本發(fā)明專利涉及聯(lián)合信息交互系統(tǒng)，尤其是指一種聯(lián)合信息交互系統(tǒng)的方法。

背景技術(shù)：

本人在申請?zhí)枮?00910180424x所描述的專利中公開了一種基于光學原理進行觸摸控制的通用光學觸摸屏裝置。該裝置能將任何顯示屏幕變成一個光學的觸摸屏。并將人的觸摸控制從觸屏旁邊解放出來：使用者用光束作為控制器，只要把“光點”發(fā)射到觸屏上，就能實現(xiàn)對觸屏的遙控點擊觸摸。

該專利中，為了實現(xiàn)用光點來對顯示屏幕的觸摸操作，利用攝像機不斷拍攝顯示屏幕，對拍得的圖像進行處理，識別出控制光點在顯示屏幕上指示的位置，進而依此控制計算機光標移動到此為止，從而實現(xiàn)了控制光點對計算機光標移動的控制。

如果直接使用識別出的控制光點來控制計算機光標相應(yīng)依次移動。那計算機光標移動的軌跡光滑程度主要由攝像機的拍攝幀率決定：攝像機的拍攝幀率越高，每秒能控制計算機光標移動的點數(shù)越多，相應(yīng)的移動軌跡就會越光滑。

由于攝像機硬件參數(shù)的限制，其拍攝頻率不能無限提高；以及受到計算機處理速度的限制，每秒種能夠處理的拍攝圖像幀率也有限。這就限制了計算機光標移動軌跡的光滑程度。對于需要實現(xiàn)光滑軌跡控制的操作(例如：在顯示屏幕上面寫字、繪畫等)來說造成很大制約。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明專利實施例的主要目的在于提供一種聯(lián)合信息交互系統(tǒng)的方法。

采用本發(fā)明專利所示的方法，能夠在不提高攝像機拍攝幀率下，大大提高光學觸摸屏控制光標移動軌跡的光滑程度。

一種聯(lián)合信息交互系統(tǒng)方法，其特征在于，采用增強校準點附近圖像相對于周圍環(huán)境圖像對比度的方法來進行抗環(huán)境光干擾。

優(yōu)選的，其特征在于，增強校準點附近圖像相對于周圍環(huán)境圖像對比度的方法，還包括，其一是增強校準點附近圖像對于周圍環(huán)境圖像的亮度差，其二是增強校準點附近圖像邊緣的光滑程度。

優(yōu)選的，其特征在于，增強校準點附近圖像對于周圍環(huán)境圖像的亮度差的方法，還包括，利用拍攝反色圖像相減的方法，以減小周圍環(huán)境光的亮度干擾。

優(yōu)選的，其特征在于，拍攝反色圖像相減的方法，還包括，在顯示屏幕上顯示校準原始圖及其反色圖像，利用拍攝所得的圖像相減獲得最終使用的經(jīng)過亮度差增強校準圖；實施的過程還包括，

先在屏幕上顯示校準圖，并拍攝下來獲得校準原始圖(101)；

然后緊接著在屏幕上顯示校準圖的反色圖，并拍攝下來獲得矯正參考圖(104)；

由于校準原始圖(101)和矯正參考圖(104)相鄰拍攝，從拍攝獲得的圖像可看出，周圍環(huán)境光比較類似；

這時，用校準原始圖(101)減去矯正參考圖(104)，得到最終使用的經(jīng)過亮度差增強的校準圖(106)；

由此可見，若用校準原始圖(101)直接來計算校準點，圖中(103)所指的區(qū)域?qū)Ψ綁K(102)在整體圖像中的亮度有較大的影響，很難精確的計算出各個方塊的頂點；而在獲得的最終使用的經(jīng)過亮度差增強的校準圖(106)中，如(103)所指的區(qū)域被(105)所指的區(qū)域減掉一樣，校準原始圖(101)和矯正參考圖(104)中不變的環(huán)境光部分被減掉了；此時，圖(106)中方塊較周圍環(huán)境光的亮度對比十分明顯；更易于圖像識別，獲得更準確的定位。

優(yōu)選的，其特征在于，兩幅圖像相減的算法，還包括，

用兩幅圖相同坐標位置的像素點的像素值相減獲得在該位置的結(jié)果圖案像素值：如圖1所示，設(shè)坐標點x，y處第一幅圖(101)的像素值為a，相同坐標點x，y處第二幅圖(104)的像素值為b，則在該坐標點x，y處兩幅圖的相減圖(106)的像素值為a-b；其中，若a-b的值小于零，則設(shè)為0；

優(yōu)選的，其特征在于，增強校準點附近圖像邊緣的光滑度的方法，還包括，是增強方塊相對于周圍環(huán)境圖像邊緣的光滑度。

優(yōu)選的，其特征在于，增強方塊相對于周圍環(huán)境圖像邊緣的光滑度的方法，還包括，增強方塊頂點附近圖像邊緣的光滑度。

優(yōu)選的，其特征在于，增強方塊頂點附近圖像邊緣的光滑度的方法，還包括，在顯示屏幕上特別顯示出方塊四個頂點附近小區(qū)域的圖像，用以獲得更光滑的方塊頂點附近圖像邊緣。

優(yōu)選的，其特征在于，獲得更光滑的方塊頂點附近圖像邊緣的方法，實施過程還包括，

首先，利用權(quán)利要求4所述的方法，用僅含方塊四個頂點附近小區(qū)域的校準原始圖(201)減去其矯正參考圖(202)獲得經(jīng)過亮度差增強的方塊頂點附近小區(qū)域圖(203)；圖(203)中方塊頂點附近圖像相比于周圍圖像亮度值增強。

然后，獲得方塊中心的填充圖案。為了后續(xù)圖像處理中提取方塊頂點的方便，需要將圖(203)的方塊中心填上。然后，利用權(quán)利要求4所述的方法，用方塊扣除四個頂點附近小區(qū)域后剩下的中心區(qū)域圖片(301)減去其矯正參考圖(302)獲得經(jīng)過亮度差增強的方塊中心填充圖(303)；圖(303)中方塊中心填充圖案相比于周圍圖像亮度值增強。

最后，將經(jīng)過亮度差增強的方塊頂點附近小區(qū)域圖(203)加上方塊中心的填充圖(303)，獲得最終使用的校準圖(401)。

優(yōu)選的，其特征在于，兩幅圖像相加的算法，還包括，

用兩幅圖相同坐標位置的像素點的像素值相加獲得在該位置的結(jié)果圖案像素值：如圖4所示，設(shè)坐標點x，y處第一幅圖(203)的像素值為a，相同坐標點x，y處第二幅圖(303)的像素值為b，則在該坐標點x，y處兩幅圖的相加圖(401)的像素值為a+b；其中，若a+b的值大于255，則設(shè)為255。

優(yōu)選的，其特征在于，獲得方塊中心的填充圖的方法，還包括，需要將填充圖案設(shè)置為略大于方塊減去其頂點附近區(qū)域后的空白區(qū)域，才能更有利于后續(xù)圖像處理中提取方塊頂點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明專利實施例所述的利用反色圖像相減來增強校準方塊相對于環(huán)境圖案亮度示意圖；

圖2為本發(fā)明專利實施例所述的利用反色圖像相減來獲得增強的方塊頂點區(qū)域示意圖；

圖3為本發(fā)明專利實施例所述的利用反色圖像相減來獲得方塊中心相對于周圍環(huán)境增強的填充圖案示意圖；

圖4為本發(fā)明專利實施例所述的將增強的方塊頂點區(qū)域和方塊中心填充圖案相加示意圖；

圖5為本發(fā)明專利實施例所述的經(jīng)過抗干擾設(shè)計的校準圖校準效果示意圖；

圖6為本發(fā)明專利實施例所述的校準前后對比圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明專利的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點表達得更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明專利再作進一步詳細的說明。

如圖1所示，a、b、c、d為從連續(xù)攝像拍攝到的四張圖中識別出來的控制光點的位置，若僅用它們直接控制計算機光標移動到相應(yīng)位置，那么計算機光標移動的軌跡為圖中線段ab、bc、cd；對于新拍攝的一張圖，設(shè)識別出來控制光點的位置為e，則計算機光標新增的移動軌跡為線段de。

圖2所示為經(jīng)過曲線擬合之后的光標移動軌跡。先以a、b、c、d四個點來擬合出曲線。當新的一個點e出現(xiàn)的時候，用曲線abcd的解析式計算出de的曲線軌跡。然后控制光標按照曲線de移動。

設(shè)a、b、c、d四個點的位置坐標分別為ax，ay、bx，by、cx，cy、dx，dy，則曲線abcd的解析式為：

設(shè)新的一點e的位置坐標為ex，ey，則，新增的曲線de可以視為曲線abcd的延伸，其解析式與相同。

ex＝x+ax*f+bx*g+cx*h

ey＝y(tǒng)+ay*f+by*g+cy*h

t＝1/(ndiv*i)

f＝t*t*(3-2*t)

g＝t*(t-1)*(t-1)

h＝t*t*(t-1)

ax＝

圖3所示為由第n，n+1，n+2，n+3個已知實測點，擬合出n+3點和新增的n+4點之間的曲線流程圖。

步驟301，記錄

要做到更精確的自動對準，就得增強攝像獲得的對準圖中方塊相對于周圍環(huán)境的對比度。

為了提高光學觸摸屏的自動定位精度，增強其在各種環(huán)境光下自動對準的抗環(huán)境光干擾能力，我們設(shè)計了如下方法：

方法一是增強方塊相對于周圍環(huán)境圖像的亮度，以減小周圍環(huán)境光的亮度干擾。可以采用拍攝顯示區(qū)域的反色圖像，利用圖像相減的方法。

具體的校準過程是：

先在顯示屏幕上面顯示含有校準方塊的校準圖，并拍攝下來獲得校準原始圖(101)；然后緊接著在顯示屏幕上面顯示校準圖的反色圖，并拍攝下來獲得矯正參考圖(104)。由于圖(101)和圖(104)相鄰拍攝，從獲得的圖像可看出，圖片中的環(huán)境光互相類似。

這時，用校準原始圖(101)減去矯正參考圖(104)，得到最終使用的經(jīng)過亮度差增強的校準圖(106)。

從獲得的圖像可看出，若用校準原始圖(101)直接來計算校準點，圖中(103)所指的區(qū)域?qū)Ψ綁K(102)在整體圖像中的亮度有較大的影響，很難精確的計算出各個方塊的頂點。而在獲得的最終使用的經(jīng)過亮度差增強的校準圖(106)中，如(103)所指的區(qū)域被(105)所指的區(qū)域減掉一樣，校準原始圖(101)和矯正參考圖(104)中不變的環(huán)境光部分被減掉了；此時，圖(106)中方塊較周圍環(huán)境光的亮度對比十分明顯；更易于圖像識別，獲得更準確的定位。

其中，兩幅圖像相減的算法是：用兩幅圖相同坐標位置的像素點的像素值相減獲得在該位置的結(jié)果圖案像素值：如圖1所示，設(shè)坐標點x，y處第一幅圖(101)的像素值為a，相同坐標點x，y處第二幅圖(104)的像素值為b，則在該坐標點x，y處兩幅圖的相減圖(106)的像素值為a-b；其中，若a-b的值小于零，則設(shè)為0；

方法二是增強方塊邊緣的光滑度，尤其是增強方塊頂點附近圖像邊緣的光滑度?？梢圆捎迷陲@示屏幕上特別顯示出方塊四個頂點附近小區(qū)域的圖像，用以獲得更光滑的方塊頂點附近圖像邊緣。如下是一個具體的實施過程：

首先，獲得方塊頂點附近的增強圖案。

利用圖1所示的方法，用僅含方塊四個頂點附近小區(qū)域的校準原始圖(201)減去其矯正參考圖(202)獲得經(jīng)過亮度差增強的方塊頂點附近小區(qū)域圖(203)；圖(203)中方塊頂點附近圖像相比于周圍圖像亮度值增強。

然后，獲得方塊中心的填充圖案。

為了后續(xù)圖像處理中提取方塊頂點的方便，需要將圖(203)的方塊中心填上。然后，利用圖1所示的方法，用方塊扣除四個頂點附近小區(qū)域后剩下的中心區(qū)域圖片(301)減去其矯正參考圖(302)獲得經(jīng)過亮度差增強的方塊中心填充圖(303)；圖(303)中方塊中心填充圖案相比于周圍圖像亮度值增強。

最后，將經(jīng)過亮度差增強的方塊頂點附近小區(qū)域圖(203)加上方塊中心的填充圖(303)，獲得最終使用的校準圖(401)。

兩幅圖像相加的算法是：用兩幅圖相同坐標位置的像素點的像素值相加獲得在該位置的結(jié)果圖案像素值：如圖4所示，設(shè)坐標點x，y處第一幅圖(203)的像素值為a，相同坐標點x，y處第二幅圖(303)的像素值為b，則在該坐標點x，y處兩幅圖的相加圖(401)的像素值為a+b；其中，若a+b的值大于255，則設(shè)為255。

需要注意的是，實測表明，需要將圖(301)方塊中心的菱形區(qū)域略大于圖(201)中方塊中心的空白區(qū)域，才能更有利于后續(xù)圖像處理中提取方塊頂點。

圖5為采用抗干擾設(shè)計的自動對準效果和未采用抗干擾設(shè)計的自動對準效果對比圖。

其中，(501)中背景圖為直接拍攝校準方塊獲得，其上標記了利用該圖計算出的頂點坐標；

(502)中背景圖為圖(401)，其上標記了利用圖(401)計算出的頂點坐標。

可以看到經(jīng)過抗干擾處理獲得的校準點坐標要更加精確得多。

以上所述，僅為本發(fā)明專利的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明專利的保護范圍之內(nèi)。