基于纸介质的手书文字和图形识别装置制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种基于纸介质的手书文字和图形识别装置，包括数码手写笔和纳米网格状触摸板，数码手写笔由笔尖、压力传感器、测距传感器、数据采集模块、通讯接口、存储器、电池、颜色选择开关、时间间隔选择开关、笔划宽度选择开关组成；该纳米网格状触摸板由一纳米微小孔组成网格状的触摸板和触摸板微小孔下设置的压力传感器构成，通过压力传感器测定微小孔内的水和墨的量；将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。本实用新型不需要与电脑直接连接，在普通纸上手写就形成中文或图画的电子文档。
【专利说明】基于纸介质的手书文字和图形识别装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及信息技术，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。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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:
[0005](I)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。
[0006](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。
[0007](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。
[0008](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装置是一种在脱离电脑，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。本实用新型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。
[0009]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】
[0010]本实用新型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装置。
[0011]为了实现本实用新型的目的，提出以下技术方案:
[0012]一种基于纸介质的手书文字和图形识别装置，所述识别装置包括数码手写笔和纳米网格状触摸板，所述数码手写笔I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；
[0013]所述纳米网格状触摸板的上层结构是由氟硅橡胶构成的纳米涂层，所述氟硅橡胶是由氟基团与硅基团组合，在硅基团基础上引入氟基团形成氟硅橡胶；所述纳米网格状触摸板是由一纳米的微小孔组成，所述微小孔下设置的压力传感器，通过所述压力传感器测定微小孔内的水和墨的量；
[0014]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数据，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、不同笔划宽度对应的数据，通过上述数据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趣。
[0015]所述数码手写笔I还设置有所述颜色选择开关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、笔画宽度的不同像素值和压力传感器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。
[0016]本实用新型不需要与电脑直接连接，用纳米触摸板和压力传感器之上，用一支数码电子笔在普通纸上手写就可以在笔内形成中文或图画的电子文档。与同类产品相比较，有其优越性和前瞻性，市场需求强烈，社会效益突出，投入市场后将产生巨大的反响，将成为新一代数码电子笔的文化产品标志。而且便于不断地吸取最新的科技成果，不断地提高产品的质量和科技含量的空间很大。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1本系统数码手写笔结构示意图；
[0018]图2是本实用新型纳米网格状触摸板上层结构示意图；
[0019]I数码手写笔11存储器
[0020]2笔尖12颜色选择开关
[0021]3压力传感器13时间间隔选择开关
[0022]4测距传感器14笔画宽度选择开关
[0023]5电池15代码显示器
[0024]6数据采集模块16 Y坐标层[0025]7切换按钮17纳米孔层
[0026]8开关指示灯18 X坐标层
[0027]9通讯接口19纳米孔
[0028]10显示屏
【具体实施方式】
[0029]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进一步详细说明。
[0030]本实用新型对原有数码电子笔进行改进，增设不同颜色，不同笔画宽度和不同的抬笔时间间隔等功能的控制和显示装置，以此获取与手写中文和素描的笔画(X，y)坐标数据一一对应的不同颜色，不同的笔画宽度和不同的抬笔时间间隔的数据组合。在此基础上，利用这些数据组合进行汉字单字和素描图形分割，确认笔划数目和汉字提取。在汉字提取过程中，以多层次笔划数目为第一个标志，在多层次笔划及笔划数目相同的情况下，汉字的组成关系的笔划多层树结构来从候选汉字库的单字进行比较提取单字。为了提高提取汉字单字的准确率，软件方法加入误差检验和改进判别函数的循环系统。以提高提取汉字单字的质量。
[0031]图1本系统数码手写笔结构示意图；如图所示，本数码手写笔I的结构由笔尖2、压力传感器3、测距传感器4、进行数据处理和中文单字和素描图形的数据提取的数据采集模块6、通讯接口 9、存储器11、电池5以及颜色选择开关12、选择不同时间间隔的时间间隔选择开关13、选择不同笔划宽度的笔划宽度开关选择14、切换按钮7、显示器10及开关指示灯8和代码显示器15组成。在进行普通纸张上手写或素描图形时，首先由笔尖2、压力传感器3和测距传感器4的组合建立坐标系统，手写文字或素描图形时获取数码手写笔划的(X，y)坐标和不同抬笔时间·间隔、不同颜色、不同笔划宽度的数据，将这些数据一一对应组成数据组合进入数据采集模块6。
[0032]如图1所示，在数码电子笔的外部增设的颜色选择开关12、宽度选择开关13、选择抬笔时间的时间间隔开关选择14和操纵它们的切换按钮7，具体操作如下:
[0033]在手写数码电子笔I上安装各个硬件和软件后，系统进入正常工作状态。
[0034]把普通纸摆开，用笔尖2点击纸上4个角，此时通过压力传感器3和测距传感器3建立二维坐标系统，形成坐标网。四个角的连线范围就是数码电子笔手写中文的作业范围，在此范围数码电子笔作业时笔尖2经压力传感器3和测距传感器4获取手写中文的(X，Y)二维坐标，它就是中文笔划多层次树的空间距离，也就是手写中文获取的基本信息。这些获取数据进入数据采集系统6，等待数据预处理。手写的图画、字母、数字、标点符号等也按同样的方法获取数据进入采集系统6。
[0035]选择颜色选择开关12，启动后用切换按钮7改变手写字的不同颜色，这一功能用于在手写过程中容易粘连的单子之间，用不同颜色区分不同的单字，避免手写过程中单字之间粘连引起的错误识别。这一功能也可用于使用者在手写过程中表示不同层次的内容。
[0036]选择宽度选择开关13，启动后用切换按钮7改变于写笔划的粗细，这一功能用在手写过程中需要画图时，更好地表示图画的细节和结构。
[0037]选择时间选择开关14，启动后用切换按钮7改变手写过程中抬笔时间的时间间隔，在手写过程中单字和单字之间，笔划和笔划之间的抬笔时间的约定，以提高单字之间和笔划之间的辨别能力。
[0038]为了操纵方便，在数码电子笔外部正面增设了选择不同颜色、不同宽度、不同时间代码的显示屏10，与选择开关12，13，14和切换按钮7相连接。分别显示正在使用的颜色代码、宽度代码和时间代码。上述代码表示不同的颜色、画笔宽度的不同像索和压力传感器的等待时间。上述开关和切换按钮操作时有开关指示灯8显示。
[0039]本实用新型通过自动控制的反馈原理，用负反馈的方法提高识别速度和准确率。把提取的单字通过误差检验和改进判别函数进一步确定汉字单字，提高识别的准确率。
[0040]以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于纸介质的手书文字和图形识别装置，其特征在于，所述识别装置包括数码手写笔和纳米网格状触摸板， 所述数码手写笔(I)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硅橡胶构成的纳米涂层，所述纳米网格状触摸板是由一纳米的微小孔组成，所述微小孔下设置的压力传感器，通过所述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、不同笔划宽度对应的数据，通过上述参数和数据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。
2.根据权利要求1所述的识别装置，其特征在于，所述数码手写笔(I)还设置有所述颜色选择开关(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、笔画宽度的不同像素值和压力传感器(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。
【文档编号】G06F3/0488GK203414944SQ201320259843
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年5月14日 优先权日:2013年5月14日
【发明者】高永杰 申请人:高永杰