專(zhuān)利名稱(chēng)：點(diǎn)讀機(jī)及其發(fā)聲方法
點(diǎn)讀機(jī)及其發(fā)聲方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輔助教學(xué)手段，特別是涉及一種點(diǎn)讀機(jī)及其發(fā)聲方法。背景技術(shù)：
點(diǎn)讀機(jī)和點(diǎn)讀筆作為一種幼兒輔助教學(xué)工具，廣受歡迎，目前已經(jīng)形成了龐大的市場(chǎng)規(guī)模。對(duì)于點(diǎn)讀機(jī)而言其需要特定的工作臺(tái)和預(yù)先編錄好的課本，當(dāng)筆接觸到課本上某個(gè)位置時(shí)，工作臺(tái)會(huì)感應(yīng)到，并讀取出對(duì)應(yīng)該位置的預(yù)先錄制好的聲音；對(duì)于點(diǎn)讀筆而言，其需要一只特制的筆和含有編碼信息的課本，當(dāng)筆接觸到課本時(shí)，筆內(nèi)感應(yīng)裝置會(huì)讀取課本上的編碼信息并發(fā)出對(duì)應(yīng)該編碼的聲音。這兩種技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，點(diǎn)讀機(jī)不需要特制的筆，但需要有一個(gè)含有感應(yīng)裝置的工作臺(tái)；而點(diǎn)讀筆不要特制工作臺(tái)，但需要含有感應(yīng)裝置的筆來(lái)操作。他們共同的缺點(diǎn)都是需要特制的點(diǎn)讀課本，用戶(hù)需為后續(xù)課本購(gòu)買(mǎi)付出更多的成本；而且一般點(diǎn)讀內(nèi)容均屬于印刷制品，因而只能局限于靜態(tài)的字體或者圖案，無(wú)法展現(xiàn)動(dòng)畫(huà)和視頻。

發(fā)明內(nèi)容鑒于上述狀況，有必要針對(duì)傳統(tǒng)的點(diǎn)讀機(jī)需要購(gòu)買(mǎi)點(diǎn)讀課本而造成使用成本高的問(wèn)題，提供一種點(diǎn)讀機(jī)。一種點(diǎn)讀機(jī)，包括處理單元、與所述處理單元電連接的存儲(chǔ)單元及音箱，所述點(diǎn)讀機(jī)還包括投影模塊，與所述處理單元電相連，將所述處理單元從所述存儲(chǔ)單元讀取的信息投影到投影平面；不可見(jiàn)光模組，發(fā)出覆蓋所述投影平面的不可見(jiàn)光；攝像裝置，與所述處理單元相連，拍攝所述投影平面內(nèi)的圖像并將所述圖像傳送至所述處理單元；所述處理單元對(duì)所述圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在所述投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋所述不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置，根據(jù)所述操作位置控制所述音箱發(fā)出相應(yīng)的聲
曰°進(jìn)一步地，所述處理單元根據(jù)所述操作位置控制所述音箱發(fā)出相應(yīng)的聲音的過(guò)程為根據(jù)校正關(guān)系對(duì)所述操作位置進(jìn)行處理，獲得檢測(cè)位置；根據(jù)所述檢測(cè)位置與聲音文件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀取所述聲音文件；播放所述聲音文件控制所述音箱發(fā)出相應(yīng)的聲音。進(jìn)一步地，所述處理單元包括用于調(diào)整所述校正關(guān)系的標(biāo)定模塊，所述標(biāo)定模塊用于接收所述攝像裝置拍攝的所述投影平面內(nèi)的棋盤(pán)格圖像；檢測(cè)所述棋盤(pán)格圖像內(nèi)角點(diǎn)并排序；計(jì)算投影變換矩陣。進(jìn)一步地，所述處理單元包括用于調(diào)整所述校正關(guān)系的標(biāo)定模塊，所述標(biāo)定模塊用于接收所述攝像裝置拍攝的所述投影平面內(nèi)含標(biāo)記點(diǎn)的圖像；對(duì)所述圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在所述投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋所述不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置；根據(jù)所述
4操作位置和標(biāo)記點(diǎn)的位置計(jì)算投影變換矩陣。進(jìn)一步地，所述不可見(jiàn)光模組為紅外一字線(xiàn)激光器。進(jìn)一步地，所述紅外一字線(xiàn)激光器發(fā)出所述不可見(jiàn)光的波長(zhǎng)為850納米，所述攝像裝置上裝有650納米和850納米雙通濾光片。進(jìn)一步地，所述投影模塊上設(shè)有反光鏡，所述反光鏡用來(lái)改變光線(xiàn)的投影方向。同時(shí)，本發(fā)明還提供一種點(diǎn)讀機(jī)的發(fā)聲方法。一種點(diǎn)讀機(jī)的發(fā)聲方法，包括以下步驟將存儲(chǔ)的信息投影到投影平面；發(fā)出不可見(jiàn)光覆蓋所述投影平面；拍攝所述投影平面內(nèi)的圖像；對(duì)所述圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在所述投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋所述不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置；根據(jù)所述操作位置控制音箱發(fā)出相應(yīng)的聲音。進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述操作位置控制所述音箱發(fā)出相應(yīng)的聲音的步驟包括根據(jù)校正關(guān)系對(duì)所述操作位置進(jìn)行處理，獲得檢測(cè)位置；根據(jù)所述檢測(cè)位置與聲音文件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀取所述聲音文件；播放所述聲音文件控制所述音箱發(fā)出相應(yīng)的聲音。進(jìn)一步地，通過(guò)對(duì)所述點(diǎn)讀機(jī)進(jìn)行標(biāo)定調(diào)整所述校正關(guān)系，所述對(duì)所述點(diǎn)讀機(jī)進(jìn)行標(biāo)定的步驟包括如下步驟在所述投影平面內(nèi)顯示棋盤(pán)格圖像；拍攝所述投影平面內(nèi)的棋盤(pán)格圖像；檢測(cè)所述棋盤(pán)格圖像內(nèi)角點(diǎn)并排序；計(jì)算調(diào)整所述校正關(guān)系的投影變換矩陣。進(jìn)一步地，是利用角點(diǎn)檢測(cè)算法提取出所述棋盤(pán)格圖像內(nèi)角點(diǎn)位置。進(jìn)一步地，通過(guò)對(duì)所述點(diǎn)讀機(jī)進(jìn)行標(biāo)定調(diào)整所述校正關(guān)系，所述對(duì)所述點(diǎn)讀機(jī)進(jìn)行標(biāo)定的步驟包括如下步驟在所述投影平面投影出包含標(biāo)記點(diǎn)的圖像；拍攝所述投影平面內(nèi)的圖像；對(duì)所述圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在所述投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋所述不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置；根據(jù)所述操作位置和標(biāo)記點(diǎn)的位置計(jì)算調(diào)整所述校正關(guān)系的投影變換矩陣。進(jìn)一步地，獲得用戶(hù)在所述投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋所述不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置，包括以下步驟通過(guò)所述攝像裝置獲取一幀圖像；找到所述圖像中光斑出現(xiàn)的像素點(diǎn)位置；計(jì)算所述像素點(diǎn)集的中心位置；將所述中心位置轉(zhuǎn)化為投影平面所述對(duì)應(yīng)的操作位置。進(jìn)一步地，通過(guò)閾值分割和加權(quán)算法找到所述圖像中光斑出現(xiàn)的像素點(diǎn)位置。所述點(diǎn)讀機(jī)采用投影模塊將存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的內(nèi)容投影到普通桌面上，并配合所提出的基于攝像裝置和不可見(jiàn)光模組的視覺(jué)定位系統(tǒng)，通過(guò)處理單元處理攝像裝置的視頻信息，計(jì)算手指觸點(diǎn)的操作位置，根據(jù)操作位置控制音箱發(fā)出相應(yīng)的聲音，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)用手指或其他非透明物體在投影區(qū)域內(nèi)的直接點(diǎn)讀功能，省去了專(zhuān)用的點(diǎn)讀筆和點(diǎn)讀課本，也不需要特制的操作屏幕。

圖1為一實(shí)施例中點(diǎn)讀機(jī)的模塊圖；圖2為另一實(shí)施例中點(diǎn)讀機(jī)的模塊圖；圖3為一實(shí)施例中點(diǎn)讀機(jī)發(fā)聲方法的流程圖；圖4為圖3所示點(diǎn)讀機(jī)發(fā)聲方法中獲得用戶(hù)操作位置的流程圖；圖5為另一實(shí)施例中點(diǎn)讀機(jī)發(fā)聲方法的流程圖；圖6為圖3所示點(diǎn)讀機(jī)發(fā)聲方法中自動(dòng)標(biāo)定的流程圖；圖7為圖3所示點(diǎn)讀機(jī)發(fā)聲方法中手動(dòng)標(biāo)定的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面主要結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。請(qǐng)參閱圖1，點(diǎn)讀機(jī)100包括存儲(chǔ)單元110、處理單元120、投影模塊130、不可見(jiàn)光模組140、攝像裝置150及音箱160。存儲(chǔ)單元110用于存儲(chǔ)電子版的教學(xué)內(nèi)容如文字、圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻、聲音等文件。 存儲(chǔ)單元可為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器也可為磁盤(pán)存儲(chǔ)器。處理單元120與存儲(chǔ)單元110電連接，用來(lái)讀取存儲(chǔ)單元110內(nèi)存儲(chǔ)的信息。處理單元120可以采用嵌入式處理器。處理單元和存儲(chǔ)單元可以整合到一個(gè)芯片中，也可以是兩個(gè)獨(dú)立的芯片。投影模塊130與處理單元120電連接，用來(lái)投影處理單元120從存儲(chǔ)單元110中讀取出來(lái)的文字、圖片、動(dòng)畫(huà)等信息。投影模塊130為普通微型投影儀即可，LC0S(硅基液晶)或DLP (數(shù)字光處理)芯片均可用。不可見(jiàn)光模組140用于發(fā)出不可見(jiàn)光，覆蓋投影模塊130投影出來(lái)的平面。不可見(jiàn)光模組140發(fā)出不可見(jiàn)光的出光平面優(yōu)選為與投影平面平行并覆蓋投影模塊130投影出來(lái)的平面。不可見(jiàn)光模組140優(yōu)選為紅外激光模組。本實(shí)施例中，不可見(jiàn)光模組140為紅外一字線(xiàn)激光器，所發(fā)出的不可見(jiàn)光的波長(zhǎng)為850納米。不可見(jiàn)光模組140可以在開(kāi)機(jī)后一直工作，也可以與處理單元120相連，由處理單元120控制不可見(jiàn)光模組140是否工作。攝像裝置150與處理單元120電連接，用來(lái)拍攝投影模塊130投影出來(lái)的畫(huà)面并傳送給處理單元120。攝像裝置150為普通攝像頭即可，攝像裝置150的方向可以調(diào)整，使之始終能拍攝到整個(gè)投影平面。攝像裝置150的拍攝方向最好為與投影平面垂直或接近垂直。音箱160與處理單元120電連接，受處理單元120的控制發(fā)出相應(yīng)的聲音。點(diǎn)讀機(jī)100工作時(shí)，投影模塊130將處理單元120從存儲(chǔ)單元110讀取的信息投影到投影平面；不可見(jiàn)光模組140發(fā)出不可見(jiàn)光，覆蓋投影平面；攝像裝置150拍攝投影平面內(nèi)的圖像并將圖像傳送至處理單元120 ；處理單元120對(duì)所述圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置，根據(jù)所述操作位置控制音箱160發(fā)出相應(yīng)的聲音。例如，投影模塊130將香蕉的圖片和文字投影在投影平面內(nèi)，在用戶(hù)在投影平面內(nèi)點(diǎn)擊該圖片或文字時(shí)，可以獲得用戶(hù)點(diǎn)擊的操作位置，根據(jù)事先設(shè)定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以讀取香蕉的音頻文件并發(fā)出朗讀聲音。在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，處理單元120根據(jù)操作位置控制音箱160發(fā)出相應(yīng)的聲音的過(guò)程為根據(jù)校正關(guān)系對(duì)操作位置進(jìn)行處理，獲得檢測(cè)位置；根據(jù)檢測(cè)位置與聲音文件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀取聲音文件；播放聲音文件控制音箱160發(fā)出相應(yīng)的聲音。在實(shí)際的產(chǎn)品中，實(shí)際投影出來(lái)的圖像和理論上的圖像會(huì)存在一定的變形，這種變形可以通過(guò)上述校正關(guān)系來(lái)解決，以避免出現(xiàn)點(diǎn)擊的圖片和實(shí)際發(fā)出的聲音不對(duì)應(yīng)。這種校正可以是類(lèi)似于觸摸屏的校正。請(qǐng)參閱圖2，處理單元120還包括用于調(diào)整校正關(guān)系的標(biāo)定模塊121。標(biāo)定模塊121 調(diào)整校正關(guān)系的一種方式為接收攝像裝置150拍攝的投影平面內(nèi)的棋盤(pán)格圖像；檢測(cè)棋盤(pán)格圖像內(nèi)角點(diǎn)并排序；計(jì)算調(diào)整校正關(guān)系的投影變換矩陣。所謂棋盤(pán)格圖像的內(nèi)角點(diǎn)，指的是黑白相間棋盤(pán)格圖中，黑色格子相互連通的位置，譬如，一個(gè)8*8的棋盤(pán)格圖具有7*7 個(gè)內(nèi)角點(diǎn)。標(biāo)定模塊121調(diào)整校正關(guān)系的另一種方式為接收攝像裝置150拍攝的投影平面內(nèi)含標(biāo)記點(diǎn)的圖像；對(duì)圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置；根據(jù)操作位置和標(biāo)記點(diǎn)的位置計(jì)算調(diào)整校正關(guān)系的投影變換矩陣。 即在投影的圖像中，加入標(biāo)記點(diǎn)，例如十字架形狀的標(biāo)記點(diǎn)，用戶(hù)點(diǎn)擊該標(biāo)記點(diǎn)時(shí)獲得用戶(hù)的操作位置，操作位置即為標(biāo)記點(diǎn)實(shí)際投影的位置，由于實(shí)際投影出來(lái)的圖像和理論上的圖像會(huì)存在一定的變形，因此依據(jù)該操作位置和原本存儲(chǔ)的理論上的標(biāo)記點(diǎn)的位置可以對(duì)這種變形進(jìn)行調(diào)整，獲得計(jì)算調(diào)整校正關(guān)系的投影變換矩陣。在本實(shí)施例中，點(diǎn)讀機(jī)100還包括電源170?？梢岳斫猓娫?70可以是外接電源或是電池電源。采用電池電源可以使點(diǎn)讀機(jī)100在更廣的范圍內(nèi)使用。在本實(shí)施例中，不可以見(jiàn)光模組140為紅外一字線(xiàn)激光器。可以理解，此處可以用其他紅外線(xiàn)發(fā)射裝置或是紫外光發(fā)射裝置代替。在本實(shí)施例中，不可以見(jiàn)光模組140發(fā)出不可見(jiàn)光的波長(zhǎng)為850納米；相應(yīng)的， 攝像裝置150上裝有650納米和850納米雙通濾光片(圖未示)。650nm為可見(jiàn)光波段， 850nm為近紅外光波段，且與850nm的激光器的光譜保持一致。標(biāo)定時(shí)，采用較長(zhǎng)的曝光時(shí)間(軟件系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置)攝像頭可以看到投影儀投射出的標(biāo)定圖案，從而實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)標(biāo)定；在標(biāo)定之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)降低攝像頭的曝光時(shí)間，從而使得650nm的可見(jiàn)光基本不被攝像頭所感知，即使有部分可見(jiàn)光透過(guò)，也很微弱，可在圖像處理中輕易去除，這樣既可以濾除掉大部分可見(jiàn)光，又可以使得攝像頭最大限度的獲取指端光斑的亮度信息。可以理解，不可見(jiàn)光的波長(zhǎng)不限于850納米，改變不可見(jiàn)光的波長(zhǎng)時(shí)，雙通濾光片的型號(hào)做相應(yīng)的改變。在本實(shí)施例中，投影模塊130上設(shè)有反光鏡(圖未示)反光鏡用來(lái)改變光線(xiàn)的投影方向?？梢岳斫?，反光鏡可省略，而采用其他方式，如旋轉(zhuǎn)投影模塊130來(lái)改變投影的方向。點(diǎn)讀機(jī)100采用投影模塊130將存儲(chǔ)單元110存儲(chǔ)的內(nèi)容投影到普通桌面上，并配合所提出的基于不可見(jiàn)光模組140和攝像裝置150的視覺(jué)定位系統(tǒng)，通過(guò)處理單元120處理攝像裝置的視頻信息，計(jì)算手指觸點(diǎn)的操作位置，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)用手指或其他非透明物體在投影區(qū)域內(nèi)的直接點(diǎn)讀功能，省去了專(zhuān)用的點(diǎn)讀筆和點(diǎn)讀課本。請(qǐng)參閱圖3，在一實(shí)施例中，點(diǎn)讀機(jī)的發(fā)聲方法，包括步驟S110 S150。步驟S110，將存儲(chǔ)的信息投影到投影平面。在具體實(shí)施例中，處理單元120從存儲(chǔ)單元110中讀取圖片、動(dòng)畫(huà)等信息，再通過(guò)投影模塊130投影到平面。步驟S120，發(fā)出不可見(jiàn)光覆蓋投影平面。在具體實(shí)施例中，不可見(jiàn)光模組140發(fā)出覆蓋投影平面的不可見(jiàn)光，當(dāng)有非透明物體，如用戶(hù)的手指觸碰投影平面時(shí)，會(huì)在投影平面產(chǎn)生光斑。步驟S130，拍攝投影平面內(nèi)的圖像，并傳至處理單元120。在具體實(shí)施例中，攝像裝置150拍攝投影平面的圖像，并將圖像傳至處理單元120，圖像中包含了用戶(hù)的操作信息，用戶(hù)用手指或者其他非透明物體點(diǎn)擊投影平面時(shí)，會(huì)在相應(yīng)的位置產(chǎn)生光斑。步驟S140，對(duì)圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置。具體地，請(qǐng)參閱圖4，步驟S140，對(duì)圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置。包括步驟S210 S240。步驟S210，通過(guò)攝像裝置150獲取一幀圖像。圖像中包含了用戶(hù)操作的信息，即用戶(hù)用手指或是其他非透明物體點(diǎn)擊投影平面時(shí)由于遮擋不可見(jiàn)光而產(chǎn)生的光斑。步驟S220，找到圖像中光斑出現(xiàn)的像素點(diǎn)位置。在具體實(shí)施例中，采用的是閾值分割和加權(quán)算法，這兩種算法為優(yōu)選的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可采用其他的手段達(dá)到同樣的效果。步驟S230，計(jì)算像素點(diǎn)集的中心位置。步驟S240，將中心位置轉(zhuǎn)化為投影平面對(duì)應(yīng)的操作位置。當(dāng)執(zhí)行完步驟S240后，若點(diǎn)讀機(jī)100繼續(xù)工作，則返回步驟S210，繼續(xù)獲得用戶(hù)在投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置。步驟S150，根據(jù)所述操作位置控制音箱160發(fā)出相應(yīng)的聲音。根據(jù)操作位置控制音箱160發(fā)出相應(yīng)的聲音的步驟包括根據(jù)校正關(guān)系對(duì)操作位置進(jìn)行處理，獲得檢測(cè)位置；根據(jù)檢測(cè)位置與聲音文件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀取聲音文件；播放聲音文件控制音箱160發(fā)出相應(yīng)的聲音。在實(shí)際的產(chǎn)品中，實(shí)際投影出來(lái)的圖像和理論上的圖像會(huì)存在一定的變形，這種變形可以通過(guò)上述校正關(guān)系來(lái)解決，以避免出現(xiàn)點(diǎn)擊的圖片和實(shí)際發(fā)出的聲音不對(duì)應(yīng)。這種校正可以是類(lèi)似于觸摸屏的校正。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，圖3所示點(diǎn)讀機(jī)發(fā)聲方法更具體的流程如圖5所示。點(diǎn)讀機(jī)的發(fā)聲方法，包括步驟S310 S360。步驟S310，對(duì)點(diǎn)讀機(jī)100進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定的目的即獲得上述的校正關(guān)系，該步驟由標(biāo)定模塊121完成。標(biāo)定完成后，只要不調(diào)整投影模塊130及攝像裝置150的位置，后續(xù)使用過(guò)程中不用再進(jìn)行標(biāo)定，當(dāng)點(diǎn)讀機(jī)100的位置變動(dòng)，各組件位置調(diào)整時(shí)，需按照相同的方法再次進(jìn)行標(biāo)定。具體地，請(qǐng)參閱圖6，步驟S310對(duì)點(diǎn)讀機(jī)100進(jìn)行標(biāo)定可以是自動(dòng)標(biāo)定，自動(dòng)標(biāo)定包括步驟:S410 S440。步驟S410，在投影平面內(nèi)顯示棋盤(pán)格圖像。在具體實(shí)施例中，棋盤(pán)格圖儲(chǔ)存于存儲(chǔ)單元110中，由處理單元120讀取并由投影模塊130投影到平面內(nèi)。步驟S420，拍攝投影平面內(nèi)的棋盤(pán)格圖像。在具體實(shí)施例中，攝像裝置150拍攝平面內(nèi)的棋盤(pán)格圖，并傳至處理單元120。步驟S430，檢測(cè)棋盤(pán)格圖像內(nèi)角點(diǎn)并排序。在具體本實(shí)施例中，是利用角點(diǎn)檢測(cè)算法提取出棋盤(pán)格圖像內(nèi)角點(diǎn)位置。棋盤(pán)格可以是8*8的，那么他的內(nèi)角點(diǎn)個(gè)數(shù)即為7*7個(gè)。步驟S440，計(jì)算調(diào)整校正關(guān)系的投影變換矩陣。請(qǐng)參閱圖7，步驟S310對(duì)點(diǎn)讀機(jī)100進(jìn)行標(biāo)定還可以是手動(dòng)標(biāo)定，手動(dòng)標(biāo)定包括步驟S510 S540。步驟S510，在投影平面投影出包含標(biāo)記點(diǎn)的圖像。在具體實(shí)施例中，含標(biāo)記點(diǎn)的圖像儲(chǔ)存于存儲(chǔ)單元110中，由處理單元120讀取并由投影模塊130投影到平面內(nèi)。步驟S520，拍攝投影平面內(nèi)的圖像。在具體實(shí)施例中，用戶(hù)依次點(diǎn)擊標(biāo)記點(diǎn)，在圖像上留下操作信息，攝像裝置150拍攝平面內(nèi)含用戶(hù)操作信息的含標(biāo)記點(diǎn)的圖像，并傳至處理單元120。步驟S530，對(duì)圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置。在標(biāo)定的過(guò)程中，用戶(hù)操作位置的獲取與步驟S140相同，都是利用一樣的原理和模塊。步驟S540，根據(jù)操作位置和標(biāo)記點(diǎn)的位置計(jì)算調(diào)整校正關(guān)系的投影變換矩陣。
上述兩種標(biāo)定的方式獲得的標(biāo)定結(jié)果用于后續(xù)的校正。步驟S320，將存儲(chǔ)的信息投影到投影平面。在具體實(shí)施例中，處理單元120從存儲(chǔ)單元110中讀取圖片、動(dòng)畫(huà)等信息，再通過(guò)投影模塊130投影到平面。步驟S330，發(fā)出不可見(jiàn)光覆蓋投影平面。在具體實(shí)施例中，不可見(jiàn)光模組140發(fā)出覆蓋投影平面的不可見(jiàn)光，當(dāng)有非透明物體觸碰投影平面時(shí)，會(huì)在投影平面產(chǎn)生光斑。步驟S340，拍攝投影平面內(nèi)的圖像并傳至處理單元120。在具體實(shí)施例中，攝像裝置150拍攝投影平面的圖像，并將圖像傳至處理單元120，圖像中包含了用戶(hù)的操作信息， 用戶(hù)用手指或者其他非透明物體點(diǎn)擊投影平面時(shí)，會(huì)在相應(yīng)的位置產(chǎn)生光斑。步驟S350，對(duì)圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置。請(qǐng)參閱圖4，步驟S350，對(duì)圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置。包括步驟S210 S240。步驟S210，通過(guò)攝像裝置150獲取一幀圖像。圖像中包含了用戶(hù)操作的信息，即用戶(hù)用手指或是其他非透明物體點(diǎn)擊投影平面時(shí)由于遮擋不可見(jiàn)光而產(chǎn)生的光斑。步驟S220，找到圖像中光斑出現(xiàn)的像素點(diǎn)位置。在具體實(shí)施例中，采用的是閾值分割和加權(quán)算法，這兩種算法為優(yōu)選的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可采用其他的手段達(dá)到同樣的效果。步驟S230，計(jì)算像素點(diǎn)集的中心位置。步驟S240，將中心位置轉(zhuǎn)化為投影平面對(duì)應(yīng)的操作位置。當(dāng)執(zhí)行完步驟S240后，若點(diǎn)讀機(jī)100繼續(xù)工作，則返回步驟S210，繼續(xù)獲得用戶(hù)在投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置。步驟S360，根據(jù)所述操作位置控制音箱160發(fā)出相應(yīng)的聲音。
9
根據(jù)操作位置控制音箱160發(fā)出相應(yīng)的聲音的步驟包括根據(jù)校正關(guān)系對(duì)操作位置進(jìn)行處理，獲得檢測(cè)位置；根據(jù)檢測(cè)位置與聲音文件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀取聲音文件；播放聲音文件控制音箱160發(fā)出相應(yīng)的聲音。在實(shí)際的產(chǎn)品中，實(shí)際投影出來(lái)的圖像和理論上的圖像會(huì)存在一定的變形，這種變形可以通過(guò)上述校正關(guān)系來(lái)解決，以避免出現(xiàn)點(diǎn)擊的圖片和實(shí)際發(fā)出的聲音不對(duì)應(yīng)。這種校正可以是類(lèi)似于觸摸屏的校正。上述方法首先將存儲(chǔ)的信息投影到投影平面，并發(fā)出不可見(jiàn)光覆蓋投影平面，接著將投影平面內(nèi)的圖像傳至處理單元120，對(duì)圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置。從而使點(diǎn)讀機(jī)100不用特制的點(diǎn)讀筆、點(diǎn)讀課本即可實(shí)現(xiàn)用戶(hù)用手指或其他非透明物體在投影區(qū)域內(nèi)的直接點(diǎn)讀功能，增強(qiáng)了點(diǎn)讀機(jī)的實(shí)用性。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種點(diǎn)讀機(jī)，包括處理單元、與所述處理單元電連接的存儲(chǔ)單元及音箱，其特征在于，所述點(diǎn)讀機(jī)還包括投影模塊，與所述處理單元電相連，將所述處理單元從所述存儲(chǔ)單元讀取的信息投影到投影平面；不可見(jiàn)光模組，發(fā)出覆蓋所述投影平面的不可見(jiàn)光；攝像裝置，與所述處理單元相連，拍攝所述投影平面內(nèi)的圖像并將所述圖像傳送至所述處理單元；所述處理單元對(duì)所述圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在所述投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋所述不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置，根據(jù)所述操作位置控制所述音箱發(fā)出相應(yīng)的聲音。
2.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)讀機(jī)，其特征在于，所述處理單元根據(jù)所述操作位置控制所述音箱發(fā)出相應(yīng)的聲音的過(guò)程為根據(jù)校正關(guān)系對(duì)所述操作位置進(jìn)行處理，獲得檢測(cè)位置； 根據(jù)所述檢測(cè)位置與聲音文件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀取所述聲音文件；播放所述聲音文件控制所述音箱發(fā)出相應(yīng)的聲音。
3.如權(quán)利要求2所述的點(diǎn)讀機(jī)，其特征在于，所述處理單元包括用于調(diào)整所述校正關(guān)系的標(biāo)定模塊，所述標(biāo)定模塊用于接收所述攝像裝置拍攝的所述投影平面內(nèi)的棋盤(pán)格圖像；檢測(cè)所述棋盤(pán)格圖像內(nèi)角點(diǎn)并排序；計(jì)算調(diào)整所述校正關(guān)系的投影變換矩陣。
4.如權(quán)利要求2所述的點(diǎn)讀機(jī)，其特征在于，所述處理單元包括用于調(diào)整所述校正關(guān)系的標(biāo)定模塊，所述標(biāo)定模塊用于接收所述攝像裝置拍攝的所述投影平面內(nèi)含標(biāo)記點(diǎn)的圖像；對(duì)所述圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在所述投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋所述不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置；根據(jù)所述操作位置和標(biāo)記點(diǎn)的位置計(jì)算調(diào)整所述校正關(guān)系的投影變換矩陣。
5.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)讀機(jī)，其特征在于，所述不可以見(jiàn)光模組為紅外一字線(xiàn)激光器ο
6.如權(quán)利要求5所述的點(diǎn)讀機(jī)，其特征在于，所述紅外一字線(xiàn)激光器發(fā)出所述不可見(jiàn)光的波長(zhǎng)為850納米，所述攝像裝置上裝有650納米和850納米雙通濾光片。
7.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)讀機(jī)，其特征在于，所述投影模塊上設(shè)有反光鏡，所述反光鏡用來(lái)改變光線(xiàn)的投影方向。
8.一種點(diǎn)讀機(jī)的發(fā)聲方法，其特征在于，包括以下步驟將存儲(chǔ)的信息投影到投影平面；發(fā)出不可見(jiàn)光覆蓋所述投影平面；拍攝所述投影平面內(nèi)的圖像；對(duì)所述圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在所述投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋所述不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置；根據(jù)所述操作位置控制音箱發(fā)出相應(yīng)的聲音。
9.如權(quán)利要求8所述的點(diǎn)讀機(jī)發(fā)聲方法，其特征在于，所述根據(jù)所述操作位置控制所述音箱發(fā)出相應(yīng)的聲音的步驟包括根據(jù)校正關(guān)系對(duì)所述操作位置進(jìn)行處理，獲得檢測(cè)位置；根據(jù)所述檢測(cè)位置與聲音文件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀取所述聲音文件；播放所述聲音文件控制所述音箱發(fā)出相應(yīng)的聲音。
10.如權(quán)利要求9所述的點(diǎn)讀機(jī)發(fā)聲方法，其特征在于，通過(guò)對(duì)所述點(diǎn)讀機(jī)進(jìn)行標(biāo)定調(diào)整所述校正關(guān)系，所述對(duì)所述點(diǎn)讀機(jī)進(jìn)行標(biāo)定的步驟包括如下步驟 在所述投影平面內(nèi)顯示棋盤(pán)格圖像； 拍攝所述投影平面內(nèi)的棋盤(pán)格圖像； 檢測(cè)所述棋盤(pán)格圖像內(nèi)角點(diǎn)并排序； 計(jì)算調(diào)整所述校正關(guān)系的投影變換矩陣。
11.如權(quán)利要求10所述的點(diǎn)讀機(jī)發(fā)聲方法，其特征在于，是利用角點(diǎn)檢測(cè)算法提取出所述棋盤(pán)格圖像內(nèi)角點(diǎn)位置。
12.如權(quán)利要求9所述的點(diǎn)讀機(jī)發(fā)聲方法，其特征在于，通過(guò)對(duì)所述點(diǎn)讀機(jī)進(jìn)行標(biāo)定調(diào)整所述校正關(guān)系，所述對(duì)所述點(diǎn)讀機(jī)進(jìn)行標(biāo)定的步驟包括如下步驟在所述投影平面投影出包含標(biāo)記點(diǎn)的圖像； 拍攝所述投影平面內(nèi)的圖像；對(duì)所述圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在所述投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋所述不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置；根據(jù)所述操作位置和標(biāo)記點(diǎn)的位置計(jì)算調(diào)整所述校正關(guān)系的投影變換矩陣。
13.如權(quán)利要求8所述的點(diǎn)讀機(jī)發(fā)聲方法，其特征在于，獲得用戶(hù)在所述投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋所述不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置，包括以下步驟通過(guò)所述攝像裝置獲取一幀圖像；找到所述圖像中光斑出現(xiàn)的像素點(diǎn)位置；計(jì)算所述像素點(diǎn)集的中心位置；將所述中心位置轉(zhuǎn)化為投影平面所述對(duì)應(yīng)的操作位置。
14.如權(quán)利要求13所述的點(diǎn)讀機(jī)發(fā)聲方法，其特征在于，通過(guò)閾值分割和加權(quán)算法找到所述圖像中光斑出現(xiàn)的像素點(diǎn)位置。
全文摘要
一種點(diǎn)讀機(jī)，通過(guò)投影模塊將處理單元從存儲(chǔ)單元讀取的信息投影到投影平面；不可見(jiàn)光模組發(fā)出覆蓋投影平面的不可見(jiàn)光；攝像裝置拍攝投影平面內(nèi)的圖像并將圖像傳送至處理單元；處理單元對(duì)圖像進(jìn)行處理獲得用戶(hù)在投影平面內(nèi)操作時(shí)遮擋不可見(jiàn)光所產(chǎn)生的光斑對(duì)應(yīng)的操作位置，根據(jù)操作位置控制音箱發(fā)出相應(yīng)的聲音。所述點(diǎn)讀機(jī)不用特制的點(diǎn)讀筆、點(diǎn)讀課本及特制的操作屏幕即可實(shí)現(xiàn)用戶(hù)用手指或其他非透明物體在投影區(qū)域內(nèi)的直接點(diǎn)讀功能。而且點(diǎn)讀內(nèi)容不限于文字、圖片，還可投影出動(dòng)畫(huà)、視頻等豐富內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)交互娛樂(lè)功能。此外，點(diǎn)讀內(nèi)容可從網(wǎng)上下載并儲(chǔ)存于存儲(chǔ)單元，而不必購(gòu)買(mǎi)新的點(diǎn)讀課本，免去用戶(hù)的后續(xù)支出。本發(fā)明還提供一種點(diǎn)讀機(jī)的發(fā)聲方法。
文檔編號(hào)G09B5/06GK102289957SQ201110257098
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者宋展 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院