專利名稱：指示設(shè)備,運(yùn)行該設(shè)備的圖形界面和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子可視化和/或書寫工具相關(guān)的指示設(shè)備。
背景技術(shù)：
指示設(shè)備作為電腦硬件，可將生成的空間命令信息與電腦之間進(jìn)行通信。在圖形界面系統(tǒng)中(通過控制可視化圖形對(duì)象使命令有效的一種系統(tǒng))，可將實(shí)際的空間信息與在虛擬空間內(nèi)或界面生成的圖形環(huán)境中所需執(zhí)行的信息關(guān)聯(lián)起來。虛擬空間是個(gè)活動(dòng)空間，即其內(nèi)一個(gè)區(qū)域或一個(gè)點(diǎn)具有能激活一個(gè)、零個(gè)或多個(gè)功能的能力。指示設(shè)備可提供空間信息，并生成激活相關(guān)功能的信息，一般是通過采用設(shè)備上的按鈕和設(shè)備的移動(dòng)或結(jié)合按鈕操作和設(shè)備移動(dòng)來完成這些操作的。指示設(shè)備分為兩類，即移動(dòng)設(shè)備和定位設(shè)備。移動(dòng)設(shè)備可將實(shí)際空間的移動(dòng)與虛擬空間或圖形環(huán)境的移動(dòng)關(guān)聯(lián)起來，而無視相應(yīng)的原點(diǎn)位置。相反，定位設(shè)備僅將獨(dú)立的實(shí)際空間的一個(gè)點(diǎn)與虛擬空間的一個(gè)點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來。因此，在這種情況下，圖形環(huán)境需與獨(dú)立的實(shí)際空間精確匹配，其移動(dòng)與特定的原點(diǎn)位置關(guān)聯(lián)。實(shí)際空間的尺寸與對(duì)圖形環(huán)境直觀化的介質(zhì)的尺寸匹配時(shí)，例如界面或投影平面，其匹配性是一對(duì)一式的。定位設(shè)備可分為識(shí)別指示器位置的設(shè)備，一般為指針或類似物，在實(shí)際空間中，與對(duì)圖形環(huán)境直觀化的介質(zhì)不同，例如容量性表面介質(zhì)、紅外網(wǎng)格介質(zhì)、磁場(chǎng)介質(zhì)、亮度場(chǎng)介質(zhì)、三角場(chǎng)介質(zhì)、外接攝像機(jī)的視場(chǎng)介質(zhì)，或分為可直接識(shí)別對(duì)圖形環(huán)境和/或生成的圖形環(huán)境的圖像可視化的介質(zhì)的設(shè)備。一般后一種設(shè)備對(duì)介質(zhì)或可視化系統(tǒng)具有特殊要求，以便識(shí)別一個(gè)或多個(gè)絕對(duì)參考(特殊圖案、不同的亮度水平、LED和信標(biāo))，絕對(duì)位置的測(cè)定可與其關(guān)聯(lián)，因此缺少獨(dú)立性和對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)所售的和廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)的兼容適用性。指示設(shè)備專用于“操作”圖形界面系統(tǒng)產(chǎn)生的虛擬環(huán)境，因此其使用效率與其所進(jìn)行的空間交互程度直接相關(guān)。例如，一個(gè)移動(dòng)設(shè)備所執(zhí)行的操控程度比定位設(shè)備明顯低很多，這是由于移動(dòng)設(shè)備要求用戶自己通過在界面上預(yù)估正確的光標(biāo)位置來關(guān)閉反饋回路。因此，用戶和圖形界面系統(tǒng)之間建立的交互程度取決于指示設(shè)備進(jìn)行的空間交互程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決絕對(duì)指示設(shè)備缺乏獨(dú)立性的問題，以及通過單個(gè)傳統(tǒng)的指示設(shè)備實(shí)現(xiàn)在一個(gè)用戶和一個(gè)圖形界面系統(tǒng)之間、一個(gè)用戶多個(gè)圖形界面系統(tǒng)之間以及一個(gè)用戶和一個(gè)圖形界面系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之間增加交互程度的問題。本發(fā)明尤其旨在提高獨(dú)立的圖形界面系統(tǒng)之間數(shù)字化內(nèi)容的可移植性，促進(jìn)可轉(zhuǎn)移的物理內(nèi)容的數(shù)字化(例如票據(jù)、宣傳冊(cè)、紙幣、硬幣、廣告?zhèn)鲉巍⒓垪l、文件通知單、報(bào)紙、雜志、書籍等)，同時(shí)確保(如未改進(jìn))較高的安全性、機(jī)密性和版權(quán)。例如，現(xiàn)有技術(shù)中，如需將資料從一個(gè)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)存到另一個(gè)類似系統(tǒng)的存儲(chǔ)器時(shí)，用戶必須將兩個(gè)系統(tǒng)連接起來，將兩個(gè)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器讀一遍后，發(fā)出傳輸指令，一旦傳輸完成后，就會(huì)斷開這兩個(gè)系統(tǒng)，這樣就要用戶進(jìn)行大量的操作，在兩個(gè)系統(tǒng)之間建立交互，而這一交互會(huì)明顯受到安全和機(jī)密風(fēng)險(xiǎn)的影響。問題在于是否能夠通過新一代的用戶/計(jì)算機(jī)交互設(shè)備來盡量降低承諾需求，同時(shí)確保安全傳輸。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種圖形界面指示/交互設(shè)備，包括一個(gè)光學(xué)組件、圖像檢測(cè)裝置、控制和/或監(jiān)控裝置、數(shù)據(jù)收發(fā)裝置、反饋裝置和一個(gè)中央處理單元， 以及一種運(yùn)行該設(shè)備的程序和運(yùn)行方法和設(shè)備的系統(tǒng)。較佳的方式是，在光學(xué)組件旁設(shè)置一個(gè)壓力傳感器。該設(shè)備可設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。進(jìn)一步地，該設(shè)備可設(shè)置用戶驗(yàn)證裝置，同時(shí)可作為數(shù)字簽名支持裝置和驗(yàn)證裝置，比如生物計(jì)量類。至于僅有的指示功能，該設(shè)備的特征，特別地和主要地，在于，具有光學(xué)組件和圖像采集組件的特征并作為硬件使用。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供確定絕對(duì)位置的方法，該方法由上述類別的指示設(shè)備執(zhí)行，包括采集圖像的步驟；測(cè)量所述設(shè)備的指示針位置和至少一個(gè)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)特征的位置之間在檢測(cè)圖像內(nèi)的矢量距離，該至少一個(gè)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)特征的位置相對(duì)于屏幕是已知的，并由屏幕生成，所述的測(cè)量通過計(jì)數(shù)垂直和水平像素(傳感器的像素)實(shí)現(xiàn)；基于光學(xué)組件的輸入一輸出功能和通過相同的圖像計(jì)算得出的距離和傾斜程度來轉(zhuǎn)換所述的測(cè)量值；最后，傳遞地確定所述設(shè)備的指示針的絕對(duì)位置相對(duì)于屏幕的參考點(diǎn)。有關(guān)該設(shè)備和該方法，目前已有成熟的適當(dāng)?shù)某绦蛴糜诩m正錯(cuò)誤和解決位置輸出模糊性，需要時(shí)可執(zhí)行該程序。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種方法，是基于對(duì)此類幅度對(duì)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)特征的檢測(cè)圖像產(chǎn)生的變形和影響的測(cè)量，測(cè)量設(shè)備的接近程度、傾斜和旋轉(zhuǎn)的方法，該圖像的長(zhǎng)寬比已知，例如屏幕的像素網(wǎng)格。此外，本發(fā)明的目的在于提供一種方法，該方法可通過其它像素網(wǎng)格屏幕或表面唯一地識(shí)別出像素網(wǎng)格屏幕，基于檢測(cè)和識(shí)別具有高分辨率的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)特征，例如像素網(wǎng)格或必要時(shí)適當(dāng)?shù)貏?chuàng)建和可視化的特有的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)特征。本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種系統(tǒng)，包括上述類別的一個(gè)設(shè)備，一個(gè)能將所述的設(shè)備連接至一個(gè)或多個(gè)處理器的軟件界面，和連接至該處理器的一個(gè)或多個(gè)可視化設(shè)備。


通過實(shí)施例的詳細(xì)說明，可更清楚地了解本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。結(jié)合

的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種示例，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制。其中圖1是本發(fā)明圖像采集系統(tǒng)的示意圖；圖2為采用多個(gè)指示設(shè)備和終端的本發(fā)明所述系統(tǒng)的內(nèi)部交互圖；圖3為本發(fā)明所述指示設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)件組成框圖；圖4是本發(fā)明所述設(shè)備細(xì)部的側(cè)面和立面示意圖；圖5是本發(fā)明的指示設(shè)備操作方式的立體示意圖；圖6是說明本發(fā)明的圖像采集過程的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，其為本發(fā)明圖像采集系統(tǒng)的示意圖。附圖標(biāo)記1表示系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。 像素網(wǎng)格屏幕2是計(jì)算機(jī)1用于顯示圖像環(huán)境。從屏幕2可看到可辨別的靜態(tài)元素，即生成圖像中隨時(shí)保持不變的部分(例如像素列的邊界和矩陣)，以及動(dòng)態(tài)元素，即生成圖像中隨時(shí)變化的部分(例如像素)。硬件設(shè)備由編號(hào)3表示，而軟件塊4是計(jì)算機(jī)1中的執(zhí)行設(shè)備3功能的算法。由于軟件塊是由物理(硬件)媒體運(yùn)行的一個(gè)無形部分，因此軟件塊不可在物理設(shè)備和(計(jì)算機(jī)的)外部硬件設(shè)備之間完全地或部分地共享。所以，硬件設(shè)備的內(nèi)部處理器的結(jié)構(gòu)受計(jì)算負(fù)載分布選擇的影響。因此，軟件塊可單獨(dú)由硬件設(shè)備或計(jì)算機(jī)支持，或其聯(lián)合支持。信號(hào)A代表運(yùn)行圖形界面可進(jìn)入相關(guān)功能的圖形環(huán)境的編碼。信號(hào)B代表設(shè)備可檢測(cè)到的圖像。信號(hào)B分為三個(gè)來源，由信號(hào)Bi、B2和B3提供。信號(hào)Bl代表形成屏幕的像素矩陣生成的圖像。Bl是對(duì)應(yīng)于A的可見的圖像，因而它的特點(diǎn)是會(huì)隨著時(shí)間動(dòng)態(tài)變化。信號(hào)B2代表諸如屏幕的結(jié)構(gòu)部件生成的圖像，例如，分割像素(“像素網(wǎng)格”)的像素列的側(cè)幀和行矩陣。由于與屏幕的硬件部分關(guān)聯(lián)，該信號(hào)保持靜止不變。信號(hào)B3是B減去Bl和B2外的剩下部分，代表外部環(huán)境的圖像。部件B3 —般情況下不可預(yù)測(cè)。信號(hào)C代表用戶通過與表面的交互施加在設(shè)備上的壓力。信號(hào)F代表由用戶激活的可選按鍵、開關(guān)或滾動(dòng)條。信號(hào)B、C和F包括有利于本發(fā)明生成與命令相關(guān)聯(lián)的空間信息的信息，以便與圖形界面交互。信號(hào)N代表一個(gè)存儲(chǔ)卡正被插入或移除。只有設(shè)備運(yùn)行可移除的存儲(chǔ)卡時(shí)才會(huì)出現(xiàn)這一信號(hào)。信號(hào)P代表一個(gè)數(shù)字簽名卡正被插入或移除。只有設(shè)備運(yùn)行數(shù)字簽名卡時(shí)才會(huì)出現(xiàn)這一信號(hào)。信號(hào)Q代表與設(shè)備用戶相關(guān)的驗(yàn)證信息的傳輸，如果該過程是需要的。信號(hào) V代表設(shè)備內(nèi)部電池充電系統(tǒng)的傳輸。信號(hào)D和E根據(jù)所采用的技術(shù)為電子或電磁類，以便硬件設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通訊。信息內(nèi)容取決于硬件設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間處理任務(wù)的分配設(shè)計(jì)。如圖2所示為本發(fā)明交互能力的一個(gè)示例，具有多個(gè)圖形界面系統(tǒng)，每個(gè)圖形界面系統(tǒng)包括一個(gè)計(jì)算機(jī)和一個(gè)或多個(gè)像素網(wǎng)格屏幕。本發(fā)明中系統(tǒng)1僅與設(shè)備3進(jìn)行交互， 而設(shè)備3’同時(shí)與不同的系統(tǒng)1和1’進(jìn)行交互，系統(tǒng)1同時(shí)支持不同的設(shè)備3和3’。圖3是說明本發(fā)明指示設(shè)備3的實(shí)施例框圖。該設(shè)備包括一個(gè)光學(xué)組件103、一個(gè)圖像傳感器113、一個(gè)壓力傳感器213、一個(gè)或多個(gè)控制裝置223、一個(gè)存儲(chǔ)器403、一個(gè)數(shù)字簽名支持結(jié)構(gòu)503、一個(gè)用戶驗(yàn)證支持結(jié)構(gòu)603、一個(gè)控制器和/或處理器203、一個(gè)發(fā)送器 /接收器303、一個(gè)電池充電系統(tǒng)713和一塊電池703。光學(xué)組件103是一個(gè)可提供“全向”視角的視場(chǎng)的光學(xué)系統(tǒng)，該視場(chǎng)設(shè)計(jì)成當(dāng)指示器與其接觸或靠近時(shí)，根據(jù)用途可采集像素網(wǎng)格屏幕的結(jié)構(gòu)的圖像和像素網(wǎng)格屏幕的可視化表面生成的圖像(靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖像)。此外，光學(xué)組件103可生成在指示器周圍的圖像， 傳感器113可通過將像素列與屏幕像素區(qū)別開來(“像素網(wǎng)格”)識(shí)別圖像?？紤]到傳感器的分辨率，光學(xué)組件103的輸入-輸出動(dòng)作必須達(dá)到生成具有所需離散度的輸出。
光學(xué)組件103可為魚眼系統(tǒng)、多圖像系統(tǒng)、折反射系統(tǒng)、內(nèi)部反射系統(tǒng)、折反系統(tǒng)及其類似系統(tǒng)，同時(shí)由于該光學(xué)組件提供的“側(cè)”視形式，它一般輸出的圖像相對(duì)于“前”視 (采用遠(yuǎn)程鏡頭)獲取的圖像是變形的。該輸入-輸出傳送特征是已知的。光學(xué)組件103可在任何使用條件下提供上述的視角。該使用條件基于下述限制范圍進(jìn)行變化1)光學(xué)組件和屏幕表面之間的距離；2)光學(xué)軸相對(duì)于屏幕表面的傾斜度；3)光學(xué)組件相對(duì)于屏幕表面的笛卡兒坐標(biāo)位置。對(duì)于每項(xiàng)變化范圍，均有一個(gè)輸入視場(chǎng)尺寸位置所依據(jù)的臨界值。該臨界值的范圍是，獲取受限表面視圖的視場(chǎng)的尺寸值為最大值。確定使用條件的上述三個(gè)變量上必須再另加第四個(gè)變量4)光學(xué)組件圍繞其軸(光學(xué)軸或主軸)的旋轉(zhuǎn)。一般情況下，變化范圍是全周角。該變量沒有規(guī)定視場(chǎng)尺寸的臨界值，但它使后者相對(duì)于光學(xué)軸對(duì)稱。通過下文可更多地理解到，視場(chǎng)的最小尺寸要求屏幕的至少一個(gè)特征(位置已知)在任何情況下均可檢測(cè)到。最后，光學(xué)組件必須設(shè)計(jì)成確定在任何使用條件下能檢測(cè)到在硬件設(shè)備的指示器周圍區(qū)域內(nèi)的屏幕的像素網(wǎng)格。因此，該尺寸的確定應(yīng)考慮如前所述的范圍和相關(guān)的臨界點(diǎn)。圖像傳感器113為光電部件，該部件根據(jù)特定的編碼將可視圖像轉(zhuǎn)換為說明圖像的電子信號(hào)，相關(guān)的例子包括CCD傳感器、CMOS傳感器、FOVEON傳感器等。通常，考慮到光學(xué)組件的輸入-輸出動(dòng)作，傳感器的(空間、強(qiáng)度、色彩)分辨率必須能使采用的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特征的圖像在任何預(yù)期的使用條件下可被檢測(cè)到，采樣水平取決于所使用的算法。分辨率水平也取決于所得到的用于處理任務(wù)所生成的輸出的精確度。通常，圖像傳感器113的幀速率為最大值，該最大值從允許本發(fā)明產(chǎn)生輸出的所需的值中選擇，輸出在預(yù)期用途中對(duì)用戶(人們)來講只是瞬間顯示出來的；和盡可能使通過屏幕傳輸?shù)牟僮餍畔⒖杀粰z測(cè)到的所需的值(后一數(shù)值必須考慮，最多為目前市售屏幕的最大刷新率-最多的原因是因?yàn)椴恢挂粋€(gè)幀可看到屏幕傳輸?shù)牟僮餍畔?。很明顯，調(diào)節(jié)光學(xué)核心的尺寸時(shí)(光學(xué)組件103和傳感器11 ，使本發(fā)明更加適用于現(xiàn)有屏幕的要求，使得市售屏幕的像素網(wǎng)格的尺寸的變化范圍和屏幕尺寸的變化范圍成為參考。壓力傳感器213將機(jī)械應(yīng)力轉(zhuǎn)化為帶編碼的電氣變化值。但是設(shè)備3的壓力輸入可進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)，例如檢測(cè)壓力作用下機(jī)械部件相對(duì)于某個(gè)參考點(diǎn)的移動(dòng)?？刂蒲b置223包括一個(gè)按鍵、開關(guān)、滾動(dòng)條或其它開關(guān)設(shè)備?？稍O(shè)置多于一個(gè)開關(guān)設(shè)備。開關(guān)設(shè)備生成的信息可用于激活計(jì)算機(jī)或設(shè)備的功能(如開關(guān)開/關(guān))。控制器和/或處理器203是電子部件，用于監(jiān)控設(shè)備和數(shù)據(jù)的處理。處理器203 的特征取決于計(jì)算負(fù)載，該計(jì)算負(fù)載是處理檢測(cè)的數(shù)據(jù)和管理及監(jiān)控內(nèi)部部件和與外部系統(tǒng)之間的關(guān)系所需的。附圖標(biāo)記303代表與計(jì)算機(jī)進(jìn)行物理傳輸?shù)碾娮硬考瑑?yōu)選為無線系統(tǒng)。
可選設(shè)置一個(gè)可移除的非易失性存儲(chǔ)器403，用于存儲(chǔ)較大尺寸的信息內(nèi)容。存儲(chǔ)器403不得與控制器203內(nèi)可選設(shè)置的非易失性存儲(chǔ)器混淆。由于其穩(wěn)健性、沖擊和應(yīng)力強(qiáng)度、較小尺寸和能無需電源即可存數(shù)數(shù)據(jù)等特征，存儲(chǔ)器403優(yōu)選為閃存。附圖標(biāo)記503代表可進(jìn)行數(shù)字簽名程序所需的結(jié)構(gòu)，例如需要使用智能卡時(shí)。數(shù)字簽名程序的存在并不依賴于部件503.例如，可通過使用“虛擬智能卡”，即以文件形式存儲(chǔ)的類似智能卡的對(duì)象，運(yùn)行該程序。附圖標(biāo)記603代表可選的接收用戶驗(yàn)證程序輸入所需的結(jié)構(gòu)。例如，如果驗(yàn)證是通過生物統(tǒng)計(jì)特征的光學(xué)檢測(cè)來進(jìn)行的，則部件603可與光學(xué)組件103和圖像傳感器113
部分重疊。電池703向設(shè)備3的所有內(nèi)部部件提供動(dòng)力。本發(fā)明的設(shè)備可按要求通過傳感器循環(huán)檢測(cè)光學(xué)組件生成的圖像。從用戶的角度來看，硬件設(shè)備3在幾何學(xué)上的特征在于，設(shè)置了一個(gè)向一點(diǎn)匯集的一個(gè)部分，即指示器，例如圓形的截頭圓錐體部分。從圖4可以看出，該設(shè)備設(shè)計(jì)為指針 3形式，該指針具有截頭圓錐體端部123，光學(xué)組件103設(shè)置在此端部位置；截頭圓錐體端部 123上具有一個(gè)圓尖133，用于接觸屏幕的表面20，圖像傳感器113設(shè)置靠近底座處。指示器和材料和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)考慮到使指示器以及屏幕的磨損盡可能小，并提高接觸交互期間的滑動(dòng)性能。本發(fā)明的突出應(yīng)用包括在硬件設(shè)備和屏幕的可視化表面之間的交互。設(shè)備的指示器面向屏幕并接觸或接近屏幕時(shí)，硬件設(shè)備與屏幕之間進(jìn)行交互。用戶握住硬件設(shè)備，然后通過選配的按鍵和直接將指示器接觸屏幕的表面或移動(dòng)設(shè)備的方式或綜合上述方式，與屏幕上的圖像進(jìn)行交互。接觸壓力可大可小，可連續(xù)也可斷續(xù)進(jìn)行，可與選配的按鍵關(guān)聯(lián)，也可與特定的移動(dòng)動(dòng)作關(guān)聯(lián)。在設(shè)備和屏幕之間的交互過程中用戶可施加在設(shè)備上的移動(dòng)動(dòng)作如下將指示器移向或移離屏幕的平面，調(diào)節(jié)指示器相對(duì)于屏幕平面的位置，圍繞主軸旋轉(zhuǎn)指示器，以及根據(jù)指示器旋轉(zhuǎn)主軸，也可稱為針對(duì)屏幕平面傾斜主軸。針對(duì)移動(dòng)動(dòng)作的變化限值和變化率的變化限定在一定的范圍內(nèi)，該范圍與人工學(xué)和技術(shù)限制相關(guān)。圖5是本發(fā)明的設(shè)備示意圖，類似部件可參考上述的類似編號(hào)。設(shè)備3的端部133 相對(duì)于屏幕的位置通過坐標(biāo)(xt，yt, zt)表示，指示器相對(duì)于屏幕平面的調(diào)節(jié)表示為坐標(biāo)的變化(xt，yt)，相對(duì)距離通過與相同于(zt)的一個(gè)變量(ρ)來表示，設(shè)備圍繞軸的旋轉(zhuǎn)通過角度伽馬(Y)表示，設(shè)備的主軸相對(duì)屏幕平面的傾斜由一對(duì)角度阿爾法(α)和貝塔 (β )表示。(ρ)值至由(p’ )和通過應(yīng)用于直角三角形的三角公式的(α)及(β)確定的傾斜角得出。坐標(biāo)(xt’，yt’，zt’= 0)上的該點(diǎn)表示光學(xué)組件的視線在此點(diǎn)位置集中(設(shè)備的主軸與屏幕平面的交匯點(diǎn))。坐標(biāo)(xt，yt)是通過三角公式由(xy，，yt，)、(α)、(β)和 (P)或(P，)得出。指示器與屏幕接觸時(shí)(最小距離)，點(diǎn)(xy’，yt’，0)和點(diǎn)(xt, yt, zt)重合。(xt, yt)值、圍繞光軸(Y)的旋轉(zhuǎn)、相對(duì)于屏幕(α和β)和距離(ρ)的以(xt, yt, zt)為中心的傾斜相互之間是獨(dú)立的。(xt', yt’ )值、圍繞光軸⑴的旋轉(zhuǎn)、相對(duì)于屏幕(α禾Π β)和距離(ρ’ )的以(xt’，yt’，0)為中心的傾斜相互之間也是獨(dú)立的。在指針靠近屏幕但未與其接觸并且在屏幕上位置未確定的情況下，這個(gè)位置可以是(xt，yt，0)或(xt’，yt’，0)，或者任何其他值(x，y，0)，因?yàn)檫@是不可能事先確定的，例如，指針同屏幕接觸過程中所經(jīng)過的路徑，或者最終指針?biāo)佑|的位置。如果指針的坐標(biāo)是 (xt,yt,zt > 0)，那么可以事先在屏幕平面上任意設(shè)定一個(gè)值(x，y，0)，這個(gè)值在任何情況下都可以合理地被包含在點(diǎn)(xt、yt、0)的周圍。分析所得數(shù)字圖像來確定設(shè)備的指針是接近或是接觸像素網(wǎng)格屏幕的可視化表我們辨別兩個(gè)構(gòu)成像素網(wǎng)格屏幕的整體畫面的組成部分由構(gòu)成像素網(wǎng)格屏幕 (例如像素網(wǎng)格和邊界)的無源元件所產(chǎn)生的靜態(tài)部分以及由有源元件所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)部分，其中動(dòng)態(tài)部分對(duì)應(yīng)于虛擬圖形環(huán)境下的有效圖像。分析是基于探查在圖像內(nèi)的屏幕的特性要素，這是事先知道的信息。那些產(chǎn)生圖像的、可通過圖像相關(guān)空間或時(shí)間輪廓辨別的要素就是“特性要素”或“特征”。更多特征組合就是一個(gè)特征。如果可在檢測(cè)到其對(duì)應(yīng)的圖像之前或當(dāng)中發(fā)現(xiàn)其相應(yīng)的描述，那么特性要素或特征就是已知的。例如，屏幕的邊界、像素網(wǎng)格和亮度就是“已知的靜態(tài)特征”，而在圖形環(huán)境中被可視化的圖形對(duì)象為“已知的動(dòng)態(tài)特征”?！獋€(gè)特征可以是已知的，因?yàn)樗傮w上是被建立(例如相互垂直的直線形成了像素網(wǎng)格)，或者因?yàn)樗耙驯粰z測(cè)到(例如在初始化步驟測(cè)量到屏幕邊界)，或者因?yàn)樵诤彤a(chǎn)生其的系統(tǒng)進(jìn)行信息交換過程中獲得了它(例如圖形環(huán)境的框架)，或者因?yàn)樗推渌诸愋畔⑾嚓P(guān)(例如給定品牌和模型的屏幕決定了邊界以一定方式的排列)，或者因?yàn)樗歉鶕?jù)本發(fā)明產(chǎn)生的(例如可視化在屏幕上的合適的光標(biāo))。選擇用來進(jìn)行辨識(shí)活力的特征是在檢測(cè)到的圖像中根據(jù)它們可能具有的形狀進(jìn)行搜索的，該形狀是由光學(xué)組件的輸入-輸出行為在預(yù)期使用條件下產(chǎn)生的?！叭轿弧惫鈱W(xué)系統(tǒng)生成一個(gè)圖像，該圖像是包含在該視場(chǎng)中無數(shù)個(gè)方向的無數(shù)個(gè)連續(xù)的“側(cè)視圖”產(chǎn)生的。如果對(duì)象總是相同的，這些系統(tǒng)所產(chǎn)生的圖像和前視單向系統(tǒng)所產(chǎn)生的圖像就會(huì)有很大的差別。正如已經(jīng)提到的，使用條件根據(jù)光學(xué)組件和表面的接近程度、光軸相對(duì)于表面的傾角，光學(xué)組件圍繞自軸的旋轉(zhuǎn)以及光學(xué)組件相對(duì)于表面的笛卡兒位置發(fā)生變化。一般來講，隨著上述值的變化，光學(xué)系統(tǒng)(相對(duì)其軸具有對(duì)稱行為)生成不同的圖像接近程度決定了放大率；沿著表面移動(dòng)時(shí)，光軸相對(duì)于表面(對(duì)象)的傾角決定放大率的變化，因?yàn)榇祟惐砻嫱鈱W(xué)組件之間的間隔并不是均勻的；光學(xué)組件圍繞自軸的旋轉(zhuǎn) (以及耦合到其中的傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng))決定了傳感器所生成數(shù)字圖像的方向；光學(xué)組件相對(duì)于表面的笛卡兒位置決定了所檢測(cè)到圖像中對(duì)象的位置。因此，在設(shè)備對(duì)象輸入相同的情況下，使用條件的變化性正如預(yù)期那樣決定了很大數(shù)量潛在檢測(cè)到的圖像。為了辨別這些在檢測(cè)到的圖像中搜索到的特征，關(guān)于幾何性質(zhì)或長(zhǎng)寬比的信息非常有用。檢測(cè)到圖像可以在光學(xué)上和計(jì)算上被轉(zhuǎn)化成以不同的光學(xué)系統(tǒng)和/或不同使用條件值所得到的圖像，可在該圖像上進(jìn)行辨識(shí)行為。一個(gè)合適的轉(zhuǎn)化可以使辨識(shí)行為變得容易，但是在光學(xué)上實(shí)施它會(huì)很困難或者不可能，而其在電腦上的實(shí)施會(huì)很花時(shí)間、很麻煩。很明顯，跳過一個(gè)圖像轉(zhuǎn)換過程意味著在創(chuàng)建和實(shí)施中可顯著節(jié)省資源或提高性能。在檢測(cè)到圖像中對(duì)用以辨識(shí)一個(gè)像素網(wǎng)格屏幕的已知特征搜索的選擇是基于以下的標(biāo)準(zhǔn)的特征的存在、特征的可檢測(cè)性、特征的可辨別程度或唯一性以及易于利用的特征。這些特征的存在對(duì)于靜態(tài)特征來說是確定的，因?yàn)樗鼈兺Y(jié)構(gòu)元件相關(guān)，因此，它們不可以被刪除。反之，動(dòng)態(tài)特征的存在是不確定的，因?yàn)樗鼈儾荒艽嬖谟诒豢梢暬膱D形環(huán)境中。例如，在同類的或由完全相同的基本單元(模塊化幾何)重復(fù)組成的圖像環(huán)境下。 在這些情況下，可以產(chǎn)生將被可視化的適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)特征，也就是已知的，如果它們是可以檢測(cè)到的、獨(dú)特的和易于利用的。特征的可檢測(cè)性取決于光學(xué)組件、傳感器和像素網(wǎng)格屏幕的能力，并和預(yù)期使用條件相關(guān)。關(guān)于光學(xué)組件和傳感器，要求既考慮空間分辨能力又考慮強(qiáng)度分辨能力。對(duì)于光學(xué)組件尤其如此，通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，與前視相比，在側(cè)視中需要提高的邊分辨能力來辨別屬于同一個(gè)平面的兩個(gè)點(diǎn)，因?yàn)樵趥?cè)視下檢測(cè)到的平行光束之間的間隔看上去比前視情況下要小，其中它們和投射面垂直。因此，同光學(xué)組件間隔大的特征的圖像比具有間隔小的特征的圖形更難檢測(cè)到。屏幕以給定的投射角為特征，對(duì)于像素網(wǎng)格屏幕，該投射角取決于生成圖形環(huán)境下圖像的基本單元的投射角，即，像素。一般而言，屏幕的像素所具有的投射角小于平面角， 因此，接近或接觸可視化屏幕的側(cè)視(如所提供的)不能很好的檢測(cè)到由間隔很大的像素所生成的圖像。相應(yīng)地，同光學(xué)組件間隔很大的特征的可檢測(cè)性可能被損害，導(dǎo)致在檢測(cè)到的圖像中選擇搜索特征時(shí)的復(fù)雜情況。事實(shí)上，因?yàn)槭孪炔恢涝O(shè)備相對(duì)于屏幕的位置(確實(shí)， 這是本發(fā)明的目的/結(jié)果)，就不可能決定哪些特征更加接近并更容易檢測(cè)到。在屏幕的每個(gè)區(qū)域，如果有的話，通過識(shí)別特征可以解決這個(gè)問題。但是，如果就整個(gè)屏幕而言動(dòng)態(tài)特征的存在是不確定的話，那么它們很可能局部也不存在。靜態(tài)特征，尤其是和邊界和像素網(wǎng)格有關(guān)的靜態(tài)特征，由于它們和無源結(jié)構(gòu)元件相關(guān)，具有固定的特點(diǎn)，如它們相對(duì)于屏幕的位置以及相對(duì)于有源元件的不同的亮度，因此，它們可用來排列光學(xué)組件和傳感器，光學(xué)組件和傳感器可以在任何預(yù)期使用條件下檢測(cè)到它們。利用像素網(wǎng)格作為已知靜態(tài)特征用于在已檢測(cè)到的圖像中搜索具有很大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵谌魏吻闆r下，可以局部探測(cè)到它們，因?yàn)樗鼈兙鶆蚍植荚谡麄€(gè)屏幕表面。靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特征之間的亮度差異使得前者可以被檢測(cè)到，即使動(dòng)態(tài)圖形的顏色是一樣的。因此，傳感器的在強(qiáng)度和顏色上的分辨率需能檢測(cè)到這樣的差異。輕松檢測(cè)和識(shí)別屏幕邊界需考慮的另外一個(gè)方面是它通常高于投射面。—個(gè)特征的辨識(shí)度或獨(dú)特性決定了所述要素在該發(fā)明可能被要求運(yùn)行的各種場(chǎng)合下的出現(xiàn)頻率。頻率越低，辨識(shí)度越高。辨識(shí)度對(duì)于實(shí)施相應(yīng)的識(shí)別至關(guān)重要，例如，為了不混淆一個(gè)像素網(wǎng)格屏幕和另外一個(gè)其他表面或另外一個(gè)像素網(wǎng)格屏幕。因?yàn)殪o態(tài)特征是和結(jié)構(gòu)元件相關(guān)的，它們對(duì)非像素網(wǎng)格屏幕的表面具有很高的辨別力，而對(duì)像素網(wǎng)格屏幕的辨別力卻很低。的確，例如，特征是亮度要低得多的尺寸很小的網(wǎng)格的、被亮度低得多的邊界所包圍的明亮表面的圖像，尤其是，嚴(yán)格在幾何定義下的(例如重復(fù)的模塊、垂直、正方形等)可以很肯定地同一個(gè)像素網(wǎng)格屏幕相關(guān)。但是，具有相同特征的相同圖形不能識(shí)別兩個(gè)像素網(wǎng)格屏幕，尤其是在它們結(jié)構(gòu)相同的情況下。當(dāng)要識(shí)別的屏幕特征已知或當(dāng)其他潛在屏幕特征已知的情況下，靜態(tài)特征對(duì)于識(shí)別結(jié)構(gòu)不同的屏幕很有幫助，其中，本發(fā)明中所提到的其他潛在已知屏幕是和需識(shí)別的屏幕不一樣的。動(dòng)態(tài)特征，尤其是很多數(shù)量的動(dòng)態(tài)特征對(duì)非屏幕的平面具有很高的識(shí)別力。為了使用動(dòng)態(tài)特征來辨別兩個(gè)結(jié)構(gòu)不同的屏幕，由于目前使用的圖形環(huán)境的高標(biāo)準(zhǔn)化，需要考慮使用的數(shù)量是很多的。當(dāng)含有它們的系統(tǒng)能相互作用時(shí)，可識(shí)別獨(dú)特的動(dòng)態(tài)特征來區(qū)分兩個(gè)像素網(wǎng)格屏幕(通過信息交換)。很明顯，該特征的描述性細(xì)節(jié)越高，它們的區(qū)分度就越高。例如，搜索由一定大小范圍內(nèi)相同重復(fù)模塊組成的像素網(wǎng)格圖像和搜索由已確定大小的相同重復(fù)模塊組成的像素網(wǎng)格圖像是很不一樣的。使用的方便性是衡量特征使用效率的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這需考慮各種變量，如計(jì)算負(fù)載、 信息交換要求、光學(xué)可檢測(cè)性、失真影響可辨認(rèn)性，等等。動(dòng)態(tài)特征會(huì)很自然地出現(xiàn)在不同的位置、或具有不同的形態(tài)或很快地改變，因此， 它們需要同生成它們的系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)和穩(wěn)定的信息交換以及一定的處理負(fù)載，即使僅僅是選擇哪些特征可考慮以便在檢測(cè)到的圖像中實(shí)施研究。然而，同樣由于其性質(zhì)，在必要的情況下，它們可以被管理和生成。由于相反的特性，靜態(tài)特征以單一的方式出現(xiàn)，因此使用它們只需消耗很少的資源。出于相同的原因，通過在初始化階段存儲(chǔ)它們連同識(shí)別相應(yīng)的系統(tǒng)(系統(tǒng)名稱或地址或編碼)，靜態(tài)特征可用來區(qū)分兩個(gè)結(jié)構(gòu)不同的屏幕(不同的像素網(wǎng)格、屏幕尺寸、亮度等)?？色@得屏幕結(jié)構(gòu)信息的其他機(jī)會(huì)包括通過使用屏幕直接從系統(tǒng)獲得，或從系統(tǒng)獲得屏幕的模型ID，該ID可用來查詢指定的數(shù)據(jù)庫。在評(píng)估使用的容易程度時(shí)，還需考慮該設(shè)備的目的使用條件，在輸入對(duì)象一樣的情況下，我們知道，設(shè)備生成不同的圖像或者由于條件的改變而生成不同的失真圖像。因此，如果對(duì)象也改變了的話(在動(dòng)態(tài)特征下就是這種情況)，那么識(shí)別程序?qū)Y源的消耗是肯定增加的。因此，對(duì)于靜態(tài)特征而言，為靜態(tài)特征設(shè)定一個(gè)識(shí)別程序，哪怕它們受到失真的影響，所消耗的勞力也是更小的。在識(shí)別程序中使用在隨后程序也有用的特征提高了運(yùn)行效率。使用動(dòng)態(tài)特征并不妨礙使用靜態(tài)特征，反之亦然。從觀察我們發(fā)現(xiàn)，搜索的特征越多，其辨識(shí)度越高，那么進(jìn)行相關(guān)識(shí)別的可能性就越高。然而，過量的特征會(huì)導(dǎo)致對(duì)計(jì)算機(jī)資源的浪費(fèi)，即使能產(chǎn)生增加了的優(yōu)勢(shì)?？偠灾梢愿爬ǖ刂v，與動(dòng)態(tài)特征相反，靜態(tài)特征持續(xù)存在，在任何情況下都能檢測(cè)到它們，并同時(shí)提供很高的辨識(shí)力(尤其是像素網(wǎng)格)，特別是在相對(duì)于非像素網(wǎng)格屏幕的表面時(shí)，并且它們易于使用。動(dòng)態(tài)特征具有如可控性和在像素網(wǎng)格屏幕的更高的辨識(shí)力等優(yōu)勢(shì)，前提是它們存在并且可以被檢測(cè)到。當(dāng)設(shè)備被恰當(dāng)?shù)厥褂茫⑶姨幱诮?jīng)常遇到的環(huán)境情形下時(shí)，對(duì)具有高辨識(shí)力的特征的識(shí)別足夠用來識(shí)別對(duì)用戶操作有益的屏幕。因?yàn)椴荒芡耆_定能獨(dú)一無二地識(shí)別一個(gè)像素網(wǎng)格屏幕，為了提高清晰性，引進(jìn)了一個(gè)特別的程序，在下面將解釋該程序。一旦識(shí)別程序結(jié)束了，如果它成功的話，那么可初始化一個(gè)旨在確定設(shè)備相對(duì)于像素網(wǎng)格屏幕絕對(duì)位置的程序。該設(shè)備的指針相對(duì)于屏幕的位置可以根據(jù)參考點(diǎn)逐步確定。指針相對(duì)于傳感器的位置，及其相對(duì)于所生成的數(shù)字圖像的位置是已知的(通過設(shè)計(jì))。指針相對(duì)于檢測(cè)到的圖像內(nèi)給定的已知特征的位置是通過確定此類特征的位置而獲得的。當(dāng)所述已知特征相對(duì)于屏幕的位置是已知時(shí)，就確定了指針相對(duì)于屏幕的位置。已知(靜態(tài)或動(dòng)態(tài))特征相對(duì)于屏幕的位置是已知的，因?yàn)樗鼈兪怯纱松傻?。因此，確定該位置需計(jì)算指針和傳感器所探測(cè)到的圖像中至少一個(gè)已知特征之間的矢量距離。這樣的測(cè)量是通過計(jì)數(shù)所檢測(cè)到的圖像中(傳感器的)水平和垂直像素來進(jìn)行的，根據(jù)要求將每個(gè)被考慮的特征和跟該指針相關(guān)的點(diǎn)聯(lián)系在一起。當(dāng)光學(xué)組件的輸入-輸出行為是已知時(shí)，測(cè)量結(jié)果可轉(zhuǎn)化為指針和特征之間的有效的矢量距離。當(dāng)考慮更多的特征時(shí)，最終的結(jié)果是一個(gè)調(diào)解結(jié)果。特征數(shù)量越多，結(jié)果輸出的質(zhì)量越高。但是，過量的特征會(huì)導(dǎo)致對(duì)計(jì)算機(jī)資源的浪費(fèi)，即使能產(chǎn)生增加了的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)由光學(xué)組件所生成的圖像中的兩點(diǎn)之間的距離是相同時(shí)，像素之間的距離取決于傳感器的分辨率。由光學(xué)組件輸出的圖像中的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離取決于兩點(diǎn)相對(duì)于來自光學(xué)組件輸入對(duì)象的距離。因此，光學(xué)組件的輸入-輸出行為和使用條件決定了在檢測(cè)到的圖像中有效對(duì)象的圖像的位置。的確，例如，屏幕平面上的笛卡兒位置是一樣的，不同的接近程度通常對(duì)應(yīng)于不同的放大，不同的傾斜度對(duì)應(yīng)于不同的形變，這樣，(傳感器)像素的測(cè)量結(jié)果就不同于相同的有效距離。為了進(jìn)行傳感器像素的測(cè)量并獲得有效距離，就要求檢測(cè)接近程度和傾斜度來評(píng)估光學(xué)組件的輸入-輸出行為。對(duì)接近程度和傾斜度測(cè)量是基于其對(duì)長(zhǎng)寬比和相互位置已知的特征的效果而進(jìn)行的。為了達(dá)到這個(gè)目的，根據(jù)全部方向嚴(yán)格定義的幾何學(xué)特征(模塊性、垂直性等)， 使用均勻分布在整個(gè)屏幕可視化表面的像素(已知位置)，這樣可強(qiáng)調(diào)接近程度和傾斜度對(duì)所檢測(cè)到的圖像所產(chǎn)生的效果，這種做法似乎非常有效。事實(shí)上，像素網(wǎng)格一直描述屏幕平面區(qū)域的進(jìn)程。相應(yīng)地，分析此類區(qū)域在被檢測(cè)到的圖像中是如何失真的能及其迅速地獲得需要的測(cè)量。使用屏幕的像素網(wǎng)格使得能以相對(duì)的方式表達(dá)接近程度，S卩，作為屏幕像素相對(duì)于在檢測(cè)到的圖像中描述它的傳感器像素之間的比例。相應(yīng)地，設(shè)備指針相對(duì)于屏幕的絕對(duì)位置輸出在一個(gè)測(cè)量單元中可用“屏幕像素?cái)?shù)量”直接地表達(dá)出來。另外，通過觀察可知，使用像素網(wǎng)格來獲得接近程度和傾斜度可將確定絕對(duì)位置的程序同距離的測(cè)量聯(lián)系起來，哪怕只基于一個(gè)已知特征，如屏幕的一個(gè)角。接近程度的非相關(guān)測(cè)量是很關(guān)鍵的，這可用來確定離屏幕的距離以及指針的絕對(duì)位置，不僅僅是二維的而是三維的((xt，yt, zt > 0)，見圖5)，以及用來獲得指針和屏幕的接觸狀態(tài)(無限接近)，尤其是在沒有壓力傳感器的情況下。由于描述像素網(wǎng)格的直線的垂直性，像素網(wǎng)格可使光學(xué)組件圍繞自軸旋轉(zhuǎn)以及耦合到其中的傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)能被有效評(píng)估。由于像素網(wǎng)格的對(duì)稱幾何特征，只能通過其使用的可計(jì)算的轉(zhuǎn)動(dòng)不能被當(dāng)做網(wǎng)格參考軸和傳感器參考軸的準(zhǔn)確的相互方向，在方網(wǎng)格的情況下，它可以在O到45度之間的范圍內(nèi)變化。然而，在矩形屏幕的情況下，確定所獲得旋轉(zhuǎn)足夠去指定方向在所檢測(cè)到的圖像中搜索邊界、哪些邊界確實(shí)是已知存在在整個(gè)像素網(wǎng)格范圍內(nèi)的以及哪些邊界和組成它們的直線總體上垂直(一旦方向確定，在每個(gè)方向上搜索邊界)。如果能定義屏幕的固定參考方向的話，那么就能確定絕對(duì)意義上的旋轉(zhuǎn)。如果能檢測(cè)到一個(gè)相對(duì)于屏幕參考具有獨(dú)特已知方向的特征的話，就能做到這點(diǎn)。尤其是為了識(shí)別屏幕固定參考的情況下，使用子像素網(wǎng)格的圖像似乎非常方便。 事實(shí)上，子像素序列包含相對(duì)于屏幕的具有獨(dú)特已知方向的組合。使用這個(gè)信息，就有可能定義一個(gè)測(cè)量旋轉(zhuǎn)的來源，如果它是基于像素網(wǎng)格的或者其他不足以用來確定一個(gè)方向的特征。例如，具有獨(dú)特朝向的組合也可能存在，因?yàn)樽酉袼鼐哂幸粋€(gè)明顯的朝向的形狀 (如三角形形狀)，或者子像素是按照具有明顯的朝向的幾何序列形狀(如三角形)安排的，或者子像素的安排方式使其形成具有彩色序列的形狀，而該彩色序列定義出明顯的方向。絕對(duì)意義上旋轉(zhuǎn)的測(cè)量或者對(duì)屏幕固定參考的識(shí)別是非常有用的，正如將在下面進(jìn)行的進(jìn)一步解釋，這樣可避免生成的位置輸出含糊不清的可能性。然而，如果處于關(guān)閉狀態(tài)，也可能無法檢測(cè)到單個(gè)子像素。一個(gè)單個(gè)的關(guān)閉的子像素不具有識(shí)別方向序列的能力。很明顯，當(dāng)更多鄰近的的子像素為關(guān)閉的時(shí)，所提議的程序是不可行的。需強(qiáng)調(diào)的是子像素矩陣是一個(gè)像素矩陣，因此，它需服從像素矩陣相關(guān)聯(lián)的相同的行為和標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)量接近程度、傾斜度和旋轉(zhuǎn)隨著時(shí)間的變化(傳感器捕捉到的連續(xù)幀的時(shí)間進(jìn)程分析)對(duì)于確定接近屏幕的三維空間內(nèi)及其相關(guān)指令內(nèi)的指針的移動(dòng)是很關(guān)鍵的。參照?qǐng)D5，考慮到設(shè)計(jì)約束了光學(xué)組件在指針周圍檢測(cè)像素網(wǎng)格的能力，并考慮到光學(xué)組件的對(duì)稱現(xiàn)象，測(cè)量圖像優(yōu)選以光學(xué)系統(tǒng)視場(chǎng)中點(diǎn)為參考，即，點(diǎn)(xt’，yt’，0)。因此，和傳感器交叉的光軸界定了和指針關(guān)聯(lián)的檢測(cè)到的圖像的點(diǎn)就是點(diǎn)(xt’，yt’，0)的圖像。確定(P，)后，可以輕易地推出(α)和(β)，(xt, yt, zt = ρ)和(xt，yt，0)。當(dāng)屏幕邊緣作為已知參考特征時(shí)，除了邊緣是一個(gè)靜態(tài)特征外，還有其他的好處。 它能表達(dá)相對(duì)于周圍特征的位置，因此避免參考之間的轉(zhuǎn)換，他存在在視場(chǎng)的每個(gè)方向，并且它消除了了解屏幕的有效尺寸的需求，因?yàn)樗梢酝ㄟ^長(zhǎng)寬比工作。就局部而言，一個(gè)特征和指針之間的距離可以在不考慮設(shè)備接近程度和傾斜條件下進(jìn)行測(cè)量，通過識(shí)別屏幕的像素網(wǎng)格和計(jì)數(shù)水平和垂直像素(屏幕像素)，這些像素用來將相應(yīng)點(diǎn)的特征和指針在檢測(cè)到圖像上的位置聯(lián)系起來。局部性的提供避免了像素網(wǎng)格由于光學(xué)組件的分辨能力和在“大”距離下的屏幕投射角而沒有被檢測(cè)到。以這種方法得到的測(cè)量結(jié)果與接近程度和傾斜角無關(guān)，因?yàn)椴煌姆糯蟪潭纫约皩?dǎo)致的失真改變了屏幕的像素網(wǎng)格，但是沒有妨礙在檢測(cè)到圖像中組成相同網(wǎng)格的單個(gè)像素的獨(dú)特性。第二種測(cè)量技術(shù)的準(zhǔn)確度提高了，但是該實(shí)施方法的局部性限制妨礙了其被通用，因?yàn)椴荒苁孪缺ＷC任何一個(gè)可識(shí)別的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)特征就在附件。當(dāng)在確定位置的程序中選擇特征時(shí)，以及討論過的應(yīng)考慮的方面也適用于識(shí)別程序，除非是那些和辨識(shí)度相關(guān)的。但是，使用辨識(shí)度高的特征固有地使確定位置的程序也進(jìn)行識(shí)別。值得強(qiáng)調(diào)的是，在靜態(tài)特征的情況下，它們相對(duì)于屏幕的位置沒有改變，而在動(dòng)態(tài)特征的情況下，每次它們被重新確定時(shí)，它們的位置也相對(duì)改變?；谔卣鞯姆椒ㄒ笞R(shí)別這些特征。使用在識(shí)別步驟中所用到的相同的特征可避免重復(fù)該操作。例如，參見屏幕的像素網(wǎng)格和邊界。在確定指針相對(duì)于屏幕位置的過程中，一些可能產(chǎn)生比預(yù)期準(zhǔn)確度要大的誤差的系統(tǒng)要素是由所使用的光學(xué)器件、傾斜效應(yīng)、圖像的離散檢測(cè)、離散/數(shù)字過程以及識(shí)別檢測(cè)到的圖像內(nèi)的特征過程的準(zhǔn)確性所導(dǎo)致的失真。除了采取相應(yīng)的措施避免這樣的情況發(fā)生外，如果能提高系統(tǒng)效率，可以引進(jìn)一個(gè)反饋監(jiān)控程序來修正輸出。在確定的位置在屏幕上可視化一個(gè)光標(biāo)(即，有意插入一個(gè)已知的可辨識(shí)的特征)。如果誤差很小，在檢測(cè)到的圖像內(nèi)對(duì)應(yīng)于指針的點(diǎn)的周圍搜索可視化要素。一旦識(shí)別之后，修正被檢測(cè)到以獲得一個(gè)準(zhǔn)確的輸出。誤差越小，檢測(cè)到圖像內(nèi)點(diǎn)周圍和指針關(guān)聯(lián)的、實(shí)施研究的區(qū)域面積就越小?？捎们懊嫣岬降膬煞N方法進(jìn)行修正，來確定相對(duì)于特征的位置。但是，以第二種方法所進(jìn)行的修正更快而且避免誤差，盡管效果加權(quán)測(cè)量方法所產(chǎn)生的預(yù)期誤差在短距離內(nèi)是一定會(huì)降低的。如果需要修正的誤差很小，那么局部性的提供就是滿足的，該方法就能在任何情況下應(yīng)用。如果發(fā)生在短期之內(nèi)并且光標(biāo)很小(例如，和屏幕的一個(gè)像素一樣小)并且與部分重疊的背景顏色相同的話，光標(biāo)的可視化只能通過本發(fā)明而非通過肉眼檢測(cè)得到。當(dāng)光標(biāo)只在很短的時(shí)間內(nèi)被可視化，隨著時(shí)間的過去，同之前的圖像相比，光標(biāo)很容易就被檢測(cè)到，前提是所經(jīng)過的時(shí)間要足夠短而不會(huì)導(dǎo)致圖像進(jìn)一步的變化。另外，如果誤差很小的話，設(shè)備可能會(huì)將使用的光標(biāo)從用戶的視線下隱藏。也可將光標(biāo)看做是設(shè)備指針在虛擬空間或圖形環(huán)境下的延伸。如果可以檢測(cè)到的特征不存在或沒有在一個(gè)足夠的程度被充分使用來確定一個(gè)獨(dú)特的位置解決方案，并且確定了一個(gè)離散解決方案陣列，那么需進(jìn)行一個(gè)去處模糊性的程序。例如，在能檢測(cè)到特征但是不能區(qū)別開來的時(shí)候，就出現(xiàn)了這種情況，如僅基于一個(gè)矩形屏幕邊界的角而確定一個(gè)位置的情況(由于所選的算法，或又例如，在只有一種顏色背景的情況下)。在這種情況下，不能確定一個(gè)獨(dú)特的位置，但是能確定一對(duì)位置，因?yàn)樵跊]有使用至少一個(gè)要素將幀的至少一邊同其對(duì)邊區(qū)別開來的情況下(相對(duì)于使用角的另外一個(gè)特征來定義排列)，不可能將一個(gè)角同它對(duì)面的角區(qū)別開來(內(nèi)部非共軛角，即，由不同邊所形成)。圖6闡釋了剛剛所表述的例子，其中，可以發(fā)現(xiàn)位于兩個(gè)不同位置的設(shè)備3，在一個(gè)位置相對(duì)于另外一個(gè)位置圍繞自軸以180°的速度選擇，針對(duì)特征31和32分別生成相同的圖像30。在圖中，只顯示了被考慮的特征，而出于簡(jiǎn)化的考慮，光學(xué)組件假定為未產(chǎn)生失
直
ο如果沒有直接確定一個(gè)唯一的解決方案而是一些零碎的可允許的解決方案，那么可通過可視化和識(shí)別一個(gè)對(duì)象或光標(biāo)來驗(yàn)證這些可允許的解決方案，從而追溯地識(shí)別這個(gè)唯一的解決方案?？梢酝ㄟ^可視化跟不同的可允許的解決方案關(guān)聯(lián)的不同對(duì)象來同時(shí)進(jìn)行這個(gè)操作(在屏幕的一個(gè)刷新周期內(nèi))。當(dāng)模糊性與光學(xué)組件圍繞其自軸的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)相關(guān)時(shí)，在如所示的場(chǎng)景下，可通過可視化同樣的、在所有可允許的位置具有相對(duì)于屏幕的可識(shí)別的固定方向的對(duì)象而同時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證。可繼續(xù)進(jìn)行反饋操作，前提是必要的刷新周期可符合總體反應(yīng)時(shí)間，這個(gè)時(shí)間應(yīng)符合使用并且不能被肉眼所察覺。如果需要反饋來修正位置誤差，兩個(gè)程序可以結(jié)合在一個(gè)反饋當(dāng)中。上面所討論的考慮因素適用于使肉眼無法檢測(cè)到反饋對(duì)象的情況。另外，和不正確的允許的解決方案關(guān)聯(lián)的反饋可以以更小的可能性被用戶檢測(cè)到，如果用戶正好將他/ 她的視線集中在和正確解決方案關(guān)聯(lián)的位置上。在系統(tǒng)地生成模糊性的情況下，可通過一個(gè)統(tǒng)計(jì)日志來確定是否一個(gè)方案比其它的更正確，以此來確定建立光標(biāo)可被可視化的位置序列應(yīng)遵循的順序。套管的形狀以及按鈕的安排，如果有的話，其設(shè)計(jì)應(yīng)可是用戶以最優(yōu)的方式抓取設(shè)備。這可以建立一個(gè)設(shè)備圍繞自軸相對(duì)于屏幕的最可能的旋轉(zhuǎn)角度(那個(gè)角度對(duì)左撇子和右撇子而言是不一樣的)。相應(yīng)地，可通過首先在最可能的位置可視化光標(biāo)(和最可能的旋轉(zhuǎn)相關(guān))來配置該去除模糊性的程序，如果這不成功的話，再在其它位置可視化光標(biāo)。很明顯，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)旋轉(zhuǎn)角度被強(qiáng)行作為設(shè)備的使用條件，本發(fā)明可以在不考慮別的方法產(chǎn)生的模糊性的情況下運(yùn)行(如果由于已經(jīng)描述的原因，它們存在的話)，而只需考慮，在任何情況下跟正確(預(yù)期)使用關(guān)聯(lián)的解決方案。在這種情況下，為了避免由于不正確的使用而激活跟該點(diǎn)關(guān)聯(lián)的功能(的確，這樣的點(diǎn)和實(shí)際選擇的點(diǎn)是不一樣的)，可通過可視化一個(gè)光標(biāo)來檢查所確定的位置輸出，只有在相關(guān)的識(shí)別過后，才能傳輸指令來激活功能。很明顯，在考慮設(shè)備圍繞自軸的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)所產(chǎn)生的模糊性時(shí)，可以立即解決這些模糊性，因?yàn)樗鼈儾皇巧傻模O(shè)備相對(duì)于屏幕的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)/方向角度是可以測(cè)量的。關(guān)于上述例子，可通過識(shí)別一個(gè)特征使邊界角的排列被建立來實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)。一般來講，可通過識(shí)別特征來使屏幕的空間“參考軸”被唯一確定而做到這點(diǎn)。使用構(gòu)成屏幕的子像素網(wǎng)格的圖像是很高效的，因?yàn)樽酉袼匦纬扇?，而三元基相?duì)于屏幕具有獨(dú)特的朝向。例如，當(dāng)上述情形應(yīng)用到由子像素以矩形排列組成的LCD 屏幕時(shí)，根據(jù)模塊“R-G-B”從左到右排列，一個(gè)子像素圖像一相對(duì)于傳感器的參考從左到右讀一將被檢測(cè)到，其在一個(gè)位置按照序列"...RGBRGBR...“排列，在另一個(gè)位置按照序列〃 ...BGRBGRB... 〃排列。由于子像素相對(duì)于屏幕的方向是已知的，正確的位置是唯一被檢測(cè)到的，而不會(huì)產(chǎn)生潛在的模糊性。上面討論的考慮因素適用于根據(jù)適用性場(chǎng)景完全測(cè)量設(shè)備圍繞自軸旋轉(zhuǎn)的程序。屏幕識(shí)別程序和相對(duì)于屏幕的指針位置確定程序的復(fù)雜情形可能是由用戶的手或其它物體擋住光學(xué)組件部分視場(chǎng)而導(dǎo)致的(例如，如果用戶將他/她的抓住設(shè)備的手放在了屏幕上)。相應(yīng)地，有越來越大的可能性所搜索的特征不能被檢測(cè)到，以及越來越大的可能性唯一的解決方案不能被確定(這些不能被檢測(cè)到的特征可能是唯一特征或具有高識(shí)別能力的特征)。第一個(gè)問題可以在可能的情況下通過在整個(gè)屏幕范圍內(nèi)選擇特征而解決。然而， 需要指出的是，由于針對(duì)圖像檢測(cè)元件所建立的特性，在任何情形下，至少能看到屏幕矩形邊界的一個(gè)角。可以以上述方法解決增加的模糊性問題。另外，如果光學(xué)組件集中在設(shè)備的尖端，當(dāng)在接近的條件下檢測(cè)到圖像時(shí)，視場(chǎng)會(huì)增加，那么在視場(chǎng)最大收縮之前的短時(shí)間內(nèi)識(shí)別特征的可能性也增加。關(guān)于隨著時(shí)間所持續(xù)的交互，接觸交互或者甚至硬件設(shè)備和屏幕之間接近交互， 可通過重復(fù)確定第一個(gè)位置的程序或檢測(cè)移動(dòng)來確定所隨后的位置。通過遵循局部性條件可以確定該移動(dòng)，即，通過使用基于在檢測(cè)到的圖像中計(jì)數(shù)屏幕像素的測(cè)量，而不考慮由于接近程度和傾斜度光學(xué)組件所產(chǎn)生的影響。的確，考慮到兩個(gè)相繼檢測(cè)之間的短時(shí)間間隔，如果光標(biāo)在前一個(gè)位置被可視化，從新的位置測(cè)量其距離的話，那么在任何情況下均可滿足局部性條件。事實(shí)上，一個(gè)足夠高的圖像檢測(cè)率可以保證被可視化的光標(biāo)位于新位置的附近。在這些條件下，能發(fā)現(xiàn)跟之前位置關(guān)聯(lián)的可視化要素的新位置周圍非常狹窄(一束屏幕像素)，很容易就被檢測(cè)到。另外，因?yàn)榭梢暬睾托碌奈恢梅浅＝咏?，在用?人類)看來，這很困擾。上面所討論的考慮因素適用于使用肉眼無法檢測(cè)到光標(biāo)的情況。還需要指出的是，在畫圖或斜體寫字的應(yīng)用中，在新的位置附近總是有一個(gè)特征畫下的最后一筆，即，之前可視化的一筆。其中，可通過分析基于屏幕像素網(wǎng)格的檢測(cè)到的圖像流來檢測(cè)移動(dòng)。但是，這個(gè)方法要求修正隨移動(dòng)而發(fā)生的接近程度、傾斜度和旋轉(zhuǎn)改變所造成的影響。很明顯，當(dāng)測(cè)量一個(gè)移動(dòng)時(shí)，不需要針對(duì)傳感器所捕捉的每一個(gè)幀進(jìn)行屏幕識(shí)別。 另外，因?yàn)橐苿?dòng)的測(cè)量包括了檢測(cè)像素網(wǎng)格，這樣的測(cè)量可固有地作為一個(gè)具有高辨識(shí)能力的識(shí)別程序。正如已經(jīng)提到的，不能完全保證在任何情況下基于特征能進(jìn)行唯一的識(shí)別，因此需要一個(gè)一個(gè)程序可以在任何情況下實(shí)現(xiàn)。只有通過在通信級(jí)別唯一地將設(shè)備和系統(tǒng)耦合在一起才能進(jìn)行識(shí)別。的確，考慮到在通信級(jí)別唯一地將設(shè)備和系統(tǒng)耦合在一起，而它同另外一個(gè)系統(tǒng)的像素網(wǎng)格一起運(yùn)行的情形它可能將空間信息傳輸?shù)藉e(cuò)誤的系統(tǒng)。 對(duì)和用戶交互的圖形界面系統(tǒng)像素網(wǎng)格屏幕的唯一識(shí)別程序能保證獲得正確的識(shí)別，并在任何運(yùn)作情形(存在結(jié)構(gòu)一樣的屏幕、存在微架構(gòu)薄片、由于所選的算法只有有限數(shù)量的被檢測(cè)到的特征)下降低對(duì)計(jì)算機(jī)資源的消耗，并且不管在給定情形中通過使用已知特征來唯一識(shí)別屏幕的能力是怎樣。 這個(gè)程序包括第一個(gè)識(shí)別步驟，該步驟識(shí)別了具有高辨識(shí)力的已知特征的被檢測(cè)到的圖像，如像素網(wǎng)格，以便排除最不可接受的表面。如果第一步成功的話，那么就確定了位置，并在相應(yīng)的位置可視化一個(gè)默認(rèn)光標(biāo)。如果系統(tǒng)在接下來的采集中識(shí)別了光標(biāo)，那么該識(shí)別就是唯一的。的確，位置信息被傳輸?shù)搅嗽谕ㄐ偶?jí)別和設(shè)備耦合的系統(tǒng)，這樣一來， 只有此類系統(tǒng)能在屏幕上產(chǎn)生一個(gè)默認(rèn)光標(biāo)，并且只有設(shè)備確實(shí)與其接觸或接近的時(shí)候才會(huì)發(fā)生認(rèn)證。只有在這一步成功的情況下，本發(fā)明才能獲得和驗(yàn)證在這一步和這一步之后所產(chǎn)生指令的傳輸。如果隨著時(shí)間同屏幕的交互繼續(xù)或被短暫中斷，那么唯一的識(shí)別程序就不被重復(fù)，只有基于具有高識(shí)別里的程序被執(zhí)行，當(dāng)它們包括對(duì)像素網(wǎng)格的識(shí)別時(shí)，在任何情形下，這應(yīng)在位置確定程序和移動(dòng)確定程序被實(shí)施。短暫中斷指的是使用戶(男性/女性) 無法改變交互表面的中斷。如果必要的話，在一個(gè)刷新周期中，此類程序可以和一個(gè)位置修正程序以及去除模糊性程序結(jié)合起來。明顯地，考慮事項(xiàng)已經(jīng)討論了阻止用戶發(fā)現(xiàn)光標(biāo)應(yīng)用。顯然地，這個(gè)程序可以在任何情形下使用，或者僅在通過利用所選已知特征無法進(jìn)行唯一識(shí)別的情況下。值得注意的是，由于這是一個(gè)基于對(duì)適當(dāng)形狀特征進(jìn)行識(shí)別的第一個(gè)位置輸出的驗(yàn)證程序，設(shè)計(jì)一個(gè)類似的程序利用已經(jīng)存在的動(dòng)態(tài)特征是可能的。在這種情況下，對(duì)動(dòng)態(tài)特征的選擇在確定位置輸出之后，因此，可解決局部可檢測(cè)性的問題。但是，還是存在越來越不便的計(jì)算負(fù)載問題以及確定特征存在的問題。直到現(xiàn)在，本發(fā)明所披露是具有單個(gè)屏幕的相同系統(tǒng)能支持更多設(shè)施，因?yàn)槿绻麄鬏斒遣煌?，每個(gè)通信通道同一個(gè)設(shè)備關(guān)聯(lián)，每個(gè)通過給定通道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)點(diǎn)可同一個(gè)給定的設(shè)備聯(lián)系起來。但是，本發(fā)明使得相同的設(shè)備一次只能和一個(gè)單屏系統(tǒng)交互，不管它是單用戶系統(tǒng)還是多用戶系統(tǒng)。這突出了在獲得廣泛系統(tǒng)接口能力以及高內(nèi)容可移植性方面的一個(gè)較大的局限。例如，如果不管出于什么原因(對(duì)簡(jiǎn)化進(jìn)程要求算法的選擇、結(jié)構(gòu)一樣的屏幕等)，本發(fā)明不能識(shí)別兩個(gè)屏幕的話，一樣的設(shè)備不能同時(shí)連接到只有一個(gè)屏幕的兩個(gè)系統(tǒng)。相應(yīng)地，當(dāng)一個(gè)文件需通過該設(shè)備從一個(gè)源系統(tǒng)傳輸?shù)揭粋€(gè)接收系統(tǒng)時(shí)，如果不將該設(shè)備先從文件源系統(tǒng)斷開、然后再連接到接收系統(tǒng)的話，該傳輸就不能進(jìn)行。的確，如果該同樣的設(shè)備在一個(gè)通信級(jí)別同時(shí)連接到兩個(gè)系統(tǒng)的話，就不可能確定哪個(gè)系統(tǒng)的哪個(gè)屏幕正服從于位置確定程序，以及輸出應(yīng)被傳輸至哪個(gè)系統(tǒng)。例如，在只有一個(gè)設(shè)備和一個(gè)系統(tǒng)的情形下，該系統(tǒng)是多屏幕多用戶系統(tǒng)，在前面所提及的情況下，是不可能確定哪個(gè)屏幕以及在哪個(gè)圖形環(huán)境下和設(shè)備發(fā)生交互。事實(shí)上，是可以知道一個(gè)給定的設(shè)備和一個(gè)給定的位置是和一個(gè)給定的傳輸相關(guān)的，但是不可能知道是和哪個(gè)屏幕關(guān)聯(lián)的。在一個(gè)像素網(wǎng)格屏幕同多個(gè)系統(tǒng)有同時(shí)連接的情況下，建立和管理唯一耦合的過程可以解決在識(shí)別系統(tǒng)過程中的模糊性問題。在連接的設(shè)置步驟，該方法包括將一個(gè)不同的光標(biāo)(例如，顏色不同的光標(biāo))分配給至少每一個(gè)用戶，使其能在一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)的不同屏幕上使用，并且能連接到該設(shè)備上。 這樣一來，每個(gè)設(shè)備就有一個(gè)不同的通信通道，使得系統(tǒng)可以識(shí)別設(shè)備，在不同的屏幕上每個(gè)用戶也會(huì)有不同的光標(biāo)，使得設(shè)備能識(shí)別屏幕、用戶以及系統(tǒng)。只有在已知信息不足以來識(shí)別在通信級(jí)別連接的系統(tǒng)屏幕的情況下才使用該分配，并且僅用于其屏幕不能被識(shí)別的系統(tǒng)。事實(shí)上，例如，在兩個(gè)單屏系統(tǒng)的情形下，如果已知兩個(gè)系統(tǒng)采用了結(jié)構(gòu)不同的屏幕，原因是信息被保留的歷史耦合，那么就不需要分配一個(gè)不同的光標(biāo)。同之前的例子相反，如果采用了屏幕歷史未知的第三個(gè)單屏系統(tǒng)、或者其歷史已知但是和這兩個(gè)屏幕中的任何一個(gè)具有相同的結(jié)構(gòu)特征，那么只有新系統(tǒng)需要一個(gè)不同的光標(biāo)。如果系統(tǒng)還沒有到達(dá)連接設(shè)備的最大數(shù)額，或如果該系統(tǒng)對(duì)設(shè)備開放，或如果相關(guān)用戶對(duì)設(shè)備用戶開放(驗(yàn)證)，或者如果在無線系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)，該系統(tǒng)可以與一個(gè)設(shè)備連接。這個(gè)程序和前面描述的唯一識(shí)別程序一樣，除了它要將第一個(gè)位置輸出結(jié)果傳輸?shù)剿羞B接的系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)的屏幕沒有被識(shí)別。此類系統(tǒng)在與其對(duì)應(yīng)的屏幕上生成光標(biāo)，設(shè)備會(huì)識(shí)別光標(biāo)，然后系統(tǒng)發(fā)生交互。在“長(zhǎng)”空閑時(shí)間之后，同屏幕的交互開始，屏幕識(shí)別程序只能執(zhí)行一次。只有在基于已知特征或信息屏幕無法被辨識(shí)的時(shí)候才使用該程序。在“長(zhǎng)”的空閑時(shí)間期間，設(shè)備搜索除了之前的系統(tǒng)能在傳輸范圍內(nèi)連接的新系統(tǒng)，如果可能的話，在必要的情況下，連接到此類新設(shè)備上并建立唯一識(shí)別參數(shù)。系統(tǒng)不時(shí)地會(huì)檢查是否存在已建立的連接。這么做的目的是為了有效管理“啟動(dòng)”和“關(guān)閉”連接。明顯地，將不同的光標(biāo)分配給每個(gè)用戶在一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)的不同屏幕上顯現(xiàn)并使其能夠連接到設(shè)備的做法也適用于將不同的光標(biāo)分配給每個(gè)設(shè)備或通信通道(改良種類) 的情況。在這種情況下，一個(gè)將特定光標(biāo)和每個(gè)通信代碼聯(lián)系起來的標(biāo)準(zhǔn)可以被建立起來作為示例，并可基于那些已為其它設(shè)備建立的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)代碼選擇過程，這些設(shè)備可能在將系統(tǒng)和設(shè)備連接起來的設(shè)置步驟已經(jīng)被連接到系統(tǒng)。不管識(shí)別、輸出修正、模糊性去除和移動(dòng)測(cè)量的要求，使用要被可視化的光標(biāo)作為位置輸出的反饋能最大化地驗(yàn)證本發(fā)明的各功能，即，它使得本發(fā)明僅僅也完全按照用戶的要求執(zhí)行，這也與預(yù)期使用一致。如果存在的話，對(duì)指針和屏幕之間的接觸壓力和按鈕的激活的檢測(cè)都將在確定位置和移動(dòng)的同時(shí)發(fā)生。當(dāng)在接觸的情況下，已檢測(cè)到的圖像中的屏幕的像素網(wǎng)格的大小信息未知，壓力傳感器對(duì)于檢測(cè)該接觸非常關(guān)鍵。只有在屏幕已識(shí)別的情況下才可識(shí)別與屏幕的接觸。接觸壓力程度(如果接近程度不是最小相當(dāng)于零)以及按鈕的激活同位置輸出相關(guān)。
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激活后，通過傳感器、按鈕和設(shè)備移動(dòng)產(chǎn)生的指令也被控制在有關(guān)系統(tǒng)和屏幕的非交互狀態(tài)下。本發(fā)明循環(huán)地識(shí)別屏幕并處理代表位置、接觸壓力以及激活按鈕的輸出。本發(fā)明繼續(xù)處理最近輸出的時(shí)間序列以激活由圖形界面根據(jù)預(yù)設(shè)提供的指令。描述可能的按鈕、指針/屏幕交互及其組合的應(yīng)用類型的參數(shù)可由用戶通過圖形界面進(jìn)行修改。用來“操縱”圖形界面的輸入信號(hào)的連接以及描述可能的按鈕、指針/屏幕交互及其組合的應(yīng)用類型的參數(shù)可由用戶通過圖形界面進(jìn)行修改。通過一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)備-屏幕交互加上一個(gè)指令，內(nèi)存使得包含在采用圖形界面的系統(tǒng)中的信息可被傳輸?shù)皆O(shè)備。本發(fā)明確定了位置，該位置和一個(gè)圖形對(duì)象相關(guān)，圖形對(duì)象又和存儲(chǔ)的內(nèi)容相關(guān)，舉例來講，通過使用由按鈕產(chǎn)生的指令可使設(shè)備內(nèi)存中的內(nèi)容被傳遞。一個(gè)相反的程序可以將內(nèi)容從設(shè)備傳遞到系統(tǒng)(其圖形窗口和屏幕上的一個(gè)位置相關(guān))的一個(gè)目錄。在這個(gè)程序中，要求要么可視化顯示存儲(chǔ)在設(shè)備存儲(chǔ)器當(dāng)中內(nèi)容的窗口，要么可視化一個(gè)跟存儲(chǔ)器當(dāng)中內(nèi)容相關(guān)的零時(shí)圖標(biāo)，在每次出現(xiàn)時(shí)都要選擇該圖標(biāo)作為每個(gè)指令脈沖的級(jí)聯(lián)。為了將一個(gè)內(nèi)容從一個(gè)系統(tǒng)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)系統(tǒng)，可在設(shè)備中存儲(chǔ)內(nèi)容來源的一個(gè)地址文件，一旦該地址文件被下載到接受系統(tǒng)后，該地址文件可使接受系統(tǒng)將內(nèi)容從來源中撤回。如果源系統(tǒng)和接受系統(tǒng)交流并分享有關(guān)各自活動(dòng)的信息，也可通過在源系統(tǒng)激活一個(gè)“復(fù)制，，功能、然后在接受系統(tǒng)激活一個(gè)“粘貼”功能來進(jìn)行該傳輸。只有在接受系統(tǒng)意識(shí)到在源系統(tǒng)選擇了一個(gè)“復(fù)制”指令才能這么做，反之亦然。無線通信可提高設(shè)備的可控性，并使設(shè)備能迅速地、獨(dú)立于用戶地同一個(gè)系統(tǒng)或同時(shí)跟多個(gè)系統(tǒng)耦合。無線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是用于短程通信的。這同樣也可帶來更小的資源消
^^ ο如果設(shè)備中用來存儲(chǔ)和傳遞信息的存儲(chǔ)器很大的話，那么無線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膸拋磉M(jìn)行快速的傳輸。具有數(shù)字簽名程序的設(shè)備可驗(yàn)證數(shù)字文件。該簽名程序既可適用于交互系統(tǒng)內(nèi)的文件，也適用于設(shè)備內(nèi)存中的文件。簽名文件可以存儲(chǔ)在設(shè)備內(nèi)存當(dāng)中或者被傳輸。在設(shè)備中采用簽名程序可降低甚至消除在用戶不知情的情況下在一定的文件中應(yīng)用簽名所帶來的不安全因素。一般來講，數(shù)字簽名程序要求一個(gè)槽來插智能卡。如果存在的話，具有用戶識(shí)別或驗(yàn)證程序的設(shè)備確保了存儲(chǔ)在內(nèi)存的內(nèi)容的隱私，同時(shí)使可能存在的數(shù)字簽名程序(驗(yàn)證數(shù)據(jù)需存儲(chǔ)在智能卡當(dāng)中或在設(shè)置步驟中僅和其相關(guān))僅可被所有者使用，并使設(shè)備作為驗(yàn)證密鑰來訪問進(jìn)行交互的設(shè)備。尤其是，使用基于設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)的生物計(jì)量驗(yàn)證程序非常方便。例如，檢測(cè)指紋的程序僅包括將設(shè)備指針經(jīng)過用戶的手指上方。同用戶相關(guān)的生物計(jì)量信息也可根據(jù)前面一段所描述的方法用來解碼/簽署數(shù)字內(nèi)容。設(shè)備在內(nèi)部實(shí)施盡可能多的進(jìn)程任務(wù)識(shí)別屏幕及關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)、確定絕對(duì)位置、檢測(cè)并管理指令、存儲(chǔ)、數(shù)字簽名、用戶驗(yàn)證等，以做到獨(dú)立于與其交互的系統(tǒng)。
該設(shè)備具有無線內(nèi)部電池充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)本發(fā)明的總體原理為用戶降低和簡(jiǎn)化工作。由于設(shè)備的高自動(dòng)化，它能采用其他程序來進(jìn)一步提高人機(jī)交互。例如，通過同時(shí)考慮設(shè)備的光學(xué)性質(zhì)，可在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中結(jié)合掃描、識(shí)別和傳遞打印內(nèi)容的程序。集中在硬件設(shè)備尖端的光學(xué)組件保證了屏幕圖像和光學(xué)組件之間持續(xù)存在連接； 它使得具有了設(shè)備的指針能一直在輸入視場(chǎng)范圍內(nèi)的優(yōu)勢(shì)；它保證了屏幕像素網(wǎng)格的圖像可以被檢測(cè)到；它使分辨屏幕像素網(wǎng)格的圖像變得容易；它降低了用戶的手對(duì)視場(chǎng)的遮蓋，并能夠檢測(cè)到設(shè)備指針?biāo)邳c(diǎn)周圍被可視化的光標(biāo)(這對(duì)最大化測(cè)量移動(dòng)、修正位置和消除模糊性的方法非常關(guān)鍵)。
權(quán)利要求
1.一種圖形界面指示設(shè)備，包括一個(gè)光學(xué)組件、圖像檢測(cè)設(shè)備、控制和/或監(jiān)測(cè)設(shè)備、 數(shù)據(jù)收發(fā)機(jī)、反饋設(shè)備以及一個(gè)中央處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述的光學(xué)組件旁設(shè)有一個(gè)壓力傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述的設(shè)備設(shè)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述的設(shè)備設(shè)有用戶驗(yàn)證裝置，作為數(shù)字簽名支持裝置和驗(yàn)證裝置，例如生物計(jì)量類。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述的光學(xué)組件設(shè)有一個(gè)寬視場(chǎng)，所述光學(xué)組件設(shè)在所述設(shè)備的尖端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)組件的分辨率達(dá)到至少可以局部地檢測(cè)已知的靜態(tài)特征，如屏幕的像素網(wǎng)格等。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)組件是由下列各物組成的群組中選出魚眼型系統(tǒng)、多圖像系統(tǒng)、折反射系統(tǒng)、內(nèi)部反射系統(tǒng)、折反系統(tǒng)及類似系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中圖像傳感器是由下列各物組成的群組中選出CCD傳感器、CMOS傳感器、FOVEON傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，考慮到該光學(xué)組件的輸入及輸出動(dòng)作，傳感器的(空間、強(qiáng)度、色彩)分辨率必須能使采用的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特征的圖像在任何預(yù)期的使用條件下可被檢測(cè)到。
10.一種通過使用根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的指示設(shè)備確定絕對(duì)位置的方法，包括采集圖像；測(cè)量所述設(shè)備的指示針位置和至少一個(gè)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)特征的位置之間在檢測(cè)圖像內(nèi)的矢量距離，所述的至少一個(gè)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)特征的位置相對(duì)于屏幕是已知的，并由屏幕生成，所述的測(cè)量通過計(jì)數(shù)垂直和水平像素(傳感器的像素)實(shí)現(xiàn)；基于光學(xué)組件的輸入-輸出功能和通過相同的圖像計(jì)算得出的距離和傾斜程度來轉(zhuǎn)換所述的測(cè)量值；最后，傳遞地確定所述設(shè)備的指示針的絕對(duì)位置相對(duì)于屏幕的參考點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中屏幕的邊框和拐角被視為靜態(tài)特征，其相對(duì)與屏幕的位置是已知的。
12.一種通過使用根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的用指示設(shè)備測(cè)量設(shè)備的距離和/或傾斜度和/或旋轉(zhuǎn)度的方法，包括測(cè)量屏幕的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)特征的被檢測(cè)的圖像的大小所產(chǎn)生的變形度和影響，所述屏幕的長(zhǎng)寬比是已知的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中屏幕的像素網(wǎng)格被視為一個(gè)靜態(tài)特征，其屏幕長(zhǎng)寬比是已知的。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其中所述設(shè)備的距離和/或傾斜度和(或)旋轉(zhuǎn)度是由根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法確定。
15.一種通過使用根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的指示設(shè)備從其他像素網(wǎng)格屏幕或平面中唯一地識(shí)別一個(gè)像素網(wǎng)格屏幕的方法，必要時(shí)，該方法可以與上述權(quán)利要求10至14中的任一權(quán)利要求所述的方法合并，包括檢測(cè)和識(shí)別具有高分辨力的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特征，尤其是像素網(wǎng)格，或必要時(shí)適當(dāng)?shù)亟⒑惋@現(xiàn)的獨(dú)特的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)特征。
16.一種系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述指示設(shè)備，一個(gè)使所述設(shè)備可以與一個(gè)或多個(gè)處理器連接的軟件界面，一個(gè)或多個(gè)與所述處理器連接的可視設(shè)備。
17.通過對(duì)給定圖形元素適當(dāng)?shù)目梢暬瘉碜匪莞恼恢幂敵鲋械腻e(cuò)誤的方法，該方法是通過權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的指示設(shè)備聯(lián)合根據(jù)權(quán)利要求10或11或14 所述的方法。
18.通過對(duì)給定圖形元素適當(dāng)?shù)目梢暬瘉碜匪莞恼恢幂敵鲋械哪：詥栴}的方法， 該方法是通過權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的指示設(shè)備聯(lián)合根據(jù)權(quán)利要求10或11 或14所述的方法。
全文摘要
一種圖形界面指示設(shè)備，包括一個(gè)光學(xué)組件、圖像檢測(cè)裝置、控制和/或監(jiān)控裝置、數(shù)據(jù)收發(fā)裝置、反饋裝置和一個(gè)中央處理單元，一個(gè)運(yùn)行該設(shè)備的程序以及一個(gè)運(yùn)行所述方法和設(shè)備的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G06F3/033GK102282530SQ201080004864
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者馬泰奧·莫德 申請(qǐng)人:馬泰奧·莫德