TW201626159A - 相對位置判斷方法、顯示器控制方法、以及使用這些方法的系統 - Google Patents

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Abstract

一種顯示器控制方法，使用於一顯示器上，包含：(a)以一目標裝置擷取一待比較影像；(b)比較該待比較影像的影像內容與一參考影像的影像內容以產生影像關係資訊；(c)根據該影像關係資訊判斷出該目標裝置與該顯示器的一相對位置；以及(d)根據該相對位置控制該顯示器顯示影像。其中步驟(a)、(b)、(c)可獨立形成一相對位置判斷方法。本發明亦揭露了使用這些方法的系統。

Description

相對位置判斷方法、顯示器控制方法、以及使用這些方法的 系統
本發明有關於相對位置判斷方法、顯示器控制方法、以及使用這些方法的系統，特別有關於使用在不包含固定參考點的顯示器上的相對位置判斷方法、顯示器控制方法、以及使用這些方法的系統。
第1圖繪示了習知技術中的指向定位裝置的示意圖。如第1圖所示，指向定位裝置100包含一遙控器101以及一主機103。使用者可透過移動遙控器101來控制顯示器105上的游標Cr。而為了正確判斷遙控器101與顯示器105的相對位置，顯示器105上通常會包含用以定位遙控器101的固定參考點。舉例來說，參考點可為設置於顯示器105上的光源L1、L2。
遙控器101通常包含一控制電路，分別連接於其內的一攝影機、一計算單元以及一通信介面。通信介面連接於主機103，攝影機之前方設置有濾鏡，當使用者使用指向定位裝置100進行主機103所執行之程式時，可利用攝影機拍攝顯示器105。因攝影機設置有濾鏡，可將光源L1、L2所發出的光以外的光濾除，所以攝影機所拍攝之畫面只會出現光源L1、L2發出的光，再利用計算單元計算畫面中攝影機之瞄準點的座標值，並將其傳送至主機103，使主機103可利用此座標值控制顯示器105上的游標Cr。
然而，若在顯示器105設置固定光源，可能影響到顯示器105的外觀。有些指向定位裝置會以顯示於顯示器上的固定物件I1、I2來判斷遙控 器101與顯示器105的相對位置，然而這樣的物件I1、I2可能阻礙到使用者觀看顯示器105上的內容，而且，若顯示器105顯示的內容與物件I1、I2相近，可能會造成遙控器101與顯示器105相對位置的誤判。
因此，本發明一目的為提供一種相對位置判斷方法，以及使用此方法的系統。
本發明另一目的為提供一種顯示器方法，以及使用此方法的系統。
本發明一實施例揭露一種相對位置判斷方法，用以判斷一目標裝置與一顯示器的一相對位置。此相對位置判斷方法包含：(a)以該目標裝置擷取一待比較影像；(b)比較該待比較影像的影像內容與一參考影像的影像內容以產生影像關係資訊；以及(c)根據該影像關係資訊判斷出該相對位置。
本發明另一實施例揭露一種顯示器控制方法，使用於一顯示器上，此顯示器控制方法包含：(a)以一目標裝置擷取一待比較影像；(b)比較該待比較影像的影像內容與一參考影像的影像內容以產生影像關係資訊；(c)根據該影像關係資訊判斷出該目標裝置與該顯示器的一相對位置；以及(d)根據該相對位置控制該顯示器顯示影像。
本發明更揭露一相對位置判斷系統以及一顯示器控制系統，其分別以控制單元執行上述的相對位置判斷方法以及顯示器控制方法。其詳細內容可由前述內容推得，故在此不再贅述。
根據前述實施例，可在顯示器不包含固定參考點的狀況下，判斷目標裝置與顯示器的相對位置並據以控制顯示器，而且可增加目標裝置的水平移動判斷範圍，增加了顯示器控制系統的運用性。
100‧‧‧指向定位系統
200‧‧‧顯示器控制系統
101、201、501‧‧‧遙控器
103、203、503‧‧‧主機
103、205、505‧‧‧顯示器
207、507‧‧‧控制單元
509‧‧‧時鐘
511‧‧‧畫
I1、I2‧‧‧固定物件
L1、L2‧‧‧光源
Ob1、Ob2、Ob3‧‧‧物件
第1圖繪示了習知技術中的指向定位裝置的示意圖
第2圖繪示了根據本發明實施例的顯示器控制方法的示意圖。
第3圖和第4圖繪示了根據本發明不同實施例的參考影像和待比較影像之間的關係的示意圖。
第5圖繪示了根據本發明另一實施例的顯示器控制方法的示意圖。
第6圖和第7圖繪示了根據本發明不同實施例的參考影像的示意圖。
以下將以不同實施例來說明本發明的內容。請留意，在以下實施例中，將以包含一遙控器以及一主機的顯示器控制系統來說明，此顯示系統可作為前述的指向定位裝置，然而本發明的內容不限於應用在這樣的硬體上，任何可施行本發明內容的硬體均應涵蓋於本發明的範圍之內。此外，為了方便說明，有些習知的元件並未特地加以描述或說明，舉例來說，遙控器201可利用設置於其內的攝影機來擷取影像，但此類元件並未特地描述於下列的內容中。
第2圖繪示了根據本發明實施例的顯示器控制方法的示意圖。如第2圖所示，顯示器控制系統200包含一遙控器201以及一主機203。在一實施例中，主機203包含一控制單元207來執行以下的動作，但請留意控制單元207亦可設置於遙控器201中。在本發明一實施例中，遙控器201擷取一待比較影像，控制單元207會比較待比較影像的影像內容與一參考影像的影像內容以產生影像關係資訊。控制單元207亦會根據影像關係資訊判斷出遙控器201與顯示器205的一相對位置，然後根據相對位置控制顯示器205顯示影像(例如根據相對位置移動一游標)。於一實施例中，顯示器205不包含固定的參考點(例如前述的固定光源或物件)，因此無法以習知的位置判斷方法來判斷遙控器201和顯示器205之間的關係。參考影像可為顯示器205 所顯示的影像或是顯示器205所顯示的影像加上顯示器205一預定範圍內的影像，或是僅有顯示器205一預定範圍內的影像但排除掉顯示器205所顯示的影像，將於底下詳述。
第3圖和第4圖繪示了根據本發明不同實施例的參考影像和待比較影像之間的關係的示意圖，在第3圖和第4圖的實施例中，參考影像均為顯示器205所顯示的影像。在第3圖的實施例中，參考影像為顯示器205所顯示的即時影像(此例中為t=n時的影像)，而遙控器201也會在t=n時擷取顯示器205所顯示的影像做為待比較影像。於此狀況下，會以一即時影像產生裝置來產生即時影像，即時影像產生裝置產生即時影像給顯示器205的同時，亦將即時影像提供給控制單元207做為參考影像之用，控制單元207便會如前所述般比較參考影像和待比較影像來產生影像關係資訊，並根據影像關係資訊判斷出遙控器201與顯示器205的相對位置。此即時影像產生裝置於一實施例中是第2圖中的主機203，但即時影像亦可來自其他來源。舉例來說，於一實施例中，即時影像來自一電視訊號，而控制單元位於遙控器201中。在此狀況下，遙控器201中的控制單元會根據所接收到的電視訊號以及所擷取的參考影像判斷出遙控器201和顯示器205間的相對位置，並根據此相對位置來控制顯示器205所顯示的影像。在第3圖的實施例中，由於是以最新的即時影像做為判斷基準，因此可以得到較精確的位置判斷結果。
許多種方法可用以產生影像關係資訊，舉例來說，可根據參考影像與待比較影像中至少一特徵的關係來產生影像關係資訊。此特徵可為影像中的物件。以第3圖為例，參考影像中包含了物件Ob1、Ob2、Ob3，而待比較影像中也包含了物件Ob1、Ob2、Ob3。因此控制單元可比較物件Ob1、Ob2、Ob3中至少一物件，並根據參考影像與待比較影像中物件的大小，角度，形變等參數，來判斷出遙控器201和顯示器205間的相對位置。特徵亦可為影像的亮暗分佈，或是呈現特殊形狀的影像。舉例來說，顯示器的螢幕角落通常為直角，因此會呈現出直角的影像，此類影像亦可做為特徵來做為產生 影像關係資訊之用。請留意前述用以產生影像關係資訊的例子僅用以舉例，並非用以限定本發明。
在另一實施例中，控制單元207會接收遙控器201和顯示器205外部的一外部訊號做為參考影像，且此參考影像的內容為即時影像內容的一部份或全部。舉例來說，顯示器205和控制單元207都同時接收電視訊號，顯示器205會完整的顯示出電視的內容，而控制單元207會取電視訊號部份或者全部的內容做為參考影像。
在第4圖的實施例中，是以一預定時間點時，顯示器所顯示的影像做為參考影像。舉例來說，參考影像是t=n時顯示器205上顯示的影像，而待比較影像是t=n+x時遙控器201所擷取到的影像，其中x為正有理數。也就是說，待比較影像是參考影像之後的影像。由第4圖中可看出，因為待比較影像是參考影像之後的影像，因此物件Ob2的部份會略有不同，但仍可利用前述的比較特徵等方式來計算出遙控器201和顯示器205間的相對位置。藉由這樣的做法，即時影像產生裝置不須持續傳送即時影像給控制單元207，因此可降低資料的傳輸量。此外，控制單元不須一直更新參考影像，因此可以降低控制單元的資料運算量。請留意，此類實施例並不限定在決定了參考影像後便不可更動參考影像。在一實施例中，每隔一預定時間便會更新參考影像，如此可以降低電力的損耗。
第5圖繪示了根據本發明另一實施例的顯示器控制方法的示意圖。在此實施例中，遙控器501除了擷取顯示器505所顯示的影像外，更會擷取顯示器505一預定範圍內的影像。以第5圖的例子為例，遙控器501所擷取的影像中除了顯示器505所顯示的影像外，亦包含了顯示器505週邊的時鐘509以及畫511。在此情況下，參考影像可為顯示器505所顯示的影像以及時鐘509、畫511，亦可僅有時鐘509、畫511，將於底下詳細。然請留意，時鐘509、畫511僅用以舉例說明，任何顯示器505一預定範圍內的影像均應在本發明的範圍內。
在第6圖的實施例中，參考影像包含了時鐘509以及畫511，但將顯示器505的內容排除在外。在一實施例中，顯示器505的邊框亦被歸類為顯示器505預定範圍內的其他影像，而在此實施例中，顯示器505的邊框亦跟顯示器505所顯示的影像一樣一併予以排除。因此，雖然遙控器501擷取到的待比較影像中包含了顯示器505所顯示的影像以及時鐘509以及畫511，但因為參考影像排除了顯示器505所顯示的影像，因此控制單元507會依據參考影像以及待比較影像中的時鐘509以及畫511(或是加上顯示器505的邊框)來判斷控制器501和顯示器505的相對位置，但不會根據參考影像以及待比較影像中的顯示器505所顯示的影像來判斷控制器501和顯示器505的相對位置。
許多方法可用以確認顯示器505的位置並將其顯示的內容予以排除。在一實施例中，會使顯示器505顯示一特定影像(例如一特定符號)，然後控制單元以此特定影像判斷出顯示器505的顯示範圍，且根據此顯示範圍使參考影像不包含顯示器上顯示的影像。
在第7圖的實施例中，參考影像包含了時鐘509、畫511，且包含了顯示器505所顯示的影像。顯示器505所顯示的影像可如第3圖所示般是為即時影像，或是如第4圖所述般是一預定時間點的影像。控制單元507會依據參考影像以及待比較影像中的時鐘509、畫511以及顯示器505所顯示的影像來判斷控制器501和顯示器505的相對位置。
前述的顯示器控制方法可使用在各種操作上。舉例來說，可用以控制顯示器上的一游標來選擇要執行的程式，或者當主機執行一遊戲程式時，可用以控制遊戲中角色的動作，這些控制動作均可視為控制顯示器來顯示不同的影像。在一實施例中，控制單元會根據計算出的複數個遙控器和顯示器的相對位置判斷出遙控器的水平移動距離或水平移動速度，並根據水平移動距離或水平移動速度控制顯示器顯示影像。習知技術中因為使用固定參考點，遙控器能移動的水平範圍相當有限，因此藉由這樣的機制，可以擴大遙控器 的水平移動偵測範圍。而且，藉由這樣的方式，不須在遙控器設置重力感測器便可判斷遙控器的水平移動距離或水平移動速度。而且，藉由計算出的複數個遙控器和顯示器的相對位置，可以進行手勢操作。舉例來說，若使用者手握遙控器於空中畫一個圓，藉由複數個遙控器和顯示器的相對位置可得知使用者產生了畫圓的手勢，主機會根據此手勢執行預定的動作。
前述的遙控器可為跟主機搭配的特定遙控器，或者一可攜式電子裝置(例如手機)，因此前述實施例中的遙控器可視為待判定位置的目標裝置。因此，本案所提供的顯示器控制系統可簡述如下：.一種顯示器控制系統，包含：一目標裝置(例如201)，用以擷取一待比較影像；以及一控制單元(例如207)，比較待比較影像的影像內容與一參考影像的影像內容以產生影像關係資訊，並根據影像關係資訊判斷出目標裝置與一顯示器(例如205)的一相對位置，控制單元更根據相對位置控制顯示器來顯示影像。如前所述，控制單元可位於目標裝置或主機內。
這樣的系統亦可只用來判斷目標裝置與顯示器的相對位置，但不根據相對位置控制顯示器來顯示影像。因此根據前述內容，本發明亦提供了一相對位置判斷系統，其包含：一目標裝置(例如201)，用以擷取一待比較影像；以及一控制單元(例如207)，比較待比較影像的影像內容與一參考影像的影像內容以產生影像關係資訊，並根據影像關係資訊判斷出目標裝置與一顯示器(例如205)的一相對位置。
前述系統的其他詳細動作可由先前描述得知，故在此不再贅述。
根據前述內容，可得到一相對位置判斷方法，用以判斷一目標裝置(例如201)與一顯示器(例如205)的一相對位置，此相對位置判斷方法包含：(a)以目標裝置擷取一待比較影像；(b)比較待比較影像的影像內容與一參考影像的影像內容以產生影像關係資訊；以及(c)根據影像關係資訊判斷出相對位置。而且，亦可以得到一種顯示器控制方法，使用於一顯示器(例如205)上，該顯示器控制方法包含：(a)以一目標裝置(例如201)擷取一待比較 影像；(b)比較該待比較影像的影像內容與一參考影像的影像內容以產生影像關係資訊；(c)根據該影像關係資訊判斷出該目標裝置與該顯示器的一相對位置；以及(d)根據該相對位置控制該顯示器顯示影像。
根據前述實施例，可在顯示器不包含固定參考點的狀況下，判斷目標裝置與顯示器的相對位置並據以控制顯示器，而且可增加目標裝置的水平移動判斷範圍，增加了顯示器控制系統的運用性。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
200‧‧‧顯示器控制系統
201‧‧‧遙控器
203‧‧‧主機
205‧‧‧顯示器
207‧‧‧控制單元

Claims (46)

  1. 一種相對位置判斷方法，用以判斷一目標裝置與一顯示器的一相對位置，該相對位置判斷方法包含：(a)以該目標裝置擷取一待比較影像；(b)比較該待比較影像的影像內容與一參考影像的影像內容以產生影像關係資訊；以及(c)根據該影像關係資訊判斷出該相對位置。
  2. 如請求項1所述的相對位置判斷方法，其中該步驟(b)是以一控制單元來施行，該控制單元位於該目標裝置或控制該目標裝置的一主機中，該控制單元根據來自該目標裝置以及該主機外部的一外部訊號來產生該參考影像，其中該參考影像包含該顯示器上所顯示的即時影像的至少一部份內容。
  3. 如請求項1所述的相對位置判斷方法，其中該顯示器不包含供該目標裝置定位用的固定參考點。
  4. 如請求項1所述的相對位置判斷方法，其中該步驟(b)包含：根據該參考影像與該待比較影像中至少一特徵的關係來產生該影像關係資訊。
  5. 如請求項1所述的相對位置判斷方法，其中該參考影像為該顯示器上所顯示的即時影像。
  6. 如請求項5所述的相對位置判斷方法，係使用一控制單元來施行該步驟(b)，並使用一即時影像產生裝置來產生該即時影像，該即時影像產生裝置產生該即時影像給該顯示器的同時，亦將該即時影像提供給該控制單元。
  7. 如請求項1所述的相對位置判斷方法，其中該參考影像包含該顯示器於一特定時間點時所顯示的影像與該顯示器一預定範圍內的影像。
  8. 如請求項1所述的相對位置判斷方法，其中該參考影像包含該顯示器上的即時影像與該顯示器一預定範圍內的影像。
  9. 如請求項8所述的相對位置判斷方法，係使用一控制單元來施行該步驟(b)，並使用一即時影像產生裝置來產生該即時影像，該即時影像產生裝置產生該即時影像給該顯示器的同時，亦將該即時影像提供給該控制單元。
  10. 如請求項1所述的相對位置判斷方法，其中該參考影像包含該顯示器一預定範圍內的影像但不包含該顯示器上顯示的該影像。
  11. 如請求項10所述的相對位置判斷方法，更包含：使該顯示器顯示一特定影像；以該特定影像判斷出該顯示器的顯示範圍；以及根據該顯示範圍使該參考影像不包含該顯示器上顯示的該影像。
  12. 一種顯示器控制方法，使用於一顯示器上，該顯示器控制方法包含：(a)以一目標裝置擷取一待比較影像；(b)比較該待比較影像的影像內容與一參考影像的影像內容以產生影像關係資訊；(c)根據該影像關係資訊判斷出該目標裝置與該顯示器的一相對位置；以及(d)根據該相對位置控制該顯示器顯示影像。
  13. 如請求項12所述的顯示器控制方法，其中該步驟(b)是以一控制單元來施行，該控制單元位於該目標裝置或控制該目標裝置的一主機中，該控制單 元根據來自該目標裝置以及該主機外部的一外部訊號來產生該參考影像，其中該參考影像包含該顯示器上所顯示的即時影像的至少一部份內容。
  14. 如請求項12所述的顯示器控制方法，其中該顯示器不包含供該目標裝置使用的固定參考點。
  15. 如請求項12所述的顯示器控制方法，其中該步驟(b)包含：根據該參考影像與該待比較影像中至少一特徵的關係來產生該影像關係資訊。
  16. 如請求項12所述的顯示器控制方法，其中該參考影像為該顯示器上所顯示的即時影像。
  17. 如請求項16所述的顯示器控制方法，係使用一控制單元來施行該步驟(b)，並使用一即時影像產生裝置來產生該即時影像，該即時影像產生裝置產生該即時影像給該顯示器的同時，亦將該即時影像提供給該控制單元。
  18. 如請求項12所述的顯示器控制方法，其中該參考影像包含該顯示器於一特定時間點時所顯示的影像與該顯示器一預定範圍內的影像。
  19. 如請求項12所述的顯示器控制方法，其中該參考影像包含該顯示器上的即時影像與該顯示器一預定範圍內的影像。
  20. 如請求項19所述的顯示器控制方法，係使用一控制單元來施行該步驟(b)，並使用一即時影像產生裝置來產生該即時影像，該即時影像產生裝置產生該即時影像給該顯示器的同時，亦將該即時影像提供給該控制單元。
  21. 如請求項12所述的顯示器控制方法，其中該參考影像包含該顯示器一預 定範圍內的影像但不包含該顯示器上顯示的該影像。
  22. 如請求項21所述的顯示器控制方法，更包含：使該顯示器顯示一特定影像；以該特定影像判斷出該顯示器的顯示範圍；以及根據該顯示範圍使該參考影像不包含該顯示器上顯示的該影像。
  23. 如請求項12所述的顯示器控制方法，更包含：根據複數個該相對位置判斷出該目標裝置的水平移動距離或水平移動速度；以及根據該水平移動距離或水平移動速度控制該顯示器顯示該影像。
  24. 一種相對位置判斷系統，包含：一目標裝置，用以擷取一待比較影像；以及一控制單元，比較該待比較影像的影像內容與一參考影像的影像內容以產生影像關係資訊，並根據該影像關係資訊判斷出該目標裝置與一顯示器的一相對位置。
  25. 如請求項24所述的相對位置判斷系統，更包含一主機，用以控制該目標裝置，該控制單元根據來自該目標裝置以及該主機外部的一外部訊號來產生該參考影像，其中該參考影像包含該顯示器上所顯示的即時影像的至少一部份內容。
  26. 如請求項24所述的相對位置判斷系統，其中該顯示器不包含供該目標裝置定位用的固定參考點。
  27. 如請求項24所述的相對位置判斷系統，其中該控制單元是根據該參考影 像與該待比較影像中至少一特徵的關係來產生該影像關係資訊。
  28. 如請求項24所述的相對位置判斷系統，其中該參考影像為該顯示器上所顯示的即時影像。
  29. 如請求項28所述的相對位置判斷系統，更包含：一即時影像產生裝置，用以產生該即時影像，該即時影像產生裝置產生該即時影像給該顯示器的同時，亦將該即時影像提供給該控制單元。
  30. 如請求項24所述的相對位置判斷系統，其中該參考影像包含該顯示器於一特定時間點時所顯示的影像與該顯示器一預定範圍內的影像。
  31. 如請求項24所述的相對位置判斷系統，其中該參考影像包含該顯示器上的即時影像與該顯示器一預定範圍內的影像。
  32. 如請求項24所述的相對位置判斷系統，更包含：一即時影像產生裝置，用以產生該即時影像，該即時影像產生裝置產生該即時影像給該顯示器的同時，亦將該即時影像提供給該控制單元。
  33. 如請求項24所述的相對位置判斷系統，其中該參考影像包含該顯示器一預定範圍內的影像但不包含該顯示器上顯示的該影像。
  34. 如請求項33所述的相對位置判斷系統，其中該控制單元以該顯示器顯示的一特定影像判斷出該顯示器的顯示範圍，並根據該顯示範圍使該參考影像不包含該顯示器上顯示的該影像。
  35. 一種顯示器控制系統，包含： 一目標裝置，用以擷取一待比較影像；以及一控制單元，比較該待比較影像的影像內容與一參考影像的影像內容以產生影像關係資訊，並根據該影像關係資訊判斷出該目標裝置與一顯示器的一相對位置，該控制單元更根據該相對位置控制該顯示器顯示影像。
  36. 如請求項35所述的顯示器控制系統，更包含一主機，用以控制該目標裝置，該控制單元位於該主機或該目標裝置中，該控制單元根據來自該目標裝置以及該主機外部的一外部訊號來產生該參考影像，其中該參考影像包含該顯示器上所顯示的即時影像的至少一部份內容。
  37. 如請求項35所述的顯示器控制系統，其中該顯示器不包含供該目標裝置定位用的固定參考點。
  38. 如請求項35所述的顯示器控制系統，其中該控制單元是根據該參考影像與該待比較影像中至少一特徵的關係來產生該影像關係資訊。
  39. 如請求項35所述的顯示器控制系統，其中該參考影像為該顯示器上所顯示的即時影像。
  40. 如請求項39所述的顯示器控制系統，更包含：一即時影像產生裝置，用以產生該即時影像，該即時影像產生裝置產生該即時影像給該顯示器的同時，亦將該即時影像提供給該控制單元。
  41. 如請求項35所述的顯示器控制系統，其中該參考影像包含該顯示器上於一特定時間點時所顯示的影像與該顯示器一預定範圍內的影像。
  42. 如請求項35所述的顯示器控制系統，其中該參考影像包含該顯示器上的 即時影像與該顯示器一預定範圍內的影像。
  43. 如請求項42所述的顯示器控制系統，更包含：一即時影像產生裝置，用以產生該即時影像，該即時影像產生裝置產生該即時影像給該顯示器的同時，亦將該即時影像提供給該控制單元。
  44. 如請求項35所述的顯示器控制系統，其中該參考影像包含該顯示器一預定範圍內的影像但不包含該顯示器上顯示的該影像。
  45. 如請求項44所述的顯示器控制系統，其中該控制單元以該顯示器顯示的一特定影像判斷出該顯示器的顯示範圍，並根據該顯示範圍使該參考影像不包含該顯示器上顯示的該影像。
  46. 如請求項35所述的顯示器控制系統，其中該控制單元根據複數個該相對位置判斷出該目標裝置的水平移動距離或水平移動速度；以及根據該水平移動距離或水平移動速度控制該顯示器顯示該影像。
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