[发明专利]电子游戏控制装置及方法

权利要求书

1.一种电子游戏控制装置，包括：摄像头，与摄像头相连接的游戏主机；所述摄像头用于拍摄人体动作图像并将该图像传送给游戏主机；其特征在于：所述游戏主机对图像进行跟踪和检测，定位出脸部和手部位置，通过连续地跟踪和检测逐帧图像的脸部和手部位置，计算出脸部和手部的移动方向，采用所述的脸部和/或手部的移动方向信息作为游戏的控制输入信号。

2.如权利要求1所述的电子游戏控制装置，其特征在于：所述游戏主机对图像进行跟踪和检测的过程是，跟踪算法将脸部和手部初始位置作为跟踪参考起点，在参考起点附近的相关区域进行肤色匹配，肤色最匹配的区域即为跟踪算法计算出来的当前帧图像内脸部和手部的位置；与此同时，检测算法进行整幅图像范围内的肤色匹配；所有整幅图像内色相分量统计信息和参考肤色区域内的色相分量统计信息在一定误差阈值内的区域都假定为潜在的脸部和手部位置；

如果跟踪算法计算出来的脸部和手部位置在检测算法中都有相应的区域与之对应，则将跟踪算法计算得出的脸部和手部位置信息作为当前帧图像的脸部和手部位置信息输出，并将当前帧图像的脸部和手部位置信息作为下一帧图像的脸部和手部位置跟踪的新的参考起点；

如果跟踪算法计算出来的脸部和手部位置在检测算法中无相应的区域与之对应，且跟踪算法返回的迭代信息表明此位置的迭代次数高于平均迭代次数一定阈值时，则对脸部和手部的位置进行更新。

3.如权利要求2所述的电子游戏控制装置，其特征在于：检测算法中的误差阈值会随检测出来的区域个数做动态的自适应，正常情况下，检测出来的区域数为3，分别对应于脸部，左手和右手；如果检测出来的区域数大于3，需调高误差阈值门限；如果检测出来的区域数在连续几帧图像内小于3，需降低误差阈值门限。

4.如权利要求2所述的电子游戏控制装置，其特征在于：进行手部位置更新的过程是，把检测算法所检测出来的区域按面积大小进行排序，然后逐一和跟丢前一帧的脸部或手部位置计算中心点位置差，把位置差最小且面积大于一定阈值的区域更新为现在的手部位置。

5.如权利要求2所述的电子游戏控制装置，其特征在于：跟踪算法跟丢脸部位置区域时将暂停游戏的执行，系统进入“脸部重定位”状态；“脸部重定位”的过程是如果在镜头内某一位置连续10帧图像的时间内都检测到脸部位置区域，则认为该区域为脸部位置区域，然后继续游戏的运行。

6.如权利要求2所述的电子游戏控制装置，其特征在于：脸部初始位置检测的过程是，游戏玩家保持脸部端正，不倾斜，并在摄像头的镜头内某一位置保持10帧图像的时间；

在检测出脸部初始位置区域后，截取位于脸部初始位置区域正中心，面积为脸部初始位置区域一半的区域作为参考肤色区域；把参考肤色区域内的图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，统计出参考肤色区域内的色相分量H的分布。

7.如权利要求2所述的电子游戏控制装置，其特征在于：手部初始位置检测过程是，将检测出脸部初始位置区域的整幅图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，寻找出整幅图像内色相分量H分布与参考肤色区域内的色相分量H分布相接近的区域，得到匹配处理过的二值图像；对该二值图像进行腐蚀，膨胀操作，得到手部初始位置的潜在区域；将手部初始位置的潜在区域按面积大小进行排序，剔除面积大于参考肤色区域面积的区域，以及排除脸部初始位置区域本身，剩下的分别位于脸部初始位置区域一左一右的2个面积较大的区域即为人体的左右手的初始位置。

8.如权利要求1所述的电子游戏控制装置，其特征在于：所述摄像头为彩色摄像头，摄像头的分辨率为320×240或640×480。