TWI465959B - 互動投影系統及投影系統之互動方法 - Google Patents

Description

互動投影系統及投影系統之互動方法

本發明係有關於投影畫面之互動操作，特別是關於一種互動投影系統及投影系統之互動方法。

以電腦裝置及投影裝置進行簡報時，使用者常面臨的問題是，光筆與投影畫面之間，並無互動關係，因此無法透過光筆於投影畫面中的移動對電腦裝置產生操作命令。

為了解決問題，習知技術提出不同方式，以使電腦裝置取得光筆對應於投影畫面之座標。其中一種方式係以額外設置之感測器，感測光筆之位置或是光筆的移動狀態，而產生一對應於影像畫面之座標系的座標值。但電腦裝置無法自行由感測器取得影像畫面之實際投影範圍。而且每一次架設投影裝置之後，影像畫面之位置/大小/傾斜等條件也不斷變化。因此，於每一次架設投影裝置之後，都透過人力進行校正，以提供參考數據至電腦裝置，建立影像畫面中的座標系。

另一種方式是持續於投影影像中插入影像編碼圖，其攜帶有座標編碼，透過一影像擷取裝置持續擷取投影畫面，以供電腦裝置分析該影像編碼圖。但，電腦裝置係持續分析該影像編碼圖，因而使得電腦裝置運算資源被消耗，而影響其他作業的正常執行。

若不取得光筆與投影畫面中的位置以產生互動操作，則使用者就必須滑鼠點選或以鍵盤輸入命令。但在使用投影裝置時，使用者通常位於投影畫面前，且遠離桌上的鍵盤滑鼠，而以光筆指示投影畫面的特定位置以進行解說。此時，遠離使用者的鍵盤滑鼠將不利於操作。

鑑於上述問題，本發明提出一種互動投影系統及投影系統之互動方法，係可降低取得光筆座標所需消耗的運算資源，且可透過光筆輸入命令以驅動資料處理裝置執行之。

本發明提出一種互動投影系統，用以於一觸發事件後，執行至少一觸發作業。互動投影系統包含一投影裝置、一資料處理裝置及一影像擷取裝置。

其中，投影裝置用以投射一影像畫面至一投影平面。資料處理裝置，用以產生影像畫面以傳送至投影裝置，且資料處理裝置可產生一命令標記，並於影像畫面中插入命令標記。影像擷取裝置用以擷取投影至投影平面上之影像畫面，而傳送至資料處理裝置。

資料處理裝置於觸發事件發生之後，於影像擷取裝置所擷取之影像畫面中辨識命令標記，並依據該命令標記執行該觸發作業。

本發明更提出一種投影系統之互動方法，用以驅動一互動投影系統於一觸發事件發生之後，執行至少一觸發作業。互動方法包含：投射一影像畫面至一投影平面；持續判斷該觸發事件是否發生；持續擷取該影像畫面之至少一部分，以於該影像畫面中取得一命令標記；比對該命令標記是否符合該觸發作業；及當該命令標記符合該觸發作業，執行該觸發作業。

命令標記可為文字指令或攜帶座標資訊之圖像編碼，用以供資料處理裝置執行預設之觸發作業，例如執行預設指令或是進行光筆之座標定位。

觸發事件可為光筆或可移動影像擷取裝置接觸投影平面之事件。資料處理裝置僅在觸發事件發生後，才開始辨識命令標記，藉以避免其運算資源被過度消耗，而維持良好的系統運作狀態。

請參閱「第1圖」所示，為本發明第一實施例所揭露之一種互動投影系統100，用以於一觸發事件後，執行至少一觸發作業。互動投影系統100包含一投影裝置110、一資料處理裝置120及一影像擷取裝置130。

投影裝置110用以投射一影像畫面S至一投影平面P。

資料處理裝置120用以產生影像畫面S以傳送至投影裝置110，且該資料處理裝置120可產生一命令標記M，並於該影像畫面S中插入該命令標記M。

一影像擷取裝置130，用以擷取投影至該投影平面P上之該影像畫面S，而傳送至該資料處理裝置120。

其中，當資料處理裝置120於該觸發事件發生之後，於影像擷取裝置130所擷取之影像畫面S中辨識該命令標記M，並依據該命令標記M執行該觸發作業。

請參閱「第2圖」所示，係為本發明所揭露之一種投影系統之互動方法，用以驅動互動投影系統100於觸發事件發生之後，執行至少一觸發作業。

依據此方法，資料處理裝置120係持續以一投影裝置110，投射一影像畫面S至一投影平面P，如S1所示。

接著，資料處理裝置120持續判斷觸發事件是否發生，如S2所示。

當觸發事件發生之後，資料處理裝置120驅動影像擷取裝置130，持續擷取該影像畫面S之至少一部分，以於該影像畫面S中取得命令標記M，如S3所示。

前述之命令標記M，可為一完整的全螢幕畫面，而插入該影像畫面S之串流中作為一短暫顯示之畫框(frame)，例如影像畫面S之串流包含每秒60個畫框(60FPS)，則該命令標記M可為單一畫框，僅出現60分之一秒，或持續循環地於每一秒鐘之內顯示一次，每次顯示60分之一秒。

命令標記M亦可為局部畫面，重疊或取代之方式顯示於該影像畫面S之局部，例如以光筆140書寫之文字，重疊於該影像畫面S之局部，而持續地與影像畫面S同時被顯示。

當該取樣畫面中出現該命令標記M，則該資料處理裝置120比對該命令標記M是否符合一預設之觸發作業，如S4所示。

當該命令標記M符合預設之觸發作業其中之一，則資料處理裝置120執行該對應之觸發作業，如S5所示。

資料處理裝置120僅在觸發事件發生後，才開始辨識命令標記M，藉以避免其運算資源被過度消耗，而維持良好的系統運作狀態。

請參閱「第3圖」所示，為本發明第二實施例所揭露之一種互動投影系統100，用以於一觸發事件後，執行一觸發作業。互動投影系統100包含一投影裝置110、一資料處理裝置120、一影像擷取裝置130及一光筆140。

投影裝置110用以接收一影像訊號，而投射該影像畫面S至一投影平面P，以呈現一應用程式之資料內容。

光筆140用以供一使用者持握，而於該投影平面P上產生一書寫軌跡。其中光筆140接觸投影平面P時，資料處理裝置120產生觸發事件。

資料處理裝置120用以產生該影像畫面S以傳送至投影裝置110。資料處理裝置120具有一觸發手段，用以於光筆140接觸投影平面P時產生觸發事件。觸發手段可為但不限定於一觸發開關141，設置於該光筆140上，用以隨著光筆140碰觸投影平面P，而產生一觸發訊號T。而資料處理裝置120依據觸發訊號T產生觸發事件。

同時，資料處理裝置120於該觸發事件發生之後，產生命令標記M，並於影像畫面S中插入該命令標記M。

如「第4圖」所示，前述之命令標記M可為全螢幕圖檔，佔有該影像畫面S之所有顯示區域。其中，命令標記M包含複數個座標圖塊C，每一座標圖塊C以圖像編碼攜帶座標資訊。

如「第4圖」所示，該命令標記M中包含複數個棋盤格區域，每一區域由複數個條碼圖塊所組成，該些條碼圖塊即為前述之座標圖塊C，用以攜帶其所在位置之座標資訊。

如「第3圖」所示，影像擷取裝置130用以擷取投影至投影平面P上之影像畫面S，而傳送至資料處理裝置120。

當影像擷取裝置130所接取之影像畫面S包含命令標記M之局部或全部時，資料處理裝置120依據命令標記M執行對應之觸發作業。

前述之該觸發手段亦可為一影像辨識軟體，執行於該資料處理裝置120，用以辨識影像擷取裝置130所擷取之影像畫面，以判斷該光筆140是否接觸該投影平面P，從而產生該觸發事件。

於第二實施例中，資料處理裝置120依據影像擷取裝置130所擷取之影像畫面，找出光筆140及對應光筆140之座標圖塊C，擷取座標資訊，而取得對應光筆140位置之座標。此一座標可以至影像畫面S，例如於該影像畫面S上產生一光點I以標示光筆140所在位置。

而當光筆140持續接觸投影平面P且持續於投影平面P上移動時，該光筆140持續產生觸發訊號T，而使得資料處理裝置120持續取得光筆140於影像畫面S上的位置，而於影像畫面S上產生書寫軌跡。

參閱「第5圖」所示，係為本發明所揭露之一種投影系統之互動方法，用以驅動互動投影系統100於觸發事件發生之後，執行至少一觸發作業。所述觸發事件可為光筆140接觸投影平面P，所述觸發作業可為一座標定位作業。該互動式投影系統包含一投影裝置110、一光筆140、一資料處理裝置120及一影像擷取裝置130。

首先，投影裝置110接收一影像訊號，而投射該影像畫面S至一投影平面P，以呈現一應用程式之資料內容，如步驟S1所示。

接著，資料處理裝置120持續判斷該光筆140是否接觸該投影平面P，如S21所示。

當該光筆140接觸該投影平面P時，該資料處理裝置120產生該觸發事件，S22。

資料處理裝置120於該觸發事件發生之後，產生命令標記M，並於影像畫面S中插入該命令標記M，如步驟S23所示。

當觸發事件發生，資料處理裝置120驅動影像擷取裝置130，持續擷取該影像畫面S之至少一部分，以於該影像畫面S中取得命令標記M，如S3所示。

如「第4圖」所示，前述之命令標記M為全螢幕圖檔，佔有該影像畫面S之所有顯示區域。其中，命令標記M包含複數個座標圖塊C，每一座標圖塊C以圖像編碼攜帶座標資訊。

當該取樣畫面中出現該命令標記M，則該資料處理裝置120比對該命令標記M是否包含座標圖塊C，如S41所示。

當該命令標記M由複數個座標圖塊C所組成，則資料處理裝置120執行座標定位作業，解譯出光筆140當前位置對應於該影像畫面S之座標，如S51所示。

前述之座標定位作業所取得之座標，可作為光筆140之起始點座標(Ox,Oy)。而光筆140若持續接觸投影平面P，資料處理裝置120可以直接比對取樣畫面中的前後畫面，取得光筆140所移動的相對座標(dx,dy)，而以起始點座標(Ox,Oy)及相對座標(dx,dy)計算取得光筆140投影座標(Px,Py)為(Ox+dx,Oy+dy)，而不需重複地插入命令標記M以取得光筆140在每一時點的絕對座標(依據座標圖塊C取得之座標)。

資料處理裝置120僅在觸發事件發生後，才開始辨識命令標記M，而非持續地解析座標圖塊C之圖像編碼，藉以避免資料處理裝置120的運算資源被過度消耗，而維持良好的系統運作狀態。

請參閱「第6圖」所示，係為本發明第三實施例所揭露之一種互動投影系統100，包含一投影裝置110、一資料處理裝置120及一影像擷取裝置130。

其中，投影裝置110及資料處理裝置120大致與第一實施例相同，其差異在於，該影像擷取裝置130係為一可移動影像擷取裝置，特別是設計成筆形之影像擷取裝置130，用以供使用者持握以取代光筆140。影像擷取裝置130具有一攝影頭131，用以朝向該投影平面P以擷取該影像畫面S之至少局部。

觸發手段用以偵測該攝影頭131是否接觸該投影平面P。該觸發手段可為但不限定於一觸發開關，設置於該影像擷取裝置130上，用以隨著該攝影頭131碰觸該投影平面P，而產生該觸發訊號T，藉以使觸發事件發生。同時，資料處理裝置120於該觸發事件發生之後，產生一命令標記M，並於影像畫面S中插入命令標記M。

該命令標記M中包含複數個座標圖塊C，用以攜帶座標資訊。

該攝影頭131用以擷取至少一座標圖塊C之局部，而傳送至該資料處理裝置120。該資料處理裝置120依據該座標圖塊C，擷取該座標資訊，而以該座標資訊作為該攝影頭131於影像畫面S上之位置，而反饋該攝影頭131之位置至該影像畫面S，例如於該影像畫面S上產生一光點I以標示攝影頭131所在位置。而當攝影頭131持續接觸投影平面P且持續於投影平面P上移動時，使得資料處理裝置120持續取得攝影頭131於影像畫面S上的位置，而於該影像畫面S上產生書寫軌跡。

參閱「第7圖」所示，係為本發明之所揭露之一種投影系統之互動方法，用以驅動互動投影系統100於觸發事件發生之後，執行至少一觸發作業。所述觸發事件可為影像擷取裝置130之攝影頭131接觸投影平面P，所述觸發作業可為一座標定位作業。

依據此方法，資料處理裝置120係持續以一投影裝置110，投射一影像畫面S至一投影平面P，以呈現一應用程式之資料內容，如S1所示。

接著，資料處理裝置120持續判斷影像擷取裝置130是否接觸該投影平面P，如S24所示。

當該影像擷取裝置130接觸該投影平面P時，該資料處理裝置120產生該觸發事件，如步驟S25所示。

資料處理裝置120於該觸發事件發生之後，產生命令標記M，並於影像畫面S中插入該命令標記M，如步驟S26所示。

當觸發事件發生，資料處理裝置120驅動影像擷取裝置130，持續擷取該影像畫面S之至少一部分，以於該影像畫面S中取得命令標記M，如S3所示。

如「第4圖」所示，前述之命令標記M為全螢幕圖檔，佔有該影像畫面S之所有顯示區域。其中，命令標記M包含複數個座標圖塊C，每一座標圖塊C以圖像編碼攜帶座標資訊。此時，由於影像擷取裝置130之攝影頭131係貼近投影平面P，因此其所取得之取樣僅有命令標記M之局部。

當該取樣畫面中出現該命令標記M之局部，則該資料處理裝置120比對該命令標記M是否包含座標圖塊C，如S41所示。

當該命令標記M由複數個座標圖塊C所組成，則資料處理裝置120執行座標定位作業，解譯出影像擷取裝置130當前位置對應於該影像畫面S之座標，如S51所示。

前述之座標定位作業所取得之座標，可作為影像擷取裝置130之起始點座標(Ox,Oy)。而影像擷取裝置130若持續接觸投影平面P，資料處理裝置120可以直接比對取樣畫面中的前後畫面，取得影像擷取裝置130所移動的相對座標(dx,dy)，而以起始點座標(Ox,Oy)及相對座標(dx,dy)計算取得影像擷取裝置130投影座標(Px,Py)為(Ox+dx,Oy+dy)，而不需重複地插入命令標記M以取得影像擷取裝置130在每一時點的絕對座標(依據座標圖塊C取得之座標)。

資料處理裝置120僅在觸發事件發生後，才開始辨識命令標記M，而非持續地解析座標圖塊C之圖像編碼，藉以避免資料處理裝置120的運算資源被過度消耗，而維持良好的系統運作狀態。

請參閱「第8圖」所示，係為本發明第四實施例所述之一種互動投影系統100，用以於一觸發事件後，執行一觸發作業。互動投影系統100，包含一投影裝置110、一光筆140、一資料處理裝置120及一影像擷取裝置130。

投影裝置110用以接收一影像訊號，而投射該影像畫面S至一投影平面P，以呈現一應用程式之資料內容。

光筆140用以供一使用者持握，而於該投影平面P上產生一書寫軌跡。

資料處理裝置120用以產生影像畫面S，以傳送至投影裝置110。

且資料處理裝置120依據各種軌跡追蹤方式，例如第一實施例所揭露之軌跡追蹤方式，追蹤該光筆140於該投影平面P上產生之書寫軌跡，而產生命令標記M，並於影像畫面S中插入該命令標記M，以顯示該書寫軌跡。亦即，所述命令標記M即為該書寫軌跡。

影像擷取裝置130用以擷取至少包含命令標記M所在位置之影像畫面S，而傳送至該資料處理裝置120。

該資料處理裝置120以該命令標記M出現於影像擷取裝置130所接取影像畫面S之事件為觸發事件，而執行文字辨識及比對作業作為觸發作業。

於文字辨識及比對作業中，資料處理裝置120對該命令標記M進行文字辨識，並比對辨識結果對應之文字與複數個預設指令，找出與該命令標記M相符合之預設指令。

例如預設指令可為「#POWER DOWN#=電腦關機」、「#Calc=開啟小算盤程式」、「#Mail#=開啟E-mail程式」。若資料處理裝置120經比對後判定該命令標記M之文字辨識結果符合「#Mail#」，則資料處理裝置120載入並執行電子郵件程式。

前述之標頭或結尾的「#」字串係用以供資料處理裝置120快速判斷影像畫面S上之命令標記M是否與預設指令相關。若命令標記M無標頭或結尾，則直接判定影像畫面S上之命令標記M與預設指令無關，而結束文字辨識及比對作業。

當資料處理裝置120依據命令標記M執行對應之預設指令之後，則資料處理裝置120消除影像畫面S上之命令標記M，以復原影像畫面S，並讓使用者得知該命令標記M對應之作業已經被執行。若執行文字辨識及比對作業之後無相符合之預設指令，則資料處理裝置120執行一錯誤警告作業，而於該影像畫面S上顯示所輸入之命令錯誤。

參閱「第9圖」所示，係為本發明之所揭露之一種投影系統之互動方法，用以驅動互動投影系統100於觸發事件發生之後，執行至少一觸發作業。所述觸發事件可為光筆140接觸投影平面P並產生一書寫軌跡，所述觸發作業可為執行一預設指令。該互動式投影系統包含一投影裝置110、一光筆140、一資料處理裝置120及一影像擷取裝置130。

依據此方法，資料處理裝置120係持續以一投影裝置110，投射一影像畫面S至一投影平面P，以呈現一應用程式之資料內容，如S1所示。

當該光筆140接觸該投影平面P時，使用者可書寫產生一書寫軌跡。資料處理裝置120追蹤該光筆140於該投影平面P上產生之書寫軌跡，而產生命令標記M，並於影像畫面S中插入該命令標記M，以顯示該書寫軌跡，如步驟S23所示。

資料處理裝置120驅動影像擷取裝置130，持續擷取該影像畫面S之至少一部分，如步驟S27所示。

接著，資料處理裝置120持續判斷影像擷取裝置130影像擷取裝置130擷取該影像畫面S中，是否有書寫軌跡出現於特定區域，如S28所示。

當該影像擷取裝置130接觸該投影平面P時，該資料處理裝置120產生該觸發事件，如步驟S29所示。

當觸發事件發生，資料處理裝置120驅動影像擷取裝置130，持續擷取該影像畫面S之至少一部分，以書寫軌跡作為命令標記M，如S31所示。

接著該資料處理裝置120對該命令標記M進行文字辨識及比對作業，如S45所示。

接著，資料處理裝置120依據文字辨識結果，判斷命令標記M是否與複數個預設指令其中之一相符合，如S46所示。

當該命令標記M符合預設指令其中之一，則資料處理裝置120執行對應之預設指令，如S53所示。

例如預設指令可為「#POWER DOWN#=電腦關機」、「#Calc=開啟小算盤程式」、「#Mail#=開啟E-mail程式」。若資料處理裝置120經比對後判定該命令標記M之文字辨識結果符合「#Mail#」，則載入並執行電子郵件程式。

若於步驟S44之後無對應之預設指令，則資料處理裝置120執行一錯誤警告作業，而於該影像畫面S上顯示所輸入之命令錯誤，如步驟S54。

當資料處理裝置120依據命令標記M執行對應之預設指令之後或執行錯誤警告作業之後，則資料處理裝置120消除影像畫面S上之命令標記M，以復原影像畫面S，並讓使用者得知該命令標記M對應之作業已經被執行，如步驟S55。

透過光筆140產生特定之書寫軌跡，即可取代滑鼠鍵盤以執行指令。因此，在執行簡報時，使用者單以光筆140就可以完成大多數所需要的操作，不需使用滑鼠鍵盤，改善使用者與投影系統之間的互動。

100．．．互動投影系統

110．．．投影裝置

120．．．資料處理裝置

130．．．影像擷取裝置

131．．．攝影頭

140．．．光筆

141．．．觸發開關

S‧‧‧影像畫面

P‧‧‧投影平面

M‧‧‧命令標記

T‧‧‧觸發訊號

C‧‧‧座標圖塊

I‧‧‧光點

第1圖為本發明第一實施例之互動投影系統之示意圖。

第2圖為本發明第一實施例中，投影系統之互動方法之方法流程圖。

第3圖為本發明第二實施例之互動投影系統之示意圖。

第4圖為本發明第二實施例中，包含複數個座標圖塊之命令標記之示意圖。

第5圖為本發明第二實施例中，投影系統之互動方法之方法流程圖。

第6圖為本發明第三實施例之互動投影系統之示意圖。

第7圖為本發明第三實施例中，投影系統之互動方法之方法流程圖。

第8圖為本發明第四實施例之互動投影系統之示意圖。

第9圖為本發明第四實施例中，投影系統之互動方法之方法流程圖。

Claims (10)

1. 一種互動投影系統，用以於一觸發事件後，執行至少一觸發作業，該互動投影系統包含：一投影裝置，用以投射一影像畫面至一投影平面；一資料處理裝置，用以產生該影像畫面以傳送至該投影裝置，且該資料處理裝置於該觸發事件發生之後產生一命令標記，並於該影像畫面中插入該命令標記；及一影像擷取裝置，用以擷取投影至該投影平面上之該影像畫面，而傳送至該資料處理裝置；其中，該資料處理裝置於該觸發事件發生之後，於影像擷取裝置所擷取之影像畫面中辨識該命令標記，並依據該命令標記執行該觸發作業，且該命令標記包含複數個座標圖塊，每一該座標圖塊以圖像編碼攜帶座標資訊。
2. 如請求項1所述之互動投影系統，其中：該互動投影系統更包含一光筆，用以接觸投影平面；該觸發作業為找出該光筆及對應該光筆之座標圖塊，以擷取座標資訊，而取得對應該光筆位置之座標；及該資料處理裝置更具有一觸發手段，用以於該光筆接觸該投影平面時產生該觸發事件。
3. 如請求項1所述之互動投影系統，其中：該影像擷取裝置為一可移動影像擷取裝置，具有一攝影頭，用以朝向該投影平面以擷取該影像畫面之至少局部；該資料處理裝置更具有一觸發手段，用以偵測該攝影頭是否接觸該投影平面；及該觸發作業依據該攝影頭所擷取之座標圖塊取得座標資 訊，而以該座標資訊作為該攝影頭於影像畫面上之位置。
4. 如請求項1所述之互動投影系統，其中：該互動投影系統更包含一光筆，用以於該投影平面上產生一書寫軌跡；該資料處理裝置追蹤該光筆於該投影平面上產生之書寫軌跡，而產生該命令標記，並於影像畫面中插入該命令標記，以顯示該書寫軌跡；該觸發事件為該命令標記出現於該影像擷取裝置所接取影像畫面之事件為觸發事件；及該觸發作業為該資料處理裝置對該命令標記行文字辨識，並比對辨識結果對應之文字與複數個預設指令，找出與該命令標記符合之預設指令並執行之。
5. 如請求項4所述之互動投影系統，其中當該資料處理裝置依據該命令標記執行對應之預設指令之後，則該資料處理裝置消除該影像畫面上之命令標記。
6. 一種投影系統之互動方法，用以驅動一互動投影系統於一觸發事件發生之後，執行至少一觸發作業，該互動方法包含：投射一影像畫面至一投影平面；持續判斷該觸發事件是否發生；該觸發事件發生之後，產生該命令標記，並於影像畫面中插入該命令標記，其中該命令標記包含複數個座標圖塊，每一該座標圖塊以圖像編碼攜帶座標資訊；持續擷取該影像畫面之至少一部分，以於該影像畫面中取得一命令標記；比對該命令標記是否符合該觸發作業；及當該命令標記符合該觸發作業，執行該觸發作業。
7. 如請求項6所述之互動方法，更包含：以一光筆接觸該投影平面以產生該觸發事件；其中，該觸發作業為找出該光筆及對應該光筆之座標圖塊，以擷取座標資訊，而取得對應該光筆位置之座標。
8. 如請求項6所述之互動方法，更包含：以一影像擷取裝置之攝影頭接觸該投影平面以產生該觸發事件，並持續擷取該影像畫面之至少一部分；其中，該觸發作業依據該攝影頭所擷取之座標圖塊取得座標資訊，而以該座標資訊作為該攝影頭於影像畫面上之位置。
9. 如請求項6所述之互動方法，更包含：以一光筆於該投影平面上產生一書寫軌跡；及追蹤該光筆於該投影平面上產生之書寫軌跡，而產生該命令標記，並於影像畫面中插入該命令標記，以顯示該書寫軌跡；其中，該觸發事件為該命令標記出現於該影像擷取裝置所接取影像畫面之事件為觸發事件；且該觸發作業為該資料處理裝置對該命令標記行文字辨識，並比對辨識結果對應之文字與複數個預設指令，找出與該命令標記符合之預設指令並執行之。
10. 如請求項9所述之互動方法，其中依據該命令標記執行對應之預設指令之後，消除該影像畫面上之命令標記。