一種基于計算機視覺的多點三維互動桌面系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及計算機多點觸摸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于計算機視覺的多點二維互動桌面系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]計算機多點觸摸技術(shù)是人機交互領(lǐng)域研究中的一個技術(shù)熱點，近年來已逐步在商業(yè)領(lǐng)域發(fā)展起來。像Apple、Microsoft、NYU等著名公司和研究機構(gòu)已經(jīng)將多點觸摸系統(tǒng)作為一種未來的交互概念正在推向大眾。可以預(yù)見，在不遠(yuǎn)的將來，多點觸摸系統(tǒng)將更加深入我們的生活。
[0003]由于目前我們接觸的多點交互系統(tǒng)運算的復(fù)雜性，而為了提高系統(tǒng)效率，很大程度上限制了實時三維交互技術(shù)在多點交互系統(tǒng)中的運用，因此目前市場上看到的比較成熟的多點交互系統(tǒng)都是以二維或非實時三維畫面為主。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于計算機視覺的多點三維互動桌面系統(tǒng)，其采用兩個投影機投出桌面效果，兩個投影機投出的畫面有部分重疊區(qū)域，采用屏幕拼接技術(shù)實現(xiàn)桌面效果的無縫拼接，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、實時性好、畫面大方、投影精度高、系統(tǒng)效率高、實現(xiàn)效果好的優(yōu)點。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種基于計算機視覺的多點三維互動桌面系統(tǒng)，其特征在于:包括主機和與主機相連接的兩個視頻分配器以及一個紅外攝像頭，所述兩個視頻分配器每一個的輸出端均與一個顯示器、一個投影儀相連接，所述投影儀投出桌面效果區(qū)域，所述桌面效果區(qū)域中心軸線上為屏幕融合區(qū)，所述屏幕融合區(qū)的桌面效果區(qū)域邊緣設(shè)置有一圈紅外二極管。
[0006]上述的一種基于計算機視覺的多點三維互動桌面系統(tǒng)，其特征在于:所述紅外二極管前方的兩側(cè)各設(shè)置有一個擋板。
[0007]上述的一種基于計算機視覺的多點三維互動桌面系統(tǒng)，其特征在于:所述桌面效果區(qū)域采用FTIR類型的多點觸摸技術(shù)。
[0008]上述的一種基于計算機視覺的多點三維互動桌面系統(tǒng)，其特征在于:所述主機為計算機。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]本實用新型采用兩個投影機投出桌面效果，兩個投影機投出的畫面有部分重疊區(qū)域，采用屏幕拼接技術(shù)實現(xiàn)桌面效果的無縫拼接，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、實時性好、畫面大方、投影精度高、系統(tǒng)效率高、實現(xiàn)效果好的優(yōu)點。
[0011]以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的總體結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2是本實用新型的系統(tǒng)總體模塊圖；
[0014]圖3是本實用新型的FTIR受抑全內(nèi)反射圖；
[0015]圖4是本實用新型投影儀投影出的原始畫面圖；
[0016]圖5是本實用新型經(jīng)過幾何校正的投影畫面圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，一種基于計算機視覺的多點三維互動桌面系統(tǒng)，其特征在于:包括主機1和與主機1相連接的兩個視頻分配器2以及一個紅外攝像頭6，所述兩個視頻分配器2每一個的輸出端均與一個顯示器3、一個投影儀7相連接，所述投影儀7投出桌面效果區(qū)域，所述桌面效果區(qū)域中心軸線上為屏幕融合區(qū)5，所述屏幕融合區(qū)5的桌面效果區(qū)域邊緣設(shè)置有一圈紅外二極管4。
[0018]本實施例中，所述紅外二極管4前方的兩側(cè)各設(shè)置有一個擋板。多點觸摸(Mult1-Touch)是采用人機交互技術(shù)與硬件設(shè)備共同實現(xiàn)的技術(shù)，能在沒有傳統(tǒng)輸入設(shè)備下同時接受來自屏幕上多個點進(jìn)行計算機的人機交互操作。多點觸摸可分為LLP、FTIR、ToughtLight、Optical Touch等幾種類型。本文采用FTIR(受抑全內(nèi)反射技術(shù)),其投影結(jié)構(gòu)原理圖如圖3所示。
[0019]由于單臺顯示設(shè)備所能顯示的畫面大小和精度有限，本文采用將兩臺投影機拼接起來的方式形成一個邏輯上統(tǒng)一的大屏幕。屏幕拼接的一個難題是投影儀的定位，投影儀只有與投影幕垂直時才能得到矩形的圖像，否則就會產(chǎn)生梯形失真。并且兩個投影機在垂直和水平位置上的偏差，會導(dǎo)致投出的畫面會存在大小、位置和方向上的偏差，如圖4所
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[0020]對于投影機投出畫面的梯形失真和位置偏差，本文的解決方法如下:
[0021]1.旋轉(zhuǎn)投影畫面，使畫面的中心線與水平線平行；
[0022]2.平移投影畫面，使畫面的中心線與水平線重疊；
[0023]3.縮放投影畫面，使兩個投影機的畫面大小一致；
[0024]4.對投影畫面作梯形校準(zhǔn)，使投出的畫面呈方形；
[0025]5.多次重復(fù)上述步驟，直到兩個投影機的畫面完全一致，如圖5所示。
[0026]經(jīng)過幾何校正，投影幕上得到的圖像是非扭曲的。相鄰的兩個子圖像有兩種排列方法:1、圖像不重疊，讓它們緊密地排列在一起；2、相鄰的圖像部分重疊。
[0027]第一種方法被稱之為硬拼接，處理簡單，但會形成一條無法消除的縫。第二種方法根據(jù)人眼對顏色緩慢變化要遲鈍得多的特性，將相鄰的圖像部分重疊，使顏色平滑地從一邊過渡到另一邊，這種方法被稱之為邊緣融合(軟拼)。本文采用第二種軟拼的方式，用Alpha Mask方法，賦給重疊區(qū)每個象素的亮度一個權(quán)值，并使同一位置的權(quán)值和為1。
[0028]如圖2所示，本實用新型的工作原理是:采用兩個投影機投出桌面效果，兩個投影機投出的畫面有部分重疊區(qū)域，采用屏幕拼接技術(shù)實現(xiàn)桌面效果的無縫拼接。桌面邊緣放置一圈紅外發(fā)光二極管作為紅外源，當(dāng)手指觸摸到桌面時，會將紅外光反射到攝像頭，再將攝像頭采集到的圖像傳送到主機，由主機作灰度變換、平滑去噪、去除背景、分割目標(biāo)等處理，從而得到觸摸點的位置。最后，系統(tǒng)根據(jù)觸摸點的位置，實時更新和渲染桌面效果。
[0029]以上詳細(xì)描述了本實用新型的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于計算機視覺的多點三維互動桌面系統(tǒng)，其特征在于:包括主機(1)和與主機(1)相連接的兩個視頻分配器(2 )以及一個紅外攝像頭(6 )，所述兩個視頻分配器(2 )每一個的輸出端均與一個顯示器(3)、一個投影儀(7)相連接，所述投影儀(7)投出桌面效果區(qū)域，所述桌面效果區(qū)域中心軸線上為屏幕融合區(qū)(5)，所述屏幕融合區(qū)(5)的桌面效果區(qū)域邊緣設(shè)置有一圈紅外二極管(4 )。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于計算機視覺的多點三維互動桌面系統(tǒng)，其特征在于:所述紅外二極管(4)前方的兩側(cè)各設(shè)置有一個擋板。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于計算機視覺的多點三維互動桌面系統(tǒng)，其特征在于:所述桌面效果區(qū)域采用FTIR類型的多點觸摸技術(shù)。4.如權(quán)利要求1所述的一種基于計算機視覺的多點三維互動桌面系統(tǒng)，其特征在于:所述主機(1)為計算機。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于計算機視覺的多點三維互動桌面系統(tǒng)，其特征在于：包括主機和與主機相連接的兩個視頻分配器以及一個紅外攝像頭，兩個視頻分配器每一個的輸出端均與一個顯示器、一個投影儀相連接，投影儀投出桌面效果區(qū)域，桌面效果區(qū)域中心軸線上為屏幕融合區(qū)，屏幕融合區(qū)的桌面效果區(qū)域邊緣設(shè)置有一圈紅外二極管。本實用新型采用兩個投影機投出桌面效果，兩個投影機投出的畫面有部分重疊區(qū)域，采用屏幕拼接技術(shù)實現(xiàn)桌面效果的無縫拼接，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、實時性好、畫面大方、投影精度高、系統(tǒng)效率高、實現(xiàn)效果好的優(yōu)點。
【IPC分類】G06F3/042
【公開號】CN205050121
【申請?zhí)枴緾N201520816255
【發(fā)明人】易華斌
【申請人】廣州市水一方信息科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月20日