[发明专利]一种用于人机交互的电子设备

权利要求书

1.一种用于人机交互的电子设备，其特征在于，所述用于人机交互的电子设备包括：

3D摄像头接口单元，用于连接外部的3D摄像头，以接收所述3D摄像头采集的含有深度信息的使用者手部的待测图像序列；

轮廓检测单元，用于根据图像深度信息和图像颜色信息，在所述待测图像序列的每帧图像中检测出所述使用者的手部轮廓；

特征点序列确定单元，用于针对所述使用者的每只手，利用预设的手部结构模板，在所述待测图像序列的每帧图像中确定该只手的待测特征点序列；

动作识别单元，用于针对所述使用者的每只手，在多个预设特征点序列中确定该只手的待测特征点序列的匹配序列，以根据所述匹配序列确定该只手的动作名称和位置；

手势识别单元，用于在预设手势表中选择与所述使用者双手的动作名称和位置相匹配的手势，作为已识别手势；

指令确定单元，用于根据预设操作指令表，确定与所述已识别手势对应的操作指令；

执行单元，用于对与确定的操作指令相关的设备进行与该操作指令对应的操作；

所述手势识别单元包括：

手势表存储子单元，用于存储如下映射列表来作为所述预设手势表：该映射列表中的每个映射的左端是一组动作名称对及每个动作名称对的位置；该映射列表中的每个映射的右端是一个手势；

手势表匹配子单元，用于将所述预设手势表中的每个映射的左端与所述使用者双手的动作名称和位置进行匹配，其中，动作名称的匹配执行严格匹配，而位置则是通过使用者双手各自的平均位置计算得到相对位置信息，进而计算该相对位置信息与映射左端的位置之间的相似度来实现的。

2.根据权利要求1所述的用于人机交互的电子设备，其特征在于，所述特征点序列确定单元包括：

模板存储子单元，用于存储预设的手部结构模板；

模板匹配子单元，用于针对所述使用者的每只手，利用预设的手部结构模板，在所述待测图像序列的每帧图像的手部轮廓中确定该只手的预定数目个特征点；

序列生成子单元，用于针对所述使用者的每只手，利用该只手在所述待测图像序列的各帧图像中对应的预定数目个特征点，获得该只手的待测特征点序列。

3.根据权利要求1或2所述的用于人机交互的电子设备，其特征在于，所述轮廓检测单元用于：

针对所述待测图像序列中的每帧图像结合颜色信息删除该帧图像中的噪声点及非肤色区域，利用边缘检测算子E(·)对删除所述噪声点和所述非肤色区域后所得到的图像进行边缘检测，得到边缘图像

ITfi(x,y)=E(ITei(x,y))]]>

所述边缘图像即为仅包含所述使用者手部轮廓的图像。

4.根据权利要求2所述的用于人机交互的电子设备，其特征在于，所述模板匹配子单元包括：

定位基点确定模块，其用于针对所述待测图像序列的每帧图像，根据该图像中的轮廓线的曲率找到该轮廓线中的指尖点和指根关节点，以将所述指尖点作为定位基点；

缩放基准确定模块，其用于针对所述定位基点确定模块处理后的每帧图像，基于该帧图像中已找到的所述定位基点，匹配每个单指的指根关节点，得到各单指的长度来作为尺度缩放的基准；

缩放及形变模块，其用于针对所述缩放基准确定模块处理后的每帧图像，基于已找到的所述指尖点和所述指根关节点的位置以及各单指的长度来对相应的所述手部结构模板进行缩放和形变，通过匹配得到每只手的各指关节特征点和手腕中点特征点；

其中，所述模板存储子单元存储的所述手部结构模板包括左手结构模板和右手结构模板，所述左手结构模板和右手结构模板各自包括：各手指的指尖特征点、各指关节特征点、各指根关节特征点、手腕中点特征点以及各特征点之间的拓扑关系。