CN112637578B - 公共场所影像实时投影方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了公共场所影像实时投影方法和系统，其对拍摄得到的公共场所环境图像进行分析处理而确定公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息，并对应地得到进行影像投影对应的投影位置和投影面积，最后结合投影位置和人员存在状态信息，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，这样能够使位于不同区域的影像观看人员均能够观看到清晰的和无明显像差形变的投影影像，从而有效地改善在公共场所进行影像投影的自动化和智能化程度。

Description

公共场所影像实时投影方法和系统
技术领域
本发明涉及影像投影的技术领域，特别涉及公共场所影像实时投影方法和系统。
背景技术
目前，影像投影都是在专用的投影屏幕来进行的，并且投影屏幕的面积较大以及需要设置在相应的平面上才能实现高质量的影像投影。但是，在一般的公共场所并不配置有专用的投影屏幕来接收投影影像，这只能将影像投影在公共场所相应的空白墙面区域，而公共场所中人员位置变动较为频繁以及对应的空白墙面区域并不能与投影位置/投影面积需求相匹配，这对在公共场所进行高质量的影像实时投影提出了较高的要求。现有技术急需能够在公共场所进行高质量、高投影清晰度和能够根据影像观看人员的实际位置进行适应性调整的影像实时投影模式。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供公共场所影像实时投影方法和系统，其通过对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像，并对该公共场所环境图像进行分析处理，从而确定该公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息，并根据该可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置，以及根据该人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积，最后根据该投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据该实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度；可见，该公共场所影像实时投影方法和系统对拍摄得到的公共场所环境图像进行分析处理而确定公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息，并对应地得到进行影像投影对应的投影位置和投影面积，最后结合投影位置和人员存在状态信息，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，这样能够使位于不同区域的影像观看人员均能够观看到清晰的和无明显像差形变的投影影像，从而有效地改善在公共场所进行影像投影的自动化和智能化程度。
本发明提供公共场所影像实时投影方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像，并对所述公共场所环境图像进行分析处理，从而确定所述公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息；
步骤S2，根据所述可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置，以及根据所述人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积；
步骤S3，根据所述投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据所述实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度；
进一步，在所述步骤S1中，对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像，并对所述公共场所环境图像进行分析处理，从而确定所述公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息具体包括：
步骤S101，对所述公共场所进行扫描拍摄，以此获得相应的公共场所广角环境图像；
步骤S102，对所述公共场所广角环境图像进行背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此获得灰度化公共场所广角环境图像；
步骤S103，从所述灰度化公共场所广角环境图像中提取得到相应的图像纹理特征信息和图像轮廓特征信息，根据所述图像纹理特征信息中的图像纹理分布均匀度，确定所述公共场所的可投影区域面积范围，以及根据所述图像轮廓特征信息中的人体外形轮廓特征，确定所述公共场所的影像观看人员的存在位置；
进一步，在所述步骤S2中，根据所述可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置，以及根据所述人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积具体包括：
步骤S201，根据所述可投影区域面积范围和投影设备与所述可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对应的投影位置；
步骤S202，根据所述影像观看人员的存在位置，确定所述影像观看人员的分布面积，并根据所述影像观看人员的分布面积，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积；
进一步，在所述步骤S202中，根据所述影像观看人员的分布面积，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积具体包括：
利用下面公式(1)，根据所述影像观看人员的存在位置计算得到所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积S，
Figure BDA0002856580080000031
在上述公式(1)中，Li表示第i个影像观看人员的存在位置与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，Li+j表示第i+j个影像观看人员的存在位置与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，Li,i+j表示第i个影像观看人员的存在位置与第i+j个影像观看人员的存在位置之间的距离，K表示影像显示的纵横比，
Figure BDA0002856580080000032
表示将j的值从1取到n-i代入到括号内得到括号内的最大值，
Figure BDA0002856580080000033
表示将i的值从1取到n代入到括号内得到括号内的最大值，n表示影像观看人员的人数；
进一步，在所述步骤S3中，根据所述投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据所述实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度具体包括：
步骤S301，根据所述人员存在状态信息，将影像观看人员中与所述投影位置距离最远的影像观看人员确定为所述预定观看人员，并获取所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离以及所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度；
步骤S302，根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，确定所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度；
步骤S303，将所述实际清晰度与预设清晰度阈值进行比对，若所述实际清晰度小于所述预设清晰度阈值，则提高当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，否则，保持当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度不变；
进一步，在所述步骤S301中，根据所述人员存在状态信息，将影像观看人员中与所述投影位置距离最远的影像观看人员确定为所述预定观看人员，并获取所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离以及所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度具体包括：
第一、利用下面公式(2)，根据所述人员存在状态信息，得到所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离G，
Figure BDA0002856580080000041
在上述公式(2)中，Limax表示投影位置距离最远的影像观看人员与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，Dimax表示投影位置距离最远的影像观看人员与投影设备之间的距离，L表示影设备与所述可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，L0表示影设备与所述投影位置之间的距离；
第二、利用下面公式(3)，根据所述人员存在状态信息，得到所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度θ
Figure BDA0002856580080000051
在上述公式(3)中，G表示所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离，Limax表示投影位置距离最远的影像观看人员与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离；
以及，
在所述步骤S302中，根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，确定所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度具体包括：
利用下面公式(4)，根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，得到所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度E，
Figure BDA0002856580080000052
在上述公式(4)中，exp[]表示以自然常数e为底的指数函数。
本发明还提供公共场所影像实时投影系统，其特征在于，其包括公共场所拍摄模块、公共场所环境图像处理模块、投影位置确定模块、投影面积确定模块和投影分辨率/投影对比度调整模块；其中，
所述公共场所拍摄模块用于对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像；
所述公共场所环境图像处理模块用于对所述公共场所环境图像进行分析处理，从而确定所述公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息；
所述投影位置确定模块用于根据所述可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置；
所述投影面积确定模块用于根据所述人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积；
所述投影分辨率/投影对比度调整模块用于根据所述投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据所述实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度；
进一步，所述公共场所拍摄模块对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像具体包括：
对所述公共场所进行扫描拍摄，以此获得相应的公共场所广角环境图像以及，
所述公共场所环境图像处理模块对所述公共场所环境图像进行分析处理，从而确定所述公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息具体包括：
对所述公共场所广角环境图像进行背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此获得灰度化公共场所广角环境图像；
再从所述灰度化公共场所广角环境图像中提取得到相应的图像纹理特征信息和图像轮廓特征信息，根据所述图像纹理特征信息中的图像纹理分布均匀度，确定所述公共场所的可投影区域面积范围，以及根据所述图像轮廓特征信息中的人体外形轮廓特征，确定所述公共场所的影像观看人员的存在位置；
进一步，所述投影位置确定模块根据所述可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置具体包括：
根据所述可投影区域面积范围和投影设备与所述可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对应的投影位置；
以及，
所述投影面积确定模块根据所述人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积具体包括：
根据所述影像观看人员的存在位置，确定所述影像观看人员的分布面积，并根据所述影像观看人员的分布面积，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积；
进一步，所述投影分辨率/投影对比度调整模块根据所述投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据所述实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度具体包括：
根据所述人员存在状态信息，将影像观看人员中与所述投影位置距离最远的影像观看人员确定为所述预定观看人员，并获取所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离以及所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度；
并根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，确定所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度；
再将所述实际清晰度与预设清晰度阈值进行比对，若所述实际清晰度小于所述预设清晰度阈值，则提高当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，否则，保持当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度不变。
相比于现有技术，该公共场所影像实时投影方法和系统通过对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像，并对该公共场所环境图像进行分析处理，从而确定该公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息，并根据该可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置，以及根据该人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积，最后根据该投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据该实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度；可见，该公共场所影像实时投影方法和系统对拍摄得到的公共场所环境图像进行分析处理而确定公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息，并对应地得到进行影像投影对应的投影位置和投影面积，最后结合投影位置和人员存在状态信息，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，这样能够使位于不同区域的影像观看人员均能够观看到清晰的和无明显像差形变的投影影像，从而有效地改善在公共场所进行影像投影的自动化和智能化程度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的公共场所影像实时投影方法的流程示意图。
图2为本发明提供的公共场所影像实时投影系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，为本发明实施例提供的公共场所影像实时投影方法的流程示意图。该公共场所影像实时投影方法包括如下步骤：
步骤S1，对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像，并对该公共场所环境图像进行分析处理，从而确定该公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息；
步骤S2，根据该可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置，以及根据该人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积；
步骤S3，根据该投影位置和该人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据该实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度。
上述技术方案的有益效果为：该公共场所影像实时投影方法对拍摄得到的公共场所环境图像进行分析处理而确定公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息，并对应地得到进行影像投影对应的投影位置和投影面积，最后结合投影位置和人员存在状态信息，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，这样能够使位于不同区域的影像观看人员均能够观看到清晰的和无明显像差形变的投影影像，从而有效地改善在公共场所进行影像投影的自动化和智能化程度。
优选地，在该步骤S1中，对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像，并对该公共场所环境图像进行分析处理，从而确定该公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息具体包括：
步骤S101，对该公共场所进行扫描拍摄，以此获得相应的公共场所广角环境图像；
步骤S102，对该公共场所广角环境图像进行背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此获得灰度化公共场所广角环境图像；
步骤S103，从该灰度化公共场所广角环境图像中提取得到相应的图像纹理特征信息和图像轮廓特征信息，根据该图像纹理特征信息中的图像纹理分布均匀度，确定该公共场所的可投影区域面积范围，以及根据该图像轮廓特征信息中的人体外形轮廓特征，确定该公共场所的影像观看人员的存在位置。
上述技术方案的有益效果为：通过对该公共场所进行扫描拍摄并获得相应的公共场所广角环境图像，能够保证对该公共场所进行全面的覆盖拍摄，从而确保获得该公共场所中人员存在状态和可投影区域分布状态的细节；此外，当灰度化公共场所广角环境图像中的图像纹理分布均匀度较高，即表明对应区域的表面平滑度和颜色均匀度较高，这样能够将对应区域设置为相应的可投影区域，进而根据图像纹理分布均匀度较高的区域的面积范围就能够快速地和准确地确定该公共场所的可投影区域面积范围，而由于人体外形轮廓特征与环境背景轮廓特征之间存在明显的区别，通过该图像轮廓特征信息中的人体外形轮廓特征，能够快速地识别该公共场所的影像观看人员的存在位置。
优选地，在该步骤S2中，根据该可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置，以及根据该人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积具体包括：
步骤S201，根据该可投影区域面积范围和投影设备与该可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，确定该投影设备在该投影平面上进行影像投影对应的投影位置；
步骤S202，根据该影像观看人员的存在位置，确定该影像观看人员的分布面积，并根据该影像观看人员的分布面积，确定该投影设备在该投影平面上进行影像投影对象的投影面积。
上述技术方案的有益效果为：由于该可投影区域面积范围和投影设备与该可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离会影响投影设备在投影平面上的投影位置，通过相应的投影成像几何光学原理能够准确地确定该在该投影平面上进行影像投影对应的投影位置，同样地，为了使影像观看人员能够观看到尽可能大的投影影像，也可以通过相应的投影成像几何光学原理对该影像观看人员的分布面积进行分析计算，从而确定该投影设备在该投影平面上进行影像投影对象的投影面积。
优选地，在该步骤S202中，根据该影像观看人员的分布面积，确定该投影设备在该投影平面上进行影像投影对象的投影面积具体包括：
利用下面公式(1)，根据该影像观看人员的存在位置计算得到该投影设备在该投影平面上进行影像投影对象的投影面积S，
Figure BDA0002856580080000101
在上述公式(1)中，Li表示第i个影像观看人员的存在位置与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，Li+j表示第i+j个影像观看人员的存在位置与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，Li,i+j表示第i个影像观看人员的存在位置与第i+j个影像观看人员的存在位置之间的距离，K表示影像显示的纵横比，
Figure BDA0002856580080000111
表示将j的值从1取到n-i代入到括号内得到括号内的最大值，
Figure BDA0002856580080000112
表示将i的值从1取到n代入到括号内得到括号内的最大值，n表示影像观看人员的人数。
上述技术方案的有益效果为：利用公式(1)根据所述影像观看人员的存在位置计算得到所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积，目的是通过分析所述影像观看人员的分布情况得到与之相匹配的投影面积，保证每一个所述影像观看人员都可以观看到投影。
优选地，在该步骤S3中，根据该投影位置和该人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据该实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度具体包括：
步骤S301，根据该人员存在状态信息，将影像观看人员中与该投影位置距离最远的影像观看人员确定为该预定观看人员，并获取该预定观看人员与该投影位置之间的观看距离以及该预定观看人员相对于该投影位置的视线方向与该投影平面的法线方向之间的相对角度；
步骤S302，根据该观看距离、该相对角度和该投影面积，确定该预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度；
步骤S303，将该实际清晰度与预设清晰度阈值进行比对，若该实际清晰度小于该预设清晰度阈值，则提高当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，否则，保持当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度不变。
上述技术方案的有益效果为：由于该预定观看人员与该投影位置之间的观看距离以及该预定观看人员相对于该投影位置的视线方向与该投影平面的法线方向之间的相对角度直接影响该预定观看人员观看投影影像的清晰度，通过相应的投影成像几何光学原理能够准确地确定该预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，并在该实际清晰度较低的情况下，提高当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，从而改善预定观看人员的影像观看体验。
优选地，在该步骤S301中，根据该人员存在状态信息，将影像观看人员中与该投影位置距离最远的影像观看人员确定为该预定观看人员，并获取该预定观看人员与该投影位置之间的观看距离以及该预定观看人员相对于该投影位置的视线方向与该投影平面的法线方向之间的相对角度具体包括：
第一、利用下面公式(2)，根据该人员存在状态信息，得到该预定观看人员与该投影位置之间的观看距离G，
Figure BDA0002856580080000121
在上述公式(2)中，Limax表示投影位置距离最远的影像观看人员与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，Dimax表示投影位置距离最远的影像观看人员与投影设备之间的距离，L表示影设备与该可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，L0表示影设备与该投影位置之间的距离；
第二、利用下面公式(3)，根据该人员存在状态信息，得到该预定观看人员相对于该投影位置的视线方向与该投影平面的法线方向之间的相对角度θ
Figure BDA0002856580080000122
在上述公式(3)中，G表示该预定观看人员与该投影位置之间的观看距离，Limax表示投影位置距离最远的影像观看人员与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离；
以及，
在该步骤S302中，根据该观看距离、该相对角度和该投影面积，确定该预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度具体包括：
利用下面公式(4)，根据该观看距离、该相对角度和该投影面积，得到该预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度E，
Figure BDA0002856580080000131
在上述公式(4)中，exp[]表示以自然常数e为底的指数函数。
上述技术方案的有益效果为：利用公式(2)以及公式(3)根据人员存在状态信息，得到预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离以及预定观看人员相对于投影位置的视线方向与投影平面的法线方向之间的相对角度，从而准确的获得预定观看人员的观看投影的情况；最后利用公式(4)根据观看距离、相对角度和投影面积，得到预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，从而分析出预定观看人员的实际清晰度；上述过程保证了计算出来的数据的准确性从而保证反映实际清晰度的准确性。
参阅图2，为本发明实施例提供的公共场所影像实时投影系统的结构示意图。该公共场所影像实时投影系统包括公共场所拍摄模块、公共场所环境图像处理模块、投影位置确定模块、投影面积确定模块和投影分辨率/投影对比度调整模块；其中，
该公共场所拍摄模块用于对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像；
该公共场所环境图像处理模块用于对该公共场所环境图像进行分析处理，从而确定该公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息；
该投影位置确定模块用于根据该可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置；
该投影面积确定模块用于根据该人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积；
该投影分辨率/投影对比度调整模块用于根据该投影位置和该人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据该实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度。
上述技术方案的有益效果为：该公共场所影像实时投影系统对拍摄得到的公共场所环境图像进行分析处理而确定公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息，并对应地得到进行影像投影对应的投影位置和投影面积，最后结合投影位置和人员存在状态信息，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，这样能够使位于不同区域的影像观看人员均能够观看到清晰的和无明显像差形变的投影影像，从而有效地改善在公共场所进行影像投影的自动化和智能化程度。
优选地，该公共场所拍摄模块对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像具体包括：
对该公共场所进行扫描拍摄，以此获得相应的公共场所广角环境图像
以及，
该公共场所环境图像处理模块对该公共场所环境图像进行分析处理，从而确定该公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息具体包括：
对该公共场所广角环境图像进行背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此获得灰度化公共场所广角环境图像；
再从该灰度化公共场所广角环境图像中提取得到相应的图像纹理特征信息和图像轮廓特征信息，根据该图像纹理特征信息中的图像纹理分布均匀度，确定该公共场所的可投影区域面积范围，以及根据该图像轮廓特征信息中的人体外形轮廓特征，确定该公共场所的影像观看人员的存在位置。
上述技术方案的有益效果为：通过对该公共场所进行扫描拍摄并获得相应的公共场所广角环境图像，能够保证对该公共场所进行全面的覆盖拍摄，从而确保获得该公共场所中人员存在状态和可投影区域分布状态的细节；此外，当灰度化公共场所广角环境图像中的图像纹理分布均匀度较高，即表明对应区域的表面平滑度和颜色均匀度较高，这样能够将对应区域设置为相应的可投影区域，进而根据图像纹理分布均匀度较高的区域的面积范围就能够快速地和准确地确定该公共场所的可投影区域面积范围，而由于人体外形轮廓特征与环境背景轮廓特征之间存在明显的区别，通过该图像轮廓特征信息中的人体外形轮廓特征，能够快速地识别该公共场所的影像观看人员的存在位置。
优选地，该投影位置确定模块根据该可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置具体包括：
根据该可投影区域面积范围和投影设备与该可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，确定该投影设备在该投影平面上进行影像投影对应的投影位置；
以及，
该投影面积确定模块根据该人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积具体包括：
根据该影像观看人员的存在位置，确定该影像观看人员的分布面积，并根据该影像观看人员的分布面积，确定该投影设备在该投影平面上进行影像投影对象的投影面积。
上述技术方案的有益效果为：由于该可投影区域面积范围和投影设备与该可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离会影响投影设备在投影平面上的投影位置，通过相应的投影成像几何光学原理能够准确地确定该在该投影平面上进行影像投影对应的投影位置，同样地，为了使影像观看人员能够观看到尽可能大的投影影像，也可以通过相应的投影成像几何光学原理对该影像观看人员的分布面积进行分析计算，从而确定该投影设备在该投影平面上进行影像投影对象的投影面积。
优选地，该投影分辨率/投影对比度调整模块根据该投影位置和该人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据该实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度具体包括：
根据该人员存在状态信息，将影像观看人员中与该投影位置距离最远的影像观看人员确定为该预定观看人员，并获取该预定观看人员与该投影位置之间的观看距离以及该预定观看人员相对于该投影位置的视线方向与该投影平面的法线方向之间的相对角度；
并根据该观看距离、该相对角度和该投影面积，确定该预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度；
再将该实际清晰度与预设清晰度阈值进行比对，若该实际清晰度小于该预设清晰度阈值，则提高当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，否则，保持当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度不变。
上述技术方案的有益效果为：由于该预定观看人员与该投影位置之间的观看距离以及该预定观看人员相对于该投影位置的视线方向与该投影平面的法线方向之间的相对角度直接影响该预定观看人员观看投影影像的清晰度，通过相应的投影成像几何光学原理能够准确地确定该预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，并在该实际清晰度较低的情况下，提高当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，从而改善预定观看人员的影像观看体验。
从上述实施例的内容可知，该公共场所影像实时投影方法和系统通过对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像，并对该公共场所环境图像进行分析处理，从而确定该公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息，并根据该可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置，以及根据该人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积，最后根据该投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据该实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度；可见，该公共场所影像实时投影方法和系统对拍摄得到的公共场所环境图像进行分析处理而确定公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息，并对应地得到进行影像投影对应的投影位置和投影面积，最后结合投影位置和人员存在状态信息，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，这样能够使位于不同区域的影像观看人员均能够观看到清晰的和无明显像差形变的投影影像，从而有效地改善在公共场所进行影像投影的自动化和智能化程度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.公共场所影像实时投影方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像，并对所述公共场所环境图像进行分析处理，从而确定所述公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息；
步骤S2，根据所述可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置，以及根据所述人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积；
步骤S3，根据所述投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据所述实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度；
其中，在所述步骤S1中，对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像，并对所述公共场所环境图像进行分析处理，从而确定所述公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息具体包括：
步骤S101，对所述公共场所进行扫描拍摄，以此获得相应的公共场所广角环境图像；
步骤S102，对所述公共场所广角环境图像进行背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此获得灰度化公共场所广角环境图像；
步骤S103，从所述灰度化公共场所广角环境图像中提取得到相应的图像纹理特征信息和图像轮廓特征信息，根据所述图像纹理特征信息中的图像纹理分布均匀度，确定所述公共场所的可投影区域面积范围，以及根据所述图像轮廓特征信息中的人体外形轮廓特征，确定所述公共场所的影像观看人员的存在位置；
其中，在所述步骤S2中，根据所述可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置，以及根据所述人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积具体包括：
步骤S201，根据所述可投影区域面积范围和投影设备与所述可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对应的投影位置；
步骤S202，根据所述影像观看人员的存在位置，确定所述影像观看人员的分布面积，并根据所述影像观看人员的分布面积，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积；
其中，在所述步骤S202中，根据所述影像观看人员的分布面积，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积具体包括：
利用下面公式(1)，根据所述影像观看人员的存在位置计算得到所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积S，
Figure FDA0003199719430000021
在上述公式(1)中，Li表示第i个影像观看人员的存在位置与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，Li+j表示第i+j个影像观看人员的存在位置与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，Li,i+j表示第i个影像观看人员的存在位置与第i+j个影像观看人员的存在位置之间的距离，K表示影像显示的纵横比，
Figure FDA0003199719430000022
表示将j的值从1取到n-i代入到括号内得到括号内的最大值，
Figure FDA0003199719430000023
表示将i的值从1取到n代入到括号内得到括号内的最大值，n表示影像观看人员的人数；
其中，在所述步骤S3中，根据所述投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据所述实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度具体包括：
步骤S301，根据所述人员存在状态信息，将影像观看人员中与所述投影位置距离最远的影像观看人员确定为所述预定观看人员，并获取所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离以及所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度；
步骤S302，根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，确定所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度；
步骤S303，将所述实际清晰度与预设清晰度阈值进行比对，若所述实际清晰度小于所述预设清晰度阈值，则提高当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，否则，保持当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度不变；
其中，在所述步骤S301中，根据所述人员存在状态信息，将影像观看人员中与所述投影位置距离最远的影像观看人员确定为所述预定观看人员，并获取所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离以及所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度具体包括：
第一、利用下面公式(2)，根据所述人员存在状态信息，得到所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离G，
Figure FDA0003199719430000031
在上述公式(2)中，Limax表示投影位置距离最远的影像观看人员与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，Dimax表示投影位置距离最远的影像观看人员与投影设备之间的距离，L表示影设备与所述可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，L0表示影设备与所述投影位置之间的距离；
第二、利用下面公式(3)，根据所述人员存在状态信息，得到所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度θ
Figure FDA0003199719430000041
在上述公式(3)中，G表示所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离，Limax表示投影位置距离最远的影像观看人员与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离；
以及，
在所述步骤S302中，根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，确定所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度具体包括：
利用下面公式(4)，根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，得到所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度E，
Figure FDA0003199719430000042
在上述公式(4)中，exp[]表示以自然常数e为底的指数函数。
2.公共场所影像实时投影系统，其特征在于，其包括公共场所拍摄模块、公共场所环境图像处理模块、投影位置确定模块、投影面积确定模块和投影分辨率/投影对比度调整模块；其中，
所述公共场所拍摄模块用于对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像；
所述公共场所环境图像处理模块用于对所述公共场所环境图像进行分析处理，从而确定所述公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息；
所述投影位置确定模块用于根据所述可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置；
所述投影面积确定模块用于根据所述人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积；
所述投影分辨率/投影对比度调整模块用于根据所述投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据所述实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度；
其中，所述公共场所拍摄模块对公共场所的投影区域进行拍摄，以此获得公共场所环境图像具体包括：
对所述公共场所进行扫描拍摄，以此获得相应的公共场所广角环境图像以及，
所述公共场所环境图像处理模块对所述公共场所环境图像进行分析处理，从而确定所述公共场所的人员存在状态信息和可投影区域范围信息具体包括：
对所述公共场所广角环境图像进行背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此获得灰度化公共场所广角环境图像；
再从所述灰度化公共场所广角环境图像中提取得到相应的图像纹理特征信息和图像轮廓特征信息，根据所述图像纹理特征信息中的图像纹理分布均匀度，确定所述公共场所的可投影区域面积范围，以及根据所述图像轮廓特征信息中的人体外形轮廓特征，确定所述公共场所的影像观看人员的存在位置；
其中，所述投影位置确定模块根据所述可投影区域范围信息，确定进行影像投影对应的投影位置具体包括：
根据所述可投影区域面积范围和投影设备与所述可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对应的投影位置；
以及，
所述投影面积确定模块根据所述人员存在状态信息，确定进行影像投影对应的投影面积具体包括：
根据所述影像观看人员的存在位置，确定所述影像观看人员的分布面积，并根据所述影像观看人员的分布面积，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积；
其中，所述根据所述影像观看人员的分布面积，确定所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积具体包括：
利用下面公式(1)，根据所述影像观看人员的存在位置计算得到所述投影设备在所述投影平面上进行影像投影对象的投影面积S，
Figure FDA0003199719430000061
在上述公式(1)中，Li表示第i个影像观看人员的存在位置与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，Li+j表示第i+j个影像观看人员的存在位置与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，Li,i+j表示第i个影像观看人员的存在位置与第i+j个影像观看人员的存在位置之间的距离，K表示影像显示的纵横比，
Figure FDA0003199719430000062
表示将j的值从1取到n-i代入到括号内得到括号内的最大值，
Figure FDA0003199719430000063
表示将i的值从1取到n代入到括号内得到括号内的最大值，n表示影像观看人员的人数；
其中，所述投影分辨率/投影对比度调整模块根据所述投影位置和所述人员存在状态信息，确定预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度，再根据所述实际清晰度，调整当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度具体包括：
根据所述人员存在状态信息，将影像观看人员中与所述投影位置距离最远的影像观看人员确定为所述预定观看人员，并获取所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离以及所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度；
并根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，确定所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度；
再将所述实际清晰度与预设清晰度阈值进行比对，若所述实际清晰度小于所述预设清晰度阈值，则提高当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度，否则，保持当前影像投影的投影分辨率和/或投影对比度不变；其中，所述根据所述人员存在状态信息，将影像观看人员中与所述投影位置距离最远的影像观看人员确定为所述预定观看人员，并获取所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离以及所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度具体包括：
第一、利用下面公式(2)，根据所述人员存在状态信息，得到所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离G，
Figure FDA0003199719430000071
在上述公式(2)中，Limax表示投影位置距离最远的影像观看人员与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，Dimax表示投影位置距离最远的影像观看人员与投影设备之间的距离，L表示影设备与所述可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离，L0表示影设备与所述投影位置之间的距离；
第二、利用下面公式(3)，根据所述人员存在状态信息，得到所述预定观看人员相对于所述投影位置的视线方向与所述投影平面的法线方向之间的相对角度θ
Figure FDA0003199719430000072
在上述公式(3)中，G表示所述预定观看人员与所述投影位置之间的观看距离，Limax表示投影位置距离最远的影像观看人员与可投影区域面积范围所在的投影平面之间的距离；
以及，
所述根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，确定所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度具体包括：
利用下面公式(4)，根据所述观看距离、所述相对角度和所述投影面积，得到所述预定观看人员观看到投影影像的实际清晰度E，
Figure FDA0003199719430000081
在上述公式(4)中，exp[]表示以自然常数e为底的指数函数。
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