CN102013182A

CN102013182A - 便于手绘曲线、手写表达式交流的数学交流方法及系统

Info

Publication number: CN102013182A
Application number: CN2010105830123A
Authority: CN
Inventors: 樊滨温; 高玉库; 张振国
Original assignee: Shenzhen Graduate School Harbin Institute of Technology
Current assignee: Shenzhen Graduate School Harbin Institute of Technology
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2011-04-13

Abstract

本发明适用于多媒体技术领域，提供了一种便于手绘曲线、手写表达式交流的数学交流系统及方法。在本发明的实施例中，利用触摸屏给用户在其上输入的手绘曲线或手写表达式。当输入的是手绘曲线时，根据曲线类型，对该手绘曲线进行曲线拟合，并输出显示对应的标准曲线，将该标准曲线发送给对方用户，从而实现了手绘曲线的交流。当输入的是手写表达式时，根据识别出的表达式，生成对应的标准曲线，将所述表达式及相应的标准曲线发送给对方用户，从而实现了手写表达式的交流。这样，就解决了以往的通讯方式不方便交流数学问题，尤其不方便交流手绘数学曲线、手写表达式的问题。

Description

便于手绘曲线、手写表达式交流的数学交流方法及系统

技术领域

本发明属于多媒体技术领域，尤其涉及便于手绘曲线、手写表达式交流的数学交流系统及方法。

背景技术

目前，学生的课业压力巨大，时间很宝贵，做数学作业时，如果有问题需要和同学讨论或者请教老师都需要和对方见面。为了节约时间，学生可以选择电话、网络聊天工具（例如QQ或MSN）等方式进行远程沟通。对于电话来说，一般不能看到对方写的内容。而对于聊天工具，虽然通过视频聊天功能可以看到对方写的文字或在纸上画的图线和表达式，却不能看得足够清楚。由于数学方面的内容多数需要画图或者写出表达式才能表达清楚，而上述的现有交流方式均不方便进行手绘数学曲线、手写表达式的交流。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种便于手绘曲线、手写表达式交流的数学交流方法。

本发明实施例是这样实现的，一种便于手绘曲线、手写表达式交流的数学交流方法，所述方法包括以下步骤：

接收用户在触摸屏上输入的手绘曲线或手写表达式，当输入的是手绘曲线时，执行步骤A、B和C，当输入的是手写表达式时，执行步骤D和F，

A、接收用户选择的曲线类型；

B、根据曲线类型，对所述手绘曲线进行曲线拟合，并输出显示对应的标准曲线；

C、将所述标准曲线发送给对方用户；

D、根据识别出的表达式，生成对应的标准曲线；

F、将所述表达式及相应的标准曲线发送给对方用户。

进一步地，所述步骤B包括：

B1、获取手绘曲线上m个点的坐标，m为曲线类型对应的系数个数；

B2、将m个点的坐标代入该曲线类型对应的标准方程，计算出曲线的各系数的值；

B3、判断B1、B2的执行次数是否达到设定值n，若达到则执行步骤B4，否则返回执行步骤B1和B2；

B4、分别计算n组标准方程各系数的平均值；

B5、以所述各系数的平均值作为标准方程的系数，生成对应的标准曲线，并输出显示。

进一步地，所述曲线类型包括抛物线、双曲线、椭圆、指数函数曲线、对数函数曲线、三角函数曲线。

进一步地，在步骤D与F之间还包括步骤：删除手绘曲线。

本发明实施例的另一目的在于提供一种便于手绘曲线、手写表达式交流的数学交流系统，所述系统包括：

捕捉识别单元，接收用户在触摸屏上输入的手绘曲线或手写表达式，当输入的是手绘曲线时，则调用曲线接收单元、曲线拟合单元和曲线通信单元，当输入的是手写表达式时，调用曲线生成单元和表达式通信单元，

曲线接收单元，用于接收用户选择的曲线类型；

曲线拟合单元，用于根据曲线类型，对所述手绘曲线进行曲线拟合，并输出显示对应的标准曲线；

曲线通信单元，用于将所述标准曲线发送给对方用户；

曲线生成单元，用于根据识别出的表达式，生成对应的标准曲线；

表达式通信单元，用于将所述表达式及相应的标准曲线发送给对方用户。

进一步地，所述曲线拟合单元包括：

坐标点获取模块，用于获取手绘曲线上m个点的坐标，m为曲线类型对应的系数个数；

系数计算模块，用于将m个点的坐标代入该曲线类型对应的标准方程，计算出曲线的各系数的值；

执行次数判断模块，用于判断坐标点获取模块、系数计算模块的执行次数是否达到设定值n，若达到则调用系数平均值计算模块，否则返回调用坐标点获取模块、系数计算模块；

系数平均值计算模块，用于分别计算n组标准方程各系数的平均值；

标准曲线输出模块，用于以所述各系数的平均值作为标准方程的系数，生成对应的标准曲线，并输出显示。

进一步地，所述系统还包括：语音交流模块，用于双方进行声音交流。

进一步地，所述系统还包括：

存储模块，用于将画面的内容进行存储。

在本发明的实施例中，利用触摸屏给用户在其上输入的手绘曲线或手写表达式。当输入的是手绘曲线时，根据曲线类型，对该手绘曲线进行曲线拟合，并输出显示对应的标准曲线，将该标准曲线发送给对方用户，从而实现了手绘曲线的交流。当输入的是手写表达式时，根据识别出的表达式，生成对应的标准曲线，将所述表达式及相应的标准曲线发送给对方用户，从而实现了手写表达式的交流。这样，就解决了以往的通讯方式不方便交流数学问题，尤其不方便交流手绘数学曲线、手写表达式的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的便于手绘曲线、手写表达式交流的数学交流方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的步骤S103的实施流程图；

图3是本发明实施例提供的便于手绘曲线、手写表达式交流的数学交流系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的便于手绘曲线、手写表达式交流的数学交流方法的流程，详述如下：

在步骤S101中，接收用户在触摸屏上输入的手绘曲线或手写表达式。当输入的是手绘曲线时，执行步骤S102、S103、S104。当输入的是手写表达式时，执行步骤S105、S106。为了方便输入及查看，作为本发明的实施例，在该步骤之前还包括步骤：输出显示坐标轴。

在步骤S102中，接收用户选择的曲线类型。为方便用户输入曲线的类型，提供多种曲线类型供用户选择，例如：抛物线、双曲线、椭圆、指数函数曲线、对数函数曲线、三角函数曲线等。

在步骤S103中，根据曲线类型，对所述手绘曲线进行曲线拟合，并输出显示对应的标准曲线。为了便于查看，删除手绘曲线。

在步骤S104中，将所述标准曲线发送给对方用户。对方用户通过显示屏就可以看到标准曲线，从而达到曲线交流的目的。

在步骤S105中，根据识别出的表达式，生成对应的标准曲线。

触摸屏对手写的表达式进行识别后，形成标准的表达式，根据该表达式，可以生成标准曲线。例如，根据表达式可以算出标准曲线上的多个点的坐标，利用平滑曲线连接该多个点，就可以构成标准曲线，计算出的点越多，生成的标准曲线也精确。

在步骤S106中，将所述表达式及相应的标准曲线发送给对方用户。

作为本发明的实施例，交流用户可以对该标准曲线进行平移拖动或延伸（给出方向）等操作，相应的曲线方程随之变化。

作为本发明的实施例，该方法还包括平面、立体图形的识别。在手绘图形后，根据选择的图形类型（平面图形包括：平行四边形、菱形、正方形、任意四边形、梯形、三角形等，立体图形包括：正方体、圆柱体、圆锥、棱柱体等）将所画图形拟合出标准图形并显示出来（原手画图形消除）。并可以对该标准图形进行平移拖动或放大缩小。为更加清楚明白地说明问题，平面图形以三角形为例说明，根据手绘的三角形，识别出该图形的三个顶点坐标，将这三个点连成标准的直线。立体图形以立方体为例说明，根据手绘的立方体，识别出该图形的位置和轮廓范围，将标准的立方体放在其中。

图2示出步骤S103的实施流程，详述如下：

在步骤S1031中，获取手绘曲线上m个点的坐标，m为曲线类型对应的系数个数。

在步骤S1032中，将m个点的坐标代入该曲线类型对应的标准方程，计算出曲线的各系数的值。

在步骤S1033中，判断执行次数是否达到设定值n。为了取得较准确的系数，多次重复上述步骤S1031、S1032，得到多组的各系统的值。

在步骤S1034中，分别计算n组标准方程各系数的平均值。

在步骤S1035中，以所述各系数的平均值作为标准方程的系数，生成对应的标准曲线，并输出显示。

为了更清楚地说明问题，下面以抛物线为例。

用户在触摸屏上随意画一个抛物线，选择曲线类型为抛物线，而抛物线的标准方程为：y=ax*x+bx+c，任意取手绘抛物线上的3个点的坐标，即可得到一组抛物线标准方程的系数的值。

重复进行取点、计算的步骤，在这个手绘抛物线上取n组任意的3个点的坐标，即可得到n组抛物线方程的系数a1、a2、……an，b1、b 2、……b n，c1、c 2、……cn。因此，a系数的平均值为（a1+ a2+……+ an）/n，b系数的平均值为（b1+ b2+……+ bn）/n，c系数的平均值（c1+ c2+……+ cn）/n。因此，标准方程为y=（a1+ a2+……+ an）x*x/n+（b1+ b2+……+ bn）x/n+（c1+ c2+……+ cn）/n。根据该标准方程。这个抛物线方程即为这个手绘抛物线最终拟合出的标准抛物线方程。将手绘曲线上的各个点的x坐标代入该抛物线方程，即可得到相应的y坐标，显示这些新算出的点，删除原来的手绘曲线的各个点，即完成了曲线拟合。

用户对抛物线平移操作时，根据手或触摸屏笔在触摸屏上的缓慢移动即可知道x和y方向上的位移大小，相应地改变该抛物线方程，并将画面上的抛物线也相应地更新。用户对抛物线做延伸操作时，根据需要有时想延长曲线上的某一部分，可以将手或触摸屏笔点在抛物线的一侧分支上，抛物线即可朝着这一侧慢慢延伸，接触点分离，延伸停止。

图3示出了本发明实施例提供的便于手绘曲线、手写表达式交流的数学交流系统，该系统包括：捕捉识别单元21、曲线类型接收单元22、曲线拟合单元23、曲线通信单元24、曲线生成单元25、表达式通信单元26。

该捕捉识别单元21接收用户在触摸屏上输入的手绘曲线或手写表达式，当输入的是手绘曲线时，则调用曲线类型接收单元22、曲线拟合单元23和曲线通信单元24；当输入的是手写表达式时，调用曲线生成单元25和表达式通信单元26。

当输入的是手绘曲线时，曲线类型接收单元22接收用户选择的曲线类型，曲线拟合单元23根据曲线类型，对所述手绘曲线进行曲线拟合，并输出显示对应的标准曲线，曲线通信单元24将所述标准曲线发送给对方用户。

当输入的是手写表达式时，曲线生成单元25根据识别出的表达式，生成对应的标准曲线，表达式通信单元26将所述表达式及相应的标准曲线发送给对方用户。

该曲线拟合单元23拟合曲线的过程为：坐标点获取模块231获取手绘曲线上m个点的坐标，m为曲线类型对应的系数个数，系数计算模块232将m个点的坐标代入该曲线类型对应的标准方程，计算出曲线的各系数的值，执行次数判断模块233判断坐标点获取模块231、系数计算模块232的执行次数是否达到设定值n，若达到则调用系数平均值计算模块234，否则返回调用坐标点获取模块231、系数计算模块232。系数平均值计算模块234分别计算n组标准方程各系数的平均值，标准曲线输出模块235以所述各系数的平均值作为标准方程的系数，生成对应的标准曲线，并输出显示。

相应地，该系统还具有平面、立体图形的识别模块。作为本发明的实施例，该交流系统还包括将画面的内容进行存储的存储模块，以及，进行声音交流的语音交流模块。作为本发明的实施例，当用户点击交点处（数轴与曲线的交点）时，输出显示该交点坐标，并可以对交点坐标进行平移或放大缩小。

本发明通过手指或触摸屏笔在触摸屏上写或画或选择各种功能选项来触发系统内部的各种软件实现相应的操作，通过通信设备（上例如，网卡）与对方进行交流。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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

1.一种便于手绘曲线、手写表达式交流的数学交流方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

A、接收用户选择的曲线类型；

C、将所述标准曲线发送给对方用户；

D、根据识别出的表达式，生成对应的标准曲线；

F、将所述表达式及相应的标准曲线发送给对方用户。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：

B4、分别计算n组标准方程各系数的平均值；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述曲线类型包括抛物线、双曲线、椭圆、指数函数曲线、对数函数曲线、三角函数曲线。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤D与F之间还包括步骤：删除手绘曲线。

5.一种便于手绘曲线、手写表达式交流的数学交流系统，其特征在于，所述系统包括：

曲线接收单元，用于接收用户选择的曲线类型；

曲线通信单元，用于将所述标准曲线发送给对方用户；

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述曲线拟合单元包括：

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述曲线类型包括抛物线、双曲线、椭圆、指数函数曲线、对数函数曲线、三角函数曲线。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：语音交流模块，用于双方进行声音交流。

9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

存储模块，用于将画面的内容进行存储。