CN1256654C - 坐标输入的撷取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号撷取的方法与装置，特别是指一种不需要以彩色高分辨率CCD、以及高速数据传输接口作为传输工具，直接将激光指针笔移动的光点，转换成坐标信号回传到计算机的方法与装置，本发明利用一影像撷取器取得特定光源(如：激光指针笔光点)，然后经过一影像同步处理程序，将影像撷取器摄影的区域大小，转换成相对应计算机坐标区域大小传回给计算机，再以一读取激光指针笔按键操作状态的手段取得一按键值，如此便可以在尔后使用者操作激光指针笔时，直接将摄影机摄取到的激光指针笔光点转换成相对应计算机坐标及按键值，回传给计算机；此外，当使用环境太亮或太暗时亦可以自动调整增益(AGC)的方式来改善。

Description

坐标输入的撷取装置

技术领域

本发明涉及一种坐标输入的撷取装置，特别是一种不需要以高速数据传输接口作为传输工具，直接将影像信号转换成坐标信号，并回传坐标信号到计算机的装置。

背景技术

信号撷取技术早已为人所熟知，且其应用范围极为广泛，图1为公知的第一实施例中无线指针操控系统的示意图，包含有：一组个人计算机11、一大型显示屏幕13(如：29”电视)、一视讯转换器12及一指针遥控器14；其中个人计算机11通过Y型讯号线15分别与大型显示屏幕13、视讯转换器12连接，用以传输影像信号，视讯转换器12则通过第三讯号线16将撷取后经处理的信号传送至个人计算机11，使用时由使用者操作指针遥控器14，将控制指针位移信号以无线的方式传送到视讯转换器12，由视讯转换器12分离出相应的坐标信号，再送至个人计算机11中，个人计算机11经过计算后再将影像信号整个通过Y型讯号线15输出到大型显示屏幕13。

图2为公知的第二实施例中无线指针操控系统的示意图，包含有：一组个人计算机11、一大型显示屏幕13(如：29”电视)、一摄影机21及一激光指针笔20；其中个人计算机11通过第一讯号线23与大型显示屏幕13连接，摄影机21用于撷取显示在大型显示屏幕13中的影像，操作时由使用者手持激光指针笔20将光点投射在大型显示屏幕13中，同时通过第二讯号线22将摄影机21撷取到的整个影像信号传送至个人计算机11中；接着再通过影像处理技术，将每次撷取的整个影像信号中有关激光指针笔20光点的信号分离出来，再做前后两个光点信号的坐标点对比，转换成对应的指针位移信号，再将该位移信号加入计算机当前的影像中，由第一讯号线23把处理后的新影像整个输出到大型显示屏幕13上，如此反复，直到整个计算机作业结束为止。

综上所述，采用传统视讯转换器12与指针遥控器14的结合，当使用者以一般激光指针笔20进行操作时，无法达到操控指针的目的，通过摄影机21直接将影像信号传回给计算机，计算机做影像对比后才做出指针的移动显像的方式存在以下缺点：

1.由于影像信号数据量大，需要高速数据传输接口作为传输工具；

2.计算机需要相当大的内存及运算能力才有可能实现坐标的同步移动，否则会出现延迟现象；

3.环境影响，当使用环境太亮或太暗(如：画面背光太强)时，会影响坐标的判断，或无法判别，因此需要彩色高分辨率的摄影机，否则会影响坐标的判断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不需要以高速数据传输接口作为传输工具，直接将影像信号转换成坐标信号，并回传坐标信号到计算机的装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出了一种坐标输入的撷取装置，主要包含有：一组个人计算机、大型显示屏幕、用以撷取该大型显示屏幕中的影像信号的影像撷取器、以及用以在该大型显示屏幕上产生激光光点的激光指针笔，其中，

该个人计算机是以第一讯号线将影像输出至该大型显示屏幕连接，该影像撷取器则是以第二讯号线将屏幕坐标值与激光光点坐标传送至该个人计算机，其中该屏幕坐标值是通过该影像撷取器以激光指针笔光点与计算机屏幕坐标同步处理手段，以及读取激光指针笔按键操作状态手段取得，该激光光点坐标则是依据该屏幕坐标值及该影像撷取器所撷取到的该影像讯号计算而得。

其中，该同步处理手段包括下列步骤：

步骤1、在该大型显示屏幕的影像显示区内显示校正图样；

步骤2、操作该激光指针笔使该激光光点移动至屏幕最左下角，并使得该影像撷取器取得相对应的第一取样坐标信号与操作该激光指针笔按键的按键值；

步骤3、操作该激光指针笔使该激光光点移动至屏幕最右上角，使得该影像撷取器取得相对应的第二取样坐标信号与操作该激光指针笔按键的按键值；

步骤4、若该影像撷取器无法得到该第一取样坐标信号或该第二取样坐标信号，则调整该影像撷取器位置并回到步骤1，否则进行下一步骤；

步骤5、根据该第一取样坐标信号、该第二取样坐标信号、以及一参数值计算出该屏幕坐标值，该参数值为预先设定值。

利用影像撷取器取得特定光源(如：激光指针笔光点)或与背景亮度形成反差的阴影(如：亮度不同的影像点)，然后通过一影像同步处理程序，将影像撷取器摄影的区域大小，转换成相对应计算机坐标区域大小传回给计算机，再以一读取激光指针笔按键操作状态的手段取得一按键值(例如：定义激光指针笔光点在投射屏幕(或布幕)上ON/OFF对应的按键值)，如此便可以在其后使用者操作激光指针笔时，直接将摄影机摄取到的激光指针笔光点转换成相对应计算机坐标及按键值，传给计算机；因此，通过上述方法不需要彩色高分辨率影像撷取器，也不需要高速数据传输接口作为传输工具(以PS2接口或低速的USB接口即可)，便可获得使用者操作激光指针笔的状态，而且当使用环境太亮或太暗时也可以自动调整增益(AGC)。

本发明的有益效果如下：

1.直接将影像信号转换成坐标信号，回传到计算机的信号数据量小，因此不需要高速数据传输接口作为传输工具，可以使用PS2接口或低速的USB接口即可。

2.受环境影响的小，当使用环境太亮或太暗时可以自动调整增益(AGC)，针对某单一频谱单独处理。

3.不需要彩色高分辨率CCD，采用能够分辨与背景不同亮度光点或阴影的黑白CCD即可满足要求。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1为公知的第一实施例中的无线指针操控系统的示意图。

图2为公知的第二实施例中的无线指针操控系统的示意图。

图3为本发明无线指针操控系统的结构示意图。

图4为本发明获取坐标的方法示意图。

图5为本发明激光指针笔光点与计算机屏幕坐标同步校正示意

图6为本发明的系统结构另一种实施例示意图。

图7为本发明的系统结构又一种实施例示意图。

符号说明：

11.........个人计算机

111.........接收器

12.........视讯转换器

13.........大型显示屏幕

14.........指针遥控器

15.........Y型讯号线

16.........第三讯号线

20.........激光指针笔

20’.......激光指针笔

21.........摄影机

22.........第二讯号线

23.........第一讯号线

24.........按键

25.........激光光点

26.........发射器

30.........影像撷取器

33.........A点

34.........B点

40.........投影装置

50.........布幕

具体实施方式

图3为本发明无线指针操控系统的结构示意图，其架构与公知技术的硬件架构相似，主要包含有：一组个人计算机11、一大型显示屏幕13(如：29”电视)、一影像撷取器30及一激光指针笔20′；其中个人计算机11通过第一讯号线23与大型显示屏幕13连接，影像撷取器30则是通过第二讯号线22将撷取后经处理的信号传送至个人计算机11。

根据本发明所揭露的技术在信号处理程序上主要分为两大步骤：A.激光光点与计算机屏幕坐标同步处理、B.读取激光指针笔按键操作状态，今分述如下：

A.激光指针笔光点与计算机屏幕坐标同步处理。该步骤可分为以下具体操作步骤：

步骤1，如图5所示在影像显示区131上显示一校正图样132，图中坐标(X1，Y1)为屏幕最左下角的A点33，坐标(X2，Y2)为屏幕最右上角B点34。

步骤2、操作激光指针笔20’使其激光光点25移动至A点33，并按下激光指针笔20’中的按键24，以在影像显示区131中产生一个按键值，此时影像撷取器30(如：CCD摄影机)得到一个第一取样坐标信号(CX1，CY1)。

步骤3、操作激光指针笔20’使其激光光点25移动至B点34，并再按激光指针笔20’中的按键24，以在影像显示区131中产生该按键值，此时影像撷取器30便得到一个第二取样坐标信号(CX2，CY2)。

步骤4、如果此时无法得到第一取样坐标讯号或第二取样坐标信号，则表示影像撷取器30目前所在位置无法获得全部显示区域，需改变影像撷取器30位置，并回步骤1，否则进行下一步骤。

步骤5、根据步骤2、3我们可以将影像撷取器30上得到的值换算成对应于影像显示区131的一屏幕坐标值(X，Y)，公式如下：

X＝(CX3-CX1)*(X2-X1)/(CX2-CX1)

Y＝(CY3-CY1)*(Y2-Y1)/(CY2-CY1)

其中，(CX3，CY3)为影像撷取器30得到的新值。

步骤6、将屏幕坐标值(X，Y)，经第二讯号线22将撷取后经处理的讯号传送至个人计算机11。

【范例一】

(X1，Y1)＝(0，0)，(X2，Y2)＝(1000，1000)

(CX1，CY1)＝(100，100)，(CX2，CY2)＝(2100，2100)

现取得(CX3，CY3)＝(1100，1100)

换算成X＝(1100-100)*(1000-0)/(2100-100)＝500

换算成Y＝(1100-100)*(1000-0)/(2100-100)＝500(X，Y)＝(500，500)

于是，在激光指针笔光点与计算机屏幕坐标取得同步后，激光光点坐标取得方法将如图4所示，假设同步后计算机屏幕被划分为100点，即坐标点(0，0)到(10，10)，又透过影像撷取器30撷取到的激光光点25位于第三行，第三列，那么转换成激光光点坐标为(3，3)。

B.读取激光指针笔按键操作状态：

在上述中提到按激光指针笔20’中的按键24，可以在影像显示区131中产生该按键值，其原理是利用激光指针笔投射在影像显示区131的激光光点25的明暗(ON/OFF)变化，作为按键24的按键值的输入，其中按键值可为使用者对按键24的操作状态或对应的操作指令类型；实施方法是预先将按键24的按键值编码于激光指针笔20’的光束中，当影像撷取器30在读取激光指针笔20’投射在影像显示区131上的光点时，同时取得坐标值及译码成按键值。

【范例2】

假设使用者按下按键24代表“确认”，而“确认”的定义码为“1010”，以激光光点25“ON OFF ON OFF”表示。

实际操作：参阅图5与步骤2，当使用者移动激光光点移动至A点33，并按下按键24后，影像撷取器30将读取到(CX1，CY1)，以及”1010”两个值，此时计算机便会收到一坐标信号及一确认新号。

备注：因为激光光点25“ON/OFF”的时间非常短暂所以使用者无法看到激光光点25的“ON/OFF”变化。

此外，如图6所示，读取激光指针笔20’按键操作状态的方法，也可以通过无线(Wireless)传输的方式传递给个人计算机11，也就是通过一个配置在激光指针笔20’内的发射器26将按键值送出，再由一个接收器111接收后将之传送给个人计算机11。

如图7所示，将一投影装置40与影像撷取器30结合在一起，通过第二讯号线22与个人计算机11连结，以将计算机屏幕的内容直接投射至大型显示屏幕布幕13(在此为一布幕50)；操作时，投影装置40将影像投到某个位置，影像撷取器30便能同时感测到相同的位置，使用者只要做软件校正而不需做硬件校正，可减少校正的时间。

Claims (6)

1、一种坐标输入的撷取装置，主要包含有：一组个人计算机、大型显示屏幕、用以撷取该大型显示屏幕中的影像信号的影像撷取器、以及用以在该大型显示屏幕上产生激光光点的激光指针笔，其特征在于：

该个人计算机是以第一讯号线连接该大型显示屏幕，以将影像输出至该大型显示屏幕，该影像撷取器则是以第二讯号线将屏幕坐标值与激光光点坐标传送至该个人计算机，其中该屏幕坐标值是通过该影像撷取器以激光指针笔光点与计算机屏幕坐标同步处理手段，以及读取激光指针笔按键操作状态手段取得，该激光光点坐标则是依据该屏幕坐标值及该影像撷取器所撷取到的该激光光点影像讯号计算而得；前述中，该同步处理手段包括以下步骤：

步骤1、在该大型显示屏幕的影像显示区内显示校正图样；

步骤2、操作该激光指针笔使该激光光点移动至屏幕最左下角，并使得该影像撷取器取得相对应的第一取样坐标信号与操作该激光指针笔按键的按键值；

步骤3、操作该激光指针笔使该激光光点移动至屏幕最右上角，使得该影像撷取器取得相对应的第二取样坐标信号与操作该激光指针笔按键的按键值；

步骤4、若该影像撷取器无法得到该第一取样坐标信号或该第二取样坐标信号，则调整该影像撷取器位置并回到步骤1，否则进行下一步骤；

步骤5、根据该第一取样坐标信号、该第二取样坐标信号、以及一参数值计算出该屏幕坐标值，该参数值为预先设定值。

2、根据权利要求1所述的一种坐标输入的撷取装置，其中，该坐标输入的撷取装置还包括投影装置，该投影装置是与影像撷取器结合，用以将该个人计算机送出的影像投射至该大型显示屏幕，该影像撷取器则是将撷取得的屏幕坐标值与激光光点坐标传送至该个人计算机，其中该激光光点坐标则是依据该屏幕坐标值及该影像撷取器所撷取到的激光光点影像讯号计算而得。

3、根据权利要求2所述的一种坐标输入的撷取装置，其中，所述的大型显示屏幕为布幕。

4、根据权利要求1所述的一种坐标输入的撷取装置，其还包含读取激光指针笔按键操作状态手段，该手段通过该激光指针笔投射在影像显示区的激光光点的明暗变化，来取得该按键值。

5、根据权利要求1或4所述的一种坐标输入的撷取装置，其中，所述的激光指针笔按键的按键值是通过无线传输的方式将该按键值传输给个人计算机。

6、根据权利要求1所述的一种坐标输入的撷取装置，其中，所述的按键值为一操作指令。

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