一種嵌入式電子白板及其實現方法
2023-06-26 10:34:56 1
專利名稱：一種嵌入式電子白板及其實現方法
技術領域：
本發明涉及一種電子白板，具體涉及一種嵌入式電子白板及其實現方法。
背景技術：
電子白板是匯集了尖端電子技術、軟體技術等多種高科技手段研發的高新技術產品，可以實現無紙化辦公及教學。電子白板由普通白板發展而來，已得到了廣泛的應用，通常電子白板由定位框與顯示器結合一起，同時配備計算機，是分離式的、非嵌入式的系統架構。定位框產生坐標信息，計算機接收定位框的坐標信息，通過軟體產生筆跡，並把筆跡疊加於計算機自身的背景圖像之上，最後通過計算機的標準顯示輸出接口輸出到顯示器顯示。通常電子白板的定位框安裝在顯示器上，計算機放置於電子白板外部或機械安裝一起。假如脫離了計算機，定位框書寫筆跡無從產生，因此通常的電子白板是分離式的、非嵌入式的系統架構。這種系統結構存在著如下缺點
(1)筆跡功能不能脫離計算機，當計算機沒開啟時進行書寫就會產生軟硬體故障，筆跡功能將失效；
(2)電子白板與計算機一起，安裝體積大、連線複雜，成本高，使用不靈活；
(3)其它信號源如DVD播放機等，並沒有計算能力，不能產生筆跡，只能把圖像顯示到顯示器上，失去了筆跡書寫功能。
發明內容
本發明解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種嵌入式一體化，能脫離計算機實現顯示筆跡功能，能夠接入外部顯示信號源與筆跡進行疊加顯示的嵌入式電子白板。本發明中還提供一種嵌入式一體化，能脫離計算機實現顯示筆跡功能，能夠接入外部顯示信號源與筆跡進行疊加顯示的嵌入式電子白板實現方法。為解決上述技術問題，本發明第一個發明目的的技術方案如下
一種嵌入式電子白板，包括電子面板、顯示裝置和用於採集電子面板上書寫筆跡坐標數據的定位裝置，所述電子白板與所述定位裝置連接，還包括用於產生筆跡圖像的筆跡生成裝置，所述筆跡生成裝置的輸入端與定位裝置連接，其輸出端與顯示裝置連接。本發明設置筆跡生成裝置集成到電子白板中，將筆跡生成的功能從計算機中獨立出來，使電子白板具備筆跡生成功能，脫離計算機後仍然具備書寫和顯示筆跡的功能。上述方案中，還包括用於接入外部顯示信號源的圖像處理裝置和將筆跡圖像與外部顯示信號源的外部圖像進行疊加的筆跡疊加裝置，所述圖像處理裝置的輸入端與外部顯示信號源連接，圖像處理裝置的輸出端、筆跡生成裝置的輸出端均與筆跡疊加裝置的輸入端連接，筆跡疊加裝置的輸出端與顯示裝置連接。本發明還可以通過圖像處理裝置接入外部任意顯示信號源並可同時將筆跡疊加到外部顯示信號源的圖像上。
上述方案中，所述筆跡疊加裝置通過屏幕驅動裝置與顯示裝置連接，所述屏幕驅動裝置用於驅動顯示裝置及對筆跡疊加裝置輸出的圖像數據進行格式轉換再輸出到顯示裝置中。屏幕驅動裝置將筆跡疊加裝置中輸出的圖像數據轉換為顯示裝置接口格式的數據，並同時實現顯示裝置的驅動，把筆跡疊加後的圖像信號在顯示裝置中輸出。上述方案中，所述圖像處理裝置中設置有用於對外部顯示信號源進行模數轉換和數據格式轉換的模數轉換及數據格式轉換裝置。所述模數轉換及數據格式轉換裝置將外部顯示信號源的圖像數據統一轉換成與筆跡圖像同樣格式的圖像數據。上述方案中，所述圖像處理裝置中還設置有用於將外部圖像縮放至與顯示裝置的解析度一樣的縮放裝置，其與模數轉換及數據格式轉換裝置連接。上述方案中，所述筆跡生成裝置採用嵌入式處理器。上述方案中，所述筆跡疊加裝置採用嵌入式處理器。本發明第二個發明目的的技術方案如下 一種嵌入式電子白板實現方法，包括以下步驟
利用定位裝置採集電子面板上書寫筆跡的坐標數據； 筆跡生成裝置根據坐標數據生成與顯示裝置顯示解析度一樣的筆跡圖像； 圖像處理裝置接收外部信號源圖像數據，並轉換成解析度與顯示裝置顯示解析度一樣、數據格式與筆跡圖像數據格式一樣的外部圖像；
筆跡圖像和外部圖像同時輸入到筆跡疊加裝置中進行疊加獲得疊加圖像； 屏幕驅動裝置將疊加圖像進行數據格式轉換並驅動顯示裝置，將經過數據格式轉換的疊加圖像在顯示裝置中輸出顯示。上述方案中，生成筆跡圖像時筆跡生成裝置預先設定筆跡圖像的背景顏色和與背景顏色不一樣的筆跡顏色。上述方案中，所述筆跡圖像和外部圖像同時輸入到筆跡疊加裝置中進行疊加獲得疊加圖像的具體步驟如下
將筆跡圖像和外部圖像同時輸入到筆跡疊加裝置中；
筆跡疊加裝置分別對筆跡圖像和外部圖像按幀進行緩存並按順序逐一讀取各像素值和各像素值在幀內的坐標位置；
筆跡疊加裝置判斷筆跡圖像的各像素值是否等於背景圖像的像素值，若筆跡圖像的像素值等於背景圖像的像素值，則在該像素值對應的坐標位置上輸出的外部圖像像素值，否則在該像素值對應的坐標位置上輸出筆跡圖像像素值，最後獲得疊加圖像各個坐標上的像素值形成疊加圖像。與現有技術相比，本發明技術方案的有益效果是
(1)本發明設置筆跡生成裝置集成到電子白板中形成嵌入式一體化設備，將筆跡生成的功能從計算機中獨立出來，使電子白板具備筆跡生成功能，脫離計算機後仍然具備書寫和顯示筆跡的功能。本發明解除了電子白板對計算機的依賴，簡化電子白板應用架構，使得應用更加靈活方便，同時還大大節省了成本。(2)本發明能夠接入外部顯示信號源進行顯示並同時實現對外部信號源的筆跡疊加操作，解決了現有技術中不能對外部視頻信號進行添加筆跡的缺陷，實現了對任意信號源的實時書寫功能，大大擴大了電子白板的應用範圍。
圖1為現有技術中的電子白板的結構示意圖； 圖2為本發明中嵌入式電子白板的結構示意圖3為本發明中嵌入式電子白板實現方法的流程圖； 圖4為本發明中對筆跡圖像和外部圖像進行疊加的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案做進一步的說明。如圖2所示為本發明一種嵌入式電子白板的結構示意圖，其包括依次連接的電子面板(圖中為顯示)、定位裝置1、筆跡生成裝置2、筆跡疊加裝置3、屏幕驅動裝置4和顯示裝置5，還包括與筆跡疊加裝置3連接的圖像處理裝置6，圖像處理裝置6與外部顯示信號源 7連接。筆跡生成裝置2採用嵌入式處理器實現，如DSP、FPGA等。筆跡生成裝置2根據定位裝置1採集到電子面板上書寫筆跡坐標數據生成筆跡圖像；
圖像處理裝置6實現外部顯示信號源7的信號接入，外部顯示信號源7可以為視頻信號源，圖像處理裝置6中設置有相互連接的模數轉換及數據格式轉換裝置和縮放裝置，將外部顯示信號源7的圖像數據進行模數轉換和圖像數據格式的轉換，以及對外部顯示信號源7的圖像進行縮放處理。外部顯示信號源7與筆跡圖像同時輸入到筆跡疊加裝置3中進行圖像疊加； 筆跡疊加裝置3要實時對圖像進行疊加，實時高解析度圖像數據實時性要求較高，其
一般採用嵌入式處理器，如採用大規模邏輯器件實現。通過筆跡疊加裝置3獲得疊加圖像後輸出到屏幕驅動裝置4中進行格式轉換再輸出到顯示裝置5中。如圖2所示，為本發明中一種嵌入式電子白板實現方法的流程圖，所述方法包括如下步驟
(51)利用定位裝置1採集電子面板上書寫筆跡的坐標數據；
(52)筆跡生成裝置2根據坐標數據生成與顯示裝置5顯示解析度一樣的筆跡圖像；筆跡圖像可以是純數字形式的圖像，可以採用RGBM的圖像數值格式或其他圖像數值格式。 筆跡生成裝置2還根據顯示裝置5的顯示解析度預先設定筆跡圖像的解析度，並預設好筆跡坐標數據和輸出筆跡圖像坐標的映射關係，還預先設定筆跡圖像的背景顏色和與背景顏色不一樣的筆跡圖像顏色；筆跡生成裝置根據坐標數據和坐標映射關係進行連續描點，生成筆跡圖像。(S3)圖像處理裝置6接收外部信號源7圖像數據，並轉換成解析度與顯示裝置顯示解析度一樣、數據格式與筆跡圖像數據格式一樣的外部圖像。(S4)筆跡圖像和外部圖像同時輸入到筆跡疊加裝置3中進行疊加獲得疊加圖像； 其具體是
(541)將筆跡圖像和外部圖像同時輸入到筆跡疊加裝置3中；
(542)筆跡疊加裝置3分別對筆跡圖像和外部圖像按幀進行緩存並按順序逐一讀取各像素值和各像素值在幀內的坐標位置；
(S43)筆跡疊加裝置3判斷筆跡圖像的各像素值是否等於背景圖像的像素值，若筆跡圖像的像素值等於背景圖像的像素值，則在該像素值對應的坐標位置上輸出的外部圖像像素值，否則在該像素值對應的坐標位置上輸出筆跡圖像像素值，最後獲得疊加圖像的各個坐標位置的像素值形成疊加圖像。筆跡疊加裝置3對筆跡圖像中的各個像素值進行檢測， 去除筆跡圖像中的背景圖像，將筆跡與外部圖像的進行疊加獲得疊加圖像。
(S5)屏幕驅動裝置4將疊加圖像進行數據格式轉換並驅動顯示裝置5，將經過數據格式轉換的疊加圖像在顯示裝置5中輸出顯示。屏幕驅動裝置4將疊加圖像的數據格式轉換成顯示裝置5接口數據格式再輸出到顯示裝置中。
權利要求
1.一種嵌入式電子白板，包括電子面板、顯示裝置和用於採集電子面板上書寫筆跡坐標數據的定位裝置，所述電子白板與所述定位裝置連接，其特徵在於，還包括用於產生筆跡圖像的筆跡生成裝置，所述筆跡生成裝置的輸入端與定位裝置連接，其輸出端與顯示裝置連接。
2.根據權利要求1所述的嵌入式電子白板，其特徵在於，還包括用於接入外部顯示信號源的圖像處理裝置和將筆跡圖像與外部顯示信號源的外部圖像進行疊加的筆跡疊加裝置，所述圖像處理裝置的輸入端與外部顯示信號源連接，圖像處理裝置的輸出端、筆跡生成裝置的輸出端均與筆跡疊加裝置的輸入端連接，筆跡疊加裝置的輸出端與顯示裝置連接。
3.根據權利要求2所述的嵌入式電子白板，其特徵在於，所述筆跡疊加裝置通過屏幕驅動裝置與顯示裝置連接，所述屏幕驅動裝置用於驅動顯示裝置及對筆跡疊加裝置輸出的圖像數據進行格式轉換再輸出到顯示裝置中。
4.根據權利要求3所述的嵌入式電子白板，其特徵在於，所述圖像處理裝置中設置有用於對外部顯示信號源進行模數轉換和數據格式轉換的模數轉換及數據格式轉換裝置。
5.根據權利要求4所述的嵌入式電子白板，其特徵在於，所述圖像處理裝置中還設置有用於將外部圖像縮放至與顯示裝置的解析度一樣的縮放裝置，其與模數轉換及數據格式轉換裝置連接。
6.根據權利要求1至5任一項所述的嵌入式電子白板，其特徵在於，所述筆跡生成裝置採用嵌入式處理器。
7.根據權利要求1至5任一項所述的嵌入式電子白板，其特徵在於，所述筆跡疊加裝置採用嵌入式處理器。
8.根據權利要求1-3任一項所述的嵌入式電子白板實現方法，其特徵在於，包括以下步驟利用定位裝置採集電子面板上書寫筆跡的坐標數據；筆跡生成裝置根據坐標數據生成與顯示裝置顯示解析度一樣的筆跡圖像；圖像處理裝置接收外部信號源圖像數據，並轉換成解析度與顯示裝置顯示解析度一樣、數據格式與筆跡圖像數據格式一樣的外部圖像；筆跡圖像和外部圖像同時輸入到筆跡疊加裝置中進行疊加獲得疊加圖像；屏幕驅動裝置將疊加圖像進行數據格式轉換並驅動顯示裝置，將經過數據格式轉換的疊加圖像在顯示裝置中輸出顯示。
9.根據權利要求8所述的嵌入式電子白板實現方法，其特徵在於，生成筆跡圖像時筆跡生成裝置預先設定筆跡圖像的背景顏色和與背景顏色不一樣的筆跡顏色。
10.根據權利要求9所述的嵌入式電子白板實現方法，其特徵在於，所述筆跡圖像和外部圖像同時輸入到筆跡疊加裝置中進行疊加獲得疊加圖像的具體步驟如下將筆跡圖像和外部圖像同時輸入到筆跡疊加裝置中；筆跡疊加裝置分別對筆跡圖像和外部圖像按幀進行緩存並按順序逐一讀取各像素值和各像素值在幀內的坐標位置；筆跡疊加裝置判斷筆跡圖像的各像素值是否等於背景圖像的像素值，若筆跡圖像的像素值等於背景圖像的像素值，則在該像素值對應的坐標位置上輸出的外部圖像像素值，否則在該像素值對應的坐標位置上輸出筆跡圖像像素值，最後獲得疊加圖像各個坐標上的像素值形成疊加圖像。
全文摘要
本發明涉及一種電子白板，具體涉及一種嵌入式電子白板及其實現方法。一種嵌入式電子白板包括電子面板、顯示裝置和用於採集電子面板上書寫筆跡坐標數據的定位裝置，所述電子白板與所述定位裝置連接，還包括用於產生筆跡圖像的筆跡生成裝置，所述筆跡生成裝置的輸入端與定位裝置連接，其輸出端與顯示裝置連接。本發明解除了電子白板對計算機的依賴，簡化電子白板應用架構，使得應用更加靈活方便，同時還大大節省了成本。本發明能夠接入外部顯示信號源進行顯示並同時實現對外部信號源的筆跡疊加操作，解決了現有技術中不能對外部視頻信號進行添加筆跡的缺陷，實現了對任意信號源的實時書寫功能，大大擴大了電子白板的應用範圍。
文檔編號G06F3/042GK102436330SQ20111043460
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者葉耀斌 申請人:廣東威創視訊科技股份有限公司