[发明专利]基于手势控制非触摸屏的人机交互系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于手势控制非触摸屏的人机交互系统及方法。本系统在高速照相机前安置一个偏振片，通过调整偏振片旋转到一个合适的角度用于消除电脑或电视显示屏上的偏振光，去除视频中的噪音影响，从而在视频中突出显示手的部位。本方法提取手部位的外轮廓，利用形状空间理论方法来识别手势，这样就可根据识别的手势变化来操作电脑和智能电视，实现人机交互。此发明可以降低传统人机交互的硬件成本，可用于智能城市、智能家庭、大型展览设施控制、演讲报告智能显示以及电子娱乐等各种人机交互领域，可以提高人们、特别是老年人及残疾人的生活质量。

技术领域

本发明提出了一种基于手势控制非触摸屏的人机交互系统及方法。本发明可以降低传统人机交互的硬件成本，可应用于智能城市、智能家庭、大型展览设施控制、演讲报告智能显示以及电子娱乐等各种人机交互领域，可以提高人们、特别是老年人及残疾人的生活质量。

技术背景

随着社会的快速发展，人们越来越倾向使用舒适、便捷、安全的方法来操作和控制机器。智能人机交互技术(Human-Computer Interaction，简称HCI)在智能家居、娱乐设施、终端电子设备等领域已得到了广泛的应用；在智能手机、体感游戏设施、宣传展示设备中，智能交互技术具有极其重要甚至决定性的地位；在医疗康复、智能家电领域，智能交互技术也得到了迅速普及和应用。人机交互技术是丰富现代社会中的智能元素，满足人民大众的生活、娱乐需求，是建设智慧城市和智慧家庭的一个重要切入点。

本发明是利用手势变化来操作智能机器，实现简单快捷的人机交互。通过认知不同的手势，给予电脑和智能电视赋予不同的指令，建立一个基于手势变化来控制电脑或电视的人机交互系统。本发明可以降低传统人机交互的硬件成本，力求给用户新鲜、方便的体验，可用于智能城市、智能家庭、大型展览设施控制、演讲报告智能显示以及电子娱乐等各种人机交互领域。本发明不仅面向一般的用户，更是面向一些身体不便的残疾人或者没有精力去学习和熟悉传统指令用法的老年人，让他们通过手势这样简易便捷方法来实现对智能机器的操作，以提高他们的生活质量，减少看护人员的人力成本，降低其家庭成员的负担。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的不足，提供一种基于手势控制非触摸屏的人机交互系统和方法。利用高速照相机获取手势，并利用照相机前安置的偏振片，消除电脑或电视显示屏幕上的偏振光，实现手势的正确识别，从而操作电脑和智能电视。

为达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于手势控制非触摸屏的人机交互系统，包括一台主控制器和一块显示屏；所述显示屏垂直放置；在显示屏的斜上方安置一个高速照相机对着显示屏；在照相机前设置一个偏振片；通过调整偏振片的旋转角度来消除显示屏上的偏振光；显示器和高速照相机连接到主控制器；显示屏可进行三维空间旋转，照相机也相应的改变拍摄位置和角度。

一种基于手势控制非触摸屏的人机交互系统，包括一台主控制器和一块显示屏；所述显示屏水平放置在桌面上；在显示屏正上方安置一个垂直于显示屏的高速照相机；在照相机前设置一个偏振片；通过调整偏振片的旋转角度来消除显示屏上的偏振光；显示屏和高速照相机连接到主控制器。

主控制器是对高速照相机获取的图片进行分析、计算、并运行相应的算法，把结果输出到显示屏上。显示屏是用来显示主控制器运行的人机交互的结果，按照不同需求，可以垂直放置或者水平放置，必要时也可以倾斜放置。高速照相机是用来获取手势的图像，并把图像传输给主控制器。偏振片放置在照相机前面，通过调整偏振片旋转角度，使得偏振片能够消除显示屏上所发出的偏振光，利于提取人手在视频中的形状。

一种基于手势控制非触摸屏的人机交互方法，采用上述系统进行操作，其特征在于操作步骤如下：

1.启动人机交互系统：

首先打开高速照相机开关和显示屏开关，然后启动主控制器来控制高速照相机和显示屏的运作，通过偏振片滤去了显示屏发射的光线。