专利名称：：交互式投影系统及方法
技术领域：
：本发明视频投影领域，更具体地，涉及交互式投影系统以及交互式投影方法。
背景技术：
：传统的投影系统包括计算机以及投影仪，投影仪与计算机连接用于将计算器输出的视频信号投影到屏幕。这种传统的投影系统的缺陷在于，在投影过程中不能对投影的内容进行标注、修改等操作，缺乏交互性。为了实现交互性，一种解决方案是采用昂贵的感应屏作为屏幕。这种感应屏设置有很多传感器(例如压力传感器或者电容传感器)，这些传感器用于检测用户在感应屏上的操作，并将检测结果反馈到计算机。计算机根据该检测结果进行对应的可视化处理，然后将可视化的内容投影到屏幕。这种改进的投影系统能够进行一定的交互处理，但是，这种投影系统造价高，结构复杂，不具备便携性。因此，亟需一种低成本的交互式投影系统。
发明内容为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种低成本的交互式投影系统。该交互式投影系统包括视频处理装置和投影装置，所述投影装置接收所述视频处理装置输出的视频信息并将所述视频信息投影到投影区域，其特征在于，还包括交互信息产生装置，用于产生交互信息；交互信息接收模块，用于接收所述交互信息产生装置产生的交互信息；交互信息处理模块，所述交互信息处理模块与所述交互信息接收模块连接，用于处理所述交互信息接收模块提供的交互信息；交互信息处理模块还与所述视频处理装置连接，以将处理结果输出给所述视频处理装置。优选地，所述交互信息产生装置为能够发出红外信号的装置；所述交互信息接收模块包括红外光感应器。优选地，所述红外信号的波长范围是850纳米至950纳米，或者是860纳米至880纳米。优选地，所述交互信息接收模块还包括红外带通滤光器，所述红外光感应器感应穿过所述红外带通滤光器的红外信号。优选地，所述交互装置包括外壳、安装到外壳内的电池和发光二极管，所述发光二极管在通电时发出红外信号。优选地，，所述交互信息处理模块和所述视频处理装置在计算机中运行，所述交互信息接收模块安装到所述投计算机中。优选地，所述投影装置包括发光二极管作为投影光源。优选地，所述交互信息处理模块包括校准单元，所述校准单元根据预设的校准点定义出有效的交互区域，所述交互区域位于所述投影区域内。本发明的另一个目的，提供一种低成本的交互式投影方法。该交互式投影方法包括通过投影装置将视频信息投影到投影区域；其特征在于，还包括以下步骤通过交互信息产生装置在所述投影区域内产生交互信息；通过交互信息接收模块接收所述交互信息；通过交互信息处理模块处理所述接收的交互信息；通过所述投影装置将所述交互信息处理模块的处理结果投影到所述投影区域。优选地，所述方法还包括校准过程，所述校准过程包括以下步骤在投影区域投影出至少四个校准点；分别在所至少述四个校准点产生交互信息；根据所述交互信息确定所述至少四个校准点的坐标，并根据所述至少四个校准点的坐标确定有效的交互区域。优选地，所述“通过交互信息处理模块处理所述接收的交互信息”步骤还包括判断所接收的交互信息是否产生于所述交互区域，如果是，就处理所述交互信息并将处理后的交互信息投影到所述投影区域，否则，丢弃所述交互信息。实施本发明的实施例，可以在普通的银幕甚至的普通的墙壁上进行投影，并能够在投影过程中实现交互。这种交互式投影系统不需要使用昂贵的专用屏幕，降低了成本。图1是本发明的交互式投影系统的架构示意图；图2是本发明一个实施例的交互式投影系统的示意图；图3是本发明一个实施例提供的交互式投影方法的流程图。具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。图1是本发明的交互式投影系统的架构示意图。参考图1，该交互式投影系统包括视频处理装置11、投影装置12、交互信息产生装置14、交互信息接收模块15以及交互信息处理模块16。其中，视频处理装置11用于视频处理，然后向投影装置12输出用于投影的视频信号。投影装置12与视频处理装置11连接，接收视频处理装置11输出的视频信息，并将视频信息投影到投影区域13。投影装置12优选采用发光二极管作为投影光源，以降低投影装置11的能耗。投影区域13可以是普通的银幕，甚至可以是平坦的墙壁。交互信息产生装置14供用户使用，用于产生交互信息，尤其是在投影区域13上产生交互信息，该交互信息优选地通过红外光波传输。交互信息接收模块15用于接收交互信息产生装置14产生的交互信息。交互信息处理模块16与交互信息接收模块15连接，用于处理交互信息接收模块15所接收到的交互信息。交互信息处理模块16与交互信息接收模块15的连接方式可以是有线的例如USB(通用串行总线)，也可以是无线的例如蓝牙或者WiFi(无线保真)。此外，交互信息处理模块16还与视频处理装置11连接，以将处理结果输出给视频处理装置11，并通过投影装置12投影到投影区域13，从而实现投影过程中的交互。图2是本发明一个实施例提供的交互式投影系统的示意图。参考图1和图2，本实施例中，视频处理装置11和交互信息处理模块16在计算机中实现。交互信息接收模块15也安装到计算机，即，交互信息接收模块15可以固定到计算机，也可以通过有关的信号通过VGA(视频图形阵列)接口、S端子或者HDMI(高清晰度多媒体介面)接口与计算机连接。在本说明书和权利要求书中，计算机泛指具有数据处理能力的电子设备，包括但不限于桌面式计算机(desktopcomputer)、便携式计算机(laptop)、平板式计算机(tabletcomputer)例如苹果公司的iPad等。交互信息产生装置14为能够发出红外信号的装置，该装置做成笔的形状(本说明书中称之为“红外笔”)，以便于用户使用。交互信息接收模块15包括红外光感应器和红外带通滤光器。其中，红外带通滤光器过滤掉红外笔以外的物品发出的红外光，从而只容许红外笔的红外光穿过。红外光感应器则用来感应穿过红外带通滤光器的红外信号，换言之，红外光感应器仅仅感应红外笔的信号，从而提高了交互的准确性。本实施例中，红外光感应器为红外CMOS传感器，交互信息接收模块15集成到投影装置12中。但是，本发明不局限于这种情况。例如，交互信息接收模块15可以集成到计算机11中，红外光感应器可以采用红外C⑶传感器。实施本发明，使用一个CMOS传感器或者CCD传感器就足够了。优选地，红外笔的红外信号的波长范围是850纳米(nm)至950纳米；更为优选地，红外笔的波长范围是860纳米至880纳米。这种范围的红外信号具有较远的传播距离，以便于交互信息接收模块15接收该红外信号。在本发明的一个实施例中，红外笔的红外信号的波长是870纳米，这种情况下，红外笔在距离红外CMOS传感器1.6米至2.6米的范围内产生的红外信号，都能够被CMOS传感器接收到。本发明一个实施例中采用的红外笔包括外壳、安装到外壳内的电池、发光二极管以及弹力开关。弹力开关的一个动触点与红外笔的笔尖连接，当用户使用笔尖在投影区域13点击或者书写时，弹力开关受到挤压从而导通发光二极管，发光二极管导通时发出红外信号。该红外信号被交互信息接收模块15接收，并被交互信息处理模块16处理。本发明的一个替换实施例中，弹力开关为按钮的形式，用户用手指按下该按钮时，发光二极管导通，这种替换的红外笔不需要用户使用笔尖去挤压投影区域也可以发出红外光。在本发明的另外一个实施例中，弹性开关既可以由笔尖空间，也可以由按钮控制，这种方式下，用户用笔尖按压投影区域时会导通发光二极管，用户也可以通过手指按压按钮来导通发光二极管。本发明的一个优选实施例中，交互信息处理模块16采用软件来实现，运行在计算机中。交互信息处理模块16还包括一个校准单元，用于在投影前或者投影过程中进行校准。校准的主要过程如下所述首先，校准单元通过投影装置12在投影区域投影出若干校准点。优选地，校准点的数量为四个，这四个校准点位于投影区域的四个角落；接着，用户使用红外笔依次点击各个校准点，从而在各个校准点产生交互信息(发生红外信号)。该交互信号被红外传感器手机后，传输到计算机中；校准单元根据该交互信息确定各个校准点的坐标，并根据这些校准点的坐标确定有效的交互区域。可见，交互区域可以等同于投影区域，也可以比投影区域略小。交互区域的一个作用是判断投影过程中哪些交互信息是有效的，哪些交互信息是无效的。例如，如果所接收的交互信息是在交互区域内产生的，就视为有效的，该交互式投影系统将对该交互信息进行后续处理。反之，如果所接收的交互信息时在交互区域以外产生的，就视为无效的，可以直接丢弃该交互信息，从而提高了交互的准确度，并减轻了计算机的处理量。下面结合图3来阐述本发明的交互式投影系统的工作过程。开始步骤100之后，在步骤101中，计算机内的软件检测是否连接了已准备就绪的投影装置。如果尚未连接，或者所连接的投影装置尚未准备就绪，计算机就重新检测，或者周期性地重新检测。如果所连接的投影装置已经准备就绪，流程进入步骤102。步骤102中，判断用户是否触发了校准命令，例如，判断用户是否按下了投影装置的校准按钮，或者是否按下了计算机软件的校准按钮。如果用户没有触发校准命令，流程进入步骤104；否则，流程先进入步骤103，进行校准，然后再进入步骤104。上面已经阐述了校准过程，不再赘述。步骤104中，计算机内的软件判断是否接收到了交互数据。如果接收到了交互数据，流程进入步骤105；否则，流程进入步骤108。步骤105中，计算机内的软件从CMOS传感器中获取该交互数据的坐标(即，红外笔产生该交互数据时的位置)。然后，流程进入步骤106。步骤106中，根据校准设定进行有关的处理，例如变形处理(warping)。然后，流程进入步骤107。步骤107中，在上述换行处理之后，在对应的位置模拟鼠标按下。例如，在应用画笔的情况下，模拟鼠标按下之后，将在对应位置留下痕迹。然后，流程返回到步骤102，开始新的循环。在上述步骤104中，如果计算机软件判断没有接收到交互数据，那么，流程将进入步骤108。步骤108中，计算机软件判断鼠标是否处于“按下”的状态，如果是，流程进入步骤109，否则流程将返回步骤102，开始新的循环。步骤109，释放鼠标，使鼠标不在处于按下的状态。然后，流程返回步骤102，开始新的循环。如上所述，当用户使用红外笔在投影区域的某个位置点击时，计算机内的软件也将会在对应的位置模拟鼠标点击(在步骤107中按下鼠标，在步骤109中释放鼠标)。在一个实施例中，计算机内显示的画面上具有画笔工具，鼠标被模拟点击时将在对应的位置留下痕迹，从而可视化地反映红外笔的点击，该可视化的结果随后通过投影装置投影到投影区域(或者交互区域)，从而实现了交互过程。当用户使用红外笔在投影区域书写或者绘制线条时，计算机内的软件将连续地在对应位置模拟鼠标按下，并最终将红外笔的运动轨迹可视化(例如，使用画笔来再现红外笔的运动轨迹)，然后通过投影装置将该运动轨迹投影到投影区域(或者交互区域)，从而实现交换过程。如上所述，实施本发明，不需要使用昂贵的专用屏幕就能够实现交互式的投影。本发明的交互式投影系统具有便于携带、便于移动、成本低、操作简便的优点。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。权利要求一种交互式投影系统，包括视频处理装置(11)和投影装置(12)，所述投影装置(12)接收所述视频处理装置(11)输出的视频信息并将所述视频信息投影到投影区域(13)，其特征在于，还包括交互信息产生装置(14)，用于产生交互信息；交互信息接收模块(15)，用于接收所述交互信息产生装置(14)产生的交互信息；交互信息处理模块(16)，其与所述交互信息接收模块(15)连接，用于处理所述交互信息接收模块(15)接收的交互信息；所述交互信息处理模块(16)还与所述视频处理装置(11)连接，以将处理结果输出给所述视频处理装置(11)。2.根据权利要求1所述的交互式投影系统，其特征在于，所述交互信息产生装置(14)为能够发出红外信号的装置；所述交互信息接收模块(15)包括红外光感应器。3.根据权利要求2所述的交互式投影系统，其特征在于，所述红外信号的波长范围是850纳米至950纳米，或者是860纳米至880纳米。4.根据权利要求2所述的交互式投影系统，其特征在于，所述交互信息接收模块(15)还包括红外带通滤光器，所述红外光感应器感应穿过所述红外带通滤光器的红外信号。5.根据权利要求2所述的交互式投影系统，所述交互装置(14)包括外壳、安装到外壳内的电池和发光二极管，所述发光二极管在通电时发出红外信号。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的交互式投影系统，其特征在于，所述交互信息处理模块(16)和所述视频处理装置(11)在计算机中运行，所述交互信息接收模块(15)安装到所述计算机中。7.根据权利要求6所述的交互式投影系统，其特征在于，所述投影装置包括发光二极管作为投影光源。8.根据权利要求6所述的交互式投影系统，其特征在于，所述交互信息处理模块包括校准单元，所述校准单元根据预设的校准点确定有效的交互区域，所述交互区域位于所述投影区域(13)内。9.一种交互式投影方法，包括通过投影装置将视频信息投影到投影区域；其特征在于，所述方法还包括以下步骤通过交互信息产生装置在所述投影区域内产生交互信息；通过交互信息接收模块接收所述交互信息；通过交互信息处理模块处理所述接收的交互信息；通过所述投影装置将所述交互信息处理模块的处理结果投影到所述投影区域。10.根据权利要求9所述的交互式投影方法，其特征在于，还包括校准过程，所述校准过程包括以下步骤在投影区域投影出至少四个校准点；分别在所至少述四个校准点产生交互信息；根据所述交互信息确定所述至少四个校准点的坐标，并根据所述至少四个校准点的坐标确定有效的交互区域。11.根据权利要求10所述的交互式投影方法，其特征在于，所述“通过交互信息处理模块处理所述接收的交互信息”步骤还包括判断所接收的交互信息是否产生于所述交互区域，如果是，就处理所述交互信息并将处理后的交互信息投影到所述投影区域，否则，丢弃所述交互信息。全文摘要本发明公开了一种交互式投影系统及方法。该投影系统包括视频处理装置(11)和投影装置(12)，投影装置(12)接收视频处理装置(11)输出的视频信息并将所述视频信息投影到投影区域(13)。该投影系统还包括交互信息产生装置(14)用于产生交互信息；交互信息接收模块(15)用于接收所述交互信息产生装置(14)产生的交互信息；交互信息处理模块(16)，所述交互信息处理模块(16)与所述交互信息接收模块(15)连接用于处理所述交互信息接收模块(15)提供的交互信息。交互信息处理模块(16)还与所述视频处理装置(11)连接，以将处理结果输出给所述视频处理装置(11)。这种交互式投影系统不需要昂贵的专用屏幕，具有成本低、便于携带的优点。文档编号G06F3/033GK101923406SQ20101024884公开日2010年12月22日申请日期2010年7月29日优先权日2010年7月29日发明者陈志伟申请人:信佳数码科技有限公司