一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法专利检索-框图企业组织专利检索查询-专利查询网

一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法

阅读：542发布：2020-06-10

专利汇可以提供一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法，涉及掩膜图获取技术领域。本发明包括采集样本、融合外框图、提取掩膜图。本发明采取的是绘制八个不同方向的条纹图并投射到墙壁上，通过相机抓取获得对应的不同方向的外框图；将多张外框图经过处理后融合为一张融合图，有效的避免受到其他软件的干扰；当抓取一张外框图突然弹出其他软件时，其他外框图可以弥补软件挡住的空缺；有效的避免因突然弹出软件导致的掩膜图不完整的问题，提高了掩膜图的完整性、提高了效率。，下面是一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法，其特征在于，包括：采集样本、融合外框图、提取掩膜图；其中：
所述采集样本具体包括：
A000：绘制纯黑全屏图和八张纯黑背景不同方向的条纹图；
A001：通过相机抓取所述纯黑全屏图获取背景图；
A002：通过相机抓取八张所述条纹图获取八张外框图；
其中，八张所述外框图包括：四边外框图、0度外框图、90度外框图、30度外框图、60度外框图、15度外框图、75度外框图、45度外框图；
所述融合外框图具体包括：对所述外框图融合前处理、八张外框图融合处理；
其中，对所述外框图融合前处理包括如下过程：
B000：用外框图像素值减去背景图像素值获得差图；
B001：遍历所述差图并依次对像素点进行八方向梯度处理获得梯度处理图；
B002：对所述梯度处理图进行二值化处理获得二值化图；
其中，八张外框图融合处理包括如下过程：
C000：将四外边框图的二值化图赋值背景图获得四外边框图的预融图；
C001：将剩余七张外框图的二值化图进行C000处理获得对应的预融图；
C002：将四外边框图的预融图与剩余七张外框图的预融图通过相与函数进行融合处理获得融合图；
其中，提取掩膜图包括如下过程：
获取所述融合图连通域集合中的最大连通域maxContour；将所述最大连通域maxContour的图像像素赋值背景图并获得掩膜图。
2.根据权利要求1所述的一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法，其特征在于，所述条纹图是在纯黑色背景上绘制的白色40像素宽度的条纹；八张所述条纹图包括：四边条纹图、0度条纹图、90度条纹图、30度条纹图、60度条纹图、15度条纹图、75度条纹图、45度条纹图。
3.根据权利要求1所述的一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法，其特征在于，B001中遍历所述差图具体包括如下：
确认所述差图遍历范围和遍历顺序；
所述遍历范围为差图上的矩形框；所述矩形框四边距差图四边距离均为step；
所述遍历顺序为逐行遍历且遍历始点为(0，0)。
4.根据权利要求1所述的一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法，其特征在于，所述对像素点八方向梯度处理的过程如下：
T000：确认像素点CurrPt(x,y)及梯度距离step，其中x＝step，y＝step；
T001：将像素点CurrPt(x,y)像素与左上点LeftTopPt(x-step,y-step)像素作差获取左上差值leftTopDiff，将像素点CurrPt(x,y)像素与右下点RightBottomPt(x+step,y+step)像素作差获取右下差值rightBottomDiff，获取左上差值leftTopDiff和右下差值rightBottomDiff中最小值并赋值于edgeVal；
T002：将像素点CurrPt(x,y)像素与上点TopPt(x,y-step)像素作差获取上差值topDiff，将像素点CurrPt(x,y)像素与下点BottomPt(x,y+step)像素作差获取下差值bottomDiff，获取上差值topDiff与下差值bottomDiff中最小值并赋值于tempVal1；
T003：将像素点CurrPt(x,y)像素与右上点RightTopPt(x+step,y-step)像素作差获取右上差值rightTopDiff，将像素点CurrPt(x,y)像素与左下点LeftBottomPt(x+step,y+step)像素作差获取左下差值leftBottomDiff，获取右上差值rightTopDiff与左下差值leftBottomDiff中最小值并赋值于tempVal2；
T004：将像素点CurrPt(x,y)像素与左点LeftPt(x-step,y)像素作差获取左差值leftDiff，将像素点CurrPt(x,y)像素与右点RightPt(x+step,y)像素作差获取右差值rightDiff，获取左差值leftDiff与右差值rightDif中最小值并赋值于tempVal3；
T005：获取tempVal1、tempVal2、tempVal3、edgeVal中最大值并赋值于edgeVal；
T006：将edgeVal赋值于像素点CurrPt(x,y)灰度值。
5.根据权利要求1所述的一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法，其特征在于，所述二值化处理包括如下过程：
遍历所述梯度处理图的二维数据，将所述梯度处理图的灰度值减去背景图像的灰度值获取差值；若所述差值大于临界值，则梯度处理图的当前行、列的灰度值为255；否则，梯度处理图的当前行、列的灰度值为0；所述临界值的范围为20-50像素。
6.根据权利要求1所述的一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法，其特征在于，所述连通域指图像中具有相同像素值且位置相邻的前景像素点组成的图像区域的轮廓。

说明书全文

一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法

技术领域

[0001] 本发明属于掩膜图获取技术领域，特别是涉及一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法。

背景技术

[0002] 交互式课堂教学系统是集合电脑、投影仪、相机、红外发射器等产品，实现交互的功能。“交互”是投影面用手指或红外激光笔触控来实现和操作电脑屏幕一样效果的方法。

[0003] 在使用交互式投影的时候需要进行自动标定和手动标定，自动标定和手动标定是为了计算投影面和电脑屏幕之间的映射关系，从而进行操作投影面来模拟鼠标事件，实现交互的功能。在自动和手动标定之前，都需要得到掩膜图，以掩膜图来确定在使用交互式投影的时候可以操控的范围，超过这个范围将无法使用交互式投影。mask图就是通过投影仪投射一张外框图，然后通过相机抓取该图，再进行一系列的处理后，得到的图像白色区域就是用户使用交互式投医系统可以操控范围的大小。原有方法：目前得到掩膜图的方法是绘制单个外框图，投射到墙壁上，通过相机抓取外框图，经过图像处理后，得到一张掩膜图，这种方法在软件想要标定投射外框图通过相机抓取的时候，如果突然出现一些其他软件，例如：360安全卫士、输入法等，遮挡住外框图的时候，那么得到的外框图就会有很大的缺口，在后期图像处理的时候就会得到一张不完整的掩膜图，会导致软件无法正常使用。

[0004] 本发明致力于发明一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法，用于解决现有的掩膜图获取过程中界面突然弹出导致掩膜图不完整的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法，通过绘制八个不同方向的条纹图并投射到墙壁上，通过相机抓取获得对应的不同方向的外框图；将多张外框图经过处理后融合为一张融合图，解决了现有的掩膜图获取过程中界面突然弹出导致掩膜图不完整的问题。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

[0007] 本发明为一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法，包括：采集样本、融合外框图、提取掩膜图；其中：

[0008] 所述采集样本具体包括：

[0009] A000：绘制纯黑全屏图和八张纯黑背景不同方向的条纹图；

[0010] A001：通过相机抓取所述纯黑全屏图获取背景图；

[0011] A002：通过相机抓取八张所述条纹图获取八张外框图；

[0012] 其中，八张所述外框图包括：四边外框图、0度外框图、90度外框图、30度外框图、60度外框图、15度外框图、75度外框图、45度外框图；

[0013] 所述融合外框图具体包括：对所述外框图融合前处理、八张外框图融合处理；

[0014] 其中，对所述外框图融合前处理包括如下过程：

[0015] B000：用外框图像素值减去背景图像素值获得差图；

[0016] B001：遍历所述差图并依次对像素点进行八方向梯度处理获得梯度处理图；

[0017] B002：对所述梯度处理图进行二值化处理获得二值化图；

[0018] 其中，八张外框图融合处理包括如下过程：

[0019] C000：将四外边框图的二值化图赋值背景图获得四外边框图的预融图；

[0020] C001：将剩余七张外框图的二值化图进行C000处理获得对应的预融图；

[0021] C002：将四外边框图的预融图与剩余七张外框图的预融图通过相与函数进行融合处理获得融合图；

[0022] 其中，提取掩膜图包括如下过程：

[0023] 获取所述融合图连通域集合中的最大连通域maxContour；将所述最大连通域maxContour的图像像素赋值背景图并获得掩膜图。

[0024] 优选地，所述条纹图是在纯黑色背景上绘制的白色40像素宽度的条纹；八张所述条纹图包括：四边条纹图、0度条纹图、90度条纹图、30度条纹图、60度条纹图、15度条纹图、75度条纹图、45度条纹图。

[0025] 优选地，B001中遍历所述差图具体包括如下：

[0026] 确认所述差图遍历范围和遍历顺序；

[0027] 所述遍历范围为差图上的矩形框；所述矩形框四边距差图四边距离均为step；

[0028] 所述遍历顺序为逐行遍历且遍历始点为(0，0)。

[0029] 优选地，所述对像素点八方向梯度处理的过程如下：

[0030] T000：确认像素点CurrPt(x,y)及梯度距离step，其中x＝step，y＝step；

[0031] T001：将像素点CurrPt(x,y)像素与左上点LeftTopPt(x-step,y-step)像素作差获取左上差值leftTopDiff，将像素点CurrPt(x,y)像素与右下点RightBottomPt(x+step,y+step)像素作差获取右下差值rightBottomDiff，获取左上差值leftTopDiff和右下差值rightBottomDiff中最小值并赋值于edgeVal；

[0032] T002：将像素点CurrPt(x,y)像素与上点TopPt(x,y-step)像素作差获取上差值topDiff，将像素点CurrPt(x,y)像素与下点BottomPt(x,y+step)像素作差获取下差值bottomDiff，获取上差值topDiff与下差值bottomDiff中最小值并赋值于tempVal1；

[0033] T003：将像素点CurrPt(x,y)像素与右上点RightTopPt(x+step,y-step)像素作差获取右上差值rightTopDiff，将像素点CurrPt(x,y)像素与左下点LeftBottomPt(x+step,y+step)像素作差获取左下差值leftBottomDiff，获取右上差值rightTopDiff与左下差值leftBottomDiff中最小值并赋值于tempVal2；

[0034] T004：将像素点CurrPt(x,y)像素与左点LeftPt(x-step,y)像素作差获取左差值leftDiff，将像素点CurrPt(x,y)像素与右点RightPt(x+step,y)像素作差获取右差值rightDiff，获取左差值leftDiff与右差值rightDif中最小值并赋值于tempVal3；

[0035] T005：获取tempVal1、tempVal2、tempVal3、edgeVal中最大值并赋值于edgeVal；

[0036] T006：将edgeVal赋值于像素点CurrPt(x,y)灰度值。

[0037] 优选地，所述二值化处理包括如下过程：

[0038] 遍历所述梯度处理图的二维数据，将所述梯度处理图的灰度值减去背景图像的灰度值获取差值；若所述差值大于临界值，则梯度处理图的当前行、列的灰度值为255；否则，梯度处理图的当前行、列的灰度值为0；所述临界值的范围为20-50像素。

[0039] 优选地，所述连通域指图像中具有相同像素值且位置相邻的前景像素点组成的图像区域的轮廓。

[0040] 本发明具有以下有益效果：

[0041] 本发明采取的是绘制八个不同方向的条纹图并投射到墙壁上，通过相机抓取获得对应的不同方向的外框图；将多张外框图经过处理后融合为一张融合图，有效的避免受到其他软件的干扰；当抓取一张外框图突然弹出其他软件时，其他外框图可以弥补软件挡住的空缺；有效的避免因突然弹出软件导致的掩膜图不完整的问题，提高了掩膜图的完整性、提高了效率。

[0042] 当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明

[0043] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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。

[0044] 图1为本发明中采集样本的流程图；

[0045] 图2为本发明中对外框图融合前处理的流程图；

[0046] 图3为本发明中八张外框图融合处理的流程图；

[0047] 图4为本发明中的背景图；

[0048] 图5为本发明中的四边外框图；

[0049] 图6为本发明中的60度外框图；

[0050] 图7为本发明中的75度外框图；

[0051] 图8为本发明中的45度外框图；

[0052] 图9为本发明中的90度外框图；

[0053] 图10为本发明中的0度外框图；

[0054] 图11为本发明中的75度外框图；

[0055] 图12为本发明中的15度外框图；

[0056] 图13为本发明中的掩膜图；

[0057] 图14为本发明中的像素点及梯度点结构示意图；

[0058] 图15为本发明中的遍历范围示意图；

[0059] 图16为本发明中对像素点八方向梯度处理的流程图。

具体实施方式

[0060] 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它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0061] 本发明为一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法，包括：采集样本、融合外框图、提取掩膜图；其中：

[0062] 请参阅图1与图4，采集样本具体包括：

[0063] A000：绘制纯黑全屏图和八张纯黑背景不同方向的条纹图；

[0064] A001：通过相机抓取纯黑全屏图获取背景图；

[0065] A002：通过相机抓取八张条纹图获取八张外框图；

[0066] 请参阅图5-12所示，八张外框图包括：四边外框图、0度外框图、90度外框图、30度外框图、60度外框图、15度外框图、75度外框图、45度外框图；

[0067] 融合外框图具体包括：对外框图融合前处理、八张外框图融合处理；

[0068] 请参阅图2所示，对外框图融合前处理包括如下过程：

[0069] B000：用外框图像素值减去背景图像素值获得差图；

[0070] B001：遍历差图并依次对像素点进行八方向梯度处理获得梯度处理图；

[0071] B002：对梯度处理图进行二值化处理获得二值化图；

[0072] 请参阅图3所示，八张外框图融合处理包括如下过程：

[0073] C000：将四外边框图的二值化图赋值背景图获得四外边框图的预融图；

[0074] C001：将剩余七张外框图的二值化图进行C000处理获得对应的预融图；

[0075] C002：将四外边框图的预融图与剩余七张外框图的预融图通过相与函数进行融合处理获得融合图；

[0076] 请参阅图13所示，提取掩膜图包括如下过程：

[0077] 获取融合图连通域集合中的最大连通域maxContour；将最大连通域maxContour的图像像素赋值背景图并获得掩膜图。

[0078] 其中，条纹图是在纯黑色背景上绘制的白色40像素宽度的条纹；八张条纹图包括：四边条纹图、0度条纹图、90度条纹图、30度条纹图、60度条纹图、15度条纹图、75度条纹图、
45度条纹图。

[0079] 其中，B001中遍历差图具体包括如下：

[0080] 确认差图遍历范围和遍历顺序；

[0081] 遍历范围为差图上的矩形框；矩形框四边距差图四边距离均为step；

[0082] 遍历顺序为逐行遍历且遍历始点为(0，0)。

[0083] 请参阅图14-16所示，对像素点八方向梯度处理的过程如下：

[0084] T000：确认像素点CurrPt(x,y)及梯度距离step，其中x＝step，y＝step；

[0085] T001：将像素点CurrPt(x,y)像素与左上点LeftTopPt(x-step,y-step)像素作差获取左上差值leftTopDiff，将像素点CurrPt(x,y)像素与右下点RightBottomPt(x+step,y+step)像素作差获取右下差值rightBottomDiff，获取左上差值leftTopDiff和右下差值rightBottomDiff中最小值并赋值于edgeVal；

[0086] T002：将像素点CurrPt(x,y)像素与上点TopPt(x,y-step)像素作差获取上差值topDiff，将像素点CurrPt(x,y)像素与下点BottomPt(x,y+step)像素作差获取下差值bottomDiff，获取上差值topDiff与下差值bottomDiff中最小值并赋值于tempVal1；

[0087] T003：将像素点CurrPt(x,y)像素与右上点RightTopPt(x+step,y-step)像素作差获取右上差值rightTopDiff，将像素点CurrPt(x,y)像素与左下点LeftBottomPt(x+step,y+step)像素作差获取左下差值leftBottomDiff，获取右上差值rightTopDiff与左下差值leftBottomDiff中最小值并赋值于tempVal2；

[0088] T004：将像素点CurrPt(x,y)像素与左点LeftPt(x-step,y)像素作差获取左差值leftDiff，将像素点CurrPt(x,y)像素与右点RightPt(x+step,y)像素作差获取右差值rightDiff，获取左差值leftDiff与右差值rightDif中最小值并赋值于tempVal3；

[0089] T005：获取tempVal1、tempVal2、tempVal3、edgeVal中最大值并赋值于edgeVal；

[0090] T006：将edgeVal赋值于像素点CurrPt(x,y)灰度值。

[0091] 其中，二值化处理包括如下过程：

[0092] 遍历梯度处理图的二维数据，将梯度处理图的灰度值减去背景图像的灰度值获取差值；若差值大于临界值，则梯度处理图的当前行、列的灰度值为255；否则，梯度处理图的当前行、列的灰度值为0；临界值的范围为20-50像素。

[0093] 其中，连通域指图像中具有相同像素值且位置相邻的前景像素点组成的图像区域的轮廓。

[0094] 值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

[0095] 另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成。

[0096] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种变频器故障诊断方法	2020-05-13	336
基于知识的装配工艺设计方法、系统及介质	2020-05-13	653
一种批量切割放置图形生成方法及装置	2020-05-08	534
一种基于三种探鱼模式飞行控制算法的智能钓鱼无人机方法	2020-05-08	685
一种电网故障下并网变流器韧性评估方法	2020-05-11	79
姿势估计方法、装置、设备及存储介质	2020-05-12	424
一种特高压混合级联直流输电系统中多MMC换流器间不平衡电流的均衡控制策略	2020-05-14	97
一种基于执法办案区场景下的倒地异常行为识别方法	2020-05-08	655
一种基于鱼眼镜头的单目测距方法	2020-05-13	740
基于KCF的目标跟踪优化算法	2020-05-08	769

一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法

一种交互式课堂教学系统自动获取掩膜图方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：