專利名稱：指針輸入系統(tǒng)的影像處理的校準(zhǔn)及追跡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種影像處理方法，特別是關(guān)于一種指針輸入系統(tǒng)的影像 處理的校準(zhǔn)及追跡方法。
背景技術(shù)：
指針輸入系統(tǒng)是以一指針器在一屏幕上輸入軌跡，通過處理一取像裝置拍 攝該屏幕產(chǎn)生包含該軌跡的影像，得到包含該軌跡位置信息的輸出數(shù)椐以產(chǎn)生 相應(yīng)的輸出顯示在該屏幕上，達(dá)到輸入的目的。 一般而言，指針輸入系統(tǒng)的影 像處理方法主要分為校準(zhǔn)與追跡，該校準(zhǔn)方法包括以該取像裝置拍攝一施予在 該屏幕上的校準(zhǔn)輸入以產(chǎn)生一校準(zhǔn)用數(shù)據(jù)，以及比較該校準(zhǔn)用數(shù)椐與一參考數(shù) 據(jù)產(chǎn)生該屏幕與該取像裝置之間的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系，該追跡方法包括根據(jù)該空間 轉(zhuǎn)換關(guān)系從一 包含該指針器在該屏幕上輸入軌跡的影像中得到 一 包含該軌跡 位置信息的輸出數(shù)據(jù)，以及通過一顯示系統(tǒng)根椐該輸出數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出顯 示在該屏幕上。公知指針輸入系統(tǒng)的影像處理方法系對(duì)全彩的影像進(jìn)行處理， 例如以紅色、藍(lán)色與綠色三色色彩值平均或其權(quán)重和進(jìn)行處理，因此無法利用
各色彩信道影像或其組合具有不同信噪比(S/N)及增益(gain)的特性進(jìn)一步增 加指針輸入系統(tǒng)的的影像處理能力，此外，以全彩影像進(jìn)行影像處理導(dǎo)致處理 的數(shù)據(jù)量相當(dāng)龐大，除了造成數(shù)據(jù)的處理效率與傳輸速度無法提升外，也使得 指針輸入系統(tǒng)的穩(wěn)定度下降。
因此，一種增加影像處理能力以及提升數(shù)據(jù)處理效率與傳輸速度的指針輸
入系統(tǒng)的影像處理方法，乃為所翼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，在于提出一種增加影像處理能力以及提升數(shù)據(jù)處理 效率與傳輸速度的指針輸入系統(tǒng)的影像處理方法。
本發(fā)明的目的之一，還在于提出一種應(yīng)用于陰極射線管(CRT)屏幕、液晶 顯示(LCD)屏幕、等離子屏幕或投影機(jī)屏幕的指針輸入系統(tǒng)的影像處理方法。
^^艮據(jù)本發(fā)明， 一種指針輸入系統(tǒng)影像處理的校準(zhǔn)方法包括對(duì)一屏幕施予 一校準(zhǔn)輸入，通過一取像裝置拍攝該屏幕得到一包含該校準(zhǔn)輸入的校準(zhǔn)影像， 從該校準(zhǔn)影像中產(chǎn)生一色彩信道影像，掃描該色彩信道影像中的感興趣區(qū)域 產(chǎn)生一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以及比較該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與一預(yù)先決定的參考數(shù)據(jù)產(chǎn)生該屏幕 與該取像裝置之間的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系。
根據(jù)本發(fā)明， 一種指針輸入系統(tǒng)影像處理的追跡方法包括以一指針器在 一屏幕上輸入光點(diǎn)，通過一取像裝置拍攝該屏幕得到一包含該光點(diǎn)的影像， 從該影像中產(chǎn)生一色彩信道影像，去除該色彩信道影像的背景噪聲，掃描該 色彩信道影像中的感興趣區(qū)域得到一掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)一校準(zhǔn)得到的空間轉(zhuǎn)換 關(guān)系從該掃描數(shù)據(jù)產(chǎn)生一包含該光點(diǎn)位置信息的輸出數(shù)據(jù)，以及通過一顯示 系統(tǒng)根據(jù)該輸出數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的光標(biāo)顯示在該屏幕上。
本發(fā)明利用不同色彩信道或其組合具有不同信噪比及增益的特性增加指 針輸入系統(tǒng)的影像處理能力，同時(shí)在影像處理的過程中通過處理一色彩信道 影像取代處理全彩影像而大量減少影像處理的數(shù)據(jù)量，提升影像的處理效率
與傳輸速度。


圖i是三種用于指針輸入系統(tǒng)影像處理的校準(zhǔn)方法的典型的測(cè)試圖形； 圖2是本發(fā)明的指針輸入系統(tǒng)影像處理的校準(zhǔn)方法第 一 個(gè)實(shí)施例的流程
圖3是根據(jù)圖2的一個(gè)實(shí)施例；
圖4是分區(qū)顯示測(cè)試圖形的示意圖5是以指針器在特定位置輸入光點(diǎn)的示意圖6是測(cè)試圖形顯示于屏幕角落的示意圖7是本發(fā)明的指針輸入系統(tǒng)影像處理的校準(zhǔn)方法第二個(gè)實(shí)施例的流程
圖8是本發(fā)明的指針輸入系統(tǒng)影像處理的校準(zhǔn)方法第三個(gè)實(shí)施例的流程
圖9是預(yù)校準(zhǔn)程序的測(cè)試圖形；
圖1 O是全屏幕校準(zhǔn)程序的測(cè)試圖形；
圖1 l是本發(fā)明的指針輸入系統(tǒng)影像處理的追跡方法的流程圖； 圖12是根據(jù)圖11的一個(gè)實(shí)施例；
圖13是本發(fā)明的指針輸入系統(tǒng)影像處理的追跡方法的第二個(gè)實(shí)施例； 圖14是根據(jù)中心位置產(chǎn)生外插值的示意圖； 圖15是在中心位置之間產(chǎn)生內(nèi)插值的示意圖；以及 圖16是本發(fā)明檢測(cè)環(huán)境變化的 一個(gè)實(shí)施例。 圖號(hào)說明
210 西洋棋盤方格圖形
220 方塊圖形
230 十字圖形
300 流程圖
302 對(duì)屏幕施予校準(zhǔn)輸入
304 調(diào)整取像裝置的參數(shù)306 拍^聶屏幕
308 校準(zhǔn)影像
310 色彩信道影像
312 掃描感興趣區(qū)域
314 校準(zhǔn)數(shù)據(jù)
315 與參考數(shù)據(jù)比較
316 空間轉(zhuǎn)換關(guān)系 340 判斷程序 342 判斷正確性
344 確認(rèn)參數(shù)是否正確
346 修正參數(shù)
350 流程圖
401 拍攝范圍
402 屏幕
403 顯示區(qū)域
404 顯示系統(tǒng)
405 校準(zhǔn)影像
406 偏光片
407 濾光片
408 取像裝置
409 感興趣區(qū)i或
410 預(yù)窗口
412 標(biāo)記
413 角落 418 指針器 420 特定位置
422 光點(diǎn)
440 部分區(qū)域
450 測(cè)試圖形
460 測(cè)試圖形
500 流程圖
502 對(duì)屏幕施予第一校準(zhǔn)輸入
506 第一空間轉(zhuǎn)換關(guān)系
508 對(duì)屏幕施與第二校準(zhǔn)輸入
512 第二空間轉(zhuǎn)換關(guān)系
52 0 預(yù)校準(zhǔn)程序
530 全屏幕校準(zhǔn)程序
600 流程圖
602 在屏幕上輸入光點(diǎn)
604 拍攝屏幕
606 影像
608 色彩信道影像
609 去除背景噪聲
610 掃描感興趣區(qū)域 612 掃描數(shù)椐
614 輸出數(shù)據(jù)
616 在屏幕上顯示
702 光點(diǎn)
704 影像
703 像素
705 感興趣區(qū)域
706 條狀區(qū)域
708中心位置
710光標(biāo)
712影像
714影像
716影像
718條狀區(qū)域
720條狀區(qū)域
722條狀區(qū)域
724中心位置
726中心位置
728中心位置
730前端區(qū)域
732前端區(qū)域
734前端區(qū)域
736中心位置
738中心位置
740中心位置
742外插值
744內(nèi)插值
750區(qū)域
752區(qū)域
754區(qū)域
756區(qū)域
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以一取像裝置的色彩信道影像進(jìn)行指針輸入系統(tǒng)的影像處理方 法，以增加該指針輸入系統(tǒng)的影像處理能力以及數(shù)椐的處理及傳輸效率，該 影像處理方法主要分為枝準(zhǔn)與追跡。較佳地，調(diào)整該取像裝置的分辨率，使 該取像裝置在追跡與較準(zhǔn)時(shí)產(chǎn)生不同分辨率的影像，例如追跡時(shí)產(chǎn)生的影像
的分辨率小于校準(zhǔn)時(shí)產(chǎn)生的影像的分辨率，以便增加該校準(zhǔn)的精確性以及提 升該追跡的數(shù)據(jù)處理效率及傳輸速度。
圖1顯示三種用于指針輸入系統(tǒng)影像處理的校準(zhǔn)方法的典型的測(cè)試圖
形，包括西洋棋盤方格圖形210、方塊圖形220或十字圖形230，然而在一些 其它的實(shí)施例中測(cè)試圖形可以是其它任何預(yù)先決定的圖形，以下以西洋棋盤 方格圖形210作為測(cè)試圖形說明本發(fā)明的指針輸入系統(tǒng)影像處理的校準(zhǔn)方法。 圖2是本發(fā)明的指針輸入系統(tǒng)影像處理的校準(zhǔn)方法的流程圖300，圖3 系根據(jù)圖2的一實(shí)施例。參照?qǐng)D2及3,步驟302對(duì)屏幕402施予一校準(zhǔn)輸入， 包括利用一顯示系統(tǒng)(例如投影機(jī))404顯示一測(cè)試圖形(例如西洋棋盤方格圖 形210)于屏幕402上，或如圖4所示，依序顯示西洋棋盤方格圖形210的部 分區(qū)域440,例如一2x2的區(qū)域，于屏幕402上，或如圖5所示，以一指針 器418在屏幕402上多個(gè)特定位置420輸入光點(diǎn)422，或如圖6所示，根據(jù)需 求使西洋棋盤方格圖形210位于屏幕402的不同區(qū)域，例如屏幕402的角落， 以針對(duì)屏幕402的不同區(qū)域進(jìn)行校準(zhǔn)或避免背景噪聲的干擾，在本實(shí)施例中， 屏幕402包括例如陰極射線管(CRT)屏幕、液晶顯示(LCD)屏幕、等離子屏幕 或投影機(jī)屏幕。如圖4或圖5所示的校準(zhǔn)輸入，其優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)無法找到西洋 棋盤方格圖形210上全部對(duì)應(yīng)的點(diǎn)時(shí)，仍可利用找到的部分對(duì)應(yīng)點(diǎn)完成校準(zhǔn) 程序。接著在步驟304中通過調(diào)整取像裝置(例如陣列式感光器)408的參數(shù)， 例如位置、曝光時(shí)間、伽瑪(Garama)值、增益或亮度，使預(yù)窗口 410中標(biāo)記412 的數(shù)量最多，以確認(rèn)取像裝置408的拍攝范圍401及最佳取像條件，標(biāo)記412 分別對(duì)應(yīng)西洋棋盤方格圖形210中的角落413,較佳地，取像裝置408可掛在 屏幕402上或掛在靠近顯示系統(tǒng)404處，以避免位置參數(shù)的改變，步驟306
以取像裝置408拍攝屏幕402，步驟308產(chǎn)生一包含校準(zhǔn)輸入的校準(zhǔn)影像的5, 步驟310從校準(zhǔn)影像405產(chǎn)生一色彩信道影像，該色彩信道影像包括校準(zhǔn)影 像405中單一色彩信道的影像或各色彩信道組合的影像，例如校準(zhǔn)影像405 的紅色信道的影像或紅色與藍(lán)色信道的影像，較佳地，在取像裝置408之前 放置一偏光片406及一濾光片407以減少背景噪聲，該背景噪聲包括包括外 在的環(huán)境光源或顯示系統(tǒng)404產(chǎn)生的光源，步驟312掃描該色彩信道影像中 感興趣區(qū)域409,感興趣區(qū)域409至少包括顯示系統(tǒng)404在屏幕402上的顯示 區(qū)域403，由于測(cè)試圖形或輸入光點(diǎn)的成像尺寸大于單一像素，因此可間隔一 條或數(shù)掃描線掃描感興趣區(qū)域409，以增加數(shù)據(jù)傳輸與處理的速度，此外，僅 掃描感興趣區(qū)域409可避免感興趣區(qū)域409外的噪聲干擾，增加校準(zhǔn)的正確 性。步驟314根據(jù)步驟312掃描的結(jié)果產(chǎn)生一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，步驟315比較該校 準(zhǔn)數(shù)據(jù)與一參考數(shù)椐的相對(duì)位置與三度空間的關(guān)系，該參考數(shù)據(jù)包括西洋棋 盤方格圖形210的多個(gè)空間坐標(biāo)，步驟316根據(jù)步驟315中比較的結(jié)果產(chǎn)生 屏幕402與取像裝置408之間的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系，完成指針輸入系統(tǒng)影像處理 的校準(zhǔn)。
如圖7所示，在不同的實(shí)施例中，指針輸入系統(tǒng)影像處理的校準(zhǔn)方法的 流程圖350包括一判斷程序340以確認(rèn)該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系的正確性，參照?qǐng)D7 及圖3，在步驟316之后，步驟342通過比較校準(zhǔn)數(shù)據(jù)經(jīng)空間轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換后 的坐標(biāo)值，例如西洋棋盤方格圖形210經(jīng)空間轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換后角落413的坐 標(biāo)值，與參考數(shù)據(jù)中的坐標(biāo)值判斷該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系是否正確，若二者坐標(biāo)值 的差異在一參考值內(nèi)，則判定該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系正確，完成校準(zhǔn)程序，反之， 則進(jìn)行步驟344檢測(cè)指針輸入系統(tǒng)的參數(shù)，例如自動(dòng)檢測(cè)顯示系統(tǒng)404包含 像素大小或縱橫比(aspect ratio)等的參數(shù)，以確認(rèn)指針輸入系統(tǒng)的參數(shù)是 否正確，若指針輸入系統(tǒng)的參數(shù)正確，則進(jìn)行步驟302至步驟316,反之，則 進(jìn)行步驟346修正指針輸入系統(tǒng)的參數(shù)，再進(jìn)行步驟302至步驟316。
如圖8所示，在不同的實(shí)施例中，指針輸入系統(tǒng)影像處理的校準(zhǔn)方法的
流程圖500包括預(yù)校準(zhǔn)程序520與全屏幕校準(zhǔn)程序530,以避免因顯示系統(tǒng)在 屏幕周圍產(chǎn)生不均勻影像所導(dǎo)致的校準(zhǔn)誤差，增加校準(zhǔn)的精確度，圖9及圖 10分別為預(yù)校準(zhǔn)程序520與全屏幕校準(zhǔn)程序530的測(cè)試圖形，參照?qǐng)D8至圖 10，步驟502對(duì)屏幕402施予第一校準(zhǔn)輸入，包括利用一顯示系統(tǒng)顯示一尺 寸較小的測(cè)試圖形450于屏幕402上，接著進(jìn)行步驟304至步驟315以產(chǎn)生 一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及比較該校準(zhǔn)數(shù)椐與 一參考數(shù)據(jù)的相對(duì)位置與三度空間的關(guān) 系，該參考數(shù)據(jù)包括測(cè)試圖形450的多個(gè)空間坐標(biāo)，步驟506根據(jù)步驟504 中比較的結(jié)果產(chǎn)生屏幕402與 一取像裝置之間的第 一空間轉(zhuǎn)換關(guān)系，完成預(yù) 校準(zhǔn)程序520。接著步驟508對(duì)屏幕402施予第二校準(zhǔn)輸入，包括利用該顯示 系統(tǒng)顯示一尺寸較大的測(cè)試圖形460于屏幕402上，接著進(jìn)行步驟306至步 驟315以產(chǎn)生另一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及比較該另一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與該參考數(shù)椐的相對(duì)位 置與三度空間的關(guān)系，步驟512根據(jù)步驟510中比較的結(jié)果產(chǎn)生屏幕402與 該取像裝置之間的第二空間轉(zhuǎn)換關(guān)系，完成全屏幕校準(zhǔn)程序530。較佳地，全 屏幕校準(zhǔn)程序530系自動(dòng)完成以增加使用上的便利性。同樣地，在另一實(shí)施 例中，在完成預(yù)校準(zhǔn)程序520或全屏幕校準(zhǔn)程序530后，進(jìn)行圖7中的判斷 程序340以確認(rèn)該第一或第二空間轉(zhuǎn)換關(guān)系的正確性。
圖ll是本發(fā)明的指針輸入系統(tǒng)影像處理的追跡方法的流程圖600，圖12 是根據(jù)圖ll的一實(shí)施例。參照?qǐng)D11及12，步驟602利用一指針器418在屏 幕402上輸入一光點(diǎn)702,步驟604以取像裝置(例如陣列式感光器)408拍攝 屏幕402，步驟606產(chǎn)生一包含光點(diǎn)702的影像704,影像704具有多個(gè)像素 703，由于取像裝置408的感應(yīng)器具有一反應(yīng)時(shí)間，因此光點(diǎn)702在影像704 中為一條狀區(qū)域706，步驟608從影像704產(chǎn)生一色彩信道影像，該色彩信道 影像包括影像704中單一色彩信道的影像或各色彩信道組合的影像，例如影 像704的藍(lán)色信道的影像或紅色與藍(lán)色信道的影像，步驟609去除該色彩信 道影像的背景噪聲以避免誤判，該背景噪聲包括外在的環(huán)境光源或顯示系統(tǒng) 404產(chǎn)生的光源，較佳地，在取像裝置408之前放置一偏光片406及一濾光片 407以減少該背景噪聲，步驟610掃描該色彩信道影像中的感興趣區(qū)域705， 感興趣區(qū)域705至少包括顯示系統(tǒng)404在屏幕402上的顯示區(qū)域403,由于條 狀區(qū)域706的尺寸大子像素703，因此可間隔一條或數(shù)掃描線掃描感興趣區(qū)域 705，以增加數(shù)據(jù)傳輸與處理的速度，此外，僅掃描感興趣區(qū)域705可避免感 興趣區(qū)域705外的噪聲千擾，增加追跡的正確性。接著步驟612根據(jù)步驟610 掃描的結(jié)杲得到一掃描數(shù)據(jù)，步驟614根據(jù)一校準(zhǔn)方法得到的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系 從該掃描數(shù)據(jù)產(chǎn)生一包含光點(diǎn)702位置信息的輸出數(shù)據(jù)，例如利用取像裝置 408中的灰階，如8位亮度，計(jì)算該掃描數(shù)據(jù)中條狀區(qū)域706之光學(xué)特征在每 一像素703中的權(quán)重，根據(jù)所述權(quán)重計(jì)算條狀區(qū)域706的平均重心值、極大 值或臨界值中心點(diǎn)作為光點(diǎn)702的中心位置708，該光學(xué)特征包括亮度、色相、 大小及形狀，以及根據(jù)空間轉(zhuǎn)換關(guān)系對(duì)中心位置708進(jìn)行空間轉(zhuǎn)換產(chǎn)生該輸 出數(shù)據(jù)，此種利用8位亮度計(jì)算條狀區(qū)域706之光學(xué)特征在每一像素703中 的權(quán)重所產(chǎn)生的中心位置708，較公知利用2位亮度僅標(biāo)示每一像素703為亮 點(diǎn)或非亮點(diǎn)所產(chǎn)生的中心位置708，具有更高的精確度，提升了取像裝置408 的分辨率。步驟616通過一顯示系統(tǒng)(例如投影機(jī))404根據(jù)步驟614中的輸出 數(shù)據(jù)在屏幕402上產(chǎn)生對(duì)應(yīng)光點(diǎn)702的光標(biāo)710。
如圖13所示，在不同的實(shí)施例中，當(dāng)指針器418在屏幕402上輸入的光 點(diǎn)702由A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，取像裝置連續(xù)拍攝屏幕402產(chǎn)生多個(gè)包 含光點(diǎn)702的影像712、 714及716,計(jì)算影像712、 714及716中條狀區(qū)域 718、 720及722的中心位置724、 726及728并加以記錄，以監(jiān)控光點(diǎn)702的 連續(xù)移動(dòng)及追蹤其相對(duì)移動(dòng)關(guān)系，之后通過一顯示系統(tǒng)(例如投影機(jī))根據(jù)中 心位置724、 726及728經(jīng)空間轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換后得到的輸出數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的輸 出顯示在屏幕402上，同樣地，條狀區(qū)域718、 720及722的中心位置724、 726及728才艮據(jù)條狀區(qū)域718、 720及722的光學(xué)特征在每一像素703中的權(quán) 重計(jì)算其平均重心值、極大值或臨界值中心點(diǎn)而產(chǎn)生，該光學(xué)特征包括亮度、 色相、大小及形狀。較佳地，根據(jù)光點(diǎn)702相對(duì)移動(dòng)關(guān)系決定條狀區(qū)域718、
720及722的前端區(qū)域(例如靠近移動(dòng)方向的1/3區(qū)域)730、 732及734并計(jì) 算其中心位置736、 738及740，以及通過該顯示系統(tǒng)根據(jù)中心位置7 36、 738 及740經(jīng)空間轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換后得到的輸出數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出顯示在屏幕402 上，以減少因數(shù)據(jù)計(jì)算與傳輸造成輸出與輸入不同步的延遲現(xiàn)象。如圖14所 示，在一實(shí)施例中，根據(jù)中心位置724、 726及728利用外插法計(jì)算至少一個(gè) 外插值742，以進(jìn)一步減少延遲現(xiàn)象。如圖15所示，在另一實(shí)施例中，通過 在中心位置724、 726與728以及外插值742之間利用內(nèi)插法，例如線性內(nèi)插 法或雙線性內(nèi)插法，計(jì)算多個(gè)內(nèi)插值744以產(chǎn)生平順的輸出效果。在不同的 實(shí)施例中，可才艮據(jù)中心位置736、 738及740利用外插法計(jì)算至少一個(gè)外插值， 以進(jìn)一步減少延遲現(xiàn)象，以及在中心位置736、 738與740及其外插值之間或 在中心位置736、 738與740之間利用內(nèi)插法計(jì)算多個(gè)內(nèi)插值，產(chǎn)生平順的輸 出效果。在不同的實(shí)施例中，可依需求增加指針器418的數(shù)量，以同時(shí)在屏 幕402上輸入多個(gè)光點(diǎn)702,達(dá)成多方輸入或意見交換的功能。
圖16是本發(fā)明檢測(cè)環(huán)境變化的一個(gè)實(shí)施例，在取像裝置408的拍攝范圍 401內(nèi)設(shè)定多個(gè)區(qū)域750、 752、 754及756作為檢測(cè)環(huán)境變化的檢測(cè)器，當(dāng)區(qū) 域750、 752、 754及756其中的一或多個(gè)區(qū)域的信號(hào)準(zhǔn)位改變超出一設(shè)定值 時(shí)，表示環(huán)境產(chǎn)生變化，例如該信號(hào)準(zhǔn)上升表示環(huán)境的噪聲增加，此時(shí)即自 動(dòng)調(diào)整增益，避免因環(huán)境的變化導(dǎo)致輸出的準(zhǔn)確性下降。在一實(shí)施例中，不 同的區(qū)域750、 "2、 及756具有不同的設(shè)定值。在另一實(shí)施例中，區(qū)域 750、 752、 754及756的數(shù)量、大小及位置可依使用上的需求調(diào)整。
權(quán)利要求
1、一種指針輸入系統(tǒng)影像處理的校準(zhǔn)方法，包括下列步驟(a)對(duì)一屏幕施予一校準(zhǔn)輸入；(b)通過一取像裝置拍攝該屏幕得到一包含該校準(zhǔn)輸入的校準(zhǔn)影像；(c)從該校準(zhǔn)影像產(chǎn)生一色彩信道影像；(d)掃描該色彩信道影像中的感興趣區(qū)域產(chǎn)生一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；(e)比較該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與一預(yù)先決定的參考數(shù)據(jù)得到該屏幕與該取像裝置之間的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系。
2、 如權(quán)利要求l所述的校準(zhǔn)方法，其中該步驟(a)包括以一顯示系統(tǒng)顯示 一測(cè)試圖形于該屏幕上、以該顯示系統(tǒng)依序顯示該測(cè)試圖形的部分區(qū)域或以一 指針器在該屏幕上多個(gè)特定位置輸入光點(diǎn)。
3、 如權(quán)利要求2所述的校準(zhǔn)方法，其中該測(cè)試圖形包括西洋棋盤方格圖形、 方塊圖形或十字圖形。'
4、 如權(quán)利要求2所述的校準(zhǔn)方法，其中該顯示系統(tǒng)包括投影機(jī)。
5、 如權(quán)利要求l所述的校準(zhǔn)方法，其中該校準(zhǔn)輸入位于該屏幕的中心、角 落或其它區(qū)域。
6、 如權(quán)利要求l所述的校準(zhǔn)方法，其中該參考數(shù)據(jù)包括該校準(zhǔn)輸入的多個(gè) 空間坐標(biāo)。
7、 如權(quán)利要求l'所述的校準(zhǔn)方法，其中該色彩信道影像包括該校準(zhǔn)影像中 單一色彩信道的影像或各色彩信道組合的影像。
8、 如權(quán)利要求l所述的校準(zhǔn)方法，其中該感興趣區(qū)域至少包括一顯示系統(tǒng) 在該屏幕上的顯示區(qū)域。9、 如權(quán)利要求8所述的校準(zhǔn)方法，其中該顯示系統(tǒng)包括投影機(jī)。10、 如權(quán)利要求l所述的校準(zhǔn)方法，其中該步驟(d)包括間隔一或數(shù)條掃描 線掃描該感興趣區(qū)域。11、 如權(quán)利要求l所述的校準(zhǔn)方法，還包括下列步驟 判斷該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系是否正確，正確則完成校準(zhǔn)，反之，則確認(rèn)該指針輸入系統(tǒng)的參數(shù)是否正確；以及若該指針輸入系統(tǒng)的參數(shù)正確則進(jìn)行該步驟(a)至該步驟(e)，反之，則修 正該指針輸入系統(tǒng)的參數(shù)后進(jìn)行該步驟(a)至該步驟(e)。12、 如權(quán)利要求ll所述的校準(zhǔn)方法，其中該判斷該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系是否正確 包括比較該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)經(jīng)該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)值與該參考數(shù)據(jù)中的坐 標(biāo)值。13、 如權(quán)利要求ll所述的校準(zhǔn)方法，其中該確認(rèn)所述指針輸入系統(tǒng)的參數(shù) 包括檢測(cè) 一顯示系統(tǒng)的像素大小及縱橫比。14、 如權(quán)利要求13所述的校準(zhǔn)方法，其中該顯示系統(tǒng)包括投影機(jī)。15、 如權(quán)利要求l所述的校準(zhǔn)方法，還包括下列步驟 對(duì)該屏幕施予一第二校準(zhǔn)輸入；通過該取像裝置拍攝該屏幕得到 一 包含該第二校準(zhǔn)輸入的第二校準(zhǔn)影像；從該第二校準(zhǔn)影像產(chǎn)生第二色彩信道影像；去除該第二色彩信道影像的背景噪聲；掃描該第二色彩信道影像中的該感興趣區(qū)域產(chǎn)生第二校準(zhǔn)數(shù)據(jù)； 比較該第二校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與該參考數(shù)據(jù)產(chǎn)生第二空間轉(zhuǎn)換關(guān)系。16、 如權(quán)利要求15所述的校準(zhǔn)方法，其中該施予第二校準(zhǔn)輸入的步驟包括 以 一顯示系統(tǒng)顯示一測(cè)試圖形于該屏幕上。17、 如權(quán)利要求16所述的校準(zhǔn)方法，其中該測(cè)試圖形包括西洋棋盤方格圖 形、方塊圖形或十字圖形。18、 如權(quán)利要求16所述的校準(zhǔn)方法，其中該顯示系統(tǒng)包括投影機(jī)。19、 如權(quán)利秉求15所述的校準(zhǔn)方法，其中該第二校準(zhǔn)輸入的尺寸大于該校 準(zhǔn)輸入的尺寸。20、 如權(quán)利要求15所述的校準(zhǔn)方法，其中該第二色彩信道影像包括該第二 校準(zhǔn)影像中單一色彩信道的影像或各色彩信道組合的影像。21、 如權(quán)利要求15所述的校準(zhǔn)方法，其中該掃描該感興趣區(qū)域包括間隔一或數(shù)條掃描,掃描該感興趣區(qū)域。22、 如權(quán)利要求l所述的校準(zhǔn)方法，還包括自動(dòng)掃描該取像裝置的參數(shù)以 得到該取像裝置的最佳參數(shù)。23、 如權(quán)利要求l所述的校準(zhǔn)方法，還包括利用該屏幕上一預(yù)窗口中出現(xiàn) 標(biāo)記的數(shù)量確認(rèn)該取像裝置的拍攝范圍及最佳取像條件。24、 如權(quán)利要求l所述的校準(zhǔn)方法，其中該取像裝置包括一偏光片及一濾 光片以減少光源噪聲。25、 如權(quán)利要求l所述的校準(zhǔn)方法，其中該取像裝置包括陣列式感光器。26、 如權(quán)利要求l所述的校準(zhǔn)方法，其中該屏幕包括陰極射線管屏幕、液 晶顯示屏幕、等離子屏幕或投影機(jī)屏幕。27、 一種指針輸入系統(tǒng)影像處理的追跡方法，通過一取像裝置產(chǎn)生一校準(zhǔn) 影像進(jìn)行校準(zhǔn)產(chǎn)生一屏幕與 一取像裝置之間的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系供該追跡方法使 用，該追跡方法包括下列步驟以 一指針器在該屏幕上輸入一光點(diǎn)； 通過該取像裝置拍攝該屏幕得到一包含該光點(diǎn)的影像； 從該影像產(chǎn)生 一 色彩信道影像； 去除該色彩信道影像的背景噪聲； 掃描該色彩信道影像中的感興趣區(qū)域得到一掃描數(shù)據(jù)； 根據(jù)該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系從該掃描數(shù)據(jù)產(chǎn)生一 包含該光點(diǎn)位置信息的輸出數(shù) 據(jù)；以及通過一顯示系統(tǒng)根據(jù)該輸出數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的光標(biāo)顯示在該屏幕上。28、 如權(quán)利要求27所述的追跡方法，其中該第二色彩信道影像包括該影像 中單一色彩信道的影像或各色彩信道組合的影像。29、 如權(quán)利要求27所述的追跡方法，其中該感興趣區(qū)域至少包括該顯示系統(tǒng)在該屏幕上的顯示區(qū)域。30、 如權(quán)利要求27所述的追跡方法，其中該掃描該感興趣區(qū)域包括間隔一 或數(shù)條掃描線掃描該感興趣區(qū)域。31、 如權(quán)利要求27所述的追跡方法，其中該產(chǎn)生該輸出數(shù)據(jù)的步驟包括下 列步驟利用該取像裝置的灰階計(jì)算該掃描數(shù)據(jù)中該光點(diǎn)的光學(xué)特征在該色彩信 道影像的每一像素中的權(quán)重；以及根據(jù)所述權(quán)重計(jì)算該光點(diǎn)的中心位置。32、 如權(quán)利要求31所述的追跡方法，其中該中心位置包括平均重心值、極 大值或臨界值中心點(diǎn)。33、 如權(quán)利要求31所述的追跡方法，其中該光學(xué)特征包括亮度、色相、大 小及形狀。34、 如權(quán)利要求31所述的追跡方法，其中該取像裝置的灰階包括8位亮度。35、 如權(quán)利要求27所述的追跡方法，更包括檢查在該影像上多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的 信號(hào)準(zhǔn)位以自動(dòng)調(diào)整增益。36、 如權(quán)利要求27所述的追跡方法，其中該理影像的分辨率與該校準(zhǔn)影像 的分辨率不同。37、 如權(quán)利要求27所述的追跡方法，其中該取像裝置包括一偏光片及一濾 光片以減少光源噪聲。38、 如權(quán)利要求27所述的追跡方法，其中該取像裝置包括陣列式感光器。39、 如權(quán)利要求27所述的追跡方法，其中該顯示系統(tǒng)包括投影機(jī)。40、 如權(quán)利要求27所述的追跡方法，其中該屏幕包括陰極射線管屏幕、液 晶顯示屏幕、等離子屏幕或投影機(jī)屏幕。41、 一種指針輸入系統(tǒng)影像處理的追跡方法，通過一取像裝置產(chǎn)生一校準(zhǔn) 影像進(jìn)行校準(zhǔn)產(chǎn)生 一屏幕與 一取像裝置之間的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系供該追跡方法使 用，該追跡方法包括下列步驟以該指針器在該屏幕上產(chǎn)生一移動(dòng)的光點(diǎn)； 通過該取像裝置連續(xù)拍攝該屏幕得到多個(gè)包含該光點(diǎn)的影像； 從每一該影像產(chǎn)生一色彩信道影像； 去除每一該色彩信道影像的背景噪聲； 掃描每一該色彩信道影像中的感興趣區(qū)域得到 一掃描數(shù)據(jù)； 根據(jù)該空間轉(zhuǎn)換關(guān)系從所述掃描數(shù)椐產(chǎn)生 一 包含所述光點(diǎn)位置信息的輸 出數(shù)據(jù)；以及通過一顯示系統(tǒng)根據(jù)該輸出數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出顯示在該屏幕上。42、 如權(quán)利要求41所述的追跡方法，其中該色彩信道影像包括該影像中單一色彩信道的影像或各色彩信道組合的影像。43、 如權(quán)利要求41所述的追跡方法，其中該掃描該感興趣區(qū)域包括間隔一 或數(shù)條掃描線掃描該感興趣區(qū)域。44、 如權(quán)利要求41所述的追跡方法，其中該產(chǎn)生該輸出數(shù)據(jù)的步驟包括下 列步驟利用該取像裝置的灰階計(jì)算每一該掃描數(shù)據(jù)中該光點(diǎn)的光學(xué)特征在該色 彩信道影像的像素中的權(quán)重；根據(jù)所述權(quán)重計(jì)算每一該掃描數(shù)據(jù)中該光點(diǎn)的中心位置；以及 記錄所述中心位置，以監(jiān)控該光點(diǎn)的連續(xù)移動(dòng)及追蹤其相對(duì)移動(dòng)關(guān)系。45、 如權(quán)利要求44所述的追跡方法，其中該中心位置包括平均重心值、極 大值或臨界值中心點(diǎn)。46、 如權(quán)利要求44所述的追跡方法，其中該光學(xué)特征包括亮度、色相、大 小及形狀。47、 如權(quán)利要求44所述的追跡方法，其中該取像裝置的灰階包括8位亮度。48、 如權(quán)利要求44所述的追跡方法，還包括根據(jù)該相對(duì)移動(dòng)關(guān)系計(jì)算所述 中心位置的外插值。49、 如權(quán)利要求48所述的追跡方法，還包括計(jì)算所述中心位置與該外插值之間的內(nèi)插值。50、 如權(quán)利要求44所述的追跡方法，還包括計(jì)算所述中心位置之間的內(nèi)插值。51、 如權(quán)利要求41所述的追跡方法，其中該產(chǎn)生該輸出數(shù)據(jù)的步驟包括下 列步驟利用該取像裝置的灰階計(jì)算每一該掃描數(shù)據(jù)中該光點(diǎn)的光學(xué)特征在該色彩信道影像的像素中的權(quán)重；根據(jù)所述權(quán)重計(jì)算每一該掃描數(shù)椐中該光點(diǎn)的第 一 中心位置； 記錄所述第一中心位置以監(jiān)控該移動(dòng)光點(diǎn)的連續(xù)移動(dòng)及追蹤其相對(duì)移動(dòng)關(guān)系；根據(jù)該相對(duì)移動(dòng)關(guān)系決定每一所述掃描數(shù)據(jù)中該光點(diǎn)的前端區(qū)域；以及 根據(jù)所述權(quán)重計(jì)算每一所述前端區(qū)域的第二中心位置。52、 如權(quán)利要求51所述的追跡方法，其中該第一及第二中心位置包括平均重心值、極大值或臨界值中心點(diǎn)。53、 如權(quán)利要求51所述的追跡方法，其中該光學(xué)特征包括亮度、色相、大 小及形狀。54、 如權(quán)利要求51所述的追跡方法，其中該取像裝置的灰階包括8位亮度。55、 如權(quán)利要求51所述的追跡方法，還包括根據(jù)該相對(duì)位移關(guān)系計(jì)算所述 第二中心位置的外插值。56、 如權(quán)利要求55所述的追跡方法，還包括計(jì)算所述第二中心位置與該外 插值之間的內(nèi)插值。57、 如權(quán)利要求51所述的追跡方法，還包括計(jì)算所述第二中心位置之間的內(nèi)插值。58、 如權(quán)利要求41所述的追跡方法，還包括檢查在該影像上多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的 信號(hào)準(zhǔn)位以自動(dòng)調(diào)整增益。59、 如權(quán)利要求41所述的追跡方法，其中該理影像的分辨率與該校準(zhǔn)影像 的分辨率不同。60、 如權(quán)利要求41所述的追跡方法，其中該取像裝置包括一偏光片及一濾 光片以減少光源噪聲。61、 如權(quán)利要求41所述的追跡方法，其中該取像裝置包括陣列式感光器。62、 如權(quán)利要求41所述的追跡方法，其中該顯示系統(tǒng)包括投影機(jī)。63、 如權(quán)利要求41所述的追跡方法，其中該屏幕包括陰極射線管屏幕、 液晶顯示屏幕、等離子屏幕或投影機(jī)屏幕。8
全文摘要
一種指針輸入系統(tǒng)的影像處理方法，包括下列步驟(a)對(duì)一屏幕施予一校準(zhǔn)輸入；(b)通過一取像裝置拍攝該屏幕得到一包含該校準(zhǔn)輸入的校準(zhǔn)影像；(c)從該校準(zhǔn)影像產(chǎn)生一色彩信道影像；(d)掃描該色彩信道影像中的感興趣區(qū)域產(chǎn)生一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；(e)比較該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與一預(yù)先決定的參考數(shù)據(jù)得到該屏幕與該取像裝置之間的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系。以增加該指針輸入系統(tǒng)的影像處理能力以及數(shù)據(jù)處理及傳輸效率。
文檔編號(hào)H04N17/00GK101102391SQ20061010053
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2006年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月3日
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