移动终端的非接触式控制装置及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102662460A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102662460A(43)申请公布日2012.09.12(21)申请号201210056083.7(22)申请日2012.03.05(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区100084-82信箱(72)发明人戴琼海李唯一(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人张大威(51)Int.Cl.G06F3/01(2006.01)G06F3/048(2006.01)H04M1/725(2006.01)权利要求书权利要求书4页4页说明书说明书1010页页附图附图55页(54)发明名称移动终端的非接触式控制装置及其控制方法(57)摘要本发明提供一种移动终端的非接触式控制装置及其控制方法，该控制装置包括：第一图像捕获器，用于获取移动终端前方的视频图像；手势分割模块，与所述第一图像捕获器连接，用于从所述视频图像中检测出手势区域；特征提取模块，与所述手势分割模块连接，用于从所述手势区域中提取手势轮廓；手势运动分析模块，与所述特征提取模块连接，用于判断所述手势轮廓的运动方向；控制模块，与所述手势运动分析模块连接，用于根据所述手势运动分析模块的判断结果对所述移动终端发送操作指令。本发明以人手直接作为移动终端的输入装置，实现非接触、无中间媒介的人机通讯，为人机交互开辟新模式。CN10264ACN102662460A权利要求书1/4页1.一种移动终端的非接触式控制装置，其特征在于，包括：第一图像捕获器，用于获取移动终端前方的视频图像；手势分割模块，与所述第一图像捕获器连接，用于从所述视频图像中检测出手势区域；特征提取模块，与所述手势分割模块连接，用于从所述手势区域中提取手势轮廓；手势运动分析模块，与所述特征提取模块连接，用于判断所述手势轮廓的运动方向；控制模块，与所述手势运动分析模块连接，用于根据所述手势运动分析模块的判断结果对所述移动终端发送操作指令。2.如权利要求1所述的移动终端的非接触式控制装置，其特征在于，所述手势分割模块包括：图像灰度化单元，用于将各帧所述视频图像进行灰度化处理，以得到灰度图像序列；帧差分单元，与所述图像灰度化单元相连，用于对所述灰度图像序列中相邻帧图像的进行时间差分处理，以确定所述灰度图像序列的图像强度变化，根据所述图像强度变化检测出所述手势区域；图像后处理单元，与所述帧差分单元相连，对经过所述帧差分单元处理后的视频图像进行后处理，以填补图像空洞及平滑图像边界。3.如权利要求2所述的移动终端的非接触式控制装置，其特征在于，所述图像灰度化单元计算所述视频图像中的点(i，j)的灰度值：f(i，j)＝aR(i，j)+bG(i，j)+cB(i，j))，其中，i、j为所述视频图像中点的坐标，0＜a，b，c＜1，且满足a+b+c＝1，R(i，j)、G(i，j)、B(i，j))分别为点(i，j)的R、G、B分量像素值。4.如权利要求3所述的移动终端的非接触式控制装置，其特征在于，a＝0.30，b＝0.59，c＝0.11。5.如权利要求3所述的移动终端的非接触式控制装置，其特征在于，所述帧差分单元对所述灰度图像序列中相邻两帧图像的灰度值进行时间差分，得到所述点(i，j)的时间差分值diff(i，j)＝|ft1(i，j)-ft2(i，j)|其中，ft1(i，j)为点(i，j)在所述相邻两帧图像的前一帧图像中的灰度值，ft2(i，j)为点(i，j)在所述相邻两帧图像的后一帧图像中的灰度值。6.如权利要求5所述的移动终端的非接触式控制装置，其特征在于，所述图像后处理单元对经过所述帧差分单元处理后的视频图像进行后处理包括：图像二值化操作和图像闭运算操作。7.如权利要求6所述的移动终端的非接触式控制装置，其特征在于，所述图像二值化操作的公式为：其中，T为设定的像素阈值。8.如权利要求1所述的移动终端的非接触式控制装置，其特征在于，所述特征提取模块使用的提取方法包括拉普拉斯边缘提取。2CN102662460A权利要求书2/4页9.如权利要求1所述的移动终端的非接触式控制装置，其特征在于，所述手势运动分析模块判断所述手势轮廓的运动方向包括：对所述移动终端的屏幕平面建立平面坐标系，其中，Xt1(x1t1，x2t1，x3t1…)为t1时刻的所述手势轮廓的X轴的坐标点集合，Yt1(y1t1，y2t1，y3t1…)为t1时刻的所述手势轮廓的Y轴的坐标点集合，Xt2(x1t2，x2t2，x3t2…)为t2时刻的所述手势轮廓的X轴的坐标点集合，Yt2(y1t2，y2t2，y3t2…)为t3时刻的所述手势轮廓的Y轴的坐标点集合，t1和t2为两个相邻时刻，t1＜t2，ΔX＝Xt2-Xt1为所述两个相邻时刻的所述手势轮廓的