[发明专利]使用差分相机的图像处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种从先前帧与当前帧之间的差分图像的非零像素区域中快速检测标记(mark)的技术，其中先前帧含有标记且当前帧不含标记。

背景技术

标记识别、指向(pointing)、鼠标、扩增实境(augmented reality)、相机、差分图像、图像处理

发明内容

技术问题

最近，已经开发了通过相机进行捕捉以及从所捕捉图像识别监视器中的鼠标光标图标的指向技术。本发明的目的是提供可以在复杂背景图像之中检测鼠标光标图标的快速且稳定的系统。

本发明的另一目的是解决所述系统在相机未捕捉监视器中的鼠标光标图标而是捕捉非监视器的周围环境中的物体时可能将物体误认为鼠标光标图标的问题。

技术解决方案

本发明是使用相机的图像处理系统，所述系统可以通过交替且依序地输出两种图像到监视器屏幕上、依序捕捉所述两个图像以及比较所捕捉的两个图像来迅速检测标记。

有益效果

通过本发明使用差分相机的图像处理系统迅速且稳定地检测到的标记可以用于指向或扩增实境，并且还可以用于机器人来识别其环境。

本发明使用差分相机的图像处理系统计算差分图像、搜索其像素值以便查找存在标记的高概率区域，并且从所述区域检测标记。如果相机不在捕捉计算机显示器而是捕捉显示器周围的附近物体，那么差分图像不含存在标记的高概率区域，并且图像处理系统停止搜索标记。因此，可以减少CPU的负担以及功率消耗。如果不使用本发明的图像处理系统，那么CPU的负担、功率消耗是高的，并且识别标记的速度变慢，这是因为标记假定为始终存在于所捕捉图像中并且图像处理系统始终尝试从所捕捉图像检测标记。

附图说明

图1是实施例1的组成。

图2是标记图像以及普通图像。

具体实施方式

实施例1

最近，已经开发了通过相机进行捕捉以及从所捕捉图像识别监视器中的鼠标光标图标的指向技术。举例来说，存在标题为“使用相机以及输出标记的指向装置(Pointing device using camera and outputting mark)”的韩国专利10-0936816号的技术。所述技术由本发明的发明人发明。上文的指向技术包含从奇数帧识别标记的图像处理系统的实施例，其中监视器在奇数帧中显示标记图像并且在偶数帧中显示普通图像。如图1所示，如果标记是位于监视器的中心区域处的鼠标光标图标ICC并且所述标记周围有足够清晰的边际，那么容易检测标记。然而，如果鼠标光标图标ICE正在接触图1的监视器屏幕DS的边界，并且存在纹理PT类似于鼠标光标图标的纹理的物体，那么图像处理系统可能难以区分鼠标光标图标与监视器外的物体。尤其如果存在颜色或形状类似于鼠标光标的颜色或形状的附近物体，则可能检测不到标记。另外，即使标记位于显示器的中心处，如果相机的镜头是广角镜头或如果相机与显示器之间的距离长，那么所捕捉图像可能含有监视器周围的物体，并且图像处理系统可能花费时间来区分鼠标光标与附近物体。

本发明的目的是解决以上问题并且提供快速且稳定的图像处理系统。

为了解决以上问题，使用差分相机的本发明交替且依序地显示标记图像以及普通图像，依序捕捉以上两种图像，计算所捕捉的两个图像的差分图像(difference image)，通过判定差分图像的零像素值区域不是显示区域并且通过排除零像素值区域来迅速且稳定地从差分图像的非零像素值区域中检测标记。差分图像(difference image)的像素值是输入图像的对应的两个像素值的差。举例来说，坐标是(x，y)的差分图像的像素值是坐标是(x，y)的两个输入图像的像素值的差。如果输入图像是含噪声的，那么建议对两个输入图像应用预处理，比如高斯滤波器。建议每秒60次或更多次交替地显示标记图像和普通图像，并且足够快以至于人眼无法感测到显示器的闪烁。此类显示通过使用显示频率为120Hz的快门眼镜式三维显示器是可能的。

如果相机保持不动，则差分图像中显示器DS外的像素值为零值，并且差分图像中显示器内的像素值为非零。

举例来说，在图1中，即使鼠标光标图标ICE接近显示器外的物体的纹理PT，通过搜索差分图像的非零像素值区域也可以容易地从周围纹理分离且检测标记，这是因为差分图像中周围的纹理PT的像素值为零，而鼠标光标图标标记ICE的区域的像素值为非零。