一种红外感应式电子白板识别手势的方法 【技术领域】
本发明属于信息技术领域，具体是指一种红外感应式电子白板识别手势的方法。
【背景技术】
交互式电子白板又称“数码触摸屏”。其功能在于可以通过触摸板面对相连的电脑主机进行操控。投影机将电脑的屏幕影像投射到电子白板上，使用者触碰电子白板板面即可操控电脑。在电子白板连接的电脑上运行各种应用操作程序，可以直接实现笔迹书写、图形绘制、文字输入、文件调用、删除复制、保存图像、遮挡、视频回放、直接打印等多种演示功能。运行特定的应用程序，配置交互式电子白板及高清摄像头，可实现远程可视网络会议。
红外线电子白板由密布在显示区四周的红外线接收和发射管构成水平和垂直方向的扫描网格，形成一个扫描平面网，当有物体阻挡住网格中的某对水平和垂直扫描线时，就可以通过被阻挡的水平和垂直方向的红外线位置确定X、Y坐标。
目前，红外线电子白板可以使用手指或其它任何不透明物体进行触摸操作，十分简便易行，并且因其结构简单，不受电流、电压和静电干扰，具有高稳定性和高分辨率等诸多优点，越来越多成为交互式触摸的主流产品。
随着科技的不断发展，市场上出现了能通过手势识别来完成快捷操作，但是现有市场上的实现手势识别的技术是有限的，目前，触控板的手势检测识别方法主要有通过检测触控板的电容感应量的大小来确定触碰对象是否接触或离开触控板，来产生时序的组合，从而实现不同的手势操作，还有一种方法是根据系统感应面积来确认碰触与手势的方法，这些都难以满足实效性与精确度的更高要求，给人们留下了不能尽享更多便利的缺憾。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种红外感应式电子白板识别手势的方法，高效精确，完成对机的快捷操作。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种红外感应式电子白板识别手势的方法，包括如下步骤：
步骤一：根据触摸物数量进行第一次手势识别分类：如果是1个触摸物，则识别为画笔、鼠标、板擦手势；如果是2个触摸物，则识别为旋转、缩放手势；如果是3个或3个以上触摸物，则为拖动、翻页手势；如果先为1个触摸物，而后为2个触摸物，则识别为鼠标右键手势；
步骤二：根据触摸物面积进行第二次手势分类，进一步区分出具体的手势种类；
步骤三：根据确定的物理坐标，区分出精确的手势，然后通过白板软件在红外电子白板上实现该手势的功能。
所述步骤一中识别鼠标右键手势的具体方法为：如果触摸物个数初始为1个，间隔300ms后为2个，其大小无限制，初始是一组坐标，而后是两组坐标，两组坐标间半径为50mm时识别为鼠标右键手势。
所述步骤二包括：
如果触摸物个数为1个，只有一组坐标，其半径大小是0-5mm，则识别为画笔手势；
如果触摸物个数为1个，只有一组坐标，其半径大小是5-20mm，则识别为鼠标手势；
如果触摸物个数为1个，只有一组坐标，其半径大小是20mm-无穷大，则识别为板擦手势；
所述步骤三包括：
如果触摸物个数为2个，有两组坐标，其大小无限制，其中一组坐标固定不变或近似不动，另一组坐标相对固定坐标的旋转幅度大于伸缩幅度时识别为旋转手势；
如果触摸物个数为2个，有两组坐标，在一定时间内，两组坐标在X轴或Y轴的差值持续增大，则识别为放大手势；
如果触摸物个数为2个，有两组坐标，在一定时间内，两组坐标在X轴或Y轴的差值持续减小，则识别为缩小手势；
如果触摸物个数为3个或3个以上，在一定时间内，触摸物在X轴或Y轴的差值基本保持不变，则识别为拖动或翻页手势。
本发明的优点在于：该手势识别模式是目前在红外白板上能识别最多最全的手势，且鼠标右键手势识别是本发明特有的一种手势；本发明识别率高且精确，很少出现误识别。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是本发明红外电子白板系统结构示意图。
图2是本发明红外电子白板屏幕示意图。
图3-1是本发明中画笔手势示意图。
图3-2是本发明中鼠标手势示意图。
图3-3是本发明中板擦手势示意图。
图3-4是本发明中拖动手势示意图。
图3-5是本发明中放大手势示意图。
图3-6是本发明中缩小手势示意图。
图3-7是本发明中旋转手势示意图。
图3-8是本发明中鼠标右键手势示意图。
图3-9是本发明中翻上一页手势示意图。
图3-10是本发明中翻下一页手势示意图。
【具体实施方式】
图1是本发明红外电子白板系统结构示意图。它是由红外电子白板1、触摸物2、白板软件3、计算机4配合实现的。红外电子白板1上两两对应的排布有红外线发射灯组5与红外线接收灯组6；触摸物2通常为手指，也可以是其它不透明物体，只要大小相当，没有超出设定范围均可；计算机4中装有白板软件3，白板软件3接收驱动所提交的手势识别参数接口，作了相应反应，在红外电子白板1上实现手势识别功能。
本发明首先对触摸物的数量、面积大小、动向的识别进行相应的程序设定并对识别后机器应该做出的相应反应也一并进行了设定。
于是在启动整个系统时，红外电子白板的红外线灯组发射有序的红外线同时对应的红外线接收灯组接收有序的红外线，当触摸物落到触摸区时，触摸物阻挡红外线的多少及变化信息就会转到计算机中，计算机对触摸区内物体的数量、面积大小、物理坐标进行分析、计算与识别，同时向白板软件发送手势识别接口参数，白板软件接收到驱动提供的手势识别的接口参数，然后做出相应的反应，从而实现对机的快捷操作。
下面说明触模物的物理坐标如何计算，图2是本发明红外电子白板屏幕示意图。屏幕中的一个操作点遮挡了四个红外对管。对于X轴上传的坐标值为Xi-2，Xi+2。Y轴同理。
每次计算机会扫描X、Y方向一次称为一帧，每帧包含了两个红外管序号：
X1＝X1H*0x100+X1L X2＝X2H*0x100+X2L
Y1＝Y1H*0x100+Y1L Y2＝Y2H*0x100+Y2L
(OxFF表示信号最强。该序号的红外管没有被遮挡。OxOO表示无信号，表示该序号的红外对管完全被遮挡)
下面说细说明各手势种类的识别方法：
(1)画笔手势
如图3-1所示，具体操作方法：在电子白板软件Board模式、放映模式、window标注模式及回放时，用一个手指触摸电子白板板面，则自动识别成画笔功能；具体识别方法为：计算机测出触摸物只有一组坐标值，即只有一个触模物，并且操作点的尺寸在画笔手势设定的范围(半径大小是0-5mm)内，则判定为画笔手势。
(2)鼠标手势
如图3-2所示，具体操作方法：在电子白板软件Board模式、放映模式、window标注模式及回放时，用两个手指指肚靠紧触摸板面，则自动识别成鼠标功能；具体识别方法为：计算机测出触摸物只有一组坐标值，即只有一个触模物，并且操作点的尺寸在画笔手势设定的范围(半径大小是5-20mm)内，则判定为鼠标手势。
(3)板擦手势
如图3-3所示，具体操作方法：在电子白板软件Board模式、放映模式、window标注模式及回放时，用手掌触摸板面，则自动识别成板擦功能；具体识别方法为：计算机测出触摸物只有一组坐标值，即只有一个触模物，并且操作点的尺寸在画笔手势设定的范围(半径大小是20mm-无穷大)内，且X2-X1，Y2-Y1的值基本保持不变，则判定为板擦手势。
(4)拖动手势
如图3-4所示，具体操作方法：在电子白板软件Board模式时，用3根以上手指(最好是5根手指)叉开触摸板面，然后移动，则自动识别成拖动页面功能；具体识别方法为：计算机测出触摸物有三组坐标值(如果是5根手指，则为五组坐标)，尺寸在设定的范围内，且X2-X1，Y2-Y1的值基本不变，则判定为拖动页面的手势。
(5)放大/缩小手势
如图3-5和图3-6所示，具体操作方法：在白板软件Board模式、window标注模式及回放时，用一根手指触碰板面中对象的显示位置，然后固定不动，另一根手指在距离前一根手指20CM范围内，向前一手指的背离或靠近方向移动，则自动对该对象进行放大或缩小功能；具体识别方法为：计算机测出触摸物有两组坐标值，在一定时间内，有较明显的X2-X1，Y2-Y1持续增大或缩小的变化，则判定为放大/缩小手势。
(6)旋转手势
如图3-7所示，具体操作方法：在白板软件Board模式、window标注模式及回放时，用一根手指触碰板面中对象的显示位置，然后固定不动，另一根手指围绕前一根手指进行移动，则自动对该对象的进行旋转功能。
具体识别方法为：计算机测出触摸物有两组坐标值，其大小无限制，其中一组坐标固定不变或近似不动，另一组坐标相对固定坐标的旋转幅度大于伸缩幅度时识别为旋转手势。绕着原点。用户的操作都在四个象限内，在每个象限内X2-X1和Y2-Y1的递增或递减都是反向的。
X2-X1(顺时间操作) Y2-Y1(逆时间操作)
第一象限 递增 递减
第二象限 递减 递增
第三象限 递增 递减
第四象限 递减 递增
若逆时间操作，则递增/递减则反向。因而，根据两个坐标中是否有一个固定的值来判断是否可能有旋转手势。根据一段时间内的X2-X1和Y2-Y1的递增递减来判断是否有一个旋转的动作。根据用户操作的象限，和其递增/递减的方向来确定，这是一个顺时针旋转的手势或是逆时针旋转的手势。
(7)鼠标右键手势
如图3-8所示，具体操作方法：在Windows模式下，用一根手指触碰板面，然后固定不动，另一个手指在距离前一根手指5CM范围内，快速触碰板面并弹起，则自动识别成鼠标右键功能；具体识别方法为：计算机测出触摸物个数初始为1个，间隔300ms后为2个，其大小无限制，初始是一组坐标，而后是两组坐标，两组坐标间半径为50mm时识别为鼠标右键手势。
(8)翻页手势
如图3-9和图3-10所示，具体操作方法：在电子白板软件Board模式时，用3根以上手指(最好是5根手指)叉开触摸板面，然后向上或向下移动，则自动识别成拖动页面功能；具体识别方法为：计算机测出触摸物有三组坐标值(如果是5根手指，则为五组坐标)，尺寸在设定的范围内，且X2-X1，Y2-Y1的值基本不变，翻页的方向是根据坐标值的变化趋势来判断的。拖动与翻页的手势是无区分的，二者只能选其一使用，不能同时存在使用。
本发明的手势识别模式是目前在红外白板上能识别最多最全的手势，且鼠标右键手势识别是本发明特有的一种手势；本发明识别率高且精确，很少出现误识别。