基于机器视觉的电子白板系统研究

论文摘要

在教学和会议中,为了更好地表达自己的思想和与其他人进行沟通,人们常常需要能够书写并显示的交互设备,传统的媒介包括黑板、纸张等。随着信息技术的飞速发展,计算机支持的多媒体大屏幕投影逐渐取代了传统的黑板,成为教学和会议主流。但是大屏幕只能用于显示信息,如果需要对显示内容进行标注或是操作,还只能借助于鼠标和键盘。针对这个缺陷,电子白板得到了开发和应用。将机器视觉理论应用于电子白板领域,用户可以使用手指或特制交互笔方便直接地在显示设备上操作或书写。本文所研究的基于机器视觉的电子白板系统在双摄像头定位点原理的基础上,给出了四摄像头定位的算法,在普通的平板显示器上实现触摸功能,从而使电子白板的交互性得以实现,是交互式电子白板领域中一个崭新的发展方向。本文采用机器视觉的相关理论,解决了电子白板系统中所涉及的三个主要问题,并完成了相关实验,具体内容如下:1.首先采用摄像头标定方法获取摄像头参数。然后对摄像头所采集的图像进行处理。将双摄像头定位坐标的原理扩展到四摄像头,结合摄像头参数计算出触摸点在屏幕上的物理坐标。2.给出了一种矢量法解决了点的物理坐标到屏幕显示坐标的转换,同时去除漂移点和干扰点。3.分析了基于机器视觉的电子白板系统结构和软件工作流程。文章的最后总结了基于机器视觉的电子白板系统的特点,指出其不足和有待解决的问题,并对电子白板的发展作出了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 电子白板的出现及发展
• 1.2.2 电子白板的基本功能
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 电子白板技术理论
• 2.1 电子白板技术概述
• 2.1.1 电子白板的分类
• 2.1.2 电子白板定位技术研究
• 2.2 机器视觉理论
• 2.2.1 机器视觉概述
• 2.2.2 机器视觉的应用
• 2.2.3 摄像头标定简介
• 2.2.4 基于机器视觉的电子白板定位技术
• 第三章 电子白板定位关键技术
• 3.1 物理坐标的计算
• 3.1.1 摄像头定位点基本原理
• 3.1.2 四摄像头定位点的方法
• 3.2 电子白板误差校正算法
• 3.2.1 阈值滤波算法去除漂移点
• 3.2.2 平滑算法去除抖动点
• 3.2.3 坐标转换算法
• 3.3 轨迹扫描算法
• 第四章 系统结构研究
• 4.1 系统结构
• 4.1.1 系统结构分析
• 4.1.2 软件工作流程
• 4.2 摄像头控制与图像采集
• 4.2.1 V4L简介
• 4.2.2 图像采集的实现
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间研究成果
• 致谢