CN101673139B - 一种遥控器及其输入系统与方法 - Google Patents

Abstract

一种遥控器及其输入系统与方法，所述的遥控器上设置有颜色或/和图案组合，该颜色或/和图案组合作为特征符方便外部设备采集遥控器的移动信号。所述的输入系统包括遥控器、图像采集单元、数据处理单元、终端显示单元。使用时，把遥控器的特征符置于图像采集单元的采集范围内启动采集程序；图像采集单元采集到含有特征符的图像信息后传输给数据处理单元处理，识别出特征符移动信息；显示单元将特征符的位置信息通过光标的形式显示；移动遥控器，将光标移动到相应的操作位置，输入操作指令。借助本发明，用户能对信息家电进行方便的操作，能最大限度的满足用户对信息家电复杂应用的操作，不受信息家电未来应用不确定性的影响。

Description

一种遥控器及其输入系统与方法

技术领域

本发明涉及一种遥控器，特别是涉及一种应用在信息家电领域中基于视窗操作的遥控器以及其输入系统与方法。

背景技术

未来家电发展的主流是信息家电。信息家电与传统家电的主要差别在于信息家电可以连接因特网。例如，信息家电中的网络电视与普通电视的主要差异在于：普通电视只能被动地接收广播节目。网络电视不仅可以收看正常的广播节目，而且还可以在不中断观众观看电视节目的同时，提供即时信息服务。如电子节目指南、时事新闻、娱乐等一切网络信息。观众可以通过人机交互手段主动地通过互动电视从因特网接收邮件、查询各类信息等等。

目前，这类交互手段主要有两类，一类是采用计算机鼠标、键盘的外部设备，一类是目前使用的遥控器。然而，这两种手段对于网络电视都不合适：计算机鼠标、键盘虽然可以进行完善的人机交互，但体积较大，不适合休闲状态下使用。而传统的遥控器只能按预定的简单模式，通过数字键进行节目的选择，音量调节之类的控制，对于网络电视提供的各种形式的服务，选择的复杂性是传统的遥控器难以胜任的，如视频点播、即时信息的回复，传统遥控器基于预定模式的操作方式在网络电视不确的应用模式下有其固有局限性。

基于此，对于网络电视来说，提供一种基于视窗操作的新型遥控器实有必要。

发明内容

本发明需解决的问题是提供一种应用在信息家电领域中基于视窗操作的遥控器实现用户与信息家电之间方便交互，操作简便，并使得信息家电的遥控器缩小体积、降低成本。

根据上述需解决的问题设计了一种遥控器输入文字的方法，包括：

在遥控器上用于指示遥控器的移动方向以便于外部设备直接采集该遥控器移动信息的特征符，该特征符是颜色和图案组合；所述的遥控器特征符的识别是通过基于颜色特征的点目标定位方式实现；

启动遥控器进入文字输入状态，启动的方式通过特定的按键确定；

用户移动遥控器输入笔划动作；

采集遥控器上的特征符并基于该特征符的颜色特征以点目标定位方式确定遥控器的移动方向以获取输入笔画动作的图像数据；

把采集到的图像数据转换成空间轨迹动作数据，并在显示单元上显示，并对该动作数据进行分析，查找字库，并把相应的文字显示在显示单元上，由用户选定；

所述点目标定位方式包括以下步骤：

(1)图像采集单元采集含有遥控器特征符信息在内的一帧彩色图像；

(2)对彩色图像按特征符的两个颜色分别进行直方图处理，得到两幅变换后的灰度图像，具体做法是首先将视频图像的256级灰度分成32个灰度级，每个灰度级代表8个连续的灰度，建立一个32*32*32的三维数组，数组中的元素对应着取某个颜色值的概率，然后对读取的彩色图像中的每一个像素确定其在三维数组中的索引，从而通过三维数组确定每一个像素颜色的概率取值，即读取的一帧彩色图像将形成了彩色直方图变换灰度图像；

(3)对两幅灰度图像分别进行平滑处理；

(4)对两幅平滑后的灰度图像进行二值化处理，得到两种颜色的二值化图像；

(5)分别对两幅二值化图像进行相连成份分析，得到两种颜色候选目标团块的坐标、宽高比、填充率信息列表；

(6)对两个颜色的候选团块进行滤除，得到两个颜色候选目标团块的坐标列表；

(7)对两个坐标列表，确定出具有最小距离的两个团块，即两个颜色对应的团块，并求取出这两个团块的中心位置，也就是坐标均值作为识别出的目标的坐标值；

(8)将从当前帧提取的目标坐标存储到循环对列中，用于确定目标的运动轨迹。

附图说明

附图1是本发明实施例的遥控器的特征符示意图；

附图2是本发明实施例的系统功能模块图；

附图3是本发明实施例文字输入的操作流程图；

附图4使用本发明时定义单击动作的原理图。

具体实施方式

本发明的主旨是设计一个技术方案以使在信息数字家庭中信息家电的遥控器能实现便捷、高效、准确的操作。其中，于遥控器上设置有特征符；图像采集单元即摄像单元如摄像头等，用于读取遥控器上特征符及其移动状况；数据处理单元，接收并处理图像采集单元提供的特征符的移动状况；显示单元，将遥控器的移动位置坐标显示在显示单元，提供用户对相应区域的操作。下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本发明的技术方案进行详细的说明。

请参阅图1所示的本发明的遥控器示意图，所述遥控器20包括用户输入界面(图未示)，该用户输入界面含键盘，包括数字键以及特定功能键，在与输入界面相对的另一面设置特征符22。在本实施例中，通过用两个颜色组合成一个同心圆作为特征符22，该特征符22由绿色的内圆222和红色的外圆224组合而成，通过用颜色组合作为特征符22的目的是区别于周围环境的单颜色的干扰，提高识别的可靠性，特征符22除了用颜色组合之外，还可利图案组合，也可以是图案与颜色组合的共同组。

请参阅图2，本发明提供的遥控输入系统包括：遥控器20，所述遥控器20设置有特征符22，用于指示遥控器的移动方向；图像采集单元30，用于采集遥控器20移动状况，遥控器的移动状况是通过采集特征符22的移动方向来实现的，图像采集单元30通用的是一个摄像头，该摄像头可以通过固定连结的方式内置于显示单元50中，也可以通过外接的方式与显示单元50电连接；数据处理单元40，用于接收并处理图像单元提供的特征符的移动状况，该单元可以是嵌入在显示单元50内；显示单元50，用于将特征符22的移动方向通过光标的形式进行显示，提供用户对相应区域的操作，显示单元是指带显示功能的终端显示设备，如电视机、计算机显示器，也可是机顶盒等被遥控对象的组合等。在此，数据处理单元是机顶盒或计算机主机，显示单元是电视机或计算机显示屏。

本发明提供的遥控器指令输入的具体实施步骤包括：

(1)用户把遥控器20的特征符22置于图像采集单元30的采集范围内，并启动图像采集单元30的采集程序；

(2)图像采集单元采集到含有特征符22的图像信息；

(3)数据处理单元40对采集到的图像信息进行处理，识别出特征符22位置信息；

(4)显示单元50将特征符22的位置信息在显示单元上通过光标的形式进行显示；

(5)用户移动遥控器，将光标移动到相应的操作按钮位置，输入操作指令或信息。

本发明中所述的遥控器特征符的识别是通过基于颜色特征的点目标定位技术实现。该技术的具体实施步骤为：

(1)图像采集单元采集含有遥控器特征符信息在内的一帧彩色图像；

(2)对彩色图像按特征符的两个颜色分别进行直方图处理，得到两幅变换后的灰度图像，具体做法是首先将视频图像的256级灰度分成32个灰度级，每个灰度级代表8个连续的灰度，建立一个32*32*32的三维数组，数组中的元素对应着取某个颜色值的概率，然后对读取的彩色图像中的每一个像素确定其在三维数组中的索引，从而通过三维数组确定每一个像素颜色的概率取值，即读取的一帧彩色图像将形成了彩色直方图变换灰度图像；

(3)对两幅灰度图像分别进行平滑处理；

(4)对两幅平滑后的灰度图像进行二值化处理，得到两种颜色的二值化图像；

(5)分别对两幅二值化图像进行相连成份分析，得到两种颜色候选目标团块的坐标、宽高比、填充率等信息列表；

(6)对两个颜色的候选团块进行滤除，得到两个颜色候选目标团块的坐标列表；

(7)对两个坐标列表，确定出具有最小距离的两个团块(两个颜色对应的团块)。并求取出这两个团块的中心位置，也就是坐标均值作为识别出的目标的坐标值；

(8)将从当前帧提取的目标坐标存储到循环对列中，用于确定目标的运动轨迹。

本发明中的对于操作指令输入的单击动作的定义遵循以下步骤：

(1)假设当前光标位置为(x，y)；

(2)对光标位置历史轨迹{(x1，y1)，(x2，y2)，…，(xn，yn)}进行圆拟合，得到三个参数：圆半径，拟合误差，相似度特征值；

(3)如果获得的运动轨迹数据满足下列条件：

其一，当前光标位置(x，y)满足a＜x＜b，e＜y＜f；a，b，e和f定义如图4所示；

其二，圆半径、拟合误差小于某个阈值；

其三，相似度特征值大于某个阈值。

则认为是点击Prior按钮(上翻键，见图4)的动作：本发明的遥控器输入的信息既可以是按键信息，也可是输入的手写文字信息；所述的按键信息是将特征符的光标移动到相应的按钮，通过点击方式将按键码流信息发送到显示单元显示，或对特定的敏感区域以拖动光标的形式发送操作指令，文字编码是国际码和ASCII码。

如果用户要通过本发明的遥控器20输入文字信息，首先启动遥控进入文字输入状态，启动的方式可通过特定的按键确定，具体的交互流程如图3所示：

(步骤301和302)用户把遥控器22的特征符22置于图像采集单元30的采集范围内，通过移动遥控器，进行文字输入；

(步骤303)图像采集单元采集到特征符22的移动信息后，经过数据处理单元40处理，在显示单元50上以光标的形式显示特征符22的坐标位置；

(步骤304)用户移动遥控器20输入笔划动作；

(步骤305和306)图像采集单元采集输入笔划动作的图像数据，由数据处理单元40把采集到的图像数据转换成空间轨迹动作数据，在显示单元50上显示；

(步骤307)用户通过停止输入动作一个时间间隔或通过确认键的方式确认单字的笔划输入完毕，该停顿的时间间隔是0.1秒到0.5秒；

(步骤308和309和310)数据处理单元40分析出该数据的文字编码，查找字库，当找到的相应文字时，把相应的文字显示在显示单元上，由用户选定；如果查找不到相应文字，则显示错误消息。

在笔画输入过程中，可以在笔划输入的同时通过按住相关功能键的方式确定笔画的有效输入；也可以在系统中存储笔划的数据库，再由数据处理单元对特征符的所有轨迹，通过与数据库比对，提取有效的笔划数据，查找字库，显示相应的文字输入。

可以理解在文字的输入过程中，数据处理单元50对部分输入笔划可以进行智能联想，预先提供多个可能的文字供用户选择，以提高文字的输入速度，同时对输入的文字提供词组的选择。

总之，本领域的技术人员可以对本发明的遥控器及其输入系统与方法进行的各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种遥控器输入文字的方法，包括：

在遥控器上用于指示遥控器的移动方向以便于外部设备直接采集该遥控器移动信息的特征符，该特征符是颜色和图案组合；所述的遥控器特征符的识别是通过基于颜色特征的点目标定位方式实现；

启动遥控器进入文字输入状态，启动的方式通过特定的按键确定；

用户移动遥控器输入笔划动作；

采集遥控器上的特征符并基于该特征符的颜色特征以点目标定位方式确定遥控器的移动方向以获取输入笔画动作的图像数据；

把采集到的图像数据转换成空间轨迹动作数据，并在显示单元上显示，并对该动作数据进行分析，查找字库，并把相应的文字显示在显示单元上，由用户选定；

所述点目标定位方式包括以下步骤：

(1)图像采集单元采集含有遥控器特征符信息在内的一帧彩色图像；

(2)对彩色图像按特征符的两个颜色分别进行直方图处理，得到两幅变换后的灰度图像，具体做法是首先将视频图像的256级灰度分成32个灰度级，每个灰度级代表8个连续的灰度，建立一个32*32*32的三维数组，数组中的元素对应着取某个颜色值的概率，然后对读取的彩色图像中的每一个像素确定其在三维数组中的索引，从而通过三维数组确定每一个像素颜色的概率取值，即读取的一帧彩色图像将形成了彩色直方图变换灰度图像；

(3)对两幅灰度图像分别进行平滑处理；

(4)对两幅平滑后的灰度图像进行二值化处理，得到两种颜色的二值化图像；

(5)分别对两幅二值化图像进行相连成份分析，得到两种颜色候选目标团块的坐标、宽高比、填充率信息列表；

(6)对两个颜色的候选团块进行滤除，得到两个颜色候选目标团块的坐标列表；

(7)对两个坐标列表，确定出具有最小距离的两个团块，即两个颜色对应的团块，并求取出这两个团块的中心位置，也就是坐标均值作为识别出的目标的坐标值；

(8)将从当前帧提取的目标坐标存储到循环对列中，用于确定目标的运动轨迹。

Images