[发明专利]一种交互式投影系统非线性点坐标映射方法

说明书

本发明公开了一种交互式投影系统非线性点坐标映射方法，包括以下步骤：步骤1，确定映射变换模板；步骤2，光斑坐标线性映射；步骤3，光斑坐标非线性映射；步骤4，实现交互。本发明提供了一种交互式投影系统非线性点坐标映射方法，该方法可实现图像非线性畸形矫正，将相机捕捉到的畸变光斑，转换成准确的光斑，从而保证了交互式课堂教学系统的正常交互操作。

技术领域

本发明涉及投影领域，尤其涉及一种交互式投影系统非线性点坐标映射方法。

背景技术

交互式投影系统是一种配合投影仪、电脑、相机等设备，可以在任意光滑投影面实现随意手指触摸控制、互动问答、远程交流等功能的系统。

因交互式投影系统中的“交互”是通过相机捕捉图像，经图像算法处理后实现的，相机位于投影区域的上前方，且离投影区域大概1米距离，其中数值1只是一个经验值，其范围在0.8-1.2，目的是让相机拍摄的范围尽可能的广。当相机捕捉投影区域的图像时，因相机放置的位置，会导致相机拍摄的图像有两种畸变，一种是线性畸变，即因相机的视角是从上向下而导致投影矩形区域在图像中显示是上大下小的形式，然而这种线性畸变已经解决了；另一种是非线性畸变，即因相机拍摄画面过大而产生的图像畸变，这种畸变是相机本身缺陷导致的。这种非线性畸变会导致当用户在投影矩形区域绘制时，相机捕捉到的绘制光斑在图像中位置有变化，出现绘制不准确的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交互式投影系统非线性点坐标映射方法，以解决交互式投影系统中，因非线性畸变而导致的光斑捕捉不准的技术问题。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

本发明提供一种交互式投影系统非线性点坐标映射方法，包括以下步骤：

步骤1，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；

步骤2，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，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，将所述最终光斑的坐标传给应用软件。

优选地，步骤1中，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。

优选地，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。

优选地，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：