[发明专利]仿3D手势识别系统及方法

权利要求书

1.仿3D手势识别系统，其特征在于，包括手势识别单元、主摄像头及辅助摄像头；

所述主摄像头用于采集电视终端屏幕前方的与电视终端屏幕所在面平行的手势动作信息，并传送给手势识别单元；

所述辅助摄像头用于采集电视终端屏幕前方的与电视终端屏幕所在面垂直的手势动作信息，并传送给手势识别单元；

所述手势识别单元用于结合主摄像头采集的手势动作信息及辅助摄像头采集的手势信息进行分析，识别出用户在三维空间的手势动作，并转化为相应的命令传送给电视终端。

2.如权利要求1所述的仿3D手势识别系统，其特征在于，所述主摄像头安装在电视终端上，镜头正对电视终端正前方或与电视终端正前方保持一定夹角；所述辅助摄像头安装在地面上，镜头朝上并平行于电视终端屏幕所在的面或与电视终端屏幕所在的面保持一定夹角。

3.如权利要求1或2所述的仿3D手势识别系统，其特征在于，所述主摄像头及辅助摄像头均为2D摄像头。

4.如权利要求1或2所述的仿3D手势识别系统，其特征在于，所述手势识别单元包括：

手势建模模块，用于对手势动作进行数学建模，将手势动作映射到模型参数空间，确立相关的功能需求、处理原则及关联关系，并确立主摄像头和辅助摄像头之间的配合流程和规则；

初始化模块，用于在首次使用该仿3D手势识别系统时，根据主摄像头和辅助摄像头的摆放位置及使用环境自动进行相应的参数初始化设置；

图像预处理模块，用于对主摄像头和辅助摄像头采集到的图像进行相应预处理；

手势检测及跟踪模块，用于从经过预处理后的图像中分割出手势动作并跟踪，确定手部运动区域；

手势特征提取模块，用于提取手势动作的静态特征和动态特征；

手势识别模块，用于结合提取的静态特征和动态特征识别出手势动作，并转化为相应的命令传送给电视终端。

5.仿3D手势识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.用户向电视终端发出手势命令；

b.主摄像头和辅助摄像头从不同角度采集包含手势动作信息的图像，并传送给手势识别单元进行相应预处理；

c.手势识别单元从经过预处理后的图像中分割出手势动作并跟踪，确定手部运动区域；

d.手势识别单元提取手势动作的静态特征和动态特征；

e.手势识别单元结合手势动作的静态特征和动态特征识别出手势动作，转换为相应的命令传送给电视终端；

f.电视终端接收相应命令并执行。

6.如权利要求5所述的仿3D手势识别方法，其特征在于，在步骤a之前还包括步骤：

a0.在首次进行仿3D手势识别时，手势识别单元根据主摄像头和辅助摄像头的摆放位置及使用环境自动进行相应的参数初始化设置。

7.如权利要求5或6所述的仿3D手势识别方法，其特征在于，步骤b中，所述相应预处理包括对图像进行降噪、增强及色彩转换处理。

8.如权利要求5或6所述的仿3D手势识别方法，其特征在于，步骤c中，从经过预处理后的图像中分割出手势动作并跟踪是指：根据手部肤色、形状、面积参数从经过预处理后的图像中分离出并锁定手部候选区域。

9.如权利要求5或6所述的仿3D手势识别方法，其特征在于，步骤e中，手势识别单元结合手势动作的静态特征和动态特征识别出手势动作是指：将手势动作中的静态特征信息与预先建立的模板特征库中的手势特征信息进行比对，并采用隐马尔科夫模型算法计算手势动作的动态特征信息，从而识别出手势动作。

10.如权利要求5或6所述的仿3D手势识别方法，其特征在于，步骤d中，所述静态特征包括：手部轮廓、位置、面积、手指分布信息；所述动态特征包括：手势动作在空间、时间上的变化信息。