[发明专利]一种手势识别控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及摄像头识别定位的装置，尤其涉及一种手势识别控制装置及控制方法。

背景技术

3D显示技术是一种新型的显示手段，其目的是为了克服现有的平面显示器只能显示2D的现状，目前市面上已经有了多种3D显示技术，包括偏振式显示方式，快门式的显示方式，但其基本原理是一样的即：人眼观察物体所产生的立体感是由于左眼和右眼的观测角度不同，导致所看到的画面不同，大脑对这两幅有一定差异的画面进行合成，从而产生的。而3D显示器则是让用户的左眼和右眼在显示器上能看到不同的画面模拟人的视角，使得用户感觉到画面拥有立体感。但是，这些画面的内容都是固定的，即不会根据用户视角的变化而作出对应的变化。例如：3D显示器显示了一个正对着屏幕的正方体，这时用户从正面看过去，是一个正方形，当用户从别的角度看显示器时，看到的也是正方体正面的正方形。而在现实中，用户应该会看到正方形的侧面。这样将使得立体感减弱，并且这样的画面会让用户感觉到不够真实，对应地大脑的潜意识会对这样的画面作出排斥，使得用户在长时间观看3D画面后，会有晕眩感。因此，急需一种可以根据用户视角的变化而改变显示内容的3D显示方案，从而能克服固定画面的3D显示方案的各个缺点。于此同时，市面上也有各种不同的手势控制方案，例如电容式触屏，它可以在二维的平面上感应用户手指的触控，或者装有传感器的手套，它可以在三维的空间中得到用户的手势，以此实现类似“隔空取物”的效果。但是电容式触屏只能感应二维触控，而装有传感器的手套又需要佩戴后才能在三维空间中得到用户的手势，使得使用起来不够方便。因此，急需一种可以不需要佩戴相关设备就可以在三维空间中进行手势控制的方案。而目前为止，市面上3D显示的内容无法直接用手在三维空间中进行操控，而三维空间中的手势控制方案又只能对二维的显示画面进行操控并不直观。

现有的手势识别系统和操作手段主要有以下两种：1.      采用传感器方式，利用带手套，手握设备等方式实现定位，手势识别。但是这个方案需要手握设备或者带着手套，很难完成一些高级的手势控制和识别。2.      采用普通摄像头方式，利用正对的摄像头，来进行手势识别。但是这个方案精度较差，无法获得较为精确的景深数据，同时对于暗部条件来说识别有一定的局限性，当照度较低的时候，摄像头输出的噪声较高，无法输出清晰的图像，从而降低了精确程度。

总之，现有的方案有其局限性，适用场景单一，无法应对较为复杂的现实应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的不足和缺陷，提供一种手势识别控制装置及控制方法，它是通过两组摄像头组精确定位判断每个指关节的动作，位置，方向，从而实现精确控制和识别。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：本发明包括支架，其特征是在所述的支架的上端固定有上摄像头、在上摄像头的下方固定有下摄像头，在下摄像头的下方固定有3D显示器；所述的上摄像头和下摄像头输出端与电脑的视频输入端连接，电脑的视频输出端与3D显示器的视频输入端连接，电脑上的软件将处理过的图像传送到3D显示器中。

所述的下摄像头和显示器固定在一起。

所述的上摄像头的镜头自上而下放置，用于拍摄用户手部动作，下摄像头的镜头水平放置，用于定位用户眼球位置。

所述的上摄像头和下摄像头是景深摄像头。

本发明一种手势识别控制方法，其特征是包括手势识别和3D画面渲染，还包括如下步骤：

a、利用追踪人眼位置的摄像头传递来的深度图像，经算法处理后，得到人眼相对显示器的位置；

b、通过步骤a渲染出左、右眼所看到的画面，将画面数据传递到3D显示器上，由3D显示器输出；

C、将手势深度摄像头传递来的手势深度图像信息，经过算法处理，得到手指和手掌在图像中的位置，再经过坐标变换，转换为手指相对显示器的位置信息；

d、通过步骤C触发相关的手势事件，让用户的手指和3D显示器中的虚拟的3D元素进行交互。

所述的手势识别流程包括如下步骤：

（1）读取深度信息：从用于追踪手势的摄像头中读取深度信息；

（2）分离背景：将深度信息中采集到的背景部分去掉，只保留手的部分；

（3）边缘查找：分离出背景后，就可以将手的轮廓描绘出来；

（4）手掌查找：从轮廓中识别出手掌；

（5）指尖查找：根据识别出的手掌，在边缘识别出手指尖；

（6）手势分类识别器：根据手掌的运动和手指的运动，来识别出用户当前的手势；