專利名稱：一種體感指向遙控方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于光學(xué)跟蹤技術(shù)，特別是關(guān)于將光學(xué)跟蹤應(yīng)用于電視機(jī)遙控，
數(shù)字機(jī)頂盒遙控，DVD遙控等的體感指向遙控技術(shù)，具體的講是一種體感指 向遙控方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
遙控設(shè)備具有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。 一般的遙控設(shè)備通過(guò)按鍵方式對(duì)電 視機(jī)、數(shù)字機(jī)頂盒、游戲機(jī)以及DVD機(jī)等受控設(shè)備進(jìn)行操作。隨著受控設(shè)備 功能的增加，遙控設(shè)備的按鍵也隨之增加，這導(dǎo)致了遙控設(shè)備的復(fù)雜度加大， 并增加了遙控設(shè)備使用難度。
隨著家電數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程不斷加快，越來(lái)越多的家用設(shè)備能夠提 供復(fù)雜的圖像界面和菜單操作。這使得原有的按鍵式遙控設(shè)備逐漸不能滿足 用戶的操作需要。
為了滿足用戶的操作需要，現(xiàn)有技術(shù)中采用了體感指向遙控設(shè)備以對(duì)數(shù) 字化和網(wǎng)絡(luò)化的家電設(shè)備進(jìn)行遙控。其中，該體感指向遙控設(shè)備包括在被 控設(shè)備上設(shè)置紅外標(biāo)志點(diǎn)，在遙控設(shè)備上設(shè)置攝像頭，使遙控設(shè)備的攝像頭 攝取被控設(shè)備上的紅外標(biāo)志點(diǎn)，對(duì)攝取的含有紅外標(biāo)志點(diǎn)的圖像進(jìn)行分析， 獲取遙控設(shè)備的空間指向，從而實(shí)現(xiàn)遙控設(shè)備對(duì)被控設(shè)備的遙控操作。
然而現(xiàn)有技術(shù)中的這種體感指向遙控設(shè)備還存在著紅外標(biāo)志點(diǎn)圖像分 析上的缺陷，這樣的圖像分析上的缺陷往往使得遙控設(shè)備的跟蹤響應(yīng)漫，甚 至發(fā)生遙控指向不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。
中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)200610086521.9公開(kāi)了一種信息處理程序，該發(fā)明 包括了游戲機(jī)中的圖像獲得裝置、方向計(jì)算裝置和顯示控制裝置等。該發(fā)明 所公開(kāi)的技術(shù)方案被合并于此，以作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種體感指向遙控方法、裝置及系統(tǒng)，以在通過(guò)光學(xué)跟蹤方 式進(jìn)行的體感遙控中，提高跟蹤響應(yīng)的速度和遙控指向的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的目的之一是提供一種體感指向遙控方法，所述的方法包括以 下步驟對(duì)直線排列的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組發(fā)射的不可見(jiàn)光進(jìn)行攝像，攝取到包含 有光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和雜光光斑的初始圖像；對(duì)所述的初始圖像進(jìn)行二值化處理， 得到二值化圖像；在所述的二值化圖像中搜索出由像素值相同且位置相鄰的 像素所構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域，對(duì)搜索出的聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行過(guò)濾，生成由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn) 和與光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)相似的雜光光斑構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域圖像；檢測(cè)所述聯(lián)通區(qū)域圖 像的共線性，得到符合共線性的聯(lián)通區(qū)域組圖像；對(duì)所述聯(lián)通區(qū)域組圖像的 長(zhǎng)度比進(jìn)行檢測(cè)，得到由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組所形成的識(shí)別結(jié)果圖像；根據(jù)所述識(shí) 別結(jié)果圖像的中心位置和方向得到體感指向遙控?cái)?shù)據(jù)。
本發(fā)明的目的之一是提供一種體感指向遙控裝置，所述的裝置包括 攝像單元，用于對(duì)直線排列的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組發(fā)射的不可見(jiàn)光進(jìn)行攝像，攝取 到包含有光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和雜光光斑的初始圖像；二值化圖像生成單元，用于對(duì) 所述的初始圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值化圖像；聯(lián)通區(qū)域圖像生成單元， 用于在所述的二值化圖像中搜索出由像素值相同且位置相鄰的像素所構(gòu)成的 聯(lián)通區(qū)域，對(duì)搜索出的聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行過(guò)濾，生成由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和與光學(xué)標(biāo)志 點(diǎn)相似的雜光光斑構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域圖像；聯(lián)通區(qū)域組圖像生成單元，用于檢 測(cè)所述聯(lián)通區(qū)域圖像的共線性，得到符合共線性的聯(lián)通區(qū)域組圖像；識(shí)別結(jié) 果圖像生成單元，用于對(duì)所述聯(lián)通區(qū)域組圖像的長(zhǎng)度比進(jìn)行檢測(cè)，得到由光 學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組所形成的識(shí)別結(jié)果圖像；遙控?cái)?shù)據(jù)輸出單元，用于根據(jù)所述識(shí)別 結(jié)果圖像的中心位置和方向得到體感指向遙控?cái)?shù)據(jù)，并且發(fā)射該體感指向遙 控?cái)?shù)據(jù)。
本發(fā)明的目的之一是提供一種體感指向遙控系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括 光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組和體感指向遙控裝置；其中，所述的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組固定安裝在被控設(shè)備上，并且所述的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組為直線排列，用于發(fā)射不可見(jiàn)光；所 述的體感指向遙控裝置包括攝像單元，用于對(duì)直線排列的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組發(fā) 射的不可見(jiàn)光迸行攝像，攝取到包含有光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和雜光光斑的初始圖像； 二值化圖像生成單元，用于對(duì)所述的初始圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值化 圖像；聯(lián)通區(qū)域圖像生成單元，用于在所述的二值化圖像中搜索出由像素值 相同且位置相鄰的像素所構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域，對(duì)搜索出的聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行過(guò)濾， 生成由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和與光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)相似的雜光光斑構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域圖像；聯(lián) 通區(qū)域組圖像生成單元，用于檢測(cè)所述聯(lián)通區(qū)域圖像的共線性，得到符合共 線性的聯(lián)通區(qū)域組圖像；識(shí)別結(jié)果圖像生成單元，用于對(duì)所述聯(lián)通區(qū)域組圖 像的長(zhǎng)度比進(jìn)行檢測(cè)，得到由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組所形成的識(shí)別結(jié)果圖像；遙控?cái)?shù) 據(jù)輸出單元，用于根據(jù)所述識(shí)別結(jié)果圖像的中心位置和方向得到體感指向遙
控?cái)?shù)據(jù)，并且發(fā)射該體感指向遙控?cái)?shù)據(jù)。
本發(fā)明的有益效果在于，在本發(fā)明的體感指向遙控中，提高了跟蹤響應(yīng) 的速度和遙控指向的準(zhǔn)確性。使本發(fā)明方案能夠廣泛地應(yīng)用于電視機(jī)，機(jī)頂 盒，影碟機(jī)等家用設(shè)備。通過(guò)本發(fā)明方案還可以實(shí)現(xiàn)包括鼠標(biāo)操作在內(nèi)的各 種遙控操作。
圖1為本發(fā)明系統(tǒng)示意圖2為本發(fā)明系統(tǒng)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)示意圖3為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖4為本發(fā)明系統(tǒng)圖像采集裝置的結(jié)構(gòu)框圖5為本發(fā)明具體實(shí)施方式
的工作流程圖6為本發(fā)明系統(tǒng)圖像采集裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖7為圖6中攝像機(jī)的連接結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，本發(fā)明具體實(shí)施方式
的系統(tǒng)由固定安裝在被控制設(shè)備上或附近的固定部分和由用戶手持操 作的手持部分所組成。其中固定部分包括光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組101。
如圖3所示，固定部分l包括光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組101，信號(hào)接收器3和數(shù)
據(jù)輸出模塊5。手持部分2包括圖像采集裝置6，圖像處理裝置7，信號(hào)發(fā)射 器8和按鍵9。
系統(tǒng)的工作過(guò)程如下在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，固定部分1安裝在受控設(shè)備附近， 固定部分1上的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組101發(fā)射連續(xù)穩(wěn)定，且具有特定頻率的光線。
這里稱這個(gè)頻率以及其周?chē)粋€(gè)較小的頻率范圍為感興趣頻率區(qū)域。
如圖2所示，光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組101由一系列的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組成，這些標(biāo)志 點(diǎn)在一起形成某種特殊的幾何形狀裝。如光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)101a至101d所組成 的直線。每一個(gè)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)都可以是一個(gè)獨(dú)立點(diǎn)光源或線光源。
如圖3所示，用戶將手持部分上的圖像采集裝置朝向光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組。圖 像采集裝置中包含光學(xué)過(guò)濾系統(tǒng)，可以過(guò)濾掉非感興趣頻率區(qū)域的光線，也 就是說(shuō)只有由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組發(fā)射的感興趣頻率區(qū)域內(nèi)的光線才能在光學(xué)系統(tǒng) 中成像。此時(shí)認(rèn)為由圖像采集裝置采集到的圖像中除了包含光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組的 圖像之外還包含一些其它發(fā)光體的圖像。采集到的圖像由圖像處理部分進(jìn)行 處理，處理的目的主要有兩個(gè)首先圖像處理裝置需要從圖像中識(shí)別出光學(xué)
標(biāo)志點(diǎn)組所形成的圖像，之后計(jì)算光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組的位置和姿態(tài)，并最終根據(jù) 光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組圖像的位置和姿態(tài)來(lái)計(jì)算用戶手部的姿態(tài)，從而獲得用戶操作 的數(shù)據(jù)。這個(gè)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊向外發(fā)送。最終由固定部分的數(shù)據(jù)接收 模塊進(jìn)行接收，并傳送給受控設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)用戶體感控制的功能。
如圖4所示，圖像釆集裝置包括一個(gè)帶通濾光片和一個(gè)攝像機(jī)。 上述光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組中光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)的位置按照如下方式進(jìn)行排列所有的
光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)都排列在一條直線上，而且每?jī)蓚€(gè)相鄰的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)之間的長(zhǎng)度 相等。在這種情況下，每一個(gè)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)都可以但不限于由一個(gè)或數(shù)個(gè)發(fā)光
LED組成，LED所發(fā)光線可以是紅外光線。LED發(fā)射光線的中心頻率可以是850nm， 940nm等。光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)的數(shù)量大于等于3個(gè)。如圖2所示是包含4個(gè) 等間距，點(diǎn)狀，共線紅外標(biāo)志點(diǎn)的紅外標(biāo)志點(diǎn)組外形。
該紅外標(biāo)志點(diǎn)組的圖像由圖像釆集裝置獲取，在這里圖像采集裝置由一 個(gè)帶通濾光片和一個(gè)攝像機(jī)組成。帶通濾光片的中心頻率對(duì)應(yīng)于光學(xué)標(biāo)志點(diǎn) 發(fā)射光線的頻率。所以經(jīng)過(guò)帶通濾光片的過(guò)濾，能夠在攝像機(jī)上成像的物體 僅僅包含光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和一些發(fā)射全光譜圖像的發(fā)光點(diǎn)。之后由圖像處理裝置 對(duì)攝像機(jī)獲取的圖像進(jìn)行處理。
圖像處理裝置包括二值化圖像生成單元，用于對(duì)所述的初始圖像進(jìn)行 二值化處理，得到二值化圖像；聯(lián)通區(qū)域圖像生成單元，用于在所述的二值 化圖像中搜索出由像素值相同且位置相鄰的像素所構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域，對(duì)搜索 出的聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行過(guò)濾，生成由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和與光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)相似的雜光光斑 構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域圖像；聯(lián)通區(qū)域組圖像生成單元，用于檢測(cè)所述聯(lián)通區(qū)域圖 像的共線性，得到符合共線性的聯(lián)通區(qū)域組圖像；識(shí)別結(jié)果圖像生成單元， 用于對(duì)所述聯(lián)通區(qū)域組圖像的長(zhǎng)度比進(jìn)行檢測(cè)，得到由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組所形成 的識(shí)別結(jié)果圖像。如圖5所示，處理的過(guò)程如下
Sl:首先系統(tǒng)對(duì)初始圖像進(jìn)行二值化，二值化處理在本行業(yè)中具有通行 的處理方式，其中一種方法是比較圖像上每一個(gè)像素的灰度值，其灰度值 大于某一閾值的像素被標(biāo)記為1，小于等于這個(gè)閾值的像素標(biāo)記為0。對(duì)圖像 上每一個(gè)像素進(jìn)行上述處理可以得到原始圖像的二值化圖像。
S2:二值化處理之后需要搜索二值化圖像中的像素值為1的像素構(gòu)成的 聯(lián)通區(qū)域。聯(lián)通區(qū)域的搜索可以通過(guò)行業(yè)內(nèi)通行的4聯(lián)通搜索方法或8聯(lián)通 搜索方法實(shí)現(xiàn)，其中一種方法是依次訪問(wèn)圖像上每一個(gè)像素，當(dāng)像素值為 1時(shí)進(jìn)入一級(jí)遞歸，依次搜索與這個(gè)像素相鄰的，未搜索過(guò)的所有像素。對(duì) 這些相鄰像素中像素值為1的像素再進(jìn)行上述搜索。直到某一像素周?chē)贈(zèng)] 有未被搜索且像素值為l的點(diǎn)。結(jié)束整個(gè)遞歸過(guò)程之后，可以得到圖像上的 一個(gè)由圖像值為1的點(diǎn)組成的聯(lián)通區(qū)域。在聯(lián)通區(qū)域搜索的過(guò)程中，對(duì)每一個(gè)相鄰且像素值為1的點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行累加，并計(jì)數(shù)?？傻玫铰?lián)通區(qū)域中包含 點(diǎn)的總數(shù)，用累加的坐標(biāo)除以點(diǎn)的總數(shù)，可以得到這個(gè)聯(lián)通區(qū)域重心的坐標(biāo)。 搜索整個(gè)聯(lián)通區(qū)域圖像可以得到所有的圖像上的聯(lián)通區(qū)域。這些聯(lián)通區(qū)域中 一部分是由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組形成的，稱之為感興趣聯(lián)通區(qū)域。 一部分由于環(huán)境 中其它發(fā)光體或反射體所形成，稱之為噪音聯(lián)通區(qū)域。
S3:接下來(lái)需要對(duì)聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行過(guò)濾。由于光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)的性質(zhì)。每一個(gè) 光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)在圖像上形成的聯(lián)通區(qū)域一般是1個(gè)，而且尺寸大小也具有一定 的范圍。由于聯(lián)通區(qū)域的面積與其包含的點(diǎn)數(shù)有關(guān)，所以在這個(gè)步驟中通過(guò) 控制聯(lián)通區(qū)域包含的總點(diǎn)數(shù)來(lái)過(guò)濾聯(lián)通區(qū)域。具體的方式為比較每一個(gè)聯(lián) 通區(qū)域包含的總點(diǎn)數(shù)，如果點(diǎn)數(shù)大于某一閾值或者小于某一閾值則放棄掉這 個(gè)聯(lián)通區(qū)域，反之則保留這個(gè)聯(lián)通區(qū)域。經(jīng)過(guò)本步驟之后一些單像素噪音和 陽(yáng)光等形成的大面積光斑被過(guò)濾，使得系統(tǒng)的抗干擾能力有較大提高。這里 認(rèn)為剩余的聯(lián)通區(qū)域主要由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組形成，并且包含有一定數(shù)量的體積 與光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)的圖像相似的噪音光斑。
S4:接下來(lái)在進(jìn)入正式識(shí)別之前，需要對(duì)本次運(yùn)算的可行性進(jìn)行評(píng)估。 由于系統(tǒng)是實(shí)時(shí)系統(tǒng)，如果帶入計(jì)算的點(diǎn)數(shù)過(guò)多會(huì)導(dǎo)致計(jì)算速度延緩，所以 需要控制進(jìn)入下一步計(jì)算的聯(lián)通區(qū)域的個(gè)數(shù)。相對(duì)的如果聯(lián)通區(qū)域過(guò)少也會(huì) 導(dǎo)致計(jì)算失敗，所以在本步驟中判斷剩余聯(lián)通區(qū)域的總數(shù)。如果總數(shù)大于某 一個(gè)閾值，則認(rèn)為在圖像上有過(guò)多的噪音，不能繼續(xù)運(yùn)算，需要返回并重新 獲取下一幀圖像。如果聯(lián)通區(qū)域個(gè)數(shù)少于光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)總數(shù)，則無(wú)法繼續(xù)計(jì)算， 也需要返回重新獲取圖像。
S5:接下來(lái)需要對(duì)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組的圖像進(jìn)行識(shí)別。如果此時(shí)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn) 組中包含N個(gè)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)(按照上圖N二4)，剩余的聯(lián)通區(qū)域數(shù)量為M( M〉N)。 在M個(gè)點(diǎn)中任意取N個(gè)點(diǎn)，形成一個(gè)包含N個(gè)聯(lián)通區(qū)域的組。
S6:首先需要判斷這一組聯(lián)通區(qū)域的共線性，通過(guò)上述選取的N個(gè)聯(lián)通 區(qū)域，求得他們的重心。并對(duì)組內(nèi)所有聯(lián)通區(qū)域重心求擬合的直線。直線擬合的方法可以選取本行業(yè)內(nèi)通行的最小二乘直線擬合算法。接下來(lái)計(jì)算上述
N個(gè)聯(lián)通區(qū)域中每一個(gè)聯(lián)通區(qū)域的重心到上述擬合直線的距離，并求得所有
的距離之和。將上述距離和與某一閾值進(jìn)行比較。如果上述距離和小于這個(gè)
閾值，則認(rèn)為N個(gè)聯(lián)通區(qū)域的重心基本上在一條直線上。反之則認(rèn)為這些聯(lián) 通區(qū)域的重心不在一條直線上。由于如上所述光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組中的所有光學(xué)標(biāo) 志點(diǎn)都在一條直線上，如果聯(lián)通區(qū)域的重心不在一條直線上則本組的N個(gè)聯(lián) 通區(qū)域必定不是光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組形成的圖像，則返回到步驟S5，從M各聯(lián)通區(qū) 域中另外選取N個(gè)聯(lián)通區(qū)域組成一個(gè)組進(jìn)行識(shí)別。如果聯(lián)通區(qū)域組可以滿足 本步驟的共線性要求，則進(jìn)入下一步進(jìn)行計(jì)算。
此外，也可以通過(guò)分別比較每一個(gè)聯(lián)通區(qū)域重心到擬合直線的距離與一 個(gè)特定閾值的大小關(guān)系。如果所有距離都小于該特定閾值就認(rèn)為符合共線性， 反之則認(rèn)為不符合。
S7:驗(yàn)證了聯(lián)通區(qū)域組的共線性之后需要計(jì)算該組聯(lián)通區(qū)域的長(zhǎng)度比。 首先沿著直線的方向計(jì)算所有的相鄰的兩個(gè)點(diǎn)之間線段的長(zhǎng)度，之后計(jì)算相 鄰線段長(zhǎng)度的比例，并記錄。
從S5到S7的過(guò)程是一個(gè)循環(huán)過(guò)程，需要對(duì)M個(gè)搜索到的聯(lián)通區(qū)域中取 得N個(gè)的所有可能組合進(jìn)行計(jì)算。所有符合要求的聯(lián)通區(qū)域組以及其長(zhǎng)度比 例值需要暫存，以便于下一步處理使用。
S8:在求得所有的符合要求的聯(lián)通區(qū)域組之后?？梢赃M(jìn)一步識(shí)別出光學(xué) 標(biāo)志點(diǎn)組的圖像。識(shí)別方法如下對(duì)所有的符合共線性的聯(lián)通區(qū)域組，檢查 他們的長(zhǎng)度比，由于包含N個(gè)點(diǎn)，所以有N-l個(gè)相鄰的線段，有N-2個(gè)相鄰 線段的長(zhǎng)度比，如果任意一個(gè)長(zhǎng)度比與l之差大于某個(gè)閾值，則認(rèn)為這個(gè)聯(lián) 通區(qū)域組中的聯(lián)通區(qū)域重心之間間距不相等，并將這組放棄掉。
對(duì)每個(gè)組進(jìn)行計(jì)算，求得所有比例與1之差的絕對(duì)值之和。在所有組中， 上述絕對(duì)值之和最小的那個(gè)聯(lián)通區(qū)域組認(rèn)為是由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組所形成的圖 像。該聯(lián)通區(qū)域組中所有聯(lián)通區(qū)域重心的平均值認(rèn)為是光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組圖像的中心位置。該聯(lián)通區(qū)域組中所有聯(lián)通區(qū)域重心所擬合的直線與圖像水平方向 的夾角，認(rèn)為是光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組圖像的方向。
上述得到的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組圖像的位置和方向隨著用戶手中手持部分指 向安裝在受控設(shè)備附近的固定部分的方向的改變而改變。所以它可以反映出 用戶的動(dòng)作。光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組圖像的位置和方向經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)后處理過(guò)程之后經(jīng)過(guò) 手持部分上的信號(hào)發(fā)射器向外發(fā)射，并由安裝在固定部分的信號(hào)接收器進(jìn)行 接收并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)輸出模塊轉(zhuǎn)發(fā)給受控設(shè)備實(shí)現(xiàn)體感控制。
在這里，信號(hào)發(fā)射器和接收器的可以采用但不限于射頻數(shù)據(jù)發(fā)送接收 模塊，藍(lán)牙數(shù)據(jù)發(fā)送接受模塊，紅外數(shù)據(jù)發(fā)送接收模塊。
上述數(shù)據(jù)后處理過(guò)程可以根據(jù)實(shí)際使用的情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。如下實(shí)例 用于說(shuō)明數(shù)據(jù)處理的方法和功能，并不是對(duì)數(shù)據(jù)后處理過(guò)程的限制。
實(shí)施例1
如果將本體感指向遙控系統(tǒng)用于控制電視機(jī)或機(jī)頂盒的圖形化菜單，實(shí) 現(xiàn)類似鼠標(biāo)的功能。假定上述攝像機(jī)圖像采集的圖像的寬和高分別是Wl和
Hl，用來(lái)顯示的圖像區(qū)域?qū)捄透邽閃2和H2，某一比例縮放因子為s。計(jì)算出
來(lái)的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組的圖像位置是(xl， yl)，需要控制的屏幕上的鼠標(biāo)的位置 是(x2， y2)。此時(shí)，上述數(shù)據(jù)處理過(guò)程就是通過(guò)(xl， yl)求得(x2， y2) 的過(guò)程。此處認(rèn)為所有圖像的坐標(biāo)原點(diǎn)在圖像的中心。其形式可以寫(xiě)成 、2 = /(xl)
具體的數(shù)據(jù)處理方式包含但不限于下屬方法 、 沼
x2 = sgn(xl) * xl * xl (2) x2 = sgn(x2) * x2 * x2
13其中函數(shù)sgn〇是取符號(hào)函數(shù)( '1 x》0
sgn(x)=
(3)
1 x <0
由此通過(guò)用戶手中的手持部分，用戶了一控制屏幕上鼠標(biāo)的位置。用戶 還了可以通過(guò)點(diǎn)擊安裝在手持設(shè)備上的按鍵實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)按鍵的操作。
上述光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組的另一種排列方式是所有光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)排列在一條直 線上，但是相鄰兩個(gè)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)之間線段的長(zhǎng)度不完全相等，而是具有特定 長(zhǎng)度比。在這種情況下，系統(tǒng)的整個(gè)處理方式基本不變，只是在S8步驟時(shí)不
再根據(jù)距離比例與1的差作為標(biāo)準(zhǔn)過(guò)濾聯(lián)通區(qū)域組。而且S8中識(shí)別光學(xué)標(biāo)志
點(diǎn)組的方法變?yōu)閷ふ宜薪M中相鄰距離比最接近預(yù)設(shè)長(zhǎng)度比的那一組。
上述圖像采集裝置的另一種形式如圖6所示，包含兩個(gè)帶通光片和兩個(gè) 攝像機(jī)以及一個(gè)半反半透玻璃。這兩個(gè)帶通濾光片能夠通過(guò)的光譜范圍互不 相同。其中帶通濾光片1可通過(guò)的光譜范圍包含光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)發(fā)射光線所在頻 率范圍。而帶通濾光片1可通過(guò)的光譜范圍不包含光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)發(fā)射光線所在 頻率范圍。
在系統(tǒng)工作時(shí)，光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組以及環(huán)境中其它物體發(fā)射的光線通過(guò)兩個(gè) 帶通濾光片之后分別在兩個(gè)攝像機(jī)上成像。由于兩個(gè)濾光片都是帶通的，所 以在兩個(gè)攝像機(jī)的圖像上都只會(huì)包含兩種物體的圖像第一種物體是發(fā)射某 一頻率范圍的光，而且其發(fā)射頻率范圍與對(duì)應(yīng)的帶通濾光片的通過(guò)頻率范圍 有交叉區(qū)域。第二種物體發(fā)射幾乎全光譜的光線，如太陽(yáng)或其它熱發(fā)光物體。
根據(jù)上面敘述的兩個(gè)帶通濾光片的通過(guò)范圍與光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組發(fā)射頻率 之間的關(guān)系。在攝像機(jī)一圖像上能夠看到光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組的圖像，而在攝像機(jī) 二圖像上不能看到光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組的圖像。
此外，如果環(huán)境中某一發(fā)光體發(fā)射接近接近全光譜的光線，則它的圖像 會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在攝像機(jī)一的圖像和攝像機(jī)二的圖像上。兩個(gè)攝像機(jī)和兩個(gè)濾光 片的安裝方式如圖7所示帶通濾光片一位于攝像機(jī)一之前，帶通濾光片二位于攝像機(jī)二之前，攝 像機(jī)一和攝像機(jī)二的中心光路相互垂直，半反半透玻璃位于兩攝像機(jī)光路交
點(diǎn)處，與兩個(gè)攝像機(jī)的中心光路的夾角都是45度。
在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，兩攝像機(jī)同步獲取圖像，所得的兩幅圖像所經(jīng)過(guò)的處理
與使用一個(gè)攝像機(jī)情況基本相同，其差異在于:Sl和S2的處理過(guò)程沒(méi)有變化， 只不過(guò)需要同時(shí)處理兩個(gè)攝像機(jī)的圖像，并獲得兩組聯(lián)通區(qū)域。
S3處理過(guò)程在完成原有過(guò)濾之后，需要對(duì)兩幅圖像進(jìn)行比較，由于上述 雙攝像機(jī)安裝方式，使得兩個(gè)攝像機(jī)在圖像上具有對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)這個(gè)對(duì)應(yīng) 關(guān)系可以過(guò)濾掉環(huán)境中的發(fā)射接近全光譜物體對(duì)系統(tǒng)所造成的影響。
具體的比較方法是對(duì)所有攝像機(jī)一圖像中所獲的聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行處理。 假設(shè)(X， Y)為攝像機(jī)一圖像中某個(gè)聯(lián)通區(qū)域重心位置，如果在攝像機(jī)二的 圖像中的(X， Y) —定距離范圍內(nèi)也發(fā)現(xiàn)有一個(gè)聯(lián)通區(qū)域，則認(rèn)為攝像機(jī)一 圖像中的這個(gè)聯(lián)通區(qū)域是由上述第二類發(fā)射接近全光譜范圍的物體所造成 的，是噪音點(diǎn)，予以過(guò)濾。如果在攝像機(jī)二圖像中(X, Y)附近沒(méi)有發(fā)現(xiàn)光 斑，則認(rèn)為攝像機(jī)一圖像上的這個(gè)聯(lián)通區(qū)域是感興趣的數(shù)據(jù)，予以保留進(jìn)行 下一步操作。
S4以后的所有步驟處理保持不變，并且全部針對(duì)經(jīng)過(guò)S3步驟過(guò)濾的攝 像機(jī)一圖像中的聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行處理。 實(shí)施例2
假設(shè)電視機(jī)的尺寸是38英寸，顯示畫(huà)面的分辨率為800X600(像素)。 紅外標(biāo)志點(diǎn)的數(shù)量為4個(gè)，間距為10cm，安裝在手持設(shè)備上的攝像機(jī)的分 辨率是640X480 (像素)時(shí)，算法流程如下
Sl:首先系統(tǒng)對(duì)圖像進(jìn)行二值化，二值化處理在本行業(yè)中具有通行的處 理方式，其中一種方法是比較圖像上每一個(gè)像素的灰度值，其灰度值大于 某一閾值(值為150)的像素被標(biāo)記為1，小于等于這個(gè)閾值的像素標(biāo)記為0。 對(duì)圖像上每一個(gè)像素進(jìn)行上述處理可以得到原始圖像的二值化結(jié)果。S2:二值化處理之后需要搜索圖像中的像素值為1的像素構(gòu)成的聯(lián)通 區(qū)域。聯(lián)通區(qū)域的搜索可以通過(guò)行業(yè)內(nèi)通行的4聯(lián)通搜索方法或8聯(lián)通搜
索方法實(shí)現(xiàn)，其中一種方法是依次訪問(wèn)圖像上每一個(gè)像素，當(dāng)像素值為1
時(shí)進(jìn)入一級(jí)遞歸，依次搜索與這個(gè)像素相鄰的，未搜索過(guò)的所有像素。對(duì)這 些相鄰像素中像素值為1的像素再進(jìn)行上述搜索。直到某一像素周?chē)贈(zèng)]有 未被搜索且像素值為1的點(diǎn)。結(jié)束整個(gè)遞歸過(guò)程之后，可以得到圖像上的一 個(gè)由圖像值為l的點(diǎn)組成的聯(lián)通區(qū)域。在聯(lián)通區(qū)域搜索的過(guò)程中，對(duì)每一個(gè) 相鄰且像素值為l的點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行累加，并計(jì)數(shù)?？傻玫铰?lián)通區(qū)域中包含點(diǎn) 的總數(shù)，用累加的坐標(biāo)除以點(diǎn)的總數(shù)，可以得到這個(gè)聯(lián)通區(qū)域重心的坐標(biāo)。 搜索整個(gè)圖像可以得到所有的圖像上的聯(lián)通區(qū)域。這些聯(lián)通區(qū)域中一部分是 由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組形成的，稱之為感興趣聯(lián)通區(qū)域。 一部分由于環(huán)境中其它發(fā) 光體或反射體所形成，稱之為噪音聯(lián)通區(qū)域。
S3:接下來(lái)需要對(duì)聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行過(guò)濾。由于光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)的性質(zhì)。每一
個(gè)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)在圖像上形成的聯(lián)通區(qū)域一般是l個(gè)，而且尺寸大小也具有一 定的范圍。由于聯(lián)通區(qū)域的面積與其包含的點(diǎn)數(shù)有關(guān)，所以在這個(gè)步驟中通
過(guò)控 制聯(lián)通區(qū)域包含的總點(diǎn)數(shù)來(lái)過(guò)濾聯(lián)通區(qū)域。具體的方式為比較每一個(gè)
聯(lián)通區(qū)域包含的總點(diǎn)數(shù)，如果點(diǎn)數(shù)大于某一閾值(值為ioo)或者小于某一閾 值(值為2)則放棄掉這個(gè)聯(lián)通區(qū)域，反之則保留這個(gè)聯(lián)通區(qū)域。經(jīng)過(guò)本步驟
之后一些單像素噪音和陽(yáng)光等形成的大面積光斑被過(guò)濾，使得系統(tǒng)的抗干擾 能力有較大提高。這里認(rèn)為剩余的聯(lián)通區(qū)域主要由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組形成，并且 包含有一定數(shù)量的體積與光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)的圖像相似的噪音光斑。
S4:接下來(lái)在進(jìn)入正式識(shí)別之前，需要對(duì)本次運(yùn)算的可行性進(jìn)行評(píng)估。
由于系統(tǒng)是實(shí)時(shí)系統(tǒng)，如果帶入計(jì)算的點(diǎn)數(shù)過(guò)多會(huì)導(dǎo)致計(jì)算速度延緩，所以 需要控制進(jìn)入下一步計(jì)算的聯(lián)通區(qū)域的個(gè)數(shù)。相對(duì)的如果聯(lián)通區(qū)域過(guò)少也會(huì) 導(dǎo)致計(jì)算失敗，所以在本步驟中判斷剩余聯(lián)通區(qū)域的總數(shù)。如果總數(shù)大于某
一個(gè)閾值(值為io)，則認(rèn)為在圖像上有過(guò)多的噪音，不能繼續(xù)運(yùn)算，需要返回并重新獲取下一幀圖像。如果聯(lián)通區(qū)域個(gè)數(shù)少于光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)總數(shù)，則無(wú)法 繼續(xù)計(jì)算，也需要返回重新獲取圖像。
S5:接下來(lái)需要對(duì)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組的圖像進(jìn)行識(shí)別。如果此時(shí)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn) 組中包含4個(gè)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)，剩余的聯(lián)通區(qū)域數(shù)量為M (M>4)。在M個(gè)點(diǎn)中任 意取4個(gè)點(diǎn)，形成一個(gè)包含4個(gè)聯(lián)通區(qū)域的組。
S6:首先需要判斷這一組聯(lián)通區(qū)域的共線性，通過(guò)上述選取的4個(gè)聯(lián) 通區(qū)域，求得他們的重心。并對(duì)組內(nèi)所有聯(lián)通區(qū)域重心求擬合的直線。直線 擬合的方法可以選取本行業(yè)內(nèi)通行的最小二乘直線擬合算法。接下來(lái)計(jì)算上 述4個(gè)聯(lián)通區(qū)域中每一個(gè)聯(lián)通區(qū)域的重心到上述擬合直線的距離，并求得所 有的距離之和。將上述距離和與某一閾值(值為20)進(jìn)行比較。如果上述距離 和小于這個(gè)閾值，則認(rèn)為4個(gè)聯(lián)通區(qū)域的重心基本上在一條直線上。反之則 認(rèn)為這些聯(lián)通區(qū)域的重心不在一條直線上。由于如上所述光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組中的 所有光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)都在一條直線上，如果聯(lián)通區(qū)域的重心不在一條直線上則本 組的4個(gè)聯(lián)通區(qū)域必定不是光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組形成的圖像，則返回到步驟S5，從 M各聯(lián)通區(qū)域中另外選取4個(gè)聯(lián)通區(qū)域組成一個(gè)組進(jìn)行識(shí)別。如果聯(lián)通區(qū)域 組可以滿足本步驟的共線性要求，則進(jìn)入下一步進(jìn)行計(jì)算。
此外，也可以通過(guò)分別比較每一個(gè)聯(lián)通區(qū)域重心到擬合直線的距離與一 個(gè)特定閾值(值為5)的大小關(guān)系。如果所有距離都小于該特定閾值就認(rèn)為符 合共線性，反之則認(rèn)為不符合。
S7:驗(yàn)證了聯(lián)通區(qū)域組的共線性之后需要計(jì)算該組聯(lián)通區(qū)域的長(zhǎng)度比。 首先沿著直線的方向計(jì)算所有的相鄰的兩個(gè)點(diǎn)之間線段的長(zhǎng)度，之后計(jì)算相 鄰線段長(zhǎng)度的比例，并記錄。
從S5到S7的過(guò)程是一個(gè)循環(huán)過(guò)程，需要對(duì)M個(gè)搜索到的聯(lián)通區(qū)域中 取得4個(gè)的所有可能組合進(jìn)行計(jì)算。所有符合要求的聯(lián)通區(qū)域組以及其長(zhǎng)度 比例值需要暫存，以便于下一步處理使用。
S8:在求得所有的符合要求的聯(lián)通區(qū)域組之后。可以進(jìn)一步識(shí)別出光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組的圖像。識(shí)別方法如下對(duì)所有的符合共線性的聯(lián)通區(qū)域組，檢查 他們的長(zhǎng)度比，由于包含4個(gè)點(diǎn)，所以有3個(gè)相鄰的線段，有2個(gè)相鄰線段 的長(zhǎng)度比，如果任意一個(gè)長(zhǎng)度比與l之差大于某個(gè)閾值(值為0.5)，則認(rèn)為 這個(gè)聯(lián)通區(qū)域組中的聯(lián)通區(qū)域重心之間間距不相等，并將這組放棄掉。
對(duì)每個(gè)組進(jìn)行計(jì)算，求得所有比例與1之差的絕對(duì)值之和。在所有組 中，上述絕對(duì)值之和最小的那個(gè)聯(lián)通區(qū)域組認(rèn)為是由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組所形成的 圖像。該聯(lián)通區(qū)域組中所有聯(lián)通區(qū)域重心的平均值認(rèn)為是光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組圖像 的中心位置。該聯(lián)通區(qū)域組中所有聯(lián)通區(qū)域重心所擬合的直線與圖像水平方 向的夾角，認(rèn)為是光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組圖像的方向。
上述得到的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組圖像的位置和方向隨著用戶手中手持部分指 向安裝在受控設(shè)備附近的固定部分的方向的改變而改變。所以它可以反映出 用戶的動(dòng)作。光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組圖像的位置和方向經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)后處理過(guò)程之后經(jīng)過(guò) 手持部分上的信號(hào)發(fā)射器向外發(fā)射，并由安裝在固定部分的信號(hào)接收器進(jìn)行 接收并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)輸出模塊轉(zhuǎn)發(fā)給受控設(shè)備實(shí)現(xiàn)體感控制。在這里，信號(hào)發(fā)射 器和接收器的可以采用但不限于射頻數(shù)據(jù)發(fā)送接收模塊，藍(lán)牙數(shù)據(jù)發(fā)送接 受模塊，紅外數(shù)據(jù)發(fā)送接收模塊。
上述數(shù)據(jù)后處理過(guò)程可以根據(jù)實(shí)際使用的情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。如下實(shí)例 用于說(shuō)明數(shù)據(jù)處理的方法和功能，并不是對(duì)數(shù)據(jù)后處理過(guò)程的限制。而且計(jì)
算出來(lái)的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組的圖像位置是(xl， yl)，需要控制的屏幕上的鼠標(biāo)的 位置是(x2， y2)。
設(shè)定比例縮放因子為S=1.5;
x2 = l*800*1.5 640
y2 = l*600*1.5 480
設(shè)電視機(jī)顯示屏為38英寸、紅外標(biāo)志點(diǎn)為4個(gè)、間距不等且間距比為B 時(shí)，給出指向坐標(biāo)的具體算法；假設(shè)電視機(jī)的尺寸是38英寸，顯示畫(huà)面的分辨率為800X600 (像素)。 紅外標(biāo)志點(diǎn)的數(shù)量為4個(gè)，間距為10cm， 20cm, 10cm，安裝在手持設(shè)備上的 攝像機(jī)的分辨率是640X480 (像素)時(shí)，算法流程如下
具體差別在于步驟S8。
S8:在求得所有的符合要求的聯(lián)通區(qū)域組之后?？梢赃M(jìn)一步識(shí)別出光學(xué) 標(biāo)志點(diǎn)組的圖像。識(shí)別方法如下對(duì)所有的符合共線性的聯(lián)通區(qū)域組，檢查 他們的長(zhǎng)度比，由于包含4個(gè)點(diǎn)，所以有3個(gè)相鄰的線段，比較中間那條線 段長(zhǎng)度與周?chē)鷥蓷l線段長(zhǎng)度的比值，如果任意一個(gè)長(zhǎng)度比與2之差大于某個(gè) 閾值(值為0.5)，則認(rèn)為這個(gè)聯(lián)通區(qū)域組中的聯(lián)通區(qū)域重心之間間距的比例 不是預(yù)定的數(shù)值(1: 2: 1)，并將這組放棄掉。
以上具體實(shí)施方式
僅用于說(shuō)明發(fā)明，而非用于限定發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種體感指向遙控方法，其特征是，所述的方法包括以下步驟對(duì)直線排列的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組發(fā)射的不可見(jiàn)光進(jìn)行攝像，攝取到包含有光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和雜光光斑的初始圖像；對(duì)所述的初始圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值化圖像；在所述的二值化圖像中搜索出由像素值相同且位置相鄰的像素所構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域，對(duì)搜索出的聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行過(guò)濾，生成由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和與光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)相似的雜光光斑構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域圖像；檢測(cè)所述聯(lián)通區(qū)域圖像的共線性，得到符合共線性的聯(lián)通區(qū)域組圖像；對(duì)所述聯(lián)通區(qū)域組圖像的長(zhǎng)度比進(jìn)行檢測(cè)，得到由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組所形成的識(shí)別結(jié)果圖像；根據(jù)所述識(shí)別結(jié)果圖像的中心位置和方向得到體感指向遙控?cái)?shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的直線排列的光學(xué)標(biāo)志 點(diǎn)組包括直線排列的、間距相等的三個(gè)或三個(gè)以上的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的直線排列的光學(xué)標(biāo)志 點(diǎn)組包括直線排列的、間距不相等的三個(gè)或三個(gè)以上的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的對(duì)搜索出的聯(lián)通區(qū)域 進(jìn)行過(guò)濾包括對(duì)構(gòu)成所述聯(lián)通區(qū)域的像素的坐標(biāo)值和像素總數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得 到所述聯(lián)通區(qū)域重心的坐標(biāo)值；將所述的像素總數(shù)與一閾值范圍進(jìn)行比較，像 素總數(shù)超出閾值范圍的聯(lián)通區(qū)域被濾掉，像素總數(shù)在閾值范圍內(nèi)的聯(lián)通區(qū)域被 保留。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，根據(jù)像素總數(shù)對(duì)聯(lián)通區(qū)域進(jìn) 行過(guò)濾后，獲取剩余聯(lián)通區(qū)域的和，并將剩余聯(lián)通區(qū)域的和與一閾值范圍進(jìn)行 比較，超出閾值范圍的聯(lián)通區(qū)域被濾掉，在閾值范圍內(nèi)的聯(lián)通區(qū)域被保留。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，根據(jù)所述識(shí)別結(jié)果圖像中所 有聯(lián)通區(qū)域重心的坐標(biāo)值得到該識(shí)別結(jié)果圖像的中心位置；根據(jù)所述識(shí)別結(jié)果圖像中所有聯(lián)通區(qū)域重心所擬合的直線與該識(shí)別結(jié)果 圖像水平方向的夾角，得到該識(shí)別結(jié)果圖像的方向。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的對(duì)所述聯(lián)通區(qū)域組圖 像的長(zhǎng)度比進(jìn)行檢測(cè)包括沿著符合共線性的聯(lián)通區(qū)域組的直線的方向計(jì)算所有的相鄰的兩個(gè)聯(lián)通 區(qū)域之間線段的長(zhǎng)度，并且計(jì)算相鄰的兩個(gè)聯(lián)通區(qū)域之間線段長(zhǎng)度的比例，并 將計(jì)算出的長(zhǎng)度的比例進(jìn)行存儲(chǔ)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，上述得到的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組圖 像的位置和方向隨著用戶手中遙控設(shè)備指向所述光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組的方向的改變 而改變。
9. 一種體感指向遙控裝置，其特征是，所述的裝置包括攝像單元，用于對(duì)直線排列的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組發(fā)射的不可見(jiàn)光進(jìn)行攝像，攝 取到包含有光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和雜光光斑的初始圖像；二值化圖像生成單元，用于對(duì)所述的初始圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值化圖像；聯(lián)通區(qū)域圖像生成單元，用于在所述的二值化圖像中搜索出由像素值相同且位置相鄰的像素所構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域，對(duì)搜索出的聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行過(guò)濾，生成由 光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和與光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)相似的雜光光斑構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域圖像；聯(lián)通區(qū)域組圖像生成單元，用于檢測(cè)所述聯(lián)通區(qū)域圖像的共線性，得到符 合共線性的聯(lián)通區(qū)域組圖像；識(shí)別結(jié)果圖像生成單元，用于對(duì)所述聯(lián)通區(qū)域組圖像的長(zhǎng)度比進(jìn)行檢測(cè)， 得到由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組所形成的識(shí)別結(jié)果圖像；遙控?cái)?shù)據(jù)輸出單元，用于根據(jù)所述識(shí)別結(jié)果圖像的中心位置和方向得到體 感指向遙控?cái)?shù)據(jù)，并且發(fā)射該體感指向遙控?cái)?shù)據(jù)。
10. —種體感指向遙控系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)包括光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組 和體感指向遙控裝置；其中，所述的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組固定安裝在被控設(shè)備上，并且所述的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組為直線排列，用于發(fā)射不可見(jiàn)光；所述的體感指向遙控裝置包括攝像單元，用于對(duì)直線排列的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組發(fā)射的不可見(jiàn)光進(jìn)行攝像，攝取到包含有光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和雜光光斑的初始圖像；二值化圖像生成單元，用于對(duì)所述的初始圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值 化圖像；聯(lián)通區(qū)域圖像生成單元，用于在所述的二值化圖像中搜索出由像素值相同 且位置相鄰的像素所構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域，對(duì)搜索出的聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行過(guò)濾，生成由 光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和與光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)相似的雜光光斑構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域圖像；聯(lián)通區(qū)域組圖像生成單元，用于檢測(cè)所述聯(lián)通區(qū)域圖像的共線性，得到符 合共線性的聯(lián)通區(qū)域組圖像；識(shí)別結(jié)果圖像生成單元，用于對(duì)所述聯(lián)通區(qū)域組圖像的長(zhǎng)度比進(jìn)行檢測(cè)， 得到由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組所形成的識(shí)別結(jié)果圖像；遙控?cái)?shù)據(jù)輸出單元，用于根據(jù)所述識(shí)別結(jié)果圖像的中心位置和方向得到體 感指向遙控?cái)?shù)據(jù)，并且發(fā)射該體感指向遙控?cái)?shù)據(jù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的直線排列的光學(xué)標(biāo) 志點(diǎn)組包括直線排列的、間距相等的三個(gè)或三個(gè)以上的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的直線排列的光學(xué)標(biāo) 志點(diǎn)組包括直線排列的、間距不相等的三個(gè)或三個(gè)以上的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的對(duì)搜索出的聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行過(guò)濾包括對(duì)構(gòu)成所述聯(lián)通區(qū)域的像素的坐標(biāo)值和像素總數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得到所述聯(lián)通區(qū)域重心的坐標(biāo)值；將所述的像素總數(shù)與一閾值范圍進(jìn)行比較， 像素總數(shù)超出閾值范圍的聯(lián)通區(qū)域被濾掉，像素總數(shù)在閾值范圍內(nèi)的聯(lián)通區(qū)域 被保留。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征是，根據(jù)像素總數(shù)對(duì)聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行過(guò)濾后，獲取剩余聯(lián)通區(qū)域的和，并將剩余聯(lián)通區(qū)域的和與一閾值范圍進(jìn) 行比較，超出閾值范圍的聯(lián)通區(qū)域被濾掉，在閾值范圍內(nèi)的聯(lián)通區(qū)域被保留。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征是，根據(jù)所述識(shí)別結(jié)果圖像中 所有聯(lián)通區(qū)域重心的坐標(biāo)值得到該識(shí)別結(jié)果圖像的中心位置；根據(jù)所述識(shí)別結(jié)果圖像中所有聯(lián)通區(qū)域重心所擬合的直線與該識(shí)別結(jié)果 圖像水平方向的夾角，得到該識(shí)別結(jié)果圖像的方向。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的對(duì)所述聯(lián)通區(qū)域組 圖像的長(zhǎng)度比進(jìn)行檢測(cè)包括沿著符合共線性的聯(lián)通區(qū)域組的直線的方向計(jì)算所有的相鄰的兩個(gè)聯(lián)通 區(qū)域之間線段的長(zhǎng)度，并且計(jì)算相鄰的兩個(gè)聯(lián)通區(qū)域之間線段長(zhǎng)度的比例，并 將計(jì)算出的長(zhǎng)度的比例進(jìn)行存儲(chǔ)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征是，上述得到的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組 圖像的位置和方向隨著用戶手中體感指向遙控裝置指向所述光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組的 方向的改變而改變。
18. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的攝像單元包括兩 個(gè)攝像頭、兩個(gè)帶通濾光片以及一個(gè)半反半透玻璃；其中，一個(gè)帶通濾光片用于通過(guò)光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)發(fā)射的不可見(jiàn)光所在的光譜的頻率 范圍；另一個(gè)帶通濾光片用于通過(guò)可見(jiàn)光所在的光譜的頻率范圍。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征是， 一個(gè)帶通濾光片位于一個(gè) 攝像頭之前，另一個(gè)帶通濾光片二位于另一個(gè)攝像頭之前，兩個(gè)攝像頭的中心 光路相互垂直，所述的半反半透玻璃位于兩攝像頭光路交點(diǎn)處，與兩個(gè)攝像頭 的中心光路的夾角都是45度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種體感指向遙控方法、裝置及系統(tǒng)，所述的方法包括對(duì)直線排列的光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組發(fā)射的不可見(jiàn)光進(jìn)行攝像，攝取到包含有光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和雜光光斑的初始圖像；對(duì)初始圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值化圖像；在二值化圖像中搜索出由像素值相同且位置相鄰的像素所構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域，對(duì)搜索出的聯(lián)通區(qū)域進(jìn)行過(guò)濾，生成由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)和與光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)相似的雜光光斑構(gòu)成的聯(lián)通區(qū)域圖像；檢測(cè)聯(lián)通區(qū)域圖像的共線性，得到符合共線性的聯(lián)通區(qū)域組圖像；對(duì)聯(lián)通區(qū)域組圖像的長(zhǎng)度比進(jìn)行檢測(cè)，得到由光學(xué)標(biāo)志點(diǎn)組所形成的識(shí)別結(jié)果圖像；根據(jù)識(shí)別結(jié)果圖像的中心位置和方向得到體感指向遙控?cái)?shù)據(jù)。以提高跟蹤響應(yīng)的速度和遙控指向的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G06K9/00GK101546374SQ20081010290
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者艷 孟, 暉 李, 雷錦超, 魏舜儀 申請(qǐng)人:北京威亞視訊科技有限公司