[发明专利]电子游戏控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子游戏领域，特别是涉及一种电子游戏控制装置。本发明还涉及一种电子游戏的控制方法

背景技术

随着人们娱乐生活的多样性，电子游戏已经成为一种比较好的休闲娱乐方式。在业界，许多公司都投入到了电子游戏开发这个行列中来，开发出了许多娱乐性的电子游戏。这些电子游戏可以是单机版的，也可以是网络版的。虽然电子游戏数量越来越多，娱乐性和参与性也越来越强，但游戏的控制方式却都没发生根本性变化；一般不外乎采用键盘、鼠标、游戏手柄等有线设备，对于电视机、机顶盒等近端设备的控制一般由游戏玩家操作遥控器来完成。近几年来，随着体感互动游戏的流行，也出现了一些带加速度传感器的无线游戏手柄，如任天堂公司的Wii游戏手柄。这些带加速度传感器的游戏手柄可以感知出游戏玩家的手部动作，游戏玩家可以通过舞动手中的游戏手柄来参与游戏。

不管是有线的键盘、鼠标和游戏手柄，还是带加速度传感器的无线游戏手柄，游戏玩家都必须用手操控一种设备才能参与游戏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电子游戏控制装置，游戏玩家能够在不需要操控任何设备的情况下参与到游戏中；为此本发明还要提供一种电子游戏的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明的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。

本发明的电子游戏的控制方法包括如下步骤：

步骤一、初始化；检测游戏主机上是否插有摄像头；如有，则对摄像头进行初始化，如没有，则提示游戏玩家将摄像头插入到游戏主机上；

步骤二、脸部初始位置检测；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；

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，同时记录下脸部初始位置区域的面积和长宽比例；

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；

步骤三、手部初始位置检测；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；对匹配处理过的二值图像进行腐蚀，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；

步骤四、正常跟踪；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手部和脸部位置；

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；

利用跟踪和检测相结合的方法计算出脸部和手部的位置，通过逐帧图像连续计算脸部和手部的位置，单一帧的脸部和手部的位置即可转化为脸部和手部的空间移动方向信息，脸部和/或手部移动方向信息即可作为游戏控制的输入信号。

本发明为电子游戏提供了一种新的参与控制玩法，游戏玩家可以不需要借助键盘、鼠标或游戏手柄等游戏操控设备，直接利用脸部和手部的空间移动来控制游戏。在一些体感式游戏中，比如乒乓球、头部顶球、足球守门员等游戏，本发明能够使游戏玩家更加灵活、便捷、轻松自如地参与到游戏之中，并且在游戏中能随心所欲对游戏进行控制。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：