一種交互式自適應(yīng)投影攝像嵌入式控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及非接觸式的投影攝像領(lǐng)域，特別涉及交互式自適應(yīng)投影攝像嵌入式控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字家庭的理念已經(jīng)投入到實(shí)際應(yīng)用中去，其中數(shù)字家庭的一大特點(diǎn)是通過(guò)不同的互聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，體現(xiàn)真正意義上的智能化。人機(jī)交互，就是主控器與用戶之間的互動(dòng)方式。早期的人機(jī)交互方式主要是屏幕和按鍵的組合，主控器通過(guò)屏幕顯示菜單，而用戶根據(jù)按下的按鍵對(duì)屏幕的菜單進(jìn)行選擇或取消，這種方式勉強(qiáng)能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的功能，但操作復(fù)雜，使用資源多。后來(lái)出現(xiàn)了以觸摸屏取代屏幕和按鍵的組合，將按鍵融合到屏幕中，用戶不需要操作按鍵，而是直接點(diǎn)擊屏幕上的虛擬按鍵，這種方式顯得更節(jié)省空間，而且操作更加簡(jiǎn)便。然而，這些人機(jī)交互方式還是需要借用實(shí)體屏幕，采用接觸式的點(diǎn)擊操作才能完成輸入，這樣就不能人們對(duì)方便快捷的需求。因此，需要一種能實(shí)現(xiàn)將人手作為更加自然的輸入工具的人機(jī)交互方式。而交互式自適應(yīng)投影攝像，迎合了智能家居發(fā)展的需求，不僅使用投影實(shí)現(xiàn)虛擬屏幕，還通過(guò)攝像頭采集用戶的肢體動(dòng)作作為控制信息，實(shí)現(xiàn)非接觸式的輸入，讓人機(jī)交互的方式更加方便，更能滿足現(xiàn)代人的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種交互式自適應(yīng)投影攝像嵌入式控制器，該系統(tǒng)能有效地對(duì)數(shù)字家庭中的智能交互平臺(tái)提供了一體化設(shè)計(jì)，為能在投影屏幕上的多點(diǎn)觸控提供了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。
[0004]本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]本發(fā)明的一種交互式自適應(yīng)投影攝像嵌入式控制器，包括原始圖像信息(I)、人體輪廓信息提取(2)、嵌入式控制器(3)、自定義校準(zhǔn)模塊(4)和外部通訊接口(5)，所述的原始圖像信息(I)將圖像數(shù)據(jù)輸入到人體輪廓信息提取(2)的輸入端，經(jīng)過(guò)人體輪廓信息提取(2)的提取后將人體的輪廓信息輸入到嵌入式控制器(3)，嵌入式控制器(3)將人體的輪廓信息與存儲(chǔ)器中的設(shè)定值進(jìn)行模糊匹配，從而輸出對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)和穩(wěn)定的視頻信號(hào)。所述的嵌入式控制器(3)提供自定義校準(zhǔn)模塊(4)和外部通訊接口(5)，用戶可以根據(jù)實(shí)際要求操作自定義校準(zhǔn)模塊(4)來(lái)對(duì)投影屏幕與攝像屏幕進(jìn)行微調(diào)，外部通訊接口(5)提供與外部設(shè)備通訊的接口，方便擴(kuò)展嵌入式控制器(3)的功能。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0007](I)通過(guò)非接觸式的攝像技術(shù)捕獲人的肢體動(dòng)作作為系統(tǒng)的輸入，取代傳統(tǒng)接觸式的人機(jī)交互方式，實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能化。
[0008](2)使用投影儀作為可視化終端，投影屏幕面積大，投影儀與攝像頭集成在一起，不占用太多物理空間，而且移動(dòng)方便。
[0009](3)開(kāi)放外部通訊接口，支持以太網(wǎng)通訊和串行通訊，視頻信號(hào)的輸入方式除了VGA外，還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或者串口方式，保證系統(tǒng)的通用性。
【附圖說(shuō)明】
[0010]附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0011]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
[0012]圖2是本發(fā)明的人體輪廓信息提取系統(tǒng)框圖；
[0013]圖3是本發(fā)明的人體輪廓信息提取流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明的一種交互式自適應(yīng)投影攝像嵌入式控制器，包括原始圖像信息(I)、人體輪廓信息提取(2)、嵌入式控制器(3)、自定義校準(zhǔn)模塊(4)和外部通訊接口
(5)，所述的原始圖像信息(I)將圖像數(shù)據(jù)輸入到人體輪廓信息提取(2)的輸入端，經(jīng)過(guò)人體輪廓信息提取(2)的提取后將人體的輪廓信息輸入到嵌入式控制器(3)，嵌入式控制器
(3)將人體的輪廓信息與存儲(chǔ)器中的設(shè)定值進(jìn)行模糊匹配，從而輸出對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)和穩(wěn)定的視頻信號(hào)。所述的嵌入式控制器(3)提供自定義校準(zhǔn)模塊(4)和外部通訊接口(5)，用戶可以根據(jù)實(shí)際要求操作自定義校準(zhǔn)模塊(4)來(lái)對(duì)投影屏幕與攝像屏幕進(jìn)行微調(diào)，外部通訊接口(5)提供與外部設(shè)備通訊的接口，方便擴(kuò)展嵌入式控制器(3)的功能。
[0016]所述的人體輪廓信息提取(2)包括均值漂移分割(21)、顏色空間轉(zhuǎn)換(22)、圖像分割(23)、提取特征(24)、圖像區(qū)域調(diào)整(25)、消除噪聲(26)。原始圖像信息(I)的輸出端與人體輪廓信息提取(2)中的均值漂移分割(21)的輸入端相連，均值漂移分割(21)的輸出端與顏色空間轉(zhuǎn)換(22)的輸入端相連，顏色空間轉(zhuǎn)換(22)的輸出端與圖像分割(23)的輸入端相連，圖像分割(23)的輸出端與提取特征(24)的輸入端相連，提取特征(24)的輸出端與圖像區(qū)域調(diào)整(25)的輸入端相連，圖像區(qū)域調(diào)整(25)的輸出端與消除噪聲(26)的輸入端相連，消除噪聲(26)的輸出端與所述的嵌入式控制器(3)中的核心處理器(31)相連。而提取特征(24)、圖像區(qū)域調(diào)整(25)、消除噪聲(26)的靈敏度調(diào)節(jié)輸入端分別與嵌入式控制器(3)中的靈敏度處理單元(35)的輸出端相連。
[0017]所述的原始圖像信息(I)將圖像信息輸入到人體輪廓信息提取(2)，依次經(jīng)過(guò)均值漂移分割(21)、顏色空間轉(zhuǎn)換(22)、圖像分割(23)、提取特征(24)、圖像區(qū)域調(diào)整(25)、消除噪聲(26)后得到二值化圖像，通過(guò)邊緣檢測(cè)獲取人體輪廓信息，輸出到嵌入式控制器
(3)的核心處理器(31)進(jìn)行模糊匹配。
[0018]所述的嵌入式控制器(3)包括核心處理器(31)、顯卡(32)、焦點(diǎn)校準(zhǔn)單元(33)、梯度校準(zhǔn)單元(34)、靈敏度處理單元(35)、重力傳感器(36)。焦點(diǎn)校準(zhǔn)單元(33)、梯度校準(zhǔn)單元(34)、重力傳感器(36)的輸出端與核心處理器(31)的3個(gè)輸入端相連，靈敏度處理單元(35)的輸入端與核心處理器(31)的I個(gè)輸入端相連，靈敏度處理單元(35)的輸出端分別與人體輪廓信息提取(2)中的提取特征(24)、圖像區(qū)域調(diào)整(25)、消除噪聲(26)的靈敏度調(diào)節(jié)輸入端相連，核心處理器(31)與外部通訊接口(5)之間通過(guò)可輸入輸出的雙向接口相連。
[0019]所述的核心處理器(31)采用全志雙核A20的嵌入式處理器Armcore EVB C21，核心處理器(31)通過(guò)顯卡(32)輸出視頻信號(hào)。核心處理器(31)通過(guò)重力傳感器(36)獲得當(dāng)前嵌入式控制器(3)的距離水平面的偏移情況；控制梯度校準(zhǔn)單元(34)對(duì)投影到屏幕上的投影信息進(jìn)行梯度校正；而焦點(diǎn)校準(zhǔn)單元(33)可以完成對(duì)投影透鏡焦距的自調(diào)整，以達(dá)到投影信號(hào)能清晰地顯示；核心處理器(31)通過(guò)靈敏度處理單元(35)調(diào)節(jié)人體輪廓信息提取(2)中的提取特征(24)、圖像區(qū)域調(diào)整(25)、消除噪聲(26)的圖像處理閾值，動(dòng)態(tài)修正人體輪廓信息的提取效果。
[0020]所述的外部通訊接口(5)包括采用具有高分辨率的VGA接口，采用RS232通信協(xié)議的串行通訊接口，采用IEEE 802.15.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的R45以太網(wǎng)接口。
[0021]所述的自定義校準(zhǔn)模塊(4)包括視域?qū)?zhǔn)校準(zhǔn)單元(41)、環(huán)境色差校準(zhǔn)單元
(42)、環(huán)境亮度校準(zhǔn)單元(43)。視域?qū)?zhǔn)校準(zhǔn)單元(41)、環(huán)境色差校準(zhǔn)單元(42)、環(huán)境亮度校準(zhǔn)單元(43)的輸出端分別與嵌入式控制器(3)的核心處理器(31)的輸入端連接。
[0022]所述的視域?qū)?zhǔn)校準(zhǔn)單元(41)用于向嵌入式控制器(3)的核心處理器(31)輸入攝像區(qū)域和投影區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)；環(huán)境色差校準(zhǔn)單元(42)用于向嵌入式控制器(3)的核心處理器(31)輸入投影視頻信息的顏色校準(zhǔn)信號(hào)；環(huán)境亮度校準(zhǔn)單元(43)用于向嵌入式控制器(3)的核心處理器(31)輸入投影的亮度調(diào)節(jié)信號(hào)。
[0023]如圖2所示，是本發(fā)明的人體輪廓信息提取系統(tǒng)框圖，原始圖像信息⑴將圖像信息輸入到人體輪廓信息提取(2)，依次經(jīng)過(guò)均值漂移分割(21)、顏色空間轉(zhuǎn)換(22)、圖像分割(23)、提取特征(24)、圖像區(qū)域調(diào)整(25)、消除噪聲(26)后得到二值化圖像，通過(guò)邊緣檢測(cè)獲取人體輪廓信息，輸出到嵌入式控制器(3)的核心處理器(31)進(jìn)行模糊匹配。
[0024]所述的嵌入式控制器(3)包括核心處理器(31)、顯卡(32)、焦點(diǎn)校準(zhǔn)單元(33)、梯度校準(zhǔn)單元(34)、靈敏度處理單元(35)、重力傳感器(36)。焦點(diǎn)校準(zhǔn)單元(33)、梯度校準(zhǔn)單元(34)、重力傳感器(36)的輸出端與核心處理器(31)的3個(gè)輸入端相連，靈敏度處理單元(35)的輸入端與核心處理器(31)的I個(gè)輸入端相連，靈敏度處理單元(35)的輸出端分別與人體輪廓信息提取(2)中的提取特征(24)、圖像區(qū)域調(diào)整(2