多点触控屏幕上的人类左右手识别方法

1.一种多点触控屏幕上的人类左右手识别方法，其特征在于，包括静态识别和动态识别，其中静态识别用于识别静止状态下或者在某一瞬间，屏幕上的手是左手还是右手；动态识别用于手在运动中的识别；具体使用时使用静态识别或者静态识别和动态识别结合的方式；
所述静态识别包括如下步骤：
第一步，人手在多点触控屏幕上触摸后，会有对应手指的五个触摸点，找到该五个触摸点形成的凸五边形；
第二步，根据凸五边形找到五个触摸点所对应的手指；
第三步，找到最长边L1和第二长边L2，L1为大拇指和小指的连线，L2为大拇指和食指的连线；比较并判断由大拇指和食指组成的向量V1与由大拇指和小指组成的向量V2之间是顺时针还是逆时针的关系，并通过该顺时针、逆时针关系判断是左手还是右手；
所述动态识别包括部分手指离开了屏幕和手型产生了扭曲的情况：
(1)当部分手指离开了屏幕
如果剩下四个手指在屏幕上，则离开屏幕的手指多为小指；如果剩下三个手指，则离开屏幕的手指多为小指和无名指，按照行数静态识别的方法找到这四个或者三个手指相应的凸四边形或者三角形；如果剩余四个手指，最长边L1改为大拇指和无名指的连线，V2改为大拇指和无名指的向量；如果剩余三个手指，最长边L1改为大拇指和中指的连线，V2改为大拇指和中指的向量，其余方法和静态识别方法一致；
(2)手型产生了扭曲
设五指触摸到屏幕的时间为t1，当前时刻为t2，在t1～t2之间，若出现右手的次数最多，则当前手为右手；若出现左手的次数最多，则当前手为左手。
2.根据权利要求1所述的多点触控屏幕上的人类左右手识别方法，其特征在于，所述第一步，具体为：将五个触摸点两两相连，形成一个由10条线段所形成的图，寻找该图中的总长度最短的汉密尔顿回路，该回路就是由五个触摸点所形成的凸五边形，汉密尔顿回路是经过每个点一次且仅一次的回路。
3.根据权利要求1所述的多点触控屏幕上的人类左右手识别方法，其特征在于，所述第二步中，具体为：在第一步找到的凸五边形中，最长边L1由大拇指和小指连接而成，第二长边L2由大拇指和食指连接而成，两条边共同拥有的点即为大拇指所对应的点；最长边L1的另一个点即为小指所对应的点，第二长边L2的另一个点即为食指所对应的点，由于食指与中指相邻，无名指与小指相邻，由此找到中指和无名指所对应的点。
4.根据权利要求1所述的多点触控屏幕上的人类左右手识别方法，其特征在于，所述第三步，具体为：设大拇指为P1，食指为P2，小指为P3，则向量V1为(P1,P2)，V2为(P1,P3)，将向量V1逆时针旋转，直至向量V1与向量V2重合，若旋转的角度大于等于0度小于180度，则向量V2在向量V1的逆时针方向；若旋转的角度大于180度，则向量V2在向量V1的顺时针方向，如果向量V2在向量V1的逆时针方向，则为右手；反之，则为左手。

多点触控屏幕上的人类左右手识别方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种计算机识别人类左右手的方法，具体地，涉及一种多点触控屏幕上的人类左右手识别方法。\n背景技术\n[0002] 随着技术的反战，触控技术越来越普及，比如支持触摸屏的手机、MP3、数码相机、医院、图书馆等设置的触控电脑等。但是这些已经存在的触控幕都是单点触控，只能识别和支持每次一个手指的触控、点击，若同时有两个以上的点被触碰，就不能做出正确反应，而多点触控技术能把任务分解为两个方面的工作，一是同时采集多点信号，二是对每路信号的意义进行判断，也就是所谓的手势识别，从而实现屏幕识别人的五个手指同时做的点击、触控动作。\n[0003] 多点触控是采用人机交互技术与硬件设备共同实现的技术，能在没有传统输入设备（如：鼠标、键盘等）下进行计算机的人机交互操作。用户可通过双手进行单点触摸，也可以以单击、双击、平移、按压、滚动以及旋转等不同手势触摸屏幕，实现随心所欲地操控。为了让使用者有更好的体验，有时候需要设置左、右手习惯的个性化交互。\n[0004] 现在技术中，也有一些左右手识别方法，比如中国专利公开号为102799268A的发明专利，该专利公开“一种手持终端左右手识别方法，利用手持终端内置偏转角度传感器，包括以下步骤：101)检测并获取用户操控手持终端时的偏转角度；102)根据所述偏转角度与设定的角度门限比较识别左手或右手并累计计数；103)重复步骤101-102)，若所述累计计数超过设定的对应计数门限，识别并输出左手操控或右手操控。这种识别方法，简单快捷且识别精度高，从而能为左/右手习惯分别设置个性化交互，最大地满足了不同人群的需求。”\n[0005] 又如公开号为102289301A的发明专利，该发明涉及一种可自由切换左右手操作模式的鼠标，“该鼠标包括侦测单元及处理单元。该侦测单元用于侦测操作该鼠标的手是左手还是右手,该处理单元在该侦测单元侦测到操作该鼠标的手为左手或为右手时产生相应的左手识别信号或右手识别信号。该左手识别信号用于将当前操作模式变更为左手操作模式,该右手识别信号用于将当前操作模式变更为右手操作模式。所述鼠标,通过设置侦测单元识别操作该鼠标的手是左手还是右手,从而作相应的左右手操作模式的变更,实现鼠标左右手操作模式的自由切换,操作简便。”\n[0006] 以上方法虽然可以识别不同情况下的左右手，但是无法适用于多点触控屏幕上的左右手识别。目前虽然有多点触控屏幕上手势识别的报道，但是还没有发现用于多点触控屏幕上的人类左右手识别方法。\n发明内容\n[0007] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多点触控屏幕上的人类左右手识别方法，该方法根据手指在屏幕上的触摸点的相互之间的相对位置进行计算分析，最后得出是左手还是右手。\n[0008] 为实现上述目的，本发明所述多点触控屏幕上的人类左右手识别方法，包括静态识别和动态识别，其中静态识别用于识别静止状态下或者在某一瞬间，屏幕上的手是左手还是右手；动态识别用于手在运动中的识别；具体使用时可以使用静态识别或者静态识别和动态识别结合的方式。\n[0009] 具体的，所述静态识别包括如下步骤：\n[0010] 第一步，人手在多点触控屏幕上触摸后，会有对应手指的五个触摸点，找到该五个触摸点形成的凸五边形。\n[0011] 将五个触摸点两两相连，形成一个由10条线段所形成的图。寻找该图中的总长度最短的汉密尔顿回路，该回路就是由五个触摸点所形成的的凸五边形。汉密尔顿回路是经过每个点一次且仅一次的回路。\n[0012] 第二步，根据凸五边形找到五个触摸点所对应的手指。\n[0013] 在第一步找到的凸五边形中，最长边L1由大拇指和小指连接而成，第二长边L2由大拇指和食指连接而成。两条边共同拥有的点即为大拇指所对应的点。最长边L1的另一个点即为小指所对应的的点，第二长边L2的另一个点即为食指所对应的点。由于食指与中指相邻，无名指与小指相邻，由此可以找到中指和无名指所对应的点。\n[0014] 第三步，比较并判断由大拇指和食指组成的向量与由大拇指和小指组成的向量之间是顺时针还是逆时针的关系，并通过该顺时针、逆时针关系判断是左手还是右手。\n[0015] 设大拇指为P1，食指为P2，小指为P3，则向量V1为(P1,P2)，V2为(P1,P3)。将向量V1逆时针旋转，直至向量V1与向量V2重合，若旋转的角度大于等于0度小于180度，则向量V2在向量V1的逆时针方向；若旋转的角度大于180度，则向量V2在向量V1的顺时针方向。如果向量V2在向量V1的逆时针方向，则为右手；反之，则为左手。\n[0016] 以上为静态识别的过程，将手的五指自然地放在触屏上并静止不动，静态识别的精确度非常高。但是如果手在运动中，比如做放大或者缩小的手势，五指的相对位置在有些时候并不会像静态的时候所想的那样。因此，需要采用动态识别的方法。动态的手势可能会出现两种导致静态识别不精确的原因：部分手指在无意中离开了屏幕和手型产生了扭曲的动作。以下是对两种情况进行了处理。\n[0017] （1），当部分手指离开了屏幕。\n[0018] 如果部分手指离开了屏幕，则无法通过静态识别的方法找到凸五边形。通过观察发现，如果剩下四个手指在屏幕上，则离开屏幕的手指多为小拇指；如果剩下三个手指，则离开屏幕的手指多为小拇指和无名指。在做放大和缩小的动作中，这一现象尤为明显。\n[0019] 因此，只需找到相应的凸四边形或者三角形即可。如果剩余四个手指，最长边L1改为大拇指和无名指的连线；如果剩余三个手指，最长边L1改为大拇指和中指的连线。其余方法和之前的静态识别方法一致。\n[0020] （2）手型产生了扭曲。\n[0021] 在这种情况下，单纯的静态识别方法会出现不精确的情况。然而手型扭曲的情况在整个运动中出现的概率相当小。设五指触摸到屏幕的时间为t1，当前时刻为t2，在t1～t2之间，若出现右手的次数最多，则当前手为右手；若出现左手的次数最多，则当前手为左手。\n[0022] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：\n[0023] 本发明可用于触屏设备（包括平板电脑、智能手机等）以及其他可以捕捉手指的设备上，来进行左右手的识别。当前触屏设备普及率非常高，基于触屏的应用也层出不穷。某些应用可能会使用到左右手识别，以使得应用更加丰富多彩。\n附图说明\n[0024] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：\n[0025] 图1为人手示意图；\n[0026] 图2为人手指的五个触摸点示意图；\n[0027] 图3为人手指的五个触摸点连线后示意图；\n[0028] 图4为五个触摸点所形成的的凸五边形示意图；\n[0029] 图5为五个触摸点所对应的手指示意图；\n[0030] 图6为手指之间的向量比较示意图；\n[0031] 图7-图8为手指直线的倾斜角方向判断示意图；\n[0032] 图9-图10为人手动态识别示意图；\n[0033] 图11-图12为本发明仿真实例示意图。\n具体实施方式\n[0034] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。\n[0035] 本实施例提供一种多点触控屏幕上的人类左右手识别方法。如图1所示，为一般人手的示意图。如图2所示，为人手一般在触摸屏上留下的5各触摸点。\n[0036] 1.找出五个触摸点所形成的凸五边形。\n[0037] 将五个触摸点两两相连，形成一个由10条线段所形成的的图（如图3所示）。寻找该图中的总长度最短的汉密尔顿回路，该回路就是由五个触摸点所形成的的凸五边形（图4所示）。汉密尔顿回路是经过每个点一次且仅一次的回路。\n[0038] 2.找到五个触摸点所对应的手指。\n[0039] 在之前找到的凸五边形中，最长边L1由大拇指和小指连接而成，第二长边L2由大拇指和食指连接而成。两条边共同拥有的点即为大拇指所对应的点。L1的另一个点即为小指所对应的的点，L2的另一个点即为食指所对应的点。由于食指与中指相邻，无名指与小指相邻，由此可以找到中指和无名指所对应的点（图5所示）。\n[0040] 3.比较由大拇指和食指组成的向量与由大拇指和小指组成的向量之间是顺时针还是逆时针的关系。\n[0041] 设大拇指为P1，食指为P2，小指为P3，则向量V1为(P1,P2)，V2为(P1,P3)。如图6所示，若将V1逆时针旋转，直至V1与V2重合。若旋转的角度大于等于0度小于180度，则V2在V1的逆时针方向；若旋转的角度大于180度，则V2在V1的顺时针方向。\n[0042] 根据一般知识，直线的倾斜角为若K>=0,arctan(K);若K<0,pi-arctan(-K)，K为斜率，倾斜角范围为[0,180)。在这里，定义向量V的倾斜角为将向量V顺时针旋转到x轴正方向所需要经过的角度。倾斜角的范围为[0,360)。计算该倾斜角的方法为，如果向量在一、二象限，则倾斜角是该向量所在的直线的倾斜角；如果向量在三、四象限，则倾斜角是该向量所在的倾斜角加上180度。如图7、8所示。\n[0043] 设V1的倾斜角为A1,V2的倾斜角为A2。若A2-A1大于等于0且小于180度，或者A2-A1小于-180度，则说明V2在V1的逆时针方向；反之，则说明V2在V1的顺时针方向。\n[0044] 4.如果V2在V1的逆时针方向，则为右手；反之，则为左手。\n[0045] 若将手的五指自然地放在触屏上并静止不动，静态识别的精确度非常高。但是如果手在运动中，比如做放大或者缩小的手势，五指的相对位置在有些时候并不会像静态的时候所想的那样。因此，必须采用动态识别的方法。\n[0046] 动态的手势可能会出现两种导致静态识别不精确的原因：部分手指在无意中离开了屏幕和手型产生了扭曲的动作。以下是对两种情况进行了处理。\n[0047] 1.部分手指离开了屏幕。\n[0048] 如果部分手指离开了屏幕，则无法通过静态识别的方法找到凸五边形。通过观察发现，如果剩下四个手指在屏幕上，则离开屏幕的手指多为小拇指；如果剩下三个手指，则离开屏幕的手指多为小拇指和无名指。在做放大和缩小的动作中，这一现象尤为明显。\n[0049] 因此，只需找到相应的凸四边形或者三角形即可。如果剩余四个手指，最长边L1改为大拇指和无名指的连线；如果剩余三个手指，最长边L1改为大拇指和中指的连线。其余计算方法和之前的静态识别方法一致。如图9，图10所示。\n[0050] 2.手型产生了扭曲。\n[0051] 在这种情况下，单纯的静态识别方法会出现不精确的情况。然而手型扭曲的情况在整个运动中出现的概率相当小。设五指触摸到屏幕的时间为t1，当前时刻为t2，在t1～t2之间，若出现右手的次数最多，则当前手为右手；若出现左手的次数最多，则当前手为左手。\n[0052] 如图11-图12所示，为仿真实例，其中大拇指和小拇指的连线，大拇指和食指的连线均符合本发明上述的原则。\n[0053] 本发明简单且识别精度高，从而可用于触屏设备（包括平板电脑、智能手机等）以及其他可以捕捉手指的设备上，来进行左右手的识别，为左/右手人群提供相应的需求。\n[0054] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。