[發明專利]激光點/區域檢測方法和裝置

有效

• 申請號: 201010193534.2
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN102270298A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 潘蘋萍;李東來;于海龍;張文波
• 申請（專利權）人: 株式會社理光
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張麗新

技術領域

本發明涉及圖像處理，更具體地涉及激光點/區域檢測方法和裝置。

背景技術

目前有一些與計算機進行遠距離交互的系統和方法，它們的目的是為了使用戶更有效地進行如基于計算機和投影儀的演示等活動。這些系統和方法采用了多種技術如超聲波、紅外等實現遠距離交互的解決方案。

在演講或會議環境下，激光筆被廣泛應用于指向投影區域的特定部分。由于激光筆的流行性和低成本，一些遠距離計算機交互系統和方法采用激光筆和攝像頭實現，它們通過以下方法為用戶提供遠距離激光筆操作：從攝像頭捕捉到的屏幕圖像中檢測激光點/區域，進而模擬計算機鍵盤/鼠標控制操作。

為了能夠使用激光筆與計算機進行交互，已經提出了激光點追蹤裝置來檢測激光點的位置并用來操作計算機。US專利6275214?B1描述了一種交互策略：檢測激光點的一個或多個屬性；任何一個或多個屬性可以被結合使用從而生成對計算機的正確指令。這些屬性可能包括強度、色彩、形狀、大小、移動方式和位置。US專利2008/0266253?A1描述了一種多邊形匹配的激光點檢測和跟蹤方法：預定義參數化的激光多邊形；把多邊形和圖像數據中每一個圖形對象的輪廓進行匹配；檢查匹配得到的多邊形是否滿足預定義參數，如滿足則為候選激光多邊形。

文章Laser?pointer?interaction，Dan?R.Olsen?Jr.，Travis?Nielsen，Proceedingsof?Association?for?Computing?Machinery?Computer?Human?InteractionConference：Human?Factors?in?Computing?Systems.Seattle，WA，USA：2001：17～22描述了在使用卷積濾波器的情況下，最亮的紅色光點被檢測為激光點。文章LumiPoint：Multi-user?Laser-based?interaction?on?Large?Tiled?Displays，James?Davis?and?Xing?Chen，Displays，Vol.23-5，Elsevier?Science?2002描述了使用亮度閾值進行預處理，然后使用下采樣和預測加快檢測速度，同時包含筆劃服務器進行點位置估計。文章Laser?Actuated?Presentation?System，AtulChowdhary，Vivek?Agrawal，Subhajit?Karmakar，Sandip?Sarkar，CoRRabs/0911.5404：2009描述了使用帶紅色濾鏡的RGB攝像頭捕捉激光點，然后使用RGB的Blue層作為閾值屬性。

在現有技術中，大多數論文/專利基于假定條件如“激光點/區域最亮”或“激光點/區域最紅或最綠”等對圖像進行亮度或顏色屬性過濾從來實現激光點/區域檢測，另外有一些論文/專利使用其他方法如形狀匹配、軌跡預測等技術來實現激光點/區域檢測。此外，在硬件設備方面，某些論文/專利使用特定攝像頭或額外濾鏡，從而減少外部環境干擾。

理論上作為一個開環(Open?Loop)問題，激光點/區域檢測方法不可能達到100％的檢測率。攝像頭捕捉到的幀圖像中的某些物體可能會干擾激光點/區域檢測，即便使用特定的硬件設備類似的環境干擾也不能被有效消除。另外，根據調查和實驗，在不同環境條件下，所捕捉到的激光點/區域有不同的屬性值表現；即便在相同環境條件，激光點/區域并不具備如前所述的固定屬性值特征，例如在某些情況下，干擾點/區域表現得比激光點/區域更亮、更紅或更綠。

對于有干擾點/區域的幀圖像，作了激光點/區域屬性假定的已有論文/專利中的激光點/區域檢測方法將會導致錯誤檢測。

發明內容

鑒于現有技術中的上述問題，提出了本發明。

根據本發明的一個方面，提供了一種激光點/區域檢測方法，可以包括以下步驟：獲取標準激光點/區域的特征值；從輸入圖像中產生候選的激光點/區域；計算每一候選的激光點/區域的特征值相對于標準激光點/區域的特征值的偏移值；以及確定具備最小特征偏移值的候選激光點/區域作為激光點/區域。

該激光點/區域檢測方法還可以包括基于所確定的激光點/區域的特征信息更新標準激光點/區域的特征值。

所述從輸入圖像中產生候選的激光點/區域可以包括以預定特征閾值對幀圖像進行過濾以得到候選的激光點/區域。