使用差分相機(jī)的圖像處理設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種從先前幀與當(dāng)前幀之間的差分圖像的非零像素區(qū)域中快速檢測(cè) 標(biāo)記（mark)的技術(shù)，其中先前幀含有標(biāo)記且當(dāng)前幀不含標(biāo)記。
【背景技術(shù)】
[0002] 標(biāo)記識(shí)別、指向（pointing)、鼠標(biāo)、擴(kuò)增實(shí)境（augmentedreality)、相機(jī)、差分圖 像、圖像處理

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 技術(shù)問(wèn)題
[0004] 最近，已經(jīng)開發(fā)了通過(guò)相機(jī)進(jìn)行捕捉以及從所捕捉圖像識(shí)別監(jiān)視器中的鼠標(biāo)光標(biāo) 圖標(biāo)的指向技術(shù)。本發(fā)明的目的是提供可以在復(fù)雜背景圖像之中檢測(cè)鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)的快速 且穩(wěn)定的系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是解決所述系統(tǒng)在相機(jī)未捕捉監(jiān)視器中的鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)而是 捕捉非監(jiān)視器的周圍環(huán)境中的物體時(shí)可能將物體誤認(rèn)為鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)的問(wèn)題。
[0006] 技術(shù)解決方案
[0007] 本發(fā)明是使用相機(jī)的圖像處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可以通過(guò)交替且依序地輸出兩種圖 像到監(jiān)視器屏幕上、依序捕捉所述兩個(gè)圖像以及比較所捕捉的兩個(gè)圖像來(lái)迅速檢測(cè)標(biāo)記。
[0008] 有益效果
[0009] 通過(guò)本發(fā)明使用差分相機(jī)的圖像處理系統(tǒng)迅速且穩(wěn)定地檢測(cè)到的標(biāo)記可以用于 指向或擴(kuò)增實(shí)境，并且還可以用于機(jī)器人來(lái)識(shí)別其環(huán)境。
[0010] 本發(fā)明使用差分相機(jī)的圖像處理系統(tǒng)計(jì)算差分圖像、搜索其像素值以便查找存在 標(biāo)記的高概率區(qū)域，并且從所述區(qū)域檢測(cè)標(biāo)記。如果相機(jī)不在捕捉計(jì)算機(jī)顯示器而是捕捉 顯示器周圍的附近物體，那么差分圖像不含存在標(biāo)記的高概率區(qū)域，并且圖像處理系統(tǒng)停 止搜索標(biāo)記。因此，可以減少CPU的負(fù)擔(dān)以及功率消耗。如果不使用本發(fā)明的圖像處理系 統(tǒng)，那么CPU的負(fù)擔(dān)、功率消耗是高的，并且識(shí)別標(biāo)記的速度變慢，這是因?yàn)闃?biāo)記假定為始 終存在于所捕捉圖像中并且圖像處理系統(tǒng)始終嘗試從所捕捉圖像檢測(cè)標(biāo)記。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是實(shí)施例1的組成。
[0012] 圖2是標(biāo)記圖像以及普通圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 實(shí)施例1
[0014] 最近，已經(jīng)開發(fā)了通過(guò)相機(jī)進(jìn)行捕捉以及從所捕捉圖像識(shí)別監(jiān)視器中的鼠標(biāo)光標(biāo) 圖標(biāo)的指向技術(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，存在標(biāo)題為"使用相機(jī)以及輸出標(biāo)記的指向裝置（Pointing deviceusingcameraandoutputtingmark) "的韓國(guó)專利 10-0936816 號(hào)的技術(shù)。所述技 術(shù)由本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)明。上文的指向技術(shù)包含從奇數(shù)幀識(shí)別標(biāo)記的圖像處理系統(tǒng)的實(shí)施 例，其中監(jiān)視器在奇數(shù)幀中顯示標(biāo)記圖像并且在偶數(shù)幀中顯示普通圖像。如圖1所示，如果 標(biāo)記是位于監(jiān)視器的中心區(qū)域處的鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)ICC并且所述標(biāo)記周圍有足夠清晰的邊 際，那么容易檢測(cè)標(biāo)記。然而，如果鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)ICE正在接觸圖1的監(jiān)視器屏幕DS的邊 界，并且存在紋理PT類似于鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)的紋理的物體，那么圖像處理系統(tǒng)可能難以區(qū)分 鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)與監(jiān)視器外的物體。尤其如果存在顏色或形狀類似于鼠標(biāo)光標(biāo)的顏色或形狀 的附近物體，則可能檢測(cè)不到標(biāo)記。另外，即使標(biāo)記位于顯示器的中心處，如果相機(jī)的鏡頭 是廣角鏡頭或如果相機(jī)與顯示器之間的距離長(zhǎng)，那么所捕捉圖像可能含有監(jiān)視器周圍的物 體，并且圖像處理系統(tǒng)可能花費(fèi)時(shí)間來(lái)區(qū)分鼠標(biāo)光標(biāo)與附近物體。
[0015] 本發(fā)明的目的是解決以上問(wèn)題并且提供快速且穩(wěn)定的圖像處理系統(tǒng)。
[0016] 為了解決以上問(wèn)題，使用差分相機(jī)的本發(fā)明交替且依序地顯示標(biāo)記圖像以及普通 圖像，依序捕捉以上兩種圖像，計(jì)算所捕捉的兩個(gè)圖像的差分圖像（differenceimage)，通 過(guò)判定差分圖像的零像素值區(qū)域不是顯示區(qū)域并且通過(guò)排除零像素值區(qū)域來(lái)迅速且穩(wěn)定 地從差分圖像的非零像素值區(qū)域中檢測(cè)標(biāo)記。差分圖像（differenceimage)的像素值是 輸入圖像的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)像素值的差。舉例來(lái)說(shuō)，坐標(biāo)是（x，y)的差分圖像的像素值是坐標(biāo) 是（x，y)的兩個(gè)輸入圖像的像素值的差。如果輸入圖像是含噪聲的，那么建議對(duì)兩個(gè)輸入 圖像應(yīng)用預(yù)處理，比如高斯濾波器。建議每秒60次或更多次交替地顯示標(biāo)記圖像和普通圖 像，并且足夠快以至于人眼無(wú)法感測(cè)到顯示器的閃爍。此類顯示通過(guò)使用顯示頻率為120Hz 的快門眼鏡式三維顯示器是可能的。
[0017]如果相機(jī)保持不動(dòng)，則差分圖像中顯示器DS外的像素值為零值，并且差分圖像中 顯示器內(nèi)的像素值為非零。
[0018] 舉例來(lái)說(shuō)，在圖1中，即使鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)ICE接近顯示器外的物體的紋理PT，通過(guò) 搜索差分圖像的非零像素值區(qū)域也可以容易地從周圍紋理分離且檢測(cè)標(biāo)記，這是因?yàn)椴罘?圖像中周圍的紋理PT的像素值為零，而鼠標(biāo)光標(biāo)圖標(biāo)標(biāo)記ICE的區(qū)域的像素值為非零。
[0019] 差分圖像中的非零像素值區(qū)域?qū)?yīng)于顯示區(qū)域。建議降低普通圖像01的區(qū)域的 亮度，其中所述區(qū)域?qū)?yīng)于標(biāo)記圖像中的標(biāo)記MK，使得如圖2所示可以容易地檢測(cè)到標(biāo)記 區(qū)域。在此情況下，對(duì)應(yīng)的區(qū)域意味著在兩個(gè)圖像疊加時(shí)對(duì)應(yīng)的區(qū)域是疊加的。舉例來(lái)說(shuō)， 如果普通圖像的標(biāo)記區(qū)域MK的亮度降低，如圖2所示，并且將差階（differenceorder)定 義為從標(biāo)記圖像MI減去普通圖像01，那么標(biāo)記區(qū)域的差值為正，并且標(biāo)記周圍區(qū)域的差值 為零或負(fù)值，這是因?yàn)闃?biāo)記圖像MI中標(biāo)記周圍的像素值為0或極小值（暗像素），并且普通 圖像01中對(duì)應(yīng)區(qū)域的像素值為零或正值（亮像素）。因此，差分圖像中的正像素區(qū)域具有 含有標(biāo)記的高概率。通過(guò)搜索標(biāo)記圖像中的此類高概率區(qū)域可以容易地檢測(cè)到標(biāo)記。在本 發(fā)明中，將一階差分圖像定義為普通圖像01與標(biāo)記圖像MI之間的差。
[0020] 如果相機(jī)保持不動(dòng)，則一階差分圖像中標(biāo)記區(qū)域的像素值為正，并且其余區(qū)域的 像素值為負(fù)或零。然而，如果相機(jī)在移動(dòng)，則差分圖像中標(biāo)記的邊界以及顯示器周圍物體PT 的像素值可以是正值。在此情況下，通過(guò)從一階差分圖像中的正像素值的區(qū)域移除物體的 邊界PT區(qū)域可以檢測(cè)到標(biāo)記區(qū)域。在本發(fā)明中，此類從一階差分圖像移除物體的邊界區(qū)域 被定義為二階差分。因?yàn)閬?lái)自普通圖像01的邊界區(qū)域也可能含有在顯示器內(nèi)的物體WI的 邊界，建議根據(jù)標(biāo)記圖像MI而非普通圖像來(lái)計(jì)算邊界區(qū)域。
[0021] 這些概括如下：
[0022] (步驟1)捕捉顯示的標(biāo)記圖像MI。
[0023