本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)，尤其涉及一種基于人工智能的教學(xué)屏幕操作系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著智能教育的快速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，教學(xué)工具正經(jīng)歷著深刻的變革。人工智能技術(shù)，特別是深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用，為教育設(shè)備帶來(lái)了前所未有的智能化能力，使得互動(dòng)性和操作精度大幅提升。這一趨勢(shì)推動(dòng)了教育領(lǐng)域?qū)Ω咝?、精?zhǔn)交互技術(shù)的需求，旨在提高教學(xué)效果并豐富學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

2、公開(kāi)號(hào)為cn111552432a的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種電子設(shè)備屏幕操作系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集模塊、觸控點(diǎn)判斷模塊和模式切換模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊采集觸摸屏上的觸控點(diǎn)信息，并將所述觸控點(diǎn)信息傳輸至所述觸控點(diǎn)判斷模塊和所述模式切換模塊；所述觸控點(diǎn)判斷模塊根據(jù)所述觸控點(diǎn)信息和預(yù)設(shè)的模式判斷時(shí)間進(jìn)行模式判斷，并將判斷結(jié)果傳輸至所述模式切換模塊；所述模式切換模塊根據(jù)所述判斷結(jié)果切換當(dāng)前操作模式，并根據(jù)所述觸控點(diǎn)信息生成運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)軌跡執(zhí)行當(dāng)前所述操作模式。該系統(tǒng)主要依賴(lài)于預(yù)設(shè)的模式判斷時(shí)間和固定的操作模式，導(dǎo)致在復(fù)雜手勢(shì)操作或快速變化的觸控環(huán)境下，系統(tǒng)的靈活性和準(zhǔn)確性受到限制，且修正過(guò)程可能不夠靈活，難以應(yīng)對(duì)觸摸屏操作中的各種異常情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種基于人工智能的教學(xué)屏幕操作系統(tǒng)，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中因觸控點(diǎn)信息處理精度不足和操作模式切換滯后引起的手勢(shì)識(shí)別不準(zhǔn)確和響應(yīng)速度慢的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于人工智能的教學(xué)屏幕操作系統(tǒng)，包括：

3、觸點(diǎn)信息采集模塊，用以采集教學(xué)屏幕上各觸點(diǎn)的實(shí)時(shí)觸點(diǎn)信息，所述實(shí)時(shí)觸點(diǎn)信息包括，在以教學(xué)屏幕左上角為原點(diǎn)、以預(yù)設(shè)的單位坐標(biāo)距離建立的二維坐標(biāo)系中的實(shí)時(shí)觸點(diǎn)坐標(biāo)和實(shí)時(shí)觸點(diǎn)坐標(biāo)處的實(shí)時(shí)壓力；

4、分析模塊，與所述觸點(diǎn)信息采集模塊連接，包括觸點(diǎn)數(shù)確定單元和動(dòng)作確定單元，所述觸點(diǎn)數(shù)確定單元用以根據(jù)預(yù)設(shè)的確定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的全部實(shí)時(shí)壓力和預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)壓力確定觸點(diǎn)模式為單點(diǎn)觸控或多點(diǎn)觸控，所述動(dòng)作確定單元用以根據(jù)單點(diǎn)觸控的觸點(diǎn)模式、實(shí)時(shí)觸點(diǎn)坐標(biāo)以及實(shí)時(shí)壓力確定單點(diǎn)手勢(shì)類(lèi)型；

5、所述動(dòng)作確定單元還用以根據(jù)多點(diǎn)觸控的觸點(diǎn)模式、若干實(shí)時(shí)觸點(diǎn)坐標(biāo)以及若干實(shí)時(shí)壓力確定觸點(diǎn)配對(duì)組合，計(jì)算所述觸點(diǎn)配對(duì)組合中的每一對(duì)觸點(diǎn)的距離變化率和方向變化率，根據(jù)距離變化率、方向變化率以及預(yù)設(shè)的手勢(shì)模型標(biāo)準(zhǔn)值確定各觸點(diǎn)的多點(diǎn)手勢(shì)類(lèi)型；

6、響應(yīng)模塊，與所述分析模塊連接，用以根據(jù)單點(diǎn)手勢(shì)類(lèi)型和多點(diǎn)手勢(shì)類(lèi)型執(zhí)行對(duì)應(yīng)的響應(yīng)動(dòng)作；

7、修正模塊，分別與所述分析模塊和所述觸點(diǎn)信息采集模塊連接，用以根據(jù)預(yù)設(shè)的修正時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的多點(diǎn)觸控的觸點(diǎn)模式的全部實(shí)時(shí)觸點(diǎn)坐標(biāo)和預(yù)設(shè)的修正標(biāo)準(zhǔn)差修正所述單位坐標(biāo)距離。

8、進(jìn)一步地，所述觸點(diǎn)數(shù)確定單元用以根據(jù)預(yù)設(shè)的確定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的全部實(shí)時(shí)壓力和預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)壓力確定觸點(diǎn)模式為單點(diǎn)觸控或多點(diǎn)觸控包括：

9、所述觸點(diǎn)數(shù)確定單元用以獲取實(shí)時(shí)壓力大于所述標(biāo)準(zhǔn)壓力的觸點(diǎn)的數(shù)量，在觸點(diǎn)的數(shù)量等于一時(shí)，觸點(diǎn)數(shù)確定單元判定觸點(diǎn)模式為單點(diǎn)觸控；

10、在觸點(diǎn)的數(shù)量大于一時(shí)，所述觸點(diǎn)數(shù)確定單元判定觸點(diǎn)模式為多點(diǎn)觸控。

11、進(jìn)一步地，所述動(dòng)作確定單元在所述觸點(diǎn)數(shù)確定單元判定觸點(diǎn)模式為單點(diǎn)觸控時(shí)，計(jì)算所述確定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的全部實(shí)時(shí)觸點(diǎn)坐標(biāo)和實(shí)時(shí)壓力的變化率，得到坐標(biāo)變化率和壓力變化率，在所述坐標(biāo)變化率大于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)變化率，且所述壓力變化率小于或等于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)壓力變化率時(shí)，所述動(dòng)作確定單元判定單點(diǎn)手勢(shì)類(lèi)型為滑動(dòng)手勢(shì)；

12、在所述坐標(biāo)變化率大于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)變化率，且所述壓力變化率大于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)壓力變化率時(shí)，所述動(dòng)作確定單元判定單點(diǎn)手勢(shì)類(lèi)型為拖動(dòng)手勢(shì)。

13、進(jìn)一步地，所述動(dòng)作確定單元在所述坐標(biāo)變化率小于或等于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)變化率時(shí)，記錄所述實(shí)時(shí)壓力大于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)壓力的時(shí)長(zhǎng)，得到持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，在所述持續(xù)時(shí)長(zhǎng)小于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)時(shí)，動(dòng)作確定單元判定單點(diǎn)手勢(shì)類(lèi)型為點(diǎn)擊手勢(shì)；

14、在所述持續(xù)時(shí)長(zhǎng)大于或等于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)時(shí)，所述動(dòng)作確定單元判定單點(diǎn)手勢(shì)類(lèi)型為長(zhǎng)按手勢(shì)。

15、進(jìn)一步地，所述動(dòng)作確定單元還用以根據(jù)多點(diǎn)觸控的觸點(diǎn)模式、若干實(shí)時(shí)觸點(diǎn)坐標(biāo)以及若干實(shí)時(shí)壓力確定觸點(diǎn)配對(duì)組合包括：

16、所述動(dòng)作確定單元在所述觸點(diǎn)數(shù)確定單元判定觸點(diǎn)模式為多點(diǎn)觸控時(shí)，根據(jù)所述觸點(diǎn)的數(shù)量計(jì)算觸點(diǎn)配對(duì)組合的數(shù)量。

17、進(jìn)一步地，所述動(dòng)作確定單元用以計(jì)算所述觸點(diǎn)配對(duì)組合中的每一對(duì)觸點(diǎn)的距離和方向角，根據(jù)每一對(duì)觸點(diǎn)的距離和方向角計(jì)算觸點(diǎn)配對(duì)之間的距離變化率和方向變化率。

18、進(jìn)一步地，所述動(dòng)作確定單元用以在所述距離變化率大于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)距離變化率，且所述方向變化率小于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)方向變化率時(shí)，判定多點(diǎn)手勢(shì)類(lèi)型為縮放手勢(shì)。

19、進(jìn)一步地，所述動(dòng)作確定單元用以在所述距離變化率小于或等于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)距離變化率，且所述方向變化率大于或等于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)方向變化率時(shí)，判定多點(diǎn)手勢(shì)類(lèi)型為旋轉(zhuǎn)手勢(shì)。

20、進(jìn)一步地，所述動(dòng)作確定單元用以在所述距離變化率小于或等于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)距離變化率，且所述方向變化率小于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)方向變化率時(shí)，判定多點(diǎn)手勢(shì)類(lèi)型為滑動(dòng)手勢(shì)。

21、進(jìn)一步地，所述修正模塊用以根據(jù)預(yù)設(shè)的修正時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的多點(diǎn)觸控的觸點(diǎn)模式的全部實(shí)時(shí)觸點(diǎn)坐標(biāo)和預(yù)設(shè)的修正標(biāo)準(zhǔn)差修正所述單位坐標(biāo)距離包括：

22、計(jì)算預(yù)設(shè)的修正時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的每一對(duì)觸點(diǎn)之間的距離變化，得到修正距離變化，根據(jù)所述修正距離變化計(jì)算每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的所有觸點(diǎn)配對(duì)組合之間的距離變化的均值，根據(jù)預(yù)設(shè)修正時(shí)長(zhǎng)內(nèi)全部的修正距離計(jì)算修正距離的變化率，得到修正距離變化率，計(jì)算修正距離變化率的標(biāo)準(zhǔn)差，得到修正距離變化率標(biāo)準(zhǔn)差，在所述修正距離變化率標(biāo)準(zhǔn)差大于所述修正標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，根據(jù)修正標(biāo)準(zhǔn)差、修正距離變化率標(biāo)準(zhǔn)差以及預(yù)設(shè)的修正系數(shù)減小所述單位坐標(biāo)距離。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，通過(guò)精確采集和分析觸點(diǎn)的實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)單點(diǎn)和多點(diǎn)觸控手勢(shì)的精準(zhǔn)識(shí)別，能夠根據(jù)觸點(diǎn)數(shù)量、坐標(biāo)和壓力的變化靈活確定手勢(shì)類(lèi)型，避免了誤操作，提升了操作的準(zhǔn)確性，修正模塊通過(guò)計(jì)算距離變化率的標(biāo)準(zhǔn)差，動(dòng)態(tài)調(diào)整單位坐標(biāo)距離，從而在不同使用場(chǎng)景下都能保持較高的響應(yīng)靈敏度和精度，顯著增強(qiáng)了系統(tǒng)的適應(yīng)性，該系統(tǒng)不僅提高了教學(xué)屏幕的智能化水平，還優(yōu)化了用戶(hù)體驗(yàn)，特別是在多點(diǎn)觸控的復(fù)雜操作中表現(xiàn)出色，有效解決了因觸控點(diǎn)信息處理精度不足和操作模式切換滯后引起的手勢(shì)識(shí)別不準(zhǔn)確和響應(yīng)速度慢的問(wèn)題。

24、進(jìn)一步地，通過(guò)實(shí)時(shí)比較觸點(diǎn)壓力與標(biāo)準(zhǔn)壓力，能夠有效過(guò)濾掉輕微或無(wú)意的觸碰，準(zhǔn)確判斷出當(dāng)前操作是單點(diǎn)觸控還是多點(diǎn)觸控。這種基于壓力的判定方法提高了觸控模式識(shí)別的準(zhǔn)確性，減少了誤判的可能性。

25、進(jìn)一步地，通過(guò)對(duì)單點(diǎn)觸控下的坐標(biāo)和壓力變化率的綜合分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)滑動(dòng)手勢(shì)和拖動(dòng)手勢(shì)的精準(zhǔn)識(shí)別。

26、進(jìn)一步地，通過(guò)對(duì)觸點(diǎn)的坐標(biāo)變化率和壓力的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行雙重分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)點(diǎn)擊手勢(shì)和長(zhǎng)按手勢(shì)的準(zhǔn)確識(shí)別。系統(tǒng)能夠根據(jù)壓力持續(xù)時(shí)間區(qū)分短時(shí)間的點(diǎn)擊和長(zhǎng)時(shí)間的長(zhǎng)按操作，提供更為精準(zhǔn)的手勢(shì)識(shí)別。

27、進(jìn)一步地，通過(guò)使用該公式計(jì)算觸點(diǎn)配對(duì)組合的數(shù)量，系統(tǒng)能夠系統(tǒng)化地處理和分析所有觸點(diǎn)的相互關(guān)系，確保多點(diǎn)觸控操作的全面覆蓋和精確處理。

28、進(jìn)一步地，通過(guò)精確分析每對(duì)觸點(diǎn)的距離和方向角的變化，能夠詳細(xì)了解觸點(diǎn)間的動(dòng)態(tài)交互，能夠幫助系統(tǒng)準(zhǔn)確地識(shí)別觸控手勢(shì)的變化模式，包括觸點(diǎn)的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)情況。準(zhǔn)確計(jì)算距離和方向變化率提高了多點(diǎn)觸控操作的精度和可靠性。

29、進(jìn)一步地，利用深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行多點(diǎn)手勢(shì)類(lèi)型的判定，能夠顯著提高識(shí)別的準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度。深度學(xué)習(xí)模型能夠處理復(fù)雜的手勢(shì)變化并自動(dòng)適應(yīng)不同的操作環(huán)境，使得系統(tǒng)在處理縮放手勢(shì)時(shí)更為迅速和精準(zhǔn)。

30、進(jìn)一步地，通過(guò)深度學(xué)習(xí)模型對(duì)觸點(diǎn)間距離和方向變化的詳細(xì)分析，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確識(shí)別旋轉(zhuǎn)手勢(shì)，能夠有效區(qū)分旋轉(zhuǎn)手勢(shì)與其他手勢(shì)類(lèi)型，從而提高手勢(shì)識(shí)別的準(zhǔn)確性。

31、進(jìn)一步地，當(dāng)距離變化率和方向變化率都低于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，通常表明觸點(diǎn)之間的相對(duì)位置變化不大，且方向變化緩慢，這符合滑動(dòng)手勢(shì)的特征。能夠通過(guò)深度學(xué)習(xí)模型有效地區(qū)分滑動(dòng)手勢(shì)與其他類(lèi)型的手勢(shì)，如縮放或旋轉(zhuǎn)手勢(shì)。

32、進(jìn)一步地，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)觸點(diǎn)之間的距離變化并計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)差，能夠有效識(shí)別觸點(diǎn)之間的不規(guī)則變化，當(dāng)修正距離變化率的標(biāo)準(zhǔn)差過(guò)大時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)減小單位坐標(biāo)距離，從而提高觸控精度。