专利名称：汉字书法练习装置的制作方法
技术领域：
本发明属于中文信息处理技术领域，是涉及汉字书法练习的硬件配置及控制程序共同组成的，供人们无纸临摹和读帖进行汉字书法练习的装置。
从古到今，汉字书法练习的方法主要是临摹和读帖，首先都要有大量的样板帖，即大量纸帖，在使用收藏中，很不方便，临写的方法是练字中最主要方法，它的关键是临写好的字与字帖进行比较，尤其是由专家或指导教师评点，称为“反馈较正”，然而这一步经常不能很及时，往往受时间限制降低了练字效率和练字兴趣，随着计算机技术的发展，人们研制出了联机手写汉字识别装置，联机识别技术结果是汉字的识别，重点在汉字所表示的内容，它所要求的是识别率和书写速度，而不能对汉字的书写艺术性进行比较和提高。
本发明的目的在于，提供一种能够直观地随写随进行书法艺术比较、评点的汉字书法练习装置。
以下方式可实现本发明汉字书法练习装置，硬件组成包括中央处理器，字帖及手写输入汉字的显示器，显示控制口，内装控制程序的ROM，能够手写输入汉字的书写输入板，书写控制口，数据存储器，键盘，字帖库，它还包括使装置运行的控制程序，其特征是a 书写输入用的笔可以是硬笔，或笔头富有弹性的弹性笔；b 使装置运行的控制程序，按如下步骤进行(1)启动；(2)准备包括初始化和正常状态提示符显示，(3)键盘输入，若有键按下，进入键处理若无键按下，继续检测书写控制口是否有书写输入，(4)键处理，根据键的编码，按功能键和选字键分别存于数字存储器的功能状态缓存区和选字缓存区备用；(5)确定所选字地址，把选字键编码转换为所选字地址；(6)从字帖库取所选字形码送数字存储器的显示缓存区；(7)将所选字送显示控制口，在显示器上显示，供读帖分析字的笔画写法时用；(8)当书写输入板上有输入时进入预处理程序；(9)预处理程序对手写输入信号适当处理，包括字的笔画分割、平滑、去噪声、空间采样和规范化；(10)处理完的书写形码送数据存储器7的书写缓存区备用；(11)检查数据存储器的功能状态缓存区，判断是否是临摹状态，否，直接显示形码，是，进行摹写状态判断；(12)是摹写状态，继续进行有关处理，若不是摹写状态，必是临写状态；(13)由于摹写功能要求将字帖字和手写输入一同显示，在此中央处理器将两种形码复合在一起；(14)把复合形码送数据存储器的显示缓存区，为显示做准备；(15)比较显示，在显示器上随时直观地看到手写输入字与字帖字的偏离情况；(16)判断摹写是否结束，若是结束，进行综合评价子程序，若未结束，继续进行书写输入，书写形码送数据存储器的显示缓存区；(17)是临写状态，判断临写是否结束，若结束，则进行比较显示子程序，若未结束，继续从书写控制口进行书写输入；(18)清功能状态缓存区，完成一次字帖显示或书写、字帖比较显示后，将数据存储器内的功能状态缓存区内容清除，备下次输入记录用。
临写结束开始进行的比较显示子程序，采用如下三种方式进行，一种是采用骨架——轮廓汉字显示法，字帖字用骨架字体显示，与字帖不重合的手写字用轮廓字体显示，另一种是差显示法，为更好地表现出手写输入汉字的字形与字帖字不一致的部分，可以只显示出手写字与字帖字不重合的部分，还有一种是不同色调显示法，字帖字用一种色调显示，与字帖字不重合的手写字部分用另一种色调显示，比较显示子程序判断是否是骨架——轮廓显示，是，则进行数据处理，然后送入显示器显示，若是差显示，则也进行数据处理，再送显示器显示。
综合评分子程序，是将字帖字和手写字分别用向量表示，计算两个向量间的距离D和重合度R，据此判断手写字和字帖字接近程度，其程序按如下步骤进行生成向量，下步做字向量指标计算，再做书写水平归类，得分数信息送数据存储器的显示缓存区，然后送显示器显示，再回主程序。
本发明字帖库所存汉字为书法字帖，在已知手写输入汉字条件下，直观显示手写字与字帖字的重合度，便于纠正，读帖和临帖可任选，类似毛笔的弹性头笔，使得书法练习更逼真，也允许硬笔输入练习硬笔书法，采用电磁感应型，压敏型或静电耦合型的书写输入板，节省大量纸张，手写输入的字可存储，便于分析、总结，采用评分、语音和音乐等手段，有助于增强练字兴趣，简化键盘，实现装置简化。
图1为本发明基本硬件配置图；图2为本发明控制程序流程图；图3为比较显示子程序流程。
图4为综合评分子程序图5为弹性头笔示意图；图6为硬件扩展配置示意图；图7为简易键盘示意图。
实施例汉字书法练习装置组成为中央处理器1，字帖及手写输入汉字的显示器2，显示控制口3，内装控制程序的ROM4，能够手写输入汉字的书写输入板5，书写控制口6，数据存储器7，键盘9，字帖库10，书写输入用的笔8可以是用弹性材料制作的笔头，形状如毛笔笔头，用于练毛笔书法，或用硬笔练硬笔书法，书写输入板5是一块压敏输入板，包括有弱压传感器、传感控制电路和A/D转换电路。它与书写控制口6之间用专用数据交换方式。书写控制口6由传感分析电路、控制电路等组成，键盘9是一个简易键盘，由0-9的数字键、一个临写/摹写选择键L/M和一个启动按钮K组成。
使用时，先按下启动按钮，再根据随机提供的预先排好顺序的百个常用汉字表选择适当的汉字对应的序号(0-99)，用数字键把序号输入到装置内，再用选择键确定是临写还是摹写后，用笔8在书写输入板5上照写终端显示器2上显示出的汉字，向下运笔8在书写输入板5上接触面增大，书写输入板5上的受压面积增大，最终转换为电信号的笔画变粗，稍提笔8，在书写输入板5上接触面积减小，书写输入板5上受压面积变小，装置收到的书写笔画变细，信号变弱，因此，可根据书写需要写出粗细可变的笔画。
程序流程按如下步骤进行(1)按键盘上的启动按钮后，ROM4中控制程序开始运行；(2)准备步骤，包括初始化、正常状态检查和正常状态提示符显示，初始化指首先确定各部件参数，并对各部件进行正常状态测试，在正常情况下，在显示器2上显示出“正常”提示符，说明装置处于正常状态，请练字者进行进一步操作；(3)键盘输入先判断键盘各键是否按下，若有键按下，进入键处理程序，若无按键按下，继续检测书写控制口6是否有书写输入，(4)键处理，根据键的编码，按功能键和选字键分别存于数字存储器7的功能状态缓存区和选字缓存区备用，判断键输入是否完成，未完成继续输入，完成后进入下一步；(5)确定所选字地址，中央处理器1把选字键编码转换为所选字地址；(6)字形码送显示缓存区，把所选字形码送数据存储器7的显示缓存区；(7)将所选字送显示控制口3，在显示器2上显示；(8)书写输入，判断在书写输入板5上有否输入，若有输入，作进一步处理，若无输入，回到检查有否键盘按下的情况；(9)预处理，对手写输入信号进行适当处理，包括字的笔画分割，平滑，去噪声、空间采样和规范化等；(10)处理完的书写形码送数据存储器7的书写缓存区备用；(11)临摹，通过检查数据存储器7的功能状态缓存区，判断是否是临摹状态，若是临摹状态进行有关操作，若不是临摹状态，直接把形码送数据存储器7的显示缓存区显示在显示器2上，临摹分为摹写和临写两种状态，摹写是指键盘输入找出所选的字，并在显示器2上显示出有关字帖汉字，练字者按照显示，进行书写输入，随着手写的进行，书写出的字便随时在显示器2上与字帖比较显示出来，手写字的笔画是否与字帖字重合，书写力度及运笔方向等诸要素便会立即给练字者以提示，便于练习者及时作调整，提高书写水平；临写，也是在字帖字显示在显示器2上之后，练字者手写输入的汉字在全部写完之后，才显示在显示器2上作比较，这适合书法水平较高的情况；(12)摹写，判断是否是摹写状态，若是继续进行有关处理，若不是摹写状态，必是临写状态；(13)摹写过程要求中央处理器1把字帖字形码和手写字形码复合在一起；(14)把复合形码送数据存储器7的显示缓存区，为显示做准备；(15)显示，在字帖显示器上随时直观地看到手写输入字与字帖字的偏离情况；(16)判断摹写是否结束，若是结束，进行综合评分子程序，若未结束，继续进行书写显示；(17)书写形码送数字存储器7的显示缓存区，为书写显示做准备；(18)判断临写是否结束，若结束，则进行比较显示子程序，之后调综合评分子程序，若未结束，继续从书写控制口6进行书写输入，本实施例取一种比较方式，即骨架——轮廓显示法；(19)在完成一次字帖显示或书写——字帖比较显示后，将数据存储器7的功能状态缓存区内容清除，备下次输入记录用。
为增加本装置的功能，可以分别或同时增加如下装置，如图6所示，可配打印机的打印机接口11，练字存储器12，可存储以前手写输入的字，便于集中分析、判断练字者的进步速度，及尚存在的不足之处，还可配以语音或音乐的声音输出13，与其它计算机交换信息的计算机接口14及书法指导ROM15。
权利要求
1.一种汉字书法练习装置，硬件组成包括中央处理器，字帖及手写输入汉字的显示器，显示控制口，内装控制程序的ROM，能够手写输入汉字的书写输入板，书写控制口，数据存储器，键盘，字帖库，它还包括使装置运行的控制程序，其特征是a 书写输入用的笔可以是硬笔，或笔头富有弹性的弹性笔；b 使装置运行的控制程序，按如下步骤进行(1)启动；(2)准备包括初始化和正常状态提示符显示，(3)键盘输入，若有键按下，进入键处理，若无键按下，继续检测书写控制口是否有书写输入，(4)键处理，根据键的编码，按功能键和选字键分别存于数字存储器的功能状态缓存区和选字缓存区备用；(5)确定所选字地址，把选字键编码转换为所选字地址；(6)从字帖库取所选字形码送数字存储器的显示缓存区；(7)将所选字送显示控制口，在显示器上显示，供读帖分析字的笔画写法时用；(8)当书写输入板上有输入时进入预处理程序；(9)预处理程序对手写输入信号适当处理，包括字的笔画分割、平滑、去噪声、空间采样和规范化；(10)处理完的书写形码送数据存储器7的书写缓存区备用；(11)检查数据存储器的功能状态缓存区，判断是否是临摹状态，否，直接显示形码，是，进行摹写状态判断；(12)是摹写状态，继续进行有关处理，若不是摹写状态，必是临写状态；(13)由于摹写功能要求将字帖字和手写输入一同显示，在此中央处理器将两种形码复合在一起；(14)把复合形码送数据存储器的显示缓存区，为显示做准备；(15)比较显示，在显示器上随时直观地看到手写输入字与字帖字的偏离情况；(16)判断摹写是否结束，若是结束，进行综合评分子程序，若未结束，继续进行书写输入，书写形码送数据存储器的显示缓存区；(17)是临写状态，判断临写是否结束，若结束，则进行比较显示子程序，若未结束，继续从书、写控制口进行书写输入；(18)清功能状态缓存区，完成一次字帖显示或书写字帖比较显示后，将功能状态缓存区内容清除，备下次输入记录用。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是控制程序中的比较显示子程序是把手写字和字帖字同时显示在显示器上，其比较方法如下首先判断是骨架、轮廓汉字显示法，或是差显示法，然后分别进行数据处理，最后送入终端显示。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是综合评分子程序是将字帖字和手写字用向量表示，其步骤如下生成向量，下一步做字向量指标计算，然后做书写水平归类，再把分数信息送显示缓存区，由显示屏显示，最后回主程序。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征是键盘由0-9个数字键、一个启动开关和一个临写/摹写状态的选择开关构成。
全文摘要
本发明属于中文信息处理技术领域,是把微电子技术与汉字书写练习法相结合的汉字书法练习装置,包括中央处理器、键盘、书写输入板、书写笔、字帖库、字帖显示器等硬件配置和控制程序,操作键盘,使所选汉字输入码,在机内转换为标准的变形国标码,并从字帖库中取出对应字形码,后将字帖字显示,手写输入的字,被CPU从书写控制口取出其信息码,与字帖字同时显示,直观地随时地显示出手写字与字帖字的差异。
文档编号G09B11/00GK1195151SQ9710474
公开日1998年10月7日 申请日期1997年3月28日 优先权日1997年3月28日
发明者王丁 申请人:王丁