专利名称：交互式光感触摸微型投影系统的实现方法
技术领域：
本发明涉及投影系统应用领域，尤其涉及一种交互式光感触摸微型投影系统的实现方法。
背景技术：
基于光感触摸技术的交互式投影媒体简称互动微投，是一套便携式投影媒体系统，导入了动态捕捉、影像辨识、多点触控、互动网络等功能，集交互性、便捷性、实用性、市场性于一身，适用于办公室、餐厅、家庭等室内场所。交互界面通过微型投影机投放至墙面或桌面，人们只需要用手指选择即可产生互动(如会议投影讲解、餐厅投影点餐桌面、投影互动游戏)
交互投影技术在中国应用比较成熟，但所有投影设备仅适合于公共场所展示与互动， 国内尚没有合适产品，为大众提供更便捷高效的服务，传统产品已不能满足投影用户的需求，更无法真正实现投影互动产品的便捷化，大众化，商务化，智能化。
发明内容
本发明的目的是提供一种交互式光感触摸微型投影系统的实现方法，以解决现有技术中存在的上述不足。本发明的目的是通过以下技术方案来实现
一种交互式光感触摸微型投影系统的实现方法，包括红外发射捕捉系统、手位置识别、 手动作识别以及交互设计软件系统开发四个技术层面，四个技术层面的数据是依次传递处理的；具体实现包括以下步骤
1)红外发射和捕捉系统使用红外发射器发射的红外线在遇到手之后会进行反射，反射光进入系统中的红外接收器中，红外接收器对反射的光进行投影，获取红外分布情况；
2)人手信息的提取选用背景减除法进行提取，预处理获取图像各个区域的阀值，红外摄像机拍摄到的图像的灰度呈现多个分水岭，根据已划分图像区域，确定各个区域的阀值 T ；
3)多点触控系统的实现多个用户同时与目标跟踪识别系统交互，目标跟踪识别系统不仅要处理当前帧的图像，获取交互对象的特征信息来识别对象，还要建立前后帧的关系用于跟踪对象。所述T的算法如下
(1)根据红外摄像机拍摄到的图像的灰度变化，手动将图像划分为nx*ny个区域；
(2)按顺序逐次绘制Gridi，投影到交互屏幕上，将手置于Gridi内；
(3)分割图像，X._r半自动确定一个最佳的Ti。所述的交互式光感触摸微型投影系统的实现方法，所述的多点触控互动投影系统是基于投影仪-红外摄像机的多点触控系统，实现方式如下
(1)通过几何变换，建立帧缓存和摄像机图像空间中投影区域的几何映射关系，将拍摄到的图像变换到帧缓存的几何空间下；
(2)采用背景减除法分割变换后的图像，标记连通成分，分别提取各个连通成分的轮廓图及计算方向包围盒，并跟踪；
(3)根据肤色模型，从连通成分中提取掌心的几何位置，利用轮廓点和掌心的距离关系分别将各个二维轮廓图转化为一维波形，并计算波形的极值点，根据数学知识和手指构造， 在轮廓图中提取手指的长、宽、指尖的展角和手指间的夹角等特征信息；
(4)采用神经网络识别手指，区分手指端和手臂端。本发明的有益效果为1、交互性基于光感触摸技术的交互式微型投影技术通过投影-动态捕捉-投影反馈-PC信息接收等动作实现影像识别，动态交互，信息传递，由公共场所展示互动转为个人私有互动；2、便捷性互动与便捷是此项目特色，产品定位为便携式(体积不超过3Cm*12Cm*6Cm)从而使互动投影由公共场所展示互动转型为个人化互动服务；3、实用性产品不占用使用空间，可固定可便携，如餐厅中可设置投影点餐桌面，室内公共场所设置投影互动游戏，家庭设置投影电视或电影。同时互动投影通过物联网技术远程操控智能电器，技术发展潜力巨大，一切技术围绕为大众提供更便捷服务为基础展开， 使大众生活智能化；4、市场性产品投放市场，各服务行业市场潜力巨大，如餐饮、旅游、酒店、办公室等场所，进一步开发的智能产品进入家庭，又将带来无限量的市场资源。
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。图1是本发明实施例所述的交互式光感触摸微型投影系统的实现方法的计算机流程图2是本发明实施例所述的交互式光感触摸微型投影系统的实现方法的数据传递流程图3是本发明实施例所述的交互式光感触摸微型投影系统的实现方法的红外投影原理图4是本发明实施例所述的交互式光感触摸微型投影系统的实现方法的背景减除法提取流程图5是本发明实施例所述的交互式光感触摸微型投影系统的实现方法的多点触控流程图。
具体实施例方式如图1-5所示，本发明实施例所述的一种交互式光感触摸微型投影系统的实现方法，包括红外发射捕捉系统、手位置识别、手动作识别以及交互设计软件系统开发四个技术层面，四个技术层面的数据是依次传递处理的，包括以下步骤
1)红外发射和捕捉系统使用了红外发射器发射的红外线在遇到手之后会进行反射， 反射光进入系统中的红外接收器中，红外接收器对反射的光进行投影，获取红外分布情况；
2)人手信息的提取选用背景减除法进行提取，预处理获取图像各个区域的阀值，红外摄像机拍摄到的图像的灰度呈现多个分水岭，根据已划分图像区域，确定各个区域的阀值T ；
3)多点触控系统的实现多个用户同时与目标跟踪识别系统交互，目标跟踪识别系统不仅要处理当前帧的图像，获取交互对象的特征信息来识别对象，还要建立前后帧的关系用于跟踪对象。所述T的算法如下
(1)根据红外摄像机拍摄到的图像的灰度变化，手动将图像划分为nx*ny个区域；
(2)按顺序逐次绘制Gridi，投影到交互屏幕上，将手置于Gridi内；
(3)分割图像，X._r半自动确定一个最佳的Ti。所述的交互式光感触摸微型投影系统的实现方法，所述的多点触控互动投影系统是基于投影仪-红外摄像机的多点触控系统，实现方式如下
(1)通过几何变换，建立帧缓存和摄像机图像空间中投影区域的几何映射关系，将拍摄到的图像变换到帧缓存的几何空间下；
(2)采用背景减除法分割变换后的图像，标记连通成分，分别提取各个连通成分的轮廓图及计算方向包围盒，并跟踪；
(3)根据肤色模型，从连通成分中提取掌心的几何位置，利用轮廓点和掌心的距离关系分别将各个二维轮廓图转化为一维波形，并计算波形的极值点，根据数学知识和手指构造， 在轮廓图中提取手指的长、宽、指尖的展角和手指间的夹角等特征信息。如图3所示，测试硬件组成包含一架摄像机、两盏红外线灯、一台投影仪和一张 100cm*210cm的桌子。系统能实时跟踪进入交互环境内的物理物，进行更精确的跟踪检测手指的指尖位置。1、投影仪-摄像机几何标定设置如果坐标变换的形式是
权利要求
1.一种交互式光感触摸微型投影系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤1)红外发射和捕捉系统采用红外发射器发射的红外线在遇到手之后会进行反射，反射光进入红外接收器中，红外接收器对反射的光进行投影，获取红外分布情况；2)人手信息的提取选用背景减除法进行提取，预处理获取图像各个区域的阀值，红外摄像机拍摄到的图像的灰度呈现多个分水岭，根据已划分图像区域，确定各个区域的阀值 T ；3)多点触控系统的实现多个用户同时与目标跟踪识别系统交互，目标跟踪识别系统处理当前帧的图像，获取交互对象的特征信息来识别对象，以及建立前后帧的关系用于跟踪对象。
2.根据权利要求1所述的交互式光感触摸微型投影系统的实现方法，其特征在于，在步骤2)中所述T的算法如下(1)根据红外摄像机拍摄到的图像的灰度变化，手动将图像划分为nx*ny个区域；(2)按顺序逐次绘制Gridi，投影到交互屏幕上，将手置于Gridi内；(3)分割图像，X._r半自动确定一个最佳的Ti。
3.根据权利要求1或2所述的交互式光感触摸微型投影系统的实现方法，其特征在于， 在步骤3)中所述的多点触控互动投影系统是基于投影仪-红外摄像机的多点触控系统， 实现方式如下(1)通过几何变换，建立帧缓存和摄像机图像空间中投影区域的几何映射关系，将拍摄到的图像变换到帧缓存的几何空间下；(2)采用背景减除法分割变换后的图像，标记连通成分，分别提取各个连通成分的轮廓图及计算方向包围盒，并跟踪；(3)根据肤色模型，从连通成分中提取掌心的几何位置，利用轮廓点和掌心的距离关系分别将各个二维轮廓图转化为一维波形，并计算波形的极值点，根据数学知识和手指构造， 在轮廓图中提取手指的长、宽、指尖的展角和手指间的夹角等特征信息；(4)采用神经网络识别手指，区分手指端和手臂端。
全文摘要
本发明涉及一种交互式光感触摸微型投影系统的实现方法，包括红外发射捕捉系统、手位置识别、手动作识别以及交互设计软件系统开发四个技术层面，四个技术层面的数据是依次传递处理的，具体包括以下步骤1)红外发射和捕捉系统采用红外发射器发射的红外线在遇到手之后会进行反射，反射光进入红外接收器中，红外接收器对反射的光进行投影，获取红外分布情况；2)人手信息的提取；3)多点触控系统的实现。本发明的有益效果为动态交互，信息传递，由公共场所展示互动转为个人私有互动，产品不占用使用空间，可固定可便携，应用范围广泛，在各服务行业具有巨大的市场潜力。
文档编号G06F3/042GK102306065SQ20111020389
公开日2012年1月4日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者孙鹏, 张易意, 李程 申请人:无锡蜂巢创意科技有限公司