[发明专利]一种包括触摸屏的数学式计算器及数学公式识别的方法

说明书

技术领域

本发明涉及数学公式识别领域，尤其涉及一种包括触摸屏的数学式计算器及数学公式识别的方法。

背景技术

随着科技信息化时代的到来，人们对计算机领域的设备便利性提出了越来越高的要求。对于数学从业者而言，常常需要在智能设备上输入或运行数学公式。尽管平板电脑、触摸屏手机等支持手写功能的计算器和输入设备已相当普及，并且已经逐渐成为人们的日常使用的信息技术工具，但对其操作往往是通过手指或触摸笔等在当前的输入工具上点击相关数学功能符号，通过特定输入步骤输入对应的公式。由此造成了数学公式的数学效率较低，用户体验差。

有基于此，现有技术中提供了一种手写数学表达式识别的技术，即在支持手写输入的计算平台上，通过手写数学表达式实现数学公式的输入、识别及计算。在此项技术中，识别准确度、识别速度和识别范围是用来评估数学公式识别功能的参数，但是因为手写字符变形范围较大和公式结构的复杂性，所以即便在有限的识别范围内，其识别准确度也不高，同时导致识别处理速度较慢，从而输入速度较慢。现有的系统识别准确度不高，识别速度过慢等都是严重阻碍手写数学表达式识别录入系统发展的因素。

受限于上述因素，现有的手写数学表达式识别智能设备提供的编辑、变换或计算等与识别结合的功能不够完善，如用户输入完整数学公式后，有些智能设备实现数学公式录入后，却无法识别用户输入的公式，例如在计算公式包含多层分数函数时，会在位置关系的确定过程中出现错误；并且因为多层分数函数中存在复杂的上下位置关系，所以其中的符号之间的运算符统领关系非常复杂，容易在计算统领关系时出现错误；上述两个步骤中产生的错误都将最终导致公式计算的失败。

发明内容

针对上述问题，本发明实施例提供了一种包括触摸屏的数学式计算器及数学公式识别的方法，旨在解决现有技术中手写数学表达式录入后，计算机设备因计算公式复杂而导致的识别效率低，由此造成数学工作者工作效率低和用户体验差的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种数学公式的输入方法，应用于包括触摸屏的数学式计算器，所述方法包括：

获取用户在所述触摸屏上的第一位置上的触摸操作，并根据所述触摸操作生成触摸轨迹；其中，所述触摸操作为用户手写输入数学公式信息的触摸操作；所述触摸轨迹为所述触摸操作在所述触摸屏上的第一位置的多个触摸点生成的轨迹，为所述用户手写输入的数学公式信息在所述触摸屏上的呈现状态；

根据所述触摸轨迹信息，识别输入的数学公式中的字符和/或符号，获取第一数学公式信息；

基于所述第一数学公式中字符和/或符号之间的位置关系识别所述数学公式中的分数函数和其他函数，并用结构树描述所述数学公式；其中，将所识别的分数函数视为一个整体；所述结构树至少包括二叉树结构和/或三叉树结构；

获取用户对所述触摸轨迹执行的替换操作；所述替换操作用于生成所述触摸轨迹的替换信息，所述替换信息用于修改所述第一数学公式信息；根据所述替换操作生成的替换操作轨迹，调整所述转换后的数学公式文本信息，生成第二数学公式文本信息，并用结构树描述所述第二数学公式；

呈现所述第二数学公式文本信息。

进一步地，所述基于所述数学公式中字符和/或符号之间的位置关系识别所述数学公式中的分数函数的步骤包括：识别所述第一数学公式中的所有分数线；确定单个分数函数内部的字符之间的位置关系；将所述单个分数函数作为一个整体来确定所述单个分数函数与其他字符之间的位置关系；所述单层分数函数分数线为在横线的上部有至少一个字符并且在所述横线的下部有至少一个字符的横线。

进一步地，所述方法还包括：在所述第一数学公式包含多层分数函数的情况下，循环式地处理所述多层分数函数的每个分数函数内部的字符之间的位置关系，其中，在每个循环中仅仅处理没有任何子分数函数的分数函数。

进一步地，在呈现所述第二数学公式文本信息后，所述方法还包括：获取用户变更运算顺序的变更操作；所述变更操作用于调整所述第二数学公式文本信息的数学公式运算顺序。

进一步地，在呈现所述第二数学公式文本信息后，所述方法还包括：当所述数学表达式包含数值和运算符时，运行所述第二数学公式文本信息，并在所述触摸屏的第二位置呈现运算结果。

本发明实施例还提供了一种包括触摸屏的数学式计算器，所述计算器包括：