[發明專利]用于同步、識別及跟蹤視覺交互式系統的低干擾系統和方法

有效

• 申請號: 201380013062.X
• 申請日: 2013-01-03
• 公開（公告）號: CN104321720B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 托爾莫德·恩喬爾斯塔德;厄于斯泰因·達姆豪格;哈爾瓦德·內斯;卡羅爾·馬爾辛·帕夫拉克;斯維勒·戴爾·摩恩
• 申請（專利權）人: 愛普生挪威研究發展公司
• 主分類號: G06F3/038
• 分類號: G06F3/038;G06F3/0354;G06F3/042
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 王惠

技術領域

本發明基本涉及一種用于視覺系統同步的系統和方法，尤其是交互式數碼投影機同步的系統和方法，其中該同步還包括用于被并入筆、相機以及觸摸式輸入裝置中的識別和跟蹤的系統和方法，以使這樣的視覺系統不干擾或擾亂一般的遠程控制器或接收器，并且進一步地，這樣的兩個或更多的視覺系統對于彼此來說是同步的，并且可以相互協作。

背景技術

交互式數據投影機創建了如物理交互式白板和交互式平面屏幕中的交互式表面，但是坐標數據甚至用戶激活信息(觸摸，觸摸離開，尖端按壓，尖端釋放)通過在投影機處使用攝像技術從圖像中提取，而不是使用嵌入到表面本身的電磁、光學或聲學方法。適于投影機的基于相機的交互式技術的例子被本發明的發明人與申請人通過在WO2001NO00369/US7083100B2和/或WO2006135241A1/US2009040195A1中使用帶有能通過相機和圖像識別系統進行跟蹤的光學圖像的筆而公開。其他系統有：JP3257585：(視覺科學實驗室1996年3月29日提出的Tokuganhei的08-075950文件)中，公開了具有紅外線發射器的相機以及具有反射器的指點裝置(pointing device)，其中該相機檢測紅外線并能查出該指點裝置的位置，但是相機和指點裝置之間任何的同步尚未被公開。在JP4728540：(理光，2001年9月20日提出的Tokugan 2001-287901)中，公開了一種在反射器上具有某圖像的指點裝置，以及一種能夠檢測帶有指點裝置編碼圖像的光并找出控制信息的相機。在JP4037822(NEC裝置解決方案株式會社，2003年12月5日提出的Tokugan 2003-407884)中，公開了能夠從相機接收光信號的指點裝置，以及發出光以回應相機發出的光信號的指點裝置。在US6529189(IBM，2000年2月8日提出的US09/500194)中，公開了一種指點裝置，具有紅外線元件且發出包括控制信息的光，相機接收該光。

發明內容

本實施例的一個方面，提供了一種視覺和交互式視覺系統的系統和方法，包括像投影機或顯示器、相機單元以及與其特別相關的光輸入裝置，用于多個這樣的單元在通過投影機或顯示器或可佩戴的顯示眼鏡的圖像和視頻輸出內容方面上的同步；在通過相機捕獲的圖像和視頻方面的輸入內容；在可見光和/或紅外光方面的照明功能上同步；以及在位置跟蹤和輸入交互工具的輸入控制功能方面的用戶的交互功能上的同步，輸入交互工具例如筆、指點棒、手指等；所有的都由相同的同步控制脈沖串控制，使得該單元能夠成為合作式，包括交互式輸出事件能夠及時并同時地被發起，并且交互式輸入事件能夠連貫地被解譯。

本實施例的另一方面，該同步系統的干擾和擾動是微不足道的，即該同步脈沖串發生得很少以致它們不會明顯地干擾，也不會被通常被包括在AV-設備中的遠程控制接收器和遠程控制發射器明顯地干擾。

相機技術雖然簡單，但準確、非常快速和可靠，也容易集成到數碼投影機或顯示器。相機技術在分辨率、靈敏度、尺寸和性能方面快速發展。市售的圖像傳感器能夠捕獲到帶有例如可編程的速率、分辨率、大小、增益和曝光時間的靜止圖像和視頻圖像。

在本實施例的進一步描述中，相機被理解為包括圖像傳感器和適于捕捉圖像的鏡頭，并包括通信裝置，以將所捕獲的圖像作為輸入傳送到計算機，進一步地相機還可以包括圖像處理裝置，以執行特征提取、目標識別和目標跟蹤，以便檢測和跟蹤具有特殊特征的某些信息，進一步地還通過將他們與一些指定的交互式對象的數據模型進行比較和匹配，并且將該結果映射到交互式表面或交互式空間坐標來解釋這些信息以確定交互式對象的位置和方向，并且進一步地該相機可包括在一系列捕獲的圖像中的某些信息的強度水平的解譯，以提取交互式對象的識別和用戶交互式操作，如按壓尖端開關、釋放尖端開關、按壓按鈕、釋放按鈕、手指觸摸或手指不觸摸等，并進一步地相機可包括通信裝置，以將檢測到的交互式對象的識別、位置、方向和用戶交互的操作作為輸入傳送到計算機。