[發明專利]一種融合觸覺感知功能的視頻聊天方法和終端

有效

• 申請號: 201510141243.1
• 申請日: 2015-03-29
• 公開（公告）號: CN104717449B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 孫曉穎;吳賽文;王慶龍;董楊瑞;王婷婷;龍慧;陳建
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H04N7/14
• 分類號: H04N7/14;G06F3/041
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司22100
• 代理人: 魏征驥

技術領域

本發明涉及人機交互領域，具體涉及一種融合觸覺感知功能的視頻聊天終端和方法。

背景技術

視頻聊天技術改變了傳統網絡通訊的質量和形式，使交流不再只是局限于普通語言文字，利用視頻讓天各一方的人們能夠彼此相見。但是視頻聊天技術僅能傳遞視頻和音頻信息，不能傳遞觸覺信息，交流的雙方“可看而不可摸”，降低了交流的真實性。將觸覺再現技術與多媒體技術相結合，開發不僅能夠傳遞視頻、音頻等信息，還能夠傳遞觸覺信息的產品，可以豐富人們交流的體驗，是人機交互領域發展的重要方向。

發明內容

本發明提供一種融合觸覺感知功能的視頻聊天終端和方法，以解決視頻聊天中只能觀看視頻，不能同時進行觸覺感知的問題。

本發明一種融合觸覺感知功能的視頻聊天終端，包括：

核心處理器，通過數據接口連接各個設備，控制采集、發送、接收和顯示視頻數據，并對接收的視頻數據進行處理，提取其觸覺特征信息，接收手指位置信息，控制觸覺激勵信號生成器產生相應的觸覺信號；

位置檢測裝置，采用光學定位裝置，用于獲取手指觸摸面板的位置坐標，通過USB接口傳送給核心處理器；

視頻顯示屏幕，通過VGA接口連接到核心處理器，用于顯示視頻數據。

觸覺再現面板，觸覺再現面板分為三層，由上至下依次為透明絕緣層，透明導電極板、透明玻璃板，透明導電極板和觸覺激勵信號生成器連接，向透明導電極板上加載變化的激勵信號，手指可以在觸覺再現面板上感受不同的觸覺刺激；

觸覺激勵信號生成器，通過UATR接口連接到核心處理器，接收核心處理器發送的指令信息，生成相應的觸覺激勵信號，加載至觸覺再現面板；

視頻采集卡，通過USB接口連接到核心處理器，接收處理器的指令信息，用于配置攝像頭采集視頻的格式和參數，并將視頻數據傳輸給核心處理器；

攝像頭，用于采集用戶的視頻數據；

網絡傳輸設備，通過PCI接口連接到核心處理器，用于轉發和接收視頻數據。

本發明一種實施方式是所述位置檢測裝置、視頻顯示屏幕和觸覺再現面板在空間上的分布為：從上到下依次為位置檢測裝置、觸覺再現面板、視頻顯示屏幕，且位置檢測裝置采用邊框定位，手指可直接觸摸到觸覺再現面板，觸覺再現面板為透明的結構，人眼可直接觀看視頻顯示屏幕，不受遮擋。

本發明一種實施方式是所述觸覺激勵信號生成器，其特征在于：包括通訊接口、信號發生器、功率放大器和安全電路，信號發生器通過通訊接口接收核心處理器發送的指令信息，根據指令信息生成相應的激勵信號，通過功率放大器放大后由輸出接口加載至觸覺再現面板，安全電路用來限制過載的電壓或電流，保證人體安全。

本發明一種實施方式是所述安全電路包括過壓保護電路、限流保護電路：

所述的過壓保護電路包括電熔絲F、穩壓管Vz、電阻R1和受控二極管T，所述的輸入信號端正極、電熔絲F、穩壓管Vz、電阻R1、輸入信號端負極依次串聯連接組成回路，受控二極管T并聯連接到穩壓管Vz和電阻R1形成支路的兩端，穩壓管Vz和電阻R1的公共端連接到受控二極管T的受控端；

所述的限流保護電路包括電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、三極管P1、和場效應管P2，所述的輸出信號端正極、電阻R2、電阻R3、輸出信號端負極依次串聯連接組成回路，所述的電阻R4、三極管P1所形成支路并聯連接在電阻R2和電阻R3所形成支路兩端，電阻R2和電阻R3的公共端連接到三極管P1的基極端，所述的場效應管P2和電阻R5串聯連接所形成的支路并聯連接到所述的電阻R4和三極管P1串聯連接所形成支路的兩端，電阻R4和三極管P1的公共端連接到場效應管P2源極端；

所述的限流保護電路的電阻R2和電阻R3所形成支路并聯連接到受控二極管T的兩端。

一種融合觸覺感知功能的視頻聊天方法，其特征在于包括下列步驟：

1)終端一與終端二建立數據連接；

2)終端一采集終端一用戶的視頻數據，將視頻數據轉發至終端二；

3)終端二獲取終端一轉發的視頻數據，并對其進行實時處理，提取視頻中的觸覺特征信息，具體處理算法如下：

第一步，對視頻數據的處理主要是對視頻幀的處理，假設該視頻中某一視頻幀P_i×j，該視頻幀大小為i×j個像素，i為視頻幀像素行數，j為視頻幀像素列數：

采用加權平均法對視頻幀P_i×j進行灰度化，得到每個像素點的灰度值h_m,n，計算公式為：