CN101800866B - 一种在电视机显示屏上实现定位交互的方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在电视机显示屏上实现定位交互的方法及其系统，其方法包括：发射模块向电视机的壳外发射红外光；反射模块将所述红外光反射给信息获取模块，并在电视机上形成相应的红外光斑和一焦点；信息获取模块获取所述红外光斑和焦点的图像数据，并分别将所述红外光斑和焦点的图像数据发送给所述图像处理模块和焦点定位模块；图像处理模块对所述红外光斑的图像数据作相应处理；焦点定位模块根据图像处理模块的处理结果，计算所述焦点在电视机屏幕上的相对位置；焦点显示模块根据焦点定位模块的计算结果，控制所述焦点在电视屏幕上显示，使用户能通过使用遥控器在电视机显示屏上实现定位交互的操作，其操作简单而且定位准确。

Description

一种在电视机显示屏上实现定位交互的方法及其系统

技术领域

本发明涉及数字电视人机交互技术，特别涉及一种在电视机显示屏上实现定位的方法及其系统。

背景技术

随着数字电视的普及，越来越多的电视机具备了计算能力，而且数字电视的处理能力越来越高，出现了诸如网络电视等能够直接链接互联网的电视机，电视游戏一体机等各种具有超强计算处理能力的电视终端产品。

上述的电视机不再局限于传统的电视节目的收看，甚至可以直接在电视上浏览互联网信息，分享音视频内容，进行交互娱乐游戏等。这使电视机与普通电脑的界限越来越模糊，电视终端上能够进行的操作越来越复杂，显示屏幕上展现的内容也越来越多，电视机上出现类似鼠标的操作的需求越来越强烈。

而传统的按键式遥控方式已经无法满足越来越多的内容选择和操作方式需求。以网络电视为例，在网络电视上浏览互联网信息时，电视屏幕的页面上会显示很多可以进入的链接地址，如果以传统按键遥控器来选择，可能需要按多次按键才能点击到目标链接，这给用户带来了不便，而且对实际用户体验带来负面影响，譬如，在数字电视上玩游戏，进行交互游戏时，使用传统按键遥控器则更是捉襟见肘，极大的影响用户对游戏的趣味性和体验。

因而现有在电视显示屏定位的技术还有待改进和提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在电视机显示屏上实现定位的方法及其系统，能通过使用电视机遥控器在电视机显示屏上实现定位交互操作。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种在电视机显示屏上实现空间定位交互的方法，其定位交互系统包括电视机和遥控器；所述电视机包括，至少一发射模块、信息获取模块、图像处理模块、焦点定位模块和焦点显示模块，所述遥控器包括反射模块，所述的方法包括以下步骤：

A、发射模块向电视机的壳外发射红外光；

B、反射模块将所述红外光反射给信息获取模块，并在电视机上形成相应的红外光斑和一焦点；

C、信息获取模块获取所述红外光斑和焦点的图像数据，并分别将所述红外光斑和焦点的图像数据发送给所述图像处理模块和焦点定位模块；

D、图像处理模块对所述红外光斑作相应处理；

E、焦点定位模块根据图像处理模块的处理结果，计算所述焦点在电视机屏幕上的相对位置；

F、焦点显示模块根据焦点定位模块的计算结果，控制所述焦点在电视屏幕上显示。

所述的方法，其中，所述的步骤D进一步包括：

D1、识别所述红外光斑的图像数据；

D2、跟踪所述红外光斑运动的位移，并将位移的速度和光斑的大小发送给焦点定位模块。

所述的方法，其中，所述红外光的波长为：940nm或者850nm。

所述的方法，其中，包括红外光斑为矩形或者圆形。

一种在电视机显示屏上实现定位交互的系统，包括电视机和遥控器，其中，所述电视机包括至少一发射模块、信息获取模块、图像处理模块、焦点定位模块和焦点显示模块；，所述遥控器包括反射模块；其中，

所述发射模块，用于向电视机的壳外发射红外光；

所述反射模块，用于将所述红外光反射给信息获取模块，并在电视机上形成相应的红外光斑和一焦点；

所述信息获取模块，用于所述获取红外光斑和焦点的图像数据，并分别将所述红外光斑和焦点的图像数据发送给所述图像处理模块和焦点定位模块；

所述图像处理模块，用于对所述红外光斑的图像数据作相应处理；

焦点定位模块，用于根据图像处理模块的处理结果，计算所述焦点在电视机屏幕上的相对位置；

所述焦点显示模块，用于根据所述焦点定位模块的计算结果，控制所述焦点在电视屏幕上显示。

所述的定位系统，其中，图像处理模块还包括识别单元和跟踪单元；

所述识别单元，用于识别所述红外光斑的图像数据；

所述跟踪单元，用于跟踪所述红外光斑运动的位移，并将位移的速度和光斑的大小发送给焦点定位模块。

一种电视机，所述电视机用于实现在该电视机显示屏上定位交互操作，其中，包括至少一发射模块、信息获取模块、图像处理模块、焦点定位模块和焦点显示模块；

所述发射模块，用于向电视机的壳外发射红外光；

所述信息获取模块，用于获取遥控器反射形成红外光斑和焦点的图像数据，并分别将所述红外光斑和焦点的图像数据发送给所述图像处理模块和焦点定位模块；

所述图像处理模块，用于对所述红外光斑的图像数据作相应处理；

焦点定位模块，用于根据图像处理模块的处理结果，计算所述焦点在电视机屏幕上的相对位置；

所述焦点显示模块，用于根据所述焦点定位模块的计算结果，控制所述焦点在电视屏幕上显示。

所述的电视机，其中，所述图像处理模块还包括识别单元和跟踪单元；

所述识别单元，用于识别所述红外光斑的图像数据；

所述跟踪单元，用于跟踪所述红外光斑运动的位移，并将位移的速度和光斑的大小发送给焦点定位模块。

所述的电视机，其中，所述发射模块和信息获取模块设置在电视机的外壳上。

本发明提供的一种在电视机显示屏上实现定位交互的方法及其系统，由于采用了在电视机上设置发射模块、信息获取模块、图像处理模块、焦点定位模块和焦点显示模块，以及在电视机遥控器上设置反向模块，使用户能通过使用遥控器在电视机显示屏上实现定位交互的操作，其操作简单而且定位准确，给用户带来了极大的方便。

附图说明

图1为本发明实施例定位系统的方法流程图；

图2为本发明实施例定位系统的结构框图；

图3为本发明电视机的结构框图；

图4为本发明电视机的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种在电视机显示屏上实现定位交互的方法及其系统，其方法包括：发射模块向电视机的壳外发射红外光；反射模块将所述红外光反射给信息获取模块，并在电视机上形成相应的红外光斑和一焦点；信息获取模块获取所述红外光斑和焦点的图像数据，并分别将所述红外光斑和焦点的图像数据发送给所述图像处理模块和焦点定位模块；图像处理模块对所述红外光斑的图像数据作相应处理；焦点定位模块根据图像处理模块的处理结果，计算所述焦点在电视机屏幕上的相对位置；焦点显示模块根据焦点定位模块的计算结果，控制所述焦点在电视屏幕上显示。使用户能通过使用遥控器在电视机显示屏上实现定位交互的操作，其操作简单而且定位准确，给用户带来了极大的方便。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明在电视机显示屏上实现定位交互的方法，其定位系统，如图2所示包括，电视机100和遥控器200，所述电视机包括，至少一发射模块110、信息获取模块120、图像处理模块130、焦点定位模块140和焦点显示模块150，所述遥控器包括反射模块210，其方法通过遥控器在信息获取模块的可视范围内移动，在电视机屏幕上实现定位交互操作，如图1所示，所述的方法包括以下步骤：

101、发射模块向电视机的壳外发射红外光；其发射模块可以为一红外发射管，譬如：红外发射二极管等。本实施例用于该红外发明管向电视机壳外发送特定波长的红外光，用于该系统的遥控器反射。该红外光的波长为：940nm或者850nm。

102、反射模块将所述红外光反射给信息获取模块，并在电视机上形成相应的红外光斑和一焦点；

本实施例，在遥控器的顶端设置一反射模块，该模块可以为红外敏感材料，譬如：TiOPc/VOTPP(酞菁氧钛/四苯基卟啉氧钒)复合光生材料。本实施方式，将这些红外敏感材料覆盖在遥控器的顶端，使其将电视机的发射模块发射的红外光，反射到电视机上，并且在电视机上形成相应的红外光斑和一焦点。

该红外光斑为一连续的图像帧，且光斑的形状由覆盖在遥控顶端的红外光敏感材料的形状决定，譬如，当覆盖在遥控器顶端的红外光敏感材料为矩形时，其反射的红外光斑即为矩形，当所述红外光敏感材料为圆形时，其反射的红外光斑为圆形，当然本实施式的光斑形状绝不只限于上述这两种形状，比如，还可以设置有三角形，椭圆形等。

103、信息获取模块获取所述红外光斑和焦点的图像数据，并分别将所述红外光斑和焦点的图像数据发送给所述图像处理模块和焦点定位模块；

信息获取模块为一种红外传感器，譬如CMOS(互补金属氧化物半导化)传感器，该模块主要用于获取所述反射模块反射在电视机上形成的红外光斑和焦点的图像数据，然后将该红外光斑和焦点的图像数据分别发送给图像处理模块和焦点定位模块进行处理。

104、图像处理模块对所述红外光斑的图像数据作相应处理；其具体步骤为：识别所述红外光斑的图像数据，以及跟踪所述红外光斑运动的位移，并将位移的速度和光斑的大小发送给焦点定位模块。

图像处理模块负责对信息获取模块获取的红外光斑进行处理，当图像处理模块接收到红外光斑的图像数据时，先需要识别该图像数据是否为该图像处理模块能处理的图像帧，如果是跟踪该红外光斑，并对其运动的位移和速度进行处理。

譬如，当遥控器静止时，其红外光斑在图像上的位置是不变的，当遥控器向上移动时，图像处理模块使图像上的红外光斑相对前一帧图像出现向下的位移，并将位移的速度和大小结果发送给焦点定位单元。

105、焦点定位模块根据图像处理模块的处理结果，计算所述焦点在电视机屏幕上的相对位置；

在默认状态下，电视显示屏上的焦点位置位于其屏幕的几何中心位置，当焦点定位模块接收到图像处理模块处理的光斑之位移的速度和大小结果时，焦点定位模块则将当前显示屏上的焦点位置按照该红外光斑位移的反方向计算出相对的偏移量，即当红外光斑向下移动时，焦点位置则向上移动，从而与遥控的移动方向保持一致。

106、焦点显示模块根据焦点定位模块的计算结果，控制所述焦点在电视屏幕上显示。焦点显示模块根据焦点定位单元对焦点的计算结果，在电视机显示屏上平滑的绘制出焦点的移动效果。

本发明的在电视机显示屏上实现定位交互的方法，使用户通过使用遥控器在电视机显示屏上实现定位交互的操作，其操作简单而且定位准确，给用户带来了极大的方便。

基于上述的方法，本发明还对应提供一种电视机显示屏上实现定位交互的系统，如图2所示，其包括电视机100和遥控器200。该系统通过遥控器在信息获取模块的可视范围内移动，以红外的方式控制电视机，在电视机屏幕上实现人机交互。

其中，所述电视机包括，至少一发射模块110、信息获取模块120、图像处理模块130、焦点定位模块140和焦点显示模块150，所述遥控器包括反射模块210。

所述发射模块110，用于向电视机的壳外发射红外光；

所述反射模块210，用于将所述红外光反射给信息获取模块，并在电视机上形成相应的红外光斑和一焦点；其中反向模块为一红外发射二极管。

所述信息获取模块120，用于获取红外光斑和焦点的图像数据，并分别将所述红外光斑和焦点的图像数据发送给所述图像处理模块和焦点定位模块；

本实施例中，信息获取模块为一种红外传感器，譬如CMOS(互补金属氧化物半导化)传感器，该模块主要用于获取所述反射模块反射在电视机上形成的红外光斑和焦点的图像数据，然后将该红外光斑和焦点的图像数据分别发送给图像处理模块和焦点定位模块进行处理。

所述图像处理模块130，用于对所述红外光斑的图像数据作相应处理。该信息获取模块120包括识别单元131和跟踪单元132。其中，所述识别单元131，用于识别所述红外光斑的图像数据；所述跟踪单元132，用于跟踪所述红外光斑运动的位移，并将位移的速度和光斑的大小发送给焦点定位模块。

本实施例中，焦点位置前后控制的方式多用于交互游戏的操作。首先在通过该识别单元131识别该红外光斑的图像数据是否为该电视遥控器反射的图像帧，如果是则跟踪该光斑移动的位移。

譬如，当遥控器处于静止状态下，该红外光斑的面积保持不变，当遥控器向电视机方向移动时，该矩形光斑的面积则在连续帧中出现面积变大趋势，并将变化趋势的结果发送给焦点定位模块。

焦点定位模块140，用于根据图像处理模块的处理结果，计算所述焦点在电视机屏幕上的相对位置；

譬如，在默认状态下，焦点定位模块控制焦点位置保持不变，当焦点定位模块接收到图像处理模块的外光光斑面积变化结果，则将当前焦点位置按照红外光斑面积变化反方向计算出相对的偏移量，即当矩形光斑面积变大时，焦点位置向屏幕内部移动，从而与遥控器的移动方向相一致。

所述焦点显示模块150，用于根据所述焦点定位模块的计算结果，控制所述焦点在电视屏幕上显示。上本实施方式中的人机交互方式，主要表现为受控主体在虚拟三维空间的深度方向上的运动效果。

本发明定位交互系统，由于采用了在电视机上设置发射模块、信息获取模块、图像处理模块、焦点定位模块和焦点显示模块，以及在电视机遥控器上设置反向模块，使用户能通过使用遥控器在电视机显示屏上实现定位交互的操作，其操作简单而且定位准确，给用户带来了极大的方便。

本发明还提供一种电视机，所述电视机用于实现在该电视机显示屏上定位交互操作。

请参阅图3和图4，所述的电视机包括至少一发射模块110、信息获取模块120、图像处理模块130、焦点定位模块140和焦点显示模块150；

所述发射模块110，用于向电视机的壳外发射红外光；譬如，该发射模块设置为4个，且设置在电视机的外壳上，以便该发射模块向电视壳外发射红外光。

所述信息获取模块120，用于获取遥控器反射形成红外光斑和焦点的图像数据，并分别所述红外光斑和焦点的图像数据发送给所述图像处理模块和焦点定位模块；该信息获取模块可以为红外传感器，设置在该电视机屏幕周边的外壳上，便于获取遥控器反向形成的红外光斑的图像数据。

所述图像处理模块130，用于对所述红外光斑的图像数据作相应处理；其中，图像处理模块还包括用于识别所述红外光斑图像数据的识别单元和用于跟踪所述红外光斑运动的位移，并将位移的速度和光斑的大小发送给焦点定位模块的跟踪单元；

焦点定位模块，用于根据图像处理模块的处理结果，计算所述焦点在电视机屏幕上的相对位置；

所述焦点显示模块，用于根据所述焦点定位模块的计算结果，控制所述焦点在电视屏幕上显示。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种在电视机显示屏上实现定位交互的方法，其定位交互系统包括电视机和遥控器，通过使用遥控器在电视机显示屏上实现定位交互的操作；所述电视机包括，至少一发射模块、信息获取模块、图像处理模块、焦点定位模块和焦点显示模块，所述遥控器包括反射模块，所述的方法包括以下步骤：

A、发射模块向电视机的壳外发射红外光；

B、反射模块将所述红外光反射给信息获取模块，并在电视机上形成相应的红外光斑和一焦点；

C、信息获取模块获取所述红外光斑和焦点的图像数据，并分别将所述红外光斑和焦点的图像数据发送给所述图像处理模块和焦点定位模块；

D、图像处理模块对所述红外光斑的图像数据作相应处理，其中，所述步骤D进一步包括：

D1、识别所述红外光斑的图像数据；

D2、跟踪所述红外光斑运动的位移，并将位移的速度和光斑的大小发送给焦点定位模块；

E、焦点定位模块根据图像处理模块的处理结果，计算所述焦点在电视机屏幕上的相对位置，具体的，在默认状态下，电视显示屏上的焦点位置位于其屏幕的几何中心位置，当焦点定位模块接收到图像处理模块处理的光斑之位移的速度和大小结果时，焦点定位模块则将当前显示屏上的焦点位置按照该红外光斑位移的反方向计算出相对的偏移量，从而与遥控的移动方向保持一致；当焦点定位模块接收到图像处理模块的红外光斑面积变化结果，则将当前焦点位置按照红外光斑面积变化反方向计算出相对的偏移量，从而与遥控器的移动方向相一致；

F、焦点显示模块根据焦点定位模块的计算结果，控制所述焦点在电视屏幕上显示，并在电视屏幕上平滑的绘制出焦点的移动效果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述红外光的波长为：940nm或者850nm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，包括红外光斑为矩形或者圆形。

4.一种在电视机显示屏上实现定位交互的系统，包括电视机和遥控器，其特征在于，通过使用遥控器在电视机显示屏上实现定位交互的操作，所述电视机包括至少一发射模块、信息获取模块、图像处理模块、焦点定位模块和焦点显示模块；所述遥控器包括反射模块；其中，

所述发射模块，用于向电视机的壳外发射红外光；

所述反射模块，用于将所述红外光反射给信息获取模块，并在电视机上形成相应的红外光斑和一焦点；

所述信息获取模块，用于所述获取红外光斑和焦点的图像数据，并分别将所述红外光斑和焦点的图像数据发送给所述图像处理模块和焦点定位模块；

所述图像处理模块，用于对所述红外光斑的图像数据作相应处理，其中，图像处理模块还包括识别单元和跟踪单元；

所述识别单元，用于识别所述红外光斑的图像数据；

所述跟踪单元，用于跟踪所述红外光斑运动的位移，并将位移的速度和光斑的大小发送给焦点定位模块；

焦点定位模块，用于根据图像处理模块的处理结果，计算所述焦点在电视机屏幕上的相对位置，具体用于，在默认状态下，电视显示屏上的焦点位置位于其屏幕的几何中心位置，当焦点定位模块接收到图像处理模块处理的光斑之位移的速度和大小结果时，焦点定位模块则将当前显示屏上的焦点位置按照该红外光斑位移的反方向计算出相对的偏移量，从而与遥控的移动方向保持一致；当焦点定位模块接收到图像处理模块的红外光斑面积变化结果，则将当前焦点位置按照红外光斑面积变化反方向计算出相对的偏移量，从而与遥控器的移动方向相一致；

所述焦点显示模块，用于根据所述焦点定位模块的计算结果，控制所述焦点在电视屏幕上显示，并在电视屏幕上平滑的绘制出焦点的移动效果。

5.一种电视机，所述电视机用于实现在该电视机显示屏上定位交互操作，其特征在于，通过使用遥控器在电视机显示屏上实现定位交互的操作，包括至少一发射模块、信息获取模块、图像处理模块、焦点定位模块和焦点显示模块；

所述发射模块，用于向电视机的壳外发射红外光；

所述信息获取模块，用于获取遥控器反射形成红外光斑和焦点的图像数据，并分别将所述红外光斑和焦点的图像数据发送给所述图像处理模块和焦点定位模块；

所述图像处理模块，用于对所述红外光斑的图像数据作相应处理，其中，所述图像处理模块还包括识别单元和跟踪单元；

所述识别单元，用于识别所述红外光斑的图像数据；

所述跟踪单元，用于跟踪所述红外光斑运动的位移，并将位移的速度和光斑的大小发送给焦点定位模块；

焦点定位模块，用于根据图像处理模块的处理结果，计算所述焦点在电视机屏幕上的相对位置，具体用于，在默认状态下，电视显示屏上的焦点位置位于其屏幕的几何中心位置，当焦点定位模块接收到图像处理模块处理的光斑之位移的速度和大小结果时，焦点定位模块则将当前显示屏上的焦点位置按照该红外光斑位移的反方向计算出相对的偏移量，从而与遥控的移动方向保持一致；当焦点定位模块接收到图像处理模块的红外光斑面积变化结果，则将当前焦点位置按照红外光斑面积变化反方向计算出相对的偏移量，从而与遥控器的移动方向相一致；

所述焦点显示模块，用于根据所述焦点定位模块的计算结果，控制所述焦点在电视屏幕上显示，并在电视屏幕上平滑的绘制出焦点的移动效果。

6.根据权利要求5所述的电视机，其特征在于，所述发射模块和信息获取模块设置在电视机的外壳上。