一种电子白板设备自动像素映射方法技术

本发明专利技术公开了一种电子白板设备自动像素映射方法，在对摄像平面上的定位光斑信息进行采集时，连续两次对该摄像平面上的图像信息进行采集：其中一次采集时存在定位光斑的投影，记该次采集的图像为B；另一次采集时无定位光斑的投影，记该另一次采集的图像为A；然后通过C=B-A获得定位光斑信息。本发明专利技术提供的电子白板设备自动像素映射方法，采用图像相减的方法对定位光斑的信息进行采集，能够避免将干扰光斑带入计算；同时通过滤镜的设置能够提高对定位光斑的采集质量，提高投影-摄像映射的准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子白板设备，尤其涉及电子白板设备的自动像素映射方法。
技术介绍
·如图1、图2所示，电子白板设备3是配合投影仪2、投影幕4、红外指示笔、PC机I使用的一种无纸化办公设备。安装时，电子白板设备3配合投影仪2相对投影幕4安装，投影仪2会在投影幕4上形成投影平面P2，电子白板设备3会在投影幕4上形成摄像平面P3，并且摄像平面P3完全覆罩投影平面P2 ;使用时，PC机I通过投影仪2将需要显示的画面信息(为了便于描述，以下称PC机内I需要显示的画面信息为显示屏平面Pl)投影在投影幕4上形成投影平面P2，电子白板设备3对投影幕4进行摄像形成摄像平面P3，手动按动红外指示笔同时在投影平面P2和摄像平面P3上产生光斑，电子白板设备3对光斑信息进行采集，并根据投影平面P2和摄像平面P3之间的映射关系，计算光斑在显示屏平面Pl上的位置信息，实现鼠标的操作。在这过程中，PC机I和投影仪2之间、PC机I和电子白板设备3之间为直接通信，因此显示屏平面Pl和投影平面P2之间坐标的映射关系、显示屏平面Pl和摄像平面P3之间坐标的映射关系已知。可以设定光斑在投影平面P2上的坐标为(X，y)，其在显示屏平面Pl上的映射为f(x，y);光斑在摄像平面P3上的坐标为(a，b)，其在显示屏平面Pl上的映射为h(a，b);由前述分析可知，光斑在投影平面P2上的坐标(x，y)和光斑在摄像平面P3上的坐标为(a，b)均为已知量，f(x，y)和h(a，b)均为已知函数,并且针对一个已知光斑f (x, y)和 h(a，b)的计算值相等,记为(m，n),即(m, n) =f (x, y) =h (a, b) 理论上获知光斑在投影平面P2上的坐标(X，y)，就可以根据函数f (X，y)计算得到其在显示屏平面上的映射，但是投影仪2无法反馈坐标(x，y);而电子白板设备3能够反馈坐标(&汕)，根据函数1!(&，13)能够计算得到其在显示屏平面Pl上的映射；这样计算获取到(x，y)和(a，b)之间的映射关系(即投影平面P2和摄像平面P3之间的映射关系)就能够间接得到f(x，y)，建立起投影平面P2上的光斑和显示屏平面Pl之间的联系。而投影平面P2和摄像平面P3之间的映射关系会因为整个装置的安装方式、安装位置等因素而产生变化，为了保证整个装置的使用效果，在初次使用前都必须进行投影-摄像映射校正。传统的投影-摄像映射校正方法为手动像素映射法，首先通过PC机I在投影平面P2上显示如图3所示的若干定位光斑8，然后手动按动红外指示笔找正光斑，电子白板设备3对定位光斑8和找正光斑进行采集，通过处理器计算获得投影平面P2和摄像平面P3之间的--映射关系，获得映射函数(a, b)=g(x, y)。这种手动像素映射法依赖人工操作，费时费力，针对这一问题现在采用自动像素映射法，首先通过PC机I在投影平面P2上显示若干定位光斑8，然后电子白板设备3主动找正定位光斑8，通过处理器计算获得投影平面P2和摄像平面P3之间的一一映射关系，获得映射函数(a，b)=g(x, y)。但是自动像素映射法容易受干扰光源干扰，出现找正错误，原因是在整个装置使用时，出现在摄像平面上的非红外指示笔光源(即干扰光，包括阳光或灯光)可能会被电子白板设备3采集到，导致出现没有红外指示笔操作时产生误操作或干扰，而这些干扰光的可见光部分较强，为了避免干扰光，在电子白板设备3的光路上设置了滤镜，滤除可见光，以避免电子白板设备3采集到干扰光。由于红外指示笔发出的光为非可见光，受滤镜影响较小，依然能够被电子白板设备3准确采集到，手动按动红外指示笔找正光斑一般不会出现采集错误的情况。而采用电子白板设备3主动找正定位光斑8时，由于定位光斑8本身为可见光，透过滤镜对定位光斑8进行采集会出现感光不足，造成采集失误，使投影-摄像映射校正无法进行。针对电子白板设备3主动找正定位光斑8时，出现定位光斑8感光不足的问题，现在一般采用双波段滤镜替换原先设置在电子白板设备3的光路上设置的滤镜，双波段滤镜能够保留一部分可见光，保证自动像素映射时定位光斑8的感光；但是双波段滤镜使得可见光的通光增强，正常使用时会让红外指示笔以外的可见光被电子白板设备3采集到，再次导致出现没有红外指示笔操作时产生误操作或干扰，为此又必须增设电路、增加运算时间来排除干扰光。另外如图4所示，在自动像素映射时，摄像平面P3上除了出现定位光斑8外，还有可能出现干扰光斑5，电子白板设备3对整个的摄像平面P3的图像进行采集，将定位光斑8和干扰光斑5的信息同时采集到处理器中进行计算，必然会出现计算错误，使得投影平面P2和摄像平面P3之间的一一映射关系出错。再则，在自动像素映射时，电子白板设备3对整个的摄像平面P3的图像进行采集并进行运算，对存储器的容量要求较大，提高了整个装置的成本和体积。同时，由于使用环境的不同，电子白板设备3配合投影仪2相对投影幕4安装的位置也有所不同，以一般的安装习惯来说，电子白板设备3的安装方式有两种，一种是正装，另一种是反装若电子白板设备3以正装方式安装，投影平面P2和摄像平面P3所显示的画面视角一致，可能会因为安装的偏差存在略微的偏差；若电子白板设备3以反装方式安装，投影平面P2和摄像平面P3所显示的画面视角存在180°的翻转，可能会因为安装的偏差存在略微的偏差。为了能够准确获得投影平面P2和摄像平面P3之间的一一映射关系，需要人工选择出电子白板设备3的安装方式，否则将难以按预期目标确知出投影平面P2和摄像平面P3之间的一一映射关系，而目前没有一种能够自动识别电子白板设备3安装方式的方法。
技术实现思路
专利技术目的为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供，减少对存储器的需求、提高对定位光斑的采集质量，同时能够自动计算出显示屏平面、投影平面和摄像平面所显示画面的位置关系。技术方案为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为，在对摄像平面上的定位光斑信息进行采集时，连续两次对该摄像平面上的图像信息进行采集其中一次采集存在定位光斑的投影，记该次采集的图像为B;另一次采集无定位光斑的投影(即通常说的黑屏)，记该另一次采集的图像为A ;然后通过C=B-A获得定位光斑信息。上述方法要求连续两次对该摄像平面上的图像信息进行采集的时间间隔尽可能短，以保证对干扰光斑的采集相同，若采集到的B图像上存在干扰光斑，这样在A图像上也存在干扰光斑，相减就只留下定位光斑的图像、去除了干扰光斑的图像。由于在投影平面上投影出定位光斑时，可能会有其他的干扰光斑存在，比如灯光或是阳光等，这样在对摄像平面进行定位采集时，就有可能同时采集到定位光斑和干扰光斑的图像，由于处理器无法区分出定位光斑和干扰光斑，因此会对所有采集到的图像进行计算，使得计算结果出现误差甚至错误，使得投影-摄像映射校正失败；通过上述方法能够避免将干扰光斑带入计算，提高计算精度。优选的定位光斑为白光光斑，所述光斑信息为光斑的灰度/亮度值；这是由于白光光斑的光强度最高，因此最容易被采集到；对定位光斑的形状一般来说没有限制，可以是圆形或是方形的。由于现有技术中在采集摄像平面图像的光路上设置了滤镜，滤除可见光，保证后期使用时仅采集到红外指示笔发出的光；但是在投影-摄像映射校正过程中，定位光斑本身本文档来自技高网...

【技术保护点】
电子白板设备自动像素映射方法，其特征在于：在对摄像平面上的定位光斑信息进行采集时，连续两次对该摄像平面上的图像信息进行采集：其中一次采集时存在定位光斑的投影，记该次采集的图像为B；另一次采集时无定位光斑的投影，记该另一次采集的图像为A；然后通过C=B?A获得定位光斑信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戚海峰，
申请(专利权)人：南京芒冠光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：