[发明专利]自然交互的交互真实性增强

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年7月20日提交的美国临时申请第61/365788号的权益，该美国临时申请据此以引用方式并入。

背景技术

1.发明领域

本发明大体上涉及自然交互系统，特别地涉及自适应真实性增强和三维输入接口。

2.相关技术的描述

自然的用户界面在娱乐界和计算机产业中蓄势待发，手势控制正在补充和替代更传统和不太自然的界面，如：键盘、鼠标、游戏控制器和远程控制。然而，用户交互仍然继续大量涉及电脑显示器，从而限制了这类界面使用的适用性和易用性。有些手势控制依赖光学三维映射。

各种方法在光学三维映射技术中很著名，例如，通过处理对象的光学图像生成对象表面的三维轮廓。这种轮廓也被称为深度图或深度图像，三维映射也称被称为深度映射。

有些方法是基于将一个激光散斑图投影到对象上，然后再分析对象上的散斑图的图像。例如，PCT国际公布文件WO 2007/043036，其内容在此以引入方式并入，其描述了用于对象重建的系统和方法，其中，相干光源和随机散斑图的发生器在对象上投影相干的随机散斑图。成像单元检测照明区的光反应，并生成图像数据。对象图像中的散斑图相对于与图样的参照图像的移动被用于对象的3-D地图的实时重建。其他使用散斑图进行3-D映射的方法，在例如PCT国际公布文件WO 2007/105205的文件中有详细描述，其公开内容在此以引入方式并入。

发明内容

在某些实施例中，本发明旨在提供一种改进的内容投影设备，该设备能够察觉到其视野内的对象，辨别出该对象适合于在其上投影内容。通过控制投影内容的比例、失真和焦点以及改变投影内容本身，投影设备可适应对象的几何形状和特性。此外或可选地，投影设备可根据观看者和投影内容的关系调整投影内容，例如，其注视向量、到投影内容表面的距离，以及其他类似的参数。用于分析投影的几何形状的2D和3D输入设备也可用于与投影内容进行交互。

根据本发明公开的实施例，提供了用于投影内容的方法和装置，例如，输入设备接口，使用三维输入设备作为确定用作该内容投影的基底的最佳对象的手段。

根据本发明的实施例，提供一种数据处理装置，包括用于获取场景的传感元件，包括二维摄像机和三维摄像机，与三维摄像机和二维摄像机相连的处理器，以及该处理器被编程以使用该三维摄像机的输出生成场景的深度图，以及将深度图与通过由二维摄像机捕获的二维图像相协调，从而识别场景中的满足在其上投影图像的预定标准的三维对象，以及内容投影仪，其用于响应于处理器的指示在三维对象上建立投影图像。

根据该装置的一方面，协调深度图包括识别三维对象关于参考坐标系的具有6个自由度的位置，其中所述内容投影仪可操作以用于补偿三维对象的比例、俯仰、横摆和角位移。

根据装置的另一方面，协调深度图包括参考三维对象定义的数据库和将三维对象与数据库中的定义比较。

设备的一个方面包括可佩戴的监控器，其中所述内容投影仪可操作以在可佩戴的监控器或虚拟空间中建立投影图像作为虚拟图像，如虚拟映像。传感元件、处理器和内容投影仪可并入可佩戴的监控器中。

根据装置的另一方面，内容投影仪可操作以在虚拟表面上建立投影图像，供用户交互使用。

根据装置的另一方面，处理器可操作以响应于手势来控制计算机应用，其中投影图像包括用于控制计算机应用的用户界面。

根据装置的一方面，投影图像包括文字内容。

本发明的其他实施例提供了执行上述装置的功能的方法。

附图简述

为更好地理解本发明，参考本发明的详细描述，其通过举例的方式，可结合附图阅读详细描述，其中相同的元件被给出相同的参考数字，其中：

图1为交互式三维视频显示系统的示意性立体图，其根据本发明公开的实施例构建和操作；

图2为图1所示系统的方框图，其根据本发明的实施例构建和操作；

图3为方框图，其示出了示例的处理设备的一部分的功能元件，其根据本发明的实施例构建和操作；

图4为根据本发明的实施例，识别场景中的三维对象的示例性流程图；

图5示出了根据本发明的实施例的投影到虚拟表面上的移动设备的屏幕；以及

图6示出了根据本发明的实施例的交互式三维视频显示系统，该系统包括可佩戴的监控器。

发明的详细描述