[發(fā)明專(zhuān)利]使用差分相機(jī)的圖像處理設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380055057.5
• 申請(qǐng)日: 2013-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104813341A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李汶基
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 李汶基
• 主分類(lèi)號(hào): G06K9/18
• 分類(lèi)號(hào): G06K9/18;G06K9/74;G06K9/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從先前幀與當(dāng)前幀之間的差分圖像的非零像素區(qū)域中快速檢測(cè)標(biāo)記(mark)的技術(shù)，其中先前幀含有標(biāo)記且當(dāng)前幀不含標(biāo)記。

背景技術(shù)

標(biāo)記識(shí)別、指向(pointing)、鼠標(biāo)、擴(kuò)增實(shí)境(augmented?reality)、相機(jī)、差分圖像、圖像處理

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題

最近，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了通過(guò)相機(jī)進(jìn)行捕捉以及從所捕捉圖像識(shí)別監(jiān)視器中的鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)的指向技術(shù)。本發(fā)明的目的是提供可以在復(fù)雜背景圖像之中檢測(cè)鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)的快速且穩(wěn)定的系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的是解決所述系統(tǒng)在相機(jī)未捕捉監(jiān)視器中的鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)而是捕捉非監(jiān)視器的周?chē)h(huán)境中的物體時(shí)可能將物體誤認(rèn)為鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)的問(wèn)題。

技術(shù)解決方案

本發(fā)明是使用相機(jī)的圖像處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可以通過(guò)交替且依序地輸出兩種圖像到監(jiān)視器屏幕上、依序捕捉所述兩個(gè)圖像以及比較所捕捉的兩個(gè)圖像來(lái)迅速檢測(cè)標(biāo)記。

有益效果

通過(guò)本發(fā)明使用差分相機(jī)的圖像處理系統(tǒng)迅速且穩(wěn)定地檢測(cè)到的標(biāo)記可以用于指向或擴(kuò)增實(shí)境，并且還可以用于機(jī)器人來(lái)識(shí)別其環(huán)境。

本發(fā)明使用差分相機(jī)的圖像處理系統(tǒng)計(jì)算差分圖像、搜索其像素值以便查找存在標(biāo)記的高概率區(qū)域，并且從所述區(qū)域檢測(cè)標(biāo)記。如果相機(jī)不在捕捉計(jì)算機(jī)顯示器而是捕捉顯示器周?chē)母浇矬w，那么差分圖像不含存在標(biāo)記的高概率區(qū)域，并且圖像處理系統(tǒng)停止搜索標(biāo)記。因此，可以減少CPU的負(fù)擔(dān)以及功率消耗。如果不使用本發(fā)明的圖像處理系統(tǒng)，那么CPU的負(fù)擔(dān)、功率消耗是高的，并且識(shí)別標(biāo)記的速度變慢，這是因?yàn)闃?biāo)記假定為始終存在于所捕捉圖像中并且圖像處理系統(tǒng)始終嘗試從所捕捉圖像檢測(cè)標(biāo)記。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1的組成。

圖2是標(biāo)記圖像以及普通圖像。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

最近，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了通過(guò)相機(jī)進(jìn)行捕捉以及從所捕捉圖像識(shí)別監(jiān)視器中的鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)的指向技術(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，存在標(biāo)題為“使用相機(jī)以及輸出標(biāo)記的指向裝置(Pointing?device?using?camera?and?outputting?mark)”的韓國(guó)專(zhuān)利10-0936816號(hào)的技術(shù)。所述技術(shù)由本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)明。上文的指向技術(shù)包含從奇數(shù)幀識(shí)別標(biāo)記的圖像處理系統(tǒng)的實(shí)施例，其中監(jiān)視器在奇數(shù)幀中顯示標(biāo)記圖像并且在偶數(shù)幀中顯示普通圖像。如圖1所示，如果標(biāo)記是位于監(jiān)視器的中心區(qū)域處的鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)ICC并且所述標(biāo)記周?chē)凶銐蚯逦倪呺H，那么容易檢測(cè)標(biāo)記。然而，如果鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)ICE正在接觸圖1的監(jiān)視器屏幕DS的邊界，并且存在紋理PT類(lèi)似于鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)的紋理的物體，那么圖像處理系統(tǒng)可能難以區(qū)分鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)與監(jiān)視器外的物體。尤其如果存在顏色或形狀類(lèi)似于鼠標(biāo)光標(biāo)的顏色或形狀的附近物體，則可能檢測(cè)不到標(biāo)記。另外，即使標(biāo)記位于顯示器的中心處，如果相機(jī)的鏡頭是廣角鏡頭或如果相機(jī)與顯示器之間的距離長(zhǎng)，那么所捕捉圖像可能含有監(jiān)視器周?chē)奈矬w，并且圖像處理系統(tǒng)可能花費(fèi)時(shí)間來(lái)區(qū)分鼠標(biāo)光標(biāo)與附近物體。

本發(fā)明的目的是解決以上問(wèn)題并且提供快速且穩(wěn)定的圖像處理系統(tǒng)。

為了解決以上問(wèn)題，使用差分相機(jī)的本發(fā)明交替且依序地顯示標(biāo)記圖像以及普通圖像，依序捕捉以上兩種圖像，計(jì)算所捕捉的兩個(gè)圖像的差分圖像(difference?image)，通過(guò)判定差分圖像的零像素值區(qū)域不是顯示區(qū)域并且通過(guò)排除零像素值區(qū)域來(lái)迅速且穩(wěn)定地從差分圖像的非零像素值區(qū)域中檢測(cè)標(biāo)記。差分圖像(difference?image)的像素值是輸入圖像的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)像素值的差。舉例來(lái)說(shuō)，坐標(biāo)是(x，y)的差分圖像的像素值是坐標(biāo)是(x，y)的兩個(gè)輸入圖像的像素值的差。如果輸入圖像是含噪聲的，那么建議對(duì)兩個(gè)輸入圖像應(yīng)用預(yù)處理，比如高斯濾波器。建議每秒60次或更多次交替地顯示標(biāo)記圖像和普通圖像，并且足夠快以至于人眼無(wú)法感測(cè)到顯示器的閃爍。此類(lèi)顯示通過(guò)使用顯示頻率為120Hz的快門(mén)眼鏡式三維顯示器是可能的。

如果相機(jī)保持不動(dòng)，則差分圖像中顯示器DS外的像素值為零值，并且差分圖像中顯示器內(nèi)的像素值為非零。

舉例來(lái)說(shuō)，在圖1中，即使鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)ICE接近顯示器外的物體的紋理PT，通過(guò)搜索差分圖像的非零像素值區(qū)域也可以容易地從周?chē)y理分離且檢測(cè)標(biāo)記，這是因?yàn)椴罘謭D像中周?chē)募y理PT的像素值為零，而鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)標(biāo)記ICE的區(qū)域的像素值為非零。