專利名稱：一種智能電子白板系統(tǒng)及其光斑位置提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能電子白板系統(tǒng)，尤其涉及一種基于紅外激光技術(shù)的智能電子白板系統(tǒng)及其光斑位置提取方法。
背景技術(shù)：
多媒體教學已經(jīng)在大專院校甚至中小學得到了普及，這一教學手段使課程內(nèi)容更加豐富生動易于學生吸收、大大提高了課堂效率。傳統(tǒng)的多媒體教學設(shè)備皆以PC機為主體，教師在課堂上對PC機進行操作時需要用鼠裝置，不利于課堂內(nèi)容表達?，F(xiàn)有的白板存在有價格高，筆跡定位精度低，筆記定位延遲高的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)的缺陷，提供一種價格低廉的，具有較高的筆跡定位精度，筆跡定位延遲小，書寫效果良好的紅外激光式電子白板系統(tǒng)。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案
一種智能電子白板系統(tǒng)，包括紅外激光書寫筆、投影幕布、冷光投影儀、帶有紅外濾鏡的紅外攝像頭、視頻信號采集系統(tǒng)、PC機；其中，所述紅外激光書寫筆、冷光投影儀分別位于投影幕布的同一側(cè)，所述紅外攝像頭位于投影幕布的另一側(cè)，紅外攝像頭通過所述視頻信號采集系統(tǒng)與PC機的輸入端相連，所述PC機的輸出端與冷光投影儀相連。作為本發(fā)明的智能電子白板系統(tǒng)的進一步優(yōu)化方案，所述視頻信號采集系統(tǒng)包括視頻分離模塊、模擬比較器、光斑位置提取模塊、D/A模塊、無線接收模塊和USB接口控制模塊；其中，所述紅外攝像頭的輸出端分別與視頻分離模塊、模擬比較器的第一輸入端相連， 視頻分離模塊、模擬比較器的輸出端分別與光斑位置提取模塊的輸入端相連，光斑位置提取模塊的輸出端分別與USB接口控制模塊的輸入端、D/A模塊的輸入端相連，USB接口控制模塊的輸出端與PC機的輸入端相連，D/A模塊的輸出端與模擬比較器的第二輸入端相連， 所述無線接收模塊與光斑位置提取模塊相連。作為本發(fā)明的智能電子白板系統(tǒng)的進一步優(yōu)化方案，所述紅外激光書寫筆的筆頭配置低功率紅外激光管，筆身內(nèi)封裝有無線模塊，筆身上包括一個自復(fù)位按鍵，以及分別模擬通用鼠標左右鍵及滾輪功能的按鍵、滾輪模塊。作為本發(fā)明的智能電子白板系統(tǒng)的進一步優(yōu)化方案，所述紅外攝像頭為PLA制式紅外攝像頭，所述紅外濾鏡采用760nm紅外光濾鏡。作為本發(fā)明的智能電子白板系統(tǒng)的進一步優(yōu)化方案，所述紅外攝像頭前端還配置一個魚眼透鏡。作為本發(fā)明的智能電子白板系統(tǒng)的進一步優(yōu)化方案，所述紅外激光筆筆身內(nèi)封裝的無線模塊采用NRF24L01型無線模塊。作為本發(fā)明的智能電子白板系統(tǒng)的進一步優(yōu)化方案，所述視頻分離模塊采用 LM1881視頻信號分離芯片，所述模擬比較器采用TL714C高差分比較器，所述光斑位置提取模塊采用ATmegaie單片機作為為微控制器，所述USB接口控制模塊采用CH372接口芯片。作為本發(fā)明的智能電子白板系統(tǒng)的進一步優(yōu)化方案，所述投影幕布采用PVC材質(zhì)。一種基于智能電子白板系統(tǒng)的光斑位置提取方法，包括如下步驟
步驟(1 )，采用紅外激光書寫筆向投影幕布一側(cè)投射紅外激光束，采用冷光投影儀向投影幕布同一側(cè)投影，采用紅外攝像頭從投影幕布的另一側(cè)拍攝投影幕布上的紅外光斑，獲取紅外光斑的視頻信號；
步驟(2)，采用視頻分離模塊對步驟(1)獲取的視頻信號進行分離，得出視頻流的行、 場信號；與此同時，采用模擬比較器對視頻信號進行鑒幅整形，當視頻流行信號出現(xiàn)紅外光斑時，采用模擬比較器將該對應(yīng)行的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦蚊}沖信號；
步驟(3)，將步驟(2)分離出的視頻流的行、場信號分別輸入至基于單片機的光斑位置提取模塊的兩個中斷引腳，同時將步驟(2)得到的矩形脈沖信號輸入至光斑位置提取模塊的定時器輸入捕捉引腳；
步驟(4)，采用光斑位置提取模塊進行光斑位置信息提取，當視頻流的場信號到達中斷引腳發(fā)生場中斷時，根據(jù)奇偶場信號分別進行如下處理
步驟(41)，如果是奇場信號，允許行中斷，清除行中斷次數(shù)計數(shù)器，等待行信號的到
來；
當行信號到達中斷引腳產(chǎn)生行中斷時，將行中斷次數(shù)計數(shù)器加一，并立即開啟定時計數(shù)器，對矩形脈沖信號進行捕捉，當前行有光斑出現(xiàn)，則捕捉到矩形脈沖信號，并讀得鑒幅整形后的上跳變沿時刻Tl、下跳變沿時刻T2兩個時刻值；
在讀得鑒幅整形后的上跳變沿時刻Tl、下跳變沿時刻T2兩個時刻值后，計算出矩形脈沖信號在整個時間段上的偏移，用時間偏移來估計光斑相對于圖像邊界偏移，定義為光斑位置在投影畫面二維平面的橫向坐標分量(X)，在某一行捕捉到矩形脈沖信號后，根據(jù)行中斷次數(shù)計數(shù)器的值得出光斑相對于圖像上下邊界的偏移，定義為光斑位置在投影畫面二維平面的縱向坐標分量(Y);
步驟(42)，如果是偶場信號，則關(guān)閉行中斷，放棄后續(xù)的各行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)而進行前一奇場所采集到數(shù)據(jù)的處理，根據(jù)前一奇場所得的橫向坐標分量(X)和縱向坐標分量(Y)進行處理包括采用平滑濾波的方式對噪聲信息進行濾除，以及采用查表的方式對所提取的信息進行失真補償，最后得到光斑在投影畫面的橫向坐標、縱向坐標，得到光斑位置信息。作為前述光斑位置提取方法的進一步優(yōu)化方案，在步驟(2)中模擬比較器進行鑒幅整形時還包括步驟采用D/A模塊將光斑位置提取模塊輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成模擬電壓，傳輸至模擬比較器，動態(tài)設(shè)置模擬比較器電壓閾值。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果
(1)書寫筆采用紅外激光管作為發(fā)光源，增強抗干擾能力，筆身設(shè)計多個按鍵，實現(xiàn)更多的操作功能。本發(fā)明所采用的紅外激光管為低功率紅外激光管，所產(chǎn)生激光束對人眼無傷害，激光束在幕布上形成的光斑大小不會光源到幕布的距離變化，便于筆跡精確定位。另夕卜，筆身設(shè)計按鍵和轉(zhuǎn)盤，可以模擬傳統(tǒng)鼠標的左右鍵及滾輪的功能，在產(chǎn)品初次使用或出現(xiàn)偏差時，可以利用按鍵操作相關(guān)的較準過程。筆身設(shè)計自復(fù)位按扭，控制激光管供電，使用時輕觸點亮激光管，閑時自滅，可節(jié)約能量提高產(chǎn)品壽命。
(2)紅外攝像頭安放在幕布后側(cè)的，書寫者手臂或者身體不會干擾攝像頭對幕布上光斑的監(jiān)測，這樣可以較自然的姿勢進行書寫操作。在教室內(nèi)，幕布應(yīng)盡量靠近講臺，如果按照現(xiàn)有技術(shù)安裝投影儀的位置，則其幕布面積會受投影光程限制。本發(fā)明采用教室中傳統(tǒng)的投影儀安放方式，可獲得更大投影面積。由于幕布靠近講臺安放，攝像頭到幕布距離較近。為了能采集到整個幕布，在攝像頭的前端可配置一個魚眼透鏡以增大攝像頭視角，或者并列多個攝像頭以獲得更大監(jiān)測面積。(3)本發(fā)明采用低成本8位單片機作為處理器并結(jié)合本發(fā)明給出的高效可靠的光斑位置提取算法，大大降低系統(tǒng)成本，提高本發(fā)明的實用性。同時，本發(fā)明采用CH372 USB 接口芯片，提高了數(shù)據(jù)上傳的自由度，便于擴展且可熱插拔。本發(fā)明中，下位機ATmegaie實時的提取紅外光斑位置信息和接收無線接收模塊上傳的信息，并控制CH372通過端口以批量上傳的方式將相關(guān)數(shù)據(jù)通過USB 口上傳到上位PC機的應(yīng)用軟件。


圖1是本發(fā)明的智能電子白板系統(tǒng)的示意圖。圖2是智能電子白板系統(tǒng)中的模擬比較器的接線原理圖。圖3是智能電子白板系統(tǒng)中的光斑位置提取模塊的信號接線示意圖。圖4是本發(fā)明的紅外書寫筆的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標號說明1-紅外激光筆，2-投影幕布，3-冷光投影儀，4-紅外攝像頭，5-紅外濾鏡，6-魚眼透鏡，7-視頻信號采集系統(tǒng)，8-紅外激光開關(guān)鍵，9-轉(zhuǎn)盤，10-左鍵，11-右鍵，12-紅外激光發(fā)射頭，13-無線模塊。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細說明
如圖1所示，本發(fā)明所設(shè)計的智能電子白板系統(tǒng)包括紅外激光書寫筆、投影幕布、冷光投影儀、帶有紅外濾鏡的紅外攝像頭、PC機；其中，紅外激光書寫筆、冷光投影儀分別位于投影幕布的同一側(cè)，紅外攝像頭位于投影幕布的另一側(cè)，還包括視頻信號采集系統(tǒng)，紅外攝像頭通過所述視頻信號采集系統(tǒng)與PC機的輸入端相連，PC機輸出端與冷光投影儀相連。在具體實施例中，攝像頭和投影儀分別安放在幕布的兩側(cè)，幕布與攝像頭的距離約lm，在攝像頭視覺張角為120度的情況下，單攝像頭的監(jiān)控范圍可以達到兩平方米以上。參考圖1中所示，視頻信號采集電路包括視頻分離模塊、模擬比較器、光斑位置提取模塊、D/A模塊、無線接收模塊和USB接口控制模塊，紅外攝像頭的輸出端分別與視頻分離模塊和模擬比較器的輸入端相連，視頻分離模塊和模擬比較器的輸出端與光斑位置提取模塊的輸入端相連，光斑位置提取模塊的輸出端與USB接口控制模塊的輸入端相連，USB接口控制模塊的輸出端與PC機的輸入端，光斑位置提取模塊的輸出端與D/A模塊的輸入端相連，D/A模塊的輸出端與模擬比較器的輸入端相連，無線接收模塊的輸出端與光斑位置提取模塊的輸入端相連。光斑位置提取模塊采用低成本8位單片機作為處理器，大大降低系統(tǒng)成本，提高本發(fā)明的實用性。同時，本發(fā)明采用CH372 USB接口芯片，提高了數(shù)據(jù)上傳的自由度，便于擴展且可熱插拔。本發(fā)明中，ATmegaie實時的提取紅外光斑位置信息和無線接收模塊上傳的信息，并控制CH372控制芯片通過端口以批量上傳的方式將相關(guān)數(shù)據(jù)通過USB端口上傳到上位PC機的應(yīng)用軟件。
紅外激光書寫筆配置低功率紅外激光管，所述紅外激光書寫筆筆身上有一個自復(fù)位按鍵，在紅外激光書寫筆內(nèi)封裝有無線模塊，用于傳輸紅外激光書寫筆筆身上另外兩個按鍵及轉(zhuǎn)盤的操作信息，所述另外兩個按鍵及轉(zhuǎn)盤是用來分別模擬通用鼠標的左右鍵及滾輪的功能。
無線模塊用于發(fā)送無線數(shù)據(jù)，激光書寫筆的筆身按鍵及滾輪的操作信息通過內(nèi)置于激光書寫筆內(nèi)的無線模塊傳送到視頻信號采集系統(tǒng)中的無線接收模塊，無線接收模塊獲得這些無線數(shù)據(jù)后，傳給光斑位置提取模塊處理；本發(fā)明中的視頻分離模塊采用LM1881視頻信號分離芯片，模擬比較器采用TL714C高差分比較器，光斑位置提取模塊采用ATmegaie單片機作為為微控制器，USB接口控制模塊采用CH372接口芯片。
如圖2所示，模擬比較器的接線原理圖，對混合視頻信號進整形處理，其中閾值電壓由ATmegal6的D/A模塊給出，實現(xiàn)自適應(yīng)。
如圖3所示，給出了智能電子白板系統(tǒng)中的光斑位置提取模塊的信號接線示意圖。輸送到光斑位置提取模塊的共有三個信號，分別是視頻行信號、視頻場信號、整形后的矩形脈沖信號；其中視頻流的行、場信號分別輸入至基于單片機中的兩個中斷引腳，同時矩形脈沖信號輸入單片機的定時器輸入捕捉引腳。
如圖4所示，書寫筆采用棒狀筆式設(shè)計，筆身手握處有三個按扭，一個在上側(cè)靠近拇指位置，用于通斷安放在紅外激光書寫筆內(nèi)靠前端的激光管電源，是自復(fù)位按扭，拇指松開時激光管斷電。下側(cè)兩個按扭分別由食指和中指控制，用來模擬鼠標左右鍵功能，其按鍵信息通過裝在筆身內(nèi)后端的無線模塊傳送到視頻信息采集電路板上。另外筆身還設(shè)計有轉(zhuǎn)盤，用來模擬鼠標的滾輪，其轉(zhuǎn)動信息也是能過無線模塊傳送到采集電路板上的。紅外激光書寫筆由7號電池供電。激光管發(fā)出808nm激光，功率為50mw ；無線模塊采用NRFML01。
紅外攝像頭為PLA制式紅外攝像頭，在紅外攝像頭前端配置一個魚眼透鏡增大攝像頭視角，或者并列多個攝像頭以獲得更大監(jiān)測面積。
紅外攝像頭安放在投影幕布后側(cè)，書寫者手臂或者身體不會干擾紅外攝像頭對投影幕布上光斑的監(jiān)測，這樣可以較自然的姿勢進行書寫操作。在教室內(nèi)，投影幕布應(yīng)盡量靠近講臺。本發(fā)明采用教室中傳統(tǒng)的投影儀安放方式，可獲得更大投影面積。由于投影幕布靠近講臺安放，紅外攝像頭到投影幕布距離較近。為了能采集到整個幕布，在紅外攝像頭的前端可配置一個魚眼透鏡以增大紅外攝像頭視角，因為所設(shè)計的紅外激光書寫筆發(fā)射808nm 紅外激光，所以選擇760nm典型波長的紅外濾鏡來過濾環(huán)境干擾光。
在實際操作過程中，在PC機端設(shè)置有應(yīng)用軟件，該應(yīng)用軟件在VC6. 0環(huán)境下開發(fā)， 通過動態(tài)鏈接CH372接口芯片的DLL庫的方式來調(diào)用CH372接口芯片為PC機提供的接口， 通過調(diào)用Windows的API接口，來實現(xiàn)對PC機的光標精確移動、左右鍵操作、滾輪操作，這些過程均屬于現(xiàn)有技術(shù)，在本實施例中就不詳細贅述。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)化方式，所述投影幕布采用PVC材質(zhì)。所述PVC材質(zhì)投影幕布可以選擇軟質(zhì)的懸掛于教室并可以卷曲收起，或者選擇硬質(zhì)的固定在一個框架內(nèi)，支立在地面上。
針對ATmegaie單片機，本發(fā)明設(shè)計出新的高效實用型光斑提取方法，降低系統(tǒng)成本，并擴展外圍功能，增加開發(fā)的自由度。
本發(fā)明的智能電子白板系統(tǒng)的光斑提取方法包括如下步驟步驟(1 )，采用紅外激光書寫筆向投影幕布一側(cè)投射紅外激光束，采用冷光投影儀向投影幕布同一側(cè)投影，采用紅外攝像頭從投影幕布的另一側(cè)拍攝投影幕布上的紅外光斑，獲取紅外光斑的視頻信號；步驟(2)，采用視頻分離模塊對步驟(1)獲取的視頻信號進行分離，得出行、場信號；與此同時，采用模擬比較器對視頻信號進行鑒幅整形，當對應(yīng)行出現(xiàn)紅外光斑時，模擬比較器將該對應(yīng)行的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦蚊}沖信號；步驟(3)，將步驟(2)分離出的行、場信號分別輸入至基于單片機的光斑位置提取模塊的兩個中斷引腳，同時將所述矩形脈沖信號輸入至光斑位置提取模塊的定時器輸入捕捉引腳；步驟(4)，光斑位置提取模塊進行光斑位置信息提取，當場信號到達中斷引腳發(fā)生場中斷時，根據(jù)奇偶場分別進行如下處理步驟(41)，如果是奇場，則允許行中斷，清除行中斷次數(shù)計數(shù)器，等待行信號的到來； 當行信號到達中斷引腳產(chǎn)生行中斷時，將行中斷次數(shù)計數(shù)器加一，并立即開啟定時計數(shù)器，對矩形脈沖信號進行捕捉，當前行有光斑出現(xiàn)，則捕捉到矩形脈沖信號，并讀得鑒幅整形后的上跳變沿時刻Tl、下跳變沿時刻T2兩個時刻值；在讀得鑒幅整形后的上跳變沿時刻Tl、下跳變沿時刻T2兩個時刻值后，計算出矩形脈沖信號在整個時間段上的偏移，用時間偏移來估計光斑相對于圖像邊界偏移，定義為光斑位置在投影畫面二維平面的X坐標分量，在某一行捕捉到矩形脈沖信號后，根據(jù)行中斷次數(shù)計數(shù)器的值得出光斑相對于圖像上下邊界的偏移，，定義為光斑位置在投影畫面二維平面的Y坐標分量；步驟(42)，如果是偶場，則關(guān)閉行中斷，放棄后續(xù)的各行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)而進行前一奇場所采集到數(shù)據(jù)的處理，根據(jù)前一奇場所得的X坐標和Y坐標進行處理，包括采用平滑濾波的方式對噪聲信息進行濾除，以及采用查表的方式對所提取的信息進行失真補償，從而準確地得到光斑在投影畫面的X坐標，Y坐標；得到光斑位置信息。
在得到X坐標和Y坐標后，該信息通過CH372上傳至PC機。PC機端，在VC6. 0環(huán)境下進行軟件開發(fā)，通過動態(tài)鏈接CH372芯片的DLL庫實現(xiàn)上傳數(shù)據(jù)的讀取。另外，軟件通過調(diào)用WINDOWS操作系統(tǒng)的API接口來實現(xiàn)對PC機光標的移動控制，使PC機的光標移動到屏幕上由前述X坐標和Y坐標確定的位置上。，由于投影儀聯(lián)接關(guān)系，投影幕布上的光標同步移動。
從而，當投影幕布上人眼不可見的紅外激光斑移動時，投影幕布上的光標準確跟隨。
在步驟(2)中模擬比較器進行鑒幅整形時還包括步驟采用D/A模塊將光斑位置提取模塊輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成模擬電壓，傳輸至模擬比較器，動態(tài)設(shè)置模擬比較器電壓閾值。
本發(fā)明所設(shè)計的智能電子白板系統(tǒng)及其光斑位置提取方法，具有價格低廉、筆跡定位精度高、筆跡定位延遲小、書寫效果良好的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種智能電子白板系統(tǒng)，其特征在于包括紅外激光書寫筆、投影幕布、冷光投影儀、帶有紅外濾鏡的紅外攝像頭、視頻信號采集系統(tǒng)、PC機；其中，所述紅外激光書寫筆、冷光投影儀分別位于投影幕布的同一側(cè)，所述紅外攝像頭位于投影幕布的另一側(cè)，紅外攝像頭通過所述視頻信號采集系統(tǒng)與PC機的輸入端相連，所述PC機的輸出端與冷光投影儀相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子白板系統(tǒng)，其特征在于所述視頻信號采集系統(tǒng)包括視頻分離模塊、模擬比較器、光斑位置提取模塊、D/A模塊、無線接收模塊和USB接口控制模塊；其中，所述紅外攝像頭的輸出端分別與視頻分離模塊、模擬比較器的第一輸入端相連，視頻分離模塊、模擬比較器的輸出端分別與光斑位置提取模塊的輸入端相連，光斑位置提取模塊的輸出端分別與USB接口控制模塊的輸入端、D/A模塊的輸入端相連，USB接口控制模塊的輸出端與PC機的輸入端相連，D/A模塊的輸出端與模擬比較器的第二輸入端相連，所述無線接收模塊與光斑位置提取模塊相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子白板系統(tǒng)，其特征在于所述紅外激光書寫筆的筆頭配置低功率紅外激光管，筆身內(nèi)封裝有無線模塊，筆身上包括一個自復(fù)位按鍵，以及分別模擬通用鼠標左右鍵及滾輪功能的按鍵、滾輪模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子白板系統(tǒng)，其特征在于所述紅外攝像頭為PLA制式紅外攝像頭，所述紅外濾鏡采用760nm紅外光濾鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子白板系統(tǒng)，其特征在于所述紅外攝像頭前端還配置一個魚眼透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能電子白板系統(tǒng)，其特征在于所述紅外激光筆筆身內(nèi)封裝的無線模塊采用NRF24L01型無線模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能電子白板系統(tǒng)，其特征在于所述視頻分離模塊采用 LM1881視頻信號分離芯片，所述模擬比較器采用TL714C高差分比較器，所述光斑位置提取模塊采用ATmegaie單片機作為為微控制器，所述USB接口控制模塊采用CH372接口芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子白板系統(tǒng)，其特征在于所述投影幕布采用PVC材質(zhì)。
9.一種基于權(quán)利要求1所述智能電子白板系統(tǒng)的光斑位置提取方法，其特征在于，包括如下步驟步驟(1 )，采用紅外激光書寫筆向投影幕布一側(cè)投射紅外激光束，采用冷光投影儀向投影幕布同一側(cè)投影，采用紅外攝像頭從投影幕布的另一側(cè)拍攝投影幕布上的紅外光斑，獲取紅外光斑的視頻信號；步驟(2)，采用視頻分離模塊對步驟(1)獲取的視頻信號進行分離，得出視頻流的行、 場信號；與此同時，采用模擬比較器對視頻信號進行鑒幅整形，當視頻流行信號出現(xiàn)紅外光斑時，采用模擬比較器將該對應(yīng)行的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦蚊}沖信號；步驟(3)，將步驟(2)分離出的視頻流的行、場信號分別輸入至基于單片機的光斑位置提取模塊的兩個中斷引腳，同時將步驟(2)得到的矩形脈沖信號輸入至光斑位置提取模塊的定時器輸入捕捉引腳；步驟(4)，采用光斑位置提取模塊進行光斑位置信息提取，當視頻流的場信號到達中斷引腳發(fā)生場中斷時，根據(jù)奇偶場信號分別進行如下處理步驟(41)，如果是奇場信號，允許行中斷，清除行中斷次數(shù)計數(shù)器，等待行信號的到來；當行信號到達中斷引腳產(chǎn)生行中斷時，將行中斷次數(shù)計數(shù)器加一，并立即開啟定時計數(shù)器，對矩形脈沖信號進行捕捉，當前行有光斑出現(xiàn)，則捕捉到矩形脈沖信號，并讀得鑒幅整形后的上跳變沿時刻Tl、下跳變沿時刻T2兩個時刻值；在讀得鑒幅整形后的上跳變沿時刻Tl、下跳變沿時刻T2兩個時刻值后，計算出矩形脈沖信號在整個時間段上的偏移，用時間偏移來估計光斑相對于圖像邊界偏移，定義為光斑位置在投影畫面二維平面的橫向坐標分量(X)，在某一行捕捉到矩形脈沖信號后，根據(jù)行中斷次數(shù)計數(shù)器的值得出光斑相對于圖像上下邊界的偏移，定義為光斑位置在投影畫面二維平面的縱向坐標分量(Y);步驟(42)，如果是偶場信號，則關(guān)閉行中斷，放棄后續(xù)的各行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)而進行前一奇場所采集到數(shù)據(jù)的處理，根據(jù)前一奇場所得的橫向坐標分量(X)和縱向坐標分量(Y)進行處理包括采用平滑濾波的方式對噪聲信息進行濾除，以及采用查表的方式對所提取的信息進行失真補償，最后得到光斑在投影畫面的橫向坐標、縱向坐標，得到光斑位置信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于智能電子白板系統(tǒng)的光斑位置提取方法，其特征在于在步驟(2)中模擬比較器進行鑒幅整形時還包括步驟采用D/A模塊將光斑位置提取模塊輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成模擬電壓，傳輸至模擬比較器，動態(tài)設(shè)置模擬比較器電壓閾值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能電子白板系統(tǒng)，包括紅外激光書寫筆、投影幕布、冷光投影儀、帶有紅外濾鏡的紅外攝像頭、視頻信號采集系統(tǒng)、PC機；其中，所述紅外激光書寫筆、冷光投影儀分別位于投影幕布的同一側(cè)，所述紅外攝像頭位于投影幕布的另一側(cè)，紅外攝像頭通過所述視頻信號采集系統(tǒng)與PC機的輸入端相連，所述PC機的輸出端與冷光投影儀相連。本發(fā)明還公開了一種基于智能電子白板系統(tǒng)的光斑位置提取方法。本發(fā)明所設(shè)計的智能電子白板系統(tǒng)及其光斑位置提取方法，具有價格低廉、筆跡定位精度高、筆跡定位延遲小、書寫效果良好的優(yōu)點。
文檔編號G06F3/042GK102495698SQ20111041470
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者周云城, 徐國政, 邱其文, 高翔 申請人:南京郵電大學