[发明专利]基于纸介质的手书文字和图形识别系统及识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息技术，尤其是涉及利用数码电子笔输入文字和图形信息的识别设备及识别方法。

背景技术

目前，手写数码笔产业发展的步伐越来越快，随着网民数量飞速增长，手写数码笔在广大网民中也非常受欢迎。用数码手写笔可以发送笔迹邮件，可以真正轻松地进行交流，同时可以免去了敲键盘的繁琐以及长期使用鼠标带来不便，使上网更加轻松自然，数码手写笔已经成为上网的好帮手。中国手写数码笔具有非常大的市场空间。

目前国内手写数码笔的研发还没有脱离联机，从而导致数码笔的使用范围和使用效率都没有能够得到应有的扩展，给人们的使用带来了诸多不便，也给数码笔的普及造成了障碍。

目前手写中文输入计算机形成电子文档方法技术大部分是电子笔和计算机联机，进行手写中文直接进入电脑。这些方法技术原理都是用数码电子笔的压力传感器，光电原理或雷达系统，手写中文和素描是获取汉字或者素描的笔画树，经软件处理，分析汉字单字或者素描的笔画数，并候选汉字字库中比较笔画树获取汉字单字形成中文文档。整个数码笔行业技术的进展目前是集中使手写数码笔进入一个完全脱离电脑局限，国内外研究开发现状和发展趋势体现在以下方面：

(1)触摸屏式的数码手写笔：目前国外的数码手写笔市场绝大部分使用带触摸屏或触摸板的产品，虽然脱离了键盘的输入方式，但仍要用到特殊的触摸工具，才能实现手写的输入方式。

(2)摄像头式的数码手写笔：另外一种数码手写笔是在笔尖上安装摄像头，手写时将摄像结果输入计算机，从而对书写内容进行识别。这种数码手写笔的缺点是把手写内容外的纸面上原有内容也一起识别，而且还要带一套摄像设备，带来局限性，发展前景不大。

(3)单字提取和识别方法：一般是根据候选单字间距提取单字，并从候选单字模式识别结果中构建候选单字网络，以候选单字识别得分、语言模型得分为依据，从候选单字网络中搜索出最佳路径，获取单字提取结果。上述方法需要与计算机联机的触摸板上手写中文，在电脑中获取了单字。

(4)基于纸介质的手书文字和素描图形识别技术，该基于纸介质的手书文字和素描图形识别系统是一种在脱离电脑，用纳米触摸板和压力传感器之上，用数码电子笔在普通纸上手写文字或素描图形，形成电子文本存储在笔内，通过电脑接口下载电子文本的实用、方便的系统。本发明的研制成功和推广使用，将对不习惯计算机键盘输入或不方便携带电脑而需要尽快形成文件的人们来说，如公安、文化创意人员、记者、医院及经常出差在外人员等，有很大的实用价值。对电脑的广泛应用和人们工作效率的提高；用手写习惯实现文字和素描图画以及相互交流将产生很好的社会效果。

目前尚未研究完成的报道，该技术是未来的发展趋势，将逐渐取代触摸屏式数码手写笔。

发明内容

本发明的目的是研发出在离开计算机的情况下，用纳米触摸板和压力传感器之上，使用数码电子笔在纸介质上手书文字和素描图形自动识别笔内形成电子文档的系统和识别方法。

为了实现本发明的目的，提出以下技术方案：

一种基于纸介质的手书文字和图形识别系统，所述识别系统包括数码手写笔和纳米网格状触摸板，

所述数码手写笔1由笔尖2、压力传感器3、测距传感器4、数据采集模块6、通讯接口9、存储器11、电池5、颜色选择开关12、时间间隔选择开关13、笔划宽度选择开关14组成；

所述纳米网格状触摸板的上层结构是由氟基团与硅基团组合而成的纳米涂层，该网格状的触摸板是在一纳米间隔内，由一纳米网格状的微小孔组成的触摸板和触摸板微小孔下设置的压力传感器，通过压力传感器测定微小孔内的水和墨的量；

通过所述压力传感器3、测距传感器4获得的笔画坐标参数，利用颜色选择开关12、时间间隔选择开关13、笔划宽度选择开关14的设定获得和不同抬笔时间间隔、不同颜色、不同笔划宽度的数据，该时间，宽度，色彩信息以及纳米触摸板获得的在每一个坐标点上加上的墨和水的存储的量，识别出汉字以及计算出水墨画的轮廓，得到准确的字或者水墨画。

所述数码手写笔1还设置有上述选择开关的切换按钮7、代码显示器15和开关指示灯8，所述代码显示器15显示的代码表示笔画的不同颜色、笔画宽度的不同像索值和压力传感器3的等待时间；所述开关指示灯8显示上述开关和切换按钮的操作。

所述笔尖2、压力传感器3和测距传感器4的组合建立系统的坐标系统和获取手写文字或素描图形时数码手写笔划的坐标，上述数据组成数据组合进入数据采集模块6。

本发明还提出一种基于纸介质的手书文字和图形识别方法，所述方法包括步骤：