CN103616954A - 一种虚拟键盘***、实现方法及移动终端 - Google Patents

Abstract

一种虚拟键盘***、实现方法及移动终端，通过摄像头获取图像数据，并在图像数据中截取一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域，并在所述虚拟键盘区域内设定按键区域，通过检测判断按键区域人体肤色像素是逐渐增加或减少来设定虚拟按键是被按下或释放，通过本发明的虚拟键盘及其实现方法，可以很好的避免现有移动终端界面键盘输入界面较小及输入不便捷的问题，可以在界面外空间内通过按键手势来实现快速输入，用户体验更好。

Description

一种虚拟键盘***、实现方法及移动终端

技术领域

本发明涉及智能移动终端***，尤其涉及一种虚拟键盘***、实现方法及移动终端。 

背景技术

目前，移动终端上的键盘实现主要有两种，一种为在界面上有单独的按键区域，特别是手机，当留出按键区域后，其它显示区域就会显得过小；另一种为在界面显示内容上叠加虚拟键盘，这样虚拟键盘和界面显示内容会出现叠加显示，虽然扩大了按键区域，但带来的叠加显示效果影响了用户的输入体验。 

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明为解决现有技术的缺陷和不足，提出一种虚拟键盘***、实现方法及移动终端。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下： 

一种虚拟键盘***，包括：图像获取单元、虚拟键盘设定单元及按键检测处理单元，其中：

图像获取单元：用于从摄像头处获取图像数据；

虚拟键盘设定单元：用于在摄像头单元的图像数据中截取一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域，并在所述虚拟键盘区域内设定按键区域；

按键检测处理单元：用于检测各个虚拟按键是否被按下或释放。

进一步，所述图像获取单元还包括：摄像头单元和图像处理单元；

所述摄像头单元：用于启动摄像头，获取摄像头感应到的图像数据，并将图像数据格式存储为YCrCb；

所述图像处理单元：用于在前述图像数据中获取人体肤色像素，像素的YCrCb值满足133≤Cr≤173且77≤Cb≤127即为人体肤色像素。

进一步，所述虚拟键盘设定单元还包括：虚拟键盘位置处理单元和虚拟按键区域处理单元；

所述虚拟键盘位置处理单元：用于在摄像头单元的图像数据中，根据预设的虚拟键盘位置与摄像头的距离截取与一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域；

所述虚拟按键区域处理单元：用于在前述虚拟键盘区域内设定若干小区域作为虚拟按键区域。

进一步，所述按键检测处理单元还包括：按键按下识别单元和按键释放识别单元；

所述按键按下识别单元：用于将每个虚拟按键区域划分为若干子区域，当检测到虚拟按键区域内带有人体肤色像素子区域数量逐渐增加，设定虚拟按键被按下；

所述按键释放识别单元：用于将每个虚拟按键区域划分为若干子区域，当检测到虚拟按键区域内带有人体肤色像素子区域数量逐渐减少，设定虚拟按键被释放。

本发明还提供了一种带有虚拟键盘***的移动终端，包括摄像头和显示屏，还包括前面任一项所述的虚拟按键***。

进一步，所述摄像头为前置摄像头。

本发明还提供了一种虚拟键盘的实现方法，包括以下步骤：

A、从摄像头处获取图像数据；

B、在前述图像数据中截取一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域作为虚拟键盘所在的区域，并在所述虚拟键盘区域内设定按键区域；

C、检测各个虚拟按键是否被按下或释放并执行。

进一步，所述步骤A具体实现如下：

A101、启动摄像头，获取摄像头感应到的图像数据，并将图像数据格式存储为YCrCb；

A102、在前述图像数据中获取人体肤色像素，像素的YCrCb值满足133≤Cr≤173且77≤Cb≤127即为人体肤色像素。

进一步，所述步骤B具体实现如下：

B101、在摄像头单元的图像数据中，根据预设的虚拟键盘位置与摄像头的距离截取与一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域；

B102、在前述虚拟键盘区域内设定若干小区域作为虚拟按键区域。

进一步，所述步骤C具体实现如下：

C101、将每个虚拟按键区域划分为若干子区域，当检测到虚拟按键区域内带有人体肤色像素子区域数量逐渐增加，设定虚拟按键被按下；

C102、将每个虚拟按键区域划分为若干子区域，当检测到虚拟按键区域内带有人体肤色像素子区域数量逐渐减少，设定虚拟按键被释放。

与现有技术相比较，本发明提供的一种虚拟键盘***、实现方法及移动终端，通过摄像头获取图像数据，并在图像数据中截取一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域，并在所述虚拟键盘区域内设定按键区域，通过检测判断按键区域人体肤色像素是逐渐增加或减少来设定虚拟按键是被按下或释放，通过本发明的虚拟键盘及其实现方法，可以很好的避免现有移动终端界面键盘输入界面较小及输入不便捷的问题，可以在界面外空间内通过按键手势来实现快速输入，用户体验更好。 

附图说明

图1是本发明一种虚拟键盘***的结构原理示意图。

图2是本发明一种带有虚拟键盘***的移动终端的结构原理示意图。

图3是本发明一种虚拟键盘的实现方法的流程图。

图4是图3一种虚拟键盘的实现方法步骤S1的具体实现流程图。

图5是图3一种虚拟键盘的实现方法步骤S2的具体实现流程图。

图6是图3一种虚拟键盘的实现方法步骤S3的具体实现流程图。

图7为实施例中所述虚拟键盘区域及按键区域示意图。

图8为图7中按键区域划分子区域示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种虚拟键盘***、实现方法及移动终端，通过摄像头获取图像数据，并在图像数据中截取一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域，并在所述虚拟键盘区域内设定按键区域，通过检测判断按键区域人体肤色像素是逐渐增加或减少来设定虚拟按键是被按下或释放，通过本发明的虚拟键盘及其实现方法，可以很好的避免现有移动终端界面键盘输入界面较小及输入不便捷的问题，可以在界面外空间内通过按键手势来实现快速输入，用户体验更好。

如图1所示，本发明提供的一种虚拟键盘***，包括：图像获取单元10、虚拟键盘设定单元20及按键检测处理单元30，其中：

图像获取单元10：用于从摄像头处获取图像数据；

虚拟键盘设定单元20：用于在摄像头单元的图像数据中截取一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域，并在所述虚拟键盘区域内设定按键区域；

按键检测处理单元30：用于检测各个虚拟按键是否被按下或释放。

进一步，所述图像获取单元10还包括：摄像头单元101和图像处理单元102；

所述摄像头单元101：用于启动摄像头，获取摄像头感应到的图像数据，并将图像数据格式存储为YCrCb；

所述图像处理单元102：用于在前述图像数据中获取人体肤色像素，像素的YCrCb值满足133≤Cr≤173且77≤Cb≤127即为人体肤色像素。

因为一般的图像都是基于RGB空间的，在RGB空间里人脸的肤色受亮度影响相当大，所以肤色点很难从非肤色点中分离出来，也就是说在此空间经过处理后，肤色点是离散的点，中间嵌有很多非肤色，这为肤色区域标定(人脸标定、眼睛等)带来了难题。如果把RGB转为YCrCb空间的话，可以忽略Y(亮度)的影响，因为该空间受亮度影响很小，肤色会产生很好的类聚。这样就把三维的空间将为二维的CrCb，肤色点会形成一定得形状，如：人脸的话会看到一个人脸的区域，手臂的话会看到一条手臂的形态，对处理模式识别很有好处，根据经验某点的CrCb值满足：133≤Cr≤173，77≤Cb≤127 那么该点被认为是肤色点，其他的就为非肤色点。

进一步，所述虚拟键盘设定单元20还包括：虚拟键盘位置处理单元201和虚拟按键区域处理单元202；

所述虚拟键盘位置处理单元201：用于在摄像头单元的图像数据中，根据预设的虚拟键盘位置与摄像头的距离截取一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域；

所述虚拟按键区域处理单元202：用于在前述虚拟键盘区域内设定若干小区域作为虚拟按键区域。

因为摄像头摄取的图像空间很大，我们仅根据需要，诸如距离摄像头远近自定义一距离，根据该距离截取图像数据中一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域，在前述虚拟键盘区域内设定若干小区域作为虚拟按键区域，以一个虚拟按键区域为例，即如图7所示，边框为虚拟键盘区，ABCD围绕成的梯形区域为一个虚拟按键区域。 

进一步，所述按键检测处理单元30还包括：按键按下识别单元301和按键释放识别单元302；

所述按键按下识别单元301：用于将每个虚拟按键区域划分为若干子区域，当检测到虚拟按键区域内带有人体肤色像素子区域数量逐渐增加，设定虚拟按键被按下；

所述按键释放识别单元302：用于将每个虚拟按键区域划分为若干子区域，当检测到虚拟按键区域内带有人体肤色像素子区域数量逐渐减少，设定虚拟按键被释放。

如图8所示，以一个按键区域分为三个子区域为例，将一按键区域ABCD分为ABFE、EFHG和GHCD三个子区域。

当检测到以下过程时认为虚拟按键被按下：

ABFE区域存在人体肤色像素且EFHG和GHCD区域不存在人体肤色像素；

ABFE区域和EFHG区域都存在人体肤色像素且GHCD区域不存在人体肤色像素；

ABFE区域、EFHG区域和GHCD区域都存在人体肤色像素；

当检测到以下过程时认为虚拟按键被释放：

ABFE区域、EFHG区域和GHCD区域都存在人体肤色像素；

ABFE区域和EFHG区域都存在人体肤色像素且GHCD区域不存在人体肤色像素；

ABFE区域存在人体肤色像素且EFHG和GHCD区域不存在人体肤色像素；

通过上述的***，摄像头将获取的图像数据存储为YCrCb格式，并在图像数据中截取一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域，并在所述虚拟键盘区域内设定按键区域，通过检测判断按键区域人体肤色像素是逐渐增加或减少来设定虚拟按键是被按下或释放，可以在界面外空间内通过按键手势来实现快速输入，用户体验更好。

如图2所示，本发明还提供了一种带有虚拟键盘***的移动终端，包括摄像头和显示屏，还包括前述任一项所述的虚拟按键***。

进一步，所述摄像头为前置摄像头。

由于本发明所述的带有虚拟键盘***的移动终端，其虚拟键盘***与上述虚拟键盘***的工作原理相同，此处不赘述。

如图3所示，本发明还提供了一种虚拟键盘的实现方法，包括以下步骤：

S1、从摄像头处获取图像数据；

S2、在前述图像数据中截取一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域作为虚拟键盘所在的区域，并在所述虚拟键盘区域内设定按键区域；

S3、检测各个虚拟按键是否被按下或释放并执行。

具体而言，如图4所示，步骤S1具体实现如下：

S101、启动摄像头，获取摄像头感应到的图像数据，并将图像数据格式存储为YCrCb；

S102、在前述图像数据中获取人体肤色像素，像素的YCrCb值满足133≤Cr≤173且77≤Cb≤127即为人体肤色像素。

具体而言，如图5所示，步骤S2具体实现如下：

S201、在摄像头单元的图像数据中，根据预设的虚拟键盘位置与摄像头的距离截取与一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域；

S202、在前述虚拟键盘区域内设定若干小区域作为虚拟按键区域。

具体而言，如图6所示，步骤S3具体实现如下：

S301、将每个虚拟按键区域划分为若干子区域，当检测到虚拟按键区域内带有人体肤色像素子区域数量逐渐增加，设定虚拟按键被按下；

S302、将每个虚拟按键区域划分为若干子区域，当检测到虚拟按键区域内带有人体肤色像素子区域数量逐渐减少，设定虚拟按键被释放。

如图8所示，同样以一个按键区域分为三个子区域为例：

步骤S301具体实现如下：

当检测到以下过程时认为虚拟按键被按下：

S3011、ABFE区域存在人体肤色像素且EFHG和GHCD区域不存在人体肤色像素；

S3012、ABFE区域和EFHG区域都存在人体肤色像素且GHCD区域不存在人体肤色像素；

S3013、ABFE区域、EFHG区域和GHCD区域都存在人体肤色像素；

步骤S302具体实现如下：

S3021、ABFE区域、EFHG区域和GHCD区域都存在人体肤色像素；

S3022、ABFE区域和EFHG区域都存在人体肤色像素且GHCD区域不存在人体肤色像素；

S3023、ABFE区域存在人体肤色像素且EFHG和GHCD区域不存在人体肤色像素；

由于本发明所述的虚拟键盘实现方法与上述虚拟键盘***实施例的工作原理相同，此处不赘述。

通过上述移动终端的虚拟键盘***及其实现方法，摄像头将获取的图像数据存储为YCrCb格式，并在图像数据中截取一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域，并在所述虚拟键盘区域内设定按键区域，通过检测判断按键区域人体肤色像素是逐渐增加或减少来设定虚拟按键是被按下或释放，可以在界面外空间内通过按键手势来实现快速输入，用户体验更好。

 应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种虚拟键盘***，其特征在于，包括：图像获取单元、虚拟键盘设定单元及按键检测处理单元，其中：

图像获取单元：用于从摄像头处获取图像数据；

虚拟键盘设定单元：用于在摄像头单元的图像数据中截取一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域，并在所述虚拟键盘区域内设定按键区域；

按键检测处理单元：用于检测各个虚拟按键是否被按下或释放。

2.根据权利要求1所述的虚拟键盘***，其特征在于，所述图像获取单元还包括：摄像头单元和图像处理单元；

所述摄像头单元：用于启动摄像头，获取摄像头感应到的图像数据，并将图像数据格式存储为YCrCb；

所述图像处理单元：用于在前述图像数据中获取人体肤色像素，像素的YCrCb值满足133≤Cr≤173且77≤Cb≤127即为人体肤色像素。

3.根据权利要求1所述的虚拟键盘***，其特征在于，所述虚拟键盘设定单元还包括：虚拟键盘位置处理单元和虚拟按键区域处理单元；

所述虚拟键盘位置处理单元：用于在摄像头单元的图像数据中，根据预设的虚拟键盘位置与摄像头的距离截取与一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域；

所述虚拟按键区域处理单元：用于在前述虚拟键盘区域内设定若干小区域作为虚拟按键区域。

4.根据权利要求1所述的虚拟键盘***，其特征在于，所述按键检测处理单元还包括：按键按下识别单元和按键释放识别单元；

所述按键按下识别单元：用于将每个虚拟按键区域划分为若干子区域，当检测到虚拟按键区域内带有人体肤色像素子区域数量逐渐增加，设定虚拟按键被按下；

所述按键释放识别单元：用于将每个虚拟按键区域划分为若干子区域，当检测到虚拟按键区域内带有人体肤色像素子区域数量逐渐减少，设定虚拟按键被释放。

5.一种带有虚拟键盘***的移动终端，包括摄像头和显示屏，其特征在于，还包括权利要求1-4任一项所述的虚拟按键***。

6.根据权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述摄像头为前置摄像头。

7.一种虚拟键盘的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、从摄像头处获取图像数据；

B、在前述图像数据中截取一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域作为虚拟键盘所在的区域，并在所述虚拟键盘区域内设定按键区域；

C、检测各个虚拟按键是否被按下或释放并执行。

8.根据权利要求7所述的虚拟键盘的实现方法，其特征在于，所述步骤A具体实现如下：

A101、启动摄像头，获取摄像头感应到的图像数据，并将图像数据格式存储为YCrCb；

A102、在前述图像数据中获取人体肤色像素，像素的YCrCb值满足133≤Cr≤173且77≤Cb≤127即为人体肤色像素。

9.根据权利要求7所述的虚拟键盘的实现方法，其特征在于，所述步骤B具体实现如下：

B101、在摄像头单元的图像数据中，根据预设的虚拟键盘位置与摄像头的距离截取与一帧图像，将这帧图像所在平面空间区域设定为虚拟键盘所在的区域；

B102、在前述虚拟键盘区域内设定若干小区域作为虚拟按键区域。

10.根据权利要求7所述的虚拟键盘的实现方法，其特征在于，所述步骤C具体实现如下：

C101、将每个虚拟按键区域划分为若干子区域，当检测到虚拟按键区域内带有人体肤色像素子区域数量逐渐增加，设定虚拟按键被按下；

C102、将每个虚拟按键区域划分为若干子区域，当检测到虚拟按键区域内带有人体肤色像素子区域数量逐渐减少，设定虚拟按键被释放。

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