觸控系統(tǒng)及觸控方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明是有關于影像處理，特別是有關于利用影像識別手勢動作W進行觸控操作 的觸控系統(tǒng)及其觸控方法。
【背景技術】
[0002] 隨著科技進步，使用配備有照相機的電子裝置W識別手勢動作已愈來愈普遍。除 此之外，若電子裝置的屏幕具備有觸控功能，則其成本往往會大幅提高。因此，需要一種可 利用照相機W識別手勢動作的觸控系統(tǒng)，可在屏幕不具有觸控功能時，仍能進行觸控操作， 藉W提升使用的便利性及降低成本。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明提供一種觸控系統(tǒng)，包括：至少二個影像揃取單元，用W持續(xù)揃取一使用者 的多張手部影像；W及一電子裝置，禪接至該等影像揃取單元，用W由該等手部影像識別出 一目標對象，并檢測該目標對象在一操作空間中的移動動作，其中該電子裝置包括一顯示 單元，且該操作空間包括一虛擬觸控平面，其中，當該目標對象于一虛擬觸控點接觸該虛擬 觸控平面時，該電子裝置產生一觸控信號，并在該顯示單元中相應于該虛擬觸控點的位置 進行相應的一觸控操作。
[0004] 本發(fā)明還提供一種觸控方法，用于一觸控系統(tǒng)，其中該觸控系統(tǒng)包括至少二個影 像揃取單元及一電子裝置。該觸控方法包括：利用該等影像揃取單元持續(xù)揃取一使用者的 多張手部影像；由該等手部影像識別出一目標對象，并檢測該目標對象在一操作空間中的 移動動作，其中該電子裝置包括一顯示單元，且該操作空間包括一虛擬觸控平面；W及當該 目標對象于一虛擬觸控點接觸該虛擬觸控平面時，利用該電子裝置產生一觸控信號，并在 該顯示單元中相應于該虛擬觸控點的位置進行相應的一觸控操作。
【附圖說明】
[0005] 圖1是本發(fā)明的一實施例中的觸控系統(tǒng)100的功能方塊圖。
[0006] 圖2是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例中使用手勢動作進行操作的H維空間的示意圖。
[0007] 圖3A- 3H是顯示依據(jù)本發(fā)明不同實施例中的電子裝置120及影像揃取單元110 的位置的示意圖。
[0008] 圖4A及4B是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例中使用影像揃取單元進行位置校正的示意 圖。
[0009] 圖5是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例中的空間定位方法的流程圖。
[0010] 圖6是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例中的計算指尖的空間坐標的示意圖。
[0011] 圖7是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例中計算兩直線的公垂線中點的示意圖。
[0012] 圖8A及8B是顯示依據(jù)本發(fā)明不同實施例中設定虛擬觸控平面的示意圖。
[001引[標號說明]
[0014] 100~觸控系統(tǒng)； 110~影像揃取單元；
[0015] 111~接收器； 112~發(fā)射器；
[0016] 120~電子裝置； 121~顯示單元；
[0017] 122~鍵盤； 200~操作空間；
[0018] 210~觸控區(qū)域； 220~手勢區(qū)域；
[0019] 230~虛擬觸控平面； 250、260~射線；
[0020] 400~操作空間； 410、420、430~平面；
[0021] L1、L2 ~空間直線； A1、A1，、A2、A2，、B1、B2 ~點。
【具體實施方式】
[0022] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配 合所附圖式，作詳細說明如下。
[0023] 圖1是本發(fā)明的一實施例中的觸控系統(tǒng)100的功能方塊圖。如圖1所示，觸控系 統(tǒng)100包括至少2個影像揃取單元110、一電子裝置120。影像揃取單元110用W揃取在電 子裝置120前的使用者的影像。舉例來說，影像揃取單元110可為紅外線鏡頭、但本發(fā)明并 不限于此。每個影像揃取單元110亦包括一接收器111及一發(fā)射器112,其中接收器111例 如是CMOS傳感器，發(fā)射器112例如是紅外線發(fā)射器化化aredemitter)。舉例來說，接收 器111可檢測由發(fā)射器112所發(fā)射而遇到物體折射或反射的紅外線，藉W產生一檢測信號。
[0024] 電子裝置120禪接至影像揃取單元110,用W分析來自影像揃取單元110的檢測信 號W取得使用者的手勢動作。在一實施例中，電子裝置120例如可為一個人計算機（例如： 桌上型計算機、一筆記本型計算機、一體成型（All-in-one)計算機等等）、電視、游戲主機、 或顯示器等等，且本發(fā)明中的影像揃取單元110所安裝的位置可視電子裝置120的類型及 結構而變化（其細節(jié)將詳述于后）。在一些實施例中，電子裝置還包括一顯示單元121，其 中顯示單元121可為不具有觸控模塊的屏幕或顯示器。在一些實施例中，影像揃取單元110 所安裝的位置可不在電子裝置120或其外圍裝置上，例如影像揃取單元110可安裝于桌面 或是任何可拍攝使用者手部的位置。
[0025] 圖2是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例中使用手勢動作進行操作的H維空間的示意圖。 如圖2所示，電子裝置120例如是一筆記本型計算機，電子裝置120將顯示單元121前的操 作空間200分為一觸控區(qū)域210及一手勢區(qū)域220,其中觸控區(qū)域210及手勢區(qū)域220之間 是由一虛擬觸控平面（virtualtouchplane) 230所分隔。除此之外，影像揃取單元110所 檢測的區(qū)域范圍及視角（fieldofview)可事先調整，意即由影像揃取單元110往外延展的 射線250及260之間的區(qū)域，其中該區(qū)域包括虛擬觸控平面230,且射線260的位置最遠可 涵蓋顯示單元121的表面，意即操作空間200可包含顯示單元121的表面。例如使用者的 手掌在電子裝置120的鍵盤122上進行操作時，此時可事先設定影像揃取單元110所檢測 的區(qū)域W避免檢測到使用者的手部而造成誤判。
[0026] 更進一步而言，電子裝置120分析來自影像揃取單元的檢測信號，藉W取得使用 者的手部位置。在一實施例中，處理單元120手勢動作可再分為手掌動作及手指動作。當 手部位置位于手勢區(qū)域220時，電子裝置120即會將使用者的手部動作均視為手掌的手勢 動作，且使用者可通過手勢來操控電子裝置100。舉例來說，利用手勢揮動進行換頁、瀏覽、 旋轉等動作。若電子裝置120為電視時，使用者可利用手勢揮動操控屏幕的切換頻道/切換 功能首頁/音量調整等功能。若使用者的手部由手勢區(qū)域220進入觸控區(qū)域210時，即表 示使用者的手部已超過該虛擬觸控平面230,電子裝置120則進一步檢測使用者的手指部 位的移動。舉例來說，電子裝置120預先將虛擬觸控平面中的一特定區(qū)域映射至其顯示單 元121的整個顯示區(qū)域，意即在該特定區(qū)域中的不同位置在顯示單元121中均有一相應的 位置。當使用者的手指由手勢區(qū)域220穿過該虛擬觸控平面230而進入觸控區(qū)域210時，電 子裝置120則判斷使用者欲進行觸控操作，意即使用者可通過手指點擊虛擬觸控平面（例 如在位置A)，電子裝置120則會在顯示單元121中的位置B產生相應于該位置A的觸控信 號。接著，電子裝置120還依據(jù)該觸控信號進行相應的操作。
[0027] 圖3A- 3H是顯示依據(jù)本發(fā)明不同實施例中的電子裝置120及影像揃取單元110 的位置的示意圖。本發(fā)明可視電子裝置120的類型及結構的不同而安裝影像揃取單元110 于不同的位置W檢測使用者的手部，在圖3A- 3E中，影像揃取單元110可通過一數(shù)據(jù)總線 (例如USB接口）而連接至電子裝置120。舉例來說，如圖3A所示，當電子裝置120為一筆 記本型計算機，影像揃取單元110可安裝于筆記本型計算機底座上與顯示單元121的連接 處的兩側。如圖3B所示，當電子裝置120為一桌上型計算機或游戲主機，其顯示單元121 往往可置于較遠的位置，此時，影像揃取單元110可安裝于電子裝置120的鍵盤122 (或是 游戲主機）的兩側，其中鍵盤122亦通過通用序列總線Universalserialbus,USB)接口 而禪接至電子裝置120。
[0028] 在一實施例中，如圖3C所示，當電子裝置為一電視或顯示器時，影像揃取單元110 可安裝于電視屏幕的角落，例如是左下角及右下角。如圖3D、圖3E及圖3F所示，影像揃取 單元亦可安裝于左上角及右上角、左上角及左下角、右上角及右下角，使用者可視實際需求 調整影像揃取單元的安裝置位。除此之外，在一些實施例中，本發(fā)明的影像揃取單元110的 數(shù)量可不限于兩個，可使用兩個或W上的影像揃取單元110W檢測使用者的手勢。例如圖 3G所示，影像揃取單元110可安裝于電子裝置120的顯示單元121的左下角、右下角及下 方。例如圖3H所示，影像揃取單元110可同時安裝于電子裝置120的顯示單元的右上角、 右下角、左上角及左下角。
[0029] 圖4A及4B是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例中使用影像揃取單元進行位置校正的示意 圖。圖5是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例中的空間校正方法的流程圖。請同時參考圖4A、4B及 圖5。在步驟S510,電子裝置120預先在使用者的操作空間400中設定數(shù)個H維空間坐標 點，例如將在操作空間400中的不同平面的化N個矩陣點設定為校正點。舉例來說，對于在 右側的影像揃取單元110而言，其校正點是設定在操作空間的左側的平面410及420上。對 于在左側的影像揃取單元110而言，其校正點是設定在操作空間的右側的平面430及420 上。在步驟S520,