CN114546311B - 用于智慧课堂的多显示终端投屏系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于智慧课堂的多显示终端投屏系统和方法，涉及无线投屏技术领域。本发明通过在显示终端进行播放前，基于投屏文件的内容，将投屏文件拆分为若干个目标图片；并对各类程序进行标记并实时获取顶部程序信息；当顶部程序为第一程序时，固定第一程序的缩放比例，并实时采集用户对第一程序的操作，基于用户操作选择目标图片，并将目标图片发送至第一显示终端进行显示；当顶部程序为第二程序时，基于投屏协议将第二程序的画面投至第二显示终端；当顶部程序为第三程序时，停止向第二显示终端投屏，使得能够在两个显示终端上同时投屏不同的教学内容，且能够避免非投屏内容在显示终端上被显示。

Description

用于智慧课堂的多显示终端投屏系统和方法
技术领域
本发明涉及无线投屏技术领域，具体涉及一种用于智慧课堂的多显示终端投屏系统和方法。
背景技术
无线投屏又叫无线同屏、飞屏、屏幕共享。具体来说，就是通过某种技术方法将移动设备A(如手机、平板、笔记本、电脑)的画面“实时地”显示到另一个设备屏幕上B(平板、笔记本、电脑、电视、一体机、投影仪)，输出的内容包括各类媒体信息和实时操作画面。该技术也被越来越多的用在智能课堂领域，方便老师进行课件展示。
现有无线投屏技术比较成熟的方案主要包括：苹果阵营的Airplay屏幕镜像，WIFI联盟的Miracast协议，以及其他公司的DLNA推送。
现有方案均是1对1的方式进行投屏，如果需要同时将两个内容分别投屏至两个显示终端，则现有方法无法实现。现有的解决方式通常采用的是Airplay对操作系统的整个界面进行展示，但此方案下无需进行投屏的内容也会在显示终端上展示，导致使用上存在不便。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于智慧课堂的多显示终端投屏系统和方法，解决了现有的投屏技术无法实现在多个显示终端上同时投屏不同内容的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
第一方面，本发明提供了一种用于智慧课堂的多显示终端投屏系统，该系统包括：
投屏内容获取模块，用于获取投屏文件和投屏程序；
投屏文件拆分模块，用于在显示终端进行播放前，基于投屏文件的内容，将投屏文件拆分为若干个目标图片；
程序标记模块，用于将打开投屏文件的程序标记为第一程序；将非文件投屏的程序标记为第二程序；将其他程序标记为第三程序；
顶部程序监测模块，用于实时获取顶部程序信息；
投屏执行模块，用于当顶部程序为第一程序时，固定第一程序的缩放比例，并实时采集用户对第一程序的操作，基于用户操作选择目标图片，并将目标图片发送至第一显示终端进行显示；当顶部程序为第二程序时，基于投屏协议将第二程序的画面投至第二显示终端；当顶部程序为第三程序时，停止向第二显示终端投屏。
进一步的，所述投屏文件的类型为word文件或cad文件。
进一步的，所述投屏文件拆分模块，包括：
word文件拆分单元，用于基于投屏文件的页数拆分，并将每一页的内容进行截图生成对应的目标图片；
cad文件拆分单元，用于对投屏文件进行全局截图，并将全局截图划分成若干个独立区域，且将每个独立区域生成对应的目标图片，并生成每个目标图片的页面信息。
进一步的，所述基于用户操作选择目标图片，包括：
基于采集到的滑动操作，根据预设算法将滑动操作转化为移动向量，基于移动向量计算滑动停止时的页面信息，并基于页面信息更新目标图片。
进一步的，所述生成每个目标图片的页面信息，包括：将独立区域的中心点位置作为页面信息。
进一步的，所述将全局截图划分成若干个独立区域，包括：
基于全局截图构建二维坐标系，并对全局截图进行角点检测，得到cad图像的角点坐标；
利用聚类算法对角点坐标进行聚类，将角点坐标划分为k个簇；
基于每个簇中各个角点坐标在x和y轴上的最值，构建一个对应的虚拟矩形框；
基于预设第一系数对各个虚拟矩形框进行放大，得到目标矩形框；
检测每个目标矩形框与其他簇对应的虚拟矩形框是否相交，若是，则基于第二系数对目标矩形框进行缩小，直至目标矩形框与其他簇对应的虚拟矩形框相交后，将每个目标矩形框作为独立区域。
第二方面，提供了一种用于智慧课堂的多显示终端投屏方法，包括如下步骤：
获取投屏文件和投屏程序；
在显示终端进行播放前，基于投屏文件的内容，将投屏文件拆分为若干个目标图片；
将打开投屏文件的程序标记为第一程序；将非文件投屏的程序标记为第二程序；将其他程序标记为第三程序；
实时获取顶部程序信息；
当顶部程序为第一程序时，固定第一程序的缩放比例，并实时采集用户对第一程序的操作，基于用户操作选择目标图片，并将目标图片发送至第一显示终端进行显示；当顶部程序为第二程序时，基于投屏协议将第二程序的画面投至第二显示终端；当顶部程序为第三程序时，停止向第二显示终端投屏。
进一步的，所述投屏文件的类型为word文件或cad文件。
进一步的，所述在显示终端进行播放前，基于投屏文件的内容，将投屏文件拆分为若干个目标图片，包括：
对于word文件，基于投屏文件的页数拆分，并将每一页的内容进行截图生成对应的目标图片；
对于cad文件，对投屏文件进行全局截图，并将全局截图划分成若干个独立区域，且将每个独立区域生成对应的目标图片，并生成每个目标图片的页面信息。
进一步的，所述将全局截图划分成若干个独立区域，包括：
基于全局截图构建二维坐标系，并对全局截图进行角点检测，得到cad图像的角点坐标；
利用聚类算法对角点坐标进行聚类，将角点坐标划分为k个簇；
基于每个簇中各个角点坐标在x和y轴上的最值，构建一个对应的虚拟矩形框；
基于预设第一系数对各个虚拟矩形框进行放大，得到目标矩形框；
检测每个目标矩形框与其他簇对应的虚拟矩形框是否相交，若是，则基于第二系数对目标矩形框进行缩小，直至目标矩形框与其他簇对应的虚拟矩形框相交后，将每个目标矩形框作为独立区域。
(三)有益效果
本发明提供了一种用于智慧课堂的多显示终端投屏系统和方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：
本发明通过在显示终端进行播放前，基于投屏文件的内容，将投屏文件拆分为若干个目标图片；并对各类程序进行标记并实时获取顶部程序信息；当顶部程序为第一程序时，固定第一程序的缩放比例，并实时采集用户对第一程序的操作，基于用户操作选择目标图片，并将目标图片发送至第一显示终端进行显示；当顶部程序为第二程序时，基于投屏协议将第二程序的画面投至第二显示终端；当顶部程序为第三程序时，停止向第二显示终端投屏，使得能够在两个显示终端上同时投屏不同的教学内容，且能够避免非投屏内容在显示终端上被显示。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的系统框图；
图2为本发明实施例的cad文件拆分独立区域的示意图；
图3为本发明实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例通过提供一种用于智慧课堂的多显示终端投屏系统和方法，解决了现有的投屏技术无法实现在多个显示终端上同时投屏不同内容的问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例1：
如图1所示，本发明提供了一种用于智慧课堂的多显示终端投屏系统，该系统包括：
投屏内容获取模块，用于获取投屏文件和投屏程序；
投屏文件拆分模块，用于在显示终端进行播放前，基于投屏文件的内容，将投屏文件拆分为若干个目标图片；
程序标记模块，用于将打开投屏文件的程序标记为第一程序；将非文件投屏的程序标记为第二程序；将其他程序标记为第三程序；
顶部程序监测模块，用于实时获取顶部程序信息；
投屏执行模块，用于当顶部程序为第一程序时，固定第一程序的缩放比例，并实时采集用户对第一程序的操作，基于用户操作选择目标图片，并将目标图片发送至第一显示终端进行显示；当顶部程序为第二程序时，基于投屏协议将第二程序的画面投至第二显示终端；当顶部程序为第三程序时，停止向第二显示终端投屏。
本实施例的有益效果为：
本发明实施例通过在显示终端进行播放前，基于投屏文件的内容，将投屏文件拆分为若干个目标图片；并对各类程序进行标记并实时获取顶部程序信息；当顶部程序为第一程序时，固定第一程序的缩放比例，并实时采集用户对第一程序的操作，基于用户操作选择目标图片，并将目标图片发送至第一显示终端进行显示；当顶部程序为第二程序时，基于投屏协议将第二程序的画面投至第二显示终端；当顶部程序为第三程序时，停止向第二显示终端投屏，使得能够在两个显示终端上同时投屏不同的教学内容，且能够避免非投屏内容在显示终端上被显示。
下面以教师在智慧课堂上时利用智能移动终端(如笔记本、平板、手机等)向两个显示终端(如智能电视)分别投屏教学视频和教学课件文件为例对本发明实施例的实现过程进行详细说明：
S1、利用投屏内容获取模块获取投屏文件和投屏程序。
具体的，投屏文件可为老师编辑的教学课件，如word文件或机械生常用的cad文件，也可以采用ppt等其他文件，而投屏程序可以是视频播放程序，此外投屏文件和投屏程序的获取是基于用户选定的程序决定的，例如，对于文件的投屏，在打开投屏文件后，在软件中点击投屏按钮，此时该文件即选取为投屏文件。对于程序的投屏，以视频播放程序为例，在某个视频界面下点击投屏，该视频文件和播放程序即选择为投屏程序。可以采用airplay或是dlna的方式进行投屏。
S2、利用投屏文件拆分模块，在显示终端进行播放前，基于投屏文件的内容，将投屏文件拆分为若干个目标图片。
具体的，以word文件和cad文件的拆分为例进行说明：
投屏文件拆分模块包括：word文件拆分单元和cad文件拆分单元。
对于word文件，利用word文件拆分单元基于投屏文件的页数拆分，并将每一页的内容进行截图生成对应的目标图片。
举例说明，选择一个word文件作为投屏文件后，获取其对应的页数，在确定缩放比例后(例如自动适配屏幕比例)，即可对每一页进行截图，得到对应页数的目标图片集合。
而对于cad文件，则是需要考虑到在cad文件中的一个模板下会存在多个图像，例如一个物体的三视图或是多个零件的图像。因此，利用cad文件拆分单元首先对投屏文件进行全局截图，并将全局截图划分成若干个独立区域，且将每个独立区域生成对应的目标图片，并生成每个目标图片的页面信息。
具体的，所述将全局截图划分成若干个独立区域可采用如下步骤：
S2.1、基于全局截图构建二维坐标系，并对全局截图进行角点检测，得到cad图像的角点坐标。角点检测可采用现有的图像角点检测算法实现，得到的角点坐标包括x轴和y轴的坐标轴。
S2.2、利用聚类算法对角点坐标进行聚类，将角点坐标划分为k个簇；其中，k的数量由用户自行预先设定。
S2.3、基于每个簇中各个角点坐标在x和y轴上的最值，构建一个对应的虚拟矩形框。
S2.4、基于预设第一系数对各个虚拟矩形框进行放大，得到目标矩形框。
S2.5、检测每个目标矩形框与其他簇对应的虚拟矩形框是否相交，若是，表示放大的数量过于大需要进行调整，则基于第二系数对目标矩形框进行缩小，直至目标矩形框与其他簇对应的虚拟矩形框相交后，将每个目标矩形框作为独立区域。
举例说明，如图2所示的cad文件的全局截图，其中包含了三个图像，即三角形、五边形、六边形。以左下角为坐标原点构建二维坐标系XOY，则提取角点在以实心圆表示，则可转化为对应的坐标p1～p14。利用聚类算法对角点坐标进行聚类后，根据设置的k＝3，将坐标划分为3类p1～p3、p4～p8和p9～p14。则基于p1～p3的x和y轴上的xmin、xmax、ymin、ymax，可构建一个虚拟矩形框，其对角线两个端点的坐标分别为(xmin，ymin)和(xmax，ymax)；p4～p8和p9～p14的构建方法相同。同时还需要考虑cad模型中也有存在曲线的情况，因此，构建的虚拟矩形框可能不是最优的，因此可以进一步扩大搜索范围，例如预设第一系数设定为1.5对虚拟矩形框比例放大，并在存在相交的情况时，按第二系数-0.1的梯度进行缩小，即再依次以1.4、1.3、1.2的比例进行放大尝试是否相交，直至不相交，最终确定的目标矩形框在图2中以虚线框表示，得到三个目标区域，进而生成每个独立区域生成对应的目标图片。
而cad文件与word文件不同，没有原生的页面信息，因此需要生成每个目标图片的页面信息，具体可通过将独立区域的中心点位置作为页面信息。
S3、利用程序标记模块将打开投屏文件的程序标记为第一程序；将非文件投屏的程序标记为第二程序；将其他程序标记为第三程序。
具体的，假设投屏的文件为cad文件，则将打开该文件的程序标记为第一程序，而非文件投屏，即投屏程序，假设为视频播放器，标记为第二程序。其他不需要投屏的文件则标记为第三程序。
S4、利用顶部程序监测模块实时获取顶部程序信息。
具体的。顶部程序即当前全屏显示的程序，后台运行的其他程序则不作为顶部程序。
S5、利用投屏执行模块当顶部程序为第一程序时，固定第一程序的缩放比例，并实时采集用户对第一程序的操作，基于用户操作选择目标图片，并将目标图片发送至第一显示终端进行显示；当顶部程序为第二程序时，基于投屏协议将第二程序的画面投至第二显示终端；当顶部程序为第三程序时，停止向第二显示终端投屏。
具体的，实时采集用户对第一程序的操作，基于用户操作选择目标图片，包括：
当顶部程序为第一程序时，说明此时用户正在对投屏文件进行操作，为了便于后续更新目标图片，因此需要固定此时的缩放比例，使用户只能在移动终端上以该缩放比例进行操作。随后将用户操作映射到对目标图片的操作，进而得到操作后用户想要展示的内容，并在其中一个显示终端上展示。
而其中的基于用户操作选择目标图片，可采用如下步骤：
基于采集到的滑动操作，根据预设算法将滑动操作转化为移动向量，基于移动向量计算滑动停止时的页面信息，并基于页面信息更新目标图片。
其中，预设算法是由智能移动终端决定的，例如对于平板设备，滑动操作是由用户在触碰屏上滑动操作来计算出页面移动；而对于笔记本等设备，则是用于操作鼠标滚轮或是利用鼠标拉动滚动条来计算出页面移动，而移动向量包含移动距离d和移动方向α两类数据。根据滑动前的位置，在移动方向α上叠加移动距离d即可算出最终的移动位置。
举例说明：
对于cad文件，假设当前显示的目标图片为第一个独立区域的图像，初始页面信息，即中心点位置为(x0，y0)，而采集到用户的滑动操作后，计算出移动向量(d1，α1)，则可计算出滑动停止时的页面信息，即中心点位置为(x1，y1)，再确认该点位于哪个目标矩形框内，如果位于第一个独立区域的目标矩形框内，则不需要进行目标图片的更新，如果不位于任何目标矩形框内，也无需进行更新，但如果落入其他的目标矩形框内，则说明用户观看的图像已经发生改变，需要将显示终端上展示的目标图片更新为落入中心点位置为(x1，y1)落入的目标矩形框对应的目标图片。
对于word文件，则可直接获取滑动停止时对应的页脚信息作为页面信息，进而得到对应的目标图片来判定是否需要更新显示终端上展示的图片。
同样的，当顶部程序为第二程序时，说明此时用户正在对投屏程序的界面进行操作，由于第二程序的特性，可采用目前现有的投屏方法直接投屏，例如airplay。将操作实时反应在另一个显示终端上。
当顶部程序为第三程序时，说明此时用户操作的界面并非是需要投屏的内容，则停止向第二显示终端投屏。
实施例2
本发明还提供了一种用于智慧课堂的多显示终端投屏方法，如图3所示，所述方法包括：
获取投屏文件和投屏程序；
在显示终端进行播放前，基于投屏文件的内容，将投屏文件拆分为若干个目标图片；
将打开投屏文件的程序标记为第一程序；将非文件投屏的程序标记为第二程序；将其他程序标记为第三程序；
实时获取顶部程序信息；
当顶部程序为第一程序时，固定第一程序的缩放比例，并实时采集用户对第一程序的操作，基于用户操作选择目标图片，并将目标图片发送至第一显示终端进行显示；当顶部程序为第二程序时，基于投屏协议将第二程序的画面投至第二显示终端；当顶部程序为第三程序时，停止向第二显示终端投屏。
可理解的是，本发明实施例提供的用于智慧课堂的多显示终端投屏方法与上述用于智慧课堂的多显示终端投屏系统相对应，其有关内容的解释、举例、有益效果等部分可以参考用于智慧课堂的多显示终端投屏系统中的相应内容，此处不再赘述。
综上所述，与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
①本发明实施例通过在显示终端进行播放前，基于投屏文件的内容，将投屏文件拆分为若干个目标图片；并对各类程序进行标记并实时获取顶部程序信息；当顶部程序为第一程序时，固定第一程序的缩放比例，并实时采集用户对第一程序的操作，基于用户操作选择目标图片，并将目标图片发送至第一显示终端进行显示；当顶部程序为第二程序时，基于投屏协议将第二程序的画面投至第二显示终端；当顶部程序为第三程序时，停止向第二显示终端投屏，使得能够在两个显示终端上同时投屏不同的教学内容，且能够避免非投屏内容在显示终端上被显示。
需要说明的是，通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种用于智慧课堂的多显示终端投屏系统，其特征在于，该系统包括：
投屏内容获取模块，用于获取投屏文件和投屏程序；
投屏文件拆分模块，用于在显示终端进行播放前，基于投屏文件的内容，将投屏文件拆分为若干个目标图片；
程序标记模块，用于将打开投屏文件的程序标记为第一程序；将非文件投屏的程序标记为第二程序；将其他程序标记为第三程序；
顶部程序监测模块，用于实时获取顶部程序信息；
投屏执行模块，用于当顶部程序为第一程序时，固定第一程序的缩放比例，并实时采集用户对第一程序的操作，基于用户操作选择目标图片，并将目标图片发送至第一显示终端进行显示；当顶部程序为第二程序时，基于投屏协议将第二程序的画面投至第二显示终端；当顶部程序为第三程序时，停止向第二显示终端投屏；
所述投屏文件的类型为word文件或cad文件；
所述投屏文件拆分模块，包括：
word文件拆分单元，用于基于投屏文件的页数拆分，并将每一页的内容进行截图生成对应的目标图片；
cad文件拆分单元，用于对投屏文件进行全局截图，并将全局截图划分成若干个独立区域，且将每个独立区域生成对应的目标图片，并生成每个目标图片的页面信息；
所述将全局截图划分成若干个独立区域，包括：
基于全局截图构建二维坐标系，并对全局截图进行角点检测，得到cad图像的角点坐标；
利用聚类算法对角点坐标进行聚类，将角点坐标划分为k个簇；
基于每个簇中各个角点坐标在x和y轴上的最值，构建一个对应的虚拟矩形框；
基于预设第一系数对各个虚拟矩形框进行放大，得到目标矩形框；
检测每个目标矩形框与其他簇对应的虚拟矩形框是否相交，若是，则基于第二系数对目标矩形框进行缩小，直至目标矩形框与其他簇对应的虚拟矩形框相交后，将每个目标矩形框作为独立区域。
2.如权利要求1所述的一种用于智慧课堂的多显示终端投屏系统，其特征在于，所述基于用户操作选择目标图片，包括：
基于采集到的滑动操作，根据预设算法将滑动操作转化为移动向量，基于移动向量计算滑动停止时的页面信息，并基于页面信息更新目标图片。
3.如权利要求1所述的一种用于智慧课堂的多显示终端投屏系统，其特征在于，所述生成每个目标图片的页面信息，包括：将独立区域的中心点位置作为页面信息。
4.一种用于智慧课堂的多显示终端投屏方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取投屏文件和投屏程序；
在显示终端进行播放前，基于投屏文件的内容，将投屏文件拆分为若干个目标图片；
将打开投屏文件的程序标记为第一程序；将非文件投屏的程序标记为第二程序；将其他程序标记为第三程序；
实时获取顶部程序信息；
当顶部程序为第一程序时，固定第一程序的缩放比例，并实时采集用户对第一程序的操作，基于用户操作选择目标图片，并将目标图片发送至第一显示终端进行显示；当顶部程序为第二程序时，基于投屏协议将第二程序的画面投至第二显示终端；当顶部程序为第三程序时，停止向第二显示终端投屏；
所述投屏文件的类型为word文件或cad文件；
所述在显示终端进行播放前，基于投屏文件的内容，将投屏文件拆分为若干个目标图片，包括：
对于word文件，基于投屏文件的页数拆分，并将每一页的内容进行截图生成对应的目标图片；
对于cad文件，对投屏文件进行全局截图，并将全局截图划分成若干个独立区域，且将每个独立区域生成对应的目标图片，并生成每个目标图片的页面信息；
所述将全局截图划分成若干个独立区域，包括：
基于全局截图构建二维坐标系，并对全局截图进行角点检测，得到cad图像的角点坐标；
利用聚类算法对角点坐标进行聚类，将角点坐标划分为k个簇；
基于每个簇中各个角点坐标在x和y轴上的最值，构建一个对应的虚拟矩形框；
基于预设第一系数对各个虚拟矩形框进行放大，得到目标矩形框；
检测每个目标矩形框与其他簇对应的虚拟矩形框是否相交，若是，则基于第二系数对目标矩形框进行缩小，直至目标矩形框与其他簇对应的虚拟矩形框相交后，将每个目标矩形框作为独立区域。
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