用於移動屏幕上的光標的系統和方法
2023-06-03 19:55:01 2
專利名稱：用於移動屏幕上的光標的系統和方法
技術領域：
本發明涉及用於根據傳遞函數在屏幕上移動光標的系統和方法。此外，本發明涉及用於執行此類方法的電腦程式、存儲有此類電腦程式的數據存儲介質以及作為此類系統或適於執行此類方法的醫學設備。
背景技術：
在醫學介入中，存在一種在醫學檢查室中利用非常大屏幕(例如56英寸)的趨勢。這些大屏幕替換以2x2或2x3布置的17或19英寸屏幕的當前屏幕配置。還期望能夠控制顯示在來自操作臺而不是僅來自分離的控制室的大屏幕上的應用程式。一方面，這極大地改善了為站在操作臺旁邊的醫師顯示信息的自由度。另一方面，通過移動定點設備 (如空中滑鼠、陀螺滑鼠、Wii類遠程設備等)來處理用戶界面以便在非常大屏幕上移動光標可能產生一些問題。一個可能的問題可能是用戶有時不能跟蹤光標在屏幕上位於何處，因為難以在大屏幕上定位光標。當光標碰撞到屏幕的邊緣時，另一個處理問題可能發生在屏幕的邊緣處。克服這些問題的一種方式是使得定點設備是「絕對的」。這意味著在定點設備的取向或位置與屏幕上的光標的位置之間總是存在直接的關係。這一方案的優點在於，根據定點設備的取向或位置，總是清楚光標在屏幕上位於何處。但是，絕對設備也具有一些缺點。利用這些絕對定點設備，非常準確地移動光標變得困難，因為設備運動到光標運動的傳遞是固定的。這意味著手的移動(搖動)與光標的移動直接耦合。這還意味著屏幕上的大的移動需要大的設備(手、臂)移動。此外，這具有以下結果，即絕對定點設備需要維持定點設備的特定取向而不能夠改變姿勢，這可能是非常累人的。例如，不可能垂下手臂並且從此處繼續定點。
發明內容
本發明的目的是改善對在屏幕上移動光標的處理。這一目的是通過根據獨立權利要求的系統和方法來解決的。根據本發明的一個實施例，提供一種用於移動光標的系統，該系統包括定點設備，其用於輸入表現為定點設備移動的命令，該定點設備移動是所述定點設備作為整體或其一部分的移動；屏幕，在其上能夠顯示所述光標；控制設備，其與所述定點設備和所述屏幕連接，並且適於根據特定傳遞函數響應於所述定點設備移動控制所述光標在所述屏幕的邊緣內的移動，其中，所述傳遞函數使得當所述光標碰撞到所述屏幕的邊緣且所述定點設備移動在所述光標由於到達所述屏幕的邊緣而不能跟隨的方向上繼續進一步越過這一點時，所述定點設備移動被記住，並且當所述定點設備作為整體或其一部分往回移動與其越過所述光標碰撞到所述屏幕的邊緣的時間點移動的距離相同的距離時，所述光標開始再次移動遠離所述邊緣。
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在「零點漂移」行為中，定點設備的移動是這樣的當光標流出屏幕的邊緣時，光標停止在屏幕的邊緣處，並且當定點設備的移動反轉時，光標直接開始再次移動，定點設備位置與光標在屏幕上的位置之間的關係被改變，這可能是非常混亂的。這一實施例減輕了這種「零點漂移」。例如，當將定點設備向左移動較大距離時，光標碰撞到屏幕的左邊緣並且停留在該邊緣上，儘管定點設備繼續向左移動。當定點設備向右往回移動到光標停留的位置處(或者向右往回移動與其從該邊緣向左移動的相同距離) 時，該光標將開始移動遠離該邊緣。這暗示了定點設備位置與光標位置之間的固定關係並且改善了光標在屏幕上的可控制性。這樣一來，一種特殊的邊緣處理被引入，其中當光標碰撞到屏幕的邊緣時定點設備或其一部分的移動被記住，並且直到定點設備往回移動相同的量時光標才再次開始移動。同樣的優點可以通過一種用於移動光標的方法來實現，該方法包括以下步驟讀取表現為定點設備移動的命令，該定點設備移動是定點設備作為整體或其一部分的移動； 在屏幕上顯示所述光標；根據特定傳遞函數響應於所述定點設備移動控制所述光標在所述屏幕的邊緣內的移動；其中，所述傳遞函數使得所述定點設備移動被轉化為所述屏幕上的所述光標的對應移動，並且其中，所述傳遞函數使得當所述光標碰撞到所述屏幕的邊緣且所述定點設備移動在所述光標由於到達所述屏幕的邊緣而不能跟隨的方向上繼續進一步越過這一點時，所述定點設備移動被記住，並且當所述定點設備作為整體或其一部分往回移動與其越過所述光標碰撞到所述屏幕的邊緣的時間點移動的距離相同的距離時，所述光標開始再次移動遠離所述邊緣。根據本發明的另一個實施例，提供一種用於移動光標的系統，該系統包括定點設備，其用於輸入表現為定點設備移動的命令，該定點設備移動是所述定點設備作為整體或其一部分的移動；屏幕，在其上能夠顯示所述光標；控制設備，其與所述定點設備和所述屏幕連接，並且適於根據特定傳遞函數響應於所述定點設備移動控制所述光標在所述屏幕的邊緣內的移動；其中，所述傳遞函數是根據在先前時幀內進行的先前定點設備移動而可變的，從而使得所述先前時幀內的小移動導致定點設備移動與光標移動的比值大於在所述先前時幀內的大移動的情況下的比值。這一實施例具有以下優點，即通過使用僅可能存在於相對定點設備中的特徵—— 即減速和時間濾波來允許更準確的移動。這也允許通過時間濾波來減少手部移動的噪聲， 因為搖手僅進行小移動，這些小移動將導致定點設備移動與光標移動的比值增加，從而使得為了充分移動光標，需要大移動。這樣一來，手部搖動被濾除。另一方面，當用戶想要在大距離上移動光標時，這通常通過定點設備的大移動速度來實現，但是一旦接近期望的光標位置，用戶就降低定點設備的移動速度。這一定點設備移動速度的降低導致該比值變化， 從而使得需要更大的定點設備移動，這使得更容易將光標精確地定位在期望點上。同樣的優點可以通過一種用於移動光標的方法來實現，該方法包括以下步驟讀取表現為定點設備移動的命令，該定點設備移動是定點設備作為整體或其一部分的移動； 在屏幕上顯示所述光標；根據特定傳遞函數響應於所述定點設備移動控制所述光標在所述屏幕的邊緣內的移動；其中，所述傳遞函數是根據在先前時幀內進行的先前定點設備移動而可變的，從而使得所述先前時幀內的小移動導致定點設備移動與光標移動的比值大於在所述先前時幀內的大移動的情況下的比值。
根據又一實施例，該定點設備包括用於將光標定位在屏幕上的預定義位置的定位按鈕。這具有以下優點，即其允許通過提供例如將光標定位在大屏幕中心處的定位按鈕來實現定點設備位置與光標位置之間的不同校準。以此方式，定點設備可以被保持在任何位置。這允許甚至以隨機定點設備取向的容易處理。有利地，可以假設傳遞函數是根據定點設備移動速度而可變的。例如通過根據定點設備移動速度降低光標移動與定點設備移動的比值來改善移動的準確度。這降低了所需的設備移動以便在屏幕上做出大光標移動(這些移動是在高速度下做出的，並且定點設備移動與光標移動的比值較低)。低速度下的移動將需要更大的手部移動，因此降低了搖動的影響。優選地，這一傳遞函數使得低定點設備移動速度導致定點設備移動與光標移動的比值大於在高定點設備移動速度的情況下的比值。上述優點可以通過本發明的以下實施方式來實現。本發明還提供一種用於執行上述方法之一的電腦程式。此外，本發明提供一種數據存儲介質，在其上存儲有此類電腦程式。另外，本發明提供一種包括上述系統之一的醫學設備或者一種適於執行上述方法之一的醫學設備。可以看作本發明的要旨的是通過上述傳遞函數使得定點設備或定點設備是半絕對的。或者換句話說，根據上述傳遞函數修改相對定點設備。通過在光標碰撞到屏幕邊緣時調整光標的行為、在定點設備處提供按鈕以重新校準光標位置以及使得傳遞函數取決於定點設備移動速度和歷史來使得定點設備是半直接的。
圖1示意性示出根據本發明的實施例的系統；圖2示出根據本發明的實施例的方法；圖3圖示說明根據第一實施例的傳遞函數；以及圖4圖示說明根據第二實施例的傳遞函數。
具體實施例方式圖1示意性圖示說明優選為諸如X射線管的醫學診斷裝置的系統10。作為監測器的顯示部分的屏幕12被連接到醫學診斷裝置10的部分14或者被提供作為分離的部分並例如附接到操作室或診斷室的牆壁。屏幕12適於顯示系統10的診斷結果和/或診斷應用程式。此外，屏幕12適於顯示用於選擇顯示在屏幕上的一個或多個應用程式的不同項的光標16。由控制設備18控制屏幕12 (或提供屏幕的圖像)，控制設備18可控地耦合到屏幕 12。另外，定點設備20被提供用於通過移動定點設備20來控制光標16在屏幕12上的移動，其中「移動」包括平移、旋轉或二者的組合。定點設備20例如經由無線連接(諸如光連接或無線電連接)或電線連接可控地與控制設備18耦合。所有種類的定點設備都可以被用作定點設備20，例如常規計算機滑鼠、空中滑鼠(其為用於通過將遙控器指向屏幕並且點擊它以激活顯示在屏幕上的鏈路來操作用戶界面的紅外遙控滑鼠)、陀螺滑鼠(其優選為無線定點設備，其使用非常小的二維陀螺儀來測量用戶相對於兩個軸線把持該設備的角度)或者組合了加速度計和光學傳感器技術的使用來控制用戶界面的遙控器。替代通過移動整個定點設備20來控制光標16的移動，也有可能提供這樣一種定點設備，即其中僅一部分定點設備必須被移動以便提供用於在屏幕12上移動光標16的移動命令。後面提到的定點設備之一的示例可以是跟蹤球，該定點設備是靜止的，而只有由該定點設備支撐的球被移動。因此，當在本說明書中提到「定點設備的移動」時，其也應包括僅一部分定點設備的移動。圖2示出根據本發明的實施例的方法。在操作時，在步驟SlOO中，來自定點設備 20的命令被控制設備18讀入。這意味著，用戶可以根據光標16在屏幕12上的期望移動來移動定點設備20，以便輸入用於移動光標16的相應命令。控制設備18也被提供用於在屏幕12上顯示光標16，如步驟SlOl所示。相應地，控制設備18根據傳遞函數將來自定點設備20的命令轉換成用於移動在屏幕12上顯示的光標16的控制信號。如步驟S102中所示，控制設備18控制並提供信號給屏幕12，在屏幕12上顯示光標16的移動和新位置。當按壓在定點設備20上提供的定位按鈕22時，光標16被定位在屏幕12上的預定義位置，其中優選的預定義位置是屏幕12的中心。該預定義位置也可以是屏幕12的拐角之一，或者屏幕12上的任何其他預定義位置。這樣一來，光標16可以被重新校準。根據第一實施例，該傳遞函數被定義成使得當光標16碰撞到屏幕12的邊緣且定點設備20在光標16由於到達屏幕12的邊緣而不能跟隨的方向上進一步移動越過這一點時，定點設備20的移動被記住，並且當定點設備20往回移動與其越過光標16碰撞到屏幕 12的邊緣的時間點移動的距離相同的距離時，光標16開始再次移動遠離該邊緣。參考圖3詳細地描述根據第一實施例的這一傳遞函數。在這一傳遞函數的例程的步驟S200中，根據由定點設備12提供的命令來定位光標16。在這一光標定位中，考慮後面描述的任何方向的阻擋。在接下來的步驟S201中，確定光標16是否已經碰撞到屏幕12 的邊緣。如果並非如此，則該例程返回到步驟S200。如果光標16已經位於屏幕12的邊緣處，則該例程繼續進行到步驟S202，其中在光標16碰撞到屏幕12之後的移動被存儲。在這一存儲步驟中，垂直方向上的移動與水平方向上的移動被分離地存儲。在步驟S203中，確定光標16是否位於垂直邊緣(屏幕的左邊緣或右邊緣)處。如果否，則該例程繼續進行到步驟S207。如果是，則在步驟S204中阻擋光標16在水平方向(從左到右的方向或反之) 上的移動。這樣一來，光標16停留在相應的邊緣處。例如，如果光標位於屏幕12的左邊緣處而定點設備20進一步向左移動，則光標16停留在左邊緣。然而，如果定點設備20進一步向左並向上移動，則光標16停留在屏幕的左邊緣處，但是可以跟隨定點設備20的向上移動(如果該方向也未被S208保持阻擋)。然後，在步驟S205中，確定定位設備20是否往回移動與從光標16碰撞到垂直邊緣起相同的水平距離(沿水平方向的距離)。如果否，則保持阻擋光標16的水平移動並且該例程繼續進行到步驟S207。如果S205中的結果是肯定的，則釋放對水平方向上光標移動的阻擋並且該例程繼續進行到步驟S207。這也包括光標16已經往回移動超過相同距離的情況，其中在這種情況下，到邊緣的距離與設備位移之間的差異應該被用於在屏幕12上定位光標16。在S207處，確定光標16是否位於屏幕的水平邊緣(上邊緣或下邊緣)處。如果否，則該例程返回到步驟S200。如果是，則在步驟 S208中阻擋光標16在垂直方向(上下方向)上的移動。這樣一來，光標16停留在相應的邊緣處。應該注意，在S203或S207為肯定的情況下，光標16位於屏幕的垂直或水平邊緣處。在S203和S207為肯定的情況下，光標16位於屏幕的拐角之一處。在步驟S208之後是步驟S209，其中確定定位設備20是否往回移動與從光標16碰撞到水平邊緣起相同的垂直距離(沿上下方向的距離)。如果否，則保持阻擋光標16的垂直移動並且該例程返回到步驟S200。如果S205的結果是肯定的，則釋放對垂直方向上光標移動的阻擋並且該例程也返回到步驟S200。在此應再次注意，該步驟也包括光標16已經往回移動超過相同距離的情況，其中在這種情況下，到邊緣的距離與設備位移之間的差異應該被用於在屏幕12上定位光標16。根據第二實施例，該傳遞函數是根據在先前時幀內進行的定點設備的先前移動而可變的，從而使得先前時幀內的小移動導致定點設備移動與光標移動的比值大於在先前時幀內的大移動的情況下的比值。參考圖4以簡化方式描述根據第二實施例的這一傳遞函數。在步驟S300中，測量特定時間段(例如1-10秒)內定點設備移動的距離。應注意到該步驟被簡化，實際上該移動被採樣成連續位置流。這允許容易地計算量值，如速度、速度的移動平均值等。在步驟 S300中，一個移動被視為是該移動直到該移動的方向充分改變(大於20°至30° )或反向。根據該多個移動，移動距離的移動平均值被計算。替代移動平均值，也可以使用根據過去的移動計算出的一些其他種類的量值。在步驟S301中，所計算出的移動平均值被保存在控制設備18的存儲器中。之後，在步驟S302中，新計算出的移動平均值與先前計算出的移動平均值進行比較。如果新計算或確定的移動平均值小於先前確定的移動平均值，則該例程繼續進行到步驟S303，在此增大定點設備移動與光標移動的比值。否則，該例程繼續進行到步驟S304，在此該例程減小定點設備移動與光標移動的比值。在步驟S303和S304之後，該例程返回到步驟S300。另外，根據第二實施例的傳遞函數能夠提供以下特徵，即定點設備移動與光標移動的比值保持不變，直到新確定的移動平均值與先前確定的移動平均值彼此偏離特定量為止。此外，它可以包括以下特徵，即該比值增大或減小的幅值取決於新確定的移動平均值與先前確定的移動平均值之間的偏離的幅值。此外，在步驟S304之前(並且在S302之後) 可以插入額外的步驟，以確保在新確定的移動平均值與先前確定的移動平均值相等(這是不太可能的)的情況下跳過步驟S304。此外，可以通過以下方式進一步有利地發展本發明，即使得傳遞函數是根據定點設備移動的速度而可變的，從而使得低定點設備移動速度導致定點設備移動與光標移動的比值大於在高定點設備移動速度的情況下的比值。因此，緩慢地移動定點設備需要大而慢的移動，這使得更容易精確定位光標16。關於上述傳遞函數，需要強調的是第一和第二實施例也可以被組合以便提供光標的整體改善的可操作性。本發明可以在將定點設備20的相對運動轉換成光標16的運動的任何設備中實施。從設備運動到光標運動的轉換(通常由設備驅動器在控制設備18中執行)必須被實施為使得當光標16碰撞到屏幕12的邊緣時，水平方向和垂直方向上的設備運動被存儲並整合。只有當整合的運動為零時(設備處於光標正好碰撞到屏幕的邊緣的取向)，設備運動被再次轉換成光標運動。這是在水平方向和垂直方向上分離地完成的。這些傳遞函數定義定點設備20的運動和光標16的運動，其中這些傳遞函數可以取決於定點設備20的速度和定點設備20在有限時間間隔內的先前位移。本發明能夠應用於必須利用手持設備在大屏幕上控制光標的任何情況。特別地， 在具有大屏幕的導管插入實驗室中的醫學介入正是這種情況，其中醫師希望能夠在檢查室中處理屏幕上的應用程式。這使得必須將大光標距離和精確運動相結合以控制應用程式參數。雖然已經在附圖和前面的描述中詳細地圖示和描述了本發明，但該圖示和描述應被視為是說明性或示例性的而非限制性的，並且並不希望本發明局限於所公開的實施例。 在彼此不同的從屬權利要求中記載特定措施的事實並不表示這些措施的組合不能被有利地使用。權利要求中的任何參考標記不應被解讀為限制本發明的範圍。
權利要求
1.一種用於移動光標(16)的系統(10)，所述系統(10)包括定點設備(20)，其用於輸入表現為定點設備移動的命令，該定點設備移動是所述定點設備00)作為整體或其一部分的移動；屏幕(12)，在其上能夠顯示所述光標(16)；控制設備(18)，其與所述定點設備00)和所述屏幕(12)連接，並且適於根據特定傳遞函數響應於所述定點設備移動控制所述光標(16)在所述屏幕(12)的邊緣內的移動，並且其中，所述傳遞函數使得當所述光標(16)碰撞到所述屏幕(1 的邊緣且所述定點設備移動在所述光標(16)由於到達所述屏幕(1 的邊緣而不能跟隨的方向上繼續進一步越過這一點時，所述定點設備移動被記住，並且當所述定點設備00)作為整體或其一部分往回移動與其越過所述光標(16)碰撞到所述屏幕(1 的邊緣的時間點移動的距離相同的距離時，所述光標(16)開始再次移動遠離所述邊緣。
2.一種用於移動光標(16)的系統(10)，所述系統(10)包括定點設備(20)，其用於輸入表現為定點設備移動的命令，該定點設備移動是所述定點設備00)作為整體或其一部分的移動；屏幕(12)，在其上能夠顯示所述光標(16)；控制設備(18)，其與所述定點設備00)和所述屏幕(12)連接，並且適於根據特定傳遞函數響應於所述定點設備移動控制所述光標(16)在所述屏幕(12)的邊緣內的移動，並且其中，所述傳遞函數是根據在先前時幀內進行的先前定點設備移動而可變的，從而使得所述先前時幀內的小移動導致定點設備移動與光標移動的比值大於在所述先前時幀內的大移動的情況下的比值。
3.如權利要求1或2所述的系統(10)，其中，所述定點設備00)包括用於將所述光標 (16)定位在所述屏幕(1 上的預定義位置的定位按鈕02)。
4.如權利要求1或2所述的系統(10)，其中，所述傳遞函數是根據所述定點設備移動的速度而可變的。
5.如權利要求4所述的系統(10)，其中，所述傳遞函數使得低定點設備移動速度導致定點設備移動與光標移動的比值大於在高定點設備移動速度的情況下的比值。
6.如權利要求1所述的系統(10)，其中，所述傳遞函數還是根據在先前時幀內進行的先前定點設備移動而可變的，從而使得所述先前時幀內的小移動導致定點設備移動與光標移動的比值大於在所述先前時幀內的大移動的情況下的比值。
7.一種用於移動光標(16)的方法，所述方法包括以下步驟讀取(S100)表現為定點設備移動的命令，該定點設備移動是定點設備00)作為整體或其一部分的移動；在屏幕(12)上顯示(SlOl)所述光標(16)；根據特定傳遞函數響應於所述定點設備移動控制610 所述光標(16)在所述屏幕 (12)的邊緣內的移動；其中，所述傳遞函數使得所述定點設備移動被轉化為所述屏幕(1 上的所述光標 (16)的對應移動，並且其中，所述傳遞函數使得當所述光標(16)碰撞到所述屏幕(1 的邊緣且所述定點設備移動在所述光標(16)由於到達所述屏幕(1 的邊緣而不能跟隨的方向上繼續進一步越過這一點時，所述定點設備移動被記住，並且當所述定點設備00)作為整體或其一部分往回移動與其越過所述光標(16)碰撞到所述屏幕(1 的邊緣的時間點移動的距離相同的距離時，所述光標(16)開始再次移動遠離所述邊緣。
8.一種用於移動光標(16)的方法，所述方法包括以下步驟讀取(S100)表現為定點設備移動的命令，該定點設備移動是定點設備00)作為整體或其一部分的移動；在屏幕(12)上顯示(SlOl)所述光標(16)；根據特定傳遞函數響應於所述定點設備移動控制610 所述光標(16)在所述屏幕 (12)的邊緣內的移動；其中，所述傳遞函數是根據在先前時幀內進行的先前定點設備移動而可變的，從而使得所述先前時幀內的小移動導致定點設備移動與光標移動的比值大於在所述先前時幀內的大移動的情況下的比值。
9.如權利要求7或8所述的方法，其還包括在按壓所述定點設備00)上的定位按鈕 (22)時將所述光標(16)定位在所述屏幕(1 上的預定義位置的步驟。
10.如權利要求7或8所述的方法，其中，所述傳遞函數是根據所述定點設備移動的速度而可變的。
11.如權利要求10所述的方法，其中，所述傳遞函數使得低定點設備移動速度導致定點設備移動與光標移動的比值大於在高定點設備移動速度的情況下的比值。
12.如權利要求7所述的方法，其中，所述傳遞函數還是根據在先前時幀內進行的先前定點設備移動而可變的，從而使得所述先前時幀內的小移動導致定點設備移動與光標移動的比值大於在所述先前時幀內的大移動的情況下的比值。
13.一種電腦程式，其用於執行如權利要求7或8所述的方法。
14.一種數據存儲介質，在其上存儲有如權利要求13所述的電腦程式。
15.一種醫學設備(10)，其為如權利要求1或2所述的系統，或者適於執行如權利要求 7或8所述的方法。
全文摘要
本發明提供一種根據特定傳遞函數響應於定點設備移動來移動光標(16)的系統(10)和方法，其中，所述傳遞函數使得當光標(16)碰撞到屏幕(12)的邊緣且定點設備移動在光標(16)由於到達屏幕(12)的邊緣而不能跟隨的方向上繼續進一步越過這一點時，定點設備移動被記住，並且當定點設備(20)往回移動與其越過光標(16)碰撞到屏幕(12)的邊緣的時間點移動的距離相同的距離時，光標(16)開始再次移動遠離邊緣；或者其中，所述傳遞函數是根據在先前時幀內進行的先前定點設備移動而可變的，從而使得該先前時幀內的小移動導致定點設備移動與光標移動的比值大於在該先前時幀內的大移動的情況下的比值。本發明進一步提供用於執行此類方法的電腦程式、存儲有此類電腦程式的數據存儲介質以及包括此類系統或適於執行此類方法的醫學設備。
文檔編號G06F3/048GK102473070SQ201080035327
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月27日 優先權日2009年8月10日
發明者H·B·范登布林克 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司