[发明专利]一种手部追踪系统及其追踪方法

说明书

本申请公开了一种手部追踪方法和手部跟踪系统，该方法包括如下步骤：获得手部检测数据；根据手部检测数据获得手指列表；根据手指的距离和方向信息，获得手部关节位置信息；定位手部关节位置，生成手指关节根节点；根据手指列表和手指关节根节点，判断手指弯曲程度；根据手指弯曲程度执行相应的操作。本申请的手部跟踪方法和手部跟踪系统，可以弥补现有传感器或摄像装置所获得的手指图像精度不够，手部动作识别不精确的缺陷，获得精确地识别手部动作的技术效果。

技术领域

本申请涉及计算机领域，特别的涉及一种手部追踪系统及其追踪方法。

背景技术

随着智能技术的发展，人机交互技术成为计算机领域的发展热点。从最早的大型机上的开关系统，到键盘和鼠标的出现，以及当下流行的触摸屏，人机交互技术的发展速度日新月异。

近年来，由于计算机视觉技术的飞速发展，以及新的传感器(比如深度相机Kinect、LeapMotion等)的出现，使得各种便捷式的人机交互方式层出不穷。

但是，现有的传感器存在参数精度不高，无法达到高精确度的技术问题，以当前流行的LeapMotion传感器为例，其检测的范围大体在传感器上方25毫米到600毫米之间，检测的空间大体是一个倒四棱锥体。检测过程中，LeapMotion传感器首先会建立一个直角座标系，座标的原点是传感器的中心，座标的X轴平行于传感器，指向屏幕右方，Y轴指向上方，Z轴指向背离屏幕的方向，单位为真实世界的毫米。在使用过程中，Leap Motion传感器会定期的发送关于手的运动信息，每份这样的信息称为帧(frame)。

在实际工作时，由于现有传感器精度的限制，同时由于人的手本身就是非常不稳定的，所以在手势识别的过程中，帧率非常不稳定，导致精度不够，这会影响跟踪手势的效果和应用进程之间的通信。

发明内容

基于此，本申请提供一种手部追踪系统及其追踪方法，用于为用户提供高精度的手部追踪效果，提升用户交互体验。

本申请提供一种手部追踪方法，包括如下步骤：获得手部检测数据；根据手部检测数据获得手指列表；根据手指的距离和方向信息，获得手部关节位置信息；定位手部关节位置，生成手指关节根节点；根据手指列表和手指关节根节点，判断手指弯曲程度；根据手指弯曲程度执行相应的操作。

优选的，其中获得手部检测数据包括如下子步骤：获得手部图像；将手部图像与背景图像分离，获得手部数据；对手部数据执行去噪处理，获得手部检测数据。

优选的，其中根据手部检测数据获得手指列表包括如下子步骤：根据手部检测数据获得手掌的方向和手指指尖的方向；根据手掌的方向和指尖的方向所存在的夹角和手掌的法向量与指尖方向的夹角，判断每个手指尖所表示的每个手指，将获得的每个手指的手指数据记录在手指列表中。

优选的，其中根据手指的距离和方向信息，获得手部关节位置信息包括如下子步骤：根据手指列表获得每个手指的手指数据；从手指数据中提取手指指尖坐标；从手部检测数据中获得手腕坐标以及手心坐标；依据手指指尖坐标、手腕坐标和手心坐标，获得手部关节位置信息；所述手部关节位置信息包括五个手指的指尖坐标及手腕坐标，或者五个手指的指尖坐标及手心坐标。

优选的，其中定位手部关节位置，生成手指关节根节点包括如下子步骤：根据手部关节位置信息定位手部关节位置；将每个手部关节位置作为一个节点；生成包括全部手部关节节点的手部关节根节点。

进一步地，本申请还提供一种手部追踪系统，包括如下部件：输入部件，获得手部检测数据；处理部件，执行以下操作：根据手部检测数据获得手指列表；根据手指的距离和方向信息，获得手部关节位置信息；定位手部关节位置，生成手指关节根节点；根据手指列表和手指关节根节点，判断手指弯曲程度；根据手指弯曲程度执行相应的操作。