激光笔光流轨迹跟踪方法、投影设备及计算机可读存储介质技术

本发明专利技术提供了一种激光笔光流轨迹跟踪方法、投影设备及计算机可读存储介质，其中方法包括：按照预设的采样时间间隔获取投影设备的摄像装置连续抓拍的若干帧幕布图像，幕布图像包括激光笔投射在幕布上的光斑；定位每帧幕布图像中的光斑位置；根据每帧幕布图像中的光斑位置计算出光斑在幕布上的移动速度及方向；根据光斑在幕布上的移动速度及方向，对相邻采样周期间隔内的光流轨迹进行插值运算，拟合得到光斑在幕布上光流轨迹；控制投影幕布对光斑在幕布上的光流轨迹进行显示。本发明专利技术可以使投影设备实时跟踪并显示激光笔所投射的光斑在幕布上形成的光流轨迹，使应用程序可以通过激光笔或“激光枪”与用户进行互动，提升了用户体验。

Laser Pen Optical Trajectory Tracking Method, Projection Equipment and Computer Readable Storage Media

The invention provides a laser pen optical flow tracking method, a projection device and a computer readable storage medium. The method includes: acquiring several frame curtain images captured continuously by the camera of the projection device according to the preset sampling time interval, and the curtain image includes the spot projected by the laser pen on the curtain; locating the spot position in each frame of the curtain image; and according to each frame of the curtain. According to the moving speed and direction of the spot on the screen, the optical flow trajectory in the adjacent sampling period interval is interpolated and fitted to get the optical flow trajectory of the spot on the screen. The projection screen is controlled to display the optical flow trajectory of the spot on the screen. The invention can make the projection device track and display the optical flow path formed by the spot projected by the laser pen on the curtain in real time, and enable the application program to interact with the user through the laser pen or the laser gun, thus enhancing the user experience.

【技术实现步骤摘要】
激光笔光流轨迹跟踪方法、投影设备及计算机可读存储介质
本专利技术属于计算机
，尤其涉及一种激光笔光流轨迹跟踪方法、投影设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
随着生活水平的提高，人们对大屏幕电视的需求越来越多，促进了投影设备的发展，使得投影设备也逐步进入到人们的生活当中、投影设备能够实现比液晶电视更大的屏幕尺寸，带来更为震撼的多媒体娱乐享受。特别是教育和会议系统中，投影设备有广泛的应用。激光笔作为投影仪的辅助设备被广泛应用在教育和会议系统中，使用激光笔可以方便灵活的帮助人们在投影幕布上指示讲解内容，并做一些简单的屏幕操作，诸如翻页和确认等基本的按键支持。目前，部分投影设备虽然支持激光笔执行一些诸如翻页和确认等的简单的按键功能，但却无法获得激光笔所投射的光斑在幕布当中的实时坐标位置及由此形成的光流轨迹等信息，因此很多应用程序或游戏程序无法通过激光笔或“激光枪”与用户形成互动，人们仍然无法像操作鼠标一样灵活操作激光笔，完成在投影设备上的操作。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种激光笔光流轨迹跟踪方法、投影设备及计算机可读存储介质，以解决现有技术中投影设备无法获得激光笔所投射的光斑在幕布当中的实时坐标位置及由此形成的光流轨迹等信息，因此很多应用程序或游戏程序无法通过激光笔或“激光枪”与用户形成互动的问题。本专利技术的第一方面提供了一种激光笔光流轨迹跟踪方法，应用于投影设备，其中，所述激光笔光流轨迹跟踪方法包括：按照预设的采样时间间隔获取所述投影设备的摄像装置连续抓拍的若干帧幕布图像，所述幕布图像包括激光笔投射在幕布上的光斑；定位每帧幕布图像中的光斑位置；根据每帧幕布图像中的光斑位置计算出光斑在幕布上的移动速度及方向；根据所述光斑在幕布上的移动速度及方向，对相邻采样周期间隔内的光流轨迹进行插值运算，拟合得到所述光斑在幕布上光流轨迹；控制所述投影幕布对所述光斑在幕布上的光流轨迹进行显示。本专利技术的第二方面提供了一种投影设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述方法的步骤。本专利技术的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述方法的步骤。本专利技术的第四方面提供了一种激光笔，所述激光笔包括激光发射控制单元以及分别与所述激光发射控制单元电性连接的按键单元、第一激光发射器、第二激光发射器，其中：所述按键单元，用于接收用户输入的激光发射指令；所述激光发射控制单元，用于根据所述激光发射指令控制所述第一激光发射器和所述第二激光发射器同时并且向同一目标位置发射激光，所述第一激光发射器发射的激光为可见光，所述第二激光发射器发射的激光为红外光。本专利技术的有益效果是：本专利技术由于首先按照预设的采样时间间隔获取所述投影设备的摄像装置连续抓拍的若干帧幕布图像，所述幕布图像包括激光笔投射在幕布上的光斑；然后定位每帧幕布图像中的光斑位置；根据每帧幕布图像中的光斑位置计算出光斑在幕布上的移动速度及方向；最后采用最小二乘法根据所述光斑在幕布上的移动速度及方向，对相邻采样周期间隔内的光流轨迹进行插值运算，拟合得到所述光斑在幕布上光流轨迹；控制所述投影幕布对所述光斑在幕布上的光流轨迹进行显示，从而可以使投影设备实时跟踪并显示激光笔所投射的光斑在幕布上形成的光流轨迹，使得应用程序或游戏程序可以通过激光笔或“激光枪”与用户进行互动，提升了用户体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的投影设备使用时的拓扑图；图2是本专利技术实施例提供的激光笔光流轨迹跟踪方法的示意流程图；图3是本专利技术实施例提供的激光笔光流轨迹跟踪方法中步骤S202的具体实现流程图；图4是本专利技术另一实施例提供的激光笔光流轨迹跟踪方法的示意流程图；图5是本专利技术实施例提供的激光笔的示意性框图；图6是本专利技术实施例提供的投影设备的示意性框图；图7是本专利技术另一实施例提供的投影设备的示意性框图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。图1是本专利技术实施例提供的投影设备在使用时的拓扑图。为了便于说明仅仅示出了与本实施例相关的部分。参见图1所示，该拓扑图包括投影设备、幕布以及激光笔，所述投影设备可以将自身屏幕显示的图像投影显示在所述幕布上进行大屏显示，所述激光笔可向所述幕布投射激光光斑。其中，所述投影设备上设置有摄像装置。在本专利技术实施例中，所述投影设备包括但不限于投影电视。基于图1所示的拓扑图，以下结合具体的实施例对本专利技术实施例提供的投影设备自动对焦方法进行详细阐述：图2示出了本专利技术实施例提供的激光笔光流轨迹跟踪方法的实现流程，在图2所示实施例中，流程的执行主体为图1中的投影设备。该方法的实现流程详述如下：步骤S201，按照预设的采样时间间隔获取所述投影设备的摄像装置连续抓拍的若干帧幕布图像，所述幕布图像包括激光笔投射在幕布上的光斑。在本实施例中，所述投影设备在所述幕布上进行使用时，用户可使用所述激光笔向所述幕布上投射光斑，此时由所述摄像装置连续抓拍幕布图像，并对抓拍到的幕布图像按照抓拍时间的先后顺序依次进行存储，所述投影设备每隔预设的采样时间间隔对摄像装置存储的幕布图像进行一次采样。步骤S202，定位每帧幕布图像中的光斑位置。图3示出了本实施例中步骤S202的具体实现流程。参见图2所示，在本实施例中，步骤S202具体包括：步骤S301，预先存储包括光斑的原始幕布图像的像素矩阵，设光斑的起始位置为(0，0)，起始移动速度及方向均为0。在本实施例中，所述像素矩阵的行对应图像的高(单位为像素)，矩阵的列对应图像的宽(单位为像素)，所述像素矩阵的元素对应图像的亮度值，所述像素矩阵的元素的值就是像素的亮度值。其中，预先存储不包括光斑的原始幕布图像包括：在用户未使用激光笔在幕布上进行投射时，通过摄像装置拍摄获取所述原始幕布图像，将所述原始幕布图像存储在指定的存储区域。步骤S302，分别将每帧包含有光斑的幕布图像的像素矩阵与所述原始幕布图像的像素矩阵做差，得到光斑差值图像矩阵。在本实施例中，步骤S302具体是指针对每帧包含有光斑的幕布图像，采用该幕布图像的像素矩阵与所述原始幕布图像的像素矩阵做差，以得到每帧幕布图像所对应的光斑差值图像矩阵。所述光斑差值图像矩阵中的元素为所述幕布图像的像素矩阵中与之对应位置处像素的亮度值与原始幕布图像的像素矩阵中与之对应位置处像素的亮度值之差。步骤S303，将所述光斑差值图像矩阵做透视投影变换，得到透视投影图像矩阵。在本实施例中，将所述光斑差值图像矩阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光笔光流轨迹跟踪方法，应用于投影设备，其特征在于，所述激光笔光流轨迹跟踪方法包括：按照预设的采样时间间隔获取所述投影设备的摄像装置连续抓拍的若干帧幕布图像，所述幕布图像包括激光笔投射在幕布上的光斑；定位每帧幕布图像中的光斑位置；根据每帧幕布图像中的光斑位置计算出光斑在幕布上的移动速度及方向；根据所述光斑在幕布上的移动速度及方向，对相邻采样周期间隔内的光流轨迹进行插值运算，拟合得到所述光斑在幕布上光流轨迹；控制所述投影幕布对所述光斑在幕布上的光流轨迹进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种激光笔光流轨迹跟踪方法，应用于投影设备，其特征在于，所述激光笔光流轨迹跟踪方法包括：按照预设的采样时间间隔获取所述投影设备的摄像装置连续抓拍的若干帧幕布图像，所述幕布图像包括激光笔投射在幕布上的光斑；定位每帧幕布图像中的光斑位置；根据每帧幕布图像中的光斑位置计算出光斑在幕布上的移动速度及方向；根据所述光斑在幕布上的移动速度及方向，对相邻采样周期间隔内的光流轨迹进行插值运算，拟合得到所述光斑在幕布上光流轨迹；控制所述投影幕布对所述光斑在幕布上的光流轨迹进行显示。2.如权利要求1所述的激光笔光流轨迹跟踪方法，其特征在于，所述投影设备摄像装置的拍摄镜头上安装有可见光滤光片和可见光滤光片切换装置，所述按照预设的采样时间间隔获取所述投影设备的摄像装置连续抓拍的若干帧幕布图像之前还包括：控制所述切换装置触发所述可见光滤光片进入工作状态；控制所述摄像装置连续抓拍幕布图像，所述激光笔投射在幕布上的光斑由可见光和红外光组成。3.如权利要求1所述的激光笔光流轨迹跟踪方法，其特征在于，所述定位每帧幕布图像中的光斑位置包括：预先存储包括光斑的原始幕布图像的像素矩阵，设光斑的起始位置为(0，0)，起始移动速度及方向均为0；分别将每帧包含有光斑的幕布图像的像素矩阵与所述原始幕布图像的像素矩阵做差，得到光斑差值图像矩阵；将所述光斑差值图像矩阵做透视投影变换，得到透视投影图像矩阵；对所述透视投影图像矩阵进行高斯滤波；遍历经过高斯滤波后的透视投影图像矩阵中的每一个像素点，搜索像素点的预设邻域内的各个像素点的亮度值均大于预设亮度阈值的区域，所述区域即为光斑所在区域；分别计算光斑所在区域的像素点在x、y两个方向上的一阶导数，取方向导数所形成的极大值作为光斑的边缘轮廓数据；采用霍夫变换算法根据所述光斑的边缘轮廓数据检测出光斑的圆心坐标和半径。4.如权利要求3所述的激光笔光流轨迹跟踪方法，其特征在于，所述预设邻域为像素点的36邻域内，所述预设亮度阈值为200。5.如权利要求3所述的激光笔光流轨迹跟踪方法，其特征在于，所述采用霍夫变换算法根据所述光斑的边缘轮廓数据检测出光斑的圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丛华，
申请(专利权)人：深圳市TCL高新技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44