一种普米平板手写笔绘制延迟的测试方法及系统与流程

1.本发明涉及信息技术领域，特别是一种普米平板手写笔绘制延迟的测试方法及系统。


背景技术：

2.普罗米修斯的activpanel支持使用手写笔书写，其绘制的图形显示过程与手写笔的实际位置存在延迟现象，一般只能通过肉眼进行延迟情况的观察，且对其延迟效果的判断比较主观。
3.现在常规的普罗米修斯的activpanel手写笔测试方式是通过将外接电子笔（通过蓝牙等无线连接的方式）连接到电子平板，再通过人手操作，在平板上绘制图形（直线或曲线），绘制过程，用肉眼观察线条端点与笔头位置的距离长短。
4.但是这样会出现对延迟情况的观察，完全依靠肉眼，操作速度较快时，无法有效观察到延迟情况；对延迟情况的观察，完全依靠肉眼，对延迟程度的衡量受主观因素影响。


技术实现要素：

5.为克服上述问题，本发明的目的是提供一种能够测试手写笔延时时间的普米平板手写笔绘制延迟的测试方法。
6.本发明采用以下方案实现：一种普米平板手写笔绘制延迟的测试方法，所述测试方法包括以下步骤：步骤s1、架设摄像机，摄像机的摄像头垂直朝向普米平板平面；步骤s2、开启摄像机，将外接电子笔连接到普米平板；步骤s3、用户通过外接电子笔在普米平板上绘制竖线，然后从竖线的左方开始绘制横线，使横线与竖线交叉；步骤s4、重复步骤s3，来回改变横线方向，继续绘制横线与竖线交叉的图形；步骤s5、绘制结束后，通过获取摄像机内拍摄的视频片段，对视频画面进行分析，依次读取视频每一帧帧数，识别定位出外接电子笔笔头与竖线有交点和横线与竖线有交点的时刻；步骤s6、给每个外接电子笔笔头与竖线有交点和横线与竖线有交点的时刻形成对比组，对比组的两帧图片标出帧序号，计算出两帧图片的间隔帧数，除以视频频率，计算出间隔时间，即为对比组的延迟时间。
7.进一步的，所述步骤s5进一步具体包括以下步骤：步骤s51、通过使用python语言对视频画面进行分析，采用sift算法库，计算出目标图片的特征点；步骤s52、将待分析的视频帧画面网格化；步骤s53、将当前帧数画面网格化得到的图片进行特征点计算，并分别与外接电子笔笔头与竖线有交点和横线与竖线有交点的时刻图片进行匹配，判断匹配的特征点数量，
当匹配的特征点大于3时，则匹配成功，当匹配的特征点小于3时，则匹配失败。
8.进一步的，所述步骤s6进一步具体为：所述间隔时间的计算公式为：δt = (n2-n1)/f，n1为第一张目标图片的帧序号，n2为第二张目标图片的帧序号，f为摄像机视频帧率的参数。
9.本发明还提供了一种普米平板手写笔绘制延迟的测试系统，包括架设模块、准备模块、绘制模块、再次绘制模块、分析模块和对比模块；所述架设模块，即架设摄像机，摄像机的摄像头垂直朝向普米平板平面；所述准备模块，即开启摄像机，将外接电子笔连接到普米平板；所述绘制模块，即用户通过外接电子笔在普米平板上绘制竖线，然后从竖线的左方开始绘制横线，使横线与竖线交叉；所述再次绘制模块，即重复绘制模块，来回改变横线方向，继续绘制横线与竖线交叉的图形；所述分析模块，即绘制结束后，通过获取摄像机内拍摄的视频片段，对视频画面进行分析，依次读取视频每一帧帧数，识别定位出外接电子笔笔头与竖线有交点和横线与竖线有交点的时刻；所述对比模块，即给每个外接电子笔笔头与竖线有交点和横线与竖线有交点的时刻形成对比组，对比组的两帧图片标出帧序号，计算出两帧图片的间隔帧数，除以视频频率，计算出间隔时间，即为对比组的延迟时间。
10.进一步的，所述分析模块进一步具体包括：特征点单元、网格单元和匹配单元；所述特征点单元，即通过使用python语言对视频画面进行分析，采用sift算法库，计算出目标图片的特征点；所述网格单元，即将待分析的视频帧画面网格化；所述匹配单元，即将当前帧数画面网格化得到的图片进行特征点计算，并分别与外接电子笔笔头与竖线有交点和横线与竖线有交点的时刻图片进行匹配，判断匹配的特征点数量，当匹配的特征点大于3时，则匹配成功，当匹配的特征点小于3时，则匹配失败。
11.进一步的，所述对比模块进一步具体为：所述间隔时间的计算公式为：δt = (n2-n1)/f，n1为第一张目标图片的帧序号，n2为第二张目标图片的帧序号，f为摄像机视频帧率的参数。
12.本发明的有益效果在于：本发明通过摄像机拍摄视频，可以清晰捕捉到两帧目标图片以及前后、之间的所有画面；通过图像分析，准确识别到两帧目标图片，并根据目标图片间的帧数差、视频帧率，可以计算出确切的手写笔延时时间，为延时程度的衡量提供准确的数据。
附图说明
13.图1是本发明的方法流程示意图。
14.图2为分析过程的流程示意图。
15.图3是本发明的系统原理框图。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明做进一步说明。
17.请参阅图1所示，本发明的一种普米平板手写笔绘制延迟的测试方法，所述测试方法包括以下步骤：步骤s1、架设摄像机，摄像机的摄像头垂直朝向普米平板平面；步骤s2、开启摄像机，将外接电子笔连接到普米平板；
步骤s3、用户通过外接电子笔在普米平板上绘制竖线，然后从竖线的左方开始绘制横线，使横线与竖线交叉；步骤s4、重复步骤s3，来回改变横线方向，继续绘制横线与竖线交叉的图形；步骤s5、绘制结束后，通过获取摄像机内拍摄的视频片段，对视频画面进行分析，依次读取视频每一帧帧数，识别定位出外接电子笔笔头与竖线有交点和横线与竖线有交点的时刻；步骤s6、给每个外接电子笔笔头与竖线有交点和横线与竖线有交点的时刻形成对比组，对比组的两帧图片标出帧序号，计算出两帧图片的间隔帧数，除以视频频率，计算出间隔时间，即为对比组的延迟时间。
18.下面结合一实施例对本发明作进一步说明：架设摄像机（此处的摄像机需可配置拍摄帧率≥30fps，多数手机已满足要求，如华为、小米手机的大多数机型），垂直朝向白板平面。对摄像机的架设距离无明确要求，但需要保证拍摄清晰，且拍摄画面集中在白板平面上。
19.开启摄像机，开始拍摄视频。
20.在白板上画一条（或多条）竖线。
21.在白板上从竖线的左方开始画一条横线，横线的图像将显示与竖线交叉。
22.重复上一步，可来回改变横线方向，继续绘制，制造横线与竖线交叉的图形。
23.获取视频片段，使用分析程序分析视频画面（分析方法见后续说明）。依次读取视频的每一帧，需要识别出两帧图片，分别定位【笔头与竖线有交点】的时刻、【绘制滞后的线条与竖线有交点】的时刻。
24.请参阅图2所示，本发明一实施例中，分析程序使用python语言实现，采用sift（尺度不变特征变换，代码实现可参考https://zhuanlan.zhihu.com/p/157578594）算法库方法，计算目标图片的特征点。
25.将待分析的视频帧画面网格化，调整网格大小，每一格子图片最多可以包括同一方向的一条线。
26.将当前帧画面网格化得到的每一格图片，计算特征点，并分别与两张目标图片匹配，当匹配的特征点》3时，表示匹配成功。
27.若与目标图片能匹配上，则表示当前帧是手写笔移动到竖线的时刻的图片。
28.同理，若与目标图片能匹配上，则表示当前帧是横线显示到竖线的时刻的图片。注：由于sift算法识别图形不受方向影响，因此无论横线是从左往右画还是从右往左画，都可以用作为目标图片。
29.绘制的图形中，可以有n个横线与竖线的交叉点。因此，每个“笔头与竖线交叉”的帧，与每个“横线与竖线交叉”的帧，对应组成n个对比组。
30.根据每个对比组的两帧图片的帧序号（识别图片1的帧序号为 n1、识别图片2的帧序号为 n2），计算出间隔帧数，除以视频帧率（源于摄像机的参数f），则可计算出间隔时间，即为每个对比组的延迟时间（δt）。公式如：δt = (n2-n1)/f。计算多组数据，可用于计算手写笔绘制的平均延迟时间。
31.值得一提的是，该方案的适用前提：手写速度应在人体正常书写速度范围内，手写速度快慢对延迟效果的影响可忽
略。
32.线条端点与笔头的延迟距离是固定的，不随着绘制的时间累积而累加。因此计算手写笔的延迟时间，仅需计算任意时刻线条端点显示到指定笔头位置的延迟时间。
33.总之，本发明可应用于普罗米修斯平板手写笔绘制延迟效果的测试，能够实现一种能够自动、精确计算手写笔延迟时间的方法。
34.请参阅图3所示，本发明还提供了一种普米平板手写笔绘制延迟的测试系统，包括架设模块、准备模块、绘制模块、再次绘制模块、分析模块和对比模块；所述架设模块，即架设摄像机，摄像机的摄像头垂直朝向普米平板平面；所述准备模块，即开启摄像机，将外接电子笔连接到普米平板；所述绘制模块，即用户通过外接电子笔在普米平板上绘制竖线，然后从竖线的左方开始绘制横线，使横线与竖线交叉；所述再次绘制模块，即重复绘制模块，来回改变横线方向，继续绘制横线与竖线交叉的图形；所述分析模块，即绘制结束后，通过获取摄像机内拍摄的视频片段，对视频画面进行分析，依次读取视频每一帧帧数，识别定位出外接电子笔笔头与竖线有交点和横线与竖线有交点的时刻；所述对比模块，即给每个外接电子笔笔头与竖线有交点和横线与竖线有交点的时刻形成对比组，对比组的两帧图片标出帧序号，计算出两帧图片的间隔帧数，除以视频频率，计算出间隔时间，即为对比组的延迟时间。
35.所述分析模块进一步具体包括：特征点单元、网格单元和匹配单元；所述特征点单元，即通过使用python语言对视频画面进行分析，采用sift算法库，计算出目标图片的特征点；所述网格单元，即将待分析的视频帧画面网格化；所述匹配单元，即将当前帧数画面网格化得到的图片进行特征点计算，并分别与外接电子笔笔头与竖线有交点和横线与竖线有交点的时刻图片进行匹配，判断匹配的特征点数量，当匹配的特征点大于3时，则匹配成功，当匹配的特征点小于3时，则匹配失败。
36.所述对比模块进一步具体为：所述间隔时间的计算公式为：δt = (n2-n1)/f，n1为第一张目标图片的帧序号，n2为第二张目标图片的帧序号，f为摄像机视频帧率的参数。
37.以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。