基于虛擬網格畸變區域識別的虛擬鍵盤及其控制方法
【專利說明】基于虛擬網格畸變區域識別的虛擬鍵盤及其控制方法
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及一種虛擬鍵盤及其控制方法,特別是涉及一種基于虛擬網格畸變區域識別的虛擬鍵盤及其控制方法。
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【背景技術】
[0004]虛擬鍵盤作為數碼產品的輔助設備,可以提高人機交互的輸入效率,增強使用的舒適性,目前虛擬鍵盤產品所采用的線激光測距方式,投射出來的虛擬鍵盤鍵位通過預先設置的實際測量坐標識別,如果放置角度發生偏差或溫度導致的產品尺寸發生變化,則原鍵位對應的坐標距離將發生偏離,導致鍵位識別出現錯誤,由于不能自動適應變化,無法獲得良好的使用效果。隨著數碼產品的輕薄化、大屏化,并且根據個人的使用習慣和需求,將數碼產品豎立起來后的角度很難保證能夠滿足精度要求,由于此不足,將此技術延伸集成應用到數碼產品中存在較大的難度。
[0005]
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種基于虛擬網格畸變區域識別的虛擬鍵盤及其控制方法,其結合微光學激光投射技術和圖形識別技術,針對不同角度下投射導致的鍵位圖案變形能夠正確識別,具有自適應能力,便于集成應用到數碼產品中,實現功能的擴展。
[0007]本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的:一種基于虛擬網格畸變區域識別的虛擬鍵盤,其特征在于,其由光線投射裝置、圖像接收裝置、鍵位識別模塊組成,光線投射裝置用于發出光線投射在平面介質上形成光線網格和鍵盤的鍵位圖案,圖像接收裝置用于對平面介質上的光線網格進行圖像采集,鍵位識別模塊用于對圖形接收裝置采集到的網格圖像進行圖形識別并找出畸變區域對應的鍵位。
[0008]優選地,所述光線投射裝置包括鍵位投射裝置和網格投射裝置。
[0009]優選地,所述圖像接收裝置包括攝像頭。
[0010]優選地,所述光線投射裝置安裝在一個豎起的數碼產品底部。
[0011]優選地,所述圖像接收裝置安裝在一個豎起的數碼產品的頂部。
[0012]優選地,所述光線投射裝置采用紅色激光作為光源。
[0013]本發明還提供一種基于虛擬網格畸變區域識別的虛擬鍵盤的控制方法,其特征在于,其包括以下步驟:
第一步:光線投射裝置發出的光線投射在平面介質上形成光線網格和鍵盤的鍵位圖案; 第二步:圖形接收裝置對平面介質上的光線網格進行圖像采集,將采集到的網格圖像采集到的網格圖像發送給鍵位識別模塊;
第三步:鍵位識別模塊對圖形接收裝置采集到的網格圖像進行圖形識別并找出畸變區域對應的鍵位。
[0014]優選地,所述第三步中,首先通過圖形識別找出畸變區域的網格坐標,然后根據鍵盤鍵位與網格坐標的對應關系找出對應的鍵位,將平面進行虛擬網格化后,在圖形空間中通過圖形識別定位畸變區域的網格坐標,從而獲得按下的鍵位信息,通過虛擬網格和網格坐標的使用,避免了實際測量坐標偏差導致的鍵位識別錯誤,實現了虛擬鍵盤的自適應。
[0015]優選地,所述圖像接收裝置在鍵盤的鍵位圖案停止顯示時對網格圖像進行采集,這樣能夠簡化圖形中的無用信息,保留必要的特征信息,從而降低運算量,加快計算速度;鍵位識別模塊自動進行網格變形的修正校準,通過圖形計算變換,將變形的網格轉換為矩形,以便圖形中網格坐標的識別。
[0016]本發明的積極進步效果在于:本發明結合微光學激光投射技術和圖形識別技術,針對不同角度下投射導致的鍵位圖案變形能夠正確識別,具有自適應能力,便于集成應用到數碼產品中,實現功能的擴展,結構簡單,成本低。
[0017]
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明基于虛擬網格畸變區域識別的虛擬鍵盤的工作原理圖。
[0019]圖2為虛擬鍵盤鍵位與網格自動校準示意圖。
[0020]圖3為間隔圖像采樣原理圖。
[0021]圖4為手指按下時圖像中網格畸變示意圖。
[0022]
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖給出本發明較佳實施例,以詳細說明本發明的技術方案。
[0024]本發明基于虛擬網格畸變區域識別的虛擬鍵盤由光線投射裝置、圖像接收裝置、鍵位識別模塊組成,光線投射裝置用于發出光線投射在平面介質上形成光線網格和鍵盤的鍵位圖案,圖像接收裝置用于對平面介質上的光線網格進行圖像采集,鍵位識別模塊用于對圖形接收裝置采集到的網格圖像進行圖形識別并找出畸變區域對應的鍵位。光線投射裝置包括鍵位投射裝置和網格投射裝置。圖像接收裝置包括攝像頭。在物體平面投射出光線網格,本發明將平面進行虛擬網格化后圖像采集,當圖像發生變形時,通過圖像處理算法的識別和變換,仍可得到變形區域的網格坐標。
[0025]本發明基于虛擬網格畸變區域識別的虛擬鍵盤的控制方法包括以下步驟:
第一步:光線投射裝置發出的光線投射在平面介質上形成光線網格和鍵盤的鍵位圖案,其中鍵位圖案是間隔投射的,并且鍵位圖案的光線比網格圖案的亮,從而達到良好的視覺識別效果;
第二步:為了簡化圖形中的無用信息,保留必要的特征信息,鍵位檢測在鍵位圖案停止投射的間隔中進行,此時光線網格仍然存在,圖形接收裝置對平面介質上的光線網格進行圖像采集,將采集到的網格圖像發送給鍵位識別模塊;
第三步:圖像采集后能夠識別出每個網格的網格坐標,根據制造時輸入的鍵位與網格坐標之間的映射信息,鍵位識別模塊對圖形接收裝置采集到的網格圖像進行圖形識別并找出畸變區域對應的鍵位。
[0026]鍵盤的鍵位圖案是間隔顯示的,其刷新頻率不低于10HZ,本次采用30HZ ;圖像接收裝置在鍵盤的鍵位圖案停止顯示時對網格圖像進行采集;鍵位識別模塊自動進行網格變形的修正校準,能夠適應一定范圍內不同角度下投射導致的變形;光線投射裝置可以安裝在豎起的數碼產品底部,負責網格和鍵盤圖案的投射。圖像接收裝置可以安裝在豎起的數碼產品的頂部,根據成像需要可以自動調整光線的入射角度。光線投射裝置采用紅色激光或其他可見光線作為光源。
[0027]由于數碼產品眾多,為了便于說明,如下實施方式中采用目前廣泛使用的大屏幕智能手機作為案例進行說明,利用手機的頂部攝像頭作為圖像傳感器,鍵位識別模塊安裝在手機上。
[0028]虛擬鍵盤的工作原理如圖1所示,將鍵位投射裝置102和網格投射裝置103這兩個獨立的微光學的光線投射裝置相鄰安裝在手機機身104的底部,鍵位投射裝置102、網格投射裝置103在實際安裝中不區分上下左右,盡可能的靠近,這樣投射出的圖案形狀伸縮變形變化時能夠同步。光線投射裝置在虛擬鍵盤啟用后投射出的網格圖案106、鍵位圖案107疊加在平面108上,其中鍵位圖案的光線比網格圖案的亮,從而達到良好的視覺識別效果,光線投射裝置可采用紅色激光或其他可見光線作為光源。
[0029]為了能夠達到良好的識別效果,手機頂部的攝像頭需能夠寬角度成像,并且具有滿足圖像識別需要的分辨率,通過采用電磁微動控制技術,控制攝像頭成像角度發生偏轉,實現一定角度內的調整。
[0030]當手機的虛擬鍵盤啟用時,鍵位識別模塊首先進行自檢,通過攝像頭101對網格圖案進行采集,當攝像頭能夠完整采集到網格時,則不做攝像頭成像角度的調整,否則自動調整攝像頭的角度,直到能夠完整采集到網格圖像位置,若攝像頭角度調整到最大后仍無法采集到全部網格,鍵位識別模塊則在手機屏幕105上顯示虛擬鍵盤無法工作,給出問題原因和建議處理方法。
[0031]虛擬鍵盤自檢通過后在鍵位檢測期間,使用手機頂部的攝像頭101作為圖像傳感器進行網格圖像采集