用于与用户交互作用的图形用户接口，系统，方法和计算机程序的制作方法

专利名称：用于与用户交互作用的图形用户接口，系统，方法和计算机程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于和用户交互作用的包括交互作用区域的图形用户接口，所述图形用户接口被安排为在交互作用区域内定位光标。
本发明还涉及包括可定制设备以及图形用户接口的系统。
本发明还涉及用于定义精确(precision)交互作用点的方法。
本发明还涉及用于在显示装置上定位可移动光标的计算机程序。
背景技术：
从US 5872559中获得如在开始段落中所述的图形用户接口的实施例。该已知的图形用户接口包括交互作用区域，类似于适当的触摸屏的触摸板，被安排为允许和用户进行交互作用。为了这样的交互作用目的，用户必须将适当的指向装置放置在触摸板的区域上，从而启动图形用户接口的预编程响应。在该已知的图形用户接口的特定实施例中，触摸板被配置为跟随指向装置的移动，其中指向装置是用户的手指。为此目的，首先安排和该已知图形用户接口相关联的计算机的合适操作系统，以检测在用户移动的手指下的触摸屏像素坐标，并响应此而重新定义触摸板的新区域，这是在触摸屏上在手指的新位置上手指下的触摸屏区域。用户手指的区域实际上是具有增大尺寸的光标。当定义新的触摸板时，用户可以通过将手指基本上完全放置在触摸板的区域上来与图形用户接口交互作用。
该已知的图形用户接口的缺点是为了允许和用户的交互作用，该图形用户接口要求触摸屏上的像素区域被指向装置激活。在选择手指作为指向装置的情况中，由于得到的光标的大区域，导致屏幕上最大可能的可启动项(目)的数目减少。并且，在使用手指启动项目时，手指妨碍屏幕信息的查看，因而导致可能不正确放置交互作用点。这个问题对于绘图应用是特别明显的。

发明内容
本发明的目的是提供一种图形用户接口，借此允许用户利用高精度来定位交互作用点。
为此，在根据本发明的图形用户接口中，为了允许所述定位，给光标分配精确交互作用点，所述精确交互作用点被定义在用户可定义的静止交互作用点和用户可定义的可移动交互作用点之间的距离的预置小部分(fraction)上。
本发明的技术措施是基于这样的见识，即，有可能创建一种指向系统，其中光标或指向装置的实际尺寸和设置在屏幕上的光标的操作无关。因此，定义屏幕上的两个点及其之间的距离的小部分就足够了，在这些点上将放置精确交互作用点。因为第二点是可移动的，因此在哪里设置第一交互作用点也不是重要的，因为得到的精确交互作用点的位置能容易地通过适当地重新定位可移动的交互作用点来交互地以及实时地进行校正。有利地，将在那设置精确交互作用点的目标区域不被静止的和可移动的交互作用点阻碍。选择哪一指向装置用于和图形用户接口交互作用也是不重要的。对于小的光标，类似于常规的箭头或十字交叉，对应于得到的光标的屏幕位置的像素位置可被指定到箭头的顶部或图形的几何中心或和屏幕上光标表示相关的任一其他坐标。利用根据本发明的图形用户接口，放置甚至小型光标例如常规箭头的精确度也显著增加，因为用户不必观察箭头的顶部并且然后将其指向他希望选择的目标，将光标放置在接近瞄准目标的某个地方或屏幕区域就足够了。对于具有足够尺寸的光标，例如触摸屏的指尖，定义对应于例如指尖区域中心的单个参考向素就足够了。其他的定义纯粹光标位置的可能性位于本领域普通技术人员的技术技能范围内，并且也被考虑。根据本发明的图形用户接口特别有利于使用触摸屏和具有显著尺寸的光标例如手指、笔、光束等的应用，因为光标不阻挡用户正与之交互的屏幕区域。对于小屏幕，例如包括个人计算机、移动电话以及电子备忘录等的移动电子设备的屏幕，这是特别有利的。对于通常提供有显著尺寸显示器的固定设备，能够增加将被放置在这样的显示器的交互作用区域内的可选择项的数量，因为能利用放置在该项的区域上某处的单个像素来选择该项。该项可以是触摸板、城市地图上的目标、微型图标等。该项也可以是构思为由用户编辑的图像的一部分，例如被安排用于画出某区域或用于放置参考点的图像等。使用根据本发明的图形用户接口有利地改进了处理这些特征的精确度。设置固定的交互作用点与可移动的交互作用点之间距离的小部分的各种可能性是有可能的。有可能将小部分设定为小于1(unity)的数值，在此情形中，将在静止的交互作用点和可移动的交互作用点之间定位精确交互作用点。在这个实施例中，有可能在0，5距离上定义该小部分，从而确保精确交互作用点正好位于中间。这个设定对于选择操作是有利的，用户借此将静止交互作用点设定在他希望选择的目标的附近，并且然后将可移动交互作用点放在该目标的对面。这个特征对于具有较少像素的目标是特别有用的。对于制图操作，将小部分设定为远远小于1，例如0,1数量级，这可能是有利的。所得到的精确交互作用点将靠近被用作第一推测(guess)的静止交互作用点。可选地，还可能将小部分设定为大于1的数。在此情形中，精确交互作用点将位于连接两个用户定义的交互作用点的线之外。必须注意，可选地，精确交互作用点可以位于连接静止交互作用点以及可移动交互作用点的线之外。在此情形中，例如，使用额外的参考目标，精确交互作用点的位置被定义为参考目标和与连接静止交互作用点与可移动交互作用点的线垂直的线之间的交叉点。
在根据本发明的图形用户接口的一个实施例中，在可移动交互作用点的操纵期间，向用户连续显示精确交互作用点的实际位置。必须注意，为了实施本发明，理论上向用户先验公开距离的小部分就足够了，然后该小部分用于在单个步骤中设定精确交互作用点。然而，在某些应用中，例如制图，有利的是允许连续查看精确交互作用点的放置，从而允许实时校正这个定位。在用户对精确交互作用点的放置不满意的情形中，用户能位移可移动交互作用点，从而将精确交互作用点的位置重新定义，直至其满意。
在根据本发明的图形用户接口的又一实施例中，该图形用户接口进一步被安排为显示图像，并允许通过多个相互连接的精确交互作用点来定义图像区域内的轮廓(contour)。根据本发明的图形用户接口的当前实施例特别适用于处理医疗数据的领域，其需要利用高精确度绘制感兴趣的区域，例如，病人的图像。具体地，当内部操作地执行这样的绘图时，不会由于操作者必须要带的消毒手套引起的手指灵敏度降低而降低感兴趣区域的定义的质量。
在根据本发明的图形用户接口的另一实施例中，多个精确交互作用点是可定义的，该图形用户接口进一步被安排为允许在至少两个精确交互作用点之间的几何测量。已经发现，对于目标在于对图像执行高精确测平测量的应用，提供精确交互作用点是特别有利的。各种测平测量是正视的，包括但不限于利用精确交互作用点定义的目标之间的距离、角度、匹配因素等。对于对图像数据执行测量以便预操作分析，例如移植物的规划，这个特征是特别有利的。
在根据本发明的系统中，根据使用精确交互作用点执行的选择，定制设备的设置。在计算机辅助控制的领域中，各种可定制系统是已知的。有利地，给根据本发明的系统提供图形用户接口，该接口被安排为使用精确交互作用点来定位光标，包括如上面参考图形用户接口所述的利用精确交互作用点操作的所有优点。
在根据本发明的系统的一个实施例中，可定制设备包括辐射发射器，其包括控制装置，被安排为根据控制装置的设置来确定发射的辐射的空间范围，其中所述设置可利用图像数据上使用多个相互连接的精确交互作用点定义的轮廓来定义，所述图像数据在图形用户接口上提供。
被安排为根据图像数据上绘制的轮廓定义发射的辐射的空间范围的系统的实施例从同一申请人的US 2002/0051516 A1中获知，其中考虑X射线设备。已知的X射线设备被安排为设定准直仪，其根据使用显示实际传输图像的图形用户接口绘出的感兴趣区域来定义得到的X射线束。在将屏蔽图像上的某些区域时，操作员在实际图像上绘制轮廓，已知X射线设备的控制装置被安排为使用预定义算法根据绘制的感兴趣区域推导出准直仪设置。已知的可定制设备的问题在于，准直仪设置的准确度不可避免地取决于轮廓绘制的准确度。在根据内部操作设置绘制轮廓的情形中，准确度大大降低，因为操作员通常带着消毒手套，并且触摸屏利用一层无菌塑料来保护。当使用手绘制时，得到的光标放置的准确度由于指向装置(手套内的手指或盖中的笔)和触摸屏之间存在至少两层材料的事实而降低。此外，指向装置阻挡了正好在其下方的图像区域，降低了放置光标的准确度。
根据本发明的技术措施，减轻了现有技术的所有这些缺点，因为能根据精确交互作用点来放置光标，其优点已经在前面参考图形用户接口进行了解释。
根据本发明的定义精确交互作用点的方法包括以下步骤-提供显示装置，其被安排为显示可移动光标；-使用可移动光标在显示装置上定义第一交互作用点；-计算对应于第一交互作用点的第一像素位置；-使用可移动光标在显示装置上定义第二交互作用点；-计算对应于第二交互作用点的第二像素位置；-从第一像素位置和第二像素位置中，计算精确交互作用点的像素位置；-在计算的像素位置上，显示该精确交互作用点。
根据本发明的计算机程序包含指令，用于-在显示装置上操作可移动光标；-计算对应于第一交互作用点的第一像素位置，其中第一交互作用点使用可移动光标在显示装置上是可定义的；-计算对应于第二交互作用点的第二像素位置，其中第二交互作用点使用可移动光标在显示装置上是可定义的；-从第一像素位置和第二像素位置中，计算用于光标的精确像素位置；-将光标定位在该精确像素位置上。
已经发现提供专用的计算机程序是有利的，该计算机程序被安排为使用精确像素位置在显示装置上定位可移动光标。根据本发明的计算机程序可被装载到适当的计算机装置中，作为常规的光标定位软件的升级。优选地，根据本发明的计算机程序被存储在便携式媒体例如CD-ROM上。可选地，根据本发明的计算机程序可以从互联网站点中下载。


将参考附图进一步详细讨论本发明的这些和其他方面，其中相同的参考标记表示相同的项目。
图1显示了根据本发明的图形用户接口的示意图。
图2a以示意方式显示了放置精确交互作用点的第一实施例。
图2b以示意方式显示了放置精确交互作用点的第二实施例。
图2c以示意方式显示了放置精确交互作用点的第三实施例。
图2d以示意方式显示了放置精确交互作用点的第三实施例。
图3以示意方式显示了利用根据本发明的图形用户接口的绘图应用的一个实施例。
图4以示意方式显示了根据本发明的系统的一个实施例。
具体实施例方式
图1显示了根据本发明的图形用户接口的示意图。图形用户接口9是适当的计算机程序，其被安排为允许和用户交互作用。该计算机程序优选地作为可执行代码存储在可由处理器6访问的数据库8内。图形用户接口9可以在适当的显示装置3上被显现。适当的显示装置的一个例子是监视器或触摸屏。有利地，给图形用户接口9提供类型5a的可启动项，这些显示在交互窗口5中。必须注意，类型5a的项的绝对尺寸可以小到几个像素。项5a被安排为启动处理器6的某种功能，例如，运行对应于处理器的某个预编程功能的计算机代码。本领域技术人员将意识到，有可能实现多种功能而不背离本发明。为了允许和用户交互，给图形用户接口9提供可移动光标(未示出)，其由用户操纵，以启动期望的项。因为根据本发明的图形用户接口内光标的定位可使用精确交互作用点来启动，所以项5a的绝对尺寸可被最小化，从而允许在屏幕上呈现尽可能多的项5a。另外，图形用户接口9还包括图形窗口7，允许用户在其中画出目标7a。根据本发明，绘图操作也是使用精确交互作用点来执行，从而增加了绘图操作的准确度。设定精确交互作用点的过程将在下面参考图2a-2d进行更详细讨论。为了操纵光标，给图形用户接口能够被提供光标定位装置，例如常规的鼠标装置4或键盘2。在显示装置3是触摸屏的情况中，用户可以使用特殊的指向装置(未示出)或他/她的手指来定位光标。由于根据精确交互作用点设置最后的光标位置的事实，所以允许用户利用高精度设置光标，从而目标区域不会被指向装置或被手指阻挡。
图2a以示意方式显示了放置精确交互作用点的第一实施例。为此目的，显示了使用指尖操作的触摸屏的例子。图形用户接口9允许用户使用用户可定义的静止交互作用点11和用户可定义的可移动交互作用点13来设定精确交互作用点17，该精确交互作用点被设定在穿过静止交互作用点11和可移动交互作用点13的线15上的这些点11、13之间距离b的预定小部分a上。因此，将指尖的实际区域降低到单个像素光标，从而提高了定位准确度。优选地，点11，13在设定精确交互作用点17的过程中被指示给用户，还指示用于视觉反馈的精确交互作用点17的实际位置。在用户对精确交互作用点17的当前位置不满意时，他进一步移动可移动交互作用点13，从而重新定位精确交互作用点，直至他满意。通常，为了用户方便，小部分的值被设定为0,5，在点11，13的中间产生精确交互作用点。可选地，该小部分可被设定为低于0,5的值，从而将精确交互作用点17定位为更靠近静止交互作用点11。还是可选地，小部分可被设定为大于0,5但小于1,0的值，从而将精确交互作用点定位于更靠近可移动交互作用点13。
图2b以示意方式显示了放置精确交互作用点的第二实施例。在根据本发明的图形用户接口9b的这个特定实施例中，小部分的值被设定为大于1的值，从而导致精确交互作用点17放置在静止交互作用点11和可移动交互作用点13之间的线15之外。
图2c以示意方式显示了放置精确交互作用点的第三实施例。该例中的图形用户接口9c包括触敏区域9c”以及非触敏区域9c’。通过将小部分的值设定为大于1的值，例如2-5之间的值，优选地，2,5，有可能在触敏区域之外播种精确交互作用点。根据这个特征，有可能到达在图形用户接口的非触敏区域中定位的可选目标O。因为触敏区域的提供需要复杂的技术，因此增加了这样的屏幕的价格，根据本实施例的技术措施，有可能最小化屏幕上触敏区域的必要数目，但仍然有可能在图形用户接口上的任何位置看见交互作用点。
图2d以示意方式显示了放置精确交互作用点的第三实施例。在这种情况中，精确交互作用点17的位置由预定义的曲线L3和垂直于静止交互作用点11与可移动交互作用点13之间的线15延伸的小部分线c之间的交叉点来定义。该实施例特别有利地应用于绘图应用，从而需要在曲线上例如在血管V的中间线上播种交互作用点。在此情况中，优选地，使用适当的分段技术来定义血管V的中间线L3。在该实施例中，首先在血管上的某处定位静止交互作用点11。然后，定位可移动交互作用点13，在小部分线c和参考线L3之间的交叉点上几何获得最终得到的精确交互作用点。优选地，在放置精确交互作用点17之前，图形用户接口将其当前位置反馈给用户。如果必要的话，用户能重新定位精确交互作用点。
图3以示意方式显示了具有根据本发明的图形用户接口的绘图应用的一个实施例。同样，对于其中用户使用其手指21工作、和触摸屏交互的情形，表示了这个实施示例。绘图应用的一个例子是编辑图像，例如医学图像7a。包括但不限于技术制图或编辑数字照片的适当的制图应用的其他实施例也被考虑。对于医学图像7a，可能期望画出目标区域或探查的器官的轮廓。在该示例中，使用血管18。为了画出血管18的排列，用户首先使用其手指21安排静止交互作用点11。将屏幕像素分配到交互作用点的过程本身是已知的，并在此将不详细说明。接下来，只要用户定义了可移动交互作用点13，就给用户显示精确交互作用点17。在该例中，为了清楚起见，放大了精确交互作用点的图形表示。因此，该图形表示可以包括交叉线17a，用于指示对应于精确交互作用点的实际位置的像素位置给用户。在用户对精确交互作用点的当前位置不满意的情况中，用户可以重新定位手指21，直到他满意为止。实时更新精确交互作用点的对应位置。当利用精确交互作用点操作时，有可能利用高精确度对准结构。这样的结构的一个例子利用血管壁19的图来给出。当在图形窗口7内定义多个精确交互作用点17时，进一步有可能使用这些点来执行测平测量。得到的测量结果具有增加的准确度。在该示例中，使用对准线19，显示血管18的直径的测量23。
图4以示意方式显示了根据本发明的系统的一个实施例。在这个特定实施例中，选择X射线设备41作为根据本发明的可定制设备。X射线设备41被安排为发射从X射线源40发出的X射线束42。使用一组准直仪(未示出)来切断波束42。待检查的病人(未示出)位于X射线源40和X射线检测器44之间。为了倾斜查看，使用台架46可旋转地安装X射线源40和X射线检测器44，其中台架46相对于支架48旋转。病人数据D被提供给控制装置37，该控制装置被安排为重建图像数据，这些图像数据将被转发给查看装置6。查看装置6包括图形用户接口9，该接口被安排为显现所得到的图像数据7，并允许用户与之交互，以便根据用户的选择来修改X射线设备的设置。多种可能性被设想。首先，用户能启动控制面板(未示出)并使用适当的控制按钮来选择设备41的电子设置的改变。例如，可根据用户的需要改变台架支架和/或病人支持台的支架。在此之后，根据本发明的系统被安排为根据用户在图像7上绘制的轮廓7a来修改设备设置。使用参考图2a-2d所述的精确交互作用点来绘制轮廓7a。当完成轮廓绘制时，控制装置37优选地使用预定义查询表33将轮廓的图像像素位置翻译成准直仪设定。当确定了对应的准直仪设定时，适当的控制信号传送装置35施加控制信号S给驱动准直仪阻滞(block)或准直仪薄片(lamella)的马达，以便自动地使得到的X射线束42符合轮廓7a。优选地，轮廓7a确定构思的感兴趣区域经受X射线束42。在X射线源40未安排有允许图像场(figure field)的多叶式准直仪时，计算装置31使用矩形或正方形场计算对于轮廓7a的最佳拟合(匹配)。当定制X射线装置的设置时，病人处理的过程继续，并且新的图像数据D被馈送到查看装置6。必须理解，尽管此图中显示了非常特定的实施例，但是本领域技术人员将容易理解，这个实施例的多种修改是可能的，而不背离本发明的教导。例如，可利用磁共振成像设备替代X射线单元，从而允许用户使用图形用户接口定制该设备的设置，该图形用户接口使用精确交互作用点操作。至于X射线单元，用户可以使用多个精确交互作用点来定义感兴趣的区域，相应地设定梯度线圈和激励脉冲，从而允许观看如此定义的感兴趣的区域。在根据本发明的系统使用超声波成像设备的情况中，可根据由用户使用图形用户接口的精确交互作用点定义的选择或轮廓来定制阵列中启动的传感器的频率和/或数目。
权利要求
1.一种图形用户接口(9)，包括交互作用区域(5，7)，用于与用户交互作用，所述图形用户接口被安排为在交互作用区域(5，7)内定位光标，其中给光标指定精确交互作用点(17)，以允许所述定位，所述精确交互作用点被定义在用户可定义的静止交互作用点(11)和用户可定义的可移动交互作用点(13)之间的距离(b)的预置小部分(a)上。
2.根据权利要求1的图形用户接口，其中精确交互作用点(17)的实际位置在可移动交互作用点(13)的操纵期间连续地显示给用户。
3.根据权利要求2的图形用户接口，其中所述图形用户接口进一步被安排为显示图像(7a)，并允许利用多个互连的精确交互作用点(17)在图像区域内定义轮廓(19)。
4.根据权利要求2的图形用户接口，其中多个精确交互作用点(17)是可定义的，该图形用户接口进一步被安排为允许至少两个精确交互作用点(19)之间的几何测量(23)。
5.根据前面权利要求1-4之中任一项权利要求的图形用户接口，其中所述图形用户接口被安排为根据被指定给计算机代码(8)的控制按钮(5a)的区域上光标定位的事件来操作所述计算机代码。
6.一种系统，包括可定制设备(41)和根据前述权利要求1-5之中任一项权利要求的图形用户接口(9)，其中根据使用精确交互作用点完成的选择来定制设备(41)的设置。
7.根据权利要求6的系统，当依赖于权利要求3时，其中可定制设备包括辐射发射器(40)，该发射器包括控制装置(37)，其被安排为根据控制装置的设置(S)来确定发射的辐射的空间范围(42)，其中所述设置可利用所述轮廓(7a)来定义。
8.一种定义精确交互作用点的方法，所述方法包括以下步骤-提供被安排为显示可移动光标的显示装置(9)；-使用可移动光标在显示装置上定义第一交互作用点(11)；-计算对应于第一交互作用点的第一像素位置；-使用可移动光标在显示装置上定义第二交互作用点(13)；-计算对应于第二交互作用点的第二像素位置；-从第一像素位置(11)和第二像素位置(13)中，计算精确交互作用点的像素位置(17)；-在计算的像素位置上，显示精确交互作用点(17)。
9.根据权利要求8的方法，其中第一交互作用点是静止的，第二交互作用点(13)是可移动的，所述方法包括连续显示像素位置(17)的进一步步骤。
10.一种用于在显示装置上定位可移动光标的计算机程序，所述计算机程序包括指令，用于-在显示装置上操作可移动光标；-计算对应于第一交互作用点的第一像素位置，其中第一交互作用点使用可移动光标在显示装置上是可定义的；-计算对应于第二交互作用点的第二像素位置，其中第二交互作用点使用可移动光标在显示装置上是可定义的；-从第一像素位置和第二像素位置中，计算用于光标的精确像素位置；-将光标定位在该精确像素位置上。
全文摘要
本发明涉及图形用户接口，包括交互作用区域，用于和用户交互作用，所述图形用户接口被安排为在交互作用区域内定位光标，其中给光标分配精确交互作用点，从而允许所述定位，所述精确交互作用点被定义为在用户可定义的静止交互作用点11和用户可定义的可移动交互作用点13之间距离的预置小部分。优选地，在设定精确交互作用点17期间，将点11、13以及用于视觉反馈的精确交互作用点17的实际位置指示给用户。在用户不满意精确交互作用点17的当前位置的情况中，他进一步移动可移动交互作用点13，从而重新定位精确交互作用点，直至其满意。通常，为了用户方便，小部分的值被设定为0.5，在点11、13之间的中间产生精确交互作用点。可选地，小部分可被设定为低于0.5的值，从而将精确交互作用点17定位于靠近静止交互作用点11。还可选地，小部分可被设定为大于0.5但小于1.0的值，从而将精确交互作用点17定位于靠近可移动交互作用点13。仍可选地，小部分的值被设为大于2的值，产生距离b的显著放大(率)。优选地，在连接点11，13的线15上，定位精确交互作用点。可选地，能够在设置在小部分距离上的垂直线和参考目标的交叉点上，定义精确交互作用点的位置。本发明进一步涉及包括可定制设备以及图形用户接口的系统。本发明还涉及定义精确交互作用点的方法。
文档编号G06F3/038GK1957319SQ200580014087
公开日2007年5月2日 申请日期2005年4月28日 优先权日2004年5月3日
发明者P·兹沃特 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司