TWI506483B - 可調適色彩萃取之互動式書寫裝置及其操作方法 - Google Patents

Description

可調適色彩萃取之互動式書寫裝置及其操作方法

本揭露是有關於一種互動式書寫裝置及其操作方法，且特別是有關於一種可調適色彩萃取之互動式書寫裝置及其操作方法。

近年來，互動式投影技術或互動電子白板的應用越趨廣泛。傳統上，互動式投影機之操作筆與顯示源設備使用無線電來遞送資訊，此類操作筆通常具備有無線滑鼠功能，可以透過操作筆上的按鈕或是使用操作筆點選畫面的功能選單來選擇書寫的筆色。

然而，傳統上當使用者要更換書寫顏色時，必須要進入功能選單，透過多次的點選以更換顏色。此外，傳統之互動式投影系統在同一書寫區域內，通常僅能支援顯示單一種書寫筆色。

本揭露係有關於一種可調適色彩萃取之互動式書寫裝置及其操作方法。

根據本揭露之一方面，提出一種互動式書寫裝置之操作方法。此操作方法包括以下步驟。回應於被輸出之原始輸出影像，擷取可見光影像；回應於書寫載體所進行之書寫操作，在可見光影像中建立一標籤搜尋區域，書寫載體具有色彩標籤圖樣；將對應於標籤搜尋區域之原始輸出影像自標籤搜尋區域中的可見光影像中濾除，以產生區域處理後影像；在區域處理後影像中搜尋色彩標籤，色彩標籤係對應於書寫載體之色彩標籤圖樣；以及，產生對應於色彩標籤之色彩值。

根據本揭露之另一方面，提出一種互動式書寫裝置。此互動式書寫裝置包括擷取單元以及處理單元。擷取單元用以回應於原始輸出影像，擷取可見光影像。處理單元耦接擷取單元。處理單元包括搜尋區域建立單元、色彩還原單元、標籤搜尋單元以及顯示控制單元。搜尋區域建立單元用以回應於書寫載體所進行之書寫操作，在可見光影像中建立標籤搜尋區域，書寫載體具有色彩標籤圖樣。色彩還原單元用以將對應於標籤搜尋區域之原始輸出影像自標籤搜尋區域中的可見光影像中濾除，以產生區域處理後影像。標籤搜尋單元用以在區域處理後影像中搜尋色彩標籤，色彩標籤係對應於書寫載體之色彩標籤圖樣。顯示控制單元用以產生對應於色彩標籤之色彩值。

根據本揭露之另一方面，提出一種互動式書寫裝置，用以應用於互動電子白板或互動投影裝置。此互動式書寫裝置包括擷取單元以及處理單元。擷取單元用以回應於原始輸出影像，擷取可見光影像。處理單元耦接擷取單元。處理單元包括搜尋區域建立單元、色彩還原單元、標籤搜尋單元以及顯示控制單元。搜尋區域建立單元用以回應於書寫載體所進行之書寫操作，在可見光影像中建立標籤搜尋區域，書寫載體具有色彩標籤圖樣。色彩還原單元用以將對應於標籤搜尋區域之原始輸出影像自標籤搜尋區域中的可見光影像中濾除，以產生區域處理後影像。標籤搜尋單元用以在區域處理後影像中搜尋色彩標籤，色彩標籤係對應於書寫載體之色彩標籤圖樣。顯示控制單元用以產生對應於色彩標籤之色彩值。

為了對本揭露之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

100、600‧‧‧互動式書寫裝置

102、602‧‧‧擷取單元

104、604‧‧‧處理單元

106、606‧‧‧搜尋區域建立單元

108、608‧‧‧色彩還原單元

110、610‧‧‧標籤搜尋單元

112、612‧‧‧顯示控制單元

200、800‧‧‧操作方法

202、204、206、208、210、802、804、806、808、810‧‧‧步驟

300‧‧‧投影機

302、402、902‧‧‧原始輸出影像

304、404‧‧‧投影區域

306、406、506、1004、1006、1104、1106、1202、1212‧‧‧書寫載體

308、410、510、508、1012、1014、1112、1114、1204、1214‧‧‧色彩標籤圖樣

310、408、1112、1114、1108、1110‧‧‧標籤搜尋區域

312‧‧‧區域處理後影像

P、P1、P2、P1’、P2’‧‧‧書寫點

D‧‧‧間距

502、504、904‧‧‧可見光影像

614‧‧‧背景圖騰辨識單元

702‧‧‧暫存器

704‧‧‧同步器

706‧‧‧影像分區器

708‧‧‧比較器

710‧‧‧標記單元

906‧‧‧圖樣

1002、1102‧‧‧書寫區域

1206、1216‧‧‧色彩區塊

1208、1218‧‧‧實際色彩圖樣

1302‧‧‧色彩校正畫面

1304‧‧‧校正區域

第1圖繪示依據本揭露之一實施例之互動式書寫裝置之方塊圖。

第2圖繪示互動式書寫裝置之操作方法之流程圖。

第3A圖繪示以投影機將原始輸出影像投影至投影區域之示意圖。

第3B圖繪示以書寫載體在投影區域進行書寫操作之示意圖。

第3C圖繪示區域處理後影像之示意圖。

第4圖繪示搜尋區域建立單元建立標籤搜尋區域之另一例。

第5圖繪示搜尋區域建立單元建立標籤搜尋區域之另一例。

第6圖繪示依據本揭露之另一實施例之互動式書寫裝置。

第7圖繪示背景圖騰辨識單元之方塊圖。

第8圖繪示背景圖騰辨識單元之操作方法之流程圖。

第9圖繪示在可見光影像中標記背景圖騰之示意圖。

第10圖繪示以多支具有色彩標籤圖樣之書寫載體進行書寫之一例之示意圖。

第11圖繪示以多支具有色彩標籤圖樣之書寫載體進行書寫之另一例之示意圖。

第12A圖繪示本揭露實施例之色彩標籤圖樣之一例之示意圖。

第12B圖繪示本揭露實施例之色彩標籤圖樣之另一例之示意圖。

第13圖繪示本揭露實施例之互動式書寫裝置所產生之色彩校正畫面之一例之示意圖。

以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本揭露欲保護之範圍。此外，實施例中之圖式係省略不必要之元件，以清楚顯示本揭露之技術特點。

請同時參考第1圖以及第2圖。第1圖繪示依據本 揭露之一實施例之互動式書寫裝置100之方塊圖。第2圖繪示互動式書寫裝置100之操作方法200之流程圖。互動式書寫裝置100包括擷取單元102、以及處理單元104。處理單元104包括搜尋區域建立單元106、色彩還原單元108、標籤搜尋單元110以及顯示控制單元112。擷取單元102例如是光擷取裝置，例如攝影機。處理單元104例如是積體電路或其他具運算能力的處理器。搜尋區域建立單元106、色彩還原單元108、標籤搜尋單元110以及顯示控制單元112可分別以具有對應功能之運算處理電路來實現，或者是以可供處理單元104執行以完成對成對應功能之軟體程式來呈現。

在步驟202，擷取單元102回應原始輸出影像，擷取可見光影像。原始輸出影像例如是由投影機或互動投影裝置所投影之影像，或是由顯示器螢幕(例如，互動電子白板)所顯示之影像。在原始輸出影像被輸出後(例如被投影或顯示至一白板或電子白板)，擷取單元102例如透過拍攝此被投射以原始輸出影像之白板，以產生相應之可見光影像。上述之可見光影像例如是以可見光相機所拍攝之數位影像，其影像內容之色彩呈現範圍係落於可見光範圍。

在步驟204，搜尋區域建立單元106回應於書寫載體所進行之書寫操作，在可見光影像中建立標籤搜尋區域。書寫載體例如是電子白板筆或是其他可作為書寫用途之物件，像是筆狀物或手指。書寫載體可用於在一般白板或電子白板上進行書寫 操作。此書寫載體上具有色彩標籤圖樣。此色彩標籤圖樣可供作標示此書寫載體之書寫筆色。舉例來說，具有紅色色彩標籤圖樣之書寫載體之書寫筆色係呈現紅色。色彩標籤圖樣經由擷取單元102之拍攝，即為可見光影像中的色彩標籤。而標籤搜尋區域係用以定義此色彩標籤在可見光影像中可能出現的區域，此區域例如小於整張可見光影像之大小。

在步驟206，色彩還原單元108將對應於標籤搜尋區域之原始輸出影像自標籤搜尋區域中的可見光影像中濾除，以產生區域處理後影像。進一步說，由於原始輸出影像之影像內容為已知，故透過影像處理技術自可見光影像當中將原始輸出影像濾除或減低其比例，可降低原始輸出影像對標籤搜尋區域中可見光影像的色彩影響。

在步驟208，標籤搜尋單元110在區域處理後影像中搜尋色彩標籤。由於區域處理後影像中影像內容物之色彩係被突顯(或是還原)，故標籤搜尋單元110可依據區域處理後影像中各影像點所具有的色彩值，確認色彩標籤的位置。

在步驟210，顯示控制單元112產生對應於色彩標籤之色彩值。舉例來說，顯示控制單元112可對色彩標籤進行色彩組成分析，並依據各色彩的組成成分進行色彩分類，以得到對應於色彩標籤之色彩值。上述之色彩值例如是RGB影像值或是對應其他色彩空間之影像值，例如YCbCr影像值。

依據上述，本揭露實施例之互動式書寫裝置100可 有效去除原始輸出影像對於書寫載體之色彩標籤圖樣的顏色干擾。此外，藉由建立標籤搜尋區域，互動式書寫裝置100不僅可有效地降低搜尋色彩標籤時所需的運算量，更能減低色彩標籤被誤判的機率。

於另一例子中，互動式書寫裝置100在辨識出對應於色彩標籤之色彩值後，顯示控制單元112可以啟動特定或是對應的預設功能(例如打開白板、啟動寫字功能、啟動某個顏色、啟動某種字體...等)，以供使用者進行不同之操作。或者，顯示控制單元112可回應於書寫載體所進行之書寫操作，依據色彩標籤之所對應之色彩值啟動一預設功能。舉例來說，本揭露實施例之互動式書寫裝置100在辨識出色彩值後，不只可顯示書寫載體之書寫軌跡，亦可以執行其他的功能，例如，白色可當色橡皮擦、滑鼠左鍵、右鍵、啟動書寫版的功能等等。

為幫助瞭解互動式書寫裝置100之操作機制，茲輔以第3A至第3C圖之應用情境作說明。在此應用情境中是以互動投影裝置為例，使用者係以一具有色彩標籤圖樣之書寫載體(例如電子白板筆)在投影區域內進行書寫操作。而藉由互動式書寫裝置100之處理，書寫載體形成之書寫軌跡可呈現色彩標籤圖樣所對應之顏色。可理解的是，本揭露並不以上述應用情境為限。

請參考第3A圖，其繪示以投影機300將原始輸出影像302投影至投影區域304之示意圖。在此例中，互動式書寫裝置100係耦接至投影機300，並藉由資料傳輸以獲得原始輸出 影像之資訊。互動式書寫裝置100並透過擷取單元102拍攝投影區域304，以產生相應的可見光影像。在第3A圖的情境中，投影機300例如將正綠色的原始輸出影像302投影至投影區域304。

接著請參考第3B圖，其繪示以一書寫載體306(例如電子白板筆)在投影區域304進行書寫操作之示意圖。在此例中，書寫載體306上具有實際為正紅色(例如，在白色光源照射下係呈現正紅色)之色彩標籤圖樣308。由於色彩標籤圖樣308係受到投影之原始輸出影像302(正綠色)影響，故對於互動式書寫裝置100之擷取單元102而言，拍攝色彩標籤圖樣308所產生之色彩標籤之影像並不會對應正紅色之色彩值，反而會對應接近黑色的色彩值。

另一方面，當以書寫載體306在投影區域304進行書寫時，互動式書寫裝置100可藉由搜尋區域建立單元106產生書寫點P之位置資訊(例如影像中的座標)，進而依據此書寫點P之位置資訊建立標籤搜尋區域310。由第3B圖可看出，書寫點P之位置係落於標籤搜尋區域310之內，且標籤搜尋區域310之範圍係適當地涵蓋色彩標籤(對應色彩標籤圖樣308)。換言之，互動式書寫裝置100只要針對書寫點P(相當於書寫載體306之筆尖)附近的區域搜尋色彩標籤即可。如此一來，可大幅降低搜尋色彩標籤所需的運算量。可以理解的是，本揭露實施例之標籤搜尋區域310並不以第3B圖所繪示之圓形為限。舉例來說，假設書寫載體310之書寫端(例如筆尖)與色彩標籤圖樣310之實際間距D 在可見光影像中對應一預設長度(例如N個像素長度，N為大於1的正整數)，此時可設定書寫點P之位置與標籤搜尋區域310之邊界之最大距離係至少大於此預設長度。

在此例子中，當書寫載體306於投影區域304進行書寫操作時，係會在落筆處產生一紅外光點。而擷取單元102在偵測到此紅外光點後，係將此紅外光點之資訊傳送至搜尋區域建立單元106，以供搜尋區域建立單元106產生對應於書寫點P之位置資訊。

請參考第3C圖，其繪示區域處理後影像312之示意圖。在此例中，色彩還原單元108係將對應於標籤搜尋區域310之原始輸出影像自標籤搜尋區域310中的可見光影像中濾除，藉此產生區域處理後影像312。之後，顯示控制單元112可對區域處理後影像312中的色彩標籤進行色彩組成分析，並依據各色彩的組成成分進行色彩分類，以得到對應於色彩標籤之色彩值。以本說明情境為例，假設在濾除原始輸出影像302前的色彩標籤的RGB色彩值分別為120(R)/180(G)/80(B)，經由色彩還原單元108的影像處理，係使此色彩標籤的RGB色彩值分別為200(R)/80(G)/50(B)或是50(R)/30(G)/20(B)。此時，由於色彩標籤的RGB色彩值明顯偏向紅色之色彩分類，顯示控制單元112會將此色彩標籤之色彩值歸類為紅色(假設顯示控制單元112已知書寫載體之色彩標籤之可能顏色為紅、藍、綠三色)。再例如，假設在濾除原始輸出影像302前有一色彩區塊的RGB色彩值分別為 80(R)/200(G)/80(B)，經由色彩還原單元108的影像處理，係使此色彩區塊的RGB色彩值分別為100(R)/100(G)/100(B)，此時因為沒有偏向某個明顯的色彩分類，故此色彩區塊係被視為「非顏色標記區塊」。透過此方式，可有效去除在標籤搜尋區域310內的非顏色標記區塊。

可以理解的是，本發明實施例之色彩標籤圖樣並不以第3A至3C圖中所繪示之樣式為限。舉例來說，色彩標籤圖樣可包含色彩及色碼兩部分。或者，色彩標籤圖樣可以是矩形以外的樣式，例如由書寫載體之筆尖開始延伸之圖樣。又或者，色彩標籤圖樣可以是書寫載體上包含色彩及色碼之任意形式之圖樣。

在第3A~3C圖的應用情境中，搜尋區域建立單元106係依據書寫點P之位置來建立標籤搜尋區域310。然本揭露並不限於此，搜尋區域建立單元106亦可藉由其他方式來建立標籤搜尋區域。茲以第4圖及第5圖做進一步說明。

請參考第4圖，其繪示搜尋區域建立單元106建立標籤搜尋區域之另一例。如第4圖所示，原始輸出影像402被投射至投影區域404。當以書寫載體406進行書寫時，互動式書寫裝置100係透過擷取單元102進行拍攝以取得相應之可見光影像。之後，搜尋區域建立單元106辨識可見光影像中書寫載體406之形貌，以根據書寫載體406之形貌建立對應之標籤搜尋區域408。

於一例子中，搜尋區域建立單元106藉由判斷書寫 載體406之形貌特徵(例如筆尖處)來辨識書寫載體406之形貌，以建立和書寫載體406之形貌相符之標籤搜尋區域408。如同第4圖所示，由於搜尋區域建立單元106可直接從書寫載體406之形貌區域搜尋對應於色彩標籤圖樣410之色彩標籤，故可有效降低誤判色彩標籤的機率。

接著請參考第5圖，其繪示搜尋區域建立單元106建立標籤搜尋區域之另一例。在第5圖中，影像502及影像504為擷取單元102分別於時間點t1以及時間點t2所拍攝之可見光影像。由於書寫載體506係進行由左向右移動之書寫操作，故如第5圖所示，書寫載體506在時間點t1產生位於影像左方的書寫點P1，並在時間點t2產生位在影像右方的書寫點P2。因此，搜尋區域建立單元106可透過動態追蹤移動(例如偵測各影像點之影像值隨時間變化所產生之改變，以取得影像中的移動部分資訊以及移動向量資訊)而單獨辨識出書寫載體506之形貌或位置，並相應地調整標籤搜尋區域之範圍，使其盡可能地限制在書寫載體506之形貌範圍內，以便搜尋色彩標籤圖樣508。換言之，擷取單元102在書寫載體506進行書寫操作之期間，可擷取依序對應於不同時間點之可見光影像，而搜尋區域建立單元106藉由比較此些對應於不同時間點之可見光影像，產生對應於書寫載體506之一移動影像資訊，進而根據此移動影像資訊建立標籤搜尋區域。如此一來，即便書寫載體506在具有複雜背景圖像之區域中進行書寫，搜尋區域建立單元106仍可建立有效之標籤搜尋區域 以搜尋色彩標籤圖樣508。

第6圖繪示依據本揭露之另一實施例之互動式書寫裝置600。互動式書寫裝置600包括擷取單元602、以及處理單元604。處理單元604包括搜尋區域建立單元606、色彩還原單元608、標籤搜尋單元610、顯示控制單元612以及背景圖騰辨識單元614。與前一實施例不同的地方主要在於，互動式書寫裝置600更包括背景圖騰辨識單元614。背景圖騰辨識單元614用以依據原始輸出影像與可見光影像之間的差異，產生背景圖騰，並將背景圖騰標記於可見光影像。當標籤搜尋單元610在搜尋色彩標籤時，係忽略可見光影像中被標記為該背景圖騰之部分。因此，本實施例之互動式書寫裝置600可有效地去除背景環境物對於色彩標籤辨識的干擾。

請同時參考第7圖以及第8圖。第7圖繪示背景圖騰辨識單元614之方塊圖。第8圖繪示背景圖騰辨識單元614之操作方法800之流程圖。背景圖騰辨識單元614包括暫存器702、同步器704、影像分區器(splitter)706、比較器708以及標記單元710。

在步驟802，暫存器702暫存原始輸出影像。此原始輸出影像例如透過投影機、顯示器螢幕等外部裝置輸出。

在步驟804，同步器704將原始輸出影像與擷取單元602所擷取之可見光影像同步，使原始輸出影像與所擷取之可見光影像對應於同一時間點。以透過投影機輸出原始輸出影像為 例，由於投影機輸出原始輸出影像的時間點與擷取單元602拍攝相應之可見光影像的時間點會有些微的差異。因此，透過同步器704，可將原始輸出影像與可見光影像作時間上的同步(例如使兩者具有相同的時間標記M)。

在步驟806，影像分區器706將原始輸出影像以及可見光影像分別分隔成多個影像區塊。此些影像區塊依據影像內容不同而有對應的影像值(例如RGB像素值)。在一例子中，每一影像區塊更被賦予一空間標記F，例如，空間標記F=30係表示影像中編號30之影像區塊。

在步驟808，比較器708比較原始輸出影像之影像區塊所對應之影像值與可見光影像中相應位置之影像區塊所對應之影像值，以產生可見光影像之各個影像區塊與原始輸出影像之各個影像區塊之間所對應之一差異值。舉例來說，針對具有相同時間標記M之原始輸出影像以及可見光影像，比較器708比較兩影像中具有相同空間標記F之影像區塊之影像值，以取得各影像區塊所對應之差異值。

在步驟810，標記單元710將可見光影像中差異值大於閥值T之影像區塊標記為背景圖騰。也就是說，假設可見光影像之某一影像區塊(例如具有時間標記M=10以及空間標記=50之影像區塊)與原始輸出影像中相應之影像區塊(時間標記M=10且空間標記=50之影像區塊)之影像值差異大於一預設程度(即閥值T)，則可判定此影像區塊屬於背景圖騰，而非原始輸出影像的 影像內容。

請參考第9圖，其繪示在可見光影像中標記背景圖騰之示意圖。如第9圖所示，以互動投影裝置為例，影像902為被投影輸出之原始輸出影像，影像904為擷取單元602所相應拍攝之可見光影像。在此例中，原始輸出影像902之投影區域中存有一背景物體(例如牆上的貼紙)，故拍攝所得之可見光影像904中係具有此背景物體之圖樣906。逐一比較原始輸出影像902與可見光影像904之影像區塊後，可判斷出圖樣906所對應之影像區塊與原始輸出影像902中相應的影像區塊有明顯差異。因此，藉由在可見光影像904當中標記此些具有明顯差異之影像區塊(第9圖中以打勾之方格表示)，即可完成背景圖騰的標記。

請參考第10圖，其繪示以多支具有色彩標籤圖樣之書寫載體進行書寫之一例之示意圖。如第10圖所示，在書寫區域1002內，兩枝書寫載體1004及1006進行書寫操作而分別產生書寫點P1以及P2，且分別對應於標籤搜尋區域1008以及1010。書寫載體1004及1006分別具有色彩標籤圖樣1012以及1014。由於書寫載體1004及1006相距較遠(標籤搜尋區域1008以及1010並未重疊)，故可依照前述之色彩標籤搜尋以及色彩還原機制，決定書寫載體1004及1006上之色彩標籤圖樣1012以及1014所對應之色彩標籤之色彩值，進而產生具有對應色彩之書寫軌跡。舉例來說，假設書寫載體1004上的色彩標籤圖樣1012經本揭露實施例之互動式書寫裝置色彩還原後係對應於藍色之 色彩值，此時書寫載體1004進行書寫操作所形成的書寫軌跡係呈現藍色。類似地，假設書寫載體1006上的色彩標籤圖樣1014經本揭露實施例之互動式書寫裝置色彩還原後係對應於紅色之色彩值，此時書寫載體1014進行書寫操作所形成的書寫軌跡係呈現紅色。

請參考第11圖，其繪示以多支具有色彩標籤圖樣之書寫載體進行書寫之另一例之示意圖。如第11圖所示，在書寫區域1102內，兩枝書寫載體1104及1106進行書寫操作而分別產生書寫點P1’以及P2’，且分別對應於標籤搜尋區域1108以及1110。書寫載體1104及1106分別具有色彩標籤圖樣1112以及1114。在此例中，書寫載體1104及1106相距較近(標籤搜尋區域1108以及1110有重疊)，此時假設書寫載體1104及1106之落筆時間不同(例如書寫點P1’之產生時間係早於書寫點P2’之產生時間)，本揭露實施例之互動式書寫裝置可透過前述之色彩標籤搜尋以及色彩還原機制，先決定書寫載體1104上之色彩標籤圖樣1112所對應之色彩標籤之色彩值(例如，透過色彩還原單元產生對應標籤搜尋區域1108之區域處理後影像，再透過標籤搜尋單元自此區域處理後影像當中搜尋對應色彩標籤圖樣1112之色彩標籤，而顯示控制單元係產生對應於此色彩標籤之色彩值)。之後，當書寫載體1106落筆，背景圖騰辨識單元係將色彩標籤圖樣1112所對應之色彩標籤標記為背景圖騰。由於色彩標籤圖樣1112在被判讀完所對應的色彩值後係被暫時地視作背景圖騰，故即便書寫載體 1106所對應之標籤搜尋區域1110內同時涵蓋了色彩標籤圖樣1112及1114，本揭露實施例之互動式書寫裝置仍可透過前述之色彩標籤搜尋以及色彩還原機制，完成色彩標籤圖樣1114之色彩判讀。

於另一情況中，假設書寫載體1104及1106之落筆時間相同(例如書寫點P1’之產生時間與書寫點P2’之產生時間時值上相同)，本揭露實施例之互動式書寫裝置可透過前述之色彩標籤搜尋以及色彩還原機制，先決定其中之一書寫載體(此例中以書寫載體1104做說明)上之色彩標籤圖樣1112所對應之色彩標籤之色彩值。接著，標籤搜尋單元自色彩還原單元所產生對應於標籤搜尋區域1110的區域處理後影像當中，搜尋對應於另一色彩標籤圖樣1114之色彩標籤。而顯示控制單元係將此對應於另一色彩標籤圖樣1114之色彩標籤之色彩值設定為一預設值。此預設值例如對應一特定或初始色彩(例如黑色)，或是對應非色彩標籤圖樣1112所對應之色彩標籤之色彩(例如尚未被使用的筆色)。

請參考第12A圖，其繪示本揭露實施例之色彩標籤圖樣之一例之示意圖。如第12A圖所示，書寫載體1202上具有色彩標籤圖樣1204。色彩標籤圖樣1204具多個色彩區塊1206(雖第12A圖中僅繪示2個色彩區塊1206作為例示，但本揭露並不以此為限)。依據此些色彩區塊1206之色彩、面積及/或位置之不同，本揭露實施例之互動式書寫裝置之顯示控制單元可據以決定色彩標籤圖樣1204所對應之色彩值。舉例來說，透過適當地配 置色彩區塊1206之面積比例，係可調整書寫載體1202之書寫軌跡之色彩濃淡。

在另一例子中，書寫載體1202更可具有實際色彩圖樣1208。實際色彩圖樣1208所呈現之色彩係實質上等同於書寫載體1202之書寫軌跡色彩。因此，使用者可直接透過實際色彩圖樣1208之色彩而瞭解書寫載體1202所對應之書寫軌跡顏色，以更貼近實際白板書寫之情境。

請參考第12B圖，其繪示本揭露實施例之色彩標籤圖樣之另一例之示意圖。如第12B圖所示，色彩標籤圖樣1214包括多個色彩區塊1216，此些色彩區塊1216之色彩、面積、大小及/或位置可依據不同之書寫色彩而有所調整(類似條碼形式，但並不以此為限)。舉例來說，透過適當地配置色彩區塊1216之數量、粗細、及或面積比例，係可調整書寫載體1212之書寫軌跡之色彩濃淡或對應色彩。此外，本例子之書寫載體1212亦可選擇性地包括實際色彩圖樣1218，以供使用者辨識其書寫軌跡之顏色。

請參考第13圖，其繪示本揭露實施例之互動式書寫裝置所產生之色彩校正畫面1302之一例之示意圖。色彩校正畫面1302例如被投影或顯示至一牆面或白板。如第13圖所示，色彩校正畫面1302具有一校正區域1304，用以指示使用者將具有特定色彩標籤圖樣之書寫載體放置於此區域當中(例如指示將具有紅色標籤之電子白板筆放置於校正區域1304當中)。可以理解 的是，雖第13圖中之校正區域1304係以矩形圖樣來表示，但本揭露並不以此為限，校正區域1304之圖樣係可依不同之應用作對應設計。此時，當使用者將對應之書寫載體(例如具有紅色標籤之電子白板筆)放置在此校正區域1304中，擷取單元係對此書寫載體進行拍攝以擷取一可見光校正影像。接著，標籤搜尋單元在此可見光校正影像內搜尋色彩標籤，且顯示控制單元係將此色彩標籤所對應之色彩值設定為一預設色彩值(設定為紅色之色彩值)。如此一來，本揭露實施例之互動式書寫裝置可透過上述之校正色彩機制，預先定義各種色彩標籤所對應之色彩值，以排除環境光源對於色彩判讀的干擾。

綜上所述，本揭露實施例之互動式書寫裝置可正確地辨識書寫載體上色彩標籤圖樣所對應的色彩值。且藉由建立標籤搜尋區域，本揭露實施例之互動式書寫裝置不僅可有效地降低搜尋色彩標籤時所需的運算量，更能減低色彩標籤被誤判的機率。此外，透過標記背景圖騰，不僅可降低誤判色彩標籤之機率，更有助於多個色彩標籤的判讀。

雖然本揭露已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

200‧‧‧操作方法

202、204、206、208、210‧‧‧步驟

Claims (27)

1. 一種互動式書寫裝置之操作方法，包括：回應於一原始輸出影像，擷取一可見光影像；回應於一書寫載體所進行之一書寫操作，在該可見光影像中建立一標籤搜尋區域，該書寫載體具有一色彩標籤圖樣；將對應於該標籤搜尋區域之該原始輸出影像自該標籤搜尋區域中的該可見光影像中濾除，以產生一區域處理後影像；在該區域處理後影像中搜尋一色彩標籤，該色彩標籤係對應於該書寫載體之該色彩標籤圖樣；以及產生對應於該色彩標籤之一色彩值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之操作方法，其中該建立該標籤搜尋區域之步驟包括：回應於該書寫載體所進行之該書寫操作，產生一書寫點；以及依據該書寫點之位置建立該標籤搜尋區域，該書寫點之位置係落於該標籤搜尋區域之內。
3. 如申請專利範圍第2項所述之操作方法，其中該書寫載體之書寫端與該色彩標籤圖樣之間距在該可見光影像中對應一預設長度，該書寫點與該標籤搜尋區域之邊界之最大距離至少大於該預設長度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之操作方法，其中該建立該標籤搜尋區域之步驟包括： 在該可見光影像中辨識該書寫載體之形貌；以及根據該書寫載體之形貌建立該標籤搜尋區域。
5. 如申請專利範圍第1項所述之操作方法，其中該建立該標籤搜尋區域之步驟包括：在該書寫載體進行該書寫操作之期間，擷取依序對應於不同時間點之可見光影像；比較該些對應於不同時間點之可見光影像，以產生對應於該書寫載體之一移動影像資訊；以及根據該移動影像資訊建立該標籤搜尋區域。
6. 如申請專利範圍第1項所述之操作方法，更包括：依據該原始輸出影像與該可見光影像之間的差異，產生一背景圖騰；以及將該背景圖騰標記於該可見光影像；其中，在搜尋該色彩標籤時，忽略該可見光影像中被標記為該背景圖騰之部分。
7. 如申請專利範圍第6項所述之操作方法，其中該產生該背景圖騰之步驟包括：暫存該原始輸出影像；將該原始輸出影像與所擷取之該可見光影像同步，使該原始輸出影像與所擷取之該可見光影像對應於同一時間點；將該原始輸出影像以及該可見光影像分別分隔成複數個影像區塊，該些影像區塊分別對應一影像值； 比較該原始輸出影像之該些影像區塊所對應之影像值與該可見光影像中相應位置之該些影像區塊所對應之影像值，以產生該可見光影像之各該影像區塊與該原始輸出影像之各該影像區塊之間所對應之一差異值；以及將該可見光影像中該差異值大於一閥值之影像區塊標記為該背景圖騰。
8. 如申請專利範圍第6項所述之操作方法，更包括：在一第一時間點，產生一第一書寫點，該第一書寫點對應一第一標籤搜尋區域；在一第二時間點，產生一第二書寫點，該第二書寫點對應一第二標籤搜尋區域，且該第一標籤搜尋區域與該第二標籤搜尋區域係部分重疊或全部重疊；將對應於該第一標籤搜尋區域之該原始輸出影像自該第一標籤搜尋區域中的該可見光影像中濾除，以產生一第一區域處理後影像，並自該第一區域處理後影像當中搜尋一第一色彩標籤，以產生對應於該第一色彩標籤之色彩值；以及在產生該第一色彩標籤之色彩值之後，將該第一色彩標籤標記為該背景圖騰，以及將對應於該第二標籤搜尋區域之該原始輸出影像自該第二標籤搜尋區域中的該可見光影像中濾除，以產生一第二區域處理後影像，並搜尋該第二區域處理後影像中的該第二色彩標籤，以產生對應於該第二色彩標籤之色彩值。
9. 如申請專利範圍第1項所述之操作方法，更包括： 在一第一時間點，偵測一第一書寫點以及一第二書寫點，該第一書寫點以及該第二書寫點分別對應一第一標籤搜尋區域以及一第二標籤搜尋區域，該第一標籤搜尋區域與該第二標籤搜尋區域係部分重疊或全部重疊；將對應於該第一標籤搜尋區域之該原始輸出影像自該第一標籤搜尋區域中的該可見光影像中濾除，以產生一第一區域處理後影像，並自該第一區域處理後影像當中搜尋該第一色彩標籤，以產生對應於該第一色彩標籤之色彩值；以及自該第二標籤搜尋區域當中搜尋該第二色彩標籤，並將該第二色彩標籤之色彩值設定為一預設值。
10. 如申請專利範圍第1項所述之操作方法，其中該色彩標籤包括複數個色彩區塊，該方法更包括：依據該些色彩區塊，決定該色彩標籤之該色彩值。
11. 如申請專利範圍第1項所述之操作方法，更包括：提供一色彩校正畫面，該色彩校正畫面具有一校正區域，該校正區域用以指示將該書寫載體放置於該校正區域當中；當該書寫載體被放置於該校正區域當中，對該書寫載體進行拍攝，以擷取一可見光校正影像；以及在該可見光校正影像內搜尋對應於該書寫載體之該色彩標籤圖樣之該色彩標籤；以及將該色彩值設定為一預設色彩值。
12. 如申請專利範圍第1項所述之操作方法，更包括： 回應於該書寫載體所進行之該書寫操作，顯示具有該色彩值之一軌跡。
13. 如申請專利範圍第1項所述之操作方法，更包括：回應於該書寫載體所進行之該書寫操作，依據該色彩標籤之所對應之該色彩值啟動一預設功能。
14. 一種互動式書寫裝置，包括：一擷取單元，用以回應於一原始輸出影像，擷取一可見光影像；一處理單元，耦接該擷取單元，該處理單元包括：一搜尋區域建立單元，用以回應於一書寫載體所進行之一書寫操作，在該可見光影像中建立一標籤搜尋區域，該書寫載體具有一色彩標籤圖樣；一色彩還原單元，用以將對應於該標籤搜尋區域之該原始輸出影像自該標籤搜尋區域中的該可見光影像中濾除，以產生一區域處理後影像；一標籤搜尋單元，用以在該區域處理後影像中搜尋一色彩標籤，該色彩標籤係對應於該書寫載體之該色彩標籤圖樣；以及一顯示控制單元，用以產生對應於該色彩標籤之一色彩值。
15. 如申請專利範圍第14項所述之互動式書寫裝置，其中該搜尋區域建立單元係回應於該書寫載體所進行之該書寫操作而 產生一書寫點，並依據該書寫點之位置建立該標籤搜尋區域，該書寫點之位置係落於該標籤搜尋區域之內。
16. 如申請專利範圍第15項所述之互動式書寫裝置，其中該書寫載體之書寫端與該色彩標籤圖樣之間距在該可見光影像中對應一預設長度，該書寫點與該標籤搜尋區域之邊界之最大距離至少大於該預設長度。
17. 如申請專利範圍第14項所述之互動式書寫裝置，其中該搜尋區域建立單元在該可見光影像中辨識該書寫載體之形貌，並根據該書寫載體之形貌建立該標籤搜尋區域。
18. 如申請專利範圍第14項所述之互動式書寫裝置，其中該擷取單元在該書寫載體進行該書寫操作之期間，擷取依序對應於不同時間點之可見光影像，該搜尋區域建立單元比較該些對應於不同時間點之可見光影像，以產生對應於該書寫載體之一移動影像資訊，進而根據該移動影像資訊建立該標籤搜尋區域。
19. 如申請專利範圍第14項所述之互動式書寫裝置，其中該處理單元更包括：一背景圖騰辨識單元，用以依據該原始輸出影像與該可見光影像之間的差異，產生一背景圖騰，並將該背景圖騰標記於該可見光影像；其中，該標籤搜尋單元在搜尋該色彩標籤時，忽略該可見光影像中被標記為該背景圖騰之部分。
20. 如申請專利範圍第19項所述之互動式書寫裝置，其中該 背景圖騰辨識單元包括：一暫存器，用以暫存該原始輸出影像；一同步器，用以將該原始輸出影像與所擷取之該可見光影像同步，使該原始輸出影像與所擷取之該可見光影像對應於同一時間點；一影像分區器(splitter)，用以將該原始輸出影像以及該可見光影像分別分隔成複數個影像區塊，該些影像區塊分別對應一影像值；一比較器，用以比較該原始輸出影像之該些影像區塊所對應之影像值與該可見光影像中相應位置之該些影像區塊所對應之影像值，以產生該可見光影像之各該影像區塊與該原始輸出影像之各該影像區塊之間所對應之一差異值；以及一標記單元，用以將該可見光影像中該差異值大於一閥值之影像區塊標記為該背景圖騰。
21. 如申請專利範圍第19項所述之互動式書寫裝置，其中在一第一時間點，該搜尋區域建立單元產生一第一書寫點，該第一書寫點係對應一第一標籤搜尋區域，在一第二時間點，該搜尋區域建立單元產生一第二書寫點，該第二書寫點係對應一第二標籤搜尋區域，且該第一標籤搜尋區域與該第二標籤搜尋區域係部分重疊或全部重疊；其中，該色彩還原單元將對應於該第一標籤搜尋區域之該原始輸出影像自該第一標籤搜尋區域中的該可見光影像中濾除，以 產生一第一區域處理後影像，該標籤搜尋單元並自該第一區域處理後影像當中搜尋一第一色彩標籤，使該顯示控制單元產生對應於該第一色彩標籤之色彩值；其中，在產生該第一色彩標籤之色彩值之後，該背景圖騰辨識單元將該第一色彩標籤標記為該背景圖騰，該色彩還原單元將對應於該第二標籤搜尋區域之該原始輸出影像自該第二標籤搜尋區域中的該可見光影像中濾除，以產生一第二區域處理後影像，該標籤搜尋單元搜尋該第二區域處理後影像中的該第二色彩標籤，使該顯示控制單元產生對應於該第二色彩標籤之色彩值。
22. 如申請專利範圍第14項所述之互動式書寫裝置，其中在一第一時間點，該搜尋區域建立單元產生一第一書寫點以及一第二書寫點，該第一書寫點以及該第二書寫點分別對應一第一標籤搜尋區域以及一第二標籤搜尋區域，該第一標籤搜尋區域與該第二標籤搜尋區域係部分重疊或全部重疊；其中，該色彩還原單元將對應於該第一標籤搜尋區域之該原始輸出影像自該第一標籤搜尋區域中的該可見光影像中濾除，以產生一第一區域處理後影像，該標籤搜尋單元並自該第一區域處理後影像當中搜尋該第一色彩標籤，使該顯示控制單元產生對應於該第一色彩標籤之色彩值；其中，該標籤搜尋單元更自該第二標籤搜尋區域當中搜尋該第二色彩標籤，該顯示控制單元係將該第二色彩標籤所對應之色彩值設定為一預設值。
23. 如申請專利範圍第14項所述之互動式書寫裝置，其中該色彩標籤包括複數個色彩區塊，該顯示控制單元係依據該些色彩區塊，決定該色彩標籤之該色彩值。
24. 如申請專利範圍第14項所述之互動式書寫裝置，其中該互動式書寫裝置提供一色彩校正畫面，該色彩校正畫面具有一校正區域，該校正區域用以指示將該書寫載體放置於該校正區域當中；其中，當具有該書寫載體被放置於該校正區域當中，該擷取單元對該書寫載體進行拍攝，以擷取一可見光校正影像；其中，該標籤搜尋單元在該可見光校正影像內搜尋對應於該書寫載體之該色彩標籤圖樣之該色彩標籤，該顯示控制單元係將該色彩值設定為一預設色彩值。
25. 如申請專利範圍第14項所述之互動式書寫裝置，其中該顯示控制單元係回應於以該書寫載體所進行之該書寫操作，顯示具有該色彩值之一軌跡。
26. 如申請專利範圍第14項所述之互動式書寫裝置，其中該顯示控制單元係回應於該書寫載體所進行之該書寫操作，依據該色彩標籤之所對應之該色彩值啟動一預設功能。
27. 一種互動式書寫裝置，用以應用於一互動電子白板或一互動投影裝置，該互動式書寫裝置包括：一擷取單元，用以回應於該原始輸出影像，擷取一可見光影像； 一處理單元，耦接該擷取單元，該處理單元包括：一搜尋區域建立單元，用以回應於一書寫載體所進行之一書寫操作，在該可見光影像中建立一標籤搜尋區域，該書寫載體具有一色彩標籤圖樣；一色彩還原單元，用以將對應於該標籤搜尋區域之該原始輸出影像自該標籤搜尋區域中的該可見光影像中濾除，以產生一區域處理後影像；一標籤搜尋單元，用以在該區域處理後影像中搜尋一色彩標籤，該色彩標籤係對應於該書寫載體之該色彩標籤圖樣；以及一顯示控制單元，用以產生對應於該色彩標籤之一色彩值。