[發明專利]一種交互式課堂教學系統光斑自適應映射方法

有效

• 申請號: 201811237804.8
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109493288B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 汪俊鋒;鄧宏平;戴平;劉罡
• 申請（專利權）人: 安徽慧視金瞳科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/60;G06T7/70;G06T3/00
• 代理公司: 合肥洪雷知識產權代理事務所(普通合伙) 34164
• 代理人: 徐贛林

本發明公開了一種交互式課堂教學系統光斑自適應映射方法，涉及圖像處理領域。本發明包括步驟S01：計算映射變換矩陣；步驟S02：保存映射變換矩陣；步驟S03：圖像映射；步驟S04：檢測光斑位置；步驟S05：實現投影交互；其中，步驟S03包括步驟S031：得到前景圖像；步驟S032：映射變換；步驟S033：圖像二值化；步驟S04包括步驟S041：尋找最大連通域；步驟S042：計算光斑重心位置。本發明通過在投影區域和電腦屏幕設置相對應的點坐標建立映射矩陣，保存至映射變換矩陣，再通過圖像映射將電腦屏幕圖像二值化，計算最大連通域確定廣播的重心位置，從而實現系統的交互，提高互動式課堂教學系統的授課效果、增強了投影展示效果、防止投影圖像畸變。

技術領域

本發明屬于圖像處理領域，特別是涉及一種交互式課堂教學系統光斑自適應映射方法。

背景技術

交互式課堂教學系統是一種配合投影儀、電腦、相機等設備，可以在任意光滑投影面實現隨意手指觸摸控制、互動問答、遠程交流等功能的系統。

因交互式課堂教學系統中的“交互”是通過相機捕捉圖像，經圖像算法處理后實現的，相機位于投影區域的上前方，當相機捕捉投影區域的圖像時，相機的視角是從上向下，難免會導致捕捉到的圖像出現畸變，即投影矩形區域在圖像中顯示是上大下小的形式，從而導致當用戶在投影矩形區域下方繪制時，相機捕捉到的繪制光斑在圖像中顯示的非常小，從而會影響系統的正常交互。

為解決上述問題，本發明提供了一種交互式課堂教學系統光斑自適應映射方法；能夠實現圖像畸形矯正，將相機捕捉到的畸變圖像，通過三維映射變換成正常圖像，從而解決投影區域下方繪制光斑較小的問題，保證了交互式課堂教學系統正常交互操作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種交互式課堂教學系統光斑自適應映射方法，通過在投影區域和電腦屏幕設置相對應的點坐標建立映射矩陣，保存至映射變換矩陣，再通過圖像映射將電腦屏幕圖像二值化，計算最大連通域確定廣播的重心位置，從而實現系統的交互，解決了現有的互動式課堂教學系統圖像易變形、授課效果不佳的問題。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明為一種交互式課堂教學系統光斑自適應映射方法，包括如下步驟：

步驟S01、計算映射變換矩陣：采集預先設定在電腦屏幕和投影區域的相對應的四組點位坐標并利用透視變換原理計算投影區域到電腦屏幕的映射矩陣；

步驟S02、保存映射變換矩陣：通過建立新的浮點64位矩陣保存步驟S01中獲得的映射矩陣，遍歷獲得的映射矩陣，將對應位置的映射矩陣數據復制給新的浮點64為矩陣；

步驟S03、圖像映射：具體包括以下步驟：

步驟S031、得到前景圖像：獲得相機采集的背景圖像、當前圖像和電腦屏幕圖像并遍歷當前圖像和背景圖像；

步驟S032、映射變換：通過三維透視變換原理，傳入前景圖像、電腦屏幕圖像、映射矩陣、電腦屏幕分辨率并將前景圖像映射到電腦屏幕圖像上；

步驟S033、圖像二值化：遍歷電腦屏幕圖像二維數據，若圖像中灰度值大于10像素，則當前行、列的灰度值設置成255；若圖像中灰度值等于10像素，則當前行、列的灰度值不變；若圖像中灰度值小于10像素，則當前的行、列的灰度值設為0；

步驟S04、檢測光斑位置：具體包括以下步驟：

步驟S041、尋找最大連通域：獲取電腦屏幕圖像中所有的連通域，遍歷所有連通域，計算出連通域的面積，并篩選出面積最大的連通域點集合；