專利名稱：交互式玻璃影像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種影像處理系統(tǒng)，具體的說是交互式玻璃影像 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的櫥窗只能展示一些靜態(tài)的物品，不易實(shí)現(xiàn)大屏幕的動(dòng)態(tài)畫 面，更無法實(shí)現(xiàn)交互式的櫥窗操作。這些局限使得櫥窗的表現(xiàn)力和吸 引力不夠豐富，如果能實(shí)現(xiàn)在玻璃櫥窗上播放各種影像畫面，甚至能 夠讓觀看者直接與櫥窗進(jìn)行觸摸、交互，實(shí)現(xiàn)櫥窗上交互式點(diǎn)擊、査 詢的功能，將會(huì)帶來更加生動(dòng)、吸引人的效果，也會(huì)加強(qiáng)品牌的傳播 與刺激消費(fèi)。
除了櫥窗，目前廣泛使用的室內(nèi)觸摸屏或電子白板也因?yàn)槠聊怀?本較高，難以做大，而且通常只能局限于一個(gè)人使用，不易實(shí)現(xiàn)多人 同時(shí)操作。 一種經(jīng)濟(jì)、易于安裝維護(hù)的大屏幕觸摸方案會(huì)受到市場(chǎng)的 廣泛歡迎。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)問題而提供了一種基于實(shí) 時(shí)互動(dòng)影像技術(shù)，能夠與單點(diǎn)或多點(diǎn)實(shí)時(shí)互動(dòng)的交互式玻璃影像系 統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)-交互式玻璃影像系統(tǒng)，它包括顯示屏、紅外光源、影像采集裝置、 影像處理裝置、影像分析裝置、信息轉(zhuǎn)換裝置、影像生成裝置和影像 輸出裝置，影像采集裝置和影像輸出裝置設(shè)在顯示屏的后方，紅外光源設(shè)在顯示屏的周邊，影像處理裝置與影像采集裝置相連，影像分析 裝置與影像處理裝置相連，信息轉(zhuǎn)換裝置與影像分析裝置相連，影像 生成裝置與信息轉(zhuǎn)換裝置相連，影像生成裝置與影像輸出裝置相連。
本實(shí)用新型的目的還可以通過以下技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)
前述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其中所述顯示屏是背面貼有背投膜 的玻璃屏或背投屏幕。
前述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其中所述影影像采集裝置是紅外
CCD攝像機(jī)或紅外CMOS攝像頭。
前述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其中所述影像輸出裝置是背投投影機(jī)。
前述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其中所述紅外光源內(nèi)置在顯示屏上。
前述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其中所述紅外光源設(shè)在顯示屏的后 方，與影像采集裝置和影像輸出裝置位于同側(cè)。
前述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其中所述紅外光源設(shè)在顯示屏的前方。
前述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其中所述影像處理裝置包括圖像灰 度轉(zhuǎn)化模塊、圖像變形矯正模塊和濾波處理模塊，圖像變形矯正模塊 與圖像灰度轉(zhuǎn)化模塊相連，濾波處理模塊與圖像變形矯正模塊相連。
前述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其中所述影像分析裝置包括閾值處 理模塊、降噪處理模塊、橢圓擬合模塊和觸摸點(diǎn)獲得模塊，降噪處理 模塊和閾值處理模塊相連，橢圓擬合模塊和降噪處理模塊相連，觸摸 點(diǎn)獲得模塊和橢圓擬合模塊相連。
前述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其中所述影像分析裝置包括反色閾 值處理模塊、降噪處理模塊、第一個(gè)白點(diǎn)查找模塊和觸摸點(diǎn)獲得模塊，
所述降噪處理模塊和反色閾值處理模塊相連，第一個(gè)白點(diǎn)査找模塊和 降噪處理模塊相連，觸摸點(diǎn)獲得模塊和第一個(gè)白點(diǎn)查找模塊相連。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型是一種通過對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行實(shí) 時(shí)分析處理后實(shí)現(xiàn)在玻璃上進(jìn)行影像交互操作的系統(tǒng)，結(jié)合背投投影 作為顯示終端，在玻璃等透明或半透明材質(zhì)上顯示出豐富多彩的畫 面，并且使這些畫面可以與人或物體進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。本實(shí)用新型的互 動(dòng)玻璃影像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在玻璃等具有一定透明度的材質(zhì)上進(jìn)行單點(diǎn) 或多點(diǎn)的互動(dòng)成像、控制的功能，能夠帶來多種引人入勝的視覺與感 官效果，可以用于櫥窗、裝飾、娛樂、游戲、教學(xué)、展示、交互査詢 等多個(gè)用途。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的局部放大圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖2為其局部放大圖，本實(shí)施例是 一種紅外光源內(nèi)置式的互動(dòng)玻璃影像系統(tǒng)，紅外光源與玻璃屏7是集 成為一體的，玻璃屏7所采用的材料為邊緣嵌有LED紅外燈泡4的普 通玻璃，圖2為其放大圖，顯示了玻璃邊緣所嵌的LED紅外燈泡4。 玻璃屏7后面緊附背投膜5。影像采集裝置1如紅外攝像機(jī)位于玻璃 屏7的后方，其影像采集范圍為整個(gè)玻璃。影像輸出裝置3如背投投 影機(jī)位于玻璃屏7的后方，影像采集裝置、影像處理裝置、影像分析裝置、信息轉(zhuǎn)換裝置、影像生成裝置均集成在計(jì)算機(jī)內(nèi)。影像輸出裝
置3投射的畫面在背投膜5上成像。同時(shí)，影像采集裝置1為紅外攝 像機(jī)，使用者使用手指或物體輕觸玻璃屏7，即可實(shí)現(xiàn)互動(dòng)。
實(shí)施例二
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖3所示，本實(shí)施例是一種紅外光源前置式的 互動(dòng)玻璃影像系統(tǒng)，紅外光源2位于玻璃屏7的前方，玻璃屏7后面 緊附背投膜5和漫射材料6，如背投膜5具備光線漫射功能，則可以 省略漫射材料6。影像輸出裝置3如背投投影機(jī)位于玻璃屏7的后方， 影像采集裝置、影像處理裝置、影像分析裝置、信息轉(zhuǎn)換裝置、影像 生成裝置均集成在計(jì)算機(jī)內(nèi)。紅外光源2位于玻璃屏7的前方，將玻 璃屏7的材質(zhì)照亮，使得手指接觸玻璃屏7時(shí)，位于玻璃屏后方的影 像采集裝置1如紅外攝像機(jī)可以捕捉到手指觸碰玻璃屏7所造成的暗 點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)手指定位，達(dá)到影像交互的目的。
實(shí)施例三
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖4所示，本實(shí)施例是一種紅外光源后置式的 互動(dòng)玻璃影像系統(tǒng)，紅外光源2位于玻璃屏7的后方，玻璃屏7后面 緊附背投膜5和漫射材料6，如背投膜5具備光線漫射功能，則可以 省略漫射材料6。影像輸出裝置3如背投投影機(jī)位于玻璃屏7的后方， 影像采集裝置、影像處理裝置、影像分析裝置、信息轉(zhuǎn)換裝置、影像 生成裝置均集成在計(jì)算機(jī)內(nèi)。影像采集裝置1如紅外攝像機(jī)位于玻璃 屏7的后方，紅外攝像機(jī)識(shí)別手指在玻璃屏7上的觸摸和運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生 的亮點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)手指的定位，達(dá)到影像交互的目的。
本實(shí)用新型的工作原理是，在本實(shí)用新型中，影像采集裝置如一 個(gè)紅外攝像機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻采集并將采集的影像信息輸入計(jì)算機(jī)中。 影像處理裝置對(duì)采集到的影像內(nèi)的每一幀進(jìn)行初步處理，再由影像分
析裝置分析得到使用者觸摸的位置，經(jīng)過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換得到屏幕坐標(biāo)， 然后可以生成互動(dòng)圖像或模擬鼠標(biāo)事件。這些處理結(jié)果均通過影像輸 出裝置在玻璃屏幕上顯示出來。
如圖5所示，本實(shí)用新型包含影像采集裝置、影像處理裝置、影 像分析裝置、信息轉(zhuǎn)換裝置、影像生成裝置。
影像采集裝置可通過一個(gè)或多個(gè)影像采集設(shè)備采集使用者的動(dòng) 態(tài)或靜態(tài)圖像并傳入計(jì)算機(jī)。
影像處理裝置可通過3個(gè)模塊對(duì)影像做初步的處理，以供分析。 1、轉(zhuǎn)為灰度圖像模塊201，這里把原始圖像轉(zhuǎn)為單通道灰度圖，以 加快后面的圖像處理效率。2、圖像變形矯正模塊202，這里通過預(yù) 設(shè)置的定位點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行錯(cuò)位及拉伸變形矯正，以便分析圖像時(shí)準(zhǔn)確 計(jì)算觸摸坐標(biāo)。3、濾波處理模塊203，這個(gè)模塊主要使用模糊算法 進(jìn)行濾波，可以去除圖像中的噪點(diǎn)，降低干擾。
影像分析裝置有兩個(gè)，內(nèi)置型與后置型使用同一個(gè)影像分析裝 置，前置型使用另一個(gè)影像分析裝置。
在內(nèi)置型與后置型結(jié)構(gòu)中，當(dāng)使用者觸摸玻璃屏?xí)r，手指或其它 觸摸物體會(huì)對(duì)紅外光產(chǎn)生反射，以致觸摸點(diǎn)比其它點(diǎn)更亮。此結(jié)構(gòu)中， 影像分析模塊對(duì)初步處理過的圖像做進(jìn)一步處理并分析得到使用者 觸摸的坐標(biāo)。首先閾值處理模塊301使用適當(dāng)?shù)拈撝祵?duì)圖像做閾值處 理，得到二值黑白圖，再降噪處理模塊302使用腐蝕算法對(duì)圖像降噪， 此時(shí)得到的圖像上使用者觸摸的點(diǎn)為白色，其它為黑色。橢圓擬合模 塊303使用橢圓擬合算法得到一個(gè)或多個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)及大小，丟棄 過大及過小的點(diǎn)，這樣觸摸點(diǎn)獲得模塊304就得到了使用者觸摸的攝 像機(jī)坐標(biāo)。
在前置型結(jié)構(gòu)中，當(dāng)使用者觸摸玻璃屏?xí)r，手指或其它觸摸物體會(huì)對(duì)阻斷紅外光線通過玻璃屏，以致觸摸點(diǎn)比其它點(diǎn)更暗。此結(jié)構(gòu)中， 影像分析裝置對(duì)初步處理過的圖像做進(jìn)一步處理并分析得到使用者
觸摸的坐標(biāo)。首先反色閾值處理模塊311使用適當(dāng)?shù)拈撝祵?duì)圖像做反 色閾值處理，得到二值黑白圖，在此圖中黑白色已經(jīng)交換，降噪處理 模塊312再使用腐蝕算法對(duì)圖像降噪，此時(shí)得到的圖像上使用者觸摸 的點(diǎn)為白色，其它為黑色。在這種結(jié)構(gòu)中，使用者用手觸摸屏幕時(shí)， 手掌同樣可能阻斷紅外光線通過玻璃屏，這樣就對(duì)判斷觸摸點(diǎn)形成了 干擾。根據(jù)使用習(xí)慣，使用者在用手指觸摸屏幕時(shí)，手指應(yīng)該在手掌 的上方，所以我們可以取最上方的觸摸點(diǎn)作為觸摸坐標(biāo)，利用第一白 點(diǎn)查找模塊313査找第一個(gè)白點(diǎn)，得到它的坐標(biāo)，這樣觸摸點(diǎn)獲得模 塊314就得到了使用者觸摸的攝像機(jī)坐標(biāo)。
信息轉(zhuǎn)換裝置400主要是把攝像機(jī)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為屏幕坐標(biāo)，這里使 用多點(diǎn)定位算法保證轉(zhuǎn)換精度。
影像生成裝置500可以根據(jù)信息轉(zhuǎn)換模塊提供的坐標(biāo)信息驅(qū)動(dòng) 鼠標(biāo)，產(chǎn)生鼠標(biāo)事件，或者直接生成互動(dòng)影像。最后通過影像輸出裝 置600把影像播放在貼有背投膜的玻璃或背投屏幕上。
本實(shí)用新型還可以有其它實(shí)施方式，凡采用同等替換或等效變換 形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.交互式玻璃影像系統(tǒng)，其特征是它包括顯示屏、紅外光源、影像采集裝置、影像處理裝置、影像分析裝置、信息轉(zhuǎn)換裝置、影像生成裝置和影像輸出裝置，所述影像采集裝置和影像輸出裝置設(shè)在顯示屏的后方，所述紅外光源設(shè)在顯示屏的周邊，所述影像處理裝置與影像采集裝置相連，所述影像分析裝置與影像處理裝置相連，所述信息轉(zhuǎn)換裝置與影像分析裝置相連，所述影像生成裝置與信息轉(zhuǎn)換裝置相連，所述影像生成裝置與影像輸出裝置相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其特征在于所 述顯示屏是背面貼有背投膜的玻璃屏或背投屏幕。
3. 如權(quán)利要求1所述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其特征在于所 述影影像采集裝置是紅外CCD攝像機(jī)或紅外CMOS攝像頭。
4. 如權(quán)利要求1所述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其特征在于所 述影像輸出裝置是背投投影機(jī)。
5. 如權(quán)利要求1所述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其特征在于所 述紅外光源內(nèi)置在顯示屏上。
6. 如權(quán)利要求1所述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其特征在于所 述紅外光源設(shè)在顯示屏的后方，與影像采集裝置和影像輸出裝置位于
7. 如權(quán)利要求1所述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其特征在于所 述紅外光源設(shè)在顯示屏的前方。
8. 如權(quán)利要求1所述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其特征在于所 述影像處理裝置包括圖像灰度轉(zhuǎn)化模塊、圖像變形矯正模塊和濾波處 理模塊，所述圖像變形矯正模塊與圖像灰度轉(zhuǎn)化模塊相連，所述濾波處理模塊與圖像變形矯正模塊相連。
9. 如權(quán)利要求5或6所述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其特征在于:所述影像分析裝置包括閾值處理模塊、降噪處理模塊、橢圓擬合模塊 和觸摸點(diǎn)獲得模塊，所述降噪處理模塊和閾值處理模塊相連，所述橢 圓擬合模塊和降噪處理模塊相連，所述觸摸點(diǎn)獲得模塊和橢圓擬合模 塊相連。
10、 如權(quán)利要求7述的交互式玻璃影像系統(tǒng)，其特征在于所述影像分析裝置包括反色閾值處理模塊、降噪處理模塊、第一個(gè)白點(diǎn)查 找模塊和觸摸點(diǎn)獲得模塊，所述降噪處理模塊和反色閾值處理模塊相 連，所述第一個(gè)白點(diǎn)查找模塊和降噪處理模塊相連，所述觸摸點(diǎn)獲得 模塊和第一個(gè)白點(diǎn)查找模塊相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種影像處理系統(tǒng)，是交互式玻璃影像系統(tǒng)，它包括顯示屏、紅外光源、影像采集裝置、影像處理裝置、影像分析裝置、信息轉(zhuǎn)換裝置、影像生成裝置和影像輸出裝置，影像采集裝置和影像輸出裝置設(shè)在顯示屏的后方，紅外光源設(shè)在顯示屏的周邊，影像處理裝置與影像采集裝置相連，影像分析裝置與影像處理裝置相連，信息轉(zhuǎn)換裝置與影像分析裝置相連，影像生成裝置與信息轉(zhuǎn)換裝置相連，影像生成裝置與影像輸出裝置相連。本實(shí)用新型通過對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理后實(shí)現(xiàn)在玻璃上進(jìn)行影像交互操作的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在玻璃等具有一定透明度的材質(zhì)上進(jìn)行單點(diǎn)或多點(diǎn)的互動(dòng)成像、控制的功能。
文檔編號(hào)G06F3/041GK201181561SQ200820034478
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者黃振武 申請(qǐng)人:黃振武