一種多功能手勢互動系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種多功能手勢互動系統，系統包括兩個手勢圖像攝入裝置、視頻采集處理器、計算機、主顯示大屏幕，一組現場圖像攝入裝置、多功能視頻處理器、一組擴展顯示大屏幕。其中多功能視頻處理器對現場圖像攝入裝置的每一路圖像進行采集恢復，對需要記錄的圖像內容進行視頻壓縮編碼送回計算機存儲，接收來自計算機的需要回放的壓縮視頻數據并解碼，對采集恢復出的視頻圖像或解碼后的圖像進行編碼，生成復合視頻信號輸出。其有益效果在于：本實用新型專利技術解決了原有系統功能單一問題，能夠在一個系統中完成對多個屏幕顯示內容的控制，使得同一時刻多個屏幕顯示內容不同；同時，可以對多個現場場景實時顯示和記錄。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種手勢互動系統，尤其是涉及一種多功能手勢互動系統。
技術介紹
隨著軟硬件技術的迅猛發展以及人們對操作體驗要求的不斷提高，以計算機和大屏幕顯示相結合的手勢互動演示系統，被廣泛地應用于互動教學、辦公會議以及產品發布等場合。現有的互動演示系統，通常分為主動接觸式和被動接觸式兩種，主動接觸式系統需要借助特殊的裝置，如特制的紅外筆或者紅外發射裝置和感應線圈裝置；被動接觸式系統，不需要特殊的裝置，使用者可以用手指或其他物體來完成交互工作。由于有很好的操作體驗感，被動接觸式已經逐漸成為互動演示系統的發展趨勢， 現有的被動接觸式互動演示系統中利用攝像頭探測技術典型的方案為在操作區域上方放置多個攝像頭覆蓋操作區域，通過分析攝像頭的圖像內容，來定位手或物體直接在操作區域的位置，再加上手勢識別模塊，結合計算機和大屏幕顯示完成大屏幕內容的操作與互動控制。如圖1所示，現有典型的手勢互動演示系統包括兩個手勢圖像攝入裝置101、一個視頻采集處理器102、一臺計算機103、一個顯示大屏幕104。兩個手勢圖像攝入裝置101的中心光軸相對向下安裝在操作區域上方，視頻采集處理器102主要負責采集兩個手勢圖像攝入裝置101的視頻圖像并檢測，然后通過通信接口將指尖位置以及相關控制信息發送給計算機103，計算機的內容顯示于顯示大屏幕104，操作人員在操作區域內用手或其它物體操作就可以控制顯示大屏幕104的內容。該方案無需信號筆，用手或物體來完成，解決了操作體驗感以及大屏顯示的需求， 但是，該方案只針對一個屏幕操作，同時只能有一個內容顯示于多個屏幕，功能單一。由于在互動教學、辦公會議以及產品發布等場合，需要具有更豐富的功能，如在多個大屏上同時顯示不同的內容，且只需要一個手勢互動控制平臺，另外，通常大型活動需要實時地顯示和記錄現場視頻內容等。如果利用現有方案，為了滿足這樣的需求，往往需要多個系統組合完成，這樣成本和復雜度都會很高。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種多功能手勢互動系統，能夠在一個系統中完成對多個屏幕顯示內容的控制，使得同一時刻多個屏幕顯示內容不同；同時，也可以對多個現場進行實時顯示和記錄。為實現上述目的，本技術通過以下技術手段實現本技術解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種多功能手勢互動演示系統，包括兩個手勢圖像攝入裝置、一個視頻采集處理器、一臺計算機、一個主顯示大屏幕、 一組現場圖像攝入裝置、一個多功能視頻處理器、一組擴展顯示大屏幕。兩個手勢圖像攝入裝置的中心光軸相對，向下安裝在操作區域的正上方；視頻采集處理器采集兩個手勢圖像攝入裝置的視頻圖像并檢測，然后通過通信接口將指尖位置和手勢識別結果發送給計算機；計算機的內容顯示于主顯示大屏幕，操作人員在操作區域范圍內用手或其它物體操作就可以控制主顯示大屏幕的內容；一組現場圖像攝入裝置攝入多個不同的場景；多功能視頻處理器首先對現場圖像攝入裝置的每一路圖像進行采集恢復，其次對需要記錄的圖像內容進行視頻壓縮編碼送回計算機存儲，同時接收來自計算機的需要回放的壓縮視頻數據并解碼，最后對采集恢復出的視頻圖像或解碼后的圖像進行編碼，生成復合視頻信號(CVBS) 輸出；一組擴展顯示大屏幕對應于多功能視頻處理器輸出的復合視頻信號。總而言之，就是借助視頻采集處理器輸出的手勢控制信號，通過計算機來控制多功能視頻處理器，將不同的內容發送出去，實現了對多個擴展顯示大屏幕內容的控制，同時也完成了多個現場視頻的實時顯示與記錄。所述兩個手勢圖像攝入裝置，完成手勢操作區域內手勢活動圖像的攝入。所述視頻采集處理器，主要完成對手勢圖像攝入裝置攝入圖像的恢復、對恢復圖像的預處理、指尖坐標檢測、手勢識別。所述計算機，主要完成控制信號的轉換、圖像的編輯、壓縮圖像的收發與存儲以及對多功能視頻處理器的控制。所述主顯示大屏幕，主要完成手勢互動顯示系統主界面的顯示。所述一組現場圖像攝入裝置，由若干個攝像頭組成，主要完成多個現場視頻圖像的攝入。所述多功能視頻處理器，包括視頻圖像恢復單元、視頻圖像預處理單元、壓縮視頻圖像解碼單元、視頻圖像壓縮編碼單元、復合視頻信號編碼生成單元。所述一組擴展顯示大屏幕，其擴展顯示大屏幕的個數等于現場圖像攝入裝置的攝像頭個數加上計算機發送的需要獨立顯示的視頻或圖像文件個數，一組擴展顯示大屏幕用來顯示攝像頭采集的現場圖像，同時負責回放計算機內的壓縮圖像內容的顯示。以下具體分析多功能視頻處理器工作原理1、視頻圖像恢復單元視頻圖像恢復單元接收來自一組現場圖像攝入裝置的模擬復合視頻信號，進行模數轉換，接著對復合視頻信號亮色分離與U/ν分離，其中U為藍差分量、V為紅差分量，將恢復出的視頻圖像數據輸出到視頻圖像預處理單元。2、視頻圖像預處理單元對視頻圖像恢復單元輸出的圖像數據解交錯，并對解交錯后的圖像進行降噪濾波，然后根據計算機發送過來的控制信息，將需要顯示的圖像數據發送給復合視頻信號編碼生成單元，將需要記錄的圖像數據發送給視頻圖像壓縮編碼單元。3、壓縮視頻圖像解碼單元計算機通過高性能外圍組件互連標準(PCIe)接口，將要回放的壓縮圖像數據發送給壓縮視頻圖像解碼單元，解碼單元對壓縮數據解碼，然后將解碼后的數據發送給復合視頻信號編碼生成單元。4、視頻圖像壓縮編碼單元該單元的主要功能是對從視頻圖像預處理單元輸入的需要記錄的視頻圖像數據，5進行H. 264編碼生成壓縮數據碼流，再將壓縮數據通過高性能外圍組件互連標準接口，發送給計算機存儲。5、復合視頻信號編碼生成單元—方面，復合視頻信號是模擬電視信號，可以通過同軸線實現遠距離傳輸；另一方面，復合視頻信號在顯示設備中得到了普遍支持。復合視頻信號編碼生成單元，對來自視頻圖像預處理單元和壓縮視頻圖像解碼單元需要顯示的圖像數據加上行場同步信號以及色同步信號，并對色度信號進行平衡調幅調制，一起疊加生成復合視頻信號，通過同軸線傳輸給投影儀、IXD或LED電視機，顯示于大屏幕。實施本技術的一種多功能手勢互動系統，具有以下有益效果與現有技術手勢互動系統相比，本技術解決了原有系統功能單一問題，能夠在一個系統中完成對多個屏幕顯示內容的控制，使得同一時刻多個屏幕顯示內容不同；同時，可以對多個現場場景實時顯示和記錄。一方面，豐富了手勢互動系統的功能；另一方面，解決了原有多系統整合的高復雜度和高成本的問題。附圖說明圖1 現有手勢互動系統結構示意圖。圖2 本技術多功能手勢互動系統結構示意圖。圖3 本技術多功能視頻處理器各模塊連接示意圖。其中圖1、圖2和圖3的符號說明如下101、手勢圖像攝入裝置，102、視頻采集處理器，103、計算機，104、顯示大屏幕，201、手勢圖像攝入裝置，202、視頻采集處理器，203、計算機，204、主顯示大屏幕，205、一組現場圖像攝入裝置，206、多功能視頻處理器，207、一組擴展顯示大屏幕，303、視頻圖像恢復單元，304、視頻圖像預處理單元，305、壓縮視頻圖像解碼單元，306、視頻圖像壓縮編碼單元，307、復合視頻信號編碼生成單元。具體實施方式如圖2所示，是本技術的多功能手勢互動系統結構示意圖。本技術構造一種多功能手勢互動演示系統，包括兩個手勢圖像攝入裝置201、一個視頻采集處理器202、一臺計算機2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種多功能手勢互動演示系統，包括兩個手勢圖像攝入裝置２０１、一個視頻采集處理器２０２、一臺計算機２０３、一個主顯示大屏幕２０４，兩個手勢圖像攝入裝置２０１的中心光軸相對，向下安裝在操作區域的正上方，視頻采集處理器２０２采集兩個手勢圖像攝入裝置２０１的視頻圖像并檢測，然后通過通信接口將指尖位置和手勢識別結果發送給計算機２０３，計算機２０３的內容顯示于主顯示大屏幕２０４，其特征在于：還包括一組現場圖像攝入裝置２０５、一個多功能視頻處理器２０６、一組擴展顯示大屏幕２０７，一組現場圖像攝入裝置２０５攝入多個不同的場景，多功能視頻處理器２０６對現場圖像攝入裝置２０５的每一路圖像進行采集恢復，對需要記錄的圖像內容進行視頻壓縮編碼送回計算機２０３存儲，接收來自計算機２０３的需要回放的壓縮視頻數據并解碼，對采集恢復出的視頻圖像或解碼后的圖像進行編碼，生成復合視頻信號輸出，一組擴展顯示大屏幕２０７對應于多功能視頻處理器２０６輸出的復合視頻信號。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：薛亮，朱麗娟，李卿，韓磊，郭彥鋒，蔡良鋒，李軍，趙敏，
申請(專利權)人：中科芯集成電路股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：32