《一种基于KINECT的公共信息终端.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种基于KINECT的公共信息终端.pdf（7页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201310514369.X (22)申请日 2013.10.22 G06F 3/01(2006.01) G06K 9/60(2006.01) (71)申请人 安徽寰智信息科技股份有限公司 地址 241000 安徽省芜湖市中山南路 717 号 科普产业园 B6 (72)发明人 陈拥权 张羽 李梁 (54) 发明名称 一种基于 Kinect 的公共信息终端 (57) 摘要 一种基于 Kinect 的公共信息终端， 它涉及人 机交互领域。Kinect 感应设备和显示屏均与后台 专用计算机连接， 后台专用计算机内设置有交互 系统， 所述 Kin。
2、ect 感应设备将感应到的图像以及 粗略的人体识别信息发送到交互系统 ； 所述后台 专用计算机内安装有包含公共信息服务的交互系 统， 该系统包括人体识别模块、 骨骼跟踪模块以及 交互界面模块， 人体识别模块与骨骼跟踪模块连 接， 骨骼跟踪模块与交互界面模块连接。Kinect 感应设备可以识别 6 个人， 解决了共享问题 ； Kinect 感应设备采用非接触感应， 很大程度上解 决了卫生问题 ； Kinect 感应设备非接触感应的机 制也更不易出现故障， 维护成本也相对较低。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书3页 附图1页。
3、 (10)申请公布号 CN 104375630 A (43)申请公布日 2015.02.25 CN 104375630 A 1/2 页 2 1. 一种基于 Kinect 的公共信息终端， 其特征在于它包括 Kinect 感应设备 (a)、 显示屏 (b)和后台专用计算机(c)， Kinect感应设备(a)和显示屏(b)均与后台专用计算机(c)连 接， 后台专用计算机(c)内设置有交互系统(d)， 所述Kinect感应设备(a)将感应到的图像 以及粗略的人体识别信息发送到交互系统 (d) ； 所述后台专用计算机 (c) 内安装有包含公 共信息服务的交互系统 (d)， 该系统包括人体识别模块 (1。
4、)、 骨骼跟踪模块 (2) 以及交互界 面模块 (3)， 人体识别模块 (1) 与骨骼跟踪模块 (2) 连接， 骨骼跟踪模块 (2) 与交互界面模 块 (3) 连接。 2.根据权利要求1所述的一种基于Kinect的公共信息终端， 其特征在于所述人体识别 模块 (1) 处理 Kinect 感应设备 a 得到的粗略人体信息， 判断是否有人与终端进行交互 ： 所 述骨骼跟踪模块 (2) 当用户处于交互状态时， 识别与跟踪人体姿态 ； 所述交互界面模块 (3) 接受骨骼跟踪模块 (2) 的交互信息， 实现信息查询、 切换等功能， 并在显示屏 (b) 上显示。 3.根据权利要求1所述的一种基于Kinec。
5、t的公共信息终端， 其特征在于所述人体识别 模块 (1) 分为以下步骤 ： 步骤 (A)， 读取 Kinect 感应设备 a 提供的带有粗略人体划分的深度图像 ； 步骤 (B)， 对人体深度信息进行去噪与统计 ； 步骤 (C)， 识别启动交互的人体， 并将其传递到骨骼跟踪模块 ； Kinect 感应设备 (a) 提供的深度图像， 本身已经经过了粗略的人体分割， 每个像素都 带有玩家索引信息， 玩家索引为 0 表示该像素不是人体， 1-6 代表不同的人体， 该人体分割 是较为粗略的， 会将人体边缘一些背景像素划分到人体范围中， 在所述步骤 (A) 中， 读取 Kinect 感应设备 (a) 的深。
6、度图像， 并根据 Kinect 感应设备 (a) 的人体分割， 将不同人体的 深度图像分离 ； 在所述步骤 (B) 中， 首先对每个人体深度图像进行形态学腐蚀操作， 以去除边缘的错 误划分像素， 然后， 统计每个人体像素的平均位置与平均深度值， 以及最小深度值及其所处 位置 ； 在所述步骤 (C) 中， 根据步骤 (B) 中的统计信息， 识别是否有人体处于启动交互状态， 用户以惯用手向前伸出的姿态， 表示开始与终端进行交互， 为识别这一姿态， 首先判断人体 的最小深度值， 与平均深度值之间的差值， 如超过一定阈值， 判断可能为手前伸姿态， 进入 下一步 ； 然后判断最小深度值所处位置， 如在人。
7、体平均位置的右侧偏上， 则判断为右手向前 伸出， 将该人体传给骨骼跟踪模块， 并保存交互手为右手 ； 如在人体平均位置的左侧偏上， 则判断为左手向前伸出， 将该人体传给骨骼跟踪模块， 并保存交互手为左手 ； 如在其它位 置， 则判断不是手部向前伸出姿态， 不传递该人体到骨骼跟踪模块。 4.根据权利要求1所述的一种基于Kinect的公共信息终端， 其特征在于所述骨骼跟踪 模块 (2)， 分为以下步骤 ： 步骤 (I)， 提取用户双手的位置 ； 步骤 (II)， 将交互手的位置与状态在屏幕上显示 ； 步骤 (III)， 根据双手位置与用户姿态， 调用交互界面模块执行相应动作 ； 在所述步骤 (I)。
8、 中， 读取 Kinect 感应设备 (a) 获得的用户的骨骼数据， 得到用户双手 的物理位置， 如用户的交互手已经持续处于不可见状态达到预设时间阈值， 则判断用户退 出交互 ； 权 利 要 求 书 CN 104375630 A 2 2/2 页 3 在所述步骤 (II) 中， 将用户的交互手位置通过线性变换， 映射到交互界面上的位置， 并在交互界面上显示手势光标 ； 在所述步骤 (III) 中， 由用户的双手位置， 可能还包括骨骼数据所确定的用户身体姿 势， 来判断用户的交互行为 ； 用户的非交互手位置， 用于辅助交互界面操作， 当非交互手向身体侧向伸出时， 如交互 手指向界面上的一个有效按钮。
9、， 则这一手势表示点击该按钮， 使用该双手操作表示点击按 钮， 可以使点击按钮这一操作更有效， 也更准确 ； 当捕捉到点击动作时， 改变手势光标的颜色或形状以提供反馈， 并将点击操作发送给 交互界面模块， 执行相应动作， 当捕捉到交互手处于交互界面模块所设定的可触发交互的 位置时， 或用户身体姿势符合交互界面模块所设定的交互姿势时， 也将该信息发送给交互 界面模块， 并执行相应动作。 5.根据权利要求1所述的一种基于Kinect的公共信息终端， 其特征在于所述交互界面 模块 (3) 使用现有的自然用户界面设计技术， 以菜单、 按钮、 姿势控制等界面元素， 将信息 终端所提供的信息服务组织起来。。
10、 权 利 要 求 书 CN 104375630 A 3 1/3 页 4 一种基于 Kinect 的公共信息终端 技术领域 ： 0001 本发明涉及人机交互领域， 具体涉及一种基于 Kinect 的公共信息终端。 背景技术 ： 0002 在城市信息化建设的过程中， 公共信息终端扮演着重要的角色， 人们随时随地查 询特定种类信息的需求， 促成了公共信息终端的产生与发展。但是目前的公共信息终端还 存在操作不便、 容易损坏、 共享性不好等问题。如能设计一种新的公共信息终端， 有效解决 此类问题， 将对信息化建设起到重要作用。 0003 最初的公共信息终端， 采用特定配置的计算机来实现。这种公共信息终端。
11、直接使 用计算机界面， 与用户存在隔阂， 不熟悉计算机操作的人使用上存在困难 ； 并且查询不同的 信息需要不同的软件， 由于计算机软件的复杂性， 软件故障率较高， 时常会出现软件故障， 需要专业人员介入维护。 0004 随着触摸屏技术的发展与普及， 出现了基于触摸屏的公共信息终端， 并广泛应用。 触摸屏公共信息终端与计算机终端相比， 操作相对方便， 并且由于软件的嵌入化、 专业化， 软件故障率也有所降低。 但其不足之处是硬件故障率较高， 触摸屏在过多或不适当的触摸， 以及环境干扰下， 容易出现灵敏度与准确度下降， 或者划伤导致的硬件故障， 从而仍然需要 专业人员介入维护， 维护成本较高。 00。
12、05 并且， 以上两种传统的公共信息终端都存在两个共同问题 ： 一是共享性差， 不便多 人使用。二是此类接触式公共设备由不确定的人反复接触， 卫生成为用户所担忧的问题之 一， 并且制约了这种设备在某些对卫生要求高的场合的应用。 发明内容 ： 0006 本发明的目的是提供一种基于 Kinect 的公共信息终端， 它解决基于触摸屏的公 共信息终端共享性差、 维护成本高、 卫生条件差的问题。 0007 为了解决背景技术所存在的问题， 本发明是采用以下技术方案 ： 它包括 Kinect 感 应设备 a、 显示屏 b 和后台专用计算机 c， Kinect 感应设备 a 和显示屏 b 均与后台专用计算 机。
13、 c 连接， 后台专用计算机 c 内设置有交互系统 d。 0008 所述 Kinect 感应设备 a 将感应到的图像以及粗略的人体识别信息发送到交互系 统 d。 0009 所述后台专用计算机 c 内安装有包含公共信息服务的交互系统 d， 该系统包括人 体识别模块 1、 骨骼跟踪模块 2 以及交互界面模块 3， 人体识别模块 1 与骨骼跟踪模块 2 连 接， 骨骼跟踪模块 2 与交互界面模块 3 连接。 0010 所述人体识别模块 1 处理 Kinect 感应设备 a 得到的粗略人体信息， 判断是否有人 与终端进行交互 ； 所述骨骼跟踪模块 2 当用户处于交互状态时， 识别与跟踪人体姿态 ； 所。
14、述 交互界面模块 3 接受骨骼跟踪模块 2 的交互信息， 实现信息查询、 切换等功能， 并在显示屏 b 上显示。 说 明 书 CN 104375630 A 4 2/3 页 5 0011 本发明具有以下有益效果 ： Kinect 感应设备可以识别 6 个人， 解决了共享问题 ； Kinect 感应设备采用非接触感应， 很大程度上解决了卫生问题 ； Kinect 感应设备非接触感 应的机制也更不易出现故障， 只要注意不要受强烈震动以及日常保洁即可， 维护成本也相 对较低。 附图说明 ： 0012 图 1 为本发明的结构框图， 0013 图 2 为本发明的流程图。 具体实施方式 ： 0014 参照图。
15、 1， 本具体实施方式采用以下技术方案 ： 它包括 Kinect 感应设备 a、 显示屏 b 和后台专用计算机 c， Kinect 感应设备 a 和显示屏 b 均与后台专用计算机 c 连接， 后台专 用计算机 c 内设置有交互系统 d。 0015 所述 Kinect 感应设备 a 将感应到的图像以及粗略的人体识别信息发送到交互系 统 d。 0016 所述后台专用计算机 c 内安装有包含公共信息服务的交互系统 d， 该系统包括人 体识别模块 1、 骨骼跟踪模块 2 以及交互界面模块 3， 人体识别模块 1 与骨骼跟踪模块 2 连 接， 骨骼跟踪模块 2 与交互界面模块 3 连接。 0017 所述。
16、人体识别模块 1 处理 Kinect 感应设备 a 得到的粗略人体信息， 判断是否有人 与终端进行交互 ； 所述骨骼跟踪模块 2 当用户处于交互状态时， 识别与跟踪人体姿态 ； 所述 交互界面模块 3 接受骨骼跟踪模块 2 的交互信息， 实现信息查询、 切换等功能， 并在显示屏 b 上显示。 0018 参照图 2， 所述人体识别模块 1 分为以下步骤 ： 0019 步骤 A， 读取 Kinect 感应设备 a 提供的带有粗略人体划分的深度图像 ； 0020 步骤 B， 对人体深度信息进行去噪与统计 ； 0021 步骤 C， 识别启动交互的人体， 并将其传递到骨骼跟踪模块。 0022 Kinec。
17、t 感应设备 a 提供的深度图像， 本身已经经过了粗略的人体分割， 每个像素 都带有玩家索引信息。玩家索引为 0 表示该像素不是人体， 1-6 代表不同的人体。该人体 分割是较为粗略的， 会将人体边缘一些背景像素划分到人体范围中。在所述步骤 A 中， 读取 Kinect 感应设备 a 的深度图像， 并根据 Kinect 感应设备 a 的人体分割， 将不同人体的深度 图像分离。 0023 在所述步骤 B 中， 首先对每个人体深度图像进行形态学腐蚀操作， 以去除边缘的 错误划分像素。 然后， 统计每个人体像素的平均位置与平均深度值， 以及最小深度值及其所 处位置。 0024 在所述步骤 C 中， 。
18、根据步骤 B 中的统计信息， 识别是否有人体处于启动交互状态。 用户以惯用手向前伸出的姿态， 表示开始与终端进行交互。 为识别这一姿态， 首先判断人体 的最小深度值， 与平均深度值之间的差值， 如超过一定阈值， 判断可能为手前伸姿态， 进入 下一步 ； 然后判断最小深度值所处位置， 如在人体平均位置的右侧偏上， 则判断为右手向前 伸出， 将该人体传给骨骼跟踪模块， 并保存交互手为右手 ； 如在人体平均位置的左侧偏上， 说 明 书 CN 104375630 A 5 3/3 页 6 则判断为左手向前伸出， 将该人体传给骨骼跟踪模块， 并保存交互手为左手 ； 如在其它位 置， 则判断不是手部向前伸出。
19、姿态， 不传递该人体到骨骼跟踪模块。 0025 所述骨骼跟踪模块 2， 分为以下步骤 ： 0026 步骤 I， 提取用户双手的位置 ； 0027 步骤 II， 将交互手的位置与状态在屏幕上显示 ； 0028 步骤 III， 根据双手位置与用户姿态， 调用交互界面模块执行相应动作。 0029 在所述步骤 I 中， 读取 Kinect 感应设备 a 获得的用户的骨骼数据， 得到用户双手 的物理位置。如用户的交互手已经持续处于不可见状态达到预设时间阀值， 则判断用户退 出交互。 0030 在所述步骤 II 中， 将用户的交耳手位置通过线性变换， 映射到交互界面上的位 置， 并在交耳界面上显示手势光标。
20、。 0031 在所述步骤 III 中， 由用户的双手位置， 可能还包括骨骼数据所确定的用户身体 姿势， 来判断用户的交互行为。 0032 用户的非交互手位置， 用于辅助交互界面操作。 当非交互手向身体侧向伸出时， 如 交耳手指向界面上的一个有效按钮， 则这一手势表示点击该按钮。使用该双手操作表示点 击按钮， 可以使点击按钮这一操作更有效， 也更准确。 0033 当捕捉到点击动作时， 改变手势光标的颜色或形状以提供反馈， 并将点击操作发 送给交互界面模块， 执行相应动作。当捕捉到交互手处于交互界面模块所设定的可触发交 耳的位置时， 或用户身体姿势符合交互界面模块所设定的交互姿势时， 也将该信息发。
21、送给 交互界面模块， 并执行相应动作。 0034 所述交互界面模块 3 使用现有的自然用户界面 (NUI) 设计技术， 以菜单、 按钮、 姿 势控制等界面元素， 将信息终端所提供的信息服务组织起来。该模块的结构随应用领域不 同而有不同， 需要注意的是界面元素应该足够大， 使用户的手方便准确操作。 0035 本具体实施方式具有以下有益效果 ： Kinect 感应设备可以识别 6 个人， 解决了共 享问题 ； Kinect 感应设备采用非接触感应， 很大程度上解决了卫生问题 ； Kinect 感应设备 非接触感应的机制也更不易出现故障， 只要注意不要受强烈震动以及日常保洁即可， 维护 成本也相对较低。 说 明 书 CN 104375630 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104375630 A 7 。