專利名稱：一種在顯示區(qū)域內(nèi)檢測(cè)物體的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體地涉及視頻分析領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種在顯示區(qū)域內(nèi)檢測(cè)物體的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在演講或會(huì)議中，諸如投影儀或大屏幕顯示設(shè)備的裝置常常用來(lái)展示相關(guān)的材料內(nèi)容。以投影系統(tǒng)為例，隨著投影設(shè)備在辦公環(huán)境中的普及，與投影內(nèi)容的智能交互成為迫切的需求。通常，人們采用與投影設(shè)備相連的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)此交互。為了實(shí)現(xiàn)交互，人們需要在計(jì)算機(jī)與投影設(shè)備之間往返以控制投影內(nèi)容，諸如翻頁(yè)等。盡管可以采用USB設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控翻頁(yè)，但是其功能比較單一，所以無(wú)法滿足復(fù)雜的交互需求。目前，計(jì)算機(jī)視覺的最新進(jìn)展使得采用視頻分析模擬觸摸屏成為可能。一旦演講者將例如手指、教鞭等的物體放置(插入)到投影屏幕的顯示區(qū)域內(nèi)，則通過視頻分析就能夠計(jì)算出物體的位置，該位置信息被連續(xù)地反饋給計(jì)算機(jī)，從而能夠利用物體的位置信息來(lái)觸發(fā)預(yù)先定義的事件。由于插入物體可能受到不斷變化、難以預(yù)測(cè)的投影內(nèi)容的影響，因此該技術(shù)的難點(diǎn)在于準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的物體定位。在美國(guó)專利申請(qǐng)第2009/0103780A1號(hào)中，Nishihara等人采用紅外光源對(duì)人手進(jìn)行照射。該系統(tǒng)采用兩個(gè)攝像頭對(duì)投影區(qū)域進(jìn)行拍攝并且通過攝像機(jī)定標(biāo)來(lái)恢復(fù)出人手相對(duì)于背景的三維位置信息。該方法的硬件配置相對(duì)復(fù)雜，因而無(wú)法應(yīng)用于普通的演講環(huán)境。此外，在美國(guó)專利申請(qǐng)第2009/0115721A1號(hào)中，Aull等人提出一種手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用能夠發(fā)射可見光及紅外光的投影儀，且交替進(jìn)行可見光和紅外光的照射。 當(dāng)采用紅外線進(jìn)行照射時(shí)，系統(tǒng)對(duì)投影平面上的手勢(shì)進(jìn)行識(shí)別，并由此觸發(fā)相應(yīng)的事件。然而，購(gòu)買專用的投影設(shè)備會(huì)對(duì)消費(fèi)者帶來(lái)更多的費(fèi)用。另夕卜，在 Majumder 的博士 論文"A Practical Framework to Achieve Perceptually Seamless Multi-Projector Displays”(2003)中提出了一種實(shí)現(xiàn)對(duì)人眼感知而言無(wú)縫的多顯示系統(tǒng)。她發(fā)現(xiàn)，不同投影儀的色度的差異相對(duì)于亮度的差異而言是非常小的。而且，投影儀本身在投影平面上的亮度有所變化。根據(jù)這些觀察，Majumder提出用一種特殊類型的函數(shù)(emineoptic函數(shù))來(lái)描述人眼感知到的亮度和色度。然而，在亮度較低的區(qū)域，該方法會(huì)在預(yù)測(cè)圖像中引入噪聲。因此，存在對(duì)于一種能夠方便、簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)，而又相對(duì)便宜的，可以用來(lái)檢測(cè)諸如投影儀的顯示區(qū)域中的插入物體的方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)和問題而提出本發(fā)明。本發(fā)明提出一種在顯示區(qū)域內(nèi)檢測(cè)物體的方法和設(shè)備，其通過將原始視覺內(nèi)容與拍攝到的內(nèi)容進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)插入物體。因?yàn)槠渲挥玫搅丝梢姽庾V的信息，所以無(wú)需額外的硬件。同時(shí)，該方法對(duì)于攝像部件與顯示部件之間的相對(duì)位置沒有很強(qiáng)的限制，因而比較容易配置。此外，本發(fā)明還提出一種新的色彩變換方法，其通過原始圖像來(lái)模擬攝像頭拍攝的圖像。該方法考慮了顯示成像系統(tǒng)的若干重要特性，如投影屏幕內(nèi)的不均勻、投影模塊與成像模塊的黑色偏移等，因而能夠更好地對(duì)攝像頭拍攝到的彩色圖像進(jìn)行模擬。根據(jù)攝像頭/投影儀得到的模擬圖像與實(shí)際拍攝到的圖像的差分能夠有效地增強(qiáng)插入到顯示區(qū)域的物體。而對(duì)差分圖像進(jìn)行二值化，能夠得到前景及背景的掩模圖像。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在顯示區(qū)域內(nèi)檢測(cè)物體的方法，包括下述步驟產(chǎn)生要進(jìn)行顯示的圖像；將所產(chǎn)生的圖像顯示在屏幕上；對(duì)屏幕區(qū)域進(jìn)行拍攝；以及將所產(chǎn)生的圖像與所拍攝的圖像進(jìn)行比較，以檢測(cè)顯示區(qū)域內(nèi)的物體。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，將所產(chǎn)生的圖像與所拍攝的圖像進(jìn)行比較可以包括通過下述參數(shù)中的至少一個(gè)對(duì)所產(chǎn)生的圖像進(jìn)行色彩校正黑色偏移，表示當(dāng)所產(chǎn)生的圖像為全黑時(shí)，所拍攝到的非全黑圖像；屏幕內(nèi)不均勻度，表示當(dāng)所產(chǎn)生的圖像為均勻時(shí)，所拍攝到的圖像的不均勻程度；以及通道亮度響應(yīng)，表示所產(chǎn)生的圖像中的亮度值與所拍攝的圖像中的亮度值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。其中，產(chǎn)生全零圖像以計(jì)算黑色偏移；產(chǎn)生通道最大亮度圖像以計(jì)算屏幕內(nèi)不均勻度；以及產(chǎn)生通道灰度圖像以計(jì)算通道亮度響應(yīng)。其中，通過將所產(chǎn)生的圖像乘以屏幕內(nèi)不均勻度來(lái)模擬所拍攝的圖像的不均勻程度。其中，以連續(xù)或離散的方式來(lái)表示所述通道亮度響應(yīng)。其中，屏幕內(nèi)不均勻度和通道亮度響應(yīng)與單個(gè)通道相關(guān)或與三個(gè)通道均相關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，當(dāng)同時(shí)應(yīng)用黑色偏移、屏幕內(nèi)不均勻度和通道亮度響應(yīng)時(shí)，按照以下步驟來(lái)對(duì)所產(chǎn)生的圖像進(jìn)行色彩校正1)對(duì)所產(chǎn)生的圖像施加通道亮度響應(yīng)；2)將1)中得到的圖像乘以屏幕內(nèi)不均勻度；以及3)在2)中得到的圖像中疊加黑色偏移。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，將所產(chǎn)生的圖像與所拍攝的圖像進(jìn)行比較包括在各個(gè)通道進(jìn)行二值化，并通過邏輯或操作組合各個(gè)通道二值化的結(jié)果。其中，根據(jù)所檢測(cè)到的物體的特征，觸發(fā)預(yù)先定義的事件。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種在顯示區(qū)域內(nèi)檢測(cè)物體的設(shè)備，包括圖像產(chǎn)生部分，產(chǎn)生要進(jìn)行顯示的圖像；顯示部分，將所產(chǎn)生的圖像顯示在屏幕上；拍攝部分，對(duì)屏幕區(qū)域進(jìn)行拍攝；以及計(jì)算部分，將所產(chǎn)生的圖像與所拍攝的圖像進(jìn)行比較，以檢測(cè)顯示區(qū)域內(nèi)的物體。本發(fā)明無(wú)需復(fù)雜的配置，不需額外的設(shè)備，并且能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的物體檢測(cè)， 從而使得能夠在使用期間進(jìn)行各種用戶交互，給用戶帶來(lái)了便利。


通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，本發(fā)明一些示范性實(shí)施例的上述和其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將變得顯而易見，其中圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的示范性投影系統(tǒng)的示意圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的用于檢測(cè)顯示區(qū)域內(nèi)的物體的設(shè)備的框圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的用于檢測(cè)顯示區(qū)域內(nèi)的物體的方法的流程圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一示范性實(shí)施例的通過色彩校正來(lái)檢測(cè)顯示區(qū)域內(nèi)的物體的方法的流程圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的用于估計(jì)各個(gè)通道的屏幕內(nèi)不均勻度的方法的流程圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的用于估計(jì)各個(gè)通道的通道亮度響應(yīng)的方法的流程圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的用于利用色彩校正模型來(lái)用原始圖像模擬拍攝到的圖像的方法的流程圖；圖8 (a)至圖8(e)示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的、由實(shí)驗(yàn)所得的黑色偏移、 屏幕內(nèi)不均勻度Q_R、Q_G和Q_B以及通道響應(yīng)LUT_R、LUT_G和LUT_B的例子；圖9(a)至圖9(c)示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的原始圖像、模擬圖像以及成像模塊拍攝到的圖像例子；圖10示出將基于亮度的二值化以及基于各個(gè)通道的二值化方法應(yīng)用于物體檢測(cè)的比較結(jié)果；以及圖11是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可以實(shí)踐本發(fā)明的示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖。
具體實(shí)施例方式提供參考附圖的下面描述以幫助全面理解由權(quán)利要求及其等價(jià)物限定的本發(fā)明的示范性實(shí)施例。其包括各種細(xì)節(jié)以助于理解，而應(yīng)當(dāng)將它們認(rèn)為僅僅是示范性的。因此， 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可以對(duì)這里描述的實(shí)施例做出各種改變和修改，而不會(huì)背離本發(fā)明的范圍和精神。同樣，為了清楚和簡(jiǎn)明，省略了對(duì)公知功能和結(jié)構(gòu)的描述。雖然將以投影系統(tǒng)為例來(lái)具體闡述本發(fā)明，但是這不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。相反，本發(fā)明可以被應(yīng)用于各種其他合適的領(lǐng)域，諸如平板顯示系統(tǒng)等，而不會(huì)背離本發(fā)明的范圍。下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的示范性投影系統(tǒng)的示意圖。其中，視覺內(nèi)容可以被投影在投影屏幕上，也可以被顯示在平板顯示裝置上。該系統(tǒng)包含一個(gè)視頻攝像頭10、一個(gè)計(jì)算機(jī)12、投影儀13和投影屏幕或平板顯示裝置10。計(jì)算機(jī)產(chǎn)生要進(jìn)行顯示的原始視覺內(nèi)容， 并通過與其連接的投影儀而顯示在投影屏幕或者平板顯示裝置10上。攝像頭11對(duì)投影在屏幕上的圖像進(jìn)行拍攝，并反饋給計(jì)算機(jī)12。當(dāng)物體14——可以是真實(shí)物體(如人手、手指、筆以及教鞭等)或者虛擬物體(如上述真實(shí)物體所產(chǎn)生的陰影)——被放置在顯示區(qū)域內(nèi)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明所提出的方法/設(shè)備，計(jì)算機(jī)12通過比較原始圖像和拍攝圖像來(lái)檢測(cè)該物體14的特性，諸如位置、大小、形狀等的信息，以確定之后要觸發(fā)的事件。進(jìn)一步參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的用于在顯示區(qū)域內(nèi)檢測(cè)物體的設(shè)備包括圖像產(chǎn)生模塊對(duì)，產(chǎn)生要進(jìn)行顯示的原始圖像；顯示模塊22，將圖像產(chǎn)生模塊M產(chǎn)生的原始圖像顯示在諸如投影屏幕或平板顯示裝置10的屏幕上；成像模塊23，對(duì)屏幕的顯示區(qū)域進(jìn)行拍攝，并將拍攝圖像傳送給計(jì)算模塊21，其中拍攝到的圖像中可以含有或不含有插入的物體 14 ；以及計(jì)算模塊21，分別從圖像產(chǎn)生模塊M和成像模塊23接收原始圖像和拍攝圖像，并將原始圖像和拍攝圖像進(jìn)行比較，以檢測(cè)是否存在插入物體14以及插入物體14的特性，插入物體的特性進(jìn)而能夠激發(fā)計(jì)算模塊21執(zhí)行預(yù)先定義的指令并與圖像產(chǎn)生模塊M實(shí)現(xiàn)交互。例如，當(dāng)檢測(cè)出物體位于諸如幻燈片內(nèi)的按鈕上的特定區(qū)域時(shí)，執(zhí)行與該按鈕相對(duì)應(yīng)的功能，例如翻頁(yè)、跳轉(zhuǎn)、鏈接、返回等。優(yōu)選地，當(dāng)檢測(cè)出物體位于該按鈕上一段時(shí)間后，觸發(fā)相應(yīng)的功能。下面，將參考圖3來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例的檢測(cè)方法。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的用于檢測(cè)顯示區(qū)域內(nèi)的物體的方法的流程圖。如圖3中所示，在步驟S310中，產(chǎn)生要進(jìn)行顯示的圖像。該圖像可以是要進(jìn)行講解用的幻燈片。在步驟S320中，將所產(chǎn)生的圖像顯示在屏幕上。該圖像可以被顯示在投影屏幕上或平板顯示裝置的屏幕中，在投影系統(tǒng)的情況下，其甚至于可以被直接顯示在諸如墻面、地板等的介質(zhì)上。但是，本發(fā)明不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以使用其它合適的介質(zhì)來(lái)進(jìn)行顯示。在步驟S330中，對(duì)顯示了圖像的屏幕區(qū)域進(jìn)行拍攝，以獲取拍攝圖像?？梢栽趯⑺a(chǎn)生的原始圖像顯示在屏幕區(qū)域的同時(shí)對(duì)屏幕區(qū)域進(jìn)行拍攝。優(yōu)選地是，按照規(guī)定的時(shí)間間隔(例如每100ms)來(lái)拍攝屏幕區(qū)域，以獲得實(shí)時(shí)圖像。在步驟S340中，將所產(chǎn)生的圖像與所拍攝的圖像進(jìn)行比較。這里的比較可以是將所產(chǎn)生的原始圖像與拍攝圖像進(jìn)行差分，從而檢測(cè)到插入物體。通過上述比較，能夠有效地增強(qiáng)插入到投影區(qū)域的物體，從而使得能夠進(jìn)行有效而準(zhǔn)確的檢測(cè)。但是，由于諸如投影儀的顯示模塊22與諸如攝像頭的成像模塊23的共同作用，原始視覺內(nèi)容與成像系統(tǒng)所得到的圖像之間可能會(huì)有色彩以及幾何上的差異。當(dāng)顯示模塊22 與成像模塊23不能共享光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，即例如顯示模塊通過一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)(一組鏡頭)將圖像投射出去，而成像模塊通過另一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)接收?qǐng)D像時(shí)，原始圖像與拍攝圖像之間就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)的幾何變化，例如形狀畸變等。另外，拍攝圖像中的顯示圖像的區(qū)域與真正的原始圖像的大小也會(huì)不同，利用諸如插值等的方法來(lái)校正這種不同。色彩變化大體上由兩部分組成第一部分是原始圖像被顯示到顯示屏幕時(shí)產(chǎn)生的圖像差異，這種差異由原始視覺內(nèi)容與顯示模塊22的硬件特性共同決定；并且第二部分是成像模塊23對(duì)顯示區(qū)域進(jìn)行拍攝時(shí)產(chǎn)生的圖像差異，這種差異由成像模塊的硬件特性決定。此外，成像模塊22有可能具有白平衡、增益調(diào)節(jié)以及優(yōu)化人眼感知等特點(diǎn)，這些都會(huì)影響最終得到的圖像。因此，由于上述示范性實(shí)施例沒有對(duì)圖像進(jìn)行幾何和彩色校正，所以存在不能精確地檢測(cè)到的插入物體的缺點(diǎn)。為此，在本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例中，在對(duì)原始視覺內(nèi)容和采集圖像進(jìn)行比較之前，首先對(duì)圖像進(jìn)行幾何及色彩校正。幾何校正可以通過各種已有技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如投影變換方法等。由于該幾何校正是本領(lǐng)域技術(shù)人員所共知的，所以在這里省略了對(duì)其的具體描述。
下面，將參考圖4來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明另一示范性實(shí)施例的、采用了色彩校正的物體檢測(cè)方法。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一示范性實(shí)施例的通過色彩校正來(lái)檢測(cè)顯示區(qū)域內(nèi)的物體的方法的流程圖。在該示范性方法中，利用色彩校正模型413來(lái)對(duì)原始視覺內(nèi)容(所產(chǎn)生的原始圖像)410進(jìn)行圖像色彩校正412，以使得經(jīng)校正后的原始圖像在色彩上接近所拍攝的圖像。 利用幾何校正414來(lái)對(duì)拍攝到的圖像411進(jìn)行變換，以使得顯示區(qū)域中的內(nèi)容在大小和形狀上與原始視覺內(nèi)容趨于相同。然后，將經(jīng)過色彩校正的原始視覺內(nèi)容和經(jīng)過幾何校正的拍攝圖像進(jìn)行比較。這里，所述比較可以是將二者進(jìn)行差分。差分圖像中保留的通常是二者之間的不同像素。此后，對(duì)差分圖像進(jìn)行二值化416，以區(qū)分背景和感興趣區(qū)域(手指、教鞭等)。其中，0通常用來(lái)表示圖像背景，而1用來(lái)表示圖像中的感興趣區(qū)域。物體檢測(cè)417 進(jìn)一步對(duì)二值化圖像進(jìn)行處理并從中檢測(cè)中感興趣目標(biāo)的物體特性418，進(jìn)而觸發(fā)預(yù)先定義的事件419。此后，將詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)施例的對(duì)原始視覺內(nèi)容(所產(chǎn)生的原始圖像)進(jìn)行色彩校正的過程。原始圖像與拍攝圖像之間的色彩校正是一個(gè)復(fù)雜的多維非線性隨機(jī)函數(shù)，其涉及、但不限于顯示模塊22中所采用的伽馬變換、工作原理、顯示介質(zhì)、成像模塊23的特點(diǎn)與配置以及環(huán)境光，并且與顯示模塊22和成像模塊23的色域均有關(guān)。幸運(yùn)的是，僅僅為了達(dá)到物體檢測(cè)的目的，無(wú)需完全恢復(fù)上述復(fù)雜函數(shù)，而只需一個(gè)可計(jì)算的近似模型即可。本示范性實(shí)施例的色彩校正模型包含三部分黑色偏移、屏幕內(nèi)不均勻度Q_(R/G/B)以及通道亮度響應(yīng)LUT_(R/G/B)。但是，本發(fā)明不限于此，還可以有其他額外的參數(shù)。1.黑色偏移(Black Offset)由于成像模塊23以及顯示模塊22的硬件配置，成像模塊23對(duì)于全零(即全黑) 的原始圖像的響應(yīng)往往是非零的。這些非零響應(yīng)可能是由成像模塊23引起的。比如，當(dāng)成像模塊23被設(shè)置為特定的白平衡模式時(shí)，拍攝到的全零輸入有可能偏紅或者偏藍(lán)。非零響應(yīng)也有可能來(lái)源于環(huán)境光或者顯示介質(zhì)自身的紋理。非零響應(yīng)還有可能來(lái)源于投影儀的光泄漏。這些因素可能以不同的組合產(chǎn)生出不同的對(duì)全零原始輸入的非零響應(yīng)。這些非零響應(yīng)被稱為黑色偏移。盡管黑色偏移的產(chǎn)生比較復(fù)雜，但是其估計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，可以通過控制圖像產(chǎn)生模塊M產(chǎn)生全零圖像來(lái)通過成像模塊23獲得(拍攝)的非全零圖像即可，所述非全零圖像中的每個(gè)像素的值即為該像素的黑色偏移。優(yōu)選地時(shí)，對(duì)非全零圖像中的值進(jìn)行多次計(jì)算求其平均值或取中間值，以此得到更魯棒的估計(jì)。2.屏幕內(nèi)不均勻度在理想的顯示設(shè)備中，各個(gè)通道(R、G、B)的亮度互相獨(dú)立、互不影響。而在實(shí)際中，由于黑色偏移的存在，通道的獨(dú)立性假設(shè)往往不成立。在有些情況下，減除黑色偏移后的各個(gè)通道亮度可以近似獨(dú)立；而有些情況下上述近似會(huì)導(dǎo)致很大的模擬誤差。因此，本示范性實(shí)施例假設(shè)顯示屏幕內(nèi)的通道不均勻度以及通道亮度響應(yīng)可以是與單個(gè)通道有關(guān)的或者與三個(gè)通道均有關(guān)(對(duì)應(yīng)于通道不獨(dú)立的情況)。當(dāng)投影儀作為顯示模塊22時(shí)，會(huì)使均勻的原始圖像產(chǎn)生出不均勻的顏色/亮度。這一現(xiàn)象根源于投影儀內(nèi)燈泡的工作原理。下面，將參照?qǐng)D5詳細(xì)描述根據(jù)本示范性實(shí)施例的估計(jì)屏幕內(nèi)不均勻度的過程。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的用于估計(jì)各個(gè)通道的屏幕不均勻度的方法的流程圖。在步驟510中，圖像產(chǎn)生模塊M生成預(yù)定數(shù)目的通道最大亮度圖像，這些圖像在感興趣通道(R通道、G通道和B通道)內(nèi)的亮度為通道最大值，而其他通道的亮度為零。例如，以紅色通道為例，最大亮度圖像為每像素點(diǎn)的紅色通道亮度值最大(例如25 而其他通道值為0的圖像。在步驟511中，將黑色偏移從通道最大亮度圖像中減除。接著，在步驟 512中，各個(gè)通道的數(shù)據(jù)被分離。如果各個(gè)通道彼此近似獨(dú)立，則可以分別處理紅色R、綠色 G、藍(lán)色B三個(gè)通道；否則應(yīng)當(dāng)計(jì)算三個(gè)通道的平均亮度值。最后，在步驟513中，通過將上述選擇出的通道數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化得到顯示區(qū)域內(nèi)的不均勻度Q_(R/G/B)。該歸一化為線性歸一化，即將通道數(shù)據(jù)除以其最大值即可。以紅色R通道為例，令頂代表紅色通道最大亮度圖像減去黑色偏移的結(jié)果，令Mk代表對(duì)應(yīng)的拍攝圖像。由于亮度的不均勻化，在Mk中任意兩點(diǎn)(χ，y)和(χ’，y’ )的亮度值并不相同。則在(χ，y)點(diǎn)的不均勻度Q_R(x，y) = Me(χ, y)/IR(x，y)。優(yōu)選地是，在實(shí)際應(yīng)用中，為了取得更為可靠的結(jié)果，可以對(duì)某個(gè)通道多次計(jì)算其屏幕內(nèi)不均勻度然后求平均值或取中間值來(lái)獲得更為魯棒的結(jié)果。為了解釋的簡(jiǎn)單，以3X3的圖像為例，并且假設(shè)通道相互獨(dú)立。假設(shè)所產(chǎn)生的一個(gè)通道最大亮度圖像(例如Ik)是
權(quán)利要求
1.一種在顯示區(qū)域內(nèi)檢測(cè)物體的方法，包括下述步驟 產(chǎn)生要進(jìn)行顯示的圖像；將所產(chǎn)生的圖像顯示在屏幕上； 對(duì)屏幕區(qū)域進(jìn)行拍攝；以及將所產(chǎn)生的圖像與所拍攝的圖像進(jìn)行比較，以檢測(cè)顯示區(qū)域內(nèi)的物體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所產(chǎn)生的圖像與所拍攝的圖像進(jìn)行比較包括通過下述參數(shù)中的至少一個(gè)對(duì)所產(chǎn)生的圖像進(jìn)行色彩校正黑色偏移，表示當(dāng)所產(chǎn)生的圖像為全黑時(shí)，所拍攝到的非全黑圖像； 屏幕內(nèi)不均勻度，表示當(dāng)所產(chǎn)生的圖像為均勻時(shí)，所拍攝到的圖像的不均勻程度；以及通道亮度響應(yīng)，表示所產(chǎn)生的圖像中的亮度值與所拍攝的圖像中的亮度值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中 產(chǎn)生全零圖像以計(jì)算黑色偏移；產(chǎn)生通道最大亮度圖像以計(jì)算屏幕內(nèi)不均勻度；以及產(chǎn)生通道灰度圖像以計(jì)算通道亮度響應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，通過將所產(chǎn)生的圖像乘以屏幕內(nèi)不均勻度來(lái)模擬所拍攝的圖像的不均勻程度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，以連續(xù)或離散的方式來(lái)表示所述通道亮度響應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，屏幕內(nèi)不均勻度和通道亮度響應(yīng)與單個(gè)通道相關(guān)或與三個(gè)通道均相關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，當(dāng)同時(shí)應(yīng)用黑色偏移、屏幕內(nèi)不均勻度和通道亮度響應(yīng)時(shí)，按照以下步驟來(lái)對(duì)所產(chǎn)生的圖像進(jìn)行色彩校正1)對(duì)所產(chǎn)生的圖像施加通道亮度響應(yīng)；2)將1)中得到的圖像乘以屏幕內(nèi)不均勻度；以及3)在2)中得到的圖像中疊加黑色偏移。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所產(chǎn)生的圖像與所拍攝的圖像進(jìn)行比較包括在各個(gè)通道進(jìn)行二值化，并通過邏輯或操作組合各個(gè)通道二值化的結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)所檢測(cè)到的物體的特征，觸發(fā)預(yù)先定義的事件。
10.一種在顯示區(qū)域內(nèi)檢測(cè)物體的設(shè)備，包括 圖像產(chǎn)生部分，產(chǎn)生要進(jìn)行顯示的圖像； 顯示部分，將所產(chǎn)生的圖像顯示在屏幕上； 拍攝部分，對(duì)屏幕區(qū)域進(jìn)行拍攝；以及計(jì)算部分，將所產(chǎn)生的圖像與所拍攝的圖像進(jìn)行比較，以檢測(cè)顯示區(qū)域內(nèi)的物體。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在顯示區(qū)域內(nèi)檢測(cè)物體的方法和設(shè)備，所述方法包括下述步驟產(chǎn)生要進(jìn)行顯示的圖像；將所產(chǎn)生的圖像顯示在屏幕上；對(duì)屏幕區(qū)域進(jìn)行拍攝；以及將所產(chǎn)生的圖像與所拍攝的圖像進(jìn)行比較，以檢測(cè)顯示區(qū)域內(nèi)的物體。本發(fā)明的方法和設(shè)備無(wú)需復(fù)雜的配置，不需額外的設(shè)備，并且能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的物體檢測(cè)，從而使得能夠在使用期間進(jìn)行各種用戶交互，給用戶帶來(lái)了便利。
文檔編號(hào)G03B29/00GK102314259SQ201010218150
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者李滔, 郝瑛 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光