專利名稱：：交互式投影系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明視頻投影領(lǐng)域，更具體地，涉及交互式投影系統(tǒng)以及交互式投影方法。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)的投影系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)以及投影儀，投影儀與計(jì)算機(jī)連接用于將計(jì)算器輸出的視頻信號(hào)投影到屏幕。這種傳統(tǒng)的投影系統(tǒng)的缺陷在于，在投影過(guò)程中不能對(duì)投影的內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)注、修改等操作，缺乏交互性。為了實(shí)現(xiàn)交互性，一種解決方案是采用昂貴的感應(yīng)屏作為屏幕。這種感應(yīng)屏設(shè)置有很多傳感器(例如壓力傳感器或者電容傳感器)，這些傳感器用于檢測(cè)用戶在感應(yīng)屏上的操作，并將檢測(cè)結(jié)果反饋到計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)應(yīng)的可視化處理，然后將可視化的內(nèi)容投影到屏幕。這種改進(jìn)的投影系統(tǒng)能夠進(jìn)行一定的交互處理，但是，這種投影系統(tǒng)造價(jià)高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不具備便攜性。因此，亟需一種低成本的交互式投影系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種低成本的交互式投影系統(tǒng)。該交互式投影系統(tǒng)包括視頻處理裝置和投影裝置，所述投影裝置接收所述視頻處理裝置輸出的視頻信息并將所述視頻信息投影到投影區(qū)域，其特征在于，還包括交互信息產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生交互信息；交互信息接收模塊，用于接收所述交互信息產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的交互信息；交互信息處理模塊，所述交互信息處理模塊與所述交互信息接收模塊連接，用于處理所述交互信息接收模塊提供的交互信息；交互信息處理模塊還與所述視頻處理裝置連接，以將處理結(jié)果輸出給所述視頻處理裝置。優(yōu)選地，所述交互信息產(chǎn)生裝置為能夠發(fā)出紅外信號(hào)的裝置；所述交互信息接收模塊包括紅外光感應(yīng)器。優(yōu)選地，所述紅外信號(hào)的波長(zhǎng)范圍是850納米至950納米，或者是860納米至880納米。優(yōu)選地，所述交互信息接收模塊還包括紅外帶通濾光器，所述紅外光感應(yīng)器感應(yīng)穿過(guò)所述紅外帶通濾光器的紅外信號(hào)。優(yōu)選地，所述交互裝置包括外殼、安裝到外殼內(nèi)的電池和發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管在通電時(shí)發(fā)出紅外信號(hào)。優(yōu)選地，，所述交互信息處理模塊和所述視頻處理裝置在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行，所述交互信息接收模塊安裝到所述投計(jì)算機(jī)中。優(yōu)選地，所述投影裝置包括發(fā)光二極管作為投影光源。優(yōu)選地，所述交互信息處理模塊包括校準(zhǔn)單元，所述校準(zhǔn)單元根據(jù)預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)點(diǎn)定義出有效的交互區(qū)域，所述交互區(qū)域位于所述投影區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明的另一個(gè)目的，提供一種低成本的交互式投影方法。該交互式投影方法包括通過(guò)投影裝置將視頻信息投影到投影區(qū)域；其特征在于，還包括以下步驟通過(guò)交互信息產(chǎn)生裝置在所述投影區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生交互信息；通過(guò)交互信息接收模塊接收所述交互信息；通過(guò)交互信息處理模塊處理所述接收的交互信息；通過(guò)所述投影裝置將所述交互信息處理模塊的處理結(jié)果投影到所述投影區(qū)域。優(yōu)選地，所述方法還包括校準(zhǔn)過(guò)程，所述校準(zhǔn)過(guò)程包括以下步驟在投影區(qū)域投影出至少四個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)；分別在所至少述四個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)產(chǎn)生交互信息；根據(jù)所述交互信息確定所述至少四個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，并根據(jù)所述至少四個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)確定有效的交互區(qū)域。優(yōu)選地，所述“通過(guò)交互信息處理模塊處理所述接收的交互信息”步驟還包括判斷所接收的交互信息是否產(chǎn)生于所述交互區(qū)域，如果是，就處理所述交互信息并將處理后的交互信息投影到所述投影區(qū)域，否則，丟棄所述交互信息。實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例，可以在普通的銀幕甚至的普通的墻壁上進(jìn)行投影，并能夠在投影過(guò)程中實(shí)現(xiàn)交互。這種交互式投影系統(tǒng)不需要使用昂貴的專用屏幕，降低了成本。圖1是本發(fā)明的交互式投影系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的交互式投影系統(tǒng)的示意圖；圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的交互式投影方法的流程圖。具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。圖1是本發(fā)明的交互式投影系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。參考圖1，該交互式投影系統(tǒng)包括視頻處理裝置11、投影裝置12、交互信息產(chǎn)生裝置14、交互信息接收模塊15以及交互信息處理模塊16。其中，視頻處理裝置11用于視頻處理，然后向投影裝置12輸出用于投影的視頻信號(hào)。投影裝置12與視頻處理裝置11連接，接收視頻處理裝置11輸出的視頻信息，并將視頻信息投影到投影區(qū)域13。投影裝置12優(yōu)選采用發(fā)光二極管作為投影光源，以降低投影裝置11的能耗。投影區(qū)域13可以是普通的銀幕，甚至可以是平坦的墻壁。交互信息產(chǎn)生裝置14供用戶使用，用于產(chǎn)生交互信息，尤其是在投影區(qū)域13上產(chǎn)生交互信息，該交互信息優(yōu)選地通過(guò)紅外光波傳輸。交互信息接收模塊15用于接收交互信息產(chǎn)生裝置14產(chǎn)生的交互信息。交互信息處理模塊16與交互信息接收模塊15連接，用于處理交互信息接收模塊15所接收到的交互信息。交互信息處理模塊16與交互信息接收模塊15的連接方式可以是有線的例如USB(通用串行總線)，也可以是無(wú)線的例如藍(lán)牙或者WiFi(無(wú)線保真)。此外，交互信息處理模塊16還與視頻處理裝置11連接，以將處理結(jié)果輸出給視頻處理裝置11，并通過(guò)投影裝置12投影到投影區(qū)域13，從而實(shí)現(xiàn)投影過(guò)程中的交互。圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的交互式投影系統(tǒng)的示意圖。參考圖1和圖2，本實(shí)施例中，視頻處理裝置11和交互信息處理模塊16在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)。交互信息接收模塊15也安裝到計(jì)算機(jī)，即，交互信息接收模塊15可以固定到計(jì)算機(jī)，也可以通過(guò)有關(guān)的信號(hào)通過(guò)VGA(視頻圖形陣列)接口、S端子或者HDMI(高清晰度多媒體介面)接口與計(jì)算機(jī)連接。在本說(shuō)明書和權(quán)利要求書中，計(jì)算機(jī)泛指具有數(shù)據(jù)處理能力的電子設(shè)備，包括但不限于桌面式計(jì)算機(jī)(desktopcomputer)、便攜式計(jì)算機(jī)(laptop)、平板式計(jì)算機(jī)(tabletcomputer)例如蘋果公司的iPad等。交互信息產(chǎn)生裝置14為能夠發(fā)出紅外信號(hào)的裝置，該裝置做成筆的形狀(本說(shuō)明書中稱之為“紅外筆”)，以便于用戶使用。交互信息接收模塊15包括紅外光感應(yīng)器和紅外帶通濾光器。其中，紅外帶通濾光器過(guò)濾掉紅外筆以外的物品發(fā)出的紅外光，從而只容許紅外筆的紅外光穿過(guò)。紅外光感應(yīng)器則用來(lái)感應(yīng)穿過(guò)紅外帶通濾光器的紅外信號(hào)，換言之，紅外光感應(yīng)器僅僅感應(yīng)紅外筆的信號(hào)，從而提高了交互的準(zhǔn)確性。本實(shí)施例中，紅外光感應(yīng)器為紅外CMOS傳感器，交互信息接收模塊15集成到投影裝置12中。但是，本發(fā)明不局限于這種情況。例如，交互信息接收模塊15可以集成到計(jì)算機(jī)11中，紅外光感應(yīng)器可以采用紅外C⑶傳感器。實(shí)施本發(fā)明，使用一個(gè)CMOS傳感器或者CCD傳感器就足夠了。優(yōu)選地，紅外筆的紅外信號(hào)的波長(zhǎng)范圍是850納米(nm)至950納米；更為優(yōu)選地，紅外筆的波長(zhǎng)范圍是860納米至880納米。這種范圍的紅外信號(hào)具有較遠(yuǎn)的傳播距離，以便于交互信息接收模塊15接收該紅外信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，紅外筆的紅外信號(hào)的波長(zhǎng)是870納米，這種情況下，紅外筆在距離紅外CMOS傳感器1.6米至2.6米的范圍內(nèi)產(chǎn)生的紅外信號(hào)，都能夠被CMOS傳感器接收到。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中采用的紅外筆包括外殼、安裝到外殼內(nèi)的電池、發(fā)光二極管以及彈力開關(guān)。彈力開關(guān)的一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)與紅外筆的筆尖連接，當(dāng)用戶使用筆尖在投影區(qū)域13點(diǎn)擊或者書寫時(shí)，彈力開關(guān)受到擠壓從而導(dǎo)通發(fā)光二極管，發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)發(fā)出紅外信號(hào)。該紅外信號(hào)被交互信息接收模塊15接收，并被交互信息處理模塊16處理。本發(fā)明的一個(gè)替換實(shí)施例中，彈力開關(guān)為按鈕的形式，用戶用手指按下該按鈕時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通，這種替換的紅外筆不需要用戶使用筆尖去擠壓投影區(qū)域也可以發(fā)出紅外光。在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例中，彈性開關(guān)既可以由筆尖空間，也可以由按鈕控制，這種方式下，用戶用筆尖按壓投影區(qū)域時(shí)會(huì)導(dǎo)通發(fā)光二極管，用戶也可以通過(guò)手指按壓按鈕來(lái)導(dǎo)通發(fā)光二極管。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，交互信息處理模塊16采用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行在計(jì)算機(jī)中。交互信息處理模塊16還包括一個(gè)校準(zhǔn)單元，用于在投影前或者投影過(guò)程中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)的主要過(guò)程如下所述首先，校準(zhǔn)單元通過(guò)投影裝置12在投影區(qū)域投影出若干校準(zhǔn)點(diǎn)。優(yōu)選地，校準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量為四個(gè)，這四個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)位于投影區(qū)域的四個(gè)角落；接著，用戶使用紅外筆依次點(diǎn)擊各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)，從而在各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)產(chǎn)生交互信息(發(fā)生紅外信號(hào))。該交互信號(hào)被紅外傳感器手機(jī)后，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中；校準(zhǔn)單元根據(jù)該交互信息確定各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，并根據(jù)這些校準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)確定有效的交互區(qū)域?？梢?jiàn)，交互區(qū)域可以等同于投影區(qū)域，也可以比投影區(qū)域略小。交互區(qū)域的一個(gè)作用是判斷投影過(guò)程中哪些交互信息是有效的，哪些交互信息是無(wú)效的。例如，如果所接收的交互信息是在交互區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的，就視為有效的，該交互式投影系統(tǒng)將對(duì)該交互信息進(jìn)行后續(xù)處理。反之，如果所接收的交互信息時(shí)在交互區(qū)域以外產(chǎn)生的，就視為無(wú)效的，可以直接丟棄該交互信息，從而提高了交互的準(zhǔn)確度，并減輕了計(jì)算機(jī)的處理量。下面結(jié)合圖3來(lái)闡述本發(fā)明的交互式投影系統(tǒng)的工作過(guò)程。開始步驟100之后，在步驟101中，計(jì)算機(jī)內(nèi)的軟件檢測(cè)是否連接了已準(zhǔn)備就緒的投影裝置。如果尚未連接，或者所連接的投影裝置尚未準(zhǔn)備就緒，計(jì)算機(jī)就重新檢測(cè)，或者周期性地重新檢測(cè)。如果所連接的投影裝置已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，流程進(jìn)入步驟102。步驟102中，判斷用戶是否觸發(fā)了校準(zhǔn)命令，例如，判斷用戶是否按下了投影裝置的校準(zhǔn)按鈕，或者是否按下了計(jì)算機(jī)軟件的校準(zhǔn)按鈕。如果用戶沒(méi)有觸發(fā)校準(zhǔn)命令，流程進(jìn)入步驟104；否則，流程先進(jìn)入步驟103，進(jìn)行校準(zhǔn)，然后再進(jìn)入步驟104。上面已經(jīng)闡述了校準(zhǔn)過(guò)程，不再贅述。步驟104中，計(jì)算機(jī)內(nèi)的軟件判斷是否接收到了交互數(shù)據(jù)。如果接收到了交互數(shù)據(jù)，流程進(jìn)入步驟105；否則，流程進(jìn)入步驟108。步驟105中，計(jì)算機(jī)內(nèi)的軟件從CMOS傳感器中獲取該交互數(shù)據(jù)的坐標(biāo)(即，紅外筆產(chǎn)生該交互數(shù)據(jù)時(shí)的位置)。然后，流程進(jìn)入步驟106。步驟106中，根據(jù)校準(zhǔn)設(shè)定進(jìn)行有關(guān)的處理，例如變形處理(warping)。然后，流程進(jìn)入步驟107。步驟107中，在上述換行處理之后，在對(duì)應(yīng)的位置模擬鼠標(biāo)按下。例如，在應(yīng)用畫筆的情況下，模擬鼠標(biāo)按下之后，將在對(duì)應(yīng)位置留下痕跡。然后，流程返回到步驟102，開始新的循環(huán)。在上述步驟104中，如果計(jì)算機(jī)軟件判斷沒(méi)有接收到交互數(shù)據(jù)，那么，流程將進(jìn)入步驟108。步驟108中，計(jì)算機(jī)軟件判斷鼠標(biāo)是否處于“按下”的狀態(tài)，如果是，流程進(jìn)入步驟109，否則流程將返回步驟102，開始新的循環(huán)。步驟109，釋放鼠標(biāo)，使鼠標(biāo)不在處于按下的狀態(tài)。然后，流程返回步驟102，開始新的循環(huán)。如上所述，當(dāng)用戶使用紅外筆在投影區(qū)域的某個(gè)位置點(diǎn)擊時(shí)，計(jì)算機(jī)內(nèi)的軟件也將會(huì)在對(duì)應(yīng)的位置模擬鼠標(biāo)點(diǎn)擊(在步驟107中按下鼠標(biāo)，在步驟109中釋放鼠標(biāo))。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)內(nèi)顯示的畫面上具有畫筆工具，鼠標(biāo)被模擬點(diǎn)擊時(shí)將在對(duì)應(yīng)的位置留下痕跡，從而可視化地反映紅外筆的點(diǎn)擊，該可視化的結(jié)果隨后通過(guò)投影裝置投影到投影區(qū)域(或者交互區(qū)域)，從而實(shí)現(xiàn)了交互過(guò)程。當(dāng)用戶使用紅外筆在投影區(qū)域書寫或者繪制線條時(shí)，計(jì)算機(jī)內(nèi)的軟件將連續(xù)地在對(duì)應(yīng)位置模擬鼠標(biāo)按下，并最終將紅外筆的運(yùn)動(dòng)軌跡可視化(例如，使用畫筆來(lái)再現(xiàn)紅外筆的運(yùn)動(dòng)軌跡)，然后通過(guò)投影裝置將該運(yùn)動(dòng)軌跡投影到投影區(qū)域(或者交互區(qū)域)，從而實(shí)現(xiàn)交換過(guò)程。如上所述，實(shí)施本發(fā)明，不需要使用昂貴的專用屏幕就能夠?qū)崿F(xiàn)交互式的投影。本發(fā)明的交互式投影系統(tǒng)具有便于攜帶、便于移動(dòng)、成本低、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種交互式投影系統(tǒng)，包括視頻處理裝置(11)和投影裝置(12)，所述投影裝置(12)接收所述視頻處理裝置(11)輸出的視頻信息并將所述視頻信息投影到投影區(qū)域(13)，其特征在于，還包括交互信息產(chǎn)生裝置(14)，用于產(chǎn)生交互信息；交互信息接收模塊(15)，用于接收所述交互信息產(chǎn)生裝置(14)產(chǎn)生的交互信息；交互信息處理模塊(16)，其與所述交互信息接收模塊(15)連接，用于處理所述交互信息接收模塊(15)接收的交互信息；所述交互信息處理模塊(16)還與所述視頻處理裝置(11)連接，以將處理結(jié)果輸出給所述視頻處理裝置(11)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式投影系統(tǒng)，其特征在于，所述交互信息產(chǎn)生裝置(14)為能夠發(fā)出紅外信號(hào)的裝置；所述交互信息接收模塊(15)包括紅外光感應(yīng)器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互式投影系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外信號(hào)的波長(zhǎng)范圍是850納米至950納米，或者是860納米至880納米。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互式投影系統(tǒng)，其特征在于，所述交互信息接收模塊(15)還包括紅外帶通濾光器，所述紅外光感應(yīng)器感應(yīng)穿過(guò)所述紅外帶通濾光器的紅外信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互式投影系統(tǒng)，所述交互裝置(14)包括外殼、安裝到外殼內(nèi)的電池和發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管在通電時(shí)發(fā)出紅外信號(hào)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的交互式投影系統(tǒng)，其特征在于，所述交互信息處理模塊(16)和所述視頻處理裝置(11)在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行，所述交互信息接收模塊(15)安裝到所述計(jì)算機(jī)中。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交互式投影系統(tǒng)，其特征在于，所述投影裝置包括發(fā)光二極管作為投影光源。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交互式投影系統(tǒng)，其特征在于，所述交互信息處理模塊包括校準(zhǔn)單元，所述校準(zhǔn)單元根據(jù)預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)點(diǎn)確定有效的交互區(qū)域，所述交互區(qū)域位于所述投影區(qū)域(13)內(nèi)。9.一種交互式投影方法，包括通過(guò)投影裝置將視頻信息投影到投影區(qū)域；其特征在于，所述方法還包括以下步驟通過(guò)交互信息產(chǎn)生裝置在所述投影區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生交互信息；通過(guò)交互信息接收模塊接收所述交互信息；通過(guò)交互信息處理模塊處理所述接收的交互信息；通過(guò)所述投影裝置將所述交互信息處理模塊的處理結(jié)果投影到所述投影區(qū)域。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的交互式投影方法，其特征在于，還包括校準(zhǔn)過(guò)程，所述校準(zhǔn)過(guò)程包括以下步驟在投影區(qū)域投影出至少四個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)；分別在所至少述四個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)產(chǎn)生交互信息；根據(jù)所述交互信息確定所述至少四個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，并根據(jù)所述至少四個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)確定有效的交互區(qū)域。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的交互式投影方法，其特征在于，所述“通過(guò)交互信息處理模塊處理所述接收的交互信息”步驟還包括判斷所接收的交互信息是否產(chǎn)生于所述交互區(qū)域，如果是，就處理所述交互信息并將處理后的交互信息投影到所述投影區(qū)域，否則，丟棄所述交互信息。全文摘要本發(fā)明公開了一種交互式投影系統(tǒng)及方法。該投影系統(tǒng)包括視頻處理裝置(11)和投影裝置(12)，投影裝置(12)接收視頻處理裝置(11)輸出的視頻信息并將所述視頻信息投影到投影區(qū)域(13)。該投影系統(tǒng)還包括交互信息產(chǎn)生裝置(14)用于產(chǎn)生交互信息；交互信息接收模塊(15)用于接收所述交互信息產(chǎn)生裝置(14)產(chǎn)生的交互信息；交互信息處理模塊(16)，所述交互信息處理模塊(16)與所述交互信息接收模塊(15)連接用于處理所述交互信息接收模塊(15)提供的交互信息。交互信息處理模塊(16)還與所述視頻處理裝置(11)連接，以將處理結(jié)果輸出給所述視頻處理裝置(11)。這種交互式投影系統(tǒng)不需要昂貴的專用屏幕，具有成本低、便于攜帶的優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)G06F3/033GK101923406SQ20101024884公開日2010年12月22日申請(qǐng)日期2010年7月29日優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日發(fā)明者陳志偉申請(qǐng)人:信佳數(shù)碼科技有限公司