一種數(shù)字書畫方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種數(shù)字書畫方法及裝置，數(shù)字書畫方法包括以下步驟：首先書畫筆發(fā)出光線，在投影圖上形成光斑,所述書畫筆書寫或繪畫,所述光斑在所述投影圖上移動(dòng)；按照預(yù)定頻率拍攝所述投影圖確定所述光斑的位置并確定光斑運(yùn)動(dòng)軌跡；實(shí)時(shí)連續(xù)疊加所述多幅單幀拍攝圖像，得到筆跡圖像，包含筆跡像素點(diǎn)和非筆跡像素點(diǎn)；在背景圖上，將所述筆跡像素點(diǎn)填充,對(duì)所述非筆跡像素點(diǎn)則不填充，由此形成第一填充圖；將所述第一填充圖中筆跡按照設(shè)定的視差值進(jìn)行平移處理確定為第二填充圖；按照指定格式將所述第一填充圖、第二填充圖融合成數(shù)字格式圖并連續(xù)輸出;連續(xù)顯示所述數(shù)字格式圖。與之對(duì)應(yīng)的涉及一種數(shù)字書畫裝置完成書畫創(chuàng)作。
【專利說明】—種數(shù)字書畫方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種書畫方法及裝置，尤其涉及一種數(shù)字書畫方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有數(shù)字書畫產(chǎn)品有電子白板和手寫板。電子白板目前已發(fā)展到交互式電子白板，可以作為PC白板使用，將電子白板與PC相連，此時(shí)的電子白板就相當(dāng)于一個(gè)面積特別大的手寫板，可以在上面任意書寫、繪畫并即時(shí)的在PC上顯示，文件保存為圖形文件，交互式電子白板一般需要一個(gè)專用的應(yīng)用程序支持。市場(chǎng)上出現(xiàn)的手寫板，其作用和鍵盤類似，基本上只局限于輸入文字或者繪畫，也帶有一些鼠標(biāo)的功能；在手寫板的日常使用上，除用于文字、符號(hào)、圖形等輸入外，還可提供光標(biāo)定位功能，從而手寫板可以同時(shí)替代鍵盤與鼠標(biāo)，成為一種獨(dú)立的輸入工具。例如，上?？萍拣^2010年申請(qǐng)了一種虛擬繪畫實(shí)現(xiàn)的裝置及其方法的專利(申請(qǐng)?zhí)?201010206150.X)，介紹了一種虛擬繪畫實(shí)現(xiàn)的裝置及其方法。海爾集團(tuán)公司、海爾集團(tuán)技術(shù)研發(fā)中心2011年申請(qǐng)了觸控繪畫處理系統(tǒng)及方法的專利(申請(qǐng)?zhí)?201110001617.1)，該發(fā)明系統(tǒng)地介紹了觸控繪畫處理系統(tǒng)及方法。樂金電子(中國(guó))研究開發(fā)中心有限公司2010年申請(qǐng)了基于觸控面板的書法練習(xí)方法、書法練習(xí)裝置及觸控筆的專利(申請(qǐng)?zhí)?201010193369.0)，該發(fā)明涉及了基于觸控面板的書法練習(xí)方法、書法練習(xí)裝置及觸控筆。中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院2011年申請(qǐng)了一種基于力信息的毛筆書法表達(dá)方法的專利(申請(qǐng)?zhí)?201110360097.3)，該發(fā)明采用三維力傳感器來獲取毛筆筆毫與紙張平面接觸產(chǎn)生的三維手寫力矢量信息，即當(dāng)有毛筆手寫過程發(fā)生時(shí)，三維力傳感器可以實(shí)時(shí)的感知和輸出作用在其上的三維手寫動(dòng)態(tài)力信息變化。
[0003]然而，本發(fā)明數(shù)字書畫方法及裝置與上述發(fā)明顯著區(qū)別的地方是，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的方法是在發(fā)明專利201210348567.9的書寫裝置的基礎(chǔ)上，通過發(fā)光筆發(fā)出光信號(hào)，經(jīng)由主控系統(tǒng)進(jìn)行圖像采集與識(shí)別、跟蹤，最后實(shí)時(shí)地在數(shù)字顯示器上輸出數(shù)字書畫影像。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種數(shù)字書畫方法及裝置。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種數(shù)字書畫方法，包括以下步驟；
[0006]S1、在指定位置上投影得到投影圖，書畫筆發(fā)出光線，在所述投影圖上書寫或繪畫形成光斑；
[0007]S2、按照預(yù)定頻率拍攝所述投影圖形成多幅單幀拍攝圖像，實(shí)時(shí)確定所述光斑的位置并通過連續(xù)跟蹤所述光斑的位置來確定光斑運(yùn)動(dòng)軌跡；
[0008]S3、實(shí)時(shí)連續(xù)疊加所述多幅單幀拍攝圖像，得到筆跡圖像，所述筆跡圖像中包含筆跡像素點(diǎn)和非筆跡像素點(diǎn)；
[0009]S4、將所述筆跡圖像疊加于預(yù)設(shè)的背景圖之上，即將所述筆跡像素點(diǎn)填充至所述背景圖中并涂成預(yù)定顏色，對(duì)所述非筆跡像素點(diǎn)不填充，由此形成第一填充圖；將所述第一填充圖中筆跡按照設(shè)定的視差值進(jìn)行平移處理，得到平移后的圖像，將所述平移后的圖像確定為第二填充圖；
[0010]S5、按照指定格式將所述第一填充圖、第二填充圖融合成數(shù)字格式圖并連續(xù)輸出；
[0011]S6、連續(xù)顯示所述數(shù)字格式圖，形成數(shù)字書畫圖像。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟S2中，確定所述光斑的位置的具體操作為:提取所述每幅單幀攝制圖像中所有像素點(diǎn)的RGB值，對(duì)所述單幀攝制圖像中所有像素點(diǎn)的RGB值進(jìn)行灰度化，根據(jù)預(yù)設(shè)的灰度化閾值，進(jìn)行灰度化閾值分割操作，提取灰度大于所述灰度化閾值的像素點(diǎn)，并將這些灰度大于所述灰度化閾值的像素點(diǎn)的位置確定為所述光斑的位置。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟S2中，連續(xù)跟蹤所述光斑位置的具體操作為:在所拍攝得到的所述單幀拍攝圖像的相鄰幀拍攝圖像中，以當(dāng)前所述光斑的位置為起始位置，就近提取強(qiáng)度大于所述灰度化閾值的連通域，以此跟蹤所述光斑的位置。
[0014]優(yōu)選地,所述指定格式是指side-by-side格式或者dot-by-dot格式。
[0015]一種數(shù)字書畫裝置，包括書畫筆、投影機(jī)、投影屏幕、具有雙攝像頭的拍攝系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、數(shù)字顯示器，所述主控系統(tǒng)與所述投影機(jī)、拍攝系統(tǒng)、數(shù)字顯示器電性連接；
[0016]所述書畫筆用于發(fā)出光線，在投影圖上形成光斑；
[0017]所述投影機(jī)用于在所述投影屏幕上投影得到所述投影圖；
[0018]所述投影屏幕用于供所述書畫筆發(fā)出光線在所述投影圖上形成光斑；
[0019]所述拍攝系統(tǒng)用于按照預(yù)定頻率拍攝所述投影圖形成多幅單幀拍攝圖像；
[0020]所述主控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)確定所述光斑的位置并通過連續(xù)跟蹤所述光斑位置來確定光斑運(yùn)動(dòng)軌跡；實(shí)時(shí)連續(xù)疊加所述多幅單幀拍攝圖像，得到筆跡圖像，所述筆跡圖像中包含筆跡像素點(diǎn)和非筆跡像素點(diǎn)；將所述筆跡圖像疊加于預(yù)設(shè)的背景圖之上，所述筆跡像素點(diǎn)填充至所述背景圖中并涂成預(yù)定顏色，對(duì)所述非筆跡像素點(diǎn)不填充，由此形成第一填充圖；將所述第一填充圖中筆跡按照設(shè)定的視差值進(jìn)行平移處理，得到平移后的圖像，將所述平移后的圖像確定為第二填充圖；按照指定格式將所述第一填充圖、第二填充圖融合成數(shù)字格式圖并連續(xù)輸出；
[0021 ] 所述數(shù)字顯示器用于連續(xù)顯示所述數(shù)字格式圖，形成數(shù)字書畫圖像。
[0022]優(yōu)選地，所述書畫筆包括光纖筆頭、沿著所述光纖筆頭延伸的筆管和筆帽，在所述筆管靠近光纖筆頭的一端內(nèi)置有光源，在所述筆管的中間內(nèi)置有控制電路，在所述筆管的另一端內(nèi)置有電池，所述控制電路與所述光纖筆頭、光源、電池電性連接，所述光源用于發(fā)出光線，所述電池用于為所述書畫筆提供電能，所述控制電路用于控制所述光源發(fā)光。
[0023]優(yōu)選地，所述主控系統(tǒng)包括光斑定位模塊、實(shí)時(shí)疊加模塊、填充平移模塊、融合模塊和輸出模塊；
[0024]所述光斑定位模塊用于實(shí)時(shí)確定所述光斑的位置并通過連續(xù)跟蹤所述光斑位置來確定所述光斑運(yùn)動(dòng)軌跡；
[0025]所述實(shí)時(shí)疊加模塊實(shí)時(shí)連續(xù)疊加所述多幅單幀拍攝圖像，得到所述筆跡圖像，所述筆跡圖像中包含筆跡像素點(diǎn)和非筆跡像素點(diǎn)；
[0026]所述填充平移模塊用于將所述筆跡圖像疊加于預(yù)設(shè)的背景圖之上，即將所述筆跡像素點(diǎn)填充至所述背景圖中并涂成預(yù)定顏色，對(duì)所述非筆跡像素點(diǎn)不填充，由此形成所述第一填充圖；將所述第一填充圖中筆跡按照設(shè)定的視差值進(jìn)行平移處理，得到平移后的圖像，將所述平移后的圖像確定為所述第二填充圖；
[0027]所述融合模塊用于按照指定格式將所述第一填充圖、第二填充圖融合成數(shù)字格式圖；
[0028]所述輸出模塊用于連續(xù)輸出所述數(shù)字格式圖。
[0029]優(yōu)選地，所述光源為L(zhǎng)ED紅外燈。
[0030]優(yōu)選地，所述電池為鋰電池。
[0031]實(shí)施本發(fā)明的有益效果是:通過發(fā)光筆發(fā)出光信號(hào)，經(jīng)由主控系統(tǒng)進(jìn)行圖像采集與識(shí)別、跟蹤、修補(bǔ)、填充平移、融合，最后實(shí)時(shí)地在數(shù)字顯示器上輸出數(shù)字書畫影像，創(chuàng)新性強(qiáng)，充分展示了科技與藝術(shù)的融合，技術(shù)復(fù)雜度高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0033]圖1是本發(fā)明一種數(shù)字書畫方法及裝置的方法實(shí)施例的流程圖；
[0034]圖2-3是本發(fā)明一種數(shù)字書畫方法及裝置的方法實(shí)施例中光斑定位的示意圖；
[0035]圖4-5是本發(fā)明一種數(shù)字書畫方法及裝置的方法實(shí)施例中筆跡修補(bǔ)的示意圖，圖4為修補(bǔ)前，圖5為修補(bǔ)后；
[0036]圖6是本發(fā)明一種數(shù)字書畫方法及裝置的產(chǎn)品實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖7是本發(fā)明一種數(shù)字書畫方法及裝置的產(chǎn)品實(shí)施例中書畫筆的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]方法實(shí)施例
[0039]如圖1所示，一種數(shù)字書畫方法，包括以下步驟；
[0040]S1、在指定位置上投影得到投影圖，書畫筆發(fā)出光線，在投影圖上形成光斑，書畫筆書寫或繪畫，光斑在投影圖上移動(dòng)；
[0041]S2、按照預(yù)定頻率拍攝投影圖形成多幅單幀拍攝圖像，實(shí)時(shí)確定光斑的位置并通過連續(xù)跟蹤光斑位置來確定光斑運(yùn)動(dòng)軌跡；
[0042]S3、實(shí)時(shí)連續(xù)疊加多幅單幀拍攝圖像，得到筆跡圖像，筆跡圖像中包含筆跡像素點(diǎn)和非筆跡像素點(diǎn)；
[0043]S4、將筆跡圖像疊加于預(yù)設(shè)的背景圖之上，即將筆跡像素點(diǎn)填充至背景圖中并涂成預(yù)定顏色，對(duì)非筆跡像素點(diǎn)不填充，由此形成第一填充圖；將第一填充圖中筆跡按照設(shè)定的視差值進(jìn)行平移處理，得到平移后的圖像，將平移后的圖像確定為第二填充圖；
[0044]S5、按照指定格式將第一填充圖、第二填充圖融合成數(shù)字格式圖并連續(xù)輸出；
[0045]S6、連續(xù)顯示數(shù)字格式圖，形成數(shù)字書畫圖像。
[0046]優(yōu)選地，步驟S2中，確定光斑位置的具體操作為:提取每幅單幀攝制圖像中所有像素點(diǎn)的RGB值，對(duì)單幀攝制圖像中所有像素點(diǎn)的RGB值進(jìn)行灰度化，根據(jù)預(yù)設(shè)的灰度化閾值，進(jìn)行灰度化閾值分割操作，提取灰度大于灰度化閾值的像素點(diǎn)，并將這些點(diǎn)灰度大于灰度化閾值的像素的位置確定為光斑的位置。[0047]優(yōu)選地，如圖2-3所示，步驟S2中，連續(xù)跟蹤光斑位置的具體操作為:在所拍攝得到的單幀拍攝圖像的相鄰幀拍攝圖像中，以當(dāng)前光斑的位置為起始位置，就近提取強(qiáng)度大于灰度化閾值的連通域，以此跟蹤光斑的位置。
[0048]在這個(gè)過程中，為了真實(shí)的還原用戶的書畫筆跡，增強(qiáng)書畫體驗(yàn)，需確定光斑的位置，即進(jìn)行光斑定位。
[0049]光斑定位在于通過采集的數(shù)據(jù)，精確地計(jì)算出光斑位置，實(shí)時(shí)跟蹤、定位光斑，使用戶書寫、繪畫時(shí)在數(shù)字顯示器上均能連續(xù)、快速的顯示光斑位置。
[0050]按屏幕上光斑的數(shù)量進(jìn)行劃分，光斑定位技術(shù)可分為單點(diǎn)定位和多點(diǎn)定位技術(shù)，單點(diǎn)定位技術(shù)是指針對(duì)一個(gè)光斑的定位技術(shù)，多點(diǎn)定位是指針對(duì)多個(gè)光斑的定位技術(shù)；按是否接觸屏幕劃分，光斑定位技術(shù)可分為接觸式定位和非接觸式定位技術(shù)，接觸式定位技術(shù)是指光斑通過接觸屏幕進(jìn)行定位的技術(shù)，非接觸式定位技術(shù)是指光斑不通過接觸屏幕進(jìn)行定位的技術(shù)。
[0051]本實(shí)施例針對(duì)上述兩種劃分情況，重點(diǎn)研究非接觸式單點(diǎn)定位技術(shù)，將光斑定位技術(shù)與數(shù)字技術(shù)融合，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化互動(dòng)。
[0052]優(yōu)選地，如圖4-5所示，需要確定在這個(gè)過程中筆跡是否有間斷，有間斷需要進(jìn)行修補(bǔ)，其具體操作為:判斷相鄰幀拍攝圖像中筆跡是否有間斷，若有間斷，繼續(xù)判斷筆跡的間斷距離是否小于預(yù)設(shè)的臨界值，若筆跡間斷距離小于該臨界值，則在歷史筆跡與當(dāng)前筆跡的重心連線的方向上，連續(xù)復(fù)制當(dāng)前筆跡至間斷處，使得間斷部分得到連接、補(bǔ)充，從而修補(bǔ)斷筆；若筆跡間斷距離大于或等于該臨界值，則不予以修補(bǔ)。
[0053]筆跡修復(fù)是本實(shí)施例的一大突出技術(shù)特征，不僅能實(shí)時(shí)再現(xiàn)筆跡，而且能對(duì)筆跡進(jìn)行一定的修補(bǔ)，在確定間斷部分是斷筆的情況下對(duì)一些不太理想的斷筆進(jìn)行的修補(bǔ)體現(xiàn)了本方法跟隨智能化的趨勢(shì)。
[0054]優(yōu)選地，指定格式是指side-by-side格式或者dot-by-dot格式。
[0055]本實(shí)施例為配合數(shù)字顯示器的需要，數(shù)字格式指定為side-by-side格式或者dot-by-dot格式，可以理解的是，根據(jù)本發(fā)明的思路，將數(shù)字格式圖指定為其它格式也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0056]在現(xiàn)實(shí)中，進(jìn)行書畫創(chuàng)作時(shí)，筆作用于紙上，在筆跡的邊緣通常都會(huì)出現(xiàn)一種浸潤(rùn)的效果，即筆跡的顏色由濃變淡，依次向外滲透，給人一種漸變的視覺感受。
[0057]為了真實(shí)模擬書畫創(chuàng)作時(shí)筆作用于紙上的浸潤(rùn)效果，本實(shí)施例還重點(diǎn)研究邊緣弱化技術(shù)，針對(duì)筆跡邊緣，弱化邊緣顏色，由深變淺、由濃變淡、依次漸變，最終形成浸潤(rùn)效果。
[0058]產(chǎn)品實(shí)施例
[0059]一種數(shù)字書畫裝置，如圖6所示，包括書畫筆100、投影機(jī)200、投影屏幕300、具有雙攝像頭的拍攝系統(tǒng)400、主控系統(tǒng)500、數(shù)字顯示器600，主控系統(tǒng)500與投影機(jī)200、拍攝系統(tǒng)400、數(shù)字顯示器600電性連接；
[0060]書畫筆100用于發(fā)出光線，在投影圖上形成光斑；
[0061]投影機(jī)200用于在投影屏幕300上投影得到投影圖；
[0062]投影屏幕300用于供書畫筆100發(fā)出光線在投影圖上書寫或繪畫形成光斑；
[0063]拍攝系統(tǒng)400用于按照預(yù)定頻率拍攝投影圖形成多幅單幀拍攝圖像；
[0064]拍攝系統(tǒng)400用于拍攝光斑運(yùn)動(dòng)軌跡形成單幀拍攝圖像；由于攝像頭分辨率大小不一，針對(duì)不同的攝像頭，在細(xì)膩程度上，最終呈現(xiàn)在用戶眼前的筆跡可能會(huì)存在不一樣的效果。一般而言，當(dāng)攝像頭的分辨率較大時(shí)，觀看到的軌跡較光滑；當(dāng)攝像頭的分辨率較小時(shí)，觀看到的軌跡較粗糙，在畫面上可能會(huì)出現(xiàn)明顯的鋸齒。
[0065]鑒于此，本實(shí)施例不僅采用分辨率較大的攝像頭，而且采用鋸齒消除技術(shù)，當(dāng)攝像頭固定時(shí)，對(duì)筆跡邊緣進(jìn)行鋸齒消除操作，對(duì)照操作前后，使用戶可明顯感覺出鋸齒改良的效果。
[0066]主控系統(tǒng)500可以是計(jì)算機(jī)的CPU，用于實(shí)時(shí)確定光斑的位置并通過連續(xù)跟蹤光斑的位置來確定光斑運(yùn)動(dòng)軌跡；實(shí)時(shí)連續(xù)疊加多幅單幀拍攝圖像，得到筆跡圖像，筆跡圖像中包含筆跡像素點(diǎn)和非筆跡像素點(diǎn)；將筆跡圖像疊加于預(yù)設(shè)的背景圖之上，即將筆跡像素點(diǎn)填充至背景圖中并涂成預(yù)定顏色，對(duì)非筆跡像素點(diǎn)不填充，由此形成第一填充圖；將第一填充圖中筆跡按照設(shè)定的視差值進(jìn)行平移處理，得到平移后的圖像，將平移后的圖像確定為第二填充圖；按照指定格式將第一填充圖、第二填充圖融合成數(shù)字格式圖并連續(xù)輸出；
[0067]數(shù)字顯示器600用于連續(xù)顯示數(shù)字格式圖，形成數(shù)字書畫圖像。
[0068]數(shù)字顯示器600用于顯示主控系統(tǒng)500輸出的數(shù)字格式圖，用戶就可以實(shí)時(shí)地觀看到創(chuàng)作出來的立體書畫作品。
[0069]優(yōu)選地，如圖7所示，書畫筆100包括光纖筆頭101、沿著光纖筆頭101延伸的筆管102和筆帽103，在筆管102靠近光纖筆頭101的一端內(nèi)置有光源105，在筆管102的中間內(nèi)置有控制電路106，在筆管102的另一端內(nèi)置有電池107，控制電路106與光纖筆頭101、光源105、電池107電性連接，光源105用于發(fā)出光線，電池107用于為書畫筆100提供電能，控制電路106用于控制光源105發(fā)光。
[0070]優(yōu)選地，主控系統(tǒng)500包括光斑定位模塊501、實(shí)時(shí)疊加模塊502、填充平移模塊503、融合模塊504和輸出模塊505 ；
[0071]光斑定位模塊501用于實(shí)時(shí)確定光斑的位置并通過連續(xù)跟蹤光斑的位置來確定光斑運(yùn)動(dòng)軌跡；
[0072]實(shí)時(shí)疊加模塊502實(shí)時(shí)連續(xù)疊加多幅單幀拍攝圖像，得到筆跡圖像，筆跡圖像中包含筆跡像素點(diǎn)和非筆跡像素點(diǎn)；
[0073]填充平移模塊503用于將筆跡圖像疊加于預(yù)設(shè)的背景圖之上，即將筆跡像素點(diǎn)填充至背景圖中并涂成預(yù)定顏色，對(duì)非筆跡像素點(diǎn)不填充，由此形成第一填充圖；將第一填充圖中筆跡按照設(shè)定的視差值進(jìn)行平移處理，得到平移后的圖像，將平移后的圖像確定為第二填充圖；
[0074]融合模塊504用于按照指定格式將第一填充圖、第二填充圖融合成數(shù)字格式圖；
[0075]輸出模塊505用于連續(xù)輸出數(shù)字格式圖。
[0076]優(yōu)選地，光源105為L(zhǎng)ED紅外燈。
[0077]優(yōu)選地，電池107為鋰電池。
[0078]主控系統(tǒng)500是本發(fā)明裝置的核心部件，主控系統(tǒng)500要對(duì)書畫筆100、投影屏幕300、具有雙攝像頭的拍攝系統(tǒng)400的信息進(jìn)行綜合處理，并輸出能夠用于數(shù)字顯示器播放的格式圖像。
[0079]具有雙攝像頭的拍攝系統(tǒng)，還使得數(shù)字化書畫裝置具有如下功能:在同一時(shí)刻拍攝投影圖，得到兩張圖片，對(duì)兩張圖片中光斑位置分別進(jìn)行定位，求取光斑中心位置，并據(jù)此計(jì)算出書畫筆到攝像頭的距離，以此作為深度信息。依據(jù)此深度信息，確定書寫或繪畫的高度區(qū)域，即控制書畫筆在一定高度范圍內(nèi)能形成筆跡，在高度范圍外則不能形成筆跡，這有助于模擬真實(shí)書寫或繪畫時(shí)提筆或落筆的動(dòng)作。
[0080]實(shí)施本發(fā)明的有益效果是:通過發(fā)光筆發(fā)出光信號(hào)，經(jīng)由主控系統(tǒng)進(jìn)行圖像采集與識(shí)別、跟蹤、修補(bǔ)、填充平移、融合，最后實(shí)時(shí)地在數(shù)字顯示器上輸出數(shù)字書畫影像，創(chuàng)新性強(qiáng)，充分展示了科技與藝術(shù)的融合，技術(shù)復(fù)雜度高。
[0081]以上實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)此實(shí)施，并不能限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡跟本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字書畫方法，其特征在于，包括以下步驟； 51、在指定位置上投影得到投影圖，書畫筆發(fā)出光線，在所述投影圖上形成光斑，所述書畫筆書寫或繪畫，所述光斑在所述投影圖上移動(dòng)； 52、按照預(yù)定頻率拍攝所述投影圖形成多幅單幀拍攝圖像，實(shí)時(shí)確定所述光斑的位置并通過連續(xù)跟蹤所述光斑的位置變化來確定光斑運(yùn)動(dòng)軌跡； 53、實(shí)時(shí)連續(xù)疊加所述多幅單幀拍攝圖像，得到筆跡圖像，所述筆跡圖像中包含筆跡像素點(diǎn)和非筆跡像素點(diǎn)； 54、將所述筆跡圖像疊加于預(yù)設(shè)的背景圖之上，即將所述筆跡像素點(diǎn)填充至所述背景圖中并涂成預(yù)定顏色，對(duì)所述非筆跡像素點(diǎn)不填充，由此形成第一填充圖；將所述第一填充圖中筆跡按照設(shè)定的視差值進(jìn)行平移處理，得到平移后的圖像，將所述平移后的圖像確定為第二填充圖； 55、按照指定格式將所述第一填充圖、第二填充圖融合成數(shù)字格式圖并連續(xù)輸出； 56、連續(xù)顯示所述數(shù)字格式圖，形成數(shù)字書畫圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字書畫方法，其特征在于，所述步驟S2中，確定所述光斑位置的具體操作為:提取每幅所述單幀攝制圖像中所有像素點(diǎn)的RGB值，對(duì)所述單幀攝制圖像中所有像素點(diǎn)的RGB值進(jìn)行灰度化，根據(jù)預(yù)設(shè)的灰度化閾值，進(jìn)行灰度化閾值分割操作，提取灰度大于所述灰度化閾值的像素點(diǎn)，并將這些灰度大于所述灰度化閾值的像素點(diǎn)的位置確定為所述光斑的位置。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字書畫方法，其特征在于，所述步驟S2中，連續(xù)跟蹤所述光斑位置的具體操作為:在所拍攝得到的所述單幀拍攝圖像的相鄰幀拍攝圖像中，以當(dāng)前所述光斑的位置為起始位置，就近提取強(qiáng)度大于所述灰度化閾值的連通域，以此跟蹤所述光斑的位置。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字書畫方法，其特征在于，所述指定格式是指side-by-side格式或者dot-by-dot格式。
5.一種數(shù)字書畫裝置，其特征在于，包括書畫筆(100)、投影機(jī)(200)、投影屏幕(300)、具有雙攝像頭的拍攝系統(tǒng)(400)、主控系統(tǒng)(500)、數(shù)字顯示器(600)，所述主控系統(tǒng)(500)與所述投影機(jī)(200)、拍攝系統(tǒng)(400)、數(shù)字顯示器(600)電性連接； 所述書畫筆(100)用于發(fā)出光線，在投影圖上書寫或繪畫形成光斑； 所述投影機(jī)(200 )用于在所述投影屏幕(300 )上投影所述投影圖； 所述投影屏幕(300)用于供所述書畫筆(100)發(fā)出光線在所述投影圖上形成光斑； 所述拍攝系統(tǒng)(400)用于按照預(yù)定頻率拍攝所述投影圖形成多幅單幀拍攝圖像； 所述主控系統(tǒng)(500)用于實(shí)時(shí)確定所述光斑的位置并通過連續(xù)跟蹤所述光斑的位置變化來確定光斑運(yùn)動(dòng)軌跡；實(shí)時(shí)連續(xù)疊加所述多幅單幀拍攝圖像，得到筆跡圖像，所述筆跡圖像中包含筆跡像素點(diǎn)和非筆跡像素點(diǎn)；將所述筆跡圖像疊加于預(yù)設(shè)的背景圖之上，即將所述筆跡像素點(diǎn)填充至所述背景圖中并涂成預(yù)定顏色，對(duì)所述非筆跡像素點(diǎn)不填充，由此形成第一填充圖；將所述第一填充圖中筆跡按照設(shè)定的視差值進(jìn)行平移處理，得到平移后的圖像，將所述平移后的圖像確定為第二填充圖；按照指定格式將所述第一填充圖、第二填充圖融合成數(shù)字格式圖并連續(xù)輸出； 所述數(shù)字顯示器(600 )用于連續(xù)顯示所述數(shù)字格式圖，形成數(shù)字書畫圖像。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字書畫裝置，其特征在于，所述書畫筆(100)包括光纖筆頭(101 )、沿著所述光纖筆頭(101)延伸的筆管(102)和筆帽(103)，在所述筆管(102)靠近光纖筆頭(101)的一端內(nèi)置有光源(105)，在所述筆管(102)的中間內(nèi)置有控制電路(106)，在所述筆管(102)的另一端內(nèi)置有電池(107)，所述控制電路(106)與所述光纖筆頭(101)、光源(105)、電池(107)電性連接，所述光源(105)用于發(fā)出光線，所述電池(107)用于為所述書畫筆(100)提供電能，所述控制電路(106)用于控制所述光源(105)發(fā)光。
7.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字書畫裝置，其特征在于，所述主控系統(tǒng)(500)包括光斑定位模塊(501)、實(shí)時(shí)疊加模塊(502 )、填充平移模塊(503 )、融合模塊(504 )和輸出模塊(505 ); 所述光斑定位模塊(501)用于實(shí)時(shí)確定所述光斑的位置并通過連續(xù)跟蹤所述光斑的位置來確定所述光斑運(yùn)動(dòng)軌跡； 所述實(shí)時(shí)疊加模塊(502)實(shí)時(shí)連續(xù)疊加所述多幅單幀拍攝圖像，得到所述筆跡圖像，所述筆跡圖像中包含筆跡像素點(diǎn)和非筆跡像素點(diǎn)； 所述填充平移模塊(503)用于將所述筆跡圖像疊加于預(yù)設(shè)的背景圖之上，即將所述筆跡像素點(diǎn)填充至所述背景圖中并涂成預(yù)定顏色，對(duì)所述非筆跡像素點(diǎn)不填充，由此形成所述第一填充圖；將所述第一填充圖中筆跡按照設(shè)定的視差值進(jìn)行平移處理，得到平移后的圖像，將所述平移后的圖像確定為所述第二填充圖； 所述融合模塊(504)用于按照指定格式將所述第一填充圖、第二填充圖融合成所述數(shù)字格式圖； 所述輸出模塊(505 )用于連續(xù)輸出所述數(shù)字格式圖。
8.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字書畫裝置，其特征在于，所述光源(105)為L(zhǎng)ED紅外燈。
9.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字書畫裝置，其特征在于，所述電池(107)為鋰電池。
【文檔編號(hào)】G06T11/80GK103617642SQ201310601120
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】張曉波, 劉道, 李海泉, 李煒 申請(qǐng)人:深圳市掌網(wǎng)立體時(shí)代視訊技術(shù)有限公司