CN107729894B - 智能页码检测方法及检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能页码检测方法及检测装置，属于数据识别技术领域。本发明利用带有图像采集单元模块的电磁笔，在笔尖的附近位置切分出印刷内容，与预先存储的印刷图像或者特征块编码匹配，来确定印刷物的页码。本发明的印刷内容位于印刷物特定位置，电磁笔包括图像采集单元，图像采集单元包括位于电磁笔笔尖处的透镜，以及位于透镜后侧的图像传感器，透镜内嵌于电磁笔笔尖内凹处且透镜朝向印刷物，印刷内容通过透镜传递到电磁笔内的图像传感器。本发明不需要在手写板上设置用来检测页码的传感器，也不需要在印刷物表面印刷专门表示页码的标记，而是利用印刷物本身的内容在不同页上的区别，根据印刷内容快速图像匹配，实现页码检测。

Description

智能页码检测方法及检测装置
技术领域
本发明涉及一种智能页码检测方法及检测装置，属于数据识别技术领域。
背景技术
触控墨水笔是指能够在纸张上正常书写并同时能够将笔迹保存为电子档的一种书写记录工具。其可应用于教育、创意设计等领域。纸张可以层叠放置在触控面板上，触控技术一般采用电磁感应触控，其具有一定的感应高度，触控墨水笔的笔芯可以在纸张上书写，而其书写笔迹同时被触控面板感应到，并记录为电子文档或进行其他处理。触控墨水笔经常用于智能测验系统，例如学生在纸质的试卷上考试，答题之后，其书写轨迹也被记录下来，通过轨迹识别和人工智能等技术手段，可以对试卷立即评判和分析，给出测验成绩以及学生的整体成绩分布、分析学生的薄弱环节，省略了教师批改阅卷程序，大大提高了效率。当纸张换页时，触控面板应该作相应的处理，否则不同纸张上书写的电子轨迹就有可能有“覆盖”效应，产生相互干扰，就好像在同一张纸上反复书写。因此有必要将纸张的页码信息传递给触控面板。
专利申请公布号CN104714711A，名称为《电磁式记事本以及自动换页方法》的专利申请中提出一种通过安装图像采集单元的方式来检测纸张页码，此方法有以下缺点：(一)较大增加了产品的成本；(二)容易受外界光源的影响，形成检测误差；(三)图像采集单元置于触控面板之上，机构复杂，且不方便携带。在专利申请号为CN2016112455469，名称为《自动页码检测装置及检测和扫描方法》的专利申请中，提出用红外传感器来检测页码，需要在电磁触控板上设计一组红外传感器，增加了机构的复杂度，并且在书写纸张上需要印刷相应的标记，来表示页码。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种智能页码检测方法及检测装置,本发明利用带有图像采集单元模块的电磁笔，在笔尖的附近位置切分出印刷内容，与预先存储的印刷图像进行匹配，或者特征块编码匹配，来确定印刷物的页码。
本发明是采用以下的技术方案实现的：本发明所述的智能页码检测装置，包括电磁笔和印刷内容，印刷内容位于印刷物特定位置，电磁笔包括图像采集单元，图像采集单元包括位于电磁笔笔尖处的透镜，以及位于透镜后侧的图像传感器，透镜内嵌于电磁笔笔尖内凹处且透镜朝向印刷物，印刷内容通过透镜传递到电磁笔内的图像传感器。
优选地，所述电磁笔内置有处理单元、电磁耦合单元和电池单元，处理单元位于图像传感器后侧并分别连接电磁耦合单元和电池单元；电磁耦合单元位于图像传感器的一侧，电池单元位于处理单元和电磁耦合单元的后侧。
优选地，所述电磁耦合单元包括笔芯、电感线圈和压力传感器，笔芯前部套接于电感线圈，笔芯后端连接有压力传感器；电感线圈和压力传感器检测到的信号分别传递到处理单元。
优选地，所述透镜为透明镜片构成，透明镜片朝向印刷内容的一侧为电磁笔内凹的圆弧面。
优选地，所述印刷内容为印刷物上的固定位置的检索符号或者图像，印刷物图像或者印刷内容预先存储于电磁面板中，电磁面板将接收到的印刷内容与预先存储的为印刷物图像进行匹配，或者字符编码匹配，来确定印刷物的页码。
本发明所述的智能页码检测装置的检测方法，包括如下步骤：
S1：电磁笔在夹持有印刷物的电磁面板上书写，电磁笔的笔尖按下时压力传感器开始传输压力值；
S2：电磁笔内置的图像采集单元透过透镜实时采集带有笔尖位置以及与笔尖相邻印刷内容的图像；
S3：处理单元将图像采集单元采集到的上述字符图像，通过图像识别技术，得到当前印刷内容的特征块编码；
S4：电磁笔通过电磁耦合单元，将处理单元传递的特征块编码，通过电磁耦合原理传递到电磁面板；
S5：电磁面板接收到特征块编码，并计算出电磁笔的位置，将特征块编码与存储在电磁面板内部的印刷物该位置处的图像进行匹配得到当前书写印刷物的页码。
本发明所述的智能页码检测装置的检测方法，包括如下步骤：
S1：电磁笔在夹持有印刷物的电磁面板上书写，电磁笔的笔尖按下时压力传感器开始传输压力值；
S2：电磁笔内置的图像采集单元透过透镜实时采集带有笔尖位置以及与笔尖相邻印刷内容的图像；
S3：处理单元将图像采集单元采集到的上述图像，处理成可被快速图像匹配的小图像；
S4：电磁笔通过电磁耦合单元，将处理单元传递的小图像信息，通过电磁耦合原理传递到电磁面板；
S5：电磁面板计算出电磁笔位置，利用快速图像匹配技术，将小图像信息与存储在电磁面板内部的印刷物该位置处的图像进行匹配得到当前书写印刷物的页码。
优选地，所述步骤S5中，如果命中，则记录相应的页码；如果不命中，则再次进行S1到S5步骤，直到页码被确定。
优选地，所述步骤S5中，在首次检测完页码后，如果没有松开换页夹子，则不需要再检测页码；当电磁面板检测到一次松开换页夹子动作，当笔尖按下时，利用检测装置开始检测一次页码。
本发明的有益效果是：采用本发明所述的智能页码检测方法及检测装置，本发明利用带有图像采集单元模块的电磁笔，在笔尖的附近位置切分出印刷内容，与预先存储的印刷图像进行匹配，或者特征块编码匹配，来确定印刷物的页码；采用本发明方法，不需要在手写板上设置用来检测页码的传感器，也不需要在印刷物表面印刷专门表示页码的标记，而是利用印刷物本身的内容在不同页上的区别，根据特定位置上的快速图像匹配，实现页码检测。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的原理分析图。
图中：1、透镜；2、图像传感器；3、处理单元；4、笔芯；5、电感线圈；6、压力传感器；7、电池单元；8、印刷内容；9、笔尖位置；10、印刷物。
具体实施方式
为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明所述的智能页码检测装置，包括电磁笔和印刷内容8，印刷内容8位于印刷物10特定位置，电磁笔包括图像采集单元，图像采集单元包括位于电磁笔笔尖处的透镜1，以及位于透镜1后侧的图像传感器2，透镜1内嵌于电磁笔笔尖内凹处且透镜1朝向印刷物10，印刷内容8通过透镜1传递到电磁笔内的图像传感器2。
电磁笔内置有处理单元3、电磁耦合单元和电池单元7，处理单元3位于图像传感器2后侧并分别连接电磁耦合单元和电池单元7；电磁耦合单元位于图像传感器2的一侧，电池单元7位于处理单元3和电磁耦合单元的后侧。电磁耦合单元包括笔芯4、电感线圈5和压力传感器6，笔芯4前部套接于电感线圈5，笔芯4后端连接有压力传感器6；电感线圈5和压力传感器6检测到的信号分别传递到处理单元3。透镜1为透明镜片构成，透明镜片朝向印刷内容8的一侧为电磁笔内凹的圆弧面。印刷内容8为印刷物10上的固定位置的检索符号或者图像，印刷物10图像或者印刷内容8预先存储于电磁面板中，电磁面板将接收到的印刷内容8与预先存储的为印刷物10图像进行匹配，或者字符编码匹配，来确定印刷物10的页码。
如图2所示，本发明的使用过程如下所示：对印刷物10各页图像，利用下采样技术变为低分辨率图像，并二值化，生成检索图像；利用本发明装置的电磁笔在页面上书写，位于笔尖附近的图像采集单元将笔尖位置9及与其相邻印刷内容8图像采集下来；在电磁笔中将所采集图像进行下采样以及二值化，并进行印刷内容8切分，生成检索小图像；电磁笔利用电磁耦合技术，将该文字小图像传送到电磁面板；电磁面板利用快速图像匹配技术，得到当前书写印刷物10的页码；以上确定页码的过程，可以与书写轨迹采集，并行进行，从而不影响书写轨迹采集的速度。经过下采样以及二值化处理、印刷内容8切分后的小图像，像素值比较低，方便快速从电磁笔传送到电磁面板。并且可以在笔悬垂的时候进行传输，进一步减少对轨迹传输的影响。
实施例一：
本实施例的特点在于：切分出实际的印刷内容8，并识别后传输特征块编码。优点：特征块编码比较简短，传输速度快；缺点：电磁笔识别印刷内容8需要较大的计算量。
本实施例一的使用过程如下所示：笔尖按下时，启动拍照，同时开始传输压力值；对拍照的图像进行处理，包括识别笔尖位置9，下采样、二值化、印刷内容8图像切分；选取邻近笔尖的印刷内容8图像，进行图像识别，取得特征块编码；当笔抬起，处于悬垂状态时，传输特征块编码，以及该印刷内容8与笔尖的相对位移值；电磁触控面板接收到特征块编码，在各页码的该固定位置搜索对应特征块编码，如果命中，则记录相应的页码；如果不命中，则再次进行一到五步骤，直到页码被确定。
实施例二：
本实施例与上述实施例的区别在于：直接传输图像。优点：电磁笔不需要识别印刷内容8，计算速度更快。缺点：图像传输特征块编码复杂，传输速度慢。
本实施例二的使用过程如下所示：笔尖按下时，启动拍照，同时开始传输压力值；对拍照的图像进行处理，包括识别笔尖位置9，下采样、二值化、印刷内容8图像切分；选取邻近笔尖的印刷内容8图像块；当笔抬起，处于悬垂状态时，传输印刷内容8图像，以及该印刷内容8图像块与笔尖的相对位移值；电磁触控面板接收到印刷内容8图像块，在各页码的该固定位置进行图像匹配，如果命中，则记录相应的页码；如果不命中，则再次进行一到五步骤，直到页码被确定。
实施例二可以不必选取印刷内容8图像块，而是选取包括任意印刷图形在内的印刷内容。
由于用户在实际使用过程中，不会频繁地更换页面，所以不需要像传输压力值那样，实时将页码值传输到电磁面板。可以结合换页夹子，即利用换页夹子来检测是否换页，原理如下，首次检测完页码后，如果用户没有松开换页夹子，则不需要再检测页码。当面板检测到一次松开换页夹子动作，就会在开始在笔尖按下时，检测一次页码。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的专利涵盖范围内。

Claims (7)

1.一种智能页码检测装置，包括电磁笔、电磁面板和印刷物（10），印刷物（10）夹持于电磁面板上，印刷物（10）上印刷有印刷内容（8），其特征在于，电磁笔包括图像采集单元，图像采集单元包括位于电磁笔笔尖处的透镜（1），以及位于透镜（1）后侧的图像传感器（2），透镜（1）内嵌于电磁笔笔尖内凹处且透镜（1）朝向印刷物（10），印刷内容（8）通过透镜（1）传递到电磁笔内的图像传感器（2）；
所述电磁笔内置有处理单元（3）、电磁耦合单元和电池单元（7），处理单元（3）位于图像传感器（2）后侧并分别连接电磁耦合单元和电池单元（7）；电磁耦合单元位于图像传感器（2）的一侧，电池单元（7）位于处理单元（3）和电磁耦合单元的后侧；
所述电磁耦合单元包括笔芯（4）、电感线圈（5）和压力传感器（6），笔芯（4）前部套接于电感线圈（5），笔芯（4）后端连接有压力传感器（6）；电感线圈（5）和压力传感器（6）检测到的信号分别传递到处理单元（3）；
所述透镜（1）为透明镜片构成，透明镜片朝向印刷内容（8）的一侧为电磁笔内凹的圆弧面；所述印刷内容（8）为印刷物（10）上的固定位置的检索符号或者图像，印刷物（10）图像或者印刷内容（8）预先存储于电磁面板中，电磁笔通过电磁耦合单元，将处理单元（3）传递的图形信息或特征块编码，通过电磁耦合原理传递到电磁面板；电磁面板将接收到的内容与预先存储的印刷物（10）图像进行匹配，或者特征块编码匹配，来确定印刷物（10）的页码。
2.一种应用权利要求1所述的智能页码检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：电磁笔在夹持有印刷物（10）的电磁面板上书写，电磁笔的笔尖按下时压力传感器（6）开始传输压力值；
S2：电磁笔内置的图像采集单元透过透镜（1）实时采集带有笔尖位置（9）以及与笔尖相邻印刷内容（8）的图像；
S3：处理单元（3）将图像采集单元采集到的上述图像，通过图像识别技术，得到当前印刷内容（8）的特征块编码；
S4：电磁笔通过电磁耦合单元，将处理单元（3）传递的特征块编码，通过电磁耦合原理传递到电磁面板；
S5：电磁面板接收到特征块编码，并计算出电磁笔的位置，将特征块编码与存储在电磁面板内部的印刷物（10）该位置处的特征块编码进行匹配得到当前书写印刷物（10）的页码。
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述步骤S5中，如果命中，则记录相应的页码；如果不命中，则再次进行S1到S5步骤，直到页码被确定。
4.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述步骤S5中，在首次检测完页码后，如果没有松开换页夹子，则不需要再检测页码；当电磁面板检测到一次松开换页夹子动作，当笔尖按下时，利用检测装置开始检测一次页码。
5.一种应用权利要求1所述的智能页码检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：电磁笔在夹持有印刷物（10）的电磁面板上书写，电磁笔的笔尖按下时压力传感器（6）开始传输压力值；
S2：电磁笔内置的图像采集单元透过透镜（1）实时采集带有笔尖位置（9）以及与笔尖相邻印刷内容（8）的图像；
S3：处理单元（3）将图像采集单元采集到的上述图像，处理成可被快速图像匹配的小图像；
S4：电磁笔通过电磁耦合单元，将处理单元（3）传递的小图像信息，通过电磁耦合原理传递到电磁面板；
S5：电磁面板计算出电磁笔位置，利用快速图像匹配技术，将小图像信息与存储在电磁面板内部的印刷物（10）该位置处的图像进行匹配得到当前书写印刷物（10）的页码。
6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述步骤S5中，如果命中，则记录相应的页码；如果不命中，则再次进行S1到S5步骤，直到页码被确定。
7.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述步骤S5中，在首次检测完页码后，如果没有松开换页夹子，则不需要再检测页码；当电磁面板检测到一次松开换页夹子动作，当笔尖按下时，利用检测装置开始检测一次页码。
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