用于智能交互微投设备的图像数据采集方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像数据处理技术领域，尤其是指一种用于智能交互微投设备的图像 数据采集方法。
【背景技术】
[0002] 目前，与微投相关的产品得到快速的发展，投影技术契合智能人机交互将是未来 投影设备的创新方向。
[0003] 为了消除智能交互投影设备产生的投影光对交互的图像处理算法中造成的影响， 现有的智能交互投影设备采用的是近红外图像采集技术，在采集到的图像信息中投影的内 容是不可见的。
[0004] 现有的智能交互投影设备所采用的图像采集方法至少存在如下问题：现有技术由 于采用近红外图像采集技术，从而硬件成本、图像处理算法开发成本较高；现有技术采用非 全局曝光的图像采集设备，易产生运动图像信息出现"倾斜"、"摇摆不定"或者"部分曝光" 等任意组合现象，从而导致智能交互投影设备的识别精度低、识别的准确性差；现有技术由 于滤去了图像信息中的色彩信息，从而易导致后续图像处理算法选择面窄，智能交互投影 设备的应用范围受到了限制。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有智能交互投影设备所采用图像采集方法存在成本高、精度低、应用 范围受限制的问题，本发明提出了一种用于智能交互微投设备的图像数据采集方法，实现 了在投影的空窗期进行曝光，从而避免了图像信息出现"倾斜"、"摇摆不定"或者"部分曝 光"等情况，成本低，应用范围广。
[0006] 本发明所采用的技术方案是：所用可集成于智能交互微投设备的采集系统包括 主控单元、微投单元和图像采集单元，主控单元具有场同步信号端、输入信号端和输出信号 端，微投单元具有微投场同步信号端，图像采集单元具有可控曝光引脚，主控单元的场同步 信号端、输入信号端相连，主控单元的场同步信号端与微投单元的微投场同步信号端电连 接，主控单元的输出信号端和图像采集单元的可控曝光引脚电连接，包括如下步骤：
[0007] (1)启动微投图像数据传输，即主控单元将需投影的图像数据传输到微投单元；
[0008] (2)微投图像数据传输时，主控单元检测输入信号端是否有输入高电平的场同步 信号，若有则进入步骤（3)，若无则继续进行微投图像数据传输；
[0009] (3)主控单元根据曝光需求在输出信号端产生触发信号，并将触发信号传送到图 像采集单元的可控曝光引脚；
[0010] (4)图像采集单元在投影的空窗期完成可控曝光，采集图像数据；
[0011] (5)图像采集单元将采集到的图像数据传输给主控单元，结束后返回步骤（2)。
[0012] 作为优选，所述的步骤（3)中，当输入信号端持续为低电平时，主控单元处于循环 检测输入信号状态；当输入信号端电平为高时，主控单元将进行触发延时，触发延时完成后 主控单元将切换至输出信号的脉冲发生状态产生触发信号。
[0013] 作为优选，所述的步骤（4)中，图像采集单元的可控曝光引脚接收到触发信号后， 进行曝光延时，曝光延时完成后进行可控曝光。
[0014] 作为优选，所述的步骤（5)中，主控单元与图像采集单元进行图像数据传输还包 括检测步骤，具体为：若主控单元未检测到图像数据，主控单元将切换至延时检测状态中； 当主控单元检测到图像数据，主控单元开始与图像采集单元进行图像数据传输；当图像采 集单元出错，即延时超时图像采集单元还未出图像数据，对主控单元状态机进行复位。
[0015] 所述图像采集单元在空窗期内的可控曝光需满足以下两个条件：
[0016](a)TVSYNC+TVEEBACKp〇ECH+TVEET〇pBOEDEE^Tdelayi+TE2led+TEXp〇sueetime?
[0017] (b) Tvaddrtime^ T VERTICALBLAM+r^FRAMETIME。
[0018] 其中，Tvsync为场同步信号的脉宽，TVERBAOT_为场同步信号脉冲的后沿时间， Tvertqpbqrder为投影单元的图像数据前端的传输时间，Tdeuyi为触发延时，T_D为图像采集单 元中图像传感器曝光控制信号产生到有效曝光的曝光延时，Textosuretime为曝光时间，Tvsync +TveebACKPOECH+T veet〇pb〇edee即为投影的空窗期，T VADDmME为投影单元的有效图像数据传输时间，TveeticalblanK+Tfeametime为图像采集单元的一帧有效图像数据传输时间。
[0019] 本发明采用了投影单元和图像采集单元的同步采集图像信息的技术，能够实现有 效的消除投影单元投影出的投影光对交互的图像处理算法中造成的影响，满足智能交互微 投设备对于图像采集单元的基本需求。本发明采用的图像采集单元能灵活、同步的控制图 像传感器的曝光，开发人员能根据应用场景的需要，调整同步曝光的时序，从而满足选择性 图像采集的需求。较之现有智能交互设备的图像采集方法，增加了适用的应用场景。
[0020] 作为优选，所述的图像采集单元为全局快门方式的CMOS传感器。图像采集单元 优选全局快门方式的CMOS传感器，能有效的抑制图像采集单元采集运动图像时产生的"倾 斜"、"摇摆不定"或者"部分曝光"等任意组合的现象，清晰、稳定的图像能够有效的提高后 续图像分析、处理的精度。全局快门方式的CMOS传感器，优于现有智能交互微投设备中所 采用的图像传感器，同时较之现有智能交互微投设备中图像采集单元，不需要近红外滤光 片，总体成本也更低廉。
[0021] 本发明的有益效果是：实现了在投影的空窗期进行曝光，从而避免了图像信息出 现"倾斜"、"摇摆不定"或者"部分曝光"等情况，成本低，应用范围广，能采集到色彩图像， 较之现有智能交互设备的灰度图像，采集到的图像内容更丰富、做图像数据处理更加灵活。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明所用采集系统的一种结构示意图；
[0023]图2是本发明所用采集系统的使用示意图；
[0024] 图3是本发明所用采集方法的一种流程图；
[0025] 图4是本发明所用采集方法的时序图。
[0026] 图中，1-主控单元，2-微投单元，3-图像采集单元，4-外部时钟，5-交互平面， 6-投影区域，7-图像采集区域。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0028] 如图1所示，本发明所用可集成于智能交互微投设备的采集系统包括主控单元1、 微投单元2和图像采集单元3,主控单元通过并行总线接口分别与微投单元和图像采集单 元电连接，其中主控单元具有场同步信号端（LCD_VSYNC)、时钟信号端（LCD_CLK)、输入信 号端（GPIOl)和输出信号端（GPI02)，微投单元具有微投场同步信号端（VSYNC)和微投时钟 信号端（PCLK)，图像采集单元具有可控曝光引脚（TRIG)和外部时钟端（MCLK)，主控单元的 场同步信号端、输入信号端相连，主控单元的场同步信号端与微投单元的微投场同步信号 端电连接，主控单元的时钟信号端与微投单元的微投时钟信号端电连接，主控单元的输出 信号端和图像采集单元的可控曝光引脚电连接，图像采集单元的外部时钟端连接外部时钟 4〇
[0029] 主控单元将投影图像传输到微投单元，主控单元的输入信号端能检测场同步信号 是处于高电平还是低电平。主控单元的输出信号电连接图像采集单元的可控曝光引脚，此 可控曝光引脚可以控制图像采集单元的曝光的起点。使用时如图2所示，微投单元的投影 区域6和图像采集