一種畸變圖像校正方法、觸控位置識別方法及裝置與流程
2023-09-18 21:10:55 1
本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種畸變圖像校正方法、觸控位置識別方法及裝置。
背景技術：
為了在傳統的屏幕上增加觸控功能，讓人機互動更加便利，可以在屏幕前安裝攝像頭，通過攝像頭獲取用戶的觸控位置可以將原來不能進行觸控操作的交互式系統升級為具有觸控功能的系統。由於攝像頭採集的圖像存在畸變，因此需要對攝像頭進行幾何校正或者對畸變後的圖像進行校正，從而根據採集的圖像識別觸控位置。
現有技術對攝像頭的幾何校正方法中，利用標定物存在的特徵點和其在圖像上對應點之間的關係，求解攝像頭參數，完成標定過程，但對攝像頭的標定需要定製標定物，在標定物的放置和使用上有嚴格的要求，操作複雜。
在不對攝像頭進行幾何校正的前提下，攝像頭採集的圖像會產生畸變，現有的畸變圖像校正方法中，利用屏幕上顯示的棋盤格完成對屏幕的標定，進而完成對畸變圖像的校正，但該方法中的校正結果受環境光照影響較大，校正結果不準確。
技術實現要素：
本發明實施例提供一種畸變圖像校正方法、觸控位置識別方法及裝置，用於解決現有的畸變圖像校正方法的校正結果受環境光照影響較大，校正結果不準確的問題。
本發明實施例提供了一種畸變圖像校正方法，包括:
針對待標定屏幕的各個目標標定點，向所述待標定屏幕投射兩條直線，所述兩條直線的交點為目標標定點；
獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係，所述標定圖像為向所述待標定屏幕投射兩條直線時採集的所述待標定屏幕的圖像；
根據標定後的屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係對畸變圖像進行校正。
可選地，所述獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係，包括：
獲取所述標定圖像中與所述兩條直線對應的兩條曲線，所述兩條曲線的交點與所述目標標定點相對應。
可選地，所述獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係，包括：
獲取待標定屏幕的預設個數的目標標定點與標定圖像中各個點的對應關係；
採用插值法根據所述預設個數的目標標定點與標定圖像中各個點的對應關係獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係。
可選地，所述根據標定後的屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係對畸變圖像進行校正包括：
將畸變圖像中的各個點的顏色填充至標定後的屏幕的對應點，獲得校正後的圖像。
本發明實施例提供了一種觸控位置識別方法，包括：
採用上述方法對採集的觸控圖像進行校正；
根據校正後的觸控圖像識別觸控位置。
本發明實施例提供了一種畸變圖像校正裝置，包括：
直線投射單元，用於針對待標定屏幕的各個目標標定點，向所述待標定屏幕投射兩條直線，所述兩條直線的交點為目標標定點；
對應關係獲取單元，用於獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係，所述標定圖像為向所述待標定屏幕投射兩條直線時採集的所述待標定屏幕的圖像；
校正單元，用於根據標定後的屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係對畸變圖像進行校正。
可選地，所述對應關係獲取單元進一步用於：
獲取所述標定圖像中與所述兩條直線對應的兩條曲線，所述兩條曲線的交點與所述目標標定點相對應。
可選地，所述對應關係獲取單元進一步用於：
獲取待標定屏幕的預設個數的目標標定點與標定圖像中各個點的對應關係；
採用插值法根據所述預設個數的目標標定點與標定圖像中各個點的對應關係獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係。
可選地，所述校正單元進一步用於：
將畸變圖像中的各個點的顏色填充至標定後的屏幕的對應點，獲得校正後的圖像。
本發明實施例提供了一種觸控位置識別裝置，包括：
校正單元，用於採用上述裝置對採集的觸控圖像進行校正；
觸控位置識別單元，用於根據校正後的觸控圖像識別觸控位置。
本發明實施例提供的畸變圖像校正方法、觸控位置識別方法及裝置，針對待標定屏幕的各個目標標定點，向所述待標定屏幕投射兩條直線，所述兩條直線的交點為目標標定點；獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係，所述標定圖像為向所述待標定屏幕投射兩條直線時採集的所述待標定屏幕的圖像；根據標定後的屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係對畸變圖像進行校正。本發明實施例無需對攝像頭進行幾何校正的情況下，通過向屏幕投射直線的方式對屏幕進行標定，利用標定後的屏幕坐標點對畸變圖像進行校正，標定過程抗幹擾能力強，校正結果更準確。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明一個實施例的畸變圖像校正方法的流程示意圖；
圖2是本發明一個實施例的獲取屏幕區域的原理圖；
圖3a、圖3b、圖3c是本發明一個實施例的獲取對應關係的原理圖；
圖4是本發明一個實施例的對屏幕進行標定的原理圖；
圖5是本發明一個實施例的觸控位置識別方法的流程示意圖；
圖6是本發明一個實施例的畸變圖像校正裝置的結構示意圖；
圖7是本發明一個實施例的觸控位置識別裝置的結構示意圖。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
圖1是本發明一個實施例的畸變圖像校正方法的流程示意圖。如圖1所示，該實施例的方法包括：
s11：針對待標定屏幕的各個目標標定點，向所述待標定屏幕投射兩條直線，所述兩條直線的交點為目標標定點；
需要說明的是，本發明實施例的對畸變圖像進行校正前，需要對屏幕進行標定，在待標定屏幕上選擇目標標定點。
s12：獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係，所述標定圖像為向所述待標定屏幕投射兩條直線時採集的所述待標定屏幕的圖像；
需要說明的是，本發明實施例獲取所述標定圖像中與所述兩條直線對應的兩條曲線，所述兩條曲線的交點與所述目標標定點相對應，從而獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係。
在實際應用中，在屏幕附近搭設攝像頭，使其能夠採集到包括整個屏幕區域的圖像。如圖2所示，可通過先設置屏幕為黑色，攝像頭採集此時的圖像a，再設置屏幕為白色，攝像頭採集此時的圖像b，通過|a-b|可以大概確定絕對值較大值對應的區域為屏幕區域。還可以採用其他方式確定屏幕區域，本發明對此不作限制。
可理解的是，在攝像頭採集的圖像中看，向屏幕投射的直線為圓弧形曲線。如圖3a、圖3b和圖3c所示，對於每個目標標定點，可以分別投射兩條直線，通過兩條相交於目標標定點的直線，在實際採集圖像中用曲線逼近兩條畸變直線，屏幕上兩個已知直線的交點必然對應於兩個圓弧曲線的交點。以圖3a為例，向屏幕投射直線l1和l2，l1和l2相交於屏幕的p1點；在攝像頭採集的圖像中(標定圖像)，曲線c1對應l1，曲線c2對應l2，曲線c1和曲線c2的交點q1對應p1，由此，完成了對目標標定點p1的標定。
s13：根據標定後的屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係對畸變圖像進行校正。
本發明實施例提供的畸變圖像校正方法，無需對攝像頭進行幾何校正的情況下，通過向屏幕投射直線的方式對屏幕進行標定，利用標定後的屏幕坐標點對畸變圖像進行校正，標定過程抗幹擾能力強，校正結果更準確。
在本發明實施例的一種可選的實施方式中，所述獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係，包括：
獲取待標定屏幕的預設個數的目標標定點與標定圖像中各個點的對應關係；
採用插值法根據所述預設個數的目標標定點與標定圖像中各個點的對應關係獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係。
可理解的是，為了提高對屏幕標定的效率，本發明實施例對預設個數的目標標定點進行標定，然後採用插值法根據屏幕上完成標定的點對未進行標定的點進行標定。如圖4所示，本發明實施例對網格的交點完成標定，將網格的各個交點對應至實際採集到的畸變網絡，進而可以採用插值法對未進行標定的點進行標定。
具體地，所述根據標定後的屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係對畸變圖像進行校正包括：
將畸變圖像中的各個點的顏色填充至標定後的屏幕的對應點，獲得校正後的圖像。
圖5是本發明一個實施例的觸控位置識別方法的流程示意圖。如圖5所示，本發明實施例的方法包括：
s51：採用上述方法對採集的觸控圖像進行校正；
s52：根據校正後的觸控圖像識別觸控位置。
本發明實施例提供的觸控位置識別方法，無需對攝像頭進行幾何校正的情況下，通過向屏幕投射直線的方式對屏幕進行標定，利用標定後的屏幕坐標點對畸變圖像進行校正，標定過程抗幹擾能力強，校正結果更準確，可更準確地對用戶的觸控位置進行識別。
圖6是本發明一個實施例的畸變圖像校正裝置的結構示意圖。如圖6所示，本發明實施例的裝置包括直線投射單元61、對應關係獲取單元62和校正單元63，具體地：
直線投射單元61，用於針對待標定屏幕的各個目標標定點，向所述待標定屏幕投射兩條直線，所述兩條直線的交點為目標標定點；
對應關係獲取單元62，用於獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係，所述標定圖像為向所述待標定屏幕投射兩條直線時採集的所述待標定屏幕的圖像；
校正單元63，用於根據標定後的屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係對畸變圖像進行校正。
對應關係獲取單元62進一步用於：
獲取所述標定圖像中與所述兩條直線對應的兩條曲線，所述兩條曲線的交點與所述目標標定點相對應。
對應關係獲取單元62進一步用於：
獲取待標定屏幕的預設個數的目標標定點與標定圖像中各個點的對應關係；
採用插值法根據所述預設個數的目標標定點與標定圖像中各個點的對應關係獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係。
校正單元63進一步用於：
將畸變圖像中的各個點的顏色填充至標定後的屏幕的對應點，獲得校正後的圖像。
本發明實施例的畸變圖像校正裝置可以用於執行上述畸變圖像校正方法實施例，其原理和技術效果類似，此處不再贅述。
圖7是本發明一個實施例的觸控位置識別裝置的結構示意圖。如圖7所示，本發明實施例的裝置包括校正單元71和觸控位置識別單元72，具體地：
校正單元71，用於採用上述裝置對採集的觸控圖像進行校正；
觸控位置識別單元72，用於根據校正後的觸控圖像識別觸控位置。
本發明實施例的觸控位置識別裝置可以用於執行上述觸控位置識別方法實施例，其原理和技術效果類似，此處不再贅述。
本發明實施例提供的畸變圖像校正方法、觸控位置識別方法及裝置，針對待標定屏幕的各個目標標定點，向所述待標定屏幕投射兩條直線，所述兩條直線的交點為目標標定點；獲取待標定屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係，所述標定圖像為向所述待標定屏幕投射兩條直線時採集的所述待標定屏幕的圖像；根據標定後的屏幕的各個點與標定圖像中各個點的對應關係對畸變圖像進行校正。本發明實施例無需對攝像頭進行幾何校正的情況下，通過向屏幕投射直線的方式對屏幕進行標定，利用標定後的屏幕坐標點對畸變圖像進行校正，標定過程抗幹擾能力強，校正結果更準確。
本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限於磁碟存儲器、cd-rom、光學存儲器等)上實施的電腦程式產品的形式。
本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
需要說明的是術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
本發明的說明書中，說明了大量具體細節。然而能夠理解的是，本發明的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下實踐。在一些實例中，並未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。類似地，應當理解，為了精簡本發明公開並幫助理解各個發明方面中的一個或多個，在上面對本發明的示例性實施例的描述中，本發明的各個特徵有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，並不應將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護的本發明要求比在每個權利要求中所明確記載的特徵更多的特徵。更確切地說，如權利要求書所反映的那樣，發明方面在於少於前面公開的單個實施例的所有特徵。因此，遵循具體實施方式的權利要求書由此明確地併入該具體實施方式，其中每個權利要求本身都作為本發明的單獨實施例。
以上實施例僅用於說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。