一種手勢識別方法及手勢識別系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種手勢識別方法及手勢識別系統，用于解決手勢識別的準確性較低的技術問題。所述方法包括：獲得處于第一環(huán)境中的操作體在第一時刻的第一圖像，以及獲得所述操作體在第二時刻的第二圖像；其中，所述第一環(huán)境包括背景光源和第一主動光源，在所述第一時刻所述第一主動光源關閉，在所述第二時刻所述第一主動光源開啟，所述第二時刻晚于所述第一時刻；確定所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值；根據所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值，確定所述操作體所進行的手勢。
【專利說明】
一種手勢識別方法及手勢識別系統
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及計算機技術領域，尤其涉及一種手勢識別方法及手勢識別系統。【背景技術】
[0002]目前，手勢交互作為一種便捷的人機交互技術已廣泛應用于智能電視、平板電腦、 智能手機等電子設備，這些電子設備中一般都設置有手勢識別系統，而在例如游戲、虛擬現實等應用場景時，通過手勢交互可以提升用戶的人機交互體驗。
[0003]手勢交互的核心技術是手勢識別，在現有的一些手勢識別系統中會設置主動光源，當用戶在進行手勢時，通過主動光源發(fā)出的光對手進行照射可以增強手的可識別性，當攝像頭采集被主動光源的光照射的手的圖像后可以對手所進行的手勢進行準確地識別，并且主動光源一般是持續(xù)開啟的，這樣主動光源可以對手持續(xù)地進行照射，以確保手勢識別的準確性。
[0004]然而基于視覺的手勢識別在圖像采集時容易受到背景的干擾，例如環(huán)境光的干擾，或者背景圖像的干擾，等等，由于受到背景的干擾，手勢識別的精度就可能降低，進而導致手勢識別的準確性也較低。
【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明實施例提供一種手勢識別方法及手勢識別系統，用于解決手勢識別的準確性較低的技術問題。
[0006]第一方面，提供一種手勢識別方法，包括:
[0007]獲得處于第一環(huán)境中的操作體在第一時刻的第一圖像，以及獲得所述操作體在第二時刻的第二圖像;其中，所述第一環(huán)境包括背景光源和第一主動光源，在所述第一時刻所述第一主動光源關閉，在所述第二時刻所述第一主動光源開啟，所述第二時刻晚于所述第一時刻；
[0008]確定所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值；
[0009]根據所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值，確定所述操作體所進行的手勢。
[0010]可選的，所述第一時刻和所述第二時刻之間的時間差小于等于預定時長。
[0011]可選的，根據所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值，確定所述操作體所進行的手勢，包括:
[0012]根據所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，確定所述操作體在所述第二時刻所處的第一空間位置；
[0013]根據所述第一空間位置，確定所述操作體所進行的手勢。
[0014]可選的，所述第一環(huán)境還包括與所述第一主動光源不同的第二主動光源;所述方法還包括:
[0015]獲得所述操作體在第三時刻的第三圖像，以及獲得所述操作體在晚于所述第三時刻的第四時刻的第四圖像;其中，所述第三時刻晚于所述第二時刻，在所述第三時刻所述第一主動光源和所述第二主動光源均關閉，在所述第四時刻所述第一主動光源關閉且所述第 ^■主動光源開啟；
[0016]根據所述第三圖像和所述第四圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，確定所述操作體在所述第四時刻所處的第二空間位置。
[0017]可選的，根據所述第一空間位置，確定所述操作體所進行的手勢，包括:
[0018]根據所述第二空間位置和所述第一空間位置之間的空間位置變化信息，確定所述操作體所進行的手勢。
[0019]可選的，獲得處于第一環(huán)境中的操作體在第一時刻的第一圖像，以及獲得所述操作體在第二時刻的第二圖像，包括:
[0020]獲得所述操作體在所述第一時刻的第一影子圖像，以及獲得所述操作體在所述第二時刻的第二影子圖像;或
[0021]獲得所述操作體在所述第一時刻的第一操作體圖像，以及獲得所述操作體在所述第二時刻的第二操作體圖像。[〇〇22]可選的，獲得處于第一環(huán)境中的操作體在第一時刻的第一圖像，以及獲得所述操作體在第二時刻的第二圖像，包括:
[0023]獲得所述操作體在所述第一時刻經紅外線通過濾鏡過濾后的第一圖像，以及獲得所述操作體在所述第二時刻經所述紅外線通過濾鏡過濾的第二圖像。
[0024]可選的，確定所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值，包括:
[0025]確定所述第一圖像所對應的第一像素點矩陣，以及確定所述第二圖像所對應的第二像素點矩陣;其中，所述第一像素點矩陣和所述第二像素點矩陣均包括M個像素點，M為正整數；
[0026]將所述第一像素點矩陣和所述第二像素點矩陣中相同坐標處的像素點的顏色值進行差值計算，以獲得M個顏色值的差值；
[0027]根據所述M個顏色值的差值和相應的像素點坐標，確定所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值。
[0028]第二方面，提供一種手勢識別系統，包括:[〇〇29]圖像采集單元，用于采集圖像；
[0030]第一主動光源；
[0031]控制單元，分別與所述圖像采集單元和所述第一主動光源連接，用于控制所述第一主動光源在第一時刻關閉且在晚于所述第一時刻的第二時刻開啟，以及用于控制所述圖像采集單元在所述第一時刻獲得處于第一環(huán)境中的操作體的第一圖像，以及控制所述圖像采集單元在所述第二時刻獲得所述操作體的第二圖像;其中，所述第一環(huán)境包括背景光源和所述第一主動光源；
[0032]處理器，與所述圖像采集單元連接，用于確定所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值，以及根據所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值，確定所述操作體所進行的手勢。
[0033]可選的，所述第一時刻和所述第二時刻之間的時間差小于等于預定時長。[〇〇34] 可選的，所述處理器用于:
[0035]根據所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，確定所述操作體在所述第二時刻所處的第一空間位置；
[0036]根據所述第一空間位置，確定所述操作體所進行的手勢。
[0037]可選的，所述手勢識別系統還包括與所述第一主動光源不同的第二主動光源； [〇〇38] 所述控制單元還用于:[〇〇39]控制所述第一主動光源和所述第二主動光源在第三時刻均關閉，以及控制所述第一主動光源在第四時刻關閉且所述第二主動光源在所述第四時刻開啟；其中，所述第四時刻晚于所述第三時刻；以及，
[0040]控制所述圖像采集單元獲得所述操作體在所述第三時刻的第三圖像，以及控制所述圖像采集單元獲得所述操作體在所述第四時刻的第四圖像；[0041 ] 所述處理器還用于:
[0042]根據所述第三圖像和所述第四圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，確定所述操作體在所述第四時刻所處的第二空間位置。
[0043]可選的，所述處理器用于:
[0044]根據所述第二空間位置和所述第一空間位置之間的空間位置變化信息，確定所述操作體所進行的手勢。
[0045]可選的，所述控制單元用于:
[0046]控制所述圖像采集單元獲得所述操作體在所述第一時刻的第一影子圖像，以及獲得所述操作體在所述第二時刻的第二影子圖像;或
[0047]控制所述圖像采集單元獲得所述操作體在所述第一時刻的第一操作體圖像，以及獲得所述操作體在所述第二時刻的第二操作體圖像。
[0048]可選的，所述手勢識別系統還包括紅外線通過濾鏡，用于對光中的除紅外光之外的其它光進行過濾；
[0049]所述控制單元用于:
[0050]控制所述圖像采集單元獲得所述操作體在所述第一時刻經所述紅外線通過濾鏡過濾后的第一圖像，以及控制所述圖像采集單元獲得所述操作體在所述第二時刻經所述紅外線通過濾鏡過濾后的第二圖像。[0051 ] 可選的，所述處理器用于:
[0052]確定所述第一圖像所對應的第一像素點矩陣，以及確定所述第二圖像所對應的第二像素點矩陣;其中，所述第一像素點矩陣和所述第二像素點矩陣均包括M個像素點，M為為正整數；
[0053]將所述第一像素點矩陣和所述第二像素點矩陣中相同坐標處的像素點的顏色值進行差值計算，以獲得M個顏色值的差值；[〇〇54]根據所述M個顏色值的差值和相應的像素點坐標，確定所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值。
[0055]本發(fā)明實施例所提供的手勢識別方法和手勢識別系統，可以控制第一環(huán)境中的第一主動光源在第一時刻關閉且在第二時刻開啟，即，可以控制手勢識別系統中的第一主動光源以一定時序進行間或的開啟或關閉，由于第一主動光源可以不必持續(xù)開啟，這樣可以在一定程度上節(jié)約由于第一主動光源持續(xù)開啟所消耗的電能，降低系統功耗。
[0056]同時，可以在第一時刻獲得處于第一環(huán)境中的操作體的第一圖像，以及獲得該操作體在第二時刻的第二圖像，再確定第一圖像和第二圖像之間的圖像差值，進而根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值確定操作體所進行的手勢。
[0057]由于第一環(huán)境包括背景光源和第一主動光源，并且在第一時刻第一主動光源且在第二時刻第一主動光源開啟，所以在第一時刻是背景光源對操作體進行照射，而在第二時刻則是背景光源和第一主動光源同時對操作體進行照射，由于用戶一般是在短時間內完成的手勢操作，所以在第二時刻獲得的第二圖像相對于在第一時刻獲得的第一圖像來說，可以認為兩幀圖像中所包括的背景光源所對應的圖像信息是未發(fā)生改變的，而第二圖像相對于第一圖像所增加的圖像信息則是由于第一主動光源照射操作體所產生的，當對第二圖像和第一圖像進行圖像差值處理時，則可以消除背景光源的影響，進一步地，當根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值確定操作體所進行的手勢時，由于已經消除了背景光源的影響，那么則可以提尚手勢識別的精度，進而提尚對手勢識別的準確性?！靖綀D說明】
[0058]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0059]圖1為本發(fā)明實施例中手勢識別方法的流程圖；
[0060]圖2為本發(fā)明實施例中對第一主動光源進行時序控制的示意圖；
[0061]圖3為本發(fā)明實施例中對第一主動光源和第二主動光源進行時序控制的示意圖；
[0062]圖4為本發(fā)明實施例中獲得第一影子圖像和第二影子圖像的示意圖；[〇〇63]圖5為本發(fā)明實施例中手勢識別系統的結構框圖。【具體實施方式】[〇〇64]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
[0065]另外，本文中術語“和/或”，僅僅是一種描述關聯對象的關聯關系，表示可以存在三種關系，例如，A和/或B，可以表示:單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另夕卜，本文中字符7”，在不做特別說明的情況下，一般表示前后關聯對象是一種“或”的關系。
[0066]為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。
[0067]請參見圖1，本發(fā)明實施例提供一種手勢識別方法，該方法可以應用于手勢識別系統，該手勢識別系統用于對處于預定環(huán)境中的操作體所進行的手勢進行識別。該方法的流程描述如下。
[0068]步驟101:獲得處于第一環(huán)境中的操作體在第一時刻的第一圖像，以及獲得該操作體在第二時刻的第二圖像;其中，該第一環(huán)境包括背景光源和第一主動光源，在第一時刻第一主動光源關閉，在第二時刻第一主動光源開啟，第二時刻晚于第一時刻，而操作體例如可以是指用戶的手指，或者整個手掌。
[0069]由于第一環(huán)境包括背景光源和第一主動光源，即第一環(huán)境的照明系統是由背景光源和第一主動光源提供。其中，背景光源可以是指手勢識別系統所處的環(huán)境自身內所存在的光源，背景光源例如可以是指房間內用于照明的白熾燈、日光燈、臺燈等等，或者還可以是指太陽光或月光等自然光，而第一主動光源可以是指手勢識別系統內包括的光源，第一主動光源可以根據不同的使用需求通過手勢識別系統進行控制進行關閉或開啟，即第一主動光源可以是指獨立于環(huán)境之外的光源，第一主動光源例如可以是LED(Light-Emitting D1de，發(fā)光二極管)燈，總的來說，背景光源可以是指手勢識別系統所處的環(huán)境中的光源， 而第一主動光源可以是指手勢識別系統本身所包括的光源。
[0070]在實際中，背景光源可以包括環(huán)境中的一種光源，或者也可以包括環(huán)境中的幾種光源，而第一主動光源可以包括一個光源，或者也可以包括多個光源，例如包括3個LED燈， 那么此時可以將3個LED燈所組成的LED燈組理解為是本發(fā)明實施例中的第一主動光源，第一主動光源所包括的光源的個數可以根據手勢識別系統的需求而定。
[0071]在具體實施過程中，可以通過設定時序信號控制電路對第一主動光源進行時序控制，在該時序信號控制電路的控制之下，第一主動光源可以在第一時刻關閉，并且在第二時刻開啟。
[0072]例如請參見圖2,圖2為對第一主動光源進行時序控制的示意圖，其中1表示開啟，0 表示關閉，可見，通過圖2所示的時序控制電路，可以間或地控制第一主動光源開啟或關閉， 而控制周期可以任意設置，例如可以根據圖像采集的幀率確定，例如將可以將每采集一幀或兩幀圖像所花費的時長確定為控制周期，等等。其中，按照從左往右的順序，可以將圖2中的第一個矩形框對應的時刻看作是第一時刻，而將第二個矩形框對應的時刻看作是第二時刻。
[0073]由于第一主動光源可以根據系統的控制進行間斷的開啟和關閉，那么在其關閉的時候則可以節(jié)約電量，也就是說，通過控制第一主動光源間或的開啟和關閉，可以在一定程度上節(jié)約電量，降低系統的功耗。
[0074]步驟102:確定第一圖像和第二圖像之間的圖像差值。
[0075]由于第一圖像是在第一時刻獲得的，而第二圖像是在第二時刻獲得的，并且在第一時刻第一主動光源是關閉的，而在第二時刻第一主動光源是開啟的，所以可以這樣認為， 在第一時刻只有背景光源對操作體進行照射，而在第二時刻是由背景光源和第一主動光源同時對操作體進行照射，而在實際中，由于用戶進行手勢操作的時間一般都比較短，例如在 1秒內完成一次手勢操作，在較短的時間內可以認為背景光源所提供的光照信息是未發(fā)生變化，而這里的光照信息可以包括照射角度、光照強度等信息，那么可以認為第二圖像和第一圖像中所包括的背景光源所對應的圖像信息是未發(fā)生變化的，所以第二圖像相對于第一圖像來說，增加的圖像信息則是由于第一主動光源從關閉到開啟后進行照射所產生的，如果對第二圖像和第一圖像進行圖像差值處理的話，則可以舍棄與背景光源對應的圖像信息，也就是說，通過對第二圖像和第一圖像進行差值處理可以消除背景光源的影響，即消除環(huán)境的影響。
[0076]可選的，為了盡量保證第一圖像和第二圖像是在近乎完全相同的背景光源照射下所采集的，可以令第一時刻和第二時刻之間的時間差盡量小，例如可以令第一時刻和第二時刻之間的時間差小于等于預定時長，當第一時刻和第二時刻之間的時間間隔較小時，可以近似認為第一圖像和第二圖像是在幾乎完全相同的背景光照射條件下所拍攝的，那么通過對第一圖像和第二圖像進行圖像差值的計算，則可以完全消除背景光源的影響。
[0077]在具體實施過程中，例如可以按照以下方式來確定第一圖像和第二圖像之間的圖像差值。
[0078]先確定第一圖像所對應的第一像素點矩陣，以及確定第二圖像多對應的第二像素點矩陣，而由于第一圖像和第二圖像是通過同一圖像采集單元在較短時間內拍攝的兩幀圖像，那么第一圖像和第二圖像的分辨率、像素大小則可以認為是相同的，例如可以認為第一像素點矩陣和第二像素點矩陣均包括M個像素點，例如均包括100萬個像素點。
[0079]再將第一像素點矩陣和第二像素點矩陣中相同坐標處的像素點的顏色值分別進行差值計算，那么則可以獲得M個顏色值的差值，進而再根據M個顏色值的差值和對應的像素點所在的坐標，確定第一圖像和第二圖像之間的圖像差值。
[0080]其中，顏色指可以是指每個像素點所對應的RGB的值，或者可以是指每個像素點所對應的CMYK的值，等等，也就是說，當對第一圖像和第二圖像進行圖相差值處理時，可以以不同的顏色模式所對應的顏色值進行圖相差值的計算，而顏色模式是指將某種顏色表現為數字形式的模型，或者說是一種記錄圖像顏色的方式，顏色模式例如可以包括RGB模式、 CMYK模式、HSB模式、位圖模式，等等。
[0081]步驟103:根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值，確定操作體所進行的手勢。 [〇〇82]通過對第一圖像和第二圖像進行圖像差值的處理，則可以消除背景光源的影響， 而在對第一圖像和第二圖像進行圖像差值的處理之后，可以獲得第一圖像和第二圖像之間的圖像差值，而第一圖像和第二圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，可以認為是只有第一主動光源(即此時不包括背景光源)對操作體進行照射時的操作體的圖像信息，進一步地，可以根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值確定操作體所進行的手勢，由于是已經消除了背景光源的影響，那么在根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值進行手勢識別時，則可以避免背景光源的影響，進而提高手勢識別的精度，以提高手勢識別的準確性。
[0083]在具體實施過程中，采集操作體的圖像，可以采集操作體的影子圖像，或者可以采集操作體本身的操作體圖像，其中，影子圖像是操作體通過光的照射而形成的影子的圖像， 而操作體圖像是指操作體本身的圖像。
[0084]那么，獲得處于第一環(huán)境中的操作體在第一時刻的第一圖像，以及獲得操作體在第二時刻的第二圖像，可以包括:
[0085]獲得操作體在第一時刻的第一影子圖像，以及獲得操作體在第二時刻的第二影子圖像，或，獲得操作體在第一時刻的第一操作體圖像，以及獲得操作體在第二時刻的第二操作體圖像。
[0086]具體是采集影子圖像還是采集操作體圖像，可以根據手勢識別系統中的硬件配置確定，或者可以根據用戶的設置而定，等等，當分別采集影子圖像和操作體圖像時，圖像采集單元(例如攝像頭)采集圖像的視場角可能是不同的，因為影子一般位于底面，而操作體本身一般位于空間中的某一位置，采集影子圖像的角度一般要低于采集操作體圖像的角度。
[0087]并且，還可以在手勢識別系統中設置紅外線通過濾鏡，例如可以設置在圖像采集單元的鏡頭前方。
[0088]例如當圖像采集單元采集操作體圖像時，是通過圖像采集單元中的感光元件感應從操作體上反射的反射光，進而根據獲得的反射光所包含的信息來獲得操作體的圖像，而當在圖像采集單元的鏡頭前方設置紅外線通過濾鏡時，從操作體處反射的反射光中所包括的紅外光(以及近紅外光)才能通過紅外線通過濾鏡，相當于是通過紅外線通過濾鏡從反射光中過濾出紅外光(以及近紅外光)，由于人的皮膚對紅外光的反射強度最大，所以通過過濾出紅外光以獲得圖像信息，可以便于后期對于圖像的快速處理。[〇〇89]也就是說，獲得處于第一環(huán)境中的操作體在第一時刻的第一圖像，以及獲得所述操作體在第二時刻的第二圖像，可以是指獲得操作體在第一時刻經紅外線通過濾鏡過濾后的第一圖像，以及獲得操作體在第二時刻經紅外線通過濾鏡過濾的第二圖像。
[0090]在具體實施過程中，可以根據第一圖像和第二圖像之間的圖相差值所對應的圖像信息，確定操作體在第二時刻所處的空間位置，例如確定操作體在第二時刻所處的空間位置是第一空間位置，進而再根據第一空間位置，確定操作體所進行的手勢。因為手勢可以看作是操作體在一段連續(xù)的時間內的多個空間位置的集合，也就是說，可以在一段連續(xù)的時間內按照時間先后獲得操作體的多個空間位置，進而再根據操作體隨時間的增長而獲得的多個空間位置的變化趨勢確定出具體所進行的手勢，而第一空間位置則可以看作是多個空間位置中的一個空間位置。
[0091]也就是說，為了能夠準確地獲得操作體所進行的手勢，需要獲得多個空間位置，例如可以采用如獲得第一空間位置相同的方式獲得其余的空間位置，以下以再獲得不同于第一空間位置的第二空間位置進行舉例說明，對于其它的空間位置的獲得方式，也可以采用與第一空間位置相同的獲得方式，就不一一進行舉例說明了。
[0092]首先，獲得操作體在第三時刻的第三圖像，以及獲得操作體在晚于所述第三時刻的第四時刻的第四圖像;其中，第三時刻晚于第二時刻，在第三時刻第一主動光源和第二主動光源均關閉，在第四時刻第一主動光源關閉且第二主動光源開啟；
[0093]進而再根據第三圖像和第四圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，確定操作體在第四時刻所處的第二空間位置。
[0094]其中，可以將第三時刻類比于前述的第一時刻，而將第四時刻類比到前述的第二時刻，而將第二主動光源類比到前述的第一主動光源，則可以采用與獲得第一空間位置相同的處理方式以確定第二空間位置，此處就不再贅述了。
[0095]在獲得第一空間位置和第二空間位置之后，由于操作體位于第二空間位置的時刻要晚于位于第一空間位置的時刻，所以可以根據第二空間位置和第一空間位置之間的空間位置變化信息以確定操作體所進行的手勢，當然，為了確保對于手勢的完整識別，可以根據多個空間位置之間的空間位置變化信息以確定操作體所進行的手勢，而對于其它空間位置的相關介紹，此處就不詳細說明了。
[0096]為了便于本領域技術人員對本發(fā)明實施例所提供的方案進行理解，以下結合圖3和圖4進行進一步地說明。
[0097]請參見圖3,圖3為本發(fā)明實施例中對第一主動光源和第二主動光源進行時序控制的示意圖，對于第一主動光源的時序控制來說，按照從左往右的順序，在第一個矩形框對應的第一時刻獲得第一圖像，在第二個矩形框對應的第二時刻獲得第二圖像，通過對第一圖像和第二圖像進行圖像差值處理以消除背景光源的影響，并根據第一圖像和第二圖像之間的圖相差值可以獲得操作體的第一影子圖像，對于第二主動光源的時序控制來說，按照從左往右的順序，在第五個矩形框對應的第三時刻獲得第三圖像，在第四個矩形框對應的第四時刻獲得第四圖像，通過對第三圖像和第四圖像進行圖像差值處理以消除背景光源的影響，并根據第三圖像和第四圖像之間的圖像差值獲得操作體的第二影子圖像。
[0098]結合到圖4中來說，在獲得第一影子圖像或第二影子圖像之后，可以根據第一影子圖像或第二影子圖像確定操作體所處的空間位置，或者，為了提高空間位確定的準確性，可以同時根據圖像采集單元的位置和兩個影子圖像的位置以確定操作體所處的空間位置，在具體實施過程中，可以采用任意一種確定空間位置的算法進行空間位置的確定，本發(fā)明實施例不做具體限制。
[0099]本發(fā)明實施例所提供的手勢識別方法，可以控制第一環(huán)境中的第一主動光源在第一時刻關閉且在第二時刻開啟，即，可以控制手勢識別系統中的第一主動光源以一定時序進行間或的開啟或關閉，由于第一主動光源可以不必持續(xù)開啟，這樣可以在一定程度上節(jié)約由于第一主動光源持續(xù)開啟所消耗的電能，降低系統功耗。
[0100]同時，可以在第一時刻獲得處于第一環(huán)境中的操作體的第一圖像，以及獲得該操作體在第二時刻的第二圖像，再確定第一圖像和第二圖像之間的圖像差值，進而根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值確定操作體所進行的手勢。[0101 ]由于第一環(huán)境包括背景光源和第一主動光源，并且在第一時刻第一主動光源且在第二時刻第一主動光源開啟，所以在第一時刻是背景光源對操作體進行照射，而在第二時刻則是背景光源和第一主動光源同時對操作體進行照射，由于用戶一般是在短時間內完成的手勢操作，所以在第二時刻獲得的第二圖像相對于在第一時刻獲得的第一圖像來說，可以認為兩幀圖像中所包括的背景光源所對應的圖像信息是未發(fā)生改變的，而第二圖像相對于第一圖像所增加的圖像信息則是由于第一主動光源照射操作體所產生的，當對第二圖像和第一圖像進行圖像差值處理時，則可以消除背景光源的影響，進一步地，當根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值確定操作體所進行的手勢時，由于已經消除了背景光源的影響，那么則可以提尚手勢識別的精度，進而提尚對手勢識別的準確性。
[0102]請參見圖5,基于同一發(fā)明構思，本發(fā)明實施例提供一種手勢識別系統，該手勢識別系統包括:
[0103]圖像采集單元501，用于采集圖像；[〇1〇4] 第一主動光源502;[〇1〇5]控制單元503,分別與圖像采集單元501和第一主動光源502連接，用于控制第一主動光源502在第一時刻關閉且在晚于第一時刻的第二時刻開啟，以及用于控制圖像采集單元501在第一時刻獲得處于第一環(huán)境中的操作體的第一圖像，以及控制圖像采集單元501在第二時刻獲得操作體的第二圖像;其中，第一環(huán)境包括背景光源和第一主動光源502;
[0106]處理器504,與圖像采集單元501連接，用于確定第一圖像和第二圖像之間的圖像差值，以及根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值，確定操作體所進行的手勢。
[0107]如圖5中所示，控制單元503和圖像采集單元501、第一主動光源502之間可以通過總線500連接，以及處理器504與圖像采集單元501之間也可以通過總線500保持連接。或者， 也可以通過專門的連接線進行連接。
[0108]處理器504具體可以是通用的CPU(中央處理器)，或者可以是ASIC(Applicat1n Specific Integrated Circuit，特定應用集成電路)，或者可以是一個或多個用于控制程序執(zhí)行的集成電路。
[0109]進一步的，手勢識別系統還可以包括存儲器，存儲器的數量可以是一個或多個。存儲器可以包括R〇M(Read Only Memory，只讀存儲器)、RAM(Random Access Memory，隨機存取存儲器)或磁盤存儲器。
[0110]第一主動光源502可以包括一個光源，或者可以包括多個光源，當其包括多個光源時，可以將多個光源所組成的光源組看作是第一主動光源502。
[0111]可選的，處理器504用于:[〇112]根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，確定操作體在第二時刻所處的第一空間位置；[〇113]根據第一空間位置，確定操作體所進行的手勢。
[0114]可選的，手勢識別系統還包括與第一主動光源502不同的第二主動光源；
[0115]控制單元503還用于:
[0116]控制第一主動光源502和第二主動光源在第三時刻均關閉，以及控制第一主動光源502在第四時刻關閉且第二主動光源在第四時刻開啟；其中，第四時刻晚于第三時刻；以及，[〇117]控制圖像采集單元501獲得操作體在第三時刻的第三圖像，以及控制圖像采集單元501獲得操作體在第四時刻的第四圖像；
[0118] 處理器504還用于:[〇119]根據第三圖像和第四圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，確定操作體在第四時刻所處的第二空間位置。[〇12〇] 可選的，處理器504用于:[〇121]根據第二空間位置和第一空間位置之間的空間位置變化信息，確定操作體所進行的手勢。
[0122]可選的，控制單元503用于:
[0123]控制圖像采集單元501獲得操作體在第一時刻的第一影子圖像，以及獲得操作體在第二時刻的第二影子圖像;或
[0124]控制圖像采集單元501獲得操作體在第一時刻的第一操作體圖像，以及獲得操作體在第二時刻的第二操作體圖像。
[0125]可選的，手勢識別系統還包括紅外線通過濾鏡，用于對光中的除紅外光之外的其它光進行過濾；
[0126]控制單元503用于:
[0127]控制圖像采集單元501獲得操作體在第一時刻經紅外線通過濾鏡過濾后的第一圖像，以及控制圖像采集單元501獲得操作體在第二時刻經紅外線通過濾鏡過濾后的第二圖像。
[0128]可選的，處理器504用于:
[0129]確定第一圖像所對應的第一像素點矩陣，以及確定第二圖像所對應的第二像素點矩陣;其中，第一像素點矩陣和第二像素點矩陣均包括M個像素點，M為為正整數；
[0130]將第一像素點矩陣和第二像素點矩陣中相同坐標處的像素點的顏色值進行差值計算，以獲得M個顏色值的差值；
[0131]根據M個顏色值的差值和相應的像素點坐標，確定第一圖像和第二圖像之間的圖像差值。
[0132]也就是說，可以通過對處理504進行設計編程，將前述的手勢識別方法所對應的代碼固化到芯片內，從而使芯片在運行時能夠執(zhí)行前述圖1所示的手勢識別方法，如何對處理器504進行設計編程為本領域技術人員所公知的技術，這里不再贅述。
[0133]本發(fā)明實施例所提供的手勢識別系統，可以控制第一環(huán)境中的第一主動光源502 在第一時刻關閉且在第二時刻開啟，即，可以控制手勢識別系統中的第一主動光源502以一定時序進行間或的開啟或關閉，由于第一主動光源502可以不必持續(xù)開啟，這樣可以在一定程度上節(jié)約由于第一主動光源502持續(xù)開啟所消耗的電能，降低系統功耗。
[0134]同時，可以在第一時刻獲得處于第一環(huán)境中的操作體的第一圖像，以及獲得該操作體在第二時刻的第二圖像，再確定第一圖像和第二圖像之間的圖像差值，進而根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值確定操作體所進行的手勢。
[0135]由于第一環(huán)境包括背景光源和第一主動光源502,并且在第一時刻第一主動光源 502且在第二時刻第一主動光源502開啟，所以在第一時刻是背景光源對操作體進行照射， 而在第二時刻則是背景光源和第一主動光源502同時對操作體進行照射，由于用戶一般是在短時間內完成的手勢操作，所以在第二時刻獲得的第二圖像相對于在第一時刻獲得的第一圖像來說，可以認為兩幀圖像中所包括的背景光源所對應的圖像信息是未發(fā)生改變的， 而第二圖像相對于第一圖像所增加的圖像信息則是由于第一主動光源502照射操作體所產生的，當對第二圖像和第一圖像進行圖像差值處理時，則可以消除背景光源的影響，進一步地，當根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值確定操作體所進行的手勢時，由于已經消除了背景光源的影響，那么則可以提高手勢識別的精度，進而提高對手勢識別的準確性。
[0136]所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，僅以上述各功能模塊的劃分進行舉例說明，實際應用中，可以根據需要而將上述功能分配由不同的功能單元完成，即將裝置的內部結構劃分成不同的功能單元，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系統，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
[0137]在本發(fā)明所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統，裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊或單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
[0138]所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上?？梢愿鶕嶋H的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
[0139]另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能單元的形式實現。[〇14〇]所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)或processor(處理器)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括:U盤、移動硬盤、R0M(Read-Only Memory，只讀存儲器)、RAM(Random Access Memory，隨機存取存儲器)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0141]具體來講，本發(fā)明實施例中的一種手勢識別方法對應的計算機程序指令可以被存儲在光盤，硬盤，U盤等存儲介質上，當存儲介質中的與一種手勢識別方法對應的計算機程序指令被一電子設備讀取或被執(zhí)行時，包括如下步驟:
[0142]獲得處于第一環(huán)境中的操作體在第一時刻的第一圖像，以及獲得操作體在第二時刻的第二圖像;其中，第一環(huán)境包括背景光源和第一主動光源，在第一時刻第一主動光源關閉，在第二時刻第一主動光源開啟，第二時刻晚于第一時刻；
[0143]確定第一圖像和第二圖像之間的圖像差值；
[0144]根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值，確定操作體所進行的手勢。
[0145]可選的，存儲介質中存儲的與步驟:根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值，確定操作體所進行的手勢，對應的計算機指令在被執(zhí)行的過程之中，包括:
[0146]根據第一圖像和第二圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，確定操作體在第二時刻所處的第一空間位置；
[0147]根據第一空間位置，確定操作體所進行的手勢。
[0148]可選的，第一環(huán)境還包括與第一主動光源不同的第二主動光源；當存儲介質中的與一種手勢識別方法對應的計算機程序指令被一電子設備讀取或被執(zhí)行時，還包括如下步驟:
[0149]獲得操作體在第三時刻的第三圖像，以及獲得操作體在晚于第三時刻的第四時刻的第四圖像;其中，第三時刻晚于第二時刻，在第三時刻第一主動光源和第二主動光源均關閉，在第四時刻第一主動光源關閉且第二主動光源開啟；[〇15〇]根據第三圖像和第四圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，確定操作體在第四時刻所處的第二空間位置。
[0151]可選的，存儲介質中存儲的與步驟:根據第一空間位置，確定操作體所進行的手勢，對應的計算機指令在被執(zhí)行的過程之中，包括:
[0152]根據第二空間位置和第一空間位置之間的空間位置變化信息，確定操作體所進行的手勢。
[0153]可選的，存儲介質中存儲的與步驟:獲得處于第一環(huán)境中的操作體在第一時刻的第一圖像，以及獲得操作體在第二時刻的第二圖像，對應的計算機指令在被執(zhí)行的過程之中，包括:[〇154]獲得操作體在第一時刻的第一影子圖像，以及獲得操作體在第二時刻的第二影子圖像;或
[0155]獲得操作體在第一時刻的第一操作體圖像，以及獲得操作體在第二時刻的第二操作體圖像。
[0156]可選的，存儲介質中存儲的與步驟:獲得處于第一環(huán)境中的操作體在第一時刻的第一圖像，以及獲得操作體在第二時刻的第二圖像，對應的計算機指令在被執(zhí)行的過程之中，包括:
[0157]獲得操作體在第一時刻經紅外線通過濾鏡過濾后的第一圖像，以及獲得操作體在第二時刻經紅外線通過濾鏡過濾的第二圖像。
[0158]可選的，存儲介質中存儲的與步驟:確定第一圖像和第二圖像之間的圖像差值，對應的計算機指令在被執(zhí)行的過程之中，包括:
[0159]確定第一圖像所對應的第一像素點矩陣，以及確定第二圖像所對應的第二像素點矩陣;其中，第一像素點矩陣和第二像素點矩陣均包括M個像素點，M為正整數；
[0160]將第一像素點矩陣和第二像素點矩陣中相同坐標處的像素點的顏色值進行差值計算，以獲得M個顏色值的差值；
[0161]根據M個顏色值的差值和相應的像素點坐標，確定第一圖像和第二圖像之間的圖像差值。
[0162]以上所述，以上實施例僅用以對本發(fā)明的技術方案進行了詳細介紹，但以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，不應理解為對本發(fā)明的限制。本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種手勢識別方法，包括:獲得處于第一環(huán)境中的操作體在第一時刻的第一圖像，以及獲得所述操作體在第二時 刻的第二圖像;其中，所述第一環(huán)境包括背景光源和第一主動光源，在所述第一時刻所述第 一主動光源關閉，在所述第二時刻所述第一主動光源開啟，所述第二時刻晚于所述第一時 刻；確定所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值；根據所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值，確定所述操作體所進行的手勢。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一時刻和所述第二時刻之間的時間差 小于等于預定時長。3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，根據所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖 像差值，確定所述操作體所進行的手勢，包括:根據所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，確定所述操作 體在所述第二時刻所處的第一空間位置；根據所述第一空間位置，確定所述操作體所進行的手勢。4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一環(huán)境還包括與所述第一主動光源不 同的第二主動光源;所述方法還包括:獲得所述操作體在第三時刻的第三圖像，以及獲得所述操作體在晚于所述第三時刻的 第四時刻的第四圖像;其中，所述第三時刻晚于所述第二時刻，在所述第三時刻所述第一主 動光源和所述第二主動光源均關閉，在所述第四時刻所述第一主動光源關閉且所述第二主 動光源開啟；根據所述第三圖像和所述第四圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，確定所述操作 體在所述第四時刻所處的第二空間位置。5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，根據所述第一空間位置，確定所述操作體所 進行的手勢，包括:根據所述第二空間位置和所述第一空間位置之間的空間位置變化信息，確定所述操作 體所進行的手勢。6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，獲得處于第一環(huán)境中的操作體在第一時刻的 第一圖像，以及獲得所述操作體在第二時刻的第二圖像，包括:獲得所述操作體在所述第一時刻的第一影子圖像，以及獲得所述操作體在所述第二時 刻的第二影子圖像;或獲得所述操作體在所述第一時刻的第一操作體圖像，以及獲得所述操作體在所述第二 時刻的第二操作體圖像。7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，獲得處于第一環(huán)境中的操作體在第一時刻的 第一圖像，以及獲得所述操作體在第二時刻的第二圖像，包括:獲得所述操作體在所述第一時刻經紅外線通過濾鏡過濾后的第一圖像，以及獲得所述 操作體在所述第二時刻經所述紅外線通過濾鏡過濾的第二圖像。8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖 像差值，包括:確定所述第一圖像所對應的第一像素點矩陣，以及確定所述第二圖像所對應的第二像素點矩陣；其中，所述第一像素點矩陣和所述第二像素點矩陣均包括M個像素點，M為正整 數；將所述第一像素點矩陣和所述第二像素點矩陣中相同坐標處的像素點的顏色值進行 差值計算，以獲得M個顏色值的差值；根據所述M個顏色值的差值和相應的像素點坐標，確定所述第一圖像和所述第二圖像 之間的圖像差值。9.一種手勢識別系統，包括:圖像采集單元，用于采集圖像；第一主動光源；控制單元，分別與所述圖像采集單元和所述第一主動光源連接，用于控制所述第一主 動光源在第一時刻關閉且在晚于所述第一時刻的第二時刻開啟，以及用于控制所述圖像采 集單元在所述第一時刻獲得處于第一環(huán)境中的操作體的第一圖像，以及控制所述圖像采集 單元在所述第二時刻獲得所述操作體的第二圖像;其中，所述第一環(huán)境包括背景光源和所 述第一主動光源；處理器，與所述圖像采集單元連接，用于確定所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖 像差值，以及根據所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值，確定所述操作體所進行 的手勢。10.如權利要求9所述的手勢識別系統，其特征在于，所述第一時刻和所述第二時刻之 間的時間差小于等于預定時長。11.如權利要求10所述的手勢識別系統，其特征在于，所述處理器用于:根據所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，確定所述操作 體在所述第二時刻所處的第一空間位置；根據所述第一空間位置，確定所述操作體所進行的手勢。12.如權利要求11所述的手勢識別系統，其特征在于，所述手勢識別系統還包括與所述 第一主動光源不同的第二主動光源；所述控制單元還用于:控制所述第一主動光源和所述第二主動光源在第三時刻均關閉，以及控制所述第一主 動光源在第四時刻關閉且所述第二主動光源在所述第四時刻開啟；其中，所述第四時刻晚 于所述第三時刻；以及，控制所述圖像采集單元獲得所述操作體在所述第三時刻的第三圖像，以及控制所述圖 像采集單元獲得所述操作體在所述第四時刻的第四圖像；所述處理器還用于:根據所述第三圖像和所述第四圖像之間的圖像差值所對應的圖像信息，確定所述操作 體在所述第四時刻所處的第二空間位置。13.如權利要求12所述的手勢識別系統，其特征在于，所述處理器用于:根據所述第二空間位置和所述第一空間位置之間的空間位置變化信息，確定所述操作 體所進行的手勢。14.如權利要求9所述的手勢識別系統，其特征在于，所述控制單元用于:控制所述圖像采集單元獲得所述操作體在所述第一時刻的第一影子圖像，以及獲得所述操作體在所述第二時刻的第二影子圖像;或控制所述圖像采集單元獲得所述操作體在所述第一時刻的第一操作體圖像，以及獲得 所述操作體在所述第二時刻的第二操作體圖像。15.如權利要求9所述的手勢識別系統，其特征在于，所述手勢識別系統還包括紅外線 通過濾鏡，用于對光中的除紅外光之外的其它光進行過濾；所述控制單元用于:控制所述圖像采集單元獲得所述操作體在所述第一時刻經所述紅外線通過濾鏡過濾 后的第一圖像，以及控制所述圖像采集單元獲得所述操作體在所述第二時刻經所述紅外線 通過濾鏡過濾后的第二圖像。16.如權利要求9所述的手勢識別系統，其特征在于，所述處理器用于:確定所述第一圖像所對應的第一像素點矩陣，以及確定所述第二圖像所對應的第二像 素點矩陣;其中，所述第一像素點矩陣和所述第二像素點矩陣均包括M個像素點，M為為正整 數；將所述第一像素點矩陣和所述第二像素點矩陣中相同坐標處的像素點的顏色值進行 差值計算，以獲得M個顏色值的差值；根據所述M個顏色值的差值和相應的像素點坐標，確定所述第一圖像和所述第二圖像 之間的圖像差值。
【文檔編號】G06F3/01GK106022319SQ201610513942
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】楊大業(yè)
【申請人】聯想(北京)有限公司