專利名稱：一種在電視機顯示屏上實現定位交互的方法及其系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及數字電視人機交互技術，特別涉及一種在電視機顯示屏上實現定位的 方法及其系統。
背景技術：
隨著數字電視的普及，越來越多的電視機具備了計算能力，而且數字電視的處理 能力越來越高，出現了諸如網絡電視等能夠直接鏈接互聯網的電視機，電視游戲一體機等 各種具有超強計算處理能力的電視終端產品。上述的電視機不再局限于傳統的電視節目的收看，甚至可以直接在電視上瀏覽互 聯網信息，分享音視頻內容，進行交互娛樂游戲等。這使電視機與普通電腦的界限越來越模 糊，電視終端上能夠進行的操作越來越復雜，顯示屏幕上展現的內容也越來越多，電視機上 出現類似鼠標的操作的需求越來越強烈。而傳統的按鍵式遙控方式已經無法滿足越來越多的內容選擇和操作方式需求。以 網絡電視為例，在網絡電視上瀏覽互聯網信息時，電視屏幕的頁面上會顯示很多可以進入 的鏈接地址，如果以傳統按鍵遙控器來選擇，可能需要按多次按鍵才能點擊到目標鏈接，這 給用戶帶來了不便，而且對實際用戶體驗帶來負面影響，譬如，在數字電視上玩游戲，進行 交互游戲時，使用傳統按鍵遙控器則更是捉襟見肘，極大的影響用戶對游戲的趣味性和體 驗。因而現有在電視顯示屏定位的技術還有待改進和提高。
發明內容
本發明的目的在于提供一種在電視機顯示屏上實現定位的方法及其系統，能通過 使用電視機遙控器在電視機顯示屏上實現定位交互操作。為了達到上述目的，本發明采取了以下技術方案一種在電視機顯示屏上實現空間定位交互的方法，其定位交互系統包括電視機和 遙控器；所述電視機包括，至少一發射模塊、信息獲取模塊、圖像處理模塊、焦點定位模塊和 焦點顯示模塊，所述遙控器包括反射模塊，所述的方法包括以下步驟A、發射模塊向電視機的殼外發射紅外光；B、反射模塊將所述紅外光反射給信息獲取模塊，并在電視機上形成相應的紅外光 斑和一焦點；C、信息獲取模塊獲取所述紅外光斑和焦點的圖像數據，并分別將所述紅外光斑和 焦點的圖像數據發送給所述圖像處理模塊和焦點定位模塊；D、圖像處理模塊對所述紅外光斑作相應處理；E、焦點定位模塊根據圖像處理模塊的處理結果，計算所述焦點在電視機屏幕上的 相對位置；F、焦點顯示模塊根據焦點定位模塊的計算結果，控制所述焦點在電視屏幕上顯
4示。所述的方法，其中，所述的步驟D進一步包括D1、識別所述紅外光斑的圖像數據；D2、跟蹤所述紅外光斑運動的位移，并將位移的速度和光斑的大小發送給焦點定 位模塊。所述的方法，其中，所述紅外光的波長為940nm或者850nm。所述的方法，其中，包括紅外光斑為矩形或者圓形。一種在電視機顯示屏上實現定位交互的系統，包括電視機和遙控器，其中，所述 電視機包括至少一發射模塊、信息獲取模塊、圖像處理模塊、焦點定位模塊和焦點顯示模 塊；，所述遙控器包括反射模塊；其中，所述發射模塊，用于向電視機的殼外發射紅外光；所述反射模塊，用于將所述紅外光反射給信息獲取模塊，并在電視機上形成相應 的紅外光斑和一焦點；所述信息獲取模塊，用于所述獲取紅外光斑和焦點的圖像數據，并分別將所述紅 外光斑和焦點的圖像數據發送給所述圖像處理模塊和焦點定位模塊；所述圖像處理模塊，用于對所述紅外光斑的圖像數據作相應處理；焦點定位模塊，用于根據圖像處理模塊的處理結果，計算所述焦點在電視機屏幕 上的相對位置；所述焦點顯示模塊，用于根據所述焦點定位模塊的計算結果，控制所述焦點在電 視屏幕上顯示。所述的定位系統，其中，圖像處理模塊還包括識別單元和跟蹤單元；所述識別單元，用于識別所述紅外光斑的圖像數據；所述跟蹤單元，用于跟蹤所述紅外光斑運動的位移，并將位移的速度和光斑的大 小發送給焦點定位模塊。一種電視機，所述電視機用于實現在該電視機顯示屏上定位交互操作，其中，包括 至少一發射模塊、信息獲取模塊、圖像處理模塊、焦點定位模塊和焦點顯示模塊；所述發射模塊，用于向電視機的殼外發射紅外光；所述信息獲取模塊，用于獲取遙控器反射形成紅外光斑和焦點的圖像數據，并分 別將所述紅外光斑和焦點的圖像數據發送給所述圖像處理模塊和焦點定位模塊；所述圖像處理模塊，用于對所述紅外光斑的圖像數據作相應處理；焦點定位模塊，用于根據圖像處理模塊的處理結果，計算所述焦點在電視機屏幕 上的相對位置；所述焦點顯示模塊，用于根據所述焦點定位模塊的計算結果，控制所述焦點在電 視屏幕上顯示。所述的電視機，其中，所述圖像處理模塊還包括識別單元和跟蹤單元；所述識別單元，用于識別所述紅外光斑的圖像數據；所述跟蹤單元，用于跟蹤所述紅外光斑運動的位移，并將位移的速度和光斑的大 小發送給焦點定位模塊。所述的電視機，其中，所述發射模塊和信息獲取模塊設置在電視機的外殼上。
本發明提供的一種在電視機顯示屏上實現定位交互的方法及其系統，由于采用了 在電視機上設置發射模塊、信息獲取模塊、圖像處理模塊、焦點定位模塊和焦點顯示模塊， 以及在電視機遙控器上設置反向模塊，使用戶能通過使用遙控器在電視機顯示屏上實現定 位交互的操作，其操作簡單而且定位準確，給用戶帶來了極大的方便。
圖1為本發明實施例定位系統的方法流程圖；圖2為本發明實施例定位系統的結構框圖；圖3為本發明電視機的結構框圖；圖4為本發明電視機的結構示意圖。
具體實施例方式本發明提供一種在電視機顯示屏上實現定位交互的方法及其系統，其方法包括 發射模塊向電視機的殼外發射紅外光；反射模塊將所述紅外光反射給信息獲取模塊，并在 電視機上形成相應的紅外光斑和一焦點；信息獲取模塊獲取所述紅外光斑和焦點的圖像數 據，并分別將所述紅外光斑和焦點的圖像數據發送給所述圖像處理模塊和焦點定位模塊； 圖像處理模塊對所述紅外光斑的圖像數據作相應處理；焦點定位模塊根據圖像處理模塊的 處理結果，計算所述焦點在電視機屏幕上的相對位置；焦點顯示模塊根據焦點定位模塊的 計算結果，控制所述焦點在電視屏幕上顯示。使用戶能通過使用遙控器在電視機顯示屏上 實現定位交互的操作，其操作簡單而且定位準確，給用戶帶來了極大的方便。為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實例對本 發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于 限定本發明。本發明在電視機顯示屏上實現定位交互的方法，其定位系統，如圖2所示包括，電 視機100和遙控器200，所述電視機包括，至少一發射模塊110、信息獲取模塊120、圖像處 理模塊130、焦點定位模塊140和焦點顯示模塊150，所述遙控器包括反射模塊210，其方法 通過遙控器在信息獲取模塊的可視范圍內移動，在電視機屏幕上實現定位交互操作，如圖1 所示，所述的方法包括以下步驟101、發射模塊向電視機的殼外發射紅外光；其發射模塊可以為一紅外發射管，譬 如紅外發射二極管等。本實施例用于該紅外發明管向電視機殼外發送特定波長的紅外光， 用于該系統的遙控器反射。該紅外光的波長為940nm或者850nm。102、反射模塊將所述紅外光反射給信息獲取模塊，并在電視機上形成相應的紅外 光斑和一焦點；本實施例，在遙控器的頂端設置一反射模塊，該模塊可以為紅外敏感材料，譬如 TiOPc/VOTPP(酞菁氧鈦/四苯基卟啉氧釩)復合光生材料。本實施方式，將這些紅外敏感 材料覆蓋在遙控器的頂端，使其將電視機的發射模塊發射的紅外光，反射到電視機上，并且 在電視機上形成相應的紅外光斑和一焦點。該紅外光斑為一連續的圖像幀，且光斑的形狀由覆蓋在遙控頂端的紅外光敏感材 料的形狀決定，譬如，當覆蓋在遙控器頂端的紅外光敏感材料為矩形時，其反射的紅外光斑即為矩形，當所述紅外光敏感材料為圓形時，其反射的紅外光斑為圓形，當然本實施式的光 斑形狀絕不只限于上述這兩種形狀，比如，還可以設置有三角形，橢圓形等。103、信息獲取模塊獲取所述紅外光斑和焦點的圖像數據，并分別將所述紅外光斑 和焦點的圖像數據發送給所述圖像處理模塊和焦點定位模塊；信息獲取模塊為一種紅外傳感器，譬如CMOS (互補金屬氧化物半導化)傳感器，該模塊主要用于獲取所述反射模塊反射在電視機上形成的紅外光斑和焦點的圖像數據，然后 將該紅外光斑和焦點的圖像數據分別發送給圖像處理模塊和焦點定位模塊進行處理。104、圖像處理模塊對所述紅外光斑的圖像數據作相應處理；其具體步驟為識別 所述紅外光斑的圖像數據，以及跟蹤所述紅外光斑運動的位移，并將位移的速度和光斑的 大小發送給焦點定位模塊。圖像處理模塊負責對信息獲取模塊獲取的紅外光斑進行處理，當圖像處理模塊接 收到紅外光斑的圖像數據時，先需要識別該圖像數據是否為該圖像處理模塊能處理的圖像 幀，如果是跟蹤該紅外光斑，并對其運動的位移和速度進行處理。譬如，當遙控器靜止時，其紅外光斑在圖像上的位置是不變的，當遙控器向上移動 時，圖像處理模塊使圖像上的紅外光斑相對前一幀圖像出現向下的位移，并將位移的速度 和大小結果發送給焦點定位單元。105、焦點定位模塊根據圖像處理模塊的處理結果，計算所述焦點在電視機屏幕上 的相對位置；在默認狀態下，電視顯示屏上的焦點位置位于其屏幕的幾何中心位置，當焦點定 位模塊接收到圖像處理模塊處理的光斑之位移的速度和大小結果時，焦點定位模塊則將當 前顯示屏上的焦點位置按照該紅外光斑位移的反方向計算出相對的偏移量，即當紅外光斑 向下移動時，焦點位置則向上移動，從而與遙控的移動方向保持一致。106、焦點顯示模塊根據焦點定位模塊的計算結果，控制所述焦點在電視屏幕上顯 示。焦點顯示模塊根據焦點定位單元對焦點的計算結果，在電視機顯示屏上平滑的繪制出 焦點的移動效果。本發明的在電視機顯示屏上實現定位交互的方法，使用戶通過使用遙控器在電視 機顯示屏上實現定位交互的操作，其操作簡單而且定位準確，給用戶帶來了極大的方便。基于上述的方法，本發明還對應提供一種電視機顯示屏上實現定位交互的系統， 如圖2所示，其包括電視機100和遙控器200。該系統通過遙控器在信息獲取模塊的可視范 圍內移動，以紅外的方式控制電視機，在電視機屏幕上實現人機交互。其中，所述電視機包括，至少一發射模塊110、信息獲取模塊120、圖像處理模塊 130、焦點定位模塊140和焦點顯示模塊150，所述遙控器包括反射模塊210。所述發射模塊110，用于向電視機的殼外發射紅外光；所述反射模塊210，用于將所述紅外光反射給信息獲取模塊，并在電視機上形成相 應的紅外光斑和一焦點；其中反向模塊為一紅外發射二極管。所述信息獲取模塊120，用于獲取紅外光斑和焦點的圖像數據，并分別將所述紅外 光斑和焦點的圖像數據發送給所述圖像處理模塊和焦點定位模塊；本實施例中，信息獲取模塊為一種紅外傳感器，譬如CM0S(互補金屬氧化物半導 化)傳感器，該模塊主要用于獲取所述反射模塊反射在電視機上形成的紅外光斑和焦點的圖像數據，然后將該紅外光斑和焦點的圖像數據分別發送給圖像處理模塊和焦點定位模塊進行處理。所述圖像處理模塊130，用于對所述紅外光斑的圖像數據作相應處理。該信息獲取模塊120包括識別單元131和跟蹤單元132。其中，所述識別單元131，用于識別所述紅外 光斑的圖像數據；所述跟蹤單元132，用于跟蹤所述紅外光斑運動的位移，并將位移的速度 和光斑的大小發送給焦點定位模塊。本實施例中，焦點位置前后控制的方式多用于交互游戲的操作。首先在通過該識別單元131識別該紅外光斑的圖像數據是否為該電視遙控器反射的圖像幀，如果是則跟蹤 該光斑移動的位移。譬如，當遙控器處于靜止狀態下，該紅外光斑的面積保持不變，當遙控器向電視機方向移動時，該矩形光斑的面積則在連續幀中出現面積變大趨勢，并將變化趨勢的結果發 送給焦點定位模塊。焦點定位模塊140，用于根據圖像處理模塊的處理結果，計算所述焦點在電視機屏幕上的相對位置；譬如，在默認狀態下，焦點定位模塊控制焦點位置保持不變，當焦點定位模塊接收到圖像處理模塊的外光光斑面積變化結果，則將當前焦點位置按照紅外光斑面積變化反方 向計算出相對的偏移量，即當矩形光斑面積變大時，焦點位置向屏幕內部移動，從而與遙控 器的移動方向相一致。所述焦點顯示模塊150，用于根據所述焦點定位模塊的計算結果，控制所述焦點在電視屏幕上顯示。上本實施方式中的人機交互方式，主要表現為受控主體在虛擬三維空間 的深度方向上的運動效果。本發明定位交互系統，由于采用了在電視機上設置發射模塊、信息獲取模塊、圖像 處理模塊、焦點定位模塊和焦點顯示模塊，以及在電視機遙控器上設置反向模塊，使用戶能 通過使用遙控器在電視機顯示屏上實現定位交互的操作，其操作簡單而且定位準確，給用 戶帶來了極大的方便。本發明還提供一種電視機，所述電視機用于實現在該電視機顯示屏上定位交互操作。請參閱圖3和圖4，所述的電視機包括至少一發射模塊110、信息獲取模塊120、圖 像處理模塊130、焦點定位模塊140和焦點顯示模塊150 ；所述發射模塊110，用于向電視機的殼外發射紅外光；譬如，該發射模塊設置為4 個，且設置在電視機的外殼上，以便該發射模塊向電視殼外發射紅外光。所述信息獲取模塊120，用于獲取遙控器反射形成紅外光斑和焦點的圖像數據，并 分別所述紅外光斑和焦點的圖像數據發送給所述圖像處理模塊和焦點定位模塊；該信息獲 取模塊可以為紅外傳感器，設置在該電視機屏幕周邊的外殼上，便于獲取遙控器反向形成 的紅外光斑的圖像數據。所述圖像處理模塊130，用于對所述紅外光斑的圖像數據作相應處理；其中，圖像 處理模塊還包括用于識別所述紅外光斑圖像數據的識別單元和用于跟蹤所述紅外光斑運 動的位移，并將位移的速度和光斑的大小發送給焦點定位模塊的跟蹤單元；焦點定位模塊，用于根據圖像處理模塊的處理結果，計算所述焦點在電視機屏幕上的相對位置；所述焦點顯示模塊，用于根據所述焦點定位模塊的計算結果，控制所述焦點在電視屏幕上顯示。可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案及其發 明構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬于本發明所附的權利要求的保 護范圍。
權利要求
一種在電視機顯示屏上實現定位交互的方法，其定位交互系統包括電視機和遙控器；所述電視機包括，至少一發射模塊、信息獲取模塊、圖像處理模塊、焦點定位模塊和焦點顯示模塊，所述遙控器包括反射模塊，所述的方法包括以下步驟A、發射模塊向電視機的殼外發射紅外光；B、反射模塊將所述紅外光反射給信息獲取模塊，并在電視機上形成相應的紅外光斑和一焦點；C、信息獲取模塊獲取所述紅外光斑和焦點的圖像數據，并分別將所述紅外光斑和焦點的圖像數據發送給所述圖像處理模塊和焦點定位模塊；D、圖像處理模塊對所述紅外光斑的圖像數據作相應處理；E、焦點定位模塊根據圖像處理模塊的處理結果，計算所述焦點在電視機屏幕上的相對位置；F、焦點顯示模塊根據焦點定位模塊的計算結果，控制所述焦點在電視屏幕上顯示。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟D進一步包括 D1、識別所述紅外光斑的圖像數據；D2、跟蹤所述紅外光斑運動的位移，并將位移的速度和光斑的大小發送給焦點定位模塊。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述紅外光的波長為940nm或者850nm。
4.根據權利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，包括紅外光斑為矩形或者圓形。
5.一種在電視機顯示屏上實現定位交互的系統，包括電視機和遙控器，其特征在于，所 述電視機包括至少一發射模塊、信息獲取模塊、圖像處理模塊、焦點定位模塊和焦點顯示模 塊；，所述遙控器包括反射模塊；其中，所述發射模塊，用于向電視機的殼外發射紅外光；所述反射模塊，用于將所述紅外光反射給信息獲取模塊，并在電視機上形成相應的紅 外光斑和一焦點；所述信息獲取模塊，用于所述獲取紅外光斑和焦點的圖像數據，并分別將所述紅外光 斑和焦點的圖像數據發送給所述圖像處理模塊和焦點定位模塊；所述圖像處理模塊，用于對所述紅外光斑的圖像數據作相應處理； 焦點定位模塊，用于根據圖像處理模塊的處理結果，計算所述焦點在電視機屏幕上的 相對位置；所述焦點顯示模塊，用于根據所述焦點定位模塊的計算結果，控制所述焦點在電視屏眷上顯不。
6.根據權利要求5所述的定位系統，其特征在于，圖像處理模塊還包括識別單元和跟 蹤單元；所述識別單元，用于識別所述紅外光斑的圖像數據；所述跟蹤單元，用于跟蹤所述紅外光斑運動的位移，并將位移的速度和光斑的大小發 送給焦點定位模塊。
7.—種電視機，所述電視機用于實現在該電視機顯示屏上定位交互操作，其特征在于， 包括至少一發射模塊、信息獲取模塊、圖像處理模塊、焦點定位模塊和焦點顯示模塊；所述發射模塊，用于向電視機的殼外發射紅外光；所述信息獲取模塊，用于獲取遙控器反射形成紅外光斑和焦點的圖像數據，并分別將所述紅外光斑和焦點的圖像數據發送給所述圖像處理模塊和焦點定位模塊； 所述圖像處理模塊，用于對所述紅外光斑的圖像數據作相應處理； 焦點定位模塊，用于根據圖像處理模塊的處理結果，計算所述焦點在電視機屏幕上的 相對位置；所述焦點顯示模塊，用于根據所述焦點定位模塊的計算結果，控制所述焦點在電視屏眷上顯不。
8.根據權利要求7所述的電視機，其特征在于，所述圖像處理模塊還包括識別單元和跟蹤單元；所述識別單元，用于識別所述紅外光斑的圖像數據；所述跟蹤單元，用于跟蹤所述紅外光斑運動的位移，并將位移的速度和光斑的大小發送給焦點定位模塊。
9.根據權利要求8所述的電視機，其特征在于，所述發射模塊和信息獲取模塊設置在電視機的外殼上。
全文摘要
本發明公開了一種在電視機顯示屏上實現定位交互的方法及其系統，其方法包括發射模塊向電視機的殼外發射紅外光；反射模塊將所述紅外光反射給信息獲取模塊，并在電視機上形成相應的紅外光斑和一焦點；信息獲取模塊獲取所述紅外光斑和焦點的圖像數據，并分別將所述紅外光斑和焦點的圖像數據發送給所述圖像處理模塊和焦點定位模塊；圖像處理模塊對所述紅外光斑的圖像數據作相應處理；焦點定位模塊根據圖像處理模塊的處理結果，計算所述焦點在電視機屏幕上的相對位置；焦點顯示模塊根據焦點定位模塊的計算結果，控制所述焦點在電視屏幕上顯示，使用戶能通過使用遙控器在電視機顯示屏上實現定位交互的操作，其操作簡單而且定位準確。
文檔編號H04N5/44GK101800866SQ20091018899
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月18日 優先權日2009年12月18日
發明者唐紅民, 陳大煒 申請人:康佳集團股份有限公司