[發明專利]一種交互式投影系統非線性點坐標映射方法

有效

• 申請號: 201910210458.2
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN109917974B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 林傳文;汪俊鋒;高祥;薛東陽
• 申請（專利權）人: 安徽慧視金瞳科技有限公司
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042;G06F3/0488;H04N9/31
• 代理公司: 合肥律眾知識產權代理有限公司 34147
• 代理人: 馮慧云

本發明公開了一種交互式投影系統非線性點坐標映射方法，包括以下步驟：步驟1，確定映射變換模板；步驟2，光斑坐標線性映射；步驟3，光斑坐標非線性映射；步驟4，實現交互。本發明提供了一種交互式投影系統非線性點坐標映射方法，該方法可實現圖像非線性畸形矯正，將相機捕捉到的畸變光斑，轉換成準確的光斑，從而保證了交互式課堂教學系統的正常交互操作。

技術領域

本發明涉及投影領域，尤其涉及一種交互式投影系統非線性點坐標映射方法。

背景技術

交互式投影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。

因交互式投影系統中的“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，且離投影區域大概1米距離，其中數值1只是一個經驗值，其范圍在0.8-1.2，目的是讓相機拍攝的范圍盡可能的廣。當相機捕捉投影區域的圖像時，因相機放置的位置，會導致相機拍攝的圖像有兩種畸變，一種是線性畸變，即因相機的視角是從上向下而導致投影矩形區域在圖像中顯示是上大下小的形式，然而這種線性畸變已經解決了；另一種是非線性畸變，即因相機拍攝畫面過大而產生的圖像畸變，這種畸變是相機本身缺陷導致的。這種非線性畸變會導致當用戶在投影矩形區域繪制時，相機捕捉到的繪制光斑在圖像中位置有變化，出現繪制不準確的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種交互式投影系統非線性點坐標映射方法，以解決交互式投影系統中，因非線性畸變而導致的光斑捕捉不準的技術問題。

本發明為解決上述技術問題，采用以下技術方案來實現：

本發明提供一種交互式投影系統非線性點坐標映射方法，包括以下步驟：

步驟1，采集在電腦屏幕上平均分布的電腦屏幕光斑坐標，將所述電腦屏幕光斑坐標進行投影，將投影區域內相對應的光斑映射轉換到電腦屏幕坐標系中，得到屏幕坐標系光斑坐標，然后將所述屏幕坐標系光斑坐標通過FFD向所述電腦屏幕光斑坐標映射，計算出變形場，從而得到映射變換模板并進行保存；

步驟2，捕捉投影區域未繪制圖像，得到背景圖；捕捉投影區域含有光斑的圖像，得到當前圖；采集電腦分辨率大小的空圖，得到電腦屏幕圖像；遍歷所述當前圖以及所述背景圖上的每個像素，用所述當前圖的像素值減去所述背景圖的像素值，得到前景圖像，并將所述前景圖像的光斑映射到所述電腦屏幕圖像上；

步驟3，獲取所述電腦屏幕圖像上的光斑，并將光斑坐標輸入到所述映射變換模板中，即可得到最終光斑；

步驟4，將所述最終光斑的坐標傳給應用軟件。

優選地，步驟1中，所述變形場的計算包括以下步驟：

a.確定所有預先設定的電腦屏幕光斑坐標的變形量，所述變形量為二維矢量，包括所述電腦屏幕光斑坐標在x軸的變形矢量和在y軸的變形矢量；

b.選取x軸變形矢量和y軸的變形矢量的最大值作為劃分閾值，再將包含所述電腦屏幕光斑坐標的圖片和劃分閾值相比，并將圖片劃分為與比值相等的網格；

c.將所述屏幕坐標系光斑坐標通過FFD向所述電腦屏幕光斑坐標映射，并確定電腦屏幕光斑坐標在變形后的網格頂點與其變形前最近的一個網格頂點的相對位置；

d.將相對位置進行疊加，即得變形場。

優選地，步驟1中，所述映射變換模板的保存步驟為；建立新的浮點64位矩陣，遍歷所述電腦屏幕光斑坐標，并將相對應屏幕坐標系光斑坐標復制給新的浮點64位矩陣。

優選地，步驟1中所述屏幕坐標系光斑坐標以及步驟3中所述電腦屏幕圖像上的光斑的光斑重心獲取步驟為，包括以下步驟：

a.獲取電腦屏幕圖像中所有的連通域，遍歷所有的連通域，并保存面積最大的連通域點集合：