激光点检测方法及装置制造方法及图纸

提供了激光检测方法及装置。该激光检测方法包括检测输入图像中的激光区域；分割激光区域，基于分割得到的每个激光子区域，得到对应的激光点，以及确定激光点的位置。利用本发明专利技术激光点检测方法和激光点检测装置，可以通过处理一帧数据得到多个激光点位置坐标，能够使用普通摄像头提高激光点检测的分辨率及帧率，用户可以更平滑的使用激光笔绘图，而不需要昂贵的高质量摄像头。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体地涉及计算机图像处理领域及人机交互领域，更具体地激光点检测方法及装置。
技术介绍
在演讲或会议中，投影仪或大屏幕显示设备常常用来展示相关的材料内容。而激光笔在演讲或会议中用来在投影仪或大屏幕上指示所讲述内容。但这种激光笔无法与计算机进行交互。所以我们常常看到使用激光笔的人要额外利用白板来进行绘画讲解，或者要指示操纵计算机的人如何操作，或者自己去操作计算机，显然这给讲解人带来不便，也使得讲解过程不够流畅。为了能够使用激光笔与计算机进行交互，已经提出了激光点追踪装置来检测激光点的位置并用来操作计算机。文章Interaction with a ProjectionScreen Using a Camera-tracked Laser Pointer，，，Carsten Kirstein, Heinrich Muller,Proceedings of The International Conference on Multimedia Modeling(MMM' 98)IEEE Computer Society ft~eSS，1998描述了一个使用激光笔与投影屏幕进行交互的系统。屏幕上的激光点被一台视频摄像头所捕获，其位置通过图像处理技术进行识别。激光点的行为被转换为计算机信号通过鼠标输入接口输入计算机从而模拟鼠标动作。类似的，文章“Laser pointer interactionnDan R. Olsen Jr. , Travis Nielsen，Conference on Human Factors in Computing Systems, Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems, Seattle，Washington, United States，Pages :17-22,2001, ISBN 1-58113-327-8描述了一个使用激光点和摄像头实现的交互式系统，用于小组会议或其他非工作台环境。同时，为了能够使得通过激光笔与计算机交互更加容易，还有很多其他的技术。如美国专利申请公开20060284832A1中描述了，通过在摄像头前加装衍射透镜，将捕获图像中的激光点转换为容易识别的衍射图案，从而使得激光点的检测更加准确，并去除了噪声引起的干扰。美国专利 7193608B2 及文献Laser Pointers as Collaborative Pointing Devices，，Ji-Young Oh,WolfgangStuerzlinger,Advances in Pervasive Computing,Eds. Ferscha, Hoertner, Kotsis, 0CG, ISBN 385403176-9，315-320，April 2004 中，专利技术了一种装置及相关的算法来解决通过激光笔与计算机交互系统中在同一时间只能由一个人操作的问题。通过其专利技术的装置，可以多个人同时操作计算机。在上述所引用的专利文献及其它文献中，激光笔用作交互式虚拟白板的重要输入设备。其中激光点检测的一般步骤是1.使用摄像头捕获图像；2.检测捕获图像中激光点位置；3.将激光点位置坐标由捕获图像中的坐标系转换为计算机屏幕坐标系；4.利用坐标信息绘图或控制计算机鼠标指针。但在实际的实现中，通过测试发现激光点并不能像鼠标一样灵活的使用。现象主要表现在激光点定位不够准确及使用激光点快速运动时计算机所绘线条不平滑等。因此希望能进一步精确地定位激光点以及利用激光笔来平滑绘图。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述不足，提出了本专利技术。根据本专利技术的一个方面，提出了一种激光点检测方法，可以包括下述步骤检测输入图像中的激光区域；分割激光区域，基于分割得到的每个激光子区域，得到对应的激光点，以及确定激光点的位置。该输入图像可以是摄像头利用长曝光时间捕获的。该激光点检测方法，还可以包括基于由所述检测获得的激光区域的形状特征，确定该激光区域是否是激光点；在确定该激光区域不是激光点的情况下，执行分割所述激光区域、得到新激光点和确定新激光点位置的操作；在确定该激光区域是激光点的情况下，执行确定激光点的位置的操作。可以通过计算激光区域的长宽比来确定该激光区域是否是激光点。该分割激光区域的操作可以包括通过以激光区域的宽度的预定倍数作为每个激光子区域的长度来沿激光区域的长度方向分割该激光区域。该激光点检测方法还可以包括检测激光点运动轨迹方向，并根据激光点运动轨迹方向，确定所得到的该输入图像中的新激光点的顺序。可以基于连续多帧图像之间的激光点位置比较来计算激光点运动轨迹方向，并根据运动方向调整在一帧图像中检测到的激光点的顺序。可以把当前帧中已确定激光点顺序的最后一个激光点作为参考点，用于确定下一帧中的激光点的顺序。可以通过确定组成激光点的多个像素的中心位置的坐标来确定激光点的位置。根据本专利技术另一方面，提供了一种激光点检测装置，可以包括激光区域检测部件，用于检测输入图像中的激光区域；激光区域拟合部件，用于分割激光区域，基于分割得到的每个激光子区域，得到对应的激光点；以及激光点位置确定部件，用于确定激光点的位置。其中，上述所述输入图像可以是摄像头利用长曝光时间捕获的图像。由此从而可以在一帧图像中捕捉到更多的激光点运动轨迹，从而便于以更多的激光点来拟合激光点运动轨迹。另外，上述激光点检测装置还可以包括基于由所述检测获得的激光区域的形状特征，确定该激光区域是否是激光点的部件。在确定该激光区域不是激光点的情况下，由激光区域拟合部件执行分割所述激光区域、得到新激光点和由激光点位置确定部件确定新激光点位置的操作。在确定该激光区域是激光点的情况下，由激光点位置确定部件执行确定激光点的位置的操作。可以通过计算激光区域的长宽比来确定该激光区域是否是激光点。所述分割激光区域的操作可以包括通过以激光区域的宽度的预定倍数作为每个激光子区域的长度来沿激光区域的长度方向分割该激光区域。此外，上述激光点检测装置还可以包括用于检测激光点运动轨迹方向，并根据激光点运动轨迹方向，确定所得到的该输入图像中的新激光点的顺序的激光点顺序确定部件。由此，可以使得以正确的顺序输出激光点位置。该激光点顺序确定部件可以基于连续多帧图像之间的激光点位置比较来计算激光点运动轨迹方向，并根据运动方向调整在一帧图像中检测到的激光点的顺序。可以把当前帧中已确定激光点顺序的最后一个激光点作为参考点，用于确定下一帧中的激光点的顺序。上述激光点位置确定部件可以通过确定组成激光点的多个像素的中心位置的坐标来确定新激光点的位置。由此，可以将激光点位置的坐标精度提到到亚像素级，使得进一步提高激光点检测的分辨率。利用本专利技术激光点检测方法和激光点检测装置，可以通过处理一帧数据得到多个激光点位置坐标，能够使用普通摄像头提高激光点检测的分辨率及帧率。使用本专利技术的激光检测方法和装置，用户可以更平滑的使用激光笔绘图，而不需要昂贵的高质量摄像头。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的激光点检测方法的整体流程图；图2是根据本专利技术另一实施例的激光点检测方法的流程图；图3是根据本专利技术再一实施例的激光点检测方法的流程图；图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种激光点检测方法，包括下述步骤：检测输入图像中的激光区域；分割激光区域，基于分割得到的每个激光子区域，得到对应的激光点，以及确定激光点的位置。

【技术特征摘要】
1.一种激光点检测方法，包括下述步骤 检测输入图像中的激光区域；分割激光区域，基于分割得到的每个激光子区域，得到对应的激光点，以及确定激光点的位置。2.如权利要求1所述的激光点检测方法，其中，所述输入图像是摄像头利用长曝光时间捕获的。3.如权利要求1所述的激光点检测方法，还包括基于由所述检测获得的激光区域的形状特征，确定该激光区域是否是激光点； 在确定该激光区域不是激光点的情况下，执行分割所述激光区域、得到激光点和确定激光点位置的操作；在确定该激光区域是激光点的情况下，执行确定激光点的位置的操作。4.如权利要求3所述的激光点检测方法，其中，通过计算激光区域的长宽比来确定该激光区域是否是激光点。5.如权利要求1所述的激光点检测方法，其中，所述分割激光区域的操作包括通过以激光区域的宽度的预定倍数作为每个激光子区域的长度来沿激光区域的长度方向分割该激...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海龙，王炜，于海华，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP