一种基于激光笔的投影用写字方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于激光笔的投影用写字方法及其系统，包括以下步骤，步骤一：将投影面分为投影图像显示区和投影写字区，通过投影机将初始投影图像投射在投影面上，并在投影图像显示区进行显示；步骤二：利用激光笔发出标注光点，在标投影图像显示区上的初始投影图像上标注文字写入位置，通过图像采集装置对标注后的实时投影图像进行采集，得到投影图像显示区上文字写入位置图案；步骤三：对文字写入位置图案进行特征提取，得到文字写入位置；步骤四：利用激光笔发出光线，在投影写字区内进行书写，书写好的文字从投影写字区内进行显示。本发明专利技术可通过激光笔在投影写字区进行写字，来对投影图像进行批注，大大方便了投影教学工作。

A Method and System of Projection Writing Based on Laser Pen

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光笔的投影用写字方法及其系统
本专利技术涉及投影
，特别涉及一种基于激光笔的投影用写字方法及其系统。
技术介绍
投影机又称投影仪，是一种可以将文字、图像、视频等内容投射到幕布上的电子设备。教育、商务、政府、家庭娱乐是支撑投影机行业的四大主要消费群体，其中教育界是投影机行业未来发展的支柱领域。根据2018年全国教育事业统计，全国共有幼儿园26.67万所、义务教育阶段学校21.38万所、高中阶段学校2.44万所、普通高校2663所、特殊教育学校2152所、各级各类民办学校18.35万所，按照每个教室配备一台投影机来计算，据相关数据显示中国仅教育行业市场容量就达1100万台以上，仅教育行业这一块市场缺口就相当大，随着教育信息化的逐年普及，投影机及配套设备的应用需求巨大，行业发展也呈现多元化，投影机及配套设备的制造和研究将迎来一个新的发展机遇。在投影机传统应用中，投影机配合计算机、幕布、激光笔、手写板等配套设备进行工作。投影机连接计算机，计算机中的内容通过投影机投射到幕布上，使用者通过幕布上的内容进行展示和教学，手写板配合文字书写，激光笔配合翻页、红外指示操作。这中间计算机输出并投影到幕布上的内容一般是幻灯片，在使用过程中使用者要对幻灯片进行文字批注操作，传统上一般使用计算机鼠标和键盘，或者使用手写板进行，但是在使用过程中有以下不便：首先由于计算机一般固定位置，所以其键盘和鼠标也只能固定在一定范围，使用者在展示和教学过程中，不可能固定位置不走动，这就需要经常性回到固定位置操作鼠标和键盘，这个不但给使用者带来极大的不便，同时也大大降低了使用者展示和教学的精彩程度。其次有线手写板同样存在上面问题，虽然无线手写板可以随使用者移动，但是在使用过程中，经常有手写板携带不方便、手写笔忘记带，手写板电池没电，手写板不响应等情况，导致无法使用无线手写板，使得使用者心情和使用效果大大降低。另外传统的计算机和投影机体积都非常大，不易携带，且使用前计算机和投影的安装连接过程繁琐。所以使用计算机和投影机播放幻灯片时，幻灯片的写字需要借助鼠标、键盘或者其他附加硬件设备实现，导致投影机和计算机的结合在实际教学、培训中使用不便，为了解决上述问题，需要一种基于激光笔的投影用写字方法及其系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种基于激光笔的投影用写字方法及其系统。本专利技术可通过激光笔在投影写字区进行写字，来对投影图像进行批注，大大方便了投影教学工作。本专利技术的技术方案：一种基于激光笔的投影用写字方法，包括以下步骤：步骤一：通过投影机将显示的投影图像投射在投影面上，并将投影面分为投影图像显示区和投影写字区；步骤二：利用激光笔发出标注光点，在标投影图像显示区上的初始投影图像上标注文字写入位置，再通过图像采集装置对标注后的实时投影图像进行采集，得到投影图像显示区上文字写入位置图案；步骤三：对文字写入位置图案进行特征提取，得到文字写入位置；步骤四：利用激光笔发出光线，在投影写字区内进行书写，书写好的文字从投影写字区内进行显示；步骤五：对投影写字区内的文字进行检查核对，确认无误后插入到初始投影图像上的文字写入位置，完成文字书写。上述的基于激光笔的投影用写字方法中，所述步骤三中得到投影图像显示区上文字写入位置方法是，首先利用图像采集装置对投影图像显示区上的原始投影图像进行背景采集，得到背景图像；然后再利用图像采集装置对经激光笔标注的投影图像显示区上的投影图像进行采集，获得实时投影图像；对实时投影图像进行标注光点特征提取，得到标注光点在实时投影图像上的位置，再与背景图像进行深度处理，得到投影图像显示区上文字写入位置。前述的基于激光笔的投影用写字方法中，所述激光笔在投影写字区的写字方法是，首先通过激光笔在投影写字区内进行书写，利用图像采集装置对书写过程中激光笔投射在投影写字区内的投影光点进行图样采集，并进行投影光点特征提取，得到多组投影光点图案，将得到多组投影光点在投影写字区的位置图案进行整合连串，得到书写的文字图案，再对文字图案进行文字特征提取，得到需要文字。前述的基于激光笔的投影用写字方法中，所述的投影光点特征提取的方法是，先将投影写字区分成M1×N1个点的有界区域，得到投影光点在投影写字区的位置信息,得到投影光点图案。前述的基于激光笔的投影用写字方法中，所述文字特征提取的方法是，在文字图案中的提取文字的实际轮廓的外侧添加外轮廓，在提取文字的实际轮廓的内侧添加内轮廓，将外轮廓和内轮廓之间的空间切割成许多直线，并在N2条直线中的每条线上取M2个点，可以得到M2×N2个点的有界区域，再在该有界区域内根据蛇模型公式找出具有最小能量的轮廓，得到文字图案中文字的实际轮廓，实现文字图案中的文字的特征提取。前述的基于激光笔的投影用写字方法中，蛇模型公式为：将下式离散化得到蛇模型点的能量为：E(vi)＝λEint(vi)+(1-λ)Eext(vi)其中最小能量的轮廓的能量公式为：一种基于激光笔的投影用写字系统，包括计算机以及与计算机相连的投影机、激光笔和图像采集装置；所述的投影机，用于将计算机上的屏幕图像投射到投影面上进行显示；所述的激光笔，用于对投影面发射光线，在投影写字区上进行写字；所述的图像采集装置，用于对投影图像显示区上投射图像和对投影写字区进行拍摄采集。前述的基于激光笔的投影用写字方法及其系统中，所述的激光笔上设有系统启动按键，用于控制系统的开启和关闭。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术通过将投影面分为投影图像显示区和投影写字区，通过投影机将初始投影图像投射在投影面上，并在投影图像显示区进行显示；在利用激光笔发出标注光点，在标投影图像显示区上的初始投影图像上标注文字写入位置，再通过图像采集装置对标注后的实时投影图像进行采集，得到投影图像显示区上文字写入位置图案；对文字写入位置图案进行特征提取，得到文字写入位置；利用激光笔发出光线，在投影写字区内进行书写，书写好的文字从投影写字区内进行显示；对投影写字区内的文字进行检查核对，确认无误后插入到初始投影图像上的文字写入位置，完成文字书写。本专利技术实现了通过激光笔进行手势写字，并在投影写字区内进行显示，确认无误后，插入到初始投影图像上的文字写入位置，完成文字书写，进而完成对幻灯片以及投影图像的批注，而无需键盘和鼠标，极大地给投影教学工作带来方便。本专利技术中的文字特征提取的方法是，在文字图案中的提取文字的实际轮廓的外侧添加外轮廓，在提取文字的实际轮廓的内侧添加内轮廓，将外轮廓和内轮廓之间的空间切割成许多直线，并在N2条直线中的每条线上取M2个点，可以得到M2×N2个点的有界区域，再在该有界区域内根据蛇模型公式找出具有最小能量的轮廓，得到文字图案中文字的实际轮廓，实现文字图案中的文字的特征提取，得到一个清晰精准的文字轮廓图案。本专利技术得到投影图像显示区上文字写入位置方法是，首先利用图像采集装置对投影图像显示区上的原始投影图像进行背景采集，得到背景图像；然后再利用图像采集装置对经激光笔标注的投影图像显示区上的投影图像进行采集，得到实时投影图像；对实时投影图像进行标注光点特征提取，得到标注光点在实时投影图像上的位置，再与背景图像进行深度处理，可以得到投影图像显示区上文字写入位。本专利技术中激光笔在投影写字本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光笔的投影用写字方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将投影面分为投影图像显示区和投影写字区，通过投影机将初始投影图像投射在投影面上，并在投影图像显示区进行显示；步骤二：利用激光笔发出标注光点，在标投影图像显示区上的初始投影图像上标注文字写入位置，再通过图像采集装置对标注后的实时投影图像进行采集，得到投影图像显示区上文字写入位置图案；步骤三：对文字写入位置图案进行特征提取，得到文字写入位置；步骤四：利用激光笔发出光线，在投影写字区内进行书写，书写好的文字从投影写字区内进行显示；步骤五：对投影写字区内的文字进行检查核对，确认无误后插入到初始投影图像上的文字写入位置，完成文字书写。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光笔的投影用写字方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将投影面分为投影图像显示区和投影写字区，通过投影机将初始投影图像投射在投影面上，并在投影图像显示区进行显示；步骤二：利用激光笔发出标注光点，在标投影图像显示区上的初始投影图像上标注文字写入位置，再通过图像采集装置对标注后的实时投影图像进行采集，得到投影图像显示区上文字写入位置图案；步骤三：对文字写入位置图案进行特征提取，得到文字写入位置；步骤四：利用激光笔发出光线，在投影写字区内进行书写，书写好的文字从投影写字区内进行显示；步骤五：对投影写字区内的文字进行检查核对，确认无误后插入到初始投影图像上的文字写入位置，完成文字书写。2.根据权利要求1所述的基于激光笔的投影用写字方法，其特征在于：所述步骤三中得到投影图像显示区上文字写入位置方法是，首先利用图像采集装置对投影图像显示区上的原始投影图像进行背景采集，得到背景图像；然后再利用图像采集装置对经激光笔标注的投影图像显示区上的投影图像进行采集，得到实时投影图像；对实时投影图像进行标注光点特征提取，得到标注光点在实时投影图像上的位置，再与背景图像进行深度处理，得到投影图像显示区上文字写入位置。3.根据权利要求1所述的基于激光笔的投影用写字方法，其特征在于：所述激光笔在投影写字区的写字方法是，首先通过激光笔在投影写字区内进行书写，利用图像采集装置对书写过程中激光笔投射在投影写字区内的投影光点进行图样采集，并进行投影光点特征提取，得到多组投影光点图案，将得到多组投影光点在投影写字区的位置图案进行整合连串，得到书写的文字图案，再对...

【专利技术属性】
技术研发人员：江健生，刘娟，吴海峰，张友志，朱雁平，
申请(专利权)人：安庆师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34