专利名称：一种影像触摸电子白板系统的制作方法
技术领域：
ー种影像触摸电子白板系统技术领域：
本实用新型涉及ー种影像触摸电子白板系统。
背景技木电子白板是汇集了尖端电子技术、软件技术等多种高科技手段研发的高新技术产品，它通过应用电磁感应原理，结合计算机和投影机，可以实现无纸化办公及教学。红外线感应电子白板具有结构简単，不受电流、电压和静电干扰，可以在某些恶劣的环境下工作，以及具有高稳定性和高分辨率等诸多优点，使得红外感应式电子白板越来越多的被使用。常用的红外感应式白板是通过电子笔在书写的时候发射红外线，然后通过红外接收管接收该红外线信号，系统再根据红外信号来判断电子笔书写点的位置。
发明内容本实用新型要解决的技术问题，在于提供ー种影像触摸电子白板系统，它能够利用遮挡点的阴影亮度来检测遮挡点即书写点的位置。本实用新型是这样实现的ー种影像触摸电子白板系统，在所述电子白板的下边框与左右两边框上设置红外反光带，在所述电子白板左上角和右上角各设一信号采集器即左信号采集器、右信号采集器，两信号采集器的采集ロ互成90度角，每ー信号采集器平行设置有一红外发射管，两信号采集器与两红外发射管均连接至一 CPLD (可编程逻辑器件)处理器，所述CPLD处理器连接ー SRAM存储器，且CPLD处理器通过ー ARM处理器连接到计算終端。进ー步的，所述CPLD处理器包括连接于控制总线的左信号采集模块，右信号采集模块，红外驱动模块，SRAM控制模块，所述SRAM控制模块连接于SRAM存储器(ー种具有静止存取功能的内存)，左信号采集模块连接于左信号采集器，右信号采集模块连接于右信号采集器，红外驱动模块连接于红外发射管，所述控制总线还连接于ARM处理器。本实用新型具有如下优点本实用新型通过两信号采集器采集图像数据，从而计算出书写过程中遮挡点的阴影位置，根据两个阴影位置合成计算出遮挡点的位置，即书写点位置，本实用新型的结构简単，而且只需要ー个SRAM存储器，本实用新型方法简单易行。
下面參照附图结合实施例对本实用新型作进ー步的说明。图I为本实用新型系统的模块示意图。图2为本实用新型CPLD处理器的内部模块示意图。图3为电子白板上遮挡时候产生阴影的示意图。图4为无遮挡的时候反光带一行像素的直方图。图5为有遮挡的时候反光带一行像素的直方图。[0015]图6为经过差分处理后有遮挡的反光带一行像素的直方图。图7为阴影中心的放大示意图。 图8为遮挡点的ニ维坐标示意图。
具体实施方式请參阅图I至图8所示，对本实用新型的实施例进行详细的说明。如图I所示，本实用新型ー种影像触摸电子白板系统，在所述电子白板的下边框与左右两边框上设置红外反光带，所述电子白板左上角和右上角各设一信号采集器即左信号采集器、右信号采集器，两信号采集器的采集ロ互成90度角，每ー信号采集器平行设置有一红外发射管。两信号采集器与两红外发射管均连接至一 CPLD处理器，所述CPLD处理器连接ー SRAM存储器，且CPLD处理器通过ー ARM处理器连接到计算终端。如图2所示，CPLD处理器包括连接于控制总线的左信号采集模块，右信号采集模块，红外驱动模块，SRAM控制模块。所述SRAM控制模块连接于SRAM存储器，左信号采集模块连接于左信号采集器，右信号采集模块连接于右信号采集器，红外驱动模块连接于红外发射管，所述控制总线还连接于ARM处理器。本实用新型的工作方法如下左信号采集器与右信号采集器交替进行图像数据采集，两个信号采集器的帧同步信号相差半个帧周期。左信号采集器与右信号采集器所提取的图像数据通过地址线区分来存储在所述SRAM存储器内。信号采集器采集图像数据的时候，主要提取整帧图像数据的第1/4至第3/4之间的数据，当ー个信号采集器采集到一半的数据的时候，所述CPLD处理器就发送帧同步信号到另ー个信号采集器，另ー个信号采集器复位，并开始采集图像数据。例如图像数据格式为QVGA为例，8位分辨率，每ー帧大小为240*320*8，帧速率为110帧/秒。所述SRAM存储器采用15位地址线，8位数据线，总共有32K字节的存储空间进行存储。左信号采集器与右信号采集器将所提取的图像数据通过地址线区分来存储在同ー个SRAM存储器内。例如左信号采集器采集图像数据，提取每ー帧图像数据第96行到145行的数据，当采集完第145行数据时，产生ー个完成信号。当左信号采集器采集到第120行的数据的时候，CPLD处理器发出帧同步信号以使右信号采集器复位开始采集图像数据。CPLD处理器的红外驱动模块发出PWM信号，交替驱动左红外发射管和右红外发射管进行发射红外线。CPLD处理器的SRAM控制模块根据系统的不同请求来生成相应的时序对SRAM存储器进行读写操作。ARM处理器主要任务就是对两信号采集器进行配置，对CPLD处理器采集到的图像数据进行分析处理，同时按照鼠标协议的格式把图像数据封装，通过USB接ロ传给计算终端。图像数据在计算终端内进行计算得出阴影的位置，从而根据阴影的位置计算得出电子白板上遮挡点的位置。遮挡点位置的具体计算方法如下如图3所示，一根笔或者手指在电子白板上进行触摸书写的时候，检测到的反光带一行像素上出现被遮挡的阴影。如图4，无遮挡的时候，反光带一行像素的直方图，不同位置亮度不一样，这是由于角度的关系导致反射強度不一样。图5展示了有遮挡的时候，反光带一行像素的直方图。图6是进行差分处理过 的有遮挡的示意图。本实用新型采用变阈值重心法。由阴影亮度的最大值的一半作为阈值。将阴影区域切出上半部分，每个像素的亮度值与阈值做差，代表每个像素的重量，如图7所示。中心位置XO = Σ ((f (X)-fmax/2) *x) / Σ (f (x) -fmax/2) ； (I)这种方法把每个像素的位移和亮度值都參与计算，因此抗干扰能力强，大大提高了系统的分辨率。分辨率为l/2FmaX*XmaX。根据如上的公式⑴分别得出左阴影的中心位置a和右阴影的中心位置b，然后进行ニ维坐标计算得出遮挡点的位置。如图8所示，计算方法Tan (a) = y/x ；(2)Tan(b) = y/ (L_x) ；(3)即可计算出X和y,其中tan (a)、tan (b)通过查表得到。角度a和角度b都在O到90度之间，因此在ARM处理器中存放ー个90度之间的tan值表，大小为8K个值。即可满足计算要求。根据如上公式(2)、(3)，可以得出X和y值，也就是遮挡点的中心位置。以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。
权利要求1.一种影像触摸电子白板系统，其特征在于在所述电子白板的下边框与左右两边框上设置红外反光带，在所述电子白板左上角和右上角各设一信号采集器即左信号采集器、右信号采集器，两信号采集器的采集口互成90度角，每一信号采集器平行设置有一红外发射管，两信号采集器与两红外发射管均连接至一 CPLD处理器，所述CPLD处理器连接一 SRAM存储器，且CPLD处理器通过一 ARM处理器连接到计算终端。
2.根据权利要求I所述的一种影像触摸电子白板系统，其特征在于所述CPLD处理器包括连接于控制总线的左信号采集模块，右信号采集模块，红外驱动模块，SRAM控制模块，所述SRAM控制模块连接于SRAM存储器，左信号采集模块连接于左信号采集器，右信号采集模块连接于右信号采集器，红外驱动模块连接于红外发射管，所述控制总线还连接于ARM处理器。
专利摘要本实用新型提供一种影像触摸电子白板系统，在所述电子白板的下边框与左右两边框上设置红外反光带，左上角和右上角各设一信号采集器，两信号采集器的采集口互成90度角，每一信号采集器平行设置有一红外发射管，两信号采集器与两红外发射管均连接至一CPLD处理器，所述CPLD处理器连接一SRAM存储器，且CPLD处理器通过一ARM处理器连接到计算终端。本实用新型通过两信号采集器采集图像数据，从而计算出书写过程中遮挡点的阴影位置，根据两个阴影位置合成计算出遮挡点的位置，即书写点位置。本实用新型能够利用遮挡点的阴影亮度来检测遮挡点即书写点的位置。
文档编号G06F3/042GK202422081SQ20122000637
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者丁万年, 张庆华, 陈日良 申请人:福州锐达数码科技有限公司