KR20090062324A - An apparatus and method using equalization and xor comparision of images in the virtual touch screen system - Google Patents
An apparatus and method using equalization and xor comparision of images in the virtual touch screen system Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090062324A KR20090062324A KR1020070129491A KR20070129491A KR20090062324A KR 20090062324 A KR20090062324 A KR 20090062324A KR 1020070129491 A KR1020070129491 A KR 1020070129491A KR 20070129491 A KR20070129491 A KR 20070129491A KR 20090062324 A KR20090062324 A KR 20090062324A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- image
- equalization
- acquired
- output
- stored
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/017—Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
Abstract
Description
본 발명은 터치스크린 장치 없이 사용자가 영상을 터치하여 터치스크린의 효과를 수행하는 가상 터치스크린장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a virtual touch screen device and a method for performing an effect of a touch screen by a user touching an image without the touch screen device.
하드웨어적인 터치스크린 장치가 없이도 사용자가 직접 스크린을 터치함으로 상호작용을 일으킬 수 있는 시스템을 "가상 터치스크린" 이라 한다. 이 가상 터치스크린은 사용자의 움직임을 감지하여 출력영상에 피드백시켜 가상으로 터치스크린의 기능을 수행하는 것으로 주로 사용자가 출력된 영상에 있는 가상 오브젝트(버튼 또는 인터랙티브 오브젝트)를 접촉(근접 혹은 교차)하는 것으로 출력영상을 사용자가 제어한다. A system that can interact with a user by directly touching the screen without a hardware touchscreen device is called a "virtual touchscreen." The virtual touch screen detects a user's movement and feeds it back to the output image to perform a virtual touch screen function. The user mainly touches (closes or crosses) a virtual object (button or interactive object) in the output image. The user controls the output image.
가상 터치스크린과 관련된 종래기술은 사용자와 스크린이 분리된 상황에서 화상카메라를 이용하는 방식, 파장이 다른 광원을 이용하여 스크린상의 출력영상과 사용자의 영상을 분리하는 방식, 영상셔터를 이용하여 사용자와 영상을 분리하는 방식이 있다.The prior art related to the virtual touch screen is a method of using an image camera in a situation where the user and the screen are separated, a method of separating the output image on the screen and the user's image by using a light source having a different wavelength, a user and an image using an image shutter There is a way to separate them.
먼저, "Video image based control system"(미국특허 5,534,917), "체감형 게임용 화상처리 방법 및 이를 이용한 게임 방법"(한국특허 10-0607046 ), "User input device and method for interaction with graphic images"(미국특허 7,071,914) 등은 화상카메라를 이용하여 사용자의 영상을 인식하는 기술이다. 그러나 이 기술들은 모두 사용자와 스크린이 분리되어있는 환경에서만 사용이 가능한 기술이다. 즉 스크린에서 사용자의 방향으로 장착된 CCD카메라가 사용자의 영상을 캡처하여 그 움직임을 인식하고 사용자는 스크린상에 가상의 오브젝트와 함께 합성된 자신의 모습을 보면서 허공에서 손발을 움직여 가며 컴퓨터와 상호작용해야 하는 문제점이 있다. 사용자와 스크린이 분리되어있는 기술을 적용한 대표적인 제품으로는 소니의 아이토이(EyeToy)가 있다. 만약 사용자가 스크린상의 가상의 오브젝트를 직접 터치하는 환경에서 종래의 기술을 이용한 화상카메라를 적용한다면 가상 오브젝트의 움직임을 사용자의 움직임으로 오인식하여 오브젝트 자신의 움직임이 다시 자신을 반응하게 하는 영상의 하울링(howling) 현상이 일어난다First, "Video image based control system" (US Pat. No. 5,534,917), "Image processing method for game-like game and game method using the same" (Korea Patent 10-0607046), "User input device and method for interaction with graphic images" (US Patent 7,071,914 and the like are technologies for recognizing an image of a user using an image camera. However, all of these technologies can be used only in an environment where the user and the screen are separated. In other words, the CCD camera mounted in the direction of the user on the screen captures the user's image and recognizes the movement, and the user interacts with the computer by moving his or her hands and feet in the air while looking at himself combined with a virtual object on the screen. There is a problem that must be done. Sony's EyeToy is a representative product that uses technology that separates users from the screen. If the user applies an image camera using a conventional technique in an environment in which the user directly touches the virtual object on the screen, the image of howling of the image causing the movement of the object itself to react again by misrecognizing the movement of the virtual object as the user's movement ( howling phenomenon occurs
두번째로는 "대화형 비디오 디스플레이 시스템"(한국특허 출원번호 10-2003-7015990)이 있는데 이는 사용자가 스크린상의 가상의 오브젝트를 직접 터치하는 환경에서도 영상의 하울링(howling)이 발생하지 않도록 하기 위하여 파장이 다른 광원(적외선 광원과 적외선 카메라)을 이용하여 스크린상의 출력영상과 사용자의 영상을 분리해내는 방식을 사용하고 있다. 그러나 이를 위해 사용자에게 조사되는 파장이 다른 광원(적외선램프)이 일정한 각도와 거리를 유지해야만 하고, 시스템의 주위에 태양광이 비칠 경우 빛의 간섭을 받아 정확도가 현저히 떨어지며, 사용자의 영상을 단색으로 처리할 수밖에 없을 뿐만 아니라, 적외선 광원과 적외선 카메라로 이루어진 영상센서부가 복잡해지고 크기가 커지는 단점이 있다.Secondly, there is an "interactive video display system" (Korean Patent Application No. 10-2003-7015990), which prevents howling of an image even when the user directly touches a virtual object on a screen. This other light source (infrared light source and infrared camera) is used to separate the output image on the screen and the user's image. However, to do this, the light source (infrared lamp) with different wavelengths irradiated to the user must maintain a constant angle and distance, and when the sunlight shines around the system, the accuracy is significantly reduced due to the interference of light, and the user's image is monochromatic. In addition to processing, there is a disadvantage that the image sensor unit consisting of an infrared light source and an infrared camera becomes complicated and large in size.
세번째로는 "영상셔터를 이용한 가상 터치스크린 시스템 및 동작 방법”(한국특허 출원번호 10-2006-0089848)이 있는데, 이 기술은 사용자가 스크린상의 가상의 오브젝트를 직접 터치하는 환경에서도 영상의 하울링(howling)이 발생하지 않도록 하기 위하여 카메라가 사용자의 영상을 캡처하는 순간 빔프로젝트의 출력영상을 영상셔터가 차단하여 사용자의 영상만을 분리 입력받는 방식을 사용한다. 이역시 화상카메라 외에 영상셔터를 추가로 설치해야하며 빔프로젝터를 이용한 스크린 에서만 작동하는 제한이 있다.Third, there is a "virtual touch screen system and operation method using an image shutter" (Korean Patent Application No. 10-2006-0089848), the technology is howling of the image even in the environment where the user directly touches the virtual object on the screen ( In order to prevent howling, the video shutter blocks the output image of the beam project at the moment the camera captures the user's image and receives only the user's image. There is a limitation to operate only on the screen using the beam projector.
가상 터치스크린 시스템의 핵심기술은 사용자가 스크린상의 가상의 오브젝트를 직접 터치하는 환경에서 영상의 하울링(howling)이 발생하지 않도록 하기 위해 화상카메라를 통해 입력된 영상에서 스크린상의 출력영상을 제외하고 사용자의 영상만을 분리 추출하는 기술이다.The core technology of the virtual touch screen system is to exclude the output image on the screen from the image input through the video camera in order to prevent howling of the image in the environment where the user directly touches the virtual object on the screen. This technology extracts and extracts only images.
종래의 가상 터치스크린 기술은 출력영상과 사용자 영상을 분리하기 위하여 적외선 카메라나 적외선 광원 혹은 영상셔터 같은 추가적인 특수장비를 사용해야만 했다. 본 발명은 적외선 카메라나 적외선 광원 혹은 영상셔터 같은 추가적인 특수장비를 사용하지 않고 사용자의 영상을 분리하여 종래의 가상스크린 장치보다 저렴하고 효과적인 가상 터치스크린 동작방법 및 장치를 제공하고자 한다.Conventional virtual touch screen technology has to use additional special equipment such as an infrared camera, an infrared light source or an image shutter to separate the output image from the user image. The present invention provides a method and apparatus for operating a virtual touch screen which is cheaper and more effective than a conventional virtual screen device by separating an image of a user without using additional special equipment such as an infrared camera or an infrared light source or an image shutter.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 출력영상과 이 출력영상에 피드백을 주는 사용자 영상을 분리 추출하기 위하여 영상을 출력하는 동시에 이를 저장하고, 출력한 영상을 카메라로 촬영한 뒤에 저장한 영상과 촬영한 영상을 XOR(Exclusive OR, 배타적논리합) 비교 방식을 이용하여 사용자 영상을 추출하는 방식이다. 그런데, 일반적으로 시스템의 원래의 영상과, 원래의 영상을 출력한 뒤 이를 카메라를 통해 획득한 영상과는 일반적으로 차이가 있다. 이는 출력하는 시스템의 처리하는 방식에 따라 명도, 채도 및 색상이 다르고 출력되는 주변 환경에 따 라 영상이 영향을 받을 수밖에 없음으로 시스템에서 저장한 원래의 영상과 출력한 뒤 이를 다시 카메라가 촬영한 영상은 차이가 나타나게 되는 것이다. 그러므로 사용자 영상을 분리 추출하기 위한 영상들의 XOR 비교시에 이러한 차이로 인해 비교가 용이하지 않다. 본 발명에서는 시스템에 저장한 영상(이하 '저장영상'이라 함)과 영상을 출력한 뒤에 촬영하여 획득한 영상(이하 '획득영상'이라 함)을 용이하게 비교하기 위해서 영상을 출력하면서 동시에 저장한 저장영상과 카메라에서 촬영한 획득영상을 특정 품질 수준의 영상으로 변환하는 특징을 포함한다(이때 특정 품질 수준의 영상을 '균등화 영상'이라 함). 즉, 단순히 저장영상과 획득영상간을 XOR 비교를 수행하는 경우에 사용자의 이미지를 추출할 수 없으므로 저장영상과 획득영상을 각각 균등화 저장영상과 균등화 획득영상으로 변환하는 작업을 수행한다(여기서 '균등화'는 획득영상의 왜곡을 보정하고, 저장영상 및 획득영상을 특정 수준의 채도, 명도, 색상 및 해상도를 가진 영상으로 변환하는 작업을 의미함).In order to solve the problems of the related art, the present invention outputs and stores an image to separate and extracts an output image and a user image giving feedback to the output image. This is a method of extracting a user image by using an XOR (Exclusive OR) comparison method. However, in general, there is a general difference between the original image of the system and the image obtained through the camera after outputting the original image. The brightness, saturation and color are different depending on the processing method of the output system, and the image is inevitably affected by the output environment.The original image saved by the system and the image recorded by the camera after outputting Is the difference. Therefore, the comparison is not easy due to this difference in XOR comparison of images for separating and extracting user images. In the present invention, in order to easily compare the image stored in the system (hereinafter referred to as the "stored image") and the image obtained by outputting the image (hereinafter referred to as the "acquired image") and output the image at the same time It includes a feature that converts the stored image and the acquired image taken by the camera to a certain quality level image (in this case, the image of the specific quality level is called an equalization image). In other words, if the user's image cannot be extracted when the XOR comparison between the stored image and the acquired image is simply performed, the stored image and the acquired image are converted to the equalized stored image and the equalized acquired image, respectively. 'Means to correct the distortion of the acquired image, and convert the stored image and the acquired image into an image having a certain level of saturation, brightness, color, and resolution.
따라서, 본 발명에서는 출력시 저장한 저장영상과 출력된 영상을 획득한 영상을 각각 균등화 영상으로 변환하고, 균등화된 저장영상과 획득영상을 XOR 비교하여 사용자 이미지를 추출하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the present invention is characterized in that the stored image stored at the time of output and the image obtained from the output image is converted into an equalized image, and the user image is extracted by comparing the equalized stored image and the acquired image by XOR.
도 1은 영상 균등화 및 XOR 비교를 이용한 가상 터치스크린 동작방법이 적용되는 가상터치스크린 시스템을 나타내는 것으로 특히 출력부가 빔프로젝트인 경우의 실시예이다.FIG. 1 illustrates a virtual touch screen system to which a virtual touch screen operating method using image equalization and XOR comparison is applied. In particular, the output unit is an embodiment of a beam project.
그림에서 보는 바와 같이 영상 균등화 및 XOR 비교방식을 이용한 가상 터치 스크린 시스템은 출력부(12), 입력부(13), 처리부(14), 가상 오브젝트(16), 사용자(17)로 구성된다.As shown in the figure, the virtual touch screen system using the image equalization and XOR comparison method is composed of an output unit 12, an
출력부(12)는 처리부에서 전달된 영상을 출력하는 역할을 수행하는 것으로 빔프로젝터, 모니터, TV, 전광판 등이 그 예이다(만약, 출력부가 모니터인 경우에는 도 1에서 스크린의 위치에 모니터가 설치된다). 입력부(13)는 사용자의 의도된 신호(사용자 움직임, 색깔 등)를 감지하여 처리부로 입력하는 역할을 수행하는 것으로 영상을 입력할 수 있는 화상카메라로 구성된다. 처리부(14)는 입력부로부터 전달받은 정보를 기 설정된 처리과정에 따라 분석하여 사용자의 의도를 파악하고, 이를 반영한 결과인 영상을 출력부로 전달하는 역할을 수행한다. 가상 오브젝트(16)는 버튼, 아이콘, 공, 캐릭터 등 정적 혹은 동적인 객체로 사용자의 의도에 따라 미리 프로그래밍이 된 반응을 하는 모든 객체를 말한다. 사용자는 특정 의도를 가진 인간의 신체를 포함하여 도구 동물 등 스크린상의 가상 오브젝트에 작용할 수 있는 모든 물리적 실체(예를 들면 적외선 포인터, 지시봉, 손, 발 등)를 포괄한다. The output unit 12 serves to output an image transmitted from the processing unit. For example, a beam projector, a monitor, a TV, an electric signboard, etc. (if the output unit is a monitor, the monitor is located at the position of the screen in FIG. Is installed). The
영상 균등화 및 XOR 비교를 이용한 가상 터치스크린 동작방법이 적용되는 가상터치스크린 시스템은 출력과 동시에 저장한 저장영상과 입력부에서 획득한 획득영상을 각각 균등화 영상으로 변환할 때 참고할 수 있는 보정값(채도 보정, 명도 보정, 색상 보정, 왜곡 보정, 해상도 보정 등)을 생성하는 '초기화 수단'; 처리부는 출력할 영상을 저장하고 동시에 출력부에 영상을 전달하며 출력부는 전달받은 영상을 출력하는 ' 영상저 장 및 출력 수단'; 출력한 영상을 입력부에서 촬영하여 이 를 획득하는 ' 출력영상 획득수단'; 입력부에서 획득한 획득영상을 처리부에서 전달받아 저장영상과 획득영상을 각각 균등화하는 ' 저장영상 및 획득영상 균등화 수단'; 처리부에서 균등화된 저장영상과 균등화된 획득영상간을 XOR 비교를 하는 '균등화 저장영상 및 균등화 획득영상 XOR 비교 수단'; 처리부에서 XOR 비교 결과를 바탕으로 사용자의 액션을 분석하는 '사용자 액션 분석 수단'; 및 처리부에서 분석한 결과를 바탕으로 출력영상에 피드백 처리를 하는 '피드백 처리 수단'을 포함하는 것을 특징으로 한다. The virtual touch screen system to which the virtual touch screen operating method using image equalization and XOR comparison is applied is a correction value that can be referred to when converting the stored image stored at the same time as the output and the acquired image acquired from the input unit into the equalized image (saturation correction). 'Initialization means' for generating brightness correction, color correction, distortion correction, resolution correction, etc .; Processing unit that stores the image to be output, and at the same time transfer the image to the output unit outputs the received image output unit pass "image storage and output means'; ' Output image acquisition means' for capturing the output image from the input unit and acquiring it; ' Storage image and acquisition image equalization means' for equalizing the stored image and the acquired image by receiving the acquired image acquired by the input unit from the processor; An equalizing stored image and equalized acquired image XOR comparison means for performing XOR comparison between the equalized stored image and the equalized acquired image in the processing unit ; 'User action analysis means' for analyzing a user's action based on the result of XOR comparison in the processor; And a 'feedback processing means' for performing feedback processing on the output image based on the result analyzed by the processing unit.
초기화 수단은 처리부에서 시험영상을 출력하면서 동시에 이를 저장하는 '시험영상 저장 및 출력 수단'; 출력한 시험영상을 입력부에서 촬영하여 획득하는 '출력 시험영상 획득수단'; 저장한 시험영상과 입력부를 통해 전달받은 획득영상을 처리부에서 비교하는 '저장시험영상과 획득시험영상의 비교 수단'; 저장시험영상과 획득시험영상의 비교 결과를 바탕으로 균등화 보정값을 생성하는 '균등화 보정값 생성수단'으로 구성된다. Initialization means is a test image storage and output means for outputting the test image at the same time while storing the processing; 'Output test image acquisition means' for photographing and outputting the output test image from the input unit; 'Comparison means of the storage test image and the acquired test image' to compare the stored test image and the acquired image received through the input unit in the processing unit; It consists of 'equalization correction value generating means' which generates equalization correction value based on the comparison result between stored test image and acquired test image.
또한, 저장영상 및 획득영상 균등화 수단은 입력부에서 획득한 영상의 왜곡을 보정하기 위한 '획득영상 왜곡 보정 수단'; 저장영상 및 획득영상의 해상도를 균등화하는 '해상도 균등화 수단'; 및 저장영상 및 획득영상의 명도, 채도 및 색상을 균등화하는 '평활화(histogram equalization) 수단'으로 구성된다.Further, the stored image and the acquired image equalization means may include 'acquired image distortion correction means' for correcting the distortion of the image acquired by the input unit; 'Resolution equalization means' for equalizing the resolution of the stored image and the acquired image; And 'histogram equalization means' for equalizing brightness, saturation, and color of the stored image and the acquired image.
도 2는 영상 균등화 및 XOR 비교를 이용한 가상 터치스크린 동작방법에 대한 절차도이다. 2 is a flowchart illustrating a virtual touch screen operating method using image equalization and XOR comparison.
영상 균등화 및 XOR 비교를 이용한 가상 터치스크린 동작방법은 처리부에서 출력과 동시에 저장한 저장영상과 입력부에서 획득한 획득영상을 각각 균등화 영상으로 변환할 때 참조하기 위한 보정값(채도 보정, 명도 보정, 색상 보정, 왜곡 보정 및 해상도 보정 등)을 생성하는 초기화 단계(제 1 단계), 처리부는 출력할 영상을 저장하고, 동시에 출력부에 영상을 전달하며, 출력부는 전달받은 영상을 출력하는 영상저장 및 출력 단계(제 2 단계), 출력한 영상을 입력부에서 촬영하여 이를 획득하는 출력영상 획득단계(제 3 단계), 입력부에서 획득한 획득영상을 처리부에서 전달받아 저장영상과 획득영상을 각각 균등화하는 저장영상 및 획득영상 균등화 단계(제 4 단계), 처리부에서 균등화된 저장영상과 균등화된 획득영상간을 XOR 비교를 하는 균등화 저장영상 및 균등화 획득영상 XOR 비교 단계(제 5 단계), 처리부에서 XOR 비교 결과를 바탕으로 사용자의 액션을 분석하는 사용자 액션 분석 단계(제 6 단계), 처리부에서 분석한 결과를 바탕으로 출력영상에 피드백 처리를 하는 피드백 처리 단계(제 7 단계)로 구성된다. 이후에 영상저장 및 출력 단계(제 2 단계)로 진행하여 피드백 처리된 영상이 출력되며, 제 2-7 단계가 반복적으로 수행된다. 한편, 초기화 단계없이 제 2-7 단계를 수행할 수 있으며, 초기화 단계가 없는 경우에는 저장영상 및 획득영상 균등화 단계(제 4 단계)에서 저장영상 및 획득영상을 사전에 설정된 특정 품질 수준의 균등화 영상으로 변환하고, 초기화 단계가 있는 경우에는 초기화 단계에서 생성한 보정값을 바탕으로 저장영상 및 획득영상을 균등화 영상으로 변환한다. The virtual touch screen operation method using image equalization and XOR comparison is a correction value (saturation correction, brightness correction, color reference) for converting the stored image stored at the same time as the output from the processing unit and the acquired image acquired from the input unit to the equalization image, respectively. Correction, distortion correction, resolution correction, etc.) (initial stage 1) , the processor stores the image to be output, and simultaneously delivers the image to the output, the output unit stores the image and outputs the output image Step (second step) , the output image acquisition step (third step) to capture the output image obtained by the input unit, the storage image receiving the acquired image obtained by the input unit from the processing unit equalized the stored image and the acquired image respectively And an equalization step of obtaining the acquired image (step 4) , an equalization storing for performing XOR comparison between the equalized stored image and the equalized acquired image in the processing unit. Image and Equalization Acquisition Image XOR comparison step (step 5) , user action analysis step (step 6) to analyze the user's action based on the XOR comparison result in the processing unit, feedback processing to process the feedback on the output image based on the analysis result It consists of a step (seventh step) . After that, the process proceeds to the image storing and outputting stage (second stage), and the feedback processed image is outputted, and the second to seventh stages are repeatedly performed. Meanwhile, steps 2-7 may be performed without an initialization step. If there is no initialization step, the stored image and the acquired image equalization step (step 4) equalize the stored image and the acquired image at a predetermined quality level in advance. If there is an initialization step, the stored image and the acquired image are converted into an equalized image based on the correction value generated in the initialization step.
도 3 은 영상 균등화 및 XOR 비교를 이용한 가상 터치스크린 동작방법에서 초기화 단계를 상세히 나타내는 절차도이다.3 is a flowchart illustrating an initialization step in detail in a virtual touch screen operating method using image equalization and XOR comparison.
초기화 단계에서는 저장영상 및 획득영상 균등화 단계에서 참조하는 보정값(명도 보정, 채도 보정, 색상 보정, 왜곡 보정 및 해상도 보정 등)을 생성하는 기능을 수행한다. 초기화 단계를 구체적으로 살펴보면, 처리부에서 시험영상을 출력하면서 동시에 이를 저장하는 시험영상 저장 및 출력 단계(제 1-1 단계), 출력한 시험영상을 입력부에서 획득하는 출력시험영상 획득단계(제 1-2 단계), 저장한 시험영상과 입력부를 통해 전달받은 획득영상을 처리부에서 비교하는 저장시험영상과 획득시험영상 비교 단계(제 1-3 단계), 저장시험영상과 획득시험영상의 비교 결과를 바탕으로 균등화 보정값을 생성하는 균등화 보정값 생성단계(제 1-4 단계)로 구성된다. In the initialization step, a correction value (brightness correction, saturation correction, color correction, distortion correction, and resolution correction, etc.) referred to in the stored image and the acquired image equalization step is performed. Looking at the initialization step in detail, a test image storage and output step (step 1-1) for simultaneously outputting the test image from the processing unit and storing the test image , an output test image acquisition step for obtaining the output test image from the input unit (first 1- Step 2) , comparing the stored test image and the acquired test image obtained through the input unit with the stored test image and the acquired test image comparing step (step 1-3) , based on the comparison result of the stored test image and the acquired test image And an equalization correction value generation step (steps 1-4) for generating an equalization correction value .
도 4는 저장영상 및 획득영상 균등화 단계(제 4 단계)를 상세화한 절차도이다. 저장영상 및 획득영상 균등화 단계는 입력부에서 획득한 영상의 왜곡을 보정하기 위한 획득영상 왜곡 보정 단계(제 4-1 단계), 저장영상 및 획득영상의 해상도를 균등화하는 해상도 균등화 단계(제 4-2 단계), 저장영상 및 획득영상의 명도, 채도 및 색상을 균등화하는 평활화( histogram equalization ) 단계(제 4-3 단계)로 구성된다.4 is a flowchart illustrating the stored image and the acquired image equalization step (fourth step) in detail. The stored image and the acquired image equalization step include the acquired image distortion correction step (step 4-1) for correcting the distortion of the image acquired by the input unit, and the resolution equalization step of equalizing the resolution of the stored image and the acquired image (Step 4-2) phase), smoothed to equalize the lightness, saturation, and color of the recorded image and the acquired image (histogram equalization ) step (step 4-3) .
종래기술과 비교할 때 입출력 영상의 XOR 비교방식을 이용한 가상 터치스크린 장치 및 방법은 다음과 같은 현저한 효과가 있다.Compared with the prior art, the virtual touch screen apparatus and method using the XOR comparison method of input / output images have the following remarkable effects.
첫째, 파장이 다른 광원(예:적외선)을 이용하여 사용자의 움직임을 감지하지 않기 때문에 영상 입력부와 스크린간의 거리제한이 없다.First, since the user's movement is not detected by using light sources having different wavelengths (eg, infrared rays), there is no limit on the distance between the image input unit and the screen.
둘째, 파장이 다른 광원을 이용하지 않고 일반 가시광선을 이용하기 때문에 사용자의 이미지를 컬러로 입력 받을 수 있으므로 색상 기반의 피드백 제어가 가능하다(적외선 카메라를 이용하는 경우에는 사용자의 이미지를 바탕으로 제어가 되나, 본 발명은 컬러화된 이미지를 촬영할 수 있으므로 이미지의 특정 부분의 색깔에 의한 제어가 가능하다).Second, since the user's image can be input in color because general light is used instead of light sources with different wavelengths, color-based feedback control is possible (in the case of using an infrared camera, the control is based on the user's image). However, the present invention can take a colorized image, so it is possible to control by the color of a specific part of the image).
셋째, 추가적인 장비(예:적외선 광원, 적외선 카메라)가 필요치 않아 시스템 구축 원가와 크기를 대폭 줄일 수 있으며 고장 발생률과 유지보수비용을 현저히 줄일 수 있다.Third, no additional equipment (e.g. infrared light source, infrared camera) is required, which significantly reduces the cost and size of system construction, and significantly reduces the incidence of failure and maintenance costs.
균등화 및 XOR 비교방식을 이용한 가상 터치스크린 동작방법의 실시예는 다음과 같다. An embodiment of the virtual touch screen operation method using the equalization and the XOR comparison method is as follows.
먼저 초기화 단계로서 가상스크린장치의 처리부는 시험영상을 저장하고, 출력부에 전달하여 시험영상을 출력한다. 입력부에서는 출력된 시험영상을 획득하고, 이를 처리부로 전달하면, 처리부는 기 저장한 영상과 입력부를 통해 전달받은 획득영상을 비교한다. 처리부는 비교 결과를 바탕으로 저장된 영상과 획득영상을 특정 품질 수준의 균등화 영상으로 보정하기 위한 보정값을 생성하여 저장한다.First, as an initialization step, the processing unit of the virtual screen device stores the test image, and delivers the test image to the output unit. The input unit acquires the output test image and transfers it to the processing unit. The processing unit compares the pre-stored image with the acquired image received through the input unit. The processor generates and stores a correction value for correcting the stored image and the acquired image as an equalized image having a specific quality level based on the comparison result.
초기화 단계 이후에 처리부에서는 출력할 영상을 저장하고 동시에 출력부에 영상을 전달한다. 이후에 출력부는 영상을 출력한다. 출력한 영상에 사용자가 액션(손이나 발과 같은 신체를 사용해서 출력된 영상중 특정 영역을 터치하거나, 레이저 포인트 등으로 특정 영역을 가르키는 행위 등)을 취한다. 이때 입력부에는 사용자의 액션을 포함하는 출력영상을 획득하여 처리부로 전달한다. 처리부에서는 입력부에서 획득한 획득영상을 전달받아서 저장영상과 획득영상을 균등화 영상으로 변환한다. 이때 초기화 단계에서 생성한 보정값을 이용할 수도 있다. 균등화된 영상들은 XOR 비교를 수행하고, 사용자 액션을 분석한다. 사용자 액션의 분석은 출력영상에서 사용자의 액션이 취해진 영역을 추출하는 것으로 이후에 출력되는 영상에 어떤 피드백을 줄 것인가를 결정하는 것이다. 처리부는 사용자 액션을 분석하여 그 결과값을 바탕으로 사전에 정해진 절차를 수행하여 출력영상을 결정하는 것으로 피드백을 처리한다. 즉, 3개의 축구공을 출력하고, 사용자의 발이 축구공을 터치하면 터치된 축구공이 터지는 피드백 효과가 설정되어 있었다면, 사용자의 발의 위치 좌료플 구하고, 발의 좌표에 특정 축구공이 놓여 있었다면, 축구공이 터지는 영상을 출력하는 것이다.After the initialization step, the processor stores the image to be output and simultaneously delivers the image to the output. The output unit then outputs an image. The user takes an action (such as touching a specific area of the output image by using a body such as a hand or a foot, or pointing to a specific area with a laser point, etc.) on the output image. At this time, the input unit obtains an output image including the user's action and delivers it to the processor. The processor receives the acquired image acquired by the input unit and converts the stored image and the acquired image into an equalized image. In this case, the correction value generated in the initialization step may be used. The equalized images perform XOR comparisons and analyze user actions. The analysis of the user action is to extract the area where the user's action is taken from the output image to determine what feedback to give to the output image. The processor processes the feedback by analyzing a user action and determining a output image by performing a predetermined procedure based on the result value. That is, if the feedback effect of outputting three soccer balls and the user's foot touching the soccer ball is set, the user touches the soccer ball and the user's foot position is left, and if the specific soccer ball is placed at the foot coordinate, the soccer ball is popped. To output the video.
도 5는 사용자의 신체가 아닌, 레이저 포인터(47)의 포인트(48)를 사용한 가상 터치스크린 시스템의 실시 예에 따른 시스템 구성도이다. 레이저 포인터의 포인트가 스크린의 특정 위치에 있고, 이 위치가 특정 객체(46)의 범위 내에 있다면 시 스템은 포인트가 특정객체를 터치한 것으로 인지하는 것이다. 이때 포인트의 색깔에 따라 다른 제어를 할 수도 있다. 가령 예를 들어 붉은색 포인트가 특정 객체를 터치한다면 공이 터져버리는 영상을 출력하고, 청색 포인트가 특정 객체를 터치한다면 공이 바깥으로 튀어나가는 영상을 출력하는 것으로 제어할 수도 있다. 즉 형태나 모양뿐만 아니라 색깔에 의해서도 다양한 제어가 가능한 것이다.5 is a system configuration diagram according to an embodiment of the virtual touch screen system using the
도 6은 후면스크린을 채용한 가상 터치스크린 시스템의 실시 예에 따른 시스템 구성도를 나타낸다. 도 1의 시스템 구성과 비교하면 전면스크린과 후면스크린의 차이만 있을 뿐이며 영상 균등화 및 XOR 비교를 이용한 가상 터치스크린 시스템의 동작 방법은 동일하다.6 illustrates a system configuration according to an embodiment of a virtual touch screen system employing a rear screen. Compared with the system configuration of FIG. 1, there is only a difference between the front screen and the rear screen, and the operation method of the virtual touch screen system using image equalization and XOR comparison is the same.
도 1은 영상 균등화 및 XOR방식을 이용한 가상 터치스크린 동작방법이 적용되는 가상터치스크린 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a virtual touch screen system to which a virtual touch screen operating method using image equalization and an XOR method is applied.
도 2는 영상 균등화 및 XOR방식을 이용한 가상 터치스크린 동작방법에 대한 절차도이다.2 is a flowchart illustrating a method of operating a virtual touch screen using image equalization and an XOR method.
도 3은 영상 균등화 및 XOR방식을 이용한 가상 터치스크린 동작방법중 초기화 단계에 대한 세부 절차도이다.3 is a detailed procedure of an initialization step of a virtual touch screen operation method using an image equalization and XOR method.
도 4는 영상 균등화 및 XOR방식을 이용한 가상 터치스크린 동작방법 중 저장영상 및 획득영상 균등화 단계에 대한 세부 절차도이다.FIG. 4 is a detailed procedure for equalizing a stored image and an acquired image in a virtual touch screen operating method using image equalization and an XOR method.
도 5는 레이저 포인터를 사용한 가상 터치스크린시스템의 실시 예에 따른 시스템 구성도이다.5 is a system configuration diagram according to an embodiment of a virtual touch screen system using a laser pointer.
도 6는 후면스크린을 채용한 가상 터치스크린시스템의 실시 예에 따른 시스템 구성도이다.6 is a diagram illustrating a system configuration according to an embodiment of a virtual touch screen system employing a rear screen.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070129491A KR20090062324A (en) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | An apparatus and method using equalization and xor comparision of images in the virtual touch screen system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070129491A KR20090062324A (en) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | An apparatus and method using equalization and xor comparision of images in the virtual touch screen system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090062324A true KR20090062324A (en) | 2009-06-17 |
Family
ID=40991582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070129491A KR20090062324A (en) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | An apparatus and method using equalization and xor comparision of images in the virtual touch screen system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20090062324A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102841733A (en) * | 2011-06-24 | 2012-12-26 | 株式会社理光 | Virtual touch screen system and method for automatically switching interaction modes |
CN103869932A (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-18 | 建兴电子科技股份有限公司 | Optical input device and operation method thereof |
-
2007
- 2007-12-12 KR KR1020070129491A patent/KR20090062324A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102841733A (en) * | 2011-06-24 | 2012-12-26 | 株式会社理光 | Virtual touch screen system and method for automatically switching interaction modes |
CN102841733B (en) * | 2011-06-24 | 2015-02-18 | 株式会社理光 | Virtual touch screen system and method for automatically switching interaction modes |
CN103869932A (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-18 | 建兴电子科技股份有限公司 | Optical input device and operation method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11006103B2 (en) | Interactive imaging systems and methods for motion control by users | |
JP3909554B2 (en) | Presentation control system and control method thereof | |
US9628755B2 (en) | Automatically tracking user movement in a video chat application | |
US8644554B2 (en) | Method, device, and computer-readable medium for detecting object in display area | |
JP6587435B2 (en) | Image processing apparatus, information processing method, and program | |
US9274606B2 (en) | NUI video conference controls | |
KR20130099317A (en) | System for implementing interactive augmented reality and method for the same | |
US10168790B2 (en) | Method and device for enabling virtual reality interaction with gesture control | |
JP2016038889A (en) | Extended reality followed by motion sensing | |
KR20130004357A (en) | A computing device interface | |
WO2020037594A1 (en) | Hyperspectral imaging-based gesture recognition method and apparatus | |
JP7162079B2 (en) | A recording medium for recording a method, system and computer program for remotely controlling a display device via head gestures | |
US20140044342A1 (en) | Method for generating 3d coordinates and mobile terminal for generating 3d coordinates | |
EP1381947A2 (en) | A system and method for robust foreground and background image data separation for location of objects in front of a controllable display within a camera view | |
US10748019B2 (en) | Image processing method and electronic apparatus for foreground image extraction | |
US8866921B2 (en) | Devices and methods involving enhanced resolution image capture | |
US9261974B2 (en) | Apparatus and method for processing sensory effect of image data | |
KR20120129293A (en) | A method and a system for generating interactive contents based on augmented reality | |
KR20090062324A (en) | An apparatus and method using equalization and xor comparision of images in the virtual touch screen system | |
KR20150101343A (en) | Video projection system | |
KR20180017897A (en) | Method and apparatus for extracting object for sticker image | |
TWI411300B (en) | A video detecting and monitoring method with adaptive detection cells and a system thereof | |
KR102103614B1 (en) | A method for shadow removal in front projection systems | |
KR101957417B1 (en) | Motion recognition control system and method for separately displaying shot image | |
US20150297986A1 (en) | Systems and methods for interactive video games with motion dependent gesture inputs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |