CN103389815B - 侦测物件移动输出命令的方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种侦测物件移动输出命令的方法，其包括以下步骤，首先，利用一影像撷取装置撷取一物件移动所产生的多张连续影像；之后，根据这些连续影像计算出物件移动所产生的一移动轨迹；接着，根据移动轨迹，输出一对应的控制命令。本发明另提出一种适用上述方法的系统。

Description

侦测物件移动输出命令的方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种输出命令的方法及系统，且特别是一种侦测物件移动而输出命令的方法及系统。

背景技术

现有用于智能型手机、一般手持装置或显示装置上关于电话号码或应用程序选单的选取方式，通常是根据触控屏幕上显示图案进行目标物的直接触碰选取与确认，或者是利用输入装置进行选取或输入。举例来说，在桌上型计算机或平板计算机上则是根据键盘、鼠标、或触控板进行选取与确认。或者，在非接触式感测操作上利用手势进行上下左右进行选取，手势靠近当做确认。

一般来说，在使用者与计算机进行非接触式感测操作上，常需针对一连串的选单进行选择，最常使用的手势为上下左右，但在正常操作下，使用者进行一个向右(左)的手势完成后，若要再进行一次向右(左)的手势，习惯性的会将手回到中间位置，因此在该情况下，侦测装置会容易出现一个误判为左(右)的手势，而导致选单又回到原始位置，使得使用者无法任意选取想要的选项。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种侦测物件移动输出命令的方法，其可有效率、准确及轻松控制一电子装置。

本发明的另一目的在于，提出一种侦测物件移动而输出命令的系统，其可有效率、准确及轻松控制一电子装置。

本发明的其它目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提出一种侦测物件移动输出命令的方法，其包括以下步骤。首先，利用一影像撷取装置撷取一物件移动所产生的多张连续影像。之后，根据这些连续影像计算出物件移动所产生的一移动轨迹。接着，根据移动轨迹，对一电子装置产生一对应的控制命令，以操作电子装置上的一应用程序。

在本发明的一实施例中，上述根据这些连续影像计算出移动轨迹的方法包括以下步骤。首先，将每张影像的物件重心位置与前张影像的物件重心位置相减，以获得每一时间间隔内的一移动向量。接着，依据每一时间间隔内的移动向量，计算出移动轨迹。

在本发明的一实施例中，上述依据每一时间间隔内的移动向量计算出移动轨迹的方法包括下列步骤。首先，利用每一时间间隔内的移动向量，侦测一物件旋转信息，其中物件旋转信息包含旋转平面法向量、旋转角度、角速度、速度、旋转半径或轨迹长度。接着，利用物件旋转信息，操作电子装置上的应用程序。在本发明的一实施例中，上述利用物件旋转信息操作电子装置上的应用程序的方法包括根据旋转平面法向量与角度，以一预设角度刻度对应地输出控制命令。在本发明的一实施例中，上述预设角度可根据轨迹速度或角速度进行动态刻度调整。在本发明的一实施例中，上述物件旋转停止时，可根据停止前一段时间侦测的平均速度/角速度，以一反向加速度/角加速度进行减速。

在本发明的一实施例中，根据这些连续影像计算出物件移动所产生的移动轨迹的方法包括侦测这些影像中的物件影像的形状变化、大小变化、亮度变化或位置变化，以判断移动轨迹为一横向移动轨迹或一纵向移动轨迹。

本发明的另一实施例提出一种侦测物件移动而输出命令的系统，其包括一影像撷取装置以及一处理单元。影像撷取装置撷取一物件移动所产生的多张连续影像。处理单元接收这些连续影像并根据这些连续影像计算出物件移动所产生的一移动轨迹，且处理单元适于根据移动轨迹对一电子装置产生一对应的控制命令，以操作电子装置上的一应用程序。

在本发明的一实施例中，上述系统更包括一不可见光源，其中不可见光源照射物件，且影像撷取装置适于侦测不可见光源的光线。

在本发明的一实施例中，上述物件可为一使用者的手部。

基于上述，本发明的侦测物件移动而输出命令的方法及系统可利用手在一平面上的旋转手势来操作选单的方式，例如：顺时针旋转两圈时，则选单可往右移动两格，而逆时针旋转一圈则往左移动一格，如此使用者便可以在一空间中进行一连续手势输入而不易出现误判，换言之，通过旋转手势输入方式在多选单的选择上相较于传统采用手势上下左右操作将会更有效率、准确及轻松。另外，侦测物件旋转的方式主要是通过计算每一时间间隔内的物件移动的移动向量的差异(如向量旋转角度之类)，如此相较于传统需先使用物件移动后的多个各位置而定义出一旋转中心点的方式，本方法及系统的运算量及技术将较为简易且有效。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的一种侦测物件移动而输出命令的系统示意图；

图2A为将使用者手部102移动的8张连续影像进行迭合而成的示意图；

图2B为绘示图2A的不同时间下的各物件的重心位置及物件重心移动的移动向量的示意图；

图3A～图3C为进行通过物件旋转信息来操作电子装置上的应用程序的示意图；

图4为图1的使用者手部往垂直方向移动时所产生的示意图；

图5A为图4的使用者手部往垂直方向移动后所开启的电话簿选单的示意图；

图5B～图5C为进行通过物件旋转信息来操作电话簿选单的示意图。

图中符号说明

100系统

102物件

102a移动轨迹

104重心位置

110影像撷取装置

120处理单元

130红外线光源

140电子装置

200电话拨打程序

210拨号轮盘

212选定区

220电话簿

230预备拨打号码区

V1～V7移动向量

θ1~θ7夹角

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1为本发明一实施例的一种侦测物件移动而输出命令的系统示意图。请参考图1，本实施例的系统100可包括一影像撷取装置110以及一处理单元120。影像撷取装置110适于撷取一物件102移动所产生的多张连续影像。具体来说，影像撷取装置110可选择为电荷耦合元件(Charge-coupledDevice,CCD)以及互补式金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor,CMOS)传感器其中之一，或者为其它可侦测光强度的侦测器，其中由于本实施例会搭配使用一红外线光源130作为照射物件102之用，因此，本实施例的影像撷取装置110便会对应地使用红外线影像传感器。当然，于其它实施例中，使用者亦可选择其它适当的光源与对应的影像传感器，上述为举例说明。在本实施例中，图1的物件102以使用者的手部102作为实施范例，以下将以使用者的手部进行说明，但不限于此，其亦可为使用者拿一道具被感测，或是其它部位被感测。

请继续参考图1，处理单元120适于接收由影像撷取装置110所撷取的使用者的手部102移动而产生的连续影像并根据连续影像计算出物件102移动所产生的一移动轨迹102a。之后，处理单元102便可根据移动轨迹102a对一电子装置140(如：图1的显示装置)产生一对应的控制命令，以操作电子装置140上的一应用程序(如：后续的段落中的电话簿键盘拨号或电话簿选单的选择与控制)。

具体来说，本实施例侦测物件102移动输出命令的方法可先利用前述的影像撷取装置110撷取使用者的手部102移动所产生的多张连续影像，如图2A所示，其中为了方便说明，图2A为将使用者手部102移动的8张连续影像进行迭合而成的示意图。之后，将每张影像的物件重心位置104与前张影像的物件重心位置104相减，便可获得每一时间间隔内的一移动向量V1，如图2B所示，其中图2B为绘示图2A的不同时间下的各物件的重心位置及物件重心移动的移动向量的示意图。之后，便可依据每一时间间隔内的移动向量V1，从而计算出使用者的手部102移动的移动轨迹102a。在本实施例中，计算物件102的重心位置104的方式可以是通过所撷取到的物件影像的画素坐标与亮度值作为权重而进行计算。

从图2B中可发现，每一时间间隔下移动向量V1与水平面的夹角θ1~θ7会不同，而每张画面又通常是依固定频率撷取的，因此便可获得单位时间内角度变化的信息，如此亦可根据此信息作为计算移动轨迹102a的方法；或者亦仅可根据移动向量V1的变化来侦测移动轨迹102a。换言之，本实施例可利用每一时间间隔内的移动向量V1，而来侦测一物件旋转信息，其中由于单位时间内移动向量V1是可被计算出来的，因此物件旋转信息便可包含了旋转平面法向量、旋转角度、角速度、速度、旋转半径或轨迹长度等等这些信息。如此一来便可通过物件旋转信息，进一步地来操作电子装置140上的应用程序。

以下将以图3A～图3C进行通过物件旋转信息来操作电子装置140上的应用程序的举例说明。

请先参考图3A，电子装置140上的电话拨打程序200显示有一拨号轮盘210以及一电话簿220，其中拨号轮盘210可通过物件旋转信息进行操作，如图3A所示。具体来说，为了有效地控制拨号轮盘的旋转速度，系统100可根据使用者的手部102所产生的旋转平面法向量与角度，而以一预设角度刻度对应地输出控制命令，例如：XY平面顺时针(法向-Z)旋转180度则输出一向右命令，而逆时针(法向量+Z)旋转360度可输出两向左命令，但不以该例为限。因此，当使用者逆时钟旋转手部102的旋转角度为180度时，轮盘便会被转动一格，而落入输入一选定区212的数字或符号便会被输出至一预备拨打号码区230中，如图3A至图3C所绘示的流程。此时，若使用者输入号码完毕后欲拨打该号码时，便可将手部102往靠近影像撷取装置110的方向移动，这时，物件影像位置虽然不变，但其形状大小或亮度便会有所改变，此时处理单元120便可据此输出一控制命令，进行拨打该号码。在本实施例中，使用者亦可顺时针旋转手部102进行反向操作或控制。

另外，为了让使用者在控制轮盘上有更佳的操作手感，上述的预设角度亦可根据轨迹速度或角速度进行动态刻度调整，举例来说：当手部102旋转速度快时，则刻度相对小，例如：旋转360度可输出四次命令；相反地，当旋转速度慢时，则刻度相对较大，如：旋转360度时只输出一次命令，上述仅为举例说明，不以该例为限。同样地，当使用者的手部102停止移动时，可根据停止前一段时间侦测的平均速度/角速度，以一反向加速度/角加速度进行减速，如此可使得该系统100可以在手部轨迹停止后以一内部惯性持续输出角度(或命令)一段时间，其中该时间可取决于该平均速度(角速度)与该反向加速度(角加速度)关系。

图4为图1的使用者手部往垂直方向移动时所产生的示意图，而图5A为图4的使用者手部往垂直方向移动后所开启的电话簿选单示意图。请同时参考图1、图4与图5A，电话拨打程序200中的拨号轮盘210可通过使用者的手部旋转而被操作，此时若使用者欲直接地选择电话簿220内的信息时，便可通过将手部往垂直方向平移，使得电话簿选单222被抽拉出来，而形成如图5A的实施态样，意即电话簿选单222可通过侦测物件102（使用者的手部102）垂直平移的方式而被拉起。

接着，当电话簿选单222被开启后，使用者亦可旋转手部102，此时系统便可通过上述侦测手势旋转的机制，选取拨打的名单，如图5B至5C的绘示。同样地，当使用者选定欲拨打的号码后，亦可通过将手部102往靠近影像撷取装置110的方向移动，这时，物件影像位置虽然不变，但其形状大小或亮度便会有所改变，此时处理单元120便可据此输出一控制命令，进行拨打该号码。

综上所述，本发明的侦测物件移动而输出命令的方法及系统至少具有以下优点。首先，可利用手在一平面上的旋转手势来操作选单的方式，例如：顺时针旋转两圈时，则选单可往右移动两格，而逆时针旋转一圈则往左移动一格，如此使用者便可以在一空间中进行一连续手势输入而不易出现误判，换言之，通过旋转手势输入方式在多选单的选择上相较于传统采用手势上下左右操作将会更有效率、准确及轻松。另外，本实施例侦测物件旋转的方式主要是通过计算每一时间间隔内的物件移动的移动向量的差异(如向量旋转角度之类)，如此相较于传统需先使用物件移动后的多个各位置而定义出一旋转中心点的方式，本方法及系统的运算量及技术将较为简易且有效。

只是以上所述，仅为本发明的较佳实施例，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求书及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (10)

1.一种侦测物件移动输出命令的方法，其特征在于，包括：

利用一影像撷取装置撷取一物件移动所产生的多张连续影像；

根据该些连续影像计算出该物件移动所产生的一移动轨迹，其中，根据该些连续影像计算出该移动轨迹的方法包括：

将每张影像的物件重心位置与前张影像的物件重心位置相减，以获得每一时间间隔内的一移动向量；以及

依据每一时间间隔内的该移动向量，计算出该移动轨迹，其中，依据每一时间间隔内的该移动向量计算出该移动轨迹的方法包括：

利用每一时间间隔内的该移动向量，侦测一物件旋转信息，其中该物件旋转信息包含旋转平面法向量、旋转角度、角速度、速度、旋转半径或轨迹长度；以及

利用该物件旋转信息，操作一电子装置上的一应用程序；以及

根据该移动轨迹，输出一对应的控制命令，其中，利用该物件旋转信息输出该对应的控制命令的方法包括：

根据该旋转平面法向量与角度，以一预设角度刻度对应地输出该控制命令，其中，该物件旋转停止时，可根据停止前一段时间侦测的平均速度/角速度，以一反向加速度/角加速度进行减速。

2.如权利要求1所述的方法，其中，该预设角度可根据轨迹速度或角速度进行动态刻度调整。

3.如权利要求1所述的方法，其中，在利用该影像撷取装置撷取该物件移动所产生的该些连续影像前，还包括：

利用一不可见光源照射该物件，其中该影像撷取装置适于侦测该不可见光源的光线。

4.如权利要求1所述的方法，其中，根据该些连续影像计算出该物件移动所产生的该移动轨迹的方法包括：

侦测该些影像中的该物件影像的形状变化、大小变化、亮度变化或位置变化，以判断该移动轨迹为一横向移动轨迹或一纵向移动轨迹。

5.如权利要求1所述的方法，其中，该物件为一使用者的手部。

6.一种侦测物件移动而输出命令的系统，其特征在于，包括：

一影像撷取装置，撷取一物件移动所产生的多张连续影像；以及

一处理单元，接收该些连续影像并根据该些连续影像计算出该物件移动所产生的一移动轨迹，其中，根据该些连续影像计算出该移动轨迹的方法包括：

将每张影像的物件重心位置与前张影像的物件重心位置相减，以获得每一时间间隔内的一移动向量；以及

依据每一时间间隔内的该移动向量，计算出该移动轨迹，其中，依据每一时间间隔内的该移动向量计算出该移动轨迹的方法包括：

利用每一时间间隔内的该移动向量，侦测一物件旋转信息，其中该物件旋转信息包含旋转平面法向量、旋转角度、角速度、速度、旋转半径或轨迹长度；以及

利用该物件旋转信息，操作一电子装置上的一应用程序；

且该处理单元适于根据该移动轨迹输出一对应的控制命令，其中，利用该物件旋转信息输出该对应的控制命令的方法包括：

根据该旋转平面法向量与角度，以一预设角度刻度对应地输出该控制命令，其中，该物件旋转停止时，可根据停止前一段时间侦测的平均速度/角速度，以一反向加速度/角加速度进行减速。

7.如权利要求6所述的系统，其中，还包括：

一不可见光源，照射该物件，其中该影像撷取装置适于侦测该不可见光源的光线。

8.如权利要求6的系统，其中，该预设角度可根据轨迹速度或角速度进行动态刻度调整。

9.如权利要求6的系统，其中，根据该些连续影像计算出该物件移动所产生的该移动轨迹的方法包括：

侦测该些影像中的该物件影像的形状变化、大小变化、亮度变化或位置变化，以判断该移动轨迹为一横向移动轨迹或一纵向移动轨迹。

10.如权利要求6所述的系统，其中，该物件为一使用者的手部。