[实用新型]一种具有自动校正功能的多点触控光学电子白板

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是计算人机交互领域，特别是电子白板领域。 

背景技术

目前市面上的红外白板需要高昂的硬件，而且尺寸固定，难以实现超大尺寸屏幕触摸功能。 

通过专利检索发现发明专利“一种红外激光笔遥指虚拟触摸系统”(专利公开号CN 101419513A)也实现了类似的功能，但需要诸如红外线滤镜，红外线滤镜驱动机构，半透反光镜等装置，结构显得复杂。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于解决类似产品结构复杂的问题。 

本实用新型的技术方案是： 

建立一种多点触控光学电子白板系统，包括计算机主机，显示设备，白板， USB摄像头，光笔，计算机主机分别与显示设备和USB摄像头连接，其特征在于：还包括半透红外滤光片，所述半透红外滤光片固定设置于USB摄像头前，在计算机主机中还装有白板应用模块和定位分析模块，显示设备将计算机主机信号投射于白板，USB摄像头将白板上的图像完整地摄取，定位分析模块对USB摄像头摄取图像中的光笔亮斑的位置、亮灭情况进行分析，实现书写、绘图、模拟鼠标功能。

所述光笔为多只，所述定位分析模块分析相关笔迹，实现多只笔同时书写。 

所述光笔包括红外光笔和激光笔。 

所述半透红外滤光片由红色聚酯玻璃制作而成。 

计算所述白板坐标与所述USB摄像头摄取图像坐标的映射关系通过手动校正完成。 

计算所述白板坐标与所述USB摄像头摄取图像坐标的映射关系通过自动校正完成。 

该发明的有益效果是： 使用半透红外滤光片，简化了产品结构，实现了激光笔和红外笔在系统中的同时使用。用户在实际应用时，依据所需操作的不同可以选用不同的光笔。例如，要实现远距离远指操作时可以使用激光笔；要实现近距离精准的白板书写功能事时可以使用红外光笔。 

附图说明

图1 系统示意图 

图2是未加滤光片时的CCD采样曲线图

图3是增加滤光片后的CCD采样曲线图

图4是手动校正时的场景

图5是自动校正时的场景

图6是USB摄像头与红外半透滤光片得装配图

图7是装配有半透红外滤光片的USB摄像头放置在桌上使用的示意图

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 

本发明将一块简单的红外半透滤光片固定地安装在USB摄像头镜头前部，如图6所示。红外半透滤光片在系统中所起的作用有两个。 

1、一个重要作用是衰减进入USB摄像头的图像的光照强度。USB的CCD芯片的采用精度一般是8位的(值域范围:0~255), 光照超过一定强度后，采样值趋近于饱和，采用值不再增加。如图2所示，屏幕输出的最亮点的亮度和光笔亮斑的亮度对于CCD芯片来说一样的，计算机无法区分屏幕输出和光笔亮斑。 

如图3，加上滤光片后，对于屏幕的输出CCD采样值不再饱和，而光笔的亮斑由于亮度比屏幕输出大几个级别，经过衰减后依然会使CCD采样值趋近于饱和。这样定位分析模块只需分析视频中亮度大于某一设定门限阈值的内容，这些内容即为光笔的亮斑。定位分析模块找出光笔亮斑的位置，根据校正计算得出的坐标转化方程，计算得出鼠标的位置，利用光笔的亮灭及长短来决定鼠标左右键的状态。 

同时，由于滤光片只是衰减了进入摄像头CCD器件的光照强度，并未完全屏蔽可见光。仍然可以清晰地分辨经过滤光片衰减后的图像。这样使得安装时，让摄像头对准屏幕，确保摄像头摄取到计算机屏幕输出的完整影像变得十分容易。另外，自动校正时， 计算机屏幕上显示的校正图案，在摄像头图像中依然清晰可见，不影响自动校正时的精度。 

2、半透红外滤光片的另外一个重要使用是让红外光透过并让摄像头对红外光可见，使得在系统中同时使用激光笔(可见光)和红外光笔(不可见)变成可能。 

        相比可见光，红外光笔不会在屏幕上留下光斑，不会转移观众的注意力。而且触压式红外光笔能够给用户一种符合日常书写习惯的体验。 

如图7，将装配有半透红外滤光片的USB摄像头悬挂在天花板上或着放置在桌子上，镜头对准计算机的输出屏幕(大尺寸LED, LCD, 等离子体显示屏或者投影机的投影幕)，同时调整摄像头与屏幕的距离确保摄像头采集的图像中包含完整的计算机屏幕的影像。

第一次使用时，需要计算光笔亮斑的坐标到计算机屏幕坐标的关系。这通过手动校正或者自动校正实现,如图4。 

手动校正的方法步骤是