[发明专利]用于多媒体教学的动态投影控制方法与系统

权利要求书

1.用于多媒体教学的动态投影控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤S1，拍摄教室内部的场景影像，分析所述场景图像，以确定教室内部的座位分布；再根据所述座位分布，确定每个座位上学生的存在状态和学生的头部姿势；

步骤S2，根据学生的存在状态和学生的头部姿势，确定教室内部所有学生整体相对于投影屏幕的整体观看视角范围；

步骤S3，根据所述整体观看视角范围，确定在投影屏幕上投影教学视频对应的投影区域范围，其中，当教学视频投影在所述投影区域范围内时，所有学生均能够观看到完整的、无影像缺失的教学视频；根据所述投影区域范围，调整投影机中投影镜头的投影参数，从而使投影镜头能够在所述投影区域范围的居中区域投影教学视频。

2.如权利要求1所述的用于多媒体教学的动态投影控制方法，其特征在于：在所述步骤S1中，拍摄教室内部的场景影像，分析所述场景图像，以确定教室内部的座位分布；再根据所述座位分布，确定每个座位上学生的存在状态和学生的头部姿势具体包括：

步骤S101，对教室内部进行扫描拍摄，从而得到教室内部对应的360度全景场景影像；再对所述360度全景场景影像进行卡尔曼滤波处理，从而去除所述360度全景场景影像的背景噪声；

步骤S102，对所述360度全景场景影像进行灰度化处理，并从灰度化的360度全景场景影像中识别得到教室内部的座椅轮廓信息；再根据所述座椅轮廓信息，确定教室内部中每个座位的分布位置；

步骤S103，根据每个座位的分布位置，从所述360度全景场景影像中提取得到与每个座位所在位置相对应的子影像；再对所述子影像进行人脸识别处理，从而确定每个座位上是否存在学生、以及当座位上存在学生时，对应学生的头部上下左右朝向姿势。

3.如权利要求2所述的用于多媒体教学的动态投影控制方法，其特征在于：在所述步骤S102中，从灰度化的360度全景场景影像中识别得到教室内部的座椅轮廓信息；再根据所述座椅轮廓信息，确定教室内部中每个座位的分布位置具体包括：

将灰度化的360度全景场景影像按照场景前方、场景后方、场景左方和场景右方四个方向进行划分，从而获得若干场景前方子图像、若干场景后方子图像、若干场景左方子图像和若干场景右方子图像，并利用下面公式(1)，对每个场景方向对应的每个子图像进行第一筛选处理，

在上述公式(1)中，S表示对每个子图像进行座椅实际数据识别的结果值，s1表示识别每个子图像中包括的座椅实际数量，a表示预设座椅数量值；

当S＝1时，保留对应的子图像；当S＝0时，删除对应的子图像；

再利用下面公式(2)，确定保留下来的每个子图像的图像像素清晰度有效值，

在上述公式(2)中，Y表示保留下来的每个子图像的图像像素清晰度有效值，m表示保留下来的每个子图像包含的像素点总数量，δ_j表示保留下来的每个子图像中第j个像素点的灰度值，β_j表示保留下来的每个子图像中第j个像素点的亮度值，h表示保留下来的每个子图像中像素点颜色类型的总数量，g_f表示保留下来的每个子图像中属于第f个像素点颜色类型对应的像素点的总数量；

将每个场景方向保留下来的所有子图像中具有最大图像像素清晰度有效值的子图像，作为每个场景方向对应最佳子图像；

将每个场景方向对应的最佳子图像与预设座椅分布标准图像进行轮廓重叠处理，其中预设座椅分布标准图像为包括若干行座椅和若干列座椅共同组成的座椅阵列的图像、并且预设座椅分布标准图像中每两个相邻的座椅之间的间距是相同的；

当经过轮廓重叠处理后，若最佳子图像中的某一个座椅与预设座椅分布标准图像中的某一个座椅之间轮廓完全重叠，则将最佳子图像中对应的座椅标记为第一类型座椅；若轮廓没有完全重叠，则将最佳子图像中对应的座椅标记为第二类型座椅；

在每个场景方向对应的最佳子图像中，识别第一类型座椅的座椅边界；再根据所述座椅边界，确定第一类型座椅在最佳子图像中的几何中心，并将几何中心在地面上的投影点位置作为第一类型座椅的分布位置；利用下面公式(3)，确定每个场景方向对应的最佳子图像中第二类型座椅与预设座椅分布标准图像中对应座椅之间的边缘轮廓错位偏移值D，

在上述公式(3)中，m1表示第二类型座椅在最佳子图像中的边缘轮廓包含的边缘像素点数量和预设座椅分布标准图像中与第二类型座椅对应座椅在预设座椅分布标准图像中的边缘轮廓包含的边缘像素点数量、且两者的边缘像素点一一对应以及位于相同的坐标系中，(x_0i,y_0i)表示预设座椅分布标准图像中与第二类型座椅对应座椅的坐标，(x_1i,y_1i)表示第二类型座椅的坐标，Δ(x_0i-x_1i)_max表示预设座椅分布标准图像中与第二类型座椅对应座椅与第二类型座椅之间边缘像素点的横向坐标的最大坐标偏差值；

确定预设座椅分布标准图像中与第二类型座椅对应座椅的标准分布位置坐标，再将所述标准分布位置坐标加上所述边缘轮廓错位偏移值D，从而得到第二类型座椅的分布位置。