西安电子科技大学
国家大学生创新性实验计划项目
开 题 报 告
项目名称：投影屏激光定位系统
项目负责人：赖贵雄
项目组成员：夏 冰艾忻然
指导教师：牛海军
所在院系：计算机学院
填报日期：2010年6月1日
西安电子科技大学教务处制
填写说明
一、《项目开题报告》要按顺序逐项填写，空缺项要填\"无\"。要求一律用A4纸打印，于左侧装订成册。
二、《项目开题报告》中栏目\"1至8\"由学生填写，栏目\"9\"由教师填写，栏目\"10\"由学院负责人填写。
三、《项目开题报告》由所在学院审查、签署意见后，一式三份（均为原件），报送教务处教学研究科。
项目名称投影屏激光定位系统项目类型
（划\"√\"）基础研究应用研究开发研究其它√
1、项目来源及选题依据
目前投影仪多媒体演示在会议及授课方面广泛使用，现有的投影仪激光笔虽然能控制鼠标的移动，但操作起来很繁琐。如果利用激光笔的光点对鼠标指针进行快速定位，配合现有的无线控制按钮，则可以快速操作计算机，进行开关文件，PPT划取重点，视频播放等应用。
2、选题过程中已经阅读的文献资料，以及各项准备工作（如计算、实验等）
一、光斑采集的可行性分析和试验：对不同型号的激光笔进行光点的拍摄测试。一个光点的直径为5毫米、面积m=19.6平方毫米,屏幕面积M= 3×2.5m=7.5平方米，用500万像素的摄像头进行拍摄，求得所占像素个数N=(m/M)*5000000=13。证明光点可以被捕捉而不会被摄像头过滤掉。
试验：分别用像素为200万，500万，1000万摄像头拍摄，调整对比度后光点均清晰可见。
二、对所采集的图片利用Photoshop进行了处理（调低亮度，调高对比度）。光点更易被电脑识别。我们对拍摄的图片进行了分析，因为激光点的能量很高，拍摄下来后，它的RGB值均在240~255间。而因为投影仪投影的亮度较低，能量较弱，所以投影出来的红色，RGB值在140~160间。因此，即使投影全红色的图像，我们还是很容易从摄像头拍摄的图片中提取激光点。
3、国内外同类课题研究现状
现有的投影仪无线控制激光笔具有PPT翻页，鼠标左右键点击，光电轨迹球（或摇杆，按键）控制鼠标指针移动等功能。但鼠标只能上下左右一格一格移动，操作不便。
4、详细阐述所选课题的目的和意义
现有的投影仪激光笔鼠标指针移动操作繁琐，不能直接在投影屏上进行操作。本研究目的在于通过投影屏上的激光点控制鼠标指针，方便用户的使用。
目前多媒体演示广泛应用于会议及课堂等领域，其研究意义是提供了一个很人性化的工具用于演讲、会议还有授课，能有效节省用户的时间，方便演讲者在台上下走动。可见发展前景很好。
5、根据选题所要完成的工作和预期成果及成果形式
要完成的工作：
通过对图像的接收及处理，利用激光笔打在投影屏上的光点，控制鼠标指针的移动，实现无线鼠标和PPT控制集成的功能。
预期成果：
这项技术弥补现有投影仪无线控制激光笔的不足，激光笔打在投影屏上的光点可以直接控制鼠标指针，灵活地在投影屏上移动，再配合无线控制激光笔传输到电脑的命令，进行相应操作，如开关文件，视频的播放，PPT划线等功能。
成果形式：
摄像头置于投影仪上方负责接收图像；投影仪无线控制激光笔（包含激光发射器，鼠标左右键、上下翻页按钮）；驱动程序。
6、拟采用的研究方案和要解决的关键技术问题 研究方案：
计算机通过摄像头获取投影屏上的图像，并对图像进行处理，提取投影屏区域，确定屏幕边缘。然后提取光点，通过光点在屏幕上的纵横比例来计算激光点的坐标，再调用windows的API对鼠标光标进行相应的移动操作。并配合无线控制激光笔传输到电脑的命令，进行相应操作，如PPT划线等功能。
关键技术问题：
1、光点捕捉：保证激光点不被摄像头过滤掉。经过计算证明200万像素的摄像头即可保证。
2、图像处理：
a.利用串行边缘分割法提取投影屏区域，确定屏幕边缘。
b.利用帧差分或动态捕捉等算法提取光点，计算光点到屏幕四边的距离。利用光点到屏幕边沿的纵横比例，计算出激光笔所指的准确位置。
3、通过算得的坐标，调用windows的API把鼠标指针移动到该坐标点。
4、将上述程序封装。
7、研究工作进度的初步安排
2010.6~2010.8:查阅资料研究图像处理的算法，并把提取投影屏边缘及激光点坐标的算法确定。
2010.9~2010.10：选定合适像素的摄像头。完成论文《图片中激光点位置的提取》并发表。 2010.11~2011.2：程序编写，及优化；完成论文《投影屏激光定位系统分析》并发表。 2011.3~2011.6：专利申请；后期工作。
8、项目经费预算（请认真、详细填写附表1） 仪器费：4200
资料费：400
论文发表费：1400
专利申请费：3000
其他：1000
9、指导教师意见
项目选题合理，具有创新性，关键技术明确，研究方案可行，实用价值较高。
同意选题。
指导教师签字：
年月日
10、学院意见
单位（公章）：负责人签字：
年月日11.学校意见
负责人签字：
年月日附表1：国家大学生创新性实验计划项目经费预算表
项目名称投影屏激光定位系统项目负责人 赖贵雄联系方式15249274592所在学院计算机学院 指导教师牛海军材料费
（器件注明名称型号，可另附页）计划明细
（计划内容参照项目经费管理办法）单价（元）数量预算金额（元）用途百脑通D881（200万像素摄像头）2002400采集图像奥尼ANC酷睿至尊版（500万像素摄像头）50021000采集图像台电SL100（1000万像素摄像头）50021000采集图像激光笔 （飞利浦SNP3000）50021000做实验优廉特YLT-229鼠标激光笔2502500做实验数据线15元/米20300用于连接设备资料费
（图书注明书名、出版社）《算法导论》
机械工业出版社85185研究提高程序运行的效率《数字图像处理（Digital Image
Proceing）》
电子工业出版社80180研究图像处理技术《精通Visual c++数字图像处理技术与工程案例》 人民邮电出版社59159软件实现及测试参考使用《计算机图形学的算法基础》
机械工业出版社44144学习图像算法的基础《Windows驱动开发技术详解》
电子工业出版社65165学习开发驱动程序《软件工程-理论与实践》
高等教育出版社53153学习项目开发流程论文发表费《图片中激光点位置的提取》7001700发表论文《投影屏激光定位系统分析》7001700发表论文专利申请注册费投影屏激光定位系统注册300013000注册申请专利其他费用
项目管理、交通等费用3001300资料打印等杂物费实验室、投影仪租用3001300进行项目研究不可预见费用400400合计9986元注：此表将作为报销时的参考依据，请严格按照审批后的总金额预算！
目负责人(签名)___________指导教师（签名）___________日期_____________
??
??
??
??
