KR100860331B1 - 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기 - Google Patents

포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기 Download PDF

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KR100860331B1
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Abstract

본 발명은 피사체의 움직임을 이용하여 포인터 이동을 제어하는 장치를 포함하는 전자기기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 미리 설정된 시간을 간격으로 점등되는 광원부; 광원부가 활성화된 상태에서 피사체를 촬상하여 제1 영상 데이터를 생성하고, 광원부가 불활성화된 상태에서 피사체를 촬상하여 제2 영상 데이터를 생성하는 이미지 센서부; 제1 영상 데이터와 제2 영상 데이터를 비교하여 제3 영상 데이터를 생성하는 피사체 추출부; 제3 영상 데이터를 분석하여 촬상된 피사체의 중심점을 산출하는 중심점 판단부; 및 중심점에 상응하는 좌표에 디스플레이의 포인터를 위치시키는 포인터 위치 설정부를 포함하는 포인터 이동 제어 장치 및 사용자의 키입력에 상응하는 키버튼 선택 명령을 생성하여 출력하는 키입력부를 포함하는 전자기기가 제공된다. 본 발명에 따르면, 피사체의 움직임을 추출하기 위해 피사체를 조명할 별도의 광원이 필요하지 않은 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공할 수 있다.
돔 스위치, 포인터, 선명도, 감마 보정.

Description

포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기{Electronic device having apparatus for controlling moving of pointer}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치가 이동 통신 단말기에 마련된 경우를 도시한 도면.
도 2a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치의 블록 구성도.
도 2b는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 포인터 이동 제어 시 사용되는 기준 휘도값에 대한 설정 방법을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 포인터 이동 제어 방법의 흐름도.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치에 의해 생성된 이미지를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 배경의 명도가 큰 경우 포인터 이동 제어 장치에 의해 생성된 이미지를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 배경의 명도가 작은 경우 포인터 이동 제어 장치에 의해 생성된 이미지를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치의 블록 구성도.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 포인터 이동 제어 방법에 관한 순서도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치가 구비된 이동 통신 단말기를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치의 단면도.
도 11은 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서의 키버튼 선택 명령 생성 방법에 관한 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210 : 촬상부 213 : 필터부
216 : 렌즈부 219 : 이미지 센서부
230 : 이미지 처리부 231 : 선명도 조절부
233 : 외곽선 추출부 235 : 감마 보정부
237 : 중심 판단부 239 : 포인터 위치 설정부
240 : 출력부
본 발명은 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에 관한 것으로 특히 피사체의 움직임을 이용하여 포인터 이동을 제어하는 장치를 포함하는 전자기기에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치는 전기적 신호를 영상 신호로 변환하여 출력하는 장치이다. 이러한 디스플레이 장치의 종류에는 CRT(cathod ray tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기 발광 소자(OLED : Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이 장치 등이 있다. 각각의 디스플레이 장치는 영상 신호에 상응하는 R, G, B의 광을 출사함으로써 이미지에 상응하는 컬러를 구현한다.
또한, 현재 전자공학 및 통신공학의 비약적인 발전에 따라 사용자는 컴퓨터, TV 등 디지털 가전기기 또는 이동 통신 단말기 등을 이용하여 인터넷 접속, 화상 통신 및 동영상 메시지 전송, 디지털 뮤직 청취 및 위성방송 시청 등의 다양한 기능을 향유할 수 있게 되었다. 이러한 다양한 기능을 향유하기 위해 선택을 위한 효율적인 키패드 입력이 요망되고 있다.
여기서, 반도체 기술의 발전으로 저렴한 가격에 카메라 촬상 장치의 공급이 가능하게 되어 이를 장착한 컴퓨터, 이동 통신 단말기가 보급되어 카메라 촬상 장치가 구비된 전자기기를 쉽게 접할 수 있게 되었다.
또한, 컴퓨터를 이용한 영상 처리 기술 및 화상 인식 기술의 발달에 따라 이 를 이용한 다양한 응용분야가 발전하고 있다. 이러한 다양한 응용분야 중 하나로 카메라 촬상장치를 입력수단으로 이용하여 정보를 전달하는 기술개발이 진행되고 있다.
그러나, 기존의 키패드를 이용하여 메뉴 기능을 선택하여 방향키 및 선택키 등의 메뉴선택을 위한 부가적인 키(예를 들어, 이동통신 단말기의 경우 통화 버튼 및 무선 인터넷 접속 버튼, MP3 플레이어의 경우 파일 재생 버튼 및 파일 선택 버튼 등)가 포함되어 있다. 따라서, 디지털 가전기기나 이동 통신 단말기의 제조시 이에 대한 금형 작업이 필요하며, 이러한 이유로 전자 장비의 제조공정이 복잡해지고 그 제조 단가가 상승하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 피사체 주위의 명도에 관계없이 피사체의 움직임을 추출하여 디스플레이 상의 포인터를 제어할 수 있는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 피사체의 움직임을 추출하기 위해 피사체를 조명할 별도의 광원이 필요하지 않은 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 피사체의 움직임을 추출하기 위해 복수의 영상 프레임이 필요없는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 카메라 촬상장치를 이용하여 디스플레이 상의 포인터를 제 어할 수 있는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 기존의 키패드의 일부를 생략할 수 있음으로써 전자 장치의 공간적인 활용도를 높일 수 있고, 전자 장치의 소형화가 가능한 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전자장치 제조시 제조 공정이 간단해지고 그 제조 단가를 줄일 수 있는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 구비된 카메라를 범용적으로 이용할 수 있도록 하여 부품 활용도를 극대화할 수 있는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 디스플레이 상에 표현되는 포인터뿐만 아니라, 디스플레이가 구비되지 않은 장치에서 메뉴간 이동 또는 볼륨의 수치와 같이 선택적 기능을 제어할 수 있는 포인터 이동 제어 방법 및 그 장치를 제공한다.
본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 피사체의 움직임에 따라 디스플레이의 포인터의 이동을 제어하는 포인터 이동 제어 장치 및 키입력부를 포함하는 전자기기에 있어서,상기 포인터 이동 제어 장치는 상기 피사체를 촬상하여 제1 영상 데이터를 생성하는 촬상부; 상기 촬상부에서 촬상한 상기 제1 영상 데이터의 선명도를 조절하 여 제2 영상 데이터를 생성하는 선명도 조절부; 상기 제1 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터의 차분 값을 생성하여 상기 피사체의 일단에 상응하는 소정의 외곽선을 추출하는 외곽선 추출부; 및 상기 소정의 외곽선 내에 포함되는 특정 위치에 상응하는 좌표에 상기 디스플레이의 포인터를 위치시키는 포인터 위치 설정부를 포함하고, 상기 키입력부는 사용자의 키입력에 상응하는 키버튼 선택 명령을 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기는 메인 제어부를 더 포함하고, 상기 키입력부는 상기 포인터 이동 제어 장치의 하부에 위치하되, 상기 키입력부는 상기 키버튼 선택 명령을 생성하여 상기 메인 제어부로 출력하고, 상기 메인 제어부는 상기 키버튼 선택 명령에 상응하는 기능을 수행하도록 상기 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기의 동작을 제어할 수 있다.
여기서, 상기 포인터 이동 제어 장치는 상기 외곽선 추출부에서 추출한 소정의 외곽선에 대해 감마 보정하는 감마 보정부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 외곽선 추출부는 휘도값이 기준 휘도값 보다 큰 차분 값을 추출하여 상기 피사체의 일단에 상응하는 소정의 외곽선을 추출할 수 있다.
여기서, 상기 선명도 조절부는 상기 제1 영상 데이터의 픽셀의 색상 대비, 명도 대비 및 채도 대비 중 어느 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 제1 영상 데이터의 선명도를 조절할 수 있다.
여기서, 상기 포인토 이동 제어 장치는 상기 소정의 외곽선 내에 포함되는 특정 위치에 상응하는 좌표를 구하는 중심 판단부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 외곽선 내에 포함되는 특정 위치는 상기 외곽선의 무게 중심일 수 있다.
여기서, 상기 외곽선의 무게 중심은 하기 식에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112006077462668-pat00001
이때,
Figure 112006077462668-pat00002
은 무게 중심, M은 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 휘도값을 모두 더한 값, mi는 상기 외곽선을 나타내는 각 픽셀 휘도값,
Figure 112006077462668-pat00003
는 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 좌표값임.
또한, 상기 외곽선의 무게 중심은 하기 식에 의해 산출될 수도 있다.
Figure 112006077462668-pat00004
이때,
Figure 112006077462668-pat00005
은 무게 중심, n은 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 개수,
Figure 112006077462668-pat00006
는 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 좌표값임.
여기서, 상기 소정의 외곽선은 곡선형이며, 상기 특정 위치에 상응하는 좌표값은 상기 곡선형의 외곽선에 의해서 결정되는 중심점의 좌표값일 수 있다.
여기서, 상기 중심점의 좌표값은 상기 곡선형의 외곽선을 나타내는 각 픽셀 의 거리가 가장 큰 두 픽셀의 중간 값일 수 있다.
여기서, 상기 피사체는 상기 촬상부와 비접촉되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 촬상부의 주변에 마련되며, 상기 피사체에 광을 조사하는 광원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
여기서, 상기 광원부에서 조사되는 광은 적외선일 수 있다.
여기서, 상기 포인터 이동 제어 장치는 상기 광원에서 조사되는 적외선만을 통과시키는 적외선 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 피사체의 움직임에 따라 디스플레이의 포인터의 이동을 제어하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서 키버튼 선택 명령을 생성하는 방법에 있어서, (a) 상기 피사체를 촬상하여 제1 영상 데이터를 생성하는 단계; (b) 상기 제1 영상 데이터의 선명도를 조절하여 제2 영상 데이터를 생성하는 단계; (c) 상기 제1 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터의 차분 값을 추출하여 상기 피사체의 일단에 상응하는 소정의 외곽선을 추출하는 단계; (d) 상기 소정의 외곽선 내에 포함되는 특정 위치에 상응하는 좌표에 상기 디스플레이의 포인터를 위치시키는 단계; 및 (e) 사용자의 키입력에 상응하는 키버튼 선택 명령을 생성하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서의 키버튼 선택 명령 생성 방법이 제공된다.
여기서, 상기 단계 (e)는 상기 포인터 이동 제어 장치의 하부에 구비된 키입력부가 수행하되, 사용자의 키입력에 상응하는 키버튼 선택 명령을 생성하여 메인 제어부로 출력하는 단계; 및 상기 메인 제어부는 상기 키버튼 선택 명령에 상응하는 기능을 수행하도록 상기 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기의 동작을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단계 (c)는 상기 차분 값을 감마 보정하는 단계를 더 포함할 수 잇다.
여기서, 상기 단계 (c)는 휘도값이 기준 휘도값 보다 큰 차분 값을 추출하여 상기 피사체의 일단에 상응하는 소정의 외곽선을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단계 (b)는 상기 피사체의 이미지의 픽셀의 색상 대비, 명도 대비 및 채도 대비 중 어느 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 제1 영상 데이터의 선명도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 외곽선 내에 포함되는 특정 위치는 상기 외곽선의 무게 중심일 수 있다.
여기서, 상기 외곽선의 무게 중심은 하기 식에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112006077462668-pat00007
이때,
Figure 112006077462668-pat00008
은 무게 중심, M은 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 휘도값을 모두 더한 값, mi는 상기 외곽선을 나타내는 각 픽셀 휘도값,
Figure 112006077462668-pat00009
는 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 좌표값임.
여기서, 상기 외곽선의 무게 중심은 하기 식에 의해 산출될 수도 있다.
Figure 112006077462668-pat00010
이때,
Figure 112006077462668-pat00011
은 무게 중심, n은 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 개수,
Figure 112006077462668-pat00012
는 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 좌표값임.
여기서, 상기 소정의 외곽선은 곡선형이며, 상기 특정 위치에 상응하는 좌표값은 상기 곡선형의 외곽선에 의해서 결정되는 중심점의 좌표값일 수 있다.
여기서, 상기 단계 (b)는 상기 곡선형의 외곽선을 나타내는 각 픽셀 간의 거리를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 각 픽셀의 거리가 가장 큰 두 픽셀의 중간값을 이용하여 상기 중심점의 좌표값을 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단계 (a)는, 상기 포인터 이동 제어 장치에 포함된 광원에서 조사되어 상기 피사체에 반사되는 광을 이용하여 상기 피사체를 촬상하는 것을 특징할 수 있다.
여기서, 상기 광원에서 조사되는 광은 적외선일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 피사체의 움직임에 따라 디스플레이의 포 인터의 이동을 제어하는 포인터 이동 제어 장치 및 키입력부를 포함하는 전자기기에 있어서, 상기 포인터 이동 제어 장치는 미리 설정된 시간을 간격으로 점등되는 광원부; 상기 광원부가 활성화된 상태에서 상기 피사체를 촬상하여 제1 영상 데이터를 생성하고, 상기 광원부가 불활성화된 상태에서 상기 피사체를 촬상하여 제2 영상 데이터를 생성하는 이미지 센서부; 상기 제1 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터를 비교하여 제3 영상 데이터를 생성하는 피사체 추출부; 상기 제3 영상 데이터를 분석하여 촬상된 상기 피사체의 중심점을 산출하는 중심점 판단부; 및 상기 중심점에 상응하는 좌표에 상기 디스플레이의 포인터를 위치시키는 포인터 위치 설정부를 포함하고, 상기 키입력부는 사용자의 키입력에 상응하는 키버튼 선택 명령을 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기가 제공된다.
여기서, 상기 제3 영상 데이터는 상기 제1 영상 데이터의 휘도값에서 각 픽셀에 상응하는 상기 제2 영상 데이터의 휘도값을 감산한 데이터일 수 있다.
여기서, 상기 피사체의 중심점은 상기 피사체의 무게 중심일 수 있다.
여기서, 상기 피사체의 무게 중심은 상기 중심 판단부에서 제3 영상 데이터를 분석하여 미리 설정된 기준 경계값에 상응하는 기준 픽셀을 추출한 후 하기 식에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112006077462668-pat00013
이때,
Figure 112006077462668-pat00014
은 무게 중심, M은 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 휘도값을 모두 더한 값, mi는 상기 외곽선을 나타내는 각 픽셀 휘도값,
Figure 112006077462668-pat00015
는 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 좌표값임.
여기서, 상기 피사체의 무게 중심은 상기 중심 판단부에서 제3 영상 데이터를 분석하여 미리 설정된 기준 경계값에 상응하는 기준 픽셀을 추출한 후 하기 식에 의해 산출될 수도 있다.
Figure 112006077462668-pat00016
이때,
Figure 112006077462668-pat00017
은 무게 중심, n은 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 개수,
Figure 112006077462668-pat00018
는 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 좌표값임.
여기서, 상기 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기는 메인 제어부를 더 포함하고, 상기 키입력부는 상기 포인터 이동 제어 장치의 하부에 위치하되, 상기 키입력부는 상기 키버튼 선택 명령을 생성하여 상기 메인 제어부로 출력하고, 상기 메인 제어부는 상기 키버튼 선택 명령에 상응하는 기능을 수행하도록 상기 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기의 동작을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 피사체의 움직임에 따라 디스플레이의 포인터의 이동을 제어하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서 키버튼 선택 명령을 생성하는 방법에 있어서, (a) 광원부가 활성화된 상태에서 상기 피사체를 촬상하여 제1 영상 데이터를 생성하는 단계; (b) 상기 광원부가 비 활성화된 상태에서 상기 피사체를 촬상하여 제2 영상 데이터를 생성하는 단계; (c) 상기 제1 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터를 비교하여 제3 영상 데이터를 생성하는 단계; (d) 상기 제3 영상 데이터를 분석하여 촬상된 상기 피사체의 중심점을 산출하는 단계; (e) 상기 중심점에 상응하는 좌표에 상기 디스플레이의 포인터를 위치시키는 단계; 및 (f) 사용자의 키입력이 감지되면 이에 상응하는 키버튼 선택 명령을 생성하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서의 키버튼 선택 명령 생성 방법이 제공된다.
여기서, 상기 제3 영상 데이터는 상기 제1 영상 데이터의 휘도값에서 각 픽셀에 상응하는 상기 제2 영상 데이터의 휘도값을 감산한 데이터일 수 있다.
여기서, 상기 중심점은 상기 피사체의 무게 중심일 수 있다.
여기서, 상기 피사체의 무게 중심은 상기 제3 영상 데이터를 분석하여 미리 설정된 기준 경계값에 상응하는 기준 픽셀을 추출한 후 하기 식에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112006077462668-pat00019
이때,
Figure 112006077462668-pat00020
은 무게 중심, M은 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 휘도값을 모두 더한 값, mi는 상기 외곽선을 나타내는 각 픽셀 휘도값,
Figure 112006077462668-pat00021
는 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 좌표값임.
여기서, 상기 피사체의 무게 중심은 상기 제3 영상 데이터를 분석하여 미리 설정된 기준 경계값에 상응하는 기준 픽셀을 추출한 후 하기 식에 의해 산출될 수도 있다.
Figure 112006077462668-pat00022
이때,
Figure 112006077462668-pat00023
은 무게 중심, n은 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 개수,
Figure 112006077462668-pat00024
는 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 좌표값임.
이하, 본 발명에 따른 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 발명에 기재된 포인터는 디스플레이 상에 표현되는 포인터뿐만 아니라, 디스플레이가 구비되지 않은 장치에서 메뉴간 이동 또는 볼륨의 수치와 같이 선택적 기능을 하는 모든 기능을 의미한다. 즉, 본 발명은 디스플레이 상에 포인터를 구비한 경우(예를 들면, 컴퓨터, 이동 통신 단말기, PDA 등)에서 디스플레이 상의 포인터를 제어하는 방법뿐만 아니라 및 디스플레이가 구비되지 않은 장치(예를 들면, 라디오, MP3 플레이어 등)에서 메뉴/기능 간 이동/선택을 제어하는 방법에 모두 적용가능하며, 이하에서는 설명의 편의상 이동 통신 단말기의 디스플레이를 중심으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치가 폴더형 이동 통신 단말기에서 마련되는 경우를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 이동 통신 단말기(100)는 촬상부(110), 광원부(120(1), 120(2)), 키패드부(130)를 포함하며, 움직임 추출을 위한 피사체(예를 들면, 사용자 손가락)(140)가 도시된다.
광원부(120(1), 120(2))는 소정의 광을 인체의 특성부위(예를 들어, 손가락 단부)(140)에 조사한다. 광원부(120(1), 120(2))에서 출사된 광이 피사체(140)에서 반사하여 촬상부(110)에 입사할 수 있도록 광원부(120(1), 120(2))의 수 및 위치가 정해질 수 있다. 예를 들면, 광원부(120(1), 120(2))는 촬상부(110)의 주변에 형성될 수 있으며, 그 수는 도 1에 도시된 바와 같이 2개로 구현될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 당연하다. 또한, 피사체(140)의 위치는 광원부(120(1), 120(2))에서 출사된 광을 반사하는 위치가 될 수 있으며, 촬상부(110) 또는 이동 통신 단말기(100)에 접촉되거나 비접촉(무접점)될 수 있다. 또한, 다른 실시예에 의하면, 별도의 광원부(120(1), 120(2))가 구비되지 않고, 이동 통신 단말기(100)의 디스플레이에서 조사된 후 피사체(140)에서 반사하여 촬상부(110)에 입사되는 광을 이용하여 본 발명이 수행될 수도 있다.
광원부(120(1), 120(2))에서 조사된 광은 피사체(140)에서 반사되어 촬상부(110)에 계속적으로 입사되며, 촬상부(110)는 피사체(140)에 대한 이미지를 생성한다. 생성된 피사체의 이미지는 영상 처리되어 피사체(140)의 움직임이 추출되며, 추출된 피사체(140)의 움직임에 상응하여 이동 통신 단말기(100)에 마련된 디스플레이에 표시되는 포인터의 이동을 제어한다. 여기서, 디스플레이에 표시되는 포인터는 소정의 형상(화살표 형상 등)을 가지는 포인터 또는 커서가 될 수도 있고, 별도로 표시는 되지 않지만, 디스플레이 상에 표시되는 버튼, 숫자, 도형 등의 선택(음영을 포함한다) 기능을 수행하기 위해 디스플레이 상에서 이동하는 다양한 형태를 포함할 수 있다.
또한, 다른 실시예에 의하면, 추출된 피사체(140)의 움직임에 상응하여 각 프레임에서 특정 휘도 성분으로 표시되는 포인터가 해석되고, 연속된 프레임에서 해당 포인터의 이동 궤적으로 특성벡터가 해석될 수 있으며, 해석된 특성벡터에 상응하도록 저장된 메뉴 기능이 실행될 수도 있다. 예를 들면, 추출된 피사체(140)의 움직임이 상하, 좌우로 파악되거나 특정 형태(예를 들면, 원형, 삼각형, 사각형 등)로 파악되는 경우 이러한 움직임에 상응하여 미리 설정된 기능이 실행될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따라 추출된 피사체(140)의 움직임은 디스플레이에서 커서의 이동을 제어할 수도 있으며, 소정의 움직임 벡터를 추출하여 미리 지정된 메뉴를 실행할 수도 있다.
이 경우 별도의 기능 버튼(또는 버튼 입력의 조합)에 의해 메뉴를 달리 정할 수도 있다. 예를 들면, * 버튼이 눌려진 상태에서 추출된 피사체(140)의 움직임과 # 버튼이 눌려진 상태에서의 추출된 피사체(140)의 움직임에 따라 서로 다른 기능을 수행하도록 설정할 수 있다.
또한, 키패드부(130)는 버튼 방식 또는 터치 스위치 등 다양한 방식으로 구현되어, 숫자, 문자, 특수 기호 등을 사용자가 입력할 수 있도록 한다.
이상에서 포인터 이동 제어 장치를 일반적으로 도시한 도면을 설명하였으며, 이하에서는 첨부 도면을 참조하여, 피사체(140)로부터 추출된 영상 데이터를 이용하여 피사체(140)의 일단의 특정 위치에 상응하는 좌표값을 디스플레이의 포인터에 대응시키는 방법 및 그 장치를 설명한다. 본 발명에 따른 실시예는 크게 2가지로 구분되는데, 첫째, 피사체(140)를 촬상하여 생성된 영상 데이터의 선명도를 조절하여 선명도가 서로 다른 프레임으로부터 피사체(140)의 일단의 외곽선을 추출하는 방법, 둘째, 피사체(140)를 미리 설정된 시간 간격으로 촬상한 복수의 서로 다른 영상 데이터를 비교하여 피사체(140)의 중심점을 추출하는 방법으로 나뉜다. 이하에서 차례대로 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 포인터 이동 제어 장치(200)는 촬상부(210), 이미지 처리부(230) 및 디스플레이부(240)를 포함할 수 있으며, 촬상부(210)는 필터부(213), 렌즈부(216) 및 이미지 센서부(219)를 포함할 수 있으며, 이미지 처리부(230)는 선명도 조절부(231), 외곽선 추출부(233), 감마 보정부(235), 중심 판단부(237) 및 포인터 위치 설정부(239)를 포함할 수 있다.
피사체로부터 입사된 광은 필터부(213) 및 렌즈부(216)를 경유하여 이미지 센서부(219)로 조사될 수 있다. 필터부(213)는 특정 파장의 광만을 통과시킴으로써 피사체의 움직임을 정확히 측정할 수 있도록 한다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치가 광원부(211)를 포함하는 경우 광원부(211)는 특정의 파장을 가지는 광을 출력할 수 있고, 이러한 광은 피사체에서 반사하여 필터부(213)를 통과함으로서 주위의 노이즈로 작용할 수 있는 다른 파장의 광을 차단할 수 있는 효과가 있다. 예를 들면, 광원부(211)는 적외선을 출사하고, 필터부(213)는 적외선만을 통과할 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 본 발명에 이용될 수 있는 적외선은 태양광에서 상대적으로 비율이 작은 광이 될 수 있으며, 예를 들면, 적외선의 파장은 솔라 스펙트럼에서 상대적으로 광량이 작은 광의 파장인 900~980nm, 1080~1180nm, 1325~1425nm, 1800~2000nm 등이 될 수 있다.
여기서, 필터부(213)가 포함되는 경우를 설명하고 있으나 필터부(213)가 포함되지 않고 피사체로부터 조사되는 모든 광을 이용하여 본 발명이 적용될 수 있음은 당연하다. 렌즈부(216)는 필터부(213)를 통과한 광을 이미지 센서부(219)로 집속하는 기능을 수행할 수 있다.
이미지 센서부(219)는 CMOS(Complementary metal oxide semiconductor) 이미지 센서 또는 CCD(charge coupled device) 이미지 센서가 될 수 있다. CMOS(Complementary metal oxide semiconductor) 이미지 센서는 포토 다이오드(photo diode)를 포함하는 다수의 단위 픽셀로 구성되고, 센서에서 출력되는 신호는 디지털 전기 신호로서 이러한 단위 픽셀은 제어 회로 및 신호 처리에 의해 구동된다. CCD(charge coupled device) 이미지 센서는 다수개의 MOS 캐패시터를 포함하며, 이러한 MOS 캐패시터에 전하(캐리어)를 이동시킴으로써 아날로그 전기 신호를 출력하여 동작된다.
이러한 이미지 센서부(219)는 광을 감지할 수 있는 복수의 픽셀들을 가지고 있다. 따라서 피사체가 위치한 좌표값에 대응되는 광이 입사되는 위치를 감지하여 디스플레이부(240)의 포인터를 이동시키기 위해 해당 좌표값을 산출할 수 있도록 한다.
이미지 처리부(230)는 이미지 센서부(219)에서 인식한 피사체의 영상 데이터로부터 피사체의 움직임에 상응하는 좌표값을 추출한다. 이를 자세히 살펴보면, 선명도 조절부(231)는 촬상된 피사체의 제1 영상 데이터의 선명도를 조절하여 제1 영상 데이터와 다른 제2 영상 데이터를 생성한다. 즉, 선명도 조절부(231)는 촬상된 피사체의 제1 영상 데이터의 픽셀의 색상 대비, 명도 대비 및 채도 대비 중 어느 하나 이상을 증가시킴으로써 선명도를 조절할 수 있다.
여기서, 이미지의 선명도(鮮明度, sharpness)는 이미지의 명암 경계 부분의 명확도를 나타내는 것으로서, 피사체의 이미지의 선명도가 증가하면, 경계 부분의 명확도가 증가하기 때문에 피사체를 촬상한 이미지에서 소정의 피사체만의 외곽선(또는 윤곽(edge))을 파악하기 용이한 장점이 있다. 여기서, 렌즈부(216)의 심도(depth of field)에 따라서, 즉, 렌즈부(216)에 의해 형성되는 피사체의 상이 뚜렷하게 보일 수 있는 범위 안에서 피사체의 이미지의 선명도가 달리 표현될 수 있다. 일반적으로, 렌즈부(216)의 초점 거리와 유사한 거리에 위치한 피사체의 외곽선은 선명도가 크지만, 렌즈부(216)의 초점 거리와 먼 거리에 위치한 배경은 선명도가 작게 된다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 선명도 조절부(231)를 이용하는 경우 렌즈부(216)의 초점 거리와 유사한 거리에 위치한 피사체의 외곽선은 선명도가 더 증가할 것이나, 렌즈부(216)의 초점 거리와 먼 거리에 위치한 배경은 선명도가 더 작게 될 수 있다. 따라서, 선명도 조절부(231)에 의해 피사체의 외곽선은 배경보다 선명도가 더 커지게 되므로, 이를 파악하여 이용하기가 더 용이하게 될 수 있다.
외곽선 추출부(233)는 피사체를 촬상하여 생성한 제1 영상 데이터와 이를 영상 처리한 제2 영상 데이터의 차분 값을 추출하여 피사체의 외곽선을 추출한다. 즉, 선명도 조절부(231)에서 생성된 선명도가 높은 제2 영상 데이터와 촬상된 피사체의 제1 영상 데이터의 차분 값은 피사체의 외곽선을 나타낼 수 있다. 추출되는 피사체의 외곽선은 촬상부(210)에 인접한 피사체의 일단의 외곽선이 될 수 있다.
여기서, 휘도값이 미리 설정된 문턱값(또는 기준 휘도값) 보다 큰 차분 값을 추출하여 피사체의 일단에 상응하는 외곽선을 추출할 수 있다. 기준 휘도값은 피사체 외의 배경으로부터 촬상부(210)에 들어오는 광에 의해 발생하는 노이즈를 제거 할 수 있게 한다. 즉, 선명도 조절부(231)에 의해 생성된 제2 영상 데이터의 선명도는 피사체의 영상 데이터뿐만 아니라 배경 영상 데이터에 대해서도 조절될 수 있으므로, 차분 값이 기준 휘도값 이상인 영상 데이터에 대해서만 외곽선으로 인식함으로써 피사체 인식 효율성을 높일 수 있다. 여기서, 기준 휘도값은 고정될 수도 있고, 소정의 휘도값 이상을 가지는 픽셀의 수에 따라서 변화할 수도 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 도 2b에서 서술한다.
감마 보정부(235)는 피사체의 영상 데이터를 감마 보정한다. 여기서, 영상의 감마(Gamma)는 일반적으로 텔레비전, 카메라, 수상기, 팩스 송수신기 등의 광전 변환계 또는 전광(電光) 변환계에서 입출력 특성을 양(兩) 대수축으로 표시하였을 때 직선 부분의 경사이다. 즉, 텔레비전에서는 피사체 휘도에 대한 카메라 출력 전압과 수상부 입력 전압에 대한 음극선관 휘도와의 대수비를 표시한다. 본 발명의 실시예에 따른 감마 보정에 의해서 각 픽셀의 휘도값을 달리할 수 있으므로, 피사체의 선명도가 큰 부분만 표시되고, 나머지 선명도가 작음 부분은 흑색으로 남게 된다. 따라서, 피사체를 촬상한 이미지에서 소정의 피사체의 윤곽만 밝게 표시됨으로써 이를 이용하여 피사체의 이동 여부를 판단할 수 있다.
중심 판단부(237)는 감마 보정된 이미지로부터 소정의 외곽선을 추적하고, 소정의 외곽선에 의해 정해지는 좌표값을 추출할 수 있다. 여기서, 소정의 외곽선은 다양한 형태를 가질 수 있으며, 예를 들면, 원형의 외곽선일 수 있고, 소정의 외곽선에 의해 정해지는 좌표값은 원형의 외곽선에 의해서 결정되는 중심점, 즉, 원의 중심의 좌표값이 될 수 있다. 일반적으로 움직임 추출을 위해 사용되는 피사 체가 사용자는 손가락의 일단이 될 수 있으므로, 손가락의 일단인 원형의 외곽선을 추출함으로써, 피사체의 움직임을 산출할 수 있다.
피사체의 외곽선이 형성하는 도형의 내부에 위치한 특정 좌표인 무게 중심은 다음과 같은 수학식에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112006077462668-pat00025
(1)
Figure 112006077462668-pat00026
(2)
Figure 112006077462668-pat00027
(3)
여기서, R은 무게 중심, M은 피사체의 외곽선을 나타내는 픽셀의 휘도값을 모두 더한 값, mi는 피사체의 외곽선을 나타내는 각 픽셀의 휘도값, ri는 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 좌표값이다. 아래 첨자 x, y는 각각 X축과 Y축에 해당하는 값임을 나타내며, 식 (3)은 식 (1)과 식 (2)에 대한 벡터 표현이다.
또한, 중심 판단부(237)가 상술한 수학식에 의하여 피사체의 중심점을 판단하는 경우에는 기준 픽셀의 휘도값을 모두 반영하여야 하므로 연산량이 많아지게 되어 포인터 이동 제어 장치의 전반적인 기능을 저하시키는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 다른 실시예에 따르면, 피사체의 외곽선이 형성하는 도형의 내부에 위 치한 특정 좌표인 무게 중심은 다음과 같은 수학식에 의해서도 산출될 수 있다.
Figure 112006077462668-pat00028
(4)
Figure 112006077462668-pat00029
(5)
Figure 112006077462668-pat00030
(6)
여기서, R은 무게 중심, ri는 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 좌표값, n은 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 개수이다. 아래 첨자 x, y는 각각 X축과 Y축에 해당하는 값임을 나타내고, 식 (6)은 식 (4)와 식 (5)에 대한 벡터 표현이다. 즉, 중심 판단부(237)는 픽셀의 휘도값을 반영하지 않고 피사체의 중심점을 판단할 수 있다. 이는 각 픽셀의 휘도값은 큰 차이가 없을 것이므로 중심 판단부(237)는 이에 대한 반영을 하지 아니하고 외곽선을 나타내는 픽셀의 좌표값의 평균값을 피사체의 중심점으로 산출할 수 있다.
또는, 피사체의 외곽선이 곡선형인 경우 그 곡률 반경을 산출하고, 해당 곡률 반경에 상응하는 중심점의 좌표값을 추출할 수 있다. 만약, 소정의 외곽선이 사각형인 경우 사각형의 대각선이 만나는 좌표값이 소정의 외곽선에 의해 정해지는 좌표값이 될 수도 있으며, 다른 다각형인 경우에는 서로 마주보는 꼭지점을 이은 둘 이상의 선이 만나는 좌표값이 될 수도 있다. 예를 들면, 곡선형의 외곽선을 나 타내는 각 픽셀 간의 거리를 계산하여, 계산된 각 픽셀의 거리가 가장 큰 두 픽셀의 중간값을 상기 중심점의 좌표값으로 할 수 있다. 또한, 다른 예를 들면, 이러한 중간값은 2차원 디스플레이의 경우 X축과 Y축에 대한 좌표값으로 나타내질 수 있으며, X축 또는 Y축에 대한 좌표값의 차이가 가장 큰 두 픽셀간의 중간값을 중심점의 좌표값으로 할 수도 있다.
포인터 위치 설정부(239)는 산출된 특정 좌표에 디스플레이부(240)의 포인터가 위치되도록 제어한다. 즉, 포인터의 위치가 특정 좌표, 예를 들면, 피사체의 외곽선에 대한 무게 중심 또는 중심점의 좌표값에 특정된다. 또한, 디스플레이부(240)가 구비되지 않은 장치에서는 메뉴를 선택하거나 볼륨을 높이는 등의 기능이 수행될 수 있다. 즉, 산출된 특정 좌표가 미리 설정된 픽셀보다 상부에 위치하는 경우 현재 선택된 메뉴의 이전 메뉴를 선택하거나, 산출된 특정 좌표가 미리 설정된 픽셀보다 우측에 위치하는 경우 볼륨을 높이는 등의 기능을 수행할 수 있다.
이하에서는, 상기 소정의 외곽선이 원형인 경우를 중심으로 설명한다.
도 2b는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 포인터 이동 제어 시 사용되는 기준 휘도값에 대한 설정 방법을 도시한 도면이다. 제1 기준 휘도값(250), 제1 기준 픽셀 개수의 시점(253), 제1 휘도 하한값(255), 제1 기준 픽셀 개수 에 상응하는 휘도 범위(a), 제2 기준 휘도값(260), 제2 기준 픽셀 개수의 시점(263), 제2 휘도 하한값(265), 제2 기준 픽셀 개수 에 상응하는 휘도 범위(b)가 도시된다. 여기서, 제1 또는 제2는 기준 픽셀 개수가 다른 경우인 두가지 실시예를 설명하기 위 해서 사용되었으며, 이하에서는 이를 생략하고 통칭하여 설명하기로 한다.
기준 휘도값(250 또는 260)은 피사체의 외곽선을 추출하기 위해 각 픽셀의 휘도값과 비교하기 위해 마련된다. 이하에서는, 이미지 센서부(219)의 해상도가 640*480(가로*세로)이고, 각 픽셀의 휘도값이 0 부터 내지 255로 구분된 사이에 구성된 경우를 가정한다. 휘도값이 '0'인 경우는 가장 어두운 경우이므로 검정색일 것이고, 휘도값이 '255'인 경우는 가장 밝은 경우이므로 흰색으로 표현될 것이다.
또한, 도 2b를 참조하면, 기준 휘도값(250 또는 260)은 소정의 휘도값 이상을 가지는 픽셀의 수에 따라서 변화할 수 있다. 외곽선 추출부(233)는 피사체의 외곽선에 대응되는 픽셀을 추출하기 위하여 기준 픽셀 개수를 설정하고 휘도값이 큰 픽셀을 추출할 수 있다. 예를 들면, 연산량을 고려해서 설정된 기준 픽셀 개수가 10000개인 경우 미리 마련된 버퍼에 저장된 히스토그램에서 휘도값이 큰 순서로 10000개의 픽셀을 추출하고, 10000개째에 해당하는 픽셀(기준 픽셀 개수의 시점(253, 263))의 휘도값 또는 그 보다 작은 값이 기준 휘도값(250 또는 260)이 될 수 있다. 따라서, 기준 픽셀 개수 에 상응하는 휘도 범위(a, b)가 결정될 수 있다. 여기서, 각 픽셀의 휘도값은 버퍼에 저장되어 있으므로, 휘도값이 작은 순서로 픽셀 개수를 세어 기준 휘도값을 산출할 수도 있다. 즉, 전체 픽셀의 개수가 버퍼에 저장되어 있다면, 전체 픽셀 개수에서 기준 픽셀 개수를 뺀 값만큼 휘도값이 작은 순서대로 추출하여 기준 휘도값을 산출할 수도 있다.
여기서, 기준 픽셀 개수가 너무 큰 경우 대부분의 픽셀이 피사체의 외곽선으로 추출될 것이고, 그 반대의 경우 극히 일부분의 픽셀이 피사체의 외곽선으로 추 출될 것이다. 기준 휘도값이 너무 작은 경우(즉, 기준 픽셀 개수가 너무 큰 경우)에는 피사체의 외곽선과 관계없는 픽셀(예를 들면, 배경 부분에 대한 픽셀)이 추출될 수 있으므로, 휘도 하한값(255, 265)을 설정하여 기준 휘도값이 이보다 작은 값이 되는 경우 휘도 하한값(255, 265)을 기준 휘도값으로 설정할 수 있다. 또한, 기준 휘도값이 너무 큰 경우(즉, 기준 픽셀 개수가 너무 작은 경우)에는 피사체의 외곽선을 구성하는 최소한의 픽셀 수가 추출되지 않을 수 있으므로, 이 경우에도 휘도 상한값(미도시)을 설정할 수 있다. 여기서, 휘도 하한값(255, 265)과 휘도 상한값은 일반적으로 각각 한 개씩 주어질 수 있으며, 도 2b를 참조하면, 휘도 하한값(255, 265)이 변화하는 경우 기준 휘도값(250, 260)이 변화하는 경우를 도시하였다.
예를 들어, 기준 픽셀 개수가 10000개이고, 휘도 하한값(255, 265)이 50인 경우 각 픽셀을 분석하여 휘도값이 큰 순서대로 10000개의 픽셀을 추출하여 10000번째 픽셀의 휘도값과 50 중 큰 값을 기준 휘도값으로 설정한다. 반대로, 기준 픽셀 개수가 10000개이고 휘도 상한값이 200인 경우를 가정하면, 휘도값이 큰 순서대로 10000개의 픽셀을 추출하여 10000번째 픽셀의 휘도값과 200 중 작은 값을 기준 휘도값으로 설정한다.
또한, 다른 실시예에 의하면, 기준 휘도값은 특정값으로 고정될 수도 있다. 예를 들면, 기준 휘도값이 100이고, 그 이상이 되는 픽셀에 대해서는 피사체의 외곽선으로 인식할 수 있다. 상술한 휘도 하한값과 휘도 상한값은 기준 휘도값이 고정된 경우에도 적용될 수 있음은 당연하다.
또한, 여기에서는 포인터 이동 제어 장치(200)의 동작을 제어하는 제어부를 별도로 구비하지 아니하였으나 포인터 이동 제어 장치(200)를 포인터 이동 제어 장치(200)는 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어부(도시되지 않음)를 별도로 구비할 수 있음은 당업자에 있어서 자명하다. 또한, 포인터 이동 제어 장치(200)는 별도의 제어부를 구비하지 않고 포인터 이동 제어 장치(200)를 포함하는 전자기기의 전반적인 동작을 제어하기 위한 메인 제어부(도시되지 않음)에 의하여 제어될 수도 있음은 자명하다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 포인터 이동 제어 방법의 흐름도이다.
단계 S310에서, 촬상부는 피사체를 포함하는 이미지를 촬상하여 제1 영상 데이터를 생성한다. 단계 S320에서, 촬상된 피사체의 이미지에 대해 선명도를 조절하여 제2 영상 데이터를 생성한다. 여기서, 이미지의 심도에 따라서 선명도 조절이 달라질 수 있다. 즉, 렌즈부의 초점 거리에 가까운 위치에 있는 피사체 외곽선의 경우 배경이 되는 이미지에 비해 선명도가 크게 증가할 수 있다.
단계 S330에서, 상기 제1 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터의 차분 값을 산출하고, 단계 S340에서, 산출한 차분 값에 대해서 감마 보정하여 피사체 외곽선에 대한 휘도값을 증가시킬 수 있다. 따라서 감마 보정된 차분 값으로부터 피사체의 외곽선이 명확하게 될 수 있다. 여기서 차분 값은 모든 픽셀에 대해서 산출되며, 이하 단계들은 각 픽셀마다 개별적으로 수행된다.
단계 S350에서, 상기 제1 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터의 차분 값이 미리 설정된 기준 휘도값보다 큰지 여부를 체크한다. 차분 값이 미리 설정된 기준 휘도값 보다 큰 경우에는 이러한 픽셀은 피사체의 일단에 상응하는 외곽선으로 추출된다. 그러나 차분 값이 미리 설정된 기준 휘도값 보다 작은 경우에는 다음 픽셀에 대한 차분값에 대해서 미리 설정된 기준 휘도값보다 큰지 여부를 체크하며, 픽셀들에 대한 차분값이 미리 설정된 기준 휘도값보다 작은 경우 처음 단계로 돌아가서 전 단계가 다시 반복될 수 있다. 기준 휘도값은 상술한 바와 같이 고정적 또는 기준 픽셀 개수에 대응하여 설정될 수 있다.
단계 S360에서, 제1 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터의 차분 값이 미리 설정된 기준 휘도값보다 큰 좌표값으로부터 피사체의 일단에 상응하는 외곽선을 추출한다.
단계 S370에서, 피사체의 외곽선을 이용해서 이미지 중심점을 인식한다. 즉, 상술한 무게 중심을 구하거나, 추출된 피사체의 외곽선으로부터 곡률 반경을 산출하고 해당 곡률 반경에 상응하는 중심점의 좌표값을 추출할 수 있다. 또는 곡률 반경을 별도로 산출하지 않고, 피사체의 윤곽이 형성하는 원형의 외곽선을 나타내는 각 픽셀 간의 거리를 계산하고, 계산된 각 픽셀의 거리가 가장 큰 두 픽셀의 중간값을 이용하여 현재 중심점의 좌표값을 추출할 수도 있다. 이외에도 미리 설정된 다양한 방법에 의해 현재 중심점의 좌표값이 추출될 수 있다.
단계 S380에서, 추출된 중심점의 좌표값에 대응하여 디스플레이부의 포인터를 이동시킨다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치가 선명도 조절 및 감마 보정을 수행하는 동작을 설명한 도면이다. 도 4를 참조하면, 원본 이미지(410), 선명도 조절된 이미지(420), 차분 값에 대해 감마 보정된 이미지(430), 추출된 중심점(440) 및 원형 외곽선(450)이 도시된다.
원본 이미지(410)에서 피사체인 사용자의 손가락 일단은 둥근 형상을 가지고 있다. 이후 심도에 따라서 선명도를 조절하면, 선명도 조절된 이미지(420)에서 보이는 바와 같이 초점 거리에 유사한 위치에 있는 피사체(사용자 손가락)의 외곽선은 선명도가 커지며, 그렇지 않은 배경은 선명도가 상대적으로 작다. 이후 원본 이미지(410)와 선명도 조절된 이미지(420)의 차분 값을 구한 후 전체적으로 감마값을 높게 하면, 감마 보정된 이미지(430)에서 선명도가 큰 사용자의 손가락 일단의 윤곽만 보이게 된다. 따라서, 피사체의 윤곽인 원형 외곽선으로부터 상술한 중심점의 좌표값을 추출하고 디스플레이부의 포인터의 위치를 추출한 중심점의 좌표값으로 설정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 배경의 명도가 큰 경우 포인터 이동 제어 장치에 의해 생성된 이미지를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 피사체의 모양이 원형이 아닌 경우 포인터 이동 제어 장치에 의해 생성된 이미지를 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 원본 이미지(510, 610), 선명도 조절된 이미지(520, 620), 감마 보정된 이미지(530, 630), 추출된 중심점 및 원형 외곽선(540, 640)이 도시된다.
도 5를 참조하면, 배경의 명도에 관계없이 피사체의 윤곽이 추출될 수 있다. 즉, 선명도(sharpness)를 조절하는 경우 피사체인 손가락의 윤곽뿐만 아니라 직선형으로 형성된 배경 광원이 문제될 수도 있으나, 실제 실험 결과 배경 영상이 미치는 영향이 작아서 손가락의 윤곽을 추출하는데 문제가 없는 것으로 나타났다.
또한, 도 6을 참조하면, 손가락인 피사체를 눕혀서 원형이 아닌, 즉, 외곽선이 반원인 경우에도 경계값인 피사체의 윤곽이 추출될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 영상 프레임만을 가지고도 이미지의 심도를 이용하여 피사체의 이동 여부 및 이동 위치의 좌표값을 구할 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치(700)는 필터부(712), 광원부(714), 렌즈부(716) 및 이미지 센서부(718)를 포함하는 촬상부(710)와 피사체 추출부(731), 중심 판단부(732) 및 포인터 위치 설정부734)를 포함하는 이미지 처리부(730) 및 디스플레이부(740)를 포함할 수 있다.
이하에서 상기한 각 구성 요소의 동작에 대하여 설명한다. 다만, 광원부(714)를 제외한 촬상부(710)의 구성 요소와 디스플레이부(740)의 동작에 대하여는 상술한 바, 이들의 동작에 대한 상세한 설명은 생략한다.
광원부(714)는 특정의 파장을 가지는 광(light)을 출력할 수 있고, 이러한 광은 피사체에서 반사되어 필터부(713)를 통과함으로써 주위의 노이즈(noise)로 작용할 수 있는 다른 파장의 광을 차단할 수 있는 효과가 있다. 특히, 광원부(714)는 메인 제어부(도시되지 않음)의 제어를 받아 미리 설정된 시간을 간격으로 점등될 수 있다. 이때, 이미지 센서부(718)는 광원부(714)가 광을 출력하는 동안에 피사체(140)를 촬상하여 제1 영상 데이터를, 광원부(714)가 광을 출력하지 아니하는 동안에 피사체(140)를 촬상하여 제2 영상 데이터를 각각 생성하여 이미지 처리부(730)로 출력할 수 있다. 이때, 광원부(714)는 메인 제어부(도시되지 않음)의 제어를 받아 미리 설정된 시간을 간격으로 점등될 수 있으며, 이미지 센서부(718)는 제1 영상 데이터를 생성한 직후에 광원부(714)가 불활성화되면 제2 영상 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 메인 제어부(도시되지 않음)는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치(700)를 포함하는 전자기기(예를 들어, 휴대용 단말기, 노트북 등)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부일 수 있으며, 촬상부(710) 내에 별도로 구비된 제어부로서 광원부(714) 만을 제어하기 위한 구성 요소일 수 있다.
피사체 추출부(731)는 촬상부(710)로부터 입력받은 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터를 비교하여 제3 영상 데이터를 생성한다. 예를 들어, 제3 영상 데이터는 제1 영상 데이터의 휘도값에서 각 픽셀에 상응하는 제2 영상 데이터의 휘도값을 감산한 데이터일 수 있다. 즉, 제1 영상 데이터는 광원부(714)가 활성화된 상태에서 촬상된 영상 데이터이므로 광원부(714)에서 가까운 위치에서 촬상된 피사체(140)는 휘도값이 클 것이고, 광원부(714)에서 먼 위치에서 촬상된 배경 부분의 휘도값은 상대적으로 적을 것이다. 또한, 제2 영상 데이터는 광원부(714)가 불활성화된 상태에서 촬상된 영상 데이터이므로 피사체(140) 부분의 휘도값과 배경 부분의 휘도값은 제1 영상 데이터에 비하여 그 차이가 적을 것이다. 또한, 제1 영상 데이터와 제2 영상 데이터의 각 배경 부분은 모두 광원부(714)와 피사체에 비하여 먼 거리에 위치할 것이므로 휘도값의 차이가 매우 적을 것이다. 따라서, 제1 영상 데이터의 휘도값에서 각 픽셀에 상응하는 제2 영상 데이터의 휘도값을 감산해주면 피사체(140)를 제외한 배경 부분의 휘도값은 거의 '0(zero)'에 가까운 값이 될 것이고, 피사체(140)에 상응하는 부분의 휘도값 만이 존재할 것이다. 이러한 방법에 의하여 피사체 추출부(731)는 촬상된 영상 데이터에서 피사체(140)만을 추출한 제3 영상 데이터를 생성할 수 있다.
중심 판단부(732)는 피사체 추출부(731)에서 생성한 제3 영상 데이터를 분석하여 피사체(140)의 중심점을 판단하기 위하여 피사체(140)가 촬상된 픽셀(이하, '기준 픽셀'이라 칭함)을 추출한다. 예를 들어, 이미지 센서부(718)의 해상도가 640*480(가로*세로)이고, 각 픽셀의 휘도값이 0 내지 255로 구분된 경우를 가정한다. 휘도값이 '0'인 경우는 밝기가 가장 어두운 경우이므로 검정색일 것이고, 휘도값이 '255'인 경우는 가장 밝은 경우이므로 흰색으로 표현될 것이다. 만일 기준 픽셀을 추출하기 위하여 미리 설정된 기준 경계값이 '10,000'이라면 중심 판단부(732)는 제3 영상 데이터에서 휘도값이 큰 픽셀 순서로 10,000개의 기준 픽셀을 추출할 수 있다. 이때, 기준 경계값이 너무 크면 제3 영상 데이터의 대부분의 픽셀이 기준 픽셀로 추출될 것이고, 기준 경계값이 너무 작으면 제3 영상 데이터의 극 히 일부분만이 기준 픽셀로 추출될 것이다. 이러한 경우 기준 픽셀에는 피사체(140)가 촬상된 픽셀 외에 이와 무관한 배경 부분에 대한 픽셀(즉, 노이즈(noise) 픽셀)의 비율이 높아지게 될 것이다. 즉, 기준 경계값이 너무 크거나 너무 작으면 노이즈 픽셀의 비율이 높아지므로 중심 판단부(732)는 촬상된 피사체(140)의 정확한 위치를 파악하기 힘들 것이다. 따라서, 기준 경계값은 노이즈 픽셀의 비율을 무시할 수 있도록 상한값 및/또는 하한값이 설정될 수 있다. 예를 들어, 기준 경계값이 '10,000'이고, 하한값이 '50'인 경우를 가정하자. 이 경우 중심 판단부(732)는 제3 영상 데이터에서 휘도값이 50보다 큰 픽셀만을 대상으로 하여 휘도값이 큰 픽셀 순서로 10,000개의 기준 픽셀을 추출할 수 있다. 즉, 중심 판단부(732)는 제3 영상 데이터의 각 픽셀을 분석하여 휘도값이 큰 순서대로 10,000개의 기준 픽셀을 추출하되, 이들 중 휘도값이 50 미만(또는 이하)인 픽셀을 기준 픽셀에서 제외할 수 있다. 또한, 피사체(140)는 일반적으로 사용자의 손가락일 경우가 많을 것이므로 휘도값이 너무 큰 경우는 노이즈 픽셀에 해당할 가능성이 높다. 따라서, 기준 경계값이 '10,000'이고 상한값이 '200'인 경우를 가정하면, 중심 판단부(732)는 제3 영상 데이터에서 휘도값이 '200' 미만(또는 이하)인 픽셀만을 대상으로 하여 기준 픽셀을 추출할 수 있다.
또한, 기준 경계값은 휘도값이 큰 픽셀의 개수가 아닌 미리 설정된 휘도값일수 있다. 즉, 중심 판단부(732)는 제3 영상 데이터를 분석하여 기준 경계값을 넘는 픽셀을 모두 기준 픽셀로 추출할 수 있다. 예를 들어, 기준 경계값이'150'으로 설정되어 있는 경우, 중심 판단부(732)는 제3 영상 데이터에서 휘도값이 '150'을 넘 는 픽셀을 모두 기준 픽셀로 추출할 수도 있다. 이 경우에도 상술한 바와 같이 기준 경계값이 너무 크거나 너무 작은 경우에는 기준 픽셀에서의 노이즈 픽셀의 비율이 높을 것이므로 기준 경계값에 대한 상한값 및/또는 하한값이 설정될 수 있음은 자명하다.
또한, 중심 판단부(732)는 기준 픽셀을 분석하여 피사체(140)의 중심점을 판단한다. 이때, 중심점은 피사체(140)의 무게 중심일 수 있다. 예를 들어, 피사체(140)의 내부에 위치한 특정 좌표인 무게 중심은 다음과 같은 수학식에 의해 산출될 수 있다. .
Figure 112006077462668-pat00031
(7)
Figure 112006077462668-pat00032
(8)
Figure 112006077462668-pat00033
(9)
여기서, R은 무게 중심, M은 피사체의 기준 픽셀의 휘도값을 모두 더한 값, mi는 피사체의 각 기준 픽셀의 휘도값, ri는 기준 픽셀의 좌표값이다. 아래 첨자 x, y는 각각 X축과 Y축에 해당하는 값임을 나타내며, 식 (9)는 식 (7)과 식 (8)에 대한 벡터 표현이다.
다만, 중심 판단부(732)가 상술한 수학식에 의하여 피사체(140)의 중심점을 핀단하는 경우에는 기준 픽셀의 휘도값을 모두 반영하여야 하므로 연산량이 많아지게 되어 포인터 이동 제어 장치(700)의 전반적인 기능을 저하시키는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 피사체(140)의 중심점은 다음과 같은 수학식에 의하여 판단될 수도 있다.
Figure 112006077462668-pat00034
(10)
Figure 112006077462668-pat00035
(11)
Figure 112006077462668-pat00036
(12)
여기서, R은 무게 중심, ri는 기준 픽셀의 좌표값, n은 기준 픽셀의 개수이다. 아래 첨자 x, y는 각각 X축과 Y축에 해당하는 값임을 나타내고, 식 (12)는 식 (10)과 식 (11)에 대한 벡터 표현이다.
즉, 중심 판단부(732)는 기준 픽셀의 휘도값을 반영하지 않고 피사체(140)의 중심점을 판단할 수 있다. 이는 각 기준 픽셀의 휘도값은 큰 차이가 없을 것이므로 중심 판단부(732)는 이에 대한 반영을 하지 아니하고 기준 픽셀의 좌표값의 평균값을 피사체(140)의 중심점으로 산출할 수 있다. 예를 들어, 기준 픽셀의 휘도값을 '1', 나머지 픽셀의 휘도값을 '0'으로 구분지을 경우, 제3 영상 데이터는 기준 픽 셀(즉, 피사체(140)가 촬상된 부분)은 흰색으로 표시되고, 나머지 부분은 검은색으로 표시될 것이다. 따라서, 흰색으로 표시된 기준 픽셀(즉, 피사체(140))의 무게 중심은 상기한 수식 (2)에 의하여 각 픽셀의 휘도값을 반영하지 아니하고 구할 수 있을 것이다.
또한, 중심 판단부(732)는 기준 픽셀의 외곽선이 곡선형인 경우 그 곡률 반경을 산출하고, 해당 곡률 반경에 상응하는 중심점의 좌표값을 추출할 수 있다. 이를 산출하는 방법은 도 2를 참조하여 상술한 바, 여기에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
포인터 위치 설정부(734)는 산출된 특정 좌표에 디스플레이부(740)의 포인터가 위치되도록 제어한다. 즉, 포인터의 위치가 특정 좌표, 예를 들면, 피사체(140)의 중심점(예를 들어, 무게 중심)의 좌표값에 특정된다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 포인터 이동 제어 방법의 순서도이다.
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 디스플레이의포인터 이동 제어 방법에 대하여 설명한다.
단계 S810에서, 이미지 센서부(718)는 광원부(714)가 활성화된 상태 즉, 광을 출력하는 동안에 피사체(140)를 촬상하여 제1 영상 데이터를 생성하여 이미지 처리부(730)로 출력한다.
단계 S820에서, 이미지 센서부(718)는 광원부(714)가 불활성화된 상태 즉, 광을 출력하지 않는 동안에 피사체(140)를 촬상하여 제2 영상 데이터를 생성하여 이미지 처리부(730)로 출력한다.
이때, 광원부(714)는 메인 제어부(도시되지 않음)의 제어를 받아 미리 설정된 시간을 간격으로 점등될 수 있으며, 이미지 센서부(718)는 제1 영상 데이터를 생성한 직후에 광원부(714)가 불활성화되면 제2 영상 데이터를 생성할 수 있다.
단계 S830에서, 피사체 추출부(731)는 촬상부(710)로부터 입력받은 제1 영상 데이터 및 제2 영상 데이터를 비교하여 제3 영상 데이터를 생성한다. 제3 영상 데이터를 생성하는 방법은 도 7을 참조하여 상술한 바, 여기에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
단계 S840에서, 중심 판단부(732)는 피사체 추출부(731)에서 생성한 제3 영상 데이터를 분석하여 피사체(140)의 중심점을 판단하기 위하여 피사체(140)가 촬상된 픽셀(이하, '기준 픽셀'이라 칭함)을 추출한다.
단계 S850에서, 중심 판단부(732)는 기준 픽셀의 좌표값를 추출하고, 단계 S870에서 중심 판단부(732)는 피사체(140)의 중심점을 산출한다. 피사체(140)의 중심점을 산출하는 방법에 대해서도 도 10을 참조하여 상술한 바, 여기에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
단계 S870에서, 포인터 위치 설정부(734)는 산출된 피사체(140)의 중심점에 상응하는 디스플레이부(740)의 위치에 포인터가 위치되도록 제어한다. 즉, 포인터의 위치가 피사체(140)의 중심점(예를 들어, 무게 중심)의 좌표값에 특정된다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치(900)는 이미지 센서부(930), 렌즈부(950) 및 광원부(960)을 포함하는 촬상부(970), 촬상부(970)를 수용하는 하우징(990), 하우징(990)의 상부에 구비된 투광부(910), 하우징(990)의 하부에 구비된 키입력부(997) 및 촬상부(970)에 의해 생성된 영상 데이터를 처리하여 정보가 입력되게 하는 제어부(999)를 포함한다. 또한 투광부(910) 상에는 그 움직임을 추출하여 정보를 입력하기 위한 피사체(140)가 도시되어 있다. 이하, 각 구성부에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 촬상부(970)(즉, 이미지 센서부(930), 렌즈부(950) 및 광원부(960) 등)에 대한 설명은 상술한 바 여기에서는 이에 대한 설명은 생략한다.
투광부(910)는 외부로 노출되는 부분으로서, 그 상부에는 도시된 바와 같이 피사체(예를 들면, 사용자의 손가락)(140)가 위치한다. 광원부(960)에서 나온 빛은 투광부(910)를 통과한 후 피사체(140)에서 반사된 후 다시 투광부(910) 및 렌즈부(950) 등을 통과한 후 이미지 센서부(930)로 입사한다. 투광부(910)는 유리 또는 투광성을 갖는 투명 플라스틱을 이용하여 제작될 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 투광부(910)에는 적외선 필터가 장착될 수 있다. 이때 광원부(960)로는 적외선 LED 등을 사용함으로써, 광원부(960)에서 나온 빛 중에서 피사체(140)에서 반사된 빛만 이미지 센서부(930)가 수광하고 기타 잡광은 적외선 필터에 의해 필터링 되도록 할 수 있다.
도시된 커버(993)는, 포인터 이동 제어 장치(900)가 구비된 전자기기의 디스플레이부 또는 본체부의 일면에 해당할 수 있다.
하우징(990)은 중공의 원통 형상을 갖고 투광부(910)의 하부에 고정되어 있다. 그리고 하우징(990)의 내부에는 인쇄회로기판(980), 이에 실장된 광원부(960) 및 이미지 센서(930)가 수용되어 있다.
그리고 하우징(990)의 하부에는 키입력부(997)가 구비되어 있다. 사용자는 손가락 등을 이용하여 투광부(910)를 누르면, 커버(993) 및 투광부(910)의 탄성력에 의해 포인터 이동 제어 장치(900)가 전체적으로 하향 이동하는데, 이에 의해 키입력부(997)의 기능이 수행될 수 있다. 따라서 사용자는 피사체(140)를 움직여서 디스플레이 상에서 포인터를 움직여서 원하는 메뉴, 아이콘 등을 선택한 후 투광부(910)를 가압함으로써 선택한 메뉴 또는 아이콘 등을 실행할 수 있다. 이때, 키입력부(997)는 돔 스위치(Dome switch)일 수 있다.
제어부(999)는 촬상부(970)와 연결되어 촬상부(970)에 의해 생성된 영상 데이터를 수신한 후 영상 처리하여 디스플레이 상에 포인터가 표시되게 한다. 제어부(999)는 도 2 및/또는 도 7을 참조하여 설명한 이미지 처리부(230 및/또는 730)일 수 있다.
이하, 키입력부(997)의 실시예를 도 10을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포인터 이동 제어 장치가 구비된 이동 통신 단말기를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 이동 통신 단말기의 디스플레이부(150)에는 숫자 입력, 메뉴, 통화 등의 기능이 표시되어 있고, 숫자 '8'위에 위치되어 있는 제1 포인터(1020-1)는 제1 피사체(1040-1)인 사용자의 손가락에 상응한다. 이후에 제1 피사체(1040-1)가 제2 피사체(1040-2)로 이동되면 제1 포인터(1020-1)는 제2 피사체(1040-2)의 위치에 상응하는 제2 포인터(1020-2)로 이동한다. 즉, 제2 포인터(1020-2)는 숫자 '6' 위에 위치된다. 만일 사용자가 숫자 '6'을 입력하고자 한다면 사용자는 피사체(1040-1, 1040-2 등)의 움직임을 멈추고 손가락 등을 이용하여 포인터 이동 제어 장치(900)의 투광부(910)를 가압할 수 있다. 투광부(910)가 가압되면 탄성력에 의해 포인터 이동 제어 장치(900)는 전체적으로 하향 이동하는데, 이에 의하여 포인터 이동 제어 장치(900)의 하부에 구비된 키입력부(997)가 동작하여 상응하는 신호 즉, 숫자 '6'을 입력시키기 위한 키버튼 선택 명령을 생성할 수 있다. 즉, 키입력부(997)는 사용자의 가압으로 인한 포인터 이동 제어 방치(900)의 하향 이동으로 인하여 작동하고, 이때 사용자의 선택에 상응하는 키버튼 선택 명령을 생성할 수 있다. 여기에서는 숫자 '6'을 입력하기 위한 키버튼 선택 명령의 생성을 예로 들어 설명하였으나, 메뉴, 통화 등의 기능을 입력하기 위한 키버튼 선택 명령의 생성의 경우에도 동일 및/또는 유사한 방법에 의할 수 있음은 당업자에 있어서 자명하다.
포인터 이동 제어 장치가 구비된 이동 통신 단말기의 전반적인 동작을 제어하는 메인 제어부(도시되지 않음)는 키입력부(997)로부터 키버튼 선택 명령을 전송받으면 이에 상응하는 동작을 수행하도록 제어한다. 즉, 상술한 예에서는 숫자 '6' 을 입력시키고 이를 디스플레이부(도시되지 않음)에 표시한다.
도 11은 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서의 키버튼 선택 명령 생성 방법에 관한 순서도이다.
단계 S310 내지 단계 S380은 도 3을 참조하여 상술한 포인터 이동 제어 방법과 동일 및/또는 유사한 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다
단계 S1110에서, 사용자의 키입력이 감지되면, 즉 사용자의 선택에 의하여 키입력부(997)가 동작되면 키입력부(997)는 사용자의 선택에 상응하는 키버튼 선택 명령을 생성하여 출력한다(단계 S1120). 이때, 사용자의 키입력 감지는 키입력부(997) 및/또는 포인터 이동 제어 장치(900)에서 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 키입력부(997)의 하부에 구비된 특정 지점과 키입력부(997)가 접촉되면 사용자의 키입력을 감지한 것으로 판단할 수 있다.
출력된 키입력 선택 명령은 메인 제어부(도시되지 않음)가 수신하여 상응하는 동작을 수행하도록 포인터 이동 제어 장치(900)를 포함하는 전자기기(100)를 제어할 수 있다.
상술한 단계 S310 내지 단계 S1120은 포인터 이동 제어 장치 종료 명령이 수신될 때까지 반복 수행될 수 있으며, 포인터 이동 제어 장치 종료 명령이 수신되면 키버튼 선택 명령 생성 방법의 수행은 종료된다(단계 S1130). 이때 포인터 이동 제어 장치 종료 명령은 사용자의 종료 기능 선택에 상응하여 키입력부(997)에서 생성되어 출력된 신호일 수 있다.
여기에서는 도 3을 함께 참조하여 도 3의 단계 S310 내지 단계 S380과 동일 및/또는 유사한 단계를 가정하고 전자기기에서의 키버튼 선택 명령 생성 방법에 대하여 설명하였으나, 상술한 단계 S810 내지 단계 S870의 단계를 거친 후에 단계 S1110을 수행하여도 동일 또는 유사한 결과를 얻을 수 있음은 자명하다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 포인터 이동 제어 방법은 기록매체에 저장된 후 소정의 장치, 예를 들면, 이동 통신 단말기와 결합하여 수행될 수 있다. 여기서, 기록매체는 비디오 테이프, CD, VCD, DVD와 같은 자기 또는 광 기록매체이거나 또는 오프라인 또는 온라인 상에 구축된 클라이언트 또는 서버 컴퓨터의 데이터베이스일 수도 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 피사체 주위의 명도에 관계없이 피사체의 움직임을 추출하여 디스플레이 상의 포인터를 제어할 수 있는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 피사체의 움직임을 추출하기 위해 피사체를 조명할 별도의 광원이 필요하지 않은 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 피사체의 움직임을 추출하기 위해 복수의 영상 프레임이 필요없는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공 할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 카메라 촬상장치를 이용하여 디스플레이 상의 포인터를 제어할 수 있는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공 할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 기존의 키패드의 일부를 생략할 수 있음으로써 전자 장치의 공간적인 활용도를 높일 수 있고, 전자 장치의 소형화가 가능한 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공 할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 전자장치 제조시 제조 공정이 간단해지고 그 제조 단가를 줄일 수 있는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공 할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 구비된 카메라를 범용적으로 이용할 수 있도록 하여 부품 활용도를 극대화할 수 있는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기를 제공 할 수 있는 효과도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명 및 그 균등물의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (23)

  1. 피사체의 움직임에 따라 디스플레이의 포인터의 이동을 제어하는 포인터 이동 제어 장치 및 키입력부를 포함하는 전자기기에 있어서,
    상기 포인터 이동 제어 장치는
    상기 피사체를 촬상하여 제1 영상 데이터를 생성하는 촬상부;
    상기 촬상부에서 촬상한 상기 제1 영상 데이터의 선명도를 조절하여 제2 영상 데이터를 생성하는 선명도 조절부;
    상기 제1 영상 데이터의 휘도값과 상기 제2 영상 데이터의 휘도값의 차분 값을 생성하여 상기 피사체의 일단에 상응하는 소정의 외곽선을 추출하는 외곽선 추출부; 및
    상기 소정의 외곽선 내에 포함되는 특정 위치에 상응하는 좌표에 상기 디스플레이의 포인터를 위치시키는 포인터 위치 설정부를 포함하고,
    상기 키입력부는 사용자의 키입력에 상응하는 키버튼 선택 명령을 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기는 메인 제어부를 더 포함하고, 상기 키입력부는 상기 포인터 이동 제어 장치의 하부에 위치하되,
    상기 키입력부는 상기 키버튼 선택 명령을 생성하여 상기 메인 제어부로 출 력하고,
    상기 메인 제어부는 상기 키버튼 선택 명령에 상응하는 기능을 수행하도록 상기 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외곽선 추출부에서 추출한 소정의 외곽선에 대해 감마 보정하는 감마 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 외곽선 추출부는 휘도값이 기준 휘도값 보다 큰 차분 값을 추출하여 상기 피사체의 일단에 상응하는 소정의 외곽선을 추출하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선명도 조절부는 상기 제1 영상 데이터의 픽셀의 색상 대비, 명도 대비 및 채도 대비 중 어느 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 제1 영상 데이터의 선명도를 조절하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 외곽선 내에 포함되는 특정 위치에 상응하는 좌표를 구하는 중심 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제6항에 있어서,
    상기 외곽선 내에 포함되는 특정 위치는 상기 외곽선의 무게 중심인 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제7항에 있어서,
    상기 외곽선의 무게 중심은 하기 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
    Figure 112006077462668-pat00037
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제7항에 있어서,
    상기 외곽선의 무게 중심은 하기 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
    Figure 112006077462668-pat00040
    여기서,
    Figure 112006077462668-pat00041
    은 무게 중심, n은 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 개수,
    Figure 112006077462668-pat00042
    는 상기 외곽선을 나타내는 픽셀의 좌표값임.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 소정의 외곽선은 곡선형이며, 상기 특정 위치에 상응하는 좌표값은 상기 곡선형의 외곽선에 의해서 결정되는 중심점의 좌표값인 것을 특징으로 하는 포 인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항에 있어서,
    상기 중심점의 좌표값은 상기 곡선형의 외곽선을 나타내는 각 픽셀의 거리가 가장 큰 두 픽셀의 중간값인 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 피사체는 상기 촬상부와 비접촉되는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 촬상부의 주변에 마련되며, 상기 피사체에 광을 조사하는 광원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 광원부에서 조사되는 광은 적외선인 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 광원에서 조사되는 적외선만을 통과시키는 적외선 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  16. 피사체의 움직임에 따라 디스플레이의 포인터의 이동을 제어하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서 키버튼 선택 명령을 생성하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 전자기기의 촬상부가 상기 피사체를 촬상하여 제1 영상 데이터를 생성하는 단계;
    (b) 상기 전자기기의 선명도 조절부가 상기 제1 영상 데이터의 선명도를 조절하여 제2 영상 데이터를 생성하는 단계;
    (c) 상기 전자기기의 외곽선 추출부가 상기 제1 영상 데이터의 휘도값과 상기 제2 영상 데이터의 휘도값의 차분 값을 생성하여 상기 피사체의 일단에 상응하는 소정의 외곽선을 추출하는 단계;
    (d) 상기 전자기기의 위치 설정부가 상기 소정의 외곽선 내에 포함되는 특정 위치에 상응하는 좌표에 상기 디스플레이의 포인터를 위치시키는 단계; 및
    (e) 상기 전자기기의 키입력부가 사용자의 키입력에 상응하는 키버튼 선택 명령을 생성하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서의 키버튼 선택 명령 생성 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 단계 (e)는
    상기 포인터 이동 제어 장치의 하부에 구비된 키입력부가 수행하되,
    사용자의 키입력에 상응하는 키버튼 선택 명령을 생성하여 메인 제어부로 출력하는 단계; 및
    상기 메인 제어부는 상기 키버튼 선택 명령에 상응하는 기능을 수행하도록 상기 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기의 동작을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서의 키버튼 선택 명령 생성 방법.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제16항에 있어서,
    상기 단계 (c)는
    상기 차분 값을 감마 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서의 키버튼 선택 명령 생성 방법.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제16항 또는 제18항에 있어서,
    휘도값이 기준 휘도값 보다 큰 차분 값을 추출하여 상기 피사체의 일단에 상응하는 소정의 외곽선을 추출하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서의 키버튼 선택 명령 생성 방법.
  20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제16항에 있어서,
    상기 단계 (b)에서,
    상기 피사체의 이미지의 픽셀의 색상 대비, 명도 대비 및 채도 대비 중 어느 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 제1 영상 데이터의 선명도를 조절하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서의 키버튼 선택 명령 생성 방법.
  21. 피사체의 움직임에 따라 디스플레이의 포인터의 이동을 제어하는 포인터 이동 제어 장치 및 키입력부를 포함하는 전자기기에 있어서,
    상기 포인터 이동 제어 장치는
    미리 설정된 시간을 간격으로 점등되는 광원부;
    상기 광원부가 활성화된 상태에서 상기 피사체를 촬상하여 제1 영상 데이터를 생성하고, 상기 광원부가 불활성화된 상태에서 상기 피사체를 촬상하여 제2 영상 데이터를 생성하는 이미지 센서부;
    상기 제1 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터를 비교하여 상기 제1 영상 데이터의 휘도값과 동일한 영역의 상기 제2 영상 데이터의 휘도값의 차이를 포함하는 부분의 영상 데이터를 제3 영상 데이터로 생성하는 피사체 추출부;
    상기 제3 영상 데이터를 분석하여 촬상된 상기 피사체의 중심점을 산출하는 중심점 판단부; 및
    상기 중심점에 상응하는 좌표에 상기 디스플레이의 포인터를 위치시키는 포인터 위치 설정부를 포함하고,
    상기 키입력부는 사용자의 키입력에 상응하는 키버튼 선택 명령을 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기는 메인 제어부를 더 포함하고, 상기 키입력부는 상기 포인터 이동 제어 장치의 하부에 위치하되,
    상기 키입력부는 상기 키버튼 선택 명령을 생성하여 상기 메인 제어부로 출력하고,
    상기 메인 제어부는 상기 키버튼 선택 명령에 상응하는 기능을 수행하도록 상기 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기.
  23. 피사체의 움직임에 따라 디스플레이의 포인터의 이동을 제어하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서 키버튼 선택 명령을 생성하는 방법에 있어서,
    (a) 광원부가 활성화된 상태에서 상기 피사체를 촬상하여 제1 영상 데이터를 생성하는 단계;
    (b) 상기 광원부가 비 활성화된 상태에서 상기 피사체를 촬상하여 제2 영상 데이터를 생성하는 단계;
    (c) 상기 제1 영상 데이터와 상기 제2 영상 데이터를 비교하여 상기 제1 영상 데이터의 휘도값과 동일한 영역의 상기 제2 영상 데이터의 휘도값의 차이를 포함하는 부분의 영상 데이터를 제3 영상 데이터로 생성하는 단계;
    (d) 상기 제3 영상 데이터를 분석하여 촬상된 상기 피사체의 중심점을 산출하는 단계;
    (e) 상기 중심점에 상응하는 좌표에 상기 디스플레이의 포인터를 위치시키는 단계; 및
    (f) 사용자의 키입력이 감지되면 이에 상응하는 키버튼 선택 명령을 생성하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포인터 이동 제어 장치를 포함하는 전자기기에서의 키버튼 선택 명령 생성 방법.
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