CN111857338A - 一种适合大屏幕上使用移动应用的方法 - Google Patents
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Abstract
一种适合大屏幕上使用移动应用的方法,采用安装有学习知识点APP的小型移动互联网设备、大屏显示器作为学习的载体;互联网设备内安装有视频采集处理单元、手势识别单元、图像信号处理单元、手势动作分析单元和指令输出单元;视频采集处理单元采集使用者手部动作数据,手势识别单元对输入的数据进行处理后输出到图像信号处理单元,图像信号处理单元对输入的图像进行色阶调整、提升其对比度,手势动作分析单元基于其内部预先储存的手部图像信号数据,并根据相应图像数据信息,经指令输出单元输出学习APP中确定键点击指令和翻页键点击指令。本发明不需要手动点击确定键和翻页键,给学生的学习带来了方便,提高了学习效果,且减少了患近视几率。
Description
技术领域
本发明涉及教育***应用技术领域,特别是一种适合大屏幕上使用移动应用的方法。
背景技术
随着方便携带的智能设备(比如手机等)在教育领域中广泛得到应用,大量具有学习知识点的互动教育APP被开发出来,并有效提升了学生的学习成绩,受到了包括学生、家长以及老师的广泛好评。但是手机等由于屏幕较小,学生互动学习时视野有效,因此会对学习的效果造成一定影响,还有一点就是,由于手机等屏幕过小,学生长时间使用后会对视力造成影响。
随着科技的发展,基于人工智能的深度学***,并有效提高了生产效率。但是现有的技术中,AI技术应用于基于手机APP的互动教育设备还是一片空白,因此无法为学生学习中提高视野范围及提高互动学习效果,减少近视发生几率提供技术支撑。基于上述,提供一种基于AI技术,特别在家庭环境下,学生采用手机APP等互动学习中,能有效利用家中电视机屏幕等显示,并能方便操控手机界面显示的内容,为学生的学习提供更好的视野范围,达到好的学习效果,且减少学生患近视眼几率的方法显得尤为必要。
发明内容
为了克服现有基于手机的互动教育APP,在实际使用中,由于显示屏幕过小,学生互动学习时视野有限,会对学习的效果造成影响,以及学生长时间使用后会导致视力受到影响的弊端,本发明提供了基于AI技术,应用不但能将手机显示的视频经家中大屏幕显示器进行显示(比如电视机),且在各应用单元共同作用下,学生在使用APP学习中,能就近非接触经手势动作控制学习软件中的主要两个选项界面、确定键光标和翻页键光标,进而能有效非接触控制APP中的互动学习进程,由此给学生的学习带来了方便,提高了学习效果,且减少了学生患近视眼几率的一种适合大屏幕上使用移动应用的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种适合大屏幕上使用移动应用的方法,采用安装有学习知识点APP的小型移动互联网设备、大屏显示器作为学习的载体;其特征在于互联网设备内安装有视频采集处理单元、手势识别单元、图像信号处理单元、手势动作分析单元和指令输出单元,应用中,互联网设备位于使用者的身体前端位置,大屏显示器位于远端位置;所述视频采集处理单元应用中,采集互联网设备经摄像头采集的使用者手部动作数据,手部动作数据包括握拳和握拳移动、手掌伸开三个主要动作,并将采集的数据输入到手势识别单元;所述手势识别单元对视频采集处理单元输入的数据进行处理后输出到图像信号处理单元,图像信号处理单元对输入的图像进行色阶调整、提升其对比度,然后将处理后图像数据输入到手势动作分析单元;所述手势动作分析单元基于其内部预先储存的手部图像信号数据,对输入的图像数据进行识别比对,并根据相应图像数据信息经指令输出单元输出指令;所述指令输出单元输出的指令包括学习APP中的主要两个选项界面、确定键点击指令和翻页键点击指令,指令输出单元分别输出确定键点击指令和翻页键点击指令后,学习APP能分别最大化显示当前页面和翻页显示下一页面内容。
进一步地,所述人手部握拳动作经指令输出单元输出的是学习APP界面中的确定键点击指令,握拳移动动作经指令输出单元输出的是学习APP界面中的翻页键点击指令,人手部手掌伸开动作不输出任何指令到学习APP。
进一步地,所述视频采集处理单元应用中,能自动打开手机的摄像头进行视频信号采集、并经手机小屏显示界面显示手部图片信息,能检测手部位置并给出手部置信度,当置信度大于一定值时,将采集的手部动作视频信息输出到手部识别单元,否则重新进行采集,防止手部快速移动时采集的图像模糊,无法有效被手势识别单元识别。
进一步地,所述手势识别单元应用中,如果一个手势动作由上至下具有多个,选取手势最高点的一个手势输出到图像信号处理单元,保证了指令的准确率。
进一步地,所述图像信号处理单元对输入的图像进行色阶调整、提升其对比度,是保证手势动作分析单元内的机器学习工作的可靠性。
进一步地,所述手势动作分析单元应用前,第一步:先将预先采集的人手部握拳和握拳移动、手掌伸开若干张图片的特征,基于人工智能深度学习技术,经手势动作分析单元的标记模块进行数据标注,并将这些数据按照一定比例分为训练集和测试集;第二步:基于人工智能深度学习技术,针对人手部握拳和握拳移动、手掌伸开图片的特征设计出适合的人工智能深度学习类型;第三步:用标注过的训练集图片数据对模型进行训练;第四步:用得到的模型去识别现实场景中的三种手势。
本发明有益效果是:本发明基于AI技术,手机显示的视频经家中大屏幕显示器进行显示(比如电视机),且在各应用单元共同作用下,学生在使用APP学习中,能在手机前附近、间隔大屏幕一段距离外,非接触经手势动作控制学习软件中的主要两个选项界面、确定键光标和翻页键光标,其中人手部握拳动作经相应单元共同作用处理后,通过指令输出单元输出的是学习APP界面中的确定键点击指令,握拳移动动作经相应单元共同作用处理后,通过指令输出单元输出的是学习APP界面中的翻页键点击指令,这样使用者(学生)能非接触有效控制APP中的互动学习进程(不需要手动点击确定键和翻页键),给学生的学习带来了方便,提高了学习效果,且减少了学生患近视眼的几率。基于上述,本发明具有好的应用前景。
附图说明
以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。
图1是本发明使用的软件单元架构框图示意。
具体实施方式
图1中所示,一种适合大屏幕上使用移动应用的方法,采用安装有学习知识点APP的小型移动互联网设备(本实施例采用手机)、较大型显示器作为学习的载体(本实施例采用家中液晶电视机),小型移动互联网设备显示的视频内容经有线及无线投屏方式中的一种传递到显示器,显示器能同步显示小型移动互联网设备显示屏显示的内容;在小型移动互联网设备内安装有视频采集处理单元、手势识别单元、图像信号处理单元、手势动作分析单元和指令输出单元,应用中,小型移动互联网设备位于使用者的身体前端位置、且使用者的手部能方便接近小型移动互联网设备的摄像头前端位置;所述视频采集处理单元应用中,采集小型移动互联网设备经摄像头采集的使用者手部动作数据,手部动作数据包括握拳和握拳移动、手掌伸开三个主要动作,并将采集的数据输入到手势识别单元;所述手势识别单元对视频采集处理单元输入的数据进行处理后输出到图像信号处理单元,图像信号处理单元对输入的图像进行色阶调整、提升其对比度,然后将处理后图像数据输入到手势动作分析单元;所述手势动作分析单元基于其内部预先储存的手部图像信号数据,对输入的图像数据进行识别比对,并根据相应图像数据信息经指令输出单元输出指令;所述指令输出单元输出的指令包括学习APP中的主要两个选项界面,确定键点击指令和翻页键点击指令,指令输出单元分别输出确定键点击指令和翻页键点击指令后,学习APP能分别最大化显示当前页面和翻页显示下一页面内容。
图1中所示,人手部握拳动作经视频采集处理单元、手势识别单元、图像信号处理单元、手势动作分析单元共同作用处理后,经指令输出单元输出的是学习APP界面中的确定键点击指令,握拳移动动作经视频采集处理单元、手势识别单元、图像信号处理单元、手势动作分析单元共同作用处理后,经指令输出单元输出的是学习APP界面中的翻页键点击指令,人手部手掌伸开动作不输出任何指令到学习APP,作为确定键点击指令和翻页键点击指令之间的缓冲。视频采集处理单元应用中,能自动打开手机的摄像头进行视频信号采集、并经手机小屏显示界面显示手部图片信息,能检测手部位置并给出手部置信度,当置信度(指的是概率,比如手部正确动作系数是1,那么大于0.8为置信度合格,少于则不合格)大于一定值时,将采集的手部动作视频信息输出到手部识别单元,否则重新进行小型移动互联网设备、经摄像头采集使用者手部动作的数据,防止了手部快速移动时采集的图像模糊,无法有效被手势识别单元识别。手势识别单元应用中,如果一个手势动作由上至下具有多个,仅选取手势最高点的一个手势输出到图像信号处理单元,保证了指令的准确率。图像信号处理单元对输入的图像进行色阶调整、提升其对比度,是保证手势动作分析单元内的机器学习工作的可靠性。手势动作分析单元应用前(实际是软件开发中的过程,终端使用者不需要以下操作,直接应用),第一步:先将预先采集的人手部握拳和握拳移动、手掌伸开若干张图片的特征,基于人工智能深度学习技术,经手势动作分析单元的标记模块进行数据标注,并将这些数据按照一定比例分为训练集和测试集;第二步:基于人工智能深度学习技术,针对人手部握拳和握拳移动、手掌伸开图片的特征设计出适合的人工智能深度学习类型;第三步:用标注过的训练集图片数据对模型进行训练;第四步:用得到的模型去识别现实场景中的三种手势。
图1中所示,本发明使用前,将小型移动互联网设备显示的视频内容经有线及无线投屏方式中的一种传递到显示器(现有技术中,智能手机具有投屏功能,家中液晶显示器具有接收手机投屏传输的视频功能),手机AAP显示的学习内容和每页显示界面的两个确定键、翻页键同步显示到屏幕上;然后使用者(学生)将手机放在间隔显示器一定距离外的台面上等。使用者使用本发明控制学习APP相应界面前,需要校准视频采集处理单元采集人手部视频数据时的间距;实际情况下,视频采集处理单元经手机小屏显示界面显示手部图片信息前,用户左右伸展手臂并测量左右间隔,录入左右间隔2.5倍(和什么建立的2.5倍)作为录入图像的宽度、上下间隔1.5倍(和什么建立的1.5倍)作为高度,并后续在这个范围内、在手机摄像头前进行识别手势。当使用者需要控制液晶显示屏显示的当前学习内容打开时,人手部握拳,握拳后动作经视频采集处理单元、手势识别单元、图像信号处理单元、手势动作分析单元共同作用处理后,经指令输出单元输出学习APP界面中的确定键点击指令,于是,确定键被非接触点击,相应手机APP界面显示的学习内容在手机界面和大屏幕显示界面同时显示,这样,使用者就可观看大屏显示的学习内容。当使用者需要控制液晶显示屏显示的学习内容翻页时,人手部握拳向左位移,此动作经视频采集处理单元、手势识别单元、图像信号处理单元、手势动作分析单元共同作用处理后,经指令输出单元输出学习APP界面中的翻页键点击指令,于是,翻页键被非接触点击,相应手机APP界面显示的学习内容就会实现翻页,这样,使用者就可观看点选下一页的学习内容。本申请非接触操作手机APP相应界面翻页或点击确定键后,人手部手掌伸开(巴掌),这样,指令输出单元不输出任何指令到学习APP,使用者就可将手离开视频采集处理单元的图像采集范围,视频采集处理单元不再采集人手部动作信息,或者需要操作手机APP相应界面前,人手部接近视频采集处理单元的图像采集范围,后续视频采集处理单元采集人手部动作信息,进而输出不同控制指令到手机APP界面。本发明使用者(学生)能非接触、间隔手机及显示器显示屏较远的距离(不使用手部触控手机显示界面,使用更方便,且更具智能化),有效控制APP中的互动学习进程,给学生的学习带来了方便,提高了学习效果,且减少了学生患近视眼的几率。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点,对于本领域技术人员而言,显然本发明限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种适合大屏幕上使用移动应用的方法,采用安装有学习知识点APP的小型移动互联网设备、大屏显示器作为学习的载体;其特征在于互联网设备内安装有视频采集处理单元、手势识别单元、图像信号处理单元、手势动作分析单元和指令输出单元,应用中,互联网设备位于使用者的身体前端位置,大屏显示器位于远端位置;所述视频采集处理单元应用中,采集互联网设备经摄像头采集的使用者手部动作数据,手部动作数据包括握拳和握拳移动、手掌伸开三个主要动作,并将采集的数据输入到手势识别单元;所述手势识别单元对视频采集处理单元输入的数据进行处理后输出到图像信号处理单元,图像信号处理单元对输入的图像进行色阶调整、提升其对比度,然后将处理后图像数据输入到手势动作分析单元;所述手势动作分析单元基于其内部预先储存的手部图像信号数据,对输入的图像数据进行识别比对,并根据相应图像数据信息经指令输出单元输出指令;所述指令输出单元输出的指令包括学习APP中的主要两个选项界面、确定键点击指令和翻页键点击指令,指令输出单元分别输出确定键点击指令和翻页键点击指令后,学习APP能分别最大化显示当前页面和翻页显示下一页面内容。
2.根据权利要求1所述的一种适合大屏幕上使用移动应用的方法,其特征在于,人手部握拳动作经指令输出单元输出的是学习APP界面中的确定键点击指令,握拳移动动作经指令输出单元输出的是学习APP界面中的翻页键点击指令,人手部手掌伸开动作不输出任何指令到学习APP。
3.根据权利要求1所述的一种适合大屏幕上使用移动应用的方法,其特征在于,视频采集处理单元应用中,能自动打开手机的摄像头进行视频信号采集、并经手机小屏显示界面显示手部图片信息,能检测手部位置并给出手部置信度,当置信度大于一定值时,将采集的手部动作视频信息输出到手部识别单元,否则重新进行采集,防止手部快速移动时采集的图像模糊,无法有效被手势识别单元识别。
4.根据权利要求1所述的一种适合大屏幕上使用移动应用的方法,其特征在于,手势识别单元应用中,如果一个手势动作由上至下具有多个,选取手势最高点的一个手势输出到图像信号处理单元,保证了指令的准确率。
5.根据权利要求1所述的一种适合大屏幕上使用移动应用的方法,其特征在于,图像信号处理单元对输入的图像进行色阶调整、提升其对比度,是保证手势动作分析单元内的机器学习工作的可靠性。
6.根据权利要求1所述的一种适合大屏幕上使用移动应用的方法,其特征在于,手势动作分析单元应用前,第一步:先将预先采集的人手部握拳和握拳移动、手掌伸开若干张图片的特征,基于人工智能深度学习技术,经手势动作分析单元的标记模块进行数据标注,并将这些数据按照一定比例分为训练集和测试集;第二步:基于人工智能深度学习技术,针对人手部握拳和握拳移动、手掌伸开图片的特征设计出适合的人工智能深度学习类型;第三步:用标注过的训练集图片数据对模型进行训练;第四步:用得到的模型去识别现实场景中的三种手势。
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US11757951B2 (en) | 2021-05-28 | 2023-09-12 | Vizio, Inc. | System and method for configuring video watch parties with gesture-specific telemojis |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20201030 |
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