本发明专利技术提供改进用户与投影系统之间的交互的技术。使用投影系统和/或方法推断用户是否正触摸显示屏。在一个实施例中，所述投影系统包含：投影光学元件、前光、后光和相机。这些元件可全部内嵌在共用外壳中。所述前光经配置以照明所述显示屏前方的区，使得在所述屏幕上方停悬的对象(例如，指尖)实质上不会被所述相机在照明期间俘获的图像中的阴影所围绕。所述后光经配置以照明所述显示屏，使得在所述屏幕上方停悬的所述对象被所述相机在照明期间俘获的图像中的阴影所围绕。所述相机经配置以在所述前光照明期间使所述屏幕成像(以产生第一图像)，且进一步在所述后光照明期间使所述屏幕成像(以产生第二图像)。可至少部分基于所述第一图像估计所述对象的位置。关于对象的状态的推断至少部分基于所述第二图像(例如，通过表征区中的像素上的亮度变化和/或识别所述区中的极值为亮还是暗)。举例来说，可推断所述对象：(1)在所述对象顶部周围的区由相对小的亮度变化表征时正接近所述屏幕；(2)在所述亮度变化较大且所述区包含(由阴影引起的)暗极值时正悬停在所述屏幕上方；以及(3)在所述亮度变化较大且所述区包含亮极值时正触摸所述屏幕。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于视觉的交互式投影系统相关申请案的交叉参考本申请案主张2012年10月4日申请的第13/645，390号美国非临时申请案以及2011年10月7日申请的第61/544，983号美国临时申请案的权益和优先权。这些参考的每一者在此出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。
技术介绍
投影仪广泛用于学校、商贸会、企业、博物馆以及需要在较大表面上展示屏幕的任何地方。投影仪可耦合到计算机，且可接着将计算机显示投影到屏幕上。用户常常站在屏幕附近，而不是接近计算机。因此，难以协调计算机的操作。可使用外部装置例如在演示时翻动幻灯片。然而，外部装置常常令人困惑且其效用有限。系统允许用户具有与投影系统增加的交互将是有利的。
技术实现思路
提供改进用户与投影系统之间的交互的技术。在一些实施例中，俘获显示屏前方用户的图像。接着可基于所述图像中的像素上的阴影和/或亮度变化(即，强度)的分析而作出关于用户是否正触摸显示屏的推断。举例来说，可推断所述对象：(1)在所述对象顶部周围的区由相对小亮度变化表征时正接近所述屏幕；(2)在所述亮度变化较大且所述区包含(由阴影引起的)暗极值时正悬停在所述屏幕上方；以及(3)在所述亮度变化较大且所述区包含亮极值时正触摸所述屏幕。光可适当布置和配置(例如，在投影系统中)以确保亮度变化适当地与表征用户与屏幕的交互的所要状态相关联。举例来说，一种投影系统可包含：投影光学元件、前光、后光和相机-全部内嵌在共用外壳中。所述前光可经配置以照明所述显示屏前方的区，使得在所述相机照明期间俘获的图像中在所述屏幕上方停悬的对象(例如，指尖)实质上不会被阴影围绕。所述后光可经配置以照明所述显示屏，使得在所述相机照明期间俘获的图像中在所述屏幕上方停悬的所述对象被阴影围绕。所述相机可经配置以在所述前光照明期间使所述屏幕成像(以产生第一图像)，且进一步在所述后光照明期间使所述屏幕成像(以产生第二图像)。可使用所述第一图像来估计所述对象的位置，且可使用所述第二图像来推断对象的状态(例如，通过表征区中的像素上的亮度变化和/或识别所述区中的极值为亮还是暗)。在一些实施例中，提供一种方法。可将显示投影到表面上。所述表面附近的区可被照明。可在照明期间俘获表面的图像。可分析图像的至少一部分中的像素上的强度变化。可确定与图像的所述部分相关联的极性。可至少部分基于对所述变化的分析且基于所确定的极性作出关于对象是否正触摸表面的确定。在一些实施例中，提供一种投影仪系统。投影光学元件可经配置以在表面上投影显示。光源可经配置以在朝向表面的方向上发射光。相机可经配置以在光发射期间俘获表面的图像。图像分析器可经配置以检测图像的至少一部分中的像素上的强度变化且确定与图像的所述部分相关联的极性。状态检测器可经配置以至少部分基于变化检测和所确定的极性确定对象是否正触摸表面。在一些实施例中，提供一种投影仪系统。所述投影仪系统可包含用于将显示投影到表面上的装置，以及用于照明表面附近的区的装置。投影仪系统还可包含用于在照明期间俘获表面的图像的装置，以及用于分析图像的至少一部分中的像素上的强度变化的装置。投影仪系统可进一步包含用于确定与图像的所述部分相关联的极性的装置，以及用于至少部分基于所述分析且基于所确定的极性确定对象是否正触摸表面的装置。在一些实施例中，提供一种非暂时性计算机可读媒体。所述媒体可含有指令，所述指令当由处理器执行时可致使所述处理器存取上面投影显示的表面的图像且分析图像的至少一部分中的像素上的强度变化。所述指令当由处理器执行时可进一步致使所述处理器确定与图像的所述部分相关联的极性，且至少部分基于所述变化的分析且基于所确定的极性确定对象是否正触摸表面。附图说明图1展示投影系统100的实施例。图2展示定时电路的输入和输出的实例表示。图3展示定时电路的一个实施例的示意图。图4展示用于推断对象是否正触摸显示屏的方法的实施例。图5展示用于估计对象的位置的方法的实施例。图6a-6b展示用于确定对象正触摸屏幕的方法的实施例。图7展示可在对象接近屏幕时的情形下跟踪变化的状态机的实例。图8展示投影系统的实例。图9提供计算机系统的一个实施例的示意说明。图10a-10c展示与当后光源正照明场景时手正在屏幕上方停悬的实例情形相关联的图像。图11a-11c展示与当后光源正照明场景时手指正触摸屏幕的实例情形相关联的图像。具体实施方式提供改进用户与投影系统之间的交互的技术。在一些实施例中，俘获显示屏前方的用户的图像。接着可基于所述图像中的像素上的阴影和/或亮度变化(即，强度)的分析而作出关于用户是否正触摸显示屏的推断。举例来说，可推断：(1)在所述对象顶部周围的区由相对小亮度变化表征时所述对象正接近屏幕；(2)在所述亮度变化较大且所述区包含(由阴影引起的)暗极值时所述对象正悬停在屏幕上方；以及(3)在亮度变化较大且所述区包含亮极值时所述对象正触摸屏幕。光可适当布置和配置(例如，在投影系统中)以确保亮度变化适当地与表征用户与屏幕的交互的所要状态相关联。举例来说，一种投影系统可包含：投影光学元件、前光、后光和相机-全部内嵌在共用外壳中。所述前光可经配置以照明显示屏前方的区，使得在相机照明期间俘获的图像中在屏幕上方停悬的对象(例如，指尖)实质上不会被阴影围绕。所述后光可经配置以照明显示屏，使得在相机照明期间俘获的图像中在屏幕上方停悬的对象被阴影围绕。所述相机可经配置以在前光照明期间使屏幕成像(以产生第一图像)，且进一步在后光照明期间使屏幕成像(以产生第二图像)。可使用第一图像来估计对象的位置，且可使用第二图像来推断对象的状态(例如，通过表征区中的像素上的亮度变化和/或识别所述区中的极值为亮还是暗)。图1展示投影系统100的实施例。投影系统可包含投影仪105。投影仪105可经配置以将参考图像投影到屏幕上，借此产生例如投影在显示屏160上的所投影图像。投影仪105还可经配置以投影与应用或程序或计算机的操作的其它方面相关联产生的图像。显示屏160可包含例如白板、下拉式屏幕、墙等。显示屏160可与投影系统100作为一组提供-独立于系统100且可与系统100分离或连接到系统100。显示屏160可具有大体矩形形状且可具有至少约、约或小于约1mm、1cm、10cm、100cm、1m、3m、5m或10m的对角尺寸。显示屏160可包括至少部分反射的材料。在一些例子中，显示屏160具有至少约1％或10％且/或小于约20％或40％的反射率。尽管本文使用术语“显示屏”，但显示屏不限于为了在上面显示图象而制造的元件或组件。本文使用的显示屏可包括上面可投影光和/或图像的任何表面，例如墙、地板、纸张、窗户，或任何其它方面。在一些实施例中，可通过蒸汽或冷凝产生表面。在一些实施例中，表面包括用户的手、衣服，或与用户相关联的其它元素。投影仪105可包含例如短投射(short-throw)投影仪。投影仪105可具有小于约1或小于约0.5的投射比(从投影仪到屏幕的距离除以所投影图像的对角距离)。投影仪105可包含投影仪光学元件，例如投影仪光源105a和镜面105b。在一些实施例中，投影仪105是投影系统100内的独立装置且/或容纳在单一压实外壳内。在其它实施例中，投影仪105表示投影仪光学元件和/或不与投影系统100的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，其包括：将显示投影到表面上；照明所述表面附近的区；在所述照明期间俘获所述表面的图像；分析所述图像的至少一部分中的像素上的强度变化；确定与所述图像的所述部分相关联的极性；以及至少部分基于对所述变化的所述分析且基于所述所确定的极性确定对象是否正触摸所述表面。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.07 US 61/544,983;2012.10.04 US 13/645,3901.一种投影方法，其包括：将显示投影到表面上；在多个不同时间周期期间照明所述表面附近的区；在所述多个不同时间周期期间俘获所述表面的多个图像；分析所述多个图像上的同一区域内的像素的强度变化；确定所述多个图像之间的极性改变，其中所述极性指示所述区域是否与预定义强度值相关联；以及至少部分基于对所述变化的所述分析且基于所确定的极性改变确定对象是否正触摸所述表面。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述区域包括所述对象的至少部分的所估计位置周围的区。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述分析所述强度变化包括计算所述强度的一个或多个标准偏差。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述分析所述强度变化包括计算与所述区域中的非重叠区相关联的多个标准偏差。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述分析所述强度变化进一步包括对所述多个标准偏差求平均。6.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述极性改变包括识别所述图像的所述区域中的极值的正负号。7.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述对象正触摸所述表面要求在所述确定的改变之后所述极性为正。8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：照明所述表面附近的前部区；在所述前部区的照明期间俘获所述表面的减少阴影图像；以及基于所述减少阴影图像识别与所述对象相关联的位置，其中所述前部区的照明经配置以使所述减少阴影图像中与停悬在所述表面附近的对象相关联的阴影最小化。9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括在照明所述前部区之前停止照明所述表面附近的所述区。10.根据权利要求1所述的方法，其中实质上封围的投影装置投影所述显示、照明所述表面附近的所述区，且俘获所述图像。11.一种投影仪系统，其包括：投影光学元件，其经配置以在表面上投影显示；光源，其经配置以在多个不同时间周期期间在朝向所述表面的方向上发射光；相机，其经配置以在所述多个不同时间周期期间俘获所述表面的多个图像；图像分析器，其经配置以检测所述多个图像上的同一区域内的像素的强度变化且确定所述多个图像之间的极性改变，其中所述极性指示所述区域是否与预定义强度值相关联；以及状态检测器，其经配置以至少部分基于所述变化检测且基于所确定的极性改变确定对象是否正触摸所述表面。12.根据权利要求11所述的投影仪系统，其中所述图像分析器进一步经配置以估计与所述对象相关联的位置。13.根据权利要求12所述的投影仪系统，其中所述图像的所述区域包括所估计位置周围的区。14.根据权利要求11所述的投影仪系统，其中所述图像分析器进一步经配置以识别与所述图像的所述区域相关联的强度的多个标准偏差。15.根据权利要求11所述的投影仪系统，其进一步包括：第二光源，其经配置以在朝向所述表面的第二方向上发射光，...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿提德·沙梅，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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