應用於智慧型病房之指向辨識與控制設備系統之實現

由於洗腎病人需每週固定次數躺在病床上進行為時四小時以上的血液透析，為陪伴病人度過無聊的血液透析時間，因此本論文利用多媒體程式與影像處理技術，設計製作一個應用於病房之人機介面設備操控系統，只需使用單手就可以操控六種電子設備的控制系統，控制之設備如:電視、音樂、病床頭部、病床尾部、電燈及護士鈴。本系統共分為兩部份，第一部份為人機操作介面，此介面是利用影像處理的技術進行手勢的判定，偵測出手部的位置及區域，接著利用手部特性與分析取得的影像資訊，找尋出手指指向的角度和判定手指數目。本論文開發之手勢辨識系統，主要是配合設備的方位，讓使用者想控制某種設備時，只需將手指指向該處，即可觸發及控制此設備；在使用者介面，設計子母顯示視窗，讓使用者即時得知所要觸發的設備，使用上簡單明瞭且方便。另一部份為系統與設備溝通介面，介面的設計是利用電腦透過MAX232無線晶片模組將訊號送至病床以控制所有的設備。本論文所提出的手指指向及手指數辨識演算法，改善了過去指向及手勢辨識方法中，只能限定指向角度範圍及手勢方向之辨識。本論文可達到手部轉動至多方向及不同大小變化的成功辨識，且在複雜的背景環境下、不同使用者的測試中、手部戴有飾品及含有手臂的各種情況時，皆可進行辨識及系統操控，並能運用單一手勢控制不同設備動作以及辨識出多達十種的手勢情形，改良了一般手勢辨識應用系統只能利用單一手勢進行單一設備動作的控制，並實際將系統應用至實際層面，以證實系統可達到運用指向及手指數的辨識進行多項設備的控制，且達到即時辨識的效果，並只要利用一台低成本的網路攝影機，即可完成一項多功能整合型之手勢辨識設備控制系統。

關鍵字

人機操作介面；影像處理；指向辨識；手勢辨識

並列摘要

Since the dialytic patients need to lie down on the sickbed to take dialysis for four hours every time, the patients are boring and uncomfortable during this time. Thus, this thesis proposes a system via multimedia and image processing technology for control the electric equipments in a sickroom. This system allowing the patients to control every equipments in the sickroom such as TV, radio, sickbed, light, and bell, by using gestures. The proposed system consists of two parts. The first one is the control interface, the other one is the connection system. In the control interface, some image processing technologies are utilized to recognize the gestures of patient. This project designs a gesture recognition system to control the electrical equipments by direction of finger point. And the user interface is designed to get all information of system. In the connection system, it processes the communication signals between system and equipments. The message transformation during the signals transmissions between computer to sickbed and equipments is controlled by designing interface with MAX2232 wireless chip module.

並列關鍵字

human-computer interaction system ； image processing ； gesture recognition

參考文獻

[1] K. Oka, Y. Sato, and H. Koike, "Real-time fingertip tracking and gesture recognition," IEEE on Computer Graphics and Applications, pp. 64 – 71, Dec., 2002.