基于紙介質的手書文字和圖形識別裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型是一種基于紙介質的手書文字和圖形識別裝置，包括數碼手寫筆和納米網格狀觸摸板，數碼手寫筆由筆尖、壓力傳感器、測距傳感器、數據采集模塊、通訊接口、存儲器、電池、顏色選擇開關、時間間隔選擇開關、筆劃寬度選擇開關組成；該納米網格狀觸摸板由一納米微小孔組成網格狀的觸摸板和觸摸板微小孔下設置的壓力傳感器構成，通過壓力傳感器測定微小孔內的水和墨的量；將獲得的在每一個坐標點上加上的墨和水的存儲的量，識別出漢字以及計算出水墨畫的輪廓，得到準確的字或者水墨畫。本實用新型不需要與電腦直接連接，在普通紙上手寫就形成中文或圖畫的電子文檔。
【專利說明】基于紙介質的手書文字和圖形識別裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及信息技術，尤其是涉及利用數碼電子筆輸入文字和圖形信息的識別設備。
【背景技術】
[0002]目前，手寫數碼筆產業發展的步伐越來越快，隨著網民數量飛速增長，手寫數碼筆在廣大網民中也非常受歡迎。用數碼手寫筆可以發送筆跡郵件，可以真正輕松地進行交流，同時可以免去了敲鍵盤的繁瑣以及長期使用鼠標帶來不便，使上網更加輕松自然，數碼手寫筆已經成為上網的好幫手。中國手寫數碼筆具有非常大的市場空間。
[0003]目前國內手寫數碼筆的研發還沒有脫離聯機，從而導致數碼筆的使用范圍和使用效率都沒有能夠得到應有的擴展，給人們的使用帶來了諸多不便，也給數碼筆的普及造成了障礙。
[0004]目前手寫中文輸入計算機形成電子文檔方法技術大部分是電子筆和計算機聯機，進行手寫中文直接進入電腦。這些方法技術原理都是用數碼電子筆的壓力傳感器，光電原理或雷達系統，手寫中文和素描是獲取漢字或者素描的筆畫樹，經軟件處理，分析漢字單字或者素描的筆畫數，并候選漢字字庫中比較筆畫樹獲取漢字單字形成中文文檔。整個數碼筆行業技術的進展目前是集中使手寫數碼筆進入一個完全脫離電腦局限，國內外研究開發現狀和發展趨勢體現在以下方面:
[0005](I)觸摸屏式的數碼手寫筆:目前國外的數碼手寫筆市場絕大部分使用帶觸摸屏或觸摸板的產品，雖然脫離了鍵盤的輸入方式，但仍要用到特殊的觸摸工具，才能實現手寫的輸入方式。
[0006](2)攝像頭式的數碼手寫筆:另外一種數碼手寫筆是在筆尖上安裝攝像頭，手寫時將攝像結果輸入計算機，從而對書寫內容進行識別。這種數碼手寫筆的缺點是把手寫內容外的紙面上原有內容也一起識別，而且還要帶一套攝像設備，帶來局限性，發展前景不大。
[0007](3)單字提取和識別方法:一般是根據候選單字間距提取單字，并從候選單字模式識別結果中構建候選單字網絡，以候選單字識別得分、語言模型得分為依據，從候選單字網絡中搜索出最佳路徑，獲取單字提取結果。上述方法需要與計算機聯機的觸摸板上手寫中文，在電腦中獲取了單字。
[0008](4)基于紙介質的手書文字和素描圖形識別技術，該基于紙介質的手書文字和素描圖形識別裝置是一種在脫離電腦，用納米觸摸板和壓力傳感器之上，用數碼電子筆在普通紙上手寫文字或素描圖形，形成電子文本存儲在筆內，通過電腦接口下載電子文本的實用、方便的系統。本實用新型的研制成功和推廣使用，將對不習慣計算機鍵盤輸入或不方便攜帶電腦而需要盡快形成文件的人們來說，如公安、文化創意人員、記者、醫院及經常出差在外人員等，有很大的實用價值。對電腦的廣泛應用和人們工作效率的提高；用手寫習慣實現文字和素描圖畫以及相互交流將產生很好的社會效果。
[0009]目前尚未研究完成的報道，該技術是未來的發展趨勢，將逐漸取代觸摸屏式數碼手寫筆。
【發明內容】
[0010]本實用新型的目的是研發出在離開計算機的情況下，用納米觸摸板和壓力傳感器之上，使用數碼電子筆在紙介質上手書文字和素描圖形自動識別筆內形成電子文檔的裝置。
[0011]為了實現本實用新型的目的，提出以下技術方案:
[0012]一種基于紙介質的手書文字和圖形識別裝置，所述識別裝置包括數碼手寫筆和納米網格狀觸摸板，所述數碼手寫筆I由筆尖2、壓力傳感器3、測距傳感器4、數據采集模塊
6、通訊接口 9、存儲器11、電池5、顏色選擇開關12、時間間隔選擇開關13、筆劃寬度選擇開關14組成；
[0013]所述納米網格狀觸摸板的上層結構是由氟硅橡膠構成的納米涂層，所述氟硅橡膠是由氟基團與硅基團組合，在硅基團基礎上引入氟基團形成氟硅橡膠；所述納米網格狀觸摸板是由一納米的微小孔組成，所述微小孔下設置的壓力傳感器，通過所述壓力傳感器測定微小孔內的水和墨的量；
[0014]通過所述壓力傳感器3、測距傳感器4獲得的筆畫坐標參數數據，利用顏色選擇開關12、時間間隔選擇開關13、筆劃寬度選擇開關14的設定獲得和不同抬筆時間間隔、不同顏色、不同筆劃寬度對應的數據，通過上述數據信息以及納米觸摸板獲得的在每一個坐標點上加上的墨和水的存儲的量，識別出漢字以及計算出水墨畫的輪廓，得到準確的字或者水墨趣。
[0015]所述數碼手寫筆I還設置有所述顏色選擇開關12、時間間隔選擇開關13、筆劃寬度選擇開關14的切換按鈕7、代·碼顯示器15和開關指示燈8，所述代碼顯示器15顯示的代碼表示筆畫的不同顏色、筆畫寬度的不同像素值和壓力傳感器3的等待時間；所述開關指示燈8顯示上述開關和切換按鈕的操作。
[0016]本實用新型不需要與電腦直接連接，用納米觸摸板和壓力傳感器之上，用一支數碼電子筆在普通紙上手寫就可以在筆內形成中文或圖畫的電子文檔。與同類產品相比較，有其優越性和前瞻性，市場需求強烈，社會效益突出，投入市場后將產生巨大的反響，將成為新一代數碼電子筆的文化產品標志。而且便于不斷地吸取最新的科技成果，不斷地提高產品的質量和科技含量的空間很大。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1本系統數碼手寫筆結構示意圖；
[0018]圖2是本實用新型納米網格狀觸摸板上層結構示意圖；
[0019]I數碼手寫筆11存儲器
[0020]2筆尖12顏色選擇開關
[0021]3壓力傳感器13時間間隔選擇開關
[0022]4測距傳感器14筆畫寬度選擇開關
[0023]5電池15代碼顯示器
[0024]6數據采集模塊16 Y坐標層[0025]7切換按鈕17納米孔層
[0026]8開關指示燈18 X坐標層
[0027]9通訊接口19納米孔
[0028]10顯示屏
【具體實施方式】
[0029]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合附圖和具體實施例，對本實用新型進一步詳細說明。
[0030]本實用新型對原有數碼電子筆進行改進，增設不同顏色，不同筆畫寬度和不同的抬筆時間間隔等功能的控制和顯示裝置，以此獲取與手寫中文和素描的筆畫(X，y)坐標數據一一對應的不同顏色，不同的筆畫寬度和不同的抬筆時間間隔的數據組合。在此基礎上，利用這些數據組合進行漢字單字和素描圖形分割，確認筆劃數目和漢字提取。在漢字提取過程中，以多層次筆劃數目為第一個標志，在多層次筆劃及筆劃數目相同的情況下，漢字的組成關系的筆劃多層樹結構來從候選漢字庫的單字進行比較提取單字。為了提高提取漢字單字的準確率，軟件方法加入誤差檢驗和改進判別函數的循環系統。以提高提取漢字單字的質量。
[0031]圖1本系統數碼手寫筆結構示意圖；如圖所示，本數碼手寫筆I的結構由筆尖2、壓力傳感器3、測距傳感器4、進行數據處理和中文單字和素描圖形的數據提取的數據采集模塊6、通訊接口 9、存儲器11、電池5以及顏色選擇開關12、選擇不同時間間隔的時間間隔選擇開關13、選擇不同筆劃寬度的筆劃寬度開關選擇14、切換按鈕7、顯示器10及開關指示燈8和代碼顯示器15組成。在進行普通紙張上手寫或素描圖形時，首先由筆尖2、壓力傳感器3和測距傳感器4的組合建立坐標系統，手寫文字或素描圖形時獲取數碼手寫筆劃的(X，y)坐標和不同抬筆時間·間隔、不同顏色、不同筆劃寬度的數據，將這些數據一一對應組成數據組合進入數據采集模塊6。
[0032]如圖1所示，在數碼電子筆的外部增設的顏色選擇開關12、寬度選擇開關13、選擇抬筆時間的時間間隔開關選擇14和操縱它們的切換按鈕7，具體操作如下:
[0033]在手寫數碼電子筆I上安裝各個硬件和軟件后，系統進入正常工作狀態。
[0034]把普通紙擺開，用筆尖2點擊紙上4個角，此時通過壓力傳感器3和測距傳感器3建立二維坐標系統，形成坐標網。四個角的連線范圍就是數碼電子筆手寫中文的作業范圍，在此范圍數碼電子筆作業時筆尖2經壓力傳感器3和測距傳感器4獲取手寫中文的(X，Y)二維坐標，它就是中文筆劃多層次樹的空間距離，也就是手寫中文獲取的基本信息。這些獲取數據進入數據采集系統6，等待數據預處理。手寫的圖畫、字母、數字、標點符號等也按同樣的方法獲取數據進入采集系統6。
[0035]選擇顏色選擇開關12，啟動后用切換按鈕7改變手寫字的不同顏色，這一功能用于在手寫過程中容易粘連的單子之間，用不同顏色區分不同的單字，避免手寫過程中單字之間粘連引起的錯誤識別。這一功能也可用于使用者在手寫過程中表示不同層次的內容。
[0036]選擇寬度選擇開關13，啟動后用切換按鈕7改變于寫筆劃的粗細，這一功能用在手寫過程中需要畫圖時，更好地表示圖畫的細節和結構。
[0037]選擇時間選擇開關14，啟動后用切換按鈕7改變手寫過程中抬筆時間的時間間隔，在手寫過程中單字和單字之間，筆劃和筆劃之間的抬筆時間的約定，以提高單字之間和筆劃之間的辨別能力。
[0038]為了操縱方便，在數碼電子筆外部正面增設了選擇不同顏色、不同寬度、不同時間代碼的顯示屏10，與選擇開關12，13，14和切換按鈕7相連接。分別顯示正在使用的顏色代碼、寬度代碼和時間代碼。上述代碼表示不同的顏色、畫筆寬度的不同像索和壓力傳感器的等待時間。上述開關和切換按鈕操作時有開關指示燈8顯示。
[0039]本實用新型通過自動控制的反饋原理，用負反饋的方法提高識別速度和準確率。把提取的單字通過誤差檢驗和改進判別函數進一步確定漢字單字，提高識別的準確率。
[0040]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于紙介質的手書文字和圖形識別裝置，其特征在于，所述識別裝置包括數碼手寫筆和納米網格狀觸摸板， 所述數碼手寫筆(I)由筆尖(2)、壓力傳感器(3)、測距傳感器(4)、數據采集模塊(6)、通訊接口(9)、存儲器(11)、電池(5)、顏色選擇開關(12)、時間間隔選擇開關(13)、筆劃寬度選擇開關(14)組成； 所述納米網格狀觸摸板的上層結構是由氟硅橡膠構成的納米涂層，所述納米網格狀觸摸板是由一納米的微小孔組成，所述微小孔下設置的壓力傳感器，通過所述壓力傳感器測定微小孔內的水和墨的量； 通過所述壓力傳感器(3)、測距傳感器(4)獲得的筆畫坐標參數，利用顏色選擇開關(12)、時間間隔選擇開關(13)、筆劃寬度選擇開關(14)的設定獲得和不同抬筆時間間隔、不同顏色、不同筆劃寬度對應的數據，通過上述參數和數據信息以及納米觸摸板獲得的在每一個坐標點上加上的墨和水的存儲的量，識別出漢字以及計算出水墨畫的輪廓，得到準確的字或者水墨畫。
2.根據權利要求1所述的識別裝置，其特征在于，所述數碼手寫筆(I)還設置有所述顏色選擇開關(12)、時間間隔選擇開關(13)、筆劃寬度選擇開關(14)的切換按鈕(7)、代碼顯示器(15)和開關指示燈(8)，所述代碼顯示器(15)顯示的代碼表示筆畫的不同顏色、筆畫寬度的不同像素值和壓力傳感器(3)的等待時間；所述開關指示燈(8)顯示上述開關和切換按鈕的操作。
【文檔編號】G06F3/0488GK203414944SQ201320259843
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年5月14日 優先權日:2013年5月14日
【發明者】高永杰 申請人:高永杰