一种基于点阵数码笔的教学场景录制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于点阵数码笔的教学场景录制方法及系统，在普通纸张上印刷一层不可见的点阵图案，点阵数码笔前端的高速摄像头随时捕捉笔尖的运动轨迹，同时压力传感器将压力数据传回数据处理器，将信息通过蓝牙向外传输；软件采集到点阵数码笔的笔迹数据，生成矢量轨迹和音频数据存放于本地电脑端；将生成的矢量轨迹和音频数据按照视频编码技术生成标准的MP4或FLV视频文件。本发明专利技术通过点阵数码笔的笔迹数据实时采集和原笔迹书写，以及矢量轨迹和声音的录制技术，有效实现课程录制的方便性和快捷性。

A recording method and system for teaching scene based on dot matrix digital pen

The invention discloses a method and a system for recording the teaching scene based on dot matrix digital pen, printing a layer of invisible dot patterns in ordinary paper, trajectory of high speed camera to capture the front end of the dot matrix digital pen nib, and the pressure sensor pressure data is transmitted back to the data processor, the information transmitted out through the Bluetooth software; the collected handwriting data matrix digital pen, generating vector locus and audio data stored in the local computer terminal; the vector trajectory and audio data generated in accordance with the video encoding technology to generate standard MP4 or FLV video files. The invention realizes the convenience and rapidity of course recording effectively through real-time data collection and handwriting data writing, and vector track and sound recording technology.

【技术实现步骤摘要】
一种基于点阵数码笔的教学场景录制方法及系统
本专利技术涉及教育信息化领域，尤其涉及一种基于点阵数码笔的教学场景录制方法及系统。
技术介绍
随着教育信息化的深入推进，基于微课的教学情景设计越来越处于常态化，无论是平板电脑还是智能手机，由于天然性的缺陷，在内容输入存在问题，但是中小学课堂是需要各种评测、练习的输入，还包括一些数理化符号输入。目前无论是红外、电容、光电笔都在做一些技术上的尝试，但是目前确实存在很多问题，清晰度问题、稳定性问题、响应不够及时。教师更愿意用粉笔，孩子也更愿意用铅笔。在不改变原有书写习惯的情况下，如果能解决文字转换、内容存储、声音采集、微课采集等等，具体应用层面的问题，能有效促进课堂教学信息化发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于点阵数码笔的教学场景录制方法及系统，通过点阵数码笔的笔迹数据实时采集和原笔迹书写，以及矢量轨迹和声音的录制技术，有效实现课程录制的方便性和快捷性。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：一种基于点阵数码笔的教学场景录制方法，在普通纸张上印刷一层不可见的点阵图案，点阵数码笔前端的高速摄像头随时捕捉笔尖的运动轨迹，同时压力传感器将压力数据传回数据处理器，将信息通过蓝牙向外传输；软件采集到点阵数码笔的笔迹数据，生成矢量轨迹和音频数据存放于本地电脑端；将生成的矢量轨迹和音频数据按照视频编码技术生成标准的MP4或FLV视频文件。依照本专利技术的一个方面，上述方法的具体步骤如下：步骤S101，将不同电子文档生成具有点阵图案的pdf文件；步骤S102，打印具有点阵图案的pdf文件；步骤S103，开启点阵数码笔；步骤S104，启动蓝牙通讯模块连接点阵数码笔；步骤S105，点阵数码笔在纸上数写，软件渲染单元启动，监听点阵数码笔的连接、断开连接、抬起、写下、移动、新坐标值事件，捕捉点阵数码笔的动作；步骤S106，将捕捉到的点阵数码笔的坐标值，根据点阵数码笔和屏幕的尺寸映射关系换算成屏幕坐标值；步骤S107，将屏幕坐标值利用画线函数绘制成屏幕手写笔迹，同时提供相应的笔迹擦除和全部清除功能，并在本地磁盘保存笔迹数据；步骤S108，利用电脑麦克风将声音录制成MP3文件，按照采样频率为44.1kHz、量化位数为16位、双声道的Wave格式音频标准；步骤S109，将笔迹和音频按H264视频压缩编码生成mp4文件。一种用于实现上述方法的基于点阵数码笔的教学场景录制系统，包括：点阵捕捉单元，实时捕捉点阵数码笔发送的笔迹数据；笔迹渲染单元，将捕捉到的笔迹数据渲染成屏幕的坐标(x,y)；白板单元，将坐标数据(x,y)结合点阵数码笔的抬起、放下、移动时间绘制成屏幕笔迹，同时包括笔迹的擦除，清屏事件；音频处理单元，将麦克风采集到的wave波型数据处理成MP3音频文件；视频编码单元，将笔迹数据和音频数据按H264视频压缩标准和AAC音频编码生成标准的MP4文件。本专利技术实施的优点：本专利技术是在原有的纸张上书写，不改变教师的书写习惯，增加了教学过程的方便性，提升了教学效率，增强了纸笔互动性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的系统内部结构图。图2是本专利技术的工作流程处理图。图3是点阵图案的构成图。图4是点阵数码笔的结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，其示出了本专利技术的系统内部结构。具体包括以下模块单元：点阵捕捉单元：实时捕捉点阵数码笔发送的笔迹数据。笔迹渲染单元：将捕捉到的笔迹数据渲染成屏幕的坐标(x,y)。白板单元：将坐标数据(x,y)结合点阵数码笔的抬起、放下、移动时间绘制成屏幕笔迹，同时包括笔迹的擦除、清屏等事件。音频处理单元：将麦克风采集到的wave波型数据处理成MP3音频文件。视频编码单元：将笔迹数据和音频数据按H264视频压缩标准和AAC音频编码生成标准的MP4文件。请参阅图2，其示出了本专利技术的工作处理流程。结合图2对整个流程描述如下：步骤S101：将不同电子文档生成具有点阵图案的pdf文件。点阵由一些非常细小的点，按照特殊算法规则排列的组成。点阵的作用是提供给点阵数码笔一个坐标参数信息，保证点阵数码笔在数码上书写时，能够准确的记录书写的笔迹。常规书写笔尖精度为0.7mm。每6*6＝36个点，构成有一个最小的数据单元，面积为1.8mm*1.8mm＝3.24平方毫米，其中分布36个点。每个点的直径为0.050mm(50μm)，点间距0.300mm(300μm)。点位于相对于中心基准位的偏离位置上，每个点可以有上下左右4个不同的偏离位置。如图3所示。步骤S102：打印具有点阵图案的pdf文件。步骤S103：开启点阵数码笔。如图4所示，点阵数码笔由压力传感器a、高速摄像头b、处理器c、电池d、存储器e、蓝牙或USB通讯模块f构成。点阵数码笔的工作原理为：笔尖被压下的同时，压力传感器a被触发，启动内置的高速摄像头b，以每秒100张的速度对笔尖所经过的点阵进行拍照，将点阵坐标、笔迹顺序、压力数据、运动速度等信息传递给内置的处理器c，最终通过蓝牙或USB通讯模块f向外输出。某些笔型，可以将数据临时存储在存储器e中，在必要的时候向外输出。步骤S104：启动蓝牙通讯模块连接点阵数码笔。步骤S105：点阵数码笔在纸上数写，软件渲染单元启动，通过spcd驱动程序(StreamingPenConnectivityDriver)监听笔的连接、断开连接、抬起、写下、移动、新坐标值等事件捕捉笔的动作。步骤S106：将捕捉到的点阵数码笔的坐标值(x,y)，根据点阵数码笔和屏幕的尺寸映射关系换算成屏幕坐标值。步骤S107：将屏幕坐标值利用画线函数绘制成屏幕手写笔迹。同时提供相应的笔迹擦除和全部清除功能。并在本地磁盘保存笔迹数据。步骤S108：利用电脑麦克风将声音录制成MP3文件，按照采样频率为44.1kHz、量化位数为16位、双声道的Wave格式音频标准。步骤S109：将笔迹和音频按H264视频压缩编码生成mp4文件。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本专利技术公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于点阵数码笔的教学场景录制方法，其特征在于，在普通纸张上印刷一层不可见的点阵图案，点阵数码笔前端的高速摄像头随时捕捉笔尖的运动轨迹，同时压力传感器将压力数据传回数据处理器，将信息通过蓝牙向外传输；软件采集到点阵数码笔的笔迹数据，生成矢量轨迹和音频数据存放于本地电脑端；将生成的矢量轨迹和音频数据按照视频编码技术生成标准的MP4或FLV视频文件。

【技术特征摘要】
1.一种基于点阵数码笔的教学场景录制方法，其特征在于，在普通纸张上印刷一层不可见的点阵图案，点阵数码笔前端的高速摄像头随时捕捉笔尖的运动轨迹，同时压力传感器将压力数据传回数据处理器，将信息通过蓝牙向外传输；软件采集到点阵数码笔的笔迹数据，生成矢量轨迹和音频数据存放于本地电脑端；将生成的矢量轨迹和音频数据按照视频编码技术生成标准的MP4或FLV视频文件。2.根据权利要求1所述的基于点阵数码笔的教学场景录制方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤S101，将不同电子文档生成具有点阵图案的pdf文件；步骤S102，打印具有点阵图案的pdf文件；步骤S103，开启点阵数码笔；步骤S104，启动蓝牙通讯模块连接点阵数码笔；步骤S105，点阵数码笔在纸上数写，软件渲染单元启动，监听点阵数码笔的连接、断开连接、抬起、写下、移动、新坐标值事件，捕捉点阵数码笔的动作；步骤S106，将捕捉到的点阵数码笔的坐标值，根据点阵数码笔和屏幕...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐利锋，
申请(专利权)人：绍兴瑞楠信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33