一种红外发射源输入信号定位点检测方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种红外发射源输入信号定位点检测方法、装置及系统，包括：红外发射源对显示屏发射红外光的步骤或装置；采集显示屏图像并计算得到连续两帧显示屏图像的差分图像的步骤或装置；对差分图像进行处理得到差分图像的亮度图，通过对亮度图像素点的亮度值进行处理得到二值图像的步骤或装置；将二值图像进行连通处理后形成连通区域，筛选出目标连通区域的步骤或装置根据目标连通区域边缘点坐标得出目标连通区域中心坐标点，中心坐标点为红外发射源的输入信号定位点的步骤或装置。本发明专利技术实现了能见度较低的环境下的人机互动，可以对多个不可见红外发射源输入信号的同时定位，具有实现简单、实时性好、识别率高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据处理技术，具体涉及一种红外发射源输入信号定位点检测方法、装置及系统。
技术介绍
交互技术是人机互动系统的一项关键技术，是指人与机器通过某种语言，以一定的交互方式进行信息交换的过程，最终实现人机交互，现实操作与虚拟场景的互动。随着众多新兴技术的发展，人机交互技术不在局限于最初的鼠标和键盘，逐渐经历了触控技术、多媒体技术等。目前基于多种传感器的虚拟现实交互技术成为行业和科研领域的主流研究内容。市场常见的互动系统有触摸屏、数据手套、遥控手柄，红外激光笔等。与此同时，语音识别控制、通过普通摄像头采集图像实现的动态手势识别和人体识别等方式由于其成本廉价、操作人性化也被广泛用于与商业、游戏等领域。但是，数据手套、遥控手柄等专用设备的购买、以及设备的后期维护都提高了商家的服务成本；利用低成本的网络摄像头，动态手势识别和人体识别无法在能见度较低的昏暗环境中应用，由于操作者行为的随意性和动作的多样性会导致系统识别率比较低；常见的激光为可见光，在操作过程中互动显示屏产生红外射线以及光点，从而影响用户的视觉体验和感官度；因此提供一种满足能见度低的环境中多点操作的互动技术是急需解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种红外发射源输入信号定位点检测方法、装置及系统，在能见度低的环境下实现多点操作的人机互动。为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种红外发射源输入信号定位点检测方法，所述方法包括如下步骤：利用红外发射源对显示屏发射红外光；采集显示屏图像并计算得到两帧显示屏图像的差分图像；对差分图像进行处理得到差分图像的亮度图，通过对亮度图上的像素点的亮度值进行处理得到二值图像；对二值图像进行连通处理后形成多个连通区域，利用预设条件从多个连通区域中筛选出目标连通区域；根据目标连通区域的边缘点坐标得出目标连通区域的中心坐标点，所述中心坐标点为红外发射源的输入信号定位点。进一步的，所述对差分图像进行处理得到差分图像的亮度图，通过对亮度图上的像素点的亮度值进行处理得到二值图像的步骤，具体包括：采集红外发射源亮度值的阈值范围[T1-T2]；将亮度图的亮度值在阈值范围为[T1-T2]之间的像素点设为灰度值为1；将图像亮度图的亮度值不在阈值范围为[T1-T2]之间的像素点设为灰度值为0，得到二值图像。进一步的，所述像素点的亮度值采用下式计算：I＝(R+G+B)/3其中，R、G、B分别为红、绿、蓝三个颜色通道的强度值。进一步的，所述对二值图像进行连通处理后形成多个连通区域，利用预设条件从多个连通区域中筛选出目标连通区域的步骤，具体包括：采集红外发射源在显示屏上所占像素点数量的阈值范围；对二值图像的像素点进行标签化处理，采用连通性检测算法遍历所有标签点并将灰度值为0的标签值设置为预设值；将灰度值为1组成的连通区域进行迭代处理，使灰度值为1的像素点的标签值为所述连通区域内最小的标签值；采集连通区域内像素点的数量，与红外发射源像素点数量的阈值范围相同的连通区域为目标连通区域。另一方面，本专利技术提供了一种红外发射源输入信号定位点检测装置，所述装置包括：发射模块，用于利用红外发射源对显示屏发射红外光；采集装置，用于采集显示屏图像并计算得到两帧显示屏图像的差分图像；处理装置，用于对差分图像进行处理得到差分图像的亮度图，通过对亮度图上的像素点的亮度值进行处理得到二值图像；筛选装置，用于对二值图像进行连通处理后形成连通区域，利用预设条件从多个连通区域中筛选出目标连通区域；定位装置，用于根据目标连通区域的边缘点坐标得出目标连通区域的中心坐标点，所述中心坐标点为红外发射源的输入信号定位点。进一步的，所述处理装置包括：获取单元，用于采集红外发射源亮度值的阈值范围[T1-T2]；亮点单元，用于将亮度图的亮度值在阈值范围为[T1-T2]之间的像素点设为灰度值为1；暗点单元，用于将图像亮度图的亮度值不在阈值范围为[T1-T2]之间的像素点设为灰度值为0，得到二值图像。进一步的，所述处理装置还包括计算单元，用于采用I＝(R+G+B)/3计算像素点的亮度值，其中，R、G、B分别为红、绿、蓝三个颜色通道的强度值。进一步的，所述筛选装置包括：采样单元，用于采集红外发射源在显示屏上所占像素点数量的阈值范围；标签处理单元，用于对二值图像的像素点进行标签化处理，采用连通性检测算法遍历所有标签点并将灰度值为0的标签值设置为预设值；迭代处理单元，用于将灰度值为1组成的连通区域进行迭代处理，使灰度值为1的像素点的标签值为所述连通区域内最小的标签值；定点单元，用于采集连通区域内像素点的数量，与红外发射源像素点数量的阈值范围相同的连通区域为目标连通区域。最后一方面，本专利技术提供了一种红外发射源输入信号定位点检测系统，所述系统包括：计算机、摄像头、红外发射器和目标设备显示屏；所述计算机分别与所述摄像头和目标设备显示屏相连接；所述红外发射器，用于对目标设备显示屏发射红外光；所述摄像头，用于采集目标设备显示屏图像并传输至计算机；所述目标设备显示屏，用于显示红外光在屏幕上的定位点；所述计算机，采用权利要求1-4任一项所述的方法对接收的图像进行处理并将定位点坐标发送至目标设备显示屏。进一步的，所述计算机通过TCP/IP协议传输红外线在目标设备显示屏上的定位点信息。由上述技术方案可知，本专利技术所述的一种红外发射源输入信号定位点检测方法、装置及系统，可以在能见度较低环境下的互动场景中实现人机互动，可以对多个不可见红外发射源输入信号的同时定位，根据红外发射源的定位点、行为轨迹、工作频率等作为对目标机器的控制方式，具有实现简单、实时性好、识别率高的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的一种红外发射源输入信号定位点检测方法的流程示意图；图2是本专利技术提供的一种红外发射源输入信号定位点检测方法中亮度图图像的示意图；图3是本专利技术提供的一种红外发射源输入信号定位点检测方法中二值图像的示意图；图4是本专利技术提供的一种红外发射源输入信号定位点检测方法中标签化图像的示意图；图5是本专利技术提供的一种红外发射源输入信号定位点检测方法中连通区域图像的示意图；图6是本专利技术提供的一种红外发射源输入信号定位点检测方法中步骤S103的一种具体实施方式的流程示意图；图7是本专利技术提供的一种红外发射源输入信号定位点检测方法中步骤S104的一种具体实施方式的流程示意图；图8是本专利技术提供的一种红外发射源输入信号定位点检测装置的结构示意图；图9是本专利技术提供的一种红外发射源输入信号定位点检测系统的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前基于语音识别控制、通过普通摄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外发射源输入信号定位点检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：利用红外发射源对显示屏发射红外光；采集显示屏图像并计算得到两帧显示屏图像的差分图像；对差分图像进行处理得到差分图像的亮度图，通过对亮度图上的像素点的亮度值进行处理得到二值图像；对二值图像进行连通处理后形成多个连通区域，利用预设条件从多个连通区域中筛选出目标连通区域；根据目标连通区域的边缘点坐标得出目标连通区域的中心坐标点，所述中心坐标点为红外发射源的输入信号定位点。

【技术特征摘要】
1.一种红外发射源输入信号定位点检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：利用红外发射源对显示屏发射红外光；采集显示屏图像并计算得到两帧显示屏图像的差分图像；对差分图像进行处理得到差分图像的亮度图，通过对亮度图上的像素点的亮度值进行处理得到二值图像；对二值图像进行连通处理后形成多个连通区域，利用预设条件从多个连通区域中筛选出目标连通区域；根据目标连通区域的边缘点坐标得出目标连通区域的中心坐标点，所述中心坐标点为红外发射源的输入信号定位点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对差分图像进行处理得到差分图像的亮度图，通过对亮度图上的像素点的亮度值进行处理得到二值图像的步骤，具体包括：采集红外发射源亮度值的阈值范围[T1-T2]；将亮度图的亮度值在阈值范围为[T1-T2]之间的像素点设为灰度值为1；将图像亮度图的亮度值不在阈值范围为[T1-T2]之间的像素点设为灰度值为0，得到二值图像。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述像素点的亮度值采用下式计算：I＝(R+G+B)/3其中，R、G、B分别为红、绿、蓝三个颜色通道的强度值。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对二值图像进行连通处理后形成多个连通区域，利用预设条件从多个连通区域中筛选出目标连通区域的步骤，具体包括：采集红外发射源在显示屏上所占像素点数量的阈值范围；对二值图像的像素点进行标签化处理，采用连通性检测算法遍历所有标签点并将灰度值为0的标签值设置为预设值；将灰度值为1组成的连通区域进行迭代处理，使灰度值为1的像素点的标签值为所述连通区域内最小的标签值；采集连通区域内像素点的数量，与红外发射源像素点数量的阈值范围相同的连通区域为目标连通区域。5.一种红外发射源输入信号定位点检测装置，其特征在于，所述装置包括：发射模块，用于利用红外发射源对显示屏发射红外光；采集装置，用于采集显示屏图像并计算得到两帧显示屏图像的差分图像；处理装置，用于对差分图像进行处理得到差分图像的亮度图，通过对亮度图上的像素点的亮度值进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伟，冯宁，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11