触控系统及触控方法
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于影像处理，特别是有关于利用影像识别手势动作W进行触控操作 的触控系统及其触控方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技进步，使用配备有照相机的电子装置W识别手势动作已愈来愈普遍。除 此之外，若电子装置的屏幕具备有触控功能，则其成本往往会大幅提高。因此，需要一种可 利用照相机W识别手势动作的触控系统，可在屏幕不具有触控功能时，仍能进行触控操作， 藉W提升使用的便利性及降低成本。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种触控系统，包括：至少二个影像揃取单元，用W持续揃取一使用者 的多张手部影像；W及一电子装置，禪接至该等影像揃取单元，用W由该等手部影像识别出 一目标对象，并检测该目标对象在一操作空间中的移动动作，其中该电子装置包括一显示 单元，且该操作空间包括一虚拟触控平面，其中，当该目标对象于一虚拟触控点接触该虚拟 触控平面时，该电子装置产生一触控信号，并在该显示单元中相应于该虚拟触控点的位置 进行相应的一触控操作。
[0004] 本发明还提供一种触控方法，用于一触控系统，其中该触控系统包括至少二个影 像揃取单元及一电子装置。该触控方法包括：利用该等影像揃取单元持续揃取一使用者的 多张手部影像；由该等手部影像识别出一目标对象，并检测该目标对象在一操作空间中的 移动动作，其中该电子装置包括一显示单元，且该操作空间包括一虚拟触控平面；W及当该 目标对象于一虚拟触控点接触该虚拟触控平面时，利用该电子装置产生一触控信号，并在 该显示单元中相应于该虚拟触控点的位置进行相应的一触控操作。
【附图说明】
[0005] 图1是本发明的一实施例中的触控系统100的功能方块图。
[0006] 图2是显示依据本发明一实施例中使用手势动作进行操作的H维空间的示意图。
[0007] 图3A- 3H是显示依据本发明不同实施例中的电子装置120及影像揃取单元110 的位置的示意图。
[0008] 图4A及4B是显示依据本发明一实施例中使用影像揃取单元进行位置校正的示意 图。
[0009] 图5是显示依据本发明一实施例中的空间定位方法的流程图。
[0010] 图6是显示依据本发明一实施例中的计算指尖的空间坐标的示意图。
[0011] 图7是显示依据本发明一实施例中计算两直线的公垂线中点的示意图。
[0012] 图8A及8B是显示依据本发明不同实施例中设定虚拟触控平面的示意图。
[001引[标号说明]
[0014] 100~触控系统； 110~影像揃取单元；
[0015] 111~接收器； 112~发射器；
[0016] 120~电子装置； 121~显示单元；
[0017] 122~键盘； 200~操作空间；
[0018] 210~触控区域； 220~手势区域；
[0019] 230~虚拟触控平面； 250、260~射线；
[0020] 400~操作空间； 410、420、430~平面；
[0021] L1、L2 ~空间直线； A1、A1，、A2、A2，、B1、B2 ~点。
【具体实施方式】
[0022] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配 合所附图式，作详细说明如下。
[0023] 图1是本发明的一实施例中的触控系统100的功能方块图。如图1所示，触控系 统100包括至少2个影像揃取单元110、一电子装置120。影像揃取单元110用W揃取在电 子装置120前的使用者的影像。举例来说，影像揃取单元110可为红外线镜头、但本发明并 不限于此。每个影像揃取单元110亦包括一接收器111及一发射器112,其中接收器111例 如是CMOS传感器，发射器112例如是红外线发射器化化aredemitter)。举例来说，接收 器111可检测由发射器112所发射而遇到物体折射或反射的红外线，藉W产生一检测信号。
[0024] 电子装置120禪接至影像揃取单元110,用W分析来自影像揃取单元110的检测信 号W取得使用者的手势动作。在一实施例中，电子装置120例如可为一个人计算机（例如： 桌上型计算机、一笔记本型计算机、一体成型（All-in-one)计算机等等）、电视、游戏主机、 或显示器等等，且本发明中的影像揃取单元110所安装的位置可视电子装置120的类型及 结构而变化（其细节将详述于后）。在一些实施例中，电子装置还包括一显示单元121，其 中显示单元121可为不具有触控模块的屏幕或显示器。在一些实施例中，影像揃取单元110 所安装的位置可不在电子装置120或其外围装置上，例如影像揃取单元110可安装于桌面 或是任何可拍摄使用者手部的位置。
[0025] 图2是显示依据本发明一实施例中使用手势动作进行操作的H维空间的示意图。 如图2所示，电子装置120例如是一笔记本型计算机，电子装置120将显示单元121前的操 作空间200分为一触控区域210及一手势区域220,其中触控区域210及手势区域220之间 是由一虚拟触控平面（virtualtouchplane) 230所分隔。除此之外，影像揃取单元110所 检测的区域范围及视角（fieldofview)可事先调整，意即由影像揃取单元110往外延展的 射线250及260之间的区域，其中该区域包括虚拟触控平面230,且射线260的位置最远可 涵盖显示单元121的表面，意即操作空间200可包含显示单元121的表面。例如使用者的 手掌在电子装置120的键盘122上进行操作时，此时可事先设定影像揃取单元110所检测 的区域W避免检测到使用者的手部而造成误判。
[0026] 更进一步而言，电子装置120分析来自影像揃取单元的检测信号，藉W取得使用 者的手部位置。在一实施例中，处理单元120手势动作可再分为手掌动作及手指动作。当 手部位置位于手势区域220时，电子装置120即会将使用者的手部动作均视为手掌的手势 动作，且使用者可通过手势来操控电子装置100。举例来说，利用手势挥动进行换页、浏览、 旋转等动作。若电子装置120为电视时，使用者可利用手势挥动操控屏幕的切换频道/切换 功能首页/音量调整等功能。若使用者的手部由手势区域220进入触控区域210时，即表 示使用者的手部已超过该虚拟触控平面230,电子装置120则进一步检测使用者的手指部 位的移动。举例来说，电子装置120预先将虚拟触控平面中的一特定区域映射至其显示单 元121的整个显示区域，意即在该特定区域中的不同位置在显示单元121中均有一相应的 位置。当使用者的手指由手势区域220穿过该虚拟触控平面230而进入触控区域210时，电 子装置120则判断使用者欲进行触控操作，意即使用者可通过手指点击虚拟触控平面（例 如在位置A)，电子装置120则会在显示单元121中的位置B产生相应于该位置A的触控信 号。接着，电子装置120还依据该触控信号进行相应的操作。
[0027] 图3A- 3H是显示依据本发明不同实施例中的电子装置120及影像揃取单元110 的位置的示意图。本发明可视电子装置120的类型及结构的不同而安装影像揃取单元110 于不同的位置W检测使用者的手部，在图3A- 3E中，影像揃取单元110可通过一数据总线 (例如USB接口）而连接至电子装置120。举例来说，如图3A所示，当电子装置120为一笔 记本型计算机，影像揃取单元110可安装于笔记本型计算机底座上与显示单元121的连接 处的两侧。如图3B所示，当电子装置120为一桌上型计算机或游戏主机，其显示单元121 往往可置于较远的位置，此时，影像揃取单元110可安装于电子装置120的键盘122 (或是 游戏主机）的两侧，其中键盘122亦通过通用序列总线Universalserialbus,USB)接口 而禪接至电子装置120。
[0028] 在一实施例中，如图3C所示，当电子装置为一电视或显示器时，影像揃取单元110 可安装于电视屏幕的角落，例如是左下角及右下角。如图3D、图3E及图3F所示，影像揃取 单元亦可安装于左上角及右上角、左上角及左下角、右上角及右下角，使用者可视实际需求 调整影像揃取单元的安装置位。除此之外，在一些实施例中，本发明的影像揃取单元110的 数量可不限于两个，可使用两个或W上的影像揃取单元110W检测使用者的手势。例如图 3G所示，影像揃取单元110可安装于电子装置120的显示单元121的左下角、右下角及下 方。例如图3H所示，影像揃取单元110可同时安装于电子装置120的显示单元的右上角、 右下角、左上角及左下角。
[0029] 图4A及4B是显示依据本发明一实施例中使用影像揃取单元进行位置校正的示意 图。图5是显示依据本发明一实施例中的空间校正方法的流程图。请同时参考图4A、4B及 图5。在步骤S510,电子装置120预先在使用者的操作空间400中设定数个H维空间坐标 点，例如将在操作空间400中的不同平面的化N个矩阵点设定为校正点。举例来说，对于在 右侧的影像揃取单元110而言，其校正点是设定在操作空间的左侧的平面410及420上。对 于在左侧的影像揃取单元110而言，其校正点是设定在操作空间的右侧的平面430及420 上。在步骤S520,