專利名稱：一種紅外環(huán)境光濾除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種紅外環(huán)境光濾除方法。
背景技術(shù)：
目前電子白板系統(tǒng)，當(dāng)使用信號(hào)發(fā)射裝置操作時(shí)，信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出有效紅外光信號(hào)以供信號(hào)接收裝置采集，信號(hào)接收裝置采集該有效紅外光信號(hào)后形成帶灰度的數(shù)據(jù)，信號(hào)接收裝置再根據(jù)一預(yù)設(shè)定的灰度閥值與所述該灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較形成二值化數(shù)據(jù)，然后計(jì)算有效光信號(hào)的重心，該有效光信號(hào)重心就是信號(hào)發(fā)射裝置的操作位置信息，該操作 位置信息再經(jīng)信號(hào)接收裝置中的通訊模塊傳輸至電腦，形成鼠標(biāo)操作事件，從而達(dá)到通過(guò)信號(hào)操作信號(hào)發(fā)射裝置的動(dòng)作來(lái)操作電腦的目的。但是現(xiàn)有的電子白板系統(tǒng)在使用過(guò)程中，如果在信號(hào)接收裝置采集區(qū)域內(nèi)存在環(huán)境光時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)對(duì)信號(hào)發(fā)射裝置無(wú)響應(yīng)或誤響應(yīng)等無(wú)法正常使用的現(xiàn)象。目前通過(guò)提高信號(hào)發(fā)射裝置紅外管發(fā)光功率來(lái)提高有效光信號(hào)強(qiáng)度，然后再通過(guò)加大預(yù)設(shè)定灰度閥值，來(lái)濾除低于該設(shè)定閥值的環(huán)境光，這樣會(huì)帶來(lái)信號(hào)發(fā)射裝置耗電量大、使用時(shí)間短的缺點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于仍然存在超出有效光信號(hào)強(qiáng)度的環(huán)境光時(shí)，仍然無(wú)法有效濾除，只能通過(guò)借助外部措施來(lái)解決該應(yīng)用難題，如關(guān)閉應(yīng)用環(huán)境中燈光、設(shè)置不透光的窗簾或者另?yè)袷褂玫攸c(diǎn)來(lái)解決。這樣就會(huì)給使用該系統(tǒng)帶來(lái)不方便或者徹底無(wú)法應(yīng)用的難題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中交互白板系統(tǒng)在使用過(guò)程中，如果在信號(hào)接收裝置采集區(qū)域內(nèi)存在環(huán)境光時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)對(duì)信號(hào)發(fā)射裝置無(wú)響應(yīng)或誤響應(yīng)等無(wú)法正常使用的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種信號(hào)接收裝置在采集信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射有效紅外光信號(hào)時(shí)，能夠有效濾除高于有效紅外光強(qiáng)度(即灰度)的環(huán)境光的方法，從而實(shí)現(xiàn)了該交互白板應(yīng)用不再受環(huán)境光的影響。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種紅外環(huán)境光濾除方法，其特征在于包括以下步驟(I)、系統(tǒng)啟動(dòng)完成后，信號(hào)接收裝置根據(jù)紅外接收放大器中的解調(diào)信號(hào)來(lái)判斷信號(hào)發(fā)射裝置是否有操作動(dòng)作；(2)、當(dāng)信號(hào)發(fā)射裝置沒(méi)有操作時(shí)，信號(hào)接收裝置實(shí)時(shí)存儲(chǔ)圖像采集模塊采集的環(huán)境光;(3)、當(dāng)信號(hào)發(fā)射裝置有操作時(shí)，信號(hào)接收裝置將圖像采集模塊采集到的有效光、環(huán)境光并存的實(shí)時(shí)灰度數(shù)據(jù)與已存儲(chǔ)的環(huán)境光灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行各像素比對(duì)；(4)、當(dāng)步驟(3)中某一像素的實(shí)時(shí)灰度數(shù)據(jù)小于等于已存儲(chǔ)的同一像素的環(huán)境光灰度數(shù)據(jù)時(shí)，該像素被濾除；(5)、當(dāng)步驟(3)中某一像素的實(shí)時(shí)灰度數(shù)據(jù)大于已存儲(chǔ)的同一像素的環(huán)境光灰度數(shù)據(jù)時(shí)，該像素為有效像素，記錄該像素X坐標(biāo)和y坐標(biāo)；
(6)、根據(jù)圖像采集模塊設(shè)定的幀周期，將該幀周期內(nèi)各有效像素X坐標(biāo)累加至X坐標(biāo)累加和，各有效像素I坐標(biāo)累加至Y坐標(biāo)累加和，并統(tǒng)計(jì)有效像素的數(shù)量；(7)、通過(guò)除法運(yùn)算得出有效光斑區(qū)域的重心Xg、Yg，該重心數(shù)據(jù)Xg、Yg經(jīng)信號(hào)接收裝置傳輸至上位機(jī)，通過(guò)上位機(jī)形成相應(yīng)操作。前述的一種紅外環(huán)境光濾除方法，其特征在于所述信號(hào)發(fā)射裝置能夠發(fā)出940nm波段，38KHz頻率的紅外脈沖光。 前述的一種紅外環(huán)境光濾除方法，其特征在于所述信號(hào)接收裝置能夠解調(diào)940nm波段，38KHz頻率的紅外脈沖光。前述的一種紅外環(huán)境光濾除方法，其特征在于所述信號(hào)發(fā)射裝置無(wú)操作時(shí)，信號(hào)接收裝置無(wú)解調(diào)輸出，解調(diào)信號(hào)為高電平。前述的一種紅外環(huán)境光濾除方法，其特征在于所述信號(hào)發(fā)射裝置有操作時(shí)，信號(hào)接收裝置有解調(diào)輸出，解調(diào)信號(hào)為低電平。本發(fā)明的有益效果是I、通過(guò)紅外接收放大器解調(diào)信號(hào)的高低來(lái)判斷是否有信號(hào)發(fā)射裝置操作時(shí)發(fā)出的940nm波段、38kHz紅外光，可有效分辨出有效光信號(hào)操作時(shí)段，再通過(guò)實(shí)時(shí)采集的有效光、環(huán)境光并存的實(shí)時(shí)灰度數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器中的環(huán)境光數(shù)據(jù)進(jìn)行各像素比對(duì)的方法，可有效屏蔽已存儲(chǔ)的環(huán)境光灰度高于有效光灰度的區(qū)域，在該屏蔽區(qū)域外，可繼續(xù)正常使用有效光信號(hào)操作；當(dāng)該環(huán)境光撤除或亮度低于有效紅外光的亮度時(shí)，再次采用實(shí)時(shí)采集的有效光、環(huán)境光并存的實(shí)時(shí)灰度數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器中的環(huán)境光數(shù)據(jù)進(jìn)行各像素比對(duì)的方法，該屏蔽區(qū)域立即變成正常使用區(qū)域，可繼續(xù)正常使用有效光信號(hào)操作。2、信號(hào)發(fā)射裝置采用脈沖發(fā)光的方式，即間隔發(fā)光，這樣相比于持續(xù)發(fā)光的裝置會(huì)降低功耗，從而延長(zhǎng)了信號(hào)發(fā)射裝置中電源模塊中電池使用時(shí)間。3、適用多只信號(hào)發(fā)射裝置，可以供多人同時(shí)在交互白板上使用。


圖I是本發(fā)明紅外環(huán)境光濾除方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。如圖I所示，在信號(hào)發(fā)射裝置內(nèi)設(shè)置有一脈沖調(diào)制模塊、一紅外發(fā)射管、一電源模塊以及一聯(lián)動(dòng)開關(guān)，光電式交互白板系統(tǒng)使用者握持信號(hào)發(fā)射裝置進(jìn)行操作時(shí)，聯(lián)動(dòng)開關(guān)閉合，紅外發(fā)射管在脈沖調(diào)制模塊控制下按照一預(yù)設(shè)定頻率fs的脈沖方式間隔發(fā)光，相應(yīng)的，在信號(hào)接收裝置內(nèi)設(shè)置有一紅外遙控接收放大器，所述紅外遙控接收放大器能夠?qū)π盘?hào)發(fā)射裝置中紅外發(fā)射管調(diào)制頻率fs可靠解調(diào)，其解調(diào)后的信號(hào)Signal輸出至信號(hào)接收裝置的數(shù)據(jù)處理模塊。所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)所述解調(diào)信號(hào)Signal來(lái)判斷信號(hào)發(fā)射裝置是否有操作，當(dāng)信號(hào)發(fā)射裝置無(wú)任何操作動(dòng)作時(shí)，紅外發(fā)射管不發(fā)光，另，由于環(huán)境光無(wú)脈沖調(diào)制特征，故紅外遙控接收放大器無(wú)解調(diào)輸出，解調(diào)信號(hào)Signal默認(rèn)值為高電平High_signal。當(dāng)信號(hào)發(fā)射裝置有操作時(shí)，紅外發(fā)射管按照頻率fs的脈沖方式間隔發(fā)光，紅外遙控接收放大器有解調(diào)輸出，且解調(diào)信號(hào)Signal由原來(lái)的默認(rèn)高電平High_signal轉(zhuǎn)為低電平 Low_signal。當(dāng)信號(hào)接收裝置的數(shù)據(jù)處理模塊被輸入的解調(diào)信號(hào)Signal為高電平High_signal時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊將圖像采集模塊采集到的環(huán)境光數(shù)據(jù)background_data存儲(chǔ)至RAM(random access memory)隨機(jī)存儲(chǔ)器中，同理，只要數(shù)據(jù)處理模塊被輸入的解調(diào)信號(hào)Signal為高電平High_signal，數(shù)據(jù)處理模塊將圖像采集模塊采集到的環(huán)境光數(shù)據(jù)background_data 覆蓋原來(lái) RAM (random access memory)隨機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ) background_data的數(shù)據(jù)區(qū)域,直至所述解調(diào)信號(hào)Signal由原來(lái)的默認(rèn)高電平High_signal轉(zhuǎn)為低電平LoW_signal，即信號(hào)發(fā)射裝置有操作動(dòng)作，此刻，數(shù)據(jù)處理模塊將圖像采集模塊采集到的信號(hào)發(fā)射裝置紅外發(fā)光管發(fā)出的有效光、環(huán)境光并存的實(shí)時(shí)灰度數(shù)據(jù)Real_data與存儲(chǔ)
至RAM (random access memory)隨機(jī)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)background_data進(jìn)行各像素--
比對(duì)，當(dāng)同一像素的實(shí)時(shí)灰度數(shù)據(jù)Real_data大于RAM (random access memory)隨機(jī)存儲(chǔ)器中的環(huán)境光數(shù)據(jù)background_data時(shí),將該有效像素點(diǎn)的坐標(biāo)x, y累加至x坐標(biāo)累加和Sum_x、y坐標(biāo)累加和Sum_y中，并統(tǒng)計(jì)有效像素點(diǎn)數(shù)量Count_pixcel,當(dāng)同一像素的實(shí)時(shí)灰度數(shù)據(jù)Real_data小于等于RAM(random access memory)隨機(jī)存儲(chǔ)器中的環(huán)境光數(shù)據(jù)background_data時(shí),該像素點(diǎn)被忽略,并不參與任何計(jì)算，當(dāng)圖像采集模塊按照設(shè)定中貞速每巾貞采集結(jié)束后，數(shù)據(jù)處理模塊按照公式Sum_x除以Count_pixcel、Sum_y除以Count_Pixcel分別得出有效光區(qū)域的重心Xg、Yg，即得出信號(hào)發(fā)射裝置的操作位置，該重心Xg、Yg數(shù)據(jù)經(jīng)信號(hào)接收裝置中的傳輸模塊傳輸至電腦PC，形成鼠標(biāo)事件。同理，當(dāng)存在一只以上信號(hào)發(fā)射裝置同時(shí)操作時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊會(huì)分別計(jì)算出各有效光區(qū)域的X坐標(biāo)累加和Sum_xi、y坐標(biāo)累加和Sum_yi以及有效像素點(diǎn)的數(shù)量Count_pixceli,根據(jù)公式 Sum_xi 除以 Count_pixceli、Sum_yi 除以 Count_pixceli 分別得出有效光區(qū)域的重心Xgi、Ygi。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該 了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種紅外環(huán)境光濾除方法，其特征在于包括以下步驟 (1)、系統(tǒng)啟動(dòng)完成后，信號(hào)接收裝置根據(jù)紅外接收放大器中的解調(diào)信號(hào)來(lái)判斷信號(hào)發(fā)射裝置是否有操作動(dòng)作； (2)、當(dāng)信號(hào)發(fā)射裝置沒(méi)有操作時(shí)，信號(hào)接收裝置實(shí)時(shí)存儲(chǔ)圖像采集模塊采集的環(huán)境光灰度數(shù)據(jù)； (3)、當(dāng)信號(hào)發(fā)射裝置有操作時(shí)，信號(hào)接收裝置將圖像采集模塊采集到的有效光、環(huán)境光并存的實(shí)時(shí)灰度數(shù)據(jù)與已存儲(chǔ)的環(huán)境光灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行各像素比對(duì)； (4)、當(dāng)步驟(3)中某一像素的實(shí)時(shí)灰度數(shù)據(jù)小于等于已存儲(chǔ)的同一像素的環(huán)境光灰度數(shù)據(jù)時(shí)，該像素被濾除； (5)、當(dāng)步驟(3)中某一像素的實(shí)時(shí)灰度數(shù)據(jù)大于已存儲(chǔ)的同一像素的環(huán)境光灰度數(shù)據(jù)時(shí)，該像素為有效像素，記錄該像素X坐標(biāo)和y坐標(biāo)； (6)、根據(jù)圖像采集模塊設(shè)定的幀周期，將該幀周期內(nèi)各有效像素X坐標(biāo)累加至X坐標(biāo)累加和，各有效像素I坐標(biāo)累加至Y坐標(biāo)累加和，并統(tǒng)計(jì)有效像素的數(shù)量； (7)、通過(guò)除法運(yùn)算得出有效光斑區(qū)域的重心Xg、Yg,該重心數(shù)據(jù)Xg、Yg經(jīng)信號(hào)接收裝置傳輸至上位機(jī)，通過(guò)上位機(jī)形成相應(yīng)操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種紅外環(huán)境光濾除方法，其特征在于所述信號(hào)發(fā)射裝置能夠發(fā)出940nm波段，38KHz頻率的紅外脈沖光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種紅外環(huán)境光濾除方法，其特征在于所述信號(hào)接收裝置能夠解調(diào)940nm波段，38KHz頻率的紅外脈沖光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種紅外環(huán)境光濾除方法，其特征在于所述信號(hào)發(fā)射裝置無(wú)操作時(shí)，信號(hào)接收裝置無(wú)解調(diào)輸出，解調(diào)信號(hào)為高電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種紅外環(huán)境光濾除方法，其特征在于所述信號(hào)發(fā)射裝置有操作時(shí)，信號(hào)接收裝置有解調(diào)輸出，解調(diào)信號(hào)為低電平。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紅外環(huán)境光濾除方法，在沒(méi)有有效光信號(hào)操作時(shí)，采集到的數(shù)據(jù)為環(huán)境光數(shù)據(jù)且被存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器中；當(dāng)出現(xiàn)有效光信號(hào)操作時(shí)，采集到的數(shù)據(jù)為有效光、環(huán)境光并存的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，此實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與最近存儲(chǔ)的環(huán)境光數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)各像素一一比對(duì)，濾除所有低于或等于存儲(chǔ)的同一像素環(huán)境光灰度數(shù)值的像素，記錄高于存儲(chǔ)的同一像素的環(huán)境光灰度的像素的x、y坐標(biāo)累積和以及有效點(diǎn)數(shù)量，并計(jì)算出有效光重心。本發(fā)明解決了交互白板系統(tǒng)在使用過(guò)程中，信號(hào)接收裝置采集區(qū)域內(nèi)存在環(huán)境光時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)對(duì)信號(hào)發(fā)射裝置無(wú)響應(yīng)或誤響應(yīng)等無(wú)法正常使用的問(wèn)題，提供了一種信號(hào)接收裝置，能夠有效濾除紅外環(huán)境光的方法，使得交互白板在使用時(shí)不再受環(huán)境光影響。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102663690SQ20121008089
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者趙文龍 申請(qǐng)人:南京芒冠光電科技股份有限公司