專利名稱：具有非觸摸輸入設(shè)備的電子系統(tǒng)及其相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)涉及具有非觸摸輸入設(shè)備的電子系統(tǒng)及其相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
輸入設(shè)備向計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、游戲控制臺(tái)以及其他類型的電子設(shè)備提供數(shù)據(jù)和/或控制信號(hào)。這些年來，輸入設(shè)備從早期的計(jì)算機(jī)得到相當(dāng)大的發(fā)展。例如，早期計(jì)算機(jī)使用穿孔卡讀取器來從穿孔紙帶或膠片讀取數(shù)據(jù)。因此，即使產(chǎn)生單個(gè)輸入也十分繁重。最近，開發(fā)了改進(jìn)輸入效率的鼠標(biāo)、觸摸板、游戲桿、運(yùn)動(dòng)傳感游戲控制器以及其他類型的“現(xiàn)代”輸入設(shè)備。即使輸入設(shè)備得到了相當(dāng)大的發(fā)展，但是傳統(tǒng)輸入設(shè)備仍不會(huì)提供用于操作電子設(shè)備的自然機(jī)制。例如，鼠標(biāo)廣泛用作用于操作計(jì)算機(jī)的指針裝置。然而，用戶必須在心里將鼠標(biāo)的平面ニ維運(yùn)動(dòng)解譯為計(jì)算機(jī)顯示器上光標(biāo)的平面ニ維運(yùn)動(dòng)。膝上型計(jì)算機(jī)上的觸摸板與鼠標(biāo)相比甚至更難操作，這是因?yàn)橛|摸靈敏度的變化和/或有限的操作表面。此外，操作傳統(tǒng)輸入設(shè)備典型地需要嚴(yán)格手勢(shì)，這會(huì)使用戶不適或者甚至導(dǎo)致疾病。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，包括利用攝像機(jī)獲取輸入設(shè)備的圖像，所述輸入設(shè)備在用戶的手指上并且具有多個(gè)標(biāo)記；識(shí)別各個(gè)獲取的圖像中的區(qū)塊，識(shí)別的區(qū)塊對(duì)應(yīng)于所述標(biāo)記；基于各個(gè)獲取的圖像中識(shí)別的區(qū)塊，形成輸入設(shè)備的時(shí)間軌跡；將形成的時(shí)間軌跡與計(jì)算命令相關(guān)；以及通過處理器執(zhí)行計(jì)算命令。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供ー種電子系統(tǒng)，包括用于獲取輸入設(shè)備的圖像的裝置，所述輸入設(shè)備在用戶的手指上并且具有多個(gè)標(biāo)記；用于識(shí)別各個(gè)獲取的圖像中的區(qū)塊的裝置，識(shí)別的區(qū)塊對(duì)應(yīng)于所述標(biāo)記；用于基于各個(gè)獲取的圖像中識(shí)別的區(qū)塊而形成輸入設(shè)備的時(shí)間軌跡的裝置；用于將形成的時(shí)間軌跡與計(jì)算命令相關(guān)的裝置；以及用于執(zhí)行計(jì)算命令的裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供ー種計(jì)算系統(tǒng)，包括輸入模塊，被配置為從攝像機(jī)獲取輸入設(shè)備的圖像，輸入設(shè)備具有多個(gè)標(biāo)記；傳感模塊，被配置為識(shí)別各個(gè)獲取的圖像中的區(qū)塊，識(shí)別的區(qū)塊對(duì)應(yīng)于所述標(biāo)記；計(jì)算模塊，被配置為基于各個(gè)獲取的圖像中識(shí)別的區(qū)塊，形成輸入設(shè)備的時(shí)間軌跡；以及分析模塊，被配置為將形成的時(shí)間軌跡與計(jì)算命令相關(guān)。


圖I是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的電子系統(tǒng)的示意圖。
圖2A是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的適合于在圖I系統(tǒng)中使用的輸入設(shè)備的側(cè)截面圖。圖2B是圖2A的輸入設(shè)備的前視圖。圖2C和2D是根據(jù)本技術(shù)的輸入設(shè)備的附加實(shí)施例的前視圖。圖2E是根據(jù)本技術(shù)的另ー實(shí)施例的輸入設(shè)備的側(cè)截面圖。圖3是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的圖2A的輸入設(shè)備的電路圖。圖4是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的適合于圖I系統(tǒng)的計(jì)算系統(tǒng)軟件模塊的框圖。圖5是示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的適合于圖4處理模塊的軟件例程的框圖。圖6A是示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的數(shù)據(jù)輸入方法的流程圖。
圖6B是示出根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的適合于圖6A方法的數(shù)據(jù)處理操作的流程圖。圖7A是示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的輸入設(shè)備和檢測(cè)器的示意空間圖。圖7B是示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的圖7A中輸入設(shè)備的分成區(qū)塊的圖像的示意圖。圖8A-8C示意性示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的輸入設(shè)備與檢測(cè)器之間的相對(duì)取向。圖8D-8F分別示意性示出了圖8A-8C中輸入設(shè)備的分成區(qū)塊的圖像。圖SG示意性示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的相對(duì)于檢測(cè)器平面的輸入平面。圖9A-9D示意性示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的用于識(shí)別用戶動(dòng)作的ー個(gè)示例。圖10是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的具有多個(gè)標(biāo)記的用戶的手的頂視圖。
具體實(shí)施例方式以下描述電子系統(tǒng)、設(shè)備及其相關(guān)操作方法的各種實(shí)施例。術(shù)語“標(biāo)記”在全文中用于指代用于指示、識(shí)別和/或另外區(qū)分承載和/或以其他方式關(guān)聯(lián)于標(biāo)記的對(duì)象的至少一部分的部件。術(shù)語“檢測(cè)器”在全文中用于指代用于監(jiān)視、識(shí)別和/或另外確認(rèn)標(biāo)記的部件。以下出于示意性目的，描述具有特定配置、部件和/或功能的標(biāo)記和檢測(cè)器的示例。根據(jù)本技術(shù)的標(biāo)記和/或檢測(cè)器的其他實(shí)施例還可以具有其他適合的配置、部件和/或功能。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解本技術(shù)可以具有附加實(shí)施例，并且本技術(shù)可以在沒有以下參照附圖1-10描述的實(shí)施例的若干細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。圖I是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的電子系統(tǒng)100的示意圖。如圖I所示，電子系統(tǒng)100包括輸入設(shè)備102、檢測(cè)器104、輸出設(shè)備106以及可操作地耦合至上述部件的控制器118?？蛇x地，電子系統(tǒng)100還可以包括照明源112 (例如，熒光燈泡)，照明源112被配置為向輸入設(shè)備102和/或電子系統(tǒng)100的其他部件提供照明114。在其他實(shí)施例中，照明源112可以省略。在其他實(shí)施例中，電子系統(tǒng)100還可以包括電視調(diào)諧器、觸摸屏控制器、電話電路和/或其他適合的部件。輸入設(shè)備102可以被配置為不觸摸輸出設(shè)備106。例如，在所示實(shí)施例中，輸入設(shè)備102被配置為用戶101食指上的可佩戴環(huán)。在其他示例中，輸入設(shè)備102可以被配置為用戶101其他手指上的可佩帶環(huán)。在其他示例中，輸入設(shè)備102可以被配置為開ロ環(huán)、手指探針、手指套、手套和/或針對(duì)用戶101的手指、手和/或其他部分的其他適合產(chǎn)品。即使在圖I中示出了僅ー個(gè)輸入設(shè)備102，但是在其他實(shí)施例中，電子系統(tǒng)100可以包括ー個(gè)以上輸入設(shè)備102，如以下參照?qǐng)D10更詳細(xì)描述的。輸入設(shè)備102可以包括被配置為向檢測(cè)器104發(fā)出信號(hào)110的至少ー個(gè)標(biāo)記103(為了清楚期間，圖I中僅示出了一個(gè)標(biāo)記)。在一些實(shí)施例中，標(biāo)記103可以是有源部件。例如，標(biāo)記103可以包括發(fā)光二極管(“LED”)、有機(jī)發(fā)光二級(jí)管(“OLED”)、激光二極管(“LD”)、聚合物發(fā)光二極管(“PLED”)、熒光燈、紅外(“IR”)發(fā)射器，和/或被配置為發(fā)射可見光、紅外(“IR”)、紫外和/或其他適合光譜的其他適合的發(fā)光器。在其他實(shí)施例中，標(biāo)記103可以包括被配置為發(fā)射射頻(“RF”)、微波和/或其他類型適合的電磁信號(hào)的無線電發(fā)射機(jī)。在其他示例中，標(biāo)記103可以包括被配置為發(fā)射聲音信號(hào)的超聲換能器。在任何上述實(shí)施例中，輸入設(shè)備102還可以包括耦合至標(biāo)記103的電源(如圖2A所示)。以下參照?qǐng)D2A-3更詳細(xì)地描述有源輸入設(shè)備102的若干示例。在其他實(shí)施例中，標(biāo)記103可以包括無電源(即，無源)部件。例如，標(biāo)記103可以包括通過反射來自可選照明源112的至少一部分照明114來發(fā)射信號(hào)110的反射材料。反射材料可以包括鋁箔、反射鏡和/或具有足夠反射率的其他適合的材料。在其他實(shí)施例中，輸入設(shè)備102可以包括有源部件和無源部件的組合。在任何上述實(shí)施例中，ー個(gè)或多個(gè)標(biāo)記103可以被配置為發(fā)射具有大致圓形、三角形、矩形和/或其他適合圖案的信號(hào)110。 檢測(cè)器104被配置為監(jiān)視和捕獲從輸入設(shè)備102的標(biāo)記103發(fā)射的信號(hào)110。在以下描述中，出于示意性目的，用于捕獲輸入設(shè)備102的圖像和/或視頻的攝像機(jī)(例如，Logitech of Fremont,California 提供的 Webcam C500)用作檢測(cè)器 104 的不例。在其他實(shí)施例中，檢測(cè)器104還包括IR攝像機(jī)、激光檢測(cè)器、無線電接收機(jī)、超聲換能器和/或其他適合類型的無線電、圖像和/或聲音捕獲部件。即使在圖I中僅示出了一個(gè)檢測(cè)器104，但是在其他實(shí)施例中，電子系統(tǒng)100也可以包括兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、或任何其他適合數(shù)目的檢測(cè)器104 (未不出)。輸出設(shè)備106可以被配置為向用戶101提供文本、圖形、聲音和/或其他適合類型的反饋。例如，如圖I所示，輸出設(shè)備106可以向用戶101顯示計(jì)算機(jī)光標(biāo)108。在所示實(shí)施例中，輸出設(shè)備106包括液晶顯不器(“LCD”)。在其他實(shí)施例中，輸出設(shè)備106還可以包括觸摸屏、OLED顯示器和/或其他適合的顯示器?？刂破?18可以包括耦合至存儲(chǔ)器122和輸入/輸出接ロ 124的處理器120。處理器120可以包括微處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列和/或其他適合的邏輯處理部件。存儲(chǔ)器122可以包括被配置為存儲(chǔ)從處理器120接收到的數(shù)據(jù)以及針對(duì)處理器120的指令的易失性和/或非易失性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，ROM ;RAM，磁盤存儲(chǔ)介質(zhì)；光存儲(chǔ)介質(zhì)；閃存設(shè)備，EEPR0M，和/或其他適合的非暫時(shí)存儲(chǔ)介質(zhì))。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)和指令都可以存儲(chǔ)在ー個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。在其他實(shí)施例中，數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在一個(gè)介質(zhì)(例如，RAM)中，并且指令可以存儲(chǔ)在不同的介質(zhì)(例如，EEPR0M)中。輸入/輸出接ロ 124可以包括用于與攝像機(jī)、顯示器、觸摸屏、鍵盤、跟蹤球、計(jì)量器(gauge)或撥盤和/或其他適合類型的輸入/輸出設(shè)備接ロ相連的驅(qū)動(dòng)器。在一些實(shí)施例中，控制器118可以經(jīng)由硬件通信鏈路(例如，USB鏈路、以太網(wǎng)鏈路、RS232鏈路等)操作耦合至電子系統(tǒng)100的其他部件。在其他實(shí)施例中，控制器118可以經(jīng)由無線連接(例如，WIFI鏈路、藍(lán)牙鏈路等)操作耦合至電子系統(tǒng)100的其他部件。在其他實(shí)施例中，控制器118可以被配置為專用集成電路、片上系統(tǒng)電路、可編程邏輯控制器和/或其他適合的計(jì)算架構(gòu)。在一些實(shí)施例中，檢測(cè)器104、輸出設(shè)備106和控制器118可以被配置為臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、平板電腦、智能電話和/或其他適合類型的計(jì)算設(shè)備。在其他實(shí)施例中，輸出設(shè)備106可以是電視機(jī)的至少一部分。可以將檢測(cè)器104和/或控制器118集成到電視機(jī)中，或者與電視機(jī)分開。在其他實(shí)施例中，控制器118和檢測(cè)器104可以被配置為游戲控制臺(tái)，并且輸出設(shè)備106可以包括電視屏幕和/或其他適合的顯示器。在附加實(shí)施例中，輸入設(shè)備102、存儲(chǔ)針對(duì)處理器120的指令的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和關(guān)聯(lián)的操作指令可以被配置為套件(kit)。在其他實(shí)施例中，輸入設(shè)備102、檢測(cè)器104、輸出設(shè)備106和/或控制器118可以具有其他適合的配置。例如通過擺動(dòng)、做手勢(shì)，和/或另外與輸入設(shè)備102 —起移動(dòng)他/她的手指，用戶101可以以非觸摸方式來操作控制器118。電子系統(tǒng)100可以監(jiān)視用戶的手指移動(dòng)，并且將該移動(dòng)與來自用戶101的計(jì)算命令相關(guān)。電子系統(tǒng)100然后可以例如通過將計(jì)算機(jī)光標(biāo)108從第一位置109a移動(dòng)到第二位置10%，來執(zhí)行計(jì)算命令。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解以下討論僅出于示意性目的。電子系統(tǒng)100可以被配置為執(zhí)行除了以下討論的操作以外的其他操作，或者執(zhí)行其他操作來代替以下討論的操作。在操作中，檢測(cè)器104可以針對(duì)基于特定預(yù)設(shè)條件的命令開始監(jiān)視輸入設(shè)備102 的標(biāo)記103。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)器104可以在檢測(cè)到從標(biāo)記103發(fā)射的信號(hào)110時(shí)開始監(jiān)視信號(hào)110。在另ー示例中，檢測(cè)器104可以在檢測(cè)器104確定信號(hào)110在預(yù)設(shè)時(shí)間段(例如，O. I秒)內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定時(shí)開始監(jiān)視信號(hào)110。在另ー示例中，檢測(cè)器104可以基于其他適合的條件開始監(jiān)視信號(hào)110。在檢測(cè)器104針對(duì)命令開始監(jiān)視輸入設(shè)備102之后，處理器120對(duì)經(jīng)由輸入/輸出接ロ 124從檢測(cè)器104捕獲到的輸入設(shè)備102的圖像進(jìn)行采樣。處理器120然后通過識(shí)別捕獲圖像中的與發(fā)射信號(hào)110相對(duì)應(yīng)的像素和/或圖像區(qū)塊來執(zhí)行圖像區(qū)塊化(imagesegmentation)。識(shí)別可以基于像素強(qiáng)度、像素形狀和/或其他適合的參數(shù)。處理器120然后識(shí)別輸入設(shè)備102的分成區(qū)塊的圖像的特定特性。例如，在ー個(gè)實(shí)施例中，處理器120可以基于分成區(qū)塊的圖像來識(shí)別多個(gè)觀察到的標(biāo)記103。處理器120還可以計(jì)算分成區(qū)塊的圖像中各個(gè)成對(duì)標(biāo)記103之間的距離。在其他示例中，處理器120還可以基于分成區(qū)塊的圖像執(zhí)行形狀(例如，圓形或橢圓形)擬合，并且獲知標(biāo)記103的配置。在其他示例中，處理器120可以對(duì)分成區(qū)塊的圖像執(zhí)行其他適合的分析。處理器120然后從存儲(chǔ)器122獲取輸入設(shè)備102的預(yù)定圖案。預(yù)定圖案可以包括基于分析模型計(jì)算的輸入設(shè)備102的取向和/或位置參數(shù)。例如，預(yù)定圖案可以包括多個(gè)可觀察的標(biāo)記103、各個(gè)對(duì)的標(biāo)記103之間的距離和/或基于輸入設(shè)備102與檢測(cè)器104之間的已知平面角的其他參數(shù)。通過將識(shí)別到的分成區(qū)塊的圖像特性與獲取的預(yù)定圖案相比較，處理器120可以確定與輸入設(shè)備102與檢測(cè)器的取向和當(dāng)前距離中的至少ー個(gè)。處理器120然后在一段時(shí)間(例如，0.5秒)內(nèi)重復(fù)上述操作，并且將確定的取向和/或距離累計(jì)在緩沖器或其他適合的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中?；诙鄠€(gè)時(shí)間點(diǎn)處累計(jì)的取向和/或距離，處理器120然后可以構(gòu)造輸入設(shè)備102與檢測(cè)器104之間的時(shí)間軌跡(temporaltrajectory)。處理器120然后將構(gòu)造的時(shí)間軌跡與存儲(chǔ)器122中存儲(chǔ)的軌跡動(dòng)作模型(圖4)相比較，以確定用戶101的手勢(shì)、移動(dòng)和/或其他動(dòng)作。例如，如圖I所示，處理器120可以確定構(gòu)造的軌跡與用戶101的食指的大致線性擺動(dòng)相關(guān)。一旦確定了用戶動(dòng)作，處理器120可以將確定的用戶動(dòng)作映射到控制和/或其他適合類型的操作。例如，在示意的實(shí)施例中，處理器120可以將食指的大致線性擺動(dòng)映射到計(jì)算機(jī)光標(biāo)108的大致線性移動(dòng)。因此，處理器120向輸出設(shè)備106輸出命令，以將計(jì)算機(jī)光標(biāo)108從第一位置109a移動(dòng)到第二位置109b。電子系統(tǒng)100的若干實(shí)施例通過確認(rèn)和合并通常接受的手勢(shì)與傳統(tǒng)輸入設(shè)備相比更直觀或自然。例如，計(jì)算機(jī)光標(biāo)108的左或右位移可以包括用戶101的食指的左或右位移。同樣，電子系統(tǒng)100的若干實(shí)施例不需要用戶在操作電子系統(tǒng)100時(shí)的嚴(yán)格姿勢(shì)。取而代之，用戶101可以利用在他/她手指上的輸入設(shè)備102以任何舒服的姿勢(shì)來操作電子系統(tǒng)100。此外，電子系統(tǒng)100的若干實(shí)施例可以比ー些傳統(tǒng)輸入設(shè)備更加可移動(dòng)，這是因?yàn)椴僮鬏斎朐O(shè)備102不需要硬表面或任何其他 支撐。圖2A是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的適合在圖I電子系統(tǒng)100中使用的輸入設(shè)備102的側(cè)截面圖。如圖2A所示，輸入設(shè)備102可以包括環(huán)131和孔139，環(huán)131具有第一側(cè)131a和相対的第二側(cè)131b，孔139在第一側(cè)131a與第二側(cè)131b之間延伸。調(diào)整孔139的大小和/或改變孔139的形狀，以容納用戶101的手指(圖I)。在所示意的實(shí)施例中，第一側(cè)131a和第二側(cè)131b通常為平面并且彼此平行。在其他實(shí)施例中，第一側(cè)131a和第二側(cè)131b可以具有彎曲表面，具有斜面或倒圓的邊緣和/或其他適合的配置。在一些實(shí)施例中，輸入設(shè)備102可以包括被配置為容納電池133 (例如，鋰離子電池)的內(nèi)部腔室。在其他實(shí)施例中，內(nèi)部腔室137可以省略，并且輸入設(shè)備102可以包括太陽能膜(未示出)和/或其他適合的電源。圖2B是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的圖2A的輸入設(shè)備102的前視圖。如圖2B所示，輸入設(shè)備102可以包括最接近環(huán)131的第一側(cè)131a的多個(gè)標(biāo)記103 (出于示意性目的，示出了6個(gè))?？梢岳脢A具、夾子、別針、扣環(huán)、維可牢尼龍搭扣(Velcro)、粘合劑和/或其他適合的緊固件來將標(biāo)記103固定到環(huán)131，或者可以將標(biāo)記103按壓和/或摩擦安裝到環(huán)131中，而無需緊固件。在其他實(shí)施例中，輸入設(shè)備102可以包括具有其他適合的布置的更多或更少的標(biāo)記103，分別如圖2C和2D所示。在其他實(shí)施例中，輸入設(shè)備102可以具有其他適合數(shù)目的標(biāo)記103和/或標(biāo)記103的其他適合的布置。即使圖2A-2D所示的標(biāo)記103彼此分開，但是在附加實(shí)施例中，可以按照并排、交疊、重疊和/或以其他適合的布置方式來布置標(biāo)記103，以形成帶、條、帶子、拱形和/或其他適合的形狀。圖2E是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的具有斜表面的輸入設(shè)備102的側(cè)截面圖。如圖2E所示，輸入設(shè)備102可以包括如上參照?qǐng)D2A所述的大致類似的部件，除了標(biāo)記103位于斜表面141中和/或位于斜表面141上。在所示意的實(shí)施例中，斜表面141大致為平面。在其他實(shí)施例中，斜表面141可以是彎曲的或者可以具有其他適合的布置。圖3是適合于上述參照?qǐng)D2A-2E討論的輸入設(shè)備102的電路圖。如圖3所示，在所示意的實(shí)施例中，標(biāo)記103被示為L(zhǎng)ED鏈中串聯(lián)的LED，并且電池133耦合至LED鏈的兩端。在其他實(shí)施例中，標(biāo)記103彼此可以并聯(lián)耦合或者以其他適合的方式耦合。即使在圖3中未不出，輸入設(shè)備102也可以包括開關(guān)、電源控制器和/或用于向標(biāo)記103供電的適合的電/機(jī)械部件。圖4是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的適合于圖I中控制器118的計(jì)算系統(tǒng)軟件模塊130的框圖。每個(gè)部件可以是按照傳統(tǒng)編程語言(例如，C++編程語言)寫成源代碼或其他計(jì)算機(jī)代碼的計(jì)算機(jī)程序、過程、進(jìn)程，并且提供每個(gè)部件供控制器118的處理器120執(zhí)行。源代碼和對(duì)象字節(jié)代碼的各種實(shí)現(xiàn)方式可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器122中。控制器118的軟件模塊130可以包括彼此互連的輸入模塊132、數(shù)據(jù)庫模塊134、處理模塊136、輸出模塊138以及顯示模塊140。在操作中，輸入模塊132可以接受數(shù)據(jù)輸入150(例如，來自圖I中檢測(cè)器104的圖像)，并且將接受的數(shù)據(jù)通信至用于進(jìn)ー步處理的其他部件。數(shù)據(jù)庫模塊134對(duì)包括動(dòng)作模型142和動(dòng)作命令映射144的記錄進(jìn)行組織，并且有助于向存儲(chǔ)器122存儲(chǔ)這些記錄或者從存儲(chǔ)器122獲取這些記錄?？梢允褂萌魏晤愋偷臄?shù)據(jù)庫組織，包括平面文件系統(tǒng)、分層數(shù)據(jù)庫、關(guān)系式數(shù)據(jù)庫或分布式數(shù)據(jù)庫(例如，由數(shù)據(jù)庫供應(yīng)商(例如，Oracle Corporation,Redwood Shores, California)提供)。處理模塊136對(duì)來自輸入模塊132和/或其他數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)輸入150進(jìn)行分析，并且輸出模塊138基于分析的數(shù)據(jù)輸入150產(chǎn)生輸出信號(hào)152。處理器120可以包括顯不模塊，用于經(jīng)由輸出設(shè)備106 (圖I)、監(jiān)視器、打印機(jī)和/或其他適合的設(shè)備來顯示、打印或下載數(shù)據(jù)輸入150、輸出信號(hào)152和/或其他信息。以下參照?qǐng)D5更詳細(xì)描述處理模塊136的實(shí)施例。
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圖5是示出了圖4的處理模塊136的實(shí)施例的框圖。如圖5所示，處理模塊136還可以包括彼此互連的傳感模塊160、分析模塊162、控制模塊164和計(jì)算模塊166。每個(gè)模塊可以是按照傳統(tǒng)編程語言寫成源代碼的計(jì)算機(jī)程序、過程或例程，或者一個(gè)或多個(gè)模塊可以是硬件模塊。傳感模塊160被配置為接收數(shù)據(jù)輸入150，并且基于數(shù)據(jù)輸入150來識(shí)別輸入設(shè)備102(圖I)的標(biāo)記103(圖I)(這里被稱作“圖像區(qū)塊化”)。例如，在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)輸入150包括輸入設(shè)備102、用戶101 (圖I)的靜止圖像(或者視頻幀)和背景對(duì)象(未示出)。傳感模塊160然后可以被配置為識(shí)別靜止圖像中與輸入設(shè)備102的標(biāo)記103相對(duì)應(yīng)的像素和/或圖像區(qū)塊?；谧R(shí)別的像素和/或圖像區(qū)塊，傳感模塊160形成輸入設(shè)備102的分成區(qū)塊的圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感模塊160包括將各個(gè)像素的光強(qiáng)值與預(yù)設(shè)閾值相比較的比較例程。如果光強(qiáng)在預(yù)設(shè)閾值之上，則傳感模塊160可以指示像素與標(biāo)記103之一相對(duì)應(yīng)。在另ー實(shí)施例中，傳感模塊160可以包括形狀確定例程，形狀確定例程被配置為近似或識(shí)別靜止圖像中的像素的形狀。如果近似或識(shí)別的形狀與標(biāo)記103的預(yù)設(shè)形狀相匹配，則傳感模塊160可以指示像素與標(biāo)記103相對(duì)應(yīng)。在又一實(shí)施例中，傳感模塊160可以包括濾波例程，濾波例程被配置為識(shí)別具有特定顔色索引、峰值頻率、平均頻率和/或其他適合的光譜特性的像素。如果濾波后的光譜特性與標(biāo)記103的預(yù)設(shè)值相對(duì)應(yīng)，則傳感模塊160可以指示像素與標(biāo)記103相對(duì)應(yīng)。在其他實(shí)施例中，傳感模塊160可以包括比較例程、形狀確定例程、濾波例程和/或其他適合例程中的至少ー些的組合。計(jì)算模塊166可以包括被配置為執(zhí)行各種類型計(jì)算以有助于操作其他模塊的例程。例如，計(jì)算模塊166可以包括被配置為沿著預(yù)設(shè)方向以規(guī)則時(shí)間間隔對(duì)數(shù)據(jù)輸入150進(jìn)行采樣的采樣例程。在一些實(shí)施例中，采樣例程可以包括線性或非線性插值、外推和/或其他適合的子例程，子例程被配置為沿著X，y和/或z方向以規(guī)則時(shí)間間隔(例如，30幀毎秒)從檢測(cè)器104(圖I)產(chǎn)生ー組數(shù)據(jù)、圖像、幀。在其他實(shí)施例中，采樣例程可以省略。計(jì)算模塊166還可以包括被配置為確定輸入設(shè)備102相對(duì)于檢測(cè)器104的取向的建模例程。在一些實(shí)施例中，建模例程可以包括被配置為確定和/或計(jì)算分成區(qū)塊的圖像的參數(shù)的子例程。例如，建模例程可以包括確定分成區(qū)塊的圖像中標(biāo)記103的數(shù)量的子例程。在另ー示例中，建模例程還可以包括計(jì)算各個(gè)對(duì)的標(biāo)記103之間的距離的子例程。在另ー示例中，計(jì)算模塊166還可以包括被配置為形成輸入設(shè)備102的時(shí)間軌跡的軌跡例程。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算模塊166被配置為計(jì)算表示輸入設(shè)備102從第一時(shí)間點(diǎn)處的第一位置/取向移動(dòng)至第二時(shí)間點(diǎn)處的第二位置/取向的矢量。在另ー實(shí)施例中，計(jì)算模塊166被配置為計(jì)算矢量數(shù)組，或者基于各個(gè)時(shí)間點(diǎn)處的多個(gè)位置/取向繪制輸入設(shè)備102的軌跡。在其他實(shí)施例中，計(jì)算模塊166可以包括線性回歸、多項(xiàng)式回歸、插值、夕卜推和/或其他適合的子例程來導(dǎo)出輸入設(shè)備102的運(yùn)動(dòng)的公式和/或其他適合的表達(dá)式。在其他實(shí)施例中，計(jì)算模塊166可以包括計(jì)算時(shí)間軌跡的行進(jìn)距離、行進(jìn)方向、速度分布和、/或其他適合的特性的例程。在其他實(shí)施例中，計(jì)算模塊166還可以包括計(jì)數(shù)器、定時(shí)器和/或其他適合的例程來有助于其他模塊的操作。分析模塊162可以被配置為對(duì)計(jì)算的輸入設(shè)備102的時(shí)間軌跡進(jìn)行分析，以確定對(duì)應(yīng)的用戶動(dòng)作或手勢(shì)。在一些實(shí)施例中，分析模塊162對(duì)計(jì)算的時(shí)間軌跡的特性進(jìn)行分祈，并且將特性與動(dòng)作模型142比較。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，分析模塊162可以將時(shí)間軌跡的行進(jìn)距離、行進(jìn)方向、速度分布和/或其他類型的適合特性與動(dòng)作模型142中的已知?jiǎng)幼骰蚴謩?shì)相比較。如果找到匹配，則分析模塊166被配置為指示識(shí)別的特定用戶動(dòng)作或手勢(shì)。分析模塊162還可以被配置為將識(shí)別的用戶動(dòng)作與手勢(shì)相關(guān)，以基于動(dòng)作命令映射144來控制動(dòng)作。例如，如果識(shí)別的用戶動(dòng)作從左向右橫向移動(dòng)，則分析模塊162可以將動(dòng)作與從左向右位移的橫向光標(biāo)相關(guān)，如圖I所示。在其他實(shí)施例中，分析模塊162可以將各種用戶動(dòng)作或手勢(shì)與任何適合的命令和/或數(shù)據(jù)輸入相關(guān)?？刂颇K164可以被配置為基于分析模塊162所識(shí)別的命令和/或數(shù)據(jù)輸入來控制控制器118(圖I)的操作。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，控制模塊164可以包括用于與控制器118的操作系統(tǒng)和/或應(yīng)用程序接ロ相連的應(yīng)用程序接ロ(“API”)控制器。在其他實(shí)施例中，控制模塊164可以包括反饋例程(例如，比例積分或者比例積分差分例程)，反饋例程基于識(shí)別的命令和/或輸入數(shù)據(jù)來向輸出模塊138產(chǎn)生輸出信號(hào)152(例如,光標(biāo)移動(dòng)的控制信號(hào))之一。在另ー不例中，控制模塊164可以基于操作員輸入154和/或其他適合的輸入來執(zhí)行其他適合的控制操作。顯示模塊140然后可以接收確定的命令井向用戶101產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的輸出(圖I)。圖6A是示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的電子系統(tǒng)的非觸摸操作的方法200的流程圖。盡管以下參照?qǐng)DI的電子系統(tǒng)100和圖4和5的軟件模塊來描述方法200，方法200還可以應(yīng)用在具有附加和/或不同硬件/軟件部件的其他系統(tǒng)中。如圖6A所示，方法200的一個(gè)步驟202包括從檢測(cè)器104 (圖I)獲取數(shù)據(jù)輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，獲取數(shù)據(jù)輸入包括在背景中捕獲輸入設(shè)備102(圖I)的圖像幀。每個(gè)幀可以包括ニ維或三維的多個(gè)像素(例如，1280X 1024)。在其他實(shí)施例中，獲取輸入數(shù)據(jù)可以包括獲取無線電、激光、超聲和/或其他適合類型的信號(hào)。
方法200的另ー步驟204包括對(duì)獲取的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以識(shí)別輸入設(shè)備102的時(shí)間軌跡。在一個(gè)實(shí)施例中，所識(shí)別的時(shí)間軌跡包括表示輸入設(shè)備102的移動(dòng)的矢量。在其他實(shí)施例中，識(shí)別的時(shí)間軌跡包括輸入設(shè)備102的矢量數(shù)組。在其他實(shí)施例中，識(shí)別的移動(dòng)可以包括輸入設(shè)備102的其他適合表示。以下參照?qǐng)D6B更詳細(xì)地描述對(duì)獲取的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的一些實(shí)施例。方法200然后包括確定是否足夠的數(shù)據(jù)為可用的判定步驟206。在一個(gè)實(shí)施例中，如果處理的輸入數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)閾值，則指示足夠數(shù)據(jù)。在另ー實(shí)施例中，在預(yù)設(shè)時(shí)間段(例如，O. 5秒)過去之后，指示足夠數(shù)據(jù)。在其他實(shí)施例中，可以基于其他適合的判據(jù)來指示足夠數(shù)據(jù)。如果沒有指示足夠的數(shù)據(jù)，則處理返回至步驟202處獲取檢測(cè)信號(hào)；否則，在步驟208處，處理前進(jìn)至基于識(shí)別的輸入設(shè)備102的時(shí)間軌跡來解釋用戶動(dòng)作。在一些實(shí)施例中，解釋用戶動(dòng)作包括分析并將時(shí)間軌跡的特性與已知用戶動(dòng)作進(jìn)行比較。例如，可以計(jì)算位置、位置變化、橫向移動(dòng)、垂直移動(dòng)、移動(dòng)速度和/或其他時(shí)間軌 跡特性，并且與預(yù)定動(dòng)作模型相比較?；诒容^，用戶動(dòng)作可以指示時(shí)間軌跡的特性是否與動(dòng)作模型中的那些特性匹配。以下參照?qǐng)D9A-9D更詳細(xì)地說明解釋用戶動(dòng)作的示例。方法200還包括將識(shí)別的用戶動(dòng)作映射到命令的另ー步驟210。方法200然后包括確定處理是否繼續(xù)的判定步驟212。在一個(gè)實(shí)施例中，如果檢測(cè)到輸入設(shè)備102的另ー移動(dòng)則處理繼續(xù)。在其他實(shí)施例中，可以基于其他適合的判據(jù)來繼續(xù)處理。如果處理繼續(xù)，則處理回到步驟202處獲取傳感器讀數(shù)；否則處理結(jié)束。圖6B是示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的適合于圖6A的方法200的信號(hào)處理方法204的流程圖。如圖6B所示，方法204的一個(gè)步驟220包括對(duì)獲取的檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)行圖像區(qū)塊化以識(shí)別與標(biāo)記103 (圖I)相對(duì)應(yīng)的像素和/或圖像區(qū)塊。以上參照?qǐng)D5描述了用于識(shí)別這種像素的技木。以下參照?qǐng)D7A-7B更詳細(xì)地描述圖像區(qū)塊化的示例。方法204的另ー步驟221包括對(duì)分成區(qū)塊的圖像進(jìn)行建模以確定輸入設(shè)備102 (圖I)相對(duì)于檢測(cè)器104 (圖I)的取向和位置中的至少ー個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，圖像建模包括識(shí)別并將分成區(qū)塊的圖像的特性與預(yù)定動(dòng)作模型相比較。這種特性可以包括標(biāo)記103的數(shù)量、各個(gè)對(duì)的標(biāo)記103之間的距離和/或其他適合的特性。在其他實(shí)施例中，圖像建?？梢园ㄉ鲜黾夹g(shù)的組合和/或其他適合的技木?；谧R(shí)別的區(qū)塊圖像的特性與動(dòng)作模式中的特性之間的比較，可以確定輸入設(shè)備102的取向和/或位置。以下參照?qǐng)D8A-8G更詳細(xì)描述圖像建模的示例。可選地，處理還可以包括步驟222處的圖像采樣。在一個(gè)實(shí)施例中，通過應(yīng)用線性插值、外推和/或其他適合的技木，沿著X、y或z方向以規(guī)則時(shí)間間隔對(duì)獲取的輸入數(shù)據(jù)的圖像模型進(jìn)行采樣。在其他實(shí)施例中，以其他適合的時(shí)間間隔對(duì)獲取的檢測(cè)器信號(hào)的圖像建模進(jìn)行采樣。在其他實(shí)施例中，圖像采樣步驟222可以省略。處理的另ー步驟224可以包括構(gòu)造輸入設(shè)備102 (圖I)的時(shí)間軌跡。以上參照?qǐng)D5描述了用于構(gòu)造時(shí)間軌跡的技木。在構(gòu)造了時(shí)間軌跡之后，處理返回至圖6A的方法200。圖7A-9D示意性示出了以上參照?qǐng)D6A和6B描述的方法200的ー些方面。圖7A是示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的輸入設(shè)備102和檢測(cè)器104的示意空間圖。如圖7A所示，檢測(cè)器104具有ニ維觀看區(qū)域170，輸入設(shè)備102包括具有中心Cj和移動(dòng)矢量ち的標(biāo)記103。如上所述，標(biāo)記103向檢測(cè)器104發(fā)射信號(hào)110。作為響應(yīng)，檢測(cè)器104獲取輸入設(shè)備102的圖像巾貞Fi (x, y) ο然后對(duì)獲取的輸入設(shè)備102的圖像分成區(qū)塊，以識(shí)別與標(biāo)記103相對(duì)應(yīng)的像素或
圖像區(qū)塊Pii ={(x;,^), ノ = 1...m}。圖7B是示出了輸入設(shè)備102的分成區(qū)塊的圖像的示意
圖。如圖7B所示，可以將分成區(qū)塊的圖像172建模為圓形174(為了清楚起見，以虛線示出)，并且可以基于其來識(shí)別特性(例如，標(biāo)記103的數(shù)目)。圖8A-8G示出了用于確定輸入設(shè)備102相對(duì)于檢測(cè)器104的取向和/或位置的圖像建模的ー種示例技木。在以下討論中，圖2A中所示具有六個(gè)標(biāo)記103的輸入設(shè)備102僅用于示意性目的。圖8A-8C示意性示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的輸入設(shè)備102與檢測(cè)器104之間的三種相對(duì)取向。如圖8A-8C所示，輸入設(shè)備102具有輸入平面175，并且檢測(cè)器104具有檢測(cè)器平面177。圖8A示出了大致并行于檢測(cè)器平面177的輸入平面175。圖SB示出了相對(duì)于檢測(cè)器平面177成角度的輸入平面175。圖SC示出了大致垂直于檢測(cè)器平面177的輸入平面175。 圖8D-8F分別示意性示出了圖8A-8C中輸入設(shè)備的分成區(qū)塊的圖像。不同的取向可以引起對(duì)于檢測(cè)器104而言不同數(shù)目的標(biāo)記103可見。例如，如圖8D所示，當(dāng)輸入平面175大致平行于檢測(cè)器平面177時(shí)，所有六個(gè)標(biāo)記103在分成區(qū)塊的圖像中可見。如圖SE所示，當(dāng)輸入平面175與檢測(cè)器平面177成角度時(shí)四個(gè)標(biāo)記103在分成區(qū)塊的圖像中可見。如圖8F所示，當(dāng)輸入平面175大致垂直于檢測(cè)器平面177時(shí)，三個(gè)標(biāo)記103在分成區(qū)塊的圖像中可見。在一個(gè)實(shí)施例中，可以根據(jù)可見標(biāo)記103的數(shù)目來計(jì)算成對(duì)距離dl，d2，d3，. . .，d6中的至少ー些，如圖8D-8F所示。在其他實(shí)施例中，可以計(jì)算所有可能的成對(duì)距離，而與可見標(biāo)記103的數(shù)目無關(guān)。圖SG示意性示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的相對(duì)于檢測(cè)器平面177的輸入平面175。如圖8G所示，輸入平面175由點(diǎn)ABEF來限定，并且檢測(cè)器平面由點(diǎn)AHGC來限定。在不受理論限制的情況下，相信輸入平面175相對(duì)于檢測(cè)器平面177的取向可以由第一角度EBD和第二角度BAC來指定。相信可以基于輸入設(shè)備102的已知幾何圖形以及標(biāo)記103的位置，根據(jù)與標(biāo)記103的投影相對(duì)應(yīng)的集合A= {O, a ——，α η, π α j < α j+1}來計(jì)算角度(EBD)和(BAC)的可能值。結(jié)果，例如，對(duì)于角度(EBD)和(BAC)的每種組合，可以計(jì)算標(biāo)記103的相應(yīng)成對(duì)距離的集合并將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器122 (圖4)中。如上參照?qǐng)D6A和6B所述，然后可以將從分成區(qū)塊的圖像計(jì)算的成對(duì)距離與集合A中的角度和對(duì)應(yīng)的預(yù)定成對(duì)距離相比較?；诒容^，可以將角度(EBD)和(BAC)估計(jì)為集合A的元素，這些元素實(shí)質(zhì)上與從分成區(qū)塊的圖像計(jì)算的成對(duì)距離相匹配。在一些實(shí)施例中，例如，計(jì)算的成對(duì)距離和預(yù)定的成對(duì)距離可以被歸一化到最大成對(duì)距離。在其他實(shí)施例中，這樣的歸ー化可以省略。一旦確定了輸入平面175的取向，就可以將輸入設(shè)備102(例如，從其中心)到檢測(cè)器104的距離估計(jì)為B = D*bi/di其中bi是兩個(gè)標(biāo)記投影之間觀察到的距離；以及di是兩個(gè)標(biāo)記投影之間的預(yù)定距離?？梢灾貜?fù)上述操作以形成能夠被解釋為特定命令和/或數(shù)據(jù)輸入的時(shí)間軌跡。圖9A-9D示意性示出了根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的用于識(shí)別用戶動(dòng)作并將用戶動(dòng)作與命令相關(guān)的ー個(gè)示例。如圖9A所示，輸入設(shè)備102的移動(dòng)包括大致在y-ζ平面中的前向軌跡180和后向軌跡182。如圖9B所示，圖9A中時(shí)間軌跡的第一特性在于，前向軌跡和后向軌跡具有超過距離閾值184的行進(jìn)距離。同樣，如圖9C所示，圖9A中時(shí)間軌跡的第二特性在于，沿著X軸的距離低于預(yù)設(shè)閾值，指示沿著X軸的移動(dòng)相對(duì)可忽略。此外，如圖9D所示，時(shí)間軌跡的第三特性在于，輸入設(shè)備102 (圖9A)的中心的速度在向著檢測(cè)器104 (圖9A)移動(dòng)時(shí)超過預(yù)設(shè)負(fù)速度閾值，并且在遠(yuǎn)離檢測(cè)器104移動(dòng)時(shí)超過正速度閾值。在一個(gè)實(shí)施例中，如果識(shí)別出時(shí)間軌跡的所有第一、第二和第三特性，用戶動(dòng)作可以被確認(rèn)為單擊、選擇、雙擊和/或其他適合的命令。在其他實(shí)施例中，僅第一、第二和第三特性中的一些可以用干與命令相關(guān)。在其他實(shí)施例中，這些特性中的至少ー個(gè)可以用于與其他適合的特性相結(jié)合，以與命令相關(guān)。即使上述圖I中的電子系統(tǒng)100包括ー個(gè)輸入設(shè)備102，但是在其他實(shí)施例中，電子系統(tǒng)100也可以包括多個(gè)標(biāo)記102。例如，圖10是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的具有多個(gè)標(biāo)記102的用戶的手的頂視圖。在所示意的實(shí)施例中，出于示意性目的示出了四個(gè)標(biāo)記102 (分別被単獨(dú)標(biāo)識(shí)為第一、第二、第三和第四輸入設(shè)備120a-102d)。在一些實(shí)施例中，標(biāo)記102可以具有彼此不同的尺寸、形狀和/或部件。在其他實(shí)施例中，標(biāo)記102全部大致相同。在其他 實(shí)施例中，電子系統(tǒng)100可以包括任何其他適合數(shù)目的標(biāo)記102。各個(gè)標(biāo)記102可以彼此獨(dú)立地操作，或者可以結(jié)合使用，以向電子系統(tǒng)100提供命令。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，電子系統(tǒng)100可以確認(rèn)第一和第二標(biāo)記102a和102b在結(jié)束手勢(shì)中接合在一起。作為響應(yīng)，電子系統(tǒng)100可以將結(jié)束手勢(shì)與結(jié)束程序、單擊或其他適合的操作的命令相關(guān)。在其他實(shí)施例中，各個(gè)標(biāo)記102可以具有對(duì)應(yīng)的指定功能。例如，電子系統(tǒng)100可以將僅第二標(biāo)記102b的移動(dòng)確認(rèn)為光標(biāo)位移。在其他實(shí)施例中，標(biāo)記102可以以其他適合的方式操作。在其他實(shí)施例中，用戶101 (圖I)可以使用具有一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記102的兩只手來操作電子系統(tǒng)100。根據(jù)上文，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，這里已經(jīng)出于示意目的描述了本公開的ー些實(shí)施例，但是在不背離本公開的前提下可以進(jìn)行各種修改。此外，一個(gè)實(shí)施例中的許多元件可以與其他實(shí)施例中的元件相結(jié)合，或者代替其他實(shí)施例的元件。因此，本技術(shù)不限于所附權(quán)利要求以外的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，包括 利用攝像機(jī)獲取輸入設(shè)備的圖像，所述輸入設(shè)備在用戶的手指上并且具有多個(gè)標(biāo)記； 識(shí)別各個(gè)獲取的圖像中的區(qū)塊，識(shí)別的區(qū)塊對(duì)應(yīng)于所述標(biāo)記； 基于各個(gè)獲取的圖像中識(shí)別的區(qū)塊，形成輸入設(shè)備的時(shí)間軌跡； 將形成的時(shí)間軌跡與計(jì)算命令相關(guān)；以及 通過處理器執(zhí)行計(jì)算命令。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，獲取輸入設(shè)備的圖像包括利用耦合至處理器的攝像機(jī)來獲取輸入設(shè)備的多個(gè)幀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，識(shí)別區(qū)塊包括 將各個(gè)獲取的圖像的像素的強(qiáng)度值與預(yù)設(shè)閾值相比較；以及 如果像素的強(qiáng)度值大于預(yù)設(shè)閾值，則指示該像素對(duì)應(yīng)于標(biāo)記之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，識(shí)別區(qū)塊包括 將各個(gè)獲取的圖像中分成區(qū)塊的像素的形狀和/或尺寸范圍與預(yù)設(shè)形狀和/或尺寸范圍分別相比較；以及 如果分成區(qū)塊的像素的形狀和/或尺寸范圍分別大致匹配預(yù)設(shè)形狀和/或尺寸范圍，則指示像素對(duì)應(yīng)于標(biāo)記。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括對(duì)于每個(gè)獲取的圖像，分析識(shí)別的區(qū)塊，以基于輸入設(shè)備的尺寸和輸入設(shè)備上標(biāo)記的布置來確定輸入設(shè)備的取向。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括，對(duì)于每個(gè)獲取的圖像 計(jì)算獲取的圖像中各個(gè)標(biāo)記對(duì)的成對(duì)距離； 基于輸入設(shè)備的尺寸、輸入設(shè)備上標(biāo)記的布置以及輸入設(shè)備相對(duì)于攝像機(jī)的可能取向來執(zhí)行計(jì)算的成對(duì)距離與預(yù)定成對(duì)距離之間的比較；以及基于所述比較來確定輸入設(shè)備相對(duì)于攝像機(jī)的取向。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括基于確定的輸入設(shè)備取向，來計(jì)算輸入設(shè)備到攝像機(jī)的距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 基于獲取的圖像中識(shí)別的區(qū)塊，來識(shí)別獲取的圖像中可見標(biāo)記的數(shù)目；以及計(jì)算成對(duì)距離包括基于識(shí)別的可見標(biāo)記數(shù)目，來計(jì)算獲取的圖像中各個(gè)可見標(biāo)記對(duì)的成對(duì)距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，形成時(shí)間軌跡包括隨時(shí)間的變化識(shí)別輸入設(shè)備的取向和位置，并且所述方法還包括基于時(shí)間軌跡的特性來識(shí)別用戶動(dòng)作。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，形成時(shí)間軌跡包括隨時(shí)間的變化識(shí)別輸入設(shè)備的取向和位置，并且所述方法還包括基于時(shí)間軌跡的特性來識(shí)別用戶動(dòng)作，所述特性包括行進(jìn)距離、行進(jìn)方向、速度、速率和方向反轉(zhuǎn)中的至少一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中， 輸入設(shè)備是用戶第一手指上的第一輸入設(shè)備； 識(shí)別的區(qū)塊是第一識(shí)別的區(qū)塊； 形成的時(shí)間軌跡時(shí)第一時(shí)間軌跡； 獲取圖像包括利用攝像機(jī)獲取第一輸入設(shè)備和第二輸入設(shè)備的圖像，所述第二輸入設(shè)備在用戶的第二手指上，第二手指不同于第一手指； 所述方法還包括 識(shí)別各個(gè)圖像中的第二區(qū)塊，識(shí)別的區(qū)塊對(duì)應(yīng)于第二輸入設(shè)備的標(biāo)記； 基于識(shí)別的第二區(qū)塊，形成第二時(shí)間軌跡；以及 將形成的時(shí)間軌跡與計(jì)算命令相關(guān)包括將第一和第二時(shí)間軌跡的組合與計(jì)算命令相關(guān)。
12.—種電子系統(tǒng),包括 用于獲取輸入設(shè)備的圖像的裝置，所述輸入設(shè)備在用戶的手指上并且具有多個(gè)標(biāo)記； 用于識(shí)別各個(gè)獲取的圖像中的區(qū)塊的裝置，識(shí)別的區(qū)塊對(duì)應(yīng)于所述標(biāo)記； 用于基于各個(gè)獲取的圖像中識(shí)別的區(qū)塊而形成輸入設(shè)備的時(shí)間軌跡的裝置； 用于將形成的時(shí)間軌跡與計(jì)算命令相關(guān)的裝置；以及 用于執(zhí)行計(jì)算命令的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子系統(tǒng)，其中，信號(hào)模式包括多個(gè)分離的信號(hào)，并且用于分析信號(hào)模式的裝置包括用于基于分離信號(hào)的數(shù)目而識(shí)別接收到的輸入數(shù)據(jù)中可見標(biāo)記的數(shù)目的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子系統(tǒng)，其中 信號(hào)模式包括多個(gè)分離的信號(hào)； 用于分析信號(hào)模式的裝置包括 用于基于分離信號(hào)的數(shù)目而識(shí)別接收到的輸入數(shù)據(jù)中可見標(biāo)記的數(shù)目的裝置；以及 用于計(jì)算獲取的圖像中各個(gè)可見標(biāo)記對(duì)的成對(duì)距離的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子系統(tǒng)，其中，用于分析信號(hào)模式的裝置還包括 用于基于輸入設(shè)備的尺寸、輸入設(shè)備上標(biāo)記的布置以及輸入設(shè)備相對(duì)于檢測(cè)器的可能取向來執(zhí)行計(jì)算的成對(duì)距離與預(yù)定成對(duì)距離之間的比較的裝置；以及用于基于所述比較來確定輸入設(shè)備相對(duì)于檢測(cè)器的取向的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子系統(tǒng)，其中，用于識(shí)別計(jì)算命令的裝置還包括 用于重復(fù)接收和分析操作以獲得隨時(shí)間的變化輸入設(shè)備相對(duì)于檢測(cè)器的取向和位置中的至少一個(gè)的裝置；以及 用于將隨時(shí)間的變化輸入設(shè)備相對(duì)于檢測(cè)器的取向和位置中的至少一個(gè)與計(jì)算命令相關(guān)的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子系統(tǒng)，其中，用于識(shí)別計(jì)算命令的裝置還包括 用于重復(fù)接收和分析操作以獲得隨時(shí)間的變化輸入設(shè)備相對(duì)于檢測(cè)器的取向和位置中的至少一個(gè)的裝置； 用于基于隨時(shí)間的變化輸入設(shè)備相對(duì)于檢測(cè)器的取向和位置中的至少一個(gè)，確定輸入設(shè)備的行進(jìn)距離、行進(jìn)方向、速度、速率和方向反轉(zhuǎn)中的至少一個(gè)的裝置；以及 用于將確定的進(jìn)距離、行進(jìn)方向、速度、速率和方向反轉(zhuǎn)中的至少一個(gè)與計(jì)算命令相關(guān)的裝置。
18.一種計(jì)算系統(tǒng)，包括 輸入模塊，被配置為從攝像機(jī)獲取輸入設(shè)備的圖像，輸入設(shè)備具有多個(gè)標(biāo)記；傳感模塊，被配置為識(shí)別各個(gè)獲取的圖像中的區(qū)塊，識(shí)別的區(qū)塊對(duì)應(yīng)于所述標(biāo)記； 計(jì)算模塊，被配置為基于各個(gè)獲取的圖像中識(shí)別的區(qū)塊，形成輸入設(shè)備的時(shí)間軌跡；以及 分析模塊，被配置為將形成的時(shí)間軌跡與計(jì)算命令相關(guān)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中，傳感模塊被配置為 將各個(gè)獲取的圖像的像素的強(qiáng)度值與預(yù)設(shè)閾值相比較；以及 如果像素的強(qiáng)度值大于預(yù)設(shè)閾值，則指示該像素對(duì)應(yīng)于標(biāo)記之一。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中，傳感模塊被配置為 將各個(gè)獲取的圖像中像素的形狀與預(yù)設(shè)形狀相比較；以及 如果像素的形狀大致匹配預(yù)設(shè)形狀，則指示像素對(duì)應(yīng)于標(biāo)記。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中，計(jì)算模塊還被配置為基于輸入設(shè)備的尺寸和輸入設(shè)備上標(biāo)記的布置來確定輸入設(shè)備的取向。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中，計(jì)算模塊還被配置為 計(jì)算獲取的圖像中各個(gè)標(biāo)記對(duì)的成對(duì)距離； 基于輸入設(shè)備的尺寸、輸入設(shè)備上標(biāo)記的布置以及輸入設(shè)備相對(duì)于攝像機(jī)的可能取向，來執(zhí)行計(jì)算的成對(duì)距離與預(yù)定成對(duì)距離之間的比較；以及基于所述比較來確定輸入設(shè)備相對(duì)于攝像機(jī)的取向。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中，計(jì)算模塊還被配置為基于確定的輸入設(shè)備取向，來計(jì)算輸入設(shè)備到攝像機(jī)的距離。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中，計(jì)算模塊還被配置為 基于獲取的圖像中識(shí)別的區(qū)塊，來識(shí)別獲取的圖像中可見標(biāo)記的數(shù)目；以及 基于識(shí)別的可見標(biāo)記數(shù)目，來計(jì)算獲取的圖像中各個(gè)可見標(biāo)記對(duì)的成對(duì)距離。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的計(jì)算系統(tǒng)，其中，計(jì)算模塊還被配置為識(shí)別輸入設(shè)備的時(shí)間軌跡，并且分析模塊還被配置為，基于時(shí)間軌跡的特性來識(shí)別用戶動(dòng)作，所述特性包括行進(jìn)距離、行進(jìn)方向、速度、速率和方向反轉(zhuǎn)中的至少一個(gè)。
全文摘要
本文描述了電子系統(tǒng)、設(shè)備及其相關(guān)操作方法的實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算系統(tǒng)包括輸入模塊，被配置為從攝像機(jī)獲取輸入設(shè)備的圖像，輸入設(shè)備具有多個(gè)標(biāo)記。計(jì)算系統(tǒng)還包括傳感模塊，被配置為識(shí)別各個(gè)獲取的圖像中對(duì)應(yīng)于標(biāo)記的區(qū)塊。計(jì)算系統(tǒng)還包括計(jì)算模塊，被配置為基于識(shí)別的區(qū)塊，形成輸入設(shè)備的時(shí)間軌跡，以及分析模塊，被配置為將形成的時(shí)間軌跡與計(jì)算命令相關(guān)。
文檔編號(hào)G06F3/01GK102736733SQ20121010700
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者朱言寧, 阿列克謝·謝爾蓋耶維奇·法捷耶夫 申請(qǐng)人:英吉尼克斯公司