基于图像处理的交互式电子白板定位技术研究

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电子白板是一种九十年代末兴起的,替代传统的黑板、粉笔的新型数字化教学工具。它充分运用了信息化的特点,融合了数字处理、大屏幕投影、远程教学等多种元素,弥补了长期困扰教学、会议、以及产品演示等活动中传统方法的不足,是网络时代计算机辅助教学的理想选择。   本文首先分析了目前在国际或国内市场上,各种具有代表性的电子白板定位技术的原理及优缺点。接着提出了一种新型的交互式电子白板定位系统,并对该系统以及算法进行了详细的介绍。因为在实际运用中,定位算法的时间复杂度对它的实用性来说至关重要,所以本文根据对所得图像中运动点的分析,又提出一种新的运动点轨迹预测的方法,对原有算法进行改进,最终确定了改进的精确定位算法。主要的研究内容和成果包括:   (1)新型电子白板定位系统的总体设计   区别于其他定位技术,该系统主要由红外LED(固定点光源)、电子笔光源(可移动的点光源),及CCD组成。系统采用红外滤波光学镜头CCD摄像器件来采集电子笔的运动轨迹,通过视频图像处理及定位算法求出电子笔点光源的二维坐标,从而完成电子白板笔的精确定位。   (2)精确定位算法的设计   运用数字图像处理的基本知识,首先对摄像头采集到的图像进行二值化处理以方便之后的定位需求。其次,设计定位算法通过对图像的处理,确定电子笔点光源的具体位置。最后,通过模拟仿真实验证明算法的可行性以及优越性,并对各种可能存在的误差进行分析、处理。   (3)运动点轨迹预测算法   为了提高定位算法的速度,本文对所采集到图像的特征进行分析,提出一种运动点轨迹预测的方法,对原有算法进行改进。通过实验证明,该改进方法在误差允许的范围内,大大提高了算法的效率。
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