一种双手位置灵活识别方法、系统、设备及介质与流程

所属的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“平台”。图11是本发明实施例中的一种双手位置灵活识别设备的结构示意图。下面参照图11来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备600。图11显示的电子设备600仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图11所示，电子设备600以通用计算设备的形式表现。电子设备600的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元610、至少一个存储单元620、连接不同平台组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显示单元640等。其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元610执行，使得处理单元610执行本说明书上述一种双手位置灵活识别方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元610可以执行如图1中所示的步骤。存储单元620可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(ram)6201和/或高速缓存存储单元6202，还可以进一步包括只读存储单元(rom)6203。存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205的程序/实用工具6204，这样的程序模块6205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。总线630可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。电子设备600也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备600交互的设备通信，和/或与使得该电子设备600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口650进行。并且，电子设备600还可以通过网络适配器660与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器660可以通过总线630与电子设备600的其它模块通信。应当明白，尽管图11中未示出，可以结合电子设备600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储平台等。本发明实施例中还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，程序被执行时实现的一种双手位置灵活识别方法的步骤。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行本说明书上述一种双手位置灵活识别方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。如上所示，本实施例利用深度相机获得左手、右手和眼部的三维信息，计算从所述手部锚点出发，沿视线方向和脸部朝向与显示器相交的位置，通过不同的权重值确定最终的加权中心点c，具有可操作范围大、精度高、成本低、操作简便、设置灵活的优点。图12是本发明实施例中的计算机可读存储介质的结构示意图。参考图12所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品800，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。本实施例利用深度相机获得左手、右手和眼部的三维信息，计算从所述手部锚点出发，沿视线方向和脸部朝向与显示器相交的位置，通过不同的权重值确定最终的加权中心点c，具有可操作范围大、精度高、成本低、操作简便、设置灵活的优点。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

背景技术：

1、手势识别，目的是通过数学算法来识别人类手势。手势可以源自任何身体运动或状态。用户可以使用简单的手势来控制或与设备交互，而无需接触他们。手势识别可以被视为计算机理解人体语言的方式，从而产生人机交互，并实现功能表现。

2、目前人们对手势的应用已有较多研究，比如某现有技术提供一种手势识别装置、方法及系统，手势识别装置包括：设置在与手指位置对应的至少一个传感器，传感器用于识别运动手指相对于其他手指的运动信息；输入方式判定单元，用于根据至少一个传感器检测到手势运动信息和角度变化信息判断识别装置需要的输入方式，其中输入方式包括模拟键盘的输入法、模拟功能键、模拟鼠标中至少一种；输入内容生成单元，当输入方式判定单元确定需要的输入方式时，输入方式生成单元根据至少一个传感器检测到手势运动信息和角度变化信息，分别对应生成对应在键盘上的输入位置、功能键的切换、鼠标移动方向中的一种；因此能够实现虚拟人机交互，得到快速、准确的模拟输入内容。

3、某现有技术涉及一种手势识别方法、手势识别模块及手势识别系统。手势识别方法包含：对一影像进行一二值化处理，以取得一二值化影像，其中该二值化影像包括多个前景像素以及多个背景像素；判断该二值化影像中该多个前景像素是否包围至少一第一背景像素；以及当该多个前景像素包围该第一背景像素时，判断一手势符合一预设手势。

4、但现有技术中的方案均在固定范围内的应用为条件，对于手势识别限制在很窄的范围内，比如20cm内等。但是对于较远距离处的手势应用则无法有效覆盖，比如1m以上。现有技术在手势的可用范围、准确率、识别效率、使用效率以及人机交互等方面的问题。

5、以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，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，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。

技术实现思路

1、为此，本发明利用深度相机获得左手、右手和眼部的三维信息，计算从所述手部锚点出发，沿视线方向和脸部朝向与显示器相交的位置，通过不同的权重值确定最终的加权中心点c，具有可操作范围大、精度高、成本低、操作简便、设置灵活的优点。

2、第一方面，本发明提供一种双手位置灵活识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

3、步骤s1：利用深度相机获得左手、右手和眼部的三维信息；

4、步骤s2：确定视线方向、脸部朝向和手部锚点；其中，所述手部锚点由左手手势、右手手势和左手右手的相对位置确定；

5、步骤s3：计算从所述手部锚点出发，沿视线方向与显示器相交的位置a；计算从所述手部锚点出发，沿脸部朝向与显示器相交的位置b；

6、步骤s4：根据所述手部锚点和所述眼部距离所述显示器的距离，分别对所述位置a和所述位置b给予权重值α和β，并计算位置a与位置b的加权中心点c；其中，α+β＝1。

7、可选地，所述的一种双手位置灵活识别方法，其特征在于，在步骤s2中，分别确定左眼方向和右眼方向，作为视线方向。

8、可选地，所述的一种双手位置灵活识别方法，其特征在于，在步骤s3中，从所述手部锚点出发，沿所述左眼方向与所述显示器相交的位置a1，给予权重值μ；从所述手部锚点出发，沿所述右眼方向与所述显示器相交的位置a2，给予权重值ν,并计算所述位置a1和所述位置a2的加权中心点a；其中，μ+ν＝1，μ和ν的值与所述左眼瞳孔与所述右眼瞳孔距离所述显示器的距离差相关。

9、可选地，所述的一种双手位置灵活识别方法，其特征在于，在确定所述手部锚点时包括：

10、步骤s21：根据左手、右手与脸的对应关系、位置关系及脸部朝向确定有效手；

11、步骤s22：识别出所述有效手的关键点，并根据所述关键点分布确定手部状态；

12、步骤s23：若所述手部状态为第一状态，则取所述有效手的部分关键点作为左手锚点或右手锚点；若所述手部状态为第二状态，则对所述有效手的至少部分关键点求取中心点作为所述左手锚点或所述右手锚点；求取所述左手锚点或所述右手锚点的中点，作为所述手部锚点。

13、可选地，所述的一种双手位置灵活识别方法，其特征在于，步骤s21包括：

14、步骤s211：根据手与脸的连线是否朝向显示器，确定出第一人脸与第一手；

15、步骤s212：去除掉脸部法向量与所述显示器夹角小于第一夹角的人脸与手部，得到第二人脸与第二手；

16、步骤s213：将所述第二手与预设手部姿态对比，确定相似度最高的手作为有效手。

17、可选地，所述的一种双手位置灵活识别方法，其特征在于，步骤s23包括：

18、步骤s231：若所述手部状态为第一状态，且突出的手指数量为1，则取所述突出的手指的指尖关键点作为左手锚点或右手锚点；

19、步骤s232：若所述手部状态为第一状态，且突出的手指数量大于1，则取所述突出的手指的指尖关键点的中心点作为所述左手锚点或所述右手锚点；

20、步骤s233：若所述手部状态为第二状态，则对所述有效手的至少部分关键点求取中心点作为所述左手锚点或所述右手锚点；

21、步骤s234：求取所述左手锚点或所述右手锚点的中点，作为所述手部锚点。

22、可选地，所述的一种双手位置灵活识别方法，其特征在于，所述加权中心点c与所述显示器上鼠标的实际位置存在校正参数ε；其中，校正参数ε与所述加权中心点c位于所述显示器的位置相关。

23、第二方面，本发明提供一种双手位置灵活识别系统，用于实现上述任一项所述的双手位置灵活识别方法，其特征在于，包括：

24、获取模块，用于利用深度相机获得左手、右手和眼部的三维信息；

25、确定模块，用于确定视线方向、脸部朝向和手部锚点；其中，所述手部锚点由左手手势、右手手势和左手右手的相对位置确定；

26、连线模块，用于计算从所述手部锚点出发，沿视线方向与显示器相交的位置a；计算从所述手部锚点出发，沿脸部朝向与显示器相交的位置b；

27、计算模块，用于根据所述手部锚点和所述眼部距离所述显示器的距离，分别对所述位置a和所述位置b给予权重值α和β，并计算位置a与位置b的加权中心点c；其中，α+β＝1。

28、第三方面，本发明提供一种双手位置灵活识别设备，其特征在于，包括：

29、处理器；

30、存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；

31、其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述双手位置灵活识别方法的步骤。

32、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被执行时实现前述任意一项所述双手位置灵活识别方法的步骤。

33、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

34、本发明利用深度相机获得左手、右手和眼部的三维信息，根据视线方向和脸部朝向进行计算，并根据距离动态调整不同位置的权重，能够在近距离和远距离下都可以实现有效识别，大大增加了用户操作的范围和便捷性。

35、本发明以左手和右手计算手部锚点，使得用户可以通过调整左手和右手的位置，实现对界面更加精细的控制，大大提高位置控制的精度。

36、本发明以视线方向和脸部朝向为向量，以手部锚点为基准，使得手的位置更加灵活，可以位于空间内的任意位置，使得用户的操作更加便捷舒适。

37、本发明对手和眼部距离显示器的距离分别给予不同的权重值，实现人体与显示器在不同距离下的控制模式的平顺转换，从而对不同距离下的人体控制均可以有效响应，提高响应的连贯性。