[发明专利]一种基于直方图统计的触摸笔颜色识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其是一种基于直方图统计的触摸笔颜色识别方法。

背景技术

目前，触摸笔的颜色识别主要有以下几种方式：(1)通过磁性笔识别，即通过将特制的磁性笔放置在触摸面板上实现笔色识别，但该方法制造成本较高；(2)通过红外感应识别，即将触摸笔放置在特制的托盘中，每个托盘对应一种颜色，当有红外感应的托盘检测到触摸笔从托盘中拿开，就确认触摸笔的颜色，但这种方法的缺点是容易因为触摸笔放错托盘而出现错误，且需要实现识别颜色的数目与托盘个数成正比，不利于触摸颜色的增加；(3)通过摄像头拍摄触摸笔，该方法是利用图像分析的方法，提取触摸笔的颜色，实现笔色识别，这种方法因其可以识别任意颜色，且成本低的优点而广受欢迎，但现有的通过摄像头识别笔色的技术中，常常是将无触摸笔情况下的拍摄图像和有触摸笔情况下的拍摄图像做差运算，以其最大差值处作为触摸笔的位置，然后提取该处附近一定区域的图像颜色作为触摸笔笔色。这种方法有两方面缺点：一方面，采用差运算，容易造成求得的位置只是图像噪声叠加处，而不是触摸笔的真实位置；另一方面，取其一定区域的图像颜色的平均值作为笔色，准确性不高，特别是当笔身被灯光照射时，笔身会有很大部分会在图像中显示偏白色，若单纯的取一定区域的图像颜色的平均值作为笔色，会跟实际笔色有很大的误差。

因此，提出一种抗噪性强、笔色识别准确的触摸笔颜色识别方法实为必要。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于直方图统计的触摸笔颜色识别方法，该方法抗噪性强、笔色识别准确的。

本发明提供了一种基于直方图统计的触摸笔颜色识别方法，首先，设定一个搜索模板对摄像机拍摄图像中触摸装置的黑色边框范围进行搜索，将搜索模板RGB值的和最大处区域作为触摸笔笔头所在位置区域，以该区域中心点为圆心，一定像素点为半径作为采样区域，通过设置饱和度阈值对该采样区域进行分割，然后对分割后的图像进行色彩增强，最后利用直方图统计技术确定触摸笔颜色。

具体包括以下步骤：

(1)笔头位置确定：设置于触摸装置的边或角上的摄像机拍摄触摸装置边框处图像，然后设定一个搜索模板对拍摄图像中触摸装置的黑色边框范围进行搜索，并求取搜索模板所在区域内所有像素RGB值的和，然后检测该RGB值的和最大的区域，将该区域确定为触摸笔笔头所在位置区域，并将该区域的中心点作为触摸笔笔头所在位置区域的中心点；

(2)采样区域选定：以触摸笔笔头所在位置区域的中心点为圆心，取一个半径为30-60个像素点的区域作为采样区域；

(3)目标分割：设置饱和度阈值，对采样区域内的像素进行分割，凡采样区域内像素点的饱和度低于阈值的即进行过滤，大于或等于阈值的像素值不变，把需要处理的前景目标图像提取出来；

(4)色彩增强：将经过分割后提取的触摸笔目标图像中每个像素进行彩色单分量增强，增强触摸笔图像中的每个像素的RGB空间的色度值，拉升目标图像的色彩对比度；

(5)直方图统计：对触摸笔每个像素的色彩增强后，计算触摸笔每个像素的色度值H，并将H值非等间量化成8个色度区间，对这8个色度区间作直方图统计分析，统计落在各个色度区间的像素个数，选取像素个数最多的色度区间内代表性的色度值作为触摸笔的色度值，然后将采样区域内颜色增强后的像素的饱和度平均值和采样区域内颜色增强后的像素的亮度平均值作为触摸笔颜色的饱和度S和亮度V，最终确定触摸笔颜色。

所述步骤(2)中，设定的搜索模板大小不能超出拍摄图像的范围。

所述步骤(3)中，饱和度通过以下公式求取：