CN103869941A - 具虚拟触控服务的电子装置及虚拟触控即时校正方法 - Google Patents

Abstract

一种具虚拟触控服务的电子装置及虚拟触控即时校正方法。虚拟触控即时校正方法包含步骤如下。通过影像撷取装置撷取至少一使用者的影像。感测出影像撷取装置与使用者之间的距离。依据此距离定义出触控感测区域的位置与范围大小。将触控感测区域对应至显示屏幕的有效显示区域上。以及，显示与此图像映射的一显示影像于显示屏幕上，以供使用者按照显示影像对触控感测区域对应显示屏幕的相对位置进行触控，其中无论距离是否改变，显示影像的尺寸保持不变。

Description

具虚拟触控服务的电子装置及虚拟触控即时校正方法

【技术领域】

本发明是有关于一种虚拟触控方法，特别是关于一种具虚拟触控服务的电子装置及虚拟触控即时校正方法。

【背景技术】

相较于现有技术中，使用者还需要藉由输入界面，例如：鼠标、键盘、按键组对电子装置进行操控，现今电子装置，例如，PDA、手机、数字相框、数字面板，都搭配有触摸屏，以方便使用者藉由触碰屏幕即可达到输入资料的功能，且不需额外使用实体的输入装置。

随着触摸屏成为主流，电脑设计师皆着手研发新一代技术，让使用者未来不必以手指碰触或用遥控器，只要藉由移动肢体或指头，就能隔空操作电视、电脑等电子装置。

具体来说，藉由上述电子装置所搭配的立体深度摄影装置（depthcamera），电子装置可侦测出人体做出对应一特定指令的动作，因此电子装置可据此执行对应的指令。然而，由于已知作法上只会于电子装置的屏幕上显示对应于手部的光标的绝对位置，若使用者欲触发屏幕上其他位置时，必须将手慢慢移到想要触发的位置，导致使用者常感到速度较慢，且不够人性化。

【发明内容】

本发明提供一种具虚拟触控服务的电子装置及虚拟触控即时校正方法，用以提供更快进行执行指令且更人性化的虚拟触控使用方法，藉此提高使用者的使用率。

本发明提供一种虚拟触控即时校正方法，包含数个步骤如下。（a）通过影像撷取装置撷取至少一使用者的影像。（b）感测出影像撷取装置与使用者之间的距离。（c）依据此距离定义出触控感测区域的位置与范围大小。（d）将触控感测区域对应至显示屏幕的有效显示区域上；以及（e）显示与此图像映射的一显示影像于显示屏幕上，以供使用者按照显示影像对触控感测区域对应显示屏幕的相对位置进行触控，其中无论距离是否改变，显示影像的尺寸保持不变。在本发明的一实施例中，虚拟触控即时校正方法更包含的二个步骤如下。于步骤（c）之前，判断影像撷取装置与至少一使用者之间的距离是否与前次所感测出的一距离产生差异。若距离与前次的距离产生差异时，继续步骤（c）至步骤（e），其中于步骤（e）时，调整使用者的影像的尺寸以致显示于显示屏幕上的显示影像的尺寸保持不变。

在本发明的一实施例中，步骤（c）更包含一个步骤如下。依据距离，通过一对照表内的默认资料，提供出触控感测区域的范围大小。在本发明的一实施例中，步骤（c）更包含一个步骤如下。依据距离，通过一计算式，推算出触控感测区域的范围大小。在本发明的一实施例中，步骤（d）更包含二个步骤如下。将触控感测区域的四个角落的坐标位置分别对应显示屏幕的有效显示区域上四个角落的像素。再将触控感测区域内整个坐标位置等比例地调整并对应有效显示区域上的所有像素，以致有效显示区域内的所有像素都分别等比例地对应触控感测区域内的所有坐标位置。

在本发明的一实施例中，步骤（e）更包含一个步骤如下。依据此距离调整影像，以产生显示于该显示屏幕上的显示影像。

在本发明的一实施例中，步骤（e）更包含一个步骤如下。在显示显示影像前，将显示影像进行淡化处理、轮廓化处理或透视化处理。在本发明的一实施例中，步骤（e）之前更包含一个步骤:读取到一特定程序辨识标签。在此实施例中，在显示显示影像前，将显示影像进行淡化处理或透视化处理。

本发明提供一种具虚拟触控服务的电子装置包含一影像撷取装置、一显示屏幕与一电脑主机。影像撷取装置撷取至少一使用者的影像，并感测出影像撷取装置与使用者之间的距离。显示屏幕电性连接影像撷取装置，包含一有效显示区域。电脑主机电性连接影像撷取装置与显示屏幕，用以依据此距离，定义出一触控感测区域的位置与范围大小、将触控感测区域对应至显示屏幕的有效显示区域上，以及在显示屏幕上显示与使用者的图像映射的一显示影像，以供使用者按照影像的位置对触控感测区域对应显示屏幕的相对位置进行触控，其中无论距离是否改变，显示影像的尺寸保持不变。

综上所述，本发明具虚拟触控服务的电子装置及虚拟触控即时校正方法可配合使用者于显示屏幕上的合成影像，所以可以很直觉的与本发明的电子装置做互动，就如同操作触手可及的平板电脑一样，以便有效解决传统虚拟触控方式执行指令速度较慢且不够人性化的问题，进而提高使用者的使用率。此外，本发明具虚拟触控服务的电子装置及虚拟触控即时校正方法于人体做出对应特定指令的动作而产生前后的晃动时，可随人体与影像撷取装置之间距变化，即时进行相符的触控感测区域的重制。如此，可节省电子装置的系统资源以及对应的时间与成本。

【附图说明】

图1所示为依照本发明一实施方式的一种具虚拟触控服务的电子装置的功能方块图。

图2所示为本发明的一实施例的电子装置与一使用者保持一第一距离时的使用操作主视图。

图3所示为本发明一实施方式的一种虚拟触控即时校正方法的流程图。

图4所示为本发明的一实施例的电子装置与一使用者保持一第二距离时的使用操作主视图。

【具体实施方式】

以下将以图式及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中的技术人员在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

在本发明的具虚拟触控服务的电子装置及虚拟触控即时校正方法中，当使用者面对显示屏幕时，可提供一个介于使用者与显示屏幕之间的触控感测区域，并将一个同使用者动作的显示影像产生于显示屏幕上，提供使用者作为参考位置，以便帮助使用者依此触碰触控感测区域后，等同触发此触控感测区域所对应的显示屏幕上的图标元件。如此，相较于已知方式移动光标以触发屏幕上的图标元件，本发明可提供更快进行执行指令且更人性化的虚拟触控使用方法，藉此提高使用者的使用率。

图1所示为依照本发明一实施方式的一种具虚拟触控服务的电子装置100的功能方块图。图2所示为本发明的一实施例的电子装置100与一使用者保持一第一距离G1时的使用操作主视图。

请参照图1与图2，本发明提供一种具虚拟触控服务的电子装置100包含一影像撷取装置200、一显示屏幕300与一电脑主机400。影像撷取装置200（例如:3D depth camera）电性连接电脑主机400与显示屏幕300，通常与显示屏幕300设置于同处，例如设置于显示屏幕300上方，可连续撷取至少一个使用者U的一影像（如立体深度影像或平面影像），并且可藉由影像，感测出此影像撷取装置200与此使用者之间的一距离G1。电脑主机400可通过显示屏幕300提供一操作界面410，操作界面410上包含有至少一个图标元件411（icon）。电脑主机400，例如为台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、个人数字助理、智能型手机、翻译机、游戏机或GPS电脑等，然而，本发明并不以此为限。显示屏幕300，例如为一显示器，电性连接影像撷取装置200与电脑主机400，可显示根据上述连续的影像所产生的显示影像P以及电脑主机400的操作界面410。显示屏幕300的一有效显示区域310包含以阵列方式排列的多个像素320。电脑主机400藉由此影像撷取装置200所回传的资料，虚拟一触控感测区域500，此触控感测区域500被假想地设于使用者U与显示屏幕300之间。此触控感测区域500可视为一处于Z轴与X/Y轴的平面，并以阵列方式排列的多个坐标位置520。

故，当使用者为了触发操作界面410的一图标元件411（icon）而触碰触控感测区域500内的一相对位置时，电脑主机400据此执行对应的工作。

在本发明的一实施例中，此影像撷取装置200包含一红外线发射器210、一红外线摄影机220或一图像处理器230。影像撷取装置200采用连续光编码技术(Light Coding)来进行空间深度的编码，以提供使用者的立体深度影像，但不以此做限制。在连续光编码技术中，首先利用红外线发射器210来发射红外线至使用者所在的一使用者空间中，以在使用者空间中进行编码，例如产生形状不一的光斑(Speckle)，这些光斑即代表使用者空间中各区域的深度编码资料。接着，利用红外线摄影机220来感应使用者空间中的红外线（即光斑），以提供多个空间的深度编码资料。然后，图像处理器230接收这些空间编码资料并对空间编码资料进行译码，以产生使用者的影像（如立体深度影像）。

图3所示为本发明一实施方式的一种虚拟触控即时校正方法的流程图。请参照图3，依照本发明一实施方式的虚拟触控即时校正方法，其包含步骤如下。

步骤（301）：持续对使用者U撷取影像。步骤（302）：感测出此影像撷取装置200与使用者U之间的距离G1。步骤（303）：依据此距离G1定义出一触控感测区域500的位置与范围大小。步骤（304）：将触控感测区域500对应至显示屏幕300的一有效显示区域310上。步骤（305）：显示与使用者U的图像映射的一个显示影像P至显示屏幕300上。以及步骤（306）：重复步骤（301）至步骤（305）。

如此，使用者U便可藉由显示影像P或显示影像P的一部分（如手、足或/及头）于显示屏幕300上的位置当作参考位置，于触碰触控感测区域500所存在的空间后，等同触发此触控感测区域500所对应的显示屏幕300上的图标元件411。

上述的虚拟触控即时校正方法可于一实施例中提供详细说明如下，但本发明不限于此。

请参照图1与图2，在步骤（301）的实施例中，此影像撷取装置200持续对使用者U撷取多个影像，例如每秒30帧。

请参照图1与图2，在步骤（302）的实施例中，此影像撷取装置200藉由所撷取的影像，感测出影像的每一点至此影像撷取装置200之间的第一距离G1。

此外，在本发明的一实施例的一选项中，步骤（301）或步骤（302）中，影像撷取装置200更可藉由对使用者U撷取的影像与感测出的第一距离G1取得使用者U的比例大小。使用者U的比例大小例如可以为身体与头的比例、身体与四肢的比例或头与四肢的比例。

请参照图1与图2，在本发明的一实施例的一选项中，在步骤（303）更包含：依据第一距离G1，通过电脑主机400内一对照表420内的默认资料，提供出触控感测区域500的范围大小。

举例而言，然而并不依此为限，对照表420内预先记录有多种距离，每一种距离对应一种匹配范围大小的触控感测区域500。须了解到，不同距离中，对照表420可提供不同范围大小的触控感测区域500，而相同的距离中，无论使用者的尺寸大小，对照表420提供一固定范围大小的触控感测区域500。

举另一例而言，然而并不依此为限，此对照表420内预先记录有不同距离与人体比例所匹配的触控感测区域500的范围大小，故，当电脑主机400藉由此影像撷取装置200感测出上述的第一距离G1以及藉由影像得知使用者U的比例大小后，电脑主机400通过此对照表420内的默认资料，提供出对应的触控感测区域500的范围大小。

在本发明的一实施例的另一选项中，在步骤（302）更包含：依据第一距离G1，通过电脑主机400内的一计算式430，推算出触控感测区域500的范围大小。

举例而言，然而并不依此为限，根据此计算式430与其他的参数，例如使用者U的身材比例大小，可推算出不同范围大小的触控感测区域500。故，当电脑主机400藉由此影像撷取装置200感测出上述的第一距离G1以及藉由影像得知使用者U的比例大小后，电脑主机400可推算出对应的触控感测区域500的范围大小。

上述取得合适触控感测区域500的范围大小的方式仅为举例，并不代表以此为限。

此外，此步骤中，更依据一预设距离D，例如与使用者U相距30厘米～50厘米处，设定为此触控感测区域500所在的空间。此触控感测区域500被假想地设于使用者U与显示屏幕300之间。此触控感测区域500可视为一处于Z轴与X/Y轴的平面，并以阵列方式排列的多个坐标位置520。

请参照图1与图2，具体来说，在本发明的一实施例中，步骤（304）中，触控感测区域500例如呈矩形，显示屏幕300的有效显示区域310例如呈矩形。

此实施例中，电脑主机400首先得到触控感测区域500的最远的四个角落坐标520，例如为图3A中触控感测区域500的右上角、右下角、左上角与左下角的四个角落坐标520R1、520R2、520L1、520L2，以及显示屏幕300的有效显示区域310上最远的四个角落的像素320，例如为图3A中显示屏幕300的最右上像素320R1、最右下像素320R2、最左上像素320L1与最左下角像素320L2。接着，电脑主机400将触控感测区域500的此四个坐标位置520分别对应显示屏幕300的有效显示区域310上此四个像素320，以画出相映像（mapping）的范围。接着，电脑主机400再将触控感测区域500内整个坐标位置520等比例地对应有效显示区域310上的所有像素，使得上述显示屏幕300的有效显示区域310内的所有像素都分别等比例地对应触控感测区域500内的所有坐标位置520。

请参照图1与图2，具体来说，在本发明的一实施例中，步骤（305）中，依据此影像撷取装置200与使用者U之间的距离G1，产生显示于显示屏幕300上的显示影像P。更进一步地，依据此影像撷取装置200与使用者U之间的距离G1的变化幅度，调整（缩小或放大）影像撷取装置200所持续撷取的使用者U的影像大小，以维持显示于显示屏幕300上的显示影像P的尺寸保持不变。

其他的实施例中，步骤（305）更依据此影像撷取装置200与使用者U之间的距离G1与其他参数，例如使用者U的比例大小，来调整上述使用者U的影像的尺寸，以产生显示屏幕300上的显示影像P。

上述依此调整影像的方式仅为举例，并不代表以此为限。

在本发明的另一实施例中，步骤（305）中，为了让使用者U可以更清楚地看见显示屏幕300上的显示内容，电脑主机400可对显示影像P进行淡化处理或轮廓化处理或透视化处理。

在本发明的又一实施例中，步骤（305）中，当电脑主机400执行一游戏程序，且电脑主机400读取到一特定程序辨识标签后，电脑主机400才提供显示影像P产生至显示屏幕300上，否则，当电脑主机400没有读取到一特定程序辨识标签时，电脑主机400便不于显示屏幕300上产生显示影像P，以降低游戏程序中默认的第一人称人形与使用者U的显示影像P所产生的重叠感。

然而，本发明不以此为限，又一实施例中，电脑主机400仍可以于读取到一特定程序辨识标签后，将使用者U的显示影像P进行淡化处理或透视化处理，以致显示影像P产生于显示屏幕300上时，也可以降低游戏程序中默认的第一人称人形与使用者U的影像P所产生的重叠感。

此外，在制作使用者U的显示影像P时，不限必须使用此影像撷取装置200所撷取的影像，只要依据使用者U的身形，也可搭配资料库中的资料（例如熊猫外型）制作使用者U的显示影像P，提供同使用者动作的非人型影像。

图4所示为本发明的一实施例的电子装置100与一使用者U保持一第二距离时的使用操作主视图。

参阅图3A与图3B。在本发明的一实施例中，步骤（306）中，当再次重复进行步骤（302）至步骤（303）时，于步骤（303）之前，更包含判断此次的距离是否与前次的距离产生差异；若是，继续步骤（303）至步骤（306），并于步骤（305）中，调整使用者U的影像的尺寸大小，使得显示于显示屏幕300上的显示影像P的尺寸保持不变。

例如当图3B中，使用者U朝显示屏幕300前进，使得第一距离G1缩小为第二距离G2时，依据第一距离G1缩小至第二距离G2的幅度，对应地缩小使用者U此时间点被撷取到的影像，以致显示于显示屏幕300上显示屏幕P的尺寸保持不变。反之，若否，则直接跳至步骤（305），并依照原有的资料处理。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种虚拟触控即时校正方法，其特征在于，包含：

（a）通过影像撷取装置撷取至少一使用者的影像；

（b）感测出该影像撷取装置与该至少一使用者之间的距离；

（c）依据该距离定义出触控感测区域的位置与范围大小；

（d）将该触控感测区域对应至显示屏幕的有效显示区域上；以及

（e）显示与该图像映射的显示影像于该显示屏幕上，以供该使用者按照该显示影像对该触控感测区域对应该显示屏幕的相对位置进行触控，其中无论该距离是否改变，该显示影像的尺寸保持不变。

2.根据权利要求1所述的虚拟触控即时校正方法，其特征在于，还包含：

于步骤（c）之前，判断该影像撷取装置与该至少一使用者之间的该距离是否与前次所感测出的距离产生差异；以及

若该距离与前次所感测出的该距离产生差异时，继续步骤（c）至步骤（e），其中于步骤（e）时，调整该影像的尺寸以致显示于该显示屏幕上的该显示影像的尺寸保持不变。

3.根据权利要求1所述的虚拟触控即时校正方法，其特征在于，步骤（c）还包含：

依据该距离，通过对照表内的默认资料，提供出该触控感测区域的范围大小。

4.根据权利要求1所述的虚拟触控即时校正方法，其特征在于，步骤（c）还包含：

依据该距离，通过计算式，推算出该触控感测区域的范围大小。

5.根据权利要求1所述的虚拟触控即时校正方法，其特征在于，步骤（d）还包含：

将该触控感测区域的四个角落的坐标位置分别对应该显示屏幕的该有效显示区域上四个角落的像素；以及

再将该触控感测区域内整个坐标位置等比例地调整并对应该有效显示区域上的所有像素，以致该有效显示区域内的所有像素都分别等比例地对应该触控感测区域内的所有坐标位置。

6.根据权利要求1所述的虚拟触控即时校正方法，其特征在于，步骤（e）还包含：

依据该距离调整该影像，产生显示于该显示屏幕上的该显示影像。

7.根据权利要求1所述的虚拟触控即时校正方法，其特征在于，步骤（e）还包含：

在显示该显示影像前，将该显示影像进行淡化处理、轮廓化处理或透视化处理。

8.根据权利要求1所述的虚拟触控即时校正方法，其特征在于，步骤（e）之前，还包含：

读取到一特定程序辨识标签。

9.根据权利要求8所述的虚拟触控即时校正方法，其特征在于，步骤（e）还包含：

在显示该显示影像前，将该显示影像进行淡化处理或透视化处理。

10.一种具虚拟触控服务的电子装置，其特征在于，包含：

影像撷取装置，用以撷取至少一使用者的影像，并感测出该影像撷取装置与该至少一使用者之间的距离；

显示屏幕，电性连接该影像撷取装置，包含有效显示区域；以及

电脑主机，电性连接该影像撷取装置与该显示屏幕，用以依据该距离，定义出触控感测区域的位置与范围大小，将该触控感测区域对应至该显示屏幕的有效显示区域上，以及在该显示屏幕上显示与该图像映射的显示影像，以供该使用者按照该显示影像对该触控感测区域对应该显示屏幕的相对位置进行触控，其中无论该距离是否改变，该显示影像的尺寸保持不变。

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