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一種智能交互投影系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510664694.3

申請日:

2015.10.15

公開號:

CN105260021A

公開日:

2016.01.20

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):G06F 3/01申請日:20151015|||公開
IPC分類號: G06F3/01; G06F3/042 主分類號: G06F3/01
申請人: 深圳市祈錦通信技術有限公司
發明人: 白鴻崢; 張軍峰
地址: 518000廣東省深圳市南山區高新北區新西路2號綜合樓2樓203、204
優先權:
專利代理機構: 深圳市中聯專利代理有限公司44274 代理人: 李俊
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510664694.3

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2017.01.18|||2016.01.20

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種智能交互投影系統,由投影屏幕、智能投影儀、攝像頭、紅外發射器及智能終端組成,智能投影儀包括微型投影儀和服務控制器,微型投影儀和攝像頭調整角度視角覆蓋投影屏幕,紅外發射器置于投影屏幕前方上部,在投影屏幕前方形成一層與投影屏幕平行的紅外光面,智能終端無線方式連接服務控制器,向服務控制器推送投影內容或控制指令,手指觸摸投影屏幕時經過紅外光面,攝像頭捕捉反射紅外光成像,傳遞到服務控制器進行手勢識別,反饋操作指令控制投影播放,實現智能交互。本發明具有低成本、高性能、方便人性化的優點,具有良好的用戶體驗。

權利要求書

1.一種智能交互投影系統,由投影屏幕、智能投影儀、攝像頭、
紅外發射器及智能終端組成,其特征在于:所述投影屏幕為豎直平面,
智能投影儀包括前端的微型投影儀和后端的服務控制器,微型投影儀
和攝像頭連接到服務控制器,微型投影儀和攝像頭調整角度視角覆蓋
投影屏幕,紅外發射器置于投影屏幕前方上部,紅外投射光在投影屏
幕前方形成一層與投影屏幕平行的紅外光面,服務控制器中包括無線
模塊,智能終端通過無線方式連接到服務控制器,向服務控制器推送
投影內容或控制指令,手指觸摸投影屏幕時經過紅外光面,攝像頭捕
捉反射紅外光成像,傳遞到服務控制器進行手勢識別,反饋操作指令
控制投影播放,實現智能交互。
2.根據權利要求1所述的一種智能交互投影系統,其特征在于:
服務控制器上加載有模式數據庫和圖像分析程序,模式數據庫內保存
多種手勢模式與操作指令的對應集,圖像分析程序結合模式數據庫進
行手勢識別,包括如下步驟:
a,對攝像頭捕捉到的連續圖片序列做圖像處理,使用背景差分和
二值化方法提取圖像中的運動團塊,每個運動團塊代表一個運動目
標;
b,針對每個運動團塊做運動跟蹤,在運行團塊消失時,將完整
運動軌跡進行記錄,與模式數據庫內的手勢模式進行比對,確定用戶
手勢動作;
c,根據用戶的手勢動作,確定對應的操作指令,控制投影播放
過程。
3.根據權利要求1所述的一種智能交互投影系統,其特征在于:
所述紅外發射器為紅外一字激光發射器,紅外一字激光發射器向下發
光,在投影屏幕前方形成一層與投影屏幕平行的紅外光面。
4.根據權利要求1所述的一種智能交互投影系統,其特征在于:
所述攝像頭上貼有紅外濾光片,剔除可見光,僅接收紅外光進入鏡頭。
5.根據權利要求1所述的一種智能交互投影系統,其特征在于:
所述服務控制器中的無線模塊為藍牙模塊或WIFI模塊。
6.根據權利要求1所述的一種智能交互投影系統,其特征在于:
所述智能終端為電腦、手機或者手持終端。

說明書

一種智能交互投影系統

技術領域

本發明涉及投影儀技術領域,具體涉及一種智能交互投影系統。

背景技術

投影儀,又稱投影機,是一種可以將圖像或視頻投射到幕布上的
設備,可以通過不同的接口同計算機、VCD、DVD、BD、游戲機、DV
等相連接播放相應的視頻信號。投影儀廣泛應用于家庭、辦公室、學
校和娛樂場所,根據工作方式不同,有CRT,LCD,DLP等不同類型。

隨著投影儀技術的不斷更新發展以及日常的廣泛應用,人們對投
影控制的方便和交互性有了越來越多的要求,但目前大多數產品仍然
只能利用紅外筆或電磁筆去控制,無法實現用手進行多點觸摸控制,
并且存在成本太高、定位不準、反應速度慢、投影面材質局限等缺點,
無法給用戶帶來較好的體驗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種智能交互投影系統,以解決現有技術
中導致的上述多項缺陷。

一種智能交互投影系統,由投影屏幕、智能投影儀、攝像頭、紅
外發射器及智能終端組成,所述投影屏幕為豎直平面,智能投影儀包
括前端的微型投影儀和后端的服務控制器,微型投影儀和攝像頭連接
到服務控制器,微型投影儀和攝像頭調整角度視角覆蓋投影屏幕,紅
外發射器置于投影屏幕前方上部,紅外投射光在投影屏幕前方形成一
層與投影屏幕平行的紅外光面,服務控制器中包括無線模塊,智能終
端通過無線方式連接到服務控制器,向服務控制器推送投影內容或控
制指令,手指觸摸投影屏幕時經過紅外光面,攝像頭捕捉反射紅外光
成像,傳遞到服務控制器進行手勢識別,反饋操作指令控制投影播放,
實現智能交互。

具體地,所述服務控制器上加載有模式數據庫和圖像分析程序,
模式數據庫內保存多種手勢模式與操作指令的對應集,圖像分析程序
結合模式數據庫進行手勢識別,包括如下步驟:

a,對攝像頭捕捉到的連續圖片序列做圖像處理,使用背景差分和
二值化方法提取圖像中的運動團塊,每個運動團塊代表一個運動目
標;

b,針對每個運動團塊做運動跟蹤,在運行團塊消失時,將完整
運動軌跡進行記錄,與模式數據庫內的手勢模式進行比對,確定用戶
手勢動作;

c,根據用戶的手勢動作,確定對應的操作指令,控制投影播放
過程。

具體地,所述紅外發射器為紅外一字激光發射器,紅外一字激光
發射器向下發光,在投影屏幕前方形成一層與投影屏幕平行的紅外光
面。

具體地,所述攝像頭上貼有紅外濾光片,剔除可見光,僅接收紅
外光進入鏡頭。

具體地,所述服務控制器中的無線模塊為藍牙模塊或WIFI模塊。

具體地,所述智能終端為電腦、手機或者手持終端。

本發明的優點在于:該種智能交互投影系統,基于光學原理實現
多點觸摸、追蹤和識別的人機交互技術,通過攝像頭捕捉手指觸摸或
激光筆照射投影屏幕時所反射的紅外光,將信息傳遞到圖像處理模
塊,并對其進行多點定位和分析,判斷出旋轉、縮放等操作意圖后,
將處理結果以標準形式傳輸到相應的應用程序,并做出相應的操作,
具有低成本、高性能、方便人性化的優點,為用戶提供了良好的用戶
體驗。

附圖說明

圖1為本發明所述的一種智能交互投影系統的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明
白了解,下面結合具體實施方式,進一步闡述本發明。

如圖1所示,本發明實施例提供了一種智能交互投影系統,由投
影屏幕14、智能投影儀、攝像頭12、紅外發射器13及智能終端10
組成,其中,所述投影屏幕14為豎直平面,智能投影儀包括前端的
微型投影儀15和后端的服務控制器11,微型投影儀15和攝像頭12
連接到服務控制器11,微型投影儀15和攝像頭12調整角度視角覆
蓋投影屏幕14,紅外發射器13置于投影屏幕14前方上部,紅外投
射光在投影屏幕14前方形成一層與投影屏幕14平行的紅外光面,服
務控制器11中包括無線模塊,智能終端10通過無線方式連接到服務
控制器11,向服務控制器11推送投影內容或控制指令,手指觸摸投
影屏幕時經過紅外光面,攝像頭捕捉反射紅外光成像,傳遞到服務控
制器進行手勢識別,反饋操作指令控制投影播放,實現智能交互。

本實施例中,紅外發射器13為紅外一字激光發射器,紅外一字
激光發射器向下發光,在投影屏幕前方形成一層與投影屏幕平行的紅
外光面。在攝像頭12上貼有紅外濾光片,剔除可見光,僅接收紅外
光進入鏡頭。所述服務控制器11中的無線模塊為藍牙模塊或WIFI模
塊。

本實施例中,所述服務控制器上加載有模式數據庫和圖像分析程
序,模式數據庫內保存多種手勢模式與操作指令的對應集,圖像分析
程序結合模式數據庫進行手勢識別,具體方法參考下面的敘述。

首先,對攝像頭捕捉到的連續圖片序列做圖像處理,先用背景差
分的方法提取圖像中的運動像素,然后用二值化方法去除部分背景中
的雜質,接著用形態學濾波的方法濾去干擾點,并將運動像素連成一
個個連通區域,把這些連通區域叫做團塊,每個團塊代表一個運動目
標;

接下來,針對每個運動團塊做運動跟蹤,記錄其運動軌跡。為了
表述一個目標,首先要對圖像求輪廓,一個封閉的輪廓就代表一個運
動塊,求輪廓可以采用常用的canny邊緣檢測算法,求得輪廓后可
很方便地求取一個塊的質心和面積,在求得每一個運動塊的面積后,
較小和較大的運動塊都認為是干擾或噪聲,可以通過設定面積的區間
來濾除不合理的運動塊,去除干擾。目標跟蹤可以采用質心位置跟蹤
方法,主要過程為:(1)獲取當前幀中的運動塊,計算各運動塊的質
心位置;(2)計算當前幀中每個質心與前面跟蹤的各個運動塊的質心
位置的距離;(3)判斷,如果當前幀中某個質心與前面跟蹤的運動塊
的質心距離小于一定值(可根據實際情況通過軟件設定),可認為它
們是同一個運動塊,則把這個質心位置加入到該運動塊的軌跡中。如
果當前幀中的一個質心與前面跟蹤的各個運動塊的距離都比較大,可
認為這是一個新的運動塊,表示新按下了一個手指,則創建一個新的
跟蹤對象,加入到跟蹤隊列中。如果前面跟蹤的某個對象與當前幀中
的各個質心的距離都比較大,則認為這個跟蹤對象消失了,這意味著
一個手指離開了觸控桌面。這時程序把它的運動信息傳遞出去,并從
跟蹤目標隊列中將該對象刪除。

最后,在運行團塊消失時,將完整運動軌跡進行記錄,系統會對
手指或其它物體在投影屏幕上觸摸的軌跡進行識別,即手勢識別,手
勢識別是與模式數據庫內的手勢模式進行比對來實現的,常見的手勢
比如有單個手指碰一下屏幕、單個手指在屏幕上移動、兩個手指在屏
幕上相對直線移動相對距離增大、兩個手指在屏幕上相對直線移動相
對距離減小,通過將這些手勢與具體的操作指令進行對應,來完成對
投影內容或過程的控制,比如完成單擊、雙擊、拖拽、放大、縮小等
指令動作。

通過上述實施例容易知道,本發明所述智能交互投影系統,是一
種基于光學原理實現多點觸摸、追蹤和識別的人機交互技術,通過攝
像頭捕捉手指觸摸或激光筆照射投影屏幕時所反射的紅外光,將信息
傳遞到圖像處理模塊,并對其進行多點定位和分析,判斷出旋轉、縮
放等操作意圖后,將處理結果以標準形式傳輸到相應的應用程序,并
做出相應的操作,具有低成本、高性能、方便人性化的優點,為用
戶提供了良好的用戶體驗。

由技術常識可知,本發明可以通過其它的不脫離其精神實質或必
要特征的實施方案來實現。因此,上述公開的實施方案,就各方面而
言,都只是舉例說明,并不是僅有的。所有在本發明范圍內或在等同
于本發明的范圍內的改變均被本發明包含。

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一種 智能 交互 投影 系統
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