CN101320422B - 手写汉字笔画交接离的规范性判定方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及手写汉字规范性判定技术领域，尤其涉及一种手写汉字笔画交接离的规范性判定方法和装置。规范性判定方法包括：获取手写汉字的笔画；判断笔画是否有拐点，如果是，将笔画在拐点处断开，分成多个笔段，否则，把一个笔画作为一个笔段；判定手写汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系；比较手写汉字笔画的交接离关系与标准汉字笔画的交接离关系，如果相同，手写汉字规范，否则，手写汉字不规范；通过比较手写汉字笔段的交接离关系与标准汉字笔段的交接离关系，判定手写汉字的书写各笔画间交接离关系是否规范，克服了人工批阅主观性的缺点，可实现汉字书写规范性的实时评价，具有评价客观全面，管理成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及手写汉字规范性判定技术领域，尤其涉及一种手写汉字笔画交接离的规范性判定方法和装置。
背景技术
随着信息化的日益推进，汉字书写越来越多地被键盘录入所代替，青少年汉字书写能力有日益下降的趋势，这已经成为一个不可忽视的社会问题。
汉字书写考核是促进提高汉字书写能力的一个有效措施，这个考核的一个关键问题是如何实现对手写汉字交接离的规范性进行判定。比如，对于“工”字，如果竖画超过上横画，即竖画与上横画相交，将变成“土”，如果竖画超过下横画，即竖画与下横画相交，将变成“干”。对于这个评价，现在采用的是教师主观批阅的方法，难于实现考核的自动化与考核方式及其信息的网络化。而且，人工批阅的方法管理成本高，工作效率低。
发明内容
本发明提供一种手写汉字笔画交接离的规范性判定方法和装置，其通过比较手写汉字笔段的交接离关系与标准汉字笔段的交接离关系，判定手写汉字的书写是否规范。
一种手写汉字笔画交接离的规范性判定方法，包括：A)获取手写汉字的笔画；B)判断笔画是否有拐点，如果是，将笔画在拐点处断开，分成多个笔段，否则，把一个笔画作为一个笔段；C)判定手写汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系；判定任意两笔段交接离关系具体为，获取笔段P的起点P1和终点P2，获取笔段Q的起点Q1和终点Q2，根据向量叉积判断笔段P和笔段Q的交接离关系：如果((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))＜0，且((Q1，P1)×(P2，P1))×((Q2，P1)×(P2，P1))＜0，笔段P和笔段Q相交；其中，(P1，Q1)×(Q2，Q1)表示向量(P1，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积；((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))表示，向量(P1，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积，向量(P2，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积，这两个叉积相乘；如果((Q1，P1)×(P2，P1))×((Q2，P1)×(P2，P1))＝0，或者((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))＝0，笔段P和笔段Q相接；否则，笔段P和笔段Q相离；D)获取手写汉字对应的标准汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系；E)比较手写汉字笔画的交接离关系与标准汉字笔画的交接离关系，如果相同，手写汉字规范，否则，手写汉字不规范。
其中，判断笔画是否有拐点具体为：按手写方向依次获取手写汉字笔画的3个象素点B、C、D的坐标，确定(BC+CD)＞BD×σ，则判断出B、C、D间有拐点；其中，BC表示象素点B与象素点C间的距离，CD表示象素点C与象素点D间的距离，BD表示象素点B与象素点D间的距离，σ的取值范围为，1.00≤σ≤1.11。
其中，σ的值为1.01。
其中，根据向量叉积判断笔段P和笔段Q的交接离关系之前，进一步包括：构造一个以笔段P的起点P1和终点P2为对角线的矩形，构造一个以笔段Q的起点Q1和终点Q2为对角线的矩形，确定这两个矩形不相交，则笔段P和笔段Q相离。
一种手写汉字笔画交接离的规范性判定装置，包括：手写汉字笔画获取单元，用于获取手写汉字的笔画；笔段确定单元，用于判断笔画是否有拐点，如果是，将笔画在拐点处断开，分成多个笔段，否则，把一个笔画作为一个笔段；手写汉字交接离判定单元，用于判定手写汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系；判定任意两笔段交接离关系具体为，获取笔段P的起点P1和终点P2，获取笔段Q的起点Q1和终点Q2，根据向量叉积判断笔段P和笔段Q的交接离关系：如果((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))＜0，且((Q1，P1)×(P2，P1))×((Q2，P1)×(P2，P1))＜0，笔段P和笔段Q相交；其中，(P1，Q1)×(Q2，Q1)表示向量(P1，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积；((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))表示，向量(P1，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积，向量(P2，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积，这两个叉积相乘；如果((Q1，P1)×(P2，P1))×((Q2，P1)×(P2，P1))＝0，或者((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))＝0，笔段P和笔段Q相接；否则，笔段P和笔段Q相离；标准汉字交接离判定单元，用于获取手写汉字对应的标准汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系；规范性确定单元，用于比较手写汉字笔画的交接离关系与标准汉字笔画的交接离关系，如果相同，手写汉字规范，否则，手写汉字不规范。
其中，笔段确定单元判断笔画是否有拐点具体为：按手写方向依次获取手写汉字笔画的3个象素点B、C、D的坐标，确定(BC+CD)＞BD×σ，则判断出B、C、D间有拐点；其中，BC表示象素点B与象素点C间的距离，CD表示象素点C与象素点D间的距离，BD表示象素点B与象素点D间的距离，σ的取值范围为，1.00≤σ≤1.11。
其中，σ的值为1.01。
其中，手写汉字交接离判定单元根据向量叉积判断笔段P和笔段Q的交接离关系之前，进一步包括：构造一个以笔段P的起点P1和终点P2为对角线的矩形，构造一个以笔段Q的起点Q1和终点Q2为对角线的矩形，确定这两个矩形不相交，则笔段P和笔段Q相离。
从以上的技术方案可以看出，本发明中，获取手写汉字的笔画；判断笔画是否有拐点，如果是，将笔画在拐点处断开，分成多个笔段，否则，把一个笔画作为一个笔段；判定手写汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系；获取手写汉字对应的标准汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系；比较手写汉字笔画的交接离关系与标准汉字笔画的交接离关系，如果相同，手写汉字规范，否则，手写汉字不规范；本技术方案通过比较手写汉字笔段的交接离关系与标准汉字笔段的交接离关系，判定手写汉字的书写各笔画间交接离关系是否规范，克服了人工批阅主观性的缺点，可实现汉字书写规范性的实时评价，具有评价客观全面，管理成本低，工作效率高的优点。
附图说明
图1为本发明实施例的手写汉字笔画交接离的规范性判定方法流程图；
图2为本发明实施例的手写汉字笔画交接离的规范性判定装置示意图。
具体实施方式
实施例一
请参考图1，为本发明实施例的手写汉字笔画交接离的规范性判定方法流程图，包括以下步骤。
步骤101.获取手写汉字的笔画。
上述获取手写汉字笔画的方法可以为，使用者在触摸屏上写字，触摸屏将触摸压力转换为象素点，把该象素点作为手写汉字笔画；也可以为使用者在白纸上写字，扫描该白纸上的字体，转换为象素点，把该象素点作为手写汉字笔画。在本实施例中，为了便于计算向量叉积，可以建立直角坐标系，每个获取的象素点都有自己的坐标。
步骤102.确定手写汉字笔画的笔段。判断笔画是否有拐点，如果是，将笔画在拐点处断开，分成多个笔段，否则，把一个笔画作为一个笔段。
上述判断笔画是否有拐点具体为：按手写方向依次获取手写汉字笔画的3个象素点B、C、D的坐标，确定(BC+CD)＞BD×σ，则判断出B、C、D间有拐点；其中，BC表示象素点B与象素点C间的距离，CD表示象素点C与象素点D间的距离，BD表示象素点B与象素点D间的距离，σ的取值范围为，1.00≤σ≤1.11。本实施例中，σ的值为1.01。σ值用于调整这三个点的弯折度，可以理解的是，根据具体的应用，σ的值可为1.00，σ的值还可为1.11。
上述根据象素点判断拐点过程可以为一个叠加式检测的过程，比如，手写汉字笔画在手写方向上有10个象素点，则首先获得第1、2、3个象素点进行判断是否有拐点，然后再获得第2、3、4个象素点进行判断是否有拐点，然后再获得第3、4、5个象素点进行判断是否有拐点，如此类推。(第1个象素点与第2个象素点距离+第2个象素点与第3个象素点距离)＞第1个象素点与第3个象素点距离×σ，则说明第1个象素点为拐点。在分辨率比较高，象素点比较密集的情况下，也可以按间隔获取象素点，比如在手写方向上有100个象素点，可以以5的倍数来获取象素点，第1次用于判断拐点的3个象素点为第1、5、10个象素点，第2次用于判断拐点的3个象素点为第5、10、15个象素点，如此类推。
除上述通过3个象素点来判断拐点的方法外，还可以根据象素点坐标的变化规律来判断拐点。如果笔画没有拐点，连续的象素点的x轴和y轴坐标呈规律性变化，如果笔画出现拐点时，将打破规律变化，比如，手写汉字笔画在手写方向上有10个象素点，前5个象素点的x轴和y轴坐标呈递增变化，当第6个点的x轴坐标递增变化，而y轴坐标减小时，则可以判断出第6个点为拐点。需要指出的是，除上述两种判断拐点方法外，还可以有其它方法判断笔画的拐点。
步骤103.判定手写汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系。
判定任意两笔段交接离关系具体为，获取笔段P的起点P1和终点P2，获取笔段Q的起点Q1和终点Q2，根据向量叉积判断笔段P和笔段Q的交接离关系：
如果((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))＜0，且((Q1，P1)×(P2，P1))×((Q2，P1)×(P2，P1))＜0，笔段P和笔段Q相交；其中，(P1，Q1)×(Q2，Q1)表示向量(P1，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积；((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))表示，向量(P1，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积，向量(P2，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积，这两个叉积相乘；
如果((Q1，P1)×(P2，P1))×((Q2，P1)×(P2，P1))＝0，或者((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))＝0，笔段P和笔段Q相接；
否则，笔段P和笔段Q相离。
本发明应用了向量叉积的性质，来判断两笔段交接离关系。向量叉积的性质如下：若P×Q＞0，则P在Q的顺时针方向，若P×Q＜0，则P在Q的逆时针方向，若P×Q＝0，则P与Q共线。
本实施例提供通过三元组(From，To，State)来表示每个笔画与其它笔画之间的关系；其中From表示当前笔画的序列号，即该手写汉字的第几笔，To表示其它将与之作比较的笔画的序列号，State表示两者之间的状态；State为一个二元组(N交，N接)，若N交＝0且N接＝0，则两笔画相离，否则两笔画相交或相接，其值为两笔画间笔段的相交数与相接数。需要说明的是，还可以以笔画的笔段为最小元素构造比较数组。
步骤104.获取手写汉字对应的标准汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系。
标准汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系可以预先判定并存储，即将全部标准汉字的交接离关系保存起来；在判定规范性之前，直接读取手写汉字对应的标准汉字的交接离关系。也可以先读取手写汉字对应的标准汉字，然后根据步骤102和步骤103的原理，判定标准汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系。
步骤105.判定手写汉字的规范性。比较手写汉字笔画的交接离关系与标准汉字笔画的交接离关系，如果相同，手写汉字规范，否则，手写汉字不规范。
如果步骤103.通过三元组(From，To，State)来表示每个笔画与其它笔画之间的关系，相对应的，步骤104.获取的每个笔画与其它笔画之间的关系也通过三元组(From，To，State)来表示。比较这两个三元组(From，To，State)，从而判定手写汉字的规范性。
作为另一个优选实施例，可以在上述根据向量叉积判断笔段P和笔段Q的交接离关系之前，进一步包括：构造一个以笔段P的起点P1和终点P2为对角线的矩形，构造一个以笔段Q的起点Q1和终点Q2为对角线的矩形，确定这两个矩形不相交，则笔段P和笔段Q相离；如果这两个矩形相交，则根据向量叉积判断笔段P和笔段Q的交接离关系。因为在坐标系根据笔段的起点和终点为对角线构造矩形相当容易，如果这两个矩形不相交，这两个笔段必为相离，不需要继续通过向量叉积判断它们的交接离关系；当这两个矩形相交，继续通过向量叉积判断它们的交接离关系。
本发明可用于在通过手写输入装置在线书写的情况下，实现汉字书写规范性的自动和实时评价，从而可实现汉字书写规范性考核结果的量化与考核方式及其信息的网络化，还可实现汉字规范书写的计算机实时指导。
实施例二
请参考图2，为本发明实施例的手写汉字笔画交接离的规范性判定装置示意图。本实施例的手写汉字笔画交接离的规范性判定装置200，包括：
手写汉字笔画获取单元201，用于获取手写汉字的笔画；
笔段确定单元202，用于判断笔画是否有拐点，如果是，将笔画在拐点处断开，分成多个笔段，否则，把一个笔画作为一个笔段；
手写汉字交接离判定单元203，用于判定手写汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系；
判定任意两笔段交接离关系具体为，获取笔段P的起点P1和终点P2，获取笔段Q的起点Q1和终点Q2，根据向量叉积判断笔段P和笔段Q的交接离关系：
如果((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))＜0，且((Q1，P1)×(P2，P1))×((Q2，P1)×(P2，P1))＜0，笔段P和笔段Q相交；其中，(P1，Q1)×(Q2，Q1)表示向量(P1，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积；((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))表示，向量(P1，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积，向量(P2，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积，这两个叉积相乘；
如果((Q1，P1)×(P2，P1))×((Q2，P1)×(P2，P1))＝0，或者((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))＝0，笔段P和笔段Q相接；
否则，笔段P和笔段Q相离；
标准汉字交接离判定单元204，用于获取手写汉字对应的标准汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系；
规范性确定单元205，用于比较手写汉字笔画的交接离关系与标准汉字笔画的交接离关系，如果相同，手写汉字规范，否则，手写汉字不规范。
其中，笔段确定单元202判断笔画是否有拐点具体为：
按手写方向依次获取手写汉字笔画的3个象素点B、C、D的坐标，确定(BC+CD)＞BD×σ，则判断出B、C、D间有拐点；其中，BC表示象素点B与象素点C间的距离，CD表示象素点C与象素点D间的距离，BD表示象素点B与象素点D间的距离，σ的取值范围为，1.0≤σ≤1.11。
其中，在本实施例中，σ的值为1.01。
其中，手写汉字交接离判定单元203根据向量叉积判断笔段P和笔段Q的交接离关系之前，进一步包括：构造一个以笔段P的起点P1和终点P2为对角线的矩形，构造一个以笔段Q的起点Q1和终点Q2为对角线的矩形，确定这两个矩形不相交，则笔段P和笔段Q相离
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种手写汉字笔画交接离的规范性判定方法，其特征在于，包括：
A)获取手写汉字的笔画；
B)判断所述笔画是否有拐点，如果是，将笔画在拐点处断开，分成多个笔段，否则，把一个笔画作为一个笔段；
C)判定所述手写汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系；
判定任意两笔段交接离关系具体为，获取笔段P的起点P1和终点P2，获取笔段Q的起点Q1和终点Q2，根据向量叉积判断笔段P和笔段Q的交接离关系：
如果((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))＜0，且((Q1，P1)×(P2，P1))×((Q2，P1)×(P2，P1))＜0，笔段P和笔段Q相交；其中，(P1，Q1)×(Q2，Q1)表示向量(P1，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积；((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))表示，向量(P1，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积，向量(P2，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积，这两个叉积相乘；
如果((Q1，P1)×(P2，P1))×((Q2，P1)×(P2，P1))＝0，或者((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))＝0，笔段P和笔段Q相接；
否则，笔段P和笔段Q相离；
D)获取所述手写汉字对应的标准汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系；
E)比较所述手写汉字笔画的交接离关系与标准汉字笔画的交接离关系，如果相同，所述手写汉字规范，否则，所述手写汉字不规范；
其中，所述判断所述笔画是否有拐点具体为：
按手写方向依次获取所述手写汉字笔画的3个象素点B、C、D的坐标，确定(BC+CD)＞BD×σ，则判断出B、C、D间有拐点；其中，BC表示象素点B与象素点C间的距离，CD表示象素点C与象素点D间的距离，BD表示象素点B与象素点D间的距离，σ的取值范围为，1.00≤σ≤1.11。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述σ的值为1.01。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据向量叉积判断笔段P和笔段Q的交接离关系之前，进一步包括：
构造一个以笔段P的起点P1和终点P2为对角线的矩形，构造一个以笔段Q的起点Q1和终点Q2为对角线的矩形，确定这两个矩形不相交，则笔段P和笔段Q相离。
4.一种手写汉字笔画交接离的规范性判定装置，其特征在于，包括：
手写汉字笔画获取单元，用于获取手写汉字的笔画；
笔段确定单元，用于判断所述笔画是否有拐点，如果是，将笔画在拐点处断开，分成多个笔段，否则，把一个笔画作为一个笔段；
手写汉字交接离判定单元，用于判定所述手写汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系；
判定任意两笔段交接离关系具体为，获取笔段P的起点P1和终点P2，获取笔段Q的起点Q1和终点Q2，根据向量叉积判断笔段P和笔段Q的交接离关系：
如果((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))＜0，且((Q1，P1)×(P2，P1))×((Q2，P1)×(P2，P1))＜0，笔段P和笔段Q相交；其中，(P1，Q1)×(Q2，Q1)表示向量(P1，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积；((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))表示，向量(P1，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积，向量(P2，Q1)与向量(Q2，Q1)的叉积，这两个叉积相乘；
如果((Q1，P1)×(P2，P1))×((Q2，P1)×(P2，P1))＝0，或者((P1，Q1)×(Q2，Q1))×((P2，Q1)×(Q2，Q1))＝0，笔段P和笔段Q相接；
否则，笔段P和笔段Q相离；
标准汉字交接离判定单元，用于获取所述手写汉字对应的标准汉字每一笔画的笔段与其它笔画的笔段的交接离关系；
规范性确定单元，用于比较所述手写汉字笔画的交接离关系与标准汉字笔画的交接离关系，如果相同，所述手写汉字规范，否则，手所述写汉字不规范；
其中，所述笔段确定单元判断所述笔画是否有拐点具体为：
按手写方向依次获取所述手写汉字笔画的3个象素点B、C、D的坐标，确定(BC+CD)＞BD×σ，则判断出B、C、D间有拐点；其中，BC表示象素点B与象素点C间的距离，CD表示象素点C与象素点D间的距离，BD表示象素点B与象素点D间的距离，σ的取值范围为，1.00≤σ≤1.11。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，其特征在于，所述σ的值为1.01。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述手写汉字交接离判定单元根据向量叉积判断笔段P和笔段Q的交接离关系之前，进一步包括：
构造一个以笔段P的起点P1和终点P2为对角线的矩形，构造一个以笔段Q的起点Q1和终点Q2为对角线的矩形，确定这两个矩形不相交，则笔段P和笔段Q相离。
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