互动式投影系统及互动式影像检测方法

摘要

本发明提出一种互动式投影系统及互动式影像检测方法，互动式投影系统包括电子装置、投影装置及互动模块。电子装置架构于产生第一影像信号。投影装置与电子装置相连接，用以接收第一影像信号并根据第一影像信号投影第一影像。互动模块包括处理单元及与处理单元相连接的存储单元、影像提取单元及通信单元。存储单元存储校准数据。影像提取单元提取第一影像及光点影像。处理单元根据光点影像与校准数据产生绝对坐标信息。通信单元将绝对坐标信息传送至电子装置，以使电子装置利用绝对坐标信息产生输出信号。借此可避免重复进行影像校准，进而达到降低人力及时间成本等功效。

说明书

技术领域

本发明涉及一种互动式投影系统，尤指一种互动式投影系统及互动式影 像检测方法。

背景技术

随着数字科技以及电子产品的快速发展，人们借由各种各样电子产品的 辅助，使日常生活中、学术研究上或职场上的各种数据整理及信息呈现更为 快速、便利。其中，又以电子简报最为常见，使用者可自由于电子装置上编 辑电子简报，通过简单易上手的简报排版软件，使用者可于简报中设定视觉 特效、加入音乐、音效甚至视频影片，以大幅提高观看者的兴趣，而使简报 效果随之提升。

一般而言，电子简报的呈现，大多是通过投影系统将存储于电子装置中 预先制作完成的电子简报投影呈现于投影屏幕上。为增进简报的生动程度， 简报者期望能自由走动或无限制地与观众进行互动。有鉴于此，业界已开发 出互动式投影系统，旨在利用互动式投影系统的控制装置对电子装置进行特 定操作，以使简报者可免于线材的限制，仅需手持控制装置即可直接对电子 装置进行操作简报的播放及简报文字指引等动作。

举例来说，传统的互动式投影系统通常具有摄影机、投影机及红外线互 动笔。常见的互动式投影系统是通过摄影机提取使用者在投影屏幕上操作红 外线互动笔所发射的亮点影像，再将该影像传输至电子装置，利用电子装置 内部预先安装的背景软件进行影像分析，以取得该亮点影像在投影屏幕上的 真实位置，再将此位置信息回传至电子装置，以达到互动效果。

然而，此种方式仍有缺陷，由于投影机校准数据必须存储于电子装置中， 故当其他使用者欲使用该投影机及该互动式投影系统进行电子简报或其他用 途时，每一使用者皆须预先安装背景软件并进行影像校准的动作，方能使该 投影机于不同的电子装置上正常运作，无法达到随插即用的效果。换言之， 使用者在使用互动式投影系统时，往往每次都要先行进行影像校准，方能开 始使用，不仅十分不便，无形中更造成会议时间的浪费，也导致了人力成本 及时间成本的提高。

因此，如何发展一种可改善上述现有技术缺失，避免于不同电子装置间 须重复进行安装、设定所导致的不便，且能降低人力与时间成本的互动式投 影系统及互动式影像检测方法，实为目前尚待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种互动式投影系统及互动式影像检测方法， 以解决现有互动式投影系统于不同电子装置间须重复进行软件安装及影像校 准，且造成人力及时间成本提高等缺点。

本发明的另一目的为提供一种互动式投影系统及互动式影像检测方法， 借由互动模块进行影像提取及绝对坐标信息运算，可于无需预先安装软件的 情况下，应用投影装置于不同电子装置之间，且避免重复进行影像校准，进 而达到降低人力及时间成本等功效。

本发明的另一目的为提供一种互动式投影系统及互动式影像检测方法， 通过绝对坐标信息进行图标的定位，可达到投影装置直接适用于多种解析度 情况而无需重新校准的功效。

为达上述目的，本发明的一较广实施态样为提供一种互动式投影系统， 至少包括：一电子装置，架构于产生一第一影像信号；一投影装置，与该电 子装置相连接，用以接收该第一影像信号并根据该第一影像信号投影一第一 影像；以及一互动模块，包括：一处理单元；一存储单元，与该处理单元相 连接，用以存储一校准数据；一影像提取单元，与该处理单元相连接，用以 提取该第一影像以及至少一光点影像，且该处理单元根据该光点影像与该校 准数据，运算产生至少一绝对坐标信息；以及一通信单元，与该电子装置及 该处理单元相连接，用以将该绝对坐标信息传送至该电子装置，以使该电子 装置利用该绝对坐标信息产生一输出信号。

为达上述目的，本发明的另一较广实施态样为提供一种互动式影像检测 方法，至少包括步骤：(a)提供一电子装置、一投影装置及一互动模块；(b) 判断该互动模块是否有对应该投影装置的一校准数据；(c)提取一影像；(d) 判断该影像是否包括一光点影像；(e)根据该光点影像与该校准数据，运算产 生一绝对坐标信息；(f)传送该绝对坐标信息至该电子装置；以及(g)利用该绝 对坐标信息产生一输出信号；其中，当步骤(b)的判断结果为是时，于该步骤 (b)之后执行该步骤(c)，当该步骤(d)的判断结果为是时，于该步骤(d)之后执 行该步骤(e)，且当该步骤(d)的判断结果为否时，于该步骤(d)之后执行该步骤 (c)。

本发明提供一种互动式投影系统及互动式影像检测方法，借由互动模块 进行影像提取及绝对坐标信息运算，可于无需预先安装软件的情况下，应用 投影装置于不同电子装置之间，且避免重复进行影像校准，进而达到降低人 力及时间成本等功效。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的互动式投影系统架构图。

图2为本发明较佳实施例的互动式影像检测方法流程图。

图3为本发明互动式影像检测方法的一细部流程图。

图4为多个校准点影像的示意图。

图5为本发明互动式影像检测方法的另一细部流程图。

图6为多个校准图像的示意图。

图7为本发明另一实施例的互动式投影系统架构图。

其中，附图标记说明如下：

1、2：互动式投影系统

11、21：电子装置

12、22：投影装置

13、221：互动模块

131、2211：处理单元

132、2212：影像提取单元

133、2213：通信单元

134、2214：存储单元

14、24：投影区域

15、25：控制装置

C1～C9：校准点影像

P1：第一校准图像

P2：第二校准图像

P3：第三校准图像

P4：第四校准图像

S100～S700：步骤

S210～S295：步骤

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。 应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明 的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非架构于限制本发 明。

请参阅图1，其为本发明较佳实施例的互动式投影系统架构图。如图1 所示，本发明的互动式投影系统1至少包括电子装置11、投影装置12及互 动模块13。其中，电子装置11架构于产生第一影像信号，且可为但不限于 个人电脑、笔记本电脑、平板电脑或智能手机等。投影装置12与电子装置 11相连接，用以接收第一影像信号，并根据第一影像信号投影一第一影像。 投影装置12可为任意种类的光学投影机，以将第一影像或其他投影影像投影 至投影区域14，其中投影区域14较佳为一平整平面，然皆不以此为限。互 动模块13包括处理单元131、影像提取单元132、通信单元133及存储单元 134。于此实施例中，存储单元134与处理单元131相连接，用以存储校准数 据；影像提取单元132与处理单元131相连接，用以提取第一影像以及至少 一光点影像，且处理单元131根据该光点影像与该校准数据，运算产生绝对 坐标信息。通信单元133与电子装置11及处理单元131相连接，用以将绝对 坐标信息传送至电子装置11，以使电子装置11利用该绝对坐标信息产生输 出信号，例如第二影像信号或声音信号等，但不以此为限。借此，投影装置 12可进一步接收第二影像信号，并根据该第二影像信号投影一第二影像，抑 或直接由电子装置11输出声音信号。是以，本发明可于无需预先安装软件的 情况下，应用投影装置12于不同电子装置11之间，且避免重复进行影像校 准，进而达到降低人力及时间成本等功效。

根据本发明的构思，第一影像信号包括第一图标位置信号，且该第二影 像信号包括一第二图标位置信号，例如但不限于鼠标游标位置信号或虚拟按 钮位置信号等，且该第二图标位置信号是根据绝对坐标信息而产生。于一些 实施例中，该绝对坐标信息以逻辑型数据格式组成，且定义范围可为例如但 不限于十六进位的0至0x7FFF。以上述为例，绝对坐标信息主要是利用通用 总线人机介面装置类别(USB HID class)的定义，使通信单元133借由通用串 行总线协议向电子装置11注册：传送的数据格将为逻辑型(LOGICAL)数据格 式，并且注册数据的范围在0至0x7FFF。当某笔绝对坐标信息传送给电子装 置11时，电子装置11会自动以0至0x7FFF的范围依屏幕解析度作相对应 的匹配(mapping)。举例而言，当电子装置的屏幕解析度为1280×1024，接 收的绝对坐标信息为(0x800,0x700)时，电子装置11将可直接将该绝对坐标信 息转换为其屏幕上的实际坐标(80,56)，转换计算如下：

X坐标=0x800/0x7FFF×1280=80

Y坐标=0x700/0x7FFF×1024=50

通过绝对坐标信息的引入，本发明的第二图标位置信号的产生，可无需 参考第一图标位置信号，而直接根据绝对坐标信息产生，因而可使投影装置 12直接适用于多种电子装置11及多种解析度情况而无需重新校准。

根据本发明的构想，互动模块13的处理单元131可为数字信号处理器 (DSP)、中央处理器(CPU)或微处理器(MCU)等，影像提取单元132可为互补 式金属氧化物半导体感光元件(CMOS)或感光耦合元件(CCD)等，且通信单元 133可为通用串行总线(USB)通信单元、蓝芽(Bluetooth)通信单元、无线保真 (Wi-Fi)通信单元或其他有线/无线传输单元，然皆不以此为限。存储单元134 可为闪存(Flash Memory)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)或其他类似磁 盘、存储器及固态硬盘等的存储单元，但亦不以此为限。

根据本发明的构思，本发明的互动式投影系统1进一步包括控制装置15， 架构于产生并投射光点影像，且使光点影像与第一影像至少部分地重叠。于 一些实施例中，控制装置15可为笔型（未图示），且包括有发光二极管及开 关元件，以供使用者按压开关元件使其短路，以令发光二极管发射光线，以 产生并投射该光点影像，但不以此为限。

请参阅图2并配合图1，其中图2为本发明较佳实施例的互动式影像检 测方法流程图。如图1及图2所示，本发明的互动式影像检测方法至少包括 下述步骤S100至步骤S700。流程开始于步骤S100，提供电子装置11、投影 装置12及互动模块13；然后，如步骤S200所示，判断互动模块13的存储 单元134内是否存储有对应投影装置12的校准数据；当步骤S200的判断结 果为是时，于步骤S200后执行步骤S300，互动模块13的影像提取模块132 提取一影像；接着，如步骤S400所示，判断该影像是否包括一光点影像； 当步骤S400的判断结果为否时，于步骤S400后执行步骤S300，以重新提取 影像，并判断是否包括光点影像，以用于持续检测并提取光点影像；而当步 骤S400的判断结果为是时，于步骤S400后执行步骤S500，互动模块13的 处理单元131根据光点影像运算与该校准数据产生绝对坐标信息；然后，如 步骤S600所示，互动模块13的通信单元133传送绝对坐标信息至电子装置 11；最后，如步骤S700所示，电子装置11利用该绝对坐标信息产生一输出 信号。

于一些实施例中，当步骤S200的判断结果为否时，于步骤S200后执行 步骤S210，电子装置11进行一影像校准作业，并取得对应投影装置12的校 准数据；接着，如步骤S295所示，存储校准数据于存储单元134。借此，于 步骤S295执行完毕后，由于互动模块13已存储有对应投影装置12的校准 数据，故于步骤S295之后，可直接执行步骤S300，其后的流程与前述实施 例相同，于此不再赘述。

根据本发明的构想，步骤S210的影像校准作业，可为一手动影像校准 作业，其细部流程请参阅图3并配合图4，其中图3为本发明互动式影像检 测方法的一细部流程图，以及图4为多个校准点影像的示意图。如图3及图 4所示，手动影像校准作业的流程开始于步骤S220，启动手动校准模式；然 后，如步骤S230所示，依序显示多个校准点影像，例如九个校准点影像C1、 C2、……、C9，并提取使用者通过控制装置15发射的多个校准光点影像。 换言之，使用者仅须通过控制装置15发射校准光点，并依序将校准光点对应 校准点影像C1～C9，并将该些校准光点提取成校准光点影像，即可完成此步 骤。需注意的是，上述所举校准点的数量并非用来局限本实施方式，数量的 多寡可视实际的需求而作调整；接着，如步骤S240所示，分析多个校准点 影像及多个校准光点影像，并进行校准点影像的理论位置与校准光点影像的 实际位置间的比对，以取得校准数据；最后，如步骤S250所示，判断该校 准数据是否有效。其中，当步骤S250的判断结果为是时，于步骤S250之后 执行步骤S295，亦即存储该校准数据于存储单元134；反之，若步骤S250 的判断结果为否，则于步骤S250之后回传校准失败的信息，并直接结束手 动校准模式，以供使用者选择重新进行手动校准模式、改而选择自动校准模 式或不进行任何动作，然并不以此为限。

于一些实施例中，步骤S210的影像校准作业，可为一自动影像校准作 业，其细部流程请参阅图5并配合图6，其中图5为本发明互动式影像检测 方法的另一细部流程图，以及图6为多个校准图像的示意图。如图5及图6 所示，自动影像校准作业的流程开始于步骤S260，启动自动校准模式；然后， 如步骤S270所示，依序显示多个校准图像，例如至少四个校准图像，即第 一校准图像P1、第二校准图像P2、第三校准图像P3以及第四校准图像P4， 并提取该等校准图像经投射产生的多个真实图像，于此应理解的是，真实图 像为校准图像经投影装置投影后所产生的现实图像/影像，而非图像档案或图 像的影像信号等；接着，如步骤S280所示，分析多个校准图像及多个真实 图像，并进行校准图像的理论位置与真实图像的实际位置间的比对，以取得 校准数据；最后，如步骤S290所示，判断该校准数据是否有效。其中，当 步骤S290的判断结果为是时，于步骤S290之后执行步骤S295，亦即存储该 校准数据于存储单元134；反之，若步骤S290的判断结果为否，则于步骤 S290之后回传校准失败的信息，并直接结束自动校准模式，以供使用者选择 重新进行自动校准模式、改而选择手动校准模式或不进行任何动作，但不以 此为限。

于一些实施例中，第一校准图像P1及第二校准图像P2互为反白图像， 第三校准图像P3为上下翻转、左右翻转、上下左右翻转时具有相异外观的 图像，第四校准图像为能作为比对光点位置校准的图像。借此，上述的自动 校准作业可根据第一校准图像P1及第二校准图像P2进行对比及亮度分析， 根据第三校准图像P3进行投影画面方向分析（例如上下翻转、左右翻转、 上下左右翻转等），以及根据第四校准图像P4进行校准数据分析等，但不 以此为限。于一较佳实施例中，第一校准图像P1为全黑图像，第三校准图 像P3由第一校准图像P1及五个光点所构成，且第四校准图像P4由第一校 准图像P1及九个光点所构成；其中上述光点数量可依实际需求而订，并不 以上述五个或九个光点为限。第一校准图像P1至第四校准图像P4的态样顺 序也不以上述为限，例如第三校准图像P3与第四校准图像P4可分别互为反 白图像，第二校准图像P2可为能作为比对光点位置校准图像，第一校准图 像则可为上下翻转、左右翻转、上下左右翻转时具有相异外观的图像。其他 的态样顺序亦然。

请参阅图7，其为本发明另一实施例的互动式投影系统架构图。如图7 所示，本发明的互动式投影系统2至少包括电子装置21及投影装置22。其 中，投影装置22具有互动模块221，且互动模块221包括处理单元2211、影 像提取单元2212、通信单元2213及存储单元2214。于此实施例中，电子装 置21、投影装置22、互动模块221、处理单元2211、影像提取单元2212、 通信单元2213及存储单元2214皆与前述实施例相仿，惟此实施例的互动模 块221整合于投影装置22，与前述实施例的互动模块13独立于投影装置12 外不同，于此不再赘述。

综上所述，本发明提供一种互动式投影系统及互动式影像检测方法，借 由互动模块进行影像提取及绝对坐标信息运算，可于无需预先安装软件的情 况下，应用投影装置于不同电子装置之间，且避免重复进行影像校准，进而 达到降低人力及时间成本等功效。此外，通过绝对坐标信息进行图标的定位， 可达投影装置直接适用于多种电子装置及多种解析度情况而无需重新校准的 功效。

纵使本发明已由上述的实施例详细叙述而可本领域普通技术人员任施匠 思而为诸般修饰，然皆不脱所附权利要求所欲保护的范围。