[发明专利]公共场所影像实时投影方法和系统

权利要求书

1.公共场所影像实时投影方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤S1，对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像，并对所述公共场所环境图像进行分析处理，从而确定所述公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息；

步骤S2，根据所述可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置，以及根据所述人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积；

步骤S3，根据所述投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据所述实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度；

其中，在所述步骤S1中，对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像，并对所述公共场所环境图像进行分析处理，从而确定所述公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息具体包括：

步骤S101，对所述公共场所进行扫描拍摄，以此获得相应的公共场所广角环境图像；

步骤S102，对所述公共场所广角环境图像进行背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此获得灰度化公共场所广角环境图像；

步骤S103，从所述灰度化公共场所广角环境图像中提取得到相应的图像纹理特征信息和图像轮廓特征信息，根据所述图像纹理特征信息中的图像纹理分布均匀度，确定所述公共场所的可投影区域面积范围，以及根据所述图像轮廓特征信息中的人体外形轮廓特征，确定所述公共场所的影像观看人员的存在位置；

其中，在所述步骤S2中，根据所述可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置，以及根据所述人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积具体包括：

步骤S201，根据所述可投影区域面积范围和投影设备与所述可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对应的投影位置；

步骤S202，根据所述影像观看人员的存在位置，确定所述影像观看人员的分布面积，并根据所述影像观看人员的分布面积，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积；

其中，在所述步骤S202中，根据所述影像观看人员的分布面积，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积具体包括：

利用下面公式(1)，根据所述影像观看人员的存在位置计算得到所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积S，

在上述公式(1)中，L_i表示第i个影像观看人员的存在位置与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，L_i+j表示第i+j个影像观看人员的存在位置与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，L_i,i+j表示第i个影像观看人员的存在位置与第i+j个影像观看人员的存在位置之间的距离，K表示影像显示的纵横比，表示将j的值从1取到n-i代入到括号内得到括号内的最大值，表示将i的值从1取到n代入到括号内得到括号内的最大值，n表示影像观看人员的人数；

其中，在所述步骤S3中，根据所述投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据所述实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度具体包括：

步骤S301，根据所述人员存在状态信息，将影像观看人员中与所述投影位置距离最远的影像观看人员确定为所述预定观看人员，并获取所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离以及所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度；

步骤S302，根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，确定所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度；

步骤S303，将所述实际清晰度与预设清晰度阈值进行比对，若所述实际清晰度小于所述预设清晰度阈值，则提高当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，否则，保持当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度不变；

其中，在所述步骤S301中，根据所述人员存在状态信息，将影像观看人员中与所述投影位置距离最远的影像观看人员确定为所述预定观看人员，并获取所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离以及所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度具体包括：

第一、利用下面公式(2)，根据所述人员存在状态信息，得到所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离G，

在上述公式(2)中，L_imax表示投影位置距离最远的影像观看人员与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，D_imax表示投影位置距离最远的影像观看人员与投影设备之间的距离，L表示影设备与所述可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，L₀表示影设备与所述投影位置之间的距离；

第二、利用下面公式(3)，根据所述人员存在状态信息，得到所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度θ

在上述公式(3)中，G表示所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离，L_imax表示投影位置距离最远的影像观看人员与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离；

以及，

在所述步骤S302中，根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，确定所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度具体包括：

利用下面公式(4)，根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，得到所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度E，

在上述公式(4)中，exp[]表示以自然常数e为底的指数函数。

2.公共场所影像实时投影系统，其特征在于，其包括公共场所拍摄模块、公共场所环境图像处理模块、投影位置确定模块、投影面积确定模块和投影分辨率/投影对比度调整模块；其中，

所述公共场所拍摄模块用于对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像；

所述公共场所环境图像处理模块用于对所述公共场所环境图像进行分析处理，从而确定所述公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息；

所述投影位置确定模块用于根据所述可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置；

所述投影面积确定模块用于根据所述人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积；

所述投影分辨率/投影对比度调整模块用于根据所述投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据所述实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度；

其中，所述公共场所拍摄模块对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像具体包括：

对所述公共场所进行扫描拍摄，以此获得相应的公共场所广角环境图像以及，

所述公共场所环境图像处理模块对所述公共场所环境图像进行分析处理，从而确定所述公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息具体包括：

对所述公共场所广角环境图像进行背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此获得灰度化公共场所广角环境图像；

再从所述灰度化公共场所广角环境图像中提取得到相应的图像纹理特征信息和图像轮廓特征信息，根据所述图像纹理特征信息中的图像纹理分布均匀度，确定所述公共场所的可投影区域面积范围，以及根据所述图像轮廓特征信息中的人体外形轮廓特征，确定所述公共场所的影像观看人员的存在位置；

其中，所述投影位置确定模块根据所述可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置具体包括：

根据所述可投影区域面积范围和投影设备与所述可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对应的投影位置；

以及，

所述投影面积确定模块根据所述人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积具体包括：

根据所述影像观看人员的存在位置，确定所述影像观看人员的分布面积，并根据所述影像观看人员的分布面积，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积；

其中，所述根据所述影像观看人员的分布面积，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积具体包括：

利用下面公式(1)，根据所述影像观看人员的存在位置计算得到所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积S，

在上述公式(1)中，L_i表示第i个影像观看人员的存在位置与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，L_i+j表示第i+j个影像观看人员的存在位置与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，L_i,i+j表示第i个影像观看人员的存在位置与第i+j个影像观看人员的存在位置之间的距离，K表示影像显示的纵横比，表示将j的值从1取到n-i代入到括号内得到括号内的最大值，表示将i的值从1取到n代入到括号内得到括号内的最大值，n表示影像观看人员的人数；

其中，所述投影分辨率/投影对比度调整模块根据所述投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据所述实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度具体包括：

根据所述人员存在状态信息，将影像观看人员中与所述投影位置距离最远的影像观看人员确定为所述预定观看人员，并获取所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离以及所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度；

并根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，确定所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度；

再将所述实际清晰度与预设清晰度阈值进行比对，若所述实际清晰度小于所述预设清晰度阈值，则提高当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，否则，保持当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度不变；其中，所述根据所述人员存在状态信息，将影像观看人员中与所述投影位置距离最远的影像观看人员确定为所述预定观看人员，并获取所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离以及所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度具体包括：

第一、利用下面公式(2)，根据所述人员存在状态信息，得到所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离G，

在上述公式(2)中，L_imax表示投影位置距离最远的影像观看人员与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，D_imax表示投影位置距离最远的影像观看人员与投影设备之间的距离，L表示影设备与所述可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，L₀表示影设备与所述投影位置之间的距离；

第二、利用下面公式(3)，根据所述人员存在状态信息，得到所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度θ

在上述公式(3)中，G表示所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离，L_imax表示投影位置距离最远的影像观看人员与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离；

以及，

所述根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，确定所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度具体包括：

利用下面公式(4)，根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，得到所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度E，

在上述公式(4)中，exp[]表示以自然常数e为底的指数函数。