信息设备及其控制方法和系统技术方案

提出了一种信息设备及其控制方法和系统。它基于对象检测和跟踪。利用该方法，摄像头所拍摄的现场视频被自动分析。检测出在视频中的特定对象。跟踪该对象并且记录该对象的运动轨迹。根据获得的轨迹，计算机能够确定用户是否已经发出了一些信号和发出哪些信号。在此之后，这些确定的信号被变换成适合目标系统的命令来执行。这样，用户能够通过挥动特定的对象来实现非接触系统控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非接触控制，具体涉及一种信息设备以及它的控制方法和系统，它允 许用户通过挥动特定的对象来实现对信息设备的非接触控制。
技术介绍
众所周知，在系统控制
，智能的非接触控制是非常有前景的方向之一。而 在各种非接触控制方法中，那些基于视觉信息的方法是非常重要的，这是因为视觉信息能 够向机器提供像人类那样感知世界的方式。另外，由于制造技术的快速发展，摄像头装置变得越来越便宜，并且性能变得越来 越强。现在，摄像头已经变成了众多信息设备的标准配件，从移动电话到笔记本电脑，从自 动提款机到电子布告板，都装配了摄像头。这些都为基于视觉信息的应用提供了坚实的基 础。但是，目前在许多情况下，摄像头仅仅起到了一些简单的作用，例如在自动提款机中仅 仅被用于记录视觉信息。因此，需要开发出更多的基于视觉信息的方法以扩大具备摄像头 功能的电子装置的应用范围。专利文献1(CN1534544)提出了一种用于大尺寸显示器的非接触控制方法。它是 一种使用激光指示器来对计算机进行控制的方法，图10展示了该现有技术所提出的方法 所应用的系统。该系统包括投影屏、激光指示器、投影仪、摄像机和计算机。激光指示器具备无线发送模块。计算机具备无线接收模块和视频卡。当该系统工 作时，首先，计算机将视频输出到投影仪。然后，投影仪在屏幕上投射视频。在此之后，摄像 机捕获投影屏的图像，并通过视频卡将这些图像传送给计算机。如果这些图像中包含有激 光的光点，计算机就可以通过图像处理技术来获得激光光点的位置，然后基于该位置对计 算机操作系统界面中光标进行重新定位。此外，利用无线发送模块，激光指示器能够发送一 些额外的控制命令。利用无线接收模块。计算机能够接收这些命令并且将它们转换成鼠标 的点击操作。这样，用户就能够像使用鼠标一样使用激光指示器来控制计算机。如图11所示，在步骤S11，用户使用激光指示器将激光光点照射在屏幕上，同时在 步骤S21，无线发送模块发出额外的控制指令。在步骤S12，摄像机捕获屏幕上的图像，传输到计算机。在步骤S13，由计算机对图 像进行处理以便确定激光光点在屏幕上的位置。然后，在步骤S14，计算机根据激光光点的 位置计算计算机光标的位置。在通过激光指示器的无线发送模块发送‘点击’之类的额外命令之后，在步骤S22 由计算机上配备的无线接收模块接收该额外的指令。然后，在步骤S23，通过计算机将接收 的命令转换成计算机可执行的‘点击’命令，从而在激光指示器所指示的位置实现点击操 作。这样，额外命令可以用于模仿为计算机提供的诸如鼠标和轨迹球之类的指点设备对计 算机的控制。但是，在该现有技术中，由于投影屏图像对于计算机定位光标位置而言是必需的， 所以投影屏图像应该清楚并且完整。如果用户比较靠近投影屏，则他的影子将叠加在投影屏上，这必然导致遮挡问题的发生，从而丢失部分投影屏图像。在这种情况下，计算机不能 正确地工作。另外，由于光标的位置是根据激光光点的位置来确定的，则激光光点位置的检测 必须是非常可靠的并且是唯一的。但是，由于环境中存在的一些干扰，例如投影屏上的闪 光，有可能会导致检测结果的不正确，这将大大降低该系统的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种信息设备及其控制方法和系统，它允许用户通过挥动特 定的对象来实现对信息设备的非接触控制。在本专利技术的第一方面，提出了一种控制非接触系统的方法，所述非接触系统包括 信息设备，和摄像头，正对预先设定的特定对象并且捕获特定对象的现场视频，该方法包括 步骤对象检测步骤，在摄像头捕获的现场视频中检测所述特定对象，以便输出所述特定对 象的位置信息；对象跟踪步骤，基于所述特定对象的位置信息产生所述特定对象的运动轨 迹；轨迹分析步骤，通过对所述特定对象的运动轨迹进行分析从而检测出特定的轨迹模式， 并输出代表该轨迹模式的信号；以及信号转换步骤，将所述信号转换成目标系统能够执行 的命令。在本专利技术的第二方面，提出了一种信息设备，具备摄像头并应用于非接触系统中， 所述摄像头正对预先设定的特定对象并且捕获特定对象的现场视频，所述信息设备包括 对象检测单元，在摄像头捕获的现场视频中检测所述特定对象，以便输出所述特定对象的 位置信息；对象跟踪单元，基于所述特定对象的位置信息和时间信息产生所述特定对象的 运动轨迹；轨迹分析单元，通过对所述特定对象的运动轨迹进行分析来检测预先定义的轨 迹模式，并输出代表该轨迹模式的信号；以及信号转换单元，将所述信号转换成目标系统能 够执行的命令。在本专利技术的第三方面，提出了一种非接触系统，包括上述的信息设备。利用本专利技术的上述结构和方法，能够以非接触的方式实现对目标系统的鲁棒的和 可靠的控制。附图说明从下面结合附图的详细描述中，本专利技术的上述特征和优点将更明显，其中图1示出了根据本专利技术实施例的非接触控制系统的示意图；图2示出了根据本专利技术实施例的非接触控制系统的示意性结构框图；图3是描述根据本专利技术实施例的控制方法的过程的流程图；图4是描述特定对象进行检测的过程的流程图；图5是描述对特定对象进行跟踪的过程的流程图；图6是描述检测特定对象的轨迹的过程的流程图；图7是描述信号转换过程的流程图；图8A、8B和8C是描述根据本专利技术实施例的控制方法的实例的示意图；图9是描述根据本专利技术实施例的方法的一个实际应用的示意图；图10是描述根据现有技术的非接触控制方法的示意图；以及图11示出了根据现有技术的非接触控制方法的流程图。 具体实施例方式下面，参考附图详细说明本专利技术的优选实施方式。在附图中，虽然示于不同的附图中，但相同的附图标记用于表示相同的或相似的组件。为了清楚和简明，包含在这里的已知 的功能和结构的详细描述将被省略，否则它们将使本专利技术的主题不清楚。图1示出了根据本专利技术实施例的非接触控制系统的示意图。如图1所示，根据本 专利技术实施例的非接触控制系统具备诸如计算机之类的信息设备100、正对着特定对象设置 的摄像头110、展示屏120和诸如笔之类的特定对象130。根据本专利技术的另一实施例，摄像 头110可以集成到信息设备100中。特定对象130可以由用户150来选择，例如一只笔或者一只手，它可以由用户150 自己来定义。当系统工作时，该对象的现场视频将被摄像头110捕获，并且被输入到信息设 备100中。该信息设备100能够检测和跟踪该对象。根据该对象的运动轨迹，在信息设备100 的屏幕上显示的光标的位置被重新定位。接下来，信息设备100将该轨迹与预设模式进行 比较，能够实现各种控制，例如左点击或右点击。这样，用户150能够使用特定对象来控制 与信息设备连接的目标系统，或者控制信息设备内的目标系统。图2示出了根据本专利技术实施例的非接触控制系统的示意性结构框图。如图2所示，摄像头110在特定对象被用户150挥动时，捕获现场视频，并且 将其输入到信息设备100中。信息设备100基于该现场视频产生与该挥动过程相对应的控 制命令，发送给目标系统140，控制目标系统的操作。如上所述，这里的目标系统140也可以 是信息设备的一部分。在信息设备105的存储单元中存储了预先设定的特定对象的图像，例如笔、手、人 脸等，以及至少一个预定的轨迹模式，例如‘V’、‘ Λ ’和‘0’等，它们分别对应于诸如‘左键 点击’、‘右本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制非接触系统的方法，所述非接触系统包括：信息设备和摄像头，正对预先设定的特定对象并且捕获特定对象的现场视频，该方法包括步骤：对象检测步骤，在摄像头捕获的现场视频中检测所述特定对象，以便输出所述特定对象的位置信息；对象跟踪步骤，基于所述特定对象的位置信息产生所述特定对象的运动轨迹；轨迹分析步骤，通过对所述特定对象的运动轨迹进行分析以检测出特定的轨迹模式，并输出代表该轨迹模式的信号；以及信号转换步骤，将所述信号转换成目标系统能够执行的命令。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔晓东，李季檩，吴亚栋，吴波，陈芒，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]