[发明专利]基于普通摄像头的激光笔绘图方法

摘要

本发明涉及一种基于普通摄像头的激光笔绘图方法。其特征在于，提供一种用低成本的普通摄像头能实现的通过对教师手中的激光笔投射到屏幕上的光斑进行检测与跟踪，在投影屏幕上绘图的方法。具体步骤为：1.视频图像的采集，从摄像头中采集图像，输入到存储图像的空间中，为后续的处理做准备；2.图像的处理，包括将采取到的视频图像进行颜色空间的转换，分离图像的颜色通道，以及一些图像的处理，为了获得更好的跟踪效果；3.激光笔的检测与跟踪，对投影屏幕上的激光笔光斑进行检测，定位出具体坐标位置，然后再跟踪光斑的运动；4.绘图，检测到激光笔光斑的坐标后，就可以根据光斑的运动轨迹，在建立的画图窗口中绘制图形。通过低成本的硬件设备，实现方便地用激光笔在投影屏幕上勾画、标注。

主权项

一种基于普通摄像头的激光笔绘图方法，其特征在于，步骤为：a)激光笔光斑所处区域图像的色彩空间变换激光笔绘图时所处的环境总是变化的，环境中的光照亮度等也总是变化的，RGB的颜色空间对光照强度的变化比较敏感，如果采用RGB的颜色空间进行跟踪，会由于光照强度的影响对实验的结果产生影响；本实验采用的算法，要求将摄像头采取到的RGB颜色空间下的图像转化到HSV颜色空间，然后再用该算法对HSV颜色空间下的图像进行处理；b)激光笔光斑的检测与跟踪激光笔的检测是基于光斑的颜色特征，获知激光笔光斑的H分量的取值范围后，对视频图像进行基于H分量的取值范围的灰度转换，得到的图像进行相关处理后就可以进行光斑的检测；由于是根据目标的H分量进行的图像转化，所以得到的灰度图像应该是目标以及与目标物体颜色相近的区域的取值越高，表现在人眼看来，就是那个图像部位越白亮；H分量取值范围外的区域显示黑色；这样就可以通过在图像检测出激光笔光斑；检测得到激光笔光斑的初始位置，根据位置信息，舍弃很多与目标物体颜色相近的非目标物体；由运动的连续性可以得到，相近的两帧画面中目标物体的位置应该变化不大，这样就可以实现连续的检测跟踪；本方法跟踪目标物体是采用如下步骤，选取目标物体后计算目标物体的颜色直方图，根据直方图计算视频图像的反向投影图，在反向投影图上运行跟踪算法得到结果；c)激光笔绘图依据跟踪得到的每帧图像中激光笔光斑的位置，用直线段讲它们连起来；每一帧图像绘制完成后，都将当前的坐标Point(x,y)赋值给Point(tempx,tempy)，为下一帧图像的线段绘制做准备。