[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

说明书

本发明公开了一种对手写过程数字化记录和电子化重建的系统及方法，该系统包括用于在手写介质上进行书写的手写输入部件；手写工具配套装置，设置在手写输入部件上，用于探测手写输入部件与手写介质之间是否接触；定位与轨迹跟踪装置，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，并将捕捉到的运动轨迹图像发送出去；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。本发明的输入工具不需要采用完全定制的设备；对承载和记录实际书写痕迹的介质材料无要求；且使用者不需要比对操作，大大提高了书写轨迹识别的通用性和用户体验。

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，尤其涉及一种对手写过程数字化记录和电子化重建的系统及方法。

背景技术

当前，用于将手写内容输入到电子设备并再现的处理方法已经被提出。

一类典型的解决方法是：由用于进行手写输入的工具部分(电子触控笔或手指触摸、电容屏和电阻屏等电子屏)、用于识别手写内容的模式识别部分、用于确定手写内容与用户目标是否一致的判断部分、用于确定手写操作是否保留的软件控制设置、用于将手写内容在电子设备中重建的模型进行存储的物理存储装置等组成。上述这类设备只能在屏幕上进行书写，所保留的内容也仅有电子文件，且需要边写边比对屏幕、确认和选择屏幕反馈的内容，降低了使用者的书写效率，且使用者必须不断地看屏幕，降低了使用者的使用体验，尤其对于尚处于身体发育期的中小学生视力伤害更大。

另一类典型的解决方法是：现有超声波输入方法,通常为移动轨迹的图形化,对其移动轨迹进一步处理时,由于手写轨迹的弯曲,这种输入技术对于通常的字母或汉字还需要进一步复杂的识别技术,才能将手写轨迹电子化,且不是完全真实的还原，同时对于一些非文字的图形,电子化则比较困难。在这类输入方法上增加红外发生单元，构建的一种虚拟输入系统,包括获取输入信息的信息接收端、操作输入的操作端、进行输入的操作平面,所述操作端包括产生超声波的超声波发生单元以及产生红外信号的红外发生单元,所述信息接收端包括接收所述超声波发生单元产生的超声波的超声波接收单元、接收所述红外发生单元产生的红外信号的红外接收单元以及进行输入控制的控制单元,所述操作平面通过所述控制单元定义输入区域,所述操作端在所述输入区域进行输入操作时,所述超声波发生单元发出超声波,所述超声波接收单元接收所述超声波,所述红外发生单元发出红外信号,所述红外接收单元接收所述红外信号后确定所述操作端的起始位置,所述控制单元根据接收的超声波获取所述操作端的所在输入区域的位置完成输入。这类输入方法需要将进行输入的操作平面、产生超声波的超声波发生单元和产生红外信号的红外发生单元的装置位置固定，而用户又容易移动操作平面，特别是当操作平面是多页纸(例如练习册、作业本)时，每翻一页均要重新固定，使用不方便且影响了用户体验。而且还有另一个弊端，这种集成了超声波单元、红外单元的装置或设备可用于手写输入的区域面积比较小，影响了用户的多场景使用，故难以普及。而且，上述多种方式都需要使用者经常观看屏幕进行比对或检查，影响了用户使用体验。

办公、会议、交流中的书写记录要求快速准确的被记录到物理存储介质中并且电子化、学校或者其他教培机构的老师教学活动中的板书行为要求将过程数字化和结果电子化从而比传统的板书更具交互性和便捷性、学生的作业需要记录过程和电子化、某些需要言行进行交流的场合同时需要手写录入且在无需纸张等情况下进行，等等，综合和提炼这些需求，说明人们需要在不同的应用场景下手写(例如用笔在不限制尺幅的纸上书写和画图、用粉笔在传统黑板上书写和画图、甚至用一根杆状物在任意平面或空间上手写)，对于有墨水、粉笔等材料的情况下，需要保存墨迹等传统痕迹以利于视觉感知，且能迅速电子化展现和将过程数字化演示；对于无墨水、粉笔等材料的情况下，可以在任意介质上(含无介质载体依托)、任意尺幅范围内书写(绘制)且迅速电子化展现和将过程数字化演示。而且，使用者需要尽量减少看屏幕的时间和次数，并不须在具有显示视效的电子设备端对书写(绘制)的内容进行确认。同时，还可以将实体介质上手写的轨迹数字化过程和电子化内容迅速推送到各种带屏或显示的设备上实现互动。

发明内容