[发明专利]面向电视控制的动态手势识别信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及到从电视机内嵌摄像头摄取的图像中检测运动，对其中人手的动作进行识别并转换为电视控制信号(如频道切换、音量调整及更为复杂的菜单操作等)的一种信号处理方法。属于电视控制装置的技术领域。

背景技术

当前对电视进行远程遥控的模式主要有：

1.红外电视远程遥控器(Infrared TV Remote Controller)遥控，

2.类似鼠标的遥控器输入，

3.采用手写板的遥控器手写输入，

尽管已经有关于手语动作远程遥控电视的专利，如中国专利02101991.6，但该专利基于对人体指尖红外信息的识别，从可行性，成本以及精确性上考虑都不是一个理想的技术方案。其他的类似专利也有一些关键的技术问题需要解决，如需要提高抗噪能力，或者需要人工辅助对手进行定位，等等。

现有技术问题或要改善的地方

1.目前的电视遥控器无论从外形还是输入操作上都是千篇一律，已经让用户产生审美疲劳，不能突出产品在外形上的特色。

2.随着电视功能越来越复杂，遥控器操作太过繁琐，消费者使用的功能还是基于80％-20％原则，即常用的功能仅仅是20％。

3.看电视本身是休闲娱乐，在需要对电视进行控制的时候(比如调节音量)，就需要手忙脚乱的找遥控器，而往往家里会有多个遥控器存在，电视，DVD，空调，到底哪一个才是电视遥控器？

4.当前手语电视的缺点：需要用户手动定位，不够人性化和智能化

发明内容

技术问题：本发明的目的是实现一种结合运动检测和动态手势识别的电视控制方法，利用该方法可以通过操作者的手部动作(例如，挥手)来控制电视，比如调节音量，切换频道等，从而省去了寻找遥控器，操作遥控器的过程，将用户从对遥控器的依赖中解放出来，挥挥手即可实现对电视的控制。

技术方案：本发明面向电视控制的动态手势识别信号处理方法涉及的是结合运动检测和手形识别的信号处理方法，该方法利用电视机内置摄像头采集电视用户动作图像，通过对采集到的图像进行分析得到运动区域，从运动区域中提取手目标的信息并生成轨迹，继而判断轨迹所对应的指令产生电视控制命令，该方法具体包含以下步骤：

步骤一：利用电视机中的内置摄像头采集视频数据，加入图像序列，

步骤二：如果参考背景图像未构建，则用参考背景构建方法对步骤一中采集到的图像序列构造参考背景图像，

步骤三：如果参考背景图像已构建，则继续实时采集图像，将其与参考背景图像逐点作差，生成运动描述图像，

步骤四：如果参考背景图像已构建，则开始实时采集图像，将其与参考背景图像比较，生成运动描述图像，并转化为二值运动掩模图像，

步骤五：利用参考背景构建方法更新参考背景图像，

步骤六：对二值运动图像进行目标分割和判定，利用多目标跟踪的方法构建和更新基于时空的多目标人体模型，其中每一个目标对应被分割出来的人体运动部位，

步骤七：如果多目标人体模型中存在已被跟踪的手目标，则更新该目标的轨迹后，检查轨迹是否与预设轨迹匹配并产生操作指令；否则检查是否有特定目标的轨迹符合需跟踪的手对象特征，如有，则将其标识，

步骤八：如产生操作指令，则将其送入电视内置软件模块，由其处理后完成相应操作，

步骤九：重复步骤三，直到电视机被关闭。

其中：

步骤二中的参考背景构建方法是根据运动速度和幅度的不同选择不同的背景构建方法：当运动幅度和速度较大的情况下采用最新的一幅图像作为参考背景，运动平缓的情况下采用多帧图像平均的方法来计算参考背景。

步骤四中二值运动掩模图像的生成方法是通过设定的门限值对运动描述图像进行二值化，将大于特定门限的点集合作为运动区域；其他点集合作为非运动区域。

步骤六中利用多目标跟踪的方法为运动检测结果构建多目标人体模型，并且从中选择符合特定运动轨迹的手目标作为标识对象。

步骤七中对标识出的手对象运动轨迹采用基于轨迹库的模式匹配方法进行判别，与预设的操作指令轨迹进行比较，如有符合，产生相应的控制命令。

有益效果：本发明最大的贡献是提出了一种无需人工辅助对手进行定位的动态手势控制电视的方法，该方法通过运动检测和构建多目标人体模型的方式获得用户的手语，并产生相应的电视控制指令。本发明为手语电视领域提供了更完善的远程遥控方式。这种遥控方式将会显著地推动电视应用领域的发展。

附图说明