基于手势的数字密码输入方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于手势的数字密码输入方法及其系统，其中方法包括以下步骤：S1、在采集暗室中输入手势，采集包括手部区域的深度图像；S2、对所采集到的深度图像进行预处理和手部分割，得到手掌深度图像；S3、根据预定义的手势类别对手掌深度图像进行手势建模，得到手势模型；S4、根据预定义的手势类别和数字的映射关系对手势模型进行识别，转化得到相应的数字密码串。本发明专利技术不会导致输入密码的过程中存在的窥视的问题，更不会残留类似于指纹等可被不法分子获取的个人信息，整个输入过程中无残留，信息难以泄露，破译风险小，密码输入的安全性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机以及数字图像处理
，特别是涉及利用手势进行数字密码输入的一种基于手势的数字密码输入方法及其系统。
技术介绍
ATM取款机、POS刷卡机以及门禁等设备的密码输入目前仍以键盘为主，利用键盘输入的优点在于准确和快捷，但也存在着一些安全隐患。特别是对于ATM取款机，用户在输入密码过程中由于不可能实现全遮挡导致容易被他人偷窥，密码输入后也可以根据用户的指纹残留信息来进行破译。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
本专利技术目的在于提出一种基于手势的数字密码输入方法及其系统，以解决上述现有技术存在的数字密码输入的安全性不足的技术问题。为此，本专利技术提出一种基于手势的数字密码输入方法，该方法通过数字密码输入系统进行手势密码输入，包括如下步骤：S1、在采集暗室中输入手势，采集包括手部区域的深度图像；S2、对所采集到的深度图像进行预处理和手部分割，得到手掌深度图像；S3、根据预定义的手势类别对手掌深度图像进行手势建模，得到手势模型；S4、根据预定义的手势类别和数字的映射关系对手势模型进行识别，转化得到相应的数字密码串。此外，本专利技术还提出了一种基于手势的数字密码输入系统，包括输入设备和设于所述输入设备上的采集暗室、深度图像采集模块、处理器和指示器，所述深度图像采集模块设于所述采集暗室中；所述深度图像采集模块用于采集包括手部区域的深度图像；所述处理器用于分割手掌深度图像、对所述深度图像进行手势建模，以及手势与数字密码之间的转化；所述指示器用于手势输入数字过程中的提醒或指引。优选地，为了进一步解决手势输入过程中手势输入速度依个人原因而快慢不一的问题，本专利技术提出的方法还可以具有如下步骤：步骤S1中，当检测到设定的时间阈值下输入的手势没有变化时，执行静态输入模式；当检测到设定的时间阈值下输入的手势有明显变化时，执行动态输入模式。所述静态输入模式的转化包括如下步骤：根据数字密码输入顺序，指示器逐个指示需要输入的数字密码，在采集暗室中按指示逐个输入对应顺序的手势，将逐个输入的手势转化成单个密码字符；所述动态输入模式的转化包括如下步骤：根据数字密码输入顺序，指示器指示一次性按顺序输入整个数字密码序列对应的所有手势，将整个一次性输入的手势序列转化成密码字符串。优选地，为了进一步解决单手输入和双手输入中深度图像的手势建模难的问题，本专利技术提出的方法还可以具有如下步骤：步骤S3中，所述预定义的手势类别包括双手输入和单手输入；所述双手输入的过程中，通过凹凸模型构建手掌深度图像的手势模型；所述单手输入的过程中，通过骨架模型构建手掌深度图像的手势模型。优选地，为了进一步解决手势输入的过程中，深度图像采集模块采集的深度图像投影区域重叠后相互影响的问题，本专利技术提出的系统还可以包括如下特征，所述深度图像采集模块包括一个或多个深度相机。所述多个深度相机设置在所述采集暗室的相互对立的方位。优选地，为了进一步解决现有深度图像处理过程中手势的准确的检测和转化的问题，本专利技术提出的系统还可以包括如下特征，所述处理器包括检测单元和转化单元，检测单元用于从深度图像中分割出手掌深度图像并对手掌深度图像进行建模；转化单元用于将手势模型转化成数字密码串，即根据预定义的手势模型与数字的映射关系，将手势转化成数字密码串。优选地，为了进一步解决数字密码输入系统尺寸不能太大的问题，本专利技术提出的系统还可以包括如下特征，所述深度相机包括投影仪和采集相机，所述投影仪投射的结构光散斑图案颗粒数小于10000，所述采集相机深度测量范围为0.05～0.5m，所述投影仪与采集相机之间的间距为0.03～0.05m。本专利技术与现有技术对比的有益效果包括：本专利技术输入数字密码的过程在采集暗室中进行，然后通过设置在采集暗室中的深度图像采集模块对手势进行图像采集，获得采集到包括手部区域的图像后，通过设置与采集暗室中的处理器进行采集到图像进行手掌深度图像进行分割，再经过手势建模、转化得到输入的数字密码串，相比于现有的键盘输入方式而言，本专利技术因为在采集暗室中进行，且输入的过程是通过深度图像进行识别，为非接触的输入形式，所以不会导致输入密码的过程中存在的窥视的问题，更不会残留类似于指纹等可被不法分子获取的个人信息，整个输入过程中无残留，信息难以泄露，破译风险小，密码的输入安全性高，此外，本专利技术通过基于深度图像的手势图像进行数字密码的输入，相比于现有技术中利用RGB相机进行手势密码输入的技术而言，采用深度图像技术对手势密码进行识别具有对环境敏感度低和准确性高的优点。优选方案中，本专利技术采用静态输入和动态输入两种输入模式进行手势密码的输入，以解决用户手势输入时快慢不一的问题，采用静态输入符合输入习惯，准确度高，且易于实施，当单个数字错误时还可以删除重新输入，采用动态输入的输入速度较快。通过手势建模目的是将手掌深度图像进一步处理成便于识别的模型，对于双手输入的数字映射关系，只需采用凹凸模型就足以识别和描述手指的数目，对于单手输入的数字映射关系，采用骨架模型来识别和描述手指的数目，通过上述两种建模方法，可以对双手输入和单手输入进行快速建模，已完成手势密码的识别。所述深度图像采集模块当仅有一个深度相机时，由于只能采集手部一半的深度图像，因而用户在执行手势时，需要指定一个手势的朝向，比如将手背朝向深度相机来做手势，这样的好处在于能提高手势识别的准确率。当采用多个深度相机时，多个深度相机将被放置在对立的方位，如在上、下、左、右四个方位中选取任意两个、三个或者四个方位都设置深度相机，对立设置可以保证多个深度相机之间不会相互影响，避免投影区域重叠，同时可以获得更加全面的手部深度信息，无论用户在任何方位做手势都能保证很好的识别准确率。通过处理器的检测单元可以完成手势建模，进而获得便于深度图像识别的模型，转化模型可以根据手势类判断执行的静态还是动态、单手或是双手的转化模式，从而保证手势密码输入的准确性。附图说明图1是本专利技术具体实施方式一和二的系统结构示意图图；图2是本专利技术具体实施方式二的流程图。图3是本专利技术具体实施方式一和二的双手手势示意图。图4是本专利技术具体实施方式一和二的单手手势示意图。1-输入设备，2-采集暗室，3-深度图像采集模块，31-深度相机，4-处理器，41-检测单元，42-转化单元，5-指示器。具体实施方式为便于准确理解，以下是后文中将出现的技术术语的准确定义：下面结合具体实施方式并对照附图对本专利技术作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。参照以下附图，将描述非限制性和非排他性的实施例，其中相同的附图标记表示相同的部件，除非另外特别说明。实施例一：本实施例将对ATM取款机的数字密码输入系统进行详细的说明。如图1所示，该系统包括输入设备1和设于输入设备1上的采集暗室2、深度图像采集模块3、处理器4和指示器5，所述深度图像采集模块3设于采集暗室2中，用于采集包括手部区域的深度图像；所述处理器4用于分割手掌深度图像、对所述深度图像进行手势建模，以及手势与数字密码之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于手势的数字密码输入方法，其特征在于：通过数字密码输入系统进行手势密码输入，包括如下步骤：S1、在采集暗室中输入手势，采集包括手部区域的深度图像；S2、对所采集到的深度图像进行预处理和手部分割，得到手掌深度图像；S3、根据预定义的手势类别对手掌深度图像进行手势建模，得到手势模型；S4、根据预定义的手势类别和数字的映射关系对手势模型进行识别，转化得到相应的数字密码串。

【技术特征摘要】
1.一种基于手势的数字密码输入方法，其特征在于：通过数字密码输入系统进行手势密码输入，包括如下步骤：S1、在采集暗室中输入手势，采集包括手部区域的深度图像；S2、对所采集到的深度图像进行预处理和手部分割，得到手掌深度图像；S3、根据预定义的手势类别对手掌深度图像进行手势建模，得到手势模型；S4、根据预定义的手势类别和数字的映射关系对手势模型进行识别，转化得到相应的数字密码串。2.如权利要求1所述的基于手势的数字密码输入方法，其特征在于：步骤S1中，当检测到设定的时间阈值下输入的手势没有变化时，执行静态输入模式；当检测到设定的时间阈值下输入的手势有明显变化时，执行动态输入模式。3.如权利要求2所述的基于手势的数字密码输入方法，其特征在于：所述静态输入模式的转化包括如下步骤：根据数字密码输入顺序，指示器逐个指示需要输入的数字密码，在采集暗室中按指示逐个输入对应顺序的手势，将逐个输入的手势转化成单个密码字符。4.如权利要求2所述的基于手势的数字密码输入方法，其特征在于：所述动态输入模式的转化包括如下步骤：根据数字密码输入顺序，指示器指示一次性按顺序输入整个数字密码序列对应的所有手势，将整个一次性输入的手势序列转化成密码字符串。5.如权利要求1所述的基于手势的数字密码输入方法，其特征在于：步骤S3中，所述预定义的手势类别包括双手输入和单手输入；所述双手输入的过程中，通过凹凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄源浩，刘龙，肖振中，许星，
申请(专利权)人：深圳奥比中光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44