CN101576954A - 书写笔画识别装置、移动终端及实现空间书写的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种书写笔画识别装置、移动终端及实现空间书写的方法，本发明通过对书写运动量信息的采集、分析，利用预先设置的运动量信息与笔画信息及笔画相对位置信息的对应关系，获得书写笔画信息和书写相对位置信息，进而利用得到的书写笔画信息和书写相对位置信息识别出对应的文字。本发明通过简单的硬件电路，丰富有效的对应关系，保证了对书写笔画的准确识别，提供了一种简单、准确的手写输出方式。

Description

书写笔画识别装置、移动终端及实现空间书写的方法
技术领域
本发明涉及移动终端人机接口交互技术，尤指一种书写笔画识别装置、移动终端及实现空间书写的方法。
背景技术
目前，移动终端如手机，包括的人机接口有：键盘输入、手写输入、语音输入、指纹输入等。其中，文字输入最常用的人机接口是键盘输入和手写输入。目前，手写输入方式是利用一只触摸笔在触摸屏上移动，触摸屏通过模/数(A/D)采集电阻的变化量，在规定区域的平面范围内定位接触点的坐标，这种方法识别率高，是目前手写输入的主流。不过，目前的手写输入方式需要操作者两只手进行操作。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种书写笔画识别装置，能够方便、准确地获取输入的文字的笔画信息。
本发明的另一目的在于提供一种移动终端，能够方便、准确地实现移动终端的文字输入功能。
本发明的又一目的在于提供在于一种实现空间书写的方法，能够方便、准确地实现移动终端的文字输入功能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种书写笔画识别装置，包括采集模块、笔画识别模块，和用于存储运动量信息与笔画信息的对应关系的存储模块，其中，
采集模块，用于对书写笔画识别装置自身移动的运动量信息进行采集，并输出给笔画识别模块；
笔画识别模块，用于根据存储模块中存储的对应关系，获取采集到的运动量信息对应的笔画信息。
所述存储模块还用于，存储运动量信息与笔画相对位置信息的对应关系；
所述书写笔画识别装置还包括选择模块和笔画相对位置识别模块，其中，
选择模块，用于按照不同的控制信息，将来自采集模块的运动量信息输出给笔画识别模块或笔画相对位置识别模块；
笔画相对位置识别模块，用于根据存储模块中存储的对应关系，获取采集到的运动量信息对应的笔画相对位置信息。
所述采集模块为加速度传感器。
所述加速度传感器为三轴加速度传感器或二轴加速度传感器。
所述选择模块为按键，按键的按下或松开表示不同的控制信息。
一种移动终端，至少包括书写笔画识别装置和文字识别单元，其中，
所述书写笔画识别装置包括采集模块、笔画识别模块，和用于存储运动量信息与笔画信息的对应关系的存储模块，其中，
采集模块，用于对书写笔画识别装置自身移动的运动量信息进行采集，并输出给笔画识别模块；
笔画识别模块，用于根据存储模块中存储的对应关系，获取采集到的运动量信息对应的笔画信息；
所述文字识别单元，用于根据接收到的笔画信息，转换出对应的文字。
所述存储模块还用于，存储运动量信息与笔画相对位置信息的对应关系；
所述书写笔画识别装置还包括选择模块和笔画相对位置识别模块，其中，
选择模块，用于按照不同的控制信息，将来自采集模块的运动量信息输出给笔画识别模块或笔画相对位置识别模块；
笔画相对位置识别模块，用于根据存储模块中存储的对应关系，获取采集到的运动量信息对应的笔画相对位置信息；
所述文字识别单元，还用于根据接收到的笔画相对文字信息，转换出对应的文字。
所述采集模块为加速度传感器。
所述加速度传感器放置在移动终端的边缘的棱角处。
所述选择模块为按键，按键的按下或松开表示不同的控制信息。
一种实现空间书写的方法，预先设置运动量信息与笔画信息的对应关系，该方法还包括：
获取移动终端运动量信息，根据预先设置的对应关系及获得的运动量信息，得到笔画信息；
利用得到笔画信息进行文字识别。
所述预先设置的对应关系还包括运动量信息与笔画相对位置信息的对应关系，该方法还包括：
根据预先设置的对应关系及获得的运动量信息，得到笔画相对位置信息；进一步利用得到笔画相对位置信息进行文字识别。
所述运动量信息为一段时间内的加速度值的变化情况。
从上述本发明提供的技术方案可以看出，通过对书写运动量信息的采集、分析，利用预先设置的运动量信息与笔画信息及笔画相对位置信息的对应关系，获得书写笔画信息和书写相对位置信息，进而利用得到的书写笔画信息和书写相对位置信息识别出对应的文字。本发明通过简单的硬件电路，有效的对应关系，保证了对书写笔画的准确识别，提供了一种简单、准确的手写输出方式。
附图说明
图1为本发明书写笔画识别装置的组成结构示意图；
图2为本发明移动终端的组成结构示意图；
图3为本发明实现空间书写的方法的流程图；
图4a为书写横笔时的x轴加速度随时间的变化示意图；
图4b为书写横笔时的y轴加速度随时间的变化示意图；
图5a为书写竖笔时的x轴加速段随时间的变化示意图；
图5b为书写竖笔时的y轴加速段随时间的变化示意图；
图6为书写笔画识别实施例的示意图。
具体实施方式
图1为本发明书写笔画识别装置的组成结构示意图，如图1所示，包括采集模块、笔画识别模块，和用于存储运动量信息与笔画信息的对应关系的存储模块，其中，
采集模块，用于对书写笔画识别装置自身移动的运动量信息进行采集，并输出给笔画识别模块。
采集模块可以采用加速度传感器采集书写笔画识别装置自身在空间方向的加速度值，该加速度值即为书写笔画识别装置自身移动的运动量信息。
加速度传感器只能测出加速度，即有移动才有加速度(移动不能为匀速，一般情况下这个要求能够满足)。从左向右移动时x轴加速度为正，反之为负，从上往下加速度为正，反之为负(注：该芯片朝同一个方向移动时，加速度输出的值没有符号变化，只有超相反的方向移动时，符号才变化，这与物理上加速度符号的理解有区别)。加速度传感器可以是三轴加速度传感器或二轴加速度传感器，以三轴加速度传感器为例，可以测量以加速度传感器芯片平面方向为参考的三个坐标轴方向的加速度，当内嵌有加速度传感器芯片的装置移动时，该加速度传感器芯片就会输出基于该坐标系的三个轴方向的加速度值，通过坐标矢量合成，就可以唯一确定移动点的轨迹。
加速度传感器属于本领域技术人员常用芯片，其具体实现原理和使用可参见不同型号的芯片产品资料，不属于本发明的保护范围，也不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。为了获得高的灵敏度，可以将加速度传感器芯片布局在印刷电路板的边缘。
笔画识别模块，用于根据存储模块中存储的对应关系，获取采集到的运动量信息对应的笔画信息。
利用本发明书写笔画识别装置，用户可以设定特定的移动动作(由运动量信息来体现)与特定的操作(由笔画信息来体现)的对应关系，比如，移动轨迹为“O”，由对书写笔画识别装置在空间任意范围内的运动量信息的采集，得到笔画信息为一个圆圈，得出其代表解锁操作；另如，移动轨迹为“L”，由对书写笔画识别装置在空间任意范围内的运动量信息的采集，得到笔画信息为一个L，得出其代表拨打特定的电话号码操作；再如，移动轨迹为“Z”，由对书写笔画识别装置在空间任意范围内的运动量信息的采集，得到笔画信息为一个Z，得出其代表进入拍照模式操作；又如，移动轨迹为“R”，由对书写笔画识别装置在空间任意范围内的运动量信息的采集，得到笔画信息为一个R，得出其代表打开收音机操作；还有，移动轨迹为“C”，由对书写笔画识别装置在空间任意范围内的运动量信息的采集，得到笔画信息为一个C，得出其代表收音机选台操作，等等。
在本发明书写笔画识别装置用于文字识别时，所述存储模块还用于，存储运动量信息与笔画相对位置信息的对应关系。
所述书写笔画识别装置还包括选择模块和笔画相对位置识别模块，其中，
选择模块，用于按照不同的控制信息，将来自采集模块的运动量信息输出给笔画识别模块或笔画相对位置识别模块。
控制信息的产生可以通过硬件方式来实现。比如通过一个按键来实现，当按键被按下时，控制信号为接通采集模块与笔画识别模块间的连接，即采集模块输出的运动量信息由笔画识别模块来接收；要是按键未被按下(松开)时，控制信号为接通采集模块与笔画相对位置识别模块间的连接，即采集模块输出的运动量信息由笔画相对位置识别模块来接收。需要说明的是，按键是否被按下与对应的控制信息表示的含义可以根据实际情况设置，这里仅仅是举一例子说明。按键对按下力度大小的感应是可以调节的，且属于本领域技术人员惯用技术手段，这里不再详细描述。
笔画相对位置识别模块，用于根据存储模块中存储的对应关系，获取采集到的运动量信息对应的笔画相对位置信息。
如果将图1所示的书写笔画识别装置设置在移动终端中，图2为本发明移动终端的组成结构示意图，如图2所示，书写笔画识别装置作为移动终端的一个组成单元，与移动终端中的已有的用于根据接收到的笔画信息，或者笔画信息和笔画相对位置信息，转换出对应的文字的文字识别单元结合使用，可以实现移动终端的文字输入功能，也就是说，以移动终端当笔，在空间任意范围内书写，通过移动终端设置有的书写笔画识别装置中的加速度传感器，采集移动终端在空间方向的加速度值来确定移动终端的移动轨迹，并通过采集到的运动量信息获取对应的笔画信息，或者笔画信息和笔画相对位置信息，最后通过移动终端中的文字识别单元处理后达到与目前手写输入同样的目的。
在移动终端的实际应用中，为了获得更高的灵敏度，较佳地，可以将书写笔画识别装置中的加速度传感器放置在移动终端的边缘的棱角处。这样，移动终端就像一支笔，而加速度传感器就是笔尖，移动移动终端进行书写时，书写的平面正好是该加速度传感器的一个参考平面。
下面结合图3和图2，描述本发明实现空间书写的方法。
图3为本发明实现空间书写的方法的流程图，如图3所示，包括以下步骤：
步骤300：预先设置运动量信息与笔画信息及笔画相对位置信息的对应关系。需要说明的是，如果需要实现文字输入功能的设备仅需要实现一些简单的特定的操作，那么，本步骤中只需要预先设置运动量信息与笔画信息的对应关系即可，图3中以需要实现文字输入为例进行描述。
步骤301：获取移动终端运动量信息。
运动量信息可以是利用加速度传感器在一段时间内采集到的加速度值的变化情况来表示。这里的一段时间为书写的时间。具体如何利用加速度传感器完成对运动量信息的采集属于本领域技术人员惯用技术手段，这里不再赘述。下面详细分析运动量信息的变化量与笔画的对应关系。
比如，书写横笔时，移动终端从左向右移动，假设平行移动，则这时x轴加速度为正，y轴加速度为0，该状态持续一段时间直到横笔书写完毕。x轴加速度和y轴加速度随时间的变化图，分别如图4a和图4b所示，图4a为书写横笔时的x轴加速度随时间的变化示意图，图4b为书写横笔时的y轴加速度随时间的变化示意图，在图4a和图4b中，横坐标表示时间，纵坐标表示加速度值。如图4a所示，x轴加速度值(即粗线表示的波形)会随着移动的速度变化而变化，但无论如何，其都是在x轴正半周。由此可以得出：当x轴加速度＞0，y轴加速度在0附近(y轴加速度趋于0)的状态持续一段时间，可以判定书写的笔画是横笔。
此时，如果在步骤300中，预先设置了运动量信息为x轴加速度＞0，y轴加速度在0附近(y轴加速度趋于0)，其对应的笔画信息为横笔，那么，本步骤中，当获得的运动量信息为x轴加速度＞0，y轴加速度在0附近，则根据对应关系可得出书写的笔画信息为横笔。
再如，书写竖笔时，移动终端从上向下移动，假设竖直移动，则这时x轴加速度为0，y轴加速度为正，该状态持续一段时间直到竖笔书写完毕。x轴加速度和y轴加速度随时间的变化图，分别如图5a和图5b所示，图5a为书写竖笔时的x轴加速段随时间的变化示意图，图5b为书写竖笔时的y轴加速段随时间的变化示意图，在图5a和图5b中，横坐标表示时间，纵坐标表示加速度值。如图5b所示，加速度值(即粗线表示的波形)会随着移动的速度变化而变化，不唯一，但无论如何，其都是y轴正半周。由此可以得出：当x轴加速度在0附近(y轴加速度趋于0)，y轴加速度＞0的状态持续一段时间，可以判定书写的笔画是竖笔。
此时，如果在步骤300中，预先设置了运动量信息为x轴加速度在0附近(y轴加速度趋于0)，y轴加速度＞0，其对应的笔画信息为竖笔，那么，本步骤中，当获得的运动量信息为x轴加速度在0附近，y轴加速度＞0，则根据对应关系可得出书写的笔画信息为竖笔。
由此容易得出：
当x轴加速度＜0，y轴加速度＞0的状态持续一段时间，可以得出书写的笔画是左撇；当x轴加速度＞0，y轴加速度＞0的状态持续一段时间，可以得出书写的笔画是右撇，等等。
在实际应用中，书写文字时还会出现回笔现象，图6为书写笔画识别实施例的示意图，如图6所示，显示了书写“王”字的笔画，其中粗线表示王字的笔画，带箭头的细线表示书写王字时的回笔。比如，在第一笔画结束和第二笔画开始不具备连贯性时，就会出现将第一笔画结束到第二笔画开始的过渡部分(回笔)也认为是笔画的情况发生，本发明通过对按键的控制，来识别回笔，比如当按键被按下时，认为书写的是笔画，采集获得笔画信息；要是按键未被按下，认为书写的是回笔，采集后获得笔画相对位置信息。
笔画相对位置信息用于描述前后两个笔画间的相对位置，还以书写“王”字为例，对于从第一笔画和第二笔画的位置关系，可以通过第一笔画结束到第二笔画开始的回笔的运动量信息来判断，容易知道该回笔的y轴加速度＞0，即可得出，第一笔画和第二笔画之间是上下的关系。
步骤302：根据预先设置的对应关系及获得的运动量信息，得到笔画信息和笔画相对位置信息。
以上以简单字为例介绍了本发明识别汉字的方法，对于复杂的汉字可以进行拆分或者转义，比如将圆点“.”转义为“右撇”等，以不断完善运动量信息与笔画信息及笔画相对位置信息间的对应关系，从而进一步提供文字识别的准确度。
步骤303：利用得到笔画信息和笔画相对位置信息进行文字识别。
本步骤的实现由现有文字识别功能来实现，属于本领域技术人员惯用技术手段，这里不再赘述。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1、一种书写笔画识别装置，其特征在于，包括采集模块、笔画识别模块，和用于存储运动量信息与笔画信息的对应关系的存储模块，其中，
采集模块，用于对书写笔画识别装置自身移动的运动量信息进行采集，并输出给笔画识别模块；
笔画识别模块，用于根据存储模块中存储的对应关系，获取采集到的运动量信息对应的笔画信息。
2、根据权利要求1所述的书写笔画识别装置，其特征在于，所述存储模块还用于，存储运动量信息与笔画相对位置信息的对应关系；
所述书写笔画识别装置还包括选择模块和笔画相对位置识别模块，其中，
选择模块，用于按照不同的控制信息，将来自采集模块的运动量信息输出给笔画识别模块或笔画相对位置识别模块；
笔画相对位置识别模块，用于根据存储模块中存储的对应关系，获取采集到的运动量信息对应的笔画相对位置信息。
3、根据权利要求1或2所述的书写笔画识别装置，其特征在于，所述采集模块为加速度传感器。
4、根据权利要求3所述的书写笔画识别装置，其特征在于，所述加速度传感器为三轴加速度传感器或二轴加速度传感器。
5、根据权利要求2所述的书写笔画识别装置，其特征在于，所述选择模块为按键，按键的按下或松开表示不同的控制信息。
6、一种移动终端，其特征在于，至少包括书写笔画识别装置和文字识别单元，其中，
所述书写笔画识别装置包括采集模块、笔画识别模块，和用于存储运动量信息与笔画信息的对应关系的存储模块，其中，
采集模块，用于对书写笔画识别装置自身移动的运动量信息进行采集，并输出给笔画识别模块；
笔画识别模块，用于根据存储模块中存储的对应关系，获取采集到的运动量信息对应的笔画信息；
所述文字识别单元，用于根据接收到的笔画信息，转换出对应的文字。
7、根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述存储模块还用于，存储运动量信息与笔画相对位置信息的对应关系；
所述书写笔画识别装置还包括选择模块和笔画相对位置识别模块，其中，
选择模块，用于按照不同的控制信息，将来自采集模块的运动量信息输出给笔画识别模块或笔画相对位置识别模块；
笔画相对位置识别模块，用于根据存储模块中存储的对应关系，获取采集到的运动量信息对应的笔画相对位置信息；
所述文字识别单元，还用于根据接收到的笔画相对文字信息，转换出对应的文字。
8、根据权利要求6或7所述的移动终端，其特征在于，所述采集模块为加速度传感器。
9、根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述加速度传感器放置在移动终端的边缘的棱角处。
10、根据权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述选择模块为按键，按键的按下或松开表示不同的控制信息。
11、一种实现空间书写的方法，其特征在于，预先设置运动量信息与笔画信息的对应关系，该方法还包括：
获取移动终端运动量信息，根据预先设置的对应关系及获得的运动量信息，得到笔画信息；
利用得到笔画信息进行文字识别。
12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述预先设置的对应关系还包括运动量信息与笔画相对位置信息的对应关系，该方法还包括：
根据预先设置的对应关系及获得的运动量信息，得到笔画相对位置信息；进一步利用得到笔画相对位置信息进行文字识别。
13、根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述运动量信息为一段时间内的加速度值的变化情况。
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