[發明專利]一種智能電子白板系統及其光斑位置提取方法

無效

• 申請號: 201110414701.6
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102495698A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 高翔;邱其文;徐國政;周云城
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種智能電子白板系統，其特征在于：包括紅外激光書寫筆、投影幕布、冷光投影儀、帶有紅外濾鏡的紅外攝像頭、視頻信號采集系統、PC機；其中，所述紅外激光書寫筆、冷光投影儀分別位于投影幕布的同一側，所述紅外攝像頭位于投影幕布的另一側，紅外攝像頭通過所述視頻信號采集系統與PC機的輸入端相連，所述PC機的輸出端與冷光投影儀相連。

2.?根據權利要求1所述的智能電子白板系統，其特征在于：所述視頻信號采集系統包括視頻分離模塊、模擬比較器、光斑位置提取模塊、D/A模塊、無線接收模塊和USB接口控制模塊；其中，所述紅外攝像頭的輸出端分別與視頻分離模塊、模擬比較器的第一輸入端相連，視頻分離模塊、模擬比較器的輸出端分別與光斑位置提取模塊的輸入端相連，光斑位置提取模塊的輸出端分別與USB接口控制模塊的輸入端、D/A模塊的輸入端相連，USB接口控制模塊的輸出端與PC機的輸入端相連，D/A模塊的輸出端與模擬比較器的第二輸入端相連，所述無線接收模塊與光斑位置提取模塊相連。

3.?根據權利要求1所述的智能電子白板系統，其特征在于：所述紅外激光書寫筆的筆頭配置低功率紅外激光管，筆身內封裝有無線模塊，筆身上包括一個自復位按鍵，以及分別模擬通用鼠標左右鍵及滾輪功能的按鍵、滾輪模塊。

4.?根據權利要求1所述的智能電子白板系統，其特征在于：所述紅外攝像頭為PLA制式紅外攝像頭，所述紅外濾鏡采用760nm紅外光濾鏡。

5.根據權利要求1所述的智能電子白板系統，其特征在于：所述紅外攝像頭前端還配置一個魚眼透鏡。

6.?根據權利要求3所述的智能電子白板系統，其特征在于：所述紅外激光筆筆身內封裝的無線模塊采用NRF24L01型無線模塊。

7.?根據權利要求2所述的智能電子白板系統，其特征在于：所述視頻分離模塊采用LM1881視頻信號分離芯片，所述模擬比較器采用TL714C高差分比較器，所述光斑位置提取模塊采用ATmega16單片機作為為微控制器，所述USB接口控制模塊采用CH372接口芯片。

8.?根據權利要求1所述的智能電子白板系統，其特征在于：所述投影幕布采用PVC材質。

9.?一種基于權利要求1所述智能電子白板系統的光斑位置提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟（1），采用紅外激光書寫筆向投影幕布一側投射紅外激光束，采用冷光投影儀向投影幕布同一側投影，采用紅外攝像頭從投影幕布的另一側拍攝投影幕布上的紅外光斑，獲取紅外光斑的視頻信號；

步驟（2），采用視頻分離模塊對步驟（1）獲取的視頻信號進行分離，得出視頻流的行、場信號；與此同時，采用模擬比較器對視頻信號進行鑒幅整形，當視頻流行信號出現紅外光斑時，采用模擬比較器將該對應行的模擬信號轉變為矩形脈沖信號；

步驟（3），將步驟（2）分離出的視頻流的行、場信號分別輸入至基于單片機的光斑位置提取模塊的兩個中斷引腳，同時將步驟（2）得到的矩形脈沖信號輸入至光斑位置提取模塊的定時器輸入捕捉引腳；

步驟（4），采用光斑位置提取模塊進行光斑位置信息提取，當視頻流的場信號到達中斷引腳發生場中斷時，根據奇偶場信號分別進行如下處理：

步驟（41），如果是奇場信號，允許行中斷，清除行中斷次數計數器，等待行信號的到來；

當行信號到達中斷引腳產生行中斷時，將行中斷次數計數器加一，并立即開啟定時計數器，對矩形脈沖信號進行捕捉，當前行有光斑出現，則捕捉到矩形脈沖信號，并讀得鑒幅整形后的上跳變沿時刻T1、下跳變沿時刻T2兩個時刻值；

在讀得鑒幅整形后的上跳變沿時刻T1、下跳變沿時刻T2兩個時刻值后，計算出矩形脈沖信號在整個時間段上的偏移，用時間偏移來估計光斑相對于圖像邊界偏移，定義為光斑位置在投影畫面二維平面的橫向坐標分量（X），在某一行捕捉到矩形脈沖信號后，根據行中斷次數計數器的值得出光斑相對于圖像上下邊界的偏移，定義為光斑位置在投影畫面二維平面的縱向坐標分量（Y）；

步驟（42），如果是偶場信號，則關閉行中斷，放棄后續的各行數據，轉而進行前一奇場所采集到數據的處理，根據前一奇場所得的橫向坐標分量（X）和縱向坐標分量（Y）進行處理：包括采用平滑濾波的方式對噪聲信息進行濾除，以及采用查表的方式對所提取的信息進行失真補償，最后得到光斑在投影畫面的橫向坐標、縱向坐標，得到光斑位置信息。

10.?根據權利要求9所述的基于智能電子白板系統的光斑位置提取方法，其特征在于：在步驟（2）中模擬比較器進行鑒幅整形時還包括步驟：采用D/A模塊將光斑位置提取模塊輸出的數字信號轉化成模擬電壓，傳輸至模擬比較器，動態設置模擬比較器電壓閾值。