專利名稱：一種通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置的制作方法
所屬技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種軌跡識(shí)別系統(tǒng)，特別是對(duì)通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，人們?cè)陔娔X上使用鼠標(biāo)的方式也發(fā)生了改變。特別是玩電腦游戲時(shí)，更多人開始用搖桿，方向盤，高精度鼠標(biāo)來玩游戲。目前在市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種用于電腦游戲的能用傳感器來模擬鼠標(biāo)通過反射點(diǎn)來控制屏幕鼠標(biāo)移動(dòng)的產(chǎn)品。該產(chǎn)品是一種根據(jù)反饋點(diǎn)來進(jìn)行定位的反饋裝置。但是，在使用該現(xiàn)有產(chǎn)品時(shí)要盡可能的減少周圍的光線，因?yàn)樵摤F(xiàn)有產(chǎn)品會(huì)從裝置以及使用者背后的背景中采集反饋光線，微弱的光就會(huì)帶來定位不準(zhǔn)確的麻煩。同時(shí)，由于現(xiàn)有產(chǎn)品主要是針對(duì)游戲設(shè)計(jì)的模擬鼠標(biāo)光標(biāo)的移動(dòng)，因此，使用者并不能通過該產(chǎn)品進(jìn)行模擬點(diǎn)擊鼠標(biāo)功能鍵的動(dòng)作，在光標(biāo)移動(dòng)到指定地點(diǎn)時(shí)，使用者仍需要借助鼠標(biāo)、游戲手柄或是鍵盤上的熱鍵等來完成下一步的操作。這樣，就會(huì)使得使用者使用該產(chǎn)品的同時(shí)還需要配合外設(shè)一起才能完成操作。
另外，在中國專利公開號(hào)為CN1357862A的專利文獻(xiàn)中，揭示了一種視窗的光標(biāo)視覺點(diǎn)選方法及裝置。該裝置包含有一影像攝取裝置以及一電腦，通過接口與該影像攝取裝置溝通；該方法包含有取得使用者的瞳孔相對(duì)移動(dòng)信息，而動(dòng)態(tài)調(diào)整該光標(biāo)與電腦的視窗間的相對(duì)位置關(guān)系。該專利文獻(xiàn)揭示是技術(shù)方案能夠讓電腦使用者無須移動(dòng)鼠標(biāo)即可任意地操作光標(biāo)移動(dòng)，可避免手來回在鼠標(biāo)與鍵盤間操作的不便。但，該專利文獻(xiàn)所揭示的技術(shù)方案是根據(jù)使用者瞳孔的移動(dòng)來定位光標(biāo)。在進(jìn)行操作時(shí)由圖像攝取裝置捕捉眼睛瞳孔的移動(dòng)，這樣，勢(shì)必要限制使用者眼睛的活動(dòng)，造成使用者眼睛的疲勞，帶來使用上的不方便。同樣地，該專利文獻(xiàn)所揭示的技術(shù)方案也只是控制光標(biāo)的移動(dòng)，而不能完成其他功能的操作。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決了現(xiàn)有產(chǎn)品中只能控制光標(biāo)移動(dòng)而無法進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)功能鍵操作的問題。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種通過獲取外界光源的動(dòng)態(tài)軌跡來識(shí)別、操作光標(biāo)、視窗的裝置，使其具有使用方便、舒適的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種通過獲取外界光源的動(dòng)態(tài)軌跡來識(shí)別、操作光標(biāo)、視窗的裝置，使其具有處理速度快、操作光標(biāo)和視窗更靈敏的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下一種通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，包括產(chǎn)生動(dòng)態(tài)軌跡的光源；光學(xué)鏡頭；數(shù)字圖像傳感器，其接收光源通過光學(xué)鏡頭發(fā)送過來的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；計(jì)算單元，其接收數(shù)字圖像傳感器發(fā)送過來的電信號(hào)，并計(jì)算出光源的位置數(shù)據(jù)，并根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)的位置數(shù)據(jù)計(jì)算出光標(biāo)的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值；接口單元，所述裝置還包括設(shè)定單元，其設(shè)定特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值與功能鍵建立關(guān)聯(lián)關(guān)系；連接計(jì)算單元的存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)位置數(shù)據(jù)和/或特征值；比對(duì)單元，其將存儲(chǔ)的位置數(shù)據(jù)或一段時(shí)間的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值與設(shè)定單元設(shè)定特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值進(jìn)行比對(duì)；指令單元，其接收比對(duì)單元發(fā)送過來的比對(duì)結(jié)果生成相應(yīng)的指令并發(fā)送給接口單元，由該接口單元將該指令發(fā)送給相應(yīng)的外部裝置。
所述的設(shè)定單元內(nèi)的特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值是預(yù)先存入的，并將該特征值與功能鍵建立關(guān)聯(lián)。
所述的設(shè)定單元內(nèi)的特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值還可以是實(shí)時(shí)獲得到的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值，并將該特征值與功能鍵建立關(guān)聯(lián)。
所述的比對(duì)單元把存儲(chǔ)單元內(nèi)保存的位置數(shù)據(jù)或特征值與設(shè)定單元設(shè)定的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值進(jìn)行比對(duì)。
所述的比對(duì)單元將所述的位置數(shù)據(jù)、特征值與特征值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)比對(duì)結(jié)果一致時(shí)，將該比對(duì)結(jié)果發(fā)送給指令單元，指令單元生成執(zhí)行功能鍵的指令；當(dāng)比對(duì)結(jié)果不一致時(shí)，將該比對(duì)結(jié)果發(fā)送給指令單元，指令單元生成執(zhí)行光標(biāo)移動(dòng)的指令。
比對(duì)單元進(jìn)行比對(duì)時(shí)，比對(duì)結(jié)果一致即判斷光標(biāo)的一段動(dòng)態(tài)軌跡的特征值和與功能鍵建立關(guān)聯(lián)的特征值一致時(shí)，指令單元還發(fā)送該光源的位置數(shù)據(jù)返回該段動(dòng)態(tài)軌跡的起始位置數(shù)據(jù)的指令。
所述的光源采用帶有電源的紅外光源。
所述的數(shù)字圖像傳感器采用MT9M001芯片。
所述的計(jì)算單元、存儲(chǔ)單元、設(shè)定單元、比對(duì)單元、指令單元集成到一個(gè)微處理器中，該微處理器采用CY7C68013A芯片。
所述計(jì)算單元還進(jìn)行如下的處理將當(dāng)前光源的位置數(shù)據(jù)加上當(dāng)前光源的位置數(shù)據(jù)和他前一個(gè)點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)所得出的偏移量而預(yù)計(jì)光源下一時(shí)間點(diǎn)所到達(dá)的位置，該位置作為下一時(shí)間圖像獲取單元從獲取光源的圖像中截取一個(gè)小圖像的中心，計(jì)算單元將該小圖像的信息反饋給圖像獲取單元；所述的圖像獲取單元根據(jù)該小圖像的信息從其獲取的光源的圖像中截取一小圖像，并將該小圖像發(fā)送給計(jì)算單元，計(jì)算單元根據(jù)該小圖像計(jì)算光源的位置數(shù)據(jù)。
所述小圖像的大小是根據(jù)光源落在小窗口里的概率得出的經(jīng)驗(yàn)值，該經(jīng)驗(yàn)值預(yù)先設(shè)置好供中央處理器調(diào)用。
在所述的光源與光學(xué)鏡頭之間放置濾色片。
所述的接口單元為USB2.0接口、或無線USB接口、或1394接口、SATA接口、串/并行接口或者網(wǎng)絡(luò)接口，所述的外部裝置為計(jì)算機(jī)。
通過本發(fā)明的技術(shù)方案通過追蹤光源所發(fā)出的光而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)軌跡捕捉識(shí)別的功能，捕捉識(shí)別的能力更強(qiáng)，在操作上更方便。進(jìn)一步地，模擬鼠標(biāo)功能鍵或鍵盤熱鍵等功能的操作。同時(shí)，較之現(xiàn)有技術(shù)中揭示的以瞳孔位置定位光標(biāo)的技術(shù)也更簡(jiǎn)便，更利于使用者操作。
為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施例及附圖進(jìn)行說明。但所舉附圖及實(shí)施例并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。

圖1是本發(fā)明通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置的基本邏輯框圖。
圖2是本發(fā)明通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置的另一基本邏輯框圖。
圖3是本發(fā)明的具體實(shí)施例的具體的內(nèi)部示意圖。
圖4是本發(fā)明的具體實(shí)施例的通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置的基本流程圖。
具體實(shí)施方式如圖1所示，為本發(fā)明通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置的基本邏輯框圖，通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，包括產(chǎn)生動(dòng)態(tài)軌跡的光源；光源的光通過光學(xué)鏡頭進(jìn)入數(shù)字圖像傳感器，該數(shù)字圖像傳感器接收光源通過光學(xué)鏡頭發(fā)送過來的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。該電信號(hào)進(jìn)一步進(jìn)入計(jì)算單元，該計(jì)算單元接收數(shù)字圖像傳感器發(fā)送過來的電信號(hào)，并計(jì)算出光源的位置數(shù)據(jù)，并根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)的位置數(shù)據(jù)計(jì)算出光標(biāo)的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值。計(jì)算單元還進(jìn)行如下的處理將當(dāng)前光源的位置數(shù)據(jù)加上當(dāng)前光源的位置數(shù)據(jù)和他前一個(gè)點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)所得出的偏移量而預(yù)計(jì)光源下一時(shí)間點(diǎn)所到達(dá)的位置，該位置作為下一時(shí)間圖像獲取單元從獲取光源的圖像中截取一個(gè)小圖像的中心，計(jì)算單元將該小圖像的信息反饋給圖像獲取單元；所述的圖像獲取單元根據(jù)該小圖像的信息從其獲取的光源的圖像中截取一小圖像，并將該小圖像發(fā)送給計(jì)算單元，計(jì)算單元根據(jù)該小圖像計(jì)算光源的位置數(shù)據(jù)。所述小圖像的大小是根據(jù)光源落在小窗口里的概率得出的經(jīng)驗(yàn)值，該經(jīng)驗(yàn)值預(yù)先設(shè)置好供中央處理器調(diào)用。存儲(chǔ)單元連接計(jì)算單元，該存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)包括位置數(shù)據(jù)和特征值。設(shè)定單元和比對(duì)單元連接存儲(chǔ)單元，所述的設(shè)定單元設(shè)定特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值與功能鍵建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，并將該特征值及其建立的關(guān)聯(lián)關(guān)系存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元內(nèi)，特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值可以是預(yù)先存入的，也可以是實(shí)時(shí)獲得到的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值，其中，所述的功能鍵可以為鼠標(biāo)、鍵盤或按鍵及其組合的功能鍵，用于實(shí)現(xiàn)完成某些特定的操作指令；所述的比對(duì)單元將存儲(chǔ)單元內(nèi)存儲(chǔ)的位置數(shù)據(jù)、一段時(shí)間的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值與設(shè)定單元所設(shè)定特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)比對(duì)結(jié)果一致時(shí)，也就是說，比對(duì)的特征值一致時(shí)其所表示的兩段動(dòng)態(tài)軌跡大致相同，此時(shí)，將該比對(duì)結(jié)果發(fā)送給指令單元，指令單元生成執(zhí)行功能鍵的指令，同時(shí)，指令單元還發(fā)送該光源的位置數(shù)據(jù)返回該段實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)軌跡的起始位置數(shù)據(jù)的指令并發(fā)送給接口單元，其在顯示器上顯示的結(jié)果就是鼠標(biāo)的光標(biāo)未移動(dòng)位置，而實(shí)現(xiàn)了功能鍵的操作；當(dāng)比對(duì)結(jié)果不一致時(shí)，也就是說，比對(duì)的特征值不一致時(shí)其所表示的兩段動(dòng)態(tài)軌跡不大致相同，此時(shí)，將該比對(duì)結(jié)果發(fā)送給指令單元，指令單元生成執(zhí)行光標(biāo)移動(dòng)的指令并發(fā)送給接口單元，接口單元連接計(jì)算機(jī)主機(jī)，在連接計(jì)算機(jī)主機(jī)的顯示器上顯示的結(jié)果就是鼠標(biāo)的光標(biāo)按照光源運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)軌跡進(jìn)行移動(dòng)。這里所說的動(dòng)態(tài)軌跡的大致相同或動(dòng)態(tài)軌跡不大致相同，是指特征值反映的是對(duì)動(dòng)態(tài)軌跡的模糊識(shí)別，模糊識(shí)別為所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的公知常識(shí)，在此不再贅述。
另外，如圖2所示，所述的設(shè)定單元設(shè)定特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值與功能鍵建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，還可以將該特征值及其建立的關(guān)聯(lián)關(guān)系存儲(chǔ)在設(shè)定單元。特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值可以是預(yù)先存入設(shè)定單元的，也可以是實(shí)時(shí)獲得到的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值存入設(shè)定單元的。這樣，比對(duì)單元在進(jìn)行比對(duì)時(shí)就可以分別從存儲(chǔ)單元和比對(duì)單元將特征值取出進(jìn)行比對(duì)。本發(fā)明中所述的接口單元為USB2.0接口、或無線USB接口、或1394接口、SATA接口、串/并行接口或者網(wǎng)絡(luò)接口。
如圖3所示，為本發(fā)明的一具體實(shí)施例，本實(shí)施例中數(shù)字圖像傳感器3選取的是型號(hào)為MT9M001的芯片；所述的計(jì)算單元、存儲(chǔ)單元、設(shè)定單元、比對(duì)單元、指令單元集成到一個(gè)微處理器4中，該微處理器4選取的是型號(hào)為CY7C68013A的芯片。
本實(shí)施例中通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置采用的是紅外光源1，該光源1與光學(xué)鏡頭之間放置濾色片2，相應(yīng)的光學(xué)鏡頭只有紅外光能通過的光學(xué)鏡頭。這樣，數(shù)字圖像傳感器3接收到的光信號(hào)就只包含我們想要的由光源1發(fā)出的信號(hào)。數(shù)字圖像傳感器3把光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化，之后把信號(hào)傳給微處理器4。
具體地，如圖3所示，數(shù)字圖像傳感器3選取的MT9M001芯片由動(dòng)態(tài)像素傳感陣列，模擬處理器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，控制器，寄存器組成。其中，動(dòng)態(tài)像素傳感陣列把接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，模擬處理器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行整合，調(diào)整，使之與模數(shù)轉(zhuǎn)換器匹配，模數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)?？刂破饕罁?jù)微處理器傳來的控制信號(hào)對(duì)動(dòng)態(tài)像素傳感陣列，模擬處理器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制，并發(fā)出同步信號(hào)給微處理器4，寄存器寄存控制信號(hào)。
本實(shí)施例中，計(jì)算單元、存儲(chǔ)單元、設(shè)定單元、比對(duì)單元、指令單元集成到微處理器4內(nèi)，該微處理器選取CYC68013A芯片。由CPU，總線，內(nèi)存，通用可編程接口，I2C總線，緩存器，串行接口引擎，USB2.0收發(fā)器，鎖相環(huán)和倍頻器等組成。其中，存儲(chǔ)單元，設(shè)定單元、比對(duì)單元和指令單元可以存放在CY7C68013A芯片中的內(nèi)存里。接口單元采用USB2.0接口與USB2.0收發(fā)器連接。晶振提供的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過鎖相環(huán)和倍頻器變?yōu)檫m合的時(shí)鐘信號(hào)提供給CPU、數(shù)字圖像傳感器、USB2.0收發(fā)器，保證以上各電器元件能正常工作。CPU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理；內(nèi)存存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)；緩存器用來緩沖數(shù)據(jù)；總線傳輸各種數(shù)據(jù)；I2C總線和通用可編程接口與數(shù)字圖像傳感器連接；串行接口引擎完成與USB協(xié)議有關(guān)的編解碼、差錯(cuò)控制、位填充等；USB2.0收發(fā)器負(fù)責(zé)收發(fā)USB數(shù)據(jù)；鎖相環(huán)和倍頻器負(fù)責(zé)把外界晶振的時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合使用的時(shí)鐘信號(hào)。電源5為電子元器件供電。
如圖4所示，為通過動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置工作流程圖。
首先光源1(可做成指環(huán)套在手指上)發(fā)出的紅外光經(jīng)過濾色片2，進(jìn)入數(shù)字圖像傳感器3的動(dòng)態(tài)像素傳感陣列，轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)后，在模擬處理器中進(jìn)行整合調(diào)整，再進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以上過程由控制器控制，寄存器用來存放控制數(shù)據(jù)?？刂破饕罁?jù)微處理器4的I2C總線傳來的控制信號(hào)控制數(shù)字圖像傳感器3的工作，同時(shí)發(fā)送同步信號(hào)給微處理器4的通用可編程接口。數(shù)字圖像傳感器3完成獲取包含光源1的窗口畫面的操作。在固定時(shí)間內(nèi)，例如以0.01秒為時(shí)間間隔，獲取光源1的移動(dòng)窗口為一幅畫面。
數(shù)字圖像傳感器3傳來的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過微處理器4的緩存器到達(dá)內(nèi)存。由CPU進(jìn)行計(jì)算，微處理器4得到光源1的位置數(shù)據(jù)。每隔0.01秒，CPU根據(jù)光源1當(dāng)前位置數(shù)據(jù)及從之前若干時(shí)間間隔開始到現(xiàn)在的坐標(biāo)計(jì)算得到光源1運(yùn)動(dòng)軌跡，并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元中。微處理器4內(nèi)的設(shè)定單元把存儲(chǔ)單元內(nèi)保存的光源的動(dòng)態(tài)軌跡例如，定義0.03秒內(nèi)的一對(duì)勾“∨”做為單擊鼠標(biāo)左鍵的動(dòng)態(tài)軌跡。即，該0.03秒內(nèi)的對(duì)勾“∨”與特定的鼠標(biāo)功能鍵(單擊鼠標(biāo)左鍵)之間建立關(guān)聯(lián)。
工作時(shí)，數(shù)字圖像傳感器3傳來的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過微處理器4的緩存器到達(dá)內(nèi)存。由CPU進(jìn)行計(jì)算，微處理器4得到光源1的位置數(shù)據(jù)。每隔0.01秒，CPU根據(jù)光源1當(dāng)前坐標(biāo)及從之前若干時(shí)間間隔開始到現(xiàn)在的坐標(biāo)計(jì)算得到光源1的動(dòng)態(tài)軌跡，比對(duì)單元實(shí)時(shí)的將光源1產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)軌跡與預(yù)先設(shè)定并保存在存儲(chǔ)單元內(nèi)的由設(shè)定單元設(shè)定的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值進(jìn)行比對(duì)，判斷是否與單擊鼠標(biāo)左鍵的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值一致，本實(shí)施例中比對(duì)單元判斷光源1的實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值是否與設(shè)定的對(duì)勾“∨”的特征值一致。當(dāng)比對(duì)結(jié)果為一致時(shí)，發(fā)送執(zhí)行單擊鼠標(biāo)左鍵的指令，同時(shí)執(zhí)行將該光源1的位置數(shù)據(jù)返回該段動(dòng)態(tài)軌跡的起始位置數(shù)據(jù)的指令，即，使鼠標(biāo)光標(biāo)恢復(fù)到該動(dòng)態(tài)軌跡的最初位置上，最終實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵的操作；當(dāng)比對(duì)結(jié)果為不一致時(shí)，判定為沒有進(jìn)行特定功能鍵的動(dòng)作，把光源1的移動(dòng)反映在視窗內(nèi)鼠標(biāo)光標(biāo)的移動(dòng)，得到鼠標(biāo)移動(dòng)的位置數(shù)據(jù)，把該數(shù)據(jù)傳給串行接口引擎，通過該引擎發(fā)送給USB2.0收發(fā)器，再將實(shí)現(xiàn)光標(biāo)移動(dòng)的數(shù)據(jù)傳遞出去，最終實(shí)現(xiàn)光標(biāo)移動(dòng)的操作。
具體地，通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置的工作方法，提供產(chǎn)生動(dòng)態(tài)軌跡的光源及數(shù)字圖像傳感器3，包括以下步驟(1)初始化，建立圖像獲取單元成像尺寸定義的框架與視窗的尺寸比例對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及光源于圖像獲取單元成像尺寸定義的框架的位置數(shù)據(jù)映射到光標(biāo)于視窗的位置數(shù)據(jù)的關(guān)系。
(2)數(shù)字圖像傳感器3接收光源1的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為圖像的電信號(hào)。
(3)由計(jì)算單元計(jì)算出當(dāng)前光源重心點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)，得出光源相對(duì)于數(shù)字圖像傳感器3成像尺寸定義的框架的位置數(shù)據(jù)，并根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)的位置計(jì)算光源的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值。根據(jù)當(dāng)前光源重心點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)的變化得出一偏移量作為鼠標(biāo)光標(biāo)移動(dòng)的量，例如，根據(jù)當(dāng)前光源重心點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)和其前一時(shí)間的光源重心點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)得出偏移量，將當(dāng)前光源重心點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)加上該偏移量預(yù)計(jì)出鼠標(biāo)光標(biāo)下一時(shí)間的位置數(shù)據(jù)。該位置數(shù)據(jù)作為下一時(shí)間數(shù)字圖像傳感器3獲取到的光源的圖像中截取的一個(gè)小圖像的中心位置數(shù)據(jù)。計(jì)算單元將該小圖像的信息反饋給數(shù)字圖像傳感器3，該數(shù)字圖像傳感器3根據(jù)該小圖像的數(shù)據(jù)從其獲取到的光源的圖像中截取相應(yīng)的小圖像，并將該小圖像發(fā)送給計(jì)算單元，計(jì)算單元根據(jù)該小圖像計(jì)算光源的位置數(shù)據(jù)。數(shù)字圖像傳感器3根據(jù)這個(gè)位置數(shù)據(jù)采集相應(yīng)的小圖像，這樣可以大大減少每次采集的數(shù)據(jù)量。其中，小圖像的大小是根據(jù)光源落在小圖像框架內(nèi)(小窗口)的概率得出的經(jīng)驗(yàn)值，該經(jīng)驗(yàn)值預(yù)先設(shè)置好供計(jì)算單元調(diào)用。
(4)設(shè)定單元設(shè)定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值作為比對(duì)參考值，并建立該特征值與鼠標(biāo)、鍵盤或按鍵的功能鍵的關(guān)聯(lián)關(guān)系。設(shè)定單元的工作是為了對(duì)鼠標(biāo)的按鍵動(dòng)作進(jìn)行模擬，可以預(yù)先設(shè)定幾個(gè)動(dòng)作，即，將光源的動(dòng)態(tài)軌跡代替鼠標(biāo)的左鍵單擊動(dòng)作、左鍵雙擊、右鍵單擊等動(dòng)作。把光源的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行模式識(shí)別，如果符合預(yù)先設(shè)定好的動(dòng)作，則認(rèn)為是用戶希望進(jìn)行相應(yīng)的操作。動(dòng)作輸入對(duì)動(dòng)作以一種軌跡進(jìn)行替代，利用模式識(shí)別的方法判斷實(shí)際得到的軌跡，以確定是否用戶希望進(jìn)行該動(dòng)作。首先，對(duì)動(dòng)作的選取要有針對(duì)性。一定要選取平時(shí)改變鼠標(biāo)位置時(shí)盡可能用不到的軌跡，如對(duì)勾“∨”等。這樣在實(shí)際使用時(shí)得到與設(shè)定軌跡相似的軌跡的情況就會(huì)盡可能少。其次，一旦使用者設(shè)定了某一軌跡作為一個(gè)動(dòng)作，如“對(duì)勾”。那么，只有當(dāng)他要做這個(gè)動(dòng)作時(shí)，他才會(huì)有意識(shí)的畫出這個(gè)軌跡。如果是在移動(dòng)鼠標(biāo)光標(biāo)的過程中，偶然畫出的相似的軌跡，那么，由于是無意識(shí)的行為，所以，從方向，角度，平整性，位置，速度等方面都會(huì)有所不同。其所造成的特征值的差異使得系統(tǒng)可以把它們區(qū)分出來。
(5)設(shè)定單元將實(shí)時(shí)獲取的光源位置數(shù)據(jù)和一段時(shí)間內(nèi)光源的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值與設(shè)定的特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值進(jìn)行比對(duì)。
(6)指令單元根據(jù)比對(duì)結(jié)果生成相應(yīng)的控制光標(biāo)及/或操作光標(biāo)、視窗的指令。給出相應(yīng)的符合鼠標(biāo)通信協(xié)議的數(shù)據(jù)，再完成編解碼等過程使之符合USB協(xié)議的要求，通過USB接口傳給PC。
綜上所述，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所述的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，包括產(chǎn)生動(dòng)態(tài)軌跡的光源；光學(xué)鏡頭；數(shù)字圖像傳感器，其接收光源通過光學(xué)鏡頭發(fā)送過來的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；計(jì)算單元，其接收數(shù)字圖像傳感器發(fā)送過來的電信號(hào)，并計(jì)算出光源的位置數(shù)據(jù)，并根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)的位置數(shù)據(jù)計(jì)算出光標(biāo)的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值；接口單元，其特征在于還包括設(shè)定單元，其設(shè)定特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值與功能鍵建立關(guān)聯(lián)關(guān)系；連接計(jì)算單元的存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)位置數(shù)據(jù)和/或特征值；比對(duì)單元，其將存儲(chǔ)的位置數(shù)據(jù)或一段時(shí)間的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值與設(shè)定單元設(shè)定特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值進(jìn)行比對(duì)；指令單元，其接收比對(duì)單元發(fā)送過來的比對(duì)結(jié)果生成相應(yīng)的指令并發(fā)送給接口單元，由該接口單元將該指令發(fā)送給相應(yīng)的外部裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，其特征在于所述的設(shè)定單元內(nèi)的特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值是預(yù)先存入的，并將該特征值與功能鍵建立關(guān)聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，其特征在于所述的設(shè)定單元內(nèi)的特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值還可以是實(shí)時(shí)獲得到的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值，并將該特征值與功能鍵建立關(guān)聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，其特征在于所述的比對(duì)單元把存儲(chǔ)單元內(nèi)保存的位置數(shù)據(jù)或特征值與設(shè)定單元設(shè)定的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值進(jìn)行比對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，其特征在于所述的比對(duì)單元將所述的位置數(shù)據(jù)、特征值與特征值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)比對(duì)結(jié)果一致時(shí)，將該比對(duì)結(jié)果發(fā)送給指令單元，指令單元生成執(zhí)行功能鍵的指令；當(dāng)比對(duì)結(jié)果不一致時(shí)，將該比對(duì)結(jié)果發(fā)送給指令單元，指令單元生成執(zhí)行光標(biāo)移動(dòng)的指令。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，其特征在于比對(duì)單元進(jìn)行比對(duì)時(shí)，比對(duì)結(jié)果一致即判斷光標(biāo)的一段動(dòng)態(tài)軌跡的特征值和與功能鍵建立關(guān)聯(lián)的特征值一致時(shí)，指令單元還發(fā)送該光源的位置數(shù)據(jù)返回該段動(dòng)態(tài)軌跡的起始位置數(shù)據(jù)的指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，其特征在于所述的光源采用帶有電源的紅外光源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，其特征在于所述的數(shù)字圖像傳感器采用MT9M001芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，其特征在于所述的計(jì)算單元、存儲(chǔ)單元、設(shè)定單元、比對(duì)單元、指令單元集成到一個(gè)微處理器中，該微處理器采用CY7C68013A芯片。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，其特征在于所述計(jì)算單元還進(jìn)行如下的處理將當(dāng)前光源的位置數(shù)據(jù)加上當(dāng)前光源的位置數(shù)據(jù)和他前一個(gè)點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)所得出的偏移量而預(yù)計(jì)光源下一時(shí)間點(diǎn)所到達(dá)的位置，該位置作為下一時(shí)間圖像獲取單元從獲取光源的圖像中截取一個(gè)小圖像的中心，計(jì)算單元將該小圖像的信息反饋給圖像獲取單元；所述的圖像獲取單元根據(jù)該小圖像的信息從其獲取的光源的圖像中截取一小圖像，并將該小圖像發(fā)送給計(jì)算單元，計(jì)算單元根據(jù)該小圖像計(jì)算光源的位置數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，其特征在于所述小圖像的大小是根據(jù)光源落在小窗口里的概率得出的經(jīng)驗(yàn)值，該經(jīng)驗(yàn)值預(yù)先設(shè)置好供中央處理器調(diào)用。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，其特征在于在所述的光源與光學(xué)鏡頭之間放置濾色片。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，其特征在于所述的接口單元為USB2.0接口、或無線USB接口、或1394接口、SATA接口、串/并行接口或者網(wǎng)絡(luò)接口，所述的外部裝置為計(jì)算機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明通過識(shí)別動(dòng)態(tài)軌跡操作光標(biāo)、視窗的裝置，包括產(chǎn)生動(dòng)態(tài)軌跡的光源；光學(xué)鏡頭；數(shù)字圖像傳感器，其接收光源通過光學(xué)鏡頭發(fā)送過來的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；計(jì)算單元，其接收數(shù)字圖像傳感器發(fā)送過來的電信號(hào)，并計(jì)算出光源的位置數(shù)據(jù)，并根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)的位置數(shù)據(jù)計(jì)算出光標(biāo)的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值；還包括設(shè)定單元，其設(shè)定特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值與功能鍵建立關(guān)聯(lián)關(guān)系；存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)包括位置數(shù)據(jù)和特征值；比對(duì)單元，其將存儲(chǔ)的位置數(shù)據(jù)和一段時(shí)間的動(dòng)態(tài)軌跡的特征值與設(shè)定單元設(shè)定特定動(dòng)態(tài)軌跡的特征值進(jìn)行比對(duì)；指令單元，其接收比對(duì)單元發(fā)送過來的比對(duì)結(jié)果生成相應(yīng)的指令并發(fā)送給接口單元。本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品增加了功能鍵的操作。
文檔編號(hào)G06F3/033GK101071350SQ20061010101
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2006年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月11日
發(fā)明者周朝暉 申請(qǐng)人:北京華旗資訊數(shù)碼科技有限公司, 北京華旗數(shù)碼技術(shù)實(shí)驗(yàn)室有限責(zé)任公司