CN102136201B

CN102136201B - 摄像式点读机

Info

Publication number: CN102136201B
Application number: CN 201010300522
Authority: CN
Inventors: 黄武君
Original assignee: Shenzhen Huapu Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Huapu Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2030-01-21
Also published as: CN102136201A

Abstract

本发明提供了一种摄像式点读机，包括读音装置、信号发射笔以及与摄像式点读机配套的课本。摄像式点读机还包括与课本相对设置的摄像装置，课本的页面设置有页面标识，信号发射笔点击与摄像式点读机配套的课本并发射启动信号，摄像装置根据启动信号启动并采集课本的图像，读音装置对课本的图像进行处理，判断出页面标识记载的信息以及信号发射笔点击位置的坐标，然后根据页面标识的信息和坐标调用对应的语音数据，并转换为语音输出。本发明提供的摄像式点读机结构简单、体积小、易携带、价格低廉。

Description

摄像式点读机

【技术领域】

本发明涉及一种点读机，更具体说，涉及一种摄像式点读机。

【背景技术】

目前，市场上流行一种能够与课本教材等纸质媒体配合使用的点读机，以用于教学辅助。在使用这种点读机时，用户将课本教材等纸质媒体铺设在该点读机的触摸板上，当用户点击课本教材上的文字或图片时，课本教材下方的触摸板通过感应阵列和数据处理电路采集点击位置的坐标信号，进而在点读机的语音数据存储单元中寻址出该坐标信号所对应的语音数据，然后通过语音处理电路将语音数据处理为音频信号并经由扬声器输出。

然而，上述点读机在使用时仍存在种种不便，特别是需要配备具有感应阵列的触摸板。课本教材必须与触摸板严格对应，如果课本教材在使用过程中移动，就可能造成触摸板所感应的点击位置错误，进而输出错误的语音数据或者不能读音。而且触摸板的感应阵列在使用过程中由于经常按压的关系也会有灵敏度下降的问题，按压力度过大时还可能造成感应阵列损坏而无法使用。并且上述触摸板还存在装置体积大、不易携带、使用成本较高的问题。

【发明内容】

有鉴于现有技术中电子点读机的上述问题，本发明提供了一种无需配备触摸板的摄像式点读机。

本发明提供一种摄像式点读机，包括读音装置、信号发射笔以及与摄像式点读机配套的课本。摄像式点读机还包括与课本相对设置的摄像装置，课本的页面设置有页面标识，信号发射笔点击与摄像式点读机配套的课本并发射启动信号，摄像装置根据启动信号启动并采集课本的图像，读音装置对课本的图像进行处理，判断出页面标识记载的信息以及信号发射笔点击位置的坐标，然后根据页面标识的信息和坐标调用对应的语音数据，并转换为语音输出。

根据本发明的摄像式点读机，由于其较常规的电子式点读机不需要电子感应阵列，而使得根据本发明的摄像式点读机结构简单、体积小、易携带、价格低廉，适于产业应用。

【附图说明】

图1示出了本发明的摄像式点读机的第一实施方式的结构示意图。

图2示出了本发明的与摄像式点读机配套的课本的一页。

图3示出了本发明的摄像式点读机的第二实施方式的结构示意图。

【具体实施方式】

下面将参考附图在下文中更详细地描述本发明的具体实施方式。然而，本发明可体现为不同的形式并且不应被认为限于本文的实施方式。而是提供此等实施方式使得本揭露内容全面且完整，且向本领域技术人员全面传达本发明的范畴。

图1示出了本发明的摄像式点读机的第一实施方式的结构示意图。请参考图1，本发明的摄像式点读机10包括读音装置11、摄像装置12、信号发射笔13以及与摄像式点读机10配套的课本14。课本14记载有文字或图片等媒体内容，用户使用信号发射笔13在课本14上点选所要学习的媒体内容，信号发射笔13内设置有传感器，其可以根据用户的点击操作产生启动信号，并通过发射红外信号、光信号、无线电信号等无线传输的方式与读音装置11进行数据通讯。在本发明的优选实施方式中，读音装置11和摄像装置12在未接收到启动信号时是处于待机状态，以降低系统功耗，并提高读音装置11的反应时间和处理速度。当读音装置11接收到信号发射笔13提供的启动信号之后，读音装置11随即控制摄像装置12采集图像。由于上述处理过程所耗时间极短，通常为毫秒量级，此时信号发射笔13的端部仍停留在点击位置处，即摄像装置12所采集的图像中包括信号发射笔13的端部点击课本14时的位置图像。此外，课本14的页面还设置有页面标识，页面标识用于记载课本编号、版本号、页码、页面长宽比例、图文区坐标、行数、列数、灰度值等信息之一或其组合，所以摄像装置12所采集的图像中也会包括页面标识的图像。摄像装置12所采集的图像经由有线传输或者无线传输的方式传输至读音装置11。读音装置11对图像进行处理，判断出页面标识所包括的信息以及信号发射笔13的端部在课本14上的点击位置坐标，然后根据页面标识信息和坐标调用对应的语音数据，并转换为语音输出，用户即可听到与课本14上的点击位置对应的文字或图案的读音和/或相关内容介绍。

在本发明的优选实施方式中，读音装置11进一步包括处理模块110、无线模块120、语音模块130和电源管理模块140。

无线模块120可以包括红外数据通讯(IrDA)模块、射频(RF)模块、光检测模块、蓝牙(Bluetooth)模块之一或其组合，其与信号发射笔13相互配合，用于检测信号发射笔13发射的红外、光、无线电等形式的启动信号，并将启动信号转换为电信号形式传输至处理模块110。

处理模块110包括图像处理单元111、中央处理单元112和存储单元113。中央处理单元112用于控制摄像式点读机10中各装置和模块的工作运行，控制摄像式点读机10的数据输入过程、数据处理过程以及数据输出过程。当处理模块110接收到无线模块120传输的启动信号之后，中央处理单元112随即发出控制指令至摄像装置12，以控制摄像装置12采集当前图像，并控制摄像装置12将所采集的图像回输至处理模块110。中央处理单元112可以通过控制指令控制摄像装置12的曝光量，以取得足够清晰的图像。图像处理单元111根据摄像装置12获取的图像而确定课本14的页面标识信息、页面图文区域边界以及信号发射笔13端部的点击位置坐标。中央处理单元112根据获得的页面标识信息以及点击位置坐标等信息，在存储单元113中调用对应的语音数据，并将该语音数据传输给语音单元130。图像处理单元111根据图像获得页面标识信息、页面图文区域边界以及点击位置坐标的具体过程将在下文中结合附图2作详细说明。

语音单元130包括音频处理电路和扬声器，其语音数据经音频处理电路处理后经由扬声器发声，用户即可听到与课本14上的点击位置对应的文字或图案的读音和/或相关内容介绍。

电源管理模块140用于为处理模块110、无线模块120、语音模块130提供电流，其接收处理模块110的控制指令，当处于非工作状态时，使得读音装置11处于待机状态，以降低系统功耗。

图2示出了本发明的与摄像式点读机配套的课本的一页。参考图2，课本14的页面20包括空白区域21、页面标识22和图文区域23。空白区域21由于是纯白色区域，因此可以与背景图像和图文区域23相区分，其具有背景边界211和图文边界212。在本发明的优选实施方式中，页面标识22可以包括字符、图案、一维条码、二维条码、矩阵图、点阵图、堆栈图之一或其组合，用于记载课本编号、版本号、页码、页面长宽比例、图文区坐标、行数、列数等信息之一或其组合。

请结合图1和图2，图像处理单元111根据预定的图像识别算法对摄像装置12采集的图像进行处理。在本发明的优选实施方式中，上述图像处理过程包括边缘检测、特征识别、坐标计算等过程。边缘检测用于确定课本14的背景边界211和图文边界212。由于课本14的边缘和图文区域23之间具有较宽的空白区域21，此空白区域21相对于背景图像具有明显的边界特征，因此通过例如霍夫(Hough)变换或是图像二值化的方法，可以容易地确定出课本14的背景边界211和图文边界212在图像中的位置。当背景边界211和图文边界212确定之后，即可以得知图文区域23在图像中的位置坐标范围，即图2中(0，0)点至B点(x2，y2)的位置坐标范围。特征识别用于检测出图像中信号发射笔13的端部的图像特征，进而判断出点击位置24(A点)在该图像中的位置。坐标计算用于计算出点击位置24(A点)相对于图文区域23的坐标值，由于信号发射笔13的端部区域较大，因此该坐标值可以是区域范围值。

在本发明的优选实施方式中，图像处理单元111的图像处理过程中还包括标识识别过程。标识识别用于识别出页面标识22，其可以在图像处理开始进行，也可以在边缘检测确定了背景边界211和图文边界212之后进行。由于页面标识22相对于背景边界211和图文边界212的位置固定，因此在边缘检测之后进行可以减少图像处理的计算量。

在本发明的优选实施方式中，图像处理单元111的图像处理过程中还包括失真纠正过程。由于成像距离和成像角度的关系，摄像装置12所采集的图像可能会有所变形，例如桶形变形会造成直线在图像中表现为曲线，这可能影响后续的坐标计算。失真纠正可以校正这种图像变形。请参考图2，图文区域23中还包括校正标志25和坐标辅助线26，校正标志25和坐标辅助线26在图文区域23中的相对位置是固定的，图像处理单元111可以对校正标志25和坐标辅助线26进行识别。当图像变形较严重的情况下，图像处理单元111根据校正标志25进行坐标定位以及分区域校正，还可以根据坐标辅助线26对各区域的坐标系进行修正。

图3示出了本发明的摄像式点读机的第二实施方式的结构示意图。请参考图3，与本发明摄像式点读机的第一实施方式的不同之处在于，无线模块321设置在摄像装置32上，由于用户在使用摄像式点读机时，摄像装置32与课本34之间通常无遮挡物，因此这种设置方式有利于无线模块321接收信号发射笔33发射的启动信号。无线模块321在接收信号发射笔33发射的启动信号之后，可以将启动信号直接传输至摄像装置32以唤醒其进入工作状态进行摄像。在另一种实施方式中，无线模块321也可以将启动信号经由有线传输或者无线传输的方式传输至读音装置11中的处理模块310，通过处理模块310对摄像装置32进行控制。

根据本发明的摄像式点读机，由于其相较常规的电子式点读机不需要电子感应阵列，而使得根据本发明的摄像式点读机结构简单、体积小、易携带、价格低廉，适于产业应用。

上述的实施方式仅用来列举本发明的实施方式，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利范围应以本申请权利要求书限定的范围为准。

Claims

1.一种摄像式点读机，包括：读音装置、信号发射笔以及与摄像式点读机配套的课本，其特征在于，该摄像式点读机还包括与该课本相对设置的摄像装置，该课本的页面设置有页面标识，该信号发射笔点击与该摄像式点读机配套的课本并发射启动信号，该摄像装置根据该启动信号启动并采集该课本的图像，该读音装置对该课本的图像进行处理，判断出页面标识记载的信息以及该信号发射笔点击位置的坐标，然后根据页面标识的信息和坐标调用对应的语音数据，并转换为语音输出。

2.根据权利要求1该的摄像式点读机，其特征在于，该读音装置和该摄像装置在未接收到该启动信号时是处于待机状态。

3.根据权利要求1该的摄像式点读机，其特征在于，该页面标识包括课本编号、版本号、页码、页面长宽比例、图文区坐标、行数、列数信息之一或其组合。

4.根据权利要求1该的摄像式点读机，其特征在于，该信号发射笔内设置有传感器，其可以根据点击操作产生该启动信号，并通过发射红外信号、光信号或者无线电信号的方式与该读音装置进行数据通讯。

5.根据权利要求1该的摄像式点读机，其特征在于，该信号发射笔内设置有传感器，其可以根据点击操作产生该启动信号，并通过发射红外信号、光信号、无线电信号、无线传输的方式与该摄像装置进行数据通讯。

6.根据权利要求1该的摄像式点读机，其特征在于，该读音装置进一步包括处理模块，该处理模块接收该启动信号之后，控制该摄像装置采集图像并回输至该处理模块，该处理模块根据该摄像装置获取的图像而确定该课本的页面标识的信息、页面图文区域边界以及该信号发射笔点击位置的坐标。

7.根据权利要求6该的摄像式点读机，其特征在于，该处理模块进一步包括图像处理单元，其根据预定的图像识别算法对该摄像装置采集的图像进行处理。

8.根据权利要求7该的摄像式点读机，其特征在于，该课本包括图文区域和空白区域，该图像处理单元通过边缘检测确定该空白区域在该图像中的边界，进而确定该图文区域在该图像中的位置坐标范围。

9.根据权利要求7该的摄像式点读机，其特征在于，该图像处理单元通过特征识别检测出该信号发射笔的端部的图像特征，进而判断出该信号发射笔点击位置在该图像中的坐标。

10.根据权利要求7该的摄像式点读机，其特征在于，该图像处理单元通过标识识别过程识别出该页面标识记载的信息。