手势识别系统及手势识别方法技术方案

一种手势识别系统，包含扩展景深透镜、图像传感器及处理单元。所述图像传感器通过所述扩展景深透镜连续获取图像帧。所述处理单元根据所述图像帧中清晰度范围内的至少一物体图像进行手势判断，以排除背景物体的影响。

【技术实现步骤摘要】
手势识别系统及手势识别方法
本专利技术是关于一种人机接口装置，特别是关于一种应用扩展景深（ExtendDepthofField）透镜的手势识别系统及手势识别方法。
技术介绍
近年来，在多媒体系统导入互动机制以增加操作便利性的方式已成为热门的技术，其中手势识别更成为取代传统鼠标、摇杆或遥控器的重要技术。手势识别系统通常包含图像传感器及处理单元，其中所述图像传感器用以获取包含操控物体，例如手指的图像；所述处理单元则后处理所述图像并据此控制应用程序。例如图1所示，图像传感器91用以获取包含其焦距范围FR内的物体O的多个图像，处理单元92则根据所述图像识别所述物体O的位置变化。然而，所述处理单元92并无法根据所述图像判断所述物体O的深度（depth），而且当所述焦距范围FR内包含其它物体时，例如背景物体O′，所述处理单元92并无法区别所述物体O及O′，因而可能导致误控制的情形。请参照图2所示，为了能够识别物体O的深度，已知可利用红外光源93投射出图案，例如棋盘图案，至所述物体O，如此所述处理单元92则可根据所述图像传感器91所获取的图像中所述图案的尺寸来识别所述物体O的深度。然而，当所述图案受到环境光源干扰时，仍可能出现误控制的情形。有鉴于此，本专利技术还提出一种手势识别系统及手势识别方法，其可识别物体的三维坐标并可根据所述三维坐标的坐标变化与图像装置进行互动。
技术实现思路
本专利技术的目的在提供一种手势识别系统及手势识别方法，其可根据事先建立的扩展景深透镜的不同色光相关的深度与清晰度的对照信息或关系图决定至少一物体深度。本专利技术另一目的在于提供一种手势识别系统及手势识别方法，其可排除预设的操作范围以外的物体，借此消除环境物体的干扰。本专利技术另一目的在于提供一种手势识别系统及手势识别方法，其可搭配部分取样（subsampling）技术以节省处理单元的运算耗能。本专利技术提供一种手势识别系统，包含扩展景深透镜（EDOF透镜）、图像传感器及处理单元。所述图像传感器通过所述扩展景深透镜获取一图像帧。所述处理单元用以计算所述图像帧中至少一物体图像的目前清晰度，并根据所述目前清晰度与对照信息求得所述物体图像的目前深度。一实施例中，所述对照信息包含所述扩展景深透镜的各色光相关的深度与清晰度的对照信息，并储存在存储单元中。所述对照信息例如可以对照表或其它形式储存在所述存储单元中，并无特定限制。本专利技术还提供一种手势识别方法，包含下列步骤：建立并储存扩展景深透镜的各色光相关的深度与清晰度的对照信息；利用图像传感器通过所述扩展景深透镜获取图像帧；利用处理单元计算所述图像帧中至少一物体图像的目前清晰度；以及根据所述目前清晰度及所述对照信息求得所述至少一物体图像的目前深度。一实施例中，所述物体图像的目前清晰度为所求得所述图像帧中所包含物体图像的清晰度数值最高的清晰度。本专利技术还提供一种手势识别系统，包含扩展景深透镜、图像传感器、存储单元及处理单元。所述图像传感器通过所述扩展景深透镜连续获取图像帧。所述存储单元预先储存有所述扩展景深透镜的各色光相关的清晰度范围。所述处理单元根据所述图像帧中所述清晰度范围内的至少一物体图像进行手势判断。一实施例中，可预先设定并储存操作范围以使所述处理单元能够据此将所述操作范围外的物体图像排除，借此消除环境物体的影响；其中，所述操作范围可为出厂前预先设定或在实际操作前通过设定阶段所设定的深度范围或清晰度范围。所述清晰度范围包含各颜色子图像的清晰度范围，所述深度范围包含各颜色子图像的深度范围。例如，所述各颜色子图像包含红色子图像、绿色子图像及蓝色子图像。另一实施例中，所述操作范围可为深度阈值或清晰度阈值，本专利技术仅使用深度小于所述深度阈值或清晰度大于所述清晰度阈值的至少一物体图像进行手势识别，并排除其它环境物体。一实施例中，所述处理单元求得所述目前清晰度前还可针对所述图像帧执行部分取样处理，以节省所述处理单元的运行耗能；其中，所述部分取样处理的部份取样像素区域至少为6×6像素区域或者每一轴向至少包含3个各颜色像素。本专利技术的手势识别方法还包含下列步骤：将所述图像帧分割为三个颜色子图像；利用所述处理单元计算所述图像帧的至少一颜色子图像中至少一物体图像的目前颜色清晰度；以及根据所述目前颜色清晰度及所述对照信息求得所述物体图像的所述目前深度。本专利技术的手势识别系统及手势识别方法中，所述处理单元可根据所述图像传感器获取的图像帧或所述图像帧的至少一颜色子图像计算所述物体图像的三维坐标，例如利用所述物体图像在所述图像帧或所述图像帧的至少一颜色子图像中重心或中心坐标作为所述三维坐标，其可包含两横向坐标及一深度坐标。所述处理单元还可根据多个图像帧或多个各颜色子图像间所述三维坐标的坐标变化与显示装置进行互动，例如控制光标动作或应用程序等。附图说明图1显示已知手势识别系统的示意图；图2显示另一种已知手势识别系统的示意图；图3A显示本专利技术实施例的手势识别系统的示意图；图3B显示本专利技术实施例的手势识别系统中，分离各颜色子图像的示意图；图4A及图4B显示本专利技术实施例的手势识别系统中，各色光清晰度与物距的关系图；图5A及图5B显示本专利技术实施例的手势识别系统中，各色光清晰度与物体深度的对照信息；图6显示本专利技术实施例的手势识别系统的部分取样处理的示意图；图7显示本专利技术实施例的手势识别方法的流程图。附图标记说明11扩展景深透镜12图像传感器13处理单元14存储单元2显示装置91图像传感器92处理单元93光源O、O′物体S31-S39步骤IF图像帧IFR红色子图像IFG绿色子图像IFB蓝色子图像D目前深度IF_部分取样部分取样像素区域。具体实施方式为了让本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。在本专利技术的说明中，相同的构件是以相同的符号表示，在此事先说明。请参照图3A所示，其显示本专利技术实施例的手势识别系统的示意图。手势识别系统包含扩展景深（ExtendDepthofField,EDOF）透镜11、图像传感器12、处理单元13及存储单元14，并可耦接显示装置2用来与其互动。所述图像传感器12例如可为CCD图像传感器、CMOS图像传感器或其它用以感测光能量的传感器，用以通过所述扩展景深透镜11连续获取物体O的图像并输出图像帧IF；其中，此处是以感测数组示意所述图像传感器12。所述存储单元14预先储存有所述扩展景深透镜11的各色光相关的深度与清晰度的对照信息以及各色光相关的操作范围；其中，所述操作范围例如为清晰度范围或深度范围。例如参照图4A及图5A所示，图4A显示当所述扩展景深透镜11的绿色光最佳物距为30公分时各色光相关的深度（即物距）与清晰度的关系图，图5A显示当所述扩展景深透镜11的绿色光最佳物距为30公分时各色光相关的深度与清晰度的对照信息。例如参照图4B及图5B所示，图4B显示当所述扩展景深透镜11的绿色光最佳物距为200公分（或无限远）时各色光相关的深度与清晰度的关系图，图5B显示当所述扩展景深透镜11的绿色光最佳物距为200公分时各色光相关的深度与清晰度的对照信息。由于所述对照信息包含各色光（例如红色光、绿色光及蓝色光）的信息，因此所述清晰度范围可包含各颜色子图像的清晰度范围，例如包含红色光清晰度范围、绿色光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手势识别系统，该手势识别系统包含：扩展景深透镜；图像传感器，通过所述扩展景深透镜获取图像帧；以及处理单元，用以计算所述图像帧中至少一个物体图像的目前清晰度，并根据所述目前清晰度与对照信息求得所述物体图像的目前深度。

【技术特征摘要】
1.一种手势识别系统，该手势识别系统包含：扩展景深透镜；图像传感器，通过所述扩展景深透镜获取图像帧；以及处理单元，用以将所述图像帧分解成红色子图像、绿色子图像及蓝色子图像，计算所述红色子图像中至少一个物体图像的目前红色清晰度，所述绿色子图像中所述至少一个物体图像的目前绿色清晰度，所述蓝色子图像中至少一个物体图像的目前蓝色清晰度的其中两者，并将计算的所述目前红色清晰度、所述目前绿色清晰度及所述目前蓝色清晰度的两者对照对照信息以求得所述物体图像的目前深度。2.根据权利要求1所述的手势识别系统，其中所述对照信息包含所述扩展景深透镜的红色光、绿色光及蓝色光相关的深度与清晰度的对照信息。3.根据权利要求1所述的手势识别系统，其中所述处理单元还将操作范围之外的所述物体图像排除。4.根据权利要求3所述的手势识别系统，其中所述操作范围为清晰度范围或深度范围。5.根据权利要求4所述的手势识别系统，其中所述清晰度范围包含各颜色子图像的清晰度范围，所述深度范围包含各颜色子图像的深度范围。6.根据权利要求1所述的手势识别系统，其中所述处理单元在求得目前清晰度之前还针对所述图像帧执行部分取样处理，且所述部分取样处理的部分取样像素区域至少为6×6像素区域。7.根据权利要求1所述的手势识别系统，其中所述处理单元还根据所述图像帧或所述图像帧的至少一个颜色子图像计算所述物体图像的三维坐标。8.根据权利要求7所述的手势识别系统，其中所述处理单元还根据所述三维坐标的坐标变化与显示装置互动。9.一种手势识别方法，该手势识别方法包含：建立并储存扩展景深透镜的红色光、绿色光及蓝色光的每个色光相关的深度与清晰度的对照信息；利用图像传感器通过所述扩展景深透镜获取图像帧；将所述图像帧分解成红色子图像、绿色子图像及蓝色子图像；利用处理单元计算所述红色子图像中至少一个物体图像的目前红色清晰度，所述绿色子图像中所述至少一个物体图像的目前绿色清晰度，所述蓝色子图像中所述至少一个物体图像的目前蓝色清晰度的其中两者；以及将计算的所述目前红色清晰度、所述目前绿色清晰度...

【专利技术属性】
技术研发人员：许恩峰，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：台湾;71