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    重庆时时彩中奖计算: 一种影像互动??楸始5男巫次恢门卸戏椒?pdf

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    一种 影像 互动 ???笔迹 形状 位置 判断 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201410171221.5

    申请日:

    2014.04.25

    公开号:

    CN103942798A

    公开日:

    2014.07.23

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):G06T 7/00变更事项:专利权人变更前:锐达互动科技股份有限公司变更后:锐达互动科技股份有限公司变更事项:地址变更前:350000 福建省福州市仓山区建新镇金山大道618号桔园洲工业园鼓楼园8号楼变更后:350000 福建省福州市闽侯县上街镇科技东路3号创新园一期6#楼|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06T 7/00申请日:20140425|||公开
    IPC分类号: G06T7/00; G06T7/60 主分类号: G06T7/00
    申请人: 锐达互动科技股份有限公司
    发明人: 丁万年; 洪文洁; 张庆华; 林翔; 陈日良
    地址: 350000 福建省福州市仓山区建新镇金山大道618号桔园洲工业园鼓楼园8号楼
    优先权:
    专利代理机构: 福州市鼓楼区京华专利事务所(普通合伙) 35212 代理人: 宋连梅
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410171221.5

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2018.06.08|||2016.08.24|||2014.08.20|||2014.07.23

    法律状态类型:

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供一种影像互动??楸始5男巫次恢门卸戏椒?,包括先保存书写前的背景画面;然后将书写后的画面减去书写前的背景画面,得到差值画面;再将差值画面的像素点逐个与预设的灰度阈值T进行比较,得到差值画面中光斑的像素集合;接着判断每个光斑的像素集合的有效点,排除干扰点,得到全部有效光斑;最后计算出所有有效光斑的最亮点位置。本发明通过对书写背景画面的有效采集和光电笔光斑进行的有效判断,同时消除环境光线的外在干扰点,解决以往有效点捕捉不够准确,环境光线复杂时出现的书写跳笔问题,从而实现更好的书写效果。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种影像互动??楸始5男巫次恢门卸戏椒?,其特征在于:包括如下步骤: 
    步骤10、保存书写前的背景画面; 
    步骤20、将书写后的画面减去书写前的背景画面,得到差值画面; 
    步骤30、将差值画面的像素点逐个与预设的灰度阈值T进行比较,得到差值画面所有的光斑及光斑的像素集合; 
    步骤40、对所有的光斑都进行有效判断,排除干扰点,得到所有有效光斑; 
    步骤50、计算出所有有效光斑的最亮点坐标(Xi,Yi),得到笔迹形状,其中i表示第i个有效光斑。 

    2.  如权利要求1所述的一种影像互动??楸始5男巫次恢门卸戏椒?,其特征在于:所述步骤10的具体实现步骤如下: 
    步骤101、连续保存N幅环境背景图,N为大于等于1的自然数; 
    步骤102、求出上述N幅环境背景图同一像素的灰度平均值,并保存为书写前的背景画面。 

    3.  如权利要求1所述的一种影像互动??楸始5男巫次恢门卸戏椒?,其特征在于:所述步骤30进一步具体为:先设置一个扫描半径R,一个最大边界坐标(Xmax,Ymax)及一个最小边界坐标(Xmin,Ymin);当比较到差值画面的一个像素灰度值大于阈值T时,记下该点像素灰度值W11,坐标值(X11,Y11),同时标记该点属于像素集合A,并将像素的坐标值赋值给边界坐标(XAmax=X11,YAmax=Y11),(XAmin=X11,YAmin=Y11);若像素灰度值小于或者等于阈值T,则该像素无效;然后继续比较下一个像素,当再次出现像素灰度值大于阈值T时,判断该像素是否在(XAmin+R,XAmax+R)和(YAmin+R,YAmax+R)围成的区域内,若在上述围成的区域内,则标记该点属于像素集合A,并记下该点像素灰度值W12,坐标值(X12,Y12),同时更新集合A边界;若不在则判定该点不属于像素集合A,则新开辟一 个像素集合,并记下该点像素灰度值W21,坐标值(X21,Y21);继续进行上述像素比较过程,直到得到所有的光斑、光斑的像素集合、像素灰度值Wij及坐标值(Xij,Yij),其中i表示第i个光斑,j表示第j个像素。 

    4.  如权利要求3所述的一种影像互动??楸始5男巫次恢门卸戏椒?,其特征在于:所述更新集合A边界的具体做法是:若XAmin>X12,则XAmin=X12;若XAmax<X12,则XAmax=X12;若YAmin>Y12,则YAmin=Y12;若YAmax<Y12,则YAmax=X12。 

    5.  如权利要求1所述的一种影像互动??楸始5男巫次恢门卸戏椒?,其特征在于:所述步骤40具体实现步骤如下: 
    步骤401、根据光电笔光斑的像素集合边界为正方形,判断所得光斑的像素集合的边长是否相等,若相等则为有效光斑,反之则为无效光斑; 
    步骤402、根据已知的光电笔光斑边界面积范围(Smin,Smax),判断采集到的光斑边界围成的面积是否在(Smin,Smax)面积范围内,若在边界面积范围内就为有效光斑;若不在则为无效光斑。 

    6.  如权利要求1所述的一种影像互动??楸始5男巫次恢门卸戏椒?,其特征在于:所述步骤50中有效光斑最亮点坐标(Xi,Yi)的计算公式为: 


    其中i表示第i个光斑,j表示第j个像素。 

    说明书

    说明书一种影像互动??楸始5男巫次恢门卸戏椒?
    技术领域
    本发明涉及一种影像互动??楸始5男巫次恢门卸戏椒?。
    背景技术
    目前影像类人机互动??榈脑硎抢镁低凡蹲焦獾绫?发出红外光)的光斑坐标,然后将像素坐标映射到PC程序上得到显示坐标,实现书写效果,整个过程最关键的技术就是光斑的捕捉,目前行业内捕捉光斑的技术是简单的设置一个亮度的阈值,然后选取画面中的一个像素亮度值与该阈值比较,当亮度值大于阈值时就认为该像素是光电笔光斑的位置,记录下坐标,之后每个像素都进行比较,并更新光斑的边界位置,使整个光斑被一个矩形圈出,假设光斑是圆形,那么光斑就是该矩形的内切圆,最后计算出该矩形的几何中心得到坐标。这种算法的缺点是有效点的坐标捕捉不够准确,例如当光电笔较大角度的倾斜书写时,光斑会成类似椭圆状,用上述方法计算后得到的坐标大致在椭圆的中心,但实际笔的书写位置却在椭圆的边沿,这就导致书写位置和显示位置出现偏差的情况。这种算法还存在一个问题,就是当环境光线复杂时会出现书写跳笔,即会计算多余的坐标出来。
    发明内容
    本发明要解决的技术问题,在于提供一种影像互动??楸始5男巫次恢门卸戏椒?,通过对书写背景画面的有效采集和光电笔光斑的有效判断,同时消除环境光线变化产生的干扰点,解决以往有效点捕捉不够准确,环境光线复杂时出现的书写跳笔问题,从而实现更好的书写效果。
    本发明具体包括如下步骤:
    步骤10、保存书写前的背景画面;
    步骤20、将书写后的画面减去书写前的背景画面,得到差值画面;
    步骤30、将差值画面的像素点逐个与预设的灰度阈值T进行比较,得 到差值画面所有的光斑及光斑的像素集合;
    步骤40、对所有的光斑都进行有效判断,排除干扰点,得到所有有效光斑;
    步骤50、计算出所有有效光斑的最亮点坐标(Xi,Yi),得到笔迹形状,其中i表示第i个有效光斑。
    进一步的,所述步骤10的具体实现步骤如下:
    步骤101、连续保存N幅环境背景图,N为大于等于1的自然数;
    步骤102、求出上述N幅环境背景图同一像素的灰度平均值,并保存为书写前的背景画面;
    进一步的,所述步骤30进一步具体为:先设置一个扫描半径R,一个最大边界坐标(Xmax,Ymax)及一个最小边界坐标(Xmin,Ymin);当比较到差值画面的一个像素灰度值大于阈值T时,记下该点像素灰度值W11,坐标值(X11,Y11),同时标记该点属于像素集合A,并将像素的坐标值赋值给边界坐标(XAmax=X11,YAmax=Y11),(XAmin=X11,YAmin=Y11);若像素灰度值小于或者等于阈值T,则该像素无效;然后继续比较下一个像素,当再次出现像素灰度值大于阈值T时,判断该像素是否在(XAmin+R,XAmax+R)和(YAmin+R,YAmax+R)围成的区域内,若在上述围成的区域内,则标记该点属于像素集合A,并记下该点像素灰度值W12,坐标值(X12,Y12),同时更新集合A边界;若不在则判定该点不属于像素集合A,则新开辟一个像素集合,并记下该点像素灰度值W21,坐标值(X21,Y21);继续进行上述像素比较过程,直到得到所有的光斑、光斑的像素集合、像素灰度值Wij及坐标值(Xij,Yij)的记录,其中i表示第i个光斑,j表示第j个像素。
    进一步的,所述更新集合A边界的具体做法是:若XAmin>X12,则XAmin=X12;若XAmax<X12,则XAmax=X12;若YAmin>Y12,则YAmin=Y12;若YAmax<Y12,则YAmax=X12。
    进一步的,所述步骤40具体实现步骤如下:
    步骤401、根据光电笔光斑的像素集合边界为正方形,判断所得光斑的像素集合的边长是否相等,若相等则为有效光斑,反之则为无效光斑;
    步骤402、根据已知的光电笔光斑边界面积范围(Smin,Smax),判断采集到的光斑边界围成的面积是否在(Smin,Smax)面积范围内,若在边界面积范围内就为有效光斑;若不在则为无效光斑。
    进一步的,所述步骤50中有效光斑最亮点坐标(Xi,Yi)的计算公式为:
    Xi=ΣWij&CenterDot;Xij5Wi]]>
    Yi=ΣWij&CenterDot;YijWi]]>
    其中i表示第i个光斑,j表示第j个像素。
    本发明具有如下优点:1、通过对多幅环境背景图的同一像素求平均值得到背景画面,避免了背景点采集遗漏的问题;2、对光电笔的光斑进行了有效判断,使计算出的光斑最亮点更加准确;3、消除了环境光线变化产生的干扰点,避免了书写跳笔问题的产生。
    附图说明
    下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
    图1为本发明方法的流程框图。
    图2为本发明中同一像素集合边界更新的示意图。
    图3为本发明中新有效像素点集合判断的示意图。
    具体实施方式
    如图1所示,本发明提供一种影像互动??楸始5男巫次恢门卸戏椒?,具体包括如下步骤:
    步骤10、保存书写前的背景画面;具体做法如下:
    步骤101、连续保存N幅环境背景图,N为大于等于1的自然数;
    步骤102、求出上述N幅环境背景图同一像素的灰度平均值,并保存为书写前的背景画面;
    图像传感器捕捉到的画面是一幅灰度图像,即画面中每个像素的数据都是灰度数据,我们只需要求出N幅环境背景图同一像素的平均值,便可以 得到背景画面。其中选取N幅画面求平均值的目的是将环境中闪烁的光源也记录到背景画面中(例如日光灯),通常对画面采样的频率一般大于或者等于60FPS(帧每秒),而日光灯闪烁频率为50Hz,若只采集一幅画面作为背景,就有可能造成画面中某个背景点没有采集到,但实际中是存在这个背景点的,通过采集多幅画面就可以避免将某个背景点遗漏问题。
    步骤20、将书写后的画面减去书写前的背景画面,得到差值画面。
    步骤30、将差值画面的像素点逐个与预设的灰度阈值T进行比较,得到差值画面所有的光斑及光斑的像素集合;具体实现如下:
    先设置一个扫描半径R,一个最大边界坐标(Xmax,Ymax)及一个最小边界坐标(Xmin,Ymin);当比较到差值画面的一个像素灰度值大于阈值T时,记下该点像素灰度值W11,坐标值(X11,Y11),同时标记该点属于像素集合A,并将像素的坐标值赋值给边界坐标(XAmax=X11,YAmax=Y11),(XAmin=X11,YAmin=Y11);若像素灰度值小于或者等于阈值T,则该像素无效;然后继续比较下一个像素,当再次出现像素灰度值大于阈值T时,判断该像素是否在(XAmin+R,XAmax+R)和(YAmin+R,YAmax+R)围成的区域内,若在上述围成的区域内,则标记该点属于像素集合A,并记下该点像素灰度值W12,坐标值(X12,Y12),同时更新集合A边界,具体做法是:若XAmin>X12,则XAmin=X12;若XAmax<X12,则XAmax=X12;若YAmin>Y12,则YAmin=Y12;若YAmax<Y12,则YAmax=X12。若不在则判定该点不属于像素集合A,则新开辟一个像素集合(例如像素集合B),并记下该点像素灰度值W21,坐标值(X21,Y21);进行上述像素比较过程,直到得到所有的光斑、光斑的像素集合、像素灰度值Wij及坐标值(Xij,Yij)的记录,其中i表示第i个光斑,j表示第j个像素。
    步骤40、对所有的光斑都进行有效判断,排除干扰点,得到所有有效光斑;具体实现步骤如下:
    步骤401、根据光电笔光斑的像素集合边界为正方形,判断所得光斑的像素集合的边长是否相等,若相等则为有效光斑,反之则为无效光斑;
    步骤402、根据已知的光电笔光斑边界面积范围(Smin,Smax),判断采 集到的光斑边界围成的面积是否在(Smin,Smax)面积范围内,若在边界面积范围内就为有效光斑;若不在则为无效光斑。
    光斑的像素集合描述了光斑的边界(该边界应该是一个矩形,且光斑与该矩形内切),但是我们实际得到的光斑并不都是光电笔发出的,还可能存在因环境变化出现的一些新的干扰点。由于光电笔发出的光是比较均匀的,在画面中的光斑表现为近似圆形,而其它干扰点的光斑则呈现不规则的形状,且光电笔发光元件不变,书写距离已知,所以我们可以通过已知的光电笔光斑边界面积范围(Smin,Smax),判断采集到的光斑边界围成的面积是否在(Smin,Smax)面积范围内,如集合A的边界面积SA=(Xmax-Xmin)*(Ymax-Ymin),若SA在(Smin,Smax)内,则集合A为有效光斑;若不在则为干扰点,要将其排除。我们还可以通过判断光斑的集合边界的边长是否相等或者通过保存的光斑点坐标值来判断光斑的轮廓是否为圆形,进而除去一部分干扰点。经过上述判断后,便可得到光电笔发出的有效光斑。
    步骤50、计算出所有有效光斑的最亮点坐标(Xi,Yi),得到笔迹形状,其中i表示第i个有效光斑。
    光电笔书写时,笔头接触书写面,且该笔头会发出一个圆形光斑,因此要使书写时笔??梢宰既返母姹释?,我们就要计算出光斑最亮点的位置,即笔头的坐标。这里我们做一个转换,将光斑看作一块“铁饼”,光斑中的每个点的灰度值看成“铁饼上每个点的重量”,那么计算光斑最亮点的位置就可以看成计算“铁饼最重的位置”,即重心位置,因此可以用计算重心的方法来计算光斑最亮点的位置,即笔头的坐标。其中重心的计算公式如下:
    Xc=ΣGi&CenterDot;XiG]]>
    Yc=ΣGi&CenterDot;YiG]]>
    Zc=ΣGi&CenterDot;ZiG]]>
    这里我们只用到二维坐标,将重量G用灰度值W替代,则有效光斑最亮点坐标(Xi,Yi)的计算公式为:
    Xi=ΣWij&CenterDot;XijWi]]>
    Yi=ΣWij&CenterDot;YijWi]]>
    其中i表示第i个光斑,j表示第j个像素。
    如图2所示,该图展示的是差值画面中同一像素集合边界的更新,以素集合A为例,先在像素集合A内选取初始坐标(x0,y0),并令Xmax=x0,Xmin=x0;Ymax=y0,Ymin=y0;向右选取坐标(x1,y0),将像素的坐标值附值给边界坐标(Xmax=x1,Ymax=y0),(Xmin=x0,Ymin=y0);向下选取坐标(x0,y1),将像素的坐标值附值给边界坐标(Xmax=x1,Ymax=y1),(Xmin=x0,Ymin=y0);如此循环更新下去,便可以得到像素集合A的最终边界。
    如图3所示,该图展示的是差值画面中新有效像素点所属集合的判断,例如记坐标(x2,y2)属于像素集合B,且像素集合B为坐标(x2,y2)外扩半径R(例如R=1)形成的区域;当新的有效像素点(x3,y3)在区域内时,则记该点属于像素集合B;若在区域外,则不属于像素集合B,此时就新开辟一个像素集合保存该点信息(例如像素C)。
    虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解,我们所描述的具体的实施例只是说明性的,而不是用于对本发明的范围的限定,熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化,都应当涵盖在本发明的权利要求所?;さ姆段?。

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