[发明专利]虚拟键盘系统及其键入方法

权利要求书

1.一种虚拟键盘系统，其特征在于，所述虚拟键盘系统包括：

投射装置，用以向投射面投射具有多个按键的按键区；

存储装置，用以存储键值映射表，所述键值映射表用以将所述按键区中的多个按键的坐标与键值建立映射关系；

键入位置坐标获取装置，用以实时获取所述按键区中被触接的键入位置的坐标；以及，

键值获取装置，用以从所述键值映射表中获取对应所述键入位置的坐标的键值；

所述虚拟键盘系统还包括用以实时获取所述多个按键的坐标的按键坐标获取装置、及根据实时获取的所述多个按键的坐标对所述键值映射表中的所述多个按键的坐标进行更新的映射表更新装置；

所述按键坐标获取装置包括用以实时获取实时全景图像的第二图像获取模块、用以将所述实时全景图像与键盘模板图像进行模板匹配而得到实时键盘图像的键盘模板匹配模块、以及用以将所述实时键盘图像与按键模板图像进行模板匹配而得到实时按键图像的按键模板匹配模块、用以根据所述实时按键图像提取所述多个按键的坐标的第二坐标提取模块，所述实时全景图像为所述按键区被触接物触接时获取的包括所述投射面、所述触接物和所述按键区在内的图像，所述实时键盘图像为所述实时全景图像经匹配后仅包含按键区的轮廓的图像，所述实时按键图像为所述实时键盘图像匹配后仅包含具有所述多个按键的所述按键区的图像。

2.如权利要求1所述的虚拟键盘系统，其特征在于，所述虚拟键盘系统还包括用以显示所述键值的显示装置。

3.如权利要求1所述的虚拟键盘系统，其特征在于，所述多个按键的坐标为范围值，所述键入位置的坐标为所述键入位置的中心点的坐标，所述键值获取装置具体用于将所述键入位置的坐标分别与所述多个按键的坐标求交集，以将所述键入位置的坐标与所述多个按键的坐标建立对应关系，而从所述键值映射表中获取对应所述键入位置的坐标的键值。

4.如权利要求1所述的虚拟键盘系统，其特征在于，所述键入位置坐标获取装置包括用以实时获取所述键入位置的图像的第一图像获取模块、用以根据所述键入位置的图像提取所述键入位置的坐标的第一坐标提取模块。

5.如权利要求4所述的虚拟键盘系统，其特征在于，所述第一坐标提取模块用以具体根据所述键入位置的图像提取所述键入位置的中心点的坐标，所述第一坐标提取模块采用以下公式提取所述键入位置的中心点的坐标B₁(a，b)：

a＝m₁₀/m₀₀，b＝m₀₁/m₀₀，

其中，M和N分别为所述键入位置的图像的宽度和高度，p和q为自然数，f(x,y)为所述键入位置的图像的函数I₁(x,y)，m_pq为所述键入位置的图像的图像不变矩。

6.如权利要求4所述的虚拟键盘系统，其特征在于，所述键入位置坐标获取装置还包括设于所述第一图像获取模块和所述第一坐标提取模块之间的第一预处理模块，所述第一预处理模块包括用以对所述键入位置的图像进行校正的第一校正单元、用以对所述键入位置的图像进行滤波的第一滤波单元、用以对所述键入位置的图像进行灰度化的第一灰度化单元、用以对所述键入位置的图像进行阈值化的第一阈值化单元、用以对所述键入位置的图像进行形态化的第一形态化单元。

7.如权利要求4所述的虚拟键盘系统，其特征在于，所述第一图像获取模块为红外广角摄像头。

8.如权利要求1所述的虚拟键盘系统，其特征在于，所述按键坐标获取装置还包括键盘模板获取模块，所述键盘模板获取模块包括用以获取投射前的投射面的图像和投射后的投射面的图像的第三图像获取单元、以及将投射后的投射面的图像与投射前的投射面的图像进行匹配以获得键盘模板图像的键盘模板过滤单元。

9.如权利要求8所述的虚拟键盘系统，其特征在于，所述第二图像获取模块和所述第三图像获取单元为普通广角摄像头。