专利名称：电子白板设备生成用户区的方法
技术领域：
本发明涉及电子白板设备生成用户区的技术领域，具体涉及一种提高电子白板设 备稳定性和抗干扰能力的用户区生成算法。
技术背景
电子白板设备连接PC后，通过上位机软件的自动定位功能实现定位校准，从而得 到CMOS与PC屏幕的——映射关系，当在CMOS取景范围内产生有效光信号时，通过FPGA的 计算，得到检测到光信号的CMOS有效像素，再通过已经得到的映射关系，获得对应到PC屏 幕上的坐标值，上位机通过判断连续帧图像上光信号的状态，驱动单击双击等事件。
电子白板设备使用过程中，我们更加关心的是投影屏幕，而不是CMOS整个取景范 围，用成像模组测试一下就会知道，投影屏幕其实只占到了 CMOS取景区域的一部分，这样 才能保证投影屏幕内无盲区。投影屏幕之外的区域其实是CMOS能监测，但我们不关心的区 域。如果不生成用户区，从理论上分析，投影屏幕外如果产生光信号，映射到PC屏幕上，应 该在区域之外，这样的坐标值会最终被抛弃。虚拟生成一个用户区，可以减少一些徒劳的传 输过程和计算过程，对时时性要求比较高的电子白板设备来说，这无疑是提高设备工作效 率的好方法。设备使用环境一般都不是完全理想化的，常常会有外界光信号的影响，比如太 阳光，灯光，甚至投影界面的反光，为了降低我们的电子白板设备对环境光的要求，我们采 用的方法是屏蔽掉这些干扰光，把干扰光区域从整个取景范围内抠除掉。
上位机软件处理用户区的过程在软件启动和进入定位的时候，检测投影范围内 的干扰光，在获得有效定位点后，计算得到CMOS到屏幕的映射关系，从而获得投影屏幕对 应到CMOS的区域范围，暂且称为用户区，屏蔽掉用户区内干扰光区域，最终得到用来判断 有效光信号的用户区，也就是用户可以通过手持光电笔进行操作的区域
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种减少环境光对设备的影响、降低对设 备使用环境的要求、提高电子白板设备使用的稳定性的电子白板设备生成用户区的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为电子白板设备生成用户区的方法，包 括如下步骤检测干扰光，得到比实际干扰光区域稍微大一点的干扰光区域Al ;生成用户 区，得到比定位点组成的区域稍微大一点且去除Al的用户区域A2 ；其中，生成干扰光区域Al的步骤(1)对屏幕进行图像采集，判断采集的图像上是否 存在光信号；(2)若存在光信号，FPGA按照行扫描记录光斑边界；(3)上位机接收干扰光 数据，解析存在干扰光的行扫描的起点和终点，记录起点到终点的光带，得到光带形成的光斑；(4)勾出光斑边界，对边界像素进行放大操作，对放大的边界描边，得到比实际干扰光 区域稍微大一点的区域；生成用户区域A2的步骤(I)生成投影屏幕四边组成的区域11，对11缩放一定像素并 对缩放后的四边形求反映射，得到对应的CMOS区域12 ；(2)对12边界进行放大操作，产生 比12稍微大点的区域13 ; (3)从13区域中去除干扰光区域Al，得到用户区A2 ; (4)对已抠 除干扰光区域的A2区域进行描边。
前述的电子白板设备生成用户区的方法，所述的算法在上位机软件启动和定位时 使用。
前述的电子白板设备生成用户区的方法，所述的算法在软件启动时用户区处理过 程如下(O上位机软件从单片机中读取存储区中存储的定位点，根据定位点信息，计算CMOS 与PC屏幕的映射关系；(2)上位机软件发送检测干扰光的命令，由FPGA驱动CMOS进行图像采集，当采集到光 信号时，证明有干扰光；(3)FPGA按照行扫描的方式，记录光斑的起点和终点，把存在干扰光的行号及起点终 点，顺序的上传；(4)上位机按照约定的协议解析上传的数据，重现光斑；(5)实现重现后，确定光斑形状，找出其外圈的轮廓；对轮廓上的每个像素点进行放大， 最后对放大后的图形进行描边，寻找外轮廓，记录这个干扰光包络；(6)得到投影屏幕四角组成的四边形，对该四边形进行缩放操作；(7)根据第(I)步中得到的映射关系，把放大的四边形反映射到CMOS中，并对映射得到 的区域边界像素点进行放大，寻找外轮廓，从而得到对应的CMOS区域；(8)根据第(2)步中的判断，如果没有干扰光，则进行下一步，如果有干扰光，则从(7) 步中得到的CMOS区域抠除步骤(5)中得到的干扰光包络；(9)上位机按照行扫描的方式，记录步骤(8)得到的用户区的起点和终点，把计算得到 的区域的行号及起点终点下传给FPGA，FPGA把该区域存储下来，并用这个区域对CMOS取景 内的光信号进行判断。
前述的电子白板设备生成用户区的方法，所述的算法在软件定位时用户区处理过 程如下(1)上位机软件发送检测干扰光的命令，由FPGA驱动CMOS进行图像采集，当采集到光 信号时，证明有干扰光；(2)FPGA按照行扫描的方式，记录光斑的起点和终点，把存在干扰光的行号及起点终 点，顺序的上传；(3)上位机按照约定的协议解析上传的数据，重现光斑；(4)实现重现后，要确定光斑形状，找出其外圈的轮廓；对轮廓上的每个像素点进行放 大，最后对放大后的图形进行描边，寻找外轮廓，记录这个干扰光包络；(5)上位机软件进入定位校准，根据定位校准后得到的定位点信息，计算CMOS与PC屏 .的映射关系；(6)得到投影屏幕四角组成的四边形，对该四边形进行缩放操作；(7)根据第(5)步中得到的映射关系，把放大的四边形反映射到CMOS中，并对映射得到 的区域边界像素点进行放大，寻找外轮廓，从而得到对应的CMOS区域；(8)根据第(I)步中的判断，如果没有干扰光，则进行下一步，如果有干扰光，则从(7) 步中得到的CMOS区域抠除步骤(4)中得到的干扰光包络；(9)上位机按照行扫描的方式，记录步骤(8)得到的用户区的起点和终点，把计算得到 的区域的行号及起点终点下传给FPGA，FPGA把该区域存储下来，并用这个区域对CMOS取景 内的光信号进行判断。
本发明的有益效果用户区把投影屏幕内的干扰光区域抠除掉，降低屏幕内环境 光的影响；区域的计算，采用的是行扫描方式，记录区域的起点和终点，而不是记录区域内 每个像素点，减少传输的数据量，提高通信效率；设备只响应用户区之内的光信号，而不是 响应整个取景范围内的光信号，可以减少环境光对设备的影响，降低了对设备使用环境的 要求，提高了产品稳定性；有效屏蔽投影屏幕内的光干扰，能够生成比实际投影屏幕稍微大 点的用户区。
图1为本发明方法的应用实例流程图；图2为干扰光用户区生成示意图，2为实际的干扰光区域，3为边界放大操作区域，I为 最终得到的放大的干扰光包络；图3为用户区生成示意图，边框线4为反映射后得到的CMOS区域，5为CMOS边界放大 操作区域，6为放大的CMOS用户区，实际要保存在FPGA中的区域为行扫描的起点和终点坐 标，起点的χ坐标为xl，终点的坐标为x2，可以看到，干扰光区域会被抠除掉。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
图1为电子白板设备检测干扰光、生成干扰光区域并计算得到用户区的过程，过 程发生在软件启动和定位时，具体的处理过程如下1、软件启动时用户区处理过程(O上位机软件从单片机中读取存储区中存储的定位点，根据定位点信息，计算CMOS 与PC屏幕的映射关系。
(2)上位机软件发送检测干扰光的命令，由FPGA驱动CMOS进行图像采集，当采集 到光信号时，证明有干扰光；(3)FPGA按照行扫描的方式，记录光斑的起点和终点，把存在干扰光的行号及起点终 点，顺序的上传；(4)上位机按照约定的协议解析上传的数据，重现光斑(如图2的实际的干扰光区域2)；(5)实现重现后，要确定光斑形状，于是要找出其外圈的轮廓。对轮廓上的每个像素 点进行放大，即按半径画方形(如图2的边界放大操作区域3)，最后对放大后的图形进行描边，寻找外轮廓(如图2的最终得到的放大的干扰光包络1)，暂且先记录这个包络。
(6)得到投影屏幕四角组成的四边形，对该四边形进行缩放操作；(7)根据第(I)步中得到的映射关系，把放大的四边形反映射到CMOS中，并对映射得到 的区域(如图3的边框线4)边界像素点进行放大(如图3的CMOS边界放大操作区域5)，寻 找外轮廓(如图3的放大的CMOS用户区6)，从而得到对应的CMOS区域；(8)根据第(2)步中的判断，如果没有干扰光，则进行下一步，如果有干扰光，则从(7) 步中得到的CMOS区域抠除步骤(5)中得到的干扰光包络；(9)上位机按照行扫描的方式，记录步骤(8)得到的用户区的起点和终点，把计算得到 的区域的行号及起点终点下传给FPGA，FPGA把该区域存储下来，并用这个区域对CMOS取景 内的光信号进行判断。
2.定位时用户区处理过程(1)上位机软件发送检测干扰光的命令，由FPGA驱动CMOS进行图像采集，当采集到光 信号时，证明有干扰光；(2)FPGA按照行扫描的方式，记录光斑的起点和终点，把存在干扰光的行号及起点终 点，顺序的上传；(3)上位机按照约定的协议解析上传的数据，重现光斑；(4)实现重现后，要确定光斑形状，于是要找出其外圈的轮廓。对轮廓上的每个像素点 进行放大，即按半径画方形，最后对放大后的图形进行描边，寻找外轮廓，暂且先记录这个 包络。
(5)上位机软件进入定位校准，根据定位校准后得到的定位点信息，计算CMOS与 PC屏幕的映射关系。
(6)得到投影屏幕四角组成的四边形，对该四边形进行缩放操作；(7)根据第(5)步中得到的映射关系，把放大的四边形反映射到CMOS中，并对映射得到 的区域边界像素点进行放大，寻找外轮廓，从而得到对应的CMOS区域；(8)根据第(I)步中的判断，如果没有干扰光，则进行下一步，如果有干扰光，则从(7) 步中得到的CMOS区域抠除步骤(4)中得到的干扰光包络；(9)上位机按照行扫描的方式，记录步骤(8)得到的用户区的起点和终点，把计算得到 的区域的行号及起点终点下传给FPGA，FPGA把该区域存储下来，并用这个区域对CMOS取景 内的光信号进行判断。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
1.电子白板设备生成用户区的方法，包括如下步骤检测干扰光，得到比实际干扰光区域稍微大一点的干扰光区域Al ;生成用户区，得到比定位点组成的区域稍微大一点且去除Al的用户区域A2; 其中，生成干扰光区域Al的步骤(1)对屏幕进行图像采集，判断采集的图像上是否存在光信号；(2)若存在光信号，FPGA按照行扫描记录光斑边界；(3)上位机接收干扰光数据，解析存在干扰光的行扫描的起点和终点，记录起点到终点的光带，得到光带形成的光斑；(4)勾出光斑边界，对边界像素进行放大操作，对放大的边界描边，得到比实际干扰光区域稍微大一点的区域； 生成用户区域A2的步骤(I)生成投影屏幕四边组成的区域11，对11缩放一定像素并对缩放后的四边形求反映射，得到对应的CMOS区域12 ；(2)对12边界进行放大操作，产生比12稍微大点的区域13 ;(3)从13区域中去除干扰光区域Al，得到用户区A2 ; (4)对已抠除干扰光区域的A2区域进行描边。
2.根据权利要求1所述的电子白板设备生成用户区的方法，其特征在于所述的算法在上位机软件启动和定位时使用。
3.根据权利要求2所述的电子白板设备生成用户区的方法，其特征在于，所述的算法在软件启动时用户区处理过程如下 (O上位机软件从单片机中读取存储区中存储的定位点，根据定位点信息，计算CMOS与PC屏幕的映射关系； (2)上位机软件发送检测干扰光的命令，由FPGA驱动CMOS进行图像采集，当采集到光信号时，证明有干扰光； (3)FPGA按照行扫描的方式，记录光斑的起点和终点，把存在干扰光的行号及起点终点，顺序的上传； (4)上位机按照约定的协议解析上传的数据，重现光斑； (5)实现重现后，确定光斑形状，找出其外圈的轮廓；对轮廓上的每个像素点进行放大，最后对放大后的图形进行描边，寻找外轮廓，记录这个干扰光包络； (6)得到投影屏幕四角组成的四边形，对该四边形进行缩放操作； (7)根据第(I)步中得到的映射关系，把放大的四边形反映射到CMOS中，并对映射得到的区域边界像素点进行放大，寻找外轮廓，从而得到对应的CMOS区域； (8)根据第(2)步中的判断，如果没有干扰光，则进行下一步，如果有干扰光，则从(7)步中得到的CMOS区域抠除步骤(5)中得到的干扰光包络； (9)上位机按照行扫描的方式，记录步骤(8)得到的用户区的起点和终点，把计算得到的区域的行号及起点终点下传给FPGA，FPGA把该区域存储下来，并用这个区域对CMOS取景内的光信号进行判断。
4.根据权利要求2所述的电子白板设备生成用户区的方法，其特征在于，所述的算法在软件定位时用户区处理过程如下 (1)上位机软件发送检测干扰光的命令，由FPGA驱动CMOS进行图像采集，当采集到光信号时，证明有干扰光； (2)FPGA按照行扫描的方式，记录光斑的起点和终点，把存在干扰光的行号及起点终点，顺序的上传；(3)上位机按照约定的协议解析上传的数据，重现光斑； (4)实现重现后，要确定光斑形状，找出其外圈的轮廓；对轮廓上的每个像素点进行放大，最后对放大后的图形进行描边，寻找外轮廓，记录这个干扰光包络； (5)上位机软件进入定位校准，根据定位校准后得到的定位点信息，计算CMOS与PC屏.的映射关系； (6)得到投影屏幕四角组成的四边形，对该四边形进行缩放操作； (7)根据第(5)步中得到的映射关系，把放大的四边形反映射到CMOS中，并对映射得到的区域边界像素点进行放大，寻找外轮廓，从而得到对应的CMOS区域； (8)根据第(I)步中的判断，如果没有干扰光，则进行下一步，如果有干扰光，则从(7)步中得到的CMOS区域抠除步骤(4)中得到的干扰光包络； (9)上位机按照行扫描的方式，记录步骤(8)得到的用户区的起点和终点，把计算得到的区域的行号及起点终点下传给FPGA，FPGA把该区域存储下来，并用这个区域对CMOS取景内的光信号进行判断。
全文摘要
本发明公开了一种电子白板设备生成用户区的方法，所谓的用户区是指用户可以通过手持光电笔进行操作的区域；电子白板设备用户区处理主要包含两个方面内容检测干扰光，生成比实际干扰光区域稍微大一点的区域A1；下传用户区，生成比定位点组成的区域稍微大一点，且去除A1的区域A2，A2即为所要得到的用户区。用户区把投影屏幕内的干扰光区域抠除掉，降低屏幕内环境光的影响；区域的计算，采用的是行扫描方式，记录区域的起点和终点，而不是记录区域内每个像素点，减少传输的数据量，提高通信效率；设备只响应用户区之内的光信号，而不是响应整个取景范围内的光信号，可以减少环境光对设备的影响，降低了对设备使用环境的要求，提高了产品稳定性。
文档编号G06F9/44GK103019672SQ20121044289
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者王秋平 申请人:南京芒冠光电科技股份有限公司