CN102999233A - 基于图像传感器的电子白板的干扰点自动屏蔽方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于图像传感器的电子白板的干扰点自动屏蔽方法及装置，该方法包括：步骤a，驱动所述显示设备在所述显示平面上全屏显示检测背景，所述检测背景的亮度低于所述控制光斑的亮度；步骤b，驱动所述图像传感器对所述显示平面上显示的检测背景进行拍摄；步骤c，对所述图像传感器拍摄画面中的影像区域进行分析，将亮度大于预设亮度门限的干扰区域添加至所述屏蔽区域。本发明能够自动屏蔽影像区域内的干扰点。
Description
技术领域
本发明涉及基于图像传感器的电子白板技术，尤其涉及一种基于图像传感器的电子白板的干扰点自动屏蔽方法及装置。
背景技术
基于图像传感器的电子白板是一种新的触控技术，该技术将传统的显示设备改造成了具有类似于触摸功能的可交互显示设备。
图1示出了现有技术中的一种基于图像传感器的电子白板，包括：投影仪101、图像传感器102、投影平面103、主机104，其中投影仪101将主机104发送的显示画面投影在投影平面103上，图像传感器102对投影平面103进行拍摄，将投影平面103上的显示画面以及投射在投影片面103上的光笔光点的拍摄画面传输至主机104，主机104提取拍摄画面中的光点，并相应地控制调节投影仪101的显示画面，对光点的动作做出反馈，实现类似触摸屏的功能。
关于基于图像传感器的电子白板的进一步信息，可以参考2012年3月14日公布的公布号为CN102375622A的中国专利申请文献。
仍然参考图1，主机104中的定位模块实时分析图像传感器102中光点的位置，并将该位置映射成投影仪101显示画面的鼠标位置，通过光笔光点的亮灭来实现代替计算机鼠标操控主机104的功能。但是，在图像传感器102拍摄到的画面105中，投影仪101投影的影像区域106只占据其中一部分，另外还有很多区域是环境背景。因此，主机104通常会将影像区域106以外的其他区域屏蔽，仅检测和响应影像区域106范围以内的光点。
一般而言，电子白板通过判断亮斑的大小是否大于某一门限T来判断光笔或者是用户的手指是否在书写。但是，在环境中可能存在亮度大于门限T的干扰光源，即使使用屏蔽图片来屏蔽环境背景从而只保留影像区域，干扰光源仍然可能存在于影像区域内，导致电子白板无法正确识别真正的光笔光斑而无法正常书写。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于图像传感器的电子白板的干扰点自动屏蔽方法及装置，能够自动屏蔽影像区域内的干扰点。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于图像传感器的电子白板的干扰点自动屏蔽方法，所述电子白板配置为与显示设备配合使用，所述显示设备用于在显示平面上呈现显示图像，所述电子白板包括：
用于拍摄所述显示平面的图像传感器，所述图像传感器拍摄到的画面包括影像区域以及除所述影像区域外的屏蔽区域；
与所述显示设备和图像传感器相连的控制部件，用于定位所述影像区域内的控制光斑；
所述干扰点自动屏蔽方法包括：
步骤a，驱动所述显示设备在所述显示平面上全屏显示检测背景，所述检测背景的亮度低于所述控制光斑的亮度；
步骤b，驱动所述图像传感器对所述显示平面上显示的检测背景进行拍摄；
步骤c，对所述图像传感器拍摄画面中的影像区域进行分析，将亮度大于预设亮度门限的干扰区域添加至所述屏蔽区域。
根据本发明的一个实施例，所述步骤a还包括：将所述图像传感器的伽马值调小，使其低于常规值。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：重复所述步骤b和步骤c多次。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：步骤d，在所述图像传感器的伽马值为常规值的情况下，实时侦测所述图像传感器拍摄的连续多帧画面，如果所述影像区域内存在面积小于预设面积门限的亮斑在同一位置持续超过预设时间，则将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至所述屏蔽区域。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤c或步骤d中，如果所述影像区域内存在面积大于所述预设面积门限的亮斑，则提示用户存在强烈干扰。
本发明还提供了一种基于图像传感器的电子白板的干扰点自动屏蔽装置，所述电子白板配置为与显示设备配合使用，所述显示设备用于在显示平面上呈现显示图像，所述电子白板包括：
用于拍摄所述显示平面的图像传感器，所述图像传感器拍摄到的画面包括影像区域以及除所述影像区域外的屏蔽区域；
与所述显示设备和图像传感器相连的控制部件，用于定位所述影像区域内的控制光斑；
所述干扰点自动屏蔽装置包括：
第一驱动模块，驱动所述显示设备在所述显示平面上全屏显示检测背景，所述检测背景的亮度低于所述控制光斑的亮度；
第二驱动模块，驱动所述图像传感器对所述显示平面上显示的检测背景进行拍摄；
分析屏蔽模块，对所述图像传感器拍摄画面中的影像区域进行分析，将亮度大于预设亮度门限的干扰区域添加至所述屏蔽区域。
根据本发明的一个实施例，所述第一驱动模块还将所述图像传感器的伽马值调小，使其低于常规值。
根据本发明的一个实施例，所述第一驱动模块驱动所述显示设备在所述显示平面上全屏显示检测背景后，所述第二驱动模块驱动所述图像传感器拍摄多次，所述分析屏蔽模块对每次拍摄所得的画面分别进行处理。
根据本发明的一个实施例，所述装置还包括：动态屏蔽模块，在所述图像传感器的伽马值为常规值的情况下，实时侦测所述图像传感器拍摄的连续多帧画面，如果所述影像区域内存在面积小于预设面积门限的亮斑在同一位置持续超过预设时间，则将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至所述屏蔽区域。
根据本发明的一个实施例，所述装置还包括：提示模块，与所述分析屏蔽模块和动态屏蔽模块相连，如果所述影像区域内存在面积大于所述预设面积门限的亮斑，则提示用户存在强烈干扰。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明实施例的干扰点自动屏蔽方法包括静态屏蔽过程，驱动显示设备全屏显示高亮的检测背景，并且优选地将图像传感器的伽马值调小，使得潜在的干扰目标都暴露出来，之后将亮度高于预设门限的干扰区域添加到屏蔽区域内，从而实现了静态干扰区域的自动屏蔽。静态屏蔽的过程可以在电子白板启动时运行，或者由用户发出的指令触发而运行。
进一步地，本发明实施例的干扰点自动屏蔽方法还包括动态屏蔽过程，在图像传感器的伽马值为常规值状态下，实时侦测图像传感器拍摄到的连续多帧画面，如果在影像区域内存在面积小于预设面积门限的亮斑，而且该亮斑在同一位置持续超过预设时间，则将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至屏蔽区域，从而将电子白板过程中动态出现的干扰点屏蔽。
附图说明
图1是现有技术中一种基于图像传感器的电子白板的结构示意图；
图2是本发明实施例的基于图像传感器的电子白板的干扰点自动屏蔽方法的流程示意图；
图3示出了本发明实施例的干扰点自动屏蔽方法中静态屏蔽过程的流程示意图；
图4示出了本发明实施例的干扰点自动屏蔽方法中动态屏蔽过程的流程示意图；
图5至图8示出了本发明实施例的干扰点自动屏蔽方法中图像传感器在各步骤拍摄到的画面示意图；
图9是本发明实施例的干扰点自动屏蔽装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
本实施例中，基于图像传感器的电子白板通常可以配置为与显示设备配合使用，该显示设备在显示平面上呈现显示图像，该电子白板可以包括：用于拍摄所述显示平面的图像传感器，该图像传感器拍摄到的画面包括影像区域以及影像区域以外的屏蔽区域；与显示设备和图像传感器相连的控制部件，仅仅定位影像区域内的控制光斑，而对影像区域以外的屏蔽区域内的操作并不进行响应。
其中，显示设备可以是各种液晶(LCD)屏、发光二极管(LED)屏、等离子显示器或者投影仪等。图像传感器可以采用各种常规的摄像头来实现，具体可以是CCD、CMOS等各种类型的图像传感器，其分辨率例如可以是640*480，但并 不限于此。控制部件可以是个人计算机(电脑)、专用的控制器或者采用可编程硬件或专用集成电路等实现。另外，该电子白板还可以包括红外光笔、光膜或用于产生光膜的部件等设备。
例如，该电子白板可以是背景技术中所描述的电子白板，或者是背景技术中所引用的专利文献中的电子白板。
作为一个非限制性的例子，影像区域可以采用如下方式来确定：驱动显示设备在显示平面上全屏显示第一颜色，驱动光学传感器拍摄显示平面的画面，并将其保存为第一图片；驱动显示设备在显示平面上全屏显示第二颜色，驱动光学传感器拍摄显示平面的画面，并将其保存为第二图片，第二颜色与第一颜色具有不同的亮度；将第一图片和第二图片转换为灰度图片，分别生成第一图片和第二灰度图片；对第一灰度图片和第二灰度图片进行差分运算，得到差分图片；将差分图片中像素值大于等于预设门限的像素设定为目标像素，有连续的目标像素存在的区域确定为目标区域；将面积小于预设面积的目标区域消除；在剩余的目标区域中选择保留面积最大的一个确定为影像区域；填补影像区域内部的空洞。在图像传感器拍摄的画面中，影像区域以外的其他区域则可以确定为是屏蔽区域。
参考图2，本实施例基于图像传感器的电子白板的干扰点自动屏蔽方法包括以下步骤：
步骤a，驱动所述显示设备在所述显示平面上全屏显示检测背景，所述检测背景的亮度低于所述控制光斑的亮度；
步骤b，驱动所述图像传感器对所述显示平面上显示的检测背景进行拍摄；
步骤c，对所述图像传感器拍摄画面中的影像区域进行分析，将亮度大于预设亮度门限的干扰区域添加至所述屏蔽区域。
在步骤a中，还可以同时将图像传感器的伽马值调小，以使得潜在的干扰点能够更容易暴露出来。需要说明的是，此处“调小”是相对概念，并非特指某一确定的范围，具体指的是调节图像传感器的伽马值，使其小于电子白板正常工作时图像传感器伽马值的常规值。
在步骤c中，预设亮度门限通常可以是控制光斑的亮度上限，即正常使用时，光笔的光斑的最大亮度或者手指反射光斑的最大亮度。
以上步骤a至c对应的是静态屏蔽过程，即屏蔽电子白板工作环境中静态存 在的一些干扰源，在静态屏蔽过程中是禁止用户使用光笔进行操作的，即假定影像区域内不会出现正常的控制光斑。
该静态屏蔽过程可以在电子白板启动初始化时进行，也可以是在启动后由用户的指令触发而进行。由于在实际的应用场景中，干扰光斑可能是在不停闪烁的，因而干扰区域的亮度以及大小是不断变化的，因此在一次静态屏蔽过程中，干扰区域有可能恰好处于亮度最暗、面积最小的状态，导致添加的屏蔽区域比实际的干扰区域尺寸小，不能够完全彻底地屏蔽干扰点。鉴于此种情况，在一优选的实施例中，在一次静态屏蔽过程中，可以重复步骤b和c多次，以保证能够充分、完全地将干扰点屏蔽。
在电子白板开始工作后，还可以进行动态屏蔽。具体包括步骤d，在图像传感器的伽马值为常规值的情况下，实时侦测所述图像传感器拍摄的连续多帧画面，如果所述影像区域内存在面积小于预设面积门限的亮斑在同一位置持续超过预设时间，则将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至所述屏蔽区域。由于动态屏蔽针对的是电子白板正常工作时的情况，因而图像传感器的伽马值需要被重新设置回常规值。
在上述步骤d中，预设面积门限可以是用户根据实际情况预先设定的，其通常是以像素为单元的，例如可以是40个像素。预设时间也是用户根据实际情况预先设定的，例如可以是15秒。在步骤d中，如果检测到存在大于预设面积门限的光斑，还可以向用户发出提示，提示用户存在强烈干扰，还可以禁止对鼠标的操作和控制。
下面参考图3和图4，采用一实例对上述干扰点自动屏蔽方法进行详细说明。
首先结合图3、图5和图6，在步骤S301处，开始静态屏蔽，例如可以是电子白板启动时开始，或者用户手动操作启动静态屏蔽功能时开始。
之后在步骤S302处，显示设备显示全屏高亮背景，并将处理次数累加器K复零。其中，高亮背景的亮度需要低于控制光斑的亮度。在本步骤中，还可以将图像传感器的伽马值调小，以便暴露潜在的全部干扰源。
在步骤S303处，在影像区域51内搜索亮度大于预设亮度门限T的干扰区域52。
之后执行步骤S304，对找到的干扰区域52的面积进行判断，如果大于预设面 积门限S，则跳转至步骤S309，提示用户存在严重干扰，禁止光笔操作，并进而前进至步骤S310，退出本次静态屏蔽过程。
如果步骤S304处的判断结果为否，则执行步骤S305，将干扰区域52添加到原有的屏蔽区域50中。在实际使用中，屏蔽区域的位图可以和图像传感器实时拍摄到的画面做逻辑与运算，以此来实现屏蔽功能。
之后执行步骤S306，处理次数累加器K的值递增1。接下来执行步骤S307，判断K是否大于需要处理的次数上限N，如果是，则表示已经执行完毕，前进至步骤S308，退出静态屏蔽；否则表示还未执行完毕，返回至步骤S303，继续寻找干扰区域。
之后结合图4、图7和图8对动态屏蔽过程进行详细说明。
在静态屏蔽结束后，可以将图像传感器的伽马值恢复到常规值，电子白板开始正常使用，即允许用户采用光笔或者其他工具进行操作。在电子白板正常工作过程中，实时进行动态屏蔽的操作。
在步骤S401处，动态屏蔽开始。
在步骤S402处，将记录数组A清空，将其中每个元素单元的匹配标志置位FALSE。
之后执行步骤S403，实时侦测影像区域中的光斑53，将结果保存为列表B。
之后执行步骤S404，判断列表B中是否存在面积大于门限面积S的光斑，如果是，则转至步骤S409，提示用户存在强烈干扰，进而前进至步骤S410，结束。
如果步骤S404中的判断结果为否，则前进至步骤S405，将列表B中的每个元素与记录数组A中的元素进行位置相关匹配，如果匹配成功，则表示该位置的光斑持续存在，将记录数组A中对应的元素单元的匹配标志置为TRUE，并将匹配的光点从列表B中移除。
之后执行步骤S406，将记录数组A中匹配标志位FALSE的元素单元移除。
接下来执行步骤S407，将列表B中剩下的元素单元作为新的光斑加入至记录数组A中，并记录生成的时刻、位置、面积等信息。
在步骤S408处，寻找记录数组A中保存的距目前时刻超过15s的光斑53，将与光斑53位置、面积相同的区域添加至屏蔽区域50中，之后返回至步骤S403，继续进行侦测。
需要说明的是，以上仅是一个非限制性的例子，在其他实施例中还可以采用如下方式进行动态屏蔽：建立数组A，用于记录光斑的位置、大小以及第一次出现的时刻；第一次动态屏蔽操作时，将检测到的光斑的位置、尺寸以及出现时刻记录在数组A中；在第二次动态屏蔽操作时，将新检测到的光斑位置与数组A中记录的光斑位置进行匹配，如果存在位置相同的光斑，则将其保留在数组A中；如果数组A中的某一单元记录的光斑位置与当前检测到的任何光斑位置都不匹配，则将该数据单元删除；如果新检测到的光斑与数据A中的任何数据单元的位置都不匹配，则将该光斑的位置、面积、第一次出现时刻***至数组A中；如此往复，如果数组A中记录的光斑有超过预设时间(例如15s)的，且其面积小于预设面积门限，则将与该光斑位置、面积相同的区域添加到屏蔽区域内，从而将该干扰光斑屏蔽。如果发现有光斑面积大于预设面积门限，责提示用户干扰严重，并禁用光笔操作。
参考图9，本实施例的干扰点自动屏蔽装置包括静态屏蔽模块50、动态屏蔽模块54以及提示模块55，其中静态屏蔽模块50包括第一驱动模块51、第二驱动模块52以及分析屏蔽模块53。
第一驱动模块51驱动电子白板中的显示设备在显示平面上全屏显示检测背景，检测背景的亮度低于所述控制光斑的亮度，在显示检测背景时，还可以将图像传感器的伽马值调小，使其低于电子白板常规工作时图像传感器的常规伽马值。第二驱动模块52驱动电子白板中的图像传感器对显示平面上显示的检测背景进行拍摄。分析屏蔽模块53对图像传感器拍摄画面中的影像区域进行分析，将亮度大于预设亮度门限的干扰区域添加至已有的屏蔽区域。其中，第一驱动模块驱动51显示设备显示检测背景之后，第二驱动模块52可以驱动图像传感器拍摄多次，由分析屏蔽模块53对每次拍得的画面进行分析处理。
动态屏蔽模块54实时侦测图像传感器拍摄的连续多帧画面，如果影像区域内存在面积小于预设面积门限的亮斑在同一位置持续超过预设时间，则将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至已有的屏蔽区域。
提示模块55与分析屏蔽模块53和动态屏蔽模块54相连，在影像区域内出现面积大于预设面积门限的亮斑时，提示用户存在强烈干扰。
关于图9所示的干扰点自动屏蔽装置的更详细的工作过程可以参见前述图2 至图8及相关描述，这里不再赘述。
图9所示的装置可以采用软件程序的方式实现，或者也可以采用可编程硬件或者专用集成电路(ASIC)的方式来实现。该装置可以集成在显示设备内，例如采用专用集成电路的方式集成在投影仪中；也可以采用软件程序的方式集成在电子白板中的主机104内(图1)。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种基于图像传感器的电子白板的干扰点自动屏蔽方法，所述电子白板配置为与显示设备配合使用，所述显示设备用于在显示平面上呈现显示图像，所述电子白板包括：
用于拍摄所述显示平面的图像传感器，所述图像传感器拍摄到的画面包括影像区域以及除所述影像区域外的屏蔽区域；
与所述显示设备和图像传感器相连的控制部件，用于定位所述影像区域内的控制光斑；
其特征在于，所述干扰点自动屏蔽方法包括：
步骤a，驱动所述显示设备在所述显示平面上全屏显示检测背景，所述检测背景的亮度低于所述控制光斑的亮度；
步骤b，驱动所述图像传感器对所述显示平面上显示的检测背景进行拍摄；
步骤c，对所述图像传感器拍摄画面中的影像区域进行分析，将亮度大于预设亮度门限的干扰区域添加至所述屏蔽区域。
2.根据权利要求1所述的干扰点自动屏蔽方法，其特征在于，所述步骤a还包括：将所述图像传感器的伽马值调小，使其低于常规值。
3.根据权利要求1所述的干扰点自动屏蔽方法，其特征在于，还包括：重复所述步骤b和步骤c多次。
4.根据权利要求1所述的干扰点自动屏蔽方法，其特征在于，还包括：
步骤d，在所述图像传感器的伽马值为常规值的情况下，实时侦测所述图像传感器拍摄的连续多帧画面，如果所述影像区域内存在面积小于预设面积门限的亮斑在同一位置持续超过预设时间，则将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至所述屏蔽区域。
5.根据权利要求4所述的干扰点自动屏蔽方法，其特征在于，在所述步骤c或步骤d中，如果所述影像区域内存在面积大于所述预设面积门限的亮斑，则提示用户存在强烈干扰。
6.一种基于图像传感器的电子白板的干扰点自动屏蔽装置，所述电子白板配置为与显示设备配合使用，所述显示设备用于在显示平面上呈现显示图像，所述电子白板包括：
用于拍摄所述显示平面的图像传感器，所述图像传感器拍摄到的画面包括影像区域以及除所述影像区域外的屏蔽区域；
与所述显示设备和图像传感器相连的控制部件，用于定位所述影像区域内的控制光斑；
其特征在于，所述干扰点自动屏蔽装置包括：
第一驱动模块，驱动所述显示设备在所述显示平面上全屏显示检测背景，所述检测背景的亮度低于所述控制光斑的亮度；
第二驱动模块，驱动所述图像传感器对所述显示平面上显示的检测背景进行拍摄；
分析屏蔽模块，对所述图像传感器拍摄画面中的影像区域进行分析，将亮度大于预设亮度门限的干扰区域添加至所述屏蔽区域。
7.根据权利要求6所述的干扰点自动屏蔽装置，其特征在于，所述第一驱动模块还将所述图像传感器的伽马值调小，使其低于常规值。
8.根据权利要求6所述的干扰点自动屏蔽装置，其特征在于，所述第一驱动模块驱动所述显示设备在所述显示平面上全屏显示检测背景后，所述第二驱动模块驱动所述图像传感器拍摄多次，所述分析屏蔽模块对每次拍摄所得的画面分别进行处理。
9.根据权利要求6所述的干扰点自动屏蔽装置，其特征在于，还包括：
动态屏蔽模块，在所述图像传感器的伽马值为常规值的情况下，实时侦测所述图像传感器拍摄的连续多帧画面，如果所述影像区域内存在面积小于预设面积门限的亮斑在同一位置持续超过预设时间，则将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至所述屏蔽区域。
10.根据权利要求9所述的干扰点自动屏蔽装置，其特征在于，还包括：
提示模块，与所述分析屏蔽模块和动态屏蔽模块相连，如果所述影像区域内存在面积大于所述预设面积门限的亮斑，则提示用户存在强烈干扰。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Address after: Room 703, Building E, 1618 Yishan Road, Minhang District, Shanghai, 201103 Patentee after: Shanghai Easy View Computer Technology Co., Ltd. Address before: Room 703, Building E, 1618 Yishan Road, Minhang District, Shanghai, 201103 Patentee before: Shanghai EASI Computer Technology Co., Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |