[发明专利]一种交互式投影系统非线性点坐标映射方法

权利要求书

1.一种交互式投影系统非线性点坐标映射方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，确定映射变换模板：采集在电脑屏幕上平均分布的电脑屏幕光斑坐标，将所述电脑屏幕光斑坐标进行投影，将投影区域内相对应的光斑映射转换到电脑屏幕坐标系中，得到屏幕坐标系光斑坐标，然后将所述屏幕坐标系光斑坐标通过FFD向所述电脑屏幕光斑坐标映射，计算出变形场，从而得到映射变换模板并进行保存；

所述变形场的计算包括以下步骤：

a.确定所有预先设定的电脑屏幕光斑坐标的变形量，所述变形量为二维矢量，包括所述电脑屏幕光斑坐标在x轴的变形矢量和在y轴的变形矢量；

b.选取x轴变形矢量和y轴的变形矢量的最大值作为划分阈值，再将包含所述电脑屏幕光斑坐标的图片和划分阈值相比，并将图片划分为与比值相等的网格；

c.将所述屏幕坐标系光斑坐标通过FFD向所述电脑屏幕光斑坐标映射，并确定电脑屏幕光斑坐标在变形后的网格顶点与其变形前最近的一个网格顶点的相对位置；

d.将相对位置进行叠加，即得变形场；

步骤2，光斑坐标线性映射：捕捉投影区域未绘制图像，得到背景图；捕捉投影区域含有光斑的图像，得到当前图；采集电脑分辨率大小的空图，得到电脑屏幕图像；遍历所述当前图以及所述背景图上的每个像素，用所述当前图的像素值减去所述背景图的像素值，得到前景图像，并将所述前景图像的光斑映射到所述电脑屏幕图像上；

步骤3，光斑坐标非线性映射：获取所述电脑屏幕图像上的光斑，并将光斑坐标输入到所述映射变换模板中，即可得到最终光斑；

步骤4，实现交互：将所述最终光斑的坐标传给应用软件。

2.根据权利要求1所述的一种交互式投影系统非线性点坐标映射方法，其特征在于，步骤1中，所述映射变换模板的保存步骤为；建立新的浮点64位矩阵，遍历所述电脑屏幕光斑坐标，并将相对应屏幕坐标系光斑坐标复制给新的浮点64位矩阵。

3.根据权利要求1所述的一种交互式投影系统非线性点坐标映射方法，其特征在于，步骤1中所述屏幕坐标系光斑坐标以及步骤3中所述电脑屏幕图像上的光斑的光斑重心获取步骤为，包括以下步骤：

a.获取电脑屏幕图像中所有的连通域，遍历所有的连通域，并保存面积最大的连通域点集合：

步骤a1，若最大的连通域点集合不为空，则计算出最大的连通域点集合的外接矩形；

步骤a11，若外接矩形的宽或高大于15像素，则遍历外接矩形在电脑屏幕图像中的像素值，将像素值为255位置中的x坐标、y坐标分别累加，当遍历外接矩形结束后，分别将x坐标累加值除以累加次数，将y坐标累加值除以累加次数，最终得到光斑重心位置的x坐标、y坐标；

步骤a12，若外接矩形的宽或高小于等于15像素，则返回步骤a，重新采集图像检测；

步骤a2，若最大的连通域点集合为空，则返回步骤a，重新采集图像检测。

4.根据权利要求1所述的一种交互式投影系统非线性点坐标映射方法，其特征在于，步骤2中将所述前景图像映射到所述电脑屏幕图像上的方法为：通过三维透视变换原理，传入前景图像、电脑屏幕图像、映射矩阵、电脑屏幕分辨率，即可将前景图像映射到电脑屏幕图像上。

5.根据权利要求4所述的一种交互式投影系统非线性点坐标映射方法，其特征在于，所述映射矩阵与所述步骤1中，将投影区域内相对应的光斑映射转换到电脑屏幕坐标系中得到屏幕坐标系光斑坐标所采用的映射矩阵一致。

6.根据权利要求1所述的一种交互式投影系统非线性点坐标映射方法，其特征在于，步骤2中，对前景图像的光斑进行图像二值化，所述图像二值化的步骤为：

a.遍历电脑屏幕图中每个像素的灰度值；

a1.如果电脑屏幕图中灰度值大于10像素，则电脑屏幕图像的当前行、列的灰度值为255；

a2.如果电脑屏幕图中灰度值小于等于10像素，则电脑屏幕图像的当前行、列的灰度值为0。