CN210428392U - 一种信息处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种信息处理系统，包括：主基板；压力检测模块、通过第一电连接部与主基板电连接，压力检测模块感应笔尖在介质上书写时产生的压力，生成压力检测数据；第一处理芯片，通过主基板与压力检测模块电连接；图像传感器，通过主基板与第一处理芯片电连接；图像传感器接收第一处理芯片输出的第一控制信号，对笔尖所在的介质上的点阵编码图案进行图像采集，生成点阵编码图像数据；第一处理芯片根据点阵编码图像数据，提取点阵编码信息；第二处理芯片根据点阵编码信息进行译码生成点阵坐标信息；通信接口，通过第三电连接部与主基板电连接。本实用新型的信息处理系统，实现了对笔迹的识别处理，利用简单的结构低成本的实现集成化。

Description

一种信息处理系统

技术领域

本实用新型涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种信息处理系统。

背景技术

现代社会电子技术日新月异，需要利用电子化设备进行信息录入，这就涉及到人机信息识别的问题，例如对于各类需要手写识别和录入的环境下，利用纸媒介是无法完成的，这就需要一种可以类似纸媒接书写，但是能对书写轨迹进行采集和识别，从而录入电子设备的技术。

而现有的书写设备所涉及的信息处理系统结构太复杂，效果很差，而且成本很高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种信息处理系统，能够实现对笔迹的识别处理，利用简单的结构低成本的实现集成化。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种信息处理系统，包括：

主基板，所述主基板上还设置有第一电连接部、第二电连接部和第三电连接部；

压力检测模块、通过所述第一电连接部与所述主基板电连接，所述压力检测模块感应笔尖在介质上书写时产生的压力，生成压力检测数据；所述压力检测数据具有压力感应时的时间点数据；

所述压力检测模块包括：

第一基板，所述第一基板的一个侧面具有相互电分离的第一感应线圈和第二感应线圈，所述第一感应线圈具有第一信号输出端；所述第二感应线圈具有第二信号输出端；所述第一感应线圈和第二感应线圈的周围具有增强层；所述第一感应线圈和第二感应线圈的厚度小于增强层的厚度；

导体层，与所述增强层相抵；抵顶所述导体层的外力小于阈值时，所述第一感应线圈和第二感应线圈与所述导体层不接触，所述第一感应线圈和第二感应线圈与所述导体层无电连接；抵顶所述导体层的外力大于阈值时，所述导体层产生形变，所述第一感应线圈和第二感应线圈与所述导体层接触，所述第一感应线圈和第二感应线圈经由所述导体层电连接，并且同时改变所述第一信号输出端与所述第二信号输出端之间的电势差；

处理器，与所述第一信号输出端和第二信号输出端电连接，根据所述电势差得到对应的压力检测数据；

时钟计数器，与所述处理器电连接，用于记录所述压力感应时的时间点数据，并发送给所述处理器；

第一处理芯片，安装在所述主基板上，通过所述主基板与所述压力检测模块电连接；所述第一处理芯片接收所述压力检测模块生成的压力检测数据，并根据所述压力检测数据，输出第一控制信号；

图像传感器、通过所述第二电连接部与所述主基板电连接，并且通过所述主基板与所述第一处理芯片电连接；

所述图像传感器接收所述第一处理芯片输出的第一控制信号，对所述笔尖所在的所述介质上的点阵编码图案进行图像采集，生成点阵编码图像数据，并发送给所述第一处理芯片；所述点阵编码图像数据包括图像采集时的时间点数据；所述第一处理芯片根据所述点阵编码图像数据，提取点阵编码信息；

第二处理芯片，安装在所述主基板上，与所述第一处理芯片电连接；所述第二处理芯片根据所述第一处理芯片发送的所述点阵编码信息进行译码，生成点阵坐标信息，并发送给所述第一处理芯片；所述点阵坐标信息具有对应的时间点数据；所述第一处理芯片根据每个所述压力检测数据、时间点数据和点阵坐标信息生成笔迹信息；

通信接口，通过所述第三电连接部与所述主基板电连接，并且通过所述主基板与所述第一处理芯片电连接；所述通信接口接收所述第一处理芯片生成的所述笔迹信息并发送给外部设备，用以所述外部设备根据所述笔迹信息对书写笔迹进行还原并显示。

进一步的，所述第一感应线圈和第二感应线圈间隔绕行分布。

进一步的，所述增强层的材质为聚酰亚胺。

进一步的，所述导体层具体为导电橡胶层。

进一步的，所述信息处理系统还包括电源接口，设置在所述主基板上，与所述压力检测模块、第一处理芯片、图像传感器、第二处理芯片和通信接口电连接并供电。

进一步的，所述第一处理芯片根据接收到的所述点阵编码图像数据生成数据帧和帧统计信息，并所述通信接口发送给所述外部设备，用以对所述书写笔迹进行原进校验。

进一步的，所述第一处理芯片还用于根据所述时间点数据和点阵坐标信息生成笔划位置和笔画数量信息，并通过所述通信接口发送给所述外部设备。

进一步的，所述图像传感器具有串行通信接口，所述第一处理芯片具有并行通信接口；所述信息处理系统还包括：串并转换器，设置在所述主基板上，所述串并转换器的输入端与所述图像传感器的串行通信接口相接，输出端与所述第一处理芯片的并行通信接口相连接；所述串并转换器将所述图像传感器串行输出的点阵编码图像数据进行串并转换后发送给所述第一处理芯片。

进一步的，所述信息处理系统还包括：数据存储器，安装在所述主基板上，与所述第一处理芯片电连接，接收并存储所述第一处理芯片生成的所述笔迹信息。

本实用新型的信息处理系统，实现了对笔迹的识别处理，利用简单的结构低成本的实现集成化。

附图说明

图1为本实用新型信息处理系统的示意图；

图2为本实用新型信息处理系统的压力检测模块的示意图之一；

图3为本实用新型信息处理系统的压力检测模块的示意图之二；

图4为本实用新型信息处理系统的压力检测模块的示意图之三；

图5为本实用新型信息处理系统的第一感应线圈和第二感应线圈的示意图。

具体实施方式

本实用新型的信息处理系统可以根据压力检测数据，对书写介质上的点阵编码图案进行图像采集和识别。书写介质可以是白板、纸张或者玻璃等。点阵编码图案可以是细小的点，组成一个点阵。

组成点阵的点可以位于原点的上下左右四个偏离位置上，例如由36个点组成的一个点阵可以有36×4种排列方式。另外可以对其中的点进行编码，由此生成编码点阵，这样每个点阵编码图案可以与物理坐标进行对应。

图1为本实用新型信息处理系统的示意图，如图所示，本实用新型信息处理系统包括：主基板701、压力检测模块702、第一处理芯片703、图像传感器704、第二处理芯片705 和通信接口706。

主基板701，主基板701上还设置有第一电连接部8181、第二电连接部8282第三电连接部83和第三电连接部8383第二电连接部82。

压力检测模块702、通过第一电连接部81与主基板701电连接，压力检测模块702感应笔尖在介质上书写时产生的压力，生成压力检测数据；压力检测数据具有压力感应时的时间点数据。

图2-4为本实用新型信息处理系统的压力检测模块的示意图，压力检测模块501包括：第一基板61、第一感应线圈62、第二感应线圈63、导体层64和增强层65、处理器68和时钟计数器69。

第一基板61的一个侧面具有相互电分离的第一感应线圈62和第二感应线圈63，第一感应线圈62具有第一信号输出端66；第二感应线圈63具有第二信号输出端67；第一感应线圈62和第二感应线圈63的周围具有增强层65；第一感应线圈62和第二感应线圈63 的厚度小于增强层65的厚度。

第一感应线圈62和第二感应线圈63是电学隔离设置的，都在第一基板61的一个侧面，第一感应线圈62和第二感应线圈63可以如图4中所示呈矩形间隔绕行分布，也可以如图5所示为螺纹型绕行分布，或者是其他类型的绕行分布。

压力检测模块501可以通过第一信号输出端66和第二信号输出端67与处理器502相连接，处理器502从而可以得到第一信号输出端66和第二信号输出端67之间的电势差。

增强层65设置在第一感应线圈62和第二感应线圈63的周边，增强层65的厚度要高于第一感应线圈62和第二感应线圈63的厚度。具体的，增强层65的材质可以是聚酰亚胺(Polyimide，PI)，或者是其他材料。

导体层64与增强层65相抵；抵顶导体层64的外力小于阈值时，第一感应线圈62和第二感应线圈63与导体层不接触，第一感应线圈62和第二感应线圈63与导体层64无电连接；抵顶导体层64的外力大于阈值时，导体层64产生形变，第一感应线圈62和第二感应线圈63与导体层接触，第一感应线圈62和第二感应线圈63经由导体层64电连接，并且同时改变第一信号输出端66与第二信号输出端67之间的电势差。

具体的。导体层64位于第一基板61侧面上，与增强层65相接，例如可以将导体层64粘在增强层65的外表面。导体层64从材质可以为导电橡胶，所以导体层可以具体为导电橡胶层。

因为增强层65的厚度高于第一感应线圈62和第二感应线圈63的厚度，在增强层65上面的导体层64在外力作用不足(小于外力阈值)或者没有外力作用的时候，导体层64 与第一感应线圈62和第二感应线圈63不接触。

在受到外力作用足够(大于外力阈值)时，导体层64的形变足够大，与第一感应线圈62和第二感应线圈63之间接触，由于导体层64为导体，将第一感应线圈62和第二感应线圈63导通。导体层64的形变程度会影响导体层64的电阻，形变程度越大电阻越小。导体层64的电阻与形变程度(即所受外力或压力)之间为负相关，因此在外力大小发生变化时，导体层64的电阻也会发生变化，从而改变第一感应线圈的第一信号输出端66与第二感应线圈的第二信号输出端67之间的电势差，通过电势差达到得知所受外力或压力的大小。处理器502根据第一信号输出端66与第二信号输出端67输出的电势差进行计算，得到电势差相对应的压力检测数据，从而达到对压力或外力大小的检测。为了提高检测灵敏度，可以增大第一感应线圈62和第二感应线圈63的间隔绕行分布密度，或者将增强层 65的厚度增大。

由此压力检测模块702可以感应智能笔的笔尖书写时产生的压力并生成压力检测数据。例如压力检测模块702可以与书写用的笔芯尾端相抵顶，从而可以感应到笔尖书写时传导过来的压力。

处理器68与第一信号输出端66和第二信号输出端67电连接，根据电势差得到对应的压力检测数据。时钟计数器69与处理器68电连接，用于记录压力感应时的时间点数据，并发送给处理器68。压力检测数据中的感应到压力的时候的时间点就是由时钟计数器 69产生的，时间点数据反应的是书写时间。时间点数据可以是绝对的时间，例如2010年 9月11日20:08:56，也可以是相对时间，即书写的起止时间长度，如1:04:10(1小时4 分10秒)。

第一处理芯片703，安装在主基板701上，通过主基板701与压力检测模块702电连接；第一处理芯片703接收压力检测模块702生成的压力检测数据，并根据压力检测数据，输出第一控制信号；

具体的，第一处理芯片703在主基板701上，但是不具体限定位置，可以是主基板701 的正面或背面任意位置。

第一处理芯片703根据压力检测数据判断压力是否超过设定阈值，如果超过则表明笔尖在介质上书写，从而生成第一控制信号来控制图像传感器。

图像传感器704，通过第二电连接部82与主基板701电连接，并且通过主基板701与第一处理芯片703电连接；图像传感器704接收第一处理芯片703输出的第一控制信号，对笔尖所在的介质上的点阵编码图案进行图像采集，生成点阵编码图像数据，并发送给第一处理芯片703；点阵编码图像数据包括图像采集时的时间点数据；第一处理芯片703根据点阵编码图像数据，提取点阵编码信息。

图像传感器704与接收到第一处理芯片703产生的第一控制信号后，对笔尖位置滑过介质上的点阵编码图案进行图像采集，例如可以50或者100Hz的速度进行图像采集，从而得到包括图像采集时的时间点的点阵编码图像数据，时间点数据就是笔尖经过点阵的书写时间。因此一个时间点数据(书写时间)就可以同时对应压力检测数据和点阵编码图像数据。

图像传感器704可以是半导体元件(Charge-coupled Device,CCD)或者互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)。第一处理芯片703将从图像传感器704发送的点阵编码图像数据进行提取点阵的点阵编码信息。

再如图1所示，具体的，本实用新型还包括串并转换器709。图像传感器704具有串行通信接口，第一处理芯片703具有并行通信接口。串并转换器709的输入端与图像传感器704的串行通信接口相接，输出端与第一处理芯片703的并行通信接口相接。

进一步的，图像传感器704通过串行通信接口将点阵编码图像数据串行输出给串并转换器709，串并转换器709将串行的点阵编码图像数据转换为并行的点阵编码图像数据，并通过输出端输出给第一处理芯片703，第一处理芯片703通过并行通信接口接收并行的点阵编码图像数据。

第二处理芯片705，安装在主基板701上，与第一处理芯片703电连接；第二处理芯片705根据第一处理芯片703发送的点阵编码信息进行译码，生成点阵坐标信息，并发送给第一处理芯片703；点阵坐标信息具有对应的时间点数据；第一处理芯片703根据每个压力检测数据、时间点数据和点阵坐标信息生成笔迹信息。

具体的，第一处理芯片703可以通过SPI将点阵编码信息发送给第二处理芯片705。第一处理芯片703根据每个时间点的压力检测数据、点阵坐标信息和时间点数据生成笔书写的笔迹信息。

通信接口706，通过第三电连接部83与主基板701电连接，并且通过主基板701与第一处理芯片703电连接；通信接口706接收第一处理芯片703生成的笔迹信息并发送给外部设备，用以外部设备根据笔迹信息对书写笔迹进行还原并显示。通信接口706可以通过无线通信或有线通信向外部设备发送数据第一处理芯片703将笔迹信息通过通信接口706 发送给外部设备(计算机或手机)。

外部设备解析笔迹信息，按时序将点阵坐标信息生成笔尖的运动轨迹图像(形成电子数据)。而解析笔迹信息得到的压力检测数据可以得到书写笔迹的粗细和提顿笔。在还原时就可以在线笔迹的轨迹、粗细和提顿笔。

再如图1所示，本实用新型还包括电源接口708和数据存储器707，均设置在主基板701上。电源接口708与压力检测模块702、第一处理芯片703、图像传感器704、第二处理芯片705和通信接口706电连接并供电。当电源接口708通电后，就可以为所连接的设备供电了。

数据存储器707可以通过SPI连接第一处理芯片703。第一处理芯片703可以将笔迹信息通过通信接口706实时发送给外部设备，也可以先存储到数据存储器707内，以定时触发或人工触发的方式将通信接口706向外部设备发送数据存储器707中的笔迹信息。

具体的，本实用新型信息处理系统的工作过程如下。

步骤101，信息处理系统接通上电，通过电源接口先给第一处理芯片、第二处理芯片和数据存储器供电。第一处理芯片因为利用I2C控制接口控制电源接口给图像传感器、串并转换器和通信接口供电。

步骤102，第一处理芯片上具有第一控制接口和第二控制接口，通过第一控制接口对图像传感器进行初始化，通过第二控制接口对串并转换器初始化。

步骤103，第一处理芯片实时或定时接收压力传感传感器发送具有压力检测模块感应压力的时间点对应的时间点数据的压力检测数据。

步骤104，当压力检测数据的压力超过阈值，表明书写动作发送，生成第一控制信号来启动图像传感器工作，图像传感器对笔尖对应位置的介质上的点阵编码图案进行图像采集，生成点阵编码图像数据。第一处理芯片收到连续的压力检测数据和点阵编码图像数据，而一个时间点数据同时对应有点阵编码图像数据和压力检测数据。

步骤105，第一处理芯片从点阵编码图像数据中提取点阵编码信息，并解析出对应的时间点数据。

步骤106，第一处理芯片通过串口将点阵编码信息发送给第二处理芯片进行译码，生成点阵坐标信息，然后回传。

步骤107，第一处理芯片根据所有的时间点的时间点数据、压力检测数据和点阵坐标信息生成笔迹信息。

步骤108，第一处理芯片可以将笔迹信息通过通信接口实时发送给外部设备，也可以先存储到数据存储器内，以定时触发或人工触发的方式将通信接口向外部设备发送数据存储器中的笔迹信息。

步骤109，外部设备解析笔迹信息，按时序将点阵坐标信息生成笔尖的运动轨迹图像。而解析笔迹信息得到的压力检测数据可以得到书写笔迹的粗细和提顿笔。在还原时就可以在线笔迹的轨迹、粗细和提顿笔。

进一步的，为了校验全部数据在传输中是否丢失或者被外部设备解析，如果数据丢失，则笔迹无法精确还原。可以利用第一处理芯片对采集到的书写笔划的统计和/或以数据帧对书写笔迹进行统计处理，从而根据统计数据确定在数据还原时是否还原了全部数据。

例如，第一处理芯片根据压力检测数据生成笔划计数信息，用来统计书写的笔划的数目的，由此可以统计书写笔迹的还原识别率。例如笔划计数信息为89划，而书写笔迹还原识别出89划，还原率为100％。

笔划计数信息的生成方法包括如下步骤：

步骤201，第一处理芯片接收到压力检测模块生成的压力检测数据超过了设定阈值，表明笔尖与介质产生了接触，笔划开始。

步骤202，第一处理芯片又检测到压力低于设定阈值，表明笔尖离开了介质笔划结束；

步骤203，第一处理芯片将第一笔划计数信息计为1。

步骤204，同理再次检测到压力检测数据超过了设定阈值和压力低于设定阈值，笔划计数+1。

步骤205，书写结束得到最终的笔划计数信息。

此外，还有一个方法，过程如下：

步骤301，第一处理芯片实时接收图像传感器传输的连续或按设定时间间隔传输的点阵编码图像数据。

步骤302，第一处理芯片将点阵编码图像数据处理为多个数据帧；

步骤303，点阵编码图像数据接收完毕，即书写结束，第一处理芯片得到数据帧统计信息。

步骤304，第一处理芯片帧信息通过通信接口发送给外部设备；同样，数据帧统计信息可以得到书写笔迹的还原识别率，例如，数据帧统计信息为50，也就是50张图像，而外部设备书写笔迹识别出49张，则图像识别率为98％。

本实用新型的信息处理系统，实现了对笔迹的识别处理，利用简单的结构低成本的实现集成化。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种信息处理系统，其特征在于，所述信息处理系统包括：

主基板，所述主基板上还设置有第一电连接部、第二电连接部和第三电连接部；

压力检测模块、通过所述第一电连接部与所述主基板电连接，所述压力检测模块感应笔尖在介质上书写时产生的压力，生成压力检测数据；所述压力检测数据具有压力感应时的时间点数据；

所述压力检测模块包括：

第一基板，所述第一基板的一个侧面具有相互电分离的第一感应线圈和第二感应线圈，所述第一感应线圈具有第一信号输出端；所述第二感应线圈具有第二信号输出端；所述第一感应线圈和第二感应线圈的周围具有增强层；所述第一感应线圈和第二感应线圈的厚度小于增强层的厚度；

导体层，与所述增强层相抵；抵顶所述导体层的外力小于阈值时，所述第一感应线圈和第二感应线圈与所述导体层不接触，所述第一感应线圈和第二感应线圈与所述导体层无电连接；抵顶所述导体层的外力大于阈值时，所述导体层产生形变，所述第一感应线圈和第二感应线圈与所述导体层接触，所述第一感应线圈和第二感应线圈经由所述导体层电连接，并且同时改变所述第一信号输出端与所述第二信号输出端之间的电势差；

处理器，与所述第一信号输出端和第二信号输出端电连接，根据所述电势差得到对应的压力检测数据；

时钟计数器，与所述处理器电连接，用于记录所述压力感应时的时间点数据，并发送给所述处理器；

第一处理芯片，安装在所述主基板上，通过所述主基板与所述压力检测模块电连接；所述第一处理芯片接收所述压力检测模块生成的压力检测数据，并根据所述压力检测数据，输出第一控制信号；

图像传感器，通过所述第二电连接部与所述主基板电连接，并且通过所述主基板与所述第一处理芯片电连接；

所述图像传感器接收所述第一处理芯片输出的第一控制信号，对所述笔尖所在的所述介质上的点阵编码图案进行图像采集，生成点阵编码图像数据，并发送给所述第一处理芯片；所述点阵编码图像数据包括图像采集时的时间点数据；所述第一处理芯片根据所述点阵编码图像数据，提取点阵编码信息；

第二处理芯片，安装在所述主基板上，与所述第一处理芯片电连接；所述第二处理芯片根据所述第一处理芯片发送的所述点阵编码信息进行译码，生成点阵坐标信息，并发送给所述第一处理芯片；所述点阵坐标信息具有对应的时间点数据；所述第一处理芯片根据每个所述压力检测数据、时间点数据和点阵坐标信息生成笔迹信息；

通信接口，通过所述第三电连接部与所述主基板电连接，并且通过所述主基板与所述第一处理芯片电连接；所述通信接口接收所述第一处理芯片生成的所述笔迹信息并发送给外部设备，用以所述外部设备根据所述笔迹信息对书写笔迹进行还原并显示。

2.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，所述第一感应线圈和第二感应线圈间隔绕行分布。

3.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，所述增强层的材质为聚酰亚胺。

4.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，所述导体层具体为导电橡胶层。

5.根据权利要求1所述的信息处理系统,其特征在于，所述信息处理系统还包括电源接口，设置在所述主基板上，与所述压力检测模块、第一处理芯片、图像传感器、第二处理芯片和通信接口电连接并供电。

6.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，所述第一处理芯片根据接收到的所述点阵编码图像数据生成数据帧和帧统计信息，并所述通信接口发送给所述外部设备，用以对所述书写笔迹进行原进校验。

7.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，所述第一处理芯片还用于根据所述时间点数据和点阵坐标信息生成笔划位置和笔画数量信息，并通过所述通信接口发送给所述外部设备。

8.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，所述图像传感器具有串行通信接口，所述第一处理芯片具有并行通信接口；所述信息处理系统还包括：

串并转换器，设置在所述主基板上，所述串并转换器的输入端与所述图像传感器的串行通信接口相接，输出端与所述第一处理芯片的并行通信接口相连接；所述串并转换器将所述图像传感器串行输出的点阵编码图像数据进行串并转换后发送给所述第一处理芯片。

9.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，所述信息处理系统还包括：数据存储器，安装在所述主基板上，与所述第一处理芯片电连接，接收并存储所述第一处理芯片生成的所述笔迹信息。

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