CN102467817A - 基于手势识别的遥控电路复用装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于手势识别的遥控电路复用方法，其包括：对摄像头获取影像进行手势识别并产生手势信号；检测手势信号，根据手势信号在遥控器输入与手势输入之间切换；当切换至手势输入时，读取预存储对应该手势信号的遥控码波形数据并输出。本发明还提出一种基于手势识别的遥控电路复用装置。本发明可使用“手势”动作替代传统遥控器的按键操作，任何人都可使用，大大方便了使用者，且本发明具有遥控功能自学习功能，适用于所有红外遥控电子产品。

Description

基于手势识别的遥控电路复用装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电子产品的遥控技术，尤其是涉及一种基于手势识别的遥控电路复用装置，以及该遥控电路复用的实现方法。

背景技术

目前，具有遥控接收功能的电子产品，绝大部分采用红外遥控接收装置，遥控器中需要安装电池才能正常使用。一台电子产品一般只配一部遥控器，多人只能交替使用，有时显得不太方便。在使用遥控器控制电子产品时，大部分遥控动作只是一些常用功能，如遥控电视机主要进行操作包括：选台、音量增减等。

如图1所示的具有红外发射和接收功能的电子产品示意图，由遥控器和电子产品主体两部分组成，遥控器由按键组、红外发射电路、功率发射电路组成，使用者按下某个按键，遥控器发射特定的红外线，到达电子产品主体的红外接收电路，经过红外接收电路，还原出脉冲序列数字信号，输出给电子产品的其它电路，从而实现某种特定的遥控功能，如电视机选台等。由于遥控器需要安装电池，使用长时间后，部分按键可能失效，多人只能交替使用，不太方便

发明内容

为了克服上述缺点，本发明提出一种基于手势识别的遥控电路复用装置以及对应的实现方法，对一些常用功能，可使用“手势”动作替代传统遥控器的按键操作，任何人都可使用，大大方便了使用者。

本发明采用如下技术方案来实现：一种基于手势识别的遥控电路复用方法，其包括：对摄像头获取影像进行手势识别并产生手势信号；检测手势信号，根据手势信号在遥控器输入与手势输入之间切换；当切换至手势输入时，读取预存储对应该手势信号的遥控码波形数据并输出。

在一个优选实施例中，所述基于手势识别的遥控电路复用方法还包括步骤：设置用于控制进入学习模式的按键；按下按键进入学习模式，启动遥控码自学习过程，将由红外接收电路产生的与遥控器某按键对应的遥控码波形数据存入不挥发存储器。

其中，本发明采用计数器对按键输入进行计数，计数值用来标识遥控码波形数据在不挥发存储器中的存储位置；根据手势信号的编码值从相应计数值所标识的存储位置读取遥控码波形数据。

其中，所述手势识别的步骤包括：摄像头拍照某个特定的手势动作；视频解码器对图像信号解码处理，输出数字视频信号；手势识别电路基于手势的特征参数对数字视频信号进行手势识别处理，输出手势信号。

其中，所述手势识别电路的处理步骤包括：手势分割电路提取出手势动作区域的图像信号；手势分析电路提取出该手势的特征参数；手势比较电路将该手势的特征参数与标准库比较，识别出该手势动作；手势编码电路输出该手势对应的手势信号。

其中，所述手势信号采用3位宽信号；所述手势信号的编码值是0时，由控制器切换至遥控器输入状态，否则由控制器切换至手势输入状态。

本发明提出的一种基于手势识别的遥控电路复用装置，其包括：摄像头；对摄像头获取影像进行手势识别并产生手势信号的手势识别模块；连接按键和手势识别模块的控制器，其通过AD转换电路从电子产品的红外接收电路获取对应遥控器待学习按键的遥控码波形数据并存储至不挥发存储器中；由控制器根据手势信号在遥控器输入与手势输入之间切换，当切换至手势输入时，从不挥发存储器中读取该手势信号对应的遥控码波形数据并输出。

其中，所述控制器包括：控制电路；连接在控制电路与按键之间的计数器，用于对遥控器输入进行计数，计数值用来标识遥控器待学习按键对应的遥控码波形数据在不挥发存储器中的存储位置；为2选1电路的切换电路，其连接在控制电路与电子产品之间，用于根据手势信号在遥控器输入与手势输入之间切换，并当切换至手势输入时，将从不挥发存储器中读取该手势信号对应的遥控码波形数据输出。

其中，所述手势识别模块包括：动态存储器；视频解码器，用于对摄像头拍照某个特定的手势动作的图像信号解码处理，输出数字视频信号；手势识别电路，用于基于手势的特征参数对数字视频信号进行手势识别处理，输出手势信号。

其中，所述手势识别电路包括：手势分割电路，用于提取出手势动作区域的图像信号；手势分析电路，用于提取出该手势的特征参数；手势比较电路，用于将该手势的特征参数与标准库比较，识别出该手势动作；手势编码电路，用于输出该手势对应的手势信号。

与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：

本发明所有功能在可编程逻辑器件(如FPGA)或单片机上实现，具有电路灵活、产品升级容易等特点；本电路装置是附加在电子产品上的，电子产品新增了手势识别遥控功能，附加装置不会改变电子产品原有的遥控功能和效果；本电路具有遥控功能自学习功能，适用于所有红外遥控电子产品。

附图说明

图1是现有红外遥控的电路结构示意图；

图2是本发明实施例1的电路结构示意图；

图3是图2中控制器的优选实施例的结构示意图；

图4是本发明的工作流程示意图；

图5是本发明实施例2的电路结构示意图；

图6是图5中控制器的优选实施例的结构示意图；

图7是图6中手势识别电路的方框示意图。

具体实施方式

如图2所示为本发明电路的实施例1，将电子产品主体中的红外接收电路输出的遥控脉冲数字信号引入本发明的控制电路，由控制电路输出遥控脉冲数字信号给电子产品的其它电路。

其中，控制电路由控制器11、按键12、AD转换电路13、不挥发存储器14(采用不挥发存储器，掉电后信息仍能保存，如EEPROM、FLASH存储器)、手势识别模块电路15和摄像头16组成。

需要说明的是，按键12不同于原有遥控器上的按键，该按键12为本发明的控制电路复用装置上设置的，用于提供用户操作，当用户按下该按键12时，控制电路复用装置进入自学习模式。

本实施例中，控制器11是FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)来实现。出厂的FPGA是一颗空白的集成电路，需要编写代码、经过编译生成烧录文件，使用编程器或仿真器将烧录文件写入FPGA后，FPGA变成一颗具有某种功能的集成电路，写入不同的烧录文件就具有不同的功能，可重复使用。FPGA有点像单片机，但FPGA内部电路是并行运行的，速度比单片机快很多。本发明电路中存在高速的AD转换电路13，选用FPGA才能胜任，当然有些高速的单片机也能胜任。

控制器11实现的功能电路如图3所示，由控制电路21、计数器22和切换电路23组成。每按下一次按键12，计数器22的计数值加1，计数值用来标识在不挥发存储器14中遥控码波形数据存储的位置。切换电路22是2选1电路，选择手势遥控信号或者选择原来的遥控信号输出给电子产品的其它电路。

控制电路的工作流程如图4所示。上电后，检测是否有按下按键12，如果有，则启动遥控码自学习过程，将遥控器当前按下的按键对应的遥控码波形数据(由红外接收电路产生)存入不挥发存储器14，遥控码波形数据由高速的AD转换电路13对红外接收电路输出信号采样并转化处理而得；再次按下按键12，再次启动自学习过程，但存入存储器新的地址空间。

上电后如果没有按下按键12，则检测是否有手势信号，手势信号由手势识别模块15产生，手势信号采用3位宽信号(取值0～7)来表示，0表示无手势动作(或未定义的手势动作)，剩下的1～7可标识7种手势动作，实际应用中足够了，手势动作种类过多，有可能导致手势识别模块15误识别。

如果手势识别信号为0，说明无手势动作(或未定义手势)，切换电路23处于原遥控信号直通状态，电子产品受控于原遥控器的按键操作。

如果手势识别信号为1～7，说明有某种手势动作发生，根据手势信号的编码值，从不挥发存储器14相应地址读出遥控码波形数据(比如，手势信号的编码值时3，则从计数值为3所标识的存储位置读出遥控码波形数据)，并通过切换电路23输出，实现某种自学习的遥控功能。

由于红外接收电路产生的遥控码波形是一种低频信号，周期为几百微秒，采用微秒级的AD转换电路13进行采样足以表现遥控码波形，本发明能够学习任何遥控器任何遥控功能，当然，由于手势识别种类有限，一般学习遥控器最常用的功能。

如图5所示，在一个更具有实际应用的优选实施例中，手势识别模块15包括视频解码器、动态存储器和手势识别的算法实现电路三部分，其中，算法实现电路归入控制器11中，即为本发明电路实施例2。电路由控制器11(可以采用FPGA芯片实现)11、按键12、AD转换电路13、不挥发存储器14、动态存储器15、视频解码器18和摄像头17组成。

另外，实施例2中实现控制器11的功能电路如图6所示，由控制电路21、计数器22、切换电路23和手势识别电路24(即前述手势识别的算法实现电路)组成。与实施例1相比，新增了手势识别电路24。

手势识别电路24实现方框图如图7所示，由手势分割电路31、手势分析电路32、手势识别电路33和手势编码电路34组成。摄像头16拍照某个特定的手势动作，如拳头、竖起大拇指等，经视频解码器(如SAA7111、VPC3230D型号的芯片)18解码输出数字视频信号给手势识别电路24，经手势分割电路31提取出手势动作区域的图像信号，经手势分析电路32提取出该手势的特征参数，经手势比较电路33将该手势的特征参数与标准库比较，识别出该手势动作，经手势编码电路34输出该手势对应的手势信号(3位宽信号)。

Claims (10)

1.一种基于手势识别的遥控电路复用方法，其特征在于，包括：

对摄像头获取影像进行手势识别并产生手势信号；

检测手势信号，根据手势信号在遥控器输入与手势输入之间切换；

当切换至手势输入时，读取预存储对应该手势信号的遥控码波形数据并输出。

2.根据权利要求1所述基于手势识别的遥控电路复用方法，其特征在于，还包括步骤：

设置用于控制进入学习模式的按键；

按下按键，启动遥控码自学习过程，将由红外接收电路产生的与遥控器上的某个按键对应的遥控码波形数据存入不挥发存储器。

3.根据权利要求2所述基于手势识别的遥控电路复用方法，其特征在于，采用计数器对按键输入进行计数，计数值用来标识遥控码波形数据在不挥发存储器中的存储位置；根据手势信号的编码值从相应计数值所标识的存储位置读取遥控码波形数据。

4.根据权利要求1所述基于手势识别的遥控电路复用方法，其特征在于，所述手势识别的步骤包括：

摄像头拍照某个特定的手势动作；

视频解码器对图像信号解码处理，输出数字视频信号；

手势识别电路基于手势的特征参数对数字视频信号进行手势识别处理，输出手势信号。

5.根据权利要求4所述基于手势识别的遥控电路复用方法，其特征在于，所述手势识别电路的处理步骤包括：

手势分割电路提取出手势动作区域的图像信号；

手势分析电路提取出该手势的特征参数；

手势比较电路将该手势的特征参数与标准库比较，识别出该手势动作；

手势编码电路输出该手势对应的手势信号。

6.根据权利要求1-5任何一项所述基于手势识别的遥控电路复用方法，其特征在于，所述手势信号采用3位宽信号；所述手势信号的编码值是0时，由控制器切换至遥控器输入状态，否则由控制器切换至手势输入状态。

7.一种基于手势识别的遥控电路复用装置，其特征在于，包括：

摄像头；

对摄像头获取影像进行手势识别并产生手势信号的手势识别模块；

连接按键和手势识别模块的控制器，其通过AD转换电路从电子产品的红外接收电路获取遥控器的某个按键的遥控码波形数据并存储至不挥发存储器中；

由控制器根据手势信号在遥控器输入与手势输入之间切换，当切换至手势输入时，从不挥发存储器中读取该手势信号对应的遥控码波形数据并输出。

8.根据权利要求7所述基于手势识别的遥控电路复用装置，其特征在于，所述控制器包括：

控制电路；

连接在控制电路与按键之间的计数器，用于学习模式下对按键输入进行计数，计数值用来标识该按键对应的遥控码波形数据在不挥发存储器中的存储位置；

为2选1电路的切换电路，其连接在控制电路与电子产品之间，用于根据手势信号在遥控器输入与手势输入之间切换，并当切换至手势输入时，将从不挥发存储器中读取该手势信号对应的遥控码波形数据输出。

9.根据权利要求7所述基于手势识别的遥控电路复用装置，其特征在于，所述手势识别模块包括：

动态存储器；

视频解码器，用于对摄像头拍照某个特定的手势动作的图像信号解码处理，输出数字视频信号；

手势识别电路，用于基于手势的特征参数对数字视频信号进行手势识别处理，输出手势信号。

10.根据权利要求9所述基于手势识别的遥控电路复用装置，其特征在于，所述手势识别电路包括：

手势分割电路，用于提取出手势动作区域的图像信号；

手势分析电路，用于提取出该手势的特征参数；

手势比较电路，用于将该手势的特征参数与标准库比较，识别出该手势动作；

手势编码电路，用于输出该手势对应的手势信号。

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