[发明专利]一种对手写过程数字化记录和电子化重建的系统及方法

权利要求书

1.一种对手写过程数字化记录和电子化重建的方法，其特征在于,采用对手写过程数字化记录和电子化重建的系统实现，该系统包括用于在手写介质上进行书写的手写输入部件，该系统还包括：

手写工具配套装置，设置在手写输入部件上，包括感知模块、辅助模块和第一通信模块；感知模块用于探测手写输入部件与手写介质之间是否接触；辅助模块用于安装和固定手写工具配套装置，并矫正书写姿势；第一通信模块用于发送开始书写的状态信息；

定位与轨迹跟踪装置，设置在手写介质的附近，包括图像采集模块、第二通信模块、电源模块和支持模块；图像采集模块为双摄像头，用于在接收到开始书写的状态信息后，对手写输入部件的笔尖的运动轨迹图像进行捕捉；第二通信模块用于将捕捉到的运动轨迹图像发送出去；电源模块用于为定位与轨迹跟踪装置供电；支持模块用于安装和固定定位与轨迹跟踪装置；

终端设备，用于接收定位与轨迹跟踪装置捕捉到的运动轨迹图像，并对其进行识别和处理，通过电子化的方式重建手写输入的轨迹；

该方法包括以下步骤：

S1、通过蜂窝式阵列传感器获取手写输入部件和书写介质之间产生的声波，并对声波数据进行处理，并发送给定位与轨迹跟踪装置，将双摄像头由休眠状态变换为工作状态；

S2、获取手写输入部件在书写介质上的书写轨迹图像，将其通过无线通信的方式发送给终端设备；

S3、终端设备上的软件对书写轨迹图像进行第一次处理，根据图像中的标识对象的位置，预设的标识对象的尺寸以及标识对象与书写介质之间的距离，对手写输入部件的笔尖位置进行定位；

S4、过滤掉非手写行为的声波波形，对手写行为的声波波形进行特征提取，建立手写输入部件与书写介质接触时的声波模型，通过声波模型判断当前是否为手写行为；

S5、若为非手写行为，终端设备上的软件处于待机状态，不对采集到的图像进行轨迹识别；若为手写行为，终端设备上的软件对书写轨迹图像进行实时处理，以手写输入端为原点构建三维空间坐标系，构建完坐标系后即开始追踪书写轨迹；

S6、根据书写轨迹，在终端设备上重建并显示用户的手写输入内容，并生成笔记电子文件；

S7、用户选择是否对笔记电子文件进行保存；

步骤S3中对手写输入部件的笔尖位置进行定位的方法具体为：

设置标识对象的上边缘外沿直径和下边缘外沿直径，先由图像中标识对象上下边缘的比例来确定手写工具配套装置和摄像头的角度；同时由标识对象上下边缘分别到手写输入端的正常距离和采集到的标识对象边缘的相对长度确定笔尖位置；

步骤S5中构建三维空间坐标系的方法具体为：

获取双摄像头采集到的图像深度信息，根据图像深度信息确定书写介质、手写工具配套装置、手写录入轨迹相对于双摄像头的距离，然后根据笔尖到摄像头的距离来计算书写介质、手写工具配套装置、手写录入轨迹相对于手写输入端的距离，从而构建出以手写输入端为原点的三维空间坐标系。

2.根据权利要求1所述的对手写过程数字化记录和电子化重建的方法，其特征在于，感知模块包括1个或多个传感器；若为多个传感器，多个传感器之间组成蜂窝阵列，通过该蜂窝阵列探测手写输入部件与手写介质之间产生的声波，进而判断是否接触。

3.根据权利要求2所述的对手写过程数字化记录和电子化重建的方法，其特征在于，感知模块包括声波模型建立单元，用于对采集到的手写输入部件与手写介质之间产生的声波进行处理，过滤掉非手写行为的声波波形，对手写行为的声波波形进行特征提取，建立手写输入部件与书写介质接触时的声波模型。

4.根据权利要求1所述的对手写过程数字化记录和电子化重建的方法，其特征在于，辅助模块包括空气流通模块、书写工具固定模块、书写姿势矫正模块和电源模块；书写工具固定模块包括标识单元，用于在进行轨迹识别时标识相对位置，作为建立书写轨迹的坐标系的参考坐标点。

5.根据权利要求1所述的对手写过程数字化记录和电子化重建的方法，其特征在于，终端设备为带有电子屏幕和运算能力的电子设备，包括个人电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能电视和手机。