本發明涉及聲學技術領域，具體涉及一種手勢識別系統及采用該系統的手勢識別方法。

背景技術：

隨著無線通訊的發展，使用電子產品或設備(如手機、耳機、電腦等)的用戶越來越多，用戶對電子產品或設備的要求也越來越高。

相關技術中，麥克風輸出完整超聲音頻信號，由于超聲頻段頻率很高，需要進行高頻的采樣和數據傳輸，功耗較高，占用大量系統頻寬。

因此，有必要提供一種新型的手勢識別系統。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種只需要傳輸目標距離和速度數據、降低功耗和帶寬占用的手勢識別系統及采用該系統的手勢識別方法。

本發明的技術方案如下：

一種手勢識別系統包括：

處理器，用于發出脈沖信號和根據算法識別出相應的手勢指令；

超聲發聲器，用于接收所述處理器發出的脈沖信號后發出超聲波；

麥克風包括信號拾取單元和信號處理單元；

所述信號拾取單元用于接收經目標物反射后的所述超聲波并生成反射信號；

所述信號處理單元用于將所述反射信號與所述脈沖信號對比得出時間數據及頻移數據，并將所述時間數據及所述頻移數據傳輸至所述處理器。

優選的，所述信號處理單元包括模數轉換器、DSP子系統、數字信號芯片內核、程序緊耦合存儲器及數據緊耦合存儲器，所述模數轉換器分別與所述信號拾取單元和所述DSP子系統電連接，所述數字信號芯片內核分別與所述DSP子系統、所述程序緊耦合存儲器及所述數據緊耦合存儲器電連接，所述處理器與所述DSP子系統電連接。

優選的，所述DSP子系統包括接口單元，所述接口單元包括分別與所述處理器電連接的SCL接口、SDA接口及PULSE引腳。

優選的，所述數字信號芯片內核設有動態均衡器。

優選的，所述信號拾取單元包括電荷泵及分別與所述電荷泵和所述信號處理單元電連接的可變電容。

本發明還提供一種手勢識別方法，包括以下步驟：

步驟一、提供麥克風、超聲發聲器及處理器，所述麥克風包括信號拾取單元和信號處理單元，所述處理器發出的脈沖信號并將所述脈沖信號輸送至所述超聲發聲器和所述信號處理單元；

步驟二、所述超聲發聲器接收所述處理器發出的脈沖信號后發出超聲波，所述超聲波經目標物反射后傳輸至所述信號拾取單元；

步驟三、所述信號拾取單元生成反射信號并將所述反射信號傳輸至所述信號處理單元；

步驟四、所述信號處理單元將所述反射信號與所述脈沖信號對比得出時間數據及頻移數據，并將所述時間數據及所述頻移數據傳輸至所述處理器；

步驟五、所述處理器根據算法識別出相應的手勢指令。

優選的，所述信號處理單元包括模數轉換器、DSP子系統、數字信號芯片內核、程序緊耦合存儲器及數據緊耦合存儲器，所述模數轉換器分別與所述信號拾取單元和所述DSP子系統電連接，所述數字信號芯片內核分別與所述DSP子系統、所述程序緊耦合存儲器及所述數據緊耦合存儲器電連接，所述處理器與所述DSP子系統電連接。

優選的，所述DSP子系統包括接口單元，所述接口單元包括分別與所述處理器電連接的SCL接口、SDA接口及PULSE引腳。

優選的，所述數字信號芯片內核設有動態均衡器。

優選的，所述信號拾取單元包括電荷泵及分別與所述電荷泵和所述信號處理單元電連接的可變電容。

與相關技術相比，本發明提供的手勢識別系統及采用該系統的手勢識別方法的有益效果在于：

通過所述處理器發出脈沖信號，所述超聲發聲器接收脈沖信號后發出超聲波，所述超聲波經目標物反射后傳輸至所述信號拾取單元并生成反射信號，所述信號處理單元將所述反射信號與所述脈沖信號對比得出時間數據及頻移數據，所述時間數據及頻移數據傳輸至所述處理器，所述處理器根據算法識別出相應的手勢指令，不僅只需要傳輸時間數據和頻移數據，而且降低了功耗和帶寬占用。

【附圖說明】

圖1為本發明提供的手勢識別系統一較佳實施例的結構框圖。

【具體實施方式】

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部份實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1，所述手勢識別系統100包括麥克風1、超聲發聲器3以及分別與所述麥克風1和所述超聲發聲器3電連接的所述處理器5。其中，所述處理器5用于發出脈沖信號和根據算法識別出相應的手勢指令；所述超聲發聲器3用于接收所述處理器5發出的脈沖信號后發出超聲波；所述麥克風1包括信號拾取單元11及分別與所述信號拾取單元11和所述處理器5電連接的信號處理單元13，所述信號拾取單元11用于接收經目標物(比如人手)反射后的所述超聲波并生成反射信號，所述信號處理單元13用于將所述反射信號與所述脈沖信號對比得出時間數據及頻移數據，并將所述時間數據及所述頻移數據傳輸至所述處理器5。

所述信號拾取單元11包括電荷泵111及分別與所述電荷泵111和所述信號處理單元13電連接的可變電容113。在本實施例中，所述反射信號為模擬信號。

所述信號處理單元13包括模數轉換器131、數字信號芯片內核133、DSP子系統135、程序緊耦合存儲器137及數據緊耦合存儲器139。所述模數轉換器131分別與所述可變電容113和所述DSP子系統135電連接，所述數字信號芯片內核133分別與所述DSP子系統135、所述程序緊耦合存儲器137及所述數據緊耦合存儲器139電連接，所述處理器5與所述DSP子系統135電連接。

所述模數轉換器131用于將所述信號拾取單元11輸出的模擬信號轉換為數字信號。

所述數字信號芯片內核133用于處理所述反射信號與所述脈沖信號，其包括動態均衡器134。

所述DSP子系統135用于為所述數字信號芯片內核133提供電源管理和輸入輸出接口，其包括接口單元136。

所述接口單元136包括用于電源管理的VDD接口1361和GND接口1362以及分別用于與所述處理器5電連接的SCL接口1363、SDA接口1364、PULSE引腳1365、CLK接口1366及DATA接口1367。

所述程序緊耦合存儲器137用于儲存程序和算法。

所述數據緊耦合存儲器139用于儲存數據，所述動態均衡器134的特性曲線儲存于所述數據緊耦合存儲器139。具體的，麥克風單體出廠時，所述動態均衡器134的特性曲線數據通過所述SCL接口1363和所述SDA接口1364寫入所述數據緊耦合存儲器139，并通過所述SCL接口1363和所述SDA接口1364控制，即通過開啟所述動態均衡器134不僅可以提高超聲頻段的頻率響應，而且能使得頻響范圍達到100Hz-20kHz以上的超寬頻響，從而有利于提高所述麥克風1的超聲響應范圍。

此外，麥克風單體裝配入整機以后，通過標準聲源進行校準，獲取校準數據。

需要特別指出的是，一般高清音頻要求最高到16kHz。

基于所述手勢識別系統100，本發明還提供一種手勢識別方法，包括以下步驟：

步驟S1、提供麥克風1、超聲發聲器3及處理器5，所述麥克風1包括信號拾取單元11和信號處理單元13，所述處理器5發出的脈沖信號并將所述脈沖信號輸送至所述超聲發聲器3和所述信號處理單元13。在本實施例中，所述處理器5發出脈沖信號經所述PULSE引腳1365輸入所述數字信號芯片內核13。

步驟S2、所述超聲發聲器3接收所述處理器5發出的脈沖信號后發出超聲波，所述超聲波經目標物反射后傳輸至所述信號拾取單元11。

步驟S3、所述信號拾取單元11生成反射信號并將所述反射信號傳輸至所述信號處理單元13。

步驟S4、所述信號處理單元13將所述反射信號與所述脈沖信號對比得出時間數據及頻移數據，并將所述時間數據及所述頻移數據傳輸至所述處理器5。

具體的，所述模數轉換器131將所述信號拾取單元11生成的所述模擬信號轉化為所述數字信號后輸入至所述數字信號芯片內核133，所述數字信號芯片內核133通過所述反射信號和所述脈沖信號對比得到目標物的時間數據和頻移數據，并將所述時間數據和所述頻移數據通過所述SCL接口1363和所述SDA接口1364回傳給所述處理器5。

步驟S5、所述處理器5根據算法識別出相應的手勢指令。

本發明提供的手勢識別系統及采用該系統的手勢識別方法的有益效果在于：

通過所述處理器5發出脈沖信號，所述超聲發聲器3接收脈沖信號后發出超聲波，所述超聲波經目標物反射后傳輸至所述信號拾取單元11并生成反射信號，所述信號處理單元13將所述反射信號與所述脈沖信號對比得出時間數據及頻移數據，所述時間數據及頻移數據傳輸至所述處理器5，所述處理器5根據算法識別出相應的手勢指令，不僅只需要傳輸時間數據和頻移數據，而且降低了功耗和帶寬占用。

以上所述的僅是本發明的實施方式，在此應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬于本發明的保護范圍。