一种手势识别方法和装置.pdf

本发明公开了一种手势识别方法和装置，用以解决现有技术中在手势识别时存在的精度较差，且舒服度和方便性也比较差的问题。该装置包括：存储器、处理器、控制器和多个压力传感器，其中：多个压力传感器，用于对手腕韧带处的不同位置进行压力检测，得到手腕韧带处的不同位置的压力值；存储器，用于预先存储压力值集合与手势标识的对应关系；处理器，用于根据多个压力传感器得到的手腕韧带处的不同位置的压力值，得到压力值集合；并根据存储器中预先存储的所述对应关系，确定与得到的压力值集合对应的手势标识；控制器，用于将处理器确定出的手势标识所表征的手势的信息输出。

权利要求书
1.  一种手势识别装置，其特征在于，包括：存储器、处理器、控制器和 多个压力传感器，其中：
所述多个压力传感器，用于对手腕韧带处的不同位置进行压力检测，得到 手腕韧带处的不同位置的压力值；
所述存储器，用于预先存储压力值集合与手势标识的对应关系；
所述处理器，用于根据所述多个压力传感器得到的手腕韧带处的不同位置 的压力值，得到压力值集合；并根据所述存储器中预先存储的所述对应关系， 确定与得到的压力值集合对应的手势标识；
所述控制器，用于将所述处理器确定出的手势标识所表征的手势的信息输 出。

2.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个压力传感器设置在 可固定在使用者手腕韧带处的绝缘带上。

3.  如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述绝缘带为具有弹性的环 状结构。

4.  如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个压力传感器在所述 绝缘带上沿矩形阵列排列。

5.  如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述矩形阵列的维度不小于 10×10。

6.  如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述压力值集合为压力值矩 阵，且所述矩形阵列的维度与所述压力值矩阵的维度相同。

7.  一种手势识别方法，其特征在于，包括：
通过多个压力传感器对手腕韧带处的不同位置进行压力检测，得到由手腕 韧带处的不同位置的压力值组成的压力值集合；
根据预先设置的压力值集合和手势标识的对应关系，确定与得到的压力值 集合对应的手势标识；
将确定出的手势标识所表征的手势的信息输出。

说明书一种手势识别方法和装置
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种手势识别方法和装置。
背景技术
“手势识别”是指由单个手掌中不同手指的相对位置组成的空间位置组 合。传统的手势识别一般采用“数据手套”来实现，即在手掌上戴上一个特殊 的手套，在手套的每根手指的每个关节处设置有角度传感器，通过读取每根手 指的每个关节的弯曲角度来确定具体的手势；除此之外，还有一种方式采用“图 像处理”来实现，即获取手掌的图像，并根据计算机图形学来对图像计算分析， 进而识别手势，这种图像可以包括由可见光拍摄的传统图像，也可以包括通过 红外线获取的红外图像。
现有技术中的这些实现方式存在如下缺点：
“数据手套”的方案中，需要在用户手掌上穿戴一个特制的手套，用户的 舒适度和方便性都比较差；而“图像处理”的方案中，当图像是由可见光拍摄 的传统图像时，由于受拍摄图像的清晰度、光照以及算法等影响，手势的识别 精度会比较差；当图像是通过红外线获取的红外图像时，一般是通过在手腕处 放置红外传感器来获取，而这种手腕式的红外图像获取设备，由于红外相机的 拍摄视角的限制，其只能拍摄到一定角度范围内的图像，当角度过大时就无能 为力了，因此这种方式在手势识别时也存在精度较差的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种手势识别方法和装置，用以解决现有技术中在手势 识别时存在的精度较差，且舒服度和方便性也比较差的问题。
本发明实施例采用以下技术方案：
一种手势识别装置，包括：存储器、处理器、控制器和多个压力传感器， 其中：
所述多个压力传感器，用于对手腕韧带处的不同位置进行压力检测，得到 手腕韧带处的不同位置的压力值；
所述存储器，用于预先存储压力值集合与手势标识的对应关系；
所述处理器，用于根据所述多个压力传感器得到的手腕韧带处的不同位置 的压力值，得到压力值集合；并根据所述存储器中预先存储的所述对应关系， 确定与得到的压力值集合对应的手势标识；
所述控制器，用于将所述处理器确定出的手势标识所表征的手势的信息输 出。
其中，所述多个压力传感器设置在可固定在使用者手腕韧带处的绝缘带 上。
其中，所述绝缘带为具有弹性的环状结构。
其中，所述多个压力传感器在所述绝缘带上沿矩形阵列排列。
其中，所述矩形阵列的维度不小于10×10。
其中，所述压力值集合为压力值矩阵，且所述矩形阵列的维度与所述压力 值矩阵的维度相同。
一种手势识别方法，包括：
通过多个压力传感器对手腕韧带处的不同位置进行压力检测，得到由手腕 韧带处的不同位置的压力值组成的压力值集合；
根据预先设置的压力值集合和手势标识的对应关系，确定与得到的压力值 集合对应的手势标识；
将确定出的手势标识所表征的手势的信息输出。
本发明实施例的有益效果如下：
本技术方案不同于数据手套的方案，并不要求用户穿戴特殊的手套，而是 利用多个压力传感器测量手腕韧带处不同位置的压力值从而识别出不同的手 势类型；一方面解决了穿戴数据手套时的不舒适以及不方便的问题，另一方面 压力传感器完全不同于图像拍摄，其既不受清晰度、光照以及算法的影响，也 不存在拍摄角度的限制，因此测量的精度也大大提高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种手势识别方法的实现示意图；
图2为本发明实施例提供的一种手势识别装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的沿矩形阵列排列的多个压力传感器的结构示意 图；
图4为本发明实施例提供的由多个压力传感器组成的压力手环的使用示意 图。
具体实施方式
为了解决现有技术中在手势识别时存在的精度较差，且舒服度和方便性也 比较差的问题，发明人对现有技术中的手势识别方案进行了研究，并提出了一 种手势识别方案。该技术方案不同于数据手套的方案，并不要求用户穿戴特殊 的手套，而是利用多个压力传感器测量手腕韧带处不同位置的压力值从而识别 出不同的手势类型；一方面解决了穿戴数据手套时的不舒适以及不方便的问 题，另一方面压力传感器完全不同于图像拍摄，其既不受清晰度、光照以及算 法的影响，也不存在拍摄角度的限制，因此测量的精度也大大提高。
以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述 的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。并且在不冲突的情 况下，本说明中的实施例及实施例的特征可以互相结合。
人类手掌中手指的大部分运动都是依靠位于前臂的肌肉来完成的，这些肌 肉通过韧带跟手指相连，而这些韧带都经由手腕处汇集，然后延伸至手掌的不 同位置。当手掌处于不同状态，即手指处于不同的弯曲程度时，这些韧带的拉 力关系也是各不相同的。因此，如果能够得到不同手势下的不同韧带的压力值， 就可以根据得到的这些压力值进行计算而确定出相应的手势类型。
基于上述构思，本发明实施例提供了一种手势识别方法，如图1所示，为 该方法的实现流程图，主要包括下述步骤：
步骤11，通过多个压力传感器对手腕韧带处的不同位置进行压力检测，得 到由手腕韧带处的不同位置的压力值组成的压力值集合；
其中，每个压力传感器均可测量特定范围内的压力变化，而压力传感器的 数量可以根据实际需求自行设定。
步骤12，根据预先设置的压力值集合和手势标识的对应关系，确定与得到 的压力值集合对应的手势标识；
其中，每个手势标识表征一种手势，其结构和编码方式可以自行设置。
步骤13，将确定出的手势标识所表征的手势的信息输出。
基于上述原理，本发明实施例提供一种手势识别装置，如图2所示为该装 置的结构示意图，该装置主要由四部分组成：
存储器21、处理器22、控制器23和多个压力传感器24，其中：
多个压力传感器24，用于对手腕韧带处的不同位置进行压力检测，得到手 腕韧带处的不同位置的压力值；
存储器21，用于预先存储压力值集合与手势标识的对应关系；
其中，存储器21中预先存储的每个手势标识都表征一种手势，其结构和 编码方式可以自行设置，并且每个手势标识对应的压力值集合是由手腕韧带处 的不同位置的压力值组合而成的，而手腕韧带处的不同位置的压力值可以是预 先由压力传感器等设备进行检测确定的。
处理器22，用于根据多个压力传感器24得到的手腕韧带处的不同位置的 压力值，得到压力值集合；并根据存储器21中预先存储的上述对应关系，确 定与得到的压力值集合对应的手势标识；
其中，处理器22在得到压力值集合时，可以采用轮询的方式，从多个压 力传感器24中获取手腕韧带处的不同位置的压力值，进而确定出压力值集合。
控制器23，用于将处理器22确定出的手势标识所表征的手势的信息输出 给后续的应用设备，比如用于实现电脑游戏中的人物移动和姿势变换等内容的 应用设备。
其中，为了方便使用者使用该装置，可以将多个压力传感器24设置在可 固定在使用者手腕韧带处的绝缘带上，为了保证该绝缘带的舒服性以及测量数 据的准确性，该绝缘带可以为具有弹性的环状结构。如图3所示，为将多个压 力传感器24做成一个压力手环的使用示意图，该压力手环佩戴于用户手腕韧 带处，在实际使用时，应选用弹力较大的绷带，以手腕韧带处能感觉到紧绷为 宜。而其他部件，比如存储器21、处理器22和控制器23可以内置在该压力手 环中，也可以分别作为独立的部件，通过无线或有线的方式与压力手环建立数 据通路。
由于每个压力传感器24均可以测量特定范围内的压力变化，因此这多个 压力传感器24在绝缘带上可以沿矩形阵列排列，如图4所示，为沿矩形阵列 排列的多个压力传感器24的结构示意图，参考图4，其由m×n个压力传感器 24沿矩形阵列排列，组成一个维度为m×n的传感器矩阵，该矩形阵列的规模 可以视需要的检测精度而定，一般来讲，其维度应该不小于10×10。
当多个压力传感器24沿矩形阵列排列时，根据多个压力传感器24得到的 手腕韧带处的不同位置的压力值而确定出的压力值集合为压力值矩阵，且矩形 阵列的维度和该压力值矩阵的维度应该相同。
佩戴好压力手环之后，当使用者有手势变化时，手环内的压力传感器24 便可以检测到手腕韧带处不同位置的压力值，而处理器22可以采用轮询的方 式，从多个压力传感器24分别获取手腕韧带处不同位置的压力值，确定出压 力值矩阵，并根据存储器21中预先存储的压力值矩阵和手势标识的对应关系， 检索出与确定的压力值矩阵对应的手势标识，具体的检索算法可以采用常见的 高效算法即可，本发明实施例中对此不作限制；最后通过控制器23将处理器 22中确定出的手势标识输出给后续的应用装置即可。
本发明实施例中提供的方案不同于数据手套的方案，并不要求用户穿戴特 殊的手套，而是利用多个压力传感器测量手腕韧带处不同位置的压力值从而识 别出不同的手势类型；一方面解决了穿戴数据手套时的不舒适以及不方便的问 题，另一方面压力传感器完全不同于图像拍摄，其既不受清晰度、光照以及算 法的影响，也不存在拍摄角度的限制，因此测量的精度也大大提高。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计 算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结 合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包 含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、 CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产 品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和 ／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／ 或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入 式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算 机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一 个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设 备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中 的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个 流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使 得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处 理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个 流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基 本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要 求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。