置，例如鼠标、键盘、触摸屏、操纵杆(joy stick)、游戏 控制器(game controller)或数据手套(data glove)。通过使用人机界面的输入装置,用户可手动触摸、按压、按键(click)、抓取或移动输入装置以操作各个电子设备。然而，当用户不能够手动操作电子设备或电子设备固定于一个特定位置不能轻易移动时，则其操作受阻。因此，目前麦克风(miCTophones)已用作人机界面的输入装置。特别地，通过处理语音信号、从自然语言(natural language)和语音识别(voice recognition)决定语音模式(speech pattern)，麦克风可进行语音控制。然而，当在禁止吵闹或禁止讲话的环境中手动操作被阻止时，这种人机界面存在缺陷。
发明内容
为了改善当在需要无嘈杂噪声或无声的环境中手动操作被阻止时，现有技术中人机界面存在的缺陷，本发明提供一种用于无接触控制电子设备的方法及其电子设备。本发明提供一种用于无接触控制电子设备的方法，所述方法包括检测是否存在一个物体位于所述电子设备的预设范围内；若是则开启所述电子设备的数字摄像机模块，以捕获所述物体的一系列图像；提供关联于每一控制操作的一个运动方向；使用视频编码器分析所述已捕获图像的多个运动向量；将每个运动向量分类到多个运动方向中的一个；根据分类结果，对每个所述运动方向进行计数；当所述其中一个运动方向的计数高于所述其他运动方向的计数且满足预定义标准时，确定所述关联的控制操作；以及对所述电子设备的电子装置实施所述控制操作。本发明另提供一种用于无接触控制电子设备的方法，所述方法包括当所述电子设备位于固定位置时，周期性检测是否存在一个物体位于所述电子设备的预设范围内；以及当检测到所述物体位于所述电子设备的所述预设范围内时，开启所述电子设备的数字摄像机模块以捕获所述物体的一系列图像，当所述电子设备的所述数字摄像机模块被使用且所述电子设备位于所述固定位置时，执行无接触控制方法，其中，所述无接触控制方法包括确定相应于已捕获图像的控制操作；当基于分析所述已捕获图像而获得指令时，对所述电子设备的电子装置实施所述控制操作；当在预设时间段内未获得所述指令时，关闭所述数字摄像机模块。本发明再提供一种电子设备，包括处理器，耦接于所述电子设备的数字摄像机模块、传感器模块和电子装置，用于当所述传感器模块检测到存在一个物体位于所述电子设备的预设范围内时，开启所述数字摄像机模块以捕获所述物体的一系列图像，其中所述电子设备位于固定位置，当所述数字摄像机模块被使用且所述电子设备位于所述固定位置时，执行无接触控制方法，其中，所述无接触控制方法包括从所述数字摄像机模块接收已捕获图像；确定相应于所述已捕获图像的控制操作；当基于分析所述已捕获图像而获得指令时，对所述电子装置实施所述控制操作；当在预设时间段内未获得所述指令时，关闭所述数字摄像机模块。利用本发明能够实现对电子设备进行远程控制，而无需接触。以下为根据多个图式对本发明的较佳实施例进行详细描述，本领域技术人员阅读后应可明确了解本发明目的。
图1A、图IB和图IE为移动电话由手或所握的笔通过嵌入式摄像机模块捕获图像进行远程控制而无需接触的示意图。图IC为嵌入式光传感器检测手接近移动电话的示意图。图ID为嵌入式电容式传感器检测手接近移动电话的示意图。图2为具有各种电子装置的移动电话的一个实施例的硬件结构示意图。图3为应用于数字图像处理模块实施例的硬件环境示意图。图4为双向预测的典型示意图。图5为产生基图的方法实施例的流程图。图6为捕获的具有不同焦距的多个原始图像的示意图。图7为压缩原始图像的示意图。图8A为包含可指示向上移动姿势和向下移动姿势的图像的示意图。图8B为包含可指示数字I到3姿势的图像的示意图。图SC和图8D为用于已捕获图像的典型特征提取和判别函数产生的示意图。图9为确定运动方向的方法实施例的流程图。图10为用于产生基图的方法实施例的流程图。图IlA和图IlB为捕获的具有不同焦距的多个原始图像的不意图。图12为根据自数字摄像机模块和传感器模块的信号，用于控制电子装置的方法实施例的流程图。图13为用以确定是否存在预定义姿势运动的有限状态机示意图。图14A、图14B或图14C为提示屏幕的示意图。图15为根据自数字摄像机模块和传感器模块的信号，用于控制电子装置的方法实施例的流程图。
具体实施例方式为解决传统人机界面的前述缺陷，实现了如下的新颖人机界面，其包括安装于电子设备内的传感器模块和数字摄像机模块。传感器模块检测到物体(例如手、笔或其它)接近电子设备时，数字摄像机模块被激活以聚焦于该物体上并捕获(capture)所聚焦物体的图像。安装于电子设备内的处理器分析已捕获图像，并据此根据分析的已捕获图像控制其中的一个或多个电子装置。图1A、图IB和图IE为移动电话100由手120或所握的笔130通过嵌入式摄像机模块110捕获图像进行远程控制而无需接触的示意图。图2为具有各种电子装置的移动电话100的一个实施例的硬件结构示意图，其中各种电子装置例如处理器211、数字图像处理模块231、传感器模块233、非易失性内存/储存器装置251、易失性内存253、放映机(projector)模块271、声音播放模块273、振动模块275、电信模块277和数字电视接收模块279。需要知道的是，在本发明的范围和精神内，所介绍的人机界面亦可应用于个人数字助理(personal digital assistants, PDA)、数字音乐播放器、便携式多媒体播放器、数字电视/视频播放器和数字摄像机等。在全球移动通信系统(GlobalSystem for Mobile Communications, GSM)网络中，具有处理器211和电信模块277的移动电话100可操作于闲置模式和专用模式。闲置 模式中，移动电话100从特定网络运营商提供的基站中搜寻或测量具有较好信号质量的广播控制信道(Broadcast Control Channel，BCCH)、或者与特定基站的广播控制信道同步并准备在随机接入信道(Random Access Channel, RACH)中实施随机接入程序以请求专用信道。在专用模式中，移动电话100专用一个物理信道，尝试与之同步，并且建立可相互切换的逻辑信道。特别地，在闲置模式中，移动电话100经由电信模块277从基站连续地收听广播控制信道。此外，移动电话100读取广播控制信道信息并进行广播控制信道载波的周期信号强度测量，以选择待接(camp on)的一个网络单元。同时，收集并储存无线资源管理(RadioResource Management, RR)和其它信号发送程序所需的数据,例如相邻广播控制信道载波列表、无线资源管理算法阈值、公共控制信道(Common Control Channel, CCCH)配置、与使用随机接入信道和寻呼信道(Paging channel,PCH)相关的信息或者其它。请注意，收集和储存的信息(系统信息SI，类型1-4)由基站系统于广播控制信道上广播，因此可用于当前网络单元中的所有移动电话。基站系统进一步在所有寻呼信道上连续发送网络单元有效层3消息(寻呼请求)，藉此，移动用户(Mobile Subscriber,MS)可译码并识别其地址(例如特定SIM卡的国际移动用户标识)是否被寻呼(例如，是否检测到对移动电话100的移动台终止的呼叫请求)。请注意，与网络(例如基站系统、移动交换中心等)进行的每个信令消息交换需求移动用户和网络间的无线资源管理连接和Dm信道链路接入协议(Link AccessProtocol on the D Channel, LAPDm)连接。无线资源管理连接可由移动电话100或网络启动(initiated)。无线资源管理连接被成功启动后，信令消息可由高层协议层、连接管理(Connection Management, CM)和移动性管理(Mobility Management, MM)接收并传输。此外，移动电话100可拥有具有适当的慢速关联控制信道/快速关联控制信道(Slow/Fast Associated Control Channel, SACCH/FACCH)的独立专用控制信道(Stand-aloneDedicated Control Channel, SDCCH)或业务信道(Traffic Channel, TCH)用于互斥的(exclusive)双向使用。从移动电话100启动移动性管理连接需求无线资源管理连接的存在。同时，多个移动性管理连接可使用单个无线资源管理连接。若移动性管理连接被启动，移动电话100可向网络发送连接管理服务请求消息CM-SERVICE REQUEST。消息CM-SERVI CE REQUEST包括关于移动用户的信息(国际移动用户标识或临时移动用户识别)、以及关于请求的服务(例如，向外语音呼叫、短消息服务传输、辅助服务的激活或注册等)的信息，其中临时移动用户识别在一个位置区仅具有一个本地有效值(significance)，并且必须共同作用于位置区识别(Location Area Identity, LAI)以用于用户识别。在宽带码分多址(WidebandCode Division Multiple Access, WCDMA)和时分同步的码分多址(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,TD-SCDMA)系统中，具有处理器211和电信模块277的移动电话100可操作于闲置模式和连接模式。闲置模式中，移动电话100经由电信模块277连续收听广播控制信道以获取系统信息(SYSTEM INFORMATION, SI)，系统信息包括网络运营商独有的公用陆地移动网络(PubIic-Land-MobiIe-Network,PLMN)码。特别地，移动用户为选择的PLMN搜寻合适的网络单元，选择该网络单元以提供可用服务，并且收听(tune in to)所选择网络单元的控制信道(也称为待接一个网络单元)。当在闲置模式中待接一个网络单元时，移动电话100可 从基站接收系统信息和网络单元广播消息。移动电话100传输建立无线资源控制(RadioResource Control，RRC)连接的请求前，移动电话100处于闲置模式。闲置模式中，移动电话100由非接入层特性(identities)识别，例如国际移动用户标识、临时移动用户识别和分组临时移动用户识别(P-TMSI)。在连接模式的Cell_DCH状态中，对移动电话100分配专用物理信道，通过网络单元上移动电话100的服务无线网络控制器(Serving radio network controller, RNC)或有效集电平(activeset level)，可获知移动电话100。移动电话100监控系统信息消息的前向接入信道(Forward Access Channel, FACH)。在连接模式的Cell_FACH状态中，不对移动用户分配专用物理信道，而是分配随机接入信道和前向接入信道，用于传输信令消息和少量用户平面(user plane)数据。Cel 1_FACH状态中，移动电话100还收听广播信道(Broadcast Channel,BCH)以获取系统信息。在连接模式的Cell_PCH状态中，当移动电话100由服务无线网络控制器在网络单元电平(cell level)被识别时，只能通过寻呼信道进行联系移动电话100。同时，连接模式的URA_PCH状态非常类似于Cell_PCH状态，区别在于移动电话100在每个网络单元重新选择后不执行网络单元更新，而是从广播信道读取UMTS陆地无线接入网络(Terrestrial Radio Access Network, UTRAN)注册区(RegistrationArea,URA)特性，并且只有在注册区改变(重新选择网络单元)时，移动用户通知服务无线网络控制器其位置。此外，当释放无线资源控制连接或无线资源控制连接失败时，移动电话100离开连接模式并恢复为闲置模式。移动电话100与陆地无线接入网络UTRAN(RNC)间的无线资源控制连接和信令无线承载(Signaling Radio Bearers, SRB)的建立可由来自移动电话100的较高层(非接入层)的请求启动。此外，网络导向(network-originated)情况的无线资源控制寻呼消息优先于该建立。UTRAN(RNC)以无线资源控制连接建立消息进行响应，其中无线资源控制连接建立消息包括为移动电话100分配的专用物理信道(移至Cell_FACH状态)或指示移动电话100使用公用信道(移至Cell_FACH状态)的命令。GSM中，包括建立、控制和终止呼叫程序的呼叫控制(Call Control,CC)是连接管理的多种实体中一种。当移动电话100发出呼叫(即移动台发起的呼叫)时，呼叫控制实体首先向本地移动性管理实体请求移动性管理连接。对于简单呼叫，移动电话100必须向网络注册，然而，对于紧急呼叫，可选择性地需求移动电话100向网络注册。特别地，对于未注册的移动电话100，紧急呼叫建立在未加密的无线资源管理连接上。成功建立移动性管理连接和用户数据加密激活后，通知服务-请求呼叫控制实体。移动电话100于该连接上发出在移动交换中心连接呼叫控制实体的请求(SETUP)。移动交换中心以多种方式响应该连接请求。首先，移动交换中心以一个消息“呼叫进行中(CALL PROCEED I NG) ”进行响应，以指示该呼叫请求已被接收并且用于建立该呼叫的所有必要信息均可用。其次，移动交换中心以一个消息“释放完成(RELEASE COMPLETE) ”进行响应，以指示该呼叫请求已被拒绝。当由呼叫方(例如移动电话或无线电话的相应节点)产生一个连接，移动用户接收一个告警(ALERTING)消息；当被叫方接受该呼叫，返回连接(CONNECT)消息，该连接消息包含“连接确认消息”用于确认连接成功建立，因此建立该呼叫和相关用户数据连接。此外，GSM中呼叫控制具有多种特性，尤其占用(account for)无线信道的有限资源。特别地，若没有立即的空闲业务信道用于建立呼叫，移动电话100的呼叫请求可进入队列(呼叫队列)。呼叫 等待分配业务信道的最长等待时间可根据运营商需求来设定。并且，可选择何时进行实际 的分配业务信道。举例而言，在确认呼叫请求后(呼叫进行中)，可立即分配业务信道，也称为提前分配(early assignment)。另一方面,可先对呼叫进行处理,只有在目标用户正在被呼叫时才进行分配,也称为晚分配(late assignment)或非占空呼叫建立(Off-Air CallSetup，OACSU)。若被叫方不可用，则OACSU可避免业务信道不必要的分配。另一方面，也有可能是，一个成功的呼叫请求发送程序后，在被叫方接受该呼叫前，不对呼叫方分配业务信道，则该呼叫不能够成功切换并且不得不停止。请注意，对于WCDMA或TD-SCDMA系统的呼叫控制与GSM系统的呼叫控制类似，简洁起见不再赘述。图2中的放映机模块271自非易失性内存/储存器装置251或易失性内存253中获取静态图像或视频序列，并使用透镜系统将相应图像放映到平面、墙等上。放映机模块271可包含液晶覆娃(Liquid Crystal on Silicon,LCoS)单元或数字光处理(DigitalLight Process, DLP)单元以发射强光(以流明作单位，简称“ lm”)，以放映静态图像、视频影片、电视节目或其它。若具有数字电视接收模块279和放映机模块271，则移动电话100可视为数字电视播放器。移动电话100可利用其数字电视接收模块279和放映机模块271接收并处理陆地数字视频广播(Digital Video Broadcasting Terrestrial, DVB-T)或手持式数字视频广播(Digital Video Broadcasting Handheld, DVB-H)或其它类似视频信号。DVB-T系统使用具有级联信道编码的正交频分复用(Or thogonalfrequency-division multiplexing, 0FDM)调制(即 C0FDM)传输 MPEG 音频 / 视频流。将视频流、音频流和数据流复用至一个MPEG节目流(MPEG Program Stream, MPEG PS)，并且一个或多个MPEG节目流汇集为一个MPEG传输流(MPEG Transport Stream, MPEG TS)。MPEG节目流可以为MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H. 263或Η. 264或其它类似流。MPEG传输流是数字电视接收模块279传输并接收的基本数字流。请注意，使用分层传输(hierarchicaltransmission)技术可同时传输两个不同的传输流。举例而言，分层传输可用于在相同的载波上传输标准定义电视(SDTV)信号和高清电视(HDTV)信号。依据接收到的信号质量，数字电视接收模块279可选择性的解码HDTV流和SDTV流。MPEG传输流可表示为固定长度的数据包(例如188字节)序列。DVB-H是将广播服务传送给手持式接收器的技术规范。DVB-H采用一种节电算法，该算法基于不同服务(例如电视节目)的时间复用传输。发射机(transmitter)的时间分片(time slicing)模块所实施的时间分片可节省大量的电池能量。对于DVB-Η,服务复用以纯时分复用(pure time-division multiplex)的方式实施。因此，一种特定服务的数据并不会连续传输，而是以中间有中断的压缩周期性突发(burst)传输。此外，若移动电话100从一个网络单元移至另一个只具有一个接收单元的网络单元时，时间分片允许软切换(soft handover)。DVB-H与DVB-T系统不同，DVB-H基于网络协议(Internet Protocol，IP)。DVB-H基带界面为IP界面，其可使DVB-H系统轻易的与基于I P的其它网络集成。传感器模块233可以是接近检测器(proximity detector)、电容式传感器或其它，用于检测接近移动电话100的物体的存在。图IC为嵌入式光传感器150检测手120接近移动电话100的示意图。嵌入式光传感器150包括发射机151、接收器153和控制单元 (图中未显示)，其中发射机151用于发射红外信号，接收器153用于接收手120反射的红外信号，当接收器153检测到一定量的反射红外信号时，控制单元(图中未显示)产生指示信号，该指示信号可指示一个物体接近移动电话100。图ID为嵌入式电容式传感器170检测手120接近移动电话100的示意图。因为人体是一个电容(人体电容)，当手靠近时电容式传感器170的电容值增加。电容式传感器170检测其本身和附近人体间的电容值，并当检测到电场中的变化满足一个或多个预设标准时产生指示信号，该指示信号可指示手接近移动电话100。图2所示的数字图像处理模块231用于捕获数字摄像机模块110 (图IA或图IB所示)前的物体。图3为应用于数字图像处理模块231 (如图2所示)实施例的硬件环境示意图，数字图像处理模块231包括图像传感器芯片310、前端信号处理器330、图像信号处理器350、视频编码器370、巾贞缓冲器391和运动向量(mot ion vector)储存单元393。数字图像处理模块231将色彩图像记录为红、绿和蓝光的强度，并将其在图像传感器芯片310上储存为可变电荷,其中图像传感器芯片310可例如互补金氧半导体(complementarymetal-oxidesemiconductor, CMOS)或电荷f禹合装置(charge-coupled device, CCD)图像传感器芯片。实际上为模拟的电荷经由前端信号处理器330转换为数字信号，以用于下面的处理。图像信号处理器350基于转换的数字信号产生初始Bayer样式图像。Bayer样式的每个像素包含只与一个色彩组分(例如G、B或R)相关的信息。安装于图像信号处理器350中的色彩内插单元可插入Bayer样式图像以得到完整的色彩图像，即RGB位像(bitmap image)。RGB位像可记录例如手、笔或其它的物体。生成的RGB位像的每个像素包含与三个色彩组分(例如G、B或R)相关的信息。RGB位像可进一步由安装于图像信号处理器350中的伽马校正(gamma correction)单元进行处理，以对其实施伽马校正处理并产生已校正RGB位像，其中已校正RGB位像可进一步由安装于图像信号处理器350中的RGB至YCbCr变换单元转换为YCbCr位像。RGB或YCbCr位像可储存于帧缓冲器391用于下面的分析。应了解，帧缓冲器391可在非易失性内存/储存器装置251(图2所示)或者易失性内存253(图2所示)中实现。请注意，在一些实施例中，只储存每个RGB或YCbCr位像的R或Y组分，以增加分析性能和减小储存容量。从一个或多个全部的或简化的RGB或YCbCr位像中提取某些特征，并且分析这些特征以检测是否捕获到特定姿势的存在。视频编码器370从图像信号处理器350或帧缓冲器391接收一系列捕获的YCbCr位像(也称为静态图像)，并实施相关的编码程序。捕获的YCbCr位像包括时间冗余(temporal redundancy)。时间冗余即指YCbCr位像间相同的时间运动。视频编码器370依靠预测，更精确的说，依靠运动补偿预测进行YCbCr位像间的时间压缩。此种时间压缩可用于追踪数字摄像机模块110前物体的移动(图IA或图1B)。视频编码器370使用中贞内编码图像(Intra-coded images, I-images)、双向预测编码图像(bidirectionallypredictive-coded image s, B-images)和预测编码图像(predictive-coded images,P-images)，以产生时间压缩。帧内编码图像为帧内编码图像，独立的一个图像即一个序列，与之前或之后的图像无关。预测编码图像为前向预测图像，根据一个或多个之前的帧内编码图像或预测编码图像进行编码，其运动向量指向一个或多个之前图像中的信息。双向预测编码图像为根据一个或多个之前的参考图像和一个或多个之后的参考图像进行编码。使用的运动向量可以为前向或后向向量或两者均用，并且记录于运动向量储存单元393。应了解，运动向量储存单元393可在非易失性内存/储存器装置251 (图2所示)或者易失性内 存253(图2所示)中实现。YCbCr位像序列中，根据先前图像(参考图像)预测当前图像。通过使用误差测量，将每个宏块(maciOblock，MB)与参考图像中的一个宏块进行比较，以此选择出最佳匹配宏块。于预设搜寻区域上实施搜寻。可确定用以指示参考图像中宏块与当前图像中宏块的位移的运动向量。当使用之前的图像作为参考图像时，则该预测称为前向预测。若参考图像为未来的图像，则该预测称为后向预测。后向预测经常与前向预测共同使用，称为双向预测。图4为双向预测的典型示意图。在双向预测编码图像41中，双向运动补偿宏块41m可具有两个运动向量,前向运动向量42v和后向运动向量43v,其中前向运动向量42v参考之前的帧内编码图像或预测编码图像42中的最佳匹配宏块42m，后向运动向量43v参考下一个帧内编码图像或预测编码图像43中的最佳匹配宏块43m。全局运动估计(globalmotion estimation)方法可用于模拟具有运动整体方向(overall direction)序列中运动的大部分。因此，数字摄像机模块110(图IA或图IB所示)前的物体的移动，例如向左、向右、向上、向下、向左上方、向右上方、向左下方、向右下方或其他方向，可通过从YCbCr位像序列中获得的运动向量进行追踪。为了在嵌入式摄像机模块的协助下进行远程控制，例如移动电话、数字摄像机、数字电视播放器、个人数字助理等包含数字摄像机模块的电子设备，或其他类似设备，可准备基图(base image)，其中每个基图包含一个特定的姿势或物体且映射到特定的操作，根据与基图类似的包含姿势或物体的至少一个已捕获图像，电子设备接着通过摄像机模块触发一个映射的操作。用于产生可映射到操作的基图的方法如下所述。图5为产生基图的方法实施例的流程图。开始，由嵌入式摄像机模块(例如图IA或图IB的110所示)捕获至少一个包含姿势或物体的原始图像(raw ima ge)(步骤S511)。用户可保持该电子设备，设置嵌入式摄像机模块以聚焦在具有姿势的手上或物体上，并按压电子设备表面上的快门按钮以捕获一个或多个原始图像。图6为捕获的具有不同焦距的多个原始图像的示意图。参考图
6,为改善比较精确度,数字摄像机模块可捕获具有不同焦距(focal length)610a至610c和630a至630c的多个原始图像。焦距(在公式中通常表示为f’)可由焦点至摄像机模块透镜的距离来测量，或更精确的，可由主点(principal point)至焦点的距离来测量，其中焦点为形成平行入射光束的图像所在的点。根据已捕获的原始图像生成基图(步骤S513)。在一个例子中，已捕获的原始图像作为基图。图7为压缩原始图像的示意图。在另一个例子中，参考图7，为了减少储存空间，已捕获的原始图像710a和730a可减小为大小相对较小的710b和730b，例如从1024X768像素减小为640X480像素。在另一个例子中，为了减少储存空间和改善比较效率，只获取原始图像的Y或G组分，以产生基图。接着，通过建立相关信息，一个基图与一个或多个操作相映射(步骤S515)。图8A为包含可指示向上移动姿势和向下移动姿势的图像的示意图。图SB为包含可指示数字I到3姿势的图像的示意图。举例而言，参考图8A，包含“拇指向上”姿势的图像810a映射到接受请求(例如来自基站的呼入请求、重播音频/视频文件的请求或其他)，其中“拇指向上”姿势指示向上移动；包含“拇指向下”姿势的图像810b映射到拒绝请求，其中“拇指向下”姿势指示向下移动。参考图SB，包含可指示数目I到3的姿势的图像830a至830c分别映射到触发第一、第二和第三操作。相关信息可由用户通过人机界面(例如键盘或触摸屏)进行确定和设置。具有相关信息的基图储存于如图2所示251的非易失性内存/储存器装置(步骤S517)。 应了解，特征提取程序包含使用预设特征参数以根据相似性或差异性将确定的手的区域进行分隔。因此，步骤S513可修改为从每个已捕获图像确定人肉色区域并通过预定义特征提取程序产生人肉色区域的判别函数(discrimination function)。此外，步骤S515可修改为提供相关信息，其中相关信息指示产生的每个判别函数映射到特定操作，并且步骤S517可修改为储存具有相关信息的所产生的判别函数。图SC和图8D为用于已捕获图像的典型特征提取和判别函数产生的示意图。特征提取前，人肉色区域可能是歪斜的，因此可能需要通过任何已知图像校正算法进行调整。在典型特征提取和判别函数产生期间，逐行扫描该区域以获取具有最大长度的行，例如具有两端(Xl，yi)和(x2，yi)以及中心点((Xl+x2)/2, Yi)的线Ηβ_。随后可追踪该区域的边缘，并且获取高于行HBase的手指的最多五个转折点，例如(χ3，y3)、(χ4，y4)、(χ5，y5)、(xe，y6)和(A，y7)。可计算出五个长度，例如L1^ L2, L3> L4和L5，每个长度均代表一个转折点和中心点间的距离，这些长度中的最小长度表示为Lmin因此五个相对长度为IVLmin、L2/Lmin、L3/Lmin、L4/Lmin和L5/Lmin。假设图像850的五个相对长度为I、I. 23、L 22、L 21和L 24，图像870的五个相对长度为1、2· 3、L 22、L 23和I. 24。用于图像850和图像870的判别函数可分别描述为Ssimi = (L1 f _1) 2+(L2，_1· 23) 2+(L3，_1· 22) 2+(L4，_1· 21) 2+(L5，_1· 24) 2 ；以及 Ssim2 = (L/ -I) ~2+(L2’ -2. 3) ~2+(L3，-I. 22) ~2+(L4’ -I. 23) '2+(1/ -I. 24) ~2。其中Ssimi表示图像850和未来图像间的相似度，其中Ssim2表示图像870和未来图像间的相似度，L/至L5’是在未来图像中将提取的值。应了解，值越小则表示相似度越大。此外，电子设备可预定义移动的方向，其中每个方向映射到一个特定操作，并且电子设备接着根据已捕获图像触发一个映射的操作，其中已捕获图像包含向预定义方向移动的姿势或物体。本发明提供了用于确定运动方向的方法，运动方向可映射到操作。图9为确定运动方向的方法实施例的流程图。开始，通过嵌入式数字摄像机模块(例如图IA或图IB所示)捕获包含姿势或物体的图像(步骤S911)。用户可保持该电子设备，设置嵌入式数字摄像机模块以聚焦在具有姿势的手上或物体上，并按压电子设备表面上的快门按钮以捕获一个或多个原始图像(例如追踪手或物体的移动)。通过分析已捕获图像获取姿势或物体的运动方向(步骤S913)。为改善分析效率，已捕获图像可减小为大小相对较小的图像，例如从1024X768像素减小为640X480像素，或者只获取已捕获图像的Y或G组分用于计算。视频编码器(例如图3的视频编码器370)可接收已捕获图像、计算已捕获图像的运动向量(如图4所示)并基于已产生的运动向量确定移动的整体方向。举例而言，相应于运
动向量的整体运动向量可表示为(χ。，γ。)，其可由
权利要求
1.一种用于无接触控制电子设备的方法，所述方法由所述电子设备的处理器实施，其特征在于，包括 检测是否存在一个物体位于所述电子设备的预设范围内； 若是则开启所述电子设备的数字摄像机模块，以捕获所述物体的一系列图像； 提供关联于每一控制操作的一个运动方向； 使用视频编码器分析所述已捕获图像的多个运动向量； 将每个运动向量分类到多个运动方向中的一个； 根据分类结果，对每个所述运动方向进行计数； 当所述其中一个运动方向的计数高于所述其他运动方向的计数且满足预定义标准时，确定所述关联的控制操作；以及 对所述电子设备的电子装置实施所述控制操作。
2.根据权利要求I所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，由光传感器检测是否存在所述物体位于所述电子设备的所述预设范围内，所述光传感器包括发射机和接收器，所述发射机用于发射红外信号，所述接收器用于接收所述物体反射的红外信号，当检测到一定量的所述反射的红外信号时，所述光传感器确定所述物体位于所述电子设备的所述预设范围内。
3.根据权利要求I所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，由电容式传感器检测是否存在所述物体位于所述电子设备的所述预设范围内，当检测到电场变化满足预定义标准时，所述电容式传感器确定所述物体位于所述电子设备的所述预设范围内。
4.根据权利要求I所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，进一步包括 确定所述控制操作后或者在预设时间段内没有控制操作被确定时，关闭所述数字摄像机模块。
5.根据权利要求I所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，所述控制操作包括控制所述电子设备的电信模块，以通过待接的网络单元向远程电子设备产生具有上次拨出号码或默认号码的移动台发起的呼叫请求。
6.根据权利要求I所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，所述控制操作包括从所述电子设备的非易失性内存/储存器装置获取静态图像，并将获取的所述静态图像以幻灯片放映的更高或更低速率输出至所述电子设备的放映机模块。
7.根据权利要求I所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，所述控制操作包括指示数字电视接收模块获取之前电视节目或之后电视节目的视频流或音频流。
8.一种用于无接触控制电子设备的方法，所述方法由所述电子设备的处理器实施，其特征在于，包括 当所述电子设备位于固定位置时，周期性检测是否存在一个物体位于所述电子设备的预设范围内；以及 当检测到所述物体位于所述电子设备的所述预设范围内时，开启所述电子设备的数字摄像机模块以捕获所述物体的一系列图像，当所述电子设备的所述数字摄像机模块被使用且所述电子设备位于所述固定位置时，执行无接触控制方法，其中，所述无接触控制方法包括 确定相应于已捕获图像的控制操作；当基于分析所述已捕获图像而获得指令时，对所述电子设备的电子装置实施所述控制操作； 当在预设时间段内未获得所述指令时，关闭所述数字摄像机模块。
9.根据权利要求8所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，由光传感器检测是否存在所述物体位于所述电子设备的所述预设范围，所述光传感器包括发射机和接收器，所述发射机用于发射红外信号，所述接收器用于接收所述物体反射的红外信号，当检测到一定量的所述反射的红外信号时，所述光传感器确定所述物体位于所述电子设备的所述预设范围。
10.根据权利要求8所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，由电容式传感器检测是否存在所述物体位于所述电子设备的所述预设范围，当检测到电场变化满足预定义标准时，所述电容式传感器确定所述物体位于所述电子设备的所述预设范围。
11.根据权利要求8所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，进一步包括 提供与所述控制操作相关的基图， 其中确定所述控制操作的步骤进一步包括使用相似度比较算法将每个所述已捕获图像与所述基图进行比较，以计算所述基图与所述已捕获图像间的相似度；以及当已计算的相似度其中之一大于预定义阈值时，确定所述控制操作。
12.根据权利要求8所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，进一步包括 提供与所述控制操作相关的判别函数， 其中确定所述控制操作的步骤进一步包括使用预定义特征提取程序计算每个所述已捕获图像的特征向量；将每个特征向量代入所述判别函数，以计算所述特征向量的相似度；以及当已计算的相似度其中之一大于预定义阈值时，确定所述控制操作。
13.根据权利要求8所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，进一步包括 提供与所述控制操作相关的预定义运动方向， 其中确定所述控制操作的步骤进一步包括使用视频编码器分析所述已捕获图像的多个运动向量；以及当计算的运动向量指示所述预定义运动方向时，确定所述控制操作。
14.根据权利要求13所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，确定所述控制操作的步骤进一步包括 通过公式Χ 和Υ 计算整体运动向量(X。，Y。)，其中η为运动向量的总数，Xi表示第i个运动向量的X轴上的参考偏置，Yi表示第i个运动向量的Y轴上的参考偏置；以及 当已计算的所述整体运动向量指示所述预定义运动方向时，确定所述控制操作。
15.根据权利要求13所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，确定所述控制操作的步骤进一步包括 将每个运动向量分类成多个运动方向，其中所分类的方向包括已提供的运动方向； 根据分类结果，对每个所述运动方向进行计数；以及当所述已提供的运动方向的计数高于其他运动方向的计数且满足预定义标准时，确定所述控制操作。
16.根据权利要求8所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，进一步包括 提供与所述控制操作相关的预定义姿势运动， 其中确定所述控制操作的步骤进一步包括当所述已捕获图像指示所述预定义姿势运动时，确定所述控制操作。
17.根据权利要求16所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，所述姿势运动包括开始姿势和结束姿势，确定所述控制操作的步骤进一步包括当所述已捕获图像指示所述开始姿势以及所述结束姿势时，确定所述控制操作。
18.根据权利要求8所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，所述控制操作包括控制所述电子设备的电信模块，以通过待接的网络单元向远程电子设备产生具有上次拨出号码或默认号码的移动台发起的呼叫请求。
19.根据权利要求8所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，所述控制操作包括从所述电子设备的非易失性内存/储存器装置获取静态图像，并将获取的所述静态图像以幻灯片放映的更高或更低速率输出至所述电子设备的放映机模块。
20.根据权利要求8所述的用于无接触控制电子设备的方法，其特征在于，所述控制操作包括指示数字电视接收模块获取之前电视节目或之后电视节目的视频流或音频流。
21.根据权利要求8所述的用于无接触控制电子设备的方法，进一步包括指示所述电子设备的放映机模块播放多媒体数据，其中所述周期性检测的步骤更包括当所述电子设备位于所述固定位置以播放所述多媒体数据时，周期性检测是否存在所述物体位于所述电子设备的预设范围内。
22.—种电子设备,其特征在于,包括 处理器，耦接于所述电子设备的数字摄像机模块、传感器模块和电子装置，用于当所述传感器模块检测到存在一个物体位于所述电子设备的预设范围内时，开启所述数字摄像机模块以捕获所述物体的一系列图像，其中所述电子设备位于固定位置，当所述数字摄像机模块被使用且所述电子设备位于所述固定位置时，执行无接触控制方法，其中，所述无接触控制方法包括 从所述数字摄像机模块接收已捕获图像； 确定相应于所述已捕获图像的控制操作； 当基于分析所述已捕获图像而获得指令时，对所述电子装置实施所述控制操作； 当在预设时间段内未获得所述指令时，关闭所述数字摄像机模块。
23.根据权利要求22所述的电子设备，其特征在于，进一步包括显示单元，其中当所述传感器模块检测到存在所述物体位于所述电子设备的所述预设范围内时，所述处理器指示所述电子设备的所述显示单元显示提示屏幕，以指示用户通过手势控制所述电子设备。
24.根据权利要求22所述的电子设备，其特征在于，所述处理器耦接所述电子设备的放映机模块，用于指示所述放映机模块播放多媒体数据，在播放所述多媒体数据时，接收来自所述传感器模块的信号。
25.根据权利要求24所述的电子设备，其特征在于，所述控制操作包括将获取的静态图像以幻灯片放映的更高或更低速率输出至所述放映机模块。
26.根据权利要求24所述的电子设备，其特征在于，所述控制操作包括指示所述电子设备的数字电视接收模块获取之前电视节目或之后电视节目的视频流或音频流，并将已获取的视频流或音频流输出至所述放映机模块。
全文摘要
本发明提供一种电子设备及用于无接触控制电子设备的方法，其中用于无接触控制电子设备的方法由所述电子设备的处理器实施，包括检测是否存在一个物体位于所述电子设备的预设范围内；若是则开启所述电子设备的数字摄像机模块，以捕获一系列图像；确定相应于已捕获图像的控制操作；以及对所述电子设备的电子装置实施所述控制操作。利用本发明能够实现对电子设备进行远程控制，而无需接触。
文档编号H04N5/225GK102778947SQ201210118298
公开日2012年11月14日 申请日期2009年5月26日 优先权日2008年6月10日
发明者施信德, 蔡宗儒, 陈正哲 申请人:联发科技股份有限公司