CN107357356A - 微型投影电脑和利用手势控制微型投影电脑翻页的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型投影电脑和利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，微型投影电脑包括：计算机模块、投影键盘模块和投影屏幕模块；计算机模块用于运行电脑系统及应用程序；投影键盘模块在微型投影电脑周围的一水平面上投影出虚拟键盘，同时将用户在虚拟键盘上的操作手势转换为输入指令发送给计算机模块；投影屏幕模块将计算机模块的显示信号投影于微型投影电脑周围的一竖直平面上，同时捕捉用户的翻页手势操作，并将翻页指令发送给计算机模块。本发明通过投影键盘模块代替传统实体键盘来减小电脑体积，从而使其携带更为方便，通过屏幕投影模块实现对电脑屏幕的直接投影来代替外接的投影设备，使其更为适应办公和培训等场合的多变性和复杂性。
Description
技术领域
本发明属于智能移动设备技术领域，特别是涉及一种微型投影电脑和利用手势控制微型投影电脑翻页的方法。
背景技术
投影仪又称投影机，是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，教育、商务、政府、家庭娱乐是支撑投影机行业的四大主要消费群体。从行业未来的发展形式来看，教育仍是行业未来发展支柱领域。2010年全国共有幼儿园12.91万所，小学39.42万所、普通中学7.90万所，普通中等院校3047所，高等教育学校1778所，按每个教室配备一台投影机计算，据相关数据显示中国仅教育行业市场容量就达1100万台以上。
在办公、培训等应用场合中，投影仪必须结合具有视频输出功能的电脑共同使用。然而，传统的电脑和投影仪体积都非常大，不易携带，且使用前电脑和投影的安装连接过程繁琐。使用电脑和投影仪播放幻灯片时，幻灯片的翻页功能需要借助鼠标、键盘或者其他附加硬件设备实现，导致投影仪和电脑的结合在实际教学、培训中使用不便。
公开号为CN203851219U的中国专利提出了一种投影仪，其包括位于同一壳体内的光机板、分别与所述光机板电性连接的支持安卓智能操作系统的PCB板和用于将外部220V供电电压转换为12V电压的电源转换模块，还包括设置在所述光机板背面用于根据所述光机板的输出进行视频播放的光机。但是该设备运行的操作系统为安卓智能操作系统，不能良好的兼容Windows操作系统下的应用软件。同时该设备需要通过有线或无线的方式连接外部的鼠标和键盘来进行输入操作，大大降低了使用的便捷性和实用性。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种微型投影电脑，本发明的第二目的是提供一种利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，以解决投影设备不具有翻页功能的缺点。
为了实现上述第一目的，本发明提供一种微型投影电脑，其包括：计算机模块、投影键盘模块和投影屏幕模块；所述计算机模块用于运行电脑系统及应用程序；所述投影键盘模块在所述微型投影电脑周围的一水平面上投影出虚拟键盘，同时将用户在虚拟键盘上的操作手势转换为输入指令发送给所述计算机模块；所述投影屏幕模块将所述计算机模块的显示信号投影于所述微型投影电脑周围的一竖直平面上，同时捕捉用户的翻页手势操作，并将翻页指令发送给所述计算机模块。
本发明如上所述的微型投影电脑，进一步，所述投影键盘模块包括键盘投影单元、键盘图像采集单元和第一处理单元；所述键盘投影单元在所述微型投影电脑周围的一水平面投影出虚拟键盘，所述键盘图像采集单元捕捉用户的键盘手势操作图像，并将所述键盘手势操作图像发送给所述第一处理单元，所述第一处理单元识别出所述键盘手势操作图像中的输入信息并发送相应输入指令到所述计算机模块。
本发明如上所述的微型投影电脑，进一步，所述投影键盘模块包括键盘投影单元、键盘图像采集单元、第一处理单元和一字型红外线发射单元；所述一字型红外线发射单元发射平行于所述键盘的一字型红外线，所述键盘图像采集单元覆盖有红外线带通滤光片，红外线带通滤光片仅限于与所述一字型红外线波长相同的红外线通过，键盘图像采集单元仅采集红外线图像。
本发明如上所述的微型投影电脑，进一步，所述投影屏幕模块包括图像投影单元、红外线图像采集单元、红外线光源、深度图像采集单元和第二处理单元；所述图像投影单元的投影范围、所述红外线图像采集单元的采集范围以及所述深度图像采集单元的采集范围三者重合，所述红外线光源的照射范围大于或等于所述投影范围；所述投影单元在所述微型投影电脑周围的一竖直平面上投影出计算机模块的显示内容，所述红外线图像采集单元采集红外线图像，并将所述红外线图像发送至所述第二处理单元；所述深度图像采集单元采集深度图像并将所述深度图像发送至所述第二处理单元；所述第二处理单元结合所述红外线图像和所述深度图像识别出翻页手势操作并将相应翻页手势操作指令发送至所述计算机模块。
为了实现上述第二目的，本发明提供一种利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，包括以下步骤:
步骤1，深度图像采集单元采集深度图像，并将所述深度图像发送至所述第二处理单元，所述红外线图像采集单元采集红外线图像，并将所述红外线图像发送至所述第二处理单元；
步骤2，所述第二处理单元在接收到所述深度图像和所述红外线图像后，结合上述两种图像，通过图像形态学操作获得做出所述翻页手势的手掌的几何中心，并跟踪所述几何中心的位置获得运动特征值；
步骤3，通过所述运动特征值识别出所述手掌的挥动方向，所述第二处理单元识别出与所述手掌的挥动方向相对应的翻页手势，并将所述翻页手势发送至所述计算机模块，所述计算机模块接收到所述翻页手势后执行相应翻页操作。
为了实现上述第二目的，本发明提供一种利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，包括以下步骤:步骤1，深度图像采集单元采集深度图像，并将所述深度图像发送至所述第二处理单元，所述红外线图像采集单元采集红外线图像，并将所述红外线图像发送至所述第二处理单元；
步骤2，所述第二处理单元在接收到所述深度图像和所述红外线图像后，通过设置深度图像的深度阈值来限定手势操作有效区，所述深度图像采集单元所采集的深度图像不在所述操作有效区时，第二处理单元对深度图像和所述红外线图像停止进一步处理；所述深度图像采集单元所采集的深度图像位于所述操作有效区时，第二处理单元结合上述两种图像，通过图像形态学操作获得做出所述翻页手势的手掌的几何中心，并跟踪所述几何中心的位置获得运动特征值；
步骤3，通过所述运动特征值识别出所述手掌的挥动方向，所述第二处理单元识别出与所述手掌的挥动方向相对应的翻页手势，并将所述翻页手势发送至所述计算机模块，所述计算机模块接收到所述翻页手势后执行相应翻页操作。
本发明如上所述的微型投影电脑和利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，优选的，在第二处理单元结合两种图像通过图像形态学操作获得做出所述翻页激活手势的手掌的几何中心之前，第二处理单元进行翻页激活手势判断的步骤，第二处理单元将两种图像与翻页激活手势进行对比，若未识别出所述翻页激活手势则不发送任何指令，若识别出所述翻页手势则在第二处理单元结合两种图像通过图像形态学操作获得做出所述翻页激活手势的手掌的几何中心及后续步骤。
本发明如上所述的微型投影电脑和利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，优选的，所述手势有效操作区距离所述屏幕的距离在70厘米到100厘米之间。
本发明如上所述的微型投影电脑和利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，优选的，手势有效操作区距离所述屏幕的距离为80厘米。
本发明如上所述的微型投影电脑和利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，优选的，所述手势有效操作区的宽度在20厘米到30厘米之间。
本发明的有益效果是：
通过投影键盘模块代替传统实体键盘来减小电脑体积，从而使其携带更为方便，通过屏幕投影模块实现对电脑屏幕的直接投影来代替外接的投影设备，使其更为适应办公和培训等场合的多变性和复杂性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的微型投影电脑示意图；
图2是本发明实施例提供的微型投影电脑结构图；
图3是本发明实施例提供的另一微型投影电脑结构图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的微型投影电脑和利用手势控制微型投影电脑翻页的方法的实施例。
实施例1
图1和图2示出本发明一种实施例的微型投影电脑其包括：计算机模块101、投影键盘模块102和投影屏幕模块103；
计算机模块101用于运行电脑系统及应用程序；
投影键盘模块102在微型投影电脑周围的一水平面上投影出虚拟键盘104，同时将用户在虚拟键盘104上的操作手势转换为输入指令发送给计算机模块101；上述水平面优选为与使用者手臂打字高度一致的平面，如桌面。
投影屏幕模块103将计算机模块101的显示信号投影于微型投影电脑周围的一竖直平面上，作为微型投影电脑的屏幕105，同时捕捉用户的翻页手势操作，并将翻页指令发送给计算机模块101。上述竖直平面可以是墙面、投影幕布等竖直方向的面，位于使用者前方，便于观看显示的内容。
投影键盘模块102包括键盘投影单元201、键盘图像采集单元202和第一处理单元204；键盘投影单元201在微型投影电脑周围的一水平面投影出虚拟键盘104，键盘图像采集单元202捕捉用户的键盘手势操作图像，并将键盘手势操作图像发送给第一处理单元204，第一处理单元204识别出键盘手势操作图像中的输入信息并发送相应输入指令到计算机模块101。
投影屏幕模块103包括图像投影单元205、红外线图像采集单元207、红外线光源208、深度图像采集单元206和第二处理单元209；图像投影单元的投影范围、红外线图像采集单元207的采集范围以及深度图像采集单元206的采集范围三者重合，红外线光源208的照射范围大于或等于投影范围；投影单元在微型投影电脑周围的一竖直平面上投影出计算机模块101的显示内容，红外线图像采集单元207采集红外线图像，并将红外线图像发送至第二处理单元209；深度图像采集单元206采集深度图像并将深度图像发送至第二处理单元209；第二处理单元209结合红外线图像和深度图像识别出翻页手势操作并将相应翻页手势操作指令发送至计算机模块101。需要确保图像投影单元205的投影范围、红外线图像采集单元207的采集范围以及深度图像采集单元206的采集范围三者重合，以便对翻页手势进行准确的捕捉。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，其区别在于投影键盘模块102，在本实施例中投影键盘模块102包括键盘投影单元201、键盘图像采集单元202、第一处理单元204和一字型红外线发射单元203；一字型红外线发射单元203发射平行于键盘的一字型红外线，键盘图像采集单元202覆盖有红外线带通滤光片，红外线带通滤光片仅限于与所述一字型红外线波长相同的红外线通过，键盘图像采集单元202仅采集红外线图像。红外线带通滤光片能够滤除其他波长的光线，从而避免了其他图像的干扰信息，降低了第一处理单元的计算量。
实施例3
本实施例为手势翻页操作实施例。结合图1、图2和图3说明一种实施例的利用手势控制微型投影电脑翻页的方法:
步骤1，深度图像采集单元206采集深度图像，并将深度图像发送至第二处理单元209，红外线图像采集单元207采集红外线图像，并将红外线图像发送至第二处理单元209；
步骤2，第二处理单元209在接收到深度图像和红外线图像后，结合上述两种图像，通过图像形态学操作获得做出翻页手势的手掌的几何中心，并跟踪几何中心的位置获得运动特征值；
步骤3，通过运动特征值识别出手掌的挥动方向，例如挥动方向为面向显示图像的左向，则识别为向上翻页手势；挥动方向为面向显示图像的右向，则识别为向下翻页手势；第二处理单元209识别出与手掌的挥动方向相对应的翻页手势，并将翻页手势发送至计算机模块101，计算机模块101接收到翻页手势后执行相应翻页操作。
本发明提供了一种微型投影电脑，使用该电脑进行演讲演示时，能够通过手势直接进行演示内容的切换，提高了演示者的操作便捷性。
实施例4
为了实现上述第二目的，本发明提供一种利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，包括以下步骤:步骤1，深度图像采集单元206采集深度图像，并将深度图像发送至第二处理单元209，红外线图像采集单元207采集红外线图像，并将红外线图像发送至第二处理单元209；
步骤2，第二处理单元209在接收到深度图像和红外线图像后，通过设置深度图像的深度阈值来限定手势操作有效区106，深度图像采集单元206所采集的深度图像不在操作有效区时，第二处理单元209对深度图像和红外线图像停止进一步处理；深度图像采集单元206所采集的深度图像位于操作有效区时，第二处理单元209结合上述两种图像，通过图像形态学操作获得做出翻页手势的手掌的几何中心，并跟踪几何中心的位置获得运动特征值；
步骤3，通过运动特征值识别出手掌的挥动方向，第二处理单元209识别出与手掌的挥动方向相对应的翻页手势，并将翻页手势发送至计算机模块101，计算机模块101接收到翻页手势后执行相应翻页操作。
上述实施例还能进行如下进一步改进，在第二处理单元209结合两种图像通过图像形态学操作获得做出翻页激活手势的手掌的几何中心之前进行翻页激活手势判断的步骤，第二处理单元209将两种图像与翻页激活手势进行对比，若未识别出翻页激活手势则不发送任何指令，若识别出翻页手势则在第二处理单元209结合两种图像通过图像形态学操作获得做出翻页激活手势的手掌的几何中心及后续步骤。
在上述方法中，通过人手在屏幕前做出翻页手势来实现对屏幕的翻页操作，使得用户进行投影内容的讲解时，能够快速、方便地实现对投影内容的翻页操作；通过微型投影电脑主体上深度图像采集单元和红外线图像采集单元来捕捉翻页手势，从而不需要在屏幕上增加任何辅助手势捕捉设备；通过设置手势有效操作区来避免背景环境对手势识别的干扰，从而增加手势识别的准确性，对有效操作区与屏幕之间距离的限定可避免用户在进行演讲、汇报等时对屏幕的指示动作不会被误识别，同时又能够在不需要移动身体的情况下完成翻页手势的操作，对有效操作区宽度的限定使翻页手势能够完整的被捕捉同时又能够避免外界环境干扰；设置翻页激活手势，使得当用户无意间在手势操作有效区内挥手时不会发生误识别现象。
本发明如上的微型投影电脑和利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，优选的，手势有效操作区距离屏幕105的距离在70厘米到100厘米之间。例如，手势有效操作区距离屏幕105的距离为80厘米。优选的，手势有效操作区的宽度在20厘米到30厘米之间。
上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。
Claims (10)
1.一种微型投影电脑，其特征在于，包括：计算机模块、投影键盘模块和投影屏幕模块；所述计算机模块用于运行电脑系统及应用程序；所述投影键盘模块在所述微型投影电脑周围的一水平面上投影出虚拟键盘，同时将用户在虚拟键盘上的操作手势转换为输入指令发送给所述计算机模块；所述投影屏幕模块将所述计算机模块的显示信号投影于所述微型投影电脑周围的一竖直平面上，同时捕捉用户的翻页手势操作，并将翻页指令发送给所述计算机模块。
2.根据权利要求1所述的微型投影电脑，其特征在于，所述投影键盘模块包括键盘投影单元、键盘图像采集单元和第一处理单元；所述键盘投影单元在所述微型投影电脑周围的一水平面投影出虚拟键盘，所述键盘图像采集单元捕捉用户的键盘手势操作图像，并将所述键盘手势操作图像发送给所述第一处理单元，所述第一处理单元识别出所述键盘手势操作图像中的输入信息并发送相应输入指令到所述计算机模块。
3.根据权利要求1所述的微型投影电脑，其特征在于，所述投影键盘模块包括键盘投影单元、键盘图像采集单元、第一处理单元和一字型红外线发射单元；所述一字型红外线发射单元发射平行于所述键盘的一字型红外线，所述键盘图像采集单元覆盖有红外线带通滤光片，红外线带通滤光片仅限于与所述一字型红外线波长相同的红外线通过，键盘图像采集单元仅采集红外线图像。
4.根据权利要求1所述的微型投影电脑，其特征在于，所述投影屏幕模块包括图像投影单元、红外线图像采集单元、红外线光源、深度图像采集单元和第二处理单元；所述图像投影单元的投影范围、所述红外线图像采集单元的采集范围以及所述深度图像采集单元的采集范围三者重合，所述红外线光源的照射范围大于或等于所述投影范围；所述投影单元在所述微型投影电脑周围的一竖直平面上投影出计算机模块的显示内容，所述红外线图像采集单元采集红外线图像，并将所述红外线图像发送至所述第二处理单元；所述深度图像采集单元采集深度图像并将所述深度图像发送至所述第二处理单元；所述第二处理单元结合所述红外线图像和所述深度图像识别出翻页手势操作并将相应翻页手势操作指令发送至所述计算机模块。
5.利用手势控制权利要求1-4任一项所述的微型投影电脑翻页的方法，包括以下步骤:
步骤1，深度图像采集单元采集深度图像，并将所述深度图像发送至所述第二处理单元，所述红外线图像采集单元采集红外线图像，并将所述红外线图像发送至所述第二处理单元；
步骤2，所述第二处理单元在接收到所述深度图像和所述红外线图像后，结合上述两种图像，通过图像形态学操作获得做出所述翻页手势的手掌的几何中心，并跟踪所述几何中心的位置获得运动特征值；
步骤3，通过所述运动特征值识别出所述手掌的挥动方向，所述第二处理单元识别出与所述手掌的挥动方向相对应的翻页手势，并将所述翻页手势发送至所述计算机模块，所述计算机模块接收到所述翻页手势后执行相应翻页操作。
6.利用手势控制权利要求1-4任一项所述的微型投影电脑翻页的方法，包括以下步骤:
步骤1，深度图像采集单元采集深度图像，并将所述深度图像发送至所述第二处理单元，所述红外线图像采集单元采集红外线图像，并将所述红外线图像发送至所述第二处理单元；
步骤2，所述第二处理单元在接收到所述深度图像和所述红外线图像后，通过设置深度图像的深度阈值来限定手势操作有效区，所述深度图像采集单元所采集的深度图像不在所述操作有效区时，第二处理单元对深度图像和所述红外线图像停止进一步处理；所述深度图像采集单元所采集的深度图像位于所述操作有效区时，第二处理单元结合上述两种图像，通过图像形态学操作获得做出所述翻页手势的手掌的几何中心，并跟踪所述几何中心的位置获得运动特征值；
步骤3，通过所述运动特征值识别出所述手掌的挥动方向，所述第二处理单元识别出与所述手掌的挥动方向相对应的翻页手势，并将所述翻页手势发送至所述计算机模块，所述计算机模块接收到所述翻页手势后执行相应翻页操作。
7.根据权利要求6所述的微型投影电脑和利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，其特征在于，在第二处理单元结合两种图像通过图像形态学操作获得做出所述翻页激活手势的手掌的几何中心之前，第二处理单元进行翻页激活手势判断的步骤，第二处理单元将两种图像与翻页激活手势进行对比，若未识别出所述翻页激活手势则不发送任何指令，若识别出所述翻页激活手势则在第二处理单元结合两种图像通过图像形态学操作获得做出所述翻页激活手势的手掌的几何中心及后续步骤。
8.根据权利要求7所述的微型投影电脑和利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，其特征在于，所述手势有效操作区距离所述屏幕的距离在70厘米到100厘米之间。
9.根据权利要求8所述的微型投影电脑和利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，其特征在于，手势有效操作区距离所述屏幕的距离为80厘米。
10.根据权利要求7所述的微型投影电脑和利用手势控制微型投影电脑翻页的方法，其特征在于，所述手势有效操作区的宽度在20厘米到30厘米之间。
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