本发明专利技术提供一种人机互动装置及其方法，包括：一显示器；一摄影机，用以拍摄上述显示器前的连续多个影像，其中上述影像中包括至少一第一物体；以及，一处理器，链结上述显示器及上述摄影机，用以接收上述影像并于上述显示器显示上述影像，且针对上述影像，判断任一上述第一物体是否有一互动动作发生，当上述互动动作发生时从上述影像中决定一互动物件，分析上述互动物件的至少一特征，并依据上述特征，于上述影像中追踪上述互动物件的移动轨迹，再依据上述互动物件的上述移动轨迹，控制上述显示器的显示影像。本发明专利技术无须事先建立互动物件模型，使用者也不需使用特定的辅具，仅需挥动手或是任意物品，即可进行人机互动操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关于一种人机互动装置，特别是有关于一种能辨识影像中移动物体的速度以判断是否启动互动物件、进而依据互动物件的移动轨迹以控制显示器的显示影像的人机互动装置。
技术介绍
近年研发出的数字互动看板、屏幕或电视等，使得使用者可以用手势，就能操控数字看板、屏幕或电视的显示影像。目前的数字互动操作，多是利用影像式物件检测及追踪系统，找出一互动物件并依据互动物件的检测结果来作为输入操作指令，以进行人机互动。不过，这样的系统因易受到复杂背景影响，导致对互动物件的辨识率不佳，因此无法在开放性空间有效追踪互动物件。为解决辨识率不佳问题，传统的数字互动操作所使用的影像式物件检测及追踪系统，多必须事先建立互动物件模型以供比对，或是利用具有特定辨识效果(如特定形状、颜色)的辅具(如手套等)，让系统便于追踪，以提高辨识率。但如此一来，使用者就无法任意选择互动物件，而且还受限于特定辅具，例如必须佩戴手套，操作相当不便。例如在中国台湾专利11274296号中，利用影像辨识技术，使用者欲与看板进行双向互动时，看板需事先设定所欲检测及追踪的互动物品为何。此种采用“预先决定好互动物品”的互动机制并不适用于路旁的数字互动看板，因为路人并不会事先拥有预设的该样物品，而且摆设在看板旁的预设互动物品也容易因为使用者忘记归位等原因而遗失，进而导致整个系统无法运作。又如在中国台湾专利466483号的方法，必须先建立背景影像。而在开放式的空间下，背影影像是动态变化的，因此无法事先建立背景影像，而使得该系统易受到周边光影变化及复杂背景影响。因此，需要一种人机互动介面，以克服上述问题。详言之，需要有一种人机互动介面，其能够让影像式物件检测及追踪系统，在目前的硬件设备中，以最少的运算量，不需事先建立互动物件模型，也不需要的辅具，可找出使用者的任意物品作为互动物件，进行人机互动；并且，让使用者的任意物品，在开放性空间中或是在复杂背景下，仍能有极佳辨识率， 进行有效追踪。
技术实现思路
本专利技术提供一种可应用在动态杂乱背景下的人机互动装置及方法，无须事先建立互动物件模型，使用者也不需使用特定的辅具，仅需挥动手或是任意物品，即可进行人机互动操作，提供一种有效和相当便利的解决方案，本案的技术包含到影像检测、影像追踪及分析、以及互动物件判断、识别、追踪移动轨和进行影像控制等技术。详言之，本专利技术提供一种人机互动装置，其包括一显示器；一摄影机，用以拍摄上述显示器前的连续多个影像，其中上述影像中包括至少一第一物体；以及，一处理器，其4链结上述显示器及上述摄影机，用以接收上述影像并于上述显示器显示上述影像，且针对上述影像，判断任一上述第一物体是否有一互动动作发生，当上述互动动作发生时从上述影像中决定一互动物件，分析上述互动物件的至少一特征，并依据上述特征，于上述影像中追踪上述互动物件的移动轨迹，再依据上述互动物件的上述移动轨迹，控制上述显示器的显示影像。本专利技术另提供一种人机互动方法，其是经由一摄影机拍摄一显示器前的连续多个影像，其中上述影像中包括至少一第一物体，且其步骤包括接收上述影像并于上述显示器显示上述影像；针对上述影像，判断任一上述第一物体是否有一互动动作发生，当上述互动动作发生时从上述影像中决定一互动物件；分析上述互动物件的至少一特征，并依据上述特征，于上述影像中追踪上述互动物件的移动轨迹；以及依据上述互动物件的上述移动轨迹，控制上述显示器的显示影像。附图说明图1是显示依据本专利技术一实施例的一人机互动装置的方块图。图2是显示依据本专利技术一实施例的人机互动方法流程图。图3是显示本专利技术另一实施例的人机互动方法流程图。图4A 图4C是显示本专利技术一实施例中的检测动作待机程序及检测物体学习程序的实施例示意图。图5是显示依据本专利技术一实施例中的追踪互动程序的流程图。附图标号10 人机互动装置；11 显示器；13 摄影机；15 处理器；S201、S203、S205、S207、S301、S302、S303、S304、S305、S306、S307、S308、S501、 S503、S505、S507、S509、S511 步骤。具体实施例方式为让本专利技术的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。图1是显示依据本专利技术实施例的一人机互动装置的方块图。人机互动装置10包括显示器11、摄影机13、处理器15。其中，显示器11用以显示影像；摄影机13用以拍摄该显示器11前的连续影像，上述影像中包括至少一第一物体； 处理器15依据摄影机13所拍摄到的影像，判断任一上述第一物体是否有一互动动作发生， 若有，从上述影像中决定一互动物件，分析上述互动物件的至少一特征，并依据上述特征， 于上述影像中追踪上述互动物件的移动轨迹，再依据上述互动物件的上述移动轨迹，控制该显示器11的显示影像。在本专利技术一实施例中，上述第一物体可为任意物件、人体或人体的一部位，例如手。且该互动物件可以是第一物体的其中一个，也可以是第一物体以外的其他物体，例如，当判断互动动作发生时，另在摄影机前置入一第二物件，以使上述影像中新增加了第二物件，再以第二物件作为互动物件。在另一些实施例中，处理器15接收摄影机13所拍摄到的影像，在上述影像中的每一张影像，对每个第一物体中设定并分布一预设数量的第一光粒子点，然后检测每个第一光粒子点的移动速度。处理器15依据检测到的第一光粒子点的移动速度，当某部分第一光粒子点(可称为第二光粒子点)的移动速度大于所有第一光粒子点的平均移动速度，处理器15可判断上述互动动作发生。所述的第二光粒子点的移动速度大于所有第一光粒子点的平均移动速度，可以是第二光粒子点的移动速度为上述所有第一光粒子点平均移动速度的一预定倍数，例如2 5倍，亦可以是第二光粒子点的移动速度比所有第一光粒子点平均移动速度大于一预定数值(门槛值)，例如大于A m/sec0在本专利技术另一实施例中，处理器15可从上述影像中判断出上述第二光粒子点所对应的一物体，其可以是第一物件其中之一，或其中一部分，自动选取作为一初步互动物件。处理器15更在显示器11上，于一固定位置、不特定位置、或是上述初步互动物件的周围显示一确认框；当一第二物体的影像显示于确认框时，则可决定此第二物体为与人机数字装置10欲进行互动的互动物件，在本专利技术的另一实施例中，第二物体可以是第一物体的其中之一、或是第一物体的一部分，或为不同于第一物体的另一物体。该处理器15更分析互动物件的至少一特征，并利用一粒子滤波器追踪技术于上述影像中追踪互动物件的移动轨迹。在本专利技术的一些实施例中，上述互动物件的特征可以是互动物件的颜色、饱和度、边缘及材质，但不限于此。在另一些实施例中，处理器15更可以判断是否持续追踪到互动物件的移动轨迹， 若是，处理器15则可继续追踪上述互动物件，若否，处理器15则重新接收影像，并对影像判断影像中的第一物体是否有互动动作发生。当处理器15重新判断有互动动作发生时，在显示器11上重新显示确认框，当第三物体的影像显示于确认框时，处理器15则可决定第三物体作为互动物件，并分析第三物体的特征。也就是说，当处理器15无法持续追踪到互动物件的移动轨迹时，其可重新回到接收影像、判断是否有互动动作发生、以及显示确认框的程序，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种人机互动装置，其特征在于，所述的人机互动装置包括一显示器；一摄影机，用以拍摄所述显示器前的连续多个影像，其中所述影像中包括至少一第一物体；以及一处理器，链结所述显示器及所述摄影机，用以接收所述影像并于所述显示器显示所述影像，且针对所述影像，判断任一所述第一物体是否有一互动动作发生，当所述互动动作发生时从所述影像中决定一互动物件，分析所述互动物件的至少一特征，并依据所述特征， 于所述影像中追踪所述互动物件的移动轨迹，再依据所述互动物件的所述移动轨迹，控制所述显示器的显示影像。2.如权利要求1所述的人机互动装置，其特征在于，所述处理器更包括用以在所述影像中的每一张影像的所述第一物体中设定并分布一预设数量的多个第一光粒子点；检测所述各第一光粒子点的移动速度；以及，依据检测到的所述各第一光粒子点的移动速度，当所述第一光粒子点中的多个第二光粒子点的移动速度大于所述所有第一光粒子点的平均移动速度，判断所述互动动作发生；且其中，所述第二光粒子点为所述第一光粒子点的部分。3.如权利要求2所述的人机互动装置，其特征在于，所述第二光粒子点的移动速度大于所述所有第一光粒子点的平均移动速度，是指所述第二光粒子点的移动速度为所述所有第一光粒子点的平均移动速度一预定倍数、或所述第二光粒子点的移动速度大于所述所有第一光粒子点的平均移动速度一预定数值。4.如权利要求1所述的人机互动装置，其特征在于，当所述互动动作发生时，所述处理器更用以在所述显示器上显示一确认框，且当一第二物体的影像显示于所述确认框时，所述处理器决定所述第二物体作为所述互动物件，并分析所述第二物体的至少一特征。5.如权利要求4所述的人机互动装置，其特征在于，所述处理器是利用一粒子滤波器追踪技术于所述影像中追踪所述互动物件的移动轨迹。6.如权利要求1所述的人机互动装置，其特征在于，所述互动物件的特征为互动物件的颜色、饱和度、边缘及材质。7.如权利要求4所述的人机互动装置，其特征在于，所述处理器更用以判断是否持续追踪到所述互动物件的移动轨迹，若是，所述处理器则继续追踪所述互动物件，否则所述处理器重新针对所述影像，判断任一所述第一物体是否有所述互动动作发生。8.如权利要求7所述的人机互动装置，其特征在于，当所述处理器重新判断有所述互动动作发生时，在所述显示器上重新显示所述确认框；以及当一第三物体的影像显示于所述确认框时，所述处理器决定所述第三物体作为所述互动物件，...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢长泰，傅立成，陈又生，许平升，钟哲民，
申请(专利权)人：财团法人资讯工业策进会，
类型：发明
国别省市：
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