CN102436330A - 一种嵌入式电子白板及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子白板，具体涉及一种嵌入式电子白板及其实现方法。一种嵌入式电子白板包括电子面板、显示装置和用于采集电子面板上书写笔迹坐标数据的定位装置，所述电子白板与所述定位装置连接，还包括用于产生笔迹图像的笔迹生成装置，所述笔迹生成装置的输入端与定位装置连接，其输出端与显示装置连接。本发明解除了电子白板对计算机的依赖，简化电子白板应用架构，使得应用更加灵活方便，同时还大大节省了成本。本发明能够接入外部显示信号源进行显示并同时实现对外部信号源的笔迹叠加操作，解决了现有技术中不能对外部视频信号进行添加笔迹的缺陷，实现了对任意信号源的实时书写功能，大大扩大了电子白板的应用范围。

Description

一种嵌入式电子白板及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种电子白板，具体涉及一种嵌入式电子白板及其实现方法。

背景技术

电子白板是汇集了尖端电子技术、软件技术等多种高科技手段研发的高新技术产品，可以实现无纸化办公及教学。电子白板由普通白板发展而来，已得到了广泛的应用，通常电子白板由定位框与显示器结合一起，同时配备计算机，是分离式的、非嵌入式的系统架构。

定位框产生坐标信息，计算机接收定位框的坐标信息，通过软件产生笔迹，并把笔迹叠加于计算机自身的背景图像之上，最后通过计算机的标准显示输出接口输出到显示器显示。通常电子白板的定位框安装在显示器上，计算机放置于电子白板外部或机械安装一起。假如脱离了计算机，定位框书写笔迹无从产生，因此通常的电子白板是分离式的、非嵌入式的系统架构。这种系统结构存在着如下缺点：

（1）笔迹功能不能脱离计算机，当计算机没开启时进行书写就会产生软硬件故障，笔迹功能将失效；

（2）电子白板与计算机一起，安装体积大、连线复杂，成本高，使用不灵活；

（3）其它信号源如DVD播放机等，并没有计算能力，不能产生笔迹，只能把图像显示到显示器上，失去了笔迹书写功能。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种嵌入式一体化，能脱离计算机实现显示笔迹功能，能够接入外部显示信号源与笔迹进行叠加显示的嵌入式电子白板。

本发明中还提供一种嵌入式一体化，能脱离计算机实现显示笔迹功能，能够接入外部显示信号源与笔迹进行叠加显示的嵌入式电子白板实现方法。

为解决上述技术问题，本发明第一个发明目的的技术方案如下：

一种嵌入式电子白板，包括电子面板、显示装置和用于采集电子面板上书写笔迹坐标数据的定位装置，所述电子白板与所述定位装置连接，还包括用于产生笔迹图像的笔迹生成装置，所述笔迹生成装置的输入端与定位装置连接，其输出端与显示装置连接。本发明设置笔迹生成装置集成到电子白板中，将笔迹生成的功能从计算机中独立出来，使电子白板具备笔迹生成功能，脱离计算机后仍然具备书写和显示笔迹的功能。

上述方案中，还包括用于接入外部显示信号源的图像处理装置和将笔迹图像与外部显示信号源的外部图像进行叠加的笔迹叠加装置，所述图像处理装置的输入端与外部显示信号源连接，图像处理装置的输出端、笔迹生成装置的输出端均与笔迹叠加装置的输入端连接，笔迹叠加装置的输出端与显示装置连接。本发明还可以通过图像处理装置接入外部任意显示信号源并可同时将笔迹叠加到外部显示信号源的图像上。

上述方案中，所述笔迹叠加装置通过屏幕驱动装置与显示装置连接，所述屏幕驱动装置用于驱动显示装置及对笔迹叠加装置输出的图像数据进行格式转换再输出到显示装置中。屏幕驱动装置将笔迹叠加装置中输出的图像数据转换为显示装置接口格式的数据，并同时实现显示装置的驱动，把笔迹叠加后的图像信号在显示装置中输出。

上述方案中，所述图像处理装置中设置有用于对外部显示信号源进行模数转换和数据格式转换的模数转换及数据格式转换装置。所述模数转换及数据格式转换装置将外部显示信号源的图像数据统一转换成与笔迹图像同样格式的图像数据。

上述方案中，所述图像处理装置中还设置有用于将外部图像缩放至与显示装置的分辨率一样的缩放装置，其与模数转换及数据格式转换装置连接。

上述方案中，所述笔迹生成装置采用嵌入式处理器。

上述方案中，所述笔迹叠加装置采用嵌入式处理器。

本发明第二个发明目的的技术方案如下：

一种嵌入式电子白板实现方法，包括以下步骤：

利用定位装置采集电子面板上书写笔迹的坐标数据；

笔迹生成装置根据坐标数据生成与显示装置显示分辨率一样的笔迹图像；

图像处理装置接收外部信号源图像数据，并转换成分辨率与显示装置显示分辨率一样、数据格式与笔迹图像数据格式一样的外部图像； 

笔迹图像和外部图像同时输入到笔迹叠加装置中进行叠加获得叠加图像；

屏幕驱动装置将叠加图像进行数据格式转换并驱动显示装置，将经过数据格式转换的叠加图像在显示装置中输出显示。

上述方案中，生成笔迹图像时笔迹生成装置预先设定笔迹图像的背景颜色和与背景颜色不一样的笔迹颜色。

上述方案中，所述笔迹图像和外部图像同时输入到笔迹叠加装置中进行叠加获得叠加图像的具体步骤如下：

将笔迹图像和外部图像同时输入到笔迹叠加装置中；

笔迹叠加装置分别对笔迹图像和外部图像按帧进行缓存并按顺序逐一读取各像素值和各像素值在帧内的坐标位置；

笔迹叠加装置判断笔迹图像的各像素值是否等于背景图像的像素值，若笔迹图像的像素值等于背景图像的像素值，则在该像素值对应的坐标位置上输出的外部图像像素值，否则在该像素值对应的坐标位置上输出笔迹图像像素值，最后获得叠加图像各个坐标上的像素值形成叠加图像。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

（1）本发明设置笔迹生成装置集成到电子白板中形成嵌入式一体化设备，将笔迹生成的功能从计算机中独立出来，使电子白板具备笔迹生成功能，脱离计算机后仍然具备书写和显示笔迹的功能。本发明解除了电子白板对计算机的依赖，简化电子白板应用架构，使得应用更加灵活方便，同时还大大节省了成本。

（2）本发明能够接入外部显示信号源进行显示并同时实现对外部信号源的笔迹叠加操作，解决了现有技术中不能对外部视频信号进行添加笔迹的缺陷，实现了对任意信号源的实时书写功能，大大扩大了电子白板的应用范围。

附图说明

图1 为现有技术中的电子白板的结构示意图；

图2为本发明中嵌入式电子白板的结构示意图；

图3为本发明中嵌入式电子白板实现方法的流程图；

图4为本发明中对笔迹图像和外部图像进行叠加的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图2所示为本发明一种嵌入式电子白板的结构示意图，其包括依次连接的电子面板（图中为显示）、定位装置1、笔迹生成装置2、笔迹叠加装置3、屏幕驱动装置4和显示装置5，还包括与笔迹叠加装置3连接的图像处理装置6，图像处理装置6与外部显示信号源7连接。

笔迹生成装置2采用嵌入式处理器实现，如DSP、FPGA等。笔迹生成装置2根据定位装置1采集到电子面板上书写笔迹坐标数据生成笔迹图像；

图像处理装置6实现外部显示信号源7的信号接入，外部显示信号源7可以为视频信号源，图像处理装置6中设置有相互连接的模数转换及数据格式转换装置和缩放装置，将外部显示信号源7的图像数据进行模数转换和图像数据格式的转换，以及对外部显示信号源7的图像进行缩放处理。

外部显示信号源7与笔迹图像同时输入到笔迹叠加装置3中进行图像叠加；

笔迹叠加装置3要实时对图像进行叠加，实时高分辨率图像数据实时性要求较高，其一般采用嵌入式处理器，如采用大规模逻辑器件实现。

通过笔迹叠加装置3获得叠加图像后输出到屏幕驱动装置4中进行格式转换再输出到显示装置5中。

如图2所示，为本发明中一种嵌入式电子白板实现方法的流程图，所述方法包括如下步骤：

（S1）利用定位装置1采集电子面板上书写笔迹的坐标数据；

（S2）笔迹生成装置2根据坐标数据生成与显示装置5显示分辨率一样的笔迹图像；笔迹图像可以是纯数字形式的图像，可以采用RGB24的图像数值格式或其他图像数值格式。笔迹生成装置2还根据显示装置5的显示分辨率预先设定笔迹图像的分辨率，并预设好笔迹坐标数据和输出笔迹图像坐标的映射关系，还预先设定笔迹图像的背景颜色和与背景颜色不一样的笔迹图像颜色；笔迹生成装置根据坐标数据和坐标映射关系进行连续描点，生成笔迹图像。

（S3）图像处理装置6接收外部信号源7图像数据，并转换成分辨率与显示装置显示分辨率一样、数据格式与笔迹图像数据格式一样的外部图像。 

（S4）笔迹图像和外部图像同时输入到笔迹叠加装置3中进行叠加获得叠加图像；其具体是：

（S41）将笔迹图像和外部图像同时输入到笔迹叠加装置3中；

（S42）笔迹叠加装置3分别对笔迹图像和外部图像按帧进行缓存并按顺序逐一读取各像素值和各像素值在帧内的坐标位置；

（S43）笔迹叠加装置3判断笔迹图像的各像素值是否等于背景图像的像素值，若笔迹图像的像素值等于背景图像的像素值，则在该像素值对应的坐标位置上输出的外部图像像素值，否则在该像素值对应的坐标位置上输出笔迹图像像素值，最后获得叠加图像的各个坐标位置的像素值形成叠加图像。笔迹叠加装置3对笔迹图像中的各个像素值进行检测，去除笔迹图像中的背景图像，将笔迹与外部图像的进行叠加获得叠加图像。

（S5）屏幕驱动装置4将叠加图像进行数据格式转换并驱动显示装置5，将经过数据格式转换的叠加图像在显示装置5中输出显示。屏幕驱动装置4将叠加图像的数据格式转换成显示装置5接口数据格式再输出到显示装置中。

Claims (10)

1.一种嵌入式电子白板，包括电子面板、显示装置和用于采集电子面板上书写笔迹坐标数据的定位装置，所述电子白板与所述定位装置连接，其特征在于，还包括用于产生笔迹图像的笔迹生成装置，所述笔迹生成装置的输入端与定位装置连接，其输出端与显示装置连接。

2.根据权利要求1所述的嵌入式电子白板，其特征在于，还包括用于接入外部显示信号源的图像处理装置和将笔迹图像与外部显示信号源的外部图像进行叠加的笔迹叠加装置，所述图像处理装置的输入端与外部显示信号源连接，图像处理装置的输出端、笔迹生成装置的输出端均与笔迹叠加装置的输入端连接，笔迹叠加装置的输出端与显示装置连接。

3.根据权利要求2所述的嵌入式电子白板，其特征在于，所述笔迹叠加装置通过屏幕驱动装置与显示装置连接，所述屏幕驱动装置用于驱动显示装置及对笔迹叠加装置输出的图像数据进行格式转换再输出到显示装置中。

4.根据权利要求3所述的嵌入式电子白板，其特征在于，所述图像处理装置中设置有用于对外部显示信号源进行模数转换和数据格式转换的模数转换及数据格式转换装置。

5.根据权利要求4所述的嵌入式电子白板，其特征在于，所述图像处理装置中还设置有用于将外部图像缩放至与显示装置的分辨率一样的缩放装置，其与模数转换及数据格式转换装置连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的嵌入式电子白板，其特征在于，所述笔迹生成装置采用嵌入式处理器。

7.根据权利要求1至5任一项所述的嵌入式电子白板，其特征在于，所述笔迹叠加装置采用嵌入式处理器。

8.根据权利要求1-3任一项所述的嵌入式电子白板实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用定位装置采集电子面板上书写笔迹的坐标数据；

笔迹生成装置根据坐标数据生成与显示装置显示分辨率一样的笔迹图像；

图像处理装置接收外部信号源图像数据，并转换成分辨率与显示装置显示分辨率一样、数据格式与笔迹图像数据格式一样的外部图像； 

笔迹图像和外部图像同时输入到笔迹叠加装置中进行叠加获得叠加图像；

屏幕驱动装置将叠加图像进行数据格式转换并驱动显示装置，将经过数据格式转换的叠加图像在显示装置中输出显示。

9.根据权利要求8所述的嵌入式电子白板实现方法，其特征在于，生成笔迹图像时笔迹生成装置预先设定笔迹图像的背景颜色和与背景颜色不一样的笔迹颜色。

10.根据权利要求9所述的嵌入式电子白板实现方法，其特征在于，所述笔迹图像和外部图像同时输入到笔迹叠加装置中进行叠加获得叠加图像的具体步骤如下：

将笔迹图像和外部图像同时输入到笔迹叠加装置中；

笔迹叠加装置分别对笔迹图像和外部图像按帧进行缓存并按顺序逐一读取各像素值和各像素值在帧内的坐标位置；

笔迹叠加装置判断笔迹图像的各像素值是否等于背景图像的像素值，若笔迹图像的像素值等于背景图像的像素值，则在该像素值对应的坐标位置上输出的外部图像像素值，否则在该像素值对应的坐标位置上输出笔迹图像像素值，最后获得叠加图像各个坐标上的像素值形成叠加图像。

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