[发明专利]一种基于双目视觉的摄像投影交互系统及方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉的摄像投影交互系统，其特征在于，包括投影仪、两个USB摄像头，PC机及一块垫子，所述投影仪与PC机连接，将PC机的屏幕图像投影在垫子上，所述垫子在USB摄像头的视场内，所述两个USB摄像头并排设置在相机架上，所述PC机分别与两个USB摄像头连接，所述两个USB摄像头添加红外滤光片。

2.根据权利要求1所述的摄像投影交互系统，其特征在于，所述红外滤光片为直径11mm且厚度为1mm的850nm红外滤光片。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种基于双目视觉的摄像投影交互系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1USB摄像头采集包含脚部的垫子图像作为待检测图像；

S2对图像进行畸变矫正及立体校正，得到校正后的图像；

S3对校正后的图像进行运动目标前景分割，得到去除阴影后的运动目标图像；

S4在分割后的二值图像上，进行脚尖点定位，得到脚尖点的坐标；

S5利用上一步得到的脚尖点坐标向周围做一个矩形，然后进行脚尖模板特征提取及目标识别；

S6脚尖动作识别，所述脚尖动作包括抬起与放下；

S7将识别后的脚尖位置映射到PC机上，调用鼠标API，实现相应的功能。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S3对校正后的图像进行运动目标前景分割，具体为：

S3.1基于Vibe算法分割运动目标；

S3.2去除运动目标的阴影，具体为：

S3.2.1基于色度的方法从Vibe检测到的前景像素中选取可能得到的阴影像素，记阴影像素集合为：

SPC＝{p₁,p₂,…,p_n}；

其中，SP_(x,y)＝1的像素被认为是阴影像素，分别表示像素p在H,S,V3个空间中的值，表示背景像素在H,S,V3个空间中的值，α,β,τ_s,τ_H表示根据实际设定的阈值，SPC表示阴影像素集合，SP表示阴影像素；n为基于色度的方法取出图像中所有可能的阴影像素；

S3.2.2基于区域连通原理，将SPC分为不同的连通区域块，记为连通区域块集合CB＝{cb₁,cb₂,…cb_n}；

S3.2.3计算每一个连通区域块cb_n内像素的梯度和梯度方向，由满足的像素构成新的集合，τ_m是根据实际设定的阈值

cbs_i∈[1,n]＝{p₁,p₂,…,p_m}；

{|▿p|=▿x2+▿y2θp=arctan(▿y/▿x)---(10)]]> 1

其中，θ_p分别表示像素p的梯度和梯度方向；

S3.2.4计算cbs_i中的每个像素p(x,y)在当前帧F与背景图像B中的梯度之差：

计算cbs_i在当前图像与背景图像之间的梯度相关系数C

C=[Σq=1mH(τα-Δθq)]/n---(12)]]>

其中，τ_α为一个阈值，H(·)表示单位阶跃函数，其函数值如下：

H(τα-Δθq)=1,τα-Δθq≥00,others---(13)]]>

通过以上步骤即可求得每个cb_i的梯度相关系数C，τ_c为梯度阈值，当C>τ_c时，则认为cb_i为阴影区域，应该从前景检测结果中去除，得到去除阴影后的运动目标图像，所述运动目标图像包括进入图像内的腿部和脚部部分。