58、液晶显示屏上的手部与物体识别技术解析

液晶显示屏上的手部与物体识别技术解析

1. 引言

传统桌面系统大多使用视频投影仪在桌面上显示大图像，但存在诸多问题。投影仪投射大图像需要较长距离，且图像常较暗，在明亮环境中使用体验不佳。此外，投影系统的设置需要大量的精力和空间，如正投影系统需将投影仪安装在天花板上，后投影系统则需在桌子下方部署精心设计的光学硬件，导致桌子下方空间无法利用。

相比之下，液晶显示屏（LCD）正变得更大、更薄、更轻、更亮且价格更低，分辨率也更高。使用大尺寸LCD作为桌面可以解决投影系统的亮度和空间问题。例如，LCD高清电视的分辨率可达1920×1080，高端LCD如苹果的Cinema Display分辨率可达2560×1600，若使用投影仪达到这样的分辨率成本会非常高。因此，基于LCD的桌面系统越来越受欢迎。

然而，要将LCD用作桌面，需要考虑如何感知用户输入以及如何识别桌面上的真实物体。虽然在基于投影仪的桌面系统上已有许多关于用户输入感知和物体识别的研究成果，但大多数难以应用于LCD桌面系统。

2. 背景

2.1 用户输入感知的相关工作

• 触摸面板 ：是计算机显示屏上最流行的直接指向输入设备，有电阻式触摸面板、表面声波、电容式触摸屏和光学成像等多种类型。它能实现精确指向，可应用于LCD，但难以进行多手指或手势交互，且在LCD用作桌面时，难以区分手与其他物体（如手臂或真实物体）。
• 笔式输入设备 ：如Mimio，可与LCD配合使用，但只能感知单一输入。即便扩展为允许同时多点指向，也难以识别用户丰富的交互（如手势），还需要其他设备