一种影像互动模块笔迹的形状位置判断方法技术

本发明专利技术提供一种影像互动模块笔迹的形状位置判断方法，包括先保存书写前的背景画面；然后将书写后的画面减去书写前的背景画面，得到差值画面；再将差值画面的像素点逐个与预设的灰度阈值T进行比较，得到差值画面中光斑的像素集合；接着判断每个光斑的像素集合的有效点，排除干扰点，得到全部有效光斑；最后计算出所有有效光斑的最亮点位置。本发明专利技术通过对书写背景画面的有效采集和光电笔光斑进行的有效判断，同时消除环境光线的外在干扰点，解决以往有效点捕捉不够准确，环境光线复杂时出现的书写跳笔问题，从而实现更好的书写效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种影像互动模块笔迹的形状位置判断方法。
技术介绍
目前影像类人机互动模块的原理是利用镜头捕捉光电笔(发出红外光)的光斑坐标，然后将像素坐标映射到PC程序上得到显示坐标，实现书写效果，整个过程最关键的技术就是光斑的捕捉，目前行业内捕捉光斑的技术是简单的设置一个亮度的阈值，然后选取画面中的一个像素亮度值与该阈值比较，当亮度值大于阈值时就认为该像素是光电笔光斑的位置，记录下坐标，之后每个像素都进行比较，并更新光斑的边界位置，使整个光斑被一个矩形圈出，假设光斑是圆形，那么光斑就是该矩形的内切圆，最后计算出该矩形的几何中心得到坐标。这种算法的缺点是有效点的坐标捕捉不够准确，例如当光电笔较大角度的倾斜书写时，光斑会成类似椭圆状，用上述方法计算后得到的坐标大致在椭圆的中心，但实际笔的书写位置却在椭圆的边沿，这就导致书写位置和显示位置出现偏差的情况。这种算法还存在一个问题，就是当环境光线复杂时会出现书写跳笔，即会计算多余的坐标出来。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种影像互动模块笔迹的形状位置判断方法，通过对书写背景画面的有效采集和光电笔光斑的有效判断，同时消除环境光线变化产生的干扰点，解决以往有效点捕捉不够准确，环境光线复杂时出现的书写跳笔问题，从而实现更好的书写效果。本专利技术具体包括如下步骤：步骤10、保存书写前的背景画面；步骤20、将书写后的画面减去书写前的背景画面，得到差值画面；步骤30、将差值画面的像素点逐个与预设的灰度阈值T进行比较，得到差值画面所有的光斑及光斑的像素集合；步骤40、对所有的光斑都进行有效判断，排除干扰点，得到所有有效光斑；步骤50、计算出所有有效光斑的最亮点坐标(Xi，Yi)，得到笔迹形状，其中i表示第i个有效光斑。进一步的，所述步骤10的具体实现步骤如下：步骤101、连续保存N幅环境背景图，N为大于等于1的自然数；步骤102、求出上述N幅环境背景图同一像素的灰度平均值，并保存为书写前的背景画面；进一步的，所述步骤30进一步具体为:先设置一个扫描半径R，一个最大边界坐标(Xmax，Ymax)及一个最小边界坐标(Xmin，Ymin)；当比较到差值画面的一个像素灰度值大于阈值T时，记下该点像素灰度值W11，坐标值(X11,Y11)，同时标记该点属于像素集合A，并将像素的坐标值赋值给边界坐标(XAmax＝X11，YAmax＝Y11)，(XAmin＝X11，YAmin＝Y11)；若像素灰度值小于或者等于阈值T，则该像素无效；然后继续比较下一个像素，当再次出现像素灰度值大于阈值T时，判断该像素是否在(XAmin+R，XAmax+R)和(YAmin+R，YAmax+R)围成的区域内，若在上述围成的区域内，则标记该点属于像素集合A，并记下该点像素灰度值W12，坐标值(X12,Y12)，同时更新集合A边界；若不在则判定该点不属于像素集合A，则新开辟一个像素集合,并记下该点像素灰度值W21，坐标值(X21,Y21)；继续进行上述像素比较过程，直到得到所有的光斑、光斑的像素集合、像素灰度值Wij及坐标值(Xij,Yij)的记录，其中i表示第i个光斑，j表示第j个像素。进一步的，所述更新集合A边界的具体做法是：若XAmin>X12，则XAmin＝X12；若XAmax<X12，则XAmax＝X12；若YAmin>Y12，则YAmin＝Y12；若YAmax<Y12，则YAmax＝X12。进一步的，所述步骤40具体实现步骤如下：步骤401、根据光电笔光斑的像素集合边界为正方形，判断所得光斑的像素集合的边长是否相等，若相等则为有效光斑，反之则为无效光斑；步骤402、根据已知的光电笔光斑边界面积范围(Smin，Smax)，判断采集到的光斑边界围成的面积是否在(Smin，Smax)面积范围内，若在边界面积范围内就为有效光斑；若不在则为无效光斑。进一步的，所述步骤50中有效光斑最亮点坐标(Xi，Yi)的计算公式为：Xi=ΣWij·Xij5Wi]]>Yi=ΣWij·YijWi]]>其中i表示第i个光斑，j表示第j个像素。本专利技术具有如下优点：1、通过对多幅环境背景图的同一像素求平均值得到背景画面，避免了背景点采集遗漏的问题；2、对光电笔的光斑进行了有效判断，使计算出的光斑最亮点更加准确；3、消除了环境光线变化产生的干扰点，避免了书写跳笔问题的产生。附图说明下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术方法的流程框图。图2为本专利技术中同一像素集合边界更新的示意图。图3为本专利技术中新有效像素点集合判断的示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术提供一种影像互动模块笔迹的形状位置判断方法，具体包括如下步骤：步骤10、保存书写前的背景画面；具体做法如下：步骤101、连续保存N幅环境背景图，N为大于等于1的自然数；步骤102、求出上述N幅环境背景图同一像素的灰度平均值，并保存为书写前的背景画面；图像传感器捕捉到的画面是一幅灰度图像，即画面中每个像素的数据都是灰度数据，我们只需要求出N幅环境背景图同一像素的平均值，便可以得到背景画面。其中选取N幅画面求平均值的目的是将环境中闪烁的光源也记录到背景画面中(例如日光灯)，通常对画面采样的频率一般大于或者等于60FPS(帧每秒)，而日光灯闪烁频率为50Hz，若只采集一幅画面作为背景，就有可能造成画面中某个背景点没有采集到，但实际中是存在这个背景点的，通过采集多幅画面就可以避免将某个背景点遗漏问题。步骤20、将书写后的画面减去书写前的背景画面，得到差值画面。步骤30、将差值画面的像素点逐个与预设的灰度阈值T进行比较，得到差值画面所有的光斑及光斑的像素集合；具体实现如下：先设置一个扫描半径R，一个最大边界坐标(Xmax，Ymax)及一个最小边界坐标(Xmin，Ymin)；当比较到差值画面的一个像素灰度值大于阈值T时，记下该点像素灰度值W11，坐标值(X11,Y11)，同时标记该点属于像素集合A，并将像素的坐标值赋值给边界坐标(XAmax＝X11，YAmax＝Y11)，(XAmin＝X11，YAmin＝Y11)；若像素灰度值小于或者等于阈值T，则该像素无效；然后继续比较下一个像素，当再次出现像素灰度值大于阈值T时，判断该像素是否在(XAmin+R，XAmax+本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种影像互动模块笔迹的形状位置判断方法，其特征在于：包括如下步骤： 步骤10、保存书写前的背景画面； 步骤20、将书写后的画面减去书写前的背景画面，得到差值画面； 步骤30、将差值画面的像素点逐个与预设的灰度阈值T进行比较，得到差值画面所有的光斑及光斑的像素集合； 步骤40、对所有的光斑都进行有效判断，排除干扰点，得到所有有效光斑； 步骤50、计算出所有有效光斑的最亮点坐标(Xi，Yi)，得到笔迹形状，其中i表示第i个有效光斑。

【技术特征摘要】
1.一种影像互动模块笔迹的形状位置判断方法，其特征在于：包括如下步骤： 
步骤10、保存书写前的背景画面； 
步骤20、将书写后的画面减去书写前的背景画面，得到差值画面； 
步骤30、将差值画面的像素点逐个与预设的灰度阈值T进行比较，得到差值画面所有的光斑及光斑的像素集合； 
步骤40、对所有的光斑都进行有效判断，排除干扰点，得到所有有效光斑； 
步骤50、计算出所有有效光斑的最亮点坐标(Xi，Yi)，得到笔迹形状，其中i表示第i个有效光斑。 
2.如权利要求1所述的一种影像互动模块笔迹的形状位置判断方法，其特征在于：所述步骤10的具体实现步骤如下： 
步骤101、连续保存N幅环境背景图，N为大于等于1的自然数； 
步骤102、求出上述N幅环境背景图同一像素的灰度平均值，并保存为书写前的背景画面。 
3.如权利要求1所述的一种影像互动模块笔迹的形状位置判断方法，其特征在于：所述步骤30进一步具体为:先设置一个扫描半径R，一个最大边界坐标(Xmax，Ymax)及一个最小边界坐标(Xmin，Ymin)；当比较到差值画面的一个像素灰度值大于阈值T时，记下该点像素灰度值W11，坐标值(X11,Y11)，同时标记该点属于像素集合A，并将像素的坐标值赋值给边界坐标(XAmax＝X11，YAmax＝Y11)，(XAmin＝X11，YAmin＝Y11)；若像素灰度值小于或者等于阈值T，则该像素无效；然后继续比较下一个像素，当再次出现像素灰度值大于阈值T时，判断该像素是否在(XAmin+R，XAmax+R)和(YAmin+R...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁万年，洪文洁，张庆华，林翔，陈日良，
申请(专利权)人：锐达互动科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35