[发明专利]测量绘画板与绘画笔之间距离的绘画板及其测量方法

权利要求书

1.一种测量绘画板与绘画笔之间距离的绘画板，其特征在于，包括测量电路、位置传感器、主控制器和电源控制器，所述位置传感器焊接在测量电路上，且与所述主控制器电性连接，所述主控制器包括单片机、数据处理模块和A/D转换器，所述测量电路的信号输出端连接位置传感器的信号输入端，位置传感器的信号输出端连接A/D转换器的信号输入端，A/D转换器的信号输出端连接单片机的信号输入端，单片机的信号输出端连接数据处理模块的信号输入端，数据处理模块的第一信号输出端连接电源控制器的信号输入端。

2.根据权利要求1所述的测量绘画板与绘画笔之间距离的绘画板，其特征在于，所述位置传感器包括速度传感器、加速度传感器和角速度传感器；所述的速度传感器、加速度传感器和角速度传感器均与A/D转换器电性连接。

3.根据权利要求1所述的测量绘画板与绘画笔之间距离的绘画板，其特征在于，所述电源控制器包括复位电路，所述数据处理模块的第一信号输出端连接复位电路的信号输入端。

4.根据权利要求1所述的测量绘画板与绘画笔之间距离的绘画板，其特征在于，还包括信号调理模块，所述的信号调理模块设于测量电路上，且数据处理模块的第二信号输出端连接信号调理模块的信号输入端，信号调理模块的信号输出端连接测量电路的信号输入端。

5.一种测量绘画板与绘画笔之间距离的测量方法，包括以下步骤：

a、在主控制器中预设定参考信号幅值；

b、当绘画笔在靠近或远离绘画板时，测量电路测量出绘画板接收电路的实际输出信号幅值；

c、根据实际输出信号幅值、对应于实际输出信号幅值的额定输出信号幅值以及主控制器中预先设置的参考信号幅值，确定绘画笔和绘画板的距离。

6.根据权利要求5所述的测量绘画板与绘画笔之间距离的测量方法，其特征在于，在所述步骤a和步骤b之间还包括以下步骤：

主控制器发出测量信号，并根据测量信号，测量出放大倍数；

根据测量信号和放大倍数，测量出与放大倍数对应的额定输出信号幅值。

7.根据权利要求5所述的测量绘画板与绘画笔之间距离的测量方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将实际输出信号幅值传输至位置传感器，位置传感器通过感应其速度、加速度和角速度，将感应信号通过A/D转换器转化成电信号后传输给单片机；

单片机进行去抖处理后，将信号整合传输给数据处理模块，数据处理模块根据信号强度控制复位操作以及信号调理。

8.根据权利要求5所述的测量绘画板与绘画笔之间距离的测量方法，其特征在于，还包括对图像模糊度处理的方法，具体步骤如下：

步骤一，利用数字图像处理中RGB图像的R、G、B各个通道的像素值与灰度图像像素值的转换关系将彩色图像转化为灰度图像，公式如下：

Gray＝R*0.3+G*0.59+B*0.11；

步骤二，利用数字图像处理方法中的Roberts算子边缘检测技术作用于灰度图像获取图像的边缘，不同的检测算子具有不同的边缘检测模型，根据具体模型计算交叉像素的差分作为当前像素值，使用的具体模型A为：

E(i,j)＝|F(i,j)-F(i+1,j+1)|+|F(i+1,j)-F(i,j+1)|；

步骤三，利用高通/低通滤波器对灰度图像进行滤波处理以构造待测量图像的参考图像，采用3*3均值滤波器，利用滤波模板遍历图像每个像素，每次将模型A中心置于当前像素，以模型A内所有像素的平均值作为当前像素新值，模型B为：1 9×1 1 1 1 1 1 1 1 1---；

步骤四，分别计算图像滤波前后各自边缘灰度信息，滤波处理前的待测量图像F统计信息为sum_orig,滤波处理后的参考图像F2统计信息为sum_filter,具体计算公式如下：

sum_orig=w1+|F(i,j)-F(i-1,j)|+|F(i,j)-F(i,j-1)|+|F(i,j)-F(i,j+1)|+|F(i,j)-F(i+1,j)|+w2×|F(i,j)-F(i-1,j-1)|+|F(i,j)-F(i-1,j+1)|+|F(i,j)-F(i+1,j-1)|+|F(i,j)-F(i+1,j+1)|,]]>

sum_filter=w1×|F2(i,j)-F2(i-1,j)|+|F2(i,j)-F2(i,j-1)|+|F2(i,j)-F2(i,j+1)|+|F2(i,j)-F2(i+1,j)|+w2×|F2(i,j)-F2(i-1,j-1)|+|F2(i,j)-F2(i-1,j+1)|+|F2(i,j)-F2(i+1,j-1)|+|F2(i,j)-F2(i+1,j+1)|]]>；

其中，w1和w2是根据离中心像素的距离设定的权值，w1＝1，

步骤五，将步骤四得出的图像滤波前后边缘灰度统计信息的比值作为模糊度调整范围，取较大的为分母，较小的为分子，保持该值介于0到1之间；

步骤六，根据最佳视觉效果的DMOS范围得出对应的一个模糊度测量值范围[min,max]；

步骤七，图像模糊度调整，若图像模糊度调整范围小于min，图像滤波前后变化很大，原图像过于锐化，则利用低通滤波器进行滤波调整；若大于max，图像滤波前后变化很小，原图像过于模糊，则利用高通滤波器进行滤波调整。