CN101493739A - 一种拼接墙定位系统及拼接墙定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拼接墙定位系统及拼接墙定位方法,所述拼接墙定位系统包括拼接定位处理单元、多个拼接墙单元及多个图像感应器、数据传输单元,该数据传输单元包括发送器和接收器,发送器的输入端与各个图像感应器的输出端连接,发送器的输出端通过所述接收器与拼接定位处理单元连接。本发明由于发送器对采集的数据进行并串转换,即将采集的并行数据转换为串行数据,这样可以提高数据传输的速率,图像感应器不需要对采集到的数据进行压缩处理,拼接定位处理单元也不需要对数据进行解压缩处理,保证了拼接定位处理单元处理的是同一时刻采集到的数据,提高了拼接定位处理单元接收到的数据的同步性,也就是提高了拼接墙同步定位的精度。

Description

一种拼接墙定位系统及拼接墙定位方法
技术领域
本发明涉及拼接墙技术领域,尤其涉及一种拼接墙定位系统及拼接墙定位方法。
背景技术
目前大屏幕拼接墙显示技术,主要采用多个背投拼接墙方式,如CRT背投显示墙、LCD背投显示墙、DLP背投显示墙以及等离子显示墙等。拼接墙系统特有的超大画面、多屏显示以及清晰、逼真的显示效果促进了监控、安防、会议等技术领域水平的快速发展。随着大屏幕拼接墙显示技术的发展,基于拼接墙显示系统的大型交互式触摸拼接墙定位技术也有了突飞猛进的发展。大型屏幕拼接墙定位系统为用户提供了综合信息显示和交互控制等多种应用处理功能。
现有的基于大屏幕拼接墙的定位技术,有基于红外线式触摸屏的触摸屏定位技术,有基于摄像头拍摄拼接墙表面触摸操作的摄像头定位技术。根据红外线式扫描装置和摄像头定位装置安放的相对位置分为前定位解决方案和后定位解决方案,比如红外线式扫描装置安放在大屏幕拼接墙的屏幕表面即为前定位技术,摄像头定位装置安放在大屏幕拼接墙的屏幕后方即为后定位技术。
其中基于红外线式扫描装置的触摸屏定位系统性价比比较高、应用也比较广泛。现有技术中的拼接墙定位系统一般包括多个拼接墙单元、发光书写笔、多个图像感应器及拼接定位处理单元。多个拼接墙单元组成一个大型屏幕拼接墙系统,每个拼接墙单元背后安装有一个图像感应器,各个图像感应器的输出端与拼接定位处理单元连接。发光书写笔是发出红外光、单色光或激光的光波成像笔,可以完成在拼接墙单元上的触摸操作,各个图像感应器用于采集对应的各个拼接墙单元上的所有像素点亮度值数据,并将采集到的数据传输给拼接定位处理单元,由拼接定位处理单元完成定位处理。
由于图像感应器比较多,每个图像感应器采集的数据量都很大,则图像感应器直接将采集到的数据传输到拼接定位处理单元耗费的时间比较长,并且一般的拼接定位处理单元处理不过来,图像感应器必须对其采集的数据进行压缩处理再传输给拼接定位处理单元以减少传输的数据量,增大传输速率,这样数据在压缩后传输、再解压缩接收到的数据不能够保证拼接定位处理单元处理的是同一时刻采集的数据,所以不能够保证所有的图像感应器采集的数据的同步性,影响定位的精度。
发明内容
本发明提供了一种拼接墙定位系统及其方法,其能提高所述拼接墙同步定位的精度。
本发明的技术方案是:一种拼接墙定位系统,包括拼接定位处理单元、多个拼接墙单元及多个图像感应器,每个拼接墙单元的后面安装有一个图像感应器;
还包括数据传输单元,该数据传输单元包括发送器和接收器,所述发送器的输入端与各个图像感应器的输出端连接,所述发送器的输出端通过所述接收器与所述拼接定位处理单元连接;
所述图像感应器用于采集所述拼接墙单元的像素点亮度值数据,并将采集到的数据发送给所述发送器,所述发送器对接收到的数据进行数据编码处理,再进行并串转换后输出到所述接收器,所述接收器对接收到的数据进行串并转换、再进行数据解码处理后输出到所述拼接定位处理单元,由所述拼接定位处理单元对接收到的数据进行拼接定位处理。
一种拼接墙定位方法,包括步骤:
采集各个拼接墙单元的像素点亮度值数据;
对采集到的数据依次进行数字编码处理、并串转换;
接收所述并串转换后的数据,再依次进行串并转换、数据解码处理;
接收所述数据解码处理后的数据,对该数据进行拼接定位处理。
本发明的拼接墙同步定位系统及其方法,发送器与图像采集器连接,用于将图像采集器采集到的数据进行数据编码处理及并串转换后传输到接收器,接收器与拼接定位处理单元连接,用于接收发送器传输的数据并对接收到的数据进行串并转换及数据解码处理后输出到拼接定位处理单元,由于发送器对采集的数据进行并串转换,即将采集的并行数据转换为串行数据,这样可以提高数据传输的速率,图像感应器不需要对采集到的数据进行压缩处理,拼接定位处理单元也不需要对数据进行解压缩处理,由于数据传输速率比较快,保证了拼接定位处理单元处理的是同一时刻采集到的数据,提高了拼接定位处理单元接收到的数据的同步性,也就是提高了拼接墙同步定位的精度。
附图说明
图1是本发明拼接墙同步定位系统的结构原理框图;
图2是本发明拼接墙同步定位方法的流程图;
图3是本发明拼接墙单元和图像感应器的位置示意图。
具体实施方式
本发明的拼接墙同步定位系统及其方法,发送器与图像采集器连接,用于将图像采集器采集到的数据进行数据编码处理及并串转换后传输到接收器,接收器与拼接定位处理单元连接,用于接收发送器传输的数据并对接收到的数据进行串并转换及数据解码处理后输出到拼接定位处理单元,由于发送器对采集的数据进行并串转换,即将采集的并行数据转换为串行数据,这样可以提高数据传输的速率,图像感应器不需要对采集到的数据进行压缩处理,拼接定位处理单元也不需要对数据进行解压缩处理,由于数据传输速率比较快,保证了拼接定位处理单元处理的是同一时刻采集到的数据,提高了拼接定位处理单元接收到的数据的同步性,也就是提高了拼接墙同步定位的精度。
下面结合附图和具体实施例对本发明做一详细的阐述。
本发明的拼接墙同步定位系统,包括拼接定位处理单元、数据传输单元、多个拼接墙单元及多个图像感应器,每个拼接墙单元的后面安装有一个图像感应器;该数据传输单元包括发送器和接收器,所述发送器的输入端与各个图像感应器的输出端连接,所述发送器的输出端通过所述接收器与所述拼接定位处理单元连接;由各个拼接墙单元组成一个大型拼接墙系统。在一优选实施例中,图像感应器安装在拼接墙单元的正后方。
用户操作时,可以通过发光笔在拼接墙系统上进行触摸操作,该发光笔是可以发出红外光、单色光或激光的光波成像笔。所述图像感应器用于采集所述拼接墙单元的像素点亮度值数据,并将采集到的数据发送给所述发送器,所述发送器对接收到的数据进行数据编码处理,再进行并串转换后输出到所述接收器,所述接收器对接收到的数据进行串并转换、再进行数据解码处理后输出到所述拼接定位处理单元,由所述拼接定位处理单元对接收到的数据进行拼接定位处理。
如图1,在该图中示出了图像感应器1、图像感应器2,拼接墙单元1和拼接墙单元2及数据传输单元(其包括发送器和接收器)、拼接定位处理单元,拼接墙单元1和拼接墙单元2的输出端与图像感应器1和图像感应器2的输入端连接,图像感应器1和图像感应器2的输出端通过发送器与接收器连接,接收器的输出端与拼接定位处理单元连接。
在一优选实施例中,所述数据传输单元为SERDES(SerialiazerDeserializer,串行器解串行器)数据传输单元,SERDES技术可以在最常见的LVDS(Low Voltage Differential Signal,低电压差分信号)格式下串化并行数据和解串串行数据。LVDS信号可以在较高的数据速率下实现,且比其他任何信令协议需要的功耗更低。所以本发明采用包括发送器和接收器的数据传输单元方案,可以满足多个图像感应器同步采集和拼接定位处理单元拼接定位处理的高性能数据传输需求,提高了拼接同步定位的精度。
所述图像感应器,在具体应用中,如图3,安装在拼接墙单元A的正后方,其包括红外滤光片C、光学镜头F和CMOS数字图像感应器B。红外滤光片C放置于光学镜头F前面,与发光书写笔D的光波E相对应过滤干扰光源,CMOS数字图像感应器B用于采集所对应的拼接墙单元A的像素点亮度值数据。
在一优选实施例中,拼接定位处理单元向各个图像感应器发送一包含时间基准信息的同步采集信号,所有图像感应器在接收到该同步采集信号后同时采集相对应的拼接墙单元的像素点亮度值数据,并将采集的数据发送给所述发送器。这样可以提高各个图像感应器采集数据的同步性,进一步的提高了拼接同步定位的精度。
所述拼接定位处理单元,在具体应用中由一般的计算处理MCU及外围处理电路构成。可以用于配置所有图像感应器的采集参数,向各个图像感应器发送包含时间基准信息的同步采集信号,并接收数据传输单元传送的所有图像感应器采集的数据,完成整个拼接墙的拼接定位处理。拼接定位处理单元在接收到数据时,首先对接收的所有像素点亮度值数据进行过滤、去噪等预处理操作,去掉环境光和其他光源所带来的干扰,比如大面积区域亮度值偏高。然后对预处理后的所有像素点亮度值数据进行二值化处理,所述二值化处理操作,是拼接定位处理单元根据所有图像感应器采集的所有像素点亮度值数据进行简单的阈值过滤操作,即大于预定阈值的像素点亮度值设为1,小于的设为0完成二值化,该预定阈值可以根据不同的环境来设置。通过二值化处理可以快速提取出满足定位需求的光斑信息,相应地减少了后续过程中所需处理的数据量。二值化处理操作后的结果显示中有一块光斑信息,拼接定位处理单元计算其光斑中心位置完成拼接定位处理。
在一优选实施例中,所述图像感应器的采集区域大于所述拼接墙单元的预定行和列,即图像感应器的取景框会均匀扩展拍摄一个固定范围,比如亮度值矩阵增大固定行和固定列;每个图像感应器的采集数据区域大于与其对应的拼接墙单元的显示区域,这样可以保证每个图像感应器拍摄与其对应的拼接墙单元的所有桌面显示的像素点亮度值数据;
由于图像感应器拍摄采集拼接墙单元的数据时有一定的几何失真,根据图像感应器安装的位置不同,采集的数据产生的几何失真不同。所以为了对几何失真进行校正,所述拼接定位处理单元在对接收到的数据进行拼接定位处理之前,还用于根据预定的失真校正模板对接收到的数据进行校正,该失真校正模板可以是T型失真校正模板、枕型失真校正模板或桶形失真校正模板;所述拼接定位处理单元还用于根据最小均方差方法确定边缘像素值最匹配的行和列,完成各个拼接墙单元的拼接校正,由于各个图像感应器的采集范围比拼接墙单元的显示区域要大,所以拼接墙同步定位处理单元采用最小均方差算法来计算,将重叠区域相匹配的行和列作为拼缝处拼接校正的行和列,来完成各个拼接墙单元的拼接校正。
由此可见,本发明的拼接墙同步定位系统,由于发送器对采集的数据进行并串转换,即将采集的并行数据转换为串行数据,这样可以提高数据传输的速率,图像感应器不需要对采集到的数据进行压缩处理,拼接定位处理单元也不需要对数据进行解压缩处理,由于数据传输速率比较快,保证了拼接定位处理单元处理的是同一时刻采集到的数据,提高了拼接定位处理单元接收到的数据的同步性,也就是提高了拼接墙同步定位的精度。
本发明还揭示了一种拼接墙同步定位方法,如图2,包括步骤:
S101、采集各个拼接墙单元的像素点亮度值数据。在一优选实施例中,可以根据接收到的同步采集信号同时采集各个拼接墙单元的像素点亮度值数据,这样可以提高采集数据的同步性,进一步提高了拼接同步定位的精度。
S102、对采集到的数据依次进行数字编码处理、并串转换。
S103、接收所述并串转换后的数据,再依次进行串并转换、数据解码处理。
S104、接收所述数据解码处理后的数据,对该数据进行拼接定位处理。
在采集所述拼接墙单元的像素点亮度值数据时,采集区域大于所述拼接墙单元预定行和列;比如亮度值矩阵增大固定行和固定列;这样可以保证能采集到拼接墙单元的所有桌面显示的像素点亮度值数据;
由于在采集拼接墙单元的数据时有一定的几何失真,所以为了对几何失真进行校正,在对接收到的数据进行拼接定位处理之前,还包括步骤:根据预定的失真校正模板对接收到的数据进行校正,该失真校正模板可以是T型失真校正模板、枕型失真校正模板或桶形失真校正模板;及根据最小均方差方法确定边缘像素值最匹配的行和列,完成各个拼接墙单元的拼接校正。
在一优选实施例中,在接收所述数据解码处理后的数据后,对该数据进行拼接定位处理前,还包括步骤:对所述数据解码处理后的数据进行过滤、去噪处理。这样可以去掉环境光和其他光源所带来的干扰,比如大面积区域亮度值偏高。
在一优选实施例中,在接收所述数据解码处理后的数据后,对该数据进行拼接定位处理前,还包括步骤:对所述数据解码处理后的数据进行二值化处理。所述二值化处理,是拼接定位处理单元根据所有图像感应器采集的所有像素点亮度值数据进行简单的阈值过滤操作,即大于预定阈值的像素点亮度值设为1,小于的设为0完成二值化,该预定阈值可以根据不同的环境来设置。通过二值化处理可以快速提取出满足定位需求的光斑信息,相应地减少了后续过程中所需处理的数据量。
本发明的拼接墙同步定位其方法,由于对采集到的数据进行数据编码处理及并串转换后再传输,即将采集的并行数据转换为串行数据后再传输,这样可以提高数据传输的速率,由于数据传输速率比较快,保证了拼接定位处理时处理的是同一时刻采集到的数据,提高了拼接墙同步定位的精度。
以上所述的本发明实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1、一种拼接墙定位系统,包括拼接定位处理单元、多个拼接墙单元及多个图像感应器,每个拼接墙单元的后面安装有一个图像感应器;
其特征在于:还包括数据传输单元,该数据传输单元包括发送器和接收器,所述发送器的输入端与各个图像感应器的输出端连接,所述发送器的输出端通过所述接收器与所述拼接定位处理单元连接;
所述图像感应器用于采集所述拼接墙单元的像素点亮度值数据,并将采集到的数据发送给所述发送器,所述发送器对接收到的数据进行数据编码处理,再进行并串转换后输出到所述接收器,所述接收器对接收到的数据进行串并转换、再进行数据解码处理后输出到所述拼接定位处理单元,由所述拼接定位处理单元对接收到的数据进行拼接定位处理。
2、根据权利要求1所述的拼接墙定位系统,其特征在于:所述图像感应器的采集区域大于所述拼接墙单元的预定行和列;
所述拼接定位处理单元在对接收到的数据进行拼接定位处理之前,还用于根据预定的失真校正模板对接收到的数据进行校正,及根据最小均方差方法确定边缘像素值最匹配的行和列,完成各个拼接墙单元的拼接校正。
3、根据权利要求1或2所述的拼接墙定位系统,其特征在于:所述拼接定位处理单元在对接收到的数据进行拼接定位处理之前,还用于对接收到的数据进行过滤、去噪处理。
4、根据权利要求1或2所述的拼接墙定位系统,其特征在于:所述拼接墙定位处理单元在对接收到的数据进行拼接定位处理之前,还用于对接收到的数据进行二值化处理。
5、根据权利要求1或2所述的拼接墙定位系统,其特征在于:所述拼接定位处理单元还用于向各个图像感应器发送同步采集信号,各个图像感应器根据所述同步采集信号同时采集与其对应的拼接墙单元的像素点亮度值数据。
6、根据权利要求1所述的拼接墙定位系统,其特征在于:所述数据传输单元为SERDES数据传输单元。
7、一种拼接墙定位方法,其特征在于,包括步骤:
采集各个拼接墙单元的像素点亮度值数据;
对采集到的数据依次进行数字编码处理、并串转换;
接收所述并串转换后的数据,再依次进行串并转换、数据解码处理;
接收所述数据解码处理后的数据,对该数据进行拼接定位处理。
8、根据权利要求7所述的拼接墙定位方法,其特征在于:在采集所述拼接墙单元的像素点亮度值数据时,采集区域大于各个拼接墙单元的预定行和列;
在接收所述数据解码处理后的数据后,对该数据进行拼接定位处理前,还包括步骤:根据预定的失真校正模板对所述数据解码处理后的数据进行校正,及根据最小均方差方法确定边缘像素值最匹配的行和列,完成各个拼接墙单元的拼接校正。
9、根据权利要求7或8所述的拼接墙定位方法,其特征在于:在接收所述数据解码处理后的数据后,对该数据进行拼接定位处理前,还包括步骤:对所述数据解码处理后的数据进行过滤、去噪处理。
10、根据权利要求7或8所述的拼接墙定位方法,其特征在于:采集各个拼接墙单元的像素点亮度值数据,具体为:根据接收到的同步采集信号同时采集各个拼接墙单元的像素点亮度值数据。
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