支持手勢交互的投影方法和投影系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及投影顯示和圖像處理技術(shù)領域，尤其涉及一種支持手勢交互的投影方 法和投影系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學技術(shù)的高速發(fā)展以及信息量的急速膨脹，在影視動漫產(chǎn)業(yè)、數(shù)字與虛擬 城市及社區(qū)、建筑設計和規(guī)劃、汽車設計與制造、遙感和指揮以及大規(guī)?？茖W計算可視化等 諸多領域，人們對顯示技術(shù)的要求也越來越高。投影系統(tǒng)在人們的工作、學習及娛樂場合都 發(fā)揮著重要作用，但是目前的投影系統(tǒng)需要人們手動去操作播放，交互性不好，比如在教育 領域，使演講者的互動氛圍打了折扣，在娛樂領域，也不能夠構(gòu)建一個可交互感知的親切環(huán) 境，從而存在缺憾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)的不足，公開一種支持對人體手勢主動非接觸交 互的投影方法和投影系統(tǒng)，提供更好的人性化交互體驗。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的：
[0005] 首先，本發(fā)明提供一種支持手勢交互的投影方法，該投影方法包含如下步驟：
[0006] (1)啟動計算機、攝像機和投影儀，投影系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)攝像機的視角可 以捕捉整個投影屏幕；
[0007] (2)攝像機按照預設時間間隔對投影屏幕連續(xù)拍照采集圖像，執(zhí)行二值化處理， 使用差影法對連續(xù)采集圖像之間進行差分運算，獲取包含運動手部投影的屏幕變化差分圖 像；
[0008] (3)根據(jù)獲得的上述連續(xù)差分圖像，計算目標區(qū)域密度分布特征，進行手形識別和 手勢軌跡檢測，判定手形類型或手勢指令類型，控制調(diào)節(jié)投影儀的投影內(nèi)容；
[0009] (4)重復步驟（2)~（3)，投影系統(tǒng)循環(huán)工作。
[0010] 在上述步驟（3)中，手形識別和手勢軌跡檢測的方法為：
[0011] (3. 1)針對差分圖像，識別出人手所在的目標圖像區(qū)域，計算對應手部圖形區(qū)域的 質(zhì)心坐標（X。，y。）和統(tǒng)計面積S:
[0012]
【主權(quán)項】
1. 一種支持手勢交互的投影方法，其特征在于，該投影方法包含如下步驟： (1) 啟動計算機、攝像機和投影儀，投影系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)攝像機的視角可以捕 捉整個投影屏幕； (2) 攝像機按照預設時間間隔對投影屏幕連續(xù)拍照采集圖像，執(zhí)行二值化處理，使用差 影法對連續(xù)采集圖像之間進行差分運算，獲取包含運動手部投影的屏幕變化差分圖像； (3) 根據(jù)獲得的上述連續(xù)差分圖像，計算目標區(qū)域密度分布特征，進行手形識別和手勢 軌跡檢測，判定手形類型或手勢指令類型，控制調(diào)節(jié)投影儀的投影內(nèi)容； (4) 重復步驟（2)~（3)，投影系統(tǒng)循環(huán)工作。
2. 如權(quán)利要求1所述的支持手勢交互的投影方法，其特征在于，在步驟（3)中，手形識 別和手勢軌跡檢測的方法為： (3. 1)針對差分圖像，識別出人手所在的目標圖像區(qū)域，計算對應手部圖形區(qū)域的質(zhì)心 坐標（X。，y。）和統(tǒng)計面積S :
S = n，其中（xk，yk)為手部圖形區(qū)域的任一像素點坐 標，η為手部圖形區(qū)域的像素點總數(shù)目，k = 1，2，…，η ; (3.2)計算手部圖形區(qū)域像素點到質(zhì)心的最大距離d，以質(zhì)心為圓心，以最大距 離d為半徑做手部圖形區(qū)域的外接圓，然后在外接圓內(nèi)畫M-I個同心圓，半徑依次為 I d，吾d，……，d，將外接圓劃分為M個區(qū)域； (3. 3)統(tǒng)計每個圓內(nèi)手部圖形目標像素點數(shù)目Wi及圓內(nèi)像素點總數(shù)t i，計算每個圓內(nèi) 手部圖形的密度分量A= w i/ti，構(gòu)成該手部圖形的密度特征向量D = Ct^r2, -%?),其中 i = 1，2， (3.4)根據(jù)手部圖形的密度特征向量D，根據(jù)曲線特征進行模式比對，判定手形類型； (3. 5)針對連續(xù)差分圖像，累計計算質(zhì)心坐標差和統(tǒng)計面積差，根據(jù)質(zhì)心坐標差和統(tǒng)計 面積差的變化情況，判定手勢軌跡類型。
3. 如權(quán)利要求2所述的支持手勢交互的投影方法，其特征在于，在步驟（3. 4)中，手形 類型判定支持單手指、五指、拳頭。
4. 如權(quán)利要求2所述的支持手勢交互的投影方法，其特征在于，在步驟（3. 5)中，手勢 軌跡類型判定支持左滑動、右滑動、放大、縮小，判定方法分別為 左滑動：手部質(zhì)心橫坐標X。累計增大6次以上，質(zhì)心縱坐標y。累計變化范圍在100像 素以內(nèi)； 右滑動：手部質(zhì)心橫坐標X。累計減少6次以上，質(zhì)心縱坐標y。累計變化范圍在100像 素以內(nèi)； 放大：手部有效面積S變大一倍以上； 縮?。菏植坑行娣eS變小一倍以上。
5. 如權(quán)利要求4所述的支持手勢交互的投影方法，其特征在于，手勢軌跡類型左滑動、 右滑動控制投影儀翻頁顯示功能，手勢軌跡類型放大、縮小控制投影儀縮放顯示功能。
6. 如權(quán)利要求1所述的支持手勢交互的投影方法，其特征在于，攝像機預設時間間隔 為 300ms。
7. -種支持手勢控制的投影系統(tǒng)，由計算機、投影儀、攝像機及投影屏幕組成，其特征 在于，計算機同時連接并控制投影儀和攝像機工作，投影儀、攝像機安裝在投影屏幕前面兩 邊，使投影儀、攝像機的視角都可以覆蓋整個投影屏幕，人手在投影屏幕前做手勢，攝像機 連續(xù)采集屏幕，投影屏幕上包含人手圖形陰影，通過對采集圖像進行判定，實現(xiàn)系統(tǒng)對外界 手勢動作響應，調(diào)整投影圖形內(nèi)容實現(xiàn)人機交互。
【專利摘要】本發(fā)明公開了本發(fā)明提供一種支持手勢交互的投影方法，投影系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)攝像機的視角可以捕捉整個投影屏幕，使用攝像機按照預設時間間隔對投影屏幕連續(xù)拍照采集圖像，執(zhí)行二值化處理，使用差影法對連續(xù)采集圖像之間進行差分運算，獲取包含運動手部投影的屏幕變化差分圖像；根據(jù)獲得的上述連續(xù)差分圖像，計算目標區(qū)域密度分布特征，進行手形識別和手勢軌跡檢測，判定手形類型或手勢指令類型，控制調(diào)節(jié)投影儀的投影內(nèi)容。本發(fā)明實現(xiàn)對人體輸入動作識別，根據(jù)手勢的不同運動趨勢來調(diào)整投影圖形內(nèi)容，實現(xiàn)了良好的人機互動，具備較好的應用前景。
【IPC分類】G06K9-00, G06F3-14, G06F3-01
【公開號】CN104750250
【申請?zhí)枴緾N201510097815
【發(fā)明人】張軍峰
【申請人】深圳市祈錦通信技術(shù)有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月4日