通过解调图像帧确定有源指示器属性制造技术

一种交互式输入系统，包括：至少一个成像组件，该至少一个成像组件具有查看感兴趣区域的视场并且捕获图像帧；以及与至少一个成像组件通信的处理结构。当在所捕获的图像帧中存在指示器时，所述处理结构使所捕获的图像帧解调以确定其频率分量，并且检查频率分量以确定所述指示器的至少一个属性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及交互式输入系统和用于其的信息输入方法。
技术介绍
下述交互式输入系统是众所周知的允许用户使用有源指示器(例如，发出光、声音或其他信号的指示器)、无源指示器(例如，手指、圆柱体或其他对象)或者诸如鼠标或跟踪球的其他适当的输入设备将输入(例如，数字墨水、鼠标事件等)注入应用程序中。这些交互式输入系统包括但不限于包括采用模拟电阻或机器视觉技术注册指示器输入的触摸板的触摸系统，诸如在转让给本申请的受让人加拿大亚伯达省卡尔加里的SMART Technologies ULC 的美国专利 No. 5，448，263 ;6，141，000 ;6，337，681 ;6，747，636 ；6,803, 906 ;7，232, 986 ;7，236，162以及7，274，356中所公开的那些，通过引用合并所述美 国专利的内容；包括采用电磁的、电容的、声音的或其他技术注册指示器输入的触摸板的触摸系统；平板个人计算机(PC);膝上型PC ;个人数字助理(PDA);以及其他类似设备。上述合并的Morrison等人的美国专利No. 6，803，906公开了采用机器视觉来检测与在其上呈现计算机生成的图像的触摸表面的指示器交互的触摸系统。矩形边框或框架环绕触摸表面并且支撑在其角落处的数字相机。数字相机具有包围并且通常扫视触摸表面的重叠视场。数字相机从不同视点获取扫视触摸表面的图像并且生成图像数据。数字相机所获取的图像数据由自带的(on-board)数字信号处理器来进行处理，以确定在捕获到的图像数据中是否存在指示器。当确定在捕获到的图像数据中存在指示器时，数字信号处理器将指示器特性数据传递给主控制器，该主控制器进而处理该指示器特性数据，以使用三角测量法来确定指示器相对于触摸表面在(X，y)坐标系中的位置。将该指示器坐标传递给执行一个或多个应用程序的计算机。计算机使用指示器坐标来对在触摸表面上呈现的计算机生成的图像进行更新。因此，触摸表面上的指示器接触能够被记录为写或描画，或用于控制由计算机执行的应用程序的执行。Morrison等人的美国专利申请公开No. 2004/0179001公开了这样的触摸系统和方法，所述触摸系统和方法区分用于接触触摸表面的无源指示器，使得可以按照用于接触触摸表面的指示器的类型来处理响应于与触摸表面的指示器接触而生成的指示器位置数据。该触摸系统包括待由无源指示器接触的触摸表面和具有通常沿着触摸表面查看的视场的至少一个成像设备。至少一个处理器与至少一个成像设备通信，并且对至少一个成像设备所获取的图像进行分析，以确定用于接触触摸表面的指示器的类型以及在触摸表面上进行指示器接触的位置。所确定的指示器类型和在触摸表面上进行指示器接触的位置由计算机使用来控制计算机所执行的应用程序的执行。Morrison等人的美国专利申请公开No. 2007/0165007公开了一种交互式输入系统，该系统包括与感兴趣区域相关联的至少两个成像设备。所述至少两个成像设备从不同视点获取感兴趣区域的图像并且具有重叠视场。当指示器既在成像设备的视场内又在成像设备的视场外时，至少一个接收器可操作用于接收有源指示器所输出的与指示器状态有关的数据。处理结构对所述至少两个成像设备和所述至少一个接收器所获取的数据进行处理，以检测有源指示器的存在并且确定指示器在感兴趣区域内的位置。尽管存在许多不同类型的交互式输入系统，但是正不断寻求对这样的交互式输入系统的改迸。因此，本专利技术的目的是，提供一种新颖的交互式输入系统和用于其的信息输入方法。·
技术实现思路
因此，在ー个方面中，提供了包括下述的交互式输入系统至少ー个成像组件，所述至少ー个成像组件具有查看感兴趣区域的视场并且捕获图像帧；以及与至少ー个成像组件通信的处理结构，当在所捕获的图像帧中存在指示器时，所述处理结构解调所捕获的图像帧以确定其频率分量，并且检查频率分量以确定所述指示器的至少ー个属性。在一个实施例中，在解调期间，处理结构将变换应用到所捕获的图像帧。指示器是将经调制的辐射发射到感兴趣区域中的笔工具。笔工具所发射的经调制的辐射可以是红外线辐射，以及属性可以包括指示器输入颜色和指示器功能性中的任何ー个。在一个实施例中，交互式输入系统可以进ー步包括至少ー个光源，所述至少ー个光源被配置成将辐射发射到感兴趣区域中。使至少ー个光源在接通和断开状态之间循环。至少ー个成像组件捕获连续图像帧。当至少ー个光源处于接通状态时捕获ー个图像帧，以及当至少ー个光源处于断开状态时捕获ー个图像帧。处理结构从当至少ー个光源处于接通状态时所捕获的图像帧减去当至少ー个光源处于断开状态时所捕获的图像帧以形成差图像帧，对差图像帧求和以形成合成图像帧，并且确定指示器在合成图像帧中的位置。处理结构可以进ー步定义与指示器位置相关联的分析区，并且将分析区应用到所捕获的图像帧以执行检查。在ー个形式中，笔工具包括压敏末端，并且根据末端压カ来对发射的辐射进行调制。在一个实施例中，至少ー个成像组件包括至少两个成像组件。成像组件中的每ー个包括捕获图像帧的至少两个光传感器，所述至少两个光传感器具有感兴趣区域的通常相同的视图。至少两个光传感器具有通常交错的曝光时段。边框至少部分环绕感兴趣区域，并且具有在至少两个成像组件的视场中的表面。根据另ー个方面，提供了将信息输入到交互式输入系统中的方法，该方法包括捕获感兴趣区域的图像帧；以及当在所捕获的图像帧中存在指示器时，解调所捕获的图像帧以确定其频率分量，并且检查频率分量以确定指示器的至少ー个属性。附图说明现在将參考附图更全面地描述实施例，在附图中图I是交互式输入系统的示意性立体图；图2是图I的交互式输入系统的示意性前视图；图3是形成图I的交互式输入系统的一部分的成像组件的框图；图4是形成图I的交互式输入系统的一部分的主控制器的框图；图5是用于与图I的交互式输入系统一起使用的有源笔工具的侧高程视5 图6示出当图5的有源笔工具在成像组件的视场中并且正发射根据子载波频率组合调制的辐射吋，图3的成像组件所捕获的八个连续图像帧序列；具.虚构位置；程图；面图。图图图图图图图图7是图I的交互式输入系统所使用的图像处理方法的示意8是环境光滤波器的频率响应的图形曲线9是从图6的图像帧形成的合成图像帧；10示出通过将指示器分析区应用到图6的图像帧形成的图像帧序列；11是图10的图像帧的光强度变化的图形曲线12是图11的图像帧光强度变化的频域表示的图形曲线13a和13b是示出八个子载波频率组合的频域表示的图形曲线14是图I的交互式输入系统的输入表面的前视图，示出了应用压敏输入的笔エ15a至15c是与图14的压敏输入相对应的频域表示的图形曲线16是图I的交互式输入系统的输入表面的前视图，示出了多个指示器的实际和17a和17b是跨输入表面的在图16中被描绘为由各个成像组件看见的视图；18是交互式输入系统的另一个实施例的侧视19是交互式输入系统的又一个实施例的侧视20a和20b分别是交互式输入系统的又一个实施例的侧剖视图和立体21是用于在图I的交互式输入系统的成像组件中使用的图像传感器的侧视高22是用于图21的图像传感器的操作的定时序列的示意23是用于与图I的交互式输入系统一起使用的成像组件的侧剖视图；以及24是用于与图I的交互式输入本文档来自技高网...

【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：格兰特·麦克吉布尼，蒂姆·拉德克，
申请(专利权)人：智能技术无限责任公司，
类型：
国别省市：