一種智能交互投影系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及投影儀技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能交互投影系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]投影儀，又稱投影機(jī)，是一種可以將圖像或視頻投射到幕布上的設(shè)備，可以通過不同的接口同計(jì)算機(jī)、V⑶、DVD、BD、游戲機(jī)、DV等相連接播放相應(yīng)的視頻信號(hào)。投影儀廣泛應(yīng)用于家庭、辦公室、學(xué)校和娛樂場(chǎng)所，根據(jù)工作方式不同，有CRT，IXD，DLP等不同類型。
[0003]隨著投影儀技術(shù)的不斷更新發(fā)展以及日常的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)投影控制的方便和交互性有了越來越多的要求，但目前大多數(shù)產(chǎn)品仍然只能利用紅外筆或電磁筆去控制，無法實(shí)現(xiàn)用手進(jìn)行多點(diǎn)觸摸控制，并且存在成本太高、定位不準(zhǔn)、反應(yīng)速度慢、投影面材質(zhì)局限等缺點(diǎn)，無法給用戶帶來較好的體驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種智能交互投影系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)致的上述多項(xiàng)缺陷。
[0005]—種智能交互投影系統(tǒng)，由投影屏幕、智能投影儀、攝像頭、紅外發(fā)射器及智能終端組成，所述投影屏幕為豎直平面，智能投影儀包括前端的微型投影儀和后端的服務(wù)控制器，微型投影儀和攝像頭連接到服務(wù)控制器，微型投影儀和攝像頭調(diào)整角度視角覆蓋投影屏幕，紅外發(fā)射器置于投影屏幕前方上部，紅外投射光在投影屏幕前方形成一層與投影屏幕平行的紅外光面，服務(wù)控制器中包括無線模塊，智能終端通過無線方式連接到服務(wù)控制器，向服務(wù)控制器推送投影內(nèi)容或控制指令，手指觸摸投影屏幕時(shí)經(jīng)過紅外光面，攝像頭捕捉反射紅外光成像，傳遞到服務(wù)控制器進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別，反饋操作指令控制投影播放，實(shí)現(xiàn)智能交互。
[0006]具體地，所述服務(wù)控制器上加載有模式數(shù)據(jù)庫(kù)和圖像分析程序，模式數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)保存多種手勢(shì)模式與操作指令的對(duì)應(yīng)集，圖像分析程序結(jié)合模式數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別，包括如下步驟:
[0007]a,對(duì)攝像頭捕捉到的連續(xù)圖片序列做圖像處理，使用背景差分和二值化方法提取圖像中的運(yùn)動(dòng)團(tuán)塊，每個(gè)運(yùn)動(dòng)團(tuán)塊代表一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；
[0008]b，針對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)團(tuán)塊做運(yùn)動(dòng)跟蹤，在運(yùn)行團(tuán)塊消失時(shí)，將完整運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行記錄，與模式數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的手勢(shì)模式進(jìn)行比對(duì)，確定用戶手勢(shì)動(dòng)作；
[0009]c，根據(jù)用戶的手勢(shì)動(dòng)作，確定對(duì)應(yīng)的操作指令，控制投影播放過程。
[0010]具體地，所述紅外發(fā)射器為紅外一字激光發(fā)射器，紅外一字激光發(fā)射器向下發(fā)光，在投影屏幕前方形成一層與投影屏幕平行的紅外光面。
[0011]具體地，所述攝像頭上貼有紅外濾光片，剔除可見光，僅接收紅外光進(jìn)入鏡頭。
[0012]具體地，所述服務(wù)控制器中的無線模塊為藍(lán)牙模塊或WIFI模塊。
[0013]具體地，所述智能終端為電腦、手機(jī)或者手持終端。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:該種智能交互投影系統(tǒng)，基于光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸、追蹤和識(shí)別的人機(jī)交互技術(shù)，通過攝像頭捕捉手指觸摸或激光筆照射投影屏幕時(shí)所反射的紅外光，將信息傳遞到圖像處理模塊，并對(duì)其進(jìn)行多點(diǎn)定位和分析，判斷出旋轉(zhuǎn)、縮放等操作意圖后，將處理結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)形式傳輸?shù)较鄳?yīng)的應(yīng)用程序，并做出相應(yīng)的操作，具有低成本、高性能、方便人性化的優(yōu)點(diǎn)，為用戶提供了良好的用戶體驗(yàn)。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述的一種智能交互投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種智能交互投影系統(tǒng)，由投影屏幕14、智能投影儀、攝像頭12、紅外發(fā)射器13及智能終端10組成，其中，所述投影屏幕14為豎直平面，智能投影儀包括前端的微型投影儀15和后端的服務(wù)控制器11，微型投影儀15和攝像頭12連接到服務(wù)控制器11，微型投影儀15和攝像頭12調(diào)整角度視角覆蓋投影屏幕14，紅外發(fā)射器13置于投影屏幕14前方上部，紅外投射光在投影屏幕14前方形成一層與投影屏幕14平行的紅外光面，服務(wù)控制器11中包括無線模塊，智能終端10通過無線方式連接到服務(wù)控制器11，向服務(wù)控制器11推送投影內(nèi)容或控制指令，手指觸摸投影屏幕時(shí)經(jīng)過紅外光面，攝像頭捕捉反射紅外光成像，傳遞到服務(wù)控制器進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別，反饋操作指令控制投影播放，實(shí)現(xiàn)智能交互。
[0018]本實(shí)施例中，紅外發(fā)射器13為紅外一字激光發(fā)射器，紅外一字激光發(fā)射器向下發(fā)光，在投影屏幕前方形成一層與投影屏幕平行的紅外光面。在攝像頭12上貼有紅外濾光片，剔除可見光，僅接收紅外光進(jìn)入鏡頭。所述服務(wù)控制器11中的無線模塊為藍(lán)牙模塊或WIFI模塊。
[0019]本實(shí)施例中，所述服務(wù)控制器上加載有模式數(shù)據(jù)庫(kù)和圖像分析程序，模式數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)保存多種手勢(shì)模式與操作指令的對(duì)應(yīng)集，圖像分析程序結(jié)合模式數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別，具體方法參考下面的敘述。
[0020]首先，對(duì)攝像頭捕捉到的連續(xù)圖片序列做圖像處理，先用背景差分的方法提取圖像中的運(yùn)動(dòng)像素，然后用二值化方法去除部分背景中的雜質(zhì)，接著用形態(tài)學(xué)濾波的方法濾去干擾點(diǎn)，并將運(yùn)動(dòng)像素連成一個(gè)個(gè)連通區(qū)域，把這些連通區(qū)域叫做團(tuán)塊，每個(gè)團(tuán)塊代表一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；
[0021]接下來，針對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)團(tuán)塊做運(yùn)動(dòng)跟蹤，記錄其運(yùn)動(dòng)軌跡。為了表述一個(gè)目標(biāo)，首先要對(duì)圖像求輪廓，一個(gè)封閉的輪廓就代表一個(gè)運(yùn)動(dòng)塊，求輪廓可以采用常用的canny邊緣檢測(cè)算法，求得輪廓后可很方便地求取一個(gè)塊的質(zhì)心和面積，在求得每一個(gè)運(yùn)動(dòng)塊的面積后，較小和較大的運(yùn)動(dòng)塊都認(rèn)為是干擾或噪聲，可以通過設(shè)定面積的區(qū)間來濾除不合理的運(yùn)動(dòng)塊，去除干擾。目標(biāo)跟蹤可以采用質(zhì)心位置跟蹤方法，主要過程為:(1)獲取當(dāng)前幀中的運(yùn)動(dòng)塊，計(jì)算各運(yùn)動(dòng)塊的質(zhì)心位置；(2)計(jì)算當(dāng)前幀中每個(gè)質(zhì)心與前面跟蹤的各個(gè)運(yùn)動(dòng)塊的質(zhì)心位置的距離；(3)判斷，如果當(dāng)前幀中某個(gè)質(zhì)心與前面跟蹤的運(yùn)動(dòng)塊的質(zhì)心距離小于一定值(可根據(jù)實(shí)際情況通過軟件設(shè)定)，可認(rèn)為它們是同一個(gè)運(yùn)動(dòng)塊，則把這個(gè)質(zhì)心位置加入到該運(yùn)動(dòng)塊的軌跡中。如果當(dāng)前幀中的一個(gè)質(zhì)心與前面跟蹤的各個(gè)運(yùn)動(dòng)塊的距離都比較大，可認(rèn)為這是一個(gè)新的運(yùn)動(dòng)塊，表示新按下了一個(gè)手指，則創(chuàng)建一個(gè)新的跟蹤對(duì)象，加入到跟蹤隊(duì)列中。如果前面跟蹤的某個(gè)對(duì)象與當(dāng)前幀中的各個(gè)質(zhì)心的距離都比較大，則認(rèn)為這個(gè)跟蹤對(duì)象消失了，這意味著一個(gè)手指離開了觸控桌面。這時(shí)程序把它的運(yùn)動(dòng)信息傳遞出去，并從跟蹤目標(biāo)隊(duì)列中將該對(duì)象刪除。
[0022]最后，在運(yùn)行團(tuán)塊消失時(shí)，將完整運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行記錄，系統(tǒng)會(huì)對(duì)手指或其它物體在投影屏幕上觸摸的軌跡進(jìn)行識(shí)別，即手勢(shì)識(shí)別，手勢(shì)識(shí)別是與模式數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的手勢(shì)模式進(jìn)行比對(duì)來實(shí)現(xiàn)的，常見的手勢(shì)比如有單個(gè)手指碰一下屏幕、單個(gè)手指在屏幕上移動(dòng)、兩個(gè)手指在屏幕上相對(duì)直線移動(dòng)相對(duì)距離增大、兩個(gè)手指在屏幕上相對(duì)直線移動(dòng)相對(duì)距離減小，通過將這些手勢(shì)與具體的操作指令進(jìn)行對(duì)應(yīng)，來完成對(duì)投影內(nèi)容或過程的控制，比如完成單擊、雙擊、拖拽、放大、縮小等指令動(dòng)作。
[0023]通過上述實(shí)施例容易知道，本發(fā)明所述智能交互投影系統(tǒng)，是一種基于光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸、追蹤和識(shí)別的人機(jī)交互技術(shù)，通過攝像頭捕捉手指觸摸或激光筆照射投影屏幕時(shí)所反射的紅外光，將信息傳遞到圖像處理模塊，并對(duì)其進(jìn)行多點(diǎn)定位和分析，判斷出旋轉(zhuǎn)、縮放等操作意圖后，將處理結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)形式傳輸?shù)较鄳?yīng)的應(yīng)用程序，并做出相應(yīng)的操作，具有低成本、高性能、方便人性化的優(yōu)點(diǎn)，為用戶提供了良好的用戶體驗(yàn)。
[0024]由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能交互投影系統(tǒng)，由投影屏幕、智能投影儀、攝像頭、紅外發(fā)射器及智能終端組成，其特征在于:所述投影屏幕為豎直平面，智能投影儀包括前端的微型投影儀和后端的服務(wù)控制器，微型投影儀和攝像頭連接到服務(wù)控制器，微型投影儀和攝像頭調(diào)整角度視角覆蓋投影屏幕，紅外發(fā)射器置于投影屏幕前方上部，紅外投射光在投影屏幕前方形成一層與投影屏幕平行的紅外光面，服務(wù)控制器中包括無線模塊，智能終端通過無線方式連接到服務(wù)控制器，向服務(wù)控制器推送投影內(nèi)容或控制指令，手指觸摸投影屏幕時(shí)經(jīng)過紅外光面，攝像頭捕捉反射紅外光成像，傳遞到服務(wù)控制器進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別，反饋操作指令控制投影播放，實(shí)現(xiàn)智能交互。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能交互投影系統(tǒng)，其特征在于:服務(wù)控制器上加載有模式數(shù)據(jù)庫(kù)和圖像分析程序，模式數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)保存多種手勢(shì)模式與操作指令的對(duì)應(yīng)集，圖像分析程序結(jié)合模式數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別，包括如下步驟: a,對(duì)攝像頭捕捉到的連續(xù)圖片序列做圖像處理，使用背景差分和二值化方法提取圖像中的運(yùn)動(dòng)團(tuán)塊，每個(gè)運(yùn)動(dòng)團(tuán)塊代表一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)； b，針對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)團(tuán)塊做運(yùn)動(dòng)跟蹤，在運(yùn)行團(tuán)塊消失時(shí)，將完整運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行記錄，與模式數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的手勢(shì)模式進(jìn)行比對(duì)，確定用戶手勢(shì)動(dòng)作； c，根據(jù)用戶的手勢(shì)動(dòng)作，確定對(duì)應(yīng)的操作指令，控制投影播放過程。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能交互投影系統(tǒng)，其特征在于:所述紅外發(fā)射器為紅外一字激光發(fā)射器，紅外一字激光發(fā)射器向下發(fā)光，在投影屏幕前方形成一層與投影屏幕平行的紅外光面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能交互投影系統(tǒng)，其特征在于:所述攝像頭上貼有紅外濾光片，剔除可見光，僅接收紅外光進(jìn)入鏡頭。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能交互投影系統(tǒng)，其特征在于:所述服務(wù)控制器中的無線模塊為藍(lán)牙模塊或WIFI模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能交互投影系統(tǒng)，其特征在于:所述智能終端為電腦、手機(jī)或者手持終端。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能交互投影系統(tǒng)，由投影屏幕、智能投影儀、攝像頭、紅外發(fā)射器及智能終端組成，智能投影儀包括微型投影儀和服務(wù)控制器，微型投影儀和攝像頭調(diào)整角度視角覆蓋投影屏幕，紅外發(fā)射器置于投影屏幕前方上部，在投影屏幕前方形成一層與投影屏幕平行的紅外光面，智能終端無線方式連接服務(wù)控制器，向服務(wù)控制器推送投影內(nèi)容或控制指令，手指觸摸投影屏幕時(shí)經(jīng)過紅外光面，攝像頭捕捉反射紅外光成像，傳遞到服務(wù)控制器進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別，反饋操作指令控制投影播放，實(shí)現(xiàn)智能交互。本發(fā)明具有低成本、高性能、方便人性化的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的用戶體驗(yàn)。
【IPC分類】G06F3/042, G06F3/01
【公開號(hào)】CN105260021
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510664694
【發(fā)明人】白鴻崢, 張軍峰
【申請(qǐng)人】深圳市祈錦通信技術(shù)有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月15日