TWI455007B

TWI455007B - 用於具有攝影機之電子裝置之非接觸指令輸入方法

Info

Publication number: TWI455007B
Application number: TW100135210A
Authority: TW
Inventors: Hung Cheng Chang
Original assignee: Wistron Corp
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2014-10-01
Also published as: TW201314555A; CN103034370B; CN103034370A

Description

用於具有攝影機之電子裝置之非接觸指令輸入方法

本發明關於一種非接觸指令輸入方法，尤指一種用於具有攝影機之電子裝置之非接觸指令輸入方法，動態判斷影像變化以作為操作指令之輸入。

一般電子裝置，例如桌上型電腦，均配置有鍵盤及滑鼠以供使用者輸入資料或指令，然因鍵盤及滑鼠體積過大不適於配置在隨身裝置中，且隨著觸控技術的發展已成熟，故越來越多的可攜式裝置已配置結合顯示功能之觸控面板以供使用者以手指或其他物件進行觸控操作。無論是電阻式或電容式觸控面板，使用者仍需觸碰該觸控面板以能進行觸控操作。當使用者手指髒污時，直接操作觸控面板將使該觸控面板表面髒污，此除了造成該觸控面板需清理外，留於該觸控面板表面之髒污亦影響使用者檢視顯示的影像。因此，若欲避免弄髒該觸控面板表面，則使用者需先將手擦拭乾淨，造成使用者操作上的不便，尤其是當使用者長期處於髒污的環境工作中，更難期待使用者需不時擦拭手部以操作該觸控面板。

鑑於先前技術中的問題，本發明的目的之一在於提供一種非接觸指令輸入方法，用於具有攝影機之電子裝置。該非接觸指令輸入方法藉由動態判斷影像變化以作為操作指令之輸入，便於使用者進行非接觸操作。

本發明之非接觸指令輸入方法用於具有一攝影機之一電子裝置。該非接觸指令輸入方法包含下列步驟：利用該攝影機對一操作區域中之複數個固定的判斷點動態監測；動態判斷該複數個判斷點之影像變化；以及根據該影像變化之判斷結果，決定出一操作指令。進一步地，該非接觸指令輸入方法使該電子裝置對執行中之一應用程式執行該操作指令。藉此，使用者可利用其手指於該操作區域中產生該影像變化以進行非接觸操作，無需實際接觸該電子裝置，解決習知技術中使用者可能因手指髒污而不便操作習知觸控面板的問題。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第1圖及第2圖，第1圖為本發明之非接觸指令輸入方法之流程圖，第2圖為本發明之非接觸指令輸入方法根據一具體實施例之實施環境示意圖。於本實施例中，該非接觸指令輸入方法用於具有一攝影機12之一電子裝置1，例如智慧型手機、平板電腦等，電子裝置1尚包含一觸控螢幕14，同時包含顯示及觸控功能。於一般使用上，使用者可直接使用觸控螢幕14進行觸控操作。當使用者不便以手指碰觸觸控螢幕14時，例如手指髒污，便可啟動程式以執行該非接觸指令輸入方法以便於使用者進行非接觸指令輸入。

如第1圖中步驟S100所示，該非接觸指令輸入方法利用攝影機12對一操作區域120中之複數個固定的判斷點122a、122b、122c、122d動態監測。其中，操作區域120係指攝影機12得以拍攝之空間區域，惟於實作上，利用攝影機12對空間進行動態監測仍需透過聚光成像於攝影機12之感光元件來實現，故對攝影機12而言，其得以拍攝之空間區域係以平面影像實現，故於第2圖中直接以方框簡化表示操作區域120，但實際上仍為立體空間，於後文中不再贅述。同理，前述固定的判斷點122a、122b、122c、122d亦將成像於攝影機12感光元件上之平面影像上的固定位置區塊，故於第2圖中直接以小圈簡化表示判斷點122a、122b、122c、122d。

使用者利用手指或其他物體於攝影機12前操作區域120內移動，以使攝影機12對應判斷點122a、122b、122c、122d感應之影像能產生變化，如步驟S120所示。因此，於本實施例中，步驟S100即藉由隨時間流逝擷取出對應判斷點122a、122b、122c、122d之連續影像，以達到動態監測之功效。於實作上，關於前述影像擷取，該非接觸指令輸入方法可利用攝影機12擷取關於操作區域120之一系列連續影像121a、121b、121c、121d，如第3圖所示，其中以箭頭表示時間方向。該非接觸指令輸入方法並依序擷取每一影像121a、121b、121c、121d上對應判斷點122a、122b、122c、122d之點影像123a、123b、123c、123d，以供後續判斷之用。或者，該非接觸指令輸入方法可利用攝影機12直接擷取對應判斷點122a、122b、122c、122d之一系列連續點影像123a、123b、123c、123d，可節省程式執行時間，如第4圖所示，其中以箭頭表示時間方向，以虛線表示對應操作區域120之影像。補充說明的是，於第3圖及第4圖中影像121a、121b、121c、121d及其點影像123a、123b、123c、123d係直接對應操作區域120及判斷點122a、122b、122c、122d以便於說明，非指實際成像關係；惟於實作上，可利用鏡射方式處理實際影像即可製得如第3圖及第4圖之影像，不另贅述。

接著如步驟S140所示，該非接觸指令輸入方法動態判斷判斷點122a、122b、122c、122d之影像變化，亦即判斷點影像123a、123b、123c、123d隨時間的變化。於本實施例中，該影像變化包含對應同一判斷點122a、122b、122c或122d之點影像123a、123b、123c或123d之時序亮度變化及同一時間對應該複數個判斷點122a、122b、122c、122d之點影像123a、123b、123c、123d間之亮度關係，當該判斷點122a、122b、122c或122d之點影像123a、123b、123c或123d之亮度值小於一預定值時，定義該判斷點122a、122b、122c或122d為暗；其中，於第3圖及第4圖中，以影線表示點影像123a、123b、123c、123d為暗。此預定值可使用者事先設定，或是於啟動運行該非接觸指令輸入方法之常駐程式之初始化時，再擷取當時之影像，以其平均亮度值作為後續比較之該預定值。補充說明的是，當操作距離較近時，即手指靠近攝影機12移動，對應判斷點122a、122b、122c、122d之點影像123a、123b、123c或123d原則上可產生亮度差異相當大之變化，可增加點影像123a、123b、123c、123d明暗判斷的正確率。此外，判斷點122a、122b、122c、122d之點影像123a、123b、123c、123d之大小宜遠小於關於操作區域120之影像大小，使得使用者手指或其他物體於各種可能的移動軌跡皆能有效遮蓋判斷點122a、122b、122c、122d，進而減少點影像123a、123b、123c、123d明暗判斷模稜兩可的情形；實作上可採用關於操作區域120之影像大小的百分之一作為點影像123a、123b、123c、123d之大小，但本發明不以此為限。

於步驟S140執行完畢之後，如第1圖中步驟S160所示，該非接觸指令輸入方法根據該影像變化之判斷結果，決定出一操作指令；接著，電子裝置1即對執行中之一應用程式執行該操作指令，如步驟S180所示。其中該應用程式顯示透過觸控螢幕14顯示畫面，以供使用者閱覽。

於實際應用上，判斷點之設定數量及位置依可允許輸入指令的複雜度為定，於本實施例中，為簡化說明，僅設置四個判斷點122a、122b、122c、122d，分別為左判斷點、右判斷點、上判斷點及下判斷點；但本發明不以本實施例為限。請參閱第5A及5B圖，其為根據該具體實施例之該非接觸指令輸入方法之流程圖。首先，需先啟動一非接觸指令輸入程式以執行該非接觸指令輸入方法，如步驟S300所示；此程式可為一常駐常式，其啟動方式可為事後點選或是一開機即常駐。之後，該非接觸指令輸入程式即經由攝影機12對操作區域120中之該複數個固定的判斷點122a、122b、122c、122d進行動態監測，如步驟S320所示；其動態監測之實作已如前述不再贅述。如步驟S340所示，若監測到判斷點122a、122b、122c或122d為暗時，該非接觸指令輸入程式即進入步驟S360，以進行後續影像變化的判斷；若否，該非接觸指令輸入程式則繼續步驟S320之動態監測。

當監測到判斷點122a、122b、122c或122d為暗時，該非接觸指令輸入程式先判斷是否判斷點122a、122b、122c、122d於長於一預定時間之一時間內均持續為暗，如步驟S360所示。若是，亦即使用者遮蓋全部的判斷點122a、122b、122c、122d持續一段時間，該非接觸指令輸入程式即對於電子裝置1中顯示於觸控螢幕14之應用程式執行關閉操作，如步驟S370所示；若否，則進行其他影像變化態樣之判斷，如後續步驟S382~S388。

當該非接觸指令輸入程式先判斷判斷點122a(即左判斷點)為暗，該非接觸指令輸入程式判斷其他判斷點122b、122c、122d於該預定時間內亦為暗，如步驟S382所示。若是，亦即使用者手指由左至右滑過攝影機12(其影像變化可參閱第3圖或第4圖)，該非接觸指令輸入程式即對於該應用程式執行畫面向右滑動或下一頁操作，如步驟S392所示；若否，該非接觸指令輸入程式則回到步驟S320之動態監測。

當該非接觸指令輸入程式先判斷判斷點122b(即右判斷點)為暗，該非接觸指令輸入程式判斷其他判斷點122a、122c、122d於該預定時間內亦為暗，如步驟S384所示。若是，亦即使用者手指由右至左滑過攝影機12，該非接觸指令輸入程式即對於該應用程式執行畫面向左滑動或上一頁操作，如步驟S394所示；若否，該非接觸指令輸入程式則回到步驟S320之動態監測。

當該非接觸指令輸入程式先判斷判斷點122c(即上判斷點)為暗，該非接觸指令輸入程式判斷其他判斷點122a、122b、122d於該預定時間內亦為暗，如步驟S386所示。若是，亦即使用者手指由上至下滑過攝影機12，該非接觸指令輸入程式即對於該應用程式執行畫面向下滑動或縮小操作，如步驟S396所示；若否，該非接觸指令輸入程式則回到步驟S320之動態監測。

當該非接觸指令輸入程式先判斷判斷點122d(即下判斷點)為暗，該非接觸指令輸入程式判斷其他判斷點122a、122b、122c於該預定時間內亦為暗，如步驟S388所示。若是，亦即使用者手指由下至上滑過攝影機12，該非接觸指令輸入程式即對於該應用程式執行畫面向上滑動或放大操作，如步驟S398所示；若否，該非接觸指令輸入程式則回到步驟S320之動態監測。

當前述操作指令被辨識出並執行完畢後，如步驟S400所示，該非接觸指令輸入程式可回到步驟S320之動態監測，以進行下一個指令辨識，形成迴圈流程。於實作上，該非接觸指令輸入程式亦可僅執行一次辨識及執行操作指令；但本發明均不以此為限。

補充說明的是，於本實施例中，該非接觸指令輸入方法主要辨識使用者手指於靠近攝影機12之簡單滑動，因此基於一般使用者滑動時間的考慮，前述預定時間可設定為1秒，或是更短。此外，對判斷點122a、122b、122c、122d之影像變化之判斷複雜度實作上宜依所欲判斷滑動的態樣而定。例如使用者手指由左至右滑過攝影機12的過程中，攝影機12擷取的影像可能為第3圖或第4圖，若影像擷取頻率更高，可能擷取出的影像如第6圖所示；其中以箭頭表示時間方向，相對於第3圖，於第6圖中尚有影像121e、121f、121g。然於前述實施例中，與其他滑動態樣(由右至左、由上至下及由下至上的滑動以及全遮的行為)之影像變化比較，過高的影像擷取頻率並無助於比較，且過於複雜的判斷亦屬多餘，故於前述實施例中，對影像變化之判斷已基於欲判斷滑動的態樣簡化。因此，若欲區隔手指更為多樣化的滑動，除影像變化之判斷複雜度需提昇外，判斷點之設置數量及位置亦需增加，判斷點之大小亦需隨之變更。

再補充說明的是，於本實施例中，因假設手指係相對於攝影機12為近距離滑動，手指滑過之區域涵蓋所有判斷點122a、122b、122c、122d且至少有一小段時間同時遮蔽所有判斷點122a、122b、122c、122d，故於第5A圖中流程圖之步驟S360之判斷時間需長於該預定時間以能辨識出使用者持續全部遮蓋操作與因滑動而造成暫時全部遮蓋之滑動操作，此時間或可設定為2或3秒，或更長的時間。但本發明不以此為限，例如可於操作區域120中增設一中判斷點122e(如第2圖中虛線圓圈所示)，是否執行畫面關閉操作或其他對應的操作則決定於中判斷點122e是否於一相對長的時間為暗，此時即無需考慮其他判斷點122a、122b、122c、122d之狀態。另外，前述實施例係便於說明本發明精神，其判斷點之設置數量及位置、可允許輸入指令的數目、及判斷複雜度均已簡化，於實作上，熟知技藝之人自可基於本發明之精神輕易發展出更判斷點數量更多、可允許輸入指令數目更多、及判斷複雜度更高之實施態樣，不待贅述。此外，本發明之應用環境不以可攜式電子裝置為限，其他具有攝影機之電子裝置亦可運用本發明以攝影機作為指令輸入的媒介。

如前述說明，本發明之非接觸指令輸入方法利用電子裝置上攝影機動態監測關於操作區域之影像變化以作為對運行於電子裝置上之應用程式輸入之操作指令。由於使用者無需接觸電子裝置即可輸入，故可保持電子裝置之輸入介面清潔，例如觸控面板或鍵盤，因此，本發明能解決知技術中使用者可能因手指髒污而不便操作習知觸控面板的問題。

以上所述僅為本發明之實施例，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。

1．．．電子裝置

12．．．攝影機

14．．．觸控螢幕

120．．．操作區域

121a、121b、121c、121d、121e、121f、121g．．．影像

122a、122b、122c、122d、122e．．．判斷點

123a、123b、123c、123d．．．點影像

S100~S180、S300~S400．．．實施步驟

第1圖為本發明之非接觸指令輸入方法之流程圖。

第2圖為本發明之非接觸指令輸入方法根據一具體實施例之實施環境示意圖。

第3圖為該非接觸指令輸入方法擷取影像之示意圖。

第4圖為該非接觸指令輸入方法以不同方式擷取影像之示意圖。

第5A及5B圖為根據該具體實施例之非接觸指令輸入方法之流程圖。

第6圖為該非接觸指令輸入方法以較高頻率擷取影像之示意圖。

S100~S180．．．實施步驟

Claims

一種非接觸指令輸入方法，用於具有一攝影機之一電子裝置，該非接觸指令輸入方法包含下列步驟：(a)利用該攝影機對一操作區域中之複數個固定的判斷點動態監測；(b)動態判斷對應該複數個判斷點之影像變化；以及(c)根據該影像變化之判斷結果，決定出一操作指令。
如請求項1所述之非接觸指令輸入方法，其中步驟(a)更包含下列步驟：以一物體於該攝影機前該操作區域內移動。
如請求項2所述之非接觸指令輸入方法，其中步驟(a)以下列步驟實施：利用該攝影機擷取關於該操作區域之一系列連續影像；以及依序擷取每一影像上對應該複數個判斷點之點影像。
如請求項2所述之非接觸指令輸入方法，其中步驟(a)以下列步驟實施：利用該攝影機擷取對應該複數個判斷點之一系列連續點影像。
如請求項1所述之非接觸指令輸入方法，其中該影像變化包含對應同一判斷點之點影像之時序亮度變化及同一時間對應該複數個判斷點之點影像間之亮度關係，當對應其中一個判斷點之點影像亮度值小於一預定值時，定義該個判斷點為暗。
如請求項5所述之非接觸指令輸入方法，其中該複數個判斷點包含一上判斷點、一下判斷點、一左判斷點及一右判斷點，當於步驟(b)中，判斷出該左判斷點為暗，且於一預定時間內，該上判斷點、該下判斷點及該右判斷點亦為暗時，步驟(c)決定該操作指令為一向右滑動操作或一下一頁操作。
如請求項5所述之非接觸指令輸入方法，其中該複數個判斷點包含一上判斷點、一下判斷點、一左判斷點及一右判斷點，當於步驟(b)中，判斷出該右判斷點為暗，且於一預定時間內，該上判斷點、該下判斷點及該左判斷點亦為暗時，步驟(c)決定該操作指令為一向左滑動操作或一上一頁操作。
如請求項5所述之非接觸指令輸入方法，其中該複數個判斷點包含一上判斷點、一下判斷點、一左判斷點及一右判斷點，當於步驟(b)中，判斷出該下判斷點為暗，且於一預定時間內，該左判斷點、該右判斷點及該上判斷點亦為暗時，步驟(c)決定該操作指令為一向上滑動操作或一放大操作。
如請求項5所述之非接觸指令輸入方法，其中該複數個判斷點包含一上判斷點、一下判斷點、一左判斷點及一右判斷點，當於步驟(b)中，判斷出該上判斷點為暗，且於一預定時間內，該左判斷點、該右判斷點及該下判斷點亦為暗時，步驟(c)決定該操作指令為一向下滑動操作或一縮小操作。
7、8或9所述之非接觸指令輸入方法，其中當於步驟(b)中，判斷出該上判斷點、該下判斷點、該左判斷點及該右判斷點於長於該預定時間之一時間內均持續為暗時，步驟(c)決定該操作指令為一關閉操作。
7、8或9所述之非接觸指令輸入方法，更包含下列步驟：該電子裝置對執行中之一應用程式執行該操作指令。
如請求項10所述之非接觸指令輸入方法，更包含下列步驟：該電子裝置對執行中之一應用程式執行該操作指令。