TW522279B - Method and apparatus for inhibiting projection of selected areas of a projected image - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 522279 8890pif.doc/008 Λ7 五、發明說明（丨） 發明背景 對於會議室或教室中使用的小營幕’演講寄可以很容 易地以教鞭指到螢幕上的某個位置。對於較大的投射螢 幕，演講者則需使用雷射指標（laser pointei*)或靠近投影畫 面來指到各種物件。 許多已經進入畫面的演講者在演講時’會轉身過來面 對聽眾。但很不幸地，在投射光束下’會被投影機照得看 不到東西而無法看到聽眾。甚至，具有文字及圖像的畫面 投射到演講者身上，很容易使聽眾分心。 發明之簡要總結 一種用以在投射螢幕顯示所需畫面之視訊投影機。一 紅外線光源在視訊投影機附近以不可見的紅外線光均勻地 照滿該投射螢幕。以也在視訊投影機附近的紅外線感測攝 影機監視投射螢幕，並且只看該螢幕的不均勻紅外線照 射。在受測者進入投射視訊影像時，由受測者反射的紅外 線會和投射螢幕不相符，因而可確認受測者區域。將受測 者佔據的區域處的投射畫面的所有像素，在到達該視訊投 影機前即將之抑制掉。如此受測者可以直接看著聽眾，而 不會被投景|機照得看不到。 圖式之簡單說明 第1圖繪示包括本發明之構件之方塊圖。 第2圖是繪示來自螢幕的紅外線變異與視信號的衰減 --------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪適用中國國家標準（CNS)A.丨規格 (2\0 X 297 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 522279 8890pif.doc/008 A7 五、發明說明（7 ) 之間的關係的曲線。 第3圖是繪示作業系統的構件的邏輯圖式。 圖式中標示之簡蚩說明 1影像來源 2禁制器 3投影螢幕 4受測者 5攝影機 6投影機 7紅外線光源 發明之詳細說明 第1圖的項目1代表要投射到投射螢幕3上的視訊影 像。項目1可以是電腦、卡式錄影帶、數位影碟、另外的 撖影機或是視訊影像的其他來源。 來自影像來源1的視訊節目信號連接至禁制器2，於 其中可以禁止所選定的像素的視訊信號。然後節目信號由 禁制器2連接至視訊投影機6，其將節目投射在投射螢幕 3上。 一 在一實施例中，紅外線光源7用來均勻地照射投射螢 幕3。使用紅外線，肉眼看不到其照射。攝影機5爲紅外 線視訊攝影機，監視被均勻地照射的投射螢幕。攝影機5 的輸出連接至視訊禁制器2。來自投射螢幕的紅外線信號 本紙張尺度ilS用中國國家標準（CNS)A‘l規格（21〇 X 297公餐） --------ί 會--------tr---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 522279 B890pif.doc/〇〇8 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3 ) 在禁制器2被虛化爲零。在受測者4進入投射光束的情況 時，受測者的紅外線反射可能比投射螢幕的均勻紅外線亮 度大或小。與投射螢幕產生的紅外線信號位準之間有任何 變異即代表受測者。辨識受測者的位置的偵測像素的位址 被用來禁止在相同位址的視訊節目信號。 受測者的服裝的某些小區域總是有可能和螢幕的紅外 線反射量正好一樣。在此情況下，禁制器會被矇騙，而不 禁止該視訊信號。不過不用太過關心此種區域，因爲受測 者的臉部的紅外線反射恰好與螢幕的紅外線反射相等的機 率非常小。 藉由選擇紅外線攝影機的通過頻帶，其最不可能符合 於受測者的反射位準，可以降低矇騙禁制邏輯的機率。 近紅外線頻寬非常寬，並且由白熾光源產生的紅外線 提供了平坦寬廣的照度頻寬。紅外線攝影機因而可以配備 毗鄰的通過頻帶的濾波器，諸如700-800、800_900、及 900-1000奈米（nanomemter)。其只在通過頻帶上做很小的 位移，藉以在紅外線反射產生很大的改變。可以在設定期 間做濾波器的選擇，藉以避免受測者的紅外線反射與螢幕 相符。 選擇外部通過頻帶攝影機濾波器的另外方式是在攝影 機結合兩個或多個紅外線影像頻道，各別過濾不同的通過 頻帶，各別的通過頻帶以一分隔的紅外線參考框架儲存。 受測者的紅外線反射要同時和兩個或多個紅外線通過 頻帶的紅外線反射相符是極不可能的。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSMl彳見格（ΙΜϋχ 297公餐） --------------丨！丨訂--I----丨-線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 522279 五、發明說明（4 ) 選擇性 本發明的目的是在受測者進入投射影像時，抑制落在 受測者上的投射影像。因此必須將受測者與投射於其上的 畫面分離開。 有幾種已知的偵測受測者的位置的方法。標準差鍵 (standard difference key)，或框邊(matte)，依據空白蛋幕的 參考框架與每一連續框架比較，藉以偵測受測者的位置。 因爲在可見光頻譜內的影像也投射在螢幕上，標準差鍵在 此應用中似乎不能作用。 另一個選擇性是以一個或多個可見光波長以外的紫外 光的頻帶來照滿整個投射螢幕。 亦可使用可感測人體溫度的長波紅外線攝影機來由投 射螢幕分離出受測者。因爲此種型式的攝影機是看到體 溫，所以不需用長波紅外線來照滿整個投射螢幕。 辨識受測者出現的其他方法是藉由雷達或超音波技 術，其偵測在比螢幕的距離還近的受測者。 立體鏡（stereoscopic)裝置，以及最大化影像細節，已 被用在自動攝影機上，用來決定距離。用來由投射影像分 離出信號@任何架構可以使用在本發明中，藉以抑制被受 測者佔據的區域的投射影像。 較佳的選擇 一個較佳的選擇，使用在本發明中，是以近紅外線照 ------------------- 丨訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A.l規格（21〇χ 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 522279 8890pif . doc/ΟΟδ >\7 __B7_____ 五、發明說明（G ) 射投射螢幕。可以監視投射螢幕的紅外線亮度以及更新參 考框架，藉以補償電源電壓變化對紅外線光源的影響。在 紅外線差異非常小時，更新的參考框架可以改善受測者的 偵測。藉由使用幅射頻譜的紅外線部分，投射及偵測的紅 外線影像可以不受投射影像內容變化的影響。 使用紅外線照射來產生差異或比率框邊提供了辨識被 受測者佔據的像素的實際方法。用以產生用於此目的之適 當比率及差異框邊的等式如下式： 比率框邊(ratio matte) 假如IRo·〗Rm 貝[J Μ = IRo / IRm 假如 IRo > IRm 貝[]M = IRm / IRo 假如 IRo = IRm = 0 則M = 0 差異框邊(ratio matte) M = 1 - {max [(IRo - IRm)，（IRm - IRo)]} 其中： IRo 觀察到的IR像素値 IRm =儲存的IR像素値(在相同的位置） Μ二計算的框邊値 投射影像的抑制可以是連續的，不論是線性或是非線 本紙張尺度適用中國國家標準规格（LM0 X 公釐） —-------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 522279 8B90pif.doc/ 008 Λ7 Β7 五、發明說明（乙） 性，如相對於切換動作。假如是非線性，則最早且最小的 紅外線信號的可偵測變化當作引起視訊信號位準的很小的 下降。隨著變異增加，禁止的比率亦增加。當變異接近選 定的位準時，禁止比率迅速地增加至截止，或是至接近截 止的選定的低位準。在發生信號禁止處的可變比率可避免 切換動作的開-關跳動的影響。第2圖描繪此關係。 名詞“禁止”定義爲在受測者佔據的區域的投射影像的 位準的降低。實際上，假如位準降低至約爲全位準的5%， 則受測者的能見度降低至可見的黑暗。由於很少或沒有投 影機的光線照到受測者，其不會被光線照到，除了周遭的 室內光線之外，其在使用投影機時通常都會開到很暗。 因爲視訊投影機照到受測者的光線已被抑制至接近 零，可以將代表白色(或彩色)光線的RGB位準加至定義受 測者區域的像素。因而受測者的光線可以增加至高於由周 遭光線單獨所產生的。雖然在較低的位準，增加周遭的室 內光線的增補的受測者光線，在受測者面對投影機時可能 會有點不舒服。 在美國專利第5,270,820號所敘述的技術可以用來定 位演講者的頭部（或是四肢）。以此額外的資訊’對於投射 至受測者哲白色（或彩色）光線，可以抑制在其頭部及眼睛 部位的光線。 名詞“投射螢幕”或“螢幕”已在上面使用。此螢幕可以 是白色、珍珠面（beaded)、金屬的、或金屬鍍膜凹面、或 任何其他適於觀看投射影像的表面。 -------I---------I--訂-----丨丨！線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A.丨规格公發） 522279 8890pif-doc/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1) 實作 在第1圖中，項目1，視訊節目來源可以是電腦、錄 影帶、或影碟，如使用者所選定的。 視訊投影機6及投射表面3爲使用者選定的商業產 品。紅外線濾波器，假如需要的話，去除視訊投射光束中 的任何殘餘紅外線。 紅外線攝影機5爲視訊攝影機，其光感受器延伸至700 奈米以上的近紅外線。濾波器放置在攝影機鏡頭上，藉以 去除可見光波長。 紅外線光源7爲使用白熾燈泡投影機。濾波器放置在 紅外線光源之上，藉以去除可見光線。項目2爲偵測器/禁 制器。其功能已在前面說明。 第3圖爲繪示受測者偵測及節目信號禁止的功能的邏 輯流程圖。請參照第3圖，方塊1可以是480條線的VGA 漸進式掃描低解析度攝影機，或是任何其他感測近紅外線 的低解析度攝影機。方塊2爲儲存由畫面去除受測者的紅 外線照射的螢幕的紅外線影像。遮罩產生器3比較紅外線 攝影機影像與記憶體2中的淸晰框架影像，以及辨識被受 測者佔據哇區域的任何差異。假如存在，方塊4對受測者 偵測信號做整形，由開-關信號轉成線性，或非線性信號， 如第2圖所繪示。 方塊5爲要投射至投射螢幕上的節目來源。節目視訊 通常爲高於NTSC信號的解析度的影像。方塊5判斷節目 --Γ— — — — — — — —---―丨丨丨丨訂i 丨！丨丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 522279 A7 8890pif.doc/008 五、發明說明（¾ ) 影像的解析度以及將尺寸資料連接至方塊7，其之作用爲 標準的轉換器，用以調整紅外線攝影機的大小比例，使其 符合投射影像的尺寸。符合影像尺寸後，在方塊8中將受 測者佔據的區域中的節目影像抑制掉，假如受測者出現的 話。投影機9將節目影像投射至螢幕上，但是不會將節目 投射至受測者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇x2y7 )

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印於 522279 六、申請專利範圍 1 · 一種用以在一受測者進入用來產生一投射影像之一 光束時禁止投射在一投射螢幕上之該影像之一部分之投射 之方法，包括下列步驟： a) 以一預定偵測技術辨識該投射影像之一部分，其 爲被進入該光束之該受測者遮住處； b) 抑制在該部分之像素之信號位準，藉以降低投射 在該受測者之該光束之信號位準。 2· —種用以在一受測者進入用來產生一投射影像之一 光束時禁止投射在一投射螢幕上之該影像之一部分之投射 之方法，包括下列步驟： a) 以來自一紅外線光源之紅外光均勻地照射該投射 登墓， b) 投射一可見光影像在該投射螢幕， c) 使用一紅外線攝影機擷取該被紅外線照射之投射 螢幕產生之像素信號位準， d) 儲存該些擷取之信號位準，當作紅外線參考框架， ，）比較在該參考框架之該些信號位準與投射及擷取 之每一影像框架之紅外線感測信號位準， f) 確認在該受測者區域之一像素，當在該紅外線感測 攝影機影學之一像素之紅外線信號位準不符合儲存在該紅 外線參考框架中之一對應位址之紅外線信號位準時， g) 抑制在已確認爲一受測者位址之位址之該投射景多 像中之每一像素之該些信號位準，因而避免包含該投射影 像之該光束投射在該受測者上。 1 本紙張中國國家標準（CNSM4規格-(2】U X 297'二、？έ ) ----------丨丨-------訂---I丨丨！ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 522279 8890pif.d〇c/〇〇8 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印# 六、申請專利範圍 3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該投射螢 幕係一白色牆壁、一霧面(matte)白色投射螢幕、一珍珠面 (beaded)投射螢幕、一金屬鑛膜凹面投射螢幕之中的一種。 4. 如申請專利範圍第2項所述之方法’其中在該偵測 技術中使用至少兩個紅外線頻道，以及該受測者被偵測 到，假如在該些新的影像框架信號位準與該些儲存的參考 框架信號位準之間之一給定像素位置發生不相符時’對於 該至少兩個紅外線頻道之任意一個。 5. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中於預定間 隔更新該些儲存的參考框架信號位準，藉以使在該儲存的 參考框架中之該些紅外線信號與來自沒有該受測者之該螢 幕之區域之該攝影機之該些信號位準維持相符，藉以消除 線電壓變化的影響。 6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該抑制信 號變化爲該受測者與該參考框架之間之紅外線變異之一線 性及非線性函數之一。 7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中信號位準 已被抑制之該些像素係由該抑制所建立之信號位準所提 供’藉以提供該受測者之彩色及白色光線照射之一。 8·如电請專利範圍第7項所述之方法，其中該彩色及 白色光線照射之一被禁止照射該受測者之臉部，藉由判斷 該受測者之部頭位置。 9.如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該投射螢 幕係一白色牆壁、一霧面（matte)白色投射螢幕、一珍珠面 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（L，U) χ 297） ------------4^1--------訂---------線-^1^· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¥ 522279 Λ8 R8 8890pif.doc/008 CS D8 六、申請專利範圍 (beaded)投射螢幕、一金屬鍍膜凹面投射螢幕之中的一種。 10. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該抑制信 號變化爲該受測者與該參考框架之間之紅外線變異之一線 性及非線性函數之一。 11. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中信號位準 已被抑制之該些像素係由該抑制所建立之信號位準所提 供，藉以提供該受測者之彩色及白色光線照射之一。 12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該彩色 及白色光線照射之一被禁止照射該受測者之臉部，藉由判 斷該受測者之部頭位置。 13. —種用以在一受測者進入用來產生一投射影像之一 光束時禁止投射在一投射螢幕上之該影像之一部分之投射 之裝置，包括： a) 用以以一預定偵測技術辨識該投射影像之一部分 之裝置，該部分爲被進入該光束之該受測者遮住處； b) 用以抑制在該部分之像素之信號位準之裝置，藉 以降低投射在該受測者之該光束之信號位準。 14. 一種用以在一受測者進入用來產生一投射影像之一 光束時禁止投射在一投射螢幕上之該影像之一部分之投射 之裝置，每括·· a) 用以以來自一紅外線光源之紅外光均勻地照射該 投射螢幕之裝置， b) 用以投射一可見光影像在該投射螢幕之裝置， c) 用以使用一*紅外線攝影機擺取該被紅外線照射之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（ϋ]ϋχ」97公？έ ) --------------------訂---------線 ^^^.1 I n I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印％ 522279 A8 8890pif.doc/008 〇8 D8 六、申請專利範圍 _ 投射螢幕產生之像素信號位準之裝置， d) 用以儲存該些擷取之信號位準當作紅外線參考框 架之裝置， e) 用以比較在該參考框架之該些信號位準與投射及 擷取之每一影像框架之紅外線感測信號位準之裝置， f) 用以確認在該受測者區域之一像素之裝置，當在該 紅外線感測攝影機影像之一像素之紅外線信號位準不符合 儲存在該紅外線參考框架中之一對應位址之紅外線信號位 準時，_ 」 · · ^ g) 用以抑制在已確認爲一受測者位址之位址之該投 射影像中之每一像素之該些信號位準之裝置’因而避免包 含該投射影像之該光束投射在該受測者上。 15. 如申請專利範圍第13項所述之裝置’其中該投射 螢幕係一白色牆壁、一霧面（matte)白色投射螢幕、一珍珠 面（beaded)投射螢幕、一金屬鑛膜凹面投射螢幕之中的一 種。 16. 如申請專利範圍第14項所述之裝置，其中在該偵 測技術中使用至少兩個紅外線頻道’以及該受測者被偵測 到，假如在該些新的影像框架信號位準與該些儲存的參考 框架信號培準之間之一給定像素位置發生不相符時，對於 該至少兩個紅外線頻道之任意一.偃1 ° 17. 如申請專利範圍第14項所述之裝置，其中於預定 間隔更新該些儲存的參考框架信號位準，藉以使在該儲存 的參考框架中之該些紅外線信號與來自沒有該受測者之該 ---II--I----· I------訂i丨丨丨丨丨丨線-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張坟度適用中國國家標準（CNS)A4規格（LMU>^97公?έ ) 522279 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8890pif . doc/008 六、申請專利範圍 螢幕之區域之該攝影機之該些信號位準維持相符，藉以消 除線電壓變化的影響。 18. 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中該抑制 信號變化爲該受測者與該參考框架之間之紅外線變異之一 線性及非線性函數之一。 19. 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中信號位 準已被抑制之該些像素係由該抑制所建立之信號位準所提 供，藉以提供該受測者之彩色及白色光線照射之一。 20. 如申請專利範圍第19項所述之裝置，其中該彩色 及白色光線照射之一被禁止照射該受測者之臉部，藉由判 斷該受測者之部頭位置。 21. 如申請專利範圍第14項所述之裝置，其中該投射 螢幕係一白色牆壁、一霧面（matte)白色投射螢幕、一珍珠 面（beaded)投射螢幕、一金屬鍍膜凹面投射螢幕之中的一 種。 22. 如申請專利範圍第14項所述之裝置，其中該抑制 信號變化爲該受測者與該參考框架之間之紅外線變異之一 線性及非線性函數之一。 23. 如申請專利範圍第14項所述之裝置，其中信號位 準已被抑f之該些像素係由該抑制所建立之信號位準所提 供，藉以提供該受測者之彩色及白色光線照射之一。 24. 如申請專利範圍第23項所述之裝置，其中該彩色 及白色光線照射之一被禁止照射該受測者之臉部，藉由判 斷該受測者之部頭位置。 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張&度適用中國國家標準（CNS)A4規格（LMUX297公a )