[发明专利]一种基于阴影图像抠除算法的防眩目方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过阴影图像抠除算法实现的投影仪防眩目方法，尤其涉及一种通过CCD模块实时采集处理、区分投影仪前方讲演人图像、及其在幕布上投射的阴影位置，进而估算讲演人相对位置，控制投影仪不对讲演人，尤其是眼部进行照射的防眩目方法，属于投影仪控制技术领域。

背景技术

投影仪广泛应用于各种会议、教学场合，但是投影仪的强光对讲演人产生强烈的刺激，在讲演人走出投影区域之后，短时间内也无法恢复正常视觉，这给讲演带来不便，这就是投影仪的眩目问题，目前现有投影仪产品都没有提供防眩目成熟的商业化解决方案。

为了解决投影仪眩目问题，技术上目前存在几个解决方案。中国发明专利“保护演讲人眼睛的智能视频投影系统”(公开号：CN101872329A)公开了一种通过采集监控视频，并检测讲演人眼位置的防眩目方法。

另一个技术方案是由中国发明专利“具有投影控制功能的装置及控制方法、电脑、投影仪”(授权公告号：CN 101452193B)则公开了一种通过仿射处理投影仪投射区域的实际环境图像，并和原始待投影图像进行比对，从而确定讲演人所在位置，以此采取防眩目处理后消除投影过程中投影光线对讲演人眼睛的影响。

以上两种方式是目前所能检索到的两种思路，但是都存在缺陷。

对于人眼检测方法，由于在检测到人眼位置之前，投影仪投射出的是带有目标文字、图案的图像，这些图像会直接叠加在讲演人脸部，众所周知目前采用计算机图像处理算法检测、跟踪人脸的技术对人脸图像的要求非常高，一般都是通过比较人脸肤色、特征等信息才能满足一定的准确率，而在投影仪高光叠加目标文字、图案信息之后，使得人脸检测和跟踪更加困难。

而对于仿射比对方法，首先要保证图像采集模块安装的位置非常接近投影仪幕布，否则采集到的图像中不仅有讲演人的阴影图像，而且还有讲演人自身的图像，在这么复杂的实际环境中，比对原始待投影图像非常困难，比对所获得的结果也无法直接用于防眩目处理。

由此可见，上述两种技术方案，不仅处理难度大，而且计算复杂度高，性能不稳定，本发明公开一种新型的区分投影仪前方讲演人图像、及其在幕布上投射的阴影图像位置，进而估算讲演人相对位置，控制投影仪不对讲演人，尤其是眼部进行照射的防眩目方法，具有可实现性好，处理简便，算法复杂度低等优点，可广泛应用于投影仪生产制造领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种投影仪防眩目方法，讲演人在投影仪前、或幕布前进行指示内容时，进入投影仪照射区域，容易被投影仪的高强光线照射，损伤眼睛，因此本发明通过对讲演人遮挡内容的阴影部分修改成黑色，降低投影仪照射人眼的光线强度，以此实现防眩目功能。防眩目的技术难点在于：怎样通过图像识别方法识别人眼位置，以及怎样动态跟踪人眼位置。

为了达到上述技术目标，本发明采用安装在投影仪机体上的CCD视频采集模块获取投影仪前方讲演人图像，以及其在幕布上的阴影。

通过区分投影仪前方讲演人图像、及其在幕布上投射的阴影位置，进而估算讲演人相对位置，以实现阴影图像抠除算法。

事实上，CCD视频采集模块获得的图像内容很复杂，包含讲演人图像、阴影、全场投射内容区域，以及幕布外围的非内容区域。因此需要对上述图像内容进行区分。

本发明所采用技术方案的流程如下：

步骤一、图像识别流程

(1)获取背景图像

由于全场投射内容区域一般变化较少，幕布外围的非内容区域同样变化较少，因此可以视为背景图像，通过采用反复叠加多帧视频图像可以获得平滑过滤后的背景图像；

(2)分割获得全场投射内容区域

由于全场投射内容区域亮度高，而幕布外围的非内容区域往往亮度较小，因此可以通过计算背景图像亮度梯度图分割出全场投射内容区域的矩形区域；

(3)识别阴影

一般情况下，幕布上的阴影比较容易检测，通过设置亮度阈值，直接可以区分出阴影的区域；

(4)检测讲演人图像区域

通过和背景图像作差运算，可以大致区分出讲演人图像区域；

步骤二、定位流程

(1)计算人像-阴影边沿间距

由于讲演人图像及其阴影很有可能在CCD视频采集模块成像上叠加在一起，因此只能通过计算相应边沿的平均间距，获得两者的偏离；

(2)计算人像-阴影整体宽度

将分割得到的讲演人图像及其阴影的整体区域检测出来，获得两者的整体宽度；

(3)计算人像-投射场边沿间距