專利名稱:基于圖像傳感器的電子白板的干擾點動態屏蔽方法及裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及基于圖像傳感器的電子白板技術,尤其涉及一種基于圖像傳感器的電 子白板的干擾點動態屏蔽方法及裝置。
背景技術:
基于圖像傳感器的電子白板是一種新的觸控技術,該技術將傳統的顯示設備改造 成了具有類似于觸摸功能的可交互顯示設備。
圖1示出了現有技術中的一種基于圖像傳感器的電子白板,包括投影儀101、圖 像傳感器102、投影平面103、主機104,其中投影儀101將主機104發送的顯示畫面投影在 投影平面103上,圖像傳感器102對投影平面103進行拍攝,將投影平面103上的顯示畫面 以及投射在投影片面103上的光筆光點的拍攝畫面傳輸至主機104,主機104提取拍攝畫面 中的光點,并相應地控制調節投影儀101的顯示畫面,對光點的動作做出反饋,實現類似觸 摸屏的功能。
關于基于圖像傳感器的電子白板的進一步信息,可以參考2012年3月14日公布 的公布號為CN102375622A的中國專利申請文獻。
仍然參考圖1,主機104中的定位模塊實時分析圖像傳感器102中光點的位置,并 將該位置映射成投影儀101顯示畫面的鼠標位置,通過光筆光點的亮滅來實現代替計算機 鼠標操控主機104的功能。但是,在圖像傳感器102拍攝到的畫面105中,投影儀101投影 的影像區域106只占據其中一部分,另外還有很多區域是環境背景。因此,主機104通常 會將影像區域106以外的其他區域屏蔽,僅檢測和響應影像區域106范圍以內的光點。
一般而言,電子白板通過判斷亮斑的大小是否大于某一門限T來判斷光筆或者是 用戶的手指是否在書寫。但是,在環境中可能存在亮度大于門限T的干擾光源,即使使用屏 蔽圖片來屏蔽環境背景從而只保留影像區域,干擾光源仍然可能存在于影像區域內,導致 電子白板無法正確識別真正的光筆光斑而無法正常書寫。發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種基于圖像傳感器的電子白板的干擾點動態 屏蔽方法及裝置,能夠動態屏蔽影像區域內的干擾點。
為解決上述技術問題,本發明提供了一種基于圖像傳感器的電子白板的干擾點動 態屏蔽方法,所述電子白板配置為與顯示設備配合使用,所述顯示設備用于在顯示平面上 呈現顯示圖像,所述電子白板包括
用于拍攝所述顯示平面的圖像傳感器,所述圖像傳感器拍攝到的畫面包括影像區 域以及除所述影像區域外的屏蔽區域;
與所述顯示設備和圖像傳感器相連的控制部件,用于定位所述影像區域內的控制 光斑;
所述干擾點動態屏蔽方法包括
實時偵測所述圖像傳感器拍攝的連續多幀畫面;
搜索所述影像區域內面積小于預設面積門限且在同一位置持續超過預設時間的 亮斑;
將與該亮斑相同位置、相同面積的區域添加至所述屏蔽區域。
根據本發明的一個實施例,所述方法還包括如果所述影像區域內存在面積大于 所述預設面積門限的亮斑,則提示用戶存在強烈干擾。
根據本發明的一個實施例,搜索所述影像區域內面積小于預設面積門限且在同一 位置持續超過預設時間的亮斑包括
對于偵測到的第一幀畫面,將所述影像區域內檢測到的各光斑記錄在記錄數組 中,記錄內容包括光斑的位置、面積和第一次出現時刻;
對于后續的每一幀畫面,將所述影像區域內偵測到的光斑與所述記錄數組中記錄 的光斑進行比較,如果新偵測到的第一光斑位置與所述記錄數組中已有的第二光斑位置相 同,則將該第二光斑保留在所述記錄數組中;如果所述記錄數組中已記錄的第三光斑與當 前偵測到的任何光斑位置都不匹配,則將該第三光斑從所述記錄數組中刪除;如果當前偵 測到的第四光斑與所述記錄數組中已記錄的任何光斑的位置都不匹配,則將該第四光斑插 入所述記錄數組中;
搜索所述記錄數組中第一次出現時刻距今超過所述預設時間的亮斑。
本發明還提供了一種基于圖像傳感器的電子白板的干擾點動態屏蔽裝置,所述電 子白板配置為與顯示設備配合使用,所述顯示設備用于在顯示平面上呈現顯示圖像,所述 電子白板包括
用于拍攝所述顯示平面的圖像傳感器,所述圖像傳感器拍攝到的畫面包括影像區 域以及除所述影像區域外的屏蔽區域;
與所述顯示設備和圖像傳感器相連的控制部件,用于定位所述影像區域內的控制 光斑;
所述干擾點動態屏蔽裝置包括
畫面偵測模塊,實時偵測所述圖像傳感器拍攝的連續多幀畫面;
亮斑搜索模塊,搜索所述影像區域內面積小于預設面積門限且在同一位置持續超 過預設時間的亮斑;
亮斑屏蔽模塊,將與該亮斑相同位置、相同面積的區域添加至所述屏蔽區域。
根據本發明的一個實施例,所述干擾點動態屏蔽裝置還包括
提示模塊,如果所述影像區域內存在面積大于所述預設面積門限的亮斑,則提示 用戶存在強烈干擾。
根據本發明的一個實施例,所述亮斑搜索模塊包括
數組維護單元,對于偵測到的第一幀畫面,將所述影像區域內檢測到的各光斑記 錄在記錄數組中,記錄內容包括光斑的位置、面積和第一次出現時刻;對于后續的每一幀畫 面,將所述影像區域內偵測到的光斑與所述記錄數組中記錄的光斑進行比較,如果新偵測 到的第一光斑位置與所述記錄數組中已有的第二光斑位置相同,則將該第二光斑保留在所 述記錄數組中;如果所述記錄數組中已記錄的第三光斑與當前偵測到的任何光斑位置都不 匹配,則將該第三光斑從所述記錄數組中刪除;如果當前偵測到的第四光斑與所述記錄數組中已記錄的任何光斑的位置都不匹配,則將該第四光斑插入所述記錄數組中;
搜索單元,搜索所述記錄數組中第一次出現時刻距今超過所述預設時間的亮斑。
與現有技術相比,本發明具有以下優點
本發明實施例的干擾點動態屏蔽方法,在圖像傳感器的伽馬值為常規值狀態下, 實時偵測圖像傳感器拍攝到的連續多幀畫面,如果在影像區域內存在面積小于預設面積 門限的亮斑,而且該亮斑在同一位置持續超過預設時間,則將與該亮斑相同位置、相同面積 的區域添加至屏蔽區域,從而將電子白板過程中動態出現的干擾點屏蔽。
圖1是現有技術中一種基于圖像傳感器的電子白板的結構示意圖2是本發明實施例的基于圖像傳感器的電子白板的干擾點動態屏蔽方法的流 程不意圖3示出了本發明實施例的靜態屏蔽過程的流程示意圖4示出了本發明實施例的動態屏蔽過程的流程示意圖5至圖8示出了本發明實施例的干擾點動態屏蔽方法中圖像傳感器在各步驟拍 攝到的畫面示意圖9是本發明實施例的干擾點動態屏蔽裝置的結構框圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例和附圖對本發明作進一步說明,但不應以此限制本發明的保 護范圍。
本實施例中,基于圖像傳感器的電子白板通常可以配置為與顯示設備配合使用, 該顯示設備在顯示平面上呈現顯示圖像,該電子白板包括用于拍攝所述顯示平面的圖像 傳感器,該圖像傳感器拍攝到的畫面包括影像區域以及影像區域以外的屏蔽區域;與顯示 設備和圖像傳感器相連的控制部件,僅僅定位影像區域內的控制光斑,而對影像區域以外 的屏蔽區域內的操作并不進行響應。
其中,顯示設備可以是各種液晶(IXD)屏、發光二極管(LED)屏、等離子顯示器或 者投影儀等。圖像傳感器可以采用各種常規的攝像頭來實現,具體可以是CCD、CM0S等各種 類型的圖像傳感器,其分辨率例如可以是640*480,但并不限于此。控制部件可以是個人計 算機(電腦)、專用的控制器或者采用可編程硬件或專用集成電路等實現。另外,該電子白板 還可以包括紅外光筆、光膜或用于產生光膜的部件等設備。
例如,該電子白板可以是背景技術中所描述的電子白板,或者是背景技術中所引 用的專利文獻中的電子白板。
作為一個非限制性的例子,影像區域可以采用如下方式來確定驅動顯示設備在 顯示平面上全屏顯示第一顏色,驅動光學傳感器拍攝顯示平面的畫面,并將其保存為第一 圖片;驅動顯示設備在顯示平面上全屏顯示第二顏色,驅動光學傳感器拍攝顯示平面的畫 面,并將其保存為第二圖片,第二顏色與第一顏色具有不同的亮度;將第一圖片和第二圖片 轉換為灰度圖片,分別生成第一圖片和第二灰度圖片;對第一灰度圖片和第二灰度圖片進 行差分運算,得到差分圖片;將差分圖片中像素值大于等于預設門限的像素設定為目標像素,有連續的目標像素存在的區域確定為目標區域;將面積小于預設面積的目標區域消除; 在剩余的目標區域中選擇保留面積最大的一個確定為影像區域;填補影像區域內部的空 洞。在圖像傳感器拍攝的畫面中,影像區域以外的其他區域則可以確定為是屏蔽區域。
參考圖2,本實施例基于圖像傳感器的電子白板的干擾點動態屏蔽方法包括以下 步驟
步驟S21,實時偵測所述圖像傳感器拍攝的連續多幀畫面;
步驟S22,搜索所述影像區域內面積小于預設面積門限且在同一位置持續超過預 設時間的亮斑;
步驟S23,將與該亮斑相同位置、相同面積的區域添加至所述屏蔽區域。
進一步而言,步驟S22具體包括維護記錄數組A,對于偵測到的第一幀畫面,將影 像區域內檢測到的各光斑記錄在記錄數組A中,記錄的內容包括光斑的位置、面積和第一 次出現時刻;對于后續的每一幀畫面,將影像區域內偵測到的光斑與記錄數組A中記錄的 光斑進行比較,如果新偵測到的第一光斑位置與記錄數組A中已有的第二光斑位置相同, 則將該第二光斑保留在記錄數組A中;如果記錄數組A中已記錄的第三光斑與當前偵測到 的任何光斑位置都不匹配,則將該第三光斑從記錄數組A中刪除;如果當前偵測到的第四 光斑與記錄數組A中已記錄的任何光斑的位置都不匹配,則將該第四光斑插入記錄數組A 中;在維護記錄數組的同時,搜索記錄數組中第一次出現時刻距今超過預設時間的亮斑,該 亮斑被認為是干擾點,后續將與該亮斑相同位置、相同面積的區域添加至屏蔽區域。
其中,預設面積門限可以是用戶根據實際情況預先設定的,其通常是以像素為單 元的,例如可以是40個像素。預設時間也是用戶根據實際情況預先設定的,例如可以是15 秒。在檢測到影像區域內存在面積大于預設面積門限的亮斑時,還可以提示用戶存在強烈 干擾。
上述整個動態屏蔽過程是伴隨電子白板的正常工作而實時進行的,整個過程并不 會對電子白板的正常顯示參數造成影響。此外,在電子白板剛啟動時,或者由用戶發出的指 令觸發,還可以進行干擾點的靜態屏蔽,靜態屏蔽具體可以包括以下步驟
步驟a,驅動所述顯示設備在所述顯示平面上全屏顯示檢測背景,所述檢測背景的 亮度低于所述控制光斑的亮度;
步驟b,驅動所述圖像傳感器對所述顯示平面上顯示的檢測背景進行拍攝;
步驟C,對所述圖像傳感器拍攝畫面中的影像區域進行分析,將亮度大于預設亮度 門限的干擾區域添加至所述屏蔽區域。
在步驟a中,還可以同時將圖像傳感器的伽馬值調小,以使得潛在的干擾點能夠 更容易暴露出來。需要說明的是,此處“調小”是相對概念,并非特指某一確定的范圍,具體 指的是調節圖像傳感器的伽馬值,使其小于電子白板正常工作時圖像傳感器伽馬值的常規值。
在步驟c中,預設亮度門限通常可以是控制光斑的亮度上限,即正常使用時,光筆 的光斑的最大亮度或者手指反射光斑的最大亮度。
靜態屏蔽針對的是電子白板工作環境中靜態存在的一些干擾源,在靜態屏蔽過程 中是禁止用戶使用光筆進行操作的,即假定影像區域內不會出現正常的控制光斑。
該靜態屏蔽過程可以在電子白板啟動初始化時進行,也可以是在啟動后由用戶的指令觸發而進行。由于在實際的應用場景中,干擾光斑可能是在不停閃爍的,因而干擾區域 的亮度以及大小是不斷變化的,因此在一次靜態屏蔽過程中,干擾區域有可能恰好處于亮 度最暗、面積最小的狀態,導致添加的屏蔽區域比實際的干擾區域尺寸小,不能夠完全徹底 地屏蔽干擾點。鑒于此種情況,在一優選的實施例中,在一次靜態屏蔽過程中,可以重復步 驟b和c多次,以保證能夠充分、完全地將干擾點屏蔽。
下面參考圖3和圖4,采用一實例對上述干擾點動態屏蔽方法進行詳細說明。
首先結合圖3、圖5和圖6,在步驟S301處,開始靜態屏蔽,例如可以是電子白板 啟動時開始,或者用戶手動操作啟動靜態屏蔽功能時開始。
之后在步驟S302處,顯示設備顯示全屏高亮背景,并將處理次數累加器K復零。其 中,高亮背景的亮度需要低于控制光斑的亮度。在本步驟中,還可以將圖像傳感器的伽馬值 調小,以便暴露潛在的全部干擾源。
在步驟S303處,在影像區域51內搜索亮度大于預設亮度門限T的干擾區域52。
之后執行步驟S304,對找到的干擾區域52的面積進行判斷,如果大于預設面積門 限S,則跳轉至步驟S309,提示用戶存在嚴重干擾,禁止光筆操作,并進而前進至步驟S310, 退出本次靜態屏蔽過程。
如果步驟S304處的判斷結果為否,則執行步驟S305,將干擾區域52添加到原有的 屏蔽區域50中。在實際使用中,屏蔽區域的位圖可以和圖像傳感器實時拍攝到的畫面做邏 輯與運算,以此來實現屏蔽功能。
之后執行步驟S306,處理次數累加器K的值遞增I。接下來執行步驟S307,判斷 K是否大于需要處理的次數上限N,如果是,則表示已經執行完畢,前進至步驟S308,退出靜 態屏蔽;否則表示還未執行完畢,返回至步驟S303,繼續尋找干擾區域。
之后結合圖4、圖7和圖8對動態屏蔽過程進行詳細說明。
在靜態屏蔽結束后,可以將圖像傳感器的伽馬值恢復到常規值,電子白板開始正 常使用,即允許用戶采用光筆或者其他工具進行操作。在電子白板正常工作過程中,實時進 行動態屏蔽的操作。
在步驟S401處,動態屏蔽開始。
在步驟S402處,將記錄數組A清空,將其中每個元素單元的匹配標志置位FALSE。
之后執行步驟S403,實時偵測影像區域中的光斑53,將結果保存為列表B。
之后執行步驟S404,判斷列表B中是否存在面積大于門限面積S的光斑,如果是, 則轉至步驟S409,提示用戶存在強烈干擾,進而前進至步驟S410,結束。
如果步驟S404中的判斷結果為否,則前進至步驟S405,將列表B中的每個元素與 記錄數組A中的元素進行位置相關匹配,如果匹配成功,則表示該位置的光斑持續存在,將 記錄數組A中對應的元素單元的匹配標志置為TRUE,并將匹配的光點從列表B中移除。
之后執行步驟S406,將記錄數組A中匹配標志位FALSE的元素單元移除。
接下來執行步驟S407,將列表B中剩下的元素單元作為新的光斑加入至記錄數組 A中,并記錄生成的時刻、位置、面積等信息。
在步驟S408處,尋找記錄數組A中保存的距目前時刻超過15s的光斑53,將與光 斑53位置、面積相同的區域添加至屏蔽區域50中,之后返回至步驟S403,繼續進行偵測。
需要說明的是,以上僅是一個非限制性的例子,在其他實施例中還可以采用如下方式進行動態屏蔽建立數組A,用于記錄光斑的位置、大小以及第一次出現的時刻;第一 次動態屏蔽操作時,將檢測到的光斑的位置、尺寸以及出現時刻記錄在數組A中;在第二次 動態屏蔽操作時,將新檢測到的光斑位置與數組A中記錄的光斑位置進行匹配,如果存在 位置相同的光斑,則將其保留在數組A中;如果數組A中的某一單元記錄的光斑位置與當 前檢測到的任何光斑位置都不匹配,則將該數據單元刪除;如果新檢測到的光斑與數據A 中的任何數據單元的位置都不匹配,則將該光斑的位置、面積、第一次出現時刻插入至數組 A中;如此往復,如果數組A中記錄的光斑有超過預設時間(例如15s)的,且其面積小于預 設面積門限,則將與該光斑位置、面積相同的區域添加到屏蔽區域內,從而將該干擾光斑屏 蔽。如果發現有光斑面積大于預設面積門限,責提示用戶干擾嚴重,并禁用光筆操作。
在以上所述的實例中,動態屏蔽和靜態屏蔽是結合使用的,但是本領域技術人員 應當理解,以上所述的動態屏蔽方法也可以單獨實施,即,并不執行靜態屏蔽而單獨執行動 態屏蔽。例如,在電子白板開機時并不進行靜態屏蔽,僅是在電子白板正常工作過程中伴隨 執行動態屏蔽。
參考圖9,本實施例的干擾點動態屏蔽裝置包括畫面偵測模塊51、亮斑搜索模塊 52、亮斑屏蔽模塊53、提示模塊54。
其中,畫面偵測模塊51實時偵測圖像傳感器拍攝的連續多幀畫面;亮斑搜索模塊 52搜索影像區域內面積小于預設面積門限且在同一位置持續超過預設時間的亮斑;亮斑 屏蔽模塊53將與該亮斑相同位置、相同面積的區域添加至所述屏蔽區域;如果所述影像區 域內存在面積大于所述預設面積門限的亮斑,則提示模塊54提示用戶存在強烈干擾。
進一步而言,亮斑搜索模塊52可以包括數組維護單元和搜索單元。數組維護單元 對于偵測到的第一幀畫面,將所述影像區域內檢測到的各光斑記錄在記錄數組中,記錄內 容包括光斑的位置、面積和第一次出現時刻;對于后續的每一幀畫面,將所述影像區域內偵 測到的光斑與所述記錄數組中記錄的光斑進行比較,如果新偵測到的第一光斑位置與所述 記錄數組中已有的第二光斑位置相同,則將該第二光斑保留在所述記錄數組中;如果所述 記錄數組中已記錄的第三光斑與當前偵測到的任何光斑位置都不匹配,則將該第三光斑從 所述記錄數組中刪除;如果當前偵測到的第四光斑與所述記錄數組中已記錄的任何光斑的 位置都不匹配,則將該第四光斑插入所述記錄數組中;搜索單元搜索所述記錄數組中第一 次出現時刻距今超過所述預設時間的亮斑。
關于圖9所示的干擾點動態屏蔽裝置的更詳細的工作過程可以參見前述圖2至圖 8及相關描述,這里不再贅述。
圖9所示的裝置可以采用軟件程序的方式實現,或者也可以采用可編程硬件或者 專用集成電路(ASIC)的方式來實現。該裝置可以集成在顯示設備內,例如采用專用集成 電路的方式集成在投影儀中;也可以采用軟件程序的方式集成在電子白板中的主機104內 (圖1)。
本發明雖然以較佳實施例公開如上,但其并不是用來限定本發明,任何本領域技 術人員在不脫離本發明的精神和范圍內,都可以做出可能的變動和修改,因此本發明的保 護范圍應當以本發明權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種基于圖像傳感器的電子白板的干擾點動態屏蔽方法,所述電子白板配置為與顯示設備配合使用,所述顯示設備用于在顯示平面上呈現顯示圖像,所述電子白板包括 用于拍攝所述顯示平面的圖像傳感器,所述圖像傳感器拍攝到的畫面包括影像區域以及除所述影像區域外的屏蔽區域; 與所述顯示設備和圖像傳感器相連的控制部件,用于定位所述影像區域內的控制光斑; 其特征在于,所述干擾點動態屏蔽方法包括 實時偵測所述圖像傳感器拍攝的連續多幀畫面; 搜索所述影像區域內面積小于預設面積門限且在同一位置持續超過預設時間的亮斑; 將與該亮斑相同位置、相同面積的區域添加至所述屏蔽區域。
2.根據權利要求1所述的干擾點動態屏蔽方法,其特征在于,還包括如果所述影像區域內存在面積大于所述預設面積門限的亮斑,則提示用戶存在強烈干擾。
3.根據權利要求1所述的干擾點動態屏蔽方法,其特征在于,搜索所述影像區域內面積小于預設面積門限且在同一位置持續超過預設時間的亮斑包括 對于偵測到的第一幀畫面,將所述影像區域內檢測到的各光斑記錄在記錄數組中,記錄內容包括光斑的位置、面積和第一次出現時刻; 對于后續的每一幀畫面,將所述影像區域內偵測到的光斑與所述記錄數組中記錄的光斑進行比較,如果新偵測到的第一光斑位置與所述記錄數組中已有的第二光斑位置相同,則將該第二光斑保留在所述記錄數組中;如果所述記錄數組中已記錄的第三光斑與當前偵測到的任何光斑位置都不匹配,則將該第三光斑從所述記錄數組中刪除;如果當前偵測到的第四光斑與所述記錄數組中已記錄的任何光斑的位置都不匹配,則將該第四光斑插入所述記錄數組中; 搜索所述記錄數組中第一次出現時刻距今超過所述預設時間的亮斑。
4.一種基于圖像傳感器的電子白板的干擾點動態屏蔽裝置,所述電子白板配置為與顯示設備配合使用,所述顯示設備用于在顯示平面上呈現顯示圖像,所述電子白板包括 用于拍攝所述顯示平面的圖像傳感器,所述圖像傳感器拍攝到的畫面包括影像區域以及除所述影像區域外的屏蔽區域; 與所述顯示設備和圖像傳感器相連的控制部件,用于定位所述影像區域內的控制光斑; 其特征在于,所述干擾點動態屏蔽裝置包括 畫面偵測模塊,實時偵測所述圖像傳感器拍攝的連續多幀畫面; 亮斑搜索模塊,搜索所述影像區域內面積小于預設面積門限且在同一位置持續超過預設時間的亮斑; 亮斑屏蔽模塊,將與該亮斑相同位置、相同面積的區域添加至所述屏蔽區域。
5.根據權利要求4所述的干擾點動態屏蔽裝置,其特征在于,還包括 提示模塊,如果所述影像區域內存在面積大于所述預設面積門限的亮斑,則提示用戶存在強烈干擾。
6.根據權利要求4所述的干擾點動態屏蔽裝置,其特征在于,所述亮斑搜索模塊包括數組維護單元,對于偵測到的第一幀畫面,將所述影像區域內檢測到的各光斑記錄在記錄數組中,記錄內容包括光斑的位置、面積和第一次出現時刻;對于后續的每一幀畫面,將所述影像區域內偵測到的光斑與所述記錄數組中記錄的光斑進行比較,如果新偵測到的第一光 斑位置與所述記錄數組中已有的第二光斑位置相同,則將該第二光斑保留在所述記錄數組中;如果所述記錄數組中已記錄的第三光斑與當前偵測到的任何光斑位置都不匹配,則將該第三光斑從所述記錄數組中刪除;如果當前偵測到的第四光斑與所述記錄數組中已記錄的任何光斑的位置都不匹配,則將該第四光斑插入所述記錄數組中; 搜索單元,搜索所述記錄數組中第一次出現時刻距今超過所述預設時間的亮斑。
全文摘要
本發明提供了一種基于圖像傳感器的電子白板的干擾點動態屏蔽方法及裝置,該方法包括實時偵測所述圖像傳感器拍攝的連續多幀畫面;搜索所述影像區域內面積小于預設面積門限且在同一位置持續超過預設時間的亮斑;將與該亮斑相同位置、相同面積的區域添加至所述屏蔽區域。本發明能夠動態屏蔽影像區域內的干擾點。
文檔編號G06F3/042GK103019473SQ201210507699
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者戴歡豐, 徐克 申請人:上海易視計算機科技有限公司