专利名称：一种个性化短消息传输方法
技术领域：
本发明是一种用于移动终端上的个性化短消息的制作与传输的方法，属于通信网 络应用的技术领域。
背景技术：
目前关于通信网移动终端之间的消息传递有以下两个方式一是语音通信，这是 一种全双工的通信模式，也是继承原有通信固话网络应用的最好示例；二是消息通信，这在 某一时刻可以称之为单工通信的模式。现代社会对消息通信的应用已经达到了前所未有的 需求状态，各式各样的消息通信层出不穷，其中应用最为广泛也是技术最为成熟的两种消 息服务为短消息SMS和彩消息MMS。由于编辑的方便性和快捷性，使得实质采用语音传输模 式的SMS得到了空前的发展；而随着现代人们特别是80后、90后们的不断成长，广泛的手 机用户对个性化的需求愈发的凸显，人们不再满足千篇一律的文本文字，于是有了继文本 短消息之后的MMS(中国移动称之为彩信)，而后人们对彩消息的编辑的复杂性又产生了不 满，这就导致了手机摄像头、录音设备同彩消息结合的实例，人们可以边拍边传，边录边传， 这在一定程度上满足了人们对消息传输多样化的需求心理。不仅仅是移动运营商不断的想出新的想法来满足人们对个性化的需求，手机制造 商们也在不断的探索和追求。从直板到翻盖再到滑盖和旋转翻盖，手机的样式已更新了好 多代；从简单的数字按键，到含有字母的可编辑文字键盘以及到全键盘，人们可以更加容易 的编辑自己要表述的内容；手机屏幕从小到大，从黑白道彩屏，再到现在的触摸屏，人们对 移动终端的显示和编辑功能的需求不断的得到相应的满足。触摸屏的诞生使得无键盘手机 的出现有了可能，由于机身规格的限制和人们对屏幕尺寸的要求，使得越来越多的厂家更 愿意让用户使用触摸的方式来控制手机。于是仅含一些基本功能键的少键盘手机问世，但 这对于那些“拇指一族”们来说并不意味着他们需要改自己的习惯，因为文字识别技术已经 融入到触摸屏的使用中就像你在纸上写字一样，在触摸屏上用笔画出的文字符号都将被 系统识别，在识别出的结果中你只需要选择你想要编辑的文字即可，这种方式一度成为年 轻人手中的时尚。采用GPRS传输的彩消息似乎已经能够解决人们对枯燥文字的厌烦的问题，但彩 信息最大的弱点在于传输的图像信息都是手机中已有的或者刚拍摄完成的整体图片，用户 在进行彩信息编辑的时候并不能对图片本身进行编辑，或许还需要添加相应文字来对图片 做出解释，接收方才能正确理解发送方的意思，这是一项繁琐的工作，使得彩信息的发展遇 到了瓶颈。当然中国移动梦网上有彩信DIY的功能，但这必须借助于PC机完成，而且这项 功能是收费项目，这又一次大大打击了用户们的信心。彩信息一般是被运营商出于带宽原 因的考虑而限制大小，这对于用户来说是个不小的麻烦。如今3G(第三代移动通信技术)在中国进行的如火如荼，3G —项最大的革命就在 于提高了通信网带宽；此外据了解，中国也已经开启了 4G的研究，第四代将比第三代在通 信网带宽上有进一步的飞跃提升。因此相信带宽限制这个“瓶颈”在不远的将来将不再是难题。鉴于以上分析，现有消息通信技术及其问题总结如下1.纯文本短消息SMS，简捷便利，对通信网带宽要求低，但是根本不能满足人们对 多媒体传输应用的需求。2.多媒体消息匪S，一定程度上满足了人们对多媒体信息传输的需求，但由于创 作MMS时的局限性，使得人们的个性化需求不能得到更大的满足。随着通信网的不断改善和移动终端的更趋于智能化，一种能改变人们对传统文本 消息依赖性的个性化消息传输方法亟待发掘。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种个性化短消息的制作与传输的方法，即一种 基于GPRS传输机制的个性图片消息的创作和传输。通过在发送方的移动终端上的触摸屏 识别技术将用户在屏幕上所书写的文字、字符等以一定的图片形式保存，并对这些图片进 行压缩处理，并通过GPRS的形式传输到接收方，接收方能真实有效的查看到发送方所编辑 的个性图片消息。另外本发明有两个拓展方向一是按照文本短消息的形式，只是传输承载 着文本信息的图片；二是将该技术同彩信息技术结合，除传输承载文本信息的图片外还能 传输包括其他已有图片、声音、视频等多媒体信息。技术方案本发明涉及到的技术包括手写触摸识别技术，图像压缩技术以及 GPRS传输技术。手写触摸识别技术触摸识别技术是基于触摸屏(英文T0Uch panel, Touchscreens)的一项技术，所谓的触摸屏，是指可以接受触头(无论是手指或者胶笔尖 等)等输入讯号的感应式液晶显示装置。按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，我们 把触摸屏分为四种，它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。基于触摸 屏上的文字识别技术可以分为统计识别、结构识别以及神经网络方法等，大部分的手写识 别系统采用结构识别方法。所谓结构识别方法，其出发点是字体的组成结构，以汉字为例， 汉字是由笔划(点、横、竖、撇、捺等)、偏旁、部首构成，通过把复杂的汉字模式分解为简单 的子模式直至基本模式元素，对子模式的判定，以及基于符号运算的匹配算法，达到对复杂 模式的识别。现有的移动终端上结合了手写触摸文字识别技术都是硬件设备将笔尖走过的 轨迹按照时间采样后传输到后台，由软件自动完成识别，并用机器内部的方式保存、显示。 本发明的应用无需做文字识别，而只需识别文字轨迹，能将其轨迹以图片的形式存储传输。图像压缩技术图片的表示技术就两种，位图技术和矢量图技术。矢量图主要用于 电脑创作的卡通图及数学上的规则图形等，而通常我们生活中接触较多的，如数码照片，扫 描进电脑的图片都是位图。对于这些图片我们要进行压缩，第一条途径就是直接减少图片 的尺寸，例如一张3000*2000的照片，将其大小调整为600*400它的大小将变为原来的25 分之1。当然就位图表示的原理我们还可以考虑减少图象的颜色数，但我们一般不这样处 理。第二条途径就是利用一些技术，对图象重新编码(如jpeg就是一种技术)。图像的压 缩都是以改变图像本身的质量为代价的，尽管我们可能根本感觉不到。对于位图的压缩，从根本上有两种法格式类型转换压缩和图片分辨率调节。所谓 的格式类型转换压缩就是利用一些技术对图像进行重新编码，每一个文件格式对应一种图像编码。常用的压缩技术有jpeg，GIF, PNG和jpeg2000。(1) GIF (Graphics Interchange Format)的原义是“图像互换格式”，是 CompuServe公司在1987年开发的图像文件格式。GIF文件的数据，是一种基于LZW算法的 连续色调的无损压缩格式。GIF格式的另一个特点是其在一个GIF文件中可以存多幅彩色 图像，如果把存于一个文件中的多幅图像数据逐幅读出并显示到屏幕上，就可构成一种最 简单的动画。GIF格式自1987年由CompuServe公司引入后，因其体积小而成像相对清晰， 特别适合于初期慢速的互联网，而从此大受欢迎。它采用无损压缩技术，只要图像不多于 256色，则可既减少文件的大小，又保持成像的质量。(2)png是20世纪90年代中期开始开发的图像文件存储格式，PNG用来存储灰度 图像时，灰度图像的深度可多到16位，存储彩色图像时，彩色图像的深度可多到48位，并且 还可存储多到16位的a通道数据。PNG使用从LZ77派生的无损数据压缩算法。(3) JPEG格式是目前网络上最流行的图像格式，是可以把文件压缩到最小的格式， 因为JPEG格式的文件尺寸较小，下载速度快，JPEG格式的应用非常广泛，特别是在网络上。 JPEG2000作为JPEG的升级版，其压缩率比JPEG高约30%左右，同时支持有损和无损压缩。GPRS传输技术通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service)的简 称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。它经常被描述成“2. 5G”，也就是说 这项技术位于第二代(2G)和第三代(3G)移动通讯技术之间。它通过利用GSM网络中未使 用的TDMA信道，提供中速的数据传递。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包 (Packet)式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个 频道，理论上较为便宜。GPRS分组交换的通信方式在分组交换的通信方式中，数据被分成 一定长度的包(分组)，每个包的前面有一个分组头(其中的地址标志指明该分组发往何 处)。数据传送之前并不需要预先分配信道，建立连接。而是在每一个数据包到达时，根据 数据包头中的信息(如目的地址)，临时寻找一个可用的信道资源将该数据报发送出去。在 这种传送方式中，数据的发送和接收方同信道之间没有固定的占用关系，信道资源可以看 作是由所有的用户共享使用。GPRS在应用上有以下几个特点1、高速数据传输，速度10倍 于GSM，更可满足您的理想需求，还可以稳定地传送大容量的高质量音频与视频文件；2、永 远在线，由于建立新的连接几乎无需任何时间(即无需为每次数据的访问建立呼叫连接)， 因而您随时都可与网络保持联系，这也使得本发明能相对用户而言和传统意义上的手机短 消息没有感官上的区别；3、仅按数据流量计费，只要将需要发送的数据的大小控制在一定 的范围内(可通过压缩技术实现)，这样的通信费用一般是可以被用户所接受的。本发明的一种个性化短消息传输方法具体包括以下步骤1)、发送方实现个性化短消息的制作，使用“多点触摸识别手指位置方法”进行触 摸屏上的文字笔迹的识别，2)、发送方对触摸屏识别的信息进行本地保存，保存方式有两种a、使用保存图片的方式，并采用“改进的JPEG2000图片压缩算法”进行压缩；b、使用保存笔迹矢量的方式，并采用只处理“笔迹矢量”的方法进行数据处理；3)、采用GPRS通信方式实时传输个性化短消息，使短消息实时发送、实时传输和 实时接收，以减少对中间服务器的依赖；4)、接收端在接收到短消息数据后，要进行信息整理，包括图片解压缩或矢量数据重现，以及图片渲染步骤；针对多帧图像的短消息还需进行短消息的信息秩序化，使得接收 方能够按序查看发送方发送的图片短消息。所述改进的JPEG2000图片压缩算法，主要针对JPEG2000图片压缩流程中的“感兴 趣区域”的选择算法做了改进，改进后的算法描述如下用户在屏幕上留下的文字笔迹用笔 迹向量来描述，所有的笔迹向量构成了该幅文字图片的向量区域，发送端只需将位于向量 区域内的所有像素点作为JPEG2000图像压缩算法中的“感兴趣区域”处理，然后再计算相 应感兴趣区域的区域掩摸、量化小波系数、确定感兴趣区域内的放大系数以及熵编码，形成 最后的压缩码流并发送。所述的笔迹矢量的方法进行数据处理，其具体实现如下首先设计一个三元矢量 组，用来表征每个像素点的信息，分别为像素点所在的以文字编辑区域左上角点为原点的 横、纵坐标，以及像素点的色彩信息；发送端的用户在每编辑完一个文字信息后，计算每个 有文字笔迹的像素点的矢量数据和获取文字编辑时针对该像素点所采用的色彩信息组成 该像素点的三元组；另外，在所有像素点的三元组数据发送之前，还要获取和发送用于描述 其余非笔迹矢量所在区域的色彩数据，即文字的背景区域的数据；接收端根据背景区域信 息数据和所有笔迹区域内像素点的三元组信息还原文字笔迹。有益效果1)该方法使得发送方系统无需对用户的文本编辑进行文字识别，而是直接将图片 保存，减轻了发送方硬件的负担，提高了编辑速率和传输效率。2)由于该方法所述的用于传输的承载有文本信息的图片经过高效的图片压缩技 术处理，因此不会占用太大的通信网带宽，这从另一方面解决了带宽的瓶颈问题。3)该方法实现的系统能够满足人们日益增长的个性化需求，人们可以按照自己的 意愿去编辑自己想要表述的内容，而无需考虑这种方式是否标准，是否能被系统识别等问 题。从而解决了简写字、异体字、孤僻字以及对密文传输的需求问题。4)本发明方法适用于各种手机信息传输应用需求环境，包括通过信息进行物联网 控制研究等领域。
图1是普通短消息编辑发送示意图。图2是个性化手写图片消息示意图。图3是个性化手写图片消息的创作以及传输流程图。图4是接收端对短消息的处理流程图。
具体实施例方式本发明涉及到信息创作部分、图像压缩部分以及信息传输部分。接收方只需能将 相应的载有文本信息的图片显示出来就达到了信息显示的目的。信息创作部分设计信息创作部分分为触摸屏识别和文字图片保存两部分。目前触摸屏主要分为三大 类单点触控；多点触控识别手指方向；多点触控识别手指位置。现在应用最为广泛的为多 点触控识别手指方向，本发明实现也建议使用多点触控识别手指方向方法。文字图片保存并不意味着将编辑好的载有文本信息的图片在终端上存储，只是用作整个信息编辑完成之 前的暂时存储，这部分可以和图片压缩部分相结合，可以采用编辑完一张图片后立即进行 压缩，也可以在整个信息编辑完成之后再进行整体压缩。建议采用前者方法。本发明的一种个性化短消息传输方法包括以下步骤1)、发送方实现个性化短消息的制作，使用“多点触摸识别手指位置方法”进行触 摸屏上的文字笔迹的识别，2)、发送方对触摸屏识别的信息进行本地保存，保存方式有两种a、使用保存图片的方式，并采用“改进的JPEG2000图片压缩算法”进行压缩；b、使用保存笔迹矢量的方式，并采用只处理“笔迹矢量”的方法进行数据处理；3)、采用GPRS通信方式实时传输个性化短消息，使短消息实时发送、实时传输和 实时接收，以减少对中间服务器的依赖；4)、接收端在接收到短消息数据后，要进行信息整理，包括图片解压缩或矢量数据 重现，以及图片渲染步骤；针对多帧图像的短消息还需进行短消息的信息秩序化，使得接收 方能够按序查看发送方发送的图片短消息。图片压缩部分设计前面介绍了 JPEG是现在网络上最流行的图片格式，他有着较高的压缩比，而他的 升级版JPEG2000则比他有着更多的优点。除了具有更高的压缩比以外，JPEG2000格式有 一个极其重要的特征在于它能实现渐进传输，即先传输图像的轮廓，然后逐步传输数据，不 断提高图像质量，让图像由朦胧到清晰地显示。此外，JPEG2000还支持所谓的〃感兴趣区 域"特性，可以任意指定影像上感兴趣区域的压缩质量，还可以选择指定的部分先解压缩。 在有些情况下，图像中只有一小块区域对用户是有用的，对这些区域，采用低压缩比，而感 兴趣区域之外采用高压缩比，在保证不丢失重要信息的同时，又能有效地压缩数据量，这就 是基于感兴趣区域的编码方案所采取的压缩策略。其优点在于它结合了接收方对压缩的主 观需求，实现了交互式压缩。而接收方随着观察，常常会有新的要求，可能对新的区域感兴 趣，也可能希望某一区域更清晰些。基于上述的分析，本发明的实现建议采用JPEG2000的方法实现图片压缩部分，首 先，其高压缩率使得整个消息的大小得以控制；其次，其渐进传输功能能让接收端在查看消 息时能渐进显示，增加了趣味性，而其他的图片压缩方法是不能达到的；再有，其“感兴趣区 域”特性，能进一步降低压缩效率，进一步降低该发明对通信网络带宽的要求。由于要传输 的载有文本信息的图片除有字迹的部分外，大部分区域是无用的，对于这部分区域应当采 取高压缩比率，而对于有着字迹印痕的区域，需要采用较低的压缩比率，这样才能保证接收 方能清晰的查看承载的文本信息。本发明的另一个并行的方法体现在了文本信息的载体传输方式上，本发明介绍的 是利用图片像素整体传递信息的方式，另外可以采用只传输笔迹矢量的方式传输，这样可 以进一步的降低数据流量的大小，但是基于3G网络甚至是4G网络技术的突飞猛进，网络带 宽限制的瓶颈在不远的将来将得到解决，因此本发明采用上述的图片及其压缩的方法。信息实时传输部分设计GPRS在技术上实现了数据分组发送和接收，以及现有GPRS能实现56 115Kbps 的速率，且由于使用了"分组"的技术，用户上网可以免受断线的痛苦。GPRS首先引入了分组交换的传输模式，使得原来采用电路交换模式的GSM传输数据方式发生了根本性的变 化，这在无线资源稀缺的情况下显得尤为重要。按电路交换模式来说，在整个连接期内，用 户无论是否传送数据都将独自占有无线信道。在会话期间，许多应用往往有不少的空闲时 段，如上Internet浏览、收发E-mail等等。对于分组交换模式，用户只有在发送或接收数据 期间才占用资源，这意味着多个用户可高效率地共享同一无线信道，从而提高了资源的利 用率。GPRS用户的计费以通信的数据量为主要依据，体现了“得到多少、支付多少”的原则。 实际上，GPRS用户的连接时间可能长达数小时，却只需支付相对低廉的连接费用。GPRS可 提供高达115kbit/s的传输速率(最高值为171. 2kbit/s，不包括FEC)。GPRS的接入时间 短。GPRS的实时性是本发明采用的最重要的原因。虽然彩信也是采用的GPRS协议实现的， 但没有利用GPRS的实时性优点，用户将彩信息发送至电信运营商的中间服务器上，服务器 再转发到接收端，当然接收端可以拒绝接收，这个过程无需实时发送实时接收，这样就对于 网络不稳定的情况比较适应，由于对实时性没有要求，整个过程可以在网络环境好坏的情 况下动态调整发送和接收状态。而本发明由于数据量相对较大，交流次数较多等缘故，继续 采用彩信息的那种存储再转发的方式对于电信运营商的中间服务器的要求较高，因此采用 实时发送实时接收以减轻对中间服务器的依赖性。另外一个重要的原因在于基于GPRS的 彩信，其应用是有专用的端口，而这个端口受到中国移动的保护，本发明的实现是要独立编 写终端上的应用程序，其底层GPRS协议端口不能再用应用于彩信的特殊端口，所以要选择 其他方式实现。
权利要求
一种个性化短消息传输方法，其特征在于该方法包括以下步骤1)、发送方实现个性化短消息的制作，使用“多点触摸识别手指位置方法”进行触摸屏上的文字笔迹的识别，2)、发送方对触摸屏识别的信息进行本地保存，保存方式有两种a、使用保存图片的方式，并采用“改进的JPEG2000图片压缩算法”进行压缩；b、使用保存笔迹矢量的方式，并采用只处理“笔迹矢量”的方法进行数据处理；3)、采用GPRS通信方式实时传输个性化短消息，使短消息实时发送、实时传输和实时接收，以减少对中间服务器的依赖；4)、接收端在接收到短消息数据后，要进行信息整理，包括图片解压缩或矢量数据重现，以及图片渲染步骤；针对多帧图像的短消息还需进行短消息的信息秩序化，使得接收方能够按序查看发送方发送的图片短消息。
2.根据权利要求1所述的个性化短消息传输方法，其特征在于所述改进的JPEG2000 图片压缩算法，主要针对JPEG2000图片压缩流程中的“感兴趣区域”的选择算法做了改 进，改进后的算法描述如下用户在屏幕上留下的文字笔迹用笔迹向量来描述，所有的笔 迹向量构成了该幅文字图片的向量区域，发送端只需将位于向量区域内的所有像素点作为 JPEG2000图像压缩算法中的“感兴趣区域”处理，然后再计算相应感兴趣区域的区域掩摸、 量化小波系数、确定感兴趣区域内的放大系数以及熵编码，形成最后的压缩码流并发送。
3.根据权利要求1所述的个性化短消息传输方法，其特征在于所述的笔迹矢量的方法 进行数据处理，其具体实现如下首先设计一个三元矢量组，用来表征每个像素点的信息， 分别为像素点所在的以文字编辑区域左上角点为原点的横、纵坐标，以及像素点的色彩信 息；发送端的用户在每编辑完一个文字信息后，计算每个有文字笔迹的像素点的矢量数据 和获取文字编辑时针对该像素点所采用的色彩信息组成该像素点的三元组；另外，在所有 像素点的三元组数据发送之前，还要获取和发送用于描述其余非笔迹矢量所在区域的色彩 数据，即文字的背景区域的数据；接收端根据背景区域信息数据和所有笔迹区域内像素点 的三元组信息还原文字笔迹。
全文摘要
基于图片压缩算法和GPRS实时传输的个性化短消息传输方法，涉及到触摸识别技术、图片压缩技术和GPRS传输技术。基于该方法所实现的系统，用户能轻松的在自己的移动终端上编辑自己的个性化短消息，这样的含有异体字、简写字和个性化涂鸦文字和符号的信息将以图片的形式原封不动的传输到接收方，让接收方能“面对面”地欣赏你的个性创作，同时也能传达你需要传达的消息。本发明对网络环境的要求较高，但就目前的通信网的发展趋势而言，这样的需求是很容易得到满足的。人们日益增长的个性化创作需要和不断完善的网络环境和终端技术使得本发明将有很广泛的应用前景。
文档编号H04W4/14GK101877839SQ20101018252
公开日2010年11月3日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者孙知信, 宫婧, 廖文军 申请人:南京邮电大学