专利名称：一种构造大屏幕多点触摸屏的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种基于图像分析技术的图像显示领域，尤其涉及一种构造大 屏幕多点触摸屏的系统与方法。
背景技术：
目前，公知的触摸屏系统是通过磁感或者压电感应原理构造的，随着人机 交互要求的不断提高，出现了多点触摸屏系统，现已普遍的应用于手机或游戏 机等小屏幕设备上。目前军事沙盘、电子娱乐游戏等领域对大尺寸的多点触摸 屏的需求巨大，但是由于制造成本的问题，大尺寸的触摸屏造价非常昂贵，致 使大尺寸多点触摸屏的使用难以普及。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种构造大屏幕多点触摸屏的系统和方 法，提高大屏幕多点触摸屏系统的灵活性，降低制造成本。
为解决上述技术问题，本发明提供了 一种构造大屏幕多点触摸屏的系统，
包括
投影图像预处理模块，用于预处理要投影的图像；
投影装置，用于将所述投影图像预处理模块输出的图像投影到触摸屏幕上； 触摸屏幕，用于显示所述投影装置投影的图像，以及被用户触摸； 图像采集装置，用于采集所述触摸屏幕被用户触摸时的图像； 图像分析处理模块，用于对图像采集装置输出的图像进行图像分析，并根据图 像分析结果对图像做相应的处理。
作为本发明构造大屏幕多点触摸屏的系统的进一步改进 系统还包括采集图像融合模块，用于纠正并融合所述图像釆集装置输出的 图像；
所述投影图像预处理模块包括
图像分拆单元，用于将要投影的图像分拆成若干块图像； 边缘弱化处理单元，用于将所述图像分拆单元分拆的若千块图像进行边缘弱化处理；
图像畸变纠正单元，用于纠正畸变的图^f象； 所述釆集图像融合模块包括
边缘弱化处理单元，用于将所述图像采集装置输出的若干个图像进行边缘 弱化处理；
图像畸变纠正单元，用于纠正边缘弱化处理后发生畸变的图像；
图像融合单元，用于融合所述图像畸变纠正单元输出的若干个图像。
所述图像畸变纠正单元是通过釆用多控制点贝塞尔曲面修正方法来实现其
功能的。所述图像采集装置包括红外摄像头和红外发光管，所述红外发光管用
于辅助红外摄像头获取图像。
为解决上述问题，本发明还提供了一种构造大屏幕多点触摸屏的方法，其
包括以下步骤
将要投影的图像进行预处理；包括将计算机预存的图像利用图像分拆软 件分拆成若干个图像；对分拆后的若干个图像进行边缘弱化处理；对图像畸变 进行纠正；
将预处理后的图像投影到触摸屏幕上融合；
采集触摸屏幕上的图像；包括图像采集装置采集用户触摸屏幕时的图像； 将采集到的图像进行边缘渐淡处理；对图像畸变进行纠正；实时融合图像。
利用图像分析技术分析所述采集到的图像，识别用户触摸屏幕图像的坐标 位置及其动作；
根据所述图像分析得出的用户触摸屏幕图像的识别信息，对图像做出相应 的处理并生成新的图像；将生成的新图像进行投影预处理。
本发明提供了一种构造大屏幕多点触摸屏的系统和方法，利用计算机图像 处理软件技术来实现大屏幕多点触摸屏系统，系统实时性高，能够对用户触摸 屏幕的动作做出实时的处理并产生相应的反应，提高了大屏幕多点触摸屏系统 的灵活性，而且只利用了的摄像装置和投影设备等较廉价的硬件设备，大大地 降低了的制造成本。
图l是本发明实施例的
一种构造大屏幕多点触4莫屏的方法的流程图。图2是本发明实施例的一种构造大屏幕多点触摸屏的方法的详细流程图。 图3是本发明实施例的一种构造大屏幕多点触摸屏系统的结构示意图。 图4是图3所述的投影图像预处理模块的结构示意图。 图5是图3所述的采集图像融合模块的结构示意图。
图6是本发明实施例的一种构造大屏幕多点触摸屏系统的硬件架构示意图。
具体实施例方式
本发明提供了 一种构造大屏幕多点触摸屏的系统和方法，利用较廉价的摄
像装置和投影设备等硬件，以及计算机图像处理软件来实现大屏幕多点触摸屏，
提高了大屏幕多点触摸屏系统的灵活性，而且还大大地降低了制造成本。 图1是一种构造大屏幕多点触摸屏的方法的一个实施例的流程图 步骤SOl,将要投影的图像进行预处理；为大屏幕投影做必要的前期处理； 步骤S02,将预处理后的图像投影到触^^莫屏幕上融合；在大屏幕上投影融合
成一个完整的清晰图像；
步骤S03，采集触摸屏幕上的图像；即采集用户触摸大屏幕时的图像； 步骤S04，利用图像分析技术分析所述采集到的图像，识别用户触摸屏幕图
像的坐标位置及其动作；
步骤S05，根据所述图像分析得出的用户触摸屏幕图像的识别信息，对图像
做出相应的处理；
步骤S06，生成新的图像并返回到步骤S01进行投影预处理。
图2是一种构造大屏幕多点触摸屏的方法的一个实施例的详细流程图
步骤S1，利用图像分拆软件将计算机中预存的图像分拆成若干块；由于大
屏幕触摸屏的投影距离有限制，因此需要投影出比较大的图像就需要使用到图
像融合技术，使得分拆后的若干块图像通过多台投影机投射到屏幕上融为一个
大的完整的图像画面；
步骤S2，将分拆后的若干块图像进行边缘弱化处理；由于投影机的特点，
黑色就是不投射光线，因此边缘弱化后，若干个投影机影像重叠的部分就会进
行融合，达到融合成为大屏幕的目的。
步骤S3，由于多部投影机投射出来的光源有可能发生畸变，而且由于投影
面的问题，也有可能发生畸变，因此需要对图像畸变进行纠正；以上步骤S1、 S2、 S3为图1中步骤S01投影图像预处理的详细过程。
步骤S4,经过上述处理，若干个投影机分别将分拆的若干个图像投影到触 摸屏幕上融合为一个完整的图像；
步骤S5，用户触摸屏幕上的图像，可以对图像做出单击、双击、拖拽等动 作，若干个红外摄像头对屏幕图像进行分区域的釆集；
步骤S6，对红外4聂像头采集的图像进行边缘弱化处理；
步骤S7，对畸变的图像进行纠正；
步骤S8，将采集到的若干个图像融合成为一个完整的图像，输出给图像分 析处理模块；
以上步骤S6、 S7、 S8为图1中步骤S03采集触摸屏幕上图像的详细过程。 步骤S9，利用图像分析技术分析所述釆集到的图像，识别用户触摸屏幕图 像的坐标位置，以及用户触摸屏幕的动作， 一旦有人点击触摸屏，图像上就会 出现一个亮点，通过对比度图像抽取，则可以将人点击的位置精确定位。而多 点触摸，则会分析出多个点，通过多点跟踪算法，可以确认该点是否拖拽操作， 通过分析触摸点的出现频率则可判断该点是单击还是双击操作。
步骤SIO，根据图像分析得出的用户触摸屏幕图像的识别信息，对图像做出 相应的处理生成新的图像，同时将生成的新图像输出给投影图像预处理模块进 行投影预处理。
图3是一种构造大屏幕多点触摸屏系统的一个实施例的示意图，包括 投影图像预处理模块1,用于预处理要投影的图像；
投影装置2，用于将所述投影图像预处理模块输出的图像投影到触摸屏幕上；
触摸屏幕3，用于显示所述投影装置投影的图像，以及被用户触摸；
图像采集装置4，用于采集所述触摸屏幕被用户触摸时的图像；
采集图像融合模块5 ，用于纠正并融合所述图像采集装置输出的图像；
图像分析处理模块6 ，用于对图像采集装置输出的图像进行图像分析，并根据图
像分析结果对图像做相应的处理。
图4是图3中投影图像预处理模块1的结构示意图，包括 图像分拆单元ll，用于将要投影的图像分拆成若干块图像； 边缘弱化处理单元12,用于将所述图像分拆单元分拆的若干块图像进行边 缘弱化处理；图像畸变纠正单元13,用于纠正畸变的图像； 图5是图3中采集图像融合模块5的结构示意图，包括 边缘弱化处理单元51，用于将所述图像采集装置输出的若干个图像进行边 缘弱化处理；
图像畸变纠正单元52，用于纠正边缘弱化处理后发生畸变的图像； 图像融合单元53，用于融合所述图像畸变纠正单元输出的若千个图像。 图6是一种构造大屏幕多点触摸屏系统的一个实施例的硬件架构示意图， 投影机7，与计算机9相连，用于将计算机输出的图像投影到触摸屏幕ll; 摄像机8，与计算机9相连，用于采集触摸屏幕11被用户触摸时的图像同 时传送给计算机9进行处理；红外灯10辅助摄像机8工作，红外灯源以补充摄 像机所采集的光源需求。
计算机9，存储有图像分析处理等应用软件。将要投影的图像进行投影前的 预处理，利用图像分拆软件分拆成若干块进行边缘弱化处理软件处理，再对图 像畸变进行纠正处理，然后再传送给投影机投影到大屏幕融合；若干个摄像机 将采集到的用户触摸大屏幕时的图像传送给计算机，经过边缘弱化处理软件和 图像畸变纠正软件以及图像融合软件的处理后，再利用图像分析软件识别用户 触摸大屏幕图像的坐标位置及其动作，根据这些图像分析结果对图像作相应的 操作处理并生成新的图像，将新的图像经过投影预处理之后传送给投影机投影 到大屏幕上。因采用了图像分析处理软件技术，实时性高，系统能够对用户触 摸屏幕的动作做出实时的处理并产生相应的反应，从而实现了大屏幕触摸屏系 统的功能。
以上所揭露的仅为本发明实施例中的一种较佳实施例而已，当然不能以此 来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发 明所涵盖的范围。
权利要求
1. 一种构造大屏幕多点触摸屏的系统，其特征在于，包括投影图像预处理模块，用于预处理要投影的图像；投影装置，用于将所述投影图像预处理模块输出的图像投影到触摸屏幕上；触摸屏幕，用于显示所述投影装置投影的图像，以及被用户触摸；图像采集装置，用于采集所述触摸屏幕被用户触摸时的图像；图像分析处理模块，用于对图像采集装置输出的图像进行图像分析，并根据图像分析结果对图像做相应的处理。
2、 如权利要求1所述的一种构造大屏幕多点触摸屏的系统，其特征在于， 所述投影图像预处理模块包括图像分拆单元，用于将要投影的图像分拆成若干块图像； 边缘弱化处理单元，用于将所述图像分拆单元分拆的若干块图像进行边缘 弱化处理；图像畸变纠正单元，用于纠正畸变的图寸象。
3、 如权利要求2所述的一种构造大屏幕多点触摸屏的系统，其特征在于， 所述图像畸变纠正单元是通过采用多控制点贝塞尔曲面修正方法来实现其功能 的。
4、 如权利要求1所述的一种构造大屏幕多点触摸屏的系统，其特征在于， 还包括采集图像融合模块，用于纠正并融合所述图像采集装置输出的图像。
5、 如权利要求4所述的一种构造大屏幕多点触摸屏的系统，其特征在于， 所述采集图像融合模块包括边缘弱化处理单元，用于将所述图像采集装置输出的若干个图像进行边缘 弱化处理；图像畸变纠正单元，用于纠正边缘弱化处理后发生畸变的图像； 图像融合单元，用于融合所述图像畸变纠正单元输出的若干个图像。
6、 如权利要求5所述的一种构造大屏幕多点触摸屏的系统，其特征在于， 所述图像畸变纠正单元是通过采用多控制点贝塞尔曲面修正方法来实现其功能 的。
7、 如权利要求1所述的一种构造大屏幕多点触摸屏的系统，其特征在于， 所述图像采集装置包括红外摄像头和红外发光管，所述红外发光管用于辅助红 外摄像头获取图像。
8、 一种构造大屏幕多点触摸屏的方法，其特征在于，包括以下步骤(a) 将要投影的图像进行预处理；(b) 将预处理后的图像投影到触摸屏幕上融合；(c) 采集触摸屏幕上的图像；(d) 利用图像分析技术分析所述釆集到的图像，识别用户触摸屏幕图像的 坐标位置及其动作；(e) 根据所述图像分析得出的用户触摸屏幕图像的识别信息，对图像做出 相应的处理；(f) 生成新的图像并进行投影预处理。
9、 如权利要求8所述的一种构造大屏幕多点触摸屏的方法，其特征在于， 步骤(a)包括将计算机预存的图像利用图像分拆软件分拆成若干个图像； 对分拆后的若干个图像进行边缘弱化处理； 对图像畸变进行纠正。
10、 如权利要求8所述的一种构造大屏幕多点触摸屏的方法，其特征在于， 步骤(c)包括图像釆集装置采集触摸屏幕上的图像； 将采集到的图像进行边缘渐淡处理； 对图像畸变进行纠正； 实时融合图^f象。
全文摘要
本发明提供了一种构造大屏幕多点触摸屏的系统和方法，该系统包括投影图像预处理模块；投影装置；触摸屏幕；图像采集装置；图像分析处理模块。该方法包括以下步骤将要投影的图像进行预处理；将预处理后的图像投影到触摸屏幕上融合；采集触摸屏幕上的图像；利用图像分析技术分析所述采集到的图像；根据所述图像分析的结果对图像做出相应的处理生成新的图像；将生成的新图像进行投影预处理。本发明利用较廉价的摄像装置和投影设备等硬件，以及计算机图像处理软件来实现大屏幕多点触摸屏，提高了大屏幕多点触摸屏系统的灵活性，大大降低了制造成本。
文档编号G06K9/36GK101281441SQ20081002817
公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者吴宇晖, 李伟军, 锋 杨 申请人:广州成沣信息科技有限公司