[发明专利]笔记本手写识别方法及其手写输入系统

摘要

一种手写识别技术领域的笔记本手写识别方法及其手写输入系统，包括：声波信号处理模块、轨迹追踪优化模块和字符识别模块，其中：声波信号处理模块采集内置音频设备发出的声波信号，声波信号处理模块与轨迹追踪优化模块相连并输出修正后的声波信号，轨迹追踪优化模块与字符识别模块相连并输出虚拟写字板平面内手部运动优化轨迹，字符识别模块对手部运动优化轨迹进行字符识别。本发明由现有笔记本中两个扬声器和一个麦克风的内置音频设备提供声波信号，捕捉声波信号，获得用户手部在虚拟写字板上移动的轨迹，最终实现字符识别输入。

主权项

1.一种笔记本手写识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，在手部运动过程中，对笔记本内扬声器和麦克风的声波信号扰动进行信号采集，接着通过伪峰筛除算法剔除环境噪音和设备噪音引起的信号扰动，然后通过频率峰加权算法计算频率偏移量Δf；S2，对基于经伪峰筛除算法修正的声波信号进行手部运动水平方向轨迹追踪，在反射声波能量增强时，确定手部运动在虚拟写字板平面内的水平区域位置，并根据手部水平区域位置的前后变化确定手部水平位移在此基础上，进行手部运动垂直方向轨迹追踪，获得手部垂直运动位移最后将手部水平运动位移与垂直运动位移结合在一起，得到手部在虚拟写字板平面内的运动位移即对二维速度向量进行积分得到的结果；将单位时间内的运动位移进行累加获得手部运动轨迹，然后通过向量机算法获得手部运动优化轨迹；所述的虚拟写字板平面为笔记本麦克风与两个扬声器之间，垂直于键盘且平行于笔记本显示器的一个二维平面；所述的向量机算法为：1)设置状态机，所述的状态机中包括一个计数器和一个状态器，初始值均设为0，状态机用于记录手部运动方向；2)状态器记录t时刻的手部运动方向，并与检测到的t+1时刻的手部运动方向进行比较，若前后运动方向相同，则触发行为1：将计数器的值归零，状态器记录的手部运动方向不变；若前后运动方向相反，且计数器的值小于阈值N，则触发行为2：将计数器的值加一，状态器保持t时刻状态不变；否则触发行为3：将计数器的值归零，状态器记录t+1时刻的手部运动方向；S3，设定初始字符库，根据笔画方向定义笔画类别并确定初始字符库中各字符的标准笔画序列，将基于手部运动优化轨迹的笔画序列与任一字符标准笔画序列通过加权最小编辑距离算法进行比较，计算出当前手部运动可能对应的数个标准字符供选择；所述的笔画以该笔画的起点作为圆心画圆，将圆等分为八份并进行逆时针编号，依次定义八个区域为类别1至类别8，其中：类别1向右、类别5向左且均被经过圆心的水平直线平分，类别3向上、类别7向下且均被经过圆心的竖直直线平分；所述的频率偏移量Δf＝f-f0，其中：f0为扬声器发出的声波频率，f为麦克风接收的声波频率，fi为各频率峰对应的反射声波频率，Ei为与fi对应的反射声波能量；所述的伪峰筛除算法是指，基于多普勒原理检测手部不同反射面反射的、在多个频率位置上出现的声波信号，根据声波信号能量强度变化设定能量强度阈值，过滤由环境噪音和设备噪音产生的特定频率声波，从而筛除伪峰保留体现手部运动能量信息和频率特征的声波信号；所述的确定手部运动在虚拟写字板平面内的水平区域位置是指根据声波波动特性，将笔记本中两个扬声器发出的声波分别定义为频率1信道和频率2信道，各信道在虚拟写字板平面某一区域的反射声波能量与该区域无手部运动时参考声波能量的差距作为置信系数的阈值区间，根据手部运动过程中反射声波能量与参考声波能量差距与各区域置信系数的阈值区间进行比较，确定手部运动的水平区域位置；所述的加权最小编辑距离算法是指对基于手部运动优化轨迹的笔画序列进行增加、删除或加权替换类别的操作，使两个序列完全一致所需的操作次数；所述增加、删除的操作权重均为1；所述加权替换的操作权重n0表示被替换笔画的类别，n1表示用于替换的笔画的类别。