CN201051266Y - 一种便携式扫描学习装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种便携式扫描学习装置，由扫描笔和学习机构成，所述扫描笔包括笔帽、扫描笔外壳和扫描笔外壳内的光学系统、图像传感器和控制电路，控制电路包括微处理器、扫描笔存储器和扫描笔接口电路，输入端与光学系统输出端连接的图像传感器的输出端接入微处理器的信号输入端，扫描笔存储器与扫描笔接口电路均与微处理器双向连接，同时扫描笔通过扫描笔接口电路提供的接口输出端与学习机输入端连接；且扫描笔中图像传感器采用的是面阵CMOS图像传感器。本实用新型由于其中包括采用了面阵CMOS图像传感器的扫描笔，从而具有独一无二的扫描录入和扫描学习功能，使信息的输入速度大大提高，并具有独特的即扫、即读、即译、即释的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电子学习装置，具体是一种便携式扫描学习装置。
背景技术
目前，公认的学习装置都存在一个共同的瓶颈问题：只能依赖键盘或手写笔来输入信息。由于信息只能按字母的排列顺序或笔划的先后顺序输入，导致人机接口过程复杂，大量的学习材料无法被快捷有效地利用，学习装置所完成的学习功能也就显得非常单调和有限。
而现在市场上销售的扫描笔主要有两种类型：第一种是以条码作为扫描对象，通过对条码的识别来辨别所代表的物品类型，主要用在仓库、超市和物流等领域，若用在学习领域则需要使用特制的包含隐型条码的书籍，成本较高且推广困难。第二种扫描笔的扫描装置由光学系统、线阵CCD传感器和滚轮构成，在扫描过程中通过滚轮的不断旋转，将一维的扫描数据生成二维的图像数据，虽然可以实现对印刷文字的扫描，但产生的图像质量不高，扫描速度也受到限制，并且由于滚轮与纸面有机械接触，使用过程中容易磨损，产品的使用寿命较短。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型旨在一种便携式扫描学习装置，将扫描笔和学习机构成一便携式扫描学习系统，真正达到人机互动的学习效果。
为达到上述目的，本实用新型提供一种便携式扫描学习装置，由扫描笔和学习机构成，所述学习机包括显示屏和学习机外壳，所述学习机外壳内安装有微处理器、学习机存储器、音频放大器、电源电路和学习机接口电路，所述扫描笔包括笔帽、扫描笔外壳和扫描笔外壳内的光学系统、图像传感器和控制电路，其中控制电路包括微处理器、扫描笔存储器和扫描笔接口电路，输入端与光学系统输出端连接的图像传感器的输出端接入微处理器的信号输入端，扫描笔存储器与扫描笔接口电路均与微处理器双向连接，同时扫描笔通过扫描笔接口电路提供的接口输出端与学习机输入端连接；且其中扫描笔中图像传感器采用的是面阵CMOS图像传感器。
上述微处理器采用ARM微处理器，且接口电路提供的接口为USB接口。其中显示屏为触摸屏；所述学习机存储器包括可擦写存储器nandflash 704、SD存储器和型号为HYNIX652A的RAM存储器；且所述扫描笔存储器为AT49BV040B存储器。
本实用新型的工作原理如下所述：
所述便携式扫描学习装置中包括扫描笔和学习机，其中扫描笔外壳内有光学系统、图像传感器、微处理器、存储器和接口电路，其中图像传感器采用了面阵CMOS图像传感器，其扫描过程包括图像采集、图像处理、数据传输三个步骤：
1)图像采集：采用光学系统、面阵CMOS图像传感器直接获取印刷文字的二维图像；
2)图像处理：利用动态降噪技术完成扫描图像的预处理，利用图像数据接口的ARM微处理器的自适应阈值分割技术对扫描图像进行二值化，再对扫描图像进行快速压缩；通过接口电路将压缩后数据暂存到存储器内，同时通过对帧间图像数据的相关性分析，实现扫描速度和扫描方向的自动识别。
3)数据传输：将处理后数据经过USB接口输出到学习机进行输出，且与学习机构成一个数据输入、数据处理、数据输出的完整的系统过程，完成图像扫描到即读即译即释的过程。
上述扫描笔具有结构简单、无磨损、扫描速度快、体积小巧、操作简便的优点，无须借助滚轮和条码等任何辅助工具，普通印刷材料只要轻轻一扫，信息就会立刻存储起来。扫描笔接口电路提供USB接口与学习机连接，可直接与学习机进行通讯，学习机外壳内通过电源电路给其余构件供电，且其内部的音频放大器能够通过微处理器控制输出音频。学习机中通过学习机接口电路快速获取扫描笔传输过来的图像数据；采用相关分析和行程编码技术实现序列扫描图像的帧间压缩和自动重构，使图像数据量不受扫描速度的影响；采用结构分析技术实现扫描图像的自动除行处理，自动保留靠近扫描图像中央的一行字符作为有效输出，而将扫描图像中的其余字符自动消除；采用高准确度的光学字符识别(OCR)软件实现图文转换；在单词学习功能中，采用智能词汇匹配技术实现扫描、识别、翻译、发音一体化；在课文学习功能中，采用分级匹配、智能纠错、自动分割、模糊识别等技术实现了扫描信息与预先储存的课文信息的快速精确匹配。另外，采用智能词汇提取技术，利用扫描迅速从一段文字中任意摘取一个单词，采用智能词汇匹配技术实现扫描、识别、翻译、发音同步，快速获取读音和词义。
本实用新型的有益效果是，提供的便携式扫描学习装置除了具有电子词典、课程学习、数码录音、播放MP3/MP4、手写输入等现有的学习机常规功能外，还由于其中包括采用了面阵CMOS图像传感器的扫描笔，从而具有独一无二的扫描录入和扫描学习功能，使信息的输入速度与打字相比，提高了10倍以上，且具有独特的即扫、即读、即译、即释的功能，扫描笔扫到哪里就学到哪里。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是本实用新型的原理流程图；
图3是本实用新型中扫描笔示意图；
图4是本实用新型中学习机外壳内的结构示意图；
图5是本实用新型中学习机示意图；
图6是本实用新型中扫描笔电路原理框图；
图7是本实用新型中学习机电路原理框图。
在附图中：
1-笔帽 2-扫描笔外壳 3-控制电路 4-光学系统
5-图像传感器 6-微处理器 7-扫描笔存储器 8-扫描笔接口电路
9-USB接口 10-扫描笔 11-学习机 12-学习机接口电路
13-电源电路 14-显示屏 15-触摸屏 16-音频放大器
17-学习机存储器 18-ARM微处理器 19-学习机外壳
具体实施方式
所述便携式扫描学习装置由扫描笔10和学习机11构成，其中学习机11包括触摸屏15、彩色液晶显示屏14和学习机外壳19组成，其中学习机外壳19内有型号为ARM2410的微处理器18、学习机存储器17、型号为DDA1341TS的音频放大器16、电源电路13和学习机接口电路12，其中学习机存储器17包括可擦写存储器Nandflash 704和SD卡存储器。所述扫描笔包括笔帽1、扫描笔外壳2、和扫描笔外壳2内的光学系统4、面阵CMOS图像传感器5和控制电路3，其中控制电路3包括具有图像数据接口的ARM微处理器6、扫描笔存储器7和扫描笔接口电路8，所述光学系统4的信号输出端接入面阵CMOS图像传感器5的输入端，面阵CMOS图像传感器5输出端接入微处理器6的信号输入端，扫描笔存储器7与扫描笔接口电路8均与微处理器6双向连接，其中图像传感器5采用的是面阵CMOS图像传感器5。所述光学系统4采用型号为D401的市售光学系统产品。
本实施例的操作过程为：摘掉笔帽1将扫描笔垂直接触于纸面，从左至右或从右至左作直线运动扫描印刷材料中的英语单词，扫描头离开纸面则停止扫描，进行图像处理，并将扫描数据通过USB接口9传输到学习机11。其工作原理具体是：首先利用扫描笔的光学系统中的光源产生的光通过光学系统4中透镜聚焦于材料表面，由材料表面发出的漫反射光的一部分返回光学系统4，被面阵CMOS图像传感器5接收，所述面阵CMOS图像传感器5和型号CA60025T的ARM9系列微处理器6直接获取印刷文字的二维图像后；再利用动态降噪技术完成扫描图像的预处理，利用自适应阈值分割技术对扫描图像进行二值化，再对扫描图像进行快速压缩。
学习机11中通过学习机接口电路12快速获取扫描笔接口电路8传输过来的图像数据；采用相关分析和行程编码技术实现序列扫描图像的帧间压缩和自动重构，使图像数据量不受扫描速度的影响；采用结构分析技术实现扫描图像的自动除行处理，自动保留靠近扫描图像中央的一行字符作为有效输出，而将扫描图像中的其余字符自动消除；采用高准确度的光学字符识别(OCR)软件实现图文转换。学习机外壳19内通过电源电路13给其余构件供电，且其内部的音频放大器16能够通过ARM2410微处理器18控制输出音频。在单词学习功能中，采用智能词汇匹配技术实现扫描、识别、翻译、发音一体化；在课文学习功能中，采用分级匹配、智能纠错、自动分割、模糊识别等技术实现了扫描信息与预先储存的课文信息的快速精确匹配。另外，采用智能词汇提取技术，利用扫描迅速从一段文字中任意摘取一个单词，采用智能词汇匹配技术实现扫描、识别、翻译、发音同步，快速获取读音和词义。
Claims (6)
1.一种便携式扫描学习装置，由扫描笔和学习机构成，所述学习机包括显示屏和学习机外壳，所述学习机外壳内安装有微处理器、学习机存储器、音频放大器、电源电路和学习机接口电路，所述扫描笔包括笔帽、扫描笔外壳和扫描笔外壳内的光学系统、图像传感器和控制电路，其中控制电路包括微处理器、扫描笔存储器和扫描笔接口电路，其特征在于，输入端与光学系统输出端连接的图像传感器的输出端接入微处理器的信号输入端，扫描笔存储器与扫描笔接口电路均与微处理器双向连接，同时扫描笔通过扫描笔接口电路提供的接口输出端与学习机输入端连接；且其中扫描笔中图像传感器采用的是面阵CMOS图像传感器。
2.根据权利要求1所述便携式扫描学习装置，其特征在于，所述微处理器采用ARM微处理器。
3.根据权利要求1所述便携式扫描学习装置，其特征在于，所述扫描笔和学习机接口电路提供的接口均为USB接口。
4.根据权利要求1所述便携式扫描学习装置，其特征在于，所述学习机存储器包括可擦写存储器nandflash 704、SD存储器和型号为HYNIX652A的RAM存储器。
5.根据权利要求1所述便携式扫描学习装置，其特征在于，所述扫描笔存储器为AT49BV040B存储器。
6.根据权利要求1所述便携式扫描学习装置，其特征在于，所述显示屏为触摸屏。
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Publications (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN101751121B (zh) * | 2008-12-12 | 2012-06-06 | 汉王科技股份有限公司 | 基于ocr的无线扫描输入装置和方法 |
| CN115439854A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-12-06 | 深圳市学之友科技有限公司 | 一种基于扫描笔与智能终端互联的扫描显示方法 |
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2007
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| CN115439854A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-12-06 | 深圳市学之友科技有限公司 | 一种基于扫描笔与智能终端互联的扫描显示方法 |
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