CN102411790A - 一种鼠标轨迹识别并自动生成图形的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种鼠标轨迹识别并自动生成图形的方法，其包括步骤10、获取鼠标轨迹信息；步骤20、由获取的鼠标轨迹信息，比较鼠标轨迹与标准图形的贴近度，将与鼠标轨迹贴近度最高的标准图形作为识别出的图形类型；步骤30、根据识别出的图形类型，并结合鼠标轨迹信息，计算出生成标准图形的必要参数；步骤40、根据必要参数利用系统提供的2D绘图函数生成相应的标准图形并显示出效果。本发明方法用于实现鼠标轨迹图形的识别，以解决在画图软件上，用鼠标充当画笔进行书写大致图形时，可以自动生成标准图形。

Description

一种鼠标轨迹识别并自动生成图形的方法

【技术领域】

本发明涉及一种鼠标轨迹处理方法，特别涉及一种鼠标轨迹识别并自动生成图形的方法。

【背景技术】

随着计算机的迅速发展，相关的绘图软件也应运而生。目前绝大部分的画图软件可以实现画三角形，矩形，椭圆等图形。但纵观这些画布软件，他们都是针对每一个特定的图形提供一个特定的方式来画图。比如绘制三角形，就提供一个画三角形的工具；圆，就提供一个画圆的工具。然而在现实应用中，用户更多希望有这样的一个功能：直接用自由笔大概画出所需要图形的轮廓，然后软件根据这个轮廓自动识别出图形。比如用需要画一个三角形，那么用户用自由在画图软件上画个大致的三角形轮廓，之后画图软件自己把它识别后并生成一个规规矩矩的三角形。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种鼠标轨迹识别并自动生成图形的方法。

本发明是这样实现的：一种鼠标轨迹识别并自动生成图形的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤10、获取鼠标轨迹信息；

步骤20、由获取的鼠标轨迹信息，比较鼠标轨迹与标准图形的贴近度，将与鼠标轨迹贴近度最高的标准图形作为识别出的图形类型；

步骤30、根据识别出的图形类型，并结合鼠标轨迹信息，计算出生成标准图形的必要参数；

步骤40、根据必要参数利用系统提供的2D绘图函数生成相应的标准图形并显示出效果。

本发明具有如下优点：实现鼠标轨迹图形的识别，以解决在画图软件上，用鼠标充当画笔进行书写大致图形时，可以自动生成标准图形。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明方法流程图。

图2为本发明方法一实施例的鼠标轨迹示例图。

图3为由图2鼠标轨迹信息自动生成的标准图形的示例图。

【具体实施方式】

如图1所示，本发明的鼠标轨迹识别并自动生成图形的方法，包括如下步骤：

步骤10、获取鼠标轨迹信息；其可以利用预先封装在画布窗口的消息处理函数来获得的。

步骤20、由获取的鼠标轨迹信息，比较鼠标轨迹与标准图形的贴近度，将与鼠标轨迹贴近度最高的标准图形作为识别出的图形类型；其中，比较鼠标轨迹与标准图形的贴近度时包括下述步骤：

(1)将鼠标轨迹的坐标作为整个算法输入源；

(2)计算拐点位置和夹角，设置45度阀值，当两条直线的夹角大于这个阀值时，认为是一个拐点，并将夹角处的位置即拐点记录下来，同时记录拐点个数；

(3)根据拐点个数初步判断出是哪种图形类型，再根据拐点位置，依据预先设计好的贴近度函数，算出鼠标轨迹跟哪个标准图形的贴近度最大，进一步判断得出识别出的更具体的图形类型(如果标准图形没有设定贴近度函数，则直接跳过通过贴过度函数判断的这一步骤)。但是，在进一步判断更具体的图形类型时，如果通过不同的贴近函数算出的贴近度相近时，说明贴近度函数失效，此时，就直接由拐点数确定出图形类型。其中，根据拐点个数初步判断出是哪种图形类型以及直接由拐点数确定出图形类型时可以通过如下原则进行：

拐点个数是0认为是圆或椭圆，拐点个数是1认为是直线或是圆弧，拐点个数为4认为是四边形，拐点个数大于4认为是边数大于4的多边形。

步骤30、根据识别出的图形类型，并结合鼠标轨迹信息，计算出生成标准图形的必要参数；比如识别出来是三角形，那么此时就要计算三角三个顶点的坐标位置；如果识别出来的是圆，那么就要计算这个圆的圆心坐标以及半径大小。在这个过程中，要用到步骤10中获取鼠标轨迹信息。

步骤40、根据必要参数利用系统提供的2D绘图函数生成相应的标准图形并显示出效果。

本发明的贴近度函数包括直线、三角形、椭圆、圆、矩形、多边形、圆弧、椭圆弧、函数曲线、样条曲线等贴近度函数，如：

(a)一般直角三角形贴近度函数：当A＜＝90时，y＝k*A/90，当A＞90时y＝1-k*(A-90)/90其中，A为所述步骤20中计算所得的任意一夹角的角度值，k为一个固定系数，一般取0＜k＜1(是在该范围内任意取吗)；

(b)等腰直角三角形贴近度函数：y＝1-k*min(|B-45|，|C-45|)/45，其中，B、C为所述步骤20中计算所得的直角三角形的两个底角的角度值，k为一固定系数；

(c)等边三角形贴近度函数：y＝1-k/180*|A-C|，其中A、C为所述步骤20中计算所得的三角形的任意两个内角的角度值，k为一个固定系数；

(d)平行四边形贴近度函数：y＝1-k*1/180*Max(|A-C|，|B-D|)，其中A、B、C、D为所述步骤20中计算所得的四边形的四个内角的角度值，k是个固定系数；

(e)矩形贴近度函数：y＝1-k/90*(|A-90|+|B-90|+|C-90|+|D-90|)，其中k是个固定系数，A、B、C、D为所述步骤20中计算所得的要识别的四边形的四个内角的角度值；

(f)梯形贴近度函数：y＝1-k/180*Min(|A+B-180|，|B+C-180|)，其中k是个固定系数，A，B，C为所述步骤20中计算所得的要识别四边形的任意三个内角的角度值；

(g)菱形贴近度函数：

y＝1-k/(A+B+C+D)*KQ

其中A、B、C、D为所述步骤20中计算所得的要识别四边形的四个内角的角度值，KQ定义如下：

Max1＝max(|A-B|，|B-C|)；

Max2＝max(|C-D|，|D-A|)；

KQ＝max(Max1，Max2)。

下面以画三角形为例进行说明：

步骤10、在创建画布窗口中，用GetDC(HWND hWnd)得到画布设备句柄，在获取鼠标操作信息中，利用delphi开发工具封装好的消息处理函数得到需要的操作信息；也就是处理鼠标的按下、拖动、弹开消息，即：WM_LBUTTONDOWN，WM_MOUSEMOVE，WM_LBUTTONUP。得到鼠标轨迹信息，包括鼠标按下的位置坐标，拖动时的位置坐标，弹起时的位置坐标，将这些鼠标轨迹信息保存起来。

步骤20、先进行图形贴近度函数的设置：预先设置好几个公式，用来量化鼠标轨迹跟所要识别图形(包括直线、三角形、椭圆、圆、矩形、多边形、圆弧、椭圆弧、函数曲线、B样条曲线)的贴近程度。

如图2所示，由用户通过鼠标在画布窗口中画图，计算机由获取的鼠标轨迹信息，比较鼠标轨迹与标准图形的贴近度：

(1)将鼠标轨迹的坐标作为整个算法输入源；

(2)计算拐点，根据两条直线的夹角，设置45度阀值，当两条直线的夹角大于这个阀值时，认为是一个拐点，并将夹角处的位置即拐点A、B、C记录下来，同时记录拐点个数3；

(3)因为拐点个数是3，那么就初步判断识别出来的图形类型为三角形，并将这三个拐点的坐标A(x1，y1)，B(x2，y2)，C(x3，y3)作为三角形的顶点。根据两点间的距离公式：

y＝sqrt((x 1-x2)^2+(y 1-y2)^2)；

求得三条边的长度AB、AC、BC，

根据三角形余弦公式：

COSA＝(AB^2+AC^2-BC^2)/(2*AB*AC)、

COSB＝(AB^2+BC^2-AC^2)/(2*AB*BC)、

COSC＝(BC^2+AC^2-AB^2)/(2*BC*AC)

求得三个内角A，B，C的值；

将这三个内角A，B，C的值作为参数带入三角形的下级贴近度函数(如一般直角三角，等腰直角三角形等贴近度函数)进行计算，假设求出来的A＝30度，B＝88度，C＝62度，具体如下：

(1)、一般直角三角形的判定，取k＝0.9；

当A＝30，A＜90，因此用贴进度函数：y＝k*A/90，算出y1＝0.3；

当A＝88，A＜90，因此用贴近度函数：y＝k*A/90，算出y2＝0.88；

当A＝62，A＜60，因此用贴近度函数：y＝k*A/90，算出y2＝0.62；

取y1，y2，y3中的最大值0.88，即说明一般直角三角形的贴近度为0.88。

(2)、在(1)的基础上判断是不是等腰直角三角形，用等腰直角三角形的贴近度函数，此时贴近度函数中A＝88、B＝30、C＝62：

y＝1-k*min(|B-45|，|C-45|)/45，取k＝0.9；

算出y＝0.66。

(3)、等边三角形的判定，贴近度函数：

y＝1-k/180*|A-C|，取k＝2.0；

当A＝30、C＝88，求得y1＝0.35；

当A＝30、C＝62，求得y2＝0.64；

当A＝88、C＝62，求得y3＝0.76；

这边要求y1，y2，y3在数值上相差不多，并且越大才越是等边三角形，很明显0.35，0.64，0.76相差太大，因此认定不是等边三角形。

综合上面计算的，得到一般三角形的贴近度为0.88，等腰直角三角形的贴近度为0.66，假设设定由一般直角三角形贴近函数算出的贴近度大于0.80是认定是一般直角三角形；由等腰直角三角形贴近函数算出的贴近度大于0.75认为是等腰直角三角形。因此最后可以判断此三角形是一般的直角三角形。

如果贴近度大小差不多，即贴近度判断失效，那么就直接认为是一般的三角形。

步骤30、根据识别出的图形类型，并结合鼠标轨迹信息，计算出生成标准图形的必要参数，即三角形的三个顶点的坐标位置。接上面的例子，详细说明如下：

已知判断出来的是一般直角三角形，在这一步上，就直接把A＝88这个角对应的顶点作为直角顶点(因为在一般直角三角形的贴近度函数上由A＝88算出的贴近度达到最大)，拐点A位置的坐标值A(x1，y1)，并取拐点B，C中的任意一点作为直角三角形的另一顶点，这里假设取B点(x2，y2)，同时计算出AC两点间的长度，在向量AB方向上取一点P，使得AP＝AC，P点绕A点旋转90度得到的点最为另一顶点C(x3，y3)的位置。

步骤40、根据必要参数利用系统提供的2D绘图函数生成相应的标准图形并显示出效果，即调用相关的2D绘图函数(如GDI、GDI+提供的一些画图函数接口)把图形显示在画布上，形成如图3所示的三角形。

以上举的例子是三角形，若是其它图形，如椭圆或四边形时，与上述例子不同的是：

1、椭圆：

步骤10、获取鼠标轨迹信息；其可以利用预先封装在画布窗口的消息处理函数来获得的。

步骤20、在初步判断出图形时，椭圆没有贴近度函数，可以跳过用贴近度函数计算和判断的步骤，而直接进入步骤30计算出生成标准图形的必要参数：

步骤30、获取鼠标轨迹的外围矩形，并把这个矩形作为椭圆的外接矩形，并用矩形两条对角线的交点作为椭圆的中心；(如果这个矩形的长宽比例接近1那么认为这个椭圆是个正圆，若不接近1则认为是一般椭圆)，用两条对角线的交点最为圆心，设M、N表示矩形的长和宽，那么一般椭圆的长轴和短轴即为M、N；若是正圆，则半径为：(M*0.5+N*0.5)*0.5。

步骤40、根据必要参数利用系统提供的2D绘图函数生成相应的标准图形并显示出效果。

2、四边形：

根据步骤20、四边形的贴近度函数包括：

(d)平行四边形贴近度函数：y＝1-k*1/180*Max(|A-C|，|B-D|)，其中A、B、C、D为所述步骤20中计算所得的四边形的四个内角的角度值，k是个固定系数；

(e)矩形贴近度函数：y＝1-k/90*(|A-90|+|B-90|+|C-90|+|D-90|)，其中k是个固定系数，A、B、C、D为所述步骤20中计算所得的要识别的四边形的四个内角的角度值；

(f)梯形贴近度函数：y＝1-k/180*Min(|A+B-180|，|B+C-180|)，其中k是个固定系数，A，B，C为所述步骤20中计算所得的要识别四边形的任意三个内角的角度值；

(g)菱形贴近度函数：

y＝1-k/(A+B+C+D)*KQ

其中A、B、C、D为所述步骤20中计算所得的要识别四边形的四个内角的角度值，KQ定义如下：

Max1＝max(|A-B|，|B-C|)；

Max2＝max(|C-D|，|D-A|)；

KQ＝max(Max1，Max2)。

由获取的鼠标轨迹信息计算拐点位置和夹角，初步判断出是哪种图形类型，再根据拐点位置，依据上述设计好的贴近度函数，算出鼠标轨迹跟哪个标准图形的贴近度最大，进一步判断得出识别出的更具体的图形类型。

根据步骤30、计算出生成标准图形的必要参数：

下面举例说明如何生成标准图形的必要参数，

(1)如果判断出来的是矩形，则取跟90度最贴近的那个角的顶点作为矩形的一个顶点，比如四个角度依次为∠A＝91度，∠B＝80度，∠C＝110度，∠D＝79度，那么取∠A坐在的顶点位置A(x1，y1)作为矩形的其中的一个顶点，同时算出AB、BC、CD的长度，以A为中心点，沿着向量AB方向，长度为AB的长度值旋转90度得到B点(x2，y2)；以B为中心点，沿着向量BA方向，长度为BC的长度值旋转90度得到C点(x3，y3)；以C为中心点，沿着向量CB方向，长度为CD的长度值旋转90度得到D点(x4，y4)。则A(x1，y2)、B(x2，y2)、C(x3，y3)、D(x4，y4)作为矩形的顶点。

(2)若果判断出来的是菱形，那么取得轨迹线的外围矩形，并把这个矩形两条对角线的交点作为菱形的中心，假定四边形四个顶点依次为A、B、C、D，那么对角线为AC、BD，取AC，BD的长度作为菱形对角线的长度，从而得到修正后的四个点到坐标A(x1，y1)，B(x2，y2)，C(x3，y3)，D(x4，y4)。

(3)如果判断出来的是梯形，那么计算AB、BC、CD、DA的斜率，选取不相邻的，并且斜率之差最小的两条直线作为梯形的上底和下底，假设AD为上底，BC为下底。A，B，D的坐标不修正，直接采取之前的，C的坐标要修正，修正方法是：算出AD和BC的长度，由B点出发，沿着相邻AD方向延长BC长度值得到修正后的C点。

最后根据步骤40，由上述必要参数利用系统提供的2D绘图函数生成相应的标准图形并显示出效果。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种鼠标轨迹识别并自动生成图形的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤10、获取鼠标轨迹信息；

步骤20、由获取的鼠标轨迹信息，比较鼠标轨迹与标准图形的贴近度，将与鼠标轨迹贴近度最高的标准图形作为识别出的图形类型；

步骤30、根据识别出的图形类型，并结合鼠标轨迹信息，计算出生成标准图形的必要参数；

步骤40、根据必要参数利用系统提供的2D绘图函数生成相应的标准图形并显示出效果。

2.根据权利要求1所述的一种鼠标轨迹识别并自动生成图形的方法，其特征在于：所述步骤10中的鼠标轨迹信息是利用预先封装在画布窗口的消息处理函数来获得的。

3.根据权利要求2所述的一种鼠标轨迹识别并自动生成图形的方法，其特征在于：所述步骤20中，比较鼠标轨迹与标准图形的贴近度时包括下述步骤：

(1)将鼠标轨迹的坐标作为整个算法输入源；

(2)计算拐点位置和夹角，设置45度阀值，当两条直线的夹角大于这个阀值时，认为是一个拐点，并将夹角处的位置即拐点记录下来，同时记录拐点个数；

(3)根据拐点个数初步判断出是哪种图形类型，再根据拐点位置和夹角的值，依据预先设计好的贴近度函数，算出鼠标轨迹跟哪个标准图形的贴近度最大，进一步判断得出识别出的更具体的图形类型，如果标准图形没有设定贴近度函数，则直接跳过贴近度函数的计算和判断步骤而直接进入步骤30。

4.根据权利要求3所述的一种鼠标轨迹识别并自动生成图形的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，进一步判断更具体的图形类型时，如果通过不同的贴近函数算出的贴近度相近时，说明贴近度函数失效，此时，就直接由拐点数确定出图形的类型。

5.根据权利要求3所述的一种鼠标轨迹识别并自动生成图形的方法，其特征在于：

所述贴近度函数包括：

(a)一般直角三角形贴近度函数：当A＜＝90时，y＝k*A/90，当A＞90时y＝1-k*(A-90)/90其中，A为所述步骤20中计算所得的任意一夹角的角度值，k为一个固定系数，一般取0＜k＜1(是在该范围内任意取吗)；

(b)等腰直角三角形贴近度函数：y＝1-k*min(|B-45|，|C-45|)/45，其中，B、C为所述步骤20中计算所得的直角三角形的两个底角的角度值，k为一固定系数；

(c)等边三角形贴近度函数：y＝1-k/180*|A-C|，其中A、C为所述步骤20中计算所得的三角形的任意两个内角的角度值，k为一个固定系数；

(d)平行四边形贴近度函数：y＝1-k*1/180*Max(|A-C|，|B-D|)，其中A、B、C、D为所述步骤20中计算所得的四边形的四个内角的角度值，k是个固定系数；

(e)矩形贴近度函数：y＝1-k/90*(|A-90|+|B-90|+|C-90|+|D-90|)，其中k是个固定系数，A、B、C、D为所述步骤20中计算所得的要识别的四边形的四个内角的角度值；

(f)梯形贴近度函数：y＝1-k/180*Min(|A+B-180|，|B+C-180|)，其中k是个固定系数，A，B，C为所述步骤20中计算所得的要识别四边形的任意三个内角的角度值；

(g)菱形贴近度函数：

y＝1-k/(A+B+C+D)*KQ

其中A、B、C、D为所述步骤20中计算所得的要识别四边形的四个内角的角度值，KQ定义如下：

Max1＝max(|A-B|，|B-C|)；

Max2＝max(|C-D|，|D-A|)；

KQ＝max(Max1，Max2)。

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