DE102014210399A1 - Module, system and method for generating an image matrix for gesture recognition - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Modul für die Erzeugung einer Bildmatrix zur Gestenerkennung vorgeschlagen, wobei das Modul wenigstens ein erstes Dateneingabemittel zur Eingabe wenigstens eines Synchronisationsdatensignals eines Laserprojektormoduls, ein zweites Dateneingabemittel zur Eingabe eines Bilddatensignals eines Lichtsensormoduls, ein Speichermittel und ein Speicherkontrollmittel aufweist, wobei das Speicherkontrollmittel derart konfiguriert ist, dass Bilddaten des Bilddatensignals in Abhängigkeit des wenigstens einen Synchronisationsdatensignals als Bildmatrix in dem Speichermittel abgelegt werden, wobei das Speicherkontrollmittel derart konfiguriert ist, dass die Bildmatrix aus den Bilddaten in Abhängigkeit einer mit dem wenigstens einen Synchronisationsdatensignal übertragenen Bildzeilenrichtungsinformation erzeugt wird.A module is proposed for generating an image matrix for gesture recognition, wherein the module has at least a first data input means for inputting at least one synchronization data signal of a laser projector module, a second data input means for inputting an image data signal of a light sensor module, a storage means and a storage control means, wherein the storage control means configures such in that image data of the image data signal is stored as an image matrix in the storage means as a function of the at least one synchronization data signal, wherein the storage control means is configured such that the image matrix is generated from the image data in dependence on a video line direction information transmitted with the at least one synchronization data signal.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Modul für die Erzeugung einer Bildmatrix zur Gestenerkennung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner geht die vorliegende Erfindung aus von einem System und einem Verfahren für die Erzeugung einer Bildmatrix zur Gestenerkennung.The invention is based on a module for the generation of an image matrix for gesture recognition according to the preamble of claim 1. Furthermore, the present invention is based on a system and a method for the generation of an image matrix for gesture recognition.
Solche Vorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist es bekannt, dass durch Verwendung eines Laserprojektors und eines lichtempfindlichen Sensors ein Bild einer durch den Laserprojektor angeleuchteten Szenerie erzeugt wird. Dabei wird das Bild beispielsweise für eine Erkennung von Gesten verwendet, die im Licht des Laserprojektors ausgeführt werden. Die bekannten Laserprojektoren müssen jedoch vergleichsweise aufwändig konstruiert werden, wenn die Bildqualität eines durch den Laserprojektor erzeugten Projektionsbildes erhöht werden soll.Such devices are well known. For example, it is known that by using a laser projector and a photosensitive sensor, an image of a scene illuminated by the laser projector is generated. The image is used, for example, for detecting gestures that are executed in the light of the laser projector. However, the known laser projectors must be constructed comparatively complicated if the image quality of a projection image generated by the laser projector is to be increased.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Modul, ein System und ein Verfahren für die Erzeugung einer Bildmatrix zur Gestenerkennung vorzuschlagen, wobei die Bildqualität des Projektionsbildes verbessert wird und der Konstruktionsaufwand dennoch vergleichsweise gering ist.It is an object of the present invention to propose a module, a system and a method for generating an image matrix for gesture recognition, wherein the image quality of the projection image is improved and the construction effort is nevertheless comparatively small.
Das erfindungsgemäße Modul, das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Verfahren für die Erzeugung einer Bildmatrix zur Gestenerkennung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass aufgrund der Erzeugung der Bildmatrix aus den Bilddaten in Abhängigkeit einer mit dem wenigstens einen Synchronisationsdatensignal übertragenen Bildzeilenrichtungsinformation eine Erkennung einer Geste anhand der Bildmatrix auch dann ermöglicht wird, wenn durch den Laserprojektor dennoch ein Projektionsbild mit vergleichsweise hoher Bildqualität erzeugt wird. Zur Erhöhung der Bildqualität ist der Laserprojektor insbesondere zur Verwendung eines Interlacing Verfahrens konfiguriert, wobei im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Interlacing Verfahren zu verstehen ist, dass jeweils eine Schreibrichtung einer anfänglichen bzw. ersten Bildzeile von unmittelbar nacheinander erzeugten Projektionsbildern alterniert wird. Aufgrund der Verwendung der Bildzeilenrichtungsinformation durch das Modul ist es vorteilhaft möglich, dass eine Bewegungsrichtung einer durchgeführten Geste unterschieden werden kann, wenn durch den Laserprojektor das Interlacing Verfahren durchgeführt wird. Bevorzugt ist die Bildmatrix eine Intensitätsmatrix, insbesondere eine Rastergrafik, wobei jeweils einem Pixel des Projektionsbildes ein Intensitätswert eindeutig zugeordnet ist. Weiterhin wird vorteilhaft durch die Übertragung der Bildzeilenrichtungsinformation mittels des wenigstens einen Synchronisationsdatensignal ein System mit vergleichsweise geringem Konstruktionsaufwand bereitgestellt. Insbesondere umfasst das wenigstens eine Synchronisationsdatensignal die Informationen über die Strahlungsrichtung des Lasers und die Schreibrichtung der Zeilen (Bildzeilenrichtungsinformation) in kodierter Form, sodass verschiedene Ereignisse (beispielsweise Framestart ungerade, Framestart gerade und/oder Zeilenstart) durch Nutzung einfacher Synchronisationsdatensignale übertragen werden. Die Bildmatrix wird insbesondere derart erzeugt, dass die Gestenerkennung bei einem Laserprojektor ermöglicht wird, welcher nach dem Interlacing Verfahren betrieben wird, ohne dass detaillierte Winkelangaben über die Strahlrichtung des Lasers nötig sind und die Information über die Schreibrichtung (Bildzeilenrichtungsinformation) auf einfache Weise übertragen wird. The module according to the invention, the system according to the invention and the method according to the invention for the generation of an image matrix for gesture recognition according to the independent claims have the advantage over the prior art that due to the generation of the image matrix from the image data as a function of a picture line direction information transmitted with the at least one synchronization data signal Detection of a gesture on the basis of the image matrix is also made possible if a projection image with a comparatively high image quality is nevertheless generated by the laser projector. In order to increase the image quality, the laser projector is configured in particular for the use of an interlacing method, wherein in the context of the present invention the interlacing method is understood to mean that in each case one writing direction of an initial or first picture line is alternated by projection images generated immediately after one another. Due to the use of the image line direction information by the module, it is advantageously possible that a movement direction of a gesture performed can be discriminated when the interlacing process is performed by the laser projector. The image matrix is preferably an intensity matrix, in particular a raster graphic, wherein in each case one pixel of the projection image is unambiguously assigned an intensity value. Furthermore, it is advantageous to provide a system with comparatively little design effort by transmitting the image line direction information by means of the at least one synchronization data signal. In particular, the at least one synchronization data signal comprises the information about the radiation direction of the laser and the writing direction of the lines (image line direction information) in coded form so that various events (for example framestart odd, start frame straight and / or line start) are transmitted by using simple synchronization data signals. In particular, the image matrix is generated such that gesture recognition is enabled in a laser projector operated according to the interlacing method, without the need for detailed angle information about the beam direction of the laser and the information on the writing direction (image line direction information) being transmitted in a simple manner.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.Advantageous embodiments and modifications of the invention are the dependent claims, as well as the description with reference to the drawings.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich die Bildzeilenrichtungsinformation auf eine Schreibrichtung einer durch das Laserprojektormodul projizierten Bildzeile eines Projektionsbildes bezieht, wobei die Bildzeile insbesondere eine anfängliche Bildzeile des Projektionsbildes ist.According to a preferred refinement, it is provided that the image line direction information relates to a writing direction of an image line of a projection image projected by the laser projector module, wherein the image line is, in particular, an initial image line of the projection image.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass eine Bewegungsrichtung einer durchgeführten Geste aufgrund der Erzeugung der Bildmatrix in Abhängigkeit der Bildzeilenrichtungsinformation unterschieden werden kann.As a result, it is advantageously possible according to the invention that a direction of movement of a gesture carried out can be distinguished on the basis of the generation of the image matrix as a function of the image line direction information.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Synchronisationsdatensignal ein auf das Projektionsbild bezogenes vertikales Synchronisationsdatensignal und ein auf eine Bildzeile des Projektionsbildes bezogenes horizontales Synchronisationsdatensignal umfasst.According to a further preferred development, it is provided that the at least one synchronization data signal comprises a vertical synchronization data signal related to the projection image and a horizontal synchronization data signal related to an image line of the projection image.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass die Bildzeilenrichtungsinformation an das Modul für jede Bildzeile des Projektionsbildes bereitgestellt werden kann. Insbesondere umfasst das horizontale Synchronisationsdatensignal die Bildzeilenrichtungsinformation.This makes it advantageously possible according to the invention that the image line direction information can be provided to the module for each image line of the projection image. In particular, the horizontal sync data signal includes the picture line direction information.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Modul ein Synchronisationsmittel zur Synchronisation des vertikalen Synchronisationsdatensignals mit dem horizontalen Synchronisationsdatensignal aufweist.According to a further preferred development, it is provided that the module has a synchronization means for the synchronization of the vertical synchronization data signal with the horizontal synchronization data signal.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass das Modul und das Laserprojektormodul unabhängig voneinander, insbesondere asynchron, betreibbar sind, da die Synchronisation des vertikalen Synchronisationsdatensignals mit dem horizontalen Synchronisationsdatensignal in dem Modul durchgeführt wird. As a result, it is advantageously possible according to the invention for the module and the laser projector module to be operated independently of one another, in particular asynchronously, since the synchronization of the vertical synchronization data signal with the horizontal synchronization data signal is carried out in the module.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Modul ein Gestenerkennungsmittel zur Gestenerkennung in Abhängigkeit der als Bildmatrix in dem Speichermittel gespeicherten Bilddaten aufweist.In accordance with a further preferred development, it is provided that the module has a gesture recognition means for gesture recognition as a function of the image data stored as an image matrix in the storage means.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass für die Gestenerkennung auf die in dem Speichermittel abgelegte Bildmatrix zugegriffen wird, sodass die Gestenerkennung auch bei einem gemäß dem Interlacing Verfahren betriebenen Laserprojektor vergleichsweise zuverlässig durchgeführt werden kann.As a result, it is advantageously possible according to the invention for the gesture recognition to be accessed by the image matrix stored in the storage means, so that the gesture recognition can be carried out comparatively reliably even in the case of a laser projector operated according to the interlacing method.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung – insbesondere des erfindungsgemäßen Systems – ist vorgesehen, dass das Laserprojektormodul derart konfiguriert ist, dass die Schreibrichtung der anfänglichen Bildzeile bei einer Projektion aufeinanderfolgender Projektionsbilder alterniert wird.According to a preferred development - in particular of the system according to the invention - it is provided that the laser projector module is configured such that the writing direction of the initial image line is alternated in a projection of successive projection images.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass der Laserprojektor derart konfiguriert ist, dass das Interlacing Verfahren durch den Laserprojektor durchgeführt wird, sodass eine vergleichsweise hohe Bildqualität erreicht wird und dennoch eine zuverlässige Gestenerkennung realisiert ist.This makes it advantageously possible according to the invention that the laser projector is configured such that the interlacing method is performed by the laser projector, so that a comparatively high image quality is achieved and yet a reliable gesture recognition is realized.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung – insbesondere der erfindungsgemäßen Verfahrens – ist vorgesehen, dass in einem vierten Verfahrensschritt das wenigstens eine Synchronisationsdatensignal an ein erfindungsgemäßes Modul übertragen wird, wobei in einem fünften Verfahrensschritt die Bilddaten des Bilddatensignals durch das Speicherkontrollmittel des Moduls in Abhängigkeit des wenigstens einen Synchronisationsdatensignals in Form einer Bildmatrix in dem Speichermittel abgelegt werden, wobei durch das Speicherkontrollmittel die Bildmatrix aus den Bilddaten in Abhängigkeit der Bildzeilenrichtungsinformation erzeugt wird.According to a preferred embodiment-in particular the method according to the invention-it is provided that in a fourth method step the at least one synchronization data signal is transmitted to a module according to the invention, wherein in a fifth method step the image data of the image data signal is processed by the memory control means of the module as a function of the at least one synchronization data signal Form of an image matrix are stored in the storage means, wherein the image matrix is generated from the image data as a function of the image line direction information by the storage control means.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass die Bildqualität des Projektionsbildes verbessert wird und der Konstruktionsaufwand dennoch vergleichsweise gering ist. Aufgrund der Erzeugung der Bildmatrix aus den Bilddaten in Abhängigkeit einer mit dem wenigstens einen Synchronisationsdatensignal übertragenen Bildzeilenrichtungsinformation ist eine Erkennung einer Geste – insbesondere durch Auswertung der Bildmatrix – auch bei einem durch den Laserprojektor mit vergleichsweise hoher Bildqualität erzeugten Projektionsbild realisiert.As a result, according to the invention, it is advantageously possible for the image quality of the projection image to be improved and for the construction effort nevertheless to be comparatively low. Due to the generation of the image matrix from the image data as a function of a transmitted with the at least one synchronization data signal line direction information is a recognition of a gesture - in particular realized by evaluation of the image matrix - even at a generated by the laser projector with relatively high image quality projection image.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung – insbesondere des erfindungsgemäßen Verfahrens – ist vorgesehen, dass in einem sechsten Verfahrensschritt durch den Laserprojektor mit dem Projektionslaserstrahl eine weitere Bildzeile eines weiteren Projektionsbildes entlang einer weiteren Schreibrichtung projiziert wird, wobei in einem siebten Verfahrensschritt durch das Lichtsensormodul ein weiteres Bilddatensignal derart erzeugt wird, dass das weitere Bilddatensignal auf die weitere Bildzeile bezogene weitere Bilddaten umfasst, wobei in einem achten Verfahrensschritt durch das Laserprojektormodul wenigstens ein weiteres Synchronisationsdatensignal derart erzeugt wird, dass das wenigstens eine weitere Synchronisationsdatensignal eine auf die weitere Schreibrichtung der weiteren Bildzeile bezogene weitere Bildzeilenrichtungsinformation aufweist, wobei insbesondere in einem neunten Verfahrensschritt durch das Speicherkontrollmittel eine weitere Bildmatrix aus den weitere Bilddaten in Abhängigkeit der weiteren Bildzeilenrichtungsinformation erzeugt wird.According to a further preferred development - in particular of the method according to the invention - it is provided that in a sixth step by the laser projector with the projection laser beam another image line of another projection image is projected along another writing direction, wherein in a seventh process step by the light sensor module another image data signal that the further image data signal comprises further image data related to the further image line, wherein in an eighth process step at least one further synchronization data signal is generated by the laser projector module such that the at least one further synchronization data signal has a further image line direction information related to the further writing direction of the further image line , In particular, in a ninth method step by the memory control means, a further image matrix from the further image data n is generated as a function of the further image line direction information.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass der Laserprojektor zur Durchführung des Interlacing Verfahrens konfiguriert ist, sodass eine vergleichsweise hohe Bildqualität des Projektionsbildes erreicht wird und dennoch eine Bewegungsrichtung einer durchgeführten Geste unterschieden werden kann.In this way, it is advantageously possible according to the invention for the laser projector to be configured to carry out the interlacing method, so that a comparatively high image quality of the projection image is achieved, and yet a direction of movement of a gesture performed can be distinguished.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung – insbesondere des erfindungsgemäßen Verfahrens – ist vorgesehen, dass die Bildzeile eine anfängliche Bildzeile des Projektionsbildes ist und die weitere Bildzeile eine anfängliche Bildzeile des weiteren Projektionsbildes ist, wobei die Bildzeile und die weitere Bildzeile derart projiziert werden, dass die weitere Schreibrichtung der weitere Bildzeile entgegengesetzt zur Schreibrichtung der Bildzeile ist, wenn das weitere Projektionsbild unmittelbar nach dem Projektionsbild projiziert wird.According to a further preferred development - in particular of the method according to the invention - it is provided that the image line is an initial image line of the projection image and the further image line is an initial image line of the further projection image, the image line and the further image line being projected such that the further writing direction the further image line is opposite to the writing direction of the image line if the further projection image is projected immediately after the projection image.
Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass eine zuverlässige Gestenerkennung auch bei vergleichsweise hoher Bildqualität des Projektionsbildes erreicht wird.This makes it advantageously possible according to the invention that a reliable gesture recognition is achieved even with a comparatively high image quality of the projection image.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the present invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es zeigenShow it
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.In the various figures, the same parts are always provided with the same reference numerals and are therefore usually named or mentioned only once in each case.
In
In
Das Laserprojektormodul
Das Lichtsensormodul
Ferner umfasst das System
Zusätzlich umfasst das Modul
Das Modul
Der Laserprojektor
In
Der erste Fall (erste Zeile der Zeichnung) bezieht sich auf einen Bildstart (beispielsweise des Projektionsbildes
Das (interne) horizontale und/oder vertikale Synchronisationsdatensignal
In
Bevorzugt werden durch das Speicherkontrollmittel
Das Speicherkontrollmittel
Anschließend wird das Speicherkontrollmittel
In dem fünften Verfahrenszustand
In
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