一种基于模式识别的视觉投影交互系统及交互方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于模式识别的视觉投影交互系统及交互方法，包括投影仪、摄像头、红外管及PC机；首先，该系统在投影区域内，形成一个近红外光源覆盖的平面，用户在区域内运动时，其脚部将产生漫反射光斑，同时，摄像头镜头添加红外滤光片以降低背景复杂度和突出目标光斑；其次，通过计算人体脚部红外光斑的面积、面积周长比以及圆形度等形态学参数并滤波，形成第一级粗粒度分类器；然后，使用模式识别方法中的最小错误率贝叶斯判别作为二级细粒度分类器，最后，将图像上的目标物坐标映射到PC机的鼠标坐标，进而实现对鼠标的控制。

Vision projection interactive system and interactive method based on pattern recognition

The invention discloses a visual pattern recognition and interactive projection system based on interactive method, including projector, camera, infrared tube and PC machine; first of all, the system in the projection area, forming a covering near infrared light source plane, the user movement in the area, the foot will produce diffuse spot at the same time. The camera lens, add infrared filter to reduce the complexity of the background and highlight the target spot; secondly, through the calculation of the feet of the human body infrared spot area and perimeter to area ratio and roundness parameters and morphological filtering, form the first level coarse classifier; then, using the pattern recognition method of minimum error rate as the two level fine-grained Bayesian discriminant finally, the classifier, the mouse coordinates the object coordinate mapping to the PC on the image, and then realize the control of the mouse.

【技术实现步骤摘要】
一种基于模式识别的视觉投影交互系统及交互方法
本专利技术涉及计算机视觉和模式识别领域，具体涉及一种基于模式识别的视觉投影交互系统及交互方法。
技术介绍
交互是增强现实技术将虚拟的物体与现实场景结合，能够让用户与虚拟环境进行交互。它让用户产生一种身临其境的感觉，并为其营造出一种全新的动感交互式体验。而视觉投影交互系统是增强现实的一个重要应用，它是依靠先进的计算机视觉技术和投影显示技术，创造出一种具有真实感的交互模式。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本专利技术首要的目的是提供一种基于模式识别的视觉投影交互系统。本专利技术的另一目的是提供一种基于模式识别的视觉投影交互方法。本专利技术采用如下技术方案：一种基于模式识别的视觉投影交互系统，包括投影仪、摄像头、红外管、红外滤光片及PC机；所述摄像头固定在支架上，支架垂直固定在水平地面上，所述摄像头与PC机连接，红外管安装在支架的底部，红外滤光片安装在摄像头镜头后部，所述投影仪安装在支架的后侧，高于摄像头且与PC机连接，并且使PC机的显示画面投影在使用者和摄像头之间形成投影区域。所述红外管具体为一字线型红外管。一种视觉投影交互系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模式识别的视觉投影交互系统，其特征在于，包括投影仪、摄像头、红外管、红外滤光片及PC机；所述摄像头固定在支架上，支架垂直固定在水平地面上，所述摄像头与PC机连接，红外管安装在支架的底部，红外滤光片安装在摄像头镜头后部，所述投影仪安装在支架的后侧，高于摄像头且与PC机连接，并且使PC机的显示画面投影在使用者和摄像头之间形成投影区域。

【技术特征摘要】
1.一种基于模式识别的视觉投影交互系统，其特征在于，包括投影仪、摄像头、红外管、红外滤光片及PC机；所述摄像头固定在支架上，支架垂直固定在水平地面上，所述摄像头与PC机连接，红外管安装在支架的底部，红外滤光片安装在摄像头镜头后部，所述投影仪安装在支架的后侧，高于摄像头且与PC机连接，并且使PC机的显示画面投影在使用者和摄像头之间形成投影区域。2.根据权利要求1所述的视觉投影交互系统，其特征在于，所述红外管具体为一字线型红外管。3.一种采用权利要求1-2任一项所述的视觉投影交互系统的交互方法，其特征在于，包括如下步骤：S1对摄像头进行畸变校正，打开红外管，照射投影区域；S2摄像头采集在投影区域用户的脚部图像，对图像进行预处理提取二值化图的高亮连通域；S3在高亮连通域中捕捉使用者的脚部目标光斑；S4采用两级分类器对目标光斑进行分类，具体为：一级分类器求得脚部目标光斑的三个参数并滤波，得到粗略目标光斑，所述三个参数分别为：目标光斑圆形度、目标光斑面积周长比及目标光斑的面积；二级分类器首先提取粗略目标光斑的模板特征参数，然后对其进行学习形成样本特征数据库，最后使用最小错误率贝叶斯判别计算待测样本的贝叶斯概率，得到精确目标光斑；S5计算精确目标光斑下半部的几何中心作为目标中心点，采用基于线性插值法的坐标映射方法，将目标光斑的坐标映射到PC机的鼠标坐标，进一步控制鼠标的动作。4.根据权利要求3所述的交互方法，其特征在于，所述三个参数分别为：目标光斑圆形度、目标光斑面积周长比及目标光斑的面积，具体计算为：目标光斑圆形度的计算方法如下：R1≤R≤R2其中，R为圆形度，Bi为光斑区域周长，Ai为光斑区域的面积，R1为0.4，R2为0.8；目标光斑面积：S1≤S≤S2其中，S1和S2为光斑面积的上下边界值面积周长比：Ai表示光斑的面积，Bi表示光斑的周长，Ratemin为面积周长比最小值。5.根据权利要求3所述的交互方法，其特征在于，所述二级分类器首先对粗略目标光斑进行模板特征参数提取，具体为：求得粗略目标光斑的区域的最小外接矩形；将该最小外接矩形的长和宽等分成N等分，构成N×N个小区域，所述N为...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢巍，何伶珍，张浪文，李博，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44