交互式显示系统技术方案

本发明专利技术涉及一种交互式显示系统，其包含无线指向装置，所述无线指向装置包含相机或其它视频捕获系统。所述指向装置捕获由计算机显示的图像，包含一个或一个以上人类不可感知的定位目标。在视觉有效负载的显示帧中将所述定位目标呈现为强度的经图案化调制(例如，像素强度的变化)，后续接着连续帧中的相反调制。将至少两个所捕获图像帧彼此相减以在所捕获视觉数据中恢复所述定位目标并移除所显示图像有效负载。所述经恢复定位目标的位置、大小及定向识别远程指向装置相对于显示器的瞄准点。另一实施例使用定位目标(人类可感知或人类不可感知)的时间定序来定位所述指向装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

技术介绍
本专利技术为交互式显示系统的领域。更具体来说，本专利技术的实施例针对此些显示系统及操作所述显示系统的方法，其中用户使用远程手持式装置与所显示内容交互。演讲者将消息传递给观众的能力通常通过使用视觉信息结合口头语言来增强。在现代中，使用计算机及相关联显示系统来产生并向观众显示视觉信息已变得很普通，举例来说，借助于例如可从微软公司(Microsoft Corporation)购得的POWERPOINT呈现软件的应用程序。对于大的观众群(例如在礼堂环境中)，显示系统通常为投影系统(正面投影或背面投影)。对于较小的观众群(例如在会议室或教室环境中)，尤其是随着平板(例如，液晶)显示器的成本在近几年来已下降，这些显示器已变得普遍。不需要特殊屏幕且因此更容易部署的新显示技术(例如小型投影仪(“微微型投影仪”))现在正在进入市场。对于 向非常小的观众群(例如，一两个人)的呈现，膝上型计算机的图形显示器可足以呈现视觉信息。在任何情况中，增加的计算机能力与更好且更大的显示器(均具有较低成本)的组合已增加基于计算机的呈现系统在广泛的情景(例如，商业、教育、法律、娱乐)中的使用。典型的基于计算机的呈现涉及演讲者站在远离显示系统处以便不阻挡观众对视觉信息的观看。通常，演讲者将使用指示器(例如激光指示器或甚至简单的木质或金属指示器)来非交互式地指向显示器上的视觉信息。然而，在此类型的呈现中，演讲者基本上限制于所产生的、通常以顺序方式显示(即，以给定次序从一个幻灯片到另一幻灯片)的呈现内所含有的视觉信息。然而，由于视觉呈现为计算机产生且计算机控制的，因此可执行交互式呈现。此交互式呈现涉及给特定观众选择特别重要的视觉内容、演讲者在呈现期间注释或说明视觉信息及调用效应(例如缩放、选择到呈现中别处的信息的链接(或在线)、将显示元素从一个显示位置移动到另一显示位置等)。此交互性大大地增强了呈现，从而使得对于观众来说其更有趣且更具吸引力。然而，在于观众面前使用的常规显示系统中，演讲者通常必须就座于计算机本身处以便通过操作计算机来交互地控制所显示的呈现内容。此限制可使呈现逊色，尤其是在大观众群情景中。因此，期望演讲者从远处与所显示的视觉内容交互的能力。更具体来说，因此，期望远程定位的操作者可用来指向并与所显示的视觉信息交互的手持式装置。当然，为了使此装置交互地发挥作用，基于计算机的显示系统必须辨别出显示器上的装置正指向的位置，以便理解操作者命令。如此项技术中已知，常规“光笔”在远处提供与显示器的手持式交互。在这些装置中，阴极射线管显示器(CRT)上的所指向位置通过感测所述显示器上的所指向像素位置由CRT电子枪刷新的时间来检测。使此所感测时间与CRT显示器的光栅扫描序列相关，以确定光笔传感器所瞄准的屏幕位置。当然，此光笔感测技术由于其对感测光栅扫描时序的相依性而限制于CRT显示器。第5，933，135号美国专利描述结合现代液晶显示器(IXD)及其它类似平板显示器技术(例如，等离子显示器、发光二极管(LED)显示器等)有用的另一常规类型的手持式指向装置。此笔装置包含捕获显示屏幕的一部分(包含可见光标)的图像的成像器(例如相机)。将经检测到的光标的位置、大小及定向转发到主机处理器，所述主机处理器将经检测到的光标与所显示的图像进行比较并推断出笔装置相对于显示器的相对定向及位置。根据此方法以及第7，513，700号美国专利及第7，161，596号美国专利中所描述的类似方法，指向装置捕获所显示图像的一些或全部(未必包含光标元素)。所捕获图像与正显示的图像之间的比较使得能够推断出相机图像的中心相对于所显示图像的位置。然而，这些常规指向装置必定约束所显示的图像，从而需要所显示光标元素或可感知图像内容在所显示图像内变化以便确定定位装置的所指向位置。在一些情形中，光标的存在对于观看的观众来说可能为分散注意力或多余的。另外，这些装置将不能在“白板”情景中使用，举例来说，在用户希望在原本空白的显示场上手写或画图像的情况下。另外，此方法涉及大量的数据处理及带宽以传递所捕获的图像并将其与所显示的图像进行比较。·第7，420, 540号美国专利描述一种对于相对远离显不器的用户有用且未必依赖于所显示图像的内容来定位的指向装置。在经致动时，此指向装置从远处捕获图像(包含显示器的一个或一个以上拐角及或许显示器的中心)，并将所述所捕获的图像转发到控制器。控制器接着依据由指向装置捕获的图像中显示拐角的位置及定向来确定指向装置的定位及相对移动。然而，此方法限制于其中用户充分远离显示器使得指向装置的视包含一个或一个以上显示拐角的那些情形，且将显现为在较小的环境中或在其中演讲者接近大显示器的那些情形中并不良好地操作。根据另一方法，所显示的图像包含指向装置可感知但人类观看者不可直接感知的定位信息。第7，553，229号美国专利描述一种在所显示图像帧序列当中交错十字准线导航帧的游戏显示系统。将这些十字准线导航帧描述为包含相对暗的图像图案，所述图像图案由于以相对高的帧速率在帧图像序列内交错的相对少的数目个导航帧将不可由人类观看者直接感知。在此系统中，游戏装置(即，指向装置)捕获包含导航帧中的两者或两者以上的视频序列；系统接着通过图案辨识来识别所述导航帧并使经识别帧交叉相关以确定显示器的指向装置所瞄准的“十字准线”位置。在此系统中对装置的快速定位需要所显示序列内的导航帧的高工作循环，此减小所显示游戏图像对于人类用户的亮度及对比；相反地，可以较长定位检测时间为代价获得较低人类可感知影响且因此获得减小的游戏性能。第7，421，111号美国专利中描述涉及指向装置的位置的人类不可感知图像信息的其它定位方法。根据一种所描述的方法，通过像素或位置编码定位图案帧序列、显示所述序列并随时间对其进行感测；接着从所感测的顺序代码推断出所指向位置。通过针对图案使用红外光或通过针对总体所显示图像内的可见光定位图案的显示使用极高帧速率(需要高速投影技术或单独的投影仪)来减小这些定位图案的人类可感知性。在本专利中所描述的另一方法中，在指向装置内提供多个传感器以放大显示器的所感测区域且捕获单个帧内的完整代码；为了进行恰当解码及定位，此方法似乎限制定位装置与所显示图像之间的距离。作为进一步背景，在帕克(Park)等人的“到动态表面上的未失真投影(Undistorted Projection onto Dynamic Surface)” (图像与视频技术的进步(2006), M582-90页)中描述“扩增真实性系统”。在此所描述的系统中，将图像投影到实际的真实世界物体及表面上以增强观看者对他的或她的环境的感知，其中对所显示图像应用几何校正以计及物体的表面从平坦的变化。将此几何校正描述为基于相机所捕获图像数据与待显示的图像数据的比较。在此文章中，投影系统在连续帧中使所显示图像与亮度或色彩的图案图像变化叠加。连续帧中的图案图像(即，变化)总计为零且因此为人类观看者不可感知的。出于几何校正的目的而将连续帧中的相机所捕获图像彼此相减，从而抵消所显示图像数据但恢复图案图像。由相机所观看的经恢复图案图像与待显示的数据的比较使得能够对所显示图像进行几何校正。作为进一步背景，已知数字微镜装置类型的交互式投影仪系统。在这些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约达姆·所罗门，罗伯特·菲尼斯·安德森三世，李洪军，格雷戈里·布莱恩·卡鲁什，
申请(专利权)人：英特飞斯公司，
类型：发明
国别省市：