一種電子白板設備自動像素映射方法技術

本發明專利技術公開了一種電子白板設備自動像素映射方法，在對攝像平面上的定位光斑信息進行采集時，連續兩次對該攝像平面上的圖像信息進行采集：其中一次采集時存在定位光斑的投影，記該次采集的圖像為B；另一次采集時無定位光斑的投影，記該另一次采集的圖像為A；然后通過C=B-A獲得定位光斑信息。本發明專利技術提供的電子白板設備自動像素映射方法，采用圖像相減的方法對定位光斑的信息進行采集，能夠避免將干擾光斑帶入計算；同時通過濾鏡的設置能夠提高對定位光斑的采集質量，提高投影-攝像映射的準確度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電子白板設備，尤其涉及電子白板設備的自動像素映射方法。
技術介紹
·如圖1、圖2所示，電子白板設備3是配合投影儀2、投影幕4、紅外指示筆、PC機I使用的一種無紙化辦公設備。安裝時，電子白板設備3配合投影儀2相對投影幕4安裝，投影儀2會在投影幕4上形成投影平面P2，電子白板設備3會在投影幕4上形成攝像平面P3，并且攝像平面P3完全覆罩投影平面P2 ;使用時，PC機I通過投影儀2將需要顯示的畫面信息(為了便于描述，以下稱PC機內I需要顯示的畫面信息為顯示屏平面Pl)投影在投影幕4上形成投影平面P2，電子白板設備3對投影幕4進行攝像形成攝像平面P3，手動按動紅外指示筆同時在投影平面P2和攝像平面P3上產生光斑，電子白板設備3對光斑信息進行采集，并根據投影平面P2和攝像平面P3之間的映射關系，計算光斑在顯示屏平面Pl上的位置信息，實現鼠標的操作。在這過程中，PC機I和投影儀2之間、PC機I和電子白板設備3之間為直接通信，因此顯示屏平面Pl和投影平面P2之間坐標的映射關系、顯示屏平面Pl和攝像平面P3之間坐標的映射關系已知。可以設定光斑在投影平面P2上的坐標為(X，y)，其在顯示屏平面Pl上的映射為f(x，y);光斑在攝像平面P3上的坐標為(a，b)，其在顯示屏平面Pl上的映射為h(a，b);由前述分析可知，光斑在投影平面P2上的坐標(x，y)和光斑在攝像平面P3上的坐標為(a，b)均為已知量，f(x，y)和h(a，b)均為已知函數,并且針對一個已知光斑f (x, y)和 h(a，b)的計算值相等,記為(m，n),即(m, n) =f (x, y) =h (a, b) 理論上獲知光斑在投影平面P2上的坐標(X，y)，就可以根據函數f (X，y)計算得到其在顯示屏平面上的映射，但是投影儀2無法反饋坐標(x，y);而電子白板設備3能夠反饋坐標(&汕)，根據函數1!(&，13)能夠計算得到其在顯示屏平面Pl上的映射；這樣計算獲取到(x，y)和(a，b)之間的映射關系(即投影平面P2和攝像平面P3之間的映射關系)就能夠間接得到f(x，y)，建立起投影平面P2上的光斑和顯示屏平面Pl之間的聯系。而投影平面P2和攝像平面P3之間的映射關系會因為整個裝置的安裝方式、安裝位置等因素而產生變化，為了保證整個裝置的使用效果，在初次使用前都必須進行投影-攝像映射校正。傳統的投影-攝像映射校正方法為手動像素映射法，首先通過PC機I在投影平面P2上顯示如圖3所示的若干定位光斑8，然后手動按動紅外指示筆找正光斑，電子白板設備3對定位光斑8和找正光斑進行采集，通過處理器計算獲得投影平面P2和攝像平面P3之間的--映射關系，獲得映射函數(a, b)=g(x, y)。這種手動像素映射法依賴人工操作，費時費力，針對這一問題現在采用自動像素映射法，首先通過PC機I在投影平面P2上顯示若干定位光斑8，然后電子白板設備3主動找正定位光斑8，通過處理器計算獲得投影平面P2和攝像平面P3之間的一一映射關系，獲得映射函數(a，b)=g(x, y)。但是自動像素映射法容易受干擾光源干擾，出現找正錯誤，原因是在整個裝置使用時，出現在攝像平面上的非紅外指示筆光源(即干擾光，包括陽光或燈光)可能會被電子白板設備3采集到，導致出現沒有紅外指示筆操作時產生誤操作或干擾，而這些干擾光的可見光部分較強，為了避免干擾光，在電子白板設備3的光路上設置了濾鏡，濾除可見光，以避免電子白板設備3采集到干擾光。由于紅外指示筆發出的光為非可見光，受濾鏡影響較小，依然能夠被電子白板設備3準確采集到，手動按動紅外指示筆找正光斑一般不會出現采集錯誤的情況。而采用電子白板設備3主動找正定位光斑8時，由于定位光斑8本身為可見光，透過濾鏡對定位光斑8進行采集會出現感光不足，造成采集失誤，使投影-攝像映射校正無法進行。針對電子白板設備3主動找正定位光斑8時，出現定位光斑8感光不足的問題，現在一般采用雙波段濾鏡替換原先設置在電子白板設備3的光路上設置的濾鏡，雙波段濾鏡能夠保留一部分可見光，保證自動像素映射時定位光斑8的感光；但是雙波段濾鏡使得可見光的通光增強，正常使用時會讓紅外指示筆以外的可見光被電子白板設備3采集到，再次導致出現沒有紅外指示筆操作時產生誤操作或干擾，為此又必須增設電路、增加運算時間來排除干擾光。另外如圖4所示，在自動像素映射時，攝像平面P3上除了出現定位光斑8外，還有可能出現干擾光斑5，電子白板設備3對整個的攝像平面P3的圖像進行采集，將定位光斑8和干擾光斑5的信息同時采集到處理器中進行計算，必然會出現計算錯誤，使得投影平面P2和攝像平面P3之間的一一映射關系出錯。再則，在自動像素映射時，電子白板設備3對整個的攝像平面P3的圖像進行采集并進行運算，對存儲器的容量要求較大，提高了整個裝置的成本和體積。同時，由于使用環境的不同，電子白板設備3配合投影儀2相對投影幕4安裝的位置也有所不同，以一般的安裝習慣來說，電子白板設備3的安裝方式有兩種，一種是正裝，另一種是反裝若電子白板設備3以正裝方式安裝，投影平面P2和攝像平面P3所顯示的畫面視角一致，可能會因為安裝的偏差存在略微的偏差；若電子白板設備3以反裝方式安裝，投影平面P2和攝像平面P3所顯示的畫面視角存在180°的翻轉，可能會因為安裝的偏差存在略微的偏差。為了能夠準確獲得投影平面P2和攝像平面P3之間的一一映射關系，需要人工選擇出電子白板設備3的安裝方式，否則將難以按預期目標確知出投影平面P2和攝像平面P3之間的一一映射關系，而目前沒有一種能夠自動識別電子白板設備3安裝方式的方法。
技術實現思路
專利技術目的為了克服現有技術中存在的不足，本專利技術提供，減少對存儲器的需求、提高對定位光斑的采集質量，同時能夠自動計算出顯示屏平面、投影平面和攝像平面所顯示畫面的位置關系。技術方案為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為，在對攝像平面上的定位光斑信息進行采集時，連續兩次對該攝像平面上的圖像信息進行采集其中一次采集存在定位光斑的投影，記該次采集的圖像為B;另一次采集無定位光斑的投影(即通常說的黑屏)，記該另一次采集的圖像為A ;然后通過C=B-A獲得定位光斑信息。上述方法要求連續兩次對該攝像平面上的圖像信息進行采集的時間間隔盡可能短，以保證對干擾光斑的采集相同，若采集到的B圖像上存在干擾光斑，這樣在A圖像上也存在干擾光斑，相減就只留下定位光斑的圖像、去除了干擾光斑的圖像。由于在投影平面上投影出定位光斑時，可能會有其他的干擾光斑存在，比如燈光或是陽光等，這樣在對攝像平面進行定位采集時，就有可能同時采集到定位光斑和干擾光斑的圖像，由于處理器無法區分出定位光斑和干擾光斑，因此會對所有采集到的圖像進行計算，使得計算結果出現誤差甚至錯誤，使得投影-攝像映射校正失敗；通過上述方法能夠避免將干擾光斑帶入計算，提高計算精度。優選的定位光斑為白光光斑，所述光斑信息為光斑的灰度/亮度值；這是由于白光光斑的光強度最高，因此最容易被采集到；對定位光斑的形狀一般來說沒有限制，可以是圓形或是方形的。由于現有技術中在采集攝像平面圖像的光路上設置了濾鏡，濾除可見光，保證后期使用時僅采集到紅外指示筆發出的光；但是在投影-攝像映射校正過程中，定位光斑本身本文檔來自技高網...

【技術保護點】
電子白板設備自動像素映射方法，其特征在于：在對攝像平面上的定位光斑信息進行采集時，連續兩次對該攝像平面上的圖像信息進行采集：其中一次采集時存在定位光斑的投影，記該次采集的圖像為B；另一次采集時無定位光斑的投影，記該另一次采集的圖像為A；然后通過C=B?A獲得定位光斑信息。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：戚海峰，
申請(專利權)人：南京芒冠光電科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：