專利名稱：一種便攜式掃描學(xué)習(xí)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種學(xué)習(xí)用具，具體是 -種便攜式掃描學(xué)習(xí)裝置。
技術(shù)背景已知的學(xué)習(xí)裝置， 一般都存在著一個(gè)問(wèn)題，而且是一個(gè)瓶頸性的問(wèn)題，那 就是，這種裝置只能依賴鍵盤或手寫筆輸入信息。使用這種裝置時(shí)，由于只能 按字母的排列順序或筆劃的先后輸入信息，往往導(dǎo)致人機(jī)交互過(guò)程變得復(fù)雜， 無(wú)法使大量的學(xué)習(xí)材料被快捷有效地得到利用。這樣一來(lái)，使得學(xué)習(xí)裝置所能 完成的功能顯得十分單調(diào)和有限。而已知的傳統(tǒng)的掃描儀雖然能夠?qū)⒂∷⑽淖值膱D像通過(guò)掃描輸入到計(jì)算機(jī)中去，然后再使用OCR (光學(xué)字符識(shí)別)軟件將其轉(zhuǎn)換成文字，但由于受到排 版格式等因素的影響，識(shí)別的準(zhǔn)確度非常有限。而且掃描儀的體積較大，不方 便隨身攜帶使用。但巿售的掃描筆，無(wú)論是通過(guò)掃描條碼來(lái)進(jìn)行識(shí)別的掃描筆， 還是通過(guò)滾輪將一維的掃描數(shù)據(jù)生成二維圖像數(shù)據(jù)的掃描筆，使用效果均不理 想。前者需要使用特制的包含隱型條碼的書籍，使得成本偏高，推廣困難；后 者雖可掃描印刷文字，但速度受限，圖像模糊。同時(shí)由于滾輪與紙面難免發(fā)生 接觸，由此產(chǎn)生的機(jī)械磨損就會(huì)嚴(yán)重地影響產(chǎn)品的使用壽命。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種便攜式掃描學(xué)習(xí)裝置。要求通 過(guò)該裝置能實(shí)現(xiàn)掃描、朗讀、翻譯、解釋一體化，且即掃、即讀、即譯、即釋， 同時(shí)還能從紙質(zhì)文件中快速提取任一詞匯。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是所述便攜式掃描學(xué)習(xí)裝置，如附圖1所示，由掃描筆1和學(xué)習(xí)機(jī)2組成。其中，所述掃描筆1如附圖2所示，包括有筆帽 11和如附圖1所示電接方式串聯(lián)在外殼12內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)13、圖像傳感器14、 控制電路15、微處理器16、存儲(chǔ)器17、接口電路1S及USB (通用串行總線) 接口 19。所述學(xué)習(xí)機(jī)2由顯示屏21、觸摸屏22和微處理器24、存儲(chǔ)器25、音 頻放大器26、電源電路27及接口電路23如附圖1所示電接方式串聯(lián)組成。上 述掃描筆1和學(xué)習(xí)機(jī)2之間由掃描筆1的接口電路18與學(xué)習(xí)機(jī)2的接口電路23通過(guò)掃描筆1的USB接口 19連接。由此構(gòu)成的本發(fā)明的便攜式掃描學(xué)習(xí)裝置使用時(shí)，可先通過(guò)掃描筆1進(jìn)行圖像采集，采集的圖像經(jīng)處理后將數(shù)據(jù)通過(guò)USB接口 19傳輸?shù)綄W(xué)習(xí)機(jī)2中， 由學(xué)習(xí)機(jī)2完成光學(xué)字符識(shí)別，在獲得掃描對(duì)象的文本信息后，即可直接將所 獲信息予以存儲(chǔ)，也可通過(guò)智能詞匯提取與匹配技術(shù)實(shí)現(xiàn)英語(yǔ)單詞的即掃、即 讀、即譯、即釋以及課文學(xué)習(xí)等其它功能。此外，由于學(xué)習(xí)機(jī)2的微處理器一 般采用型號(hào)為S3C2410的高速微處理器，而存儲(chǔ)器一般采用大容量FLASH存儲(chǔ) 器，因而使得該裝置還具備電子詞典、數(shù)碼錄音、播放MP3/MP4、手寫輸入等 常規(guī)學(xué)習(xí)機(jī)的功能。本裝置使用時(shí)，其掃描筆1的工作主要是負(fù)責(zé)完成上述圖像采集、圖像處理和數(shù)據(jù)傳輸三個(gè)步驟，具體是步驟1，圖像采集。即利用光學(xué)系統(tǒng)13和圖像傳感器14直接獲取印刷文字的二維圖像；步驟2，圖像處理。即利用動(dòng)態(tài)降噪技術(shù)完成掃描圖像的預(yù)處理。利用自適應(yīng)閾值分割技術(shù)完成掃描圖像的二值化處理，利用幀間圖像的相關(guān)分析和行程編碼技術(shù)完成掃描圖像的高倍率壓縮；步驟3，數(shù)據(jù)傳輸。即將上述步驟所獲處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)USB接口 19傳 輸?shù)綄W(xué)習(xí)機(jī)2中。本裝置使用時(shí)，其學(xué)習(xí)機(jī)2的工作則主要是在嵌入式操作系統(tǒng)平臺(tái)上展開 數(shù)據(jù)通訊、圖像處理、光學(xué)字符識(shí)別、掃描學(xué)習(xí)、常規(guī)學(xué)習(xí)和娛樂(lè)游戲。學(xué)習(xí) 機(jī)2在接收到掃描筆傳輸來(lái)的圖像數(shù)據(jù)后，首先第一步是完成圖像解壓處理；第二步是采用印刷文字的結(jié)構(gòu)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)掃描圖像的自動(dòng)除行處 理，自動(dòng)保留靠近掃描圖像中央的一行字符作為有效輸出，而將掃描圖像中的 其余字符自動(dòng)消除；第三步是采用高準(zhǔn)確度的光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)掃描對(duì)象由圖像到文 本的轉(zhuǎn)換，并存儲(chǔ)文本信息；第四步是采用獨(dú)創(chuàng)的智能匹配技術(shù)實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的即掃、即讀、即譯、即釋功能。此外，學(xué)習(xí)機(jī)2還具有電子詞典、數(shù)碼錄音、手寫輸入等常規(guī)學(xué)習(xí)機(jī)的功能，并提供播放MP3/MP4、電子游戲、記事本、日歷等娛樂(lè)工具。本發(fā)明的操作過(guò)程可總結(jié)為將掃描筆1直接觸于紙面，從左至右作直線 運(yùn)動(dòng)掃描印刷材料，掃描頭離開紙面則停止掃描，進(jìn)行圖像處理，并將掃描數(shù) 據(jù)通過(guò)掃描筆1的電路18傳輸?shù)綄W(xué)習(xí)機(jī)2。本發(fā)明的工作原理是，首先利用掃描筆1的光學(xué)系統(tǒng)13中光源產(chǎn)生的光通 過(guò)透鏡聚焦于材料表面，由材料表面發(fā)出的漫反射光的一部分返回光學(xué)系統(tǒng)13， 被面陣圖像傳感器14接收，并直接送到掃描筆1的微處理器16;掃描筆微處理 器16利用動(dòng)態(tài)降噪技術(shù)完成掃描圖像的預(yù)處理，利用自適應(yīng)閾值分割技術(shù)完成 掃描圖像的二值化，并對(duì)掃描圖像進(jìn)行快速壓縮。學(xué)習(xí)機(jī)2通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)接口電 路23獲取掃描筆接口電路18傳輸過(guò)來(lái)的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像解壓處理后，首 先采用結(jié)構(gòu)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)掃描圖像的自動(dòng)除行處理，自動(dòng)保留靠近掃描圖像中 央的一行字符作為有效輸出，而將掃描圖像中的其余字符自動(dòng)消除，然后可采 用高準(zhǔn)確度的光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖像到文本的轉(zhuǎn)換。學(xué)習(xí)機(jī)2的電源電路 27負(fù)責(zé)給其余構(gòu)件供電，音頻放大器26能夠通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)2的微處理器24控制 輸出音頻。本發(fā)明的有益效果是1、 使用本裝置進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，信息的輸入速度與人工打字相比，提高了幾十倍；2、 能從普通紙質(zhì)文件中快速提取任一單詞并馬上給出其發(fā)音、音標(biāo)和 解釋，實(shí)現(xiàn)單詞快查，達(dá)到即掃、即讀、即譯、即釋的目的，效果獨(dú)特，學(xué)習(xí) 效率大大提高；3、 能完成掃描文本與學(xué)習(xí)裝置中預(yù)先存儲(chǔ)的課文文本的高精度匹配， 實(shí)現(xiàn)課文同步解讀，從而可真正實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)無(wú)障礙，掃描筆掃到哪里就學(xué)到哪里。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本發(fā)明中掃描筆的結(jié)構(gòu)示意圖。 以上圖1 2中的標(biāo)示為 1—掃描筆， ll一筆帽，12— 外殼，13— 光學(xué)系統(tǒng)， 14一圖像傳感器，15— 控制電路，16— 微處理器，17— 存儲(chǔ)器，18— 接口電路，19— USB接U 2—學(xué)習(xí)機(jī)，21— 顯示屏，22— 觸摸屏，23— 接口電路，24— 微處理器，25— 存儲(chǔ)器，26— 音頻放大器，27— 電源電路。
具體實(shí)施方式
參見圖1 2所示本發(fā)明一種便攜式掃描學(xué)習(xí)裝置的一個(gè)具體的實(shí)施例。該 實(shí)施例的掃描筆1釆用中國(guó)湖南優(yōu)立達(dá)數(shù)碼科技有限公司生產(chǎn)的ULIDAR 5188 型掃描筆。這種掃描筆如附圖2所示， 一般具有筆帽11和外殼12。外殼12內(nèi) 設(shè)置有如附圖1所示方式串聯(lián)的光學(xué)系統(tǒng)13、圖像傳感器14、控制電路15、微 處理器16、存儲(chǔ)器17、接口電路18及USB接口19。其中圖像傳感器14選用 面陣圖像傳感器，微處理器16選用芯片型號(hào)為ARGUS-LT的高速微處理器，而 存儲(chǔ)器17選擇大容量存儲(chǔ)器。該實(shí)施例的學(xué)習(xí)機(jī)2采用中國(guó)湖南優(yōu)立達(dá)數(shù)碼科技有限公司生產(chǎn)的 UL[DAR 9188型學(xué)習(xí)機(jī)。這種學(xué)習(xí)機(jī)一般由顯示屏21 、觸摸屏22和微處理器 24、存儲(chǔ)器25、音頻放大器26、電源電路27及接口電路23如附圖l所示電接 方式串聯(lián)組成。上述掃描筆1和學(xué)習(xí)機(jī)2之間由掃描筆1的接口電路18與學(xué)習(xí)機(jī)2的接口電路23通過(guò)掃描筆l的USB接口 19如附圖l所示方式連接。其中電源電路27 選用芯片型號(hào)為SP6641-B的電源電路。實(shí)施例2，本實(shí)施例的掃描筆1的微處理器16選用芯片型號(hào)為ARGUS-III 的高速微處理器；學(xué)習(xí)機(jī)2的電源電路27選用芯片型號(hào)為TPS62046的電源電 路。其余組件與連接關(guān)系同實(shí)施例1。上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的這種便攜式掃描學(xué)習(xí)裝置經(jīng)試制試用被證明效果良 好，使用方便、安全可靠，完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
權(quán)利要求
1、一種便攜式掃描學(xué)習(xí)裝置，其特征是，它由掃描筆(1)和學(xué)習(xí)機(jī)(2)組成，其中，所述掃描筆(1)包括有筆帽(11)和串聯(lián)在外殼(12)內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)(13)、圖像傳感器(14)、控制電路(15)、微處理器(16)、存儲(chǔ)器(17)、接口電路(18)及USB接口(19)，所述學(xué)習(xí)機(jī)(2)由顯示屏(21)、觸摸屏(22)和微處理器(24)、存儲(chǔ)器(25)、音頻放大器(26)、電源電路(27)及接口電路(23)串聯(lián)組成，上述掃描筆(1)和學(xué)習(xí)機(jī)(2)之間由掃描筆(1)的接口電路(18)與學(xué)習(xí)機(jī)(2)的接口電路(23)通過(guò)掃描筆(1)的USB接口(19)連接。
全文摘要
一種便攜式掃描學(xué)習(xí)裝置，由掃描筆(1)和學(xué)習(xí)機(jī)(2)組成，掃描筆(1)和學(xué)習(xí)機(jī)(2)之間由掃描筆(1)的接口電路(18)與學(xué)習(xí)機(jī)(2)的接口電路(23)通過(guò)掃描筆(1)的USB接口(19)連接。掃描筆1觸于紙面掃描印刷材料，掃描數(shù)據(jù)通過(guò)掃描筆1的電路18傳輸?shù)綄W(xué)習(xí)機(jī)2。學(xué)習(xí)機(jī)2進(jìn)行圖像解壓處理后，先實(shí)現(xiàn)掃描圖像的自動(dòng)除行處理，后實(shí)現(xiàn)圖像到文本的轉(zhuǎn)換。使用本裝置進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，1.信息輸入速度提高了幾十倍；2.即掃、即讀、即譯、即釋，效率大大提高；3.課文同步解讀，可實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)無(wú)障礙，掃描筆掃到哪里就學(xué)到哪里。
文檔編號(hào)G06K9/00GK101241547SQ20071003559
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者潘孟春, 田武剛, 勇 祁, 肖喜林, 辛建光, 偉 鄧, 陳棣湘 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);湖南優(yōu)立達(dá)數(shù)碼科技有限公司