在投影区域遮罩人脸的方法技术

本发明专利技术涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种在投影区域遮罩人脸的方法。本发明专利技术提供的在投影区域遮罩人脸的方法，利用双目摄像机定位跟踪位于投影机前的人头或人脸在三维空间中的坐标集，并且把这个三维坐标集映射到投影机像平面内，得到人脸区域对应的二维坐标集，在该坐标集区域建立电子遮罩区域，实现投影光线屏蔽，从而有效避免了投影机发出的强光对人眼的损伤，且设备成本较低，扩大了投影机的应用范围，提高了用户体验。

Method for masking human face in projection region

The invention relates to the field of electronic information technology, in particular to a method for masking human faces in a projection area. Method of projection area of the face mask provided by the invention, in the projector tracking coordinate before the head or face in 3D space using binocular camera positioning, and to map this 3D coordinates set to the projector image plane by two-dimensional coordinates of the face region corresponding to the set in the coordinate set region to establish electronic mask area. The projection light shielding, and can effectively avoid light damage to the eye from the projector, and the low cost of equipment, expand the scope of application of the projector, improve the user experience.

【技术实现步骤摘要】
在投影区域遮罩人脸的方法
本专利技术涉及电子信息
，尤其涉及一种在投影区域遮罩人脸的方法。
技术介绍
随着科学技术的不断发展和人们生活水平的持续提高，投影机在人们生活中越来越多的被使用，特别是在商务演讲、教育行业中被大量使用。投影机，又叫投影仪，是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备。投影机广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所，根据工作方式不同，有CRT，LCD，DLP等不同类型。近年来随着LED光源、激光技术的长足发展，微型投影机呈现井喷式增长，大量的家庭也都在使用投影设备。然而投影设备的原理决定了它必然会有一个极其明亮的高强度光源——无论是卤素灯泡、LED光源还是激光光源，其亮度都远远超越人眼能够直视的程度，甚至短时间的照射都会导致人眼刺痛、流泪、暂时失明，尤其是在家庭中的儿童，一旦被这样的强光照射眼睛，受到的伤害更严重。投影机通常安装在投影屏幕的正前方，演讲者站在投影屏幕前，面向听众时，就会正面直视投影机，此时演讲者容易受到投影机的强光刺激，造成眼部不适或者视力损伤。该问题是投影技术的固有缺陷，因此长期以来各大厂商都对此避而不谈，也没有相关的技术能够规避这样的伤害。如果降低投影机的光照强度，则会使投影内容变得较不清晰，因此投影亮度(光强)和对演讲者的眼睛保护成为一对矛盾。超短焦技术是近年出现的一项新技术。它并不是用来解决强光伤害眼睛的问题的，但该技术将远距离投影的设备“挪到”距离幕布非常近的距离，因此在一定程度上规避了强光伤害眼睛的问题。然而，超短焦技术并不能彻底解决问题，因为在很多场合都无法部署超短焦投影设备。而且超短焦投影设备的价格远远高于普通投影设备，在许多成本敏感的场景无力部署此类设备。背投技术是另一种可以规避强光伤害眼睛的技术，但该技术由于需要特殊的投影设备，以及需要很大的额外投影空间，投影亮度和清晰度也早已不能满足现代人对于高清观影的要求，现在已经极少使用，属于淘汰技术。因此，如何防止投影机的强光对人眼的损伤，扩大投影机的应用场景，是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种在投影区域遮罩人脸的方法，用以解决投影机的强光易对人眼造成损伤的问题，扩大投影机的应用场景，提高用户体验。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种在投影区域遮罩人脸的方法，包括如下步骤：提供相对位置固定不变的投影机和双目摄像机；建立双目摄像机拍摄出的投影区域的三维摄像坐标与投影机的二维投影坐标之间的映射关系；向投影区域内投射特定波长的光线，并采用滤光装置对所述双目摄像机实施滤光，所述滤光装置只允许所述特定波长的光线通过；所述双目摄像机根据所获得的图像检测出人脸图像，并计算出人脸图像上的多个特征点在投影区域内的三维摄像坐标；根据三维摄像坐标与二维投影坐标之间的映射关系，计算出人脸图像上的多个特征点的二维投影坐标；根据人脸上的多个特征点的二维投影坐标计算出一包括了所述多个特征点的凸包区域作为遮罩区域；投影机减弱遮罩区域的出射光。优选的，提供相对位置固定不变的投影机和双目摄像机的步骤具体是：1)采用张正友标定法对双目摄像机进行标定，得到双目摄像机的内部参数；2)对未标定的投影机进行标定：a)用双目摄像机中的一个摄像头与投影机建立一个“摄像机-投影机”系统，并把投影机当作逆向相机；b)投影机向标定平面投射黑白棋盘格模式，所述摄像头捕捉棋盘格的角点；c)采用张正友标定法进行标定；d)计算得到“摄像机-投影机”系统的外部参数和投影机的内部参数。优选的，所述投影区域存在多人，所述双目摄像机识别出多个人脸图像，并分别计算出每个人脸图像上的特征点在投影区域内的三维摄像坐标以及二维投影坐标，并以特征点的二维投影坐标的集合作为计算凸包区域的依据。优选的，投影机减弱遮罩区域的出射光，具体是选自于以下两种方式的任意一种：将遮罩区域内的光完全消除；将遮罩区域内的光柔化或弱化成不伤眼的弱光。优选的，所述双目摄像机根据所获得的图像检测出人脸图像，并计算出人脸图像上的多个特征点在投影区域内的三维摄像坐标的步骤具体包括：采用人脸检测算法检测双目摄像机中每一个摄像头捕获的图像中的人脸图像；对双目摄像机中每一个摄像头捕获的人脸图像上的特征点进行配对；利用三角测距原理得到每个像素点与双目摄像机之间的距离；再根据双目摄像机的内部参数求得所述特征点的三维摄像坐标。优选的，所述双目摄像机识别出人脸图像后，进一步识别出人眼图像，并分别计算出每个人眼图像上的特征点在投影区域内的三维摄像坐标以及二维投影坐标，并以特征点的二维投影坐标的集合作为计算凸包区域的依据。优选的，所述特定波长的光线为红外光。本专利技术提供的在投影区域遮罩人脸的方法，利用双目摄像机定位跟踪位于投影机前的人脸在三维空间中的坐标集，并且把这个三维坐标集映射到投影机像平面内，得到人脸区域对应的二维坐标集，在该坐标集区域建立电子遮罩区域，实现投影光线屏蔽，从而有效避免了投影机发出的强光对人眼的损伤，且设备成本较低，因而扩大了投影机的应用范围，提高了用户体验。附图说明附图1是本专利技术具体实施方式的在投影区域遮罩人脸的方法的流程图；附图2是本专利技术具体实施方式的提供相对位置固定不变的投影机和双目摄像机的方法流程图；附图3是本专利技术具体实施方式的对未标定的投影机进行标定的方法流程图；附图4是本专利技术具体实施方式的双目摄像机根据所获得的图像识别出人脸图像，并计算出人脸图像上的多个特征点在投影区域内的三维摄像坐标的方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术提供的在投影区域遮罩人脸的方法的具体实施方式做详细说明。本专利技术提供了一种在投影区域遮罩人脸的方法，附图1是本专利技术具体实施方式的在投影区域遮罩人脸的方法的流程图。如图1所示，本专利技术所述的在投影区域遮罩人脸的方法包括如下步骤：步骤S11，提供相对位置固定不变的投影机和双目摄像机。为了防止所述投影机投射的强光对人眼的损伤，但是又不能对所述投影机投射的画面产生显著的影响，本专利技术采用的方法是减弱所述投影机投向人脸区域，特别是人眼区域的光的强度。为了实现对人脸的准确定位，本专利技术提供了一个与投影机的相对位置固定不变的双目摄像机。其中，所谓双目摄像机是具有两个摄像头的摄像机，其主要用于获取物体在空间的三维坐标。其中，所述双目摄像机通常包括左摄像机和右摄像机。附图2是本专利技术具体实施方式的提供相对位置固定不变的投影机和双目摄像机的方法流程图，优选的，为了投影机精准的实现减弱投向人脸区域的出射光，提供相对位置固定不变的投影机和双目摄像机的步骤具体是：步骤S21，对双目摄像机进行标定，得到双目摄像机的内部参数。其中，对于双目摄像机进行标定的方法可以是张正友标定法或其他标定法，所述其他标定法可以是但不限于直接线性法、Tsai两步标定法等。由于张正友标定法最为人们所熟知，且标定准确度相对较高，本具体实施方式优选采用张正友标定法进行标定。且所述双目摄像机的内部参数是指，两个摄像机的镜头焦距f在X方向和Y方向的像素个数、成像传感器主点坐标等，其中，X方向为双目摄像机像平面的水平方法，Y方向为双目摄像机像平面的竖直方向。步骤S22，对未标定的投影机进行标定。其中，所述张正友标定法，也称张氏标定法，是介于传统标定和自标定之间的一种方法，它只需要摄像机对某个标定板从不同方向拍摄多幅图片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在投影区域遮罩人脸的方法，其特征在于，包括如下步骤：提供相对位置固定不变的投影机和双目摄像机；建立双目摄像机拍摄出的投影区域的三维摄像坐标与投影机的二维投影坐标之间的映射关系；向投影区域内投射特定波长的光线，并采用滤光装置对所述双目摄像机实施滤光，所述滤光装置只允许所述特定波长的光线通过；所述双目摄像机根据所获得的图像检测出人脸图像，并计算出人脸图像上的多个特征点在投影区域内的三维摄像坐标；根据三维摄像坐标与二维投影坐标之间的映射关系，计算出人脸图像上的多个特征点的二维投影坐标；根据人脸上的多个特征点的二维投影坐标计算出一包括了所述多个特征点的凸包区域作为遮罩区域；投影机减弱遮罩区域的出射光。

【技术特征摘要】
1.一种在投影区域遮罩人脸的方法，其特征在于，包括如下步骤：提供相对位置固定不变的投影机和双目摄像机；建立双目摄像机拍摄出的投影区域的三维摄像坐标与投影机的二维投影坐标之间的映射关系；向投影区域内投射特定波长的光线，并采用滤光装置对所述双目摄像机实施滤光，所述滤光装置只允许所述特定波长的光线通过；所述双目摄像机根据所获得的图像检测出人脸图像，并计算出人脸图像上的多个特征点在投影区域内的三维摄像坐标；根据三维摄像坐标与二维投影坐标之间的映射关系，计算出人脸图像上的多个特征点的二维投影坐标；根据人脸上的多个特征点的二维投影坐标计算出一包括了所述多个特征点的凸包区域作为遮罩区域；投影机减弱遮罩区域的出射光。2.根据权利要求1所述的在投影区域遮罩人脸的方法，其特征在于，提供相对位置固定不变的投影机和双目摄像机的步骤具体是：1)对双目摄像机进行标定，得到双目摄像机的内部参数；2)对未标定的投影机进行标定：a)用双目摄像机中的一个摄像头与投影机建立一个“摄像机-投影机”系统，并把投影机当作逆向相机；b)投影机向标定平面投射黑白棋盘格模式，所述摄像头捕捉棋盘格的角点；c)采用张正友标定法进行标定；d)计算得到“摄像机-投影机”系统的外部参数和投影机的内部参数。3.根据权利要求1所述的在投影区域遮罩人脸的方法，其特征在于，所述投影区...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝建设，蓝建栋，蓝春金，
申请(专利权)人：上海唱风信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31