一种用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔及扫描方法
【专利摘要】本发明公开了一种用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔及扫描方法，扫描笔包括主要包括电源元件、储存器、无线传输元件、陀螺仪、数字处理器、感光元件和光学元件；光学元件设置在笔式外壳的笔头端，用于采集外部图像或文字信息。本扫描笔对于大量阅读纸质资料的用户，例如学生，需要对学习资料进行大量的提取和汇总，手写的低效率导致阅读和学习过程受到阻碍，而使用此技术即可对需要的资料进行快速记录和查阅。又比如需要大量收集资料和灵感的设计师，本扫描笔可以为设计师快速圈定所需要的信息资料，并记录在自己的文档库中以供日后的设计素材的利用。本扫描笔是专门对纸质图像和文字信息资料收集的产品，其恰好填补了这一领域的空白。
【专利说明】
一种用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔及扫描方法
技术领域
[0001]本发明涉及图像与文字的扫描装置，尤其涉及一种用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔及扫描方法。
【背景技术】
[0002]随着人们阅读水平的提高，对于信息记录工具的要求和多样化也越来越多，图像信息的记录的需求也越来越大。现有扫描仪已经无法满足所有用户的个性化需求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、便携方便的，且能够满足用户个性化需求的用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔及扫描方法。
[0004]本发明通过下述技术方案实现:
[0005]一种用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔，包括笔式外壳I，在笔式外壳I内设有电源元件4、储存器5、无线传输元件6、陀螺仪7、数字处理器8、感光元件9和光学元件10;所述光学元件10设置在笔式外壳I的笔头端，用于采集外部图像或文字信息，该光学元件10电讯连接感光元件9 ；
[0006]所述数字处理器8分别电讯连接电源元件4、储存器5、无线传输元件6、陀螺仪7和感光元件9。
[0007]所述光学元件10包括摄像头、透镜，以及用于给扫描区域提供照明的发光二极管；摄像头与感光元件9电讯连接，透镜置于笔头端;所述采用陀螺仪7对扫描笔的笔轴进行定位，数字处理器8根据笔轴的不同方位和角度对摄像头I进行方位调节，对被扫描区域的图像或者文字?目息进行全景米集。
[0008]所述陀螺仪7在用户使用时对扫描笔的扫描角度、扫描速度进行记录，为后续图像的还原和图像的全景拼接提供数据。
[0009]所述数字处理器8还分别电讯连接信号灯2及USB接口3;所述信号灯2及USB接口 3
安装在扫描笔尾端。
[0010]所述数字处理器8为DSP、ARM或者Arduino处理器。
[0011 ]所述储存器5为固态存储器件或者动态存储器件。
[0012]—种用户对纸质件上感兴趣区域的图像和文字信息进行采集的方法如下:
[0013](1)、对纸质件上感兴趣区域的图像信息采集步骤
[0014]当用户需要对纸质平面上的部分图像进行记录时，用户手持笔式外壳I，通过笔头端在图像的外轮廓连续画圈，在画圈的过程中，光学元件10中的摄像头对圈内图像进行不同角度拍照，拍照的图像信息经感光元件9内的转换器，转换为数字信号并传输到数字处理器8中，经过数字处理器8对连续画圈过程中所采集的多幅图像进行全景拼接、倾斜校正、图像处理，最终还原所扫描图像并储存在储存器5中，图像通过无线传输元件6或者USB接口3传送至电脑端或手机端，从而获得感兴趣区域的全景图像；
[0015](2)、对纸质件上感兴趣区域的文字信息采集步骤
[0016]当用户需要对纸质平面上的文字进行记录时，用户手持笔式外壳，通过笔头端横向水平随着文字的延伸方向移动，光学元件10中的摄像头，将该文字光信息进入到感光元件9，由感光元件9内置的转换器，将光信号转换成数字信号并送入数字处理器8中，该数字处理器8对数字信息进行二值化、倾斜校正、图像拼接及OCR识别，并将信息转化成可编辑文字信息储存在储存器5中，并通过无线传输元件6或USB接口 3传送至电脑端或者手机端，从而获得感兴趣区域的文字信息。
[0017]本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果:
[0018](I)解决现有产品无法扫描纸质平面上的用户感兴趣区域的图像的缺陷，现有扫描装置只能扫描整个幅面的图像或者部分的文字，却无法扫描文件中的部分图像。本发明利用陀螺仪以及摄像头装置对手势所圈定图像进行定位，后期应用全景算法拼接技术对图像进行合成，从而得到所需要的图像。
[0019](2)解决了现有扫描装置的操作不易用性。现有扫描装置的操作具有局限性，平板式扫描仪需要将扫描件放入后对机器进行相应的操作才可以扫描，而笔式的扫描笔必须横向水平匀速扫刷才可扫描文字。本发明通过摄像头与陀螺仪相结合，可以对手势和笔的姿势、倾斜角度、速度等进行分析，从而运用后期的图像算法得以恢复真实图像。本发明所提供的扫描笔使人机交互更加流畅、简易。
[0020](3)本发明的功能对于大量阅读纸质资料的用户，例如学生，需要对学习资料进行大量的提取和汇总，手写的低效率导致阅读和学习过程受到阻碍，而使用此技术即可对需要的资料进行快速记录和查阅。又比如需要大量收集资料和灵感的设计师，本发明可以为设计师快速圈定所需要的信息资料，并记录在自己的文档库中以供日后的设计素材的利用。
[0021](4)现有记录图像信息的装置都需要对其进行学习，例如照相机、扫描仪等。却没有一种专门对纸质图像和文字信息资料收集的产品。本发明恰好填补了这一空白。
【附图说明】
[0022]图1为本发明用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔结构示意图。
[0023]图2为本发明用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔工作逻辑图框图。
[0024]图3为图像信息获取使用方式示意图。
[0025]图4为文字信息获取使用方式示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
[0027]实施例
[0028]如图1至4所示。本发明公开了一种用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔，包括笔式外壳I，在笔式外壳I内设有电源元件4、储存器5、无线传输元件6(如蓝牙数据传输、红外数据传输等)、陀螺仪7、数字处理器8、感光元件9和光学元件10;所述光学元件10设置在笔式外壳I的笔头端，用于采集外部图像或文字信息，该光学元件10电讯连接感光元件9;
[0029]所述数字处理器8分别电讯连接电源元件4、储存器5、无线传输元件6、陀螺仪7和感光元件9。陀螺仪7用于感知扫描笔内视准轴与平面的夹角、扫描笔的运动加速度和角速度。
[0030]所述光学元件10包括摄像头、透镜，以及用于给扫描区域提供照明的发光二极管；摄像头与感光元件9电讯连接，透镜置于笔头端;所述采用陀螺仪7对扫描笔的笔轴进行定位，数字处理器8根据笔轴的不同方位和角度对摄像头I进行方位调节，对被扫描区域的图像或者文字?目息进行全景米集。
[0031]摄像头I在扫描笔移动的同时多次或多角度对用户感兴趣的区域信息进行采集(拍摄)，以便信息得以真实记录并还原。
[0032]所述陀螺仪7在用户使用时对扫描笔的扫描角度、扫描速度进行记录，为后续图像的还原和图像的全景拼接提供数据。摄像头I以及陀螺仪7将圈定的以一定的角度随着扫描笔和手势的运动的图像光信息多次将光信号反馈到感光器件9中。
[0033]所述数字处理器8还分别电讯连接信号灯2及USB接口3;所述信号灯2及USB接口 3安装在扫描笔尾端。USB接口 3兼做作扫描笔充电或电源接口。信号灯2根据用户使用情况提供灯光反馈。
[0034]所述数字处理器8为DSP、ARM或者Arduino等处理器;所述储存器5为固态或者动态存储器件;感光元件1优选CCD或CMOS。
[0035]对图像信息进行采集时，感光元件9将转换后的数字信息传送至数字信号处理器8中，数字信号处理器8通过陀螺仪7记录的笔势信息对图像信息进行图像还原处理，包含倾斜矫正、感兴趣区域边界处理，图像全景算法拼接，得到的还原的图像储存在储存器件5中，并通过蓝牙或者USB接口 3传送至电脑或手机端软件平台自动保存图像供用户进行查看。
[0036]对文字信息进行采集时，用户通过水平扫刷所需要文字区域的方式使用该扫描笔进行文字录入，笔头与纸面11相接触，摄像头I和信号灯2进行启动，文字图像信息通过摄像头I进入到感光元件9，感光元件9内置转换器将光信号转换成电信号后传送至数字信号处理器8对信号进行处理、图像还原(图像二值化、倾斜矫正以及全景拼图等算法)再通过OCR将图像中的文字可编辑化，经过蓝牙或者USB接口 3传送至电脑或手机端软件平台自动保存可编辑化的文字信息供用户编辑。当笔头距离纸面11超过设定的距离时，数字信号处理器8控制信号灯2使之关闭，并且摄像头I停止工作。
[0037]用户对纸质件上感兴趣区域的图像和文字信息进行采集，可通过如下步骤实现:
[0038](1)、对纸质件上感兴趣区域的图像信息采集步骤
[0039]当用户需要对纸质平面上的部分图像进行记录时，用户手持笔式外壳I，通过笔头端在图像的外轮廓连续画圈，在画圈的过程中，光学元件10中的摄像头对圈内图像进行不同角度拍照，拍照的图像信息经感光元件9内的转换器，转换为数字信号并传输到数字处理器8中，经过数字处理器8对连续画圈过程中所采集的多幅图像进行全景拼接、倾斜校正、图像处理，最终还原所扫描图像并储存在储存器5中，图像通过无线传输元件6或者USB接口3传送至电脑端或手机端，从而获得感兴趣区域的全景图像；
[0040](2)、对纸质件上感兴趣区域的文字信息采集步骤
[0041]当用户需要对纸质平面上的文字进行记录时，用户手持笔式外壳，通过笔头端横向水平随着文字的延伸方向移动，光学元件10中的摄像头，将该文字光信息进入到感光元件9，由感光元件9内置的转换器，将光信号转换成数字信号并送入数字处理器8中，该数字处理器8对数字信息进行二值化、倾斜校正、图像拼接及OCR识别，并将信息转化成可编辑文字信息储存在储存器5中，并通过无线传输元件6或USB接口 3传送至电脑端或者手机端，从而获得感兴趣区域的文字信息。
[0042]如上所述，便可较好地实现本发明。
[0043]本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔，其特征在于包括笔式外壳，在笔式外壳内设有电源元件(4)、储存器(5)、无线传输元件(6)、陀螺仪(7)、数字处理器(6)、感光元件(9)和光学元件(10);所述光学元件(10)设置在笔式外壳的笔头端，用于采集外部图像或文字信息，该光学元件(1)电讯连接感光元件(9); 所述数字处理器(6)分别电讯连接电源元件(4)、储存元件5、无线传输元件(6)、陀螺仪(7)和感光元件(9)。2.根据权利要求1所述用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔，其特征在于:所述光学元件(10)包括摄像头、透镜，以及用于给扫描区域提供照明的发光二极管;摄像头与感光元件(9)电讯连接，透镜置于笔头端;所述采用陀螺仪(7)对扫描笔的笔轴进行定位，数字处理器8根据笔轴的不同方位和角度对摄像头(I)进行方位调节，对被扫描区域的图像或者文字信息进行全景米集。3.根据权利要求1所述用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔，其特征在于:所述陀螺仪(7)在用户使用时对扫描笔的扫描角度、扫描速度进行记录，为后续图像的还原和图像的全景拼接提供数据。4.根据权利要求1至3中任一项所述用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔，其特征在于:所述数字处理器(6)还分别电讯连接有信号灯(2)及USB接口(3);所述信号灯(2)及USB接口(3)安装在扫描笔尾端。5.根据权利要求4所述用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔，其特征在于:所述数字处理器(6)为DSP、ARM或者Arduino处理器。6.根据权利要求4所述用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔，其特征在于:所述储存器(5)为固态存储器件或者动态存储器件。7.—种用户对纸质件上感兴趣区域的图像和文字信息进行采集的方法，其特征在于采用权利要求1至6中任一项所述用户感兴趣区域的图像和文字扫描笔实现，其包括如下步骤: (I )、对纸质件上感兴趣区域的图像信息采集步骤 当用户需要对纸质平面上的部分图像进行记录时，用户手持笔式外壳，通过笔头端在图像的外轮廓连续画圈，在画圈的过程中，光学元件(10)中的摄像头对圈内图像进行不同角度拍照，拍照的图像信息感光元件(9)内的转换器，转换为数字信号并传输到数字处理器(6)中，经过数字处理器(6)对连续画圈过程中所采集的多幅图像进行全景拼接、倾斜校正、图像处理，最终还原所扫描图像并储存在储存器(5)中，图像通过无线传输元件(6)或者USB接口(3)传送至电脑端或手机端，从而获得感兴趣区域的全景图像； (2)、对纸质件上感兴趣区域的文字信息采集步骤 当用户需要对纸质平面上的文字进行记录时，用户手持笔式外壳，通过笔头端横向水平随着文字的延伸方向移动，光学元件(10)中的摄像头，将该文字光信息进入到感光元件(9)，由感光元件(9)内置的转换器，将光信号转换成数字信号并送入数字处理器(6)中，该数字处理器(6)对数字信息进行二值化、倾斜校正、图像拼接及OCR识别，并将信息转化成可编辑文字信息储存在储存器(5)中，并通过无线传输元件(6)或USB接口(3)传送至电脑端或者手机端，从而获得感兴趣区域的文字信息。
【文档编号】G06K9/24GK105893997SQ201610253399
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】熊志勇, 阮柳青, 周雪
【申请人】华南理工大学