[發明專利]交互式輸入系統及方法

有效

• 申請號: 201280055374.2
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN104067209B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 柯林頓·蘭姆;勞倫斯布魯斯·席威特;特雷弗·艾奇特;查爾斯·昂格
• 申請（專利權）人: 原相科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所44287
• 代理人: 胡海國,文明

技術領域

本發明涉及一種交互式輸入系統和方法以及一種用于該交互式系統和方法的成像組件。

背景技術

供用戶使用有源指針(例如，發出光，發出聲或發出其他信號的物品)、無源指針(例如，手指，圓柱體或其他物品)或其他合適的輸入設備例如，鼠標或軌跡球等將輸入信息輸入一應用程序中的交互式輸入系統，現如今是眾所周知的。這些交互式輸入系統包括但不限于：具有將模擬電阻或機器視覺技術運用于寄存器指針輸入中的觸控系統，例如美國第5448263號、6337681號、6747636號、6803906號、8232986號、7236162號以及第7274356號專利中，以及受讓給加拿大亞伯達省卡爾加里市的智能技術無限責任公司，也即本申請受讓人的公開號為2004/0179001的美國專利申請以及作為參考而并入該專利申請的全部公開內容中所公開的那些；具有將電子、電容、聲學及其他技術運用于寄存器指針輸入中的觸控板的觸控系統；平板或筆記本電腦(PC電腦)；智能電話、個人數字助理及其他手持設備；以及其他類似裝置。

上述并入的由莫里森等人所有的美國第6803906號專利公開了一種觸控系統，其采用機器視覺來檢測與具有其上呈現有電腦生成圖像的觸控表面進行交互的指針。矩形邊框或框架圍繞該觸控表面并于其各角落處支撐數字攝像機。這些數字攝像機具有圍繞并基本上環視該觸控表面的相互重疊的視場。這些數字攝像機從不同的角度獲取環視該觸控表面的圖像并生成圖像數據。由數字攝像機所獲取的圖像數據通過自帶的數字信號處理器進行處理以確定所捕獲的圖像數據中是否具有指針。當確定所捕獲的圖像數據中具有指針時，數據信號處理器將指針特征數據傳送至主控制器，該主控制器接著對該指針特征數據進行處理以確定該指針相對該觸控表面在采用三角測量法的(X，Y)坐標系上的位置。該指針坐標信息被傳送至執行一個或多個運用程序的電腦上。該電腦采用該指針坐標對呈現于該觸控表面上的電腦生成圖像進行更新。接觸該觸控表面的指針因此可被記錄為寫或描畫或用于控制由該電腦所執行的運用程序的執行。

由麥克吉布內等人所有的并已受讓給智能技術無限責任公司的公開號為WO2010/028490的國際專利申請，公開了一種觸控輸入系統，其包括至少兩個從不同角度捕獲感興趣區域的圖像幀的成像組件。各成像組件包括圖像傳感器和集成信號處理電路。該集成信號處理電路可實現于現場可編程邏輯門陣列(FPGA)、數字信號處理器(DSP)或專用集成電路(ASIC)上。該集成信號處理電路包括聚光燈處理器和邊框處理器，以對相關圖像傳感器所獲取的圖像數據進行預處理并生成指針數據以及指針懸停及接觸狀態數據。

雖然大多數的交互式輸入系統，在很多情況下，該交互式系統采用現有的構件。不幸的是，這些現有的構件往往都是尺寸大、費用高并且效率低。這當然地增加了交互式輸入系統的制造及操作成本。另外，在采用通過通信線路進行通信的多個處理器的交互式輸入系統中，處理器電路及通信線路的設計具有有限的處理及通信速度，導致產生潛在問題。正如本領域技術人員所能理解的，需要對交互式輸入系統設計進行改善。

因此，本發明的一個目的是提供一種新的交互式輸入系統及方法和用于該交互式輸入系統及方法的新的成像組件。

發明內容

相應地，在一個方面中提供了一種交互式輸入系統，包括至少兩個成像組件，其從不同角度捕獲感興趣區域的圖像幀，各成像組件包括圖像傳感器及實現于專用集成電路(ASIC)上的信號處理電路，所述圖像傳感器所獲取的圖像數據通過所述信號處理電路進行預處理；以及，處理結構，其處理所述成像組件輸出的預處理圖像以確定至少一個指針在所述感興趣區域中的位置。

在一實施例中，處理結構包括多個數字信號處理器及圖像數據集中器。圖像數據集中器將來自所述成像組件的預處理圖像數據與圖像數據流相結合并將該圖像數據流發送至所述數字信號處理器中的一者。所述數字信號處理器中的一者處理該預處理圖像數據以生成指針數據，所述數字信號處理器中的另一者接收來自所述數字信號處理中的一者的指針數據并以三角函數計算該指針數據以確定所述至少一個指針相對于交互表面在(X，Y)坐標系上的位置。

在一實施例中，各成像組件捕獲圖像幀序列中的圖像幀，且其中所述信號處理電路處理所述圖像幀序列的圖像幀以生成所述預處理圖像數據。在一種形式中，所述信號處理電路處理圖像幀以移除環境光偽影，標識其中代表潛在指針的感興趣區域以及確定有源指針的身份。

在一實施例中，處理結構用于將配置數據提供至成像組件。所述配置數據在所述獲取的圖像幀中指定形成待預處理的圖像數據的像素窗口。