專利名稱：利用攝像頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬多媒體人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域，涉及三維模型顯示控制，具體為一種利用攝像 頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法，根據(jù)攝像頭拍攝的用戶面部活動(dòng)影像，將三維模型旋 轉(zhuǎn)到用戶希望看到的角度，可應(yīng)用于網(wǎng)上產(chǎn)品展示、三維模型演示、文件和圖片瀏覽器、 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)界面、虛擬現(xiàn)實(shí)等場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
在一些著名電腦和電子產(chǎn)品制造商的網(wǎng)站上，常常有其最新產(chǎn)品的三維實(shí)體模型展 示，觀看者可通過鼠標(biāo)操作，轉(zhuǎn)動(dòng)三維模型，觀察產(chǎn)品的不同部位，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)在線購 物網(wǎng)站也很有用。目前的三維模型展示方法一般通過鼠標(biāo)或鍵盤控制三維模型的旋轉(zhuǎn)和 大小顯示，這對(duì)于不會(huì)用電腦的老年人或手不方便的人來說可能會(huì)有困難。另外，在一 些無人看管的演示場(chǎng)合為了防止鼠標(biāo)丟失可能不會(huì)配備鼠標(biāo)；若采用觸摸屏等技術(shù)，則 會(huì)增加產(chǎn)品成本及維護(hù)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是現(xiàn)有三維模型的旋轉(zhuǎn)顯示離不開用戶手的控制，這對(duì)不會(huì) 操作電腦或手不方便的人，以及在不便用手的狀況下，都有困難，本發(fā)明針對(duì)此提供了 一種利用攝像頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法，使用戶可以用移動(dòng)其面部代替鼠標(biāo)操 作，將三維模型轉(zhuǎn)動(dòng)到空間任意角度，簡單直觀。
本發(fā)明的技術(shù)方案是利用攝像頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法，以攝像頭作為信 號(hào)輸入端，確定用戶的面部位置，再根據(jù)面部位置控制三維模型顯示相應(yīng)的視角畫面， 具體步驟為
A. 設(shè)定用戶標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)，取沒有人的純背景畫面幀與用戶標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)的畫面幀進(jìn)行異 或運(yùn)算，得出用戶在攝像頭畫面中的范圍，在該范圍中用膚色檢測(cè)方法，得出用戶面部 范圍；用矩形框?qū)⒚娌糠秶蜃。淳匦蔚纳?、下、左、?條邊分別通過面部范圍最 上、最下、最左、最右的像素，找出矩形框中心點(diǎn)位置，設(shè)其坐標(biāo)為(x。,j;。)；
B. 對(duì)從攝像頭獲取的第^:幀畫面，與純背景畫面進(jìn)行異或運(yùn)算，得出用戶在攝像 頭畫面中的范圍，用膚色檢測(cè)方法，得出其面部范圍，用矩形框?qū)⒚娌糠秶蜃。页?矩形框中心點(diǎn)位置，設(shè)其坐標(biāo)為(A,力)，定義第A幀畫面的面部位移矢量為(血,，辦O，其中血4 = X* —X。，C^ = -少0 ;
c.設(shè)定面部移動(dòng)判斷的閾值5，由面部位移矢量確定標(biāo)準(zhǔn)、居左、居右、低頭、
抬頭5種面部位置的狀態(tài)
|血4|<3且|辦」<5，面部位置為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，保持三維模型靜止不動(dòng)；
②l血J^^且ld^l^辦J，面部位置為居左或居右狀態(tài)，控制三維模型向以用戶視角
相應(yīng)能看到更多左/右側(cè)的方向旋轉(zhuǎn)；
@|6&4|2 5且|6^|<|辦"，或|血"<5且|(^|^5，面部位置為低頭或抬頭狀態(tài)，控
制三維模型向以用戶視角相應(yīng)能看到更多下/上側(cè)的方向旋轉(zhuǎn)；
④面部位置由其它狀態(tài)回到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，三維模型停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明通過確定面部位置的遠(yuǎn)近狀態(tài)，控制三維模型顯示相應(yīng)的視角畫面當(dāng)面部 位置比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)更加靠近/遠(yuǎn)離攝像頭時(shí)，畫面中面部范圍的面積比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)更大/小， 面部范圍的面積通過統(tǒng)計(jì)面部范圍的像素的數(shù)目來計(jì)算，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的面部范圍像素?cái)?shù) 目為S。，第fc幀畫面中的面部范圍像素?cái)?shù)目為&，設(shè)定遠(yuǎn)近狀態(tài)判斷的閾值f，
^>4+3'為靠近狀態(tài)，^〈S。-W為遠(yuǎn)離狀態(tài)，根據(jù)面部位置遠(yuǎn)近狀態(tài)，相應(yīng)將三維
模型縮小或放大顯示。
本發(fā)明還可進(jìn)一步確定面部位置的左低頭、右低頭、左抬頭、右抬頭狀態(tài)，控制三 維模型顯示相應(yīng)的視角畫面以(X。,凡)為中心，將面部位置可達(dá)到的區(qū)域按每隔45°進(jìn)
行劃分，如在攝像頭畫面與用戶姿態(tài)為非鏡像關(guān)系下，將攝像頭畫面中面部位置可達(dá)到 的區(qū)域，順時(shí)針依次劃分為抬頭、左抬頭、居左、左低頭、低頭、右低頭、居右、右抬 頭狀態(tài)，根據(jù)面部位移矢量(血,，辦。落在哪一區(qū)域，確定面部位置的狀態(tài)，并根據(jù)面部
位置的狀態(tài)相應(yīng)將三維模型旋轉(zhuǎn)到用戶希望看到的位置。
本發(fā)明面部范圍的膚色檢測(cè)在YCbCr空間中進(jìn)行，根據(jù)像素的Cb值和Cr值確定 該像素是否屬于面部范圍若某像素的Cb值在100至U27之間，&值在138至1』170之 間，則確定該像素屬于面部，頸部也可以包含在面部中，還可用露出部分肌膚的手臂代 替面部進(jìn)行膚色檢測(cè)并控制三維模型的顯示。
三維模型可以勻速旋轉(zhuǎn)，作為進(jìn)一步的改進(jìn)，還可在確定面部位置狀態(tài)的同時(shí)，根 據(jù)面部位移矢量的模的大小，控制三維模型顯示相應(yīng)的視角畫面時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度以 (x。,y。)為圓心，用至少一圓圈將面部位置可達(dá)到的區(qū)域進(jìn)行劃分，當(dāng)面部位移矢量位于 圈內(nèi)時(shí)，三維模型旋轉(zhuǎn)速度為^，當(dāng)面部位移矢量位于圈外時(shí)，三維模型旋轉(zhuǎn)速度為V2，且V,〈l^;以此類推，劃分的圓圈數(shù)增加時(shí)，相應(yīng)增加不同的三維模型旋轉(zhuǎn)速度。
本發(fā)明利用攝像頭這種成本低、常見的電腦外設(shè)，對(duì)攝像頭拍攝到的用戶面部活動(dòng) 影像進(jìn)行處理，提取出用戶面部位移矢量，根據(jù)該位移矢量對(duì)三維模型的顯示進(jìn)行控制， 將三維模型旋轉(zhuǎn)到用戶希望看到的角度，使用方便，應(yīng)用廣泛，相比鼠標(biāo)鍵盤等設(shè)備也 不易被盜。本發(fā)明只要用戶在攝像頭前稍微移動(dòng)面部就可以控制三維模型的旋轉(zhuǎn)和大 小，不需要?jiǎng)邮郑且环N非接觸的操作方式，符合日常生活中觀察物體的經(jīng)驗(yàn)，用戶的 手可以解放出來去做別的事情，例如邊觀察邊記筆記等，提高了效率，本發(fā)明的三維模 型控制方式比用鼠標(biāo)操作更加方便、自然。


圖1為本發(fā)明確定面部范圍的示意圖，(a)表示純背景畫面，(b)表示用戶在攝像頭畫面 中的范圍，(c)為確定的用戶面部范圍和中心點(diǎn)。 圖2為本發(fā)明面部位移矢量示意圖。
圖3為本發(fā)明在攝像頭畫面與用戶姿態(tài)為非鏡像關(guān)系下，由面部位移矢量確定標(biāo)準(zhǔn)、抬 頭、低頭、居左、居右5種面部位置狀態(tài)的流程圖。
圖4為本發(fā)明面部位置的遠(yuǎn)近狀態(tài)示意圖，(a)為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，(b)為靠近狀態(tài)，(c)為遠(yuǎn)離 狀態(tài)。
圖5為本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)、抬頭、左抬頭、居左、左低頭、低頭、右低頭、居右、右抬頭9種 狀態(tài)根據(jù)面部位移矢量的劃分示意圖。
圖6為本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)、抬頭、左抬頭、居左、左低頭、低頭、右低頭、居右、右抬頭9種 狀態(tài)及三維模型不同旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)面部位移矢量的劃分示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明方法。
取沒有人的純背景畫面幀與有人的畫面幀進(jìn)行異或運(yùn)算，可以得出人在攝像頭畫面 中的范圍，進(jìn)一步在該范圍中用膚色檢測(cè)方法，可以得出人面部范圍，膚色檢測(cè)一般在 YCbCr空間中進(jìn)行，若某像素的Cb值在100到127之間，Cr值在138到170之間，則 確定該像素屬于面部，因此頸部也可以包含在面部中。本發(fā)明也可用露出部分肌膚的手 臂代替面部進(jìn)行膚色檢測(cè)并控制三維模型的顯示，這樣也可以用手在空中移動(dòng)來控制三 維模型的轉(zhuǎn)動(dòng)，豐富用戶的控制方式。
首先取一幀標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)畫面，確定出面部范圍，用矩形框?qū)⒚娌糠秶蜃。淳匦蔚纳舷伦笥?條邊分別通過面部范圍最上最下最左最右邊的像素。找出矩形框中心點(diǎn)位置， 設(shè)其坐標(biāo)為(JC。,少。)，如圖1所示。
同樣，對(duì)由攝像頭獲取的第A:幀畫面，與純背景畫面進(jìn)行異或運(yùn)算，得出人在攝像 頭畫面中的范圍。用膚色檢測(cè)方法，得出人面部范圍，用矩形框?qū)⒚娌糠秶蜃?，找?矩形框中心點(diǎn)位置，設(shè)其坐標(biāo)為(^，h)。則第A幀的面部位移矢量為(血p^4)，其中 血,-^-;c。,辦A-A-_yfl，圖2是攝像頭畫面中面部位移矢量的示意圖，血4向右為正， 一向下為正。
在簡單情況下，面部位置有標(biāo)準(zhǔn)、居左、居右、低頭、抬頭5個(gè)狀態(tài)，以攝像頭畫 面與用戶姿態(tài)為非鏡像關(guān)系為例，由面部位移矢量決定5個(gè)狀態(tài)的過程如圖3所示。設(shè) 定面部移動(dòng)判斷的閾值^，若|血」<^且|辦」<^則為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)；若l血」25且 l血,l^c^1，面部位置為居左或居右狀態(tài)，若血^>0，則為面部位置為居左狀態(tài)，反之
為居右狀態(tài)，當(dāng)為居左狀態(tài)時(shí)，控制三維模型向以用戶視角來看能顯示更多該三維模型 左側(cè)影像的方向旋轉(zhuǎn)，居右狀態(tài)的控制同理；若I《^5且I血J〈I一I，或|^|<5且
面部位置為低頭或抬頭狀態(tài)，若辦4>0，則為低頭狀態(tài)，反之為抬頭狀態(tài)，
當(dāng)面部位置為低頭狀態(tài)，以用戶視角來看控制三維模型向上旋轉(zhuǎn)，以顯示更多三維模型 下部的影像，抬頭狀態(tài)的控制同理。通過面部位置居左/右和抬/低頭的組合，可以讓三 維模型旋轉(zhuǎn)到任意部分正對(duì)用戶，即等同于從空間任意視角觀看三維模型。若用戶希望 三維模型在達(dá)到某個(gè)空間視角時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，只須將面部位置回到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，三維模型即 停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明還可增加面部位置的遠(yuǎn)近狀態(tài)。如圖4所示，當(dāng)面部位置比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)更加靠 近/遠(yuǎn)離攝像頭時(shí)，畫面中面部范圍的面積比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)更大/小。面部范圍的面積通過統(tǒng) 計(jì)面部范圍的像素的數(shù)目來計(jì)算，面部范圍像素的數(shù)目用膚色檢測(cè)方法確定。設(shè)標(biāo)準(zhǔn)姿 態(tài)畫面中的面部范圍像素?cái)?shù)目為s。，第/fc幀畫面中的面部范圍像素?cái)?shù)目為&，設(shè)定遠(yuǎn)近
狀態(tài)判斷的閾值&， ^>^+^'為靠近狀態(tài)，&<^。-^'為遠(yuǎn)離狀態(tài)。若為靠近狀態(tài)，
說明用戶希望看到三維模型比當(dāng)前更大的顯示效果，則將三維模型放大顯示；若為遠(yuǎn)離 狀態(tài)，則說明用戶希望看到三維模型比當(dāng)前更小的顯示效果，則將三維模型縮小顯示。 為達(dá)到更進(jìn)一步的細(xì)致控制，面部位置的判斷還可以增加左低頭、右低頭、左抬頭、 右抬頭4種狀態(tài)。以(x。，少。)為中心，將面部位置可達(dá)到的區(qū)域按每隔45°進(jìn)行劃分，在
攝像頭畫面與用戶姿態(tài)為非鏡像關(guān)系下，將攝像頭畫面中面部位置可達(dá)到的區(qū)域，順時(shí)針依次劃分為抬頭、左抬頭、居左、左低頭、低頭、右低頭、居右、右抬頭狀態(tài)，根據(jù) 面部位移矢量(血4, ^)落在哪一區(qū)域，確定面部位置的狀態(tài)，并根據(jù)面部位置的狀態(tài)相 應(yīng)將三維模型旋轉(zhuǎn)到用戶希望看到的位置，如圖5所示。當(dāng)面部位置為左抬頭時(shí)，說明 以用戶視角來看，希望看到三維模型的左上方的部分，則讓三維模型向能顯示更多左上 方影像的方向旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)方向與水平面成45"角，可以看作水平旋轉(zhuǎn)與垂直旋轉(zhuǎn)的復(fù) 合運(yùn)動(dòng)。其余面部位置對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)方向依上述原理類推。
進(jìn)一步還可以根據(jù)面部位移矢量的模的大小控制旋轉(zhuǎn)速度，如圖6所示，以(x。,少。)
為圓心，用至少一圓圈將面部位置可達(dá)到的區(qū)域進(jìn)行劃分，當(dāng)面部位移矢量位于圈內(nèi)時(shí)， 三維模型旋轉(zhuǎn)速度為v,，當(dāng)面部位移矢量位于圈外時(shí)，三維模型旋轉(zhuǎn)速度為v2 ，且v, < v2;
以此類推，劃分的圓圈數(shù)增加時(shí)，相應(yīng)增加不同的三維模型旋轉(zhuǎn)速度。 采取上述方法，可使三維模型的旋轉(zhuǎn)方向更豐富，控制更自然。 具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法時(shí)，以Windows操作系統(tǒng)為例，從攝像頭獲取視頻信號(hào)、面部
位移矢量估計(jì)都可用Visual €++編程實(shí)現(xiàn)，三維模型可用3DS MAX實(shí)現(xiàn)。 本發(fā)明有如下多種應(yīng)用
1) 網(wǎng)上產(chǎn)品展示、三維模型演示；
2) 文件和圖片瀏覽器。目前的PDF文件瀏覽器和圖片瀏覽器也要通過鼠標(biāo)控制在 屏幕上的手形標(biāo)記將文件頁面或圖片進(jìn)行挪動(dòng)，以觀看文件或圖片的不同部分，應(yīng)用本 發(fā)明，若面部位置為居左/右或低/抬頭，表示用戶希望看到文件頁面或圖片的更左/右或 更下/上方的部分，則將文件頁面或圖片向相應(yīng)方向移動(dòng)；若面部位置為靠近/遠(yuǎn)離，表 示用戶希望放大/縮小文件頁面或圖片，則將文件頁面或圖片放大/縮小顯示。這樣就可 以實(shí)現(xiàn)不用鼠標(biāo)操作的文件和圖片瀏覽器；
3) 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)界面、虛擬現(xiàn)實(shí)。
計(jì)算機(jī)屏幕正向越來越大的方向發(fā)展,屏幕大可以顯示更多的圖標(biāo)，但如果在一個(gè)桌 面上顯示過多圖標(biāo)，則不利于迅速找到需要的圖標(biāo)，而且即使屏幕再大，顯示的范圍也是 有限的。應(yīng)用本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)模擬人的視野范圍的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)圖形用戶界面。 用戶看到的是操作系統(tǒng)桌面的一部分和其上的圖標(biāo)，若面部位置為居左/右或低/抬頭， 表示用戶希望看到桌面的更左/右或更下/上方的部分及其上的圖標(biāo)，則將桌面向相應(yīng)方 向移動(dòng)；若面部位置為靠近/遠(yuǎn)離，表示用戶希望放大/縮小桌面及其上的圖標(biāo)，則將桌 面及圖標(biāo)放大/縮小顯示。
應(yīng)用本發(fā)明，也可以實(shí)現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的導(dǎo)航。若面部位置為居左/右，表示用戶希望在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中向左/右拐彎或希望看到左/右方的場(chǎng)景；若面部位置為低/抬 頭，表示用戶希望在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中向下/上走或希望看到下/上方的場(chǎng)景，控制虛擬現(xiàn)實(shí) 中的場(chǎng)景根據(jù)面部位置的狀態(tài)做相應(yīng)的顯示。這樣的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景可以應(yīng)用在電腦游戲 中，用戶不用鼠標(biāo)也可以在游戲場(chǎng)景中移動(dòng)；也可以與前述模擬人的視野范圍的計(jì)算機(jī) 操作系統(tǒng)結(jié)合，將操作系統(tǒng)界面的桌面替換為虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，例如一個(gè)居家的場(chǎng)面，實(shí) 現(xiàn)更加具有真實(shí)感的操作系統(tǒng)界面。
權(quán)利要求
1、利用攝像頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法，其特征是以攝像頭作為信號(hào)輸入端，確定用戶的面部位置，再根據(jù)面部位置控制三維模型顯示相應(yīng)的視角畫面，具體步驟為A.設(shè)定用戶標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)，取沒有人的純背景畫面幀與用戶標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)的畫面幀進(jìn)行異或運(yùn)算，得出用戶在攝像頭畫面中的范圍，在該范圍中用膚色檢測(cè)方法，得出用戶面部范圍；用矩形框?qū)⒚娌糠秶蜃。淳匦蔚纳?、下、左、?條邊分別通過面部范圍最上、最下、最左、最右的像素，找出矩形框中心點(diǎn)位置，設(shè)其坐標(biāo)為(x0，y0)；B.對(duì)從攝像頭獲取的第k幀畫面，與純背景畫面進(jìn)行異或運(yùn)算，得出用戶在攝像頭畫面中的范圍，用膚色檢測(cè)方法，得出其面部范圍，用矩形框?qū)⒚娌糠秶蜃。页鼍匦慰蛑行狞c(diǎn)位置，設(shè)其坐標(biāo)為(xk，yk)，定義第k幀畫面的面部位移矢量為(dxk，dyk)，其中dxk＝xk-x0，dyk＝y(tǒng)k-y0；C.設(shè)定面部移動(dòng)判斷的閾值δ，由面部位移矢量確定標(biāo)準(zhǔn)、居左、居右、低頭、抬頭5種面部位置的狀態(tài)，控制三維模型顯示相應(yīng)的視角畫面①|(zhì)dxk|＜δ且|dyk|＜δ，面部位置為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，保持三維模型靜止不動(dòng)；②|dxk|≥δ且|dxk|≥|dyk|，面部位置為居左或居右狀態(tài)，控制三維模型向以用戶視角相應(yīng)能看到更多左/右側(cè)的方向旋轉(zhuǎn)；③|dxk|≥δ且|dxk|＜|dyk|，或|dxk|＜δ且|dyk|≥δ，面部位置為低頭或抬頭狀態(tài)，控制三維模型向以用戶視角相應(yīng)能看到更多下/上側(cè)的方向旋轉(zhuǎn)；④面部位置由其它狀態(tài)回到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，三維模型停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用攝像頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法，其特征是確 定面部位置的遠(yuǎn)近狀態(tài)，控制三維模型顯示相應(yīng)的視角畫面當(dāng)面部位置比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)更 加靠近/遠(yuǎn)離攝像頭時(shí)，畫面中面部范圍的面積比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)更大/小，面部范圍的面積通 過統(tǒng)計(jì)面部范圍的像素的數(shù)目來計(jì)算，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的面部范圍像素?cái)?shù)目為 ，第A:幀畫 面中的面部范圍像素?cái)?shù)目為^，設(shè)定遠(yuǎn)近狀態(tài)判斷的閾值5'， A〉^+W為靠近狀態(tài)，W為遠(yuǎn)離狀態(tài)，根據(jù)面部位置遠(yuǎn)近狀態(tài)，相應(yīng)將三維模型縮小或放大顯示。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用攝像頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法，其特征 是確定面部位置的左低頭、右低頭、左抬頭、右抬頭狀態(tài)，控制三維模型顯示相應(yīng)的視 角畫面以(x。^。)為中心，將面部位置可達(dá)到的區(qū)域按每隔45'進(jìn)行劃分，根據(jù)面部位移矢量(血^，辦J落在哪一區(qū)域，確定面部位置的狀態(tài)，并根據(jù)面部位置的狀態(tài)相應(yīng)將三 維模型旋轉(zhuǎn)到用戶希望看到的位置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用攝像頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法，其特征是確定面部位置狀態(tài)的同時(shí)，根據(jù)面部位移矢量的模的大小，控制三維模型顯示相應(yīng)的視角畫面時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度以(X。,y。)為圓心，用至少一圓圈將面部位置可達(dá)到的區(qū)域進(jìn)行 劃分，當(dāng)面部位移矢量位于圈內(nèi)時(shí)，三維模型旋轉(zhuǎn)速度為V,，當(dāng)面部位移矢量位于圈外 時(shí)，三維模型旋轉(zhuǎn)速度為&，且K〈V,;以此類推，劃分的圓圈數(shù)增加時(shí)，相應(yīng)增加不 同的三維模型旋轉(zhuǎn)速度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用攝像頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法，其特征是確定面部位置狀態(tài)的同時(shí)，根據(jù)面部位移矢量的模的大小，控制三維模型顯示相應(yīng)的視角畫面時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度以(X。，A)為圓心，用至少一圓圈將面部位置可達(dá)到的區(qū)域進(jìn)行劃分， 當(dāng)面部位移矢量位于圈內(nèi)時(shí)，三維模型旋轉(zhuǎn)速度為V,，當(dāng)面部位移矢量位于圈外時(shí)，三 維模型旋轉(zhuǎn)速度為V2，且V,〈V,;以此類推，劃分的圓圈數(shù)增加時(shí)，相應(yīng)增加不同的三 維模型旋轉(zhuǎn)速度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用攝像頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法，其特征 是面部范圍的膚色檢測(cè)在YCbCr空間中進(jìn)行，根據(jù)像素的Cb值和Cr值確定該像素是 否屬于面部范圍若某像素的Cb值在100至U 127之間，Cr值在138至U 170之間，則確 定該像素屬于面部，頸部也可以包含在面部中，還可用露出部分肌膚的手臂代替面部進(jìn) 行膚色檢測(cè)并控制三維模型的顯示；步驟C中三維模型的旋轉(zhuǎn)以速度v勻速進(jìn)行。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用攝像頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法，其特征是面 部范圍的膚色檢測(cè)在YCbCr空間中進(jìn)行，根據(jù)像素的Cb值和Cr值確定該像素是否屬 于面部范圍若某像素的Cb值在100到127之間，Cr值在138到170之間，則確定該 像素屬于面部，頸部也可以包含在面部中，還可用露出部分肌膚的手臂代替面部進(jìn)行膚 色檢測(cè)并控制三維模型的顯示；步驟C中三維模型的旋轉(zhuǎn)以速度v勻速進(jìn)行。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用攝像頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法，其特征是面 部范圍的膚色檢測(cè)在YCbCr空間中進(jìn)行，根據(jù)像素的Cb值和Cr值確定該像素是否屬 于面部范圍若某像素的Cb值在100至lJ 127之間，Cr值在138至lJ 170之間，則確定該 像素屬于面部，頸部也可以包含在面部中，還可用露出部分肌膚的手臂代替面部進(jìn)行膚 色檢測(cè)并控制三維模型的顯示。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用攝像頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法，其特征是面 部范圍的膚色檢測(cè)在YCbCr空間中進(jìn)行，根據(jù)像素的Cb值和Cr值確定該像素是否屬 于面部范圍若某像素的Cb值在100到127之間，Cr值在138到170之間，則確定該像素屬于面部，頸部也可以包含在面部中，還可用露出部分肌膚的手臂代替面部進(jìn)行膚 色檢測(cè)并控制三維模型的顯示。
全文摘要
利用攝像頭進(jìn)行三維模型顯示控制的方法，利用攝像頭這種成本低、常見的電腦外設(shè)，對(duì)攝像頭拍攝到的用戶面部活動(dòng)影像進(jìn)行處理，提取出用戶面部位移矢量，根據(jù)該位移矢量對(duì)三維模型的顯示進(jìn)行控制，將三維模型旋轉(zhuǎn)到用戶希望看到的角度，使用方便，應(yīng)用廣泛，相比鼠標(biāo)鍵盤等設(shè)備也不易被盜，本發(fā)明只要用戶在攝像頭前稍微移動(dòng)面部就可以控制三維模型的旋轉(zhuǎn)和大小，不需要?jiǎng)邮?，是一種非接觸的操作方式，符合日常生活中觀察物體的經(jīng)驗(yàn)，用戶的手可以解放出來去做別的事情，例如邊觀察邊記筆記等，提高了效率，本發(fā)明的三維模型控制方式比用鼠標(biāo)操作更加方便、自然。
文檔編號(hào)G06F3/048GK101408800SQ20081023457
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者吳樂南, 陽 陳 申請(qǐng)人:東南大學(xué)