KR20050003155A - 사용자와 디스플레이 시스템의 인터페이스 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자와 디스플레이 시스템의 인터페이스 장치에 관한 것으로, 근래에 들어 디지탈 방송의 개발과 더불어 컨텐츠의 다양화가 예상됨에도 불구하고, 디스플레이 시스템과 사용자와의 인터페이스 수단의 개발미비에 의해 개발되는 컨텐츠를 충분히 반영시키기 어렵다는 문제점이 발생되었다.

이에 본 발명은 입력신호가 요구되는 스크린이 투영될 경우, 스크린으로의 신체 손가락 터치나 광포인터 등의 포인트를 감지하여 입력신호를 획득하도록 하는 사용자와 디스플레이 시스템의 인터페이스 장치 및 방법을 제공한 것으로, 별도의 카메라를 통해 스크린을 감시하고, 입력신호가 요구되는 스크린이 투영되고 신체 또는 광포인터 등의 이종화면이 발생할 경우 이를 신호로 변환시킴과 동시에 그 포인트를 추적하여 입력신호를 획득하여 송출하도록 한 것이다.

Description

사용자와 디스플레이 시스템의 인터페이스 장치 및 그 방법{Interface Apparatus and Interface Method between User and Display System}

본 발명은 사용자와 디스플레이 시스템의 인터페이스 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력신호가 요구되는 스크린이 투영될 경우, 스크린으로의 신체 손가락 터치나 광포인터 등의 포인터를 감지하여 입력신호를 획득하도록 하는 사용자와 디스플레이 시스템의 인터페이스 장치 및 방법에 관한 것이다.

근래에 들어 디스플레이 장치는 더욱 복잡한 기능이 추가되고 있는 추세이다.

예를들어, 텔레비젼에는 사용자가 이용가능한 많은 기능이 부가되고 있다.

이런 기능은 스테레오 음성 신호의 루팅 및 처리, 동일화면 일부에서 타채널 영상을 출력하는 온스크린 기능 등 각종 영상 소스의 선택, 더욱 발전되어 텔레비젼에 양방향 통신기능이 추가되고 있는 것이다.

예를 들어, 인터넷 기능이 부가된 텔레비젼이나 양방향 통신을 통한 게임이나 방송참여가 그것이며, 디지털 텔레비젼의 개발에 따른 다양한 신호체계처리와 이에 따른 다양한 컨텐츠의 제공이 예상된다.

한편, 현재 영상매체 산업 중 텔리비젼의 경우 고화질급의 디지털 텔레비젼이 성장되고 있으며, 화면크기의 경우 20~60인치 이하의 텔레비젼이 주를 이루고 있지만 이후에는 100인치 이상의 홈씨어터용 텔레비젼으로 프로젝션 텔레비젼이나 외장형의 빔프로젝터 또는 PDP 텔레비젼 등이 주를 이룰 것으로 예상된다.

이러한 가운데 영상매체와 사용자간의 인터페이스 방법을 분석해보면 디지털텔레비젼과의 인터페이스는 모드 리모콘과 텔레비전에 내장된 버튼이외에는 특별한 수단이 없다.

즉, 디지털 텔레비젼을 활용한 다양한 컨텐츠에 대한 연구는 활발히 진행되고 있으나 이러한 컨텐츠를 수행하기 위한 텔레비젼과의 인터페이스 방법이나 장치의 개발이 미흡한 것이다.

이러한 텔레비젼의 조작을 위한 원격제어 유니트상에서 스위치 수를 최소화하는 일반적인 방식으로는 소위 메뉴라 불리우는 입력수단으로, 비교적 넓은 평면을 제공하는 스크린상에 디지털 입력버튼을 출력시키고, 이 입력버튼을 조작하여 컨텐츠에 따른 텔레비젼의 기능을 제어할 수 있게 하는 것이다.

이러한 입력버튼은 리모콘으로는 제어하기 곤란하며, 입력버튼을 제어하기 위한 입력수단으로 일반적인 것은 윈도우 방식에 널리 사용되는 마우스를 둘 수 있다.

그러나, 마우스의 경우 그 장치를 이송시키기 위한 플랫면이 제공되어야 하므로, 그 사용의 불편함이 예상된다.

따라서, 본 발명과 관련될 수 있는 것으로는 터치스크린을 이용한 텔레비젼의 디스플레이 시스템을 둘 수 있다.

터치판넬을 장착한 스크린에 미리 나타낸 문자나 그림 정보를 손으로 접촉하면, 접촉한 화면의 위치에 따라 사용자가 선택한 사항이 무엇인지를 파악하고 이에 대응하는 명령을 처리하도록 하여, 사용자와 텔레비젼의 신호체계를 간편히 할 수 있는 것으로, 터치스크린은 크게 해당부분에 입력되는 압력을 이용하는 것과 정전기를 이용하는 것을 구분된다.

그러나, 터치스크린을 이용한 것은 스크린상에 특정 위치와의 접촉이 있어야 하는 점과 형상 및 색을 구별하여 입력을 받지 못하는 단점을 가지고 있다.

특히, 프로젝션 텔레비젼으로의 적용이 불편하여 외장형 빔프로젝터의 경우 롤스크린을 이용하게 되는데 이러한 롤스크린에 터치스크린을 적용시키기 실질적으로 곤란하다.

여기서, 롤스크린은 권취장치에 스크린을 권취시킨 상태로 수납시키고, 사용시 스크린을 인출하도록 되어진 것을 의미한다.

또한, 터치스크린은 입력을 받아들이는 모든 포인에 패터닝을 하여야 하는 것으로 게임과 같이 포인트가 이동되는 경우 이를 적용시키기 곤란하며, 이것은 예를 들어, 점수 포인트의 대상물인 도형이 고정된 것이 아니라, 움직이는 도형일 수가 있는데 그 도형과 일대일 대응되는 포인트가 이동되기 때문이며, 빔프로젝트인 경우에는 더욱 곤란해 지는 것이다.

더욱이, 스크린과 접촉될 필요가 불편한 상황에서 텔레비젼과의 인터페이스를 위하여 스크린을 접촉하여야 하는 문제점이 발생될 수 있으며, 이것은 차라리 리모콘 방식보다 불편하게 될 수 있는 것이다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 입력신호가 요구되는 스크린이 투영될 경우, 스크린으로의 신체 손가락 터치나 광포인터 등의 포인터를 감지하여 입력신호를 획득하도록 하는 사용자와 디스플레이 시스템의 인터페이스 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

이를 위한 본 발명은 별도의 카메라를 통해 스크린을 감시하고, 입력신호가 요구되는 스크린이 투영되고 신체 또는 광포인터 등의 이종화면이 발생할 경우 이를 신호로 변환시킴과 동시에 그 포인트를 추적하여 입력신호를 획득하여 송출하도록 한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 사용자와 디스플레이 시스템으로서 텔레비젼과의 인터페이스 방법을 나타낸 흐름도,

도 2 는 본 발명에 따른 사용자와 디스플레이 시스템으로서 텔레비젼과의 인터페이스 시스템을 나타낸 개념도,

도 3 은 스크린에서 입력신호 이미지의 포인트 추적을 나타낸 개념도,

도 4 는 입력수단으로서 프로젝션 텔레비젼에 내장된 카메라를 나타낸 개념도,

도 5 는 입력수단으로서 빔 프로젝터에 배치되는 카메라를 나타낸 개념도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 - 스크린, 12 - 카메라,

14 - 이미지 획득모듈, 16 - 신호처리 모듈,

18 - 입력포인트 추출모듈, 20 - 입력신호 송출모듈,

22 - 텔레비젼,

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

예시도면 도 1 은 본 발명에 따른 사용자와 디스플레이 시스템 인터페이스 방법을 나타낸 흐름도이고, 예시도면 도 2 는 본 발명에 따른 사용자와 디스플레이 시스템의 인터페이스 장치를 나타낸 개념도이다.

또한, 예시도면 도 3 은 스크린에서 입력신호 이미지의 포인트 추적을 나타낸 개념도이고, 예시도면 도 4 는 입력수단으로서 프로젝션 디스플레이 시스템에 내장된 카메라를 나타낸 개념도이며, 예시도면 도 5 는 입력수단으로서 빔 프로젝터에 배치되는 카메라를 나타낸 개념도이다.

본 발명은 입력신호가 요구되는 상태에서 감시수단으로서 별도의 카메라를 통해 입력신호를 위한 이미지로서 투영화면과 구별되는 피사체인 이종화면을 획득하는 이미지 획득단계(S1):

상기 이미지 획득단계에 이종화면이 감지되는 경우, 디지털 신호변환을 통해 화면내에서 입력신호이미지의 포인트를 추적하는 입력신호 포인트 추적단계(S2):

상기 입력신호 포인트 추적단계에서 결정된 포인트로부터 입력신호를 생성하고 생성된 입력신호를 송출하는 입력신호 송출단계(S3)로 이루어진 사용자와 디스플레이 시스템 간의 인터페이스 방법이다.

여기서, 포인트 추적단계(S2)는 이종화면에서 가장 면적이 작고 최외측에 위치된 대상을 인식하는 포인트 이미지 검출단계(S2-1)와 포인트 이미지가 결정된 다음, 전체화면을 4분할하여 포인트 이미지가 위치된 하나의 구역을 추적하고, 이 하나의 구역을 다시 4분할 하여 포인트 이미지가 위치된 하나의 구역을 추적하는 방식을 반복하여 화면상 포인트 이미지의 위치를 감지하는 입력포인트 감지단계(S2-2)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이를 위한 본 발명은 사용자와 디스플레이 시스템의 인터페이스 장치를 제공하며, 본 발명은 스크린(10)에서 투영화면과 구별되는 피사체를 감시하는 입력수단으로서 카메라(12)와: 제어수단으로서 스크린으로부터 입력신호가 요구되는 경우피사체의 이미지를 추출하는 이미지 획득모듈(14)과 이 회득된 이미지를 디지탈 신호로 변환시키는 신호처리 모듈(16)과 신호처리 모듈(16)에서의 신호로부터 특정된 포인트로 입력포인트를 추출하는 입력포인트 추출모듈(18)과 이 입력포인트 추출모듈(18)로부터 획득된 입력신호를 송출하는 입력신호 송출모듈(20)로 이루어진 것이다.

상술된 바와 같이 본 발명은 스크린(10)에 입력신호를 요구하는 화면이 투영될 경우 스크린(10)의 직접조작을 통행 입력신호를 입력하는 사용자와 텔레비젼(22)의 인터페이스 방법 및 시스템을 제공한다.

이를 위한 본 발명은 스크린(10)으로의 투영화면과 구별되는 이종화면으로서 피사체를 감시하여 피사체로부터 입력신호를 획득하도록 한 것이다.

즉, 입력수단으로 카메라(12)가 이용되어 카메라(12)는 스크린(10)에서의 이종화면을 감시하게 된다.

상기 감시를 통해 이미지 캡쳐가 항시 수행될 필요는 없으며, 이는 제공되는 스크린이 모두 입력신호를 요구하는 항시상태가 아니기 때문이다.

따라서, 텔레비젼은 본 발명의 제어수단과의 통신으로 스크린(10)에서 입력신호를 요구할 때, 카메라(12)를 통한 이미지 캡쳐를 수행하도록 함이 바람직한 것이다.

상기 스크린에서 입력신호를 요구되면 이미지 획득모듈(14)이 발동되고 카메라(12)를 통한 이종화면의 취출이 수행되면, 제어수단의 신호처리모듈(16)은 획득된 이미지를 디지털 신호로 변환시켜 이 신호에서 입력신호 포인트를 취출하게 된다.

여기서, 입력신호 포인트의 취출은 텔레비젼 수상기의 종류와 스크린 터치 조건에 의해 달라지게 된다.

즉, 도 4 와 같은 프로젝션 텔레비젼인 경우 영사기와 더불어 카메라(12) 역시 케이스에 내장되어 스크린(10) 배면을 감시하고 있다.

이러한 프로젝션 텔레비젼의 스크린에 손가락 등으로 압력을 수행하는 경우 배면의 명암의 변화나 화면왜곡이 발생되고 카메라는 이 이종화면을 입력신호이미지로 송출하게 되는 것이다.

카메라(12)는 영사기로부터 스크린으로의 투영경로에 마추어 형성된다. 즉, 영상기 투영경로의 역경로인 것이다.

따라서, 본 발명은 사용자와 디스플레이 시스템의 인터페이스 장치에 있어서, 프로젝션 텔레비젼의 경우 스크린 배면 화면이 감시되도록 프로젝션 텔레비젼에 내장된 것을 특징으로 한다.

반면, 도 5 와 같은 외장형인 빔프로젝터인 경우 롤스크린에 화면을 투영하게 되고, 카메라(12)가 화면전체를 감시할때, 사람이 다가서는 경우 최초에는 사람전체를 이미지로 인식하게 되며, 화면 투영을 방해하여 발생되는 그림자 역시 이종화면에 속하게 되어 이미지로 인식하게 된다.

이러한 외적요소에 의해 프로젝션 텔레비젼과 다른 이미지 필터링이 수행되어 한다.

이에 따라 외장형인 빔프로젝터를 위주로 설명하면, 취출된 전체이미지가 신호처리모듈(16)로 전송된 다음, 입력포인트 추출모듈(18)에 포함되는 이미지 전처리 모듈 및 신호판독모듈에 의해 포인트를 취출하게 된다.

이미지 전처리 모듈은 이미지의 노이즈를 제거하며, 해상도와 사이즈의 변환이나 포맷변환을 수행한다.

신호판독모듈은 이미지 전처리 모듈로부터 송출된 신호에 의해 입력신호 이미지를 취출하게 된다.

신호판독모듈에는 영상패턴이나 영상의 칼라에 의한 판독을 수행하여, 예를 들어 스크린에 신체에 의한 그림자가 투영될 때, 칼라 판독에 의해 이를 그림자로 인식하여 신호이미지에서 배제시키게 되며, 이 배제된 전체 이미지에서 구역 최외측의 최소면적 부위, 즉 돌출부(예를 들어 손가락)를 입력신호 이미지로서 판독하게 되는 것이다(S2-1).

또한, 스크린의 직접 터치가 발생될 경우 스크린의 화면왜곡이 발생되며, 이러한 화면왜곡을 포인트로서 보조적으로 이용이 가능하다.

따라서, 이러한 각 조건으로 부터 최종 입력신호 이미지를 취출하게 되면 정확도가 높은 입력신호 이미지의 획득이 가능한 것이다.

한편, 이러한 돌출부를 통한 스크린의 직접터치와 달리 다른 수단으로 광포인터가 이용될 수 있다.

여기서, 광포인트는 레이져 또는 LED와 같이 집중된 빛을 조사하는 포인트 기기로서, 이러한 광포인트는 스크린을 직접 터치할 필요가 없이 스크린의 일부를 지시할 수 있다.

이러한 광포인트를 이용할 경우 보다 용이한 입력신호 이미지의 취출이 용이하고, 화면을 통해 제어를 수행하는 마치 리모콘의 기능을 수행하게 된다.

다음으로, 신호 판독모듈에서는 이 입력신호 이미지의 포인트 정보를 취출하게 되며, 포인트 정보는 화면분할을 반복하여 최종 포인트를 추적하게 된다(S2-2).

즉, 전체화면이 감시되는 상태에서 화면을 4분할 하게 되면, 상기 입력신호 이미지는 분할된 하나의 화면에 속하게 되며, 이 이미지가 속한 분할화면을 다시 4분할하여 다시 어느 하나의 화면을 추적하는 단계를 반복하여 이미지 포인트를 추적하게 되는 것이다.

이미지 포인트의 취출에 의해 제어수단은 입력신호를 생성하게 되며, 별도의 제어수단을 통해 방송국을 통한 양방향 통신인 경우 그 신호를 방송국으로 송출하게 되며, 텔레비젼에 내장된 기능인 경우 텔레비젼의 제어수단으로 송출하게 되는 것이다.

상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 입력신호가 요구되는 스크린이 투영될 경우, 카메라로부터 이미지를 획득하고 이로부터 입력신호를 취출하여 송출함으로써, 다양한 컨텐츠 제공에 마추어 그 사용의 편의성이 제공되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 입력신호가 요구되는 상태에서 감시수단으로서 별도의 카메라를 통해 입력신호를 위한 이미지로서 투영화면과 구별되는 피사체인 이종화면을 획득하는 이미지 획득단계(S1):

   상기 이미지 획득단계에 이종화면이 감지되는 경우, 디지털 신호변환을 통해 화면내에서 입력신호이미지의 포인트를 추적하는 입력신호 포인트 추적단계(S2):

   상기 입력신호 포인트 추적단계에서 결정된 포인트로부터 입력신호를 생성하고 생성된 입력신호를 송출하는 입력신호 송출단계(S3)로 이루어진 사용자와 디스플레이 시스템 간의 인터페이스 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 포인트 추적단계(S2)는 이종화면에서 가장 면적이 작고 최외측에 위치된 대상을 인식하는 포인트 이미지 검출단계(S2-1)와 포인트 이미지가 결정된 다음, 전체화면을 4분할하여 포인트 이미지가 위치된 하나의 구역을 추적하고, 이 하나의 구역을 다시 4분할 하여 포인트 이미지가 위치된 하나의 구역을 추적하는 방식을 반복하여 화면상 포인트 이미지의 위치를 감지하는 입력포인트 감지단계(S2-2)로 이루어진 것을 특징으로 하는 사용자와 디스플레이 시스템의 인터페이스 방법.
3. 스크린(10)에서 투영화면과 구별되는 피사체를 감시하는 입력수단으로서 카메라(12)와: 제어수단으로서 스크린으로부터 입력신호가 요구되는 경우 피사체의 이미지를 추출하는 이미지 획득모듈(14)과 이 회득된 이미지를 디지탈 신호로 변환시키는 신호처리 모듈(16)과 신호처리 모듈(16)에서의 신호로부터 특정된 포인트로 입력포인트를 추출하는 입력포인트 추출모듈(18)과 이 입력포인트 추출모듈(18)로부터 획득된 입력신호를 송출하는 입력신호 송출모듈(20)로 이루어진 사용자와 디스플레이 시스템의 인터페이스 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 카메라(12)는 프로젝션 텔레비젼의 경우 스크린 배면이 감시되게 프로젝션 텔레비젼에 내장된 것을 특징으로 하는 사용자와 디스플레이 시스템의 인터페이스 장치.