專利名稱：交互顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用顯示計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)控制的圖像投影儀以及投影屏幕的顯示系統(tǒng)，特別涉及一種交互顯示系統(tǒng)，其中控制是通過(guò)把激光指示器的光束按照預(yù)定的空間圖案移過(guò)投影屏幕而實(shí)現(xiàn)的。
圖表、文字以及各種圖案通常在會(huì)議和教室中通過(guò)把這些圖像光學(xué)投影到投影屏幕或墻壁上而顯示給觀眾。LCD(液晶顯示)投影儀通常被用作為圖像源，其中圖表、文字和圖像是由顯示計(jì)算機(jī)用電產(chǎn)生的，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)或者膝上式計(jì)算機(jī)，它們一般執(zhí)行例如MicrosoftPowerPoint這樣的顯示產(chǎn)生軟件。在這種顯示系統(tǒng)中，PC提供視頻輸出，例如標(biāo)準(zhǔn)VGA、超級(jí)VGA或者XGA。這些LCD/PC投影顯示系統(tǒng)變得比傳統(tǒng)的高架式投影儀和幻燈片更加普遍。
操作員無(wú)論是站在講臺(tái)上或者在觀眾面前走動(dòng)，當(dāng)他使用常規(guī)的LCD/PC投影顯示系統(tǒng)時(shí)，他不能對(duì)被顯示在投影屏幕上的圖像進(jìn)行直接控制。而常規(guī)系統(tǒng)需要操作員回到顯示計(jì)算機(jī)，或者需要坐在計(jì)算機(jī)旁的輔助人員，以便于對(duì)顯示進(jìn)行控制。在顯示計(jì)算機(jī)處，講解員或輔助人員通過(guò)鍵盤輸入或者通過(guò)“鼠標(biāo)命令”利用在計(jì)算機(jī)監(jiān)視屏幕的適當(dāng)區(qū)域上的光標(biāo)來(lái)控制顯示的圖像。操作員走到顯示計(jì)算機(jī)處或者與輔助人員交流的動(dòng)作與顯示的自然進(jìn)度和流程相偏離?？梢哉J(rèn)為操作員與聽眾的關(guān)系越密切，則他更加能夠交互的控制顯示或者改變出現(xiàn)在投影屏幕上的圖像，而不用重復(fù)地使他的注意力從屏幕轉(zhuǎn)向輔助人員或者移動(dòng)到顯示計(jì)算機(jī)處。
例如，利用公開于美國(guó)專利第5,782,548號(hào)中授于Miyashita的控制系統(tǒng)，操作員使用遙控設(shè)備來(lái)把控制信號(hào)無(wú)線發(fā)送到投影儀感應(yīng)器。該系統(tǒng)需要操作員在希望改變屏幕上的顯示圖像時(shí)從他的聽眾和投影屏幕返回，并且通過(guò)遙控設(shè)備把他注意力轉(zhuǎn)向投影儀。另外，盡管操作員通過(guò)遙控設(shè)備獲得一些靈活性，但是由于他必需停留在投影儀感應(yīng)器的范圍內(nèi)，因此該靈活性是受到限制的。
本領(lǐng)域內(nèi)已知采用激光指示器把激光點(diǎn)投射到顯示圖像的區(qū)域。這種系統(tǒng)一般需要多個(gè)步驟或運(yùn)作來(lái)對(duì)顯示執(zhí)行控制，并且這限制了顯示的自然進(jìn)度和流程。舉例來(lái)說(shuō)，授于Nguyen等人的美國(guó)專利第5,682,181公開了一種系統(tǒng)，其中操作員在能夠選擇例如畫圖模式、向上翻頁(yè)等等特定功能之前調(diào)用下拉菜單。授于Marshall等人的美國(guó)專利第5,502,459號(hào)公開了一種實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)雙擊的方法，其中用戶必需首先激活，然后釋放，然后再激活，然后再次釋放激光指示器，并且保持投射的激光點(diǎn)在顯示圖像的矩形區(qū)域中。另一種系統(tǒng)需要與常規(guī)LCD/PC投影顯示系統(tǒng)使用的附加部件。例如，美國(guó)專利第5,504,501通過(guò)激光指示器提供遙控，但是需要濾光器來(lái)使激光點(diǎn)與周圍的顯示圖像相分離。
現(xiàn)在技術(shù)沒(méi)有提供這樣一種交互顯示系統(tǒng)，其中操作員能夠例如通過(guò)提供鼠標(biāo)命令來(lái)控制顯示，并且保持與聽眾的高度交互作用。因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種顯示系統(tǒng)，它克服常規(guī)顯示系統(tǒng)的缺陷。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供這樣一種系統(tǒng)，其中通過(guò)激光指示器的簡(jiǎn)單揮動(dòng)就可以執(zhí)行鼠標(biāo)命令和其它顯示功能，例如進(jìn)行到下一幅圖像、下劃線、放大、或者強(qiáng)調(diào)顯示。當(dāng)閱讀下文的具體描述時(shí)，本發(fā)明的其它目的將部分地變得更加清楚。
本發(fā)明提供一種交互顯示控制系統(tǒng)，其中講解員通過(guò)由激光指示器發(fā)射的激光點(diǎn)把預(yù)定的空間圖案投射到投影屏幕上而控制顯示。預(yù)定空間圖案被控制系統(tǒng)所獲得并且理解，隨后把顯示命令發(fā)送給投影儀。在顯示過(guò)程中，顯示計(jì)算機(jī)在其本地顯示器上產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)于該顯示的位圖。該位圖然后被發(fā)送到LCD投影儀，并且該位圖隨后投射到屏幕上。顯示是通過(guò)監(jiān)控投射到屏幕的激光點(diǎn)而控制的。激光點(diǎn)控制是通過(guò)控制系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)的。該控制系統(tǒng)包括獲取激光點(diǎn)的連續(xù)圖像的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，以及包括分析顯示圖像上激光點(diǎn)的位置的處理部分的控制模塊。當(dāng)處理部分把連續(xù)激光點(diǎn)的位置與預(yù)定的空間圖案相匹配時(shí)，發(fā)出相應(yīng)的顯示命令。該顯示命令可以發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)一個(gè)動(dòng)作做出響應(yīng)，例如進(jìn)行到下一幅電子圖像，或者該顯示命令可以執(zhí)行在控制模塊中的功能，例如強(qiáng)調(diào)顯示文本或者顯示圖像上一部分的放大。
下面參照附圖描述本發(fā)明，其中

圖1為一種交互顯示系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖，該系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)控制的圖像投影儀、投影屏幕、激光指示器、以及根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)；圖2為常規(guī)顯示系統(tǒng)的平面視圖，其中示出當(dāng)聽眾觀看投影屏幕上的顯示圖像時(shí)，操作員主要與顯示計(jì)算機(jī)相互作用；圖3為示出圖1的交互顯示系統(tǒng)的平面視圖，其中講解員主要與聽眾交互作用，并且顯示圖像顯示在投影屏幕上；圖4為圖1的系統(tǒng)的投影屏幕上的顯示圖像的示意圖，圖中示出在顯示圖像中由激光指示器所產(chǎn)生的激光點(diǎn)；圖5示出如何確定圖4的激光點(diǎn)的位置座標(biāo)；圖6為本發(fā)明中用于描述激光點(diǎn)在圖4的顯示圖像上的運(yùn)動(dòng)的弗里曼鏈碼規(guī)則的示意圖；圖7為由講解員投射到投影屏幕上預(yù)定空間圖案的圖形表示，激光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)由一系列弗里曼鏈碼來(lái)描述并且被識(shí)別為一個(gè)右手箭頭；以及圖8為根據(jù)本發(fā)明的交互顯示系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意圖。
圖1示出一種交互顯示系統(tǒng)10的第一實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明其中包括顯示計(jì)算機(jī)21，計(jì)算機(jī)控制的圖像的投影儀23、投影屏幕12、激光指示器11、以及顯示控制系統(tǒng)30。圖像投影儀23一般包括光源25和置于光源25和投影屏幕12之間的圖像屏面27。顯示控制系統(tǒng)30包括數(shù)字?jǐn)z像機(jī)31或者類似的成像設(shè)備以及控制模塊33。在顯示系統(tǒng)10的操作過(guò)程中，顯示計(jì)算機(jī)21從駐留在顯示計(jì)算機(jī)21中的顯示產(chǎn)生軟件所運(yùn)行的顯示中產(chǎn)生初始電子圖像22a。顯示程序包括一組用于在顯示過(guò)程中投射的電子圖像22a、22b、…、22k。初始電子圖像22a被顯示計(jì)算機(jī)21最好作為位像發(fā)送到控制模塊33，用于隨后發(fā)送到圖像屏面27作為投影圖像29。投影圖像29隨后投射到投影屏幕12作為相應(yīng)的初始顯示圖像13。
講解員37通過(guò)利用激光指示器11把激光束15投射到顯示圖像13上作為激光點(diǎn)16，從而交互地控制顯示系統(tǒng)10。激光指示器11最好是能夠發(fā)射波長(zhǎng)在630和670nm之間的連續(xù)和脈沖輻射光束的市場(chǎng)上可購(gòu)得的設(shè)備。講解員37把激光點(diǎn)16在投影屏幕12上移動(dòng)，以畫出預(yù)定的手勢(shì)空間圖案，從而對(duì)顯示系統(tǒng)10提供控制。隨后由控制模塊33識(shí)別該手勢(shì)空間圖案然后選擇相應(yīng)的預(yù)定的顯示命令，該手勢(shì)空間圖案可以包括水平下劃線、箭頭、圈住圖像部分的方框、或者一些其它預(yù)定的幾何圖形。該顯示命令可以執(zhí)行控制模塊33中的功能，或者可以發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)21，如下文中更加具體的描述。例如，在一種操作模式中，顯示計(jì)算機(jī)21接收顯示命令并且調(diào)用隨后的幻燈片22b，用于通過(guò)控制模塊33發(fā)送到圖案投影儀23。
可以參照?qǐng)D2和3描述本發(fā)明系統(tǒng)所具有的優(yōu)點(diǎn)。在常規(guī)顯示中，如圖2中所示，操作員17主要與顯示計(jì)算機(jī)21或者坐在顯示計(jì)算機(jī)21處的輔助人員進(jìn)行交互作用，以控制投影屏幕12上的顯示，如實(shí)線箭頭41所示。因此，操作員17與屏幕12上的顯示的交互作用有限，如虛線箭頭46所示。在觀看顯示時(shí)，聽眾19的成員把他們的注意力主要放在顯示上，如實(shí)線箭頭43所示，并且對(duì)操作員17的注意程度較低，如虛線箭頭45所示。與之相比，利用在此所公開的交互顯示系統(tǒng)10，講解員37與顯示計(jì)算機(jī)21或者與顯示控制系統(tǒng)30需要少量或者不需要交互作用，因此能夠與聽眾19進(jìn)行交互作用，如實(shí)線箭頭41所示，并且通過(guò)激光指示器11與投影屏幕12上的顯示進(jìn)行交互作用，如實(shí)線箭頭48所示。
在圖1中的顯示控制系統(tǒng)30的操作過(guò)程中，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)31指向投影屏幕12，以便于連續(xù)地采集當(dāng)前出現(xiàn)的顯示圖像13，最好以大約每秒10幀的采樣率進(jìn)行采集?？刂颇K33接收這些采集的圖像作為相應(yīng)連續(xù)的所獲取圖像63a、63b、…、63n。本領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)技術(shù)人員可以看出，所獲得圖像63a、63b、…、63n基本上是相同的，而顯示圖像13保留在投影屏幕12上，只是激光點(diǎn)16的位置在相繼的所獲得圖像之間具有變換。激光點(diǎn)16的相繼位置被分離、保留在存儲(chǔ)器34中并且被分析以識(shí)別講解員37投射到投影屏幕12上的手勢(shì)空間圖案。
控制模塊33包括檢測(cè)在相繼的所獲得圖像63a、63b…、63n中的激光點(diǎn)16的處理部分35。由于激光點(diǎn)16包括具有比構(gòu)成顯示圖像13的任何像素更大的亮度的像素，因此處理部分35可以通過(guò)檢測(cè)具有超過(guò)預(yù)定閾值的亮度的像素而定位激光點(diǎn)16，其中該閾值大于顯示圖像中出現(xiàn)的最大亮度級(jí)。處理部分35分析顯示圖像13查找這種亮像素的連續(xù)集合，其中該集合具有大于激光點(diǎn)16大小的高度或?qū)挾取Ｗ詈?，激光點(diǎn)16的檢測(cè)首先在低分辨率模式中執(zhí)行(例如，其中所獲得圖像63a、63b、…、63n被看作為80×60像素的圖像)，以便于在顯示圖像13中查找激光點(diǎn)16的大約位置。例如，圖4示出激光點(diǎn)16位于構(gòu)成顯示圖像13的流程圖中的投影屏幕12。當(dāng)激光點(diǎn)16的大約位置被確定時(shí)，顯示圖像13被以160×120像素的更高分辨率進(jìn)行分析，如圖5中所示，并且激光點(diǎn)16的位置被相應(yīng)更精確地確定，在此位于位置坐標(biāo)(128,114)。
在圖1中，處理部分35對(duì)于檢測(cè)到激光點(diǎn)16的每個(gè)所獲得圖像63a、63b、…、63n，把連續(xù)位置坐標(biāo)分配給激光點(diǎn)16的位置。連續(xù)的位置坐標(biāo)被獲得或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30中，并且分析所出現(xiàn)的空間圖案?？刂颇K33還包括一個(gè)參考部分36，其中存儲(chǔ)一組預(yù)定的手勢(shì)空間圖案以及一組預(yù)先分配的顯示命令，每個(gè)顯示命令分配給(或?qū)?yīng)于)一個(gè)預(yù)先確定的手勢(shì)空間圖案。當(dāng)空間圖案被識(shí)別時(shí)，處理部分35把所識(shí)別的空間圖案與這組預(yù)定手勢(shì)空間圖案相比較。如果發(fā)現(xiàn)匹配，則處理部分35檢測(cè)到分配給匹配的預(yù)定手勢(shì)空間圖案的顯示命令，并且執(zhí)行所選擇的顯示命令。
當(dāng)發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)21時(shí)，所選擇顯示命令通過(guò)輸入端口65接收。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，輸入端口65包括串行口，顯示命令通過(guò)串行或USB電纜39發(fā)送。本領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)人員可以看出，處理部分35可以如圖中所示駐留在控制模塊33中，或者還可以駐留在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)31或者顯示計(jì)算機(jī)21中，可以作為計(jì)算機(jī)可讀指令從存儲(chǔ)介質(zhì)67中取出，或者可以分布在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)31、控制模塊33和顯示計(jì)算機(jī)21中。
當(dāng)激光點(diǎn)16在每個(gè)所獲得圖像63a、63b、…、63n中檢測(cè)時(shí)，處理部分35把位置坐標(biāo)(例如，xi,yi)分配給激光點(diǎn)16運(yùn)動(dòng)的相繼位置，以確定激光點(diǎn)16是否運(yùn)動(dòng)，并且如果運(yùn)動(dòng)的話，確定該運(yùn)動(dòng)是否是隨機(jī)或者與多個(gè)預(yù)定圖形或圖案中的一個(gè)相關(guān)。運(yùn)動(dòng)和方向可以通過(guò)分析偏移矢量ri→((xi+1-xi),(yi+1-yi))]]>的相應(yīng)序列而確定。最好，在本領(lǐng)域內(nèi)稱為弗里曼鏈碼的空間圖案識(shí)別工具被用于確定激光點(diǎn)16的運(yùn)動(dòng)，并且檢測(cè)箭頭、方框或者其它幾何圖形的形成。弗里曼鏈碼把一個(gè)數(shù)字分配給激光點(diǎn)16的平移矢量，也就是說(shuō)，分配給一個(gè)描述從一幅所獲得圖像63i到下一幅所獲得圖像63i+1的運(yùn)動(dòng)的矢量。如圖6中所示，由處于 的方向矢量71所表示的垂直運(yùn)動(dòng)被分配一個(gè)“代碼1”，而由處于 的方向矢量73所表示的第三象限的對(duì)角運(yùn)動(dòng)被分配給一個(gè)“代碼6”，如此等等。處理部分35通過(guò)分析弗里曼鏈碼的結(jié)果序列，區(qū)分激光點(diǎn)16的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)與講解員37所作出的特意的手勢(shì)。
舉例來(lái)說(shuō)，圖7示出如何用弗里曼鏈碼來(lái)描述一個(gè)所獲得的手勢(shì)空間圖案?？刂颇K33在5個(gè)初始連續(xù)圖像中捕獲到激光點(diǎn)16的位置坐標(biāo)，其中在四個(gè)連續(xù)圖像對(duì)中的激光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)被由方向矢量75a、75b、75c和75d所表示的一系列四個(gè)“代碼4”所描述。在5個(gè)后續(xù)圖像(即，所獲得圖像63f至63j，未示出)中激光點(diǎn)16的運(yùn)動(dòng)由方向矢量77a、77b、77c、77d、77e分別表示的一系列5個(gè)“代碼6”所描述。
處理部分35把跟隨有一系列5個(gè)連續(xù)“代碼6”的4個(gè)連續(xù)“代碼4”的所捕獲手勢(shì)空間序列與從參考部分36提供給處理部分35的預(yù)定手勢(shì)空間圖案項(xiàng)目相比較，該參考部分可以是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、固件或者查找表。匹配表明所捕獲手勢(shì)構(gòu)成一個(gè)右手箭頭51。對(duì)于構(gòu)成不同弗里曼鏈碼的隨機(jī)序列的所捕獲手勢(shì)空間圖案，處理部分35將判斷出現(xiàn)隨機(jī)激光運(yùn)動(dòng)，并且不發(fā)出顯示命令。
顯示系統(tǒng)10可以用于“鼠標(biāo)模式”中，以投射一系列Power Point幻燈片作為顯示圖像13。舉例來(lái)說(shuō)，如果講解員37畫出的手勢(shì)空間圖案構(gòu)成右手箭頭51，則顯示攝像機(jī)可以通過(guò)調(diào)用在該顯示幻燈片系列中的下一幅發(fā)送到圖像投影儀23來(lái)作出響應(yīng)。也就是說(shuō)，“進(jìn)行到下一幅幻燈片”的命令將對(duì)應(yīng)于或者分配給右手箭頭51。按照相同的方式，如果手勢(shì)空間圖案構(gòu)成左手箭頭，則以前的圖片將回放并且提供為投影圖像29。另外，通過(guò)預(yù)先確定的顯示命令，箭頭指示器可以被分配為改變聲音的音量，或者改變顯示的其它幻燈片特征。
講解員37還可以把激光點(diǎn)16定位在顯示圖像13的特定區(qū)域，例如在一個(gè)圖標(biāo)或者在一個(gè)菜單項(xiàng)上。處理部分35把這種情況理解為選擇該圖標(biāo)或者菜單下，等同于第一鼠標(biāo)單擊。在該選擇動(dòng)作之后，通過(guò)在預(yù)定的時(shí)間間隔(最好為三秒)脈沖發(fā)射激光指示器11而實(shí)現(xiàn)第二鼠標(biāo)單擊，而激光點(diǎn)16保留在該圖標(biāo)或菜單項(xiàng)上。另外，把激光點(diǎn)16定位在顯示圖像13的邊界處產(chǎn)生下拉菜單，用于隨后的選擇和動(dòng)作。在所選擇區(qū)域上激光點(diǎn)16的后繼單個(gè)脈沖隨后被處理部分35理解為第二鼠標(biāo)單擊。
按照這種方法，基本上可以從演示室中的任何位置把激光束15投射到顯示圖像13上，用于控制顯示，例如打開新文件、剪切或粘貼。因此，激光指示器11以鼠標(biāo)、鍵盤或者其它用于通過(guò)直接輸入到顯示計(jì)算機(jī)21來(lái)控制投影圖像29的外圍設(shè)備相同的方式來(lái)用于顯示控制器30。該控制方法在講解員37需要在講話和到處走動(dòng)的同時(shí)訪問(wèn)和瀏覽互聯(lián)網(wǎng)的演示中特別有用。
另外，當(dāng)激光指示器11被脈沖發(fā)送以產(chǎn)生三個(gè)連續(xù)鼠標(biāo)單擊時(shí)，“畫圖模式”可以被激活。在畫圖模式中，激光點(diǎn)16可以用于在顯示圖像13上畫直線或曲線。為了退出畫圖模式，激光指示器11被脈沖發(fā)射產(chǎn)生四個(gè)鼠標(biāo)單擊。通過(guò)畫圖曲線，可以在演示過(guò)程中執(zhí)行其它功能。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，例如，當(dāng)講解員37在顯示圖像13的文字或圖像部分畫出水平線時(shí)，處理部分35通過(guò)把初始電子圖像22a與一個(gè)疊層組合產(chǎn)生隨后的電子圖像24，其中該疊層提供對(duì)應(yīng)于由激光點(diǎn)16所發(fā)出的水平線的強(qiáng)調(diào)顯示或下劃線。
所得的電子圖像24然后發(fā)送到投影儀23，作為具有用下劃線或者高亮強(qiáng)調(diào)顯示的相應(yīng)文字部分或圖像部分的顯示圖像13而投射。另外，當(dāng)講解員31畫出圈住一部分顯示圖像13的矩形時(shí)，初始幻燈片22在相應(yīng)部分被放大，并且作為結(jié)果電子圖像24發(fā)送，從而實(shí)現(xiàn)放大操作。
在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖8中所示，圖像投影儀23直接連接到顯示計(jì)算機(jī)21。當(dāng)控制系統(tǒng)30僅僅把鼠標(biāo)命令提供給顯示計(jì)算機(jī)21時(shí)，可以使用這種結(jié)果。該操作類似于上述的實(shí)施例，把激光點(diǎn)16投射到顯示圖像13上以提供控制。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)31采集顯示圖像13，并且所獲得圖像63a,63b,…,63n被控制模塊33中的處理部分35所分析。當(dāng)發(fā)現(xiàn)所識(shí)別手勢(shì)空間圖案與來(lái)自參考部分36的預(yù)定手勢(shì)空間圖案相匹配時(shí)，把相應(yīng)的鼠標(biāo)命令通過(guò)串行電腦39發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)21。如在以前的實(shí)施例中一樣，處理部分35的指令和參考部分36的數(shù)據(jù)可以從存儲(chǔ)介質(zhì)67中取出。
在顯示系統(tǒng)10的操作之前，控制系統(tǒng)30可以利用處理部分35來(lái)校正，以把顯示圖像13的像素和位置坐標(biāo)與構(gòu)成位于顯示計(jì)算機(jī)21中的初始電子圖像22a的相應(yīng)元素和坐標(biāo)相關(guān)聯(lián)。例如，這可以通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)ⅰ)在投影圖像29中產(chǎn)生嵌入的預(yù)定圖案(未示出)；ⅱ)通過(guò)電子攝像機(jī)(electronic camera)31獲得包括嵌入圖案的顯示圖像13；ⅲ)檢測(cè)預(yù)定圖案并且確定在由電子攝像機(jī)31所獲得的圖案中的相關(guān)位置坐標(biāo)；以及ⅳ)分析圖案坐標(biāo)，以把顯示圖案13的座標(biāo)與初始電子圖像22a的坐標(biāo)數(shù)學(xué)相關(guān)。這種校正處理在共同受讓的共同未決專利申請(qǐng)“用于校正計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的投影圖案的方法和設(shè)備”(1999年3月31日申請(qǐng)，序號(hào)為09/283,093)中有描述，該專利全文在此包含以供參考。
處理部分35還用于檢測(cè)在顯示區(qū)域中由電子攝像機(jī)31所感測(cè)的環(huán)境光亮度，以便于提供對(duì)于顯示圖像13的亮量和對(duì)比度的最佳設(shè)置。顯示圖像13的顏色平衡是通過(guò)圖像投影儀23把標(biāo)準(zhǔn)顏色校正表(未示出)投射到投影屏幕12上并且比較由電子攝像機(jī)31所獲得的投影顏色的數(shù)值而進(jìn)行優(yōu)化，圖表顏色具有已知數(shù)值。從比較結(jié)果中，處理部分35確定要做出的顏色校正，并且相應(yīng)調(diào)整顯示圖像13。
盡管本發(fā)明已參照特定實(shí)施例進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)知道本發(fā)明不限于在此所公開和/或圖中所示的特定結(jié)構(gòu)和方法，而且還包括在本明范圍內(nèi)的任何改變或等價(jià)變換。
權(quán)利要求
1．一種顯示控制系統(tǒng)，其適用于控制包括用于產(chǎn)生初始和連續(xù)電子圖像的顯示計(jì)算機(jī)的投影顯示設(shè)備、計(jì)算機(jī)控制的圖像投影儀、投影屏幕、以及以脈沖和連續(xù)輻射模式工作的激光指示器，該投影儀應(yīng)用于接收投影到投影屏幕上作為初始顯示圖像的投影儀，以及該激光指示器當(dāng)由主持人用于把激光點(diǎn)發(fā)射到投影屏幕上并且把空間圖案投影在初始顯示圖像上時(shí)提供控制，所述控制系統(tǒng)包括指向初始顯示圖像并且產(chǎn)生一系列所獲得的圖像的電子攝像機(jī)，每個(gè)所述獲得的圖像包括圖像單元；以及相應(yīng)所述獲得的圖像的控制模塊，所述控制模塊包括用于把激光點(diǎn)定位在所述獲得的圖像上的裝置；用于把位置坐標(biāo)分配給每個(gè)所述定位激光點(diǎn)的裝置，以便于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于在初始顯示圖像中的激光點(diǎn)的順序位置的的一系列位置坐標(biāo)(xi,yi)；用于分析所述位置坐標(biāo)序列的裝置，以便于捕獲由所述位置坐標(biāo)序列所形成的手勢(shì)空間圖案；用于選擇顯示命令的裝置，所述選擇的顯示命令與所述匹配的預(yù)定手勢(shì)空間圖案相關(guān)聯(lián)；以及用于響應(yīng)所述選擇的顯示命令產(chǎn)生后續(xù)電子圖案的裝置，所述后續(xù)電子圖案發(fā)送到圖像投影儀，用于作為后續(xù)顯示圖像投射到投影屏幕上。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于定位激光點(diǎn)的裝置包括用于識(shí)別亮像素的裝置，所述亮像素包括具有超過(guò)預(yù)定閾值的亮度的所獲得像素。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于定位激光點(diǎn)的裝置還包括用于識(shí)別所述亮像素的集合的裝置，所述集合包括具有超過(guò)預(yù)定值的線性尺度的相鄰像素集。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于分配位置坐標(biāo)的裝置包括用于以降低的分辨率模式分析所獲得圖像的裝置。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于分析位置坐標(biāo)的裝置包括用于推導(dǎo)一系列偏移矢量ri→((xi+1-xi),(yi+1-yi))]]>的裝置，每個(gè)所述偏移矢量對(duì)應(yīng)于在所述相繼位置坐標(biāo)中的差值。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于分析位置坐標(biāo)的裝置包括用于通過(guò)弗里曼鏈碼的序列描述所述偏移矢量的序列的裝置。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于檢測(cè)激光點(diǎn)脈沖的裝置，所述激光點(diǎn)脈沖是通過(guò)使激光指示器在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)工作在脈沖模式而產(chǎn)生的。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定時(shí)間間隔約為3秒。
9．根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)由用于分析位置坐標(biāo)的裝置在初始顯示圖像的預(yù)定范圍中檢測(cè)到基本上靜止的激光點(diǎn)時(shí)，所述顯示命令包括第一鼠標(biāo)單擊，所述第一鼠標(biāo)單擊被發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定區(qū)域包括一個(gè)圖標(biāo)。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一鼠標(biāo)單擊在所述后續(xù)的顯示圖像中提供一個(gè)下拉菜單。
12．根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)檢測(cè)到所述激光點(diǎn)脈沖時(shí)，所述顯示命令還包括第二鼠標(biāo)單擊，所述第二鼠標(biāo)單擊被發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二鼠標(biāo)單擊在所述后續(xù)顯示圖像中激活初始顯示圖像的所述預(yù)定區(qū)域的選擇。
14．根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述選擇的顯示命令包括與三個(gè)所述激光點(diǎn)脈沖相關(guān)的重疊命令，所述重疊命令產(chǎn)生后續(xù)電子圖像，構(gòu)成重疊在初始電子圖像上的重疊圖像。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述重疊圖像包括對(duì)應(yīng)于激光點(diǎn)在初始顯示圖像上平移運(yùn)動(dòng)的一條或多條曲線。
16．根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述重疊圖像包括高亮顯示區(qū)域，所述高亮顯示區(qū)域?qū)?yīng)于激光點(diǎn)在初始顯示圖像上的平移運(yùn)動(dòng)。
17．根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述一條或多條曲線確定初始顯示圖像的圍繞部分時(shí)，所述選擇的顯示命令包括放大命令，所述放大命令產(chǎn)生后續(xù)電子圖像包括初始電子圖像的放大部分，所述放大部分對(duì)應(yīng)于初始顯示圖像的所述圍繞部分。
18．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于產(chǎn)生后續(xù)電子圖像的裝置包括用于把鼠標(biāo)命令發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)的裝置，所述后續(xù)電子圖像被顯示計(jì)算機(jī)發(fā)送到圖像投影儀。
19．根據(jù)權(quán)利要求18所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述匹配的預(yù)定手勢(shì)空間圖案包括一個(gè)右手箭頭時(shí)，所述鼠標(biāo)命令包括前進(jìn)到下一幅電子圖像的命令。
20．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于存儲(chǔ)所述位置坐標(biāo)的存儲(chǔ)裝置。
21．根據(jù)權(quán)利要求20所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)裝置包括用于存儲(chǔ)所述顯示命令和所述預(yù)先確立的圖像的參考部分。
22．一種顯示控制系統(tǒng)，其適用于控制包括用于產(chǎn)生初始和連續(xù)電子圖像的顯示計(jì)算機(jī)的投影顯示設(shè)備、計(jì)算機(jī)控制的圖像投影儀、投影屏幕、以及以脈沖和連續(xù)輻射模式工作的激光指示器，該投影儀應(yīng)用于接收投影到投影屏幕上作為初始顯示圖像的投影儀，以及該激光指示器當(dāng)由主持人用于把激光點(diǎn)發(fā)射到投影屏幕上并且把空間圖案投影在初始顯示圖像上時(shí)提供控制，所述控制系統(tǒng)包括指向初始顯示圖像并且產(chǎn)生一系列所獲得的圖像的電子攝像機(jī)，每個(gè)所述獲得的圖像包括圖像單元；以及相應(yīng)所述獲得的圖像的控制模塊，所述控制模塊包括包括一組預(yù)定手勢(shì)空間圖案和一組顯示命令的存儲(chǔ)部分，每個(gè)所述的顯示命令對(duì)應(yīng)于一個(gè)所述預(yù)定手勢(shì)空間圖案；用于把該激光束定位在所述獲得的圖像中的定位電路；響應(yīng)激光點(diǎn)在所述獲得圖像中的定位的圖像處理電路，所述圖像處理電路用于把位置坐標(biāo)分配給每個(gè)所述定位的激光點(diǎn)，用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于在初始顯示圖像中的激光點(diǎn)的順序位置的的一系列位置坐標(biāo)(xi,yi)，以及用于分析所述位置坐標(biāo)序列，以便于捕獲由所述位置坐標(biāo)序列所形成的手勢(shì)空間圖案；響應(yīng)所述捕獲的手勢(shì)空間圖案的命令電路，用于把所述捕獲的手勢(shì)空間圖案與一個(gè)所述預(yù)定的手勢(shì)空間圖案相匹配，用于選擇與所述匹配的預(yù)定手勢(shì)空間圖案相對(duì)應(yīng)的一個(gè)所述顯示命令；以及用于響應(yīng)所述選擇的顯示命令產(chǎn)生鼠標(biāo)命令；所述鼠標(biāo)命令發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī)，使得后續(xù)的顯示圖像投射到投影屏幕上。
23．根據(jù)權(quán)利要求22所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定位電路包括用于識(shí)別亮像素的裝置，所述亮像素包括具有超過(guò)預(yù)定閾值的亮度的所獲得像素。
24．根據(jù)權(quán)利要求23所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定位電路還包括用于識(shí)別所述亮像素的集合的裝置，所述集合包括具有超過(guò)預(yù)定值的線性尺度的相鄰像素集。
25．根據(jù)權(quán)利要求23所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理電路包括用于推導(dǎo)一系列偏移矢量ri→((xi+1-xi),(yi+1-yi))]]>的計(jì)算電路，每個(gè)所述偏移矢量對(duì)應(yīng)于在所述相繼位置坐標(biāo)中的差值。
26．根據(jù)權(quán)利要求25所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算電路還包括用于把偏移矢量的所述序列轉(zhuǎn)換為弗里曼鏈碼的序列的轉(zhuǎn)換電路。
27．一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括指示計(jì)算機(jī)作為控制系統(tǒng)的指令接收?qǐng)D像的鄰接樣本，每個(gè)所述圖像包括多個(gè)像素；檢測(cè)在每個(gè)所述圖像系列中的亮像素的連續(xù)集合；把連續(xù)位置坐標(biāo)(xi,yi)分配給連續(xù)的所述檢測(cè)的亮像素；分析所述位置坐標(biāo)的系列，以便于識(shí)別手勢(shì)空間圖案；以及根據(jù)所述手勢(shì)空間圖案的識(shí)別產(chǎn)生顯示命令。
28．根據(jù)權(quán)利要求27所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述分析系列位置坐標(biāo)的操作包括推導(dǎo)一系列偏移矢量ri→((xi+1-xi),(yi+1-yi))]]>的操作，每個(gè)所述偏移矢量對(duì)應(yīng)于在所述相繼位置坐標(biāo)中的差值。
29．根據(jù)權(quán)利要求28所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述推導(dǎo)偏移矢量的序列的操作包括通過(guò)弗里曼鏈碼的序列描述所述偏移矢量的序列的操作。
30．根據(jù)權(quán)利要求27所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述顯示命令包括鼠標(biāo)命令。
31．一種用于控制顯示裝置的方法，該顯示裝置包括把顯示圖像序列投射到投影屏幕上的計(jì)算機(jī)控制圖像投影儀，控制是通過(guò)講解員利用激光指示器把激光點(diǎn)投射到投影屏幕上而實(shí)現(xiàn)的，激光點(diǎn)按照預(yù)定的手勢(shì)空間圖案在顯示圖像上移動(dòng)，所述的方法包括如下步驟把一系列位置坐標(biāo)分配給每個(gè)所獲得圖像中的激光點(diǎn)的位置；分析所述系列位置坐標(biāo)，以識(shí)別由該激光點(diǎn)所產(chǎn)生的手勢(shì)空間圖案；以及根據(jù)所述手勢(shì)空間圖案的識(shí)別產(chǎn)生顯示命令。
32．根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，還包括把所述識(shí)別的手勢(shì)空間圖案與預(yù)定手勢(shì)空間圖案相匹配的步驟。
33．根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述分析所述位置坐標(biāo)的步驟包括檢測(cè)亮的所獲得像素的步驟，每個(gè)所述亮的所獲得像素具有超過(guò)預(yù)定閾值的亮度。
34．根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括把亮的所獲得像素的集合識(shí)別為激光點(diǎn)的步驟，所述集合包括具有超過(guò)預(yù)定閾值的線性尺度的連續(xù)所獲得像素的集合。
35．根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括檢測(cè)基本上固定的激光點(diǎn)的步驟。
36．根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)所述基本固定的激光點(diǎn)的檢測(cè)選擇原始幻燈片的一部分的步驟。
37．根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，還包括檢測(cè)脈沖激光點(diǎn)的步驟。
38．根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)所述脈沖激光點(diǎn)的檢測(cè)在所述后續(xù)顯示圖像中繪制曲線的步驟，所述繪制曲線對(duì)應(yīng)于所述激光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。
39．根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，還包括加亮所述后續(xù)顯示圖像的一部分的步驟，所述加亮部分對(duì)應(yīng)于所述繪制的曲線。
40．根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述分析步驟包括通過(guò)弗里曼鏈碼描述所述識(shí)別的手勢(shì)空間圖案的步驟。
41．根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生步驟包括當(dāng)所述識(shí)別的手勢(shì)空間圖案包括箭頭形狀時(shí)產(chǎn)生系列顯示圖像的步驟。
全文摘要
一種交互顯示控制系統(tǒng),采用顯示計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)控制的圖像投影儀、激光指示器、以及投影屏幕,包括數(shù)字?jǐn)z像機(jī)以及控制模塊。該顯示計(jì)算機(jī)產(chǎn)生投射到投影屏幕上作為顯示圖像的電子圖像。在操作過(guò)程中,講解員利用激光指示器來(lái)把預(yù)定的手勢(shì)空間圖案畫在顯示圖像上。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)獲得這些顯示圖像,在控制模塊中的處理部分從這些圖像分析和識(shí)別手勢(shì)空間圖案。所識(shí)別的手勢(shì)空間圖案被與一組預(yù)定圖案相比較,以找出匹配,并且選擇相關(guān)的顯示命令。該顯示命令可以在控制模塊中執(zhí)行或者被發(fā)送到顯示計(jì)算機(jī),通過(guò)例如前進(jìn)到下一幅圖像、加亮文字段落、或者放大圖像這樣的某種動(dòng)作來(lái)改變顯示圖像。
文檔編號(hào)G06F3/038GK1289086SQ0012880
公開日2001年3月28日 申請(qǐng)日期2000年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月21日
發(fā)明者林尚宏 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社