專利名稱：手持?jǐn)z影機(jī)的光標(biāo)定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與計算機(jī)的光標(biāo)定位有關(guān)，特別與以影像對比方式感測手部運(yùn)動的 光標(biāo)定位技術(shù)有關(guān)。
背景技術(shù)：
個人計算機(jī)早已全面釆用圖形使用者接口 (GUI, Graphical User Interface)的操作系統(tǒng)，在該種使用者接口中，主要借由光標(biāo)的移動以進(jìn)行各項操作，而 光標(biāo)通常以鼠標(biāo)控制其移動。一般鼠標(biāo)必須在固定的平面(通常為桌面)上使用，但在某些特定場合中確 有無法使用鼠標(biāo)的困擾，例如在進(jìn)行演示的場合中，主講人通常通過筆記型計 算機(jī)操作演示軟件(如PowerPoint)播放投影片，主講人通常持用鐳射指引器 (laser pointer)在講臺上講解投影片的內(nèi)容，難以直接操作播放投影片的計算機(jī)， 在多數(shù)情況下，主講人需通過另一位人員操作該計算機(jī)，但此種不僅需要主講 人與計算機(jī)操作者全程不斷地以手勢、姿勢(如點(diǎn)頭)或言語協(xié)調(diào)投影片檔案的 操作，除跳頁的例行性操作以外，主講人難以指揮計算機(jī)操作者進(jìn)行需以光標(biāo) 點(diǎn)選的操作，例如在投影片中點(diǎn)選超級鏈接(hyperlink)功能，或選取部分文字使其以反白呈現(xiàn)等等。目前巿面上雖已有結(jié)合鐳射指引器與搖動控制式鼠標(biāo)的產(chǎn)品，可令主講者 所手持的鐳射指引器也具有光標(biāo)控制功能，該種搖動控制鼠標(biāo)雖不需借由固定 平面來操作，但其因是利用加速度計感應(yīng)手部的運(yùn)動，而每一個操作者的手部 運(yùn)動模式都大不相同，故加速度計的靈敏度設(shè)定難以符合所有操作者的手部運(yùn) 動模式，且其所感應(yīng)的為加速度而非速度，也難以完全對應(yīng)地反應(yīng)手部的動作。 更嚴(yán)重的，由于手持裝置(鐳射指引器)在三維空間下自由運(yùn)動，其立體性的運(yùn) 動也難以正確地轉(zhuǎn)化為光標(biāo)在二維平面的移動，造成使用者對于光標(biāo)移動方向 的控制上產(chǎn)生極大的困難。因此該類采用加速度感應(yīng)的光標(biāo)定位產(chǎn)品難以精確 地控制光標(biāo)的移動，經(jīng)常發(fā)生移動過度、移動不足及方向失準(zhǔn)的情況，有必要 再加以進(jìn)一步改良。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的主要目的，在于提供一種手持?jǐn)z影機(jī)的光標(biāo)定位方法， 其可供使用者在三維空間中以手部運(yùn)動控制光標(biāo)移動，使手部的動作可精確地 反應(yīng)在光標(biāo)的移動上，使光標(biāo)的移動更為精確。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種手持?jǐn)z影機(jī)的游標(biāo)光標(biāo)定位方法，包括a、 以手持?jǐn)z影機(jī)拍攝連續(xù)影像；b、 自該連續(xù)影像中的第N影像中選取特征點(diǎn)；c、 自在該第N影像后的第(N+l)影像中搜尋相同的特征點(diǎn)；d、 當(dāng)有覓得相同特征點(diǎn)時，計算該特征點(diǎn)在該第N影像及第(N+1)影像中 的位置變化；e、 依據(jù)該特征點(diǎn)的位置變化量而改變光標(biāo)的位置；f、 當(dāng)未在該第(N+l)影像中覓得相同特征點(diǎn)時，即在該第(N+l)影像中重 新選取特征點(diǎn)；g、 在步驟f之后，以N^N+1重復(fù)步驟c f。本發(fā)明以自由攝影機(jī)拍攝定置物，以偵測使用者的手部運(yùn)動，進(jìn)而控制光 標(biāo)的位移，可完全避免公知加速度感應(yīng)方式所產(chǎn)生定位不準(zhǔn)的困擾，本發(fā)明以 二維影像中特征點(diǎn)的移動作為光標(biāo)在二維畫面中的位移依據(jù)，使光標(biāo)的定位更 為精準(zhǔn)。


圖l為本發(fā)明的手持?jǐn)z影機(jī)的立體示意圖； 圖2為本發(fā)明的整體系統(tǒng)連接框圖； 圖3為本發(fā)明的光標(biāo)定位方法流程圖；圖4為本發(fā)明在拍攝影像中所選取的特征點(diǎn)在兩連續(xù)影像中的相對位置變化示意圖；圖5為光標(biāo)在顯示器畫面中的位移示意圖。 附圖標(biāo)記說明A 特征點(diǎn)1手持?jǐn)z影機(jī)11殼體12數(shù)字?jǐn)z影析13鐳射指引器14按鍵2 計算機(jī)主機(jī)3顯示器S1 S7步驟31 ，32光標(biāo)41第一影像42第二影像具體實施方式
現(xiàn)就本發(fā)明的較佳實施例，配合附圖，詳細(xì)說明如后。首先請參閱圖1,其為本發(fā)明的手持?jǐn)z影機(jī)的立體示意圖，該手持?jǐn)z影機(jī)1為將數(shù)字?jǐn)z影機(jī)12裝設(shè)在適于手持的殼體11內(nèi)，該殼體ll較佳可為長形體， 特別較佳地可與鐳射指引器13裝設(shè)在同一殼體11內(nèi)，并令該鐳射指引器13 的發(fā)光體與該數(shù)字?jǐn)z影機(jī)12的鏡頭都位于殼體11的同一端面上，如此可使手 持?jǐn)z影機(jī)1兼具有鐳射指引的功能，更有利于使用者的操作，但該數(shù)字?jǐn)z影機(jī) 12與鐳射指引器13僅共同裝設(shè)在同一殼體11內(nèi)，兩者獨(dú)立運(yùn)作與控制。該殼 體ll的表面另設(shè)有復(fù)數(shù)按鍵14,以供使用者進(jìn)行操作。續(xù)請參閱圖2，手持?jǐn)z影機(jī)l電連接于計算機(jī)主機(jī)2，以作為該計算機(jī)主機(jī) 2的輸入裝置，且該計算機(jī)主機(jī)2另電連接作為輸出裝置的顯示器3，手持?jǐn)z影 機(jī)1與計算機(jī)主機(jī)2之間可釆用有線或無線方式連接，有線連接較佳可用通用 序列總線(USB)接口，無線連接則可較佳地選用藍(lán)牙(Bluetooth)接口，但并不 以此為限，本領(lǐng)域技術(shù)人員另也可選用其它適合的有線或無線通訊接口。通過
該通訊接口 ，手持?jǐn)z影機(jī)1將其所攝得的數(shù)字化影像數(shù)據(jù)傳送至計算機(jī)主機(jī)2， 由計算機(jī)主機(jī)2借由對該連續(xù)影像的判別，計算出使用者對手持?jǐn)z影機(jī)1的動 作，進(jìn)而使顯示器3上的光標(biāo)產(chǎn)生相對位移。續(xù)請參閱圖3，其為本發(fā)明的光標(biāo)定位方法流程圖，步驟S1:首先以手持 攝影機(jī)1拍攝現(xiàn)場場景的連續(xù)影像，該連續(xù)影像為使用者持用手持?jǐn)z影機(jī)1所 隨機(jī)拍攝，不限定方向及目標(biāo)，影像內(nèi)容也無任何限制，例如位于現(xiàn)場的人物、 桌椅、門窗、布幔、窗簾、墻角、壁畫、盆景等等；步驟S2:接著，自第N影 像中選取特征點(diǎn)，如自該連續(xù)影像的任一靜態(tài)第一影像中選取一個或一個以上 的特征點(diǎn)，該特征點(diǎn)可為單一像素或復(fù)數(shù)個相鄰像素的組合，特征點(diǎn)選取于該 影像中對比(contrast)或亮度(brightness)最強(qiáng)的一個或復(fù)數(shù)個區(qū)塊，特征點(diǎn)選取 完成后，即記錄該特征點(diǎn)的圖像及其在影像中的位置;步驟S3:然后，自第(N+l) 影像中搜尋相同的特征點(diǎn)，例如在緊接在第一影像之后的第二影像中搜尋相同 的特征點(diǎn)；步驟S4:是否有覓得相同特征點(diǎn)？當(dāng)有至少一個相同特征點(diǎn)出現(xiàn)在 第二影像中時，執(zhí)行步驟S5:計算該特征點(diǎn)在第N及第(N+1)影像中的位置變 化，例如計算該特征點(diǎn)在第一影像及第二影像中的位置變化，該特征點(diǎn)的位置 變化代表手持?jǐn)z影機(jī)l有所移動，因而造成特征點(diǎn)在影像中的移動；步驟S6: 最后依據(jù)該位置變化而改變光標(biāo)位置，例如依據(jù)該特征點(diǎn)的位置變化而改變顯 示器3畫面中的光標(biāo)位置，此光標(biāo)位置改變包括方向及距離等兩個基本因子。 而在步驟S4中，當(dāng)因使用者對手持?jǐn)z影機(jī)1的動作過于劇烈或所選取的特征點(diǎn) 并非定置物，而無法在第二影像中覓得相同的特征點(diǎn)時，執(zhí)行步驟S7: N=N+1， 即放棄原在第一影像中所選取的特征點(diǎn)，而將該第二影像作為參考影像，在該 第二影像中另行選取新特征點(diǎn)，并在第三影像中搜尋相同特征點(diǎn)，即重復(fù)步驟 S2至S4，直至莧得相同特征點(diǎn)再執(zhí)行步驟S5及S6。圖4所示為同一特征點(diǎn)在兩影像中位置變化關(guān)系示意圖，實線框為第一影 像41,虛線框為第二影像42， A點(diǎn)為在第一影像41中所選取的特征點(diǎn)，A點(diǎn) 在第一影像的直角坐標(biāo)為Och力)，因手持?jǐn)z影機(jī)l的移動，使得A點(diǎn)在第二影 像42中的坐標(biāo)變?yōu)?X2j2),故A點(diǎn)的位移量為(Oc廣^),(力，))，其中x軸分 量為負(fù)值時，表示手持?jǐn)z影機(jī)1向左方移動(如圖4所示)，若X軸分量為正值時表示向右移動；y軸分量為正值時表示向上移動(如圖4所示)，y軸分量為負(fù) 值時表示向下移動，故在圖4所示的狀態(tài)，表示手持?jǐn)z影機(jī)1向左上方移動。在計算出手持?jǐn)z影機(jī)1的移動量后，即可使顯示器3畫面中的光標(biāo)產(chǎn)生對 應(yīng)的位移，如圖5所示，假設(shè)光標(biāo)31為原始位置，也即在圖4中的第一影像 41所在時點(diǎn)的位置，因在第二影像42中偵測出手持?jǐn)z影機(jī)1向左上方移動 (0d-;c2),(力-》))的距離，故光標(biāo)即對應(yīng)移動至32所示的位置，圖中所示雖是 以拍攝影像第一影像41、第二影像42與顯示器3畫面為1: l的對應(yīng)關(guān)系，但 光標(biāo)在顯示器3畫面中位移量仍可依實際需要而改用其它比例關(guān)系，即光標(biāo)在顯示器3畫面中的位移量也可為(flOd-X2)，fl(力-力))，"即為比例數(shù)，可為大于零的任何數(shù)值，可視手持?jǐn)z影機(jī)1與主要場景(背景)的距離，以及使用者個人 的動作習(xí)慣而加以調(diào)整。如前所述，本發(fā)明以自由攝影機(jī)拍攝定置物，以偵測使用者的手部運(yùn)動，進(jìn)而控制光標(biāo)的位移，可完全避免公知加速度感應(yīng)方式所產(chǎn)生定位不準(zhǔn)的困擾， 本發(fā)明以二維影像中特征點(diǎn)的移動作為光標(biāo)在二維畫面中的位移依據(jù)，使光標(biāo) 的定位更為精準(zhǔn)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例的具體說明，非用以局限本發(fā)明的專利 范圍，所有運(yùn)用本發(fā)明技術(shù)思想的等效變換，均應(yīng)屬專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種手持?jǐn)z影機(jī)的光標(biāo)定位方法，其特征在于，包括a、以手持?jǐn)z影機(jī)拍攝連續(xù)影像；b、自該連續(xù)影像中的第N影像中選取特征點(diǎn)；c、自在該第N影像后的第(N+1)影像中搜尋相同的特征點(diǎn)；d、當(dāng)有覓得相同特征點(diǎn)時，計算該特征點(diǎn)在該第N影像及第(N+1)影像中的位置變化；e、依據(jù)該特征點(diǎn)的位置變化量而改變光標(biāo)的位置；f、當(dāng)未在該第(N+1)影像中覓得相同特征點(diǎn)時，即在該第(N+1)影像中重新選取特征點(diǎn)；g、在步驟f之后，以N＝N+1重復(fù)步驟c～f。
2、 如權(quán)利要求l所述的手持?jǐn)z影機(jī)的光標(biāo)定位方法，其特征在于，所述步 驟b中所選取的該特征點(diǎn)為一個。
3、 如權(quán)利要求l所述的光標(biāo)定位方法，其特征在于，所述步驟b中所選取 的該特征點(diǎn)為 一 個或 一 個以上。
4、 如權(quán)利要求l所述的手持?jǐn)z影機(jī)的光標(biāo)定位方法，其特征在于，所述特 征點(diǎn)選取影像中對比或亮度最強(qiáng)的區(qū)塊。
5、 如權(quán)利要求l所述的手持?jǐn)z影機(jī)的光標(biāo)定位方法，其特征在于，所述手 持?jǐn)z影機(jī)為設(shè)在長形殼體內(nèi)的數(shù)字?jǐn)z影機(jī)。
全文摘要
一種手持?jǐn)z影機(jī)的光標(biāo)定位方法，借由附加于手持裝置的攝影機(jī)拍攝連續(xù)影像以感測手持裝置的運(yùn)動，而使計算機(jī)畫面中光標(biāo)產(chǎn)生相對位移，主要在手持裝置(如鐳射指引器)內(nèi)設(shè)置攝影機(jī)，以拍攝現(xiàn)場場景的連續(xù)影像，并將該影像數(shù)據(jù)實時傳遞至計算機(jī)，計算機(jī)在第N影像中選取最明顯的特征點(diǎn)，并記錄其在影像中的位置，再在第(N+1)影像中搜尋該特征點(diǎn)，若有覓得相同特征點(diǎn)，即以該特征點(diǎn)在兩影像中的位置變化，而判別手持裝置的運(yùn)動，進(jìn)而使光標(biāo)產(chǎn)生相對位移；而當(dāng)在第(N+1)影像中無法覓得第N影像中的相同特征點(diǎn)時，即放棄該特征點(diǎn)，而在該第(N+1)影像中重新選取特征點(diǎn)，再在第(N+2)影像中對比該新特征點(diǎn)。
文檔編號G06F3/0346GK101398711SQ200710151799
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月29日
發(fā)明者何建璋, 林遠(yuǎn)彬, 陳志宏 申請人:玴榮科技股份有限公司;聯(lián)發(fā)科技有限公司