一種觸控螢幕屏幕掃描方法及其系統的製作方法

2023-07-20 19:41:46 1

專利名稱：一種觸控螢幕屏幕掃描方法及其系統的製作方法
一種觸控螢幕屏幕掃描方法及其系統 技術領域 本發明涉及屏幕掃描技術，特別是一種觸控螢幕屏幕掃描方法及其系統。
背景技術：
帶觸控螢幕的電子設備應用隨著社會的發展，其應用範圍不斷地擴大，通過屏幕的 集中顯示、便捷的觸摸操作、直觀的屏幕手寫標註、海量圖像的快速處理、遠程多方數據共 享以及人性化的操作模式等核心功能，為用戶提供一個劃時代的輔助交流平臺。可廣泛應 用於教育、培訓室、會議室、展覽、演示廳等多樣化場所，還可與消防、交警、軍隊等行業的應 急指揮、遠程部署、應急聯動、電子沙盤、預案演練、遠程協同等業務流程緊密結合，形成針 對行業具體業務需求的個性化解決方案。在計算機和網絡廣泛普及的當今商業社會，市場需求在不斷地升級及變化。在教 育、培訓室和會議室等應用場合，對能夠快捷掃描書本、宣傳冊等資料並在屏幕上顯示出來 的功能需求越來越迫切。利用常規的掃描儀將資料進行掃描，通過移動存儲設備將電子掃 描資料拷貝到電子設備屏幕上雖然可以滿足這個功能需求，但是其效率低，而且設備成本 高，不是一個很好的解決辦法；況且當前的掃描設備對於大面積的掃描和不規則形狀物體 的掃描有很大的局限性，不能很好地滿足人們在培訓室等特定應用場合的需求。時至今日， 帶觸控螢幕的電子產品解決方案雖然已廣泛用於政府職能部門、公共事業單位、能源系統、通 訊領域、金融系統、廣電系統、軍事領域、教育領域等，但是，其解決快速掃描並屏幕顯示的 方案尚未見到；在帶觸摸盤的電子設備上，該功能仍然是一片空白。

發明內容
本發明的第一個發明目的在於提供一種觸控螢幕屏幕掃描方法，以解決現有技術中 使用觸控螢幕屏幕系統不能快速掃描並屏幕顯示的技術問題。為了實現本發明的第一個發明目的，採用的技術方案如下 一種觸控螢幕屏幕掃描方法，所述方法包括
(1)掃描裝置接收到啟動掃描的信息，對屏幕進行掃描；
(2)當掃描裝置完成屏幕掃描後，啟動物體形狀確認程序，對物體形狀進行確認；
(3)啟動拍攝程序，進行拍攝；
(4)對拍攝到的圖像進行圖像數據處理；
(5)通過投影儀投影經過步驟(4)進行圖像數據處理後的圖像。作為一種優選方案，所述步驟(1)還包括
(21)在觸控螢幕四周設置有多個紅外發射管或紅外接收管，每個正對的紅外發射管和紅 外接收管成對工作；
(22)在一個掃描周期內，所有的紅外發射管都被點亮一次，而在同一個時刻內，只有一對紅外發射接收管在工作，當紅外接收管檢測的信號值偏離基準值一定的幅度則記錄當前 觸摸位置；
(23)當在一個掃描周期內檢測到觸摸位置的個數多於預先設定的自動檢測閾值，則發 出啟動掃描的信息，執行步驟(24)，否則繼續執行步驟(22)；
(24)接收到啟動掃描的信息，則啟動掃描裝置，對觸控螢幕上的物體進行掃描。作為進一步的優選方案，所述自動檢測閾值為大於或等於5。作為一種優選方案，所述步驟(2)的物體形狀確認程序的具體步驟如下
(41)當接收到端點確認開始消息，執行步驟(42)；
(42)當檢測到觸控螢幕被點擊時，記錄點擊位置，並記錄為端點，執行步驟(43)；
(43)當接收到端點確認結束消息，則執行步驟(44)，否則執行步驟(42)；
(44)按照觸控螢幕被點擊的順序，將所有通過步驟(42) (43)記錄下的端點用直線連 接起來，形成掃描物的外形。作為進一步的優選方案，所述步驟(2)還包括
當掃描裝置完成屏幕掃描後，向用戶提示輸入掃描物的端點數目；
當接收到輸入掃描物的端點數目後，發出端點確認開始消息；
當所述步驟(42)檢測到的端點數目等於掃描物的端點數目後，發出端點確認結束消
肩、ο作為再進一步的優選方案，所述步驟(2)還包括
當執行完步驟(44)後，根據掃描物的外形繪製輔助掃描圖片，並通過投影機在觸控螢幕 上進行投影，所述輔助掃描圖片包括掃描物部分和背景部分 掃描物部分的形狀為通過步驟(44)確定的掃描物外形； 背景部分為觸控螢幕上除掃描物部分以外的所有部分； 掃描物部分與背景部分的亮度相差大於50%。作為更進一步的優選方案，所述掃描物部分的顏色為白色，所述背景部分的顏色 為黑色。作為一種優選方案，所述步驟(4)的圖像數據處理包括對拍攝到的圖像進行以下 處理
圖像增強技術，通過增加圖像對比度和/或去掉模糊噪聲和/或修正幾何畸變對圖片 質量進行修正；
圖像增強技術，對圖像進行二維傅立葉變換，通過低通濾波法去掉圖像中的噪聲，通過 高通濾波法，增強邊緣的高頻信號。本發明的第二個發明目的在於提供一種觸控螢幕屏幕掃描系統，以實現本發明的第 一個發明目的。為了實現本發明的第二個發明目的，採用的技術方案如下
一種觸控螢幕屏幕掃描系統，包括觸控螢幕，與觸控螢幕連接的投影裝置及掃描裝置，以及 與觸控螢幕連接的中央處理模塊，在觸控螢幕四周設置有多個紅外發射管或紅外接收管，所述 中央處理模塊包括自動掃描模塊、物體形狀確認模塊、拍攝模塊和圖像數據處理模塊，其 中
所述自動掃描模塊，通過每個正對的紅外發射管和紅外接收管成對工作，用於在一個掃描周期內，如果檢測到觸摸位置的數目是否大於預先設定的自動檢測閾值，則向掃描裝 置發送啟動掃描的信息，啟動掃描裝置，對觸控螢幕上的物體進行掃描；
所述掃描裝置用於對觸控螢幕上的物體進行掃描，當完成屏幕掃描後，通知中央處理模 塊的物體形狀確認模塊對物體形狀進行確認； 所述物體形狀確認模塊，用於對物體形狀進行確認，當確認完畢後通知拍攝模塊； 所述拍攝模塊用於拍攝整個觸控螢幕，並把拍攝後的圖像發送到圖像數據處理模塊； 所述圖像數據處理模塊對拍攝到的圖像進行圖像數據處理。作為一種優選方案，所述屏幕掃描系統包括背投機箱，所述觸控螢幕幕設置背投機 箱外，所述掃描裝置包括設置在背投機箱內的攝像裝置，用於對設置在背投機箱外的整個 觸控螢幕幕進行攝像。本發明提出了一種在帶觸控螢幕電子設備上，利用攝像頭和多點觸摸技術，實現對 各種形狀和大小的物體達到掃描效果的方法。該發明具體的實現方法是在觸控螢幕的機箱後 部置一高清攝像頭，用於拍攝掃描物體；在軟體上可以設置手動或者自動進入物體掃描模 式，利用多點觸摸技術進行功能檢測，確保可以自動進入物體掃描模式功能的實現；當物體 靠近平面後，對物體形狀進行定位，同時在確定物體形狀後，有背投光機輸出物體輪廓的白 光輔助與高清的攝像機對物體進行拍攝；拍攝後的圖像通過數據傳輸通道送電子設備系統 內部；編寫數字處理軟體，結合物體的端點形狀，抓取物體的整體形狀，並在觸控螢幕屏幕上 顯示處理，達到掃描物體的效果；同時，對應掃描物體的後期圖像處理，如文字識別、圖像 去噪、保存等功能，滿足各方面應用的需求。


圖1為本發明實施例的整體結構框圖； 圖2為本發明實施例的系統功能框圖3為本發明實施例的多點觸摸系統結構圖； 圖4為本發明實施例端點輸入界面； 圖5為本發明實施例投影機的投影信號； 圖6為本發明實施例的處理流程圖； 圖7為本發明實施例啟動時的設置流程。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細的說明。該發明實施例實現的是將貼近觸控螢幕屏幕的物體進行掃描的功能。具體的結構框 圖見圖1，我們可以在背投機箱內安裝一個攝像頭，攝像頭的焦距恆定，拍攝範圍為整個屏 幕；當我們將物體如書本貼近觸控螢幕式時候，就開啟了該設備的屏幕掃描功能；開啟屏幕 掃描功能後，用於投影的屏幕將自動往下縮，便於攝像機拍攝清晰的物體圖片；採用多點觸 摸的方式根據貼近物體的形狀(長方形)定下P1、P2、P3、P4點；將攝像頭拍下的屏幕圖象和 觸摸系統對物體進行分析的形狀信息送圖象處理軟體進行處理，得到物體的圖象，同時在 屏幕上以各種方式顯示出來。通過上面提供的方法，我們達到了對貼近屏幕的物體進行掃 描的功能效果。
整個帶掃描功能的觸控螢幕電子系統功能框圖如圖2所示。系統分為用戶模特處理 單元、內嵌媒體處理單元、觸控螢幕模塊、鍵盤、紅外遙控、RF、筆色識別、掃描用攝像頭、視頻 處理模塊、音頻處理模塊、邏輯控制模塊、顯示單元、音頻輸出單元和系統電源。媒體處理 單元主要是將用戶需要的媒體處理命令轉化為特定的信號格式進入視頻、音頻處理模塊， 並且對這些處理信號進行統一管理和仲裁處理；掃描功能的用戶接口也是放置在這一單元 中，該單元負責啟動掃描功能，協同其它模塊共同完成。觸控螢幕模塊支持系統的觸控螢幕操 作，同時也採用了我公司的多點觸摸技術來進行掃描模式的自動檢測功能。鍵盤、紅外遙 控、RF、筆色識別、掃描用攝像頭屬於信號輸入模塊，用於各種控制信號的輸入和掃描圖片 的數據輸入。邏輯模塊處理各種輸入信號，並按照一定方式控制音頻和視頻模塊。視頻處理 模塊主要處理用戶命令和邏輯控制模塊過來的一些信號流，對視頻相關的信號進行處理。 顯示單元為視頻信號處理後的顯示載體。音頻處理模塊主要處理用戶命令和邏輯控制模塊 過來的控制信號，對音頻數據進行出來。音頻輸出單元為音頻信號處理後的輸出載體。電 源模塊為各個模塊的正常運行提供電源。掃描模式啟動
掃描模式的啟動可以分為手動啟動和自動啟動兩種方式。當掃描模式啟動以後，投影 屏幕將自動向下縮進。手動啟動可以在設備的軟體界面點擊啟動掃描的按鈕，進入掃描模 式。自動啟動則設置了自動檢測機制，當滿足啟動掃描模式的條件時候開始進入掃描工作 狀態。自動檢測機制採用了判斷接觸點的方式，當多點觸控螢幕檢測到有大面積的物體接近 屏幕時候，對接觸點進行判斷，如果接觸點大於5個點時候，此時就啟動設備的掃描功能， 屏幕進入掃描提示界面。此處利用了我們公司現有的多點觸摸技術來實現觸摸點個數的判 斷。圖3是多點觸摸系統的結構示意圖，觸控螢幕四周設置了若干對紅外發散線路板和 紅外接收線路板，所有的線路板組成了紅外掃描模塊。每個線路板包含了若干個紅外發射 管或紅外接收管.每個正對的紅外發射管和紅外接收管成對工作，在一個掃描周期內，所有 的紅外發射管都被點亮一次，而在同一個時刻內，只有一對紅外發射接收管在工作，當紅外 接收管檢測的信號值偏離基準值一定的幅度則記錄當前觸摸位置。最終檢測出橫向、縱向 上所有觸摸位置。當一物體放置在觸摸平面上時候，如圖2所示，利用多點觸摸系統，至少 可以檢測出《1，￥1)、《1，￥2)、《2，￥1)、《3，￥2)、《4，￥1)、(父4八2)六個觸摸點。從理論 上來說，只要檢測分辯率非常小，應該可以檢測到無窮多個觸摸點。由上分析可知，當一個 物體緊貼屏幕時候，可以自動開啟設備的掃描模式。
掃描物體端點定位
利用攝像機拍攝下來的數字圖片是整個屏幕的圖片，為了便於後續軟體的處理從中提 取掃描物的圖片，需要對掃描物體進行端點定位。在進入掃描模式後，系統會提示輸入掃描 物的端點數，輸入以後，進入圖4所示界面。系統會提示輸入掃描物端點1，此時利用觸摸 屏定下掃描物端點1，確定後，系統提示下個端點輸入，直至所有端點輸入完畢。此時，系統 會按照輸入端點，將各個端點用直線連接起來，形成掃描物的外形，若不準確可以從新對掃 描物的外線進行端點定位。定位好掃描物形狀後，點擊啟動掃描按鈕，此時進入拍攝模式。 因為平時在DLP上投影的是各種各樣的視頻圖象，這些圖象對拍攝的效果會造成較大的影 響，所以在設備進入拍攝模式後，內部的處理軟體將按照物體的形狀和位置快速繪製一幅黑白圖片，並將此圖片在屏幕上顯示處理，如圖5所示。投影機輸出此投影信號的目的是為 了照亮被掃描物體，使得攝像頭能更好地拍攝該掃描物體；在掃描物體邊緣其他地方都顯 示黑色，是為了在後期圖像處理能更好地識別圖像形狀。拍攝完畢後，投影機正常投影。此 時將拍攝的圖象送入圖象處理軟體進行處理。軟體圖象處 理功能
軟體處理的流程如圖6所示，首先啟動設備的掃描功能，然後確定掃描物體的形狀，形 狀確定後由投影機輸出投影信號照亮被掃描物體並啟動攝像機進行拍攝，當圖象拍攝完畢 後將送入圖象處理模塊進行處理。圖象數據數量主要是從拍攝照片中按照物體形狀提取掃 描圖片，同時對掃描圖片進行數字圖象處理，使得掃描圖片更為清晰。掃描完畢後，我們可 以立刻通過屏幕將掃描得到的物體圖片顯示處理。在屏幕上，軟體支持圖片的放大、旋轉等 一般的圖象特效功能。對於掃描圖片，還支持保存、列印和文字識別等常規功能。掃描啟動的軟體設置流程如圖7所示，當進入系統後，有兩種方式可以啟動設備 的掃描功能。可以通過手動點擊掃描按鈕，進入掃描模式。另外一種方法就是掃描模式自動 檢測，該掃描自動檢測功能在固定時間周期運行一次，當其檢測到在觸控螢幕上同時有5個 觸摸點或者大於5個觸摸點時候，啟動設備的掃描模式。當觸控螢幕上同時沒有5個以上的 觸摸點時候，繼續周期性進行掃描模式自動檢測。當啟動圖像掃描功能後，進入圖像形狀判別流程，同時對應比較粗的形狀判別後， 有投影機輸出白光進行拍攝，將拍攝後的圖像送系統進行圖像處理。圖像處理是為了對原 始拍攝的圖像進行增強和復原，圖像增強的目標是改進圖片的質量，例如增加對比度，去掉 模糊和噪聲，修正幾何畸變等；圖像復原是在假定已知模糊或噪聲的模型時，試圖估計原圖 像的一種技術。圖像增加方面我們採用頻率域法進行處理，把圖像看成一種二維信號，對其 進行基於二維傅立葉變換的信號增強。同時採用低通濾波法，去掉圖中的噪聲；採用高通濾 波法，增強邊緣等高頻信號，通過這些基本的處理後使模糊的圖片變得清晰。當我們得到一 個經過處理後變得相對清晰的掃描圖片後，進行邊緣檢測處理。因為在拍攝圖像時候，對掃 描物體的輪廓進行了比較粗描繪，在被掃描物體外輸出的是黑色圖像，同時結合輸入端點， 此時可以比較逼真地把物體形狀在整個拍攝圖片中裁剪出來。此時，可以將經過上述處理 的掃描圖片在屏幕上顯示出來，達到了快速掃描顯示的效果。本發明的實施方式並不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實 質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明 的保護範圍之內。
權利要求
1.一種觸控螢幕屏幕掃描方法，其特徵在於，所述方法包括(1)通過多點觸摸技術自動啟動屏幕掃描功能或者手動啟動屏幕掃描功能；(2)屏幕掃描功能開啟後，啟動物體形狀確認程序，對物體形狀進行確認；(3)啟動拍攝程序，進行拍攝；(4)對拍攝到的圖像進行圖像數據處理；(5)通過投影儀投影經過步驟(4)進行圖像數據處理後的圖像。
2.根據權利要求1所述的自動啟動屏幕掃描功能，其特徵在於，所述步驟(1)還包括(21)在觸控螢幕四周設置有多個紅外發射管或紅外接收管，每個正對的紅外發射管和紅 外接收管成對工作；(22)在一個檢測周期內，所有的紅外發射管都被點亮一次，而在同一個時刻內，只有一 對紅外發射接收管在工作，當紅外接收管檢測的信號值偏離基準值一定的幅度則記錄當前 觸摸位置；(23)當在一個檢測周期內檢測到觸摸位置的個數多於預先設定的自動檢測閾值，則發 出啟動掃描的信息，執行步驟(24)，否則繼續執行步驟(22)；(24)接收到啟動掃描的信息，則啟動掃描裝置，對觸控螢幕上的物體進行掃描。
3.根據權利要求2所述的自動啟動屏幕掃描功能，其特徵在於，所述自動檢測閾值為 大於或等於5。
4.根據權利要求1所述的掃描方法，其特徵在於，所述步驟(2)的物體形狀確認程序的 具體步驟如下(41)當接收到端點確認開始消息，執行步驟(42)；(42)當檢測到觸控螢幕被點擊時，記錄點擊位置，並記錄為端點，執行步驟(43)；(43)當接收到端點確認結束消息，則執行步驟(44)，否則執行步驟(42)；(44)按照觸控螢幕被點擊的順序，將所有通過步驟(42) (43)記錄下的端點用直線連 接起來，形成掃描物的外形。
5.根據權利要求4所述的掃描方法，其特徵在於，所述步驟(2)還包括 當掃描裝置完成屏幕掃描後，向用戶提示輸入掃描物的端點數目； 當接收到輸入掃描物的端點數目後，發出端點確認開始消息；當所述步驟(42)檢測到的端點數目等於掃描物的端點數目後，發出端點確認結束消息ο
6.根據權利要求4或5所述的掃描方法，其特徵在於，所述步驟(2)還包括 當執行完步驟(44)後，根據掃描物的外形繪製輔助掃描圖片，並通過投影機在觸控螢幕上進行投影，所述輔助掃描圖片包括掃描物部分和背景部分 掃描物部分的形狀為通過步驟(44)確定的掃描物外形； 背景部分為觸控螢幕上除掃描物部分以外的所有部分； 掃描物部分與背景部分的亮度相差大於50%。
7.根據權利要求6所述的掃描方法，其特徵在於，所述掃描物部分的顏色為白色，所述 背景部分的顏色為黑色。
8.根據權利要求1所述的掃描方法，其特徵在於，所述步驟(4)的圖像數據處理包括對 拍攝到的圖像進行以下處理圖像增強技術，通過增加圖像對比度和/或去掉模糊噪聲和/或修正幾何畸變對圖片 質量進行修正；圖像增強技術，對圖像進行二維傅立葉變換，通過低通濾波法去掉圖像中的噪聲，通過 高通濾波法，增強邊緣的高頻信號。
9.一種觸控螢幕屏幕掃描系統，包括觸控螢幕，與觸控螢幕連接的投影裝置及掃描裝置，以及 與觸控螢幕連接的中央處理模塊，在觸控螢幕四周設置有多個紅外發射管或紅外接收管，其特 徵在於，所述中央處理模塊包括自動掃描模塊、物體形狀確認模塊、拍攝模塊和圖像數據 處理模塊，其中所述自動掃描模塊，通過每個正對的紅外發射管和紅外接收管成對工作，用於在一個 掃描周期內，如果檢測到觸摸位置的數目是否大於預先設定的自動檢測閾值，則向掃描裝 置發送啟動掃描的信息，啟動掃描裝置，對觸控螢幕上的物體進行掃描；所述掃描裝置用於對觸控螢幕上的物體進行掃描，當完成屏幕掃描後，通知中央處理模 塊的物體形狀確認模塊對物體形狀進行確認；所述物體形狀確認模塊，用於對物體形狀進行確認，當確認完畢後通知拍攝模塊； 所述拍攝模塊用於拍攝整個觸控螢幕，並把拍攝後的圖像發送到圖像數據處理模塊； 所述圖像數據處理模塊對拍攝到的圖像進行圖像數據處理，並將處理後的圖像放大或 者縮小在屏幕上顯示出來。
10.根據權利要求9所述的屏幕掃描系統，其特徵在於，所述屏幕掃描系統包括背投機 箱，所述觸控螢幕幕設置背投機箱外，所述掃描裝置包括設置在背投機箱內的攝像裝置，用於 對設置在背投機箱外的整個觸控螢幕幕進行攝像。
全文摘要
本發明涉及屏幕掃描技術，特別是一種觸控螢幕屏幕掃描方法及其系統。所述方法包括(1)通過多點觸摸技術自動啟動屏幕掃描功能或者手動啟動屏幕掃描功能；(2)屏幕掃描功能開啟後，啟動物體形狀確認程序，對物體形狀進行確認；(3)啟動拍攝程序，拍攝經過步驟(2)所確認的物體形狀；(4)對拍攝到的圖像進行圖像數據處理。本發明提出了一種在帶觸控螢幕的電子設備上，利用攝像頭和多點觸摸技術，實現對各種形狀和大小的物體達到掃描效果的方法。
文檔編號G06F3/042GK102147684SQ20101056584
公開日2011年8月10日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者劉偉儉, 林文富 申請人:廣東威創視訊科技股份有限公司