基于Android的視覺處理人機(jī)交互投影方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及人機(jī)交互領(lǐng)域，特別涉及基于Android的視覺處理人機(jī)交互投影方法 及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前的科技社會(huì)有兩個(gè)趨勢(shì)，Android平臺(tái)的普及化和投影圖像技術(shù)的需求逐漸 在增加。Android是一種基于Linux的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)，主要使用于移動(dòng)設(shè) 備，如智能手機(jī)和平板電腦。由于Android系統(tǒng)設(shè)備便攜性注定屏幕較小，體驗(yàn)較差，因此 需要在工作或娛樂時(shí)利用投影技術(shù)投影出Android設(shè)備的界面，同時(shí)人將通過基于嵌入式 的視覺處理人的手勢(shì)來控制Android操作系統(tǒng)的界面，這套系統(tǒng)將極大地方便了人們的工 作和生活，將會(huì)是一次革命性的創(chuàng)新。
[0003] 如今市場(chǎng)仍以單一功能的投影功能的投影儀為主，仍未出現(xiàn)突破性的投影產(chǎn)品。 目前市場(chǎng)的投影儀仍存在功能單一、缺乏與智能平臺(tái)結(jié)合、投影操作無法脫離主機(jī)端等缺 點(diǎn)。與此同時(shí)，將其嵌入式應(yīng)用到越來越熱的投影顯示領(lǐng)域是一大空白。主流的投影顯示 設(shè)備使用的依然是老式的嵌入式單片機(jī)作為處理器，主要的處理工作就是響應(yīng)按鍵中斷， 更沒有對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)的需求。因此，也就使得傳統(tǒng)的投影顯示設(shè)備不具備類似PDA的 豐富功能。
[0004] 而在手機(jī)投影方面，雖有將投影鏡頭直接嵌入手機(jī)的產(chǎn)品，但仍存在投影質(zhì)量較 差、缺乏整合已有投影資源、缺乏適配性等缺點(diǎn)。
[0005] 所以，把基于嵌入式的視覺處理技術(shù)放入Android手機(jī)、平板等移動(dòng)終端，結(jié)合投 影技術(shù)，實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交互體驗(yàn)成為用戶對(duì)開發(fā)者提出的迫切需求，是科技發(fā)展的必然 趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供基于Android的視覺處理人 機(jī)交互投影方法。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供基于Android的視覺處理人機(jī)交互投影系統(tǒng)。
[0008] 本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0009] 基于Android的視覺處理人機(jī)交互投影方法，包含以下順序的步驟：
[0010] SI.投影儀將Android設(shè)備中的畫面投影至預(yù)定區(qū)域上，在預(yù)定區(qū)域中攝像頭實(shí) 時(shí)采集原始圖像，將采集得到的RGB888格式的原始圖像傳輸給微控制器；同時(shí)紅外激光管 向所述預(yù)定區(qū)域發(fā)射紅外光；所述攝像頭安裝有紅外濾光片；
[0011] S2.在微控制器中將采集到的原始圖像由RGB888格式變?yōu)閅UV422格式；
[0012] S3.取出YUV422格式圖像中的Y分值，對(duì)Y分值進(jìn)行二值化處理，得到最終圖像： 若預(yù)定區(qū)域中沒有人手，則最終圖像中的每個(gè)像素均為黑色；若預(yù)定區(qū)域中有人手，則人手 指甲反射的紅外光會(huì)被安裝有紅外濾光片的攝像頭檢測(cè)到，則得到的最終圖像中人手指甲 所在位置會(huì)有一個(gè)白色的亮斑；
[0013] S4.若最終圖像中有白色亮斑，計(jì)算該白色亮斑的重心坐標(biāo)，得到手指坐標(biāo)；微控 制器實(shí)時(shí)發(fā)送手指坐標(biāo)對(duì)Android設(shè)備進(jìn)行操作。
[0014] 步驟S4中，在計(jì)算所述白色亮斑的重心坐標(biāo)之前，還包含以下步驟：
[0015] 若圖像中有白色亮斑，微控制器計(jì)算該白色亮斑的圓形度：對(duì)圓形度大于0.6,輪 廓面積大于50的亮斑進(jìn)行腐蝕、濾波處理。由于有可能紅外光打到用戶的衣服或其他地方 上而產(chǎn)生反射被攝像頭檢測(cè)得到，打到衣服上產(chǎn)生的亮斑接近于狹長的矩形，而打到手指 甲上產(chǎn)生的亮斑接近圓形，所以我們計(jì)算亮斑的圓形度，排除打到衣服或其他地方而產(chǎn)生 的亮斑。
[0016] 所述的計(jì)算白色亮斑的圓形度，具體是通過下式計(jì)算的：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于Android的視覺處理人機(jī)交互投影方法，其特征在于，包含以下順序的步驟：
51. 投影儀將Android設(shè)備中的畫面投影至預(yù)定區(qū)域上，在預(yù)定區(qū)域中攝像頭實(shí)時(shí)采 集原始圖像，將采集得到的RGB888格式的原始圖像傳輸給微控制器；同時(shí)紅外激光管向所 述預(yù)定區(qū)域發(fā)射紅外光；所述攝像頭安裝有紅外濾光片；
52. 在微控制器中將采集到的原始圖像由RGB888格式變?yōu)閅UV422格式；
53. 取出YUV422格式圖像中的Y分值，對(duì)Y分值進(jìn)行二值化處理，得到最終圖像：若預(yù) 定區(qū)域中沒有人手，則最終圖像中的每個(gè)像素均為黑色；若預(yù)定區(qū)域中有人手，則人手指甲 反射的紅外光會(huì)被安裝有紅外濾光片的攝像頭檢測(cè)到，則得到的最終圖像中人手指甲所在 位置會(huì)有一個(gè)白色的亮斑；
54. 若最終圖像中有白色亮斑，計(jì)算該白色亮斑的重心坐標(biāo)，得到手指坐標(biāo)；微控制器 實(shí)時(shí)發(fā)送手指坐標(biāo)對(duì)Android設(shè)備進(jìn)行操作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Android的視覺處理人機(jī)交互投影方法，其特征在于，步 驟S4中，在計(jì)算所述白色亮斑的重心坐標(biāo)之前，還包含以下步驟： 若圖像中有白色亮斑，微控制器計(jì)算該白色亮斑的圓形度：對(duì)圓形度大于0.6,輪廓面 積大于50的亮斑進(jìn)行腐蝕、濾波處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Android的視覺處理人機(jī)交互投影方法，其特征在于，所 述的計(jì)算白色亮斑的圓形度，具體是通過下式計(jì)算的： D1 #= - 4πΑ 其中Φ為圓形度，D為亮斑輪廓周長，A為亮斑面積，π為圓周率；圓形度越接近1，則 該圖形越接近圓形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Android的視覺處理人機(jī)交互投影方法，其特征在于： 所述的微控制器為STM32。
5. 基于Android的視覺處理人機(jī)交互投影系統(tǒng)，其特征在于：包括安卓設(shè)備、微控制 器、投影儀、安裝有紅外濾光片的攝像頭，以及紅外激光管，其中安卓設(shè)備分別與微控制器、 投影儀相連，微控制器與安裝有紅外濾光片的攝像頭相連，紅外激光管設(shè)置在投影儀投影 的預(yù)定區(qū)域側(cè)邊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于Android的視覺處理人機(jī)交互投影系統(tǒng)，其特征在于： 所述的微控制器為STM32。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于Android的視覺處理人機(jī)交互投影系統(tǒng)，其特征在于： 所述的紅外激光管的數(shù)量為兩個(gè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于Android的視覺處理人機(jī)交互投影系統(tǒng)，其特征在于： 還包括投影儀支架、底座，底座固定在桌面上，所述的投影儀支架為能任意彎曲但有一定強(qiáng) 度的剛性鐵棒，其底部是U型槽，U型槽固定在底座上，支架垂直底座向上延伸至50cm后往 水平方向折疊90°。
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于Android的視覺處理人機(jī)交互投影方法，包含以下順序的步驟：Android設(shè)備通過HDMI接口接入投影儀，投影儀實(shí)時(shí)高清地將Android界面投影到平面上；基于嵌入式的視覺處理設(shè)備實(shí)時(shí)采集手指在屏幕上的圖像，找出亮斑輪廓；經(jīng)過濾波獲得有效操作的手指坐標(biāo)；基于嵌入式的視覺處理設(shè)備通過USB接口接入Android設(shè)備；USB響應(yīng)函數(shù)實(shí)時(shí)處理基于嵌入式的視覺處理設(shè)備獲得的手指坐標(biāo)，從而實(shí)時(shí)操縱Android設(shè)備的操作界面。本發(fā)明的方法及系統(tǒng)，具有脫離主機(jī)端操作、輕便、操作自由、實(shí)體操作感強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G06F3-01, H04N9-31, G06T7-60
【公開號(hào)】CN104656902
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510088884
【發(fā)明人】謝巍, 林煒鑫, 鄧耀明, 許韶麟, 謝植淮, 林智發(fā)
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年2月26日