專利名稱：一種超大幅面顯示觸點(diǎn)融合交互系統(tǒng)的圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于攝像機(jī)圖像處理技術(shù)，尤其涉及多塊顯示屏組成的超大幅面顯示屏的觸點(diǎn)融合交互系統(tǒng)的圖像處理方法。
背景技術(shù)：
隨著戰(zhàn)場監(jiān)視、偵察技術(shù)的發(fā)展，軍事指揮應(yīng)用中能夠獲取大量情報(bào)信息，形成全局的戰(zhàn)場態(tài)勢。為了有效組織和使用這些數(shù)據(jù)，一般需要采用大幅面、高分辨率的顯示系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對各種戰(zhàn)場數(shù)據(jù)的綜合顯示，提高了指揮員對戰(zhàn)爭全過程的感知能力。超大幅面顯 示系統(tǒng)主要是指顯示面積大于200英寸，分辨率大于2056 X 2056dpi的顯示設(shè)備，這類設(shè)備由于尺寸大、分辨率高，一般采取多個(gè)小尺寸顯示單元拼接而成。目前這類設(shè)備普遍不支持在屏幕表面上對顯示內(nèi)容進(jìn)行直接交互，而采用專業(yè)人員輔助操作的方式。超大幅面顯示系統(tǒng)融合交互方法是針對這類設(shè)備提出的一種交互設(shè)備設(shè)計(jì)方法。美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的交互式數(shù)據(jù)墻系統(tǒng)(I. Peter A. Jedrysik, JasonMoore,et al Interactive Displays for Command and Control. In Proceedings ofIEEE Aerospace Conference, 2000, Vol. 2:341-351)是一種大尺寸、高分辨率的公共戰(zhàn)術(shù)圖像顯示系統(tǒng)。支持用戶直接在顯示器表面上利用激光筆進(jìn)行交互，也支持用戶在一定距離內(nèi)(2米左右)利用激光筆進(jìn)行指示交互。我國清華大學(xué)的史元春教授等(2. XiaojunBi, Yuanchun Shi, et al uPen:Laser-based, Personalized, Multi-User Interaction onLarge Display. In Proceedings of ACM Multimedia, 2005，pages: 1049-1050.)在激光筆基礎(chǔ)上通過增加功能按鍵，實(shí)現(xiàn)了一種能夠模擬鼠標(biāo)交互功能的交互設(shè)備。但以上系統(tǒng)還存在兩個(gè)方面的不足，具體表現(xiàn)為①用于激光交互點(diǎn)跟蹤的攝像機(jī)數(shù)量一般安裝在顯示單元的中間位置，在邊緣、頂角等位置上的交互精度較低；②受限于攝像機(jī)的圖像采集分辨率，在大幅面、高分辨率顯示系統(tǒng)應(yīng)用中交互精度較低。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種超大幅面顯示觸點(diǎn)融合交互系統(tǒng)的圖像處理方法。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種超大幅面顯示觸點(diǎn)融合交互系統(tǒng)的圖像處理方法，所述超大幅面顯示觸點(diǎn)融合交互系統(tǒng)包括多塊顯示屏組成的超大幅面顯示屏，單塊顯示屏背面設(shè)有兩臺(tái)攝像機(jī)跟蹤拍攝圖像，而所述攝像機(jī)連接有處理圖像的交互主機(jī)，該交互主機(jī)包括觸點(diǎn)融合模塊、觸點(diǎn)提取模塊和交互控制模塊，所述觸點(diǎn)融合模塊，將同一顯示屏對應(yīng)的兩臺(tái)攝像機(jī)采集的圖像進(jìn)行融合統(tǒng)一；所述觸點(diǎn)提取模塊，提取單塊顯示屏圖像中交互觸點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并將包括交互觸點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)在內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)其轉(zhuǎn)換成與顯示屏適配的圖像數(shù)據(jù)；所述交互控制模塊，將上述單塊顯示屏圖像坐標(biāo)系下的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到整塊超大幅面顯示屏的坐標(biāo)系下。作為優(yōu)選，該系統(tǒng)安裝后需要確認(rèn)觸點(diǎn)融合模塊中的融合參數(shù)，該確認(rèn)方法包括以下步驟(1)單塊顯示屏對應(yīng)的兩臺(tái)攝像機(jī)的融合參數(shù)的設(shè)定，假設(shè)兩臺(tái)攝像機(jī)分別采集的圖像數(shù)據(jù)之間的融合參數(shù)僅包括縮放和位移參數(shù)如下β, r:
權(quán)利要求
1.一種超大幅面顯示觸點(diǎn)融合交互系統(tǒng)的圖像處理方法，其特征在于所述超大幅面顯示觸點(diǎn)融合交互系統(tǒng)包括多塊顯示屏組成的超大幅面顯示屏，單塊顯示屏背面設(shè)有兩臺(tái)攝像機(jī)跟蹤拍攝圖像，而所述攝像機(jī)連接有處理圖像的交互主機(jī)，該交互主機(jī)包括觸點(diǎn)融合模塊、觸點(diǎn)提取模塊和交互控制模塊， 所述觸點(diǎn)融合模塊，將同一顯示屏對應(yīng)的兩臺(tái)攝像機(jī)采集的圖像進(jìn)行融合統(tǒng)一； 所述觸點(diǎn)提取模塊，提取單塊顯示屏圖像中交互觸點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并將包括交互觸點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)在內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)其轉(zhuǎn)換成與顯示屏適配的圖像數(shù)據(jù)； 所述交互控制模塊，將上述單塊顯示屏圖像坐標(biāo)系下的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到整塊超大幅面顯示屏的坐標(biāo)系下。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述超大幅面觸點(diǎn)融合交互系統(tǒng)的圖像處理方法，其特征在于該系統(tǒng)安裝后需要確認(rèn)觸點(diǎn)融合模塊中的融合參數(shù)，該確認(rèn)方法包括以下步驟 (1)單塊顯示屏對應(yīng)的兩臺(tái)攝像機(jī)的融合參數(shù)的設(shè)定，假設(shè)兩臺(tái)攝像機(jī)分別采集的圖像數(shù)據(jù)之間的融合參數(shù)僅包括縮放和位移參數(shù)如下
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述超大幅面觸點(diǎn)融合交互系統(tǒng)的圖像處理方法，其特征在于所述觸點(diǎn)融合模塊的融合方法是采用線性加權(quán)融合方法，它包括以下步驟 (I)每臺(tái)攝像機(jī)采集圖像均分配雙緩存M1和M2，采集圖像灰階為256，采用8bit存儲(chǔ)一位數(shù)字化像素，從而進(jìn)行數(shù)字化圖像的采集，并存儲(chǔ)到緩存M1和M2中；(2)首先向緩存M1中讀入視頻圖像數(shù)據(jù)，當(dāng)一幀圖像寫入完畢，通過回調(diào)函數(shù)調(diào)用觸點(diǎn)融合算法，實(shí)現(xiàn)對從兩個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)讀取的圖像I1和I2進(jìn)行融合，與此同時(shí)，繼續(xù)向緩存M2中讀入圖像數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)交替連續(xù)的讀寫和處理； 其中，所述觸點(diǎn)融合算法采用線性加權(quán)融合方法，即將單塊顯示屏均分為4個(gè)區(qū)域，分別是左上部Al、右上部A2、右下部A3和左下部A4，各個(gè)區(qū)域的融合算法如下
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述超大幅面觸點(diǎn)融合交互系統(tǒng)，其特征在于所述觸點(diǎn)提取模塊，用于提取交互激光筆投射在顯示屏上觸點(diǎn)的坐標(biāo)，其方法包括以下步驟 (1)先求取從融合圖像中分割交互觸點(diǎn)的閾值Tdiff，亮度大于Tdiff的為交互觸點(diǎn)區(qū)域，亮度小于Tdiff的為背景區(qū)域，其中Tdiff的確認(rèn)方法如下先拍攝10幅不同交互觸點(diǎn)位置的圖像，并人工判定交互觸點(diǎn)位置；然后圍繞交互觸點(diǎn)中心截取31X31像素大小的區(qū) 10域，分別設(shè)為Ic^ i = 1，2，…，10，求取平均圖像7接著求取圖像I。中值最大的 c — 1010%像素點(diǎn)的平均值avgH(Ic)和I。中值最小的10%像素點(diǎn)的均值avgL(Ic)，計(jì)算Tdiff =(avgH(Ic) +avgL(Ic))/2 ； (2)求取交互觸點(diǎn)區(qū)域的中心坐標(biāo)(X。，Y。)，其計(jì)算公式如式(2)
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述超大幅面觸點(diǎn)融合交互系統(tǒng)，其特征在于所述交互控制模塊，是將單塊顯示屏坐標(biāo)系下的交互觸點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到整個(gè)超大幅面顯示屏的坐標(biāo)系下；假設(shè)每個(gè)顯示屏的顯示分辨率為(WXH)，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式如下(XS，YS) = (X1, Y1), (X1, Y1) e 左屏幕；(XS，YS) = (X1+!, Y1), (X1, Y1) e 中屏幕;(XS，YS) = (XJ+2W, Y1), (X1, Y1) e 右屏幕。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超大幅面顯示觸點(diǎn)融合交互系統(tǒng)的圖像處理方法，所述超大幅面顯示觸點(diǎn)融合交互系統(tǒng)包括多塊顯示屏組成的超大幅面顯示屏，單塊顯示屏背面設(shè)有兩臺(tái)攝像機(jī)跟蹤拍攝圖像，而所述攝像機(jī)連接有處理圖像的交互主機(jī)，該交互主機(jī)包括觸點(diǎn)融合模塊、觸點(diǎn)提取模塊和交互控制模塊。本發(fā)明對兩臺(tái)攝像機(jī)的圖像進(jìn)行融合處理，提高了顯示屏邊緣或頂角位置的定位精度，并具有快速的處理響應(yīng)速度；同時(shí)采用模塊化設(shè)計(jì)，提高大幅面、高分辨率顯示系統(tǒng)的擴(kuò)展性應(yīng)用需求。
文檔編號(hào)G06F3/14GK102799375SQ20121023154
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者朱立新, 周光霞 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所