用于互動系統(tǒng)的座標轉(zhuǎn)換方法及計算機系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于互動系統(tǒng)的座標轉(zhuǎn)換方法及計算機系統(tǒng)。用于一互動系統(tǒng)與一使用者間的座標轉(zhuǎn)換方法，該互動系統(tǒng)包含有一檢測模塊，該座標轉(zhuǎn)換方法包含有藉由該檢測模塊，判斷該使用者的一臉部數(shù)據(jù)以及一指令物件，以對應(yīng)取得一臉部座標以及一指令物件座標；根據(jù)該檢測模塊的一座標，轉(zhuǎn)換該臉部座標為一轉(zhuǎn)換臉部座標；根據(jù)該轉(zhuǎn)換臉部座標以及該檢測模塊的該座標間的一連線，取得該連線與一光軸射線間的一夾角；根據(jù)該夾角以及該指令物件座標，取得一轉(zhuǎn)換指令物件座標；以及根據(jù)該轉(zhuǎn)換指令物件座標，判斷該指令物件的一深度變化，以建立該互動系統(tǒng)與該使用者間的一互動操作。
【專利說明】用于互動系統(tǒng)的座標轉(zhuǎn)換方法及計算機系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于一互動系統(tǒng)的座標轉(zhuǎn)換方法及計算機系統(tǒng)，特別是涉及一種根據(jù)一臉部座標以及一檢測模塊的一座標，以判斷一指令物件的深度變化的座標轉(zhuǎn)換方法及計算機系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，使用者可通過有線/無線傳輸?shù)目刂颇K，例如一鍵盤或一鼠標等，控制一電子裝置。然而，隨著影像處理的進步，電子裝置已可通過特定的檢測模塊，檢測使用者的一肢體動作，例如使用者的一手臂上下擺動，進而判斷使用者所欲進行的一操作指令。
[0003]請參考圖1A、1B，圖1A、1B為現(xiàn)有的一互動系統(tǒng)10判斷使用者操作指令的示意圖。如圖1A、IB所不,互動系統(tǒng)10包含有一檢測模塊100,而一使用者12大致位于互動系統(tǒng)10的檢測模塊100的正前方，并于圖1A、1B中僅簡單繪示出使用者12的一頭部120與一手部122。此外，互動系統(tǒng)10已預設(shè)有多個預設(shè)指令，且每一預設(shè)指令對應(yīng)為不同手部122的變化情形，以使檢測模塊100可檢測手部122的前后位置的變化情形，進而判斷使用者12所欲下達的預設(shè)指令。請再參考圖2A、2B，圖2A、2B分別對應(yīng)為圖1A、1B中檢測模塊100的檢測結(jié)果的示意圖，其中大圓代表頭部120的影像，而小圓代表手部122的影像。如圖1A?2B所示，由于使用者12大致位于檢測模塊100的正前方，當使用者12將手部122從圖1A所示位置向前移動到圖1B所示位置時，于檢測模塊100所檢測到的檢測結(jié)果中，頭部120所代表大圓的影像CB1、CB2或手部122所代表的影像CS1、CS2并未于XY平面上發(fā)生位置偏移，而僅有手部122所代表的影像CS1、CS2產(chǎn)生前后位置變化，即于Z軸方向上產(chǎn)生深度變化。在此情況下，使用者可根據(jù)手部122于Z軸方向上的深度變化，正確下達預設(shè)指令來控制互動系統(tǒng)10。
[0004]請再參考圖3A、3B，圖3A、3B為圖1A、1B中互動系統(tǒng)10判斷使用者操作指令的示意圖。相較于圖1A、1B所示的實施例，圖3A、3B中的使用者12非位于檢測模塊100的正前方，而是位于檢測模塊100的斜前方。同時，請再參考圖4A、4B，圖4A、4B分別對應(yīng)為圖3A、3B中檢測模塊100的檢測結(jié)果的示意圖，同樣地，大圓亦代表頭部120的影像而小圓代表手部122的影像。如圖3A?4B所示，由于使用者12并非位于檢測模塊100的正前方，因此當使用者12將手部122從圖3A所示位置向前移動到圖3B所示位置時，頭部120所代表大圓的影像CB3、CB4并未發(fā)生位置偏移，但手部122所代表的影像CS3、CS4將同時于XY平面上以及Z軸方向上產(chǎn)生位置變化。在此情況下，手部122產(chǎn)生的深度變化可能無法對應(yīng)互動系統(tǒng)10所預設(shè)的多個預設(shè)指令，據(jù)以產(chǎn)生錯誤的預設(shè)指令而致無法控制互動系統(tǒng)10。
[0005]因此，提供另一種用于一互動系統(tǒng)的座標轉(zhuǎn)換方法及計算機系統(tǒng)，可適性地判斷一指令物件的深度變化，據(jù)以產(chǎn)生正確的控制指令，已成為本領(lǐng)域的重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]因此，本發(fā)明的主要目的是提供一互動系統(tǒng)的座標轉(zhuǎn)換方法及計算機系統(tǒng)，同時參考一臉部座標以及一檢測模塊的一座標，以判斷一指令物件的深度變化，據(jù)以產(chǎn)生正確的控制指令。
[0007]本發(fā)明揭示一種用于一互動系統(tǒng)與一使用者間的座標轉(zhuǎn)換方法，該互動系統(tǒng)包含有一檢測模塊，該座標轉(zhuǎn)換方法包含有藉由該檢測模塊，判斷該使用者的一臉部數(shù)據(jù)以及一指令物件，以對應(yīng)取得一臉部座標以及一指令物件座標；根據(jù)該檢測模塊的一座標，轉(zhuǎn)換該臉部座標為一轉(zhuǎn)換臉部座標；根據(jù)該轉(zhuǎn)換臉部座標以及該檢測模塊的該座標間的一連線，取得該連線與一光軸射線間的一夾角；根據(jù)該夾角以及該指令物件座標，取得一轉(zhuǎn)換指令物件座標；以及根據(jù)該轉(zhuǎn)換指令物件座標，判斷該指令物件的一深度變化，以建立該互動系統(tǒng)與該使用者間的一互動操作。
[0008]本發(fā)明還揭示用于一種計算機系統(tǒng)，耦接有一互動系統(tǒng)，其中該互動系統(tǒng)包含有一檢測模塊，該計算機系統(tǒng)包含有一中央處理器；一儲存裝置，儲存有一程序碼，該程序碼用來指不該一種用于一互動系統(tǒng)與一使用者間的座標轉(zhuǎn)換方法，該座標轉(zhuǎn)換方法包含有藉由該檢測模塊，判斷該使用者的一臉部數(shù)據(jù)以及一指令物件，以對應(yīng)取得一臉部座標以及一指令物件座標；根據(jù)該檢測模塊的一座標，轉(zhuǎn)換該臉部座標為一轉(zhuǎn)換臉部座標；根據(jù)該轉(zhuǎn)換臉部座標以及該檢測模塊的該座標間的一連線，取得該連線與一光軸射線間的一夾角；根據(jù)該夾角以及該指令物件座標，取得一轉(zhuǎn)換指令物件座標；以及根據(jù)該轉(zhuǎn)換指令物件座標，判斷該指令物件的一深度變化，以建立該互動系統(tǒng)與該使用者間的一互動操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1A、1B為現(xiàn)有的一互動系統(tǒng)一判斷使用者操作指令的示意圖。
[0010]圖2A、2B分別對應(yīng)為圖1A、1B中檢測模塊的檢測結(jié)果的示意圖。
[0011]圖3A、3B為圖1A、1B中互動系統(tǒng)進行另一判斷使用者操作指令的不意圖。
[0012]圖4A、4B分別對應(yīng)為圖3A、3B中檢測模塊的檢測結(jié)果的示意圖。
[0013]圖5為本發(fā)明實施例一計算機系統(tǒng)的示意圖。
[0014]圖6為本發(fā)明實施例一座標轉(zhuǎn)換流程的流程圖。
[0015]圖7為本發(fā)明實施例中指令物件座標位于修正通用座標系的示意圖。
[0016]附圖符號說明
[0017]10、52互動系統(tǒng)
[0018]100、520檢測模塊
[0019]12使用者
[0020]120頭部
[0021]122手部
[0022]50計算機系統(tǒng)
[0023]500中央處理器
[0024]502儲存裝置
[0025]60座標轉(zhuǎn)換流程
[0026]600、602、604、606、608、610、步驟
[0027]612[0028]CB1、CB2、CB3、CB4、CS 1、影像
[0029]CS2、CS3、CS4
[0030]CD程序碼
[0031]ω、φ、κ夾角
【具體實施方式】
[0032]在說明書及權(quán)利要求中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)別的基準。在通篇說明書及權(quán)利要求中所提及的「包含」為一開放式的用語，故應(yīng)解釋成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一詞在此是包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接于該第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。
[0033]請參考圖5，圖5為本發(fā)明實施例一計算機系統(tǒng)50的示意圖。計算機系統(tǒng)50耦接有一互動系統(tǒng)52，且包含有一中央處理器500以及一儲存裝置502。儲存裝置502儲存有一程序碼CD以及多個預設(shè)指令來對應(yīng)多個深度變化，而程序碼CD用來指示用于互動系統(tǒng)52與一使用者(圖中未不)間的座標轉(zhuǎn)換方法?；酉到y(tǒng)52包含有一檢測模塊520,且于本實施例中檢測模塊520為一二維檢測單元或一三維檢測單元，當然亦可同時包含有二維檢測單元及三維檢測單元，使檢測模塊520可分別擷取一二維檢測影像和/或一三維檢測影像，其中二維檢測單元及三維檢測單元皆包含有至少一光學鏡頭及其對應(yīng)的一鏡頭焦距來對應(yīng)擷取影像，至于計算機系統(tǒng)50與互動系統(tǒng)52間是通過一有線/無線傳輸方式，以使計算機系統(tǒng)50可適性地操作互動系統(tǒng)52與檢測模塊520，而互動系統(tǒng)52則可對應(yīng)傳回二維檢測影像和/或三維檢測影像至計算機系統(tǒng)50，但并非是用以限制本發(fā)明的范疇。
[0034]較佳地，于本實施例中，檢測模塊520預設(shè)有一通用座標系(包含有一通用原點)以及一光軸射線(即一光線若沿光軸射線前進時，將不產(chǎn)生偏折現(xiàn)象)，且二維檢測影像和/或三維檢測影像是于計算機系統(tǒng)50中，藉由中央處理器500參考通用座標系的計算模擬，進而判斷二維檢測影像和/或三維檢測影像中不同位置相對于通用原點的座標值，其中前述的計算模擬可預先編譯為程序碼CD，以儲存于儲存裝置502中。當然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員亦可利用互動系統(tǒng)52的一處理單元(圖中未示)，于互動系統(tǒng)52內(nèi)計算二維檢測影像和/或三維檢測影像中不同位置相對于通用原點的座標值后，再回傳座標值至計算機系統(tǒng)50，以為后續(xù)相關(guān)操作，此亦為本發(fā)明的范疇。再者，本實施例并未限制檢測模塊520與互動系統(tǒng)52間的設(shè)置方式，只要檢測模塊520能適性地判斷是否有使用者接近互動系統(tǒng)52，進而由使用者的一肢體變化來操作互動系統(tǒng)52者，皆為本發(fā)明的范疇。
[0035]更進一步，本實施例利用計算機系統(tǒng)50來控制互動系統(tǒng)52所適用的一座標轉(zhuǎn)換方法，可進一步歸納為一座標轉(zhuǎn)換流程60且被編譯為程序碼CD，如圖6所示。座標轉(zhuǎn)換流程60包含以下步驟:
[0036]步驟600:開始。
[0037]步驟602:藉由檢測模塊520，判斷使用者的一臉部數(shù)據(jù)以及一指令物件，以對應(yīng)取得一臉部座標以及一指令物件座標。[0038]步驟604:根據(jù)檢測模塊520的一座標，轉(zhuǎn)換臉部座標為一轉(zhuǎn)換臉部座標。
[0039]步驟606:根據(jù)轉(zhuǎn)換臉部座標以及檢測模塊520的座標間的一連線，取得連線與一光軸射線間的一夾角。
[0040]步驟608:根據(jù)夾角以及指令物件座標，取得一轉(zhuǎn)換指令物件座標。
[0041]步驟610:根據(jù)轉(zhuǎn)換指令物件座標，判斷指令物件的一深度變化，以建立互動系統(tǒng)52與使用者間的一互動操作。
[0042]步驟612:結(jié)束。
[0043]于步驟602中，互動系統(tǒng)52藉由檢測模塊520，判斷使用者的臉部數(shù)據(jù)以及指令物件，以對應(yīng)取得臉部座標以及指令物件座標。較佳地，檢測模塊520可結(jié)合一人臉追蹤(Face tracking)技術(shù)，首先判斷位于檢測模塊520的一檢測范圍內(nèi)是否有類似使用者的一臉部影像。若有，則檢測模塊520將對應(yīng)擷取臉部影像的一二維(或三維)影像，并利用前述通用座標系與其相關(guān)計算模擬，通過計算機系統(tǒng)50 (或互動系統(tǒng)52的處理單元)對應(yīng)取得臉部座標。在此同時，于檢測模塊520取得臉部影像的二維(或三維)影像后，檢測模塊520將再判斷是否有另一最接近檢測模塊520的指令物件，且其大小是小于臉部影像所對應(yīng)的二維(或三維)影像。若有，則檢測模塊520判斷指令物件為使用者的一手部影像，例如為一手指或一手掌，并運用類似通用座標系與其相關(guān)的計算模擬，由計算機系統(tǒng)50 (或互動系統(tǒng)52的處理單元)對應(yīng)取得手部座標(即指令物件座標)。
[0044]值得注意地，由于使用者的臉部數(shù)據(jù)以及指令物件皆非一單點，因此，本實施例可適性地于臉部數(shù)據(jù)以及指令物件所對應(yīng)的二維(或三維)影像中，挑選單一(或多個)單點的座標來作為臉部座標以及指令物件座標，或者依據(jù)不同精確度要求，進一步平均多個單點的座標來作為臉部座標以及指令物件座標者，皆為本發(fā)明的范疇。
[0045]于步驟604中，計算機系統(tǒng)50可判斷檢測模塊520于通用座標系的座標以及檢測模塊的鏡頭焦距，在此情況下，中央處理器500再利用一第一矩陣對臉部座標進行一旋轉(zhuǎn)
操作，以轉(zhuǎn)換臉部座標為轉(zhuǎn)換臉部座標，其中第一矩陣為
【權(quán)利要求】
1.一種用于一互動系統(tǒng)與一使用者間的座標轉(zhuǎn)換方法，該互動系統(tǒng)包含有一檢測模塊，該座標轉(zhuǎn)換方法包含有: 藉由該檢測模塊，判斷該使用者的一臉部數(shù)據(jù)以及一指令物件，以對應(yīng)取得一臉部座標以及一指令物件座標； 根據(jù)該檢測模塊的一座標，轉(zhuǎn)換該臉部座標為一轉(zhuǎn)換臉部座標； 根據(jù)該轉(zhuǎn)換臉部座標以及該檢測模塊的該座標間的一連線，取得該連線與一光軸射線間的一夾角； 根據(jù)該夾角以及該指令物件座標，取得一轉(zhuǎn)換指令物件座標；以及 根據(jù)該轉(zhuǎn)換指令物件座標，判斷該指令物件的一深度變化，以建立該互動系統(tǒng)與該使用者間的一互動操作。
2.如權(quán)利要求1所述的座標轉(zhuǎn)換方法，其中該檢測模塊包含有一二維檢測單元或一三維檢測單元，且該檢測模塊預設(shè)有該光軸射線。
3.如權(quán)利要求1所述的座標轉(zhuǎn)換方法，其中該指令物件最接近該檢測模塊，且該指令物件為該使用者的一手指或一手掌。
4.如權(quán)利要求1所述的座標轉(zhuǎn)換方法，其中根據(jù)該檢測模塊的該座標，轉(zhuǎn)換該臉部座標為該轉(zhuǎn)換臉部座標的步驟，還包含有: 根據(jù)該檢測模塊的一鏡頭焦距，利用一第一矩陣對該臉部座標進行一旋轉(zhuǎn)操作，以形成該轉(zhuǎn)換臉部座標；
其中，該第一矩陣為
5.如權(quán)利要求1所述的座標轉(zhuǎn)換方法，其中根據(jù)該夾角以及該指令物件座標，取得該轉(zhuǎn)換指令物件座標的步驟，還包含有: 將該檢測模塊的該座標視為一修正通用原點，以建立一修正通用座標系包含有一修正通用X軸、一修正通用Y軸以及一修正通用Z軸，進而判斷該夾角與該修正通用X軸、該修正通用Y軸與該修正通用Z軸間的一參考夾角；以及 根據(jù)該參考夾角，取得該轉(zhuǎn)換指令物件座標。
6.如權(quán)利要求5所述的座標轉(zhuǎn)換方法，其中根據(jù)該參考夾角，取得該轉(zhuǎn)換指令物件座標的步驟，還包含有: 利用一第二矩陣對該指令物件座標進行一旋轉(zhuǎn)操作，以取得該轉(zhuǎn)換指令物件座標； 其中，當該夾角與該修正通用X軸的該參考夾角為ω，該第二矩陣為
7.如權(quán)利要求1所述的座標轉(zhuǎn)換方法，其中根據(jù)該轉(zhuǎn)換指令物件座標，判斷該指令物件的該深度變化，以建立該互動系統(tǒng)與該使用者間的該互動操作的步驟，還包含有: 于多個時間點，取得多個轉(zhuǎn)換指令物件座標及其對應(yīng)的多個物件Z軸座標；以及計算該多個物件Z軸座標中兩者間的差值為該深度變化,進而建立該互動系統(tǒng)與該使用者間的該互動操作。
8.如權(quán)利要求1所述的座標轉(zhuǎn)換方法，其中該互動操作預設(shè)有多個指令操作來對應(yīng)不同的該深度變化，以使該使用者通過該指令物件所對應(yīng)的該深度變化，以控制該互動系統(tǒng)的操作。
9.一種計算機系統(tǒng)，耦接有一互動系統(tǒng)，其中該互動系統(tǒng)包含有一檢測模塊，該計算機系統(tǒng)包含有: 一中央處理器； 一儲存裝置，儲存有一程序碼，該程序碼用來指示該一種用于一互動系統(tǒng)與一使用者間的座標轉(zhuǎn)換方法，該座標轉(zhuǎn)換方法包含有: 藉由該檢測模塊，判斷該使用者的一臉部數(shù)據(jù)以及一指令物件，以對應(yīng)取得一臉部座標以及一指令物件座標； 根據(jù)該檢測模塊的一座標，轉(zhuǎn)換該臉部座標為一轉(zhuǎn)換臉部座標； 根據(jù)該轉(zhuǎn)換臉部座標以及該檢測模塊的該座標間的一連線，取得該連線與一光軸射線間的一夾角； 根據(jù)該夾角以及該指令物件座標，取得一轉(zhuǎn)換指令物件座標；以及根據(jù)該轉(zhuǎn)換指令物件座標，判斷該指令物件的一深度變化，以建立該互動系統(tǒng)與該使用者間的一互動操作。
10.如權(quán)利要求9所述的計算機系統(tǒng)，其中該檢測模塊包含有一二維檢測單元或一三維檢測單元，且該檢測模塊預設(shè)有該光軸射線。
11.如權(quán)利要求9所述的計算機系統(tǒng)，其中該指令物件最接近該檢測模塊，且該指令物件為該使用者的一手指或一手掌。
12.如權(quán)利要求9所述的計算機系統(tǒng)，其中根據(jù)該檢測模塊的該座標，轉(zhuǎn)換該臉部座標為該轉(zhuǎn)換臉部座標的步驟，還包含有: 根據(jù)該檢測模塊的一鏡頭焦距，利用一第一矩陣對該臉部座標進行一旋轉(zhuǎn)操作，以形成該轉(zhuǎn)換臉部座標；其中，該第一矩陣為
13.如權(quán)利要求9所述的計算機系統(tǒng)，其中根據(jù)該夾角以及該指令物件座標，取得該轉(zhuǎn)換指令物件座標的步驟，還包含有: 將該檢測模塊的該座標視為一修正通用原點，以建立一修正通用座標系包含有一修正通用X軸、一修正通用Y軸以及一修正通用Z軸，進而判斷該夾角與該修正通用X軸、該修正通用Y軸與該修正通用Z軸間的一參考夾角；以及根據(jù)該參考夾角，取得該轉(zhuǎn)換指令物件座標。
14.如權(quán)利要求13所述的計算機系統(tǒng)，其中根據(jù)該參考夾角，取得該轉(zhuǎn)換指令物件座標的步驟，還包含有: 利用一第二矩陣對該指令物件座標進行一旋轉(zhuǎn)操作，以取得該轉(zhuǎn)換臉部座標； 其中，當該夾角與該修正通用X軸的該參考夾角為ω，該第二矩陣為
15.如權(quán)利要求9所述的計算機系統(tǒng)，其中根據(jù)該轉(zhuǎn)換指令物件座標，判斷該指令物件的該深度變化，以建立該互動系統(tǒng)與該使用者間的該互動操作的步驟，還包含有: 于多個時間點，取得多個轉(zhuǎn)換指令物件座標及其對應(yīng)的多個物件Z軸座標；以及計算該多個物件Z軸座標中兩者間的差值為該深度變化,進而建立該互動系統(tǒng)與該使用者間的該互動操作。
16.如權(quán)利要求9所述的計算機系統(tǒng)，其中該互動操作預設(shè)有多個指令操作來對應(yīng)不同的該深度變化，以使該使用者通過該指令物件所對應(yīng)的該深度變化，以控制該互動系統(tǒng)的操作。
【文檔編號】G06F3/01GK103914133SQ201310019644
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】李芷萱, 魏守德, 周家德 申請人:緯創(chuàng)資通股份有限公司