專利名稱：指針輸入系統(tǒng)的輸入及校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種輸入方法，特別是關(guān)于一種指針輸入系統(tǒng)的輸入及校正方法。

背景技術(shù)：
目前信息系統(tǒng)的輸入方法主要有鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球、光筆及觸控式面板等數(shù)種，其中軌跡球的輸入方法并不適合做為直立式大面積的屏幕書寫輸入使用，而光筆的結(jié)構(gòu)只適用于掃描式屏幕的輸入，例如陰極射線管(CRT)屏幕，無法對(duì)于投影機(jī)所產(chǎn)生的影像達(dá)到輸入的功能，觸控式面板當(dāng)面積過大時(shí)有對(duì)位不易及攜帶不便等缺點(diǎn)，至于傳統(tǒng)傳感器的輸入方法，則因一般光學(xué)鏡頭皆有明顯的桶狀或枕狀變形量，在使用中常因人為疏失或觸碰到設(shè)備裝置使得原有校正效果消失而造成使用中斷，因此目前對(duì)于直立式大面積的投影屏幕輸入仍是靠著單一的鍵盤及鼠標(biāo)經(jīng)由計(jì)算機(jī)來達(dá)成，但當(dāng)需要多方輸入或意見交換時(shí)對(duì)于單一的輸入設(shè)備實(shí)屬不便。
因此，一種便于校正、具有精確定位及高分辨率的指針輸入系統(tǒng)的輸入方法，乃為所冀。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，在于提供一種指針輸入系統(tǒng)的輸入方法。
本發(fā)明的目的之一，在于提供一種指針輸入系統(tǒng)的設(shè)定方法。
本發(fā)明的目的之一，在于提供一種指針輸入系統(tǒng)的校正方法。
根據(jù)本發(fā)明，一種指針輸入系統(tǒng)上的輸入方法，該指針輸入系統(tǒng)完成一設(shè)定程序及一校正程序，得到一空間轉(zhuǎn)換關(guān)系及過亮點(diǎn)位置，該方法包括輸入至少一個(gè)光點(diǎn)至一屏幕，并利用一感光裝置系統(tǒng)拍攝該屏幕，得到一光點(diǎn)影像，接著，忽略該光點(diǎn)影像中的該過亮點(diǎn)位置，檢查其余部分滿足光點(diǎn)特征條件之處，以識(shí)別該光點(diǎn)影像中對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)光點(diǎn)，得到至少一個(gè)光點(diǎn)信息，之后將該至少一個(gè)光點(diǎn)信息以該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)輸入信息，用以操作一信息系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，一種指針輸入系統(tǒng)的設(shè)定方法，該方法包括輸入一畫面至一屏幕，并利用一感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到一影像，之后分析該影像的色彩信息，以記錄過亮點(diǎn)位置。
根據(jù)本發(fā)明，一種指針輸入系統(tǒng)的校正方法，該方法包括輸入一參考畫面至該屏幕，并利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到一參考影像，該參考畫面具有多個(gè)參考點(diǎn)，接著，利用一色彩臨界值識(shí)別該參考影像中對(duì)應(yīng)的多個(gè)參考點(diǎn)，之后將識(shí)別到的參考點(diǎn)與該參考資料比對(duì)，以決定該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系。



圖1是感光系統(tǒng)的示意圖； 圖2是指針輸入系統(tǒng)的配置示意圖； 圖3是投射一參考畫面以得到空間轉(zhuǎn)換關(guān)系的示意圖； 圖4是本發(fā)明的參考畫面實(shí)施例； 圖5是將該參考畫面縮小尺寸投射于該屏幕左下角的示意圖； 圖6是將識(shí)別到的參考點(diǎn)投射于該屏幕的示意圖； 圖7顯示不同的參考畫面的參考點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)； 圖8是投影機(jī)將系統(tǒng)畫面的比例放寬的示意圖； 圖9是根據(jù)黑色參考值與白色參考值得到一色彩臨界值的示意圖； 圖10是根據(jù)各區(qū)域個(gè)別的黑色參考值與白色參考值得到各區(qū)域個(gè)別的色彩臨界值的示意圖； 圖11是利用感光裝置拍攝屏幕的示意圖； 圖12是過亮點(diǎn)位置的示意圖； 圖13是忽略該過亮點(diǎn)位置以定義光點(diǎn)臨界值的示意圖； 圖14是忽略該過亮點(diǎn)位置以定義不同區(qū)域個(gè)別的光點(diǎn)臨界值的示意圖； 圖15是忽略該過亮點(diǎn)位置識(shí)別對(duì)應(yīng)的光點(diǎn)的示意圖； 圖16是滿足光點(diǎn)特征條件相鄰的像素所形成的區(qū)塊，以及間隔式掃描光點(diǎn)影像的像素的示意圖； 圖17是識(shí)別光點(diǎn)位置的示意圖； 圖18是實(shí)際上因感光裝置鏡頭的曝光時(shí)間拍攝到的線形對(duì)應(yīng)光點(diǎn)的示意圖； 圖19是根據(jù)先前儲(chǔ)存的光點(diǎn)信息判斷光點(diǎn)移動(dòng)方向以定義出終端部分的示意圖； 圖20是根據(jù)先前儲(chǔ)存的光點(diǎn)信息產(chǎn)生預(yù)測(cè)的光點(diǎn)信息的示意圖； 圖21是根據(jù)先前儲(chǔ)存的光點(diǎn)信息產(chǎn)生補(bǔ)償?shù)墓恻c(diǎn)信息的示意圖； 圖22是該光點(diǎn)影像的重點(diǎn)部分的示意圖；以及 圖23是設(shè)定感應(yīng)點(diǎn)以判斷環(huán)境光線的變化的示意圖。
圖號(hào)說明 10感光裝置 12感光裝置系統(tǒng) 12a 感光裝置的拍攝范圍 14感光裝置的焦點(diǎn)平面 16 光學(xué)透鏡組合 18 偏極光濾光片 20 光點(diǎn)影像 22 參考影像 24 影像 30 信息系統(tǒng) 32 處理器 34 系統(tǒng)畫面 40 投影機(jī) 40a 投影機(jī)的投射范圍 40b 光點(diǎn)影像對(duì)應(yīng)的投影機(jī)投射范圍 50 屏幕 50a 光點(diǎn)影像對(duì)應(yīng)的屏幕 60 參考畫面 60a 參考點(diǎn) 60b 光點(diǎn)影像對(duì)應(yīng)的參考點(diǎn) 60_1參考畫面 60_2參考畫面 60_2參考畫面 62 參考畫面 63 參考畫面 64 參考畫面 65 參考畫面 70 指針 70a 光點(diǎn) 70b 光點(diǎn)影像對(duì)應(yīng)的光點(diǎn) 80區(qū)決 90區(qū)塊 91移動(dòng)方向 92終端部分
具體實(shí)施例方式 如圖1所示，一感光裝置10的焦點(diǎn)平面14與原點(diǎn)的距離為L，在空間中的點(diǎn)M(X，Y，Z)成像于焦點(diǎn)平面14得到m(x，y，z)=m(X*L/Z，Y*L/Z，L)，若考慮光學(xué)透鏡組合16中透鏡的變形量，則因該透鏡的變形量是以中心點(diǎn)形成極坐標(biāo)式對(duì)稱，因此需找出該光學(xué)透鏡組合16相對(duì)于感光裝置10的中心點(diǎn)位置并將原坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至極坐標(biāo)系統(tǒng)中根據(jù)公式1至公式4進(jìn)行三度空間相對(duì)應(yīng)關(guān)系的處理 m＝A[RT]M(公式1) (公式2) (公式3) (公式4) r2＝x2+y2 其中矩陣A是感光裝置10與光學(xué)透鏡組合16所組合成的數(shù)學(xué)矩陣，fx與fy代表X軸與Y軸上的焦點(diǎn)距離，cx與cy為光學(xué)透鏡組合16在感光裝置10上所成像的中心點(diǎn)，x與y代表以cx與cy為中心點(diǎn)在感光裝置10上的坐標(biāo)位置，矩陣R與矩陣T是三度空間中旋轉(zhuǎn)夾角與位移量所形成的轉(zhuǎn)換矩陣，k1是二次徑向變形量，k2是四次徑向變形量，p1是二次切線方向變形量，p2為四次切線方向變形量。
如圖2所示，為了操作信息系統(tǒng)30，一顯示系統(tǒng)40(例如投影機(jī))，將信息系統(tǒng)30的系統(tǒng)畫面34輸入至屏幕50，利用一指針70輸入一光點(diǎn)72至屏幕50，并安排感光裝置系統(tǒng)12拍攝屏幕50，將拍攝到的光點(diǎn)影像20傳送至一處理器32(例如該信息系統(tǒng)30的處理器)分析，并將光點(diǎn)影像20轉(zhuǎn)換為操作信息系統(tǒng)30的輸入信息I。感光裝置系統(tǒng)12前方可設(shè)置一組光學(xué)透鏡組合16，以利于將屏幕50上的影像成像于感光裝置系統(tǒng)12上，及設(shè)置一偏極光濾光片18，以濾除環(huán)境中或顯示系統(tǒng)的偏極光，增強(qiáng)識(shí)別效果。其中框架40a是顯示系統(tǒng)40的輸入范圍，框架12a是感光裝置系統(tǒng)12的拍攝范圍。
為了使光點(diǎn)影像20可轉(zhuǎn)換為操作信息系統(tǒng)30的輸入信息I，需執(zhí)行一校正程序，以及為了識(shí)別光點(diǎn)影像20中對(duì)應(yīng)的光點(diǎn)，需執(zhí)行一設(shè)定程序。該校正程序的校正方法與該設(shè)定程序的設(shè)定方法分述如下 校正方法 圖3是本發(fā)明的校正方法的一實(shí)施例。輸入一參考畫面60至屏幕50，參考畫面60具有多個(gè)參考點(diǎn)60a，經(jīng)過感光裝置系統(tǒng)12拍攝成一參考影像22，經(jīng)由圖像識(shí)別軟件識(shí)別參考影像22中對(duì)應(yīng)的多個(gè)參考點(diǎn)60b后，利用空間相對(duì)位移與旋轉(zhuǎn)量計(jì)算工具程序?qū)⒆R(shí)別到的參考點(diǎn)與一參考資料的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的相對(duì)位置及三度空間相對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到空間旋轉(zhuǎn)位移量參數(shù)，即為屏幕50與感光裝置系統(tǒng)12的三度空間相互對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，再比較該多個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的三度空間坐標(biāo)點(diǎn)的相對(duì)位置，并利用透鏡變形公式得到感光裝置系統(tǒng)12光學(xué)鏡頭的變形光學(xué)參數(shù)，以進(jìn)一步修正屏幕50與感光裝置系統(tǒng)12三度空間位置相互對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系精確性，便得到最后的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系C，該透鏡變形公式包括公式4。更進(jìn)一步，檢測(cè)信息系統(tǒng)30的系統(tǒng)畫面34的像素?cái)?shù)量或比例等資料，包括自動(dòng)檢測(cè)或手動(dòng)輸入，以做為該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系C的參考。其中，如圖4所示，參考畫面60可以是西洋棋盤方格圖形62、方塊圖形63或十字圖形64，或是其它任何預(yù)先決定的圖形，并且，如圖5所示，參考畫面60可以任意尺寸輸入于屏幕50的任一處。為得到好的校正效果，如圖6所示，可將識(shí)別到的參考點(diǎn)顯示于一顯示器，例如直接輸入于屏幕50的一部分，以供使用者調(diào)整感光裝置系統(tǒng)12的方向。由于輸入一張參考畫面，可能因?yàn)樽R(shí)別到的參考點(diǎn)不足而無法判斷對(duì)應(yīng)點(diǎn)，在另一實(shí)施例中，可逐次輸入不同的參考畫面至屏幕50，每個(gè)參考畫面具有至少一個(gè)參考點(diǎn)，不同的參考畫面所對(duì)應(yīng)的參考資料已定義有參考點(diǎn)的坐標(biāo)，如圖7所示，逐次輸入具有參考畫面60的部分參考點(diǎn)的參考畫面60_1至60_n，感光裝置系統(tǒng)12逐次拍攝下這些參考畫面，經(jīng)過識(shí)別對(duì)應(yīng)的參考點(diǎn)后，將識(shí)別到的參考點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的參考資料比對(duì)，根據(jù)每個(gè)參考資料所定義的坐標(biāo)，借由前述數(shù)學(xué)方法，以得到空間轉(zhuǎn)換關(guān)系C。另外，由于顯示系統(tǒng)40的設(shè)定不良，或屏幕50的扭曲變形，如圖8所示，顯示系統(tǒng)40將系統(tǒng)畫面34的比例放寬，可能導(dǎo)致得到的轉(zhuǎn)換關(guān)系C不佳，在取得轉(zhuǎn)換關(guān)系C后，以空間轉(zhuǎn)換關(guān)系C將識(shí)別到的參考點(diǎn)與參考資料轉(zhuǎn)換為相同的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行核對(duì)，以驗(yàn)證該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系是否合適，做為該校正程序是否成功的判斷條件之一。
在參考畫面60為兩色畫面的情況下，為了識(shí)別圖3的參考影像22對(duì)應(yīng)的參考點(diǎn)60b，需定義參考影像22中的黑色與白色，其方法包括輸入一全白畫面至屏幕50，經(jīng)過感光裝置系統(tǒng)12拍攝后得到一白色畫面，分析該白色畫面的色彩信息，例如色彩強(qiáng)度、亮度等，得到一白色參考值Wth，同樣地，輸入一全黑畫面，經(jīng)過感光裝置系統(tǒng)12拍攝后得到一黑色畫面，分析該黑色畫面的色彩信息，得到一黑色參考值Bth，如圖9所示，將白色參考值Wth與黑色參考值Bth平均計(jì)算，得到一黑白色彩臨界值Cth，根據(jù)此黑白色彩臨界值Cth，將圖3的參考影像22中特征值(例如色彩強(qiáng)度(Intensity)、亮度(Brightness)或灰階值(Gray Scale))大于該黑白色彩臨界值Cth的地方判斷為白色，特征值小于該黑白色彩臨界值Cth的地方判斷為黑色。然而，由于環(huán)境中的光線的影響、透鏡的差異或感光裝置系統(tǒng)的不均勻性使得拍攝到的影像亮度不均勻，為得到更精確的黑白色彩臨界值Cth，如圖10所示，將該白色畫面與該黑色畫面定義為同樣的多個(gè)區(qū)域r1、r2、r3，根據(jù)各區(qū)域的色彩信息，設(shè)定各區(qū)域的黑白色彩臨界值Cth1、Cth2、Cth3，將該參考影像22定義成同樣的多個(gè)區(qū)域r1、r2、r3，以各區(qū)域的黑白色彩臨界值Cth1、Cth2、Cth3判斷白色與黑色。更進(jìn)一步，拍攝多數(shù)張白畫面與多數(shù)張黑色畫面，平均計(jì)算該多數(shù)張白色畫面與該多數(shù)張黑色畫面在各區(qū)域的色彩信息，以得到更精確的黑白色彩臨界值Cth1、Cth2、Cth3。其中該多個(gè)區(qū)域包括一個(gè)像素為一區(qū)域至多個(gè)像素為一區(qū)域。
設(shè)定方法 圖11是本發(fā)明的設(shè)定方法的一實(shí)施例，輸入一白色或其它顏色畫面65至屏幕50，利用感光裝置系統(tǒng)12拍攝屏幕50，得到一影像24，將該影像24傳送至處理器32分析色彩信息，如圖12所示，記錄下特征值(例如色彩強(qiáng)度(Intensity)、亮度(Brightness)或灰階值(Gray Scale))超過一過亮臨界值Oth的位置，定義為過亮點(diǎn)(Spot)，其中，圖中Mth是代表特征值一最大程度值，例如最大灰階值255等。更進(jìn)一步，如圖12所示，調(diào)整感光裝置系統(tǒng)12的噪聲比，使得感光裝置系統(tǒng)12所拍攝到的畫面除了過亮點(diǎn)位置S以外，其余部分特征值的極大值Max低于一噪聲臨界值Nth。之后，如圖13所示，根據(jù)影像24除了過亮點(diǎn)位置S以外其余部分的色彩信息，例如將極大值Max往上加一數(shù)值，設(shè)定為一光點(diǎn)臨界值Pth，以做為后來判斷光點(diǎn)的光點(diǎn)特征條件之一。如為得到更精確的光點(diǎn)臨界值Pth，如圖14所示，將影像24定義為多個(gè)區(qū)域r1、r2、r3，根據(jù)各區(qū)域的色彩信息，例如除了過亮點(diǎn)位置S以外的極大值Max1、Max2、Max3往上加一數(shù)值，設(shè)定為各區(qū)域的光點(diǎn)臨界值Pth1、Pth2、Pth3。其中該多個(gè)區(qū)域包括一個(gè)像素為一區(qū)域至多個(gè)像素為一區(qū)域。
在該校正程序與該設(shè)定程序結(jié)束后，得到了空間轉(zhuǎn)換關(guān)系C、過亮點(diǎn)位置S及光點(diǎn)臨界值Pth?；氐綀D2，指針70在屏幕50上輸入光點(diǎn)72，經(jīng)由感光裝置系統(tǒng)12拍攝屏幕50，得到光點(diǎn)影像20，將光點(diǎn)影像20傳送至處理器32分析，以辨視光點(diǎn)影像20中對(duì)應(yīng)的光點(diǎn)70b。如圖15所示，忽略光點(diǎn)影像20中的過亮點(diǎn)位置S，檢查其余部分滿足光點(diǎn)特征條件之處，例如特征值大于該光點(diǎn)臨界值Pth之處，其中，該光點(diǎn)特征條件包括亮度或色相等設(shè)定條件。接著，將滿足該光點(diǎn)特征條件相鄰的像素歸為同一區(qū)塊，如圖16所示，計(jì)算區(qū)塊80的平均亮度、色相、長寬及面積等信息。其中若區(qū)塊80的面積小于一第一參考值或大于一第二參考值的區(qū)塊則不被視為光點(diǎn)。若一區(qū)塊被判定為光點(diǎn)，可根據(jù)區(qū)該區(qū)塊的特征值計(jì)算出光點(diǎn)位置，如圖17所示，計(jì)算各像素(或?qū)⒍鄠€(gè)像素視為一像素區(qū)域)的特征值在該區(qū)塊的比例中心，做為光點(diǎn)位置，該特征值具有三個(gè)以上的程度值，例如256階灰階值，以使得光點(diǎn)位置較精確。分析完成后，得到一光點(diǎn)信息，并利用空間轉(zhuǎn)換關(guān)系C轉(zhuǎn)換為操作信息系統(tǒng)30的輸入信息I。該光點(diǎn)信息包括光點(diǎn)位置信息。更進(jìn)一步，將該光點(diǎn)信息加以儲(chǔ)存，當(dāng)該光點(diǎn)72在屏幕50上移動(dòng)時(shí)，感光裝置系統(tǒng)12亦連續(xù)拍攝屏幕50，并根據(jù)儲(chǔ)存的光點(diǎn)信息監(jiān)控光點(diǎn)的連續(xù)移動(dòng)及追蹤連續(xù)移動(dòng)的相對(duì)位置。在不同的實(shí)施例中，可利用多個(gè)指針70在屏幕50上輸入多個(gè)光點(diǎn)72，以可達(dá)成多方輸入或意見交換功能，其識(shí)別光點(diǎn)的方法與上述相同。
由于從識(shí)別光點(diǎn)至轉(zhuǎn)換為輸入信息I需要一處理時(shí)間，使得操作畫面與實(shí)際的指針輸入有延遲，為減少此延遲時(shí)間，有下列方法 1.當(dāng)圖2的光點(diǎn)72在屏幕50上移動(dòng)時(shí)，由于感光裝置系統(tǒng)12的傳感器具有一反應(yīng)時(shí)間，因此，如圖18所示，光點(diǎn)影像20成像的對(duì)應(yīng)光點(diǎn)70b為一線狀。當(dāng)一區(qū)塊已被判定為光點(diǎn)，如圖19所示，根據(jù)先前儲(chǔ)存的光點(diǎn)信息，判斷光點(diǎn)移動(dòng)的方向，如箭頭91所示，以定義區(qū)塊90的終端部分92，例如后三分之一的部分，再根據(jù)區(qū)塊80終端部分92的色彩信息計(jì)算出光點(diǎn)位置，例如計(jì)算各像素或像素區(qū)域的特征值在區(qū)塊92的比例中心。
2.如圖20所示，根據(jù)先前儲(chǔ)存的光點(diǎn)信息D1-D4利用外插算法計(jì)算至少一個(gè)外插值，以產(chǎn)生至少一個(gè)預(yù)測(cè)的光點(diǎn)信息P，以跟上實(shí)際的指針輸入。更進(jìn)一步，為使該輸入信息I可以更加豐富，使操作畫面順暢，如圖21所示，可根據(jù)先前儲(chǔ)存的光點(diǎn)信息D1-D4及至少一個(gè)預(yù)測(cè)的光點(diǎn)信息P利用內(nèi)插算法計(jì)算至少一個(gè)內(nèi)插值，以產(chǎn)生至少一個(gè)補(bǔ)嘗的光點(diǎn)信息R。
3.如圖22所示，利用空間轉(zhuǎn)換關(guān)系C，可以推算出光點(diǎn)影像20中感興趣的部分(Region of Interesting)，例如對(duì)應(yīng)的顯示系統(tǒng)輸入范圍41b，當(dāng)分析光點(diǎn)影像20時(shí)，僅分析該感興趣的部分可加快處理速度。
4.如同前述，光點(diǎn)的面積在光點(diǎn)影像20中通常相當(dāng)于數(shù)十個(gè)或數(shù)百個(gè)像素而非僅相當(dāng)于一個(gè)像素，如圖16所示，因此即使間隔性的分析如箭頭所標(biāo)示的行列，也可以識(shí)別出光點(diǎn)。其中，間隔可不限于一行或一列分析，也可隔兩行或不定列分析。
5.以影像尺寸比該校正程序中所使用的影像尺寸更小的影像規(guī)格拍攝光點(diǎn)影像20，以加快實(shí)時(shí)處理速度 由于環(huán)境中的光線不斷變化，因此，設(shè)定至少一個(gè)的感應(yīng)點(diǎn)，根據(jù)該感應(yīng)點(diǎn)的色彩信息，作為環(huán)境中的光線變化依據(jù)，如圖23所示，感應(yīng)點(diǎn)A1-A4設(shè)置于上述感興趣的部分41b以外的區(qū)域，避開投影機(jī)投射的光線，當(dāng)環(huán)境中的光線變化過大時(shí)，可重新調(diào)整各種參數(shù)、臨界值或做其它利用。
另外，為達(dá)到良好的校正效果、設(shè)定效果或識(shí)別效果，在過程中可自動(dòng)最佳化感光裝置系統(tǒng)12的感光參數(shù)。利用輸入一第二畫面，例如該參考畫面60，一邊調(diào)整感光裝置系統(tǒng)12的感光參數(shù)一邊朝屏幕50拍攝，得到對(duì)應(yīng)不同感光參數(shù)的多個(gè)第二影像，識(shí)別該多個(gè)第二影像中對(duì)應(yīng)的多個(gè)參考點(diǎn)，并記錄識(shí)別到的參考點(diǎn)數(shù)目，最后以該多個(gè)第二影像中識(shí)別到最多參考點(diǎn)數(shù)目的一標(biāo)的影像對(duì)應(yīng)的感光參數(shù)設(shè)定感光裝置系統(tǒng)12。
本發(fā)明中，感光裝置系統(tǒng)12包括多個(gè)感光裝置10由不同方向拍攝屏幕50，當(dāng)主要感光裝置未拍到影像時(shí)，立即切換到其它感光裝置進(jìn)行拍攝，以達(dá)到無死角全面觀測(cè)的目的。顯示系統(tǒng)40包括多個(gè)投影機(jī)，當(dāng)屏幕很大時(shí)，可同時(shí)使用多個(gè)投影機(jī)投影與多個(gè)感光裝置10分區(qū)拍攝以增加分辨率，投影機(jī)包括背投式投影機(jī)系統(tǒng)。所有的資料可包含在相同的信息系統(tǒng)中或是獨(dú)立的信息系統(tǒng)中進(jìn)行處理與識(shí)別。屏幕50可為平面、規(guī)則曲面或不規(guī)則曲面的主動(dòng)屏幕或被動(dòng)屏幕，其中，主動(dòng)屏幕包括陰極射線管屏幕、液晶屏幕、等離子屏幕或背投式投影機(jī)屏幕，被動(dòng)屏幕包括前投式投影機(jī)的散射式屏幕。
權(quán)利要求
1.一種在指針輸入系統(tǒng)上輸入的方法，該指針輸入系統(tǒng)完成一設(shè)定程序及一校正程序，得到一空間轉(zhuǎn)換關(guān)系及過亮點(diǎn)位置，該方法包括下列步驟
輸入至少一個(gè)光點(diǎn)至一屏幕，并利用一感光裝置系統(tǒng)拍攝該屏幕，得到一光點(diǎn)影像；
忽略該光點(diǎn)影像中的該過亮點(diǎn)位置，檢查其余部分滿足光點(diǎn)特征條件之處，以識(shí)別該光點(diǎn)影像中對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)光點(diǎn)，得到至少一個(gè)光點(diǎn)信息；以及
將該至少一個(gè)光點(diǎn)信息以該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)輸入信息，用以操作一信息系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該光點(diǎn)特征條件包括特征值大于一光點(diǎn)臨界值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中該特征值包括色彩強(qiáng)度、亮度或灰階值。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該識(shí)別該光點(diǎn)影像中對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)光點(diǎn)，得到至少一個(gè)光點(diǎn)信息的步驟包括
將該光點(diǎn)影像中滿足該光點(diǎn)特征條件相鄰的像素歸為同一區(qū)塊；以及
面積大小不介于一參考范圍的區(qū)塊不被視為光點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該至少一個(gè)光點(diǎn)信息包括光點(diǎn)位置信息。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該識(shí)別該光點(diǎn)影像中對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)光點(diǎn)，得到至少一個(gè)光點(diǎn)信息的步驟包括
將該光點(diǎn)影像中滿足該光點(diǎn)特征條件相鄰的像素歸為同一區(qū)塊；以及
當(dāng)一區(qū)塊被判定為光點(diǎn)時(shí)，計(jì)算各像素或多個(gè)像素所組成的各像素區(qū)域的特征值在該區(qū)塊的比例中心，以產(chǎn)生該光點(diǎn)位置信息；
其中，該特征值具有三個(gè)以上的程度值。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該特征值包括色彩強(qiáng)度、亮度或灰階值。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括儲(chǔ)存該至少一個(gè)光點(diǎn)信息，以監(jiān)控該至少一個(gè)光點(diǎn)的連續(xù)移動(dòng)及追蹤該至少一個(gè)光點(diǎn)連續(xù)移動(dòng)的相對(duì)位置。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該識(shí)別該光點(diǎn)影像中對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)光點(diǎn)，得到至少一個(gè)光點(diǎn)信息的步驟包括
將該光點(diǎn)影像中滿足該光點(diǎn)特征條件相鄰的像素歸為同一區(qū)塊；
當(dāng)一區(qū)塊被判定為光點(diǎn)時(shí)，根據(jù)先前儲(chǔ)存的光點(diǎn)信息，判斷該至少一個(gè)光點(diǎn)的移動(dòng)方向，以定義該區(qū)塊的終端部分；以及
根據(jù)該區(qū)塊的終端部分的色彩信息產(chǎn)生該光點(diǎn)位置信息。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括根據(jù)先前儲(chǔ)存的光點(diǎn)信息利用外插算法計(jì)算至少一個(gè)外插值，以產(chǎn)生至少一個(gè)預(yù)測(cè)的光點(diǎn)信息。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括根據(jù)先前儲(chǔ)存的光點(diǎn)信息及該至少一個(gè)預(yù)測(cè)的光點(diǎn)信息，利用內(nèi)插算法計(jì)算至少一個(gè)的內(nèi)插值，以產(chǎn)生至少一個(gè)補(bǔ)償?shù)墓恻c(diǎn)信息。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以影像尺寸比該校正程序中所使用的影像尺寸更小的影像規(guī)格拍攝該光點(diǎn)影像，以加快識(shí)別速度。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括當(dāng)識(shí)別該光點(diǎn)影像時(shí)，間隔式掃描該光點(diǎn)影像的像素的行或列。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括
根據(jù)該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系推算該光點(diǎn)影像的一感興趣的部分；以及
當(dāng)識(shí)別該光點(diǎn)影像時(shí)，縮限于僅分析該感興趣的部分。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括設(shè)定至少一個(gè)感應(yīng)點(diǎn)位置，根據(jù)該至少一個(gè)感應(yīng)點(diǎn)位置的色彩信息判斷是否應(yīng)調(diào)整該指針輸入系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括自動(dòng)最佳化該感光裝置系統(tǒng)的感光參數(shù)，其步驟包括
輸入一第二畫面至該屏幕，并一邊調(diào)整該感光裝置系統(tǒng)的感光參數(shù)一邊朝該屏幕拍攝，得到對(duì)應(yīng)不同感光參數(shù)的多個(gè)第二影像，該畫面具有多個(gè)參考點(diǎn)；
識(shí)別該多個(gè)第二影像中對(duì)應(yīng)的多個(gè)參考點(diǎn)，并記錄識(shí)別到的參考點(diǎn)數(shù)目；以及
找到該多個(gè)第二影像中識(shí)別到最多參考點(diǎn)數(shù)目的一標(biāo)的影像，并以該標(biāo)的影像所對(duì)應(yīng)的感光參數(shù)設(shè)定該感光裝置系統(tǒng)。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括配置至少一個(gè)偏極光濾光片于該感光裝置系統(tǒng)與該屏幕之間，以濾除單色或多色的偏極光。
18.一種指針輸入系統(tǒng)的設(shè)定方法，該方法包括下列步驟
輸入一畫面至一屏幕，并利用一感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到一影像；以及
分析該影像的色彩信息，以記錄過亮點(diǎn)位置。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括
輸入一第二畫面至該屏幕，并利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到一第二影像；以及
忽略該第二影像中的該過亮點(diǎn)位置，根據(jù)其余部分的色彩信息決定一光點(diǎn)臨界值。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括
輸入一第二畫面至該屏幕，并利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到一第二影像；以及
將該第二影像劃分為多個(gè)區(qū)域；以及
忽略該第二影像中的該過亮點(diǎn)位置，根據(jù)其余部分在該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的色彩信息決定該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的光點(diǎn)臨界值。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括于調(diào)整該感光裝置系統(tǒng)的噪聲比，使得該感光裝置系統(tǒng)僅能拍攝到除了該過亮點(diǎn)位置其余部分特征值的極大值低于一噪聲臨界值的影像。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該特征值包括色彩強(qiáng)度、亮度或灰階值。
23.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括自動(dòng)最佳化該感光裝置系統(tǒng)的感光參數(shù)，其步驟包括
輸入一第二畫面至該屏幕，并一邊調(diào)整該感光裝置系統(tǒng)的感光參數(shù)一邊朝該屏幕拍攝，得到對(duì)應(yīng)不同感光參數(shù)的多個(gè)第二影像，該第二畫面具有多個(gè)參考點(diǎn)；
識(shí)別該多個(gè)第二影像中對(duì)應(yīng)的多個(gè)參考點(diǎn)，并記錄識(shí)別到的參考點(diǎn)數(shù)目；以及
找到該多個(gè)第二影像中識(shí)別到最多參考點(diǎn)數(shù)目的一標(biāo)的影像，并以該標(biāo)的影像所對(duì)應(yīng)的感光參數(shù)設(shè)定該感光裝置系統(tǒng)。
24.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括配置至少一個(gè)偏極光濾光片于該感光裝置系統(tǒng)與該屏幕之間，以濾除單色或多色的偏極光。
25.一種指針輸入系統(tǒng)的校正方法，該方法包括
輸入一參考畫面至該屏幕，并利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到一參考影像，該參考畫面具有多個(gè)參考點(diǎn)；以及
利用一色彩臨界值識(shí)別該參考影像中對(duì)應(yīng)的多個(gè)參考點(diǎn)；以及
將識(shí)別到的參考點(diǎn)與該參考資料比對(duì)，以決定該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括決定該色彩臨界值，其步驟包括
輸入一第一色彩畫面至該屏幕，并利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到至少一個(gè)第一色彩影像；
根據(jù)該至少一個(gè)第一色彩影像的色彩信息決定一第一色彩參考值；
輸入一第二色彩畫面至該屏幕，并利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到至少一個(gè)第二色彩影像；
根據(jù)該至少一個(gè)第二色彩影像的色彩信息決定一第二色彩參考值；以及
根據(jù)該第一色彩參考值與該第二色彩參考值決定該色彩臨界值。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中該參考畫面包括西洋棋盤方格圖形、方塊圖形或十字圖形。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括檢測(cè)該信息系統(tǒng)的系統(tǒng)畫面的像素?cái)?shù)量或比例資料，以做為該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系的參考。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其中該輸入該參考畫面至該屏幕的步驟還包括將該參考畫面以任意尺寸輸入于該屏幕的任一處。
30.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括將該識(shí)別到的參考點(diǎn)顯示于一顯示器，以供調(diào)整該感光裝置系統(tǒng)的方向。
31.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括以該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系將該識(shí)別到的參考點(diǎn)與該參考資料轉(zhuǎn)換為相同的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行核對(duì)，以驗(yàn)證該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系是否合適，以做為該校正程序是否成功的判斷條件之一。
32.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括自動(dòng)最佳化該感光裝置系統(tǒng)的感光參數(shù)，其步驟包括
輸入一第二畫面至該屏幕，并一邊調(diào)整該感光裝置系統(tǒng)的感光參數(shù)一邊朝該屏幕拍攝，得到對(duì)應(yīng)不同感光參數(shù)的多個(gè)第二影像，該第二畫面具有多個(gè)參考點(diǎn)；
識(shí)別該多個(gè)第二影像中對(duì)應(yīng)的多個(gè)參考點(diǎn)，并記錄識(shí)別到的參考點(diǎn)數(shù)目；以及
找到該多個(gè)第二影像中識(shí)別到最多參考點(diǎn)數(shù)目的一標(biāo)的影像，并以該標(biāo)的影像所對(duì)應(yīng)的感光參數(shù)設(shè)定該感光裝置系統(tǒng)。
33.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括配置至少一個(gè)偏極光濾光片于該感光裝置系統(tǒng)與該屏幕之間，以濾除單色或多色的偏極光。
34.一種指針輸入系統(tǒng)的校正方法，該方法包括
輸入一參考畫面至該屏幕，并利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到一參考影像，該參考畫面具有多個(gè)參考點(diǎn)；以及
將該參考影像劃分為多個(gè)區(qū)域，該多個(gè)區(qū)域具有個(gè)別的色彩臨界值；
利用該個(gè)別的色彩臨界值識(shí)別該參考影像中對(duì)應(yīng)的多個(gè)參考點(diǎn)；以及
將識(shí)別到的參考點(diǎn)與該參考資料比對(duì)，以決定該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括決定該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的色彩臨界值，其步驟包括
輸入一第一色彩畫面至該屏幕，并利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到至少一個(gè)第一色彩影像；
將該至少一個(gè)第一色彩影像劃分為該多個(gè)區(qū)域；
根據(jù)該至少一個(gè)第一色彩影像中該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的色彩信息決定該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的第一色彩參考值；
輸入一第二色彩畫面至該屏幕，并利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到多個(gè)第二色彩影像；
將該多個(gè)第二色彩影像劃分為該多個(gè)區(qū)域；
根據(jù)該至少一個(gè)第二色彩影像中該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的色彩信息決定該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的第二色彩參考值；以及
根據(jù)該多個(gè)區(qū)域個(gè)別第一色彩參考值與個(gè)別的第二色彩參考值決定該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的色彩臨界值。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，其中該參考畫面包括西洋棋盤方格圖形、方塊圖形或十字圖形。
37.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括檢測(cè)該信息系統(tǒng)的系統(tǒng)畫面的像素?cái)?shù)量或比例資料，以做為該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系的參考。
38.如權(quán)利要求34所述的方法，其中該輸入該參考畫面至該屏幕的步驟還包括將該參考畫面以任意尺寸輸入于該屏幕的任一處。
39.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括將該識(shí)別到的參考點(diǎn)顯示于一顯示器，以供調(diào)整該感光裝置系統(tǒng)的方向。
40.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括以該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系將該識(shí)別到的參考點(diǎn)與該參考資料轉(zhuǎn)換為相同的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行核對(duì)，以驗(yàn)證該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系是否合適，以做為該校正程序是否成功的判斷條件之一。
41.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括自動(dòng)最佳化該感光裝置系統(tǒng)的感光參數(shù)，其步驟包括
輸入一第二畫面至該屏幕，并一邊調(diào)整該感光裝置系統(tǒng)的感光參數(shù)一邊朝該屏幕拍攝，得到對(duì)應(yīng)不同感光參數(shù)的多個(gè)第二影像，該第二畫面具有多個(gè)參考點(diǎn)；
識(shí)別該多個(gè)第二影像中對(duì)應(yīng)的多個(gè)參考點(diǎn)，并記錄識(shí)別到的參考點(diǎn)數(shù)目；以及
找到該多個(gè)第二影像中識(shí)別到最多參考點(diǎn)數(shù)目的一標(biāo)的影像，并以該標(biāo)的影像所對(duì)應(yīng)的感光參數(shù)設(shè)定該感光裝置系統(tǒng)。
42.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括配置至少一個(gè)偏極光濾光片于該感光裝置系統(tǒng)與該屏幕之間，以濾除單色或多色的偏極光。
43.一種指針輸入系統(tǒng)的校正方法，還包括
輸入至少一個(gè)參考畫面至該屏幕，并逐次利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到至少一個(gè)參考影像，該至少一個(gè)參考畫面皆具有至少一個(gè)參考點(diǎn)；以及
識(shí)別該至少一個(gè)參考影像中對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)參考點(diǎn)，將識(shí)別到的參考點(diǎn)與該至少一個(gè)參考畫面所對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)參考資料比對(duì)，該對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)參考資料具有坐標(biāo)特性，借以決定一空間轉(zhuǎn)換關(guān)系。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其中該識(shí)別該至少一個(gè)參考影像中對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)參考點(diǎn)的步驟包括利用一色彩臨界值識(shí)別該至少一個(gè)參考影像中對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)參考點(diǎn)。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，還包括決定該色彩臨界值，其步驟包括
輸入一第一色彩畫面至該屏幕，并利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到至少一個(gè)第一色彩影像；
根據(jù)該至少一個(gè)第一色彩影像的色彩信息決定一第一色彩參考值；
輸入一第二色彩畫面至該屏幕，并利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到至少一個(gè)第二色彩影像；
根據(jù)該至少一個(gè)第二色彩影像的色彩信息決定一第二色彩參考值；以及
根據(jù)該第一色彩參考值與該第二色彩參考值決定該色彩臨界值。
46.如權(quán)利要求43所述的方法，其中該識(shí)別該至少一個(gè)參考影像中對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)參考點(diǎn)的步驟包括
將該至少一個(gè)參考影像劃分為多個(gè)區(qū)域，該多個(gè)區(qū)域具有個(gè)別的色彩臨界值；以及
利用該個(gè)別的色彩臨界值識(shí)別該至少一個(gè)參考影像中對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)參考點(diǎn)。
47.如權(quán)利要求46所述的方法，還包括決定該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的色彩臨界值，其步驟包括
輸入一第一色彩畫面至該屏幕，并利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到至少一個(gè)第一色彩影像；
將該至少一個(gè)第一色彩影像劃分為該多個(gè)區(qū)域；
根據(jù)該至少一個(gè)第一色彩影像中該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的色彩信息決定該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的第一色彩參考值；
輸入一第二色彩畫面至該屏幕，并利用該感光裝置系統(tǒng)朝該屏幕拍攝，得到多個(gè)第二色彩影像；
將該多個(gè)第二色彩影像劃分為該多個(gè)區(qū)域；
根據(jù)該至少一個(gè)第二色彩影像中該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的色彩信息決定該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的第二色彩參考值；以及
根據(jù)該多個(gè)區(qū)域個(gè)別第一色彩參考值與個(gè)別的第二色彩參考值決定該多個(gè)區(qū)域個(gè)別的色彩臨界值。
48.如權(quán)利要求43所述的方法，其中該參考畫面包括西洋棋盤方格圖形、方塊圖形或十字圖形。
49.如權(quán)利要求43所述的方法，還包括檢測(cè)該信息系統(tǒng)的系統(tǒng)畫面的像素?cái)?shù)量或比例資料，以做為該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系的參考。
50.如權(quán)利要求47所述的方法，其中該輸入該參考畫面至該屏幕的步驟還包括將該參考畫面以任意尺寸輸入于該屏幕的任一處。
51.如權(quán)利要求43所述的方法，還包括將該識(shí)別到的參考點(diǎn)顯示于一顯示器，以供調(diào)整該感光裝置系統(tǒng)的方向。
52.如權(quán)利要求43所述的方法，還包括以該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系將該識(shí)別到的參考點(diǎn)與該對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)參考資料轉(zhuǎn)換為相同的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行核對(duì)，以驗(yàn)證該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系是否合適，以做為該校正程序是否成功的判斷條件之一。
53.如權(quán)利要求43所述的方法，還包括自動(dòng)最佳化該感光裝置系統(tǒng)的感光參數(shù)，其步驟包括
輸入一第二畫面至該屏幕，并一邊調(diào)整該感光裝置系統(tǒng)的感光參數(shù)一邊朝該屏幕拍攝，得到對(duì)應(yīng)不同感光參數(shù)的多個(gè)第二影像，該第二畫面具有多個(gè)參考點(diǎn)；
識(shí)別該多個(gè)第二影像中對(duì)應(yīng)的多個(gè)參考點(diǎn)，并記錄識(shí)別到的參考點(diǎn)數(shù)目；以及
找到該多個(gè)第二影像中識(shí)別到最多參考點(diǎn)數(shù)目的一標(biāo)的影像，并以該標(biāo)的影像所對(duì)應(yīng)的感光參數(shù)設(shè)定該感光裝置系統(tǒng)。
54.如權(quán)利要求43所述的方法，還包括配置至少一個(gè)偏極光濾光片于該感光裝置系統(tǒng)與該屏幕之間，以濾除單色或多色的偏極光。
全文摘要
一種指針輸入系統(tǒng)上的輸入方法，該指針輸入系統(tǒng)完成一設(shè)定程序及一校正程序，得到一空間轉(zhuǎn)換關(guān)系及過亮點(diǎn)位置，該方法包括輸入至少一個(gè)光點(diǎn)至一屏幕，并利用一感光裝置系統(tǒng)拍攝該屏幕，得到一光點(diǎn)影像，接著，忽略該光點(diǎn)影像中的該過亮點(diǎn)位置，檢查其余部分滿足光點(diǎn)特征條件之處，以識(shí)別該光點(diǎn)影像中對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)光點(diǎn)，得到至少一個(gè)光點(diǎn)信息，之后將該至少一個(gè)光點(diǎn)信息以該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)輸入信息，用以操作一信息系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G06F3/01GK101101509SQ20061010056
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2006年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月3日
發(fā)明者丁立文 申請(qǐng)人:微光科技股份有限公司