专利名称：近距离体感互动装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种体感控制技术，特别是涉及一种近距离体感互动装置和方法。
背景技术：
体感游戏已逐渐成为游戏中的新时尚。目前，实现体感游戏的体感控制设备通常会要求捕捉设备与用户之间存在一定的无障碍空间，例如，wii要求用户距离捕捉设备I米以上，Kinect单人模式要求用户距离摄像头I. 8米以上，Kinect双人模式要求用户距离摄像头2. 4米以上等等。上述距离对于欧美用户通常不难达到，然而，对于亚洲等一些国家的用户来说，由于其人均居住面积普遍较小等原因，因此，I米以上的无障碍距离不太容易达至Li，这也是Kinect在亚洲销量不佳的一个重要因素。另外，有些用户习惯于近距离的玩游戏，例如，用户习惯于舒服坐在桌前玩游戏，再例如，眼睛视力不好的用户愿意近距离的玩游戏等。发明人在实现本发明过程中发现现有的体感游戏由于上述例举的多种因素、以及其它因素等，其推广范围会受到一定的限制。有鉴于上述现有的体感游戏的推广存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的近距离体感互动装置、以及新的近距离体感互动方法，能够克服现有的体感 游戏的推广存在的问题，使其更具有实用性。经过不断的研究设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的体感游戏存在的缺陷，而提供一种新的近距离体感互动装置和方法，所要解决的技术问题是，可以实现近距离的体感互动，使体感游戏的实现方式多元化，有利于体感游戏的推广，非常适于实用。本发明的目的以及解决其技术问题可以采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种近距离体感互动装置，所述近距离体感互动装置包括视频捕捉装置和控制装置，所述视频捕捉装置将实时摄取的图像传输至控制装置；所述控制装置包括接收模块，用于接收所述视频捕捉装置传输来的图像；比对模板，用于存储用户的特定部位对应的热点区域信息；位移模块，用于从接收模块接收到的图像中提取所述特定部位的热点区域信息，并将所述提取的热点区域信息与比对模板中存储的热点区域信息进行对比，根据对比结果确定两者之间的位移矢量信息，输出所述位移矢量信息；控制模块，用于接收所述位移矢量信息，将所述位移矢量信息转换为控制命令，并输出所述控制命令，以执行该控制命令。本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。较佳的，前述的近距离体感互动装置，其中所述特定部位包括头部和/或者手部。
较佳的，前述的近距离体感互动装置，其中所述头部的热点区域信息包括脸部轮廓、眼部、鼻部、以及嘴部区域的信息中的至少一个。较佳的，前述的近距离体感互动装置，其中所述近距离体感互动装置还包括电源模块，用于为所述近距离体感互动装置中的各用电元件提供电力资源；和/或显示屏，用于显示游戏画面。较佳的，前述的近距离体感互动装置，其中所述视频捕捉装置与所述控制装置集成设置于同一电子设备中；或者，所述视频捕捉装置与所述控制装置独立分离设置，且所述视频捕捉装置与所述控制装置之间通过有线方式连接、或者通过无线方式连接。较佳的，前述的近距离体感互动装置，其中所述电子设备包括计算机、游戏机、移动电话、平板电脑、机顶盒、电视机顶盒一体机、或者电视机。较佳的，前述的近距离体感互动装置，其中在所述视频捕捉装置与所述控制装置独立分离设置的情况下，所述控制装置设置于计算机、游戏机、移动电话、平板电脑、机顶 盒、电视机顶盒一体机、或者电视机中。本发明的目的以及解决其技术问题可以采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种近距离体感互动方法，所述方法包括实时摄取图像；从所述图像中提取用户的特定部位的热点区域信息，并将所述提取的热点区域信息与预先存储的所述特定部位的热点区域信息进行对比；根据对比结果确定两者之间的位移矢量信息；将所述位移矢量信息转换为控制命令；根据所述控制命令执行操作。较佳的，前述的近距离体感互动方法，其中所述特定部位包括头部和/或者手部;且所述头部的热点区域信息包括脸部轮廓、眼部、鼻部、以及嘴部区域的信息中的至少一个。较佳的，前述的近距离体感互动方法，其中所述控制命令包括体感游戏控制命令，且所述根据所述控制命令执行操作包括游戏逻辑根据所述体感游戏控制命令进行体感游戏。借由上述技术方案，本发明的近距离体感互动装置和方法至少具有下列优点及有益效果本发明通过利用视频捕捉装置摄取图像、位移模块将摄取的图像中的特定部位的热点区域信息与比对模板中存储的热点区域信息进行比较确定用户的特定部位的位移矢量信息，使控制模块可以根据该位移矢量信息为其所在的设备提供控制命令，如控制模块为游戏逻辑提供体感游戏控制命令，以实现近距离体感游戏，从而使体感游戏的实现方式多元化，提高了体感游戏实现方式的灵活性，有利于体感游戏的推广；另外本发明的近距离体感互动装置和方法可以使用户在游戏中进行特定部位(如头部或者手部)的运动，可起到有助于用户的颈椎健康、以及防止鼠标手等作用，非常适于实用。综上所述，本发明在技术上有显著的进步，具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图I为本发明的近距离体感互动装置示意图；图2为本发明的摄取用户头部的示意图；图3为本发明的获取用户头部对应的热点区域示意图；
图4为本发明的比对模板存储的热点区域示意图；图5为本发明的近距离体感互动游戏示意图；图6为本发明的近距离体感互动方法流程图。
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的近距离体感互动装置和方法其具体实施方式
、结构、特征、步骤及其功效，详细说明如后。图I示出了本发明具体实施例的一种近距离体感互动装置，该装置包括视频捕捉装置I和控制装置2。其中的控制装置2可以具体包括接收模块21、比对模板22、位移模块23、以及控制模块24。另外，该近距离体感互动装置还可以包括电源模块、以及显示屏。视频捕捉装置I主要用于实时摄取图像，并将其摄取到的图像向控制装置2发送。这里的实时摄取如视频捕捉装置I按照预定采样频率进行图像采样。该视频捕捉装置I可以与控制装置2集成设置，也可以与控制装置2相互分离独立设置。在视频捕捉装置I与控制装置2相互分离独立设置的情况下，视频捕捉装置I可以与控制装置2采用有线连接方式连接，也可以采用无线连接方式连接，即视频捕捉装置通过有线或者无线的方式将其摄取到的图像传输给控制装置2。视频捕捉装置I可以采用现有的摄像头、以及摄像机等摄像设备，本发明不限制视频捕捉装置I的具体类型。控制装置2主要用于根据视频捕捉装置I实时摄取的图像、以及预先存储的用户的特定部位(如头部、手部等)对应的热点区域信息来获取用户的特定部位(如头部、手部等)的运动的位移矢量信息，这样，控制装置2可以将用户的特定部位的运动产生的位移矢量信息转换为具体的控制命令(如体感游戏控制命令，即控制装置2判断出用户的特定部位运动所希望表达出的体感游戏控制命令)，并输出该控制命令，如控制装置2向游戏逻辑(即体感游戏逻辑)传输该体感游戏控制命令，从而实现了体感游戏。由于本发明提供的装置仅仅是基于用户的特定部位(如头部、和/或者手部)运动来实现体感游戏的，因此，用户完全可以坐在桌前或者站在桌前或者位于其它近距离的地方来进行体感游戏，从而实现了近距离体感游戏，并可以使用户在游戏过程中进行特定部位的运动，如头部运动、和/或者手部运动等，增强用户对特定部位(如颈椎、手腕等)保健运动的兴趣。控制装置2中的接收模块21主要用于接收视频捕捉装置I传输来的图像序列。在视频捕捉装置I与控制装置2独立分离设置的情况下，接收模块21可以通过有线或者无线方式接收到视频捕捉装置I传输来的图像。一个具体的例子接收模块21可以通过蓝牙、
2.4GHz、WIFI、红外传输、以及USB等传输方式接收视频捕捉装置I传输来的图像。在视频捕捉装置I与控制装置2集成设置在同一电子设备的情况下，接收模块21可以为缓存介质。本发明不限制接收模块21的具体实现方式。控制装置2中的比对模板22主要用于存储用户的特定部位对应的热点区域信息。该特定部位对应的热点区域信息可以是在游戏开始时，通过视频捕捉装置I摄取、由控制装置2提取并存储在比对模板22中的。该特定部位可以具体为头部、以及手部等。当特定部位为头部时，该热点区域信息可以称为基准头部的热点区域信息，且该热点区域信息可以包括脸部轮廓、眼部、鼻部、以及嘴部等区域的信息。当特定部位为手部时，该热点区域信息可以包括手掌轮廓、以及各个手指轮廓等信息。比对模板22存储用户的基准头像对应的热点区域信息一个具体实现过程可以为首先，开启视频捕捉装置1，视频捕捉装置I开始摄像操作，视频捕捉装置I摄取到的包含用户头像的图片被显示在显示屏上，如附图2所示；比对模板22可以在显示屏上显示头像区域位置范围，用户可以通过调整其坐姿或者站位等使视频捕捉装置I摄取到的用户头像位于该头像区域位置范围内，之后，用户点击摄取图片对应的按键(例如确定键、注册键、或者回车键等)；比对模板22在监测到由该按键产生的摄取图片命令之后，获取包含有 头像区域轮廓中的用户头像的图片，该图片可以是黑白图片或者彩色图片，然后，比对模板22从该图片中获取热点区域信息，具体如附图3所示，之后，比对模板22存储热点区域信息，比对模板22存储的热点区域信息如附图4所示；从而比对模板22完成了存储用户的基准头像对应的热点区域信息的操作。当然，本发明中的比对模板22也可以采用其它操作过程存储用户的基准头像对应的热点区域信息，本发明不限制比对模板22存储用户的基准头像对应的热点区域信息的具体实现方式。控制装置2中的位移模块23主要用于将接收模块21接收到的图像中的用户的特 定部位的热点区域信息与比对模板22中存储的热点区域信息进行比对，以确定视频捕捉装置I传输来的图像中的用户的特定部位对应的热点区域信息与比对模板22中存储的用户的特定部位对应的热点区域信息之间的位移矢量信息，并向控制模块24输出其确定的位移矢量息。由于用户的特定部位(如头部或手部)在靠近视频捕捉装置I时，接收模块21接收到的图片中的用户特定部位会放大，相应的，热点区域也会随之放大，而用户的特定部位在远离视频捕捉装置I时，接收模块21接收到的图片中的用户的特定部位会缩小，相应的，该特定部位的热点区域也会随之缩小，因此，位移模块23输出的位移矢量信息可以表示出用户的特定部位(如头部、手部)的前后左右等多方位的移动。而且，在特定部位为头部的情况下，由于用户转头后的侧面所表示出的热点区域信息有非常明显的特征，因此，位移模块23还可以判断出用户向左转头的热点区域信息、以及用户向右转头的热点区域信息等。位移模块23在接收模块21接收到视频捕捉装置I传输来的图像后，可以先对其接收到的图像进行优化处理操作，之后，再进行热点区域信息的提取及比对。上述对图像进行的优化处理操作可以包括去除无效信息处理、去除干扰信息处理、去除红眼处理、纠正镜头畸变处理、以及增强有效信息处理等操作中的一个或者多个操作。位移模块23在提取热点区域信息的过程中，可以先将接收模块21接收到的图像转换为黑白图像，从而位移模块23可以根据黑白图像中的像素的灰度值，提取出用户的特定部位(如头部或者手部)的热点区域信息。控制模块24主要用于将位移模块23传输来的位移矢量信息转换为控制命令，并输出该控制命令；例如，控制模块24将位移矢量信息转换为体感游戏控制命令，并将该体感游戏控制命令提供给游戏逻辑，以实现体感游戏。一个具体的例子在如附图5所示的游戏中，用户头部的移动可以表示出游戏中的被控制者(棒槌)的移动。另一个具体的例子用户头部的向左移动可以对应游戏中的被控制者向前前进的游戏控制命令，用户头部的向右移动可以对应游戏中的被控制者向后前进的游戏控制命令，用户头部的低下可以对应游戏中的被控制者开枪射击等。本发明不限制控制模块24将位移矢量信息转换为控制命令(如体感游戏控制命令)的具体实现过程。显示屏主要用于显示游戏画面、以及视频捕捉装置I摄取获得的图像等。该显示屏可以具体为计算机的显示屏、移动电话的显示屏、电视机显示屏、平板电脑显示屏、或者游戏机显示屏等。电源模块主要用于为近距离体感互动装置中的各用电元件(如控制装置2中的各模块、或者视频捕捉装置I和控制装置2中的各模块)提供电力资源，该电源模块可以为计 算机、移动电话、电视机、平板电脑、或者游戏机等电子设备本身自带的电源模块，也可以为专为近距离体感互动装置设置的电源模块。上述实施例中记载的近距离体感互动装置的设置方式可以为如下两种形式第一种形式为整个近距离体感互动装置集成设置在同一个电子设备中，从而整个近距离体感互动装置成为一个电子设备的一部分，该电子设备可以具体为计算机、移动电话、电视机、平板电脑、机顶盒、电视机机顶盒一体机、或者游戏机等。一个具体的例子在近距离体感互动装置集成设置在计算机中的情况下，视频捕捉装置I集成设置在计算机显示屏的左上角，而控制装置2集成设置在计算机的主机的内部电路中。第二种形式为近距离体感互动装置中的视频捕捉装置I与控制装置2独立分离设置，且视频捕捉装置I与控制装置2之间可以通过有线或者无线的方式连接。具体的，视频捕捉装置I可以为摄像头或者摄像机等独立的设备，控制装置2则可以集成设置在计算机、移动电话、电视机、平板电脑、机顶盒、电视机机顶盒一体机、或者游戏机等电子设备中。图6示出了本发明的近距离体感互动方法的流程。图6中，S600、实时摄取图像。这里的实时摄取如按照预定采样频率进行图像采样。 S610、从摄取的图像中提取用户的特定部位的热点区域信息，并将提取的热点区域信息与预先存储的特定部位的热点区域信息进行对比。本发明可以采用现有的技术(如笑脸提取技术等)来提取用户的特定部位的热点区域信息。具体的，本发明可以先对摄取的图像进行优化处理操作，之后，再进行热点区域信息的提取。上述对图像进行的优化处理操作包括去除无效信息处理、去除干扰信息处理、去除红眼处理、纠正镜头畸变处理、以及增强有效信息处理等操作中的一个或者多个操作。另外，在提取热点区域信息的过程中，可以先将摄取的图像转换为黑白图像，从而本发明可以根据黑白图像中的像素的灰度值，提取出用户的特定部位的热点区域信息。本发明中预先存储的用户的特定部位对应的热点区域信息可以是在游戏开始时，摄取并存储的。该特定部位可以具体为头部、以及手部等。当特定部位为头部时，预先存储的热点区域信息可以称为基准头部的热点区域信息，且该热点区域信息可以具体包括脸部轮廓、眼部、鼻部、以及嘴部等区域的信息。当特定部位为手部时，该热点区域信息可以包括手掌轮廓、以及各个手指轮廓等信息。预先存储用户的基准头像对应的热点区域信息一个具体实现过程可以为首先，开启视频捕捉装置1，视频捕捉装置I开始摄像操作，视频捕捉装置I摄取到的包含用户头像的图片被显示在显示屏上，本发明可以在显示屏上显示头像区域位置范围，用户可以通过调整其坐姿或者站位等使视频捕捉装置I摄取到的用户头像位于该头像区域位置范围内，之后，用户点击摄取图片对应的按键(该按键如确定键、注册键、或者回车键等)；在监测到由该按键产生的摄取图片命令后，获取包含有头像区域轮廓中的用户头像的图片，该图片可以是黑白图片或者彩色图片，然后，本发明从该图 片中获取热点区域信息，具体如附图3所示，之后，存储热点区域信息，该存储的热点区域信息如附图4所示。当然，本发明也可以采用其它操作过程存储用户的基准头像对应的热点区域信息，本发明不限制存储用户的基准头像对应的热点区域信息的具体实现方式。S620、根据对比结果确定两者之间的位移矢量信息。由于用户的特定部位(如头部或者手部)在靠近视频捕捉装置I的时候，视频捕捉装置I摄取到的图像中的用户特定部位会放大，相应的，热点区域也会随之放大，而用户的特定部位在远离视频捕捉装置I时，视频捕捉装置I摄取到的图像中的用户的特定部位会缩小，相应的，热点区域也会随之缩小，因此，本发明确定出的位移矢量信息可以表示出用户的特定部位(如头部、手部)的前后左右等多方位的移动。而且，在特定部位为头部的情况下，由于用户转头后的侧面所表示出的热点区域信息有非常明显的特征，因此，本发明还可以准确的判断出用户向左转头的热点区域信息、以及用户向右转头的热点区域信息
坐寸OS630、将位移矢量信息转换为控制命令(如体感游戏控制命令)。一个具体的例子在如附图5所示的游戏中，用户头部的移动可以表示出游戏中的被控制者(棒槌)的移动。另一个具体的例子用户头部的向左移动可以对应游戏中的被控制者向前前进的游戏控制命令，用户头部的向右移动可以对应游戏中的被控制者向后前进的游戏控制命令，用户头部的低下可以对应游戏中的被控制者开枪射击等。本发明不限制将位移矢量信息转换为控制命令的具体实现过程。S640、根据上述控制命令执行相应的操作，如根据体感游戏控制命令进行体感游戏等。以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种近距离体感互动装置，其特征在于，包括视频捕捉装置和控制装置，所述视频捕捉装置将实时摄取的图像传输至控制装置； 所述控制装置包括 接收模块，用于接收所述视频捕捉装置传输来的图像； 比对模板，用于存储用户的特定部位对应的热点区域信息； 位移模块，用于从接收模块接收到的图像中提取所述特定部位的热点区域信息，并将所述提取的热点区域信息与比对模板中存储的热点区域信息进行对比，根据对比结果确定两者之间的位移矢量信息，输出所述位移矢量信息； 控制模块，用于接收所述位移矢量信息，将所述位移矢量信息转换为控制命令，并输出所述控制命令，以执行该控制命令。
2.如权利要求I所述的近距离体感互动装置，其特征在于，所述特定部位包括头部和/或者手部。
3.如权利要求2所述的近距离体感互动装置，其特征在于，所述头部的热点区域信息包括脸部轮廓、眼部、鼻部、以及嘴部区域的信息中的至少一个。
4.如权利要求I所述的近距离体感互动装置，其特征在于，所述近距离体感互动装置还包括 电源模块，用于为所述近距离体感互动装置中的各用电元件提供电力资源；和/或 显示屏，用于显示游戏画面。
5.如权利要求I所述的近距离体感互动装置，其特征在于 所述视频捕捉装置与所述控制装置集成设置于同一电子设备中；或者 所述视频捕捉装置与所述控制装置独立分离设置，且所述视频捕捉装置与所述控制装置之间通过有线方式连接、或者通过无线方式连接。
6.如权利要求5所述的近距离体感互动装置，其特征在于，所述电子设备包括计算机、游戏机、移动电话、平板电脑、机顶盒、电视机顶盒一体机、或者电视机。
7.如权利要求5所述的近距离体感互动装置，其特征在于，在所述视频捕捉装置与所述控制装置独立分离设置的情况下，所述控制装置设置于计算机、游戏机、移动电话、平板电脑、机顶盒、电视机顶盒一体机、或者电视机中。
8.—种近距离体感互动方法，其特征在于，所述方法包括 实时摄取图像； 从所述图像中提取用户的特定部位的热点区域信息，并将所述提取的热点区域信息与预先存储的所述特定部位的热点区域信息进行对比； 根据对比结果确定两者之间的位移矢量信息； 将所述位移矢量信息转换为控制命令； 根据所述控制命令执行操作。
9.如权利要求8所述的近距离体感互动方法，其特征在于，所述特定部位包括头部和/或者手部； 且所述头部的热点区域信息包括脸部轮廓、眼部、鼻部、以及嘴部区域的信息中的至少一个。
10.如权利要求8或9所述的近距离体感互动方法,其特征在于,所述控制命令包括体感游戏控制命令，且所述 根据所述控制命令执行操作包括游戏逻辑根据所述体感游戏控制命令进行体感游戏。
全文摘要
本发明是有关于一种近距离体感互动装置和方法。其中的装置包括视频捕捉装置和控制装置；控制装置包括接收模块接收摄取的图像；比对模板存储用户的特定部位对应的热点区域信息；位移模块从接收的图像中提取特定部位的热点区域信息，将提取的热点区域信息与比对模板中存储的热点区域信息进行对比，以确定两者之间的位移矢量信息；控制模块将位移矢量信息转换为控制命令，并输出控制命令。上述技术方案能够实现近距离体感游戏，从而使体感游戏的实现方式多元化，提高了体感游戏实现方式的灵活性，有利于体感游戏的推广；通过使用户在游戏中进行头部或者手部等特定部位的运动，可以有助于用户的颈椎健康、或者防止鼠标手等，非常适于实用。
文档编号G06F3/01GK102760198SQ20111010682
公开日2012年10月31日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者吴冠廷, 陈勇 申请人:德信互动科技(北京)有限公司