CN104423563A - 非接触式实时互动方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

一种非接触式实时互动方法，应用于一智能型装置，非接触式实时互动方法包含：取得一物体上的一特征信息；识别特征信息，并依据特征信息产生对应物体的一立体图像以作为一操作对象；以及持续取得物体的特征信息，实时重建立体图像，其中通过更新的立体图像与智能型装置进行非接触式互动。一种非接触式实时互动系统也于此处提出。本发明的设计可让使用者不直接触即智能型装置的前提下即可与智能型装置进行非接触式互动，有效增加智能型装置可与用户互动的距离。

Description

非接触式实时互动方法及其系统
技术领域
本发明涉及一种实时互动技术，特别是一种非接触式的实时互动方法及其系统。
背景技术
由于人们渴望随时接收信息、随时分享、可实时查询的需求，可携式行动上网装置广泛被使用，尤以能方便携带、触控输入的智能型手机及平板计算机最受使用者欢迎，也因该些产品为使用者带来的方便性，其几乎成为现代人不可或缺的必备品，使用者花费越来越多的时间在上述智能型装置上浏览、阅读、玩游戏、聊天，而上述智能型装置与使者用者信息沟通的接口主要为触控面板，除智能型手机可使用声音辨识的方式触动手机拨号功能之外，使用者仅能利用触摸屏幕的方式控制智能型装置作动。然而上述操作方式仍有它的操作限制，有鉴于此，提出一种创新型态的人机互动方法及系统一直是业界努力的目标或方向。
发明内容
本发明目的之一是提供一种非接触式实时互动方法及其系统，本发明的设计提出一种新型态使用者与智能型装置交流的系统，可使使用者的实体操控经验和虚拟技术能够无缝连接，有效增加及强化使用者与智能型装置互动方式的可能性及丰富性。
本发明目的之一是提供一种非接触式实时互动方法，应用于一智能型装置，非接触式实时互动方法包含：取得一物体上的一特征信息；识别特征信息，并依据特征信息产生对应物体的一立体图像以作为一操作对象；以及持续取得物体的特征信息，并依据物体的活动实时重建立体图像，其中通过依据物体的活动所更新的立体图像与智能型装置进行非接触式互动。
本发明目的之一是提供一种非接触式实时互动系统，其包括具有一特征信息的物体，以及一智能型装置。而智能型装置包括：一撷取模块，用以取得特征信息；以及一识别模块，与撷取模块电性连接，其用以识别特征信息；一影像生成模块，与撷取模块、识别模块电性连接，其依据特征信息产生对应物体的一立体图像于智能型装置的一屏幕上以作为一操作对象，其中撷取模块持续取得物体的特征信息，以供识别模块依据物体的活动实时重建立体图像，其中通过依据物体的活动所更新的立体图像与智能型装置进行非接触式互动。
附图说明
以下通过具体实施例配合附图详加说明，将更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效，其中：
图1为本发明一实施例的非接触式互动方法的流程示意图。
图2为本发明一实施例的非接触式互动系统的方块示意图。
图3A、图3B为本发明一实施例的非接触式互动系统的示意图。
图4A、图4B、图4C-1、图4C-2、图4C-3、图4D-1、图4D-2、图4D-3、图4D-4、图4D-5、图4D-6为本发明一实施例的物件的示意图。
图5A-1、图5A-2、图5B-1、图5B-2本发明一实施例的非接触式互动系统的示意图。
图6A、图6B及图6C本发明一实施例的非接触式互动系统的示意图。
图7A-1、图7A-2及图7B本发明一实施例的非接触式互动系统的示意图。
具体实施方式
本发明主要提供一种非接触式实时互动方法及其系统，此系统主要包含一具有一特征信息的物体以及一智能型装置，使用者可通过操控物体以达成与智能型装置进行非接触式互动的目的。以下将详述本案的各实施例，并配合图式作为例示。除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其他的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本案的范围内，并以之后的专利范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部这些特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要的限制。附图中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，附图仅为示意的用，并非代表元件实际的尺寸或数量，不相关的细节未完全绘出，以求附图的简洁。
请参照图1，图1为本发明一实施例的非接触式互动方法的流程示意图。本发明的非接触式实时互动方法，可应用于一智能型装置，其中智能型装置包含但不限于智能型手机、平板计算机、笔记本电脑、数字个人助理或智能型电视。此非接触式实时互动方法包含：取得一物体上的一特征信息(步骤S10)。接者，识别特征信息，并依据特征信息产生对应物体的一立体图像以作为一操作对象(步骤S12)。再来，持续取得物体的特征信息，并依据物体的活动实时重建立体图像，其中通过依据物体活动所更新的立体图像与智能型装置进行非接触式互动(步骤S14)。
承上，于步骤S10中，特征信息可为物体的至少一特征组合而成的一配置信息，其特征可为物体的颜色、形状、大小，于其他实施例中，特征信息亦可为一电子标签信息；或者是一图形标签信息。当特征信息为配置信息或图形标签信息时，取得特征信息的方法包含取得含有物体的一影像后，依据物体的至少一特征取得特征信息。于步骤S12时，当取得特征信息后，对特征信息进行解析与识别，并依据解析/识别的结果产生对应物体的立体图像以作为一操作对象。其中立体图像可为依据配置信息或图形标签信息解译后所产生的立体影像；亦或者，立体图像可为对应物体的一立体“镜像”图像。其中立体图像的至少一部分图式信息是储存于智能型装置内，通过识别特征信息，以自图式信息中取得相对应的立体图像，于一实施例中，储存于智能型装置内的图式信息是可被更新。于又一实施例中，当特征信息为电子标签信息时，电子标签可设置于物体内或物体上，则取得特征信息的方法可利用无线通信技术与物体通讯，以取得上述特征信息。
接着，于步骤S14当中，依据持续取得物体的特征信息，以依据物体的活动实时重建立体图像，而重建立体影像的方法包含：自持续取得特征信息中计算物体的一倾斜角度，及依据倾斜角度重建立体图像的立体外观。此外，重建立体影像的方法亦可自持续取得特征信息中计算物体的一位移信息，再依据位移信息计算出该立体图像的位置。其中位移信息可包含物体的位移方向及位移距离。重建立体图像可用来更新操控对象的活动，并依据操控对象的活动来与智能型装置进行非接触式互动。此处互动所指的是当物体移动时，举例如平移或旋转移动，智能型装置在撷取相关信息后会作出相对应的反应。本发明通过不断取得物体特征信息的方法来达到取代用手指或触控笔直接按压触控屏幕，进而让使用者在不触碰智能型装置屏幕的前提下与智能型装置产生“非接触式互动”。
根据本发明的一态样，如图2所示，一种非接触式实时互动系统1包括一物体10以及一智能型装置20。物体10具有一特征信息；而智能型装置20包括：一撷取模块22、一识别模块24及一影像生成模块26，其中撷取模块22用以取得物体10的特征信息；而识别模块24与撷取模块22电性连接，用以识别撷取模块22所取得的特征信息。而影像生成模块26与撷取模块22、识别模块24电性连接，其依据特征信息产生对应物体10的一立体图像于智能型装置20的一屏幕上以作为一操作对象，其中撷取模块22持续取得物体10的特征信息，以供识别模块24实时重建立体图像，通过更新的立体图像与智能型装置20进行非接触式互动。承上，上述物体10的特征信息包含物体的颜色、形状、大小的排列组合的一配置信息；特征信息亦可为一电子标签信息；或者是一图形标签信息。而上述智能型装置20包含但不限于智能型手机、平板计算机、笔记本电脑、数字个人助理或智能型电视。于一实施例中，智能型装置20包含一储存模块28，用以储存立体图像的至少一部分图式信息。此外，可以理解的是，储存模块28储存的内容可被更新，举例而言图式信息可透过智能型装置20由外部提供更新信息，以随时更改对物体不同特征的定义。
首先，本发明第一实施例的非接触式实时互动系统，请参考图3A及图3B，此非接触式实时互动系统包括物体10以及智能型装置20，于此实施例中物体10摆放于智能型装置20的后方，智能型装置20可用以撷取物体10的特征信息。此处物体10的特征信息以“配置信息”为例，在陈述本实施例前，先以图4A1至图4D6的例子说明“配置信息”的含意，使该技术领域具有通常知识的技术人员能充分了解其用意。此处物体10以方形积木为例，但不以此为限，依据对物体10本身至少一种特征的排列组合变化，物体10可被智能型装置20解译为不同的对象，其中物体10的特征可为颜色、形状、大小等的单独使用或其组合。举例而言，如图4A-1所示，物体10若以单一积木组成，假设预设定单一积木代表“小球”，则若积木本身的颜色C1为红色表示物体10可被智能型装置20解译为“红色的小球”。而以相同概念假设如图4A-2所示的物体10’，其与图4A-1的差异在于物体10’的大小大于物体10，则定义物体10’代表“大球”，若其颜色C1’为蓝色表示物体10’可被智能型装置20解译为“蓝色的大球”。此外依据不同设计，红色的物体10亦可代表“球”；而蓝色的物体10’代表房子。而物体不同实施例的排列组合如图4B、图4C-1、图4C-2、图4C-3、图4D-1、图4D-2、图4D-3、图4D-4、图4D-5、图4D-6所示，依据相同概念，不同的颜色、形状、大小或其组合可使物体具有不同的意义，此处即不再一一赘述，而实施例中的颜色C1、C2、C3、C4，可表示相同或相异的颜色，且可实施本发明技术的物体10亦不以四个方型积木为限。
承上述，如图3A的实施例所示，物体10以四个积木所组成，物体10上的颜色C1、C2、C3、C4分别定义为浅灰、深灰、白、深灰，该系统于操作时，智能型装置20可通过其内的影像撷取模块取得含有物体10的一影像后，依据物体10的上述特征组合，取得特征信息。识别模块24(如图2所示)用以识别撷取模块22(如图2所示)所取得的特征信息后，依据默认定的定义解译该物体10为具有深灰色身体、浅灰色鸟嘴、且腹部为白色的小鸟。则影像生成模块26(如图2所示)依据解译结果产生对应物体10的一立体图像I3D(此处为具有深灰色身体、浅灰色鸟嘴、且腹部为白色的小鸟)于智能型装置20(如图3B所示)的屏幕上以作为一操作对象，操作过程中，撷取模块22持续取得物体10的特征信息，以供识别模块24实时重建立体图像I3D，且可通过物体10与智能型装置20之间的一相对移动来操控屏幕上的立体图像I3D，使其与智能型装置20中的一应用程序达成互动。举例而言，使用者可直接操控物体10，当影像撷取模块持续取得含有物体10的配置信息的影像时，影像识别模块可计算物体10的位移信息及/或倾斜角度，则影像识别模块可依据倾斜角度或者依据物体的位移方向及位移距离计算出该立体图像移动的位置以重建该立体图像的立体外观。于一实施例中，此相对移动亦可由移动智能型装置20的方式产生。此外，上述立体图像的外观，亦可由使用者可依照不同情境利用移动物体来达成操控屏幕上的立体镜像图像，以进行操控选项的选择，来达成变换立体图像的外观。举例而言，本实施例中的物体10代表具有深灰色身体、浅灰色鸟嘴、且腹部为白色的小鸟，而经由选项的变换，该物体10可变更种类为小狗或其他动、植物。本系统通过仅操控物体来达到取代用手指或触控笔直接按压触控屏幕方式，进而使使用者可在不触碰屏幕的前提下与智能型装置产生非接触式互动。
本发明第二实施例的非接触式实时互动系统，请参考图5A-1、图5A-2及图5B-1、图5B-2，与上述实施例差异在于：此处物体10的特征信息以“图形标签信息”为例，图形标签可包含条形码、图形、几何图标或文字，则图型标签信息即代表该图标签所隐含的信息，其中条形码又可包含一维条形码、二维条形码，如图5A-1所示即为其中一种二维条形码的表示。如图所示，本实施例的物体10由四个积木组成，积木可由多个矩形(图5A-1)或多个几何图形(图5B-1)所构成，该图形标签信息可贴附于至少其中一个积木上，且上述图形标签信息亦可同时合并使用，其中撷取模块持续取得物体10的特征信息，以供识别模块实时重建立体图像，且可通过物体10与智能型装置20之间的一相对移动来操控屏幕上的立体图像I3D，使其与智能型装置20中的一应用程序达成互动，此互动可为以教学为目的的互动或以游戏为目的的非接触式互动。
本发明第三实施例的非接触式实时互动系统，请参考图6A、图6B及图6C，与上述实施例差异在于：此处物体10的特征信息以“电子标签信息”为例。如图所示，本实施例的物体10由四个积木组成，积木可由多个矩形(图6A)或多个几何图形(图6B)所构成，该电子标签可设置于物体10内(如图6A的电子标签T1)或贴附于至少其中一个积木上(如图6B的电子标签T2)，其中撷取模块22’为无线通信接收模块用以与物体无线通讯、识别模块24’为无线通信识别模块用以识别特征信息，则无线通信接收模块持续取得物体10的特征信息，以供无线通信识别模块实时重建立体图像，其余作动与上述实施例相同，此处及不再赘述，于一实施例中，依据不同设计，无线通信接收模块与无线通信识别模块也可以整合于同一模块中，其亦不影响本系统之作动。
于上述实施例中，物体的摆放位置皆于智能型装置的后方，故智能型装置使用后摄像机(rear camera)撷取物体影像，而本发明第四实施例的非接触式实时互动系统，请参考图7A-1、图7A-2及图7B，与上述实施例不同的处在于，物体10是摆放于智能型装置20的前方，从而智能型装置20可使用前摄像机(front camera)撷取物体10的影像。如图所示，本实施例的特征信息以“图形标签信息”为例，图形标签可贴附于物体的反面(如图7A-2所示)，图形标签如同前述可为条形码或图示或其他形式存在，且图形标签是朝向于智能型装置20的前摄像机(front camera)。当操作此系统时，智能型装置20的影像撷取模块用以取得含有物体10的一影像，取得物体10上的图形标签信息后，影像识别模块用以识别影像中的特征信息以识别物体的图形标签信息，从而产生对应于物体的一立体镜像图像(3D mirror image)于智能型装置的屏幕上，使用者可通过移动物体10以与智能型装置20上的一应用程序进行非接触式互动。于一实施例中，该应用程序为一游戏及/或教学软件，使用者可依照不同情境利用移动物体来达成操控屏幕上的立体镜像图像，以完成各项目标及/或进行操控选项的选择。
根据上述，本发明的特征的一系智能型装置持续取得物体特征信息变化以操控其所产生的对应的立体图像，此立体图像可视为对应物体所产生的虚拟操作对象，其中物体的特征信息可包含物体的颜色、形状、大小及其组合的一配置信息；特征信息亦可为一电子标签信息；或者是一图形标签信息。此外，物体亦可由多个子构件组合而成，由多个相同或相异颜色、形状、大小的子构件的排列组合可定义为多种相对的操作对象，设计上相当弹性。再者，利用移动物体使物体与智能型装置产生相对移动，并通过上述方式取得操作对象的活动，此方法有别于已知用手指或是触控笔直接接触智能型装置屏幕取得互动，更能提供使用者操控智能型装置时的乐趣。
综合上述，本发明一实施例的一种非接触式实时互动方法及其系统，本发明的设计为一种新型态使用者与智能型装置交流的系统，可让使用者在不直接触即智能型装置的前提下与智能型装置进行非接触式互动，可使使用者的实体操控经验和虚拟技术能够无缝连接，有效增加及強化使用者与智能型装置互動方式的可能性及豐富性。
以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，而不能以此限定本发明，即凡是依本发明所公开的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的权利要求所限定的范围内。

Claims (20)

1.一种非接触式实时互动方法，应用于一智能型装置，该非接触式实时互动方法包含，其特征在于：
取得一物体上的一特征信息；
识别该特征信息，并依据该特征信息产生对应该物体的一立体图像以作为一操作对象；以及
持续取得该物体的该特征信息，并依据该物体的活动实时重建该立体图像，其中通过依据该物体的活动所更新的该立体图像与该智能型装置进行非接触式互动。
2.如权利要求1所述的非接触式实时互动方法，其特征在于，取得该特征信息的方法包含取得含有该物体的一影像后，依据该物体的至少一特征取得该特征信息。
3.如权利要求1所述的非接触式实时互动方法，其特征在于，该特征信息包含该物体颜色、形状、大小的排列组合的一配置信息、一电子标签信息或一图形标签信息。
4.如权利要求3所述的非接触式实时互动方法，其特征在于，该立体图像为依据该配置信息解译后所产生的立体影像。
5.如权利要求1所述的非接触式实时互动方法，其特征在于，该立体图像为对应该物体的一立体镜像图像。
6.如权利要求1所述的非接触式实时互动方法，其特征在于，取得该特征信息的方法包含利用无线通信技术与该物体通讯，以取得该特征信息。
7.如权利要求1所述的非接触式实时互动方法，其特征在于，该立体图像的至少一部分图式信息储存于该智能型装置内，通过识别该特征信息，以自图式信息中取得相对应的该立体图像，且该图式信息可被更新。
8.如权利要求1所述的非接触式实时互动方法，其特征在于，重建该立体影像的方法包含：自持续取得该特征信息中计算该物体的一倾斜角度；及依据该倾斜角度重建该立体图像的立体外观。
9.如权利要求1所述的非接触式实时互动方法，其特征在于，重建该立体影像的方法包含：自持续取得该特征信息中计算该物体的一位移信息；及依据该位移信息计算出该立体图像的位置。
10.如权利要求9所述的非接触式实时互动方法，其特征在于，该位移信息包含该物体的位移方向及位移距离。
11.一种非接触式实时互动系统，其特征在于，包含：
一物体，包含一特征信息；以及
一智能型装置，包含：
一撷取模块，用以取得该特征信息；以及
一识别模块，与该撷取模块电性连接，其用以识别该特征信息；
一影像生成模块，与该撷取模块、该识别模块电性连接，其依据该特征信息产生对应该物体的一立体图像于该智能型装置的一屏幕上以作为一操作对象，其中
该撷取模块持续取得该物体的该特征信息，以供该识别模块依据该物体的活动实时重建该立体图像，其中通过依据该物体的活动所更新的该立体图像与该智能型装置进行非接触式互动。
12.如权利要求11所述的非接触式实时互动系统，其特征在于，该特征信息包含该物体的颜色、形状、大小的排列组合的一配置信息、一电子标签信息或一图形标签信息。
13.如权利要求12所述的非接触式实时互动系统，其特征在于，当该特征信息包含该电子标签信息，则该撷取模块包含无线通信接收模块；及该识别模块包含无线通信识别模块，且取得该特征信息的方法包含利用无线通信技术与该物体通讯，以取得该特征信息。
14.如权利要求11所述的非接触式实时互动系统，其特征在于，该撷取模块为影像撷取模块；该识别模块为影像识别模块；及取得该特征信息的方法包含取得含有该物体的一影像后，依据该物体的至少一特征取得该特征信息。
15.如权利要求11所述的非接触式实时互动系统，其特征在于，该智能型装置包含智能型手机、平板计算机、笔记本电脑、数字个人助理或智能型电视。
16.如权利要求11所述的非接触式实时互动系统，其特征在于，该智能型装置包含一储存模块，用以储存该立体图像的至少一部分图式信息。
17.如权利要求16所述的非接触式实时互动系统，其特征在于，该储存模块储存的内容可透过该智能型装置被更新。
18.如权利要求11所述的非接触式实时互动系统，其特征在于，该识别模块用以依据自持续取得的该特征信息中计算该物体的一倾斜角度；及依据该倾斜角度重建该立体图像的立体外观。
19.如权利要求11所述的非接触式实时互动系统，其特征在于，该识别模块用以自持续取得的该特征信息中计算该物体的一位移信息；及依据该位移信息计算出该立体图像移动的位置。
20.如权利要求19所述的非接触式实时互动系统，其特征在于，该位移信息包含该物体的位移方向及位移距离。
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