专利名称：一种便携式扫描学习装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种学习用具，具体是 -种便携式扫描学习装置。
技术背景已知的学习装置， 一般都存在着一个问题，而且是一个瓶颈性的问题，那 就是，这种装置只能依赖键盘或手写笔输入信息。使用这种装置时，由于只能 按字母的排列顺序或笔划的先后输入信息，往往导致人机交互过程变得复杂， 无法使大量的学习材料被快捷有效地得到利用。这样一来，使得学习装置所能 完成的功能显得十分单调和有限。而已知的传统的扫描仪虽然能够将印刷文字的图像通过扫描输入到计算机中去，然后再使用OCR (光学字符识别)软件将其转换成文字，但由于受到排 版格式等因素的影响，识别的准确度非常有限。而且扫描仪的体积较大，不方 便随身携带使用。但巿售的扫描笔，无论是通过扫描条码来进行识别的扫描笔， 还是通过滚轮将一维的扫描数据生成二维图像数据的扫描笔，使用效果均不理 想。前者需要使用特制的包含隐型条码的书籍，使得成本偏高，推广困难；后 者虽可扫描印刷文字，但速度受限，图像模糊。同时由于滚轮与纸面难免发生 接触，由此产生的机械磨损就会严重地影响产品的使用寿命。 发明内容针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种便携式扫描学习装置。要求通 过该装置能实现扫描、朗读、翻译、解释一体化，且即扫、即读、即译、即释， 同时还能从纸质文件中快速提取任一词汇。本发明所采用的技术方案是所述便携式扫描学习装置，如附图1所示，由扫描笔1和学习机2组成。其中，所述扫描笔1如附图2所示，包括有笔帽 11和如附图1所示电接方式串联在外壳12内的光学系统13、图像传感器14、 控制电路15、微处理器16、存储器17、接口电路1S及USB (通用串行总线) 接口 19。所述学习机2由显示屏21、触摸屏22和微处理器24、存储器25、音 频放大器26、电源电路27及接口电路23如附图1所示电接方式串联组成。上 述扫描笔1和学习机2之间由扫描笔1的接口电路18与学习机2的接口电路23通过扫描笔1的USB接口 19连接。由此构成的本发明的便携式扫描学习装置使用时，可先通过扫描笔1进行图像采集，采集的图像经处理后将数据通过USB接口 19传输到学习机2中， 由学习机2完成光学字符识别，在获得扫描对象的文本信息后，即可直接将所 获信息予以存储，也可通过智能词汇提取与匹配技术实现英语单词的即扫、即 读、即译、即释以及课文学习等其它功能。此外，由于学习机2的微处理器一 般采用型号为S3C2410的高速微处理器，而存储器一般采用大容量FLASH存储 器，因而使得该装置还具备电子词典、数码录音、播放MP3/MP4、手写输入等 常规学习机的功能。本装置使用时，其扫描笔1的工作主要是负责完成上述图像采集、图像处理和数据传输三个步骤，具体是步骤1，图像采集。即利用光学系统13和图像传感器14直接获取印刷文字的二维图像；步骤2，图像处理。即利用动态降噪技术完成扫描图像的预处理。利用自适应阈值分割技术完成扫描图像的二值化处理，利用帧间图像的相关分析和行程编码技术完成扫描图像的高倍率压縮；步骤3，数据传输。即将上述步骤所获处理后的数据经USB接口 19传 输到学习机2中。本装置使用时，其学习机2的工作则主要是在嵌入式操作系统平台上展开 数据通讯、图像处理、光学字符识别、扫描学习、常规学习和娱乐游戏。学习 机2在接收到扫描笔传输来的图像数据后，首先第一步是完成图像解压处理；第二步是采用印刷文字的结构分析技术实现扫描图像的自动除行处 理，自动保留靠近扫描图像中央的一行字符作为有效输出，而将扫描图像中的 其余字符自动消除；第三步是采用高准确度的光学字符识别技术实现扫描对象由图像到文 本的转换，并存储文本信息；第四步是采用独创的智能匹配技术实现独特的即扫、即读、即译、即释功能。此外，学习机2还具有电子词典、数码录音、手写输入等常规学习机的功能，并提供播放MP3/MP4、电子游戏、记事本、日历等娱乐工具。本发明的操作过程可总结为将扫描笔1直接触于纸面，从左至右作直线 运动扫描印刷材料，扫描头离开纸面则停止扫描，进行图像处理，并将扫描数 据通过扫描笔1的电路18传输到学习机2。本发明的工作原理是，首先利用扫描笔1的光学系统13中光源产生的光通 过透镜聚焦于材料表面，由材料表面发出的漫反射光的一部分返回光学系统13， 被面阵图像传感器14接收，并直接送到扫描笔1的微处理器16;扫描笔微处理 器16利用动态降噪技术完成扫描图像的预处理，利用自适应阈值分割技术完成 扫描图像的二值化，并对扫描图像进行快速压縮。学习机2通过学习机接口电 路23获取扫描笔接口电路18传输过来的图像数据，进行图像解压处理后，首 先采用结构分析技术实现扫描图像的自动除行处理，自动保留靠近扫描图像中 央的一行字符作为有效输出，而将扫描图像中的其余字符自动消除，然后可采 用高准确度的光学字符识别技术实现图像到文本的转换。学习机2的电源电路 27负责给其余构件供电，音频放大器26能够通过学习机2的微处理器24控制 输出音频。本发明的有益效果是1、 使用本装置进行学习时，信息的输入速度与人工打字相比，提高了几十倍；2、 能从普通纸质文件中快速提取任一单词并马上给出其发音、音标和 解释，实现单词快查，达到即扫、即读、即译、即释的目的，效果独特，学习 效率大大提高；3、 能完成扫描文本与学习装置中预先存储的课文文本的高精度匹配， 实现课文同步解读，从而可真正实现学习无障碍，扫描笔扫到哪里就学到哪里。
图1是本发明的结构框图； 图2是本发明中扫描笔的结构示意图。 以上图1 2中的标示为 1—扫描笔， ll一笔帽，12— 外壳，13— 光学系统， 14一图像传感器，15— 控制电路，16— 微处理器，17— 存储器，18— 接口电路，19— USB接U 2—学习机，21— 显示屏，22— 触摸屏，23— 接口电路，24— 微处理器，25— 存储器，26— 音频放大器，27— 电源电路。
具体实施方式
参见图1 2所示本发明一种便携式扫描学习装置的一个具体的实施例。该 实施例的扫描笔1釆用中国湖南优立达数码科技有限公司生产的ULIDAR 5188 型扫描笔。这种扫描笔如附图2所示， 一般具有笔帽11和外壳12。外壳12内 设置有如附图1所示方式串联的光学系统13、图像传感器14、控制电路15、微 处理器16、存储器17、接口电路18及USB接口19。其中图像传感器14选用 面阵图像传感器，微处理器16选用芯片型号为ARGUS-LT的高速微处理器，而 存储器17选择大容量存储器。该实施例的学习机2采用中国湖南优立达数码科技有限公司生产的 UL[DAR 9188型学习机。这种学习机一般由显示屏21 、触摸屏22和微处理器 24、存储器25、音频放大器26、电源电路27及接口电路23如附图l所示电接 方式串联组成。上述扫描笔1和学习机2之间由扫描笔1的接口电路18与学习机2的接口电路23通过扫描笔l的USB接口 19如附图l所示方式连接。其中电源电路27 选用芯片型号为SP6641-B的电源电路。实施例2，本实施例的扫描笔1的微处理器16选用芯片型号为ARGUS-III 的高速微处理器；学习机2的电源电路27选用芯片型号为TPS62046的电源电 路。其余组件与连接关系同实施例1。上述结构的本发明的这种便携式扫描学习装置经试制试用被证明效果良 好，使用方便、安全可靠，完全达到设计要求。
权利要求
1、一种便携式扫描学习装置，其特征是，它由扫描笔(1)和学习机(2)组成，其中，所述扫描笔(1)包括有笔帽(11)和串联在外壳(12)内的光学系统(13)、图像传感器(14)、控制电路(15)、微处理器(16)、存储器(17)、接口电路(18)及USB接口(19)，所述学习机(2)由显示屏(21)、触摸屏(22)和微处理器(24)、存储器(25)、音频放大器(26)、电源电路(27)及接口电路(23)串联组成，上述扫描笔(1)和学习机(2)之间由扫描笔(1)的接口电路(18)与学习机(2)的接口电路(23)通过扫描笔(1)的USB接口(19)连接。
全文摘要
一种便携式扫描学习装置，由扫描笔(1)和学习机(2)组成，扫描笔(1)和学习机(2)之间由扫描笔(1)的接口电路(18)与学习机(2)的接口电路(23)通过扫描笔(1)的USB接口(19)连接。扫描笔1触于纸面扫描印刷材料，扫描数据通过扫描笔1的电路18传输到学习机2。学习机2进行图像解压处理后，先实现扫描图像的自动除行处理，后实现图像到文本的转换。使用本装置进行学习时，1.信息输入速度提高了几十倍；2.即扫、即读、即译、即释，效率大大提高；3.课文同步解读，可实现学习无障碍，扫描笔扫到哪里就学到哪里。
文档编号G06K9/00GK101241547SQ20071003559
公开日2008年8月13日 申请日期2007年8月22日 优先权日2007年8月22日
发明者潘孟春, 田武刚, 勇 祁, 肖喜林, 辛建光, 伟 邓, 陈棣湘 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学;湖南优立达数码科技有限公司