專利名稱：電子白板設(shè)備生成用戶區(qū)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子白板設(shè)備生成用戶區(qū)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高電子白板設(shè) 備穩(wěn)定性和抗干擾能力的用戶區(qū)生成算法。
技術(shù)背景
電子白板設(shè)備連接PC后，通過上位機(jī)軟件的自動定位功能實(shí)現(xiàn)定位校準(zhǔn)，從而得 到CMOS與PC屏幕的——映射關(guān)系，當(dāng)在CMOS取景范圍內(nèi)產(chǎn)生有效光信號時，通過FPGA的 計算，得到檢測到光信號的CMOS有效像素，再通過已經(jīng)得到的映射關(guān)系，獲得對應(yīng)到PC屏 幕上的坐標(biāo)值，上位機(jī)通過判斷連續(xù)幀圖像上光信號的狀態(tài)，驅(qū)動單擊雙擊等事件。
電子白板設(shè)備使用過程中，我們更加關(guān)心的是投影屏幕，而不是CMOS整個取景范 圍，用成像模組測試一下就會知道，投影屏幕其實(shí)只占到了 CMOS取景區(qū)域的一部分，這樣 才能保證投影屏幕內(nèi)無盲區(qū)。投影屏幕之外的區(qū)域其實(shí)是CMOS能監(jiān)測，但我們不關(guān)心的區(qū) 域。如果不生成用戶區(qū)，從理論上分析，投影屏幕外如果產(chǎn)生光信號，映射到PC屏幕上，應(yīng) 該在區(qū)域之外，這樣的坐標(biāo)值會最終被拋棄。虛擬生成一個用戶區(qū)，可以減少一些徒勞的傳 輸過程和計算過程，對時時性要求比較高的電子白板設(shè)備來說，這無疑是提高設(shè)備工作效 率的好方法。設(shè)備使用環(huán)境一般都不是完全理想化的，常常會有外界光信號的影響，比如太 陽光，燈光，甚至投影界面的反光，為了降低我們的電子白板設(shè)備對環(huán)境光的要求，我們采 用的方法是屏蔽掉這些干擾光，把干擾光區(qū)域從整個取景范圍內(nèi)摳除掉。
上位機(jī)軟件處理用戶區(qū)的過程在軟件啟動和進(jìn)入定位的時候，檢測投影范圍內(nèi) 的干擾光，在獲得有效定位點(diǎn)后，計算得到CMOS到屏幕的映射關(guān)系，從而獲得投影屏幕對 應(yīng)到CMOS的區(qū)域范圍，暫且稱為用戶區(qū)，屏蔽掉用戶區(qū)內(nèi)干擾光區(qū)域，最終得到用來判斷 有效光信號的用戶區(qū)，也就是用戶可以通過手持光電筆進(jìn)行操作的區(qū)域
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述問題，提供一種減少環(huán)境光對設(shè)備的影響、降低對設(shè) 備使用環(huán)境的要求、提高電子白板設(shè)備使用的穩(wěn)定性的電子白板設(shè)備生成用戶區(qū)的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為電子白板設(shè)備生成用戶區(qū)的方法，包 括如下步驟檢測干擾光，得到比實(shí)際干擾光區(qū)域稍微大一點(diǎn)的干擾光區(qū)域Al ;生成用戶 區(qū)，得到比定位點(diǎn)組成的區(qū)域稍微大一點(diǎn)且去除Al的用戶區(qū)域A2 ；其中，生成干擾光區(qū)域Al的步驟(1)對屏幕進(jìn)行圖像采集，判斷采集的圖像上是否 存在光信號；(2)若存在光信號，F(xiàn)PGA按照行掃描記錄光斑邊界；(3)上位機(jī)接收干擾光 數(shù)據(jù)，解析存在干擾光的行掃描的起點(diǎn)和終點(diǎn)，記錄起點(diǎn)到終點(diǎn)的光帶，得到光帶形成的光斑；(4)勾出光斑邊界，對邊界像素進(jìn)行放大操作，對放大的邊界描邊，得到比實(shí)際干擾光 區(qū)域稍微大一點(diǎn)的區(qū)域；生成用戶區(qū)域A2的步驟(I)生成投影屏幕四邊組成的區(qū)域11，對11縮放一定像素并 對縮放后的四邊形求反映射，得到對應(yīng)的CMOS區(qū)域12 ；(2)對12邊界進(jìn)行放大操作，產(chǎn)生 比12稍微大點(diǎn)的區(qū)域13 ; (3)從13區(qū)域中去除干擾光區(qū)域Al，得到用戶區(qū)A2 ; (4)對已摳 除干擾光區(qū)域的A2區(qū)域進(jìn)行描邊。
前述的電子白板設(shè)備生成用戶區(qū)的方法，所述的算法在上位機(jī)軟件啟動和定位時 使用。
前述的電子白板設(shè)備生成用戶區(qū)的方法，所述的算法在軟件啟動時用戶區(qū)處理過 程如下(O上位機(jī)軟件從單片機(jī)中讀取存儲區(qū)中存儲的定位點(diǎn)，根據(jù)定位點(diǎn)信息，計算CMOS 與PC屏幕的映射關(guān)系；(2)上位機(jī)軟件發(fā)送檢測干擾光的命令，由FPGA驅(qū)動CMOS進(jìn)行圖像采集，當(dāng)采集到光 信號時，證明有干擾光；(3)FPGA按照行掃描的方式，記錄光斑的起點(diǎn)和終點(diǎn)，把存在干擾光的行號及起點(diǎn)終 點(diǎn)，順序的上傳；(4)上位機(jī)按照約定的協(xié)議解析上傳的數(shù)據(jù)，重現(xiàn)光斑；(5)實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)后，確定光斑形狀，找出其外圈的輪廓；對輪廓上的每個像素點(diǎn)進(jìn)行放大， 最后對放大后的圖形進(jìn)行描邊，尋找外輪廓，記錄這個干擾光包絡(luò)；(6)得到投影屏幕四角組成的四邊形，對該四邊形進(jìn)行縮放操作；(7)根據(jù)第(I)步中得到的映射關(guān)系，把放大的四邊形反映射到CMOS中，并對映射得到 的區(qū)域邊界像素點(diǎn)進(jìn)行放大，尋找外輪廓，從而得到對應(yīng)的CMOS區(qū)域；(8)根據(jù)第(2)步中的判斷，如果沒有干擾光，則進(jìn)行下一步，如果有干擾光，則從(7) 步中得到的CMOS區(qū)域摳除步驟(5)中得到的干擾光包絡(luò)；(9)上位機(jī)按照行掃描的方式，記錄步驟(8)得到的用戶區(qū)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，把計算得到 的區(qū)域的行號及起點(diǎn)終點(diǎn)下傳給FPGA，F(xiàn)PGA把該區(qū)域存儲下來，并用這個區(qū)域?qū)MOS取景 內(nèi)的光信號進(jìn)行判斷。
前述的電子白板設(shè)備生成用戶區(qū)的方法，所述的算法在軟件定位時用戶區(qū)處理過 程如下(1)上位機(jī)軟件發(fā)送檢測干擾光的命令，由FPGA驅(qū)動CMOS進(jìn)行圖像采集，當(dāng)采集到光 信號時，證明有干擾光；(2)FPGA按照行掃描的方式，記錄光斑的起點(diǎn)和終點(diǎn)，把存在干擾光的行號及起點(diǎn)終 點(diǎn)，順序的上傳；(3)上位機(jī)按照約定的協(xié)議解析上傳的數(shù)據(jù)，重現(xiàn)光斑；(4)實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)后，要確定光斑形狀，找出其外圈的輪廓；對輪廓上的每個像素點(diǎn)進(jìn)行放 大，最后對放大后的圖形進(jìn)行描邊，尋找外輪廓，記錄這個干擾光包絡(luò)；(5)上位機(jī)軟件進(jìn)入定位校準(zhǔn)，根據(jù)定位校準(zhǔn)后得到的定位點(diǎn)信息，計算CMOS與PC屏 .的映射關(guān)系；(6)得到投影屏幕四角組成的四邊形，對該四邊形進(jìn)行縮放操作；(7)根據(jù)第(5)步中得到的映射關(guān)系，把放大的四邊形反映射到CMOS中，并對映射得到 的區(qū)域邊界像素點(diǎn)進(jìn)行放大，尋找外輪廓，從而得到對應(yīng)的CMOS區(qū)域；(8)根據(jù)第(I)步中的判斷，如果沒有干擾光，則進(jìn)行下一步，如果有干擾光，則從(7) 步中得到的CMOS區(qū)域摳除步驟(4)中得到的干擾光包絡(luò)；(9)上位機(jī)按照行掃描的方式，記錄步驟(8)得到的用戶區(qū)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，把計算得到 的區(qū)域的行號及起點(diǎn)終點(diǎn)下傳給FPGA，F(xiàn)PGA把該區(qū)域存儲下來，并用這個區(qū)域?qū)MOS取景 內(nèi)的光信號進(jìn)行判斷。
本發(fā)明的有益效果用戶區(qū)把投影屏幕內(nèi)的干擾光區(qū)域摳除掉，降低屏幕內(nèi)環(huán)境 光的影響；區(qū)域的計算，采用的是行掃描方式，記錄區(qū)域的起點(diǎn)和終點(diǎn)，而不是記錄區(qū)域內(nèi) 每個像素點(diǎn)，減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，提高通信效率；設(shè)備只響應(yīng)用戶區(qū)之內(nèi)的光信號，而不是 響應(yīng)整個取景范圍內(nèi)的光信號，可以減少環(huán)境光對設(shè)備的影響，降低了對設(shè)備使用環(huán)境的 要求，提高了產(chǎn)品穩(wěn)定性；有效屏蔽投影屏幕內(nèi)的光干擾，能夠生成比實(shí)際投影屏幕稍微大 點(diǎn)的用戶區(qū)。


圖1為本發(fā)明方法的應(yīng)用實(shí)例流程圖；圖2為干擾光用戶區(qū)生成示意圖，2為實(shí)際的干擾光區(qū)域，3為邊界放大操作區(qū)域，I為 最終得到的放大的干擾光包絡(luò)；圖3為用戶區(qū)生成示意圖，邊框線4為反映射后得到的CMOS區(qū)域，5為CMOS邊界放大 操作區(qū)域，6為放大的CMOS用戶區(qū)，實(shí)際要保存在FPGA中的區(qū)域?yàn)樾袙呙璧钠瘘c(diǎn)和終點(diǎn)坐 標(biāo)，起點(diǎn)的χ坐標(biāo)為xl，終點(diǎn)的坐標(biāo)為x2，可以看到，干擾光區(qū)域會被摳除掉。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
圖1為電子白板設(shè)備檢測干擾光、生成干擾光區(qū)域并計算得到用戶區(qū)的過程，過 程發(fā)生在軟件啟動和定位時，具體的處理過程如下1、軟件啟動時用戶區(qū)處理過程(O上位機(jī)軟件從單片機(jī)中讀取存儲區(qū)中存儲的定位點(diǎn)，根據(jù)定位點(diǎn)信息，計算CMOS 與PC屏幕的映射關(guān)系。
(2)上位機(jī)軟件發(fā)送檢測干擾光的命令，由FPGA驅(qū)動CMOS進(jìn)行圖像采集，當(dāng)采集 到光信號時，證明有干擾光；(3)FPGA按照行掃描的方式，記錄光斑的起點(diǎn)和終點(diǎn)，把存在干擾光的行號及起點(diǎn)終 點(diǎn)，順序的上傳；(4)上位機(jī)按照約定的協(xié)議解析上傳的數(shù)據(jù)，重現(xiàn)光斑(如圖2的實(shí)際的干擾光區(qū)域2)；(5)實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)后，要確定光斑形狀，于是要找出其外圈的輪廓。對輪廓上的每個像素 點(diǎn)進(jìn)行放大，即按半徑畫方形(如圖2的邊界放大操作區(qū)域3)，最后對放大后的圖形進(jìn)行描邊，尋找外輪廓(如圖2的最終得到的放大的干擾光包絡(luò)1)，暫且先記錄這個包絡(luò)。
(6)得到投影屏幕四角組成的四邊形，對該四邊形進(jìn)行縮放操作；(7)根據(jù)第(I)步中得到的映射關(guān)系，把放大的四邊形反映射到CMOS中，并對映射得到 的區(qū)域(如圖3的邊框線4)邊界像素點(diǎn)進(jìn)行放大(如圖3的CMOS邊界放大操作區(qū)域5)，尋 找外輪廓(如圖3的放大的CMOS用戶區(qū)6)，從而得到對應(yīng)的CMOS區(qū)域；(8)根據(jù)第(2)步中的判斷，如果沒有干擾光，則進(jìn)行下一步，如果有干擾光，則從(7) 步中得到的CMOS區(qū)域摳除步驟(5)中得到的干擾光包絡(luò)；(9)上位機(jī)按照行掃描的方式，記錄步驟(8)得到的用戶區(qū)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，把計算得到 的區(qū)域的行號及起點(diǎn)終點(diǎn)下傳給FPGA，F(xiàn)PGA把該區(qū)域存儲下來，并用這個區(qū)域?qū)MOS取景 內(nèi)的光信號進(jìn)行判斷。
2.定位時用戶區(qū)處理過程(1)上位機(jī)軟件發(fā)送檢測干擾光的命令，由FPGA驅(qū)動CMOS進(jìn)行圖像采集，當(dāng)采集到光 信號時，證明有干擾光；(2)FPGA按照行掃描的方式，記錄光斑的起點(diǎn)和終點(diǎn)，把存在干擾光的行號及起點(diǎn)終 點(diǎn)，順序的上傳；(3)上位機(jī)按照約定的協(xié)議解析上傳的數(shù)據(jù)，重現(xiàn)光斑；(4)實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)后，要確定光斑形狀，于是要找出其外圈的輪廓。對輪廓上的每個像素點(diǎn) 進(jìn)行放大，即按半徑畫方形，最后對放大后的圖形進(jìn)行描邊，尋找外輪廓，暫且先記錄這個 包絡(luò)。
(5)上位機(jī)軟件進(jìn)入定位校準(zhǔn)，根據(jù)定位校準(zhǔn)后得到的定位點(diǎn)信息，計算CMOS與 PC屏幕的映射關(guān)系。
(6)得到投影屏幕四角組成的四邊形，對該四邊形進(jìn)行縮放操作；(7)根據(jù)第(5)步中得到的映射關(guān)系，把放大的四邊形反映射到CMOS中，并對映射得到 的區(qū)域邊界像素點(diǎn)進(jìn)行放大，尋找外輪廓，從而得到對應(yīng)的CMOS區(qū)域；(8)根據(jù)第(I)步中的判斷，如果沒有干擾光，則進(jìn)行下一步，如果有干擾光，則從(7) 步中得到的CMOS區(qū)域摳除步驟(4)中得到的干擾光包絡(luò)；(9)上位機(jī)按照行掃描的方式，記錄步驟(8)得到的用戶區(qū)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，把計算得到 的區(qū)域的行號及起點(diǎn)終點(diǎn)下傳給FPGA，F(xiàn)PGA把該區(qū)域存儲下來，并用這個區(qū)域?qū)MOS取景 內(nèi)的光信號進(jìn)行判斷。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.電子白板設(shè)備生成用戶區(qū)的方法，包括如下步驟檢測干擾光，得到比實(shí)際干擾光區(qū)域稍微大一點(diǎn)的干擾光區(qū)域Al ;生成用戶區(qū)，得到比定位點(diǎn)組成的區(qū)域稍微大一點(diǎn)且去除Al的用戶區(qū)域A2; 其中，生成干擾光區(qū)域Al的步驟(1)對屏幕進(jìn)行圖像采集，判斷采集的圖像上是否存在光信號；(2)若存在光信號，F(xiàn)PGA按照行掃描記錄光斑邊界；(3)上位機(jī)接收干擾光數(shù)據(jù)，解析存在干擾光的行掃描的起點(diǎn)和終點(diǎn)，記錄起點(diǎn)到終點(diǎn)的光帶，得到光帶形成的光斑；(4)勾出光斑邊界，對邊界像素進(jìn)行放大操作，對放大的邊界描邊，得到比實(shí)際干擾光區(qū)域稍微大一點(diǎn)的區(qū)域； 生成用戶區(qū)域A2的步驟(I)生成投影屏幕四邊組成的區(qū)域11，對11縮放一定像素并對縮放后的四邊形求反映射，得到對應(yīng)的CMOS區(qū)域12 ；(2)對12邊界進(jìn)行放大操作，產(chǎn)生比12稍微大點(diǎn)的區(qū)域13 ;(3)從13區(qū)域中去除干擾光區(qū)域Al，得到用戶區(qū)A2 ; (4)對已摳除干擾光區(qū)域的A2區(qū)域進(jìn)行描邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子白板設(shè)備生成用戶區(qū)的方法，其特征在于所述的算法在上位機(jī)軟件啟動和定位時使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子白板設(shè)備生成用戶區(qū)的方法，其特征在于，所述的算法在軟件啟動時用戶區(qū)處理過程如下 (O上位機(jī)軟件從單片機(jī)中讀取存儲區(qū)中存儲的定位點(diǎn)，根據(jù)定位點(diǎn)信息，計算CMOS與PC屏幕的映射關(guān)系； (2)上位機(jī)軟件發(fā)送檢測干擾光的命令，由FPGA驅(qū)動CMOS進(jìn)行圖像采集，當(dāng)采集到光信號時，證明有干擾光； (3)FPGA按照行掃描的方式，記錄光斑的起點(diǎn)和終點(diǎn)，把存在干擾光的行號及起點(diǎn)終點(diǎn)，順序的上傳； (4)上位機(jī)按照約定的協(xié)議解析上傳的數(shù)據(jù)，重現(xiàn)光斑； (5)實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)后，確定光斑形狀，找出其外圈的輪廓；對輪廓上的每個像素點(diǎn)進(jìn)行放大，最后對放大后的圖形進(jìn)行描邊，尋找外輪廓，記錄這個干擾光包絡(luò)； (6)得到投影屏幕四角組成的四邊形，對該四邊形進(jìn)行縮放操作； (7)根據(jù)第(I)步中得到的映射關(guān)系，把放大的四邊形反映射到CMOS中，并對映射得到的區(qū)域邊界像素點(diǎn)進(jìn)行放大，尋找外輪廓，從而得到對應(yīng)的CMOS區(qū)域； (8)根據(jù)第(2)步中的判斷，如果沒有干擾光，則進(jìn)行下一步，如果有干擾光，則從(7)步中得到的CMOS區(qū)域摳除步驟(5)中得到的干擾光包絡(luò)； (9)上位機(jī)按照行掃描的方式，記錄步驟(8)得到的用戶區(qū)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，把計算得到的區(qū)域的行號及起點(diǎn)終點(diǎn)下傳給FPGA，F(xiàn)PGA把該區(qū)域存儲下來，并用這個區(qū)域?qū)MOS取景內(nèi)的光信號進(jìn)行判斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子白板設(shè)備生成用戶區(qū)的方法，其特征在于，所述的算法在軟件定位時用戶區(qū)處理過程如下 (1)上位機(jī)軟件發(fā)送檢測干擾光的命令，由FPGA驅(qū)動CMOS進(jìn)行圖像采集，當(dāng)采集到光信號時，證明有干擾光； (2)FPGA按照行掃描的方式，記錄光斑的起點(diǎn)和終點(diǎn)，把存在干擾光的行號及起點(diǎn)終點(diǎn)，順序的上傳；(3)上位機(jī)按照約定的協(xié)議解析上傳的數(shù)據(jù)，重現(xiàn)光斑； (4)實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)后，要確定光斑形狀，找出其外圈的輪廓；對輪廓上的每個像素點(diǎn)進(jìn)行放大，最后對放大后的圖形進(jìn)行描邊，尋找外輪廓，記錄這個干擾光包絡(luò)； (5)上位機(jī)軟件進(jìn)入定位校準(zhǔn)，根據(jù)定位校準(zhǔn)后得到的定位點(diǎn)信息，計算CMOS與PC屏.的映射關(guān)系； (6)得到投影屏幕四角組成的四邊形，對該四邊形進(jìn)行縮放操作； (7)根據(jù)第(5)步中得到的映射關(guān)系，把放大的四邊形反映射到CMOS中，并對映射得到的區(qū)域邊界像素點(diǎn)進(jìn)行放大，尋找外輪廓，從而得到對應(yīng)的CMOS區(qū)域； (8)根據(jù)第(I)步中的判斷，如果沒有干擾光，則進(jìn)行下一步，如果有干擾光，則從(7)步中得到的CMOS區(qū)域摳除步驟(4)中得到的干擾光包絡(luò)； (9)上位機(jī)按照行掃描的方式，記錄步驟(8)得到的用戶區(qū)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，把計算得到的區(qū)域的行號及起點(diǎn)終點(diǎn)下傳給FPGA，F(xiàn)PGA把該區(qū)域存儲下來，并用這個區(qū)域?qū)MOS取景內(nèi)的光信號進(jìn)行判斷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子白板設(shè)備生成用戶區(qū)的方法，所謂的用戶區(qū)是指用戶可以通過手持光電筆進(jìn)行操作的區(qū)域；電子白板設(shè)備用戶區(qū)處理主要包含兩個方面內(nèi)容檢測干擾光，生成比實(shí)際干擾光區(qū)域稍微大一點(diǎn)的區(qū)域A1；下傳用戶區(qū)，生成比定位點(diǎn)組成的區(qū)域稍微大一點(diǎn)，且去除A1的區(qū)域A2，A2即為所要得到的用戶區(qū)。用戶區(qū)把投影屏幕內(nèi)的干擾光區(qū)域摳除掉，降低屏幕內(nèi)環(huán)境光的影響；區(qū)域的計算，采用的是行掃描方式，記錄區(qū)域的起點(diǎn)和終點(diǎn)，而不是記錄區(qū)域內(nèi)每個像素點(diǎn)，減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，提高通信效率；設(shè)備只響應(yīng)用戶區(qū)之內(nèi)的光信號，而不是響應(yīng)整個取景范圍內(nèi)的光信號，可以減少環(huán)境光對設(shè)備的影響，降低了對設(shè)備使用環(huán)境的要求，提高了產(chǎn)品穩(wěn)定性。
文檔編號G06F9/44GK103019672SQ20121044289
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者王秋平 申請人:南京芒冠光電科技股份有限公司