一種影像互動模塊筆跡的形狀位置判斷方法
【專利摘要】本發明提供一種影像互動模塊筆跡的形狀位置判斷方法，包括先保存書寫前的背景畫面；然后將書寫后的畫面減去書寫前的背景畫面，得到差值畫面；再將差值畫面的像素點逐個與預設的灰度閾值T進行比較，得到差值畫面中光斑的像素集合；接著判斷每個光斑的像素集合的有效點，排除干擾點，得到全部有效光斑；最后計算出所有有效光斑的最亮點位置。本發明通過對書寫背景畫面的有效采集和光電筆光斑進行的有效判斷，同時消除環境光線的外在干擾點，解決以往有效點捕捉不夠準確，環境光線復雜時出現的書寫跳筆問題，從而實現更好的書寫效果。
【專利說明】一種影像互動模塊筆跡的形狀位置判斷方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種影像互動模塊筆跡的形狀位置判斷方法。
【背景技術】
[0002]目前影像類人機互動模塊的原理是利用鏡頭捕捉光電筆(發出紅外光)的光斑坐標，然后將像素坐標映射到PC程序上得到顯示坐標，實現書寫效果，整個過程最關鍵的技術就是光斑的捕捉，目前行業內捕捉光斑的技術是簡單的設置一個亮度的閾值，然后選取畫面中的一個像素亮度值與該閾值比較，當亮度值大于閾值時就認為該像素是光電筆光斑的位置，記錄下坐標，之后每個像素都進行比較，并更新光斑的邊界位置，使整個光斑被一個矩形圈出，假設光斑是圓形，那么光斑就是該矩形的內切圓，最后計算出該矩形的幾何中心得到坐標。這種算法的缺點是有效點的坐標捕捉不夠準確，例如當光電筆較大角度的傾斜書寫時，光斑會成類似橢圓狀，用上述方法計算后得到的坐標大致在橢圓的中心，但實際筆的書寫位置卻在橢圓的邊沿，這就導致書寫位置和顯示位置出現偏差的情況。這種算法還存在一個問題，就是當環境光線復雜時會出現書寫跳筆，即會計算多余的坐標出來。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題，在于提供一種影像互動模塊筆跡的形狀位置判斷方法，通過對書寫背景畫面的有效采集和光電筆光斑的有效判斷，同時消除環境光線變化產生的干擾點，解決以往有效點捕捉不夠準確，環境光線復雜時出現的書寫跳筆問題，從而實現更好的書寫效果。
[0004]本發明具體包括如下步驟:
[0005]步驟10、保存書寫前的背景畫面；
[0006]步驟20、將書寫后的畫面減去書寫前的背景畫面，得到差值畫面；
[0007]步驟30、將差值畫面的像素點逐個與預設的灰度閾值T進行比較，得到差值畫面所有的光斑及光斑的像素集合；
[0008]步驟40、對所有的光斑都進行有效判斷，排除干擾點，得到所有有效光斑；
[0009]步驟50、計算出所有有效光斑的最亮點坐標(XiAi)，得到筆跡形狀，其中i表示第i個有效光斑。
[0010]進一步的，所述步驟10的具體實現步驟如下:
[0011]步驟101、連續保存N幅環境背景圖，N為大于等于I的自然數；
[0012]步驟102、求出上述N幅環境背景圖同一像素的灰度平均值，并保存為書寫前的背景畫面；
[0013]進一步的，所述步驟30進一步具體為:先設置一個掃描半徑R，一個最大邊界坐標(Xmax, Ymax)及一個最小邊界坐標(Xmin, Ymin);當比較到差值畫面的一個像素灰度值大于閾值T時，記下該點像素灰度值W11,坐標值(Xn，Y11),同時標記該點屬于像素集合A，并將像素的坐標值賦值給邊界坐標(XAmax = X11, YAmax = Y11), (XAmin = X11, YAmin = Y11)；若像素灰度值小于或者等于閾值T，則該像素無效；然后繼續比較下一個像素，當再次出現像素灰度值大于閾值T時，判斷該像素是否在(XAmin+R，XAmax+R)和(YAmin+R，YAmax+R)圍成的區域內，若在上述圍成的區域內，則標記該點屬于像素集合A，并記下該點像素灰度值W12，坐標值(X12，Y12),同時更新集合A邊界；若不在則判定該點不屬于像素集合A，則新開辟一個像素集合，并記下該點像素灰度值W21，坐標值(X21，Y21);繼續進行上述像素比較過程，直到得到所有的光斑、光斑的像素集合、像素灰度值Wij及坐標值(XijJij)的記錄，其中i表示第i個光斑，j表示第j個像素。
[0014]進一步的,所述更新集合A邊界的具體做法是:若XAmin>X12,則XAmin = X12 ;若XAmax〈X12,則 XAmax = X12 ;若 YAmin>Y12,則 YAmin = Y12 ;若 YAmax〈Y12,則 YAmax = X12。
[0015]進一步的，所述步驟40具體實現步驟如下:
[0016]步驟401、根據光電筆光斑的像素集合邊界為正方形，判斷所得光斑的像素集合的邊長是否相等，若相等則為有效光斑，反之則為無效光斑；
[0017]步驟402、根據已知的光電筆光斑邊界面積范圍(Sniin, SnJ，判斷采集到的光斑邊界圍成的面積是否在(smin，smax)面積范圍內，若在邊界面積范圍內就為有效光斑；若不在則為無效光斑。
[0018]進一步的，所述步驟50中有效光斑最亮點坐標(Xi, Yi)的計算公式為:
【權利要求】
1.一種影像互動模塊筆跡的形狀位置判斷方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟10、保存書寫前的背景畫面； 步驟20、將書寫后的畫面減去書寫前的背景畫面，得到差值畫面； 步驟30、將差值畫面的像素點逐個與預設的灰度閾值T進行比較，得到差值畫面所有的光斑及光斑的像素集合； 步驟40、對所有的光斑都進行有效判斷，排除干擾點，得到所有有效光斑； 步驟50、計算出所有有效光斑的最亮點坐標(XiiYi),得到筆跡形狀，其中i表示第i個有效光斑。
2.如權利要求1所述的一種影像互動模塊筆跡的形狀位置判斷方法，其特征在于:所述步驟10的具體實現步驟如下: 步驟101、連續保存N幅環境背景圖，N為大于等于I的自然數； 步驟102、求出上述N幅環境背景圖同一像素的灰度平均值，并保存為書寫前的背景畫面。
3.如權利要求1所述的一種影像互動模塊筆跡的形狀位置判斷方法，其特征在于:所述步驟30進一步具體為:先設置一個掃描半徑R,—個最大邊界坐標(Xmax,Ymax)及一個最小邊界坐標(Xmin，Ymin);當比較到差值畫面的一個像素灰度值大于閾值T時，記下該點像素灰度值W11,坐標值(Xn，Y11)，同時標記該點屬于像素集合A，并將像素的坐標值賦值給邊界坐標(XAmax = X11, YAmax = Y11), (XAmin = X11, YAmin = Y11);若像素灰度值小于或者等于閾值T，則該像素無效；然后繼續比較下一個像素，當再次出現像素灰度值大于閾值T時，判斷該像素是否在(XAmin+R，XAmax+R)和(YAmin+R，YAmax+R)圍成的區域內，若在上述圍成的區域內，則標記該點屬于像素集合A，并記下該點像素灰度值W12，坐標值(X12，Y12),同時更新集合A邊界；若不在則判定該點不屬于像素集合A，則新開辟一個像素集合，并記下該點像素灰度值W21，坐標值(X21，Y21);繼續進行上述像素比較過程，直到得到所有的光斑、光斑的像素集合、像素灰度值Wij及坐標值(Xij, Yij),其中i表示第i個光斑，j表示第j個像素。
4.如權利要求3所述的一種影像互動模塊筆跡的形狀位置判斷方法，其特征在于:所述更新集合A邊界的具體做法是--若XAmin>X12,則XAmin = X12 ;若XAmax〈X12,則XAmax =X12 ;若 YAmin>Y12,則 YAmin = Y12 ;若 YAmax〈Y12,則 YAmax = X12。
5.如權利要求1所述的一種影像互動模塊筆跡的形狀位置判斷方法，其特征在于:所述步驟40具體實現步驟如下: 步驟401、根據光電筆光斑的像素集合邊界為正方形，判斷所得光斑的像素集合的邊長是否相等，若相等則為有效光斑，反之則為無效光斑； 步驟402、根據已知的光電筆光斑邊界面積范圍(Smin，Smax)，判斷采集到的光斑邊界圍成的面積是否在(Smin，Smax)面積范圍內，若在邊界面積范圍內就為有效光斑；若不在則為無效光斑。
6.如權利要求1所述的一種影像互動模塊筆跡的形狀位置判斷方法，其特征在于:所述步驟50中有效光斑最亮點坐標(Xi, Yi)的計算公式為:
【文檔編號】G06T7/00GK103942798SQ201410171221
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月25日 優先權日:2014年4月25日
【發明者】丁萬年, 洪文潔, 張慶華, 林翔, 陳日良 申請人:銳達互動科技股份有限公司