三维交互系统及其交互感测方法技术方案

本发明专利技术提供一种三维交互系统及其交互感测方法。所述三维交互系统包括显示单元、取像单元以及处理单元。显示单元用以在显示区域上显示画面，其中显示区域位于显示面上。取像单元配置在显示区域的周边。取像单元沿第一方向获取图像，并据以产生图像信息，其中第一方向与显示面的法线方向不互相平行。处理单元依据图像信息来检测对象位于感测空间的位置，并且依据所检测到的位置执行操作功能来控制画面的显示内容。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种。所述三维交互系统包括显示单元、取像单元以及处理单元。显示单元用以在显示区域上显示画面，其中显示区域位于显示面上。取像单元配置在显示区域的周边。取像单元沿第一方向获取图像，并据以产生图像信息，其中第一方向与显示面的法线方向不互相平行。处理单元依据图像信息来检测对象位于感测空间的位置，并且依据所检测到的位置执行操作功能来控制画面的显示内容。【专利说明】
本专利技术是有关于一种交互感测技术，且特别是有关于一种。
技术介绍
近年来非接触式人机交互系统(B卩，三维交互系统)研究成长十分快速。相较于二维的触控装置而言，三维交互系统可提供更加符合使用者日常生活感受或动作的体感操作，进而令使用者可获得较佳的操控感受。 一般而言,三维交互系统会利用深度摄影机(depth camera)或立体摄影机来获取带有深度信息的图像，以通过所获取的深度信息来建立三维的感测空间，因此三维交互系统得以通过检测使用者在感测空间中的动作来执行对应的操作，以达到空间三维交互(spatial3D interact1n)的目的。 就现行的三维交互系统来说，深度摄影机或立体摄影机一般仅能以正对使用者的方向配置(即沿着显示器的显示方向)，以使所检测到的动作位置可与显示画面的位置相互对应。然而，由于深度摄影机或立体摄影机皆有其图像获取的最大范围，因此使用者仅能在深度摄影机前方的特定区域内进行操控的动作。换言之，在现行的三维交互系统中，使用者无法在邻近于显示器的区域内进行操控的动作。
技术实现思路
本专利技术提供一种，其可检测使用者在邻近于显示区域的区域内的操控动作。 本专利技术的三维交互系统用于控制显示单元的画面的显示内容，其中显示单元包括用以显示画面的显示区域，且显示区域位于显示面上。此三维交互系统包括取像单元以及处理单元。取像单元配置于显示区域的周边。取像单元沿第一方向获取图像，并据以产生图像信息，其中第一方向与显示面的法线方向不互相平行。处理单元耦接显示单元与取像单元，用以依据图像信息来检测目标位于感测空间的位置，并且依据所检测到的位置来执行操作功能以控制画面的显示内容。 在本专利技术的一实施例中，上述第一方向与上述法线方向之间的夹角介于一角度范围内，其中上述角度范围是基于取像单元的镜头种类而决定。例如，上述角度范围为45度至135度。 在本专利技术的一实施例中，上述处理单元依据校正信息定义出关联于显示区域的尺寸的感测空间，其中感测空间沿显示面的法线方向分为第一感应区以及第二感应区。 在本专利技术的一实施例中，上述处理单元依据图像信息检测目标是否进入感测空间，并且基于进入感测空间的目标获得特征区块(Connected Blob)。 在本专利技术的一实施例中，上述处理单元判断特征区块的面积是否大于预设面积，若处理单元判断特征区块的面积大于预设面积，处理单元计算特征区块的代表坐标，并且将代表坐标转换为目标相对于显示区域的显示坐标。 在本专利技术的一实施例中，上述处理单元依据代表坐标判断目标位于第一感应区或第二感应区，藉此执行对应的操作功能。 在本专利技术的一实施例中，上述处理单元依据背景图像来过滤图像信息中的非操作区域部分，并且依据过滤后的图像信息来获得感测空间。 在本专利技术的一实施例中，上述取像单元例如为深度摄影机，而所获得的图像信息例如为灰阶图。而处理单元会在图像信息中判断是否存在一渐层区块，以将此渐层区块滤除，并且依据过滤后的图像信息来获得感测空间。 本专利技术的交互感测方法包括以下步骤:沿第一方向连续获取多张图像，并据以产生各图像的图像信息，其中第一方向与一显示面的法线方向不互相平行，且一显示区域位于上述显示面上以显示一画面；依据图像信息检测目标位于感测空间的位置；以及依据所检测到的位置执行操作功能来控制画面的显示内容。 在本专利技术的一实施例中，上述第一方向与上述法线方向之间的夹角介于一角度范围内，其中上述角度范围是基于取像单元的镜头种类而决定。例如，上述角度范围为45度至135度。 在本专利技术的一实施例中，在检测目标位于感测空间的位置之前，可先依据校正信息定义关联于显示区域的尺寸的感测空间，其中感测空间沿显示面的法线方向分为第一感应区以及第二感应区。另外，在检测目标位于感测空间的位置的步骤中，可依据图像信息来检测目标是否进入感测空间。并且，在检测到目标进入感测空间时，基于进入感测空间的目标获得特征区块，并判断特征区块的面积是否大于预设面积。若判断为是，计算特征区块的代表坐标，并将代表坐标转换为目标相对于显示区域的显示坐标。 在本专利技术的一实施例中，在计算特征区块的代表坐标之后，还可依据代表坐标判断目标位于第一感应区或第二感应区，藉此执行对应的操作功能。 在本专利技术的一实施例中，在依据图像信息检测目标位于感测空间的位置之前，还包括:在获得最初始的图像信息之后，过滤图像信息中的非操作区域部分，而依据过滤后的图像信息获得感测空间。 在本专利技术的一实施例中，若上述取像单元为深度摄影机，则所获得的图像信息为灰阶图，而在过滤图像信息中的非操作区域部分的步骤中，可判断是否存在渐层区块(即，非操作区域部分)，以将渐层区块滤除。 基于上述，本专利技术实施例提出一种。在所述三维交互系统中，其利用在显示区域的周边设置取像单元来获取显示区域附近的图像，并据以检测目标的位置。藉此，所述三维交互系统可有效地检测到使用者在接近显示区域的区域内的操控动作，进而改善传统三维交互系统的操控距离的限制，使得整体操控性得以进一步地提升。 为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。 【专利附图】【附图说明】 图1A为本专利技术一实施例的三维交互系统的功能方块示意图； 图1B为本专利技术一实施例的三维交互系统的配置示意图； 图2为本专利技术一实施例的交互感测方法的方法流程图； 图3为本专利技术另一实施例的交互感测方法的方法流程图； 图4A与4F为本专利技术一实施例的三维交互系统的操作示意图。 附图标记说明: 100:三维交互系统； 110:显示单元； 120:取像单元； 130:处理单元； 40:区块； 410:坐标选取区域； 420:点； AG:夹角； CB:特征区块； Dl:第一方向； DA:显示区域； DP:显示面； F:目标； ND:法线方向； SP:感测空间； SRl:第一感应区； SR2:第二感应区； RC:代表坐标； RC':显示坐标； V:边界位置； S220?S240:交互感测方法的各步骤。 【具体实施方式】 本专利技术实施例提出一种。在所述三维交互系统中，其是沿显示面的法线方向的垂直方向获取图像并据以检测目标的位置，使得所述三维交互系统可有效地检测到使用者在接近显示画面的区域内的操控动作。为了使本揭露的内容可以被更容易明了，以下特举实施例作为本揭露确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤，系代表相同或类似部件。 图1A为本专利技术一实施例的三维交互系统的功能方块示意图。图1B为本专利技术一实施例的三维交互系统的配置示意图。 在图1A中，三维交互系统100包括取像单元120以及处理单元13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维交互系统，用于控制显示单元的画面的显示内容，其特征在于，所述显示单元包括用以显示所述画面的显示区域，且所述显示区域位于显示面上，所述三维交互系统包括：取像单元，配置于所述显示区域的周边，沿第一方向连续获取多张图像，并据以分别产生每一所述图像的图像信息，其中所述第一方向与所述显示面的法线方向不互相平行；以及处理单元，耦接所述显示单元与所述取像单元，依据所述图像信息来检测目标位于感测空间的位置，依据所检测到的所述位置执行操作功能来控制所述显示内容。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈奕彣，林玠佑，
申请(专利权)人：由田新技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71