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CN109509375B - 一种录播一体的智能全面屏黑板系统及其控制方法 - Google Patents

一种录播一体的智能全面屏黑板系统及其控制方法 Download PDF

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CN109509375B CN201811445493.4A CN201811445493A CN109509375B CN 109509375 B CN109509375 B CN 109509375B CN 201811445493 A CN201811445493 A CN 201811445493A CN 109509375 B CN109509375 B CN 109509375B
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Abstract

本发明的录播一体的智能全面屏黑板系统，包括音频采集模块，至少一个的视频采集模块，一体机和至少一块的黑屏；黑屏，音频采集模块，和视频采集模块均与一体机电连接；音频采集模块，用于采集用户的音频信号并将该信号输出给一体机；视频采集模块，用于采集该系统安装环境内的图像信号并将该输出给一体机；黑屏，用于显示用户的书写板书，和响应用户的操作显示更新后的板书；同时在同屏模式下将书写板书和用户的操作信息输出给一体机；一体机，用于同屏模式下显示黑屏书写板书或分屏模式下单独显示自身的书写板书，同时显示视频采集模块采集的图像信号，并实时存储一体机显示器画面和来自音频采集模块的音频信号。该系统彻底将黑板智能化。

Description

一种录播一体的智能全面屏黑板系统及其控制方法
【技术领域】
本发明涉及智能教育用具技术领域，具体涉及具有录播一体的智能全面屏黑板系统。
【背景技术】
最原始的教室授课方式,教师用粉笔在黑板上书写,再用黑板檫擦除不需要的板书。粉笔末在黑板的残留影响下次书写效果,需要多次擦除甚至需要用水多次擦洗；粉笔末的飞扬和掉落,不仅弄脏室内环境,对于人体也是一种污染源。并且授课内容无法存储，也无法再现当时授课场景，他人也无法根据学生反映评估授课效果。
随着科技水平的提高，出现了改进的黑板。讲台装有智能主机，通过投影或者将显示屏设置在黑板中央的多功能黑板。教师仍可以采用最原始方式授课，同时可以利用智能主机的功能，显示已经编辑好的文件或者音、视频文件。这种改进型黑板仍存在原始黑板的不足。
【发明内容】
有鉴于此，本发明提供一种录播一体的智能全面屏黑板系统。
本发明采用如下技术方案，构造录播一体的智能全面屏黑板系统，它包括音频采集模块，至少一个的视频采集模块，一体机和至少一块的黑屏；一体机显示器两侧均有设置黑屏；一体机显示器能拆分成数量不少于黑屏数量的多个显示区域，且一体机显示器上有一单独的显示区域与每块黑屏对应；黑屏，音频采集模块，和视频采集模块均与一体机电连接；
音频采集模块，用于采集用户的音频信号并将音频信号输出给一体机；
视频采集模块，用于采集该系统安装环境内的图像信号并将图像信号输出给一体机；
黑屏，用于显示用户的书写板书，和响应用户的操作显示更新后的板书；同时在同屏模式下将书写板书和用户的操作信息输出给一体机；
一体机，用于同屏模式下显示黑屏书写板书或者分屏模式下单独显示自身的书写板书，同时显示视频采集模块采集的图像信号，并实时存储一体机显示器画面和来自音频采集模块的音频信号。
优选的，所述用户在黑屏上的操作信息包括虚拟按键输入信息，黑屏采集到该信息时，将该信息输出给一体机，一体机将该信息解析形成对应的功能模块，然后响应功能模块在显示器上显示更新后的书写信息，同时会将功能模块对应的数据包发送给黑屏，黑屏解析功能模块后响应功能模块并显示更新后的书写信息。
优选的，所述黑屏包括书写触控区域，书写触控区域包括书写区域和虚拟按键区域，虚拟按键区域设于书写区域边缘。
优选的，所述黑屏还包括物理按键区域，物理按键区域沿书写触控区域外边缘设置。
优选的，所述黑屏和一体机并排设置且可拆卸式连接。
优选的，所述黑屏和一体机用USB方式电连接。
本发明还提供录播一体的智能全面屏黑板系统的控制方法，包括如下步骤：
a10:视频采集模块实时采集该系统安装环境内的图像信息；
a11:音频采集模块实时采集用户音频信息；
步骤a10,a11同时进行；
还包括如下步骤：
a12:黑屏实时采集用户的输入信息，并形成自定义格式的数据包；
或
a13:一体机实时采集用户的输入信息，并形成自定义格式的数据包；
步骤a12,a13与a10,a11同时进行；
该控制方法还包括如下步骤：
c10:一体机接收步骤a12或者a13中的的数据包，并排他性解析其中一个数据包，将数据包解析成与之对应的功能模块；
d10:一体机响应功能模块在显示器上显示最新的书写信息，同时显示图像信息；
e10:一体机实时存储显示器的画面和音频信号，生成视频文件。
优选的，步骤a12中用户的输入信息包括虚拟按键输入信息，一体机解析步骤a12中的数据包时，此时该控制方法还包括如下步骤：
d11:一体机将步骤c10中功能模块对应的数据包发送给黑屏；
e10:黑屏解析步骤d11中的数据包；
f10:黑屏响应功能模块显示最新的书写信息。
优选的，步骤a12中用户的输入信息还包括书写信息和物理按键输入信息，此时控制方法还包括如下步骤：
b10:黑屏解析步骤a12中的数据包，将数据包解析成与之对应的功能模块；
c11:黑屏响应功能模块显示最新的书写信息。
优选的，一体机解析步骤a13中的数据包时，此时该控制方法还包括如下步骤：
b11:黑屏解析步骤a12中的数据包，将数据包解析成与之对应的功能模块；
c12:黑屏响应功能模块显示最新的书写信息。
本发明的有益技术效果是：
1.用户有播放需求时，可以播放一体机上存储的带有书写，图像和音频的视频文件，或者拷贝、分享该视频文件。本实施例中的智能黑板系统录制的视频文件，一体机时还可以在读取时，应用一体机物理外设和虚拟功能模块，对书写信息进行二次编辑以实现用户校正或更新的需求，相对现有模式下的教学影像文件，本智能黑板系统生成的教学文件可利用率更高，减轻了老师工作量，同时该视频文件含有老师和学生的图像信息和音频信息，也便于评估老师教学质量，还可以根据学生的现场反馈，进一步提高教学质量。
2.该录播一体的智能全面屏黑板系统便于拆装，标准化程度高；同时将目前的黑板彻底智能化。
【附图说明】
图1实施例一中的录播一体的智能全面屏黑板系统组成示意图；
图2实施例一中的录播一体的智能全面屏黑板系统中的黑屏和一体机控制结构示意图；
图3实施例一中的录播一体的智能全面屏黑板系统的控制方法同屏模式下的书写显示控制流程示意图；
图4实施例一中的录播一体的智能全面屏黑板系统的控制方法同屏模式下的物理按键输入控制流程示意图；
图5实施例一中的录播一体的智能全面屏黑板系统的控制方法同屏模式下的虚拟按键输入控制流程示意图；
图6实施例一中的录播一体的智能全面屏黑板系统的控制方法分屏模式下的控制流程示意图；
【具体实施方式】
为了使本专利的技术方案和技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利的具体实施方式进行详细描述。
实施例一：
本实施例中的录播一体的智能全面屏黑板系统，包括音频采集模块1，至少一个的视频采集模块2，一体机3和至少一块的黑屏4；一体机显示器两侧均有设置黑屏4；一体机显示器能拆分成数量不少于黑屏数量的多个显示区域且一体机显示器上有一单独的显示区域与每块黑屏对应；黑屏4，音频采集模块1，和视频采集模2块均与一体机3电连接。
如图1，具体的，音频采集模块1用于采集用户的音频信号并将音频信号输出给一体机3，可以和一体机3电连接或者无线连接，本实施例中的音频采集模块1用麦克风实现。
视频采集模块2有两个，设于智能黑板左右两侧顶端，与一体机电连接，视频模块可以转动，录制学生和/或老师的图像信号，还可以设置一与一体机3电连接的视频采集模块在教室后面，从教室后端角度录制教学场景。本实施中的视频采集模块2用摄像头实现。
黑屏4包括书写触控区域41和物理按键区域42；书写触控区域41可是红外触摸屏，或电磁触摸屏，或电容触摸屏等，包括书写区域411和虚拟按键区域412，书写区域411形状与黑屏4匹配且最大化的覆盖黑屏。物理按键区域42位于书写触控区域的下方，设置有一系列实体按键，如保存、分享、生成二维码、局部擦除、一键清屏、黑屏、资源查询、红笔、黑笔、蓝笔、音乐、截图、模式切换等，丰富黑板的功能和丰富教学资源。用户可用硬物，如粉笔，笔壳在书写区域书写和绘制图文。虚拟按键区域412为一系列和物理按键功能相似的触摸标识，设于黑屏书写触控区域41边缘，本实施例中左边黑屏的虚拟按键区域412设于书写触控区域41左边缘，右边黑屏的虚拟按键区域412设于书写触控区域41右边缘，且丝印标识不同功能快键键，虚拟快捷键能快速响应用户操作，方便快捷，提高处理效率。
黑屏4有两块，且分别设于一体机3左右两侧，一体机显示器包括左显示区域31和右显示区域32，左显示区域31对应左边黑屏，右显示区域32对应右边黑屏。两块黑屏4与一体机3并排形成与目前教室中物理黑板形状匹配的智能黑板。黑屏4用于显示老师或者学生的书写板书，一体机显示器用于用于同屏模式下显示黑屏书写板书或者分屏模式下单独显示自身的书写板书，同时显示视频采集模块2采集的图像信号；黑屏4为黑色液晶屏，一体机显示器为白色液晶屏。黑色的黑屏的兼顾了一部分用户原始黑板的书写习惯，相当于白色电脑液晶屏而言，功耗低也环保。一体机显示器与黑屏的对应关系还有其他变化，譬如，一体机显示器分为三块或者更多的显示区域，其中两块与左右黑屏一一对应，其他显示区域可用于同屏模式下的单独书写或者视频采集模块3采集的图像信号的显示，或者与之对应的盲语解释画面等等。
黑屏4与一体机3的机械连接为卡扣固定，方便智能黑板系统的拆装。黑屏4和一体机3的电连接为USB连接，提高了设备的标准化程度。
一体机显示器也设有与黑屏的虚拟按键功能相似的图标或者快捷键，方便用户对板书在一体机3一侧进行编辑。
本实施例中的录播一体的智能全面屏黑板系统，还包括与一体机连接的物理外围设备，如有线/无线键盘、鼠标等。
如图2，黑屏包括黑屏采集单元，黑屏显示单元，黑屏通讯单元和黑屏控制单元。
黑屏采集单元，用于实时采集黑屏上的书写轨迹信息，物理按键信息和虚拟按键信息并形成数据包；
黑屏显示单元，用于根据黑屏控制单元的指令实时显示书写信息；
黑屏通讯单元，用于向下述一体机通讯单元发送来自黑屏控制单元的数据，接收来自一体机通讯单元的数据；
黑屏控制单元，用于解析黑屏采集单元的数据包并将解析后的数据发送给黑屏显示单元；
一体机包括一体机采集单元，图像采集单元，音频采集单元，一体机显示单元，一体机存储单元，一体机通讯单元和一体机控制单元。
一体机采集单元，用于实时采集一体机显示器上的书写轨迹信息，与一体机连接的物理外设输入信息和一体机显示器上的虚拟按键输入信息并形成数据包；
图像采集单元，用于实时采集教室内的图像信号并输出给一体机控制单元，包括学生和老师的图像；
音频采集单元，用于实时采集用户的音频信号并输出给一体机控制单元；
一体机显示单元，用于根据一体机控制单元的指令实时显示书写信息和图像信息；
一体机存储单元，用于根据一体机控制单元的指令实时存储一体机显示器的画面和实时的音频信号，生成视频文件；视频文件格式如avi、MP4、swf。
一体机通讯单元，用于向黑屏通讯单元的发送来自一体机控制单元的数据，接收来自黑屏通讯单元的数据；
一体机控制单元，用于解析来自一体机采集单元和/或一体机通讯单元的数据包并将解析后的数据发送给一体机显示单元，处理来自图像采集单元的数据并将处理后的数据发送给一体机显示单元，处理来自音频采集单元的数据发送给一体机存储单元。
本实施例中的录播一体的智能全面屏黑板系统可工作在两种模式：同屏模式和分屏模式。同屏模式，一体机显示器同步显示的黑屏的书写信息；分屏模式，一体机显示器与黑屏单独显示各自的书写信息，响应各自的物理按键输入和虚拟按键输入。
同屏模式
本实施例中的录播一体的智能全面屏黑板系统的控制方法，分三种情况：书写显示控制，物理按键输入控制和虚拟按键输入控制。
如图3，智能黑板系统控制方法在书写显示时的控制包括如下步骤：
a10:黑屏实时采集书写轨迹信息，并形成自定义格式的数据包；
b10:黑屏解析步骤a10中的数据包；
c10:黑屏根据解析后的数据显示书写轨迹；
黑屏在执行步骤b10的同时执行下列步骤：
b11:黑屏向一体机发送步骤a10中的数据包；
智能黑板系统控制方法在书写显示时还包括如下步骤：
a11:摄像头实时采集图像信息；
a12:麦克风实时采集音频信息；
c11:一体机将接收到来自黑屏的数据包解析成一体机显示器位置相对应的点的信息；
d10:一体机根据解析信息在显示器上绘制对应书写轨迹，同时显示图像信息；为了避免图像信息对书写轨迹的遮挡，图像信息可以以小窗形式显示在一体机显示器的左上方和右上方，或者左下方和右下方，或者其他位置。
e10:一体机实时存储显示器的画面和音频信号，生成视频文件。
如图4，录播一体的智能全面屏黑板系统的控制方法在物理按键输入时的控制包括的步骤和在书写显示时的步骤相似，不同之处在于黑屏实时采集的信号变成物理按键信息，后续黑屏和一体机都对物理按键信息解析成对应的功能模块，然后对物理按键输入前的书写信息进行相应的功能处理。
如图5，录播一体的智能全面屏黑板系统的控制方法在虚拟按键输入时的控制包括如下步骤：
a20:黑屏实时采集虚拟按键信息，并形成自定义格式的数据包；
a21:摄像头实时采集图像信息；
a22:麦克风实时采集音频信息；
b20:黑屏向一体机发送步骤a20中的数据包；
c20:一体机将接收到来自黑屏的数据包解析成与之对应的功能模块；
d20:一体机响应功能模块在显示器上显示更新后的书写信息，同时显示图像信息；
e20:一体机实时存储显示器的画面和音频信号，生成视频文件。
在步骤c20后还包括如下步骤：
d21:一体机将步骤c20中功能模块对应的数据包发送给黑屏；
e21:黑屏解析步骤d21中的数据包；
f21:黑屏响应功能模块显示更新后的书写信息。
黑屏虚拟按键输入后，黑屏将数据包发一体机解析后处理，同时黑屏再根据一体机的指令再对书写信息进行更新，黑屏和一体机显示器同屏显示的同时保证了一体机存储数据的准确性，避免了因虚拟按键的快速响应而造成的数据丢失。
分屏模式
图6为分屏模式下的黑屏和一体机的控制方法流程图，和同屏模式的控制方法相似，不同之处是黑屏和一体机采集各自的输入信息，并对输入信息进行处理和显示，黑屏和一体机之间无数据交互，具体步骤在此不再赘述。
上述控制方法，便于理解，黑屏和一体机用户书写信息的采集和解析也可视为一种书写功能模块。虚拟按键也可以理解成虚拟菜单等。
用户有播放需求时，可以播放一体机上存储的带有书写，图像和音频的视频文件，或者拷贝、分享该视频文件。本实施例中的智能黑板系统录制的视频文件，一体机时还可以在读取时，应用一体机物理外设和虚拟功能模块，对书写信息进行二次编辑以实现用户校正或更新的需求，而现有直接录制的教学影像文件，书写信息和周围环境图像信息为一体不可分割的视频信号，不能对书写信息编辑修改；所以相对现有模式下的教学影像文件，本智能黑板系统生成的教学文件可利用率更高，减轻了老师工作量，同时该视频文件含有老师和学生的图像信息和音频信息，也便于评估老师教学质量，还可以根据学生的现场反馈，进一步提高教学质量。
以上所述仅为本专利的优选实施例而已，并不用于限制本专利，对于本领域的技术人员来说，本专利可以有各种更改和变化。凡在本专利的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种录播一体的智能全面屏黑板系统，其特征在于：它包括音频采集模块，至少一个的视频采集模块，一体机和至少一块的黑屏；一体机显示器两侧均有设置黑屏；一体机显示器能拆分成数量不少于黑屏数量的多个显示区域，且一体机显示器上有一单独的显示区域与每块黑屏对应；黑屏，音频采集模块，和视频采集模块均与一体机电连接；
音频采集模块，用于采集用户的音频信号并将音频信号输出给一体机；
视频采集模块，用于采集该系统安装环境内的图像信号并将图像信号输出给一体机；
黑屏，用于显示用户的书写板书，和响应用户的操作显示更新后的板书；同时在同屏模式下将书写板书和用户的操作信息输出给一体机；
一体机，用于同屏模式下显示黑屏书写板书或者分屏模式下单独显示自身的书写板书，同时显示视频采集模块采集的图像信号，并实时存储一体机显示器画面和来自音频采集模块的音频信号；
所述黑屏和所述一体机用USB方式电连接。
2.如权利要求1中所述的录播一体的智能全面屏黑板系统，其特征在于：所述用户在黑屏上的操作信息包括虚拟按键输入信息，黑屏采集到该信息时，将该信息输出给一体机，一体机将该信息解析形成对应的功能模块，然后响应功能模块在显示器上显示更新后的书写信息，同时会将功能模块对应的数据包发送给黑屏，黑屏解析功能模块后响应功能模块并显示更新后的书写信息。
3.如权利要求1中所述的录播一体的智能全面屏黑板系统，其特征在于：所述黑屏包括书写触控区域，书写触控区域包括书写区域和虚拟按键区域，虚拟按键区域设于书写区域边缘。
4.如权利要求3中所述的录播一体的智能全面屏黑板系统，其特征在于：所述黑屏还包括物理按键区域，物理按键区域沿书写触控区域外边缘设置。
5.如权利要求1、3、4中任一所述的录播一体的智能全面屏黑板系统，其特征在于：所述黑屏和一体机并排设置且可拆卸式连接。
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