TWM474185U - 遠距手勢操控系統 - Google Patents

Description

遠距手勢操控系統

本創作係關於遠距感測系統之應用，尤其是一種針對人體細微動作具有高偵測準度及穩定性，藉此遠距控制影像互動之遠距手勢操控系統。

隨著科技日新月異，關於電腦之影像互動方式也漸趨多樣化，以供使用者不僅只透過操控電子裝置或硬體設備與多媒體進行互動，更可利用使用者本身之肢體作動配合感測技術遠距操作顯示影像。

早期之影像互動感測技術係透過網路攝影機將視訊傳入處理器內，透過像素的色彩差異做二值化運算，藉以比對背景與擷取影像的差異性並得知欲辨識之物體，然而此種方式易受拍攝當下環境光線及顏色等各種物理因素的干擾，且每次必須進行校正才可使用之，準度也因受限於僅依靠影像分析之方式而形成極大誤差，造成無法有效分辨背景與前景(受攝主體)，進而影響後續之影像操縱作動。

而後係出現利用深度感測技術之感測器，其係利用紅外線佈點與硬體之解碼方式將前景(受攝主體)與背景分離，並且辨識使用者之形體並利用硬體運算給予骨架定義，再依感測狀態驅動顯示裝置之影像。然而，目前運用深度感測技術之感測器係用以偵測使用者全身肢體動作，當肢體動作越大時期偵測效果越佳，但受限於使用者肢體移動速度快慢，當移動 速度過快時該感測器即無法準確地捕捉使用者的肢體變化，且由於其為全身性偵測運算，因此單次硬體之運算量極大，容易於顯像上及操控上產生明顯的延遲感，且於細部的動作如手掌或手指等人體手勢辨識，或是臉部的表情辨識等無法達到低誤差與高穩定度之呈現，甚或當使用者已處於靜止狀態下，偵測到的數據顯像仍會不斷抖動或移動，因此極不適用於細微動作之偵測。

故本創作人係構思一種遠距手勢操控系統，希冀可解決上述習知感測技術應用於影像互動方面之缺失。

本創作之一目的，旨在提供一種遠距手勢操控系統，用以偵測使用者之手部動作並轉化為操控訊號以控制遠端顯示屏幕的影像，使影像可隨使用者手勢作動，並消除影像互動的延遲感，提升細部動作偵測之準確度與穩定性，以提升影像與使用者同步作動反應之速度。

為達上述目的，本創作之遠距手勢操控系統，係透過使用者手部遠距進行遊戲或影像動作之操控，其具有一顯示裝置與一感應裝置，該顯示裝置係具有一顯示模組與一接收模組，且該顯示裝置並對應該顯示模組設有一顯示幕，該感應裝置係具有一感測模組、一攝影模組、一運算模組及一傳輸模組，藉該感應裝置偵測使用者手部動作以對應控制該顯示裝置之影像作動，其特徵在於：該顯示模組係供以顯示至少一影像單元，且該影像單元係具有複數個操控點；該感應裝置係具有一第一感測範圍，該第一感測範圍為一平面且大小同於該顯示幕，該感應裝置透過該第一感測範圍偵測使用者之手勢並由該感測模組產生至少一手勢訊號，該攝影模 組同時擷取手部影像並產生一影像訊號，該手勢訊號與該影像訊號係傳輸至該運算模組，並由該運算模組進行演算產生一作動訊號，該作動訊號係透過該傳輸模組輸出至該接收模組，以藉該作動訊號驅動對應之該等操控點使該影像單元隨使用者手勢同步作動。

其中，該運算模組係具有一判斷單元，其係對應該第一感測範圍具有一模擬座標，當該感應裝置擷取該手勢訊號後，該運算模組係藉該判斷單元計算該手勢訊號所對應該第一感測範圍之位置點，以回饋該作動訊號至相對位置之該等操控點。

較佳者，該第一感測範圍係呈矩形，且該感應裝置係更具有一第二感測範圍，該第二感測範圍係呈錐狀並大於該第一感測範圍，藉該第一感測範圍配合該第二感測範圍以提升本創作整體之感測精準度。

此外，該感應裝置以紅外線感應方式擷取使用者手部動作，且該接收模組與該傳輸模組係透過有線/無線方式傳遞該作動訊號。

為了配合手勢作動呈現更為擬真與更佳之互動效果，該影像單元係為人型、動物或植物其中之一或其結合之圖像。

1‧‧‧遠距手勢操控系統

10‧‧‧顯示裝置

101‧‧‧顯示模組

102‧‧‧接收模組

103‧‧‧顯示幕

104‧‧‧影像單元

1041‧‧‧操控點

11‧‧‧感應裝置

111‧‧‧感測模組

112‧‧‧攝影模組

113‧‧‧運算模組

1131‧‧‧判斷單元

114‧‧‧傳輸模組

115‧‧‧第一感測範圍

116‧‧‧第二感測範圍

第1圖，為本創作較佳實施例顯示裝置與感應裝置之作動方塊圖。

第2圖，為本創作較佳實施例之立體示意圖。

第3圖，為本創作較佳實施例之應用示意圖(一)。

第4圖，為本創作較佳實施例之應用示意圖(二)。

為使 貴審查委員能清楚了解本創作之內容，僅以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1圖，其係為本創作較佳實施例顯示裝置與感應裝置之作動方塊圖、立體示意圖與各應用示意圖。本創作之遠距手勢操控系統1，係透過使用者手部於遠距進行影像動作操控，以進行表演或遊戲等，其係具有一顯示裝置10與一感應裝置11，該顯示裝置10具有一顯示模組101及一接收模組102，且該顯示裝置10係對應該顯示模組101設有一顯示幕103，該感應裝置11具有一感測模組111、一攝影模組112、一運算模組113及一傳輸模組114，藉該感應裝置11偵測使用者手部動作以對應控制該顯示裝置10所呈現之影像作動。

該遠距手勢操控系統1之特徵在於，該顯示模組101係供以顯示至少一影像單元104，且該影像單元104係具有複數個操控點1041，使用者係可透過該顯示幕103觀看到該影像單元104，較佳者，該影像單元104係為人型、動物或植物其中之一或其結合之圖像，於本實施例中，該影像單元104係為一人型圖像，如戲偶或卡通人物等，並於該影像單元104對應人型戲偶之關節處設有該等操控點1041。

該感應裝置11係具有一第一感測範圍115，且該第一感測範圍115係為一平面，其大小並同於該顯示幕103，該感應裝置11透過該第一感測範圍115偵測使用者之手勢如手指指向或是手部之揮動及旋轉等動作，再由該感測模組111產生至少一手勢訊號，該攝影模組112同時擷取手部影像並產生一影像訊號，該手勢訊號與該影像訊號係傳送至該運算模組113，由該運算模組113執行內部程式進行演算並產生一作動訊號，該作 動訊號係透過該傳輸模組114輸出至該接收模組102，藉該作動訊號驅動該等操控點1041使該影像單元104隨使用者手勢同步作動，藉此係使用者係可於空間中直接利用手勢下達相關動作指令，達到遠距操控之目的。其中，該運算模組113具有一判斷單元1131，其係對應該第一感測範圍115設有模擬座標，當該感應裝置11擷取該手勢訊號後，該運算模組113係藉該判斷單元1131計算該手勢訊號於該第一感測範圍115內之位置點，再回饋該作動訊號至該顯示裝置10以驅動對應位置點之該等操控點1041，令使用者於操控時，一但經該感應裝置11判定當前手指指向對應之該等操控點1041後，該等操控點1041即可隨使用者之手勢作動以進行表演或遊戲等。

較佳者，該第一感測範圍115係呈矩形，且為了增進該感應裝置11之感測效果，該感應裝置11更具有一第二感測範圍116，該第二感測範圍116係呈錐狀並大於該第一感測範圍115，用以避免於使用者手部動作過大時失去感測功效，進一步維持該遠距手勢操控系統1之穩定性。

此外，該感應裝置11係以紅外線感應方式擷取使用者之手部動作，並配合該攝影模組112所擷取之該影像訊號，進一步提升該感應裝置11之偵測細膩度與準確度，以增進該遠距手勢操控系統1之操控順暢度。而該接收模組102與該傳輸模組114係透過有線/無線方式傳遞該作動訊號，使該感應裝置11與該顯示裝置10係可透過傳輸線或是直接透過如藍芽、Wifi等無線網路傳遞訊號。

應用時，如圖3及圖4所示，使用者利用手指移動針對該影像單元104進行操控，當使用者開始移動手部時該感應裝置11係透過該第一感測範圍115來擷取手部影像與手勢作動，再分別透過該感測模組111 與該攝影模組112發送該手勢訊號及該影像訊號予該運算模組113，該判斷單元1131並藉模擬座標推算使用者手部位置對應該影像單元104之該等操控點1041，再形成該作動訊號經由該傳輸模組114傳遞至該接收模組102，並驅動該影像單元104隨使用者手勢移動。其中，為了具有更擬真之操控效果，該影像單元104於作動時，除了受使用者手勢牽引之該等操控點1041外，其餘未與使用者互動之該等操控點1041仍可呈現受引力影響之動態呈現，如該影像單元104受力甩動時，其整體會循真實世界之重力現象搖晃或跌落，因此即便使用者未透過手部控制該影像單元104上之所有該等操控點1041，亦可使該影像單元104呈現擬真之動態。

本創作之遠距手勢操控系統1係透過精準地感測方式，針對細微肢體動作遠距操控該影像單元104以進行表演或遊戲等，透過該感應裝置11之該第一感測範圍115擷取使用者手勢動作，再利用模擬座標方式計算使用者手部所對應之該等操控點1041，藉此提升操控時之流暢度與穩定性，並避免延遲情形發生，以提供使用者擬真與簡易之遠距操控模式。

惟，以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍；故在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本創作之專利範圍內。

1‧‧‧遠距手勢操控系統

10‧‧‧顯示裝置

101‧‧‧顯示模組

102‧‧‧接收模組

11‧‧‧感應裝置

111‧‧‧感測模組

112‧‧‧攝影模組

113‧‧‧運算模組

1131‧‧‧判斷單元

114‧‧‧傳輸模組

Claims (7)

1. 一種遠距手勢操控系統，係透過使用者手部遠距進行遊戲或影像動作之操控，其具有一顯示裝置與一感應裝置，該顯示裝置係具有一顯示模組與一接收模組，且該顯示裝置並對應該顯示模組設有一顯示幕，該感應裝置係具有一感測模組、一攝影模組、一運算模組及一傳輸模組，藉該感應裝置偵測使用者手部動作以對應控制該顯示裝置之影像作動，其特徵在於：該顯示模組係供以顯示至少一影像單元，且該影像單元係具有複數個操控點；該感應裝置係具有一第一感測範圍，該第一感測範圍為一平面且大小同於該顯示幕，該感應裝置透過該第一感測範圍偵測使用者之手勢並由該感測模組產生至少一手勢訊號，該攝影模組同時擷取手部影像並產生一影像訊號，該手勢訊號與該影像訊號係傳輸至該運算模組，並由該運算模組進行演算產生一作動訊號，該作動訊號係透過該傳輸模組輸出至該接收模組，以藉該作動訊號驅動對應之該等操控點使該影像單元隨使用者手勢同步作動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之遠距手勢操控系統，其中，該運算模組係具有一判斷單元，其係對應該第一感測範圍具有一模擬座標，當該感應裝置擷取該手勢訊號後，該運算模組係藉該判斷單元計算該手勢訊號所對應該第一感測範圍之位置點，以回饋該作動訊號至相對位置之該等操控點。
3. 如申請專利範圍第2項所述之遠距手勢操控系統，其中，該第一感測範圍係呈矩形。
4. 如申請專利範圍第3項所述之遠距手勢操控系統，其中，該感應裝置係更具有一第二感測範圍，該第二感測範圍係呈錐狀並大於該第一感測範圍。
5. 如申請專利範圍第1或2或3或4項所述之遠距手勢操控系統，其中，該影像單元係為人型、動物或植物其中之一或其結合之圖像。
6. 如申請專利範圍第1項所述之遠距手勢操控系統，其中，該感應裝置以紅外線感應方式擷取使用者手部動作。
7. 如申請專利範圍第1項所述之遠距手勢操控系統，其中，該接收模組與該傳輸模組係透過有線/無線方式傳遞該作動訊號。