專利名稱：坐標(biāo)輸入的擷取方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種坐標(biāo)輸入的擷取方法與裝置，特別是一種不需要以高速數(shù)據(jù)傳輸接口作為傳輸工具，直接將影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)信號(hào)，并回傳坐標(biāo)信號(hào)到計(jì)算機(jī)的方法與裝置。
背景技術(shù)：
信號(hào)擷取技術(shù)早已為人所熟知，且其應(yīng)用范圍極為廣泛，圖1為公知的第一實(shí)施例中無(wú)線指針操控系統(tǒng)的示意圖，包含有一組個(gè)人計(jì)算機(jī)11、一大型顯示屏幕13(如29”電視)、一視訊轉(zhuǎn)換器12及一指針遙控器14；其中個(gè)人計(jì)算機(jī)11通過(guò)Y型訊號(hào)線15分別與大型顯示屏幕13、視訊轉(zhuǎn)換器12連接，用以傳輸影像信號(hào)，視訊轉(zhuǎn)換器12則通過(guò)第三訊號(hào)線16將擷取后經(jīng)處理的信號(hào)傳送至個(gè)人計(jì)算機(jī)11，使用時(shí)由使用者操作指針遙控器14，將控制指針位移信號(hào)以無(wú)線的方式傳送到視訊轉(zhuǎn)換器12，由視訊轉(zhuǎn)換器12分離出相應(yīng)的坐標(biāo)信號(hào)，再送至個(gè)人計(jì)算機(jī)11中，個(gè)人計(jì)算機(jī)11經(jīng)過(guò)計(jì)算后再將影像信號(hào)整個(gè)通過(guò)Y型訊號(hào)線15輸出到大型顯示屏幕13。
圖2為公知的第二實(shí)施例中無(wú)線指針操控系統(tǒng)的示意圖，包含有一組個(gè)人計(jì)算機(jī)11、一大型顯示屏幕13(如29”電視)、一攝影機(jī)21及一雷射指針筆20；其中個(gè)人計(jì)算機(jī)11通過(guò)第一訊號(hào)線23與大型顯示屏幕13連接，攝影機(jī)21用于擷取顯示在大型顯示屏幕13中的影像，操作時(shí)由使用者手持雷射指針筆20將光點(diǎn)投射在大型顯示屏幕13中，同時(shí)通過(guò)第二訊號(hào)線22將攝影機(jī)21擷取到的整個(gè)影像信號(hào)傳送至個(gè)人計(jì)算機(jī)11中；接著再通過(guò)影像處理技術(shù)，將每次擷取的整個(gè)影像信號(hào)中有關(guān)雷射指針筆20光點(diǎn)的信號(hào)分離出來(lái)，再做前后兩個(gè)光點(diǎn)信號(hào)的坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)比，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的指針位移信號(hào)，再將該位移信號(hào)加入計(jì)算機(jī)當(dāng)前的影像中，由第一訊號(hào)線23把處理后的新影像整個(gè)輸出到大型顯示屏幕13上，如此反復(fù)，直到整個(gè)計(jì)算機(jī)作業(yè)結(jié)束為止。
綜上所述，采用傳統(tǒng)視訊轉(zhuǎn)換器12與指針遙控器14的結(jié)合，當(dāng)使用者以一般雷射指針筆20進(jìn)行操作時(shí)，無(wú)法達(dá)到操控指針的目的，通過(guò)攝影機(jī)21直接將影像信號(hào)傳回給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)做影像對(duì)比后才做出指針的移動(dòng)顯像的方式存在以下缺點(diǎn)1.由于影像信號(hào)數(shù)據(jù)量大，需要高速數(shù)據(jù)傳輸接口作為傳輸工具；2.計(jì)算機(jī)需要相當(dāng)大的內(nèi)存及運(yùn)算能力才有可能實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)的同步移動(dòng)，否則會(huì)出現(xiàn)延遲現(xiàn)象；3.環(huán)境影響，當(dāng)使用環(huán)境太亮或太暗(如畫面背光太強(qiáng))時(shí)，會(huì)影響坐標(biāo)的判斷，或無(wú)法判別，因此需要彩色高分辨率的攝影機(jī)，否則會(huì)影響坐標(biāo)的判斷。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種不需要以高速數(shù)據(jù)傳輸接口作為傳輸工具，直接將影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)信號(hào)，并回傳坐標(biāo)信號(hào)到計(jì)算機(jī)的方法與裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明提出了一種坐標(biāo)輸入的擷取裝置，主要包含有一組個(gè)人計(jì)算機(jī)、大型顯示屏幕、用以擷取該大型顯示屏幕中的影像信號(hào)的影像擷取器、以及用以在該大型顯示屏幕上產(chǎn)生雷射光點(diǎn)的雷射指針筆，其中，該個(gè)人計(jì)算機(jī)是以第一訊號(hào)線將影像輸出至該大型顯示屏幕連接，該影像擷取器則是以第二訊號(hào)線將屏幕坐標(biāo)值與雷射光點(diǎn)坐標(biāo)傳送至該個(gè)人計(jì)算機(jī)，其中該屏幕坐標(biāo)值是通過(guò)該影像擷取器以雷射指針筆光點(diǎn)與計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)同步處理手段，以及讀取雷射指針筆按鍵操作狀態(tài)手段取得，該雷射光點(diǎn)坐標(biāo)則是依據(jù)該屏幕坐標(biāo)值及該影像擷取器所擷取到的該影像訊號(hào)計(jì)算而得。
本發(fā)明還提出了一種坐標(biāo)輸入的擷取方法，該方法包含信號(hào)處理步驟，其中，該信號(hào)處理步驟包含雷射指針筆光點(diǎn)與計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)同步處理手段，該手段包括下列步驟步驟1、在該大型顯示屏幕的影像顯示區(qū)內(nèi)顯示校正圖樣；步驟2、操作該雷射指針筆使該雷射光點(diǎn)移動(dòng)至該影像顯示區(qū)內(nèi)的一點(diǎn)，使得該影像擷取器取得按鍵值與第一取樣坐標(biāo)信號(hào)；步驟3、操作該雷射指針筆使該雷射光點(diǎn)移動(dòng)至該影像顯示區(qū)內(nèi)的屏幕另一點(diǎn)，使得該影像擷取器取得該按鍵值與第二取樣坐標(biāo)信號(hào)；步驟4、若該影像擷取器無(wú)法得到該第一取樣坐標(biāo)信號(hào)或該第二取樣坐標(biāo)信號(hào)，則調(diào)整影像擷取器位置并回到步驟1，否則進(jìn)行下一步驟；步驟5、根據(jù)該第一取樣坐標(biāo)信號(hào)、該第二取樣坐標(biāo)信號(hào)、以及一參數(shù)值計(jì)算出該屏幕坐標(biāo)值，該參數(shù)值為預(yù)先設(shè)定值。
利用影像擷取器取得特定光源(如雷射指針筆光點(diǎn))或與背景亮度形成反差的陰影(如亮度不同的影像點(diǎn))，然后通過(guò)一影像同步處理程序，將影像擷取器攝影的區(qū)域大小，轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)坐標(biāo)區(qū)域大小傳回給計(jì)算機(jī)，再以一讀取雷射指針筆按鍵操作狀態(tài)的手段取得一按鍵值(例如定義雷射指針筆光點(diǎn)在投射屏幕(或布幕)上ON/OFF對(duì)應(yīng)的按鍵值)，如此便可以在其后使用者操作雷射指針筆時(shí)，直接將攝影機(jī)攝取到的雷射指針筆光點(diǎn)轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)坐標(biāo)及按鍵值，傳給計(jì)算機(jī)；因此，通過(guò)上述方法不需要彩色高分辨率影像擷取器，也不需要高速數(shù)據(jù)傳輸接口作為傳輸工具(以PS2接口或低速的USB接口即可)，便可獲得使用者操作雷射指針筆的狀態(tài)，而且當(dāng)使用環(huán)境太亮或太暗時(shí)也可以自動(dòng)調(diào)整增益(AGC)。
本發(fā)明的有益效果如下1.直接將影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)信號(hào)，回傳到計(jì)算機(jī)的信號(hào)數(shù)據(jù)量小，因此不需要高速數(shù)據(jù)傳輸接口作為傳輸工具，可以使用PS2接口或低速的USB接口即可。
2.受環(huán)境影響的小，當(dāng)使用環(huán)境太亮或太暗時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整增益(AGC)，針對(duì)某單一頻譜單獨(dú)處理。
3.不需要彩色高分辨率CCD，采用能夠分辨與背景不同亮度光點(diǎn)或陰影的黑白CCD即可滿足要求。。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為公知的第一實(shí)施例中的無(wú)線指針操控系統(tǒng)的示意圖。
圖2為公知的第二實(shí)施例中的無(wú)線指針操控系統(tǒng)的示意圖。
圖3為本發(fā)明無(wú)線指針操控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明獲取坐標(biāo)的方法示意圖。
圖5為本發(fā)明雷射指針筆光點(diǎn)與計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)同步校正示意圖。
圖6為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)另一種實(shí)施例示意圖。
圖7為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)又一種實(shí)施例示意圖。
符號(hào)說(shuō)明11......... 個(gè)人計(jì)算機(jī)111.........接收器12......... 視訊轉(zhuǎn)換器13......... 大型顯示屏幕14......... 指針遙控器15......... Y型訊號(hào)線16......... 第三訊號(hào)線20......... 雷射指針筆20’....... 雷射指針筆
21.........攝影機(jī)22.........第二訊號(hào)線23.........第一訊號(hào)線24.........按鍵25.........雷射光點(diǎn)26.........發(fā)射器30.........影像擷取器33.........A點(diǎn)34.........B點(diǎn)40.........投影裝置50.........布幕具體實(shí)施方式
圖3為本發(fā)明無(wú)線指針操控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其架構(gòu)與公知技術(shù)的硬件架構(gòu)相似，主要包含有一組個(gè)人計(jì)算機(jī)11、一大型顯示屏幕13(如29”電視)、一影像擷取器30及一雷射指針筆20′；其中個(gè)人計(jì)算機(jī)11通過(guò)第一訊號(hào)線23與大型顯示屏幕13連接，影像擷取器30則是通過(guò)第二訊號(hào)線22將擷取后經(jīng)處理的信號(hào)傳送至個(gè)人計(jì)算機(jī)11。
根據(jù)本發(fā)明所揭露的技術(shù)在信號(hào)處理程序上主要分為兩大步驟A.雷射光點(diǎn)與計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)同步處理、B.讀取雷射指針筆按鍵操作狀態(tài)，今分述如下A.雷射指針筆光點(diǎn)與計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)同步處理。該步驟可分為以下具體操作步驟步驟1，如圖5所示在影像顯示區(qū)131上顯示一校正圖樣132，圖中坐標(biāo)(X1，Y1)為屏幕最左下角的A點(diǎn)33，坐標(biāo)(X2，Y2)為屏幕最右上角B點(diǎn)34。
步驟2、操作雷射指針筆20’使其雷射光點(diǎn)25移動(dòng)至A點(diǎn)33，并按下雷射指針筆20’中的按鍵24，以在影像顯示區(qū)131中產(chǎn)生一個(gè)按鍵值，此時(shí)影像擷取器30(如CCD攝影機(jī))得到一個(gè)第一取樣坐標(biāo)信號(hào)(CX1，CY1)。
步驟3、操作雷射指針筆20’使其雷射光點(diǎn)25移動(dòng)至B點(diǎn)34，并再按雷射指針筆20’中的按鍵24，以在影像顯示區(qū)131中產(chǎn)生該按鍵值，此時(shí)影像擷取器30便得到一個(gè)第二取樣坐標(biāo)信號(hào)(CX2，CY2)。
步驟4、如果此時(shí)無(wú)法得到第一取樣坐標(biāo)訊號(hào)或第二取樣坐標(biāo)信號(hào)，則表示影像擷取器30目前所在位置無(wú)法獲得全部顯示區(qū)域，需改變影像擷取器30位置，并回步驟1，否則進(jìn)行下一步驟。
步驟5、根據(jù)步驟2、3我們可以將影像擷取器30上得到的值換算成對(duì)應(yīng)于影像顯示區(qū)131的一屏幕坐標(biāo)值(X，Y)，公式如下X＝(CX3-CX1)*(X2-X1)/(CX2-CX1)Y＝(CY3-CY1)*(Y2-Y1)/(CY2-CY1)其中，(CX3，CY3)為影像擷取器30得到的新值。
步驟6、將屏幕坐標(biāo)值(X，Y)，經(jīng)第二訊號(hào)線22將擷取后經(jīng)處理的訊號(hào)傳送至個(gè)人計(jì)算機(jī)11。
范例一(X1，Y1)＝(0，0)，(X2，Y2)＝(1000，1000)(CX1，CY1)＝(100，100)，(CX2，CY2)＝(2100，2100)現(xiàn)取得(CX3，CY3)＝(1100，1100)換算成X＝(1100-100)*(1000-0)/(2100-100)＝500換算成Y＝(1100-100)*(1000-0)/(2100-100)＝500(X，Y)＝(500，500)于是，在雷射指針筆光點(diǎn)與計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)取得同步后，雷射光點(diǎn)坐標(biāo)取得方法將如圖4所示，假設(shè)同步后計(jì)算機(jī)屏幕被劃分為100點(diǎn)，即坐標(biāo)點(diǎn)(0，0)到(10，10)，又透過(guò)影像擷取器30擷取到的雷射光點(diǎn)25位于第三行，第三列，那么轉(zhuǎn)換成雷射光點(diǎn)坐標(biāo)為(3，3)。
B讀取雷射指針筆按鍵操作狀態(tài)在上述中提到按雷射指針筆20’中的按鍵24，可以在影像顯示區(qū)131中產(chǎn)生該按鍵值，其原理是利用雷射指針筆投射在影像顯示區(qū)131的雷射光點(diǎn)25的明暗(ON/OFF)變化，作為按鍵24的按鍵值的輸入，其中按鍵值可為使用者對(duì)按鍵24的操作狀態(tài)或?qū)?yīng)的操作指令類型；實(shí)施方法是預(yù)先將按鍵24的按鍵值編碼于雷射指針筆20’的光束中，當(dāng)影像擷取器30在讀取雷射指針筆20’投射在影像顯示區(qū)131上的光點(diǎn)時(shí)，同時(shí)取得坐標(biāo)值及譯碼成按鍵值。
范例2假設(shè)使用者按下按鍵24代表“確認(rèn)”，而“確認(rèn)”的定義碼為“1010”，以雷射光點(diǎn)25“ON OFF ON OFF”表示。
實(shí)際操作參閱圖5與步驟2，當(dāng)使用者移動(dòng)雷射光點(diǎn)移動(dòng)至A點(diǎn)33，并按下按鍵24后，影像擷取器30將讀取到(CX1，CY1)，以及”1010”兩個(gè)值，此時(shí)計(jì)算機(jī)便會(huì)收到一坐標(biāo)信號(hào)及一確認(rèn)新號(hào)。
備注因?yàn)槔咨涔恻c(diǎn)25“ON/OFF”的時(shí)間非常短暫所以使用者無(wú)法看到雷射光點(diǎn)25的“ON/OFF”變化。
此外，如圖6所示，讀取雷射指針筆20’按鍵操作狀態(tài)的方法，也可以通過(guò)無(wú)線(Wireless)傳輸?shù)姆绞絺鬟f給個(gè)人計(jì)算機(jī)11，也就是通過(guò)一個(gè)配置在雷射指針筆20’內(nèi)的發(fā)射器26將按鍵值送出，再由一個(gè)接收器111接收后將之傳送給個(gè)人計(jì)算機(jī)11。
如圖7所示，將一投影裝置40與影像擷取器30結(jié)合在一起，通過(guò)第二訊號(hào)線22與個(gè)人計(jì)算機(jī)11連結(jié)，以將計(jì)算機(jī)屏幕的內(nèi)容直接投射至大型顯示屏幕布幕13(在此為一布幕50)；操作時(shí)，投影裝置40將影像投到某個(gè)位置，影像擷取器30便能同時(shí)感測(cè)到相同的位置，使用者只要做軟件校正而不需做硬件校正，可減少校正的時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種坐標(biāo)輸入的擷取裝置，主要包含有一組個(gè)人計(jì)算機(jī)、大型顯示屏幕、用以擷取該大型顯示屏幕中的影像信號(hào)的影像擷取器、以及用以在該大型顯示屏幕上產(chǎn)生雷射光點(diǎn)的雷射指針筆，其特征在于該個(gè)人計(jì)算機(jī)是以第一訊號(hào)線將影像輸出至該大型顯示屏幕連接，該影像擷取器則是以第二訊號(hào)線將屏幕坐標(biāo)值與雷射光點(diǎn)坐標(biāo)傳送至該個(gè)人計(jì)算機(jī)，其中該屏幕坐標(biāo)值是通過(guò)該影像擷取器以雷射指針筆光點(diǎn)與計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)同步處理手段，以及讀取雷射指針筆按鍵操作狀態(tài)手段取得，該雷射光點(diǎn)坐標(biāo)則是依據(jù)該屏幕坐標(biāo)值及該影像擷取器所擷取到的該影像訊號(hào)計(jì)算而得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種坐標(biāo)輸入的擷取裝置，其中，該坐標(biāo)輸入的擷取裝置還包括投影裝置，該投影裝置是與影像擷取器結(jié)合，而該個(gè)人計(jì)算機(jī)是以第三訊號(hào)線將影像送至該投影裝置，再投射至該大型顯示屏幕，該影像擷取器是用以將擷取得的屏幕坐標(biāo)值與雷射光點(diǎn)坐標(biāo)傳送至該個(gè)人計(jì)算機(jī)，其中屏幕坐標(biāo)值是通過(guò)該影擷取器以雷射指針筆光點(diǎn)與計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)同步處理手段，以及讀取雷射指針筆按鍵操作狀態(tài)手段取得，該雷射光點(diǎn)坐標(biāo)則是依據(jù)該屏幕坐標(biāo)值及該影像擷取器所擷取到的該影像訊號(hào)計(jì)算而得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種坐標(biāo)輸入的擷取裝置，其中，所述的大型顯示屏幕為布幕。
4.使用權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)輸入的擷取裝置的一種坐標(biāo)輸入的擷取方法，該方法包含信號(hào)處理步驟，其特征在于，該信號(hào)處理步驟包含雷射指針筆光點(diǎn)與計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)同步處理手段，該手段包括下列步驟步驟1、在該大型顯示屏幕的影像顯示區(qū)內(nèi)顯示校正圖樣；步驟2、操作該雷射指針筆使該雷射光點(diǎn)移動(dòng)至該影像顯示區(qū)內(nèi)的一點(diǎn)，使得該影像擷取器取得按鍵值與第一取樣坐標(biāo)信號(hào)；步驟3、操作該雷射指針筆使該雷射光點(diǎn)移動(dòng)至該影像顯示區(qū)內(nèi)的屏幕另一點(diǎn)，使得該影像擷取器取得該按鍵值與第二取樣坐標(biāo)信號(hào)；步驟4、若該影像擷取器無(wú)法得到該第一取樣坐標(biāo)信號(hào)或該第二取樣坐標(biāo)信號(hào)，則調(diào)整影像擷取器位置并回到步驟1，否則進(jìn)行下一步驟；步驟5、根據(jù)該第一取樣坐標(biāo)信號(hào)、該第二取樣坐標(biāo)信號(hào)、以及一參數(shù)值計(jì)算出該屏幕坐標(biāo)值，該參數(shù)值為預(yù)先設(shè)定值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種坐標(biāo)輸入的擷取方法，其中，該信號(hào)處理步驟還包含讀取雷射指針筆按鍵操作狀態(tài)手段，該手段通過(guò)該雷射指針筆投射在影像顯示區(qū)的雷射光點(diǎn)的明暗變化，來(lái)取得該按鍵值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種坐標(biāo)輸入的擷取方法，其中，所述的雷射指針筆按鍵的按鍵值是通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞綄⒃摪存I值傳輸給個(gè)人計(jì)算機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種坐標(biāo)輸入的擷取方法，其中，所述的按鍵值為一操作指令。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種信號(hào)擷取的方法與裝置，特別是指一種不需要以彩色高分辨率CCD、以及高速數(shù)據(jù)傳輸接口作為傳輸工具，直接將鐳射指針筆移動(dòng)的光點(diǎn)，轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)信號(hào)回傳到計(jì)算機(jī)的方法與裝置，本發(fā)明利用一影像擷取器取得特定光源(如鐳射指針筆光點(diǎn))，然后經(jīng)過(guò)一影像同步處理程序，將影像擷取器攝影的區(qū)域大小，轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)坐標(biāo)區(qū)域大小傳回給計(jì)算機(jī)，再以一讀取鐳射指針筆按鍵操作狀態(tài)的手段取得一按鍵值，如此便可以在爾后使用者操作鐳射指針筆時(shí)，直接將攝影機(jī)攝取到的鐳射指針筆光點(diǎn)轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)坐標(biāo)及按鍵值，回傳給計(jì)算機(jī)；此外，當(dāng)使用環(huán)境太亮或太暗時(shí)亦可以自動(dòng)調(diào)整增益(AGC)的方式來(lái)改善。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1517842SQ0310033
公開(kāi)日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2003年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月14日
發(fā)明者溫宗維, 林舜斌 申請(qǐng)人:友碁科技股份有限公司, 友 科技股份有限公司