一种数字书画方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种数字书画方法及装置，数字书画方法包括以下步骤：首先书画笔发出光线，在投影图上形成光斑,所述书画笔书写或绘画,所述光斑在所述投影图上移动；按照预定频率拍摄所述投影图确定所述光斑的位置并确定光斑运动轨迹；实时连续叠加所述多幅单帧拍摄图像，得到笔迹图像，包含笔迹像素点和非笔迹像素点；在背景图上，将所述笔迹像素点填充,对所述非笔迹像素点则不填充，由此形成第一填充图；将所述第一填充图中笔迹按照设定的视差值进行平移处理确定为第二填充图；按照指定格式将所述第一填充图、第二填充图融合成数字格式图并连续输出;连续显示所述数字格式图。与之对应的涉及一种数字书画装置完成书画创作。

【技术实现步骤摘要】
一种数字书画方法及装置
本专利技术涉及一种书画方法及装置，尤其涉及一种数字书画方法及装置。
技术介绍
现有数字书画产品有电子白板和手写板。电子白板目前已发展到交互式电子白板，可以作为PC白板使用，将电子白板与PC相连，此时的电子白板就相当于一个面积特别大的手写板，可以在上面任意书写、绘画并即时的在PC上显示，文件保存为图形文件，交互式电子白板一般需要一个专用的应用程序支持。市场上出现的手写板，其作用和键盘类似，基本上只局限于输入文字或者绘画，也带有一些鼠标的功能；在手写板的日常使用上，除用于文字、符号、图形等输入外，还可提供光标定位功能，从而手写板可以同时替代键盘与鼠标，成为一种独立的输入工具。例如，上海科技馆2010年申请了一种虚拟绘画实现的装置及其方法的专利(申请号：201010206150.X)，介绍了一种虚拟绘画实现的装置及其方法。海尔集团公司、海尔集团技术研发中心2011年申请了触控绘画处理系统及方法的专利(申请号：201110001617.1)，该专利技术系统地介绍了触控绘画处理系统及方法。乐金电子(中国)研究开发中心有限公司2010年申请了基于触控面板的书法练习方法、书法练习装置及触控笔的专利(申请号：201010193369.0)，该专利技术涉及了基于触控面板的书法练习方法、书法练习装置及触控笔。中国科学院合肥物质科学研究院2011年申请了一种基于力信息的毛笔书法表达方法的专利(申请号：201110360097.3)，该专利技术采用三维力传感器来获取毛笔笔毫与纸张平面接触产生的三维手写力矢量信息，即当有毛笔手写过程发生时，三维力传感器可以实时的感知和输出作用在其上的三维手写动态力信息变化。然而，本专利技术数字书画方法及装置与上述专利技术显著区别的地方是，本专利技术实现的方法是在专利技术专利201210348567.9的书写装置的基础上，通过发光笔发出光信号，经由主控系统进行图像采集与识别、跟踪，最后实时地在数字显示器上输出数字书画影像。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种数字书画方法及装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数字书画方法，包括以下步骤；S1、在指定位置上投影得到投影图，书画笔发出光线，在所述投影图上书写或绘画形成光斑；S2、按照预定频率拍摄所述投影图形成多幅单帧拍摄图像，实时确定所述光斑的位置并通过连续跟踪所述光斑的位置来确定光斑运动轨迹；S3、实时连续叠加所述多幅单帧拍摄图像，得到笔迹图像，所述笔迹图像中包含笔迹像素点和非笔迹像素点；S4、将所述笔迹图像叠加于预设的背景图之上，即将所述笔迹像素点填充至所述背景图中并涂成预定颜色，对所述非笔迹像素点不填充，由此形成第一填充图；将所述第一填充图中笔迹按照设定的视差值进行平移处理，得到平移后的图像，将所述平移后的图像确定为第二填充图；S5、按照指定格式将所述第一填充图、第二填充图融合成数字格式图并连续输出；S6、连续显示所述数字格式图，形成数字书画图像。优选地，所述步骤S2中，确定所述光斑的位置的具体操作为：提取所述每幅单帧摄制图像中所有像素点的RGB值，对所述单帧摄制图像中所有像素点的RGB值进行灰度化，根据预设的灰度化阈值，进行灰度化阈值分割操作，提取灰度大于所述灰度化阈值的像素点，并将这些灰度大于所述灰度化阈值的像素点的位置确定为所述光斑的位置。优选地，所述步骤S2中，连续跟踪所述光斑位置的具体操作为：在所拍摄得到的所述单帧拍摄图像的相邻帧拍摄图像中，以当前所述光斑的位置为起始位置，就近提取强度大于所述灰度化阈值的连通域，以此跟踪所述光斑的位置。优选地，所述指定格式是指side-by-side格式或者dot-by-dot格式。一种数字书画装置，包括书画笔、投影机、投影屏幕、具有双摄像头的拍摄系统、主控系统、数字显示器，所述主控系统与所述投影机、拍摄系统、数字显示器电性连接；所述书画笔用于发出光线，在投影图上形成光斑；所述投影机用于在所述投影屏幕上投影得到所述投影图；所述投影屏幕用于供所述书画笔发出光线在所述投影图上形成光斑；所述拍摄系统用于按照预定频率拍摄所述投影图形成多幅单帧拍摄图像；所述主控系统用于实时确定所述光斑的位置并通过连续跟踪所述光斑位置来确定光斑运动轨迹；实时连续叠加所述多幅单帧拍摄图像，得到笔迹图像，所述笔迹图像中包含笔迹像素点和非笔迹像素点；将所述笔迹图像叠加于预设的背景图之上，所述笔迹像素点填充至所述背景图中并涂成预定颜色，对所述非笔迹像素点不填充，由此形成第一填充图；将所述第一填充图中笔迹按照设定的视差值进行平移处理，得到平移后的图像，将所述平移后的图像确定为第二填充图；按照指定格式将所述第一填充图、第二填充图融合成数字格式图并连续输出；所述数字显示器用于连续显示所述数字格式图，形成数字书画图像。优选地，所述书画笔包括光纤笔头、沿着所述光纤笔头延伸的笔管和笔帽，在所述笔管靠近光纤笔头的一端内置有光源，在所述笔管的中间内置有控制电路，在所述笔管的另一端内置有电池,所述控制电路与所述光纤笔头、光源、电池电性连接，所述光源用于发出光线，所述电池用于为所述书画笔提供电能，所述控制电路用于控制所述光源发光。优选地，所述主控系统包括光斑定位模块、实时叠加模块、填充平移模块、融合模块和输出模块；所述光斑定位模块用于实时确定所述光斑的位置并通过连续跟踪所述光斑位置来确定所述光斑运动轨迹；所述实时叠加模块实时连续叠加所述多幅单帧拍摄图像，得到所述笔迹图像，所述笔迹图像中包含笔迹像素点和非笔迹像素点；所述填充平移模块用于将所述笔迹图像叠加于预设的背景图之上，即将所述笔迹像素点填充至所述背景图中并涂成预定颜色，对所述非笔迹像素点不填充，由此形成所述第一填充图；将所述第一填充图中笔迹按照设定的视差值进行平移处理，得到平移后的图像，将所述平移后的图像确定为所述第二填充图；所述融合模块用于按照指定格式将所述第一填充图、第二填充图融合成数字格式图；所述输出模块用于连续输出所述数字格式图。优选地，所述光源为LED红外灯。优选地，所述电池为锂电池。实施本专利技术的有益效果是：通过发光笔发出光信号，经由主控系统进行图像采集与识别、跟踪、修补、填充平移、融合，最后实时地在数字显示器上输出数字书画影像，创新性强，充分展示了科技与艺术的融合，技术复杂度高。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术一种数字书画方法及装置的方法实施例的流程图；图2-3是本专利技术一种数字书画方法及装置的方法实施例中光斑定位的示意图；图4-5是本专利技术一种数字书画方法及装置的方法实施例中笔迹修补的示意图，图4为修补前，图5为修补后；图6是本专利技术一种数字书画方法及装置的产品实施例的结构示意图；图7是本专利技术一种数字书画方法及装置的产品实施例中书画笔的结构示意图。具体实施方式方法实施例如图1所示，一种数字书画方法，包括以下步骤；S1、在指定位置上投影得到投影图，书画笔发出光线，在投影图上形成光斑,书画笔书写或绘画,光斑在投影图上移动；S2、按照预定频率拍摄投影图形成多幅单帧拍摄图像，实时确定光斑的位置并通过连续跟踪光斑位置来确定光斑运动轨迹；S3、实时连续叠加多幅单帧拍摄图像，得到笔迹图像，笔迹图像中包含笔迹像素点和非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字书画方法，其特征在于，包括以下步骤；S1、在指定位置上投影得到投影图，书画笔发出光线，在所述投影图上形成光斑,所述书画笔书写或绘画,所述光斑在所述投影图上移动；S2、按照预定频率拍摄所述投影图形成多幅单帧拍摄图像，实时确定所述光斑的位置并通过连续跟踪所述光斑的位置变化来确定光斑运动轨迹；S3、实时连续叠加所述多幅单帧拍摄图像，得到笔迹图像，所述笔迹图像中包含笔迹像素点和非笔迹像素点；S4、将所述笔迹图像叠加于预设的背景图之上，即将所述笔迹像素点填充至所述背景图中并涂成预定颜色，对所述非笔迹像素点不填充，由此形成第一填充图；将所述第一填充图中笔迹按照设定的视差值进行平移处理，得到平移后的图像，将所述平移后的图像确定为第二填充图；S5、按照指定格式将所述第一填充图、第二填充图融合成数字格式图并连续输出；S6、连续显示所述数字格式图，形成数字书画图像。

【技术特征摘要】
1.一种数字书画方法，其特征在于，包括以下步骤；S1、在指定位置上投影得到投影图，书画笔发出光线，在所述投影图上形成光斑,所述书画笔书写或绘画,所述光斑在所述投影图上移动；S2、按照预定频率拍摄所述投影图形成多幅单帧拍摄图像，实时确定所述光斑的位置并通过连续跟踪所述光斑的位置变化来确定光斑运动轨迹；所述步骤S2中，确定所述光斑位置的具体操作为：提取每幅所述单帧摄制图像中所有像素点的RGB值，对所述单帧摄制图像中所有像素点的RGB值进行灰度化，根据预设的灰度化阈值，进行灰度化阈值分割操作，提取灰度大于所述灰度化阈值的像素点，并将这些灰度大于所述灰度化阈值的像素点的位置确定为所述光斑的位置；连续跟踪所述光斑位置的具体操作为：在所拍摄得到的所述单帧拍摄图像的相邻帧拍摄图像中，以当前所述光斑的位置为起始位置，就近提取强度大于所述灰度化阈值的连通域，以此跟踪所述光斑的位置；S3、实时连续叠加所述多幅单帧拍摄图像，得到笔迹图像，所述笔迹图像中包含笔迹像素点和非笔迹像素点；S4、将所述笔迹图像叠加于预设的背景图之上，即将所述笔迹像素点填充至所述背景图中并涂成预定颜色，对所述非笔迹像素点不填充，由此形成第一填充图；将所述第一填充图中笔迹按照设定的视差值进行平移处理，得到平移后的图像，将所述平移后的图像确定为第二填充图；S5、按照指定格式将所述第一填充图、第二填充图融合成数字格式图并连续输出；所述指定格式是指side-by-side格式或者dot-by-dot格式；S6、连续显示所述数字格式图，形成数字书画图像。2.一种数字书画装置，其特征在于，包括书画笔(100)、投影机(200)、投影屏幕(300)、具有双摄像头的拍摄系统(400)、主控系统(500)、数字显示器(600)，所述主控系统(500)与所述投影机(200)、拍摄系统(400)、数字显示器(600)电性连接；所述书画笔(100)用于发出光线，在投影图上书写或绘画形成光斑；所述书画笔(100)包括光纤笔头(101)、沿着所述光纤笔头(101)延伸的笔管(102)和笔帽(103)，在所述笔管(102)靠近光纤笔头(101)的一端内置有光源(105)，在所述笔管(102)的中间内置有控制电路(106)，在所述笔管(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓波，刘道，李海泉，李炜，
申请(专利权)人：深圳市掌网立体时代视讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：