CN111757075A - 一种动态投影方法及系统 - Google Patents

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郭玉湖
陈宏�
方振华
关胤
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Abstract

一种动态投影方法及系统，其中方法包括如下步骤，在被拍摄区域进行投影，检测被拍摄区域的画面是否有移动，当检测到被拍摄区域的画面有移动时，中止投影，当检测到被拍摄区域的画面恢复静止后，再根据被拍摄区域的画面进行重新投影。上述技术方案通过检测被拍摄区域内的画面是否有移动，在判断为是的时候停止投影仪的动作，最后能够达到避免在追踪投影时候会出现的拖影或是投影帧率不足造成的卡顿延迟等问题。

Description

一种动态投影方法及系统
技术领域
本发明涉及光学分析设计领域，尤其涉及一种通过实时摄像机获取对象区域并对对象区域画面进行投影的方法及系统。
背景技术
现有的视频摄制、互动领域，结合高效的运算处理器，可以实时直接将摄制到的画面进行有关叠加画面的处理运算，并通过投影仪进行混合显示的叠加。这种方案在被摄制区域进行平移时候可能会导致下列情况，如投影画面运动导致用户的眼部不适，或是投影画面帧率不足造成的眩光或拖影，如果可以一定的技术手段解决被设置区域的画面平移，并作出相应反馈，可以一定程度上解决上述问题。
发明内容
为此，需要提供一种能够进行视觉画面分析并重新投影的技术方案。
为实现上述目的，发明人提供一种动态投影方法，包括如下步骤，在被拍摄区域进行投影，检测被拍摄区域的画面是否有移动，当检测到被拍摄区域的画面有移动时，中止投影，当检测到被拍摄区域的画面恢复静止后，再根据被拍摄区域的画面进行重新投影。
具体地，检测被拍摄区域的画面是否有移动具体包括步骤，检测被拍摄区域的画面的若干特征点的帧移动速率是否大于预设阈值。
进一步地，检测被拍摄区域的画面是否有移动具体包括步骤，从被拍摄区域的画面中减去投影画面，得到原始画面，在若干设定帧的原始画面间进行比较，计算重叠率是否小于阈值。
具体地，根据被拍摄区域的画面进行重新投影，具体包括步骤，计算特征点或特征线段的相对位移，对投影坐标进行变换后进行重新投影。
具体地，根据被拍摄区域的画面进行重新投影，具体包括步骤，根据预设的投影与被拍摄区域的相对位置关系在变换后的被拍摄区域进行投影。
一种动态投影系统，包括投影仪、摄像单元、控制单元；
所述摄像单元用于获取被拍摄区域的画面；
所述投影仪用于，对被拍摄区域进行投影，
所述控制单元用于检测被拍摄区域的画面是否有移动，当检测到被拍摄区域的画面有移动时，控制投影仪中止投影，当检测到被拍摄区域的画面恢复静止后，再根据被拍摄区域的画面进行重新投影。
可选地，所述控制单元检测被拍摄区域的画面是否有移动具体包括，检测被拍摄区域的画面的若干特征点的帧移动速率是否大于预设阈值。
具体地，所述控制单元检测被拍摄区域的画面是否有移动具体包括，从被拍摄区域的画面中减去投影画面，得到原始画面，在若干设定帧的原始画面间进行比较，计算重叠率是否小于阈值。
具体地，所述投影仪用于根据被拍摄区域的画面进行重新投影，具体包括，控制单元计算特征点或特征线段的相对位移，对投影坐标进行变换后控制投影仪进行重新投影。
具体地，所述投影仪用于根据被拍摄区域的画面进行重新投影，具体包括，控制单元根据预设的投影与被拍摄区域的相对位置关系控制投影仪在变换后的被拍摄区域进行投影。
区别于现有技术，上述技术方案通过检测被拍摄区域内的画面是否有移动，在判断为是的时候停止投影仪的动作，最后能够达到避免在追踪投影时候会出现的拖影或是投影帧率不足造成的卡顿延迟等问题。
附图说明
图1为具体实施方式所述的一种动态投影方法流程图；
图2为具体实施方式所述的一种动态投影系统模块图。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1，为本发明中一种动态投影方法，一般的实施例中，我们的方案需要借助图2所示的动态投影系统来完成，一种动态投影系统，包括投影仪200、摄像单元202、控制单元204。借助该系统进行的方法包括如下步骤，S100在被拍摄区域进行投影，S102检测被拍摄区域的画面是否有移动，S104当检测到被拍摄区域的画面有移动时，中止投影，S106当检测到被拍摄区域的画面恢复静止后，再根据被拍摄区域的画面进行重新投影。其中，所述被拍摄区域可以是某种曲面，我们可以以某种平面为例，被拍摄区域的画面为摄像单元的视野范围，投影仪向该范围内的平面投影出光学影像，摄像机在实时获得被拍摄区域的影像时，始终对该影像画面通过控制单元进行解析。控制单元可以为单片机、处理器、控制器等等。控制单元实时进行画面的动态跟踪，当判断到被拍摄的画面中影像有移动后，就控制投影仪中止投影，避免了拖影的发生或是投影的闪屏。在动态跟踪检测到画面内的影像恢复静止之后，再根据静止之后的影像重新进行投影，能够达到在混合现实叠加投影中的优化显示问题。
在进一步的一些实施例中，在控制单元进行检测，判断被拍摄区域的画面即摄像单元获取到的画面是否有移动时，这里的移动可以为整个画面的移动，也可以是部分画面如画面中的某些物体进行了移动，视该识别算法本身的预设跟踪物体的移动来进行相关对象的判断，如某些实施例中，具体的物体为被拍摄平面上的纸张及纸张上呈现的内容。而具体的跟踪方法可以通过如下步骤实现：检测被拍摄区域的画面的若干特征点的帧移动速率是否大于预设阈值。这里的特征点可以是暗色的斑点，因为投影无法投出暗色内容，因此暗色的斑点直接跟踪可以有效地确定被拍摄区域的有效内容从而避免投影图像的干扰。在优选的实施例中，暗色内容选为黑色，即一般书本上呈现的铅字或印刷图片均可成为特横店的选取用例。在特征点选取好之后，帧移动速率可以参照投影单元坐标系中的坐标距离/帧来进行，如选取10帧画面内的平均移动大于1单位距离/帧，可以判断为被拍摄区域的画面移动。单位距离的大小可以根据需要自行设定。同样地选取像素作为基准判断单位像素距离/帧也是可行的方案。
其他一些进一步的实施例中，检测被拍摄区域的画面是否有移动具体包括步骤，从被拍摄区域的画面中减去投影画面，得到原始画面，在若干设定帧的原始画面间进行比较，计算重叠率是否小于阈值。一般来说，若干设定帧可以为相邻帧，也可以选取被拍摄区域画面的间隔5帧，即第1帧和第6帧；或是间隔10帧、20帧等，并以此设定对应的阈值，如相邻帧之间的重叠率小于95％，并持续5帧以上则判定为画面有移动；或是间隔5帧之间的重叠率均小于90％，判定为该5帧的对应画面进行了移动；或是或是间隔10帧之间的重叠率均小于90％，判定为该10帧的对应画面进行了移动，等等。在这种原始画面的计算方法中，需要对人手部动作的干扰进行判断，如通过机器学习将手部相关区域画面删除或补全之后再进行对比等等。通过以上方法，能够更好地检测拍摄区域画面的移动。
为了更好地对画面进行重新投影，在具体的实施例中，我们进行包括步骤，计算特征点或特征线段的相对位移，对投影坐标进行变换后进行重新投影。特征点或特征线段的选取方法可以参照上文，如选取暗色点进行跟踪，或跟踪图片、纸面轮廓等等，在重新定位时比较结束投影时与当前时刻的坐标变换，直接将变换的角度、距离赋值给投影仪进行投影即可。另一些具体的实施例中，根据被拍摄区域的画面进行重新投影，通过以下方法：直接重新解析变换后的被拍摄区域画面，投影素材跟被拍摄区域中的展示内容有既定位置关系，依照预设的投影与被拍摄区域的既定的相对位置关系，控制单元直接控制投影仪在变换后的被拍摄区域即新的位置坐标进行投影。
一种动态投影系统，包括投影仪200、摄像单元202、控制单元204；
所述摄像单元202用于获取被拍摄区域的画面；
所述投影仪200用于，对被拍摄区域进行投影，
所述控制单元204用于检测被拍摄区域的画面是否有移动，当检测到被拍摄区域的画面有移动时，控制投影仪200中止投影，当检测到被拍摄区域的画面恢复静止后，再根据被拍摄区域的画面进行重新投影。
可选地，所述控制单元204检测被拍摄区域的画面是否有移动具体包括，检测被拍摄区域的画面的若干特征点的帧移动速率是否大于预设阈值。
具体地，所述控制单元检测被拍摄区域的画面是否有移动具体包括，从被拍摄区域的画面中减去投影画面，得到原始画面，在若干设定帧的原始画面间进行比较，计算重叠率是否小于阈值。
具体地，所述投影仪200用于根据被拍摄区域的画面进行重新投影，具体包括，控制单元204计算特征点或特征线段的相对位移，对投影坐标进行变换后控制投影仪进行重新投影。
具体地，所述投影仪200用于根据被拍摄区域的画面进行重新投影，具体包括，控制单元204根据预设的投影与被拍摄区域的相对位置关系控制投影仪200在变换后的被拍摄区域进行投影。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动态投影方法，其特征在于，包括如下步骤，在被拍摄区域进行投影，检测被拍摄区域的画面是否有移动，当检测到被拍摄区域的画面有移动时，中止投影，当检测到被拍摄区域的画面恢复静止后，再根据被拍摄区域的画面进行重新投影。
2.根据权利要求1所述的动态投影方法，其特征在于，检测被拍摄区域的画面是否有移动具体包括步骤，检测被拍摄区域的画面的若干特征点的帧移动速率是否大于预设阈值。
3.根据权利要求1所述的动态投影方法，其特征在于，检测被拍摄区域的画面是否有移动具体包括步骤，从被拍摄区域的画面中减去投影画面，得到原始画面，在若干设定帧的原始画面间进行比较，计算重叠率是否小于阈值。
4.根据权利要求1所述的动态投影方法，其特征在于，根据被拍摄区域的画面进行重新投影，具体包括步骤，计算特征点或特征线段的相对位移，对投影坐标进行变换后进行重新投影。
5.根据权利要求1所述的动态投影方法，其特征在于，根据被拍摄区域的画面进行重新投影，具体包括步骤，根据预设的投影与被拍摄区域的相对位置关系在变换后的被拍摄区域进行投影。
6.一种动态投影系统，其特征在于，包括投影仪、摄像单元、控制单元；
所述摄像单元用于获取被拍摄区域的画面；
所述投影仪用于，对被拍摄区域进行投影，
所述控制单元用于检测被拍摄区域的画面是否有移动，当检测到被拍摄区域的画面有移动时，控制投影仪中止投影，当检测到被拍摄区域的画面恢复静止后，再根据被拍摄区域的画面进行重新投影。
7.根据权利要求6所述的动态投影系统，其特征在于，所述控制单元检测被拍摄区域的画面是否有移动具体包括，检测被拍摄区域的画面的若干特征点的帧移动速率是否大于预设阈值。
8.根据权利要求6所述的动态投影系统，其特征在于，所述控制单元检测被拍摄区域的画面是否有移动具体包括，从被拍摄区域的画面中减去投影画面，得到原始画面，在若干设定帧的原始画面间进行比较，计算重叠率是否小于阈值。
9.根据权利要求6所述的动态投影系统，其特征在于，所述投影仪用于根据被拍摄区域的画面进行重新投影，具体包括，控制单元计算特征点或特征线段的相对位移，对投影坐标进行变换后控制投影仪进行重新投影。
10.根据权利要求6所述的动态投影系统，其特征在于，所述投影仪用于根据被拍摄区域的画面进行重新投影，具体包括，控制单元根据预设的投影与被拍摄区域的相对位置关系控制投影仪在变换后的被拍摄区域进行投影。
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