一種用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆及掃描方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆及掃描方法，掃描筆包括主要包括電源元件、儲(chǔ)存器、無線傳輸元件、陀螺儀、數(shù)字處理器、感光元件和光學(xué)元件；光學(xué)元件設(shè)置在筆式外殼的筆頭端，用于采集外部圖像或文字信息。本掃描筆對(duì)于大量閱讀紙質(zhì)資料的用戶，例如學(xué)生，需要對(duì)學(xué)習(xí)資料進(jìn)行大量的提取和匯總，手寫的低效率導(dǎo)致閱讀和學(xué)習(xí)過程受到阻礙，而使用此技術(shù)即可對(duì)需要的資料進(jìn)行快速記錄和查閱。又比如需要大量收集資料和靈感的設(shè)計(jì)師，本掃描筆可以為設(shè)計(jì)師快速圈定所需要的信息資料，并記錄在自己的文檔庫中以供日后的設(shè)計(jì)素材的利用。本掃描筆是專門對(duì)紙質(zhì)圖像和文字信息資料收集的產(chǎn)品，其恰好填補(bǔ)了這一領(lǐng)域的空白。
【專利說明】
一種用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆及掃描方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及圖像與文字的掃描裝置，尤其涉及一種用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆及掃描方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們閱讀水平的提高，對(duì)于信息記錄工具的要求和多樣化也越來越多，圖像信息的記錄的需求也越來越大?，F(xiàn)有掃描儀已經(jīng)無法滿足所有用戶的個(gè)性化需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、便攜方便的，且能夠滿足用戶個(gè)性化需求的用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆及掃描方法。
[0004]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]一種用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆，包括筆式外殼I，在筆式外殼I內(nèi)設(shè)有電源元件4、儲(chǔ)存器5、無線傳輸元件6、陀螺儀7、數(shù)字處理器8、感光元件9和光學(xué)元件10;所述光學(xué)元件10設(shè)置在筆式外殼I的筆頭端，用于采集外部圖像或文字信息，該光學(xué)元件10電訊連接感光元件9 ；
[0006]所述數(shù)字處理器8分別電訊連接電源元件4、儲(chǔ)存器5、無線傳輸元件6、陀螺儀7和感光元件9。
[0007]所述光學(xué)元件10包括攝像頭、透鏡，以及用于給掃描區(qū)域提供照明的發(fā)光二極管；攝像頭與感光元件9電訊連接，透鏡置于筆頭端;所述采用陀螺儀7對(duì)掃描筆的筆軸進(jìn)行定位，數(shù)字處理器8根據(jù)筆軸的不同方位和角度對(duì)攝像頭I進(jìn)行方位調(diào)節(jié)，對(duì)被掃描區(qū)域的圖像或者文字?目息進(jìn)行全景米集。
[0008]所述陀螺儀7在用戶使用時(shí)對(duì)掃描筆的掃描角度、掃描速度進(jìn)行記錄，為后續(xù)圖像的還原和圖像的全景拼接提供數(shù)據(jù)。
[0009]所述數(shù)字處理器8還分別電訊連接信號(hào)燈2及USB接口3;所述信號(hào)燈2及USB接口 3
安裝在掃描筆尾端。
[0010]所述數(shù)字處理器8為DSP、ARM或者Arduino處理器。
[0011 ]所述儲(chǔ)存器5為固態(tài)存儲(chǔ)器件或者動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器件。
[0012]—種用戶對(duì)紙質(zhì)件上感興趣區(qū)域的圖像和文字信息進(jìn)行采集的方法如下:
[0013](1)、對(duì)紙質(zhì)件上感興趣區(qū)域的圖像信息采集步驟
[0014]當(dāng)用戶需要對(duì)紙質(zhì)平面上的部分圖像進(jìn)行記錄時(shí)，用戶手持筆式外殼I，通過筆頭端在圖像的外輪廓連續(xù)畫圈，在畫圈的過程中，光學(xué)元件10中的攝像頭對(duì)圈內(nèi)圖像進(jìn)行不同角度拍照，拍照的圖像信息經(jīng)感光元件9內(nèi)的轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并傳輸?shù)綌?shù)字處理器8中，經(jīng)過數(shù)字處理器8對(duì)連續(xù)畫圈過程中所采集的多幅圖像進(jìn)行全景拼接、傾斜校正、圖像處理，最終還原所掃描圖像并儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器5中，圖像通過無線傳輸元件6或者USB接口3傳送至電腦端或手機(jī)端，從而獲得感興趣區(qū)域的全景圖像；
[0015](2)、對(duì)紙質(zhì)件上感興趣區(qū)域的文字信息采集步驟
[0016]當(dāng)用戶需要對(duì)紙質(zhì)平面上的文字進(jìn)行記錄時(shí)，用戶手持筆式外殼，通過筆頭端橫向水平隨著文字的延伸方向移動(dòng)，光學(xué)元件10中的攝像頭，將該文字光信息進(jìn)入到感光元件9，由感光元件9內(nèi)置的轉(zhuǎn)換器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并送入數(shù)字處理器8中，該數(shù)字處理器8對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行二值化、傾斜校正、圖像拼接及OCR識(shí)別，并將信息轉(zhuǎn)化成可編輯文字信息儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器5中，并通過無線傳輸元件6或USB接口 3傳送至電腦端或者手機(jī)端，從而獲得感興趣區(qū)域的文字信息。
[0017]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0018](I)解決現(xiàn)有產(chǎn)品無法掃描紙質(zhì)平面上的用戶感興趣區(qū)域的圖像的缺陷，現(xiàn)有掃描裝置只能掃描整個(gè)幅面的圖像或者部分的文字，卻無法掃描文件中的部分圖像。本發(fā)明利用陀螺儀以及攝像頭裝置對(duì)手勢所圈定圖像進(jìn)行定位，后期應(yīng)用全景算法拼接技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行合成，從而得到所需要的圖像。
[0019](2)解決了現(xiàn)有掃描裝置的操作不易用性?，F(xiàn)有掃描裝置的操作具有局限性，平板式掃描儀需要將掃描件放入后對(duì)機(jī)器進(jìn)行相應(yīng)的操作才可以掃描，而筆式的掃描筆必須橫向水平勻速掃刷才可掃描文字。本發(fā)明通過攝像頭與陀螺儀相結(jié)合，可以對(duì)手勢和筆的姿勢、傾斜角度、速度等進(jìn)行分析，從而運(yùn)用后期的圖像算法得以恢復(fù)真實(shí)圖像。本發(fā)明所提供的掃描筆使人機(jī)交互更加流暢、簡易。
[0020](3)本發(fā)明的功能對(duì)于大量閱讀紙質(zhì)資料的用戶，例如學(xué)生，需要對(duì)學(xué)習(xí)資料進(jìn)行大量的提取和匯總，手寫的低效率導(dǎo)致閱讀和學(xué)習(xí)過程受到阻礙，而使用此技術(shù)即可對(duì)需要的資料進(jìn)行快速記錄和查閱。又比如需要大量收集資料和靈感的設(shè)計(jì)師，本發(fā)明可以為設(shè)計(jì)師快速圈定所需要的信息資料，并記錄在自己的文檔庫中以供日后的設(shè)計(jì)素材的利用。
[0021](4)現(xiàn)有記錄圖像信息的裝置都需要對(duì)其進(jìn)行學(xué)習(xí)，例如照相機(jī)、掃描儀等。卻沒有一種專門對(duì)紙質(zhì)圖像和文字信息資料收集的產(chǎn)品。本發(fā)明恰好填補(bǔ)了這一空白。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆工作邏輯圖框圖。
[0024]圖3為圖像信息獲取使用方式示意圖。
[0025]圖4為文字信息獲取使用方式示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0027]實(shí)施例
[0028]如圖1至4所示。本發(fā)明公開了一種用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆，包括筆式外殼I，在筆式外殼I內(nèi)設(shè)有電源元件4、儲(chǔ)存器5、無線傳輸元件6(如藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸、紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)?、陀螺儀7、數(shù)字處理器8、感光元件9和光學(xué)元件10;所述光學(xué)元件10設(shè)置在筆式外殼I的筆頭端，用于采集外部圖像或文字信息，該光學(xué)元件10電訊連接感光元件9;
[0029]所述數(shù)字處理器8分別電訊連接電源元件4、儲(chǔ)存器5、無線傳輸元件6、陀螺儀7和感光元件9。陀螺儀7用于感知掃描筆內(nèi)視準(zhǔn)軸與平面的夾角、掃描筆的運(yùn)動(dòng)加速度和角速度。
[0030]所述光學(xué)元件10包括攝像頭、透鏡，以及用于給掃描區(qū)域提供照明的發(fā)光二極管；攝像頭與感光元件9電訊連接，透鏡置于筆頭端;所述采用陀螺儀7對(duì)掃描筆的筆軸進(jìn)行定位，數(shù)字處理器8根據(jù)筆軸的不同方位和角度對(duì)攝像頭I進(jìn)行方位調(diào)節(jié)，對(duì)被掃描區(qū)域的圖像或者文字?目息進(jìn)行全景米集。
[0031]攝像頭I在掃描筆移動(dòng)的同時(shí)多次或多角度對(duì)用戶感興趣的區(qū)域信息進(jìn)行采集(拍攝)，以便信息得以真實(shí)記錄并還原。
[0032]所述陀螺儀7在用戶使用時(shí)對(duì)掃描筆的掃描角度、掃描速度進(jìn)行記錄，為后續(xù)圖像的還原和圖像的全景拼接提供數(shù)據(jù)。攝像頭I以及陀螺儀7將圈定的以一定的角度隨著掃描筆和手勢的運(yùn)動(dòng)的圖像光信息多次將光信號(hào)反饋到感光器件9中。
[0033]所述數(shù)字處理器8還分別電訊連接信號(hào)燈2及USB接口3;所述信號(hào)燈2及USB接口 3安裝在掃描筆尾端。USB接口 3兼做作掃描筆充電或電源接口。信號(hào)燈2根據(jù)用戶使用情況提供燈光反饋。
[0034]所述數(shù)字處理器8為DSP、ARM或者Arduino等處理器;所述儲(chǔ)存器5為固態(tài)或者動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器件;感光元件1優(yōu)選CCD或CMOS。
[0035]對(duì)圖像信息進(jìn)行采集時(shí)，感光元件9將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信息傳送至數(shù)字信號(hào)處理器8中，數(shù)字信號(hào)處理器8通過陀螺儀7記錄的筆勢信息對(duì)圖像信息進(jìn)行圖像還原處理，包含傾斜矯正、感興趣區(qū)域邊界處理，圖像全景算法拼接，得到的還原的圖像儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器件5中，并通過藍(lán)牙或者USB接口 3傳送至電腦或手機(jī)端軟件平臺(tái)自動(dòng)保存圖像供用戶進(jìn)行查看。
[0036]對(duì)文字信息進(jìn)行采集時(shí)，用戶通過水平掃刷所需要文字區(qū)域的方式使用該掃描筆進(jìn)行文字錄入，筆頭與紙面11相接觸，攝像頭I和信號(hào)燈2進(jìn)行啟動(dòng)，文字圖像信息通過攝像頭I進(jìn)入到感光元件9，感光元件9內(nèi)置轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后傳送至數(shù)字信號(hào)處理器8對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理、圖像還原(圖像二值化、傾斜矯正以及全景拼圖等算法)再通過OCR將圖像中的文字可編輯化，經(jīng)過藍(lán)牙或者USB接口 3傳送至電腦或手機(jī)端軟件平臺(tái)自動(dòng)保存可編輯化的文字信息供用戶編輯。當(dāng)筆頭距離紙面11超過設(shè)定的距離時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理器8控制信號(hào)燈2使之關(guān)閉，并且攝像頭I停止工作。
[0037]用戶對(duì)紙質(zhì)件上感興趣區(qū)域的圖像和文字信息進(jìn)行采集，可通過如下步驟實(shí)現(xiàn):
[0038](1)、對(duì)紙質(zhì)件上感興趣區(qū)域的圖像信息采集步驟
[0039]當(dāng)用戶需要對(duì)紙質(zhì)平面上的部分圖像進(jìn)行記錄時(shí)，用戶手持筆式外殼I，通過筆頭端在圖像的外輪廓連續(xù)畫圈，在畫圈的過程中，光學(xué)元件10中的攝像頭對(duì)圈內(nèi)圖像進(jìn)行不同角度拍照，拍照的圖像信息經(jīng)感光元件9內(nèi)的轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并傳輸?shù)綌?shù)字處理器8中，經(jīng)過數(shù)字處理器8對(duì)連續(xù)畫圈過程中所采集的多幅圖像進(jìn)行全景拼接、傾斜校正、圖像處理，最終還原所掃描圖像并儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器5中，圖像通過無線傳輸元件6或者USB接口3傳送至電腦端或手機(jī)端，從而獲得感興趣區(qū)域的全景圖像；
[0040](2)、對(duì)紙質(zhì)件上感興趣區(qū)域的文字信息采集步驟
[0041]當(dāng)用戶需要對(duì)紙質(zhì)平面上的文字進(jìn)行記錄時(shí)，用戶手持筆式外殼，通過筆頭端橫向水平隨著文字的延伸方向移動(dòng)，光學(xué)元件10中的攝像頭，將該文字光信息進(jìn)入到感光元件9，由感光元件9內(nèi)置的轉(zhuǎn)換器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并送入數(shù)字處理器8中，該數(shù)字處理器8對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行二值化、傾斜校正、圖像拼接及OCR識(shí)別，并將信息轉(zhuǎn)化成可編輯文字信息儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器5中，并通過無線傳輸元件6或USB接口 3傳送至電腦端或者手機(jī)端，從而獲得感興趣區(qū)域的文字信息。
[0042]如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0043]本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆，其特征在于包括筆式外殼，在筆式外殼內(nèi)設(shè)有電源元件(4)、儲(chǔ)存器(5)、無線傳輸元件(6)、陀螺儀(7)、數(shù)字處理器(6)、感光元件(9)和光學(xué)元件(10);所述光學(xué)元件(10)設(shè)置在筆式外殼的筆頭端，用于采集外部圖像或文字信息，該光學(xué)元件(1)電訊連接感光元件(9); 所述數(shù)字處理器(6)分別電訊連接電源元件(4)、儲(chǔ)存元件5、無線傳輸元件(6)、陀螺儀(7)和感光元件(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆，其特征在于:所述光學(xué)元件(10)包括攝像頭、透鏡，以及用于給掃描區(qū)域提供照明的發(fā)光二極管;攝像頭與感光元件(9)電訊連接，透鏡置于筆頭端;所述采用陀螺儀(7)對(duì)掃描筆的筆軸進(jìn)行定位，數(shù)字處理器8根據(jù)筆軸的不同方位和角度對(duì)攝像頭(I)進(jìn)行方位調(diào)節(jié)，對(duì)被掃描區(qū)域的圖像或者文字信息進(jìn)行全景米集。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆，其特征在于:所述陀螺儀(7)在用戶使用時(shí)對(duì)掃描筆的掃描角度、掃描速度進(jìn)行記錄，為后續(xù)圖像的還原和圖像的全景拼接提供數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆，其特征在于:所述數(shù)字處理器(6)還分別電訊連接有信號(hào)燈(2)及USB接口(3);所述信號(hào)燈(2)及USB接口(3)安裝在掃描筆尾端。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆，其特征在于:所述數(shù)字處理器(6)為DSP、ARM或者Arduino處理器。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆，其特征在于:所述儲(chǔ)存器(5)為固態(tài)存儲(chǔ)器件或者動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器件。7.—種用戶對(duì)紙質(zhì)件上感興趣區(qū)域的圖像和文字信息進(jìn)行采集的方法，其特征在于采用權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述用戶感興趣區(qū)域的圖像和文字掃描筆實(shí)現(xiàn)，其包括如下步驟: (I )、對(duì)紙質(zhì)件上感興趣區(qū)域的圖像信息采集步驟 當(dāng)用戶需要對(duì)紙質(zhì)平面上的部分圖像進(jìn)行記錄時(shí)，用戶手持筆式外殼，通過筆頭端在圖像的外輪廓連續(xù)畫圈，在畫圈的過程中，光學(xué)元件(10)中的攝像頭對(duì)圈內(nèi)圖像進(jìn)行不同角度拍照，拍照的圖像信息感光元件(9)內(nèi)的轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并傳輸?shù)綌?shù)字處理器(6)中，經(jīng)過數(shù)字處理器(6)對(duì)連續(xù)畫圈過程中所采集的多幅圖像進(jìn)行全景拼接、傾斜校正、圖像處理，最終還原所掃描圖像并儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器(5)中，圖像通過無線傳輸元件(6)或者USB接口(3)傳送至電腦端或手機(jī)端，從而獲得感興趣區(qū)域的全景圖像； (2)、對(duì)紙質(zhì)件上感興趣區(qū)域的文字信息采集步驟 當(dāng)用戶需要對(duì)紙質(zhì)平面上的文字進(jìn)行記錄時(shí)，用戶手持筆式外殼，通過筆頭端橫向水平隨著文字的延伸方向移動(dòng)，光學(xué)元件(10)中的攝像頭，將該文字光信息進(jìn)入到感光元件(9)，由感光元件(9)內(nèi)置的轉(zhuǎn)換器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并送入數(shù)字處理器(6)中，該數(shù)字處理器(6)對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行二值化、傾斜校正、圖像拼接及OCR識(shí)別，并將信息轉(zhuǎn)化成可編輯文字信息儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器(5)中，并通過無線傳輸元件(6)或USB接口(3)傳送至電腦端或者手機(jī)端，從而獲得感興趣區(qū)域的文字信息。
【文檔編號(hào)】G06K9/24GK105893997SQ201610253399
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】熊志勇, 阮柳青, 周雪
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)