一种基于3D相机的手势识别装置及方法

摘要

本发明提供一种基于3D相机的手势识别装置，包括3D深度相机、图像采集卡、电脑终端、待识别的手势、棋盘标定板；通过拍摄一幅具有深度信息的手势图像，解读图像的深度值，从而识别静态的手势信息；可以通过连续采集图像，分析深度值的变换趋势，识别动态的手势信息。本发明通过TOF 3D深度相机采集具有深度信息的手势图像，通过解读图像的深度值，从而识别手势的信息；解决了单目视觉和立体视觉在手势识别存在的计算量大，速度慢的问题。

权利要求

1.一种基于3D相机的手势识别装置，其特征在于：包括3D深度相机、图像采集卡、电脑终端、待识别的手势、棋盘标定板；

所述3D深度相机用于采集待识别的手势图像；

所述图像采集卡用于将3D深度相机采集到的数据转换为电脑终端可识别的数据格式；

所述棋盘标定板用于标定3D深度相机的深度值；

所述待识别的手势为需要识别状态的手势；

所述3D深度相机通过连续发送光脉冲采集待识别的手势图像；所述3D深度相机与图像采集卡相连，所述图像采集卡与电脑终端相连；所述棋盘标定板放置在3D深度相机的前方，用于3D深度相机标定。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D相机的手势识别装置，其特征在于：所述3D深度相机为TOF(Time of Flight)3D深度相机，TOF3D深度相机固定在固定座上。

3.根据权利要求2所述的一种基于3D相机的手势识别装置，其特征在于：所述3D深度相机通过USB 3.0与图像采集卡连接在一起。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D相机的手势识别装置，其特征在于：所述图像采集卡与电脑终端相连集成在一起。

5.如权利要求1所述的一种基于3D相机的手势识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、电脑终端、3D深度相机初始化；

S2、棋盘标定板放置在3D深度相机前，3D深度相机拍照，拍照完成后图像采集卡采集3D深度相机数据转换为电脑终端可识别的数据格式；

S3、数据转换完成后，电脑终端生成标定数据，并保存图片；

S4、在3D深度相机前进行相对应的手势，3D深度相机拍照，拍照完成后图像采集卡采集

3D深度相机数据转换为电脑终端可识别的数据格式；

S5、数据转换完成后，电脑终端生成手势信息，并保存图片。

说明书

一种基于3D相机的手势识别装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及计算机视觉技术领域，具体涉及一种基于3D相机的手势识别装置及方法。

背景技术

[0002] 随着立体视觉的技术的日趋成熟，由其衍生出的各种应用解决方案也被越来越多的设计出来和采用。其中，对于如何将现实目标对象完成精准采集，并以虚拟方式呈现在屏幕中，成为立体视觉领域普及应用范围最广大技术之一。例如，在家庭应用场景中，实现手掌的动作识别，并呈现为电视屏幕中的虚拟对象；在会场应用场景中实现，基于用户的手势动作，呈现为投影屏幕中相应的虚拟对象。

[0003] 目前的手势识别主要有单目视觉和立体视觉。单目视觉通过采集图像，得到手势的平面模型，通过将手势建立成模板数据库，但其计算量随之增加，不利于快速识别。立体视觉通过采集多幅手势图像，转换成立体模型，同样是建立大量的手势模板数据库，不利于手势的快速识别。

发明内容

[0004] (一)解决的技术问题

[0005] 为了解决目前单目视觉和立体视觉在手势识别存在的计算量大、速度慢的缺陷问题，本发明提出一种基于TOF 3D深度相机的手势识别装置及方法，通过拍摄一幅具有深度信息的手势图像，解读图像的深度值，从而识别静态的手势信息；可以通过连续采集图像，分析深度值的变换趋势，识别动态的手势信息。

[0006] (二)技术方案

[0007] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

[0008] 一种基于3D相机的手势识别装置，包括3D深度相机、图像采集卡、电脑终端、待识别的手势、棋盘标定板；

[0009] 所述3D深度相机用于采集待识别的手势图像；

[0010] 所述图像采集卡用于将3D深度相机采集到的数据转换为电脑终端可识别的数据格式；

[0011] 所述棋盘标定板用于标定3D深度相机的深度值；

[0012] 所述待识别的手势为需要识别状态的手势；

[0013] 所述3D深度相机通过连续发送光脉冲采集待识别的手势图像；所述3D深度相机与图像采集卡相连，所述图像采集卡与电脑终端相连；所述棋盘标定板放置在3D深度相机的前方，用于3D深度相机标定。

[0014] 本发明的一实施例，所述3D深度相机为TOF(Time of Flight)3D深度相机，TOF 3D深度相机固定在固定座上。

[0015] 本发明的一实施例，所述3D深度相机通过USB 3.0与图像采集卡连接在一起。

[0016] 本发明的一实施例，所述图像采集卡与电脑终端相连集成在一起。

[0017] 一种基于3D相机的手势识别方法，包括以下步骤：

[0018] S1、电脑终端、3D深度相机初始化；

[0019] S2、棋盘标定板放置在3D深度相机前，3D深度相机拍照，拍照完成后图像采集卡采集3D深度相机数据转换为电脑终端可识别的数据格式；

[0020] S3、数据转换完成后，电脑终端生成标定数据，并保存图片；

[0021] S4、在3D深度相机前进行相对应的手势，3D深度相机拍照，拍照完成后图像采集卡采集3D深度相机数据转换为电脑终端可识别的数据格式；

[0022] S5、数据转换完成后，电脑终端生成手势信息，并保存图片根据。

[0023] (三)有益效果

[0024] 本发明的有益效果：一种基于3D相机的手势识别装置及方法，通过拍摄一幅具有深度信息的手势图像，解读图像的深度值，从而识别静态的手势信息；可以通过连续采集图像，分析深度值的变换趋势，识别动态的手势信息。本发明通过TOF 3D深度相机采集具有深度信息的手势图像，通过解读图像的深度值，从而识别手势的信息；解决了单目视觉和立体视觉在手势识别存在的计算量大，速度慢的问题。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0026] 图1是本发明装置原理框图。

[0027] 图2是本发明识别方法流程图。

具体实施方式

[0028] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0029] 结合图1，一种基于3D相机的手势识别装置，包括3D深度相机101、图像采集卡102、电脑终端103、待识别的手势104、棋盘标定板105。TOF 3D深度相机101用于采集待识别的手势图像。图像采集卡102用于将TOF 3D深度相机101采集到的数据转换为电脑终端103可识别的数据格式。棋盘标定板105用于标定TOF 3D深度相机的深度值。待识别的手势104为需要识别状态的手势。

[0030] 3D深度相机101通过连续发送光脉冲采集相对应的手势104，3D深度相机101与图像采集卡102相连，图像采集卡102与电脑终端103相连，棋盘标定板105放置在3D深度相机101的前方，用于TOF 3D深度相机标定。

[0031] 3D深度相机101为TOF(Time of Flight)3D深度相机，TOF 3D深度相机可靠的固定在固定座上。3D深度相机101通过USB 3.0与图像采集卡102连接在一起。图像采集卡102与电脑终端103相连集成在一起。

[0032] 具体工作时，首先先利用棋盘标定板对3D相机进行标定，将采集的深度信息标定成深度值。标定完成后，通过连续采集带有深度信息的手势图像，并将深度信息转换成深度值。利用深度值对手势进行识别。TOF 3D深度相机采集棋盘标定板的深度信息，并通过电脑终端转换成深度值；相对应的手势在TOF 3D深度相机前，TOF 3D深度相机采集手势的深度值，从而识别手势信息；相对应的手势应在TOF 3D深度相机的景深范围进行，便于电脑终端进行手势识别。

[0033] 结合图2，一种基于3D相机的手势识别方法，包括以下步骤：

[0034] S1、电脑终端103、TOF 3D深度相机初始化；

[0035] S2、棋盘标定板105放置在TOF 3D深度相机101前，TOF 3D深度相机101拍照，拍照完成后图像采集卡102采集TOF 3D深度相机101数据转换为电脑终端103可识别的数据格式；

[0036] S3、数据转换完成后，电脑终端103生成标定数据，并保存图片；

[0037] S4、在TOF 3D深度相机101前进行相对应的手势，TOF 3D深度相机101拍照，拍照完成后图像采集卡102采集TOF 3D深度相机101数据转换为电脑终端103可识别的数据格式；

[0038] S5、数据转换完成后，电脑终端103生成手势信息，并保存图片。

[0039] 综上所述，本发明实施例，基于3D相机的手势识别装置及方法，通过拍摄一幅具有深度信息的手势图像，解读图像的深度值，从而识别静态的手势信息；可以通过连续采集图像，分析深度值的变换趋势，识别动态的手势信息。本发明通过TOF 3D深度相机采集具有深度信息的手势图像，通过解读图像的深度值，从而识别手势的信息；解决了单目视觉和立体视觉在手势识别存在的计算量大，速度慢的问题。

[0040] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。