專利名稱：一種增強(qiáng)虛擬觸摸屏系統(tǒng)戶外實(shí)用性的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種增強(qiáng)基于圖像識別的虛擬觸摸屏系統(tǒng)戶外實(shí)用性的方法和裝置，屬于人機(jī)交互領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的屏幕交互設(shè)備是觸摸屏，人們可以使用手指或觸摸筆通過觸摸屏幕來發(fā)送指令。觸摸屏技術(shù)簡化了人們對計(jì)算機(jī)的操作，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)，非常適合多媒體信息查詢，是一種極有發(fā)展前途的戶外交互式輸入設(shè)備。CN1294336A號發(fā)明專利公告公布了一種計(jì)算機(jī)筆書寫和輸入系統(tǒng)，該電子書寫裝置實(shí)現(xiàn)了在普通屏幕上直接書寫的功能。這項(xiàng)專利需要特制的光筆來產(chǎn)生控制信號。 CN1378171A號發(fā)明專利公告公布了一種大屏幕非接觸式控制方式，使大屏幕顯示系統(tǒng)的人際交互變得簡單有效，但它也需要無線鼠標(biāo)發(fā)射特殊信號。CN1912816A號發(fā)明專利公告公布了一種基于攝像頭的虛擬觸摸屏系統(tǒng)，由多個攝像頭拍攝手指在虛擬觸摸屏上的移動和點(diǎn)擊操作，從拍攝的圖像中將人手區(qū)域分割出來，進(jìn)而提取手指的邊緣輪廓，將手指輪廓的 B樣條曲線的第4個控制點(diǎn)定義為手指位置，由二維坐標(biāo)射影變換公式進(jìn)而獲得手指在顯示屏幕的位置。這一技術(shù)方案本質(zhì)是用多個攝像頭將手指及觸摸屏的三維圖像轉(zhuǎn)換為多個二維圖像，進(jìn)而從這些二維圖像中識別出手指及手指的移動、點(diǎn)擊等動作。由于該技術(shù)必須通過建立人手膚色模型，要求屏幕正在顯示的畫面不能接近人手膚色，同時要求周圍環(huán)境的背景光明暗不能有太大差別。該技術(shù)在戶外應(yīng)用時，早晨和傍晚的色彩明暗變化較大，因此依靠人手膚色來定位的實(shí)用性很差。CN101364159A號發(fā)明專利公告公布了一種基于一維圖像傳感器或兩維圖像攝像頭的虛擬觸摸屏系統(tǒng)，通過將采集裝置設(shè)置在虛擬觸摸屏的四周，其拍攝方向和虛擬觸摸屏平行，來解決人體遮擋手指的問題。由于該技術(shù)形成的虛擬觸摸屏尺寸和顯示屏幕完全相同，虛擬觸摸屏位于顯示屏幕的正前方且距離固定，這必然存在虛擬觸摸屏在戶外實(shí)用性下降的問題，人們只能站在離屏幕前方固定的位置處使用虛擬觸摸屏。本發(fā)明針對使用兩個攝像頭即可使普通顯示屏具備觸摸屏的技術(shù)，提出一種增強(qiáng)虛擬屏系統(tǒng)的戶外實(shí)用性的方法和裝置。手指在虛擬屏幕上移動和點(diǎn)擊，可以實(shí)現(xiàn)對顯示屏上的圖標(biāo)、菜單等進(jìn)行直接操作。虛擬屏幕是顯示屏前面且平行于顯示屏的任意一個平面(包括顯示屏)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用圖形旋轉(zhuǎn)不變性來增強(qiáng)虛擬屏系統(tǒng)的戶外實(shí)用性的方法，采用固定攝像頭的裝置使任意一臺普通顯示屏在戶外都具備實(shí)用的觸摸屏的功能。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明由兩個攝像頭，圖形標(biāo)記，顯示屏和計(jì)算裝置四大部分組成，通過兩個攝像頭在不同的角度拍攝圖像，采用圖像識別技術(shù)獲取圖形標(biāo)記的三維運(yùn)動信息。計(jì)算裝置識別這些運(yùn)動信息并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的指令加以執(zhí)行，從而完成人機(jī)交互的操作。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明利用圖形旋轉(zhuǎn)不變性來增強(qiáng)圖形識別的魯棒性，克服了屏幕顯示畫面的色彩與手指膚色相近的缺點(diǎn)，避免了手指識別的算法準(zhǔn)確性低的問題，同時在戶外周圍環(huán)境的光線明暗有較大差別時也能準(zhǔn)確識別。2.本發(fā)明需要的算法簡單易于實(shí)現(xiàn)，僅需應(yīng)用識別圖形標(biāo)記的圖像識別算法即可獲得遠(yuǎn)高于手指識別的準(zhǔn)確率。3.本發(fā)明旨在增強(qiáng)基于圖像識別的虛擬觸摸屏系統(tǒng)在戶外的實(shí)用性，在戶外有著良好的表現(xiàn)。4.本發(fā)明中的圖形標(biāo)記易于制作，既可以定制為觸摸筆，也可以將圖形打印在紙張上，貼在手指甲或者其他物品上。5.本發(fā)明中兩個攝像頭處于固定位置，初始需要一次設(shè)置即可永久將普通屏幕作為觸摸屏使用。6.本發(fā)明允許用戶站在普通屏幕和兩個攝像頭之間的區(qū)域內(nèi)使用，不存在了人們只能站在離屏幕前方固定的位置處使用虛擬觸摸屏的問題。


圖1是本發(fā)明的圖形標(biāo)記圖2是本發(fā)明中兩個攝像頭的固定位置下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。本發(fā)明中圖像視覺處理算法主要是對圖形標(biāo)記進(jìn)行識別，鑒于采用了具備旋轉(zhuǎn)不變性的圖形標(biāo)記，僅需要簡單的圖形算法識別即可。在圖1中，顏色可以是黑白色彩，也可以是其他兩種色彩構(gòu)成的圖形標(biāo)記。在圖2中，首先要通過兩個攝像頭都能夠查看到整個普通屏幕，計(jì)算裝置通過對攝像頭采集的圖像與普通屏幕建立二維坐標(biāo)的映射關(guān)系。得到上述映射關(guān)系，即可通過射影幾何公式推出在圖像中的點(diǎn)對應(yīng)于普通屏幕中的坐標(biāo)。兩個攝像頭僅需要初始配置時， 通過計(jì)算裝置調(diào)整視角能夠查看到整個屏幕，即可永久將普通屏幕作為觸摸屏使用。
權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)虛擬觸摸屏系統(tǒng)戶外實(shí)用性的方法和裝置，其特征在于，包括利用圖形旋轉(zhuǎn)不變性的圖形標(biāo)記來增強(qiáng)虛擬觸摸屏識別的準(zhǔn)確率。
2.如權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)虛擬觸摸屏系統(tǒng)戶外實(shí)用性的方法和裝置，其特征在于，還包括圖形標(biāo)記易于制作，既可以定制為觸摸筆，也可以將圖形打印在紙張上，貼在手指甲或者其他物品上。
3.如權(quán)利要求2所述的一種增強(qiáng)虛擬觸摸屏系統(tǒng)戶外實(shí)用性的方法和裝置，其特征在于，還包括兩個攝像頭處于固定位置，初始需要一次設(shè)置即可永久將普通屏幕作為觸摸屏使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)基于圖像識別的虛擬觸摸屏系統(tǒng)戶外實(shí)用性的方法和裝置，旨在增強(qiáng)基于圖像識別的虛擬觸摸屏系統(tǒng)在戶外的實(shí)用性。該發(fā)明由兩個攝像頭，圖形標(biāo)記，顯示屏和計(jì)算裝置四大部分組成，圖形標(biāo)記具有旋轉(zhuǎn)不變性，兩個攝像頭處于固定位置，初始需要一次設(shè)置即可永久將普通屏幕作為觸摸屏使用。
文檔編號G06F3/042GK102411453SQ20101028886
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者朱儉 申請人:北京千松科技發(fā)展有限公司, 北京市通州區(qū)科學(xué)技術(shù)協(xié)會, 朱儉