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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein computersteuerbares Anzeigesystem
und insbesondere auf die Wechselwirkung eines Benutzers mit einem
computergesteuerten angezeigten Bild.
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Hintergrund der Erfindung
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Computergesteuerte
Projektionssysteme umfassen im Allgemeinen ein Computersystem zum Erzeugen
von Bilddaten und einen Projektor zum Projizieren der Bilddaten
auf einen Projektionsschirm. Typischerweise wird das computergesteuerte Projektionssystem
verwendet, um zu ermöglichen, dass
ein Vorführer
Präsentationen,
die mit dem Computersystem erzeugt wurden, auf einen größeren Schirm
projizieren kann, so dass mehr als ein Betrachter die Präsentation
ohne weiteres sehen kann. Häufig
tritt der Vorführer
mit dem projizierten Bild durch ein Zeigen auf beachtenswerte Bereiche
an dem projizierten Bild mit dem Finger, einem Laserzeiger oder
einer anderen Zeigevorrichtung oder einem Instrument in Wechselwirkung.
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Das
Problem bei dieser Art von System besteht darin, dass, falls ein
Benutzer wünscht,
irgendeine Veränderung
an dem projizierten Bild zu bewirken, er/sie mit dem Computersystem
(nicht dem projizierten Bild) unter Verwendung eines Eingabegeräts wie einer
Maus, einer Tastatur oder einer entfernten Vorrichtung in Wechselwirkung
treten muss. Beispielsweise wird durch einen Vorführer häufig eine
Vorrichtung eingesetzt, um das Computersystem über Infrarotsignale entfernt
zu steuern, um das nächste
Dia in einer Präsentation
anzuzeigen. Dies kann jedoch für
die Betrachter der Präsentation
ablenkend sein, da der Vorführer
nicht mehr mit ihnen und der projizierten Präsentation in Wechselwirkung steht
und anstelle dessen mit dem Computersystem in Wechselwirkung steht.
Häufig
kann diese Wechselwirkung zu erheblichen Unterbrechungen in der Präsentation
führen.
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Daher
wurde eine Variation des obigen Systems entwickelt, um das Nur-Computer-Wechselwirkungsproblem
zu überwinden,
um zu ermöglichen, dass
der Vorführer
direkt mit dem projizierten Bild in Wechselwirkung treten kann,
und somit dem Vorführer
eine bessere Wechselwirkung mit dem Publikum zu geben. Bei diesem
System erzeugt der Computer Bilddaten (z. B. Präsentationsdias), die mit einem Bildprojektor
auf einen Projektionsschirm projiziert werden. Das System umfasst
ferner eine Digitalbildaufnahmevorrichtung, wie beispielsweise eine
Digitalkamera zum Aufnehmen des projizierten Bilds. Die aufgenommenen
projizierten Bilddaten werden zurück an das Rechensystem übertragen
und werden verwendet, um die Position irgendwelcher Objekte (z. B.
einer Zeigevorrichtung) vor dem Schirm zu bestimmen. Das Computersystem
kann dann abhängig
von der bestimmten Position der Zeigevorrichtung gesteuert werden.
In dem
US-Patent Nr. 5,138,304 , das an
die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung übertragen ist, wird beispielsweise
ein Lichtstrahl auf den Schirm projiziert und wird durch eine Kamera
erfasst. Um die Position des Lichtstrahls zu bestimmen, werden die
aufgenommenen Bilddaten des projizierten Bilds und die ursprünglichen
Bilddaten verglichen, um die Zeigerposition zu bestimmen. Dann wird
bewirkt, dass der Computer einen Cursor in dem Videobild an der
Zeigerposition positioniert, oder es wird bewirkt, dass derselbe
die projizierten Bilddaten ansprechend auf die Zeigerposition modifiziert.
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Um
ein benutzerinteraktives, computergesteuertes Anzeige- oder Projektionssystem
zu implementieren, ist es nötig,
zuerst die Position des angezeigten oder projizierten Bilds innerhalb
der aufgenommenen Bilddaten zu identifizieren und dann die aufgenommenen
Daten, die dem angezeigten oder projizierten Bild entsprechen, zu
analysieren, um Objekte vor dem Bild zu identifizieren und zu lokalisieren.
Die Objektpositionsinformationen können dann durch das Computersystem
verwendet werden, um auf die Position der Objekte anzusprechen,
um das angezeigte oder projizierte Bild zu modifizieren, wie es
durch den Vorführer
gewünscht
wird.
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Bei
diesem Systemtyp ist es auch erwünscht, dass
das System zusätzlich
in der Lage ist, den interessierenden Punkt des Objekts zu identifizieren
und zu lokalisieren. Beispielsweise wäre der interessierende Punkt
des Zeigers die Spitze eines Zeigers oder die Spitze eines Fingers
eines Vorführers.
Daher kann der Vorführer
dann genau auf eine spezifische Position innerhalb des angezeigten
Bilds zeigen, um zu bewirken, dass das System abhängig von dieser
spezifischen Position des interessierenden Punkts anspricht.
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Vorhergehend
wurde die Identifikation und Lokalisierung des interessierenden
Punkts eines Objekts vor der Anzeige durch ein Durchführen einer
detaillierten Bildanalyse der aufgenommenen Bilddaten erreicht,
was aufwändige
mathematische Manipulation erfordert.
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Was
daher benötigt
wird, ist eine Technik zum Lokalisieren des interessierenden Punkts
eines Objekts, das vor einem angezeigten oder projizierten Bild
positioniert ist, in einem benutzerinteraktiven, computergesteuerten
Anzeigesystem, das einfach genug ist, um während eines Echtzeitbetriebs
durchgeführt
zu werden.
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Das
Dokument
EP 0947948 offenbart
ein Verfahren und ein System, bei dem die Position einer Zeigevorrichtung
bestimmt wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
sind ein System und ein Verfahren zum Identifizieren eines interessierenden
Punkts eines Objekts beschrieben, das vor einem computergesteuerten
Anzeigebereich positioniert ist, der durch eine Bildaufnahmevorrichtung
aufgenommen wird. Gemäß dem System
und Verfahren ist der interessierende Punkt eines Objekts, der sich
in den aufgenommenen Anzeigebereich erstreckt, der Punkt des Objekts,
der sich bei dem weitesten Abstand von der peripheren Begrenzung
des Anzeigebereichs befindet, der den kürzesten Weg von benachbarten
Pixeln der aufgenommenen Anzeigebereichsdaten zu der Begrenzung
aufweist.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren gemäß Anspruch
1 vorgesehen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System gemäß Anspruch
8 vorgesehen.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
weist die Einrichtung zum Durchsuchen einen Breite-Zuerst-Durchsuchalgorithmus
auf, der in einer Software, in einer Hardware oder einer Kombination
einer Software und einer Hardware implementierbar ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
einem Fachmann auf dem Gebiet angesichts der folgenden detaillierten Beschreibungen
ersichtlich, in denen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
des Systems zum Identifizieren eines interessierenden Punkts eines
Objekts, das vor einem computergesteuerten Anzeigebereich positioniert
ist, der durch eine Bildaufnahmevorrichtung aufgenommen wird, gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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2 ein
erstes Ausführungsbeispiel
des Verfahrens zum Identifizieren eines interessierenden Punkts
eines Objekts, das vor einem computergesteuerten Anzeigebereich
positioniert ist, der durch eine Bildaufnahmevorrichtung aufgenommen
wird, gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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3 ein
Identifizieren von Pixeln gemäß dem System
und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 ein
Array von Pixeln zeigt, das den aufgenommenen Bildbereich darstellt,
einschließlich der
peripheren Begrenzung des Anzeigebereichs und des Objekts innerhalb
des Anzeigebereichs; und
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5 ein
Flussdiagramm zum Durchführen einer
Breite-Zuerst-Suche
an den Pixeln darstellt, die in 4 gezeigt
sind; und
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6 einen
exemplarischen FIFO darstellt, der erzeugt wird, wenn ein Breite-Zuerst-Suchalgorithmus
an dem in 4 gezeigten Array durchgeführt wird.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Ein
System und ein Verfahren zum Identifizieren eines interessierenden
Punkts eines Objekts, das vor einem computergesteuerten Anzeigebereich positioniert
ist, der durch eine Bildaufnahmevorrichtung aufgenommen wird. Gemäß dem System
und Verfahren ist der interessierende Punkt eines Objekts, das sich
in den aufgenommenen Anzeigebereich erstreckt, der Punkt des Objekts,
der sich bei dem weitesten Abstand von der peripheren Begrenzung
des Anzeigebe reichs befindet, der den kürzesten Weg benachbarter Pixel
zu der Begrenzung aufweist. Ein Definieren des interessierenden
Punkts auf diese Weise erleichtert die Verwendung eines einfachen,
berechnungsunaufwändigen
Suchalgorithmus zum Lokalisieren des interessierenden Punkts des
Objekts, wodurch ein System und ein Verfahren geliefert werden,
die auf Echtzeitanzeigepräsentationen
anwendbar sind.
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Ein
Ausführungsbeispiel
des Systems zum Identifizieren des interessierenden Punkts eines
Objekts ist in einem Blockdiagramm (1) gezeigt, einschließlich eines
Rechensystems 10 zum Erzeugen von Bilddaten 10A und
einer Grafikschnittstelle 11 zum Bewirken, dass Bilder 10B,
die den Bilddaten 10A entsprechen, in einem Anzeigebereich 12 angezeigt
werden. Es ist klar, dass die Grafikschnittstelle ein Abschnitt
des Rechensystems sein kann oder ein gesondertes Element außerhalb
des Rechensystems sein kann. Das System umfasst ferner eine Bildaufnahmevorrichtung 13,
die einen zugeordneten Bildaufnahmebereich 13A zum Aufnehmen
der angezeigten Bilder 10B aufweist. Die aufgenommenen Bilder
umfassen ferner Bilder 10C von Objekten oder Regionen,
die außerhalb
des Anzeigebereichs 10B liegen. Die aufgenommenen Bilder
können
auch Objekte 10D umfassen, die innerhalb des Bildaufnahmebereichs 13A vor
dem Anzeigebereich 12 positioniert sind. Die aufgenommenen
Bilder werden in digitale Bilddaten 13B umgewandelt und
werden an einen Interessierender-Punkt-Lokalisierer 14 übertragen.
Der Interessierender-Punkt-Lokalisierer 14 umfasst einen
Begrenzungspixelidentifizierer 15, einen Objektpixelidentifizierer 16,
einen Gemeinsames-Objekt- und Begrenzungspixelidentifizierer 17 und
einen Interessierender-Punkt-Sucher 18.
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Der
Begrenzungspixelidentifizierer 15 empfängt die aufgenommenen Bilddaten 13B und
identifiziert den Teilsatz von Pixeln 15A in den Daten 13B, der
der peripheren Begrenzung des Anzeigebereichs 12 entspricht.
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung werden periphere Be grenzungspixel unter Verwendung
des Systems und des Verfahrens bestimmt, die in der US-Anmeldung Nr.:
09/774,452 beschrieben sind, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen
ist. Gemäß dieser
Technik wird die periphere Begrenzung des Anzeigebereichs durch
ein Ableiten konstruktiver und destruktiver Rückkopplungsdaten aus Bilddaten
entsprechend einer Mehrzahl von angezeigten und aufgenommenen Bildern
identifiziert. Bei einem Ausführungsbeispiel
wird der Begrenzungspixelidentifizierer 15 während der
Kalibrierung des Systems, das in 1 gezeigt
ist, vor einer Echtzeitpräsentationsverwendung
verwendet.
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Der
Objektpixelidentifizierer 16 empfängt die aufgenommenen Bilddaten 13B und
identifiziert den Teilsatz von Pixeln 16A in den Daten 13B,
der dem Abschnitt des Objekts 10E (abgedunkelter Abschnitt des
Objekts 10D) entspricht, das im Vordergrund des Anzeigebereichs 12 positioniert
ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung werden Objektpixel unter Verwendung des
Systems und des Verfahrens bestimmt, die in der US-Anmeldung Nr.:
09/775,032 beschrieben sind, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen
ist. Gemäß dieser
Technik werden die Objektpixel durch ein anfängliches Kalibrieren des Systems,
um eine Koordinatenpositionsabbildungsfunktion und eine Intensitätsabbildungsfunktion
zwischen dem Anzeigebereich und dem aufgenommenen Anzeigebereich
in dem Aufnahmebereich einer Bildaufnahmevorrichtung zu erhalten,
identifiziert. Wenn die Kalibrierung einmal durchgeführt wurde,
können
Objekte während
eines Echtzeitsystembetriebs lokalisiert werden durch a) ein Umwandeln
von Anzeigebereichsbilddaten unter Verwendung der Abbildungsfunktionen,
um erwartete aufgenommene Anzeigebereichsdaten zu erhalten, b) ein
Aufnehmen des Anzeigebereichsbilds, um tatsächliche aufgenommene Anzeigebereichsdaten
zu erhalten, und c) ein Vergleichen der erwarteten und der tatsächlichen
Daten, um die Position von Objekten vor dem Anzeigebereich in dem
Aufnahmebereich zu bestimmen, wodurch Pixel in den aufgenommenen
Bilddaten 13B identifiziert werden, die den Objekten entsprechen.
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Der
Gemeinsames-Objekt- und Begrenzungspixelidentifizierer 17 identifiziert
einen Teilsatz von Pixeln 17A, der sowohl den Objekt- als
auch den Begrenzungspixeln (d. h. den Teilsätzen 15A und 16A)
gemeinsam ist. Eine Weise, in der diese Identifikation durchgeführt wird,
ist durch ein Vergleichen des Teilsatzes von Objektpixeln 15A mit
dem Teilsatz von Begrenzungspixeln 16A auf einer Basis
von Pixel für
Pixel. Sobald der Teilsatz 17 identifiziert ist, wird derselbe
in einem Zuerst-Hinein/Zuerst-Heraus-Speicherbereich (FIFO-Speicherbereich;
FIFO = First In/First Out), nicht gezeigt, gespeichert. Es ist klar,
dass der FIFO ein Speicherbereich in dem Interessierender-Punkt-Sucher 18,
einem Abschnitt des Rechensystems 10 oder einer externen
Speichereinheit sein kann.
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Der
Interessierender-Punkt-Sucher 18 sucht unter Verwendung
des gespeicherten Teilsatzes von Pixeln 17A und des Teilsatzes
von Objektpixeln 16A, um den Objektpixelwert entsprechend
dem interessierenden Punkt des Objekts zu bestimmen. Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst der Sucher 18 eine Breite-Zuerst-Sucheinheit zum
Durchsuchen des Teilsatzes von Objektpixeln 16A unter Verwendung
des gespeicherten Teilsatzes 17A. Die Positionsinformationen 18A des
interessierenden Punkts können
an das Rechensystem 10 für eine Verwendung bei dem benutzerinteraktiven,
computergesteuerten Anzeigesystem übertragen werden.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
umfasst das Rechensystem 10 zumindest eine zentrale Verarbeitungseinheit
(CPU; CPU = Central Processing Unit) und einen Speicher zum Speichern
digitaler Daten (z. B. Bilddaten) und weist die Fähigkeit
eines Erzeugens von zumindest drei Pegeln von Graustufenbildern
auf. Der Anzeigebereich kann ein Computermonitor sein, der durch
die Grafikschnittstelle getrieben ist, oder kann ein Bereich an
einem Projektionsschirm oder Projektionsbereich (z. B. einer Wand) sein.
In dem Fall, in dem Bilder unter Verwendung einer Projektion angezeigt
werden, umfasst das System einen Bildprojektor (nicht in 1 gezeigt),
der auf Bilddaten anspricht, die von der Grafikschnittstelle geliefert
werden.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist die Bildaufnahmevorrichtung eine digitale Standbild- oder Videokamera,
die so angeordnet ist, um zumindest alle Bilder 10B aufzunehmen,
die in dem Anzeigebereich 12 innerhalb einer bekannten
Zeitverzögerung
angezeigt werden. Es ist auf dem Gebiet einer digitalen Bildaufnahme
gut bekannt, dass ein Bild durch eine Digitalkamera unter Verwendung
eines Arrays von Sensoren aufgenommen wird, die die Intensität des Lichts
erfassen, das auf die Sensoren innerhalb des Aufnahmebereichs der
Kamera auftrifft. Die Lichtintensitätssignale werden dann in digitale
Bilddaten umgewandelt, die dem aufgenommenen Bild entsprechen. Daher
sind die aufgenommenen Bilddaten 13B digitale Bilddaten,
die dem aufgenommenen Bild entsprechen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
ist die Bildaufnahmevorrichtung eine analoge Standbild- oder Videokamera
und werden aufgenommene analoge Bilddaten in aufgenommene digitale Bilddaten 13B umgewandelt.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
entsprechen die Bilder 10B einer Mehrzahl von Dias in einer
computererzeugten Diapräsentation
eines Benutzers.
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Es
ist klar, dass alle oder ein Teil der Funktionen des Interessierender-Punkt-Lokalisierers 14 durch
das Rechensystem durchgeführt
werden können.
Folglich kann alles oder können
Teile des Interessierender-Punkt-Lokalisierers 14 innerhalb
des Rechensystems implementiert sein, obwohl derselbe außerhalb
des Rechensystems gezeigt ist.
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Es
ist ferner klar, dass der Interessierender-Punkt-Lokalisierer 14 in einer Softwareimplementierung,
in einer Hardwareimplementierung oder irgendeiner Kombination von
Software- und Hardwareimplementierungen implementiert sein kann.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
des Verfahrens zum Identifizieren des interessierenden Punkts eines
Objekts, das in dem Vordergrund eines Anzeigebereichs positioniert
ist, der durch eine Bildaufnahmevorrichtung aufgenommen wird, und 3 stellt
Bilder dar, die sich auf den in 2 gezeigten Prozess
beziehen. Mit Bezug auf 3 umfasst ein Aufnahmebereich 30 einen
Anzeigebereich 31. Der Anzeigebereich 31 umfasst
ein Bild, das gemäß den Bilddaten 10A angezeigt
wird, die durch das Rechensystem 10 erzeugt werden. In
den Aufnahmebereich und in den Anzeigebereich erstreckt sich ein
Objekt 33, das einen interessierenden Punkt 32 aufweist. Anfänglich wird
ein Bild aufgenommen (Block 20). 3 zeigt
die aufgenommenen Bilddaten 34, die Daten, die dem Bild
entsprechen, das in dem Anzeigebereich 31 angezeigt wird,
den Abschnitt des Objekts 33A, der sich in den Aufnahmebereich 30 erstreckt,
und Regionen außerhalb
des Anzeigebereichs aber innerhalb des Aufnahmebereichs umfassen.
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Dann
werden Teilsätze
von Pixeln innerhalb der aufgenommenen Bilddaten identifiziert,
die der peripheren Begrenzung des Anzeigebereichs (Block 21)
sowie dem Objekt in dem Vordergrund des Anzeigebereichs (Block 22)
entsprechen. 3 zeigt den Teilsatz von Objektpixeln 36 und
den Teilsatz von Begrenzungspixeln 35. Der Teilsatz von
Pixeln (37, 3), der sowohl dem Objekt- als
dem Periphere-Begrenzung-Pixelwertteilsatz
gemeinsam ist, wird dann bestimmt und wird in einem FIFO (Block 23)
gespeichert. Der Teilsatz von gemeinsamen Pixeln und der Teilsatz
von Objektpixeln werden dann verwendet, um die Objektpixel zu durchsuchen,
um den interessierenden Punkt des Objekts in dem Vordergrund der
Anzeige zu finden (Block 24).
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
des Systems und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung werden
die gemeinsamen Pixel und der Teilsatz von Objektpixeln unter Verwendung
eines Breite-Zuerst-Suchalgorithmus durchsucht, der in einer Software,
einer Hardware oder einer Kombination von Software und Hardware
implementiert sein kann. Ein Breite-Zuerst-Suchalgorithmus ist ein gut bekannter Algorithmus,
der zum Durchsuchen eines Graphen verwendet wird. 4 zeigt
ein Beispiel eines Anwendens eines Breite-Zuerst-Suchalgorithmus auf ein Array von Pixeln,
das einem aufgenommenen Anzeigebereich entspricht. Das Array umfasst
Pixel, die einem Objekt in dem Vordergrund des Anzeigebereichs entsprechen
(d. h. B1, B2, B3, 1–9),
und Pixel, die der peripheren Begrenzung des Anzeigebereichs entsprechen
(Pixel, die mit einem x, B1, B2, B3 markiert sind). 5 zeigt
den Prozess zum Durchführen einer
Breite-Zuerst-Suche
an den in 4 gezeigten Pixeln, und 6 zeigt
einen exemplarischen FIFO, der dem in 4 gezeigten
Array entspricht und der bei einem Durchführen des in 5 gezeigten
Verfahrens erzeugt wird.
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Anfänglich sind
die Gemeinsames-Objekt- und die Periphere-Begrenzung-Pixel (d. h. B1, B2, B3)
in einem FIFO gespeichert (Block 50). Jedem Pixel, das
in dem FIFO gespeichert ist, wird ein Indikator N = 1 zugewiesen
(Block 51), wobei N einem Abstandsindikator des Pixels
zu der peripheren Begrenzung des Anzeigebereichs entspricht. Daher
wird dem ersten, dem zweiten und dem dritten Eintrag in dem FIFO
(6), B1, B2 und B3, N = 1 zugewiesen. Es ist zu
beachten, dass Pixel 10 und 11 einem Rauschen entsprechen, das irrtümlicherweise
als Objektpixel in dem in 4 gezeigten
Array erscheint. Da jedoch diese Pixel keine Begrenzungspixel sind
und in der vertikalen oder horizontalen Richtung nicht benachbart
zu irgendwelchen Begrenzungspixeln liegen, werden dieselben nicht
in dem FIFO gespeichert und weisen keine Auswirkung auf den in 5 gezeigten
Prozess auf.
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Beginnend
bei dem ersten Pixeleintrag in dem FIFO (Block 52), B1,
wird bestimmt, ob es irgendwelche anderen Objektpixel benachbart
zu demselben gibt (Block 53), wobei ein benachbartes Pixel
als ein Pixel definiert ist, das in der vertikalen oder horizontalen
Richtung unmittelbar benach bart zu dem interessierenden Pixeleintrag
liegt. Wie es in 4 zu sehen ist, ist B2 das einzige
benachbarte Pixel zu B1. Jedes benachbarte Pixel wird überprüft, um zu
bestimmen, ob dasselbe bereits in dem FIFO gespeichert ist (Block 54).
Da B2 bereits in dem FIFO gespeichert ist, wird der nächste Pixeleintrag
verarbeitet (Blöcke 55 und 56).
Der in den Blöcken 53–55 beschriebene
Prozess wird an dem zweiten FIFO-Eintrag, B2, durchgeführt. Wie
es in 4 zu sehen ist, sind B1, B3 und Pixel 1 benachbart
zu dem Pixel B2. Als nächstes
für jedes
Pixel (ap) benachbart zu dem interessierenden Pixeleintrag (p),
der in dem FIFO gespeichert ist, in dem FIFO speichern und N(ap) = N(p) + 1 zuweisen
(Blöcke 53–55).
Da das Pixel 1 das einzige benachbarte Pixel ist, das nicht in dem FIFO
gespeichert ist, wird dasselbe gespeichert und wird demselben Npixel1 = NB2 + 1
= 1 + 1 = 2 zugewiesen. In dem Fall, in dem ein gegebenes Pixel,
das in dem FIFO gespeichert ist, keine benachbarten Pixel aufweist,
wird zu dem nächsten
Pixeleintrag übergegangen
(Block 57). Es wird mit einem Verarbeiten des Rests der
Objektpixel fortgefahren, wie es in 5 angegeben
ist, während
der in 6 gezeigte FIFO erzeugt wird:
- – der dritte
Eintrag, B3, ist benachbart zu B2 und Pixel 2. Pixel B2 ist bereits
in dem FIFO gespeichert, Pixel 2 ist in dem FIFO gespeichert und demselben
ist Npixel2 = NB3 +
1 = 1 + 1 = 2 zugewiesen;
- – der
vierte Eintrag, Pixel 1, ist benachbart zu B2 und Pixel 2. Beide
sind bereits in dem FIFO gespeichert, gehe zu nächstem Eintrag;
- – der
fünfte
Eintrag, Pixel 2, ist benachbart zu B3, Pixel 1, 3 und 4. Pixel
B3 und 1 sind bereits gespeichert, so dass Pixel 3 und 4 in dem
FIFO gespeichert werden und denselben jeweils Npixel3 = Npixel3 = Npixel2 +
1 = 2 + 1 = 3 zugewiesen wird;
- – der
sechste Eintrag, Pixel 3, ist benachbart zu Pixel 2 und 5. Pixel
2 ist bereits gespeichert, so dass Pixel 5 in dem FIFO gespeichert
wird und demselben Npixel5 = Npixel3 +
1 = 3 + 1 = 4 zugewiesen wird;
- – der
siebte Eintrag, Pixel 4, ist benachbart zu Pixel 2 und 5. Die beiden
Pixel 2 und 5 sind bereits gespeichert, also gehe zu nächstem Eintrag;
- – der
achte Eintrag, Pixel 5, ist benachbart zu Pixel 3, 4 und 6. Die
beiden Pixel Pixel 3 und 4 sind bereits gespeichert, so dass Pixel
6 in dem FIFO gespeichert wird und demselben Npixel6 =
Npixel5 + 1 = 4 + 1 = 5 zugewiesen wird;
- – der
neunte Eintrag, Pixel 6, ist benachbart zu Pixel 5, 7 und 8. Pixel
5 ist bereits gespeichert, so dass Pixel 7 und 8 in dem FIFO gespeichert
werden und denselben Npixel7 = Npixel8 = Npixel6 +
1 = 5 + 1 = 6 zugewiesen wird;
- – der
zehnte Eintrag, Pixel 7, ist benachbart zu Pixel 6 und 9. Pixel
6 ist bereits gespeichert, so dass Pixel 9 in dem FIFO gespeichert
wird und demselben Npixel9 = Npixel7 +
1 = 6 + 1 = 7 zugewiesen wird;
- – der
elfte Eintrag, Pixel 8, ist benachbart zu Pixel 6 und 9. Pixel 6
und 9 sind bereits gespeichert, also gehe zu nächstem Pixel; und
- – der
zwölfte
Eintrag, Pixel 9, ist benachbart zu Pixel 7 und 8. Pixel 7 und 8
sind bereits gespeichert und es gibt keine weiteren Pixeleinträge.
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Das
Pixel mit dem größten N (d.
h. Pixel 9) ist das Pixel, das dem interessierenden Punkt entspricht (Block 58).
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Es
ist klar, dass der Breite-Zuerst-Suchalgorithmus eine einfache Version
von Suchalgorithmen mit dynamischer Programmierung ist und dass
andere Suchalgorithmen zum Lokalisieren des interessierenden Punkts
eines Objekts, wie es definiert ist, verwendet werden können, wie
beispielsweise andere Suchalgorithmen mit dynamischer Programmierung mit
Variationen bei Definitionen einer Pixeladjazenz und eines Pixelabstands.
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Es
ist ferner zu beachten, dass gemäß dem in 1–6 gezeigten
System und Verfahren die Bewegung und Position von nichtstatischen
Objekten, die vor dem angezeigten Bild positioniert sind, ständig bestimmt
werden. Während
der Teilsatz der Pixel, die der peripheren Begrenzung des Anzeigeschirms
entsprechen, einmal bestimmt wird, wird daher der Teilsatz von Pixeln,
die dem Objekt entsprechen, auf einer kontinuierlichen Basis bestimmt,
um die Bewegung und Position des Objekts während einer Echtzeitpräsentation
zu erfassen. Beispielsweise kann die Bildaufnahmevorrichtung 13 den
Anzeigebereich auf einer kontinuierlichen Basis aufnehmen, und die
Bilddaten, die jedem neuen aufgenommenen Bild entsprechen, werden
verwendet, um den Teilsatz von Objektpixeln (2, Block 22)
zu den unterschiedlichen Zeitintervallen zu lokalisieren. Folglich kann
ein interessierender Punkt der Objektpixel in jedem Zeitintervall
bestimmt werden. Da der Breite-Zuerst-Suchalgorithmus eine rechenmäßig einfache Suchtechnik
ist, kann eine Interessierender-Punkt-Bestimmung auf einer Echtzeitbasis durchgeführt werden.
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Somit
ist ein vereinfachtes Echtzeitsystem und -Verfahren zum Finden des
interessierenden Punkts eines Objekts in dem Vordergrund eines Anzeigebereichs,
der durch eine Bildaufnahmevorrichtung aufgenommen wird, beschrieben.
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In
der vorstehenden Beschreibung sind zahlreiche spezifische Einzelheiten
dargelegt, um ein gründliches
Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu liefern. Es ist jedoch einem Fachmann
auf dem Gebiet ersichtlich, dass diese spezifischen Einzelheiten
nicht eingesetzt werden müssen,
um die vorliegende Erfindung zu praktizieren. In anderen Fällen wurden
gut bekannte Bilderzeugungstechniken nicht detailliert beschrieben,
um ein unnötiges
Verschleiern der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
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Obwohl
Elemente der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit bestimmten
Ausführungsbeispielen
beschrieben wurden, ist zusätzlich
klar, dass die Erfindung in einer Vielfalt anderer Arten implementiert
werden kann. Folglich ist klar, dass die speziellen Ausführungsbeispiele,
die durch eine Darstellung gezeigt und beschrieben sind, in keiner
Weise als einschränkend
betrachtet werden sollen. Eine Bezugnahme auf die Einzelheiten dieser
Ausführungsbeispiele
soll den Schutzbereich der Ansprüche
nicht begrenzen, die selbst lediglich diese Merkmale wiedergaben,
die als wesentlich für
die Erfindung erachtet werden.