KR101087998B1 - 포인팅 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 포인팅 제어 장치는, 화면(display)에 영상을 표시하는 표시 장치부(110); 상기 표시 장치부(110)와 신호를 송수신 하고, 상기 화면을 촬영할 수 있는 영상 촬영부(120); 상기 영상 촬영부(120)에서 촬영한 이미지를 수신 받아 이미지 처리를 수행하는 영상 처리부(130); 및 상기 이미지 처리된 영상으로부터 상기 화면상의 포인터의 위치좌표를 산출하는 포인터 위치 산출부(140)를 제공 함에 기술적 특징을 갖는다.
본 발명의 포인팅 제어 장치는 사용자가 직접 표시 장치부의 화면 가까이에서 화면 상태를 변경하는 불편함 없이 신속하게 표시 장치부의 화면 상태를 원격 제어 및 원격 포인팅 할 수 있는 장점이 있다.

Description

포인팅 제어 장치 및 제어 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POINTING CONTROL}
본 발명은 포인팅 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카메라를 부착한 원격제어 장치를 구비하여 표시 장치부를 원격 제어할 뿐 아니라, 카메라를 통해 화면의 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지에 대한 변위 벡터량을 산출하여 화면의 포인터를 원격으로 제어할 수 있는 포인팅 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
최근 인터넷 기술의 발달로 인해 컴퓨터에서 일반적으로 사용하는 기능을 텔레비전, 셋탑 박스, 디스플레이, 게임기 등의 기기에 접목하려는 시도가 활발히 진행되고 있다.
이를 테면, 일정 거리를 두고 텔레비전을 시청하는 시청자가 스크린 조작을 편리하게 수행하도록 하기 위해 텔레비전 화면상에서 커서(cursor)의 움직임을 통해텔레비전 모니터와 상호작용이 가능케 하는 기술이 요청되었다.
이를 위해 종래에는 사용자가 텔레비전 화면상의 메뉴들을 선택할 수 있는 터치 스크린(touch screen) 방식의 기술이 제안되었으나, 사용자가 스크린에 가까이 가서 스크린을 직접 접촉해야 하는 불편이 있었다.
포인팅(pointing) 장치는 컴퓨터 입력수단의 하나로서 그래픽 이용자 인터페이스(GUI) 환경에서 입력수단으로 사용되는 마우스와 같이 컴퓨터 모니터의 화면상에서 포인터(pointer)를 움직이면서 포인터의 위치를 선택함으로써 그에 해당하는 선택메뉴를 입력할 수 있는 장치를 총칭한다.
한편 종래 기술은 화면상의 포인터의 위치 제어를 구현하기 위해 포인팅 제어 장치를 개발하기 위한 시도가 있었다.
하지만, 종래 기술은 TV, 프로젝터(projector) 등의 기기가 컴퓨터와 통합된 형태를 갖는 경우 사용자가 상당히 먼 거리와 넓은 방위를 갖는 위치에 있더라도 이에 구애됨이 없이 원격에서 작동할 수 있는 마우스 기능을 갖는 리모콘(remote control)을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 표시 장치부의 화면 상태에 대하여 원격제어 및 원격 포인팅 기능을 동시에 수행할 수 있는 포인팅 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 포인팅 제어 장치는, 화면(display)에 영상을 표시하는 표시 장치부(110); 상기 표시 장치부(110)와 신호를 송수신 하고, 상기 화면을 촬영할 수 있는 영상 촬영부(120); 상기 영상 촬영부(120)에서 촬영한 이미지를 수신 받아 이미지 처리를 수행하는 영상 처리부(130); 및 상기 이미지 처리된 영상으로부터 상기 화면상의 포인터의 위치좌표를 산출하는 포인터 위치 산출부(140)를 제공한다.
또한 상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 포인팅 제어 방법은,
(a) 영상 촬영부(120)에 의해 표시 장치부(110)의 화면을 촬영하는 단계; (b) 상기 촬영된 이미지를 영상 처리부(130)에서 수신 받아 이미지를 보정하는 단계; (c) 포인터 위치 산출부(140)에 의해 상기 보정된 이미지를 사용하여 컬러패턴의 중심점이 이동된 변위량을 산출하는 단계; (d) 산출된 변위량에 대한 데이터를 본체의 제어부에 송신하는 단계; 및 (e) 상기 본체의 제어부에 의해 수신된 상기 변위량에 대한 데이터 정보에 따라 화면상의 포인터의 위치를 제어하는 단계를 제공한다.
본 발명은 사용자가 직접 표시 장치부의 화면 가까이에서 화면 상태를 변경하는 불편함 없이 신속하게 표시 장치부의 화면 상태를 원격 제어 및 원격 포인팅 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 카메라를 구비한 원격제어 장치에 의한 포인팅 제어 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 사용된 표시 장치부의 구조를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 사용된 영상 촬영부의 구조를 도시한 것이다.
도 4a는 본 발명의 컬러패턴을 이용하여 포인터의 변위량을 산출하는 과정을 도시한 것이다.
도 4b는 본 발명의 컬러패턴을 이용하여 얻은 포인터의 변위량을 평면 좌표계로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 카메라를 구비한 원격제어 장치에 의한 포인팅 제어 방법을 순서도로 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 카메라를 구비한 원격제어 장치에 의한 포인팅 제어 장치를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 카메라를 구비한 원격제어 장치에 의한 포인팅 제어 장치(100)는 표시 장치부(110), 영상 촬영부(120), 영상 처리부(130) 및 포인터 위치 산출부(140)를 포함한다.
이하 도2 내지 도3을 참조하여 본 발명의 포인팅 제어 장치(100)를 구성하는 상기 각각의 구성을 설명한다.
도 2는 본 발명에 사용된 표시 장치부의 구조를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 표시 장치부(110)는 화면(display)에 영상을 표시하는 장치로서 컴퓨터의 모니터 뿐 아니라 프로젝터, TV, 비디오 등의 화면(display)을 사용할 수 있다.
본 발명의 표시 장치부(110)는 적외선 수신부(Infrared receiver, 111) 및 화면의 사각 테두리에 형성된 제1 내지 제4의 컬러패턴(113, 114, 115, 116)을 구비한다.
적외선 수신부(111)는 화면(display)의 아랫부분에 위치하며, 리모콘(remote control)을 이용한 원격제어 장치에서 발송된 적외선 신호를 수신하는 기능을 수행한다.
제1 내지 제4의 컬러패턴(113, 114, 115, 116)은 각각 화면의 상하좌우에 대칭의 형상으로 형성하며, 촬영된 이미지 영상이 기준 중심으로부터 얼마나 변위(displacement) 되었는지를 판단하기 위해 사용된다.
본 발명에서 컬러패턴은 기역자(ㄱ) 형상에 대해 실시하였지만, 이에 한정되지 아니하고 사각형 등 다양한 형태를 변형실시 할 수 있음은 당연하며, 촬영된 영상으로부터 기준 중심점의 이탈된 변위를 용이하게 처리하기 위해 흑백의 패턴보다는 색깔(color)을 갖는 패턴을 사용한다.
또한 본 발명은 화면의 주변 경계에 어떤 모양을 형성하지 않고, 화면 자체 이를 테면, 화면의 네 모서리의 꼭지점을 이용하여 패턴 인식하고, 인식된 패턴을 통해 상대적인 위치 계산을 하도록 실시할 수 있음은 당연하다.
도 3은 본 발명에 사용된 영상 촬영부의 구조를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 사용된 영상 촬영부(120)는 원격제어장치(120a)에 카메라(120b)를 부착한 구조를 가지므로 표시장치의 화면을 촬영할 수 있고, 촬영된 이미지를 원격으로 송신할 수 있다.
카메라(120b)는 CMOS(Complimentary Metal-Oxide Semiconductors) 또는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서를 구비한 디지털 카메라를 사용하며, 표시 장치부(110)의 제1 내지 제4의 컬러패턴(113, 114, 115, 116)이 포함된 화면(display)을 촬영하고, 촬영된 영상을 영상처리부(130)에게 송신 한다.
원격제어장치(120a)는 TV, 비디오 등에 사용되는 리모콘(remote controller) 처럼 적외선 LED(121)를 구비하여 적외선 신호를 표시 장치부(110)에게 송신하며, 다수의 제어 버튼을 포함하는 제어 버튼부(123)를 구비하여 표시장치부(110)에 표시되는 화면의 상태를 제어한다.
영상 처리부(130)는 영상 촬영부(120)에서 촬영한 이미지를 수신 받아 이미지 처리 기법을 사용하여 목표물의 외형적 상태, 변위, 색, 크기 등의 유효한 영상정보를 추출해 내는 이미지 보정을 행한다.
본 발명의 이미지 보정 방법은 각각의 화소에 대하여 히스토그램(histogram)을 생성하고 생성된 히스토그램(histogram) 분포를 이용하여 이진 영상을 처리하는 히스토그램(histogram) 기법을 사용하였지만, 이에 한정되지 아니하고 다양한 기법을 사용할 수 있음은 당연하다.
포인터 위치 산출부(140)는 영상 처리부(130)에서 보정한 이미지를 수신하여 표시장치의 포인터 위치를 산출하는 기능을 수행하는데, 하기 도 4a, 도 4b를 참조하여 상세히 설명한다.
도 4a는 본 발명의 컬러패턴을 이용하여 포인터의 변위량을 산출하는 과정을 도시한 것이다.
도 4a를 참조하면, 제1 중심(C)은 제1 내지 제4의 컬러패턴(113, 114, 115, 116)이 형성하는 사각형에서의 기준 중심점을 나타낸 것이며, 제2 중심(C')은 영상 촬영부(120)에서 화면까지의 거리 및 촬영 당시 영상 촬영부(120)의 위치 변동으로 인해 변위된 이미지의 중심점을 나타낸 것이다.
도 4b는 본 발명의 컬러패턴을 이용하여 얻은 포인터의 변위량을 평면 좌표계로 도시한 것이다.
도 4b를 참조하면, 2차원 평면 좌표의 중심(O)을 기준으로 제1 중심(C)에서 제2 중심(C')으로 이탈된 변위 벡터(D)는 아래의 [수학식1]로 표기 된다.
[수학식1]
D = OC' - OC
도 5는 본 발명의 카메라를 구비한 원격제어 장치에 의한 포인팅 제어 방법을 순서도로 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 카메라를 구비한 원격제어 장치에 의한 포인팅 제어 방법은 하기의 제1단계(S10) 내지 제5단계(S50)를 수행한다.
제1단계(S10)는 영상 촬영부(120)에 의해 표시 장치부(110)의 화면을 촬영하는 단계를 수행한다.
즉, 영상 촬영부(120)에 부착된 카메라(120b)를 사용하여 표시 장치부(110)의 제1 내지 제4의 컬러패턴(113, 114, 115, 116)이 포함된 화면(display)을 촬영한다.
제2단계(S20)는 촬영된 이미지를 영상 처리부(130)에서 수신 받아 이미지를 보정하는 단계를 갖는다.
즉, 영상 처리부(130)는 영상 촬영부(120)에서 촬영한 표시 장치부(110)의 화면에 대한 이미지를 통상의 히스토그램(histogram) 기법 등의 이미지 처리 기법을 사용하여 이미지 보정을 행한다.
제3단계(S30)는 포인터 위치 산출부(140)에 의해 상기 보정된 이미지를 사용하여 컬러패턴의 중심점이 이동된 변위량을 산출한다.
즉, 제1 내지 제4의 컬러패턴(113, 114, 115, 116)에 대하여 변위 이탈이 없는 상태에서 촬영한 기준 이미지에 대한 제1 중심(C) 및 영상 촬영부(120)에서 화면까지의 거리 및 촬영 당시 영상 촬영부(120)의 위치 변동으로 인해 변위된 이미지에 대한 제2 중심(C')에 대한 위치좌표를 이용하여 제1 중심(C)과 제2 중심(C') 사이의 변위량을 계산한다.
제4단계(S40)는 산출된 변위량에 대한 데이터를 본체의 제어부에 송신한다.
즉, 원격제어장치(120a)는 저렴한 가격의 적외선 LED(121) 또는 고속전송, 동영상 전송을 위한 Bluetooth, IEEE802.11g를 구비하여 상기 제3단계(S30)에서 산출된 변위량에 대한 데이터를 본체의 제어부에 송신한다.
본체의 제어부는 이를 테면 컴퓨터에서 제어기능을 수행하는 마이크로 프로세서(Mircoprocessor)를 사용한다.
제5단계(S50)는 본체의 제어부에 의해 수신된 변위량에 대한 데이터 정보에 따라 화면상의 포인터의 위치를 제어한다.
포인터의 위치 제어는 상기 포인터의 이동 및 프로그램 항목을 선택하기 위한 상기 포인터를 클릭(click) 하는 동작이 포함된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
표시 장치부(110)
영상 촬영부(120)
영상 처리부(130)
포인터 위치 산출부(140)

Claims (15)

  1. 화면에 영상을 표시하는 표시 장치부;
    상기 표시 장치부와 신호를 송수신하고, 상기 화면을 촬영할 수 있는 영상 촬영부;
    상기 영상 촬영부에서 촬영한 이미지를 수신 받아 이미지 처리를 수행하는 영상 처리부; 및
    상기 이미지 처리된 영상으로부터 상기 화면상의 포인터(pointer)의 위치좌표를 산출하는 포인터 위치 산출부를 구비하되,
    상기 표시 장치부는,
    외부에서 발송된 적외선 신호를 수신하는 적외선 수신부(Infrared receiver) 및 상기 촬영된 이미지가 기준 중심으로부터 변위된 정도를 판단하기 위한 복수의 컬러패턴을 구비하며,
    상기 복수의 컬러패턴은,
    상기 화면의 사각 테두리에 기역자(ㄱ) 형상으로 각각 형성된 것을 특징으로 하는 포인팅 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 영상 촬영부는,
    카메라가 부착된 원격제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 포인팅 제어 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 카메라는,
    CMOS(Complimentary Metal-Oxide Semiconductors) 또는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서를 포함하는 디지털 카메라인 것을 특징으로 하는 포인팅 제어 장치.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 원격제어장치는,
    상기 표시 장치부와 신호를 송수신하기 위한 적외선 LED 및 상기 화면의 상태를 제어하기 위한 복수의 제어 버튼을 포함하는 제어 버튼부를 구비하는 것을 특징으로 하는 포인팅 제어 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 영상 처리부는,
    상기 이미지를 히스토그램(histogram) 기법을 사용하여 이미지 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 포인팅 제어 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 포인터 위치 산출부는,
    상기 화면의 사각 테두리에 각각 형성된 제1 내지 제4의 컬러패턴의 기준 중심점인 제1 중심 및 상기 영상 촬영부에서 화면까지의 거리와 촬영 당시 상기 영상 촬영부의 위치 변동으로 인해 변위된 이미지의 중심점인 제2 중심에 대한 위치좌표를 이용하여 상기 제1 중심과 상기 제2 중심 사이의 변위량을 계산하는 것을 특징으로 하는 포인팅 제어 장치.
  10. (a) 영상 촬영부에 의해 표시 장치부의 화면을 촬영하는 단계;
    (b) 상기 촬영된 이미지를 영상 처리부에서 수신 받아 히스토그램 기법을 사용하여 이미지를 보정하는 단계;
    (c) 포인터 위치 산출부에 의해 상기 보정된 이미지를 사용하여 기역자(ㄱ) 형상으로 상기 화면의 사각 테두리에 각각 형성된 컬러패턴의 중심점이 이동된 변위량을 산출하는 단계;
    (d) 산출된 변위량에 대한 데이터를 본체의 제어부에 송신하는 단계; 및
    (e) 상기 본체의 제어부에 의해 수신된 상기 변위량에 대한 데이터 정보에 따라 화면상의 포인터의 위치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 제어 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 10항에 있어서, 상기 (d) 단계의 본체의 제어부와의 송신은,
    원격제어장치에 적외선 LED, Bluetooth 또는 IEEE802.11g를 구비하여 원격 무선 송신을 통해 구현되는 것을 특징으로 하는 포인팅 제어 방법.
  14. 제 10항에 있어서, 상기(d) 단계의 본체의 제어부는,
    컴퓨터에서 제어기능을 수행하는 마이크로 프로세서(Mirco processor)를 사용하는 것을 특징으로 하는 포인팅 제어 방법.
  15. 제 10항에 있어서, 상기 (e) 단계의 포인터의 위치 제어는,
    상기 포인터의 이동 및 프로그램 항목을 선택하기 위한 상기 포인터를 클릭(click) 하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 제어 방법.
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