專利名稱：交互顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用顯示計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)控制的圖像投影儀以及投影屏幕的顯示系統(tǒng)，特別涉及一種交互顯示系統(tǒng)，其中控制是通過把激光指示器的光束按照預(yù)定的空間圖案移過投影屏幕而實(shí)現(xiàn)的。
圖表、文字以及各種圖案通常在會(huì)議和教室中通過把這些圖像光學(xué)投影到投影屏幕或墻壁上而顯示給觀眾。LCD(液晶顯示)投影儀通常被用作為圖像源，其中圖表、文字和圖像是由顯示計(jì)算機(jī)用電產(chǎn)生的，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)或者膝上式計(jì)算機(jī)，它們一般執(zhí)行例如MicrosoftPowerPoint這樣的顯示產(chǎn)生軟件。在這種顯示系統(tǒng)中，PC提供視頻輸出，例如標(biāo)準(zhǔn)VGA、超級(jí)VGA或者XGA。這些LCD/PC投影顯示系統(tǒng)變得比傳統(tǒng)的高架式投影儀和幻燈片更加普遍。
操作員無論是站在講臺(tái)上或者在觀眾面前走動(dòng)，當(dāng)他使用常規(guī)的LCD/PC投影顯示系統(tǒng)時(shí)，他不能對(duì)被顯示在投影屏幕上的圖像進(jìn)行直接控制。而常規(guī)系統(tǒng)需要操作員回到顯示計(jì)算機(jī)，或者需要坐在計(jì)算機(jī)旁的輔助人員，以便于對(duì)顯示進(jìn)行控制。在顯示計(jì)算機(jī)處，講解員或輔助人員通過鍵盤輸入或者通過“鼠標(biāo)命令”利用在計(jì)算機(jī)監(jiān)視屏幕的適當(dāng)區(qū)域上的光標(biāo)來控制顯示的圖像。操作員走到顯示計(jì)算機(jī)處或者與輔助人員交流的動(dòng)作與顯示的自然進(jìn)度和流程相偏離?？梢哉J(rèn)為操作員與聽眾的關(guān)系越密切，則他更加能夠交互的控制顯示或者改變出現(xiàn)在投影屏幕上的圖像，而不用重復(fù)地使他的注意力從屏幕轉(zhuǎn)向輔助人員或者移動(dòng)到顯示計(jì)算機(jī)處。
例如，利用公開于美國(guó)專利第5,782,548號(hào)中授于Miyashita的控制系統(tǒng)，操作員使用遙控設(shè)備來把控制信號(hào)無線發(fā)送到投影儀感應(yīng)器。該系統(tǒng)需要操作員在希望改變屏幕上的顯示圖像時(shí)從他的聽眾和投影屏幕返回，并且通過遙控設(shè)備把他注意力轉(zhuǎn)向投影儀。另外，盡管操作員通過遙控設(shè)備獲得一些靈活性，但是由于他必需停留在投影儀感應(yīng)器的范圍內(nèi)，因此該靈活性是受到限制的。
本領(lǐng)域內(nèi)已知采用激光指示器把激光點(diǎn)投射到顯示圖像的區(qū)域。這種系統(tǒng)一般需要多個(gè)步驟或運(yùn)作來對(duì)顯示執(zhí)行控制，并且這限制了顯示的自然進(jìn)度和流程。舉例來說，授于Nguyen等人的美國(guó)專利第5,682,181公開了一種系統(tǒng)，其中操作員在能夠選擇例如畫圖模式、向上翻頁(yè)等等特定功能之前調(diào)用下拉菜單。授于Marshall等人的美國(guó)專利第5,502,459號(hào)公開了一種實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)雙擊的方法，其中用戶必需首先激活，然后釋放，然后再激活，然后再次釋放激光指示器，并且保持投射的激光點(diǎn)在顯示圖像的矩形區(qū)域中。另一種系統(tǒng)需要與常規(guī)LCD/PC投影顯示系統(tǒng)使用的附加部件。例如，美國(guó)專利第5,504,501通過激光指示器提供遙控，但是需要濾光器來使激光點(diǎn)與周圍的顯示圖像相分離。
現(xiàn)在技術(shù)沒有提供這樣一種交互顯示系統(tǒng)，其中操作員能夠例如通過提供鼠標(biāo)命令來控制顯示，并且保持與聽眾的高度交互作用。因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種顯示系統(tǒng)，它克服常規(guī)顯示系統(tǒng)的缺陷。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供這樣一種系統(tǒng)，其中通過激光指示器的簡(jiǎn)單揮動(dòng)就可以執(zhí)行鼠標(biāo)命令和其它顯示功能，例如進(jìn)行到下一幅圖像、下劃線、放大、或者強(qiáng)調(diào)顯示。當(dāng)閱讀下文的具體描述時(shí)，本發(fā)明的其它目的將部分地變得更加清楚。
本發(fā)明提供一種交互顯示控制系統(tǒng)，其中講解員通過由激光指示器發(fā)射的激光點(diǎn)把預(yù)定的空間圖案投射到投影屏幕上而控制顯示。預(yù)定空間圖案被控制系統(tǒng)所獲得并且理解，隨后把顯示命令發(fā)送給投影儀。在顯示過程中，顯示計(jì)算機(jī)在其本地顯示器上產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)于該顯示的位圖。該位圖然后被發(fā)送到LCD投影儀，并且該位圖隨后投射到屏幕上。顯示是通過監(jiān)控投射到屏幕的激光點(diǎn)而控制的。激光點(diǎn)控制是通過控制系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)的。該控制系統(tǒng)包括獲取激光點(diǎn)的連續(xù)圖像的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，以及包括分析顯示圖像上激光點(diǎn)的位置的處理部分的控制模塊。當(dāng)處理部分把連續(xù)激光點(diǎn)的位置與預(yù)定的空間圖案相匹配時(shí)，發(fā)出相應(yīng)的顯示命令。該顯示命令可以發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過一個(gè)動(dòng)作做出響應(yīng)，例如進(jìn)行到下一幅電子圖像，或者該顯示命令可以執(zhí)行在控制模塊中的功能，例如強(qiáng)調(diào)顯示文本或者顯示圖像上一部分的放大。
下面參照附圖描述本發(fā)明，其中

圖1為一種交互顯示系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖，該系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)控制的圖像投影儀、投影屏幕、激光指示器、以及根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)；圖2為常規(guī)顯示系統(tǒng)的平面視圖，其中示出當(dāng)聽眾觀看投影屏幕上的顯示圖像時(shí)，操作員主要與顯示計(jì)算機(jī)相互作用；圖3為示出圖1的交互顯示系統(tǒng)的平面視圖，其中講解員主要與聽眾交互作用，并且顯示圖像顯示在投影屏幕上；圖4為圖1的系統(tǒng)的投影屏幕上的顯示圖像的示意圖，圖中示出在顯示圖像中由激光指示器所產(chǎn)生的激光點(diǎn)；圖5示出如何確定圖4的激光點(diǎn)的位置座標(biāo)；圖6為本發(fā)明中用于描述激光點(diǎn)在圖4的顯示圖像上的運(yùn)動(dòng)的弗里曼鏈碼規(guī)則的示意圖；圖7為由講解員投射到投影屏幕上預(yù)定空間圖案的圖形表示，激光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)由一系列弗里曼鏈碼來描述并且被識(shí)別為一個(gè)右手箭頭；以及圖8為根據(jù)本發(fā)明的交互顯示系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意圖。
圖1示出一種交互顯示系統(tǒng)10的第一實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明其中包括顯示計(jì)算機(jī)21，計(jì)算機(jī)控制的圖像的投影儀23、投影屏幕12、激光指示器11、以及顯示控制系統(tǒng)30。圖像投影儀23一般包括光源25和置于光源25和投影屏幕12之間的圖像屏面27。顯示控制系統(tǒng)30包括數(shù)字?jǐn)z像機(jī)31或者類似的成像設(shè)備以及控制模塊33。在顯示系統(tǒng)10的操作過程中，顯示計(jì)算機(jī)21從駐留在顯示計(jì)算機(jī)21中的顯示產(chǎn)生軟件所運(yùn)行的顯示中產(chǎn)生初始電子圖像22a。顯示程序包括一組用于在顯示過程中投射的電子圖像22a、22b、…、22k。初始電子圖像22a被顯示計(jì)算機(jī)21最好作為位像發(fā)送到控制模塊33，用于隨后發(fā)送到圖像屏面27作為投影圖像29。投影圖像29隨后投射到投影屏幕12作為相應(yīng)的初始顯示圖像13。
講解員37通過利用激光指示器11把激光束15投射到顯示圖像13上作為激光點(diǎn)16，從而交互地控制顯示系統(tǒng)10。激光指示器11最好是能夠發(fā)射波長(zhǎng)在630和670nm之間的連續(xù)和脈沖輻射光束的市場(chǎng)上可購(gòu)得的設(shè)備。講解員37把激光點(diǎn)16在投影屏幕12上移動(dòng)，以畫出預(yù)定的手勢(shì)空間圖案，從而對(duì)顯示系統(tǒng)10提供控制。隨后由控制模塊33識(shí)別該手勢(shì)空間圖案然后選擇相應(yīng)的預(yù)定的顯示命令，該手勢(shì)空間圖案可以包括水平下劃線、箭頭、圈住圖像部分的方框、或者一些其它預(yù)定的幾何圖形。該顯示命令可以執(zhí)行控制模塊33中的功能，或者可以發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)21，如下文中更加具體的描述。例如，在一種操作模式中，顯示計(jì)算機(jī)21接收顯示命令并且調(diào)用隨后的幻燈片22b，用于通過控制模塊33發(fā)送到圖案投影儀23。
可以參照?qǐng)D2和3描述本發(fā)明系統(tǒng)所具有的優(yōu)點(diǎn)。在常規(guī)顯示中，如圖2中所示，操作員17主要與顯示計(jì)算機(jī)21或者坐在顯示計(jì)算機(jī)21處的輔助人員進(jìn)行交互作用，以控制投影屏幕12上的顯示，如實(shí)線箭頭41所示。因此，操作員17與屏幕12上的顯示的交互作用有限，如虛線箭頭46所示。在觀看顯示時(shí)，聽眾19的成員把他們的注意力主要放在顯示上，如實(shí)線箭頭43所示，并且對(duì)操作員17的注意程度較低，如虛線箭頭45所示。與之相比，利用在此所公開的交互顯示系統(tǒng)10，講解員37與顯示計(jì)算機(jī)21或者與顯示控制系統(tǒng)30需要少量或者不需要交互作用，因此能夠與聽眾19進(jìn)行交互作用，如實(shí)線箭頭41所示，并且通過激光指示器11與投影屏幕12上的顯示進(jìn)行交互作用，如實(shí)線箭頭48所示。
在圖1中的顯示控制系統(tǒng)30的操作過程中，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)31指向投影屏幕12，以便于連續(xù)地采集當(dāng)前出現(xiàn)的顯示圖像13，最好以大約每秒10幀的采樣率進(jìn)行采集?？刂颇K33接收這些采集的圖像作為相應(yīng)連續(xù)的所獲取圖像63a、63b、…、63n。本領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)技術(shù)人員可以看出，所獲得圖像63a、63b、…、63n基本上是相同的，而顯示圖像13保留在投影屏幕12上，只是激光點(diǎn)16的位置在相繼的所獲得圖像之間具有變換。激光點(diǎn)16的相繼位置被分離、保留在存儲(chǔ)器34中并且被分析以識(shí)別講解員37投射到投影屏幕12上的手勢(shì)空間圖案。
控制模塊33包括檢測(cè)在相繼的所獲得圖像63a、63b…、63n中的激光點(diǎn)16的處理部分35。由于激光點(diǎn)16包括具有比構(gòu)成顯示圖像13的任何像素更大的亮度的像素，因此處理部分35可以通過檢測(cè)具有超過預(yù)定閾值的亮度的像素而定位激光點(diǎn)16，其中該閾值大于顯示圖像中出現(xiàn)的最大亮度級(jí)。處理部分35分析顯示圖像13查找這種亮像素的連續(xù)集合，其中該集合具有大于激光點(diǎn)16大小的高度或?qū)挾?。最好，激光點(diǎn)16的檢測(cè)首先在低分辨率模式中執(zhí)行(例如，其中所獲得圖像63a、63b、…、63n被看作為80×60像素的圖像)，以便于在顯示圖像13中查找激光點(diǎn)16的大約位置。例如，圖4示出激光點(diǎn)16位于構(gòu)成顯示圖像13的流程圖中的投影屏幕12。當(dāng)激光點(diǎn)16的大約位置被確定時(shí)，顯示圖像13被以160×120像素的更高分辨率進(jìn)行分析，如圖5中所示，并且激光點(diǎn)16的位置被相應(yīng)更精確地確定，在此位于位置坐標(biāo)(128,114)。
在圖1中，處理部分35對(duì)于檢測(cè)到激光點(diǎn)16的每個(gè)所獲得圖像63a、63b、…、63n，把連續(xù)位置坐標(biāo)分配給激光點(diǎn)16的位置。連續(xù)的位置坐標(biāo)被獲得或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30中，并且分析所出現(xiàn)的空間圖案?？刂颇K33還包括一個(gè)參考部分36，其中存儲(chǔ)一組預(yù)定的手勢(shì)空間圖案以及一組預(yù)先分配的顯示命令，每個(gè)顯示命令分配給(或?qū)?yīng)于)一個(gè)預(yù)先確定的手勢(shì)空間圖案。當(dāng)空間圖案被識(shí)別時(shí)，處理部分35把所識(shí)別的空間圖案與這組預(yù)定手勢(shì)空間圖案相比較。如果發(fā)現(xiàn)匹配，則處理部分35檢測(cè)到分配給匹配的預(yù)定手勢(shì)空間圖案的顯示命令，并且執(zhí)行所選擇的顯示命令。
當(dāng)發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)21時(shí)，所選擇顯示命令通過輸入端口65接收。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，輸入端口65包括串行口，顯示命令通過串行或USB電纜39發(fā)送。本領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)人員可以看出，處理部分35可以如圖中所示駐留在控制模塊33中，或者還可以駐留在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)31或者顯示計(jì)算機(jī)21中，可以作為計(jì)算機(jī)可讀指令從存儲(chǔ)介質(zhì)67中取出，或者可以分布在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)31、控制模塊33和顯示計(jì)算機(jī)21中。
當(dāng)激光點(diǎn)16在每個(gè)所獲得圖像63a、63b、…、63n中檢測(cè)時(shí)，處理部分35把位置坐標(biāo)(例如，xi,yi)分配給激光點(diǎn)16運(yùn)動(dòng)的相繼位置，以確定激光點(diǎn)16是否運(yùn)動(dòng)，并且如果運(yùn)動(dòng)的話，確定該運(yùn)動(dòng)是否是隨機(jī)或者與多個(gè)預(yù)定圖形或圖案中的一個(gè)相關(guān)。運(yùn)動(dòng)和方向可以通過分析偏移矢量ri→((xi+1-xi),(yi+1-yi))]]>的相應(yīng)序列而確定。最好，在本領(lǐng)域內(nèi)稱為弗里曼鏈碼的空間圖案識(shí)別工具被用于確定激光點(diǎn)16的運(yùn)動(dòng)，并且檢測(cè)箭頭、方框或者其它幾何圖形的形成。弗里曼鏈碼把一個(gè)數(shù)字分配給激光點(diǎn)16的平移矢量，也就是說，分配給一個(gè)描述從一幅所獲得圖像63i到下一幅所獲得圖像63i+1的運(yùn)動(dòng)的矢量。如圖6中所示，由處于 的方向矢量71所表示的垂直運(yùn)動(dòng)被分配一個(gè)“代碼1”，而由處于 的方向矢量73所表示的第三象限的對(duì)角運(yùn)動(dòng)被分配給一個(gè)“代碼6”，如此等等。處理部分35通過分析弗里曼鏈碼的結(jié)果序列，區(qū)分激光點(diǎn)16的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)與講解員37所作出的特意的手勢(shì)。
舉例來說，圖7示出如何用弗里曼鏈碼來描述一個(gè)所獲得的手勢(shì)空間圖案?？刂颇K33在5個(gè)初始連續(xù)圖像中捕獲到激光點(diǎn)16的位置坐標(biāo)，其中在四個(gè)連續(xù)圖像對(duì)中的激光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)被由方向矢量75a、75b、75c和75d所表示的一系列四個(gè)“代碼4”所描述。在5個(gè)后續(xù)圖像(即，所獲得圖像63f至63j，未示出)中激光點(diǎn)16的運(yùn)動(dòng)由方向矢量77a、77b、77c、77d、77e分別表示的一系列5個(gè)“代碼6”所描述。
處理部分35把跟隨有一系列5個(gè)連續(xù)“代碼6”的4個(gè)連續(xù)“代碼4”的所捕獲手勢(shì)空間序列與從參考部分36提供給處理部分35的預(yù)定手勢(shì)空間圖案項(xiàng)目相比較，該參考部分可以是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、固件或者查找表。匹配表明所捕獲手勢(shì)構(gòu)成一個(gè)右手箭頭51。對(duì)于構(gòu)成不同弗里曼鏈碼的隨機(jī)序列的所捕獲手勢(shì)空間圖案，處理部分35將判斷出現(xiàn)隨機(jī)激光運(yùn)動(dòng)，并且不發(fā)出顯示命令。
顯示系統(tǒng)10可以用于“鼠標(biāo)模式”中，以投射一系列Power Point幻燈片作為顯示圖像13。舉例來說，如果講解員37畫出的手勢(shì)空間圖案構(gòu)成右手箭頭51，則顯示攝像機(jī)可以通過調(diào)用在該顯示幻燈片系列中的下一幅發(fā)送到圖像投影儀23來作出響應(yīng)。也就是說，“進(jìn)行到下一幅幻燈片”的命令將對(duì)應(yīng)于或者分配給右手箭頭51。按照相同的方式，如果手勢(shì)空間圖案構(gòu)成左手箭頭，則以前的圖片將回放并且提供為投影圖像29。另外，通過預(yù)先確定的顯示命令，箭頭指示器可以被分配為改變聲音的音量，或者改變顯示的其它幻燈片特征。
講解員37還可以把激光點(diǎn)16定位在顯示圖像13的特定區(qū)域，例如在一個(gè)圖標(biāo)或者在一個(gè)菜單項(xiàng)上。處理部分35把這種情況理解為選擇該圖標(biāo)或者菜單下，等同于第一鼠標(biāo)單擊。在該選擇動(dòng)作之后，通過在預(yù)定的時(shí)間間隔(最好為三秒)脈沖發(fā)射激光指示器11而實(shí)現(xiàn)第二鼠標(biāo)單擊，而激光點(diǎn)16保留在該圖標(biāo)或菜單項(xiàng)上。另外，把激光點(diǎn)16定位在顯示圖像13的邊界處產(chǎn)生下拉菜單，用于隨后的選擇和動(dòng)作。在所選擇區(qū)域上激光點(diǎn)16的后繼單個(gè)脈沖隨后被處理部分35理解為第二鼠標(biāo)單擊。
按照這種方法，基本上可以從演示室中的任何位置把激光束15投射到顯示圖像13上，用于控制顯示，例如打開新文件、剪切或粘貼。因此，激光指示器11以鼠標(biāo)、鍵盤或者其它用于通過直接輸入到顯示計(jì)算機(jī)21來控制投影圖像29的外圍設(shè)備相同的方式來用于顯示控制器30。該控制方法在講解員37需要在講話和到處走動(dòng)的同時(shí)訪問和瀏覽互聯(lián)網(wǎng)的演示中特別有用。
另外，當(dāng)激光指示器11被脈沖發(fā)送以產(chǎn)生三個(gè)連續(xù)鼠標(biāo)單擊時(shí)，“畫圖模式”可以被激活。在畫圖模式中，激光點(diǎn)16可以用于在顯示圖像13上畫直線或曲線。為了退出畫圖模式，激光指示器11被脈沖發(fā)射產(chǎn)生四個(gè)鼠標(biāo)單擊。通過畫圖曲線，可以在演示過程中執(zhí)行其它功能。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，例如，當(dāng)講解員37在顯示圖像13的文字或圖像部分畫出水平線時(shí)，處理部分35通過把初始電子圖像22a與一個(gè)疊層組合產(chǎn)生隨后的電子圖像24，其中該疊層提供對(duì)應(yīng)于由激光點(diǎn)16所發(fā)出的水平線的強(qiáng)調(diào)顯示或下劃線。
所得的電子圖像24然后發(fā)送到投影儀23，作為具有用下劃線或者高亮強(qiáng)調(diào)顯示的相應(yīng)文字部分或圖像部分的顯示圖像13而投射。另外，當(dāng)講解員31畫出圈住一部分顯示圖像13的矩形時(shí)，初始幻燈片22在相應(yīng)部分被放大，并且作為結(jié)果電子圖像24發(fā)送，從而實(shí)現(xiàn)放大操作。
在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖8中所示，圖像投影儀23直接連接到顯示計(jì)算機(jī)21。當(dāng)控制系統(tǒng)30僅僅把鼠標(biāo)命令提供給顯示計(jì)算機(jī)21時(shí)，可以使用這種結(jié)果。該操作類似于上述的實(shí)施例，把激光點(diǎn)16投射到顯示圖像13上以提供控制。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)31采集顯示圖像13，并且所獲得圖像63a,63b,…,63n被控制模塊33中的處理部分35所分析。當(dāng)發(fā)現(xiàn)所識(shí)別手勢(shì)空間圖案與來自參考部分36的預(yù)定手勢(shì)空間圖案相匹配時(shí)，把相應(yīng)的鼠標(biāo)命令通過串行電腦39發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)21。如在以前的實(shí)施例中一樣，處理部分35的指令和參考部分36的數(shù)據(jù)可以從存儲(chǔ)介質(zhì)67中取出。
在顯示系統(tǒng)10的操作之前，控制系統(tǒng)30可以利用處理部分35來校正，以把顯示圖像13的像素和位置坐標(biāo)與構(gòu)成位于顯示計(jì)算機(jī)21中的初始電子圖像22a的相應(yīng)元素和坐標(biāo)相關(guān)聯(lián)。例如，這可以通過如下步驟實(shí)現(xiàn)ⅰ)在投影圖像29中產(chǎn)生嵌入的預(yù)定圖案(未示出)；ⅱ)通過電子攝像機(jī)(electronic camera)31獲得包括嵌入圖案的顯示圖像13；ⅲ)檢測(cè)預(yù)定圖案并且確定在由電子攝像機(jī)31所獲得的圖案中的相關(guān)位置坐標(biāo)；以及ⅳ)分析圖案坐標(biāo)，以把顯示圖案13的座標(biāo)與初始電子圖像22a的坐標(biāo)數(shù)學(xué)相關(guān)。這種校正處理在共同受讓的共同未決專利申請(qǐng)“用于校正計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的投影圖案的方法和設(shè)備”(1999年3月31日申請(qǐng)，序號(hào)為09/283,093)中有描述，該專利全文在此包含以供參考。
處理部分35還用于檢測(cè)在顯示區(qū)域中由電子攝像機(jī)31所感測(cè)的環(huán)境光亮度，以便于提供對(duì)于顯示圖像13的亮量和對(duì)比度的最佳設(shè)置。顯示圖像13的顏色平衡是通過圖像投影儀23把標(biāo)準(zhǔn)顏色校正表(未示出)投射到投影屏幕12上并且比較由電子攝像機(jī)31所獲得的投影顏色的數(shù)值而進(jìn)行優(yōu)化，圖表顏色具有已知數(shù)值。從比較結(jié)果中，處理部分35確定要做出的顏色校正，并且相應(yīng)調(diào)整顯示圖像13。
盡管本發(fā)明已參照特定實(shí)施例進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)知道本發(fā)明不限于在此所公開和/或圖中所示的特定結(jié)構(gòu)和方法，而且還包括在本明范圍內(nèi)的任何改變或等價(jià)變換。
權(quán)利要求
1．一種顯示控制系統(tǒng)，其適用于控制包括用于產(chǎn)生初始和連續(xù)電子圖像的顯示計(jì)算機(jī)的投影顯示設(shè)備、計(jì)算機(jī)控制的圖像投影儀、投影屏幕、以及以脈沖和連續(xù)輻射模式工作的激光指示器，該投影儀應(yīng)用于接收投影到投影屏幕上作為初始顯示圖像的投影儀，以及該激光指示器當(dāng)由主持人用于把激光點(diǎn)發(fā)射到投影屏幕上并且把空間圖案投影在初始顯示圖像上時(shí)提供控制，所述控制系統(tǒng)包括指向初始顯示圖像并且產(chǎn)生一系列所獲得的圖像的電子攝像機(jī)，每個(gè)所述獲得的圖像包括圖像單元；以及相應(yīng)所述獲得的圖像的控制模塊，所述控制模塊包括用于把激光點(diǎn)定位在所述獲得的圖像上的裝置；用于把位置坐標(biāo)分配給每個(gè)所述定位激光點(diǎn)的裝置，以便于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于在初始顯示圖像中的激光點(diǎn)的順序位置的的一系列位置坐標(biāo)(xi,yi)；用于分析所述位置坐標(biāo)序列的裝置，以便于捕獲由所述位置坐標(biāo)序列所形成的手勢(shì)空間圖案；用于選擇顯示命令的裝置，所述選擇的顯示命令與所述匹配的預(yù)定手勢(shì)空間圖案相關(guān)聯(lián)；以及用于響應(yīng)所述選擇的顯示命令產(chǎn)生后續(xù)電子圖案的裝置，所述后續(xù)電子圖案發(fā)送到圖像投影儀，用于作為后續(xù)顯示圖像投射到投影屏幕上。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于定位激光點(diǎn)的裝置包括用于識(shí)別亮像素的裝置，所述亮像素包括具有超過預(yù)定閾值的亮度的所獲得像素。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于定位激光點(diǎn)的裝置還包括用于識(shí)別所述亮像素的集合的裝置，所述集合包括具有超過預(yù)定值的線性尺度的相鄰像素集。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于分配位置坐標(biāo)的裝置包括用于以降低的分辨率模式分析所獲得圖像的裝置。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于分析位置坐標(biāo)的裝置包括用于推導(dǎo)一系列偏移矢量ri→((xi+1-xi),(yi+1-yi))]]>的裝置，每個(gè)所述偏移矢量對(duì)應(yīng)于在所述相繼位置坐標(biāo)中的差值。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于分析位置坐標(biāo)的裝置包括用于通過弗里曼鏈碼的序列描述所述偏移矢量的序列的裝置。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于檢測(cè)激光點(diǎn)脈沖的裝置，所述激光點(diǎn)脈沖是通過使激光指示器在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)工作在脈沖模式而產(chǎn)生的。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定時(shí)間間隔約為3秒。
9．根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)由用于分析位置坐標(biāo)的裝置在初始顯示圖像的預(yù)定范圍中檢測(cè)到基本上靜止的激光點(diǎn)時(shí)，所述顯示命令包括第一鼠標(biāo)單擊，所述第一鼠標(biāo)單擊被發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定區(qū)域包括一個(gè)圖標(biāo)。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一鼠標(biāo)單擊在所述后續(xù)的顯示圖像中提供一個(gè)下拉菜單。
12．根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)檢測(cè)到所述激光點(diǎn)脈沖時(shí)，所述顯示命令還包括第二鼠標(biāo)單擊，所述第二鼠標(biāo)單擊被發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二鼠標(biāo)單擊在所述后續(xù)顯示圖像中激活初始顯示圖像的所述預(yù)定區(qū)域的選擇。
14．根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述選擇的顯示命令包括與三個(gè)所述激光點(diǎn)脈沖相關(guān)的重疊命令，所述重疊命令產(chǎn)生后續(xù)電子圖像，構(gòu)成重疊在初始電子圖像上的重疊圖像。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述重疊圖像包括對(duì)應(yīng)于激光點(diǎn)在初始顯示圖像上平移運(yùn)動(dòng)的一條或多條曲線。
16．根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述重疊圖像包括高亮顯示區(qū)域，所述高亮顯示區(qū)域?qū)?yīng)于激光點(diǎn)在初始顯示圖像上的平移運(yùn)動(dòng)。
17．根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述一條或多條曲線確定初始顯示圖像的圍繞部分時(shí)，所述選擇的顯示命令包括放大命令，所述放大命令產(chǎn)生后續(xù)電子圖像包括初始電子圖像的放大部分，所述放大部分對(duì)應(yīng)于初始顯示圖像的所述圍繞部分。
18．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于產(chǎn)生后續(xù)電子圖像的裝置包括用于把鼠標(biāo)命令發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)的裝置，所述后續(xù)電子圖像被顯示計(jì)算機(jī)發(fā)送到圖像投影儀。
19．根據(jù)權(quán)利要求18所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述匹配的預(yù)定手勢(shì)空間圖案包括一個(gè)右手箭頭時(shí)，所述鼠標(biāo)命令包括前進(jìn)到下一幅電子圖像的命令。
20．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于存儲(chǔ)所述位置坐標(biāo)的存儲(chǔ)裝置。
21．根據(jù)權(quán)利要求20所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)裝置包括用于存儲(chǔ)所述顯示命令和所述預(yù)先確立的圖像的參考部分。
22．一種顯示控制系統(tǒng)，其適用于控制包括用于產(chǎn)生初始和連續(xù)電子圖像的顯示計(jì)算機(jī)的投影顯示設(shè)備、計(jì)算機(jī)控制的圖像投影儀、投影屏幕、以及以脈沖和連續(xù)輻射模式工作的激光指示器，該投影儀應(yīng)用于接收投影到投影屏幕上作為初始顯示圖像的投影儀，以及該激光指示器當(dāng)由主持人用于把激光點(diǎn)發(fā)射到投影屏幕上并且把空間圖案投影在初始顯示圖像上時(shí)提供控制，所述控制系統(tǒng)包括指向初始顯示圖像并且產(chǎn)生一系列所獲得的圖像的電子攝像機(jī)，每個(gè)所述獲得的圖像包括圖像單元；以及相應(yīng)所述獲得的圖像的控制模塊，所述控制模塊包括包括一組預(yù)定手勢(shì)空間圖案和一組顯示命令的存儲(chǔ)部分，每個(gè)所述的顯示命令對(duì)應(yīng)于一個(gè)所述預(yù)定手勢(shì)空間圖案；用于把該激光束定位在所述獲得的圖像中的定位電路；響應(yīng)激光點(diǎn)在所述獲得圖像中的定位的圖像處理電路，所述圖像處理電路用于把位置坐標(biāo)分配給每個(gè)所述定位的激光點(diǎn)，用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于在初始顯示圖像中的激光點(diǎn)的順序位置的的一系列位置坐標(biāo)(xi,yi)，以及用于分析所述位置坐標(biāo)序列，以便于捕獲由所述位置坐標(biāo)序列所形成的手勢(shì)空間圖案；響應(yīng)所述捕獲的手勢(shì)空間圖案的命令電路，用于把所述捕獲的手勢(shì)空間圖案與一個(gè)所述預(yù)定的手勢(shì)空間圖案相匹配，用于選擇與所述匹配的預(yù)定手勢(shì)空間圖案相對(duì)應(yīng)的一個(gè)所述顯示命令；以及用于響應(yīng)所述選擇的顯示命令產(chǎn)生鼠標(biāo)命令；所述鼠標(biāo)命令發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)，使得后續(xù)的顯示圖像投射到投影屏幕上。
23．根據(jù)權(quán)利要求22所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定位電路包括用于識(shí)別亮像素的裝置，所述亮像素包括具有超過預(yù)定閾值的亮度的所獲得像素。
24．根據(jù)權(quán)利要求23所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定位電路還包括用于識(shí)別所述亮像素的集合的裝置，所述集合包括具有超過預(yù)定值的線性尺度的相鄰像素集。
25．根據(jù)權(quán)利要求23所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理電路包括用于推導(dǎo)一系列偏移矢量ri→((xi+1-xi),(yi+1-yi))]]>的計(jì)算電路，每個(gè)所述偏移矢量對(duì)應(yīng)于在所述相繼位置坐標(biāo)中的差值。
26．根據(jù)權(quán)利要求25所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算電路還包括用于把偏移矢量的所述序列轉(zhuǎn)換為弗里曼鏈碼的序列的轉(zhuǎn)換電路。
27．一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括指示計(jì)算機(jī)作為控制系統(tǒng)的指令接收?qǐng)D像的鄰接樣本，每個(gè)所述圖像包括多個(gè)像素；檢測(cè)在每個(gè)所述圖像系列中的亮像素的連續(xù)集合；把連續(xù)位置坐標(biāo)(xi,yi)分配給連續(xù)的所述檢測(cè)的亮像素；分析所述位置坐標(biāo)的系列，以便于識(shí)別手勢(shì)空間圖案；以及根據(jù)所述手勢(shì)空間圖案的識(shí)別產(chǎn)生顯示命令。
28．根據(jù)權(quán)利要求27所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述分析系列位置坐標(biāo)的操作包括推導(dǎo)一系列偏移矢量ri→((xi+1-xi),(yi+1-yi))]]>的操作，每個(gè)所述偏移矢量對(duì)應(yīng)于在所述相繼位置坐標(biāo)中的差值。
29．根據(jù)權(quán)利要求28所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述推導(dǎo)偏移矢量的序列的操作包括通過弗里曼鏈碼的序列描述所述偏移矢量的序列的操作。
30．根據(jù)權(quán)利要求27所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述顯示命令包括鼠標(biāo)命令。
31．一種用于控制顯示裝置的方法，該顯示裝置包括把顯示圖像序列投射到投影屏幕上的計(jì)算機(jī)控制圖像投影儀，控制是通過講解員利用激光指示器把激光點(diǎn)投射到投影屏幕上而實(shí)現(xiàn)的，激光點(diǎn)按照預(yù)定的手勢(shì)空間圖案在顯示圖像上移動(dòng)，所述的方法包括如下步驟把一系列位置坐標(biāo)分配給每個(gè)所獲得圖像中的激光點(diǎn)的位置；分析所述系列位置坐標(biāo)，以識(shí)別由該激光點(diǎn)所產(chǎn)生的手勢(shì)空間圖案；以及根據(jù)所述手勢(shì)空間圖案的識(shí)別產(chǎn)生顯示命令。
32．根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，還包括把所述識(shí)別的手勢(shì)空間圖案與預(yù)定手勢(shì)空間圖案相匹配的步驟。
33．根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述分析所述位置坐標(biāo)的步驟包括檢測(cè)亮的所獲得像素的步驟，每個(gè)所述亮的所獲得像素具有超過預(yù)定閾值的亮度。
34．根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括把亮的所獲得像素的集合識(shí)別為激光點(diǎn)的步驟，所述集合包括具有超過預(yù)定閾值的線性尺度的連續(xù)所獲得像素的集合。
35．根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括檢測(cè)基本上固定的激光點(diǎn)的步驟。
36．根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)所述基本固定的激光點(diǎn)的檢測(cè)選擇原始幻燈片的一部分的步驟。
37．根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，還包括檢測(cè)脈沖激光點(diǎn)的步驟。
38．根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)所述脈沖激光點(diǎn)的檢測(cè)在所述后續(xù)顯示圖像中繪制曲線的步驟，所述繪制曲線對(duì)應(yīng)于所述激光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。
39．根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，還包括加亮所述后續(xù)顯示圖像的一部分的步驟，所述加亮部分對(duì)應(yīng)于所述繪制的曲線。
40．根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述分析步驟包括通過弗里曼鏈碼描述所述識(shí)別的手勢(shì)空間圖案的步驟。
41．根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生步驟包括當(dāng)所述識(shí)別的手勢(shì)空間圖案包括箭頭形狀時(shí)產(chǎn)生系列顯示圖像的步驟。
全文摘要
一種交互顯示控制系統(tǒng),采用顯示計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)控制的圖像投影儀、激光指示器、以及投影屏幕,包括數(shù)字?jǐn)z像機(jī)以及控制模塊。該顯示計(jì)算機(jī)產(chǎn)生投射到投影屏幕上作為顯示圖像的電子圖像。在操作過程中,講解員利用激光指示器來把預(yù)定的手勢(shì)空間圖案畫在顯示圖像上。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)獲得這些顯示圖像,在控制模塊中的處理部分從這些圖像分析和識(shí)別手勢(shì)空間圖案。所識(shí)別的手勢(shì)空間圖案被與一組預(yù)定圖案相比較,以找出匹配,并且選擇相關(guān)的顯示命令。該顯示命令可以在控制模塊中執(zhí)行或者被發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī),通過例如前進(jìn)到下一幅圖像、加亮文字段落、或者放大圖像這樣的某種動(dòng)作來改變顯示圖像。
文檔編號(hào)G06F3/038GK1289086SQ0012880
公開日2001年3月28日 申請(qǐng)日期2000年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月21日
發(fā)明者林尚宏 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社