专利名称：一种超大幅面显示触点融合交互系统的图像处理方法
技术领域：
本发明属于摄像机图像处理技术，尤其涉及多块显示屏组成的超大幅面显示屏的触点融合交互系统的图像处理方法。
背景技术：
随着战场监视、侦察技术的发展，军事指挥应用中能够获取大量情报信息，形成全局的战场态势。为了有效组织和使用这些数据，一般需要采用大幅面、高分辨率的显示系统来实现对各种战场数据的综合显示，提高了指挥员对战争全过程的感知能力。超大幅面显 示系统主要是指显示面积大于200英寸，分辨率大于2056 X 2056dpi的显示设备，这类设备由于尺寸大、分辨率高，一般采取多个小尺寸显示单元拼接而成。目前这类设备普遍不支持在屏幕表面上对显示内容进行直接交互，而采用专业人员辅助操作的方式。超大幅面显示系统融合交互方法是针对这类设备提出的一种交互设备设计方法。美国空军研究实验室开发的交互式数据墙系统(I. Peter A. Jedrysik, JasonMoore,et al Interactive Displays for Command and Control. In Proceedings ofIEEE Aerospace Conference, 2000, Vol. 2:341-351)是一种大尺寸、高分辨率的公共战术图像显示系统。支持用户直接在显示器表面上利用激光笔进行交互，也支持用户在一定距离内(2米左右)利用激光笔进行指示交互。我国清华大学的史元春教授等(2. XiaojunBi, Yuanchun Shi, et al uPen:Laser-based, Personalized, Multi-User Interaction onLarge Display. In Proceedings of ACM Multimedia, 2005，pages: 1049-1050.)在激光笔基础上通过增加功能按键，实现了一种能够模拟鼠标交互功能的交互设备。但以上系统还存在两个方面的不足，具体表现为①用于激光交互点跟踪的摄像机数量一般安装在显示单元的中间位置，在边缘、顶角等位置上的交互精度较低；②受限于摄像机的图像采集分辨率，在大幅面、高分辨率显示系统应用中交互精度较低。
发明内容
发明目的为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种超大幅面显示触点融合交互系统的图像处理方法。技术方案为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种超大幅面显示触点融合交互系统的图像处理方法，所述超大幅面显示触点融合交互系统包括多块显示屏组成的超大幅面显示屏，单块显示屏背面设有两台摄像机跟踪拍摄图像，而所述摄像机连接有处理图像的交互主机，该交互主机包括触点融合模块、触点提取模块和交互控制模块，所述触点融合模块，将同一显示屏对应的两台摄像机采集的图像进行融合统一；所述触点提取模块，提取单块显示屏图像中交互触点的坐标数据，并将包括交互触点坐标数据在内的图像数据其转换成与显示屏适配的图像数据；所述交互控制模块，将上述单块显示屏图像坐标系下的图像数据转换到整块超大幅面显示屏的坐标系下。作为优选，该系统安装后需要确认触点融合模块中的融合参数，该确认方法包括以下步骤(1)单块显示屏对应的两台摄像机的融合参数的设定，假设两台摄像机分别采集的图像数据之间的融合参数仅包括缩放和位移参数如下β, r:
权利要求
1.一种超大幅面显示触点融合交互系统的图像处理方法，其特征在于所述超大幅面显示触点融合交互系统包括多块显示屏组成的超大幅面显示屏，单块显示屏背面设有两台摄像机跟踪拍摄图像，而所述摄像机连接有处理图像的交互主机，该交互主机包括触点融合模块、触点提取模块和交互控制模块， 所述触点融合模块，将同一显示屏对应的两台摄像机采集的图像进行融合统一； 所述触点提取模块，提取单块显示屏图像中交互触点的坐标数据，并将包括交互触点坐标数据在内的图像数据其转换成与显示屏适配的图像数据； 所述交互控制模块，将上述单块显示屏图像坐标系下的图像数据转换到整块超大幅面显示屏的坐标系下。
2.根据权利要求I所述超大幅面触点融合交互系统的图像处理方法，其特征在于该系统安装后需要确认触点融合模块中的融合参数，该确认方法包括以下步骤 (1)单块显示屏对应的两台摄像机的融合参数的设定，假设两台摄像机分别采集的图像数据之间的融合参数仅包括缩放和位移参数如下
3.根据权利要求2所述超大幅面触点融合交互系统的图像处理方法，其特征在于所述触点融合模块的融合方法是采用线性加权融合方法，它包括以下步骤 (I)每台摄像机采集图像均分配双缓存M1和M2，采集图像灰阶为256，采用8bit存储一位数字化像素，从而进行数字化图像的采集，并存储到缓存M1和M2中；(2)首先向缓存M1中读入视频图像数据，当一帧图像写入完毕，通过回调函数调用触点融合算法，实现对从两个数字摄像机读取的图像I1和I2进行融合，与此同时，继续向缓存M2中读入图像数据，从而实现交替连续的读写和处理； 其中，所述触点融合算法采用线性加权融合方法，即将单块显示屏均分为4个区域，分别是左上部Al、右上部A2、右下部A3和左下部A4，各个区域的融合算法如下
4.根据权利要求3所述超大幅面触点融合交互系统，其特征在于所述触点提取模块，用于提取交互激光笔投射在显示屏上触点的坐标，其方法包括以下步骤 (1)先求取从融合图像中分割交互触点的阈值Tdiff，亮度大于Tdiff的为交互触点区域，亮度小于Tdiff的为背景区域，其中Tdiff的确认方法如下先拍摄10幅不同交互触点位置的图像，并人工判定交互触点位置；然后围绕交互触点中心截取31X31像素大小的区 10域，分别设为Ic^ i = 1，2，…，10，求取平均图像7接着求取图像I。中值最大的 c — 1010%像素点的平均值avgH(Ic)和I。中值最小的10%像素点的均值avgL(Ic)，计算Tdiff =(avgH(Ic) +avgL(Ic))/2 ； (2)求取交互触点区域的中心坐标(X。，Y。)，其计算公式如式(2)
5.根据权利要求4所述超大幅面触点融合交互系统，其特征在于所述交互控制模块，是将单块显示屏坐标系下的交互触点坐标转换到整个超大幅面显示屏的坐标系下；假设每个显示屏的显示分辨率为(WXH)，坐标转换公式如下(XS，YS) = (X1, Y1), (X1, Y1) e 左屏幕；(XS，YS) = (X1+!, Y1), (X1, Y1) e 中屏幕;(XS，YS) = (XJ+2W, Y1), (X1, Y1) e 右屏幕。
全文摘要
本发明公开了一种超大幅面显示触点融合交互系统的图像处理方法，所述超大幅面显示触点融合交互系统包括多块显示屏组成的超大幅面显示屏，单块显示屏背面设有两台摄像机跟踪拍摄图像，而所述摄像机连接有处理图像的交互主机，该交互主机包括触点融合模块、触点提取模块和交互控制模块。本发明对两台摄像机的图像进行融合处理，提高了显示屏边缘或顶角位置的定位精度，并具有快速的处理响应速度；同时采用模块化设计，提高大幅面、高分辨率显示系统的扩展性应用需求。
文档编号G06F3/14GK102799375SQ20121023154
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月5日 优先权日2012年7月5日
发明者朱立新, 周光霞 申请人:中国电子科技集团公司第二十八研究所