一种基于实物模块的投影画面输出方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术涉及互动投影技术领域，公开了一种基于实物模块的投影画面输出方法、系统及设备，包括以下步骤：采集包含投影画面和实物模块的采集图像，定位并提取投影画面的参考线；定位并提取实物模块的第一特征线；根据所述第一特征线和所述参考线，确定虚拟图像的大小，并保持投影画面大小、位置不变，在所述投影画面中显示所述虚拟图像。其有益效果是：本发明专利技术通过分别获取实物模块的第一特征线和投影画面的参考线，根据第一特征线和参考线的相对比例关系，确定虚拟图像的大小。使得不同大小的实物模块，以及由于投影距离改变导致投影画面大小改变时，均能在投影画面中反馈出对应大小的虚拟图像，满足复杂条件下的投影交互显示。满足复杂条件下的投影交互显示。满足复杂条件下的投影交互显示。

【技术实现步骤摘要】
一种基于实物模块的投影画面输出方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及互动投影
，特别涉及一种基于实物模块的投影画面输出方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]互动投影系统的原理是通过捕捉设备对目标影像进行捕捉拍摄，然后由影像分析系统分析，从而确定被捕捉对象对应的模式，根据当前模式状态投射实时的影像，使参与者与屏幕内容之间产生紧密结合的互动效果。
[0003]投影互动游戏是指利用投影进行互动游戏的一种游戏方式，通过感应系统感应玩家在投影区域的动作，然后进行分析计算，从而执行相关的游戏命令。根据不同的应用场景可以大致分为墙面投影、地面投影和桌面投影三种。对于儿童用户来说，采用实物模块进行辅助的游戏交互性更好，进而出现了实物模块与投影交互的产品，如砸气球游戏和打地鼠游戏等。
[0004]市场上的投影互动游戏设备常见于商业场所，家用较少。由于投影互动游戏设备对投影距离和感应系统的安装位置会有一定的要求，一般通过人工调试配置，配置完成后，固定不动。在家用时，用户每次放置的投影设备位置不同，会造成显示的图案大小也不同。同时，现有实物模块的大小一般是固定的，当使用不同大小的实物模块时，投影互动游戏设备往往不能自主的适应和匹配。可以看出在复杂条件下使用投影互动游戏设备时，如果没有人工的位置调整校正，常常会遇到实物模块大小与显示图像大小无法对应的问题。
[0005]在专利文献中，如授权公告号为CN104615328B，名称为一种投影输出方法和电子设备的专利技术专利，公开了一种投影输出方法和穿戴式电子设备，穿戴式电子设备包括：检测模块以及投影输出模块；该方法包括：当接收到用户的第一操作时，利用所述检测模块捕捉投影范围内的对象；其中，所述投影范围为所述投影输出模块能够输出投影内容的范围；获取待投影区域的特征参数；基于所述特征参数调整所述投影内容的属性参数；控制所述投影输出模块将调整后的投影内容输出在所述对象上。但在该专利文献中，实际是通过人体对穿戴式电子设备的操作，对投影内容进行的调节，同时在进行投影内容调节时是对整个投影画面进行的整体大小调节，不能在保持投影画面不变的基础上仅对投影画面内容进行调节。

技术实现思路

[0006]为克服现有技术中投影画面中虚拟图像的大小与实物模块大小无法自动对应的问题，本专利技术公开了一种基于实物模块的投影画面输出方法、系统及设备。
[0007]其具体技术方案如下：一种基于实物模块的投影画面输出方法，包括以下步骤：采集包含投影画面和实物模块的采集图像，定位并提取所述投影画面在所述采集图像中的参考线，并获取参考线在采集图像中的长度；获取投影画面中参考线的像素长度；定位并提取所述实物模块在所述采集图像中的第一特征线，并获取所述第一特征线在所述采集图像中
的长度；根据所述第一特征线在所述采集图像中的长度、所述参考线在所述采集图像中的长度、所述参考线在投影画面中的像素长度，所述虚拟图像的原始分辨率，以及实际投射的虚拟图像与实物大小的预设比例关系确定虚拟图像在所述投影画面中的大小。
[0008]采集图像内的投影画面上包含至少一个备选参考线，常见的如投影画面本身的边缘线，内部设置的线条，关键点连线等，在使用时，可以根据需要进行选择，参考线是投影画面在采集图像内相对大小的一个度量，随同投影画面大小的改变而改变，一般参考线在选定后是不变的。
[0009]采集图像内实物模块上也对应至少一个第一特征线，常见的如模块边缘的线条，模块上表面的标记图案构成的线条等；第一特征线是表征实物模块在采集图像内相对大小的一个参考，在使用时，可以根据需要进行设置。
[0010]对于不同大小的实物模块或者不同大小的投影画面，以参考线为基准，系统可以确定不同实物模块对应的实际投射的虚拟图像大小。根据第一特征线与参考线之间的比例关系，可以反映出实物模块与投影画面之间的大小比例关系，进而确定对应的虚拟图像在投影画面中的大小，使得不同的实物模块与不同的投影画面投射出的虚拟图像都能大小匹配。
[0011]进一步的，对于虚拟图像是模板图像的情况，在原始模板虚拟图像内设置有第二特征线，系统通过第一特征线与第二特征线之间设置的比例关系，确定虚拟图像在投影画面内的大小。具体的，常见的第二特征线可以为模板虚拟图像的一边，如宽或高对应的边；也可以是模板图像中需要与实物大小相匹配的一个线段，如模板虚拟图像为一赛车跑道图像，可以设置图像内一表示跑道宽度的线段为第二特征线，实际投射的跑道宽度与实物赛车模型的宽度满足设定的比例要求。
[0012]一种基于实物模块的投影画面输出方法，包括以下步骤：采集包含投影画面和实物模块的采集图像，定位并提取所述投影画面在所述采集图像中的参考线，并获取参考线在采集图像中的长度；获取投影画面中参考线的像素长度；定位并提取所述实物模块在所述采集图像中的第一特征线，并获取所述第一特征线在所述采集图像中的长度；根据所述第一特征线在所述采集图像中的长度、所述参考线在所述采集图像中的长度、所述参考线在投影画面中的像素长度，确定生成图形在投影画面中的大小参数，结合图形的属性参数，生成对应的虚拟图像在投影画面中进行显示。虚拟图像在本专利技术中具体包括有预存的模板图像和由信息处理单元自主生成的几何图形。
[0013]进一步地，实物模块包括有第一子模块，对于虚拟图像是模板图像的情况，根据第一子模块包含的信息确定对应的虚拟图像以及该图像的原始分辨率；对于虚拟图像是几何图形的情况，根据第一子模块包含的信息确定生成图形的类型、样式、形状、大小、原始分辨率或者属性参数如颜色、线条宽度、内部填充图形等。
[0014]进一步地，该第一子模块为实物模块在采集图像内呈现的图像，具体的可以是由实物块本身构造、外观呈现的图像数据，也可以是在面对摄像头的外观面上，印制的特定图像内容。
[0015]进一步地，该第一子模块也可以为实物模块包含的感应元件，具体的可以是实物块内的射频标签，对应的系统通过射频信息读取单元，获取该识别信息。这里也可以采用常见的实物信息载体及识别方式，在实物块表面或内部存储识别信息，系统通过对应的信息
读取单元获取识别信息，再此不一一列举，不同的信息载体及获取方式不影响本专利技术的实现。
[0016]在对采集图像进行处理时，系统对采集图像中实物模块与投影画面之间的位置进行判定，判定实物模块位于投影画面内还是位于投影画面外。通过在采集图像中将投影画面与实物模块的重合区域与实物模块对应区域进行比对，以确定实物模块位于投影画面内还是投影画面外。具体地，设置重合区域占比超过实物模块对应区域面积的90%（该比例可以根据需要设定），则认为实物模块在投影画面内，并将重合区域作为后续处理中的实物模块对应的区域。在实际计算时可以使用投影画面对应的参照矩形区域近似表示投影画面区域，实物模块对应的参照矩形区域近似表示实物模块区域。
[0017]如图1所示，在图像处理中，需要分析处理的图像中的目标对象往往是不规则的，可以使用一矩形区域来近似地表示目标所在的对应区域，该区域我们称为参照本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于实物模块的投影画面输出方法，其特征在于，包括以下步骤：采集包含投影画面和实物模块的采集图像；定位并提取所述投影画面在所述采集图像中的参考线，并获取参考线在采集图像中的长度，获取投影画面中参考线的像素长度；定位并提取所述实物模块在所述采集图像中的第一特征线，并获取所述第一特征线在所述采集图像中的长度；根据所述第一特征线在所述采集图像中的长度、所述参考线在所述采集图像中的长度、所述参考线在投影画面中的像素长度，按照预设比例确定虚拟图像在所述投影画面中的大小；保持投影画面大小位置不变，并将虚拟图像在投影画面中进行显示。2.根据权利要求1所述的基于实物模块的投影画面输出方法，其特征在于，所述虚拟图像为预存的带有第二特征线的模板图像；获取预存的虚拟图像的原始分辨率和第二特征线的原始像素长度，并根据所述第一特征线在所述采集图像中的长度、所述参考线在所述采集图像中的长度、所述参考线在投影画面中的像素长度、虚拟图像的原始分辨率和第二特征线的原始像素长度，计算在以投影画面为参考系中所述虚拟图像的第二特征线的像素长度，确定虚拟图像在投影画面内的大小，保持投影画面不变，在所述投影画面中显示所述虚拟图像。3.根据权利要求1所述的基于实物模块的投影画面输出方法，其特征在于，所述虚拟图像为生成的几何图形；获取所述几何图形的预设的属性参数，根据所述第一特征线在所述采集图像中的长度、所述参考线在所述采集图像中的长度、所述参考线在投影画面中的像素长度，计算并获取所述几何图形的大小参数，保持投影画面不变，在所述投影画面中显示由属性参数和大小参数确定的虚拟图像。4.根据权利要求1所述的基于实物模块的投影画面输出方法，其特征在于，所述实物模块包含有可被识别的第一子模块，所述第一子模块的识别信息可确定所述虚拟图像的内容、样式、形状、原始分辨率或者其他相关属性参数；所述第一子模块为实物模块的可识别图案或者可识别构造或者感应芯片。5.根据权利要求1所述的基于实物模块的投影画面输出方法，其特征在于，所述第一特征线是在采集图像中表示实物模块相对大小的线段，为实物模块上关键点的连线或者实物模块对应的参照矩形区域的边；所述参考线是在采集图像中表示投影画面相对大小的线段，为投影画面上关键点的连线或者投影画面对应的参照矩形区域的边。6.根据权利要求5所述的基于实物模块的投影画面输出方法，其特征在于，所述关键点通过在采集图像中直接检测实物模块或投影画面的标记图像确定或者通过检测实物模块或投影画面对应的参照矩形区域确定或者通过先检测实物模块或投影画面对应的参照矩形区域，然后在该矩形区域相关范围，检测标记图像确定；所述参照矩形区域通过直接检测或者人工智能图像目标算法检测或者三维图像信息检测实物模块或投影画面的轮廓区域确定。7.根据权利要求6所述的基于实物模块的投影画面输出方法，其特征在于，所述投影画面中虚拟图像的位置，根据采集图像内实物模块和投影画面的相对位置关系计算获取；虚拟图像坐标在采集图像参照系下与投影画面参照系下的坐标换算参数，通
过采集图像内投影画面参照点的位置信息确定，参照点为至少三个不在同一直线上的点。8.根据权利要求7所述的基于实物模块的投影画面输出方法，其特征在于，所述投影画面中的虚拟图像的位置与实物模块的相对位置关系为覆盖显示；获取所述采集图像内所述实物模块对应的参照矩形区域，计算所述参照矩形区域四个顶点在所述采集图像内的坐标，确定所述参照矩形区域的几何中心在所述采集图像内的坐标并换算为投影画面内的坐标，将所述虚拟图像的几何中心与所述参照矩形区域的几何中心重合并对应显示虚拟图像。9.根据权利要求7所述的基于实物模块的投影画面输出方法，其特征在于，所述投影画面中的虚拟图像的位置与实物模块的相对位置关系为间隔显示；获取所述采集图像内所述实物模块对应的参照矩形区域，计算所述参照矩形区域到所述投影画面各边的距离，并在最大距离的一侧按照预设的间隔距离显示所述虚拟图像。10.根据权利要求7所述的基于实物模块的投影画面输出方法，其特征在于，所述投影画面...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹一笑，冯毅，曹邱晴，张元道，
申请(专利权)人：吉猪信息科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：