专利名称：有源笔定位显示方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子输入显示方法，特别涉及一种有源笔书写定位显示方法。
背景技术：
基于光学感应的多点触摸系统是用户通过触摸投影屏幕表面，影响光学感应成像 设备的输入结果，成像设备将成像结果输入软件系统进行处理，一般经过三个步骤，首先是 对原始输入图像进行包括矫正、滤波等预处理，然后通过光斑跟踪引擎对触点进行跟踪，并 将其解释为各种输入状态，最后将输入位置、状态等信息发送给上层应用程序。应用程序处 理结果最终被投射到显示屏幕表面上，从而与用户产生真正的所见即所得的交互效果。目前出现一种对激光平面多点触摸技术(laser light plane，简称LLP)进行改进 的多点触摸技术，该技术与原有的技术相比无需在触摸表面安装光源。该改进技术通过具 备主动发射红外光的触笔1(称之为有源笔)来模拟手指的直接触摸过程，其工作原理如图 1所示通过触笔1在背投屏幕2上的触压发射红外光信号，光信号穿透背投屏幕2后经过 背投内部的大反射镜3作镜面反射；摄像头4接收镜面反射的光信号，再传递给计算机5 ； 触笔1产生的信号会在背投屏幕2上形成一个大的光斑，系统采用逐行扫描的方式对信号 进行采样(如60帧/秒)，取光斑的最亮值，通过计算光斑图像重心的坐标作为触笔点在 CMOS上成像的坐标；计算机5对感应到的光信号进行处理，形成一套坐标系统，并将处理后 的数据通过特定的数据格式传递给上层应用程序；从而达到跟踪触笔的运动，模拟出多点 触摸的效果。对于上述这种有源笔触点位置的定位方法，一般是先通过光学摄像头采集到的有 源笔光斑图像进行图像二值化处理，然后计算像素点的几何重心坐标，最后把光斑图像的 重心作为有源笔触点(起笔)的位置。这种方法虽简单实用，但常常判断不准确。当手握笔 与触摸表面垂直时，有源笔发光四周比较均勻，采集的光斑图像边缘比较圆滑，利用饱和度 阈值进行二值化，二值化图像近似一个圆，二值化图像的面积较大，图像边缘点数量较多， 如图2所示，起笔位置与图像重心位置重合。当手握笔与触摸表面不垂直而倾斜时，有源笔 的发光有些被遮挡，采集的光斑图像面积比较小，边缘点的数量较少，利用饱和度阈值进行 二值化处理的图像类似小扇形，如图3所示，这样求出的图像的重心就不是起笔的位置，起 笔位置在图形边缘比较尖的部位。这样就出现落笔位置和书写显示位置不一样，书写效果 显得很不自然，尤其在用直尺画线时，握笔一般是倾斜于触摸表面，显示效果就更不方便。 实际上用户在书写时，也会不经意中握笔倾斜，造成书写位置不连贯，这样将会阻碍该产品 的推广使用。本发明不论使用者握笔与书写平面垂直与否，都可自动校正显示的位置为落 笔的位置，并且满足实时应用需求。
发明内容
本发明解决的第一技术问题是提供一种有源笔定位显示方法，使得该方法可以克 服目前有源笔在屏幕书写时，当有源笔与书写屏幕位置不垂直而发生偏斜时，引起书写笔触点位置与显示位置不一致的缺陷。本发明解决的第二技术问题是提供一种有源笔定位显 示装置。为解决上述第一技术问题，本发明采用第一技术方案—种有源笔定位显示方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤SlO 提取有源笔的光斑图像，并将该光斑图像二值化处理得到目标图像；步骤S20 用SUSAN算子计算该目标图像的面积和/或边缘点数量，并将计算得到 的面积和/或边缘点数量与相应的阀值进行比较，若大于阀值则判断有源笔垂直于屏幕，
有源笔的起笔坐标为光斑图像重心坐标
权利要求
1.一种有源笔定位显示方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤SlO 提取有源笔的光斑图像，并将该光斑图像二值化处理得到目标图像； 步骤S20 用SUSAN算子计算该目标图像的面积和/或边缘点数量，并将计算得到的面 积和/或边缘点数量与相应的阀值进行比较，若大于阀值则判断有源笔垂直于屏幕，有源笔的起笔坐标为光斑图像重心坐标义。=(x。，y。)= A Σ(Λ，力其中R表示所有边缘点的集合，#R表示边缘点像素个数；若小于阀值则判断有源笔倾斜于屏幕，有源笔的起笔坐标 为满足R(Xo，yo)=max^^)的点(XQ，y。)；步骤S30 将起笔坐标转换成屏幕显示位置坐标并传送给计算机； 步骤S40 计算机根据显示位置坐标控制投影机显示有源笔的书写轨迹。
2.根据权利要求1所述的有源笔定位显示方法，其特征在于，步骤SlO包括以下步骤511首先用安装在屏幕后面的CMOS图像传感器采集触摸屏幕的图像，并通过比较两 帧图像的差值，提取光斑图像；512通过设置饱和度阈值H，对光斑图像进行二值化处理，小于阈值的像素点是背景， 大于阈值的像素点是目标图像区域。
3.根据权利要求1或2所述的有源笔定位显示方法，其特征在于 在步骤S20中，用FPGA芯片结合SUSAN算子计算有源笔的起笔坐标值； 在步骤S30中，用ARMf芯片将起笔坐标转换成屏幕显示位置坐标并传送给计算机。
4.一种有源笔定位显示，包括有源笔(1)、显示单元、定位处理模块(4)、定位坐标传 输模块(5)和计算机(6)，该显示单元包括触摸屏幕(2)、设置在触摸屏幕(2)后方图像采 集模块和投影机(7)，该图像采集模块(3)，用于提取有源笔的光斑图像，并将该光斑图像二值化处理得到目 标图像；该定位处理模块(4)，用于根据目标图像计算得到有源笔的起笔位置坐标； 该定位坐标传输模块(5)，用于将起笔位置坐标屏幕显示位置坐标并传送给计算机； 该计算机(6)，用于根据显示位置坐标控制投影机显示有源笔的书写轨迹； 其特征在于所述定位处理模块(4)，用于根据用SUSAN算子计算该目标图像的面积和/或边缘点数 量，并将计算得到的面积和/或边缘点数量与相应的阀值进行比较，若大于阀值则判断有源笔垂直于屏幕，有源笔的起笔坐标为光斑图像重心坐标A)=(x。，八)=A Σ(χ，力其中R表示所有边缘点的集合，#R表示边缘点像素个数；若小于阀值则判断有源笔倾斜于屏 幕，有源笔的起笔坐标为满足… ，九”！！^乂及江力的点(Χ(1，Υο)。
5.根据权利要求4所述的一种有源笔定位显示，其特征在于所述图像采集模块(3) 包括用于采集触摸屏幕的图像，并通过比较两帧图像的差值，提取光斑图像的光斑图像提 取模块，和用于通过设置饱和度阈值H，对光斑图像进行二值化处理，小于阈值的像素点是 背景，大于阈值的像素点是目标图像区域的目标图像处理模块。
全文摘要
本发明涉及一种电子输入显示方法，特别涉及一种有源笔书写定位显示方法。该方法包括以下步骤步骤S10提取有源笔的光斑图像，并将该光斑图像二值化处理得到目标图像；步骤S20用SUSAN算子计算得到有源笔起笔坐标；步骤S30将起笔坐标转换成屏幕显示位置坐标并传送给计算机；步骤S40计算机根据显示位置坐标控制投影机显示有源笔的书写轨迹。本发明的方法克服了有源笔与书写屏幕位置偏斜时，所引的有源笔触点位置与屏幕显示位置不一致的缺陷。此外，本发明还公开了一种有源笔的定位显示装置。
文档编号G06F3/042GK102004584SQ201010526110
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者肖平, 韦金汝 申请人:广东威创视讯科技股份有限公司