技术领域
[0001] 本
发明涉及计算机视觉技术领域，具体涉及一种基于计算机视觉的手势识别方法及手势识别手环。
背景技术
[0002] 在现有的
虚拟现实产品中，大多数厂家采用
手柄作为手部交互套件，这使得用户在虚拟现实场景下的操作依赖于手柄实现，而借助手柄只能完成预先设定好的极为有限的操作，难以实现握拳、抓取以及拍掌等手势动作，用户在虚拟现实场景中缺乏沉浸式体验。此外，还有部分厂家通过单一的深度摄像头来采集手势影像以识别手势动作，但当手势动作存在重叠或者设备视
角被遮挡时，深度摄像头无法拍摄得到手势影像，进而无法对手势动作进行识别。可见，现有的手部交互套件对手势动作的识别效果不佳，使得用户在虚拟现实场景下难以获得沉浸式体验。
发明内容
[0003] 本发明
实施例公开了一种基于计算机视觉的手势识别方法及手势识别手环，其中，手势识别手环的三个摄像头可从不同视角拍摄佩戴者手部的三个手势影像，避免了因手势动作重叠或者视角遮挡而无法识别手势动作的情况发生，实现对佩戴者的手势动作进行全方位的精确识别，从而协助佩戴者在虚拟现实场景下获得沉浸式体验。
[0004] 本发明实施例第一方面公开了一种基于计算机视觉的手势识别手环，包括：包括外部
支架、
支撑杆、内部支架、摄像头及
主板；
所述外部支架及所述内部支架为圆环状；
所述支撑杆连接所述外部支架内侧与所述内部支架外侧；
所述摄像头的数量为三个；
所述主板包括
定位模
块与通信模块，所述主板安装于所述内部支架上。
[0005] 作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，所述内部支架用于将手势识别手环固定在佩戴者的
手腕部位，且所述内部支架内部安装有
电池。
[0006] 作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，三个所述摄像头以相同的间距安装在所述外部支架上，当手势识别手环佩戴在佩戴者的手腕
位置时，三个所述摄像头均朝向所述佩戴者的手部，分别从三个视角拍摄所述佩戴者的手部的手势影像。
[0007] 作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中所述主板安装于所述内部支架上，当手势识别手环佩戴在佩戴者的手腕位置时，所述主板位于所述佩戴者的手背一侧。
[0008] 作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，所述定位模块用于确定手势识别手环的空间坐标数据，且所述定位模块与所述通信模块连接。
[0009] 作为一种可选的实施方式，在本发明实施例的第一方面中，所述通信模块与三个所述摄像头连接；所述通信模块用于从所述定位模块获取所述空间坐标数据，以及，所述通信模块用于从所述摄像头获取所述手势影像，并通过蓝牙网络输出所述空间坐标数据及所述手势影像。
[0010] 本发明实施例第二方面公开了一种基于计算机视觉的手势识别方法，包括：佩戴者将手势识别手环佩戴于手腕部位，开启所述手势识别手环；
三个摄像头分别拍摄佩戴者手部的第一手势影像、第二手势影像及第三手势影像；
通信模块从所述三个摄像头获取所述第一手势影像、第二手势影像及第三手势影像，以及，所述通信模块从定位模块获取所述手势识别手环的空间坐标数据；
所述通信模块通过蓝牙网络向影像处理设备输出所述第一手势影像、所述第二手势影像、所述第三手势影像及所述空间坐标数据；
所述影像处理设备根据所述第一手势影像、所述第二手势影像、所述第三手势影像及所述空间坐标数据对所述佩戴者手部进行手势识别，构建对应的虚拟现实影像。
[0011] 本发明实施例第三方面公开了一种虚拟现实体验系统，包括：手势识别手环，包括本发明实施例第一方面任一项所述的手势识别手环；
影像处理设备，用于根据从定位模块接收到的第一手势影像、第二手势影像、第三手势影像及空间坐标数据，对佩戴者手部进行手势识别，构建对应的虚拟现实影像；
虚拟现实显示器，用于显示所述虚拟现实影像。
[0012] 与
现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：本发明实施例中，佩戴者将手势识别手环佩戴于手腕部位，开启所述手势识别手环，三个摄像头分别拍摄佩戴者手部的第一手势影像、第二手势影像及第三手势影像，通信模块获取第一手势影像、第二手势影像、第三手势影像及手势识别手环的空间坐标数据，并通过蓝牙网络向影像处理设备进行输出，影像处理设备根据上述数据对佩戴者手部进行手势识别，构建对应的虚拟现实影像。可见，三个摄像头可从不同视角拍摄佩戴者手部的三个手势影像，避免了因手势动作重叠或者视角遮挡而无法识别手势动作的情况发生，实现对佩戴者手部的手势进行精确识别，从而协助佩戴者在虚拟现实场景下获得沉浸式体验。
附图说明
[0013] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014] 图1是本发明实施例公开的一种基于计算机视觉的手势识别手环的结构示意图；图2是本发明实施例公开的一种基于计算机视觉的手势识别方法的流程示意图；
图3是本发明实施例公开的一种虚拟现实体验系统的结构示意图。
具体实施方式
[0015] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016] 需要说明的是，本发明的
说明书和
权利要求书中的术语“第一”、“ 第二”、“ 第三”和“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何
变形，意图在于
覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0017] 本发明实施例公开了一种基于计算机视觉的手势识别方法及手势识别手环，能够实现对佩戴者的手势进行精确识别，从而协助佩戴者在虚拟现实场景下获得沉浸式体验。
[0018] 实施例一请参阅图1，如图1所示，本发明实施例公开了一种基于计算机视觉的手势识别手环。
[0019] 本发明实施例中，该手势识别手环包括外部支架1、支撑杆2、内部支架3、摄像头4及主板5；其中，
外部支架1及内部支架3为圆环状；
支撑杆2连接外部支架1内侧与内部支架3外侧；
摄像头4的数量为三个；
主板5包括定位模块51与通信模块52，主板5安装于内部支架3上。
[0020] 作为一种可选的实施方式，内部支架3用于将手势识别手环固定在佩戴者的手腕部位，且内部支架3内部安装有电池。具体地，内部支架3可为可开口的的圆环状，在开口状态下，佩戴者可将手部伸入内部支架3，在将开口闭合后，内部支架3固定在佩戴者的手腕部位，从而完成将手势识别手环佩戴在手腕部位的佩戴动作。此外，内部支架3内部还安装有电池，并通过布设在手势识别手环内部的电线为摄像头4、定位模块51与通信模块52进行供电，通过将电池布置在内部支架3内部，充分利用了内部支架3的内部空间，不对手势识别手环在结构上的整体性造成破坏。
[0021] 作为一种可选的实施方式，三个摄像头4以相同的间距安装在外部支架1上，当手势识别手环佩戴在佩戴者的手腕位置时，三个摄像头4均朝向佩戴者的手部，分别从三个视角拍摄佩戴者的手部的手势影像。具体地，在多个支撑杆2的支撑下，外部支架1被固定于内部支架3外围，从而在佩戴者将手势识别手环佩戴于手腕部位时，外部支架1同样环绕于手腕部位，但相对内部支架3而言其距离手腕部位更远，摄像头4选取的是广角摄像头，以确保佩戴者的手部在活动过程中始终处于拍摄
视野内，在此，将摄像头4设置在外部支架1上并朝向佩戴者手部进行拍摄；此外，考虑到用户在做出握拳等动作时，
手指的影像可能被手背所遮挡，因此，在外部支架1上安装有三个摄像头4，三个摄像头4以相同的间距安装在外部支架1上，三个摄像头4以外部支架1的圆心为准，任意两个摄像头4与圆心的连线均呈120°，从而可实现一个摄像头4对准佩戴者掌心，一个摄像头4对准佩戴者拇指侧上方，一个摄像头4对准佩戴者小指侧上方的多重拍摄视角，假设佩戴者的手势动作遮挡了某一摄像头4的视角，则另外两个摄像头4可从其它视角拍摄受到遮挡的部分，确保对手势影像的无死角拍摄。
[0022] 可以理解的是，摄像头4具备一定的重量，为了避免手势识别手环过重，同时确保可完整拍摄得到佩戴者的手势影像，在此选取了在外部支架1上安装三个摄像头4的设计；假设还需对佩戴者的手臂等部位进行拍摄，则可在手势识别手环的外部支架1上安装额外的摄像头4。因此，应根据手势识别手环的功能需求确定摄像头4的安装数量与安装方式，本发明实施例中所描述的三个摄像头4的设计，不应对手势识别手环的摄像头4数量造成限定。
[0023] 作为一种可选的实施方式，主板5安装于内部支架3上，当手势识别手环佩戴在佩戴者的手腕位置时，主板5位于佩戴者的手背一侧。其中，主板5包括定位模块51与通信模块52，定位模块51用于确定手势识别手环的空间坐标数据，且定位模块51与所述通信模块52连接；此外，通信模块52与三个摄像头4连接，通信模块52用于从定位模块51获取空间坐标数据，以及，通信模块52用于从摄像头4获取手势影像，并通过蓝牙网络输出空间坐标数据及手势影像。具体地，定位模块51与通信模块52集成于主板5上，主板5安装在内部支架3上，当佩戴者佩戴手势识别手环时，主板5位于佩戴者的手背一侧，不会对佩戴者的手部动作产生干扰。定位模块51可以是三轴
传感器等设备，以实时获取手势识别手环的空间坐标数据，从而可在虚拟现实场景中还原佩戴者手部的位置。通信模块52在主板5上与定位模块51耦合连接，此外，通信模块52还通过数据线与三个摄像头4连接，从而通信模块52可获取空间坐标数据及手势影像，并通过蓝牙网络等无线连接方式将空间坐标数据及手势影像进行输出，供影像处理设备进行识别处理。
[0024] 进一步可选地，通信模块52将空间坐标数据及手势影像输出至外部的影像处理设备，影像处理设备可以为计算机等具备影像处理能
力的设备，影像处理设备将对三个摄像头4所拍摄的三个手势影像中的手势动作进行识别，识别得到不受遮挡的、精准的完整手势数据，此外，影像处理设备还将根据上述三个手势影像及手势数据，构建得到佩戴者手部对应的虚拟现实影像。
[0025] 可见，本发明实施例中所描述的手势识别手环的三个摄像头4可从不同视角拍摄佩戴者手部的三个手势影像，避免了因手势动作重叠或者视角遮挡而无法识别手势动作的情况发生，实现对佩戴者的手势动作进行全方位的精确识别，帮助佩戴者在虚拟现实场景下获得沉浸式体验。
[0026] 实施例二请参阅图2，图2是本发明实施公开的一种基于计算机视觉的手势识别方法，该方法可以包括以下步骤。
[0027] 佩戴者将手势识别手环佩戴于手腕部位，开启手势识别手环。
[0028] 本发明实施例中，手势识别手环佩戴于佩戴者的手腕部位，用以对佩戴者的手部动作进行检测识别。
[0029] 三个摄像头分别拍摄佩戴者手部的第一手势影像、第二手势影像及第三手势影像。
[0030] 本发明实施例中，以相同间距安装于手势识别手环的外部支架，并朝向佩戴者手部进行拍摄的三个摄像头，可实现对佩戴者的手部进行全方位无死角的拍摄，从而拍摄得到针对同一手部不同视角的第一手势影像、第二手势影像及第三手势影像。可见，即使出现某一摄像头的视角被手背遮挡的情况，另外两个摄像头也可从其它视角拍摄得到被遮挡部位的影像，实现对手部进行全方位、无死角的拍摄，从而拍摄得到完整的手势影像。
[0031] 作为一种可选的实施方式，摄像头的安装数量与安装方式应根据手势识别手环的功能需求来确定，本发明实施例中所描述的三个摄像头的设计，不应对手势识别手环的摄像头数量造成限定。
[0032] 通信模块从三个摄像头获取第一手势影像、第二手势影像及第三手势影像，以及，通信模块从定位模块获取手势识别手环的空间坐标数据。
[0033] 本发明实施例中，通信模块在主板上与定位模块耦合连接，获取空间坐标数据，此外，通信模块还通过数据线与三个摄像头连接，获取手势影像。
[0034] 通信模块通过蓝牙网络向影像处理设备输出第一手势影像、第二手势影像、第三手势影像及空间坐标数据。
[0035] 本发明实施例中，通信模块通过蓝牙网络等无线网络将空间坐标数据与手势影像向影像处理设备进行输出，供影像处理设备进行识别处理。
[0036] 影像处理设备根据第一手势影像、第二手势影像、第三手势影像及空间坐标数据对佩戴者手部进行手势识别，构建对应的虚拟现实影像。
[0037] 本发明实施例中，影像处理设备将对三个摄像头所拍摄的第一手势影像、第二手势影像及第三手势影像中的手势动作进行识别，并综合上述手势影像构建得到手部完整且精确的虚拟现实影像，进而根据空间坐标数据，确定手部的虚拟现实影像在虚拟现实场景中的显示位置，为用户提供沉浸式的体验。
[0038] 可见，实施图2所描述的基于计算机视觉的手势识别方法，三个摄像头可从不同视角拍摄佩戴者手部的三个手势影像，避免了因手势动作重叠或者视角遮挡而无法识别手势动作的情况发生，实现对佩戴者的手势动作进行全方位的精确识别，帮助佩戴者在虚拟现实场景下获得沉浸式体验。
[0039] 实施例三请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种虚拟现实体验系统的结构示意图。该系统可以包括：
手势识别手环A，包括实施例一所述的手势识别手环；
影像处理设备B，用于根据从定位模块接收到的第一手势影像、第二手势影像、第三手势影像及空间坐标数据，对佩戴者手部进行手势识别，构建对应的虚拟现实影像；
虚拟现实显示器C，用于显示虚拟现实影像。
[0040] 本发明所述例中，通过采用实施例一中所描述的基于计算机视觉的手势识别手环，及实施例二中所描述的基于计算机视觉的手势识别方法，佩戴者可在佩戴虚拟现实显示器C时，观察到自己双手在虚拟现实场景中所映射的虚拟现实影像，且佩戴者可通过做出手势动作在虚拟现实场景中进行交互，感受到沉浸式的虚拟现实体验。
[0041] 以上对本发明实施例公开的一种基于计算机视觉的手势识别方法及手势识别手环进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
