人機(jī)交互系統(tǒng)及紅外影像捕捉裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種人機(jī)交互系統(tǒng)中的紅外影像捕捉裝置，其包括影像捕捉裝置和可見光濾鏡。其中所述影像捕捉裝置具有捕捉可見光信號和紅外光信號的能力。所述可見光濾鏡設(shè)置在所述影像捕捉裝置之前，以在影像進(jìn)入所述影像捕捉裝置之前過濾掉所述可見光信號，從而使所述影像捕捉裝置捕捉到所述影像中的所述紅外光信號。本發(fā)明還提供一種相應(yīng)的人機(jī)交互系統(tǒng)。本發(fā)明的人機(jī)交互系統(tǒng)及紅外影像捕捉裝置成本較低、且能夠可靠準(zhǔn)確地捕捉影像中的紅外光信號。
【專利說明】人機(jī)交互系統(tǒng)及紅外影像捕捉裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及人機(jī)交互系統(tǒng)及紅外影像捕捉裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，計算機(jī)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在人們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕钪?。在基于計算機(jī)視覺的人機(jī)交互技術(shù)中，其需要藉由攝像頭來捕捉辨認(rèn)用戶的動作，從而實現(xiàn)人機(jī)交互。但是，由于用戶的動作一般比較復(fù)雜，而且進(jìn)行辨認(rèn)的成本較高，因此典型的易于應(yīng)用的人機(jī)交互技術(shù)是讓用戶持有一個能夠讓攝像頭易于辨識的指示裝置，例如紅外點觸筆等等，通過辨認(rèn)紅外點觸筆所輸入的紅外光指示信號，從而實現(xiàn)人機(jī)交互。目前常用的基于投影的大型交互白板就是這種典型的人機(jī)交互技術(shù)的應(yīng)用，其可以采用紅外攝像頭和紅外光發(fā)生器配合以實現(xiàn)人機(jī)交互；或者采用經(jīng)過處理的去除紅外濾光鏡的普通攝像頭來捕捉紅外光發(fā)生器所輸入的紅外光指不信號從而實現(xiàn)人機(jī)交互。
[0003]但是，采用紅外攝像頭的人機(jī)交互系統(tǒng)，由于紅外攝像頭價格昂貴，因此整個人機(jī)交互系統(tǒng)的成本較高，不利用大范圍的推廣。
[0004]而采用改裝的普通攝像頭的人機(jī)交互系統(tǒng)，由于采用成像器件-數(shù)字微透鏡裝置(Digital Micromirror Device, DMD)的數(shù)字光處理(Digital Light Procession, DLP)模式的投影儀是逐個點掃描成像，而攝像頭每秒30幀的快門只能拍攝到殘缺的尚未掃描完整的畫面，因此經(jīng)過改裝的普通攝像頭無法正常捕捉DLP模式的投影儀所投射的畫面，即攝像頭和投影儀的幀率不一致容易引發(fā)幀影像殘缺的缺陷。此外，在強(qiáng)光環(huán)境下，經(jīng)過改裝的普通攝像頭捕捉到的影像中紅外光信號和可見光信號難以區(qū)分，計算機(jī)難以分析出紅外光信號的位置，從而導(dǎo)致人機(jī)交互的失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的人機(jī)交互系統(tǒng)所存在的缺陷，而提供一種新的人機(jī)交互系統(tǒng)及紅外影像捕捉裝置，其成本較低，且能夠可靠準(zhǔn)確地捕捉影像中的紅外光信號。
[0006]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明提供一種人機(jī)交互系統(tǒng)中的紅外影像捕捉裝置，其包括影像捕捉裝置和可見光濾鏡。其中所述影像捕捉裝置具有捕捉可見光信號和紅外光信號的能力。所述可見光濾鏡設(shè)置在所述影像捕捉裝置之前，以在影像進(jìn)入所述影像捕捉裝置之前過濾掉所述可見光信號，從而使所述影像捕捉裝置捕捉到所述影像中的所述紅外光信號。
[0008]本發(fā)明還提供一種一種人機(jī)交互系統(tǒng)，其包括計算處理裝置、投影裝置、紅外光發(fā)生器和紅外影像捕捉裝置。所述投影裝置連接所述計算處理裝置，以將所述計算機(jī)處理裝置中的影像投射至投影區(qū)域從而產(chǎn)生投影影像。所述紅外光發(fā)生器用于在所述投影影像上輸出紅外光指示信號。所述紅外影像捕捉裝置用于捕捉所述投影影像中的所述紅外光指示信號。其中，所述紅外影像捕捉裝置包括影像捕捉裝置和可見光濾鏡。所述影像捕捉裝置具有捕捉可見光信號和紅外光信號的能力。所述可見光濾鏡設(shè)置在所述影像捕捉裝置之前，以在所述投影影像進(jìn)入所述影像捕捉裝置之前過濾掉可見光信號，從而使所述影像捕捉裝置捕捉到所述投影影像中的所述紅外光指示信號，則所述計算機(jī)處理裝置根據(jù)所述紅外光指示信號而執(zhí)行相應(yīng)的操作。
[0009]本發(fā)明的人機(jī)交互系統(tǒng)及紅外影像捕捉裝置是在影像捕捉裝置前設(shè)置可見光濾鏡，從而過濾掉可見光信號，而讓紅外光信號通過，而并不需要采用價格昂貴的紅外光攝像頭，因此其成本較低，利于大范圍的推廣。且由于本發(fā)明的紅外影像捕捉裝置只需要捕捉紅外光指示信號，其不會和可見光信號相互混雜，因此計算處理裝置可易于準(zhǔn)確地分析出紅外光指示信號的位置，不會導(dǎo)致人機(jī)交互的失效，且其也可以避免光源、投影儀、影像捕捉裝置不同幀率所引起的幀影像殘缺的缺陷。
[0010]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實施例的人機(jī)交互系統(tǒng)的示意圖。
[0012]圖2為圖1所示的紅外影像捕捉裝置140的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的人機(jī)交互系統(tǒng)及紅外影像捕捉裝置其【具體實施方式】、方法、步驟、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如下。
[0014]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細(xì)說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過【具體實施方式】的說明，當(dāng)可對本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
[0015]圖1為本發(fā)明實施例的人機(jī)交互系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實施例的人機(jī)交互系統(tǒng)100包括計算處理裝置110、投影裝置120、紅外光發(fā)生器130、以及紅外影像捕捉裝置140。
[0016]計算處理裝置110是指具有計算處理能力的計算系統(tǒng)，例如具有中央處理器(Central Processing Unit, CPU)、內(nèi)存等電子器件,并具有操作系統(tǒng)能夠提供程序運行環(huán)境的計算系統(tǒng)。具體地，計算處理裝置110可以利用各類電腦設(shè)備而實現(xiàn)，例如桌面電腦、筆記本電腦、平板電腦等等；或者利用具有計算處理能力的手持設(shè)備而實現(xiàn)，例如智能手機(jī)等等；或者其他具有計算處理能力的機(jī)器人設(shè)備等等而實現(xiàn)。
[0017]投影裝置120連接計算處理裝置110，以將計算處理裝置110中的影像投影至投影區(qū)域190從而產(chǎn)生相應(yīng)的投影影像。其中，投影裝置120可以通過投影裝置接口 121而與計算處理裝置110相連接，而投影裝置接口 121可以包括視頻圖形陣列(Video GraphicArray, VGA)接口、復(fù)合視頻輸出接口、高清晰度多媒體接口(High Definition MultimediaInterface, HDMI)等等。當(dāng)然，投影裝置120也可以通過其他的有線或者無線連接方式與計算處理裝置110相連接。
[0018]紅外光發(fā)生器130用于輸出紅外光信號，以在投影區(qū)域190上的投影影像上產(chǎn)生紅外光指示信號。其中，紅外光發(fā)生器130可以采用紅外光激光器而實現(xiàn)，而發(fā)射的紅外光激光束打在投影區(qū)域190上從而形成紅外光指示信號，在此，紅外光指示信號可以為紅外光激光束光點。
[0019]紅外影像捕捉裝置140連接計算處理裝置110，以捕捉投影影像中的紅外光指示信號并將捕捉到紅外光指示信號輸入至計算機(jī)處理裝置110，則計算處理裝置110可以確定紅外光指示信號在投影影像中的位置，從而實現(xiàn)人機(jī)交互。
[0020]紅外影像捕捉裝置140可以通過影像捕捉接口 141而與計算處理裝置110相連接，例如，紅外影像捕捉裝置140可以為USB攝像裝置，其通過USB接口而與計算處理裝置110相連接；或者，紅外影像捕捉裝置140可以內(nèi)置在計算處理裝置110內(nèi)，從而與計算處理裝置110相連接；或者，紅外影像捕捉裝置140通過無線連接方式，例如WiFi等方式，與計算機(jī)處理裝置110相連接。此外，計算處理裝置110中可以安裝有控制軟件，以控制紅外影像捕捉裝置140進(jìn)行工作，從而捕捉投影影像中的紅外光指示信號。
[0021]圖2為圖1所示的紅外影像捕捉裝置140的示意圖。如圖2所示，本發(fā)明的紅外影像捕捉裝置140包括影像捕捉裝置141和可見光濾鏡142。
[0022]其中，影像捕捉裝置141具有捕捉可見光信號和紅外光信號的能力，在本發(fā)明中，影像捕捉裝置141可以采用去除掉紅外光濾鏡的普通攝像頭。普通攝像頭一般含有紅外光濾鏡，本發(fā)明的改裝后的普通攝像頭去除了紅外光濾鏡，因此其可以在不增加成本的基礎(chǔ)上，使普通攝像頭具有捕捉可見光信號和紅外光信號的能力。
[0023]影像捕捉裝置141包括鏡頭1411和設(shè)置在鏡頭1411之后的感光元件1412。其中，感光元件1412可以采用電荷f禹合元件(Charge-Coupled Device, CCD)或者互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等等而實現(xiàn)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，影像捕捉裝置141中的鏡頭1411的數(shù)量及類型可以根據(jù)需要而進(jìn)行更換。
[0024]可見光濾鏡142設(shè)置在影像捕捉裝置141之前，因此投影影像在進(jìn)入影像捕捉裝置141之前，可見光濾鏡142會過濾掉投影影像中的可見光信號，而讓紅外光指示信號通過，則影像捕捉裝置141只會捕捉到投影影像中的紅外光指示信號，然后再將紅外光指示信號輸入至計算機(jī)處理裝置110，因此計算機(jī)處理裝置110可以辨認(rèn)確定出紅外光指示信號在投影影像中的位置，并根據(jù)紅外光指示信號而執(zhí)行相關(guān)的操作，從而實現(xiàn)人機(jī)交互。
[0025]此外，如圖2所示，在本發(fā)明中，紅外影像捕捉裝置140還可以進(jìn)一步包括切換元件143，其連接可見光濾鏡142從而控制可見光濾鏡142收起或者放下，從而使可見光濾鏡142能夠選擇性地設(shè)置在影像捕捉裝置140之前。例如，當(dāng)人機(jī)交互系統(tǒng)100需要同時捕捉投影影像和投影影像中的紅外光指示信號時，則可操控切換元件143將可見光濾鏡141收起，則影像捕捉裝置140可同時捕捉可見光信號及紅外光信號。而當(dāng)只需要捕捉投影影像中的紅外光指示信號時，則可操控切換元件143將可見光濾鏡141放下，從而過濾掉可見光，使影像捕捉裝置140只捕捉紅外光信號。
[0026]因此，本發(fā)明的人機(jī)交互系統(tǒng)及紅外影像捕捉裝置是在影像捕捉裝置前設(shè)置可見光濾鏡，從而過濾掉可見光信號，而讓紅外光信號通過，而并不需要采用價格昂貴的紅外光攝像頭，因此其成本較低，且由于本發(fā)明的紅外影像捕捉裝置只需要捕捉紅外光指示信號，其不會和其他的可見光信號相互混雜，因此計算處理裝置易于準(zhǔn)確地分析出紅外光指示信號的位置，不會導(dǎo)致人機(jī)交互的失效，且其也可以避免光源、投影儀、影像捕捉裝置不同幀率所弓I起的幀影像殘缺的缺陷。
[0027]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種人機(jī)交互系統(tǒng)中的紅外影像捕捉裝置，其特征在于，其包括: 影像捕捉裝置，具有捕捉可見光信號和紅外光信號的能力； 可見光濾鏡，設(shè)置在所述影像捕捉裝置之前，以在影像進(jìn)入所述影像捕捉裝置之前過濾掉所述可見光信號，從而使所述影像捕捉裝置捕捉到所述影像中的所述紅外光信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外影像捕捉裝置，其特征在于，所述影像捕捉裝置為去除紅外光濾鏡的攝像頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外影像捕捉裝置，其特征在于，所述影像捕捉裝置包括鏡頭和設(shè)置在所述鏡頭之后的感光元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外影像捕捉裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括: 切換元件，連接所述可見光濾鏡，以控制所述可見光濾鏡選擇性地設(shè)置在所述影像捕捉裝置之前。
5.一種人機(jī)交互系統(tǒng)，其特征在于，包括: 計算處理裝置； 投影裝置，連接所述計算處理裝置，以將所述計算機(jī)處理裝置中的影像投射至投影區(qū)域從而產(chǎn)生投影影像； 紅外光發(fā)生器，用于在所述投影影像上輸出紅外光指示信號； 紅外影像捕捉裝置，用于捕捉所述投影影像中的所述紅外光指示信號，其中，所述紅外影像捕捉裝置包括: 影像捕捉裝置，具有捕捉可見光信號和紅外光信號的能力； 可見光濾鏡，設(shè)置在所述影像捕捉裝置之前，以在所述投影影像進(jìn)入所述影像捕捉裝置之前過濾掉可見光信號，從而使所述影像捕捉裝置捕捉到所述投影影像中的所述紅外光指示信號，則所述計算機(jī)處理裝置根據(jù)所述紅外光指示信號而執(zhí)行相應(yīng)的操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人機(jī)交互系統(tǒng)，其特征在于，所述影像捕捉裝置為去除紅外光濾鏡的攝像頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人機(jī)交互系統(tǒng)，其特征在于，所述影像捕捉裝置包括鏡頭和設(shè)置在所述鏡頭之后的感光元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人機(jī)交互系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外影像捕捉裝置進(jìn)一步包括: 切換元件，連接所述可見光濾鏡，以控制所述可見光濾鏡選擇性地設(shè)置在所述影像捕捉裝置之前。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人機(jī)交互系統(tǒng)，其特征在于，所述計算處理裝置為具有操作系統(tǒng)且具有提供程序運行環(huán)境的能力的計算系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人機(jī)交互系統(tǒng)，其特征在于，所述計算處理裝置安裝有控制軟件以控制所述紅外影像捕捉裝置捕捉所述投影影像中的所述紅外光指示信號。
【文檔編號】G06F3/01GK103713729SQ201210371671
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月29日
【發(fā)明者】方琎, 金勁松, 程俊 申請人:騰訊科技（深圳）有限公司, 深圳市中科睿成智能科技有限公司, 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院