CN103336590B - 一种输入方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输入方法，包括：记录用户输入的笔迹中的离散点，分别计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值；判断计算所得的折角是否大于预设值；在所述计算所得的折角大于预设值时，将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成线；根据所述连接成线的各点的粗细模拟值，分别调整相邻两点之间的线段粗细。本发明还公开了一种输入装置。使用本发明实施例公开的输入方法和装置，对记录的用户输入笔迹中的离散点引入粗细模拟值进行分析，能够记录用户输入笔迹的粗细变化，从而与纸张书写的体验更加接近，更好地提升用户体验。

Description

一种输入方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种输入方法及装置。

背景技术

我们都在纸上书写过，不管是用铅笔还是钢笔，书写的笔迹都会随着书写用力的轻重而出现粗细的变化，如图1所示的钢笔字贴；一个更加明显的例子是我国的毛笔书法，如图2所示的毛笔书写横幅。

随着计算机运用范围的扩大，出现许多基于触摸屏的手写输入程序，用户能够直接在触摸屏上书写，由计算机或其他终端将输入的笔迹生成图片并保存到电脑中，用户后续可以使用该笔迹图片做更多的应用，满足更多的需要。

但经现在的手写输入方法记录的笔迹基本都是同一粗细，而由图1和图2可以看出，不论是用钢笔还是毛笔，笔迹都是有粗细变化的。现有的手写输入方法记录的笔迹没有粗细的变化，和在纸上书写的效果相差较大。

发明内容

为了解决现有技术中触摸屏手写输入和纸上书写效果相差大的问题，本发明实施例提出一种输入方法和装置。

本发明的一个方面，提供一种输入方法，包括：

记录用户输入的笔迹中的离散点，分别计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值；

判断计算所得的折角是否大于预设值；

在所述计算所得的折角大于预设值时，将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成线；

根据所述连接成线的各点的粗细模拟值，分别调整相邻两点之间的线段粗细。

本发明的另一个方面，提供一种输入装置，包括：

计算单元，用于记录用户输入的笔迹中的离散点，分别计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值；

判断单元，用于判断所述计算单元计算所得的折角是否大于预设值；

连接单元，用于在所述判断单元判断所述计算所得的折角大于预设值时，将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成线；

调整单元，用于根据所述连接成线的各点的粗细模拟值，分别调整相邻两点之间的线段粗细。

使用本发明实施例公开的输入方法和装置，对记录的用户输入笔迹中的离散点引入粗细模拟值进行分析，能够记录用户输入笔迹的粗细变化，从而与纸张书写的体验更加接近，更好地提升用户体验。

附图说明

图1所示是本发明提供的钢笔字贴图；

图2所示是本发明提供的毛笔书写横幅图；

图3所示是本发明实施例提供的折点示意图；

图4所示是本发明实施例提供的计算点速度的示意图；

图5所示是本发明实施例提供的一种输入方法的示意图；

图6所示是本发明实施例提供的计算各个离散点的折角和粗细模拟值的方法示意图；

图7所示是本发明实施例提供的计算各个离散点的粗细模拟值的方法示意图；

图8所示是本发明实施例提供的一种输入装置的结构示意图；

图9所示是本发明实施例提供的另一种输入装置的结构示意图。

具体实施方式

笔迹是由许多线段组成，每一条线段由无数个点组成。本发明实施例提供的输入方法主要应用于触摸屏手写输入中，在触摸屏上输入的技术，由于触摸屏本身的工艺与技术实现的限制（本发明实施例对此不做探讨），使得由触摸屏记录下的笔迹，并不是一条完整的线段，而是一系列离散的点。本发明实施例公开的输入方法将对这些离散的点进行处理，得出与实际书写的笔迹相似、粗细错落有至的笔迹。

以下先对本发明实施例用到的几个概念进行介绍。

折点与折角：经过研究总结发现，现实书写分为两个部分：折笔与行笔。折笔就是指笔迹书写轨迹有转折的地方；除折笔以外的部分为行笔。本发明实施例将转折角度α大于某个值θ的地方定义为折点，α越是趋进于0°时，笔迹就越是直。图3为本发明实施例提供的折点示意图，其中所示的三个圆形A，B，C表示由电脑记录下来的三个连续的点。AB两点的连线和BC两点的连线之间的夹角为α，根据向量夹角公式，进行计算，通过计算得到的cosα值越是逼近于1，就说明三点的拟合优度越高（拟合优度（Goodness of Fit）是指回归直线对观测值的拟合程度，R值，R的取值范围是[0，1]。R的值越接近1，说明回归直线对观测值的拟合程度越好；反之，R的值越接近0，说明回归直线对观测值的拟合程度越差）。当cosα小于某个值（如0.7时），我们就认为B点是笔迹中的折点。在图3中，α就是B点的折角。

点B的速度v_B:是指笔迹在经过某个点时的近似速度。如图4所示，其中线表示笔迹，黑色的点表示电脑记录到的点。当记录到第一个点A时，仅有一个点，信息不足，不足以计算出A点的速度；记录到B点时，定义B的速度为线段AB间的平均速度，即

$v_B=\stackrel{\‾}{v_{\mathrm{AB}}}=\frac{\left|\stackrel{\→}{\mathrm{AB}}\right|}{t}$

类似地可以得到其它点的点速度。由已经记录下的点的点速度，得到一个点速度集合。

点速度集合的模||v||：类似一条线段的模是指线段的长度，线段的长度是指首尾两点之间的距离。点速度集合模是指在此集合中最小点速度与最大点速度之间的值。即

||v||=|v_MAX-v_MIN|

点C的粗细模拟值τ_C：由点的速度模拟出来的点粗细的一个值，反映的是该点的点速度在点速度集合中的分布情况。其取值范围为0至1，τ_C值越小说明其值越接近点速度集合的最小值，就是说经过点C时运动得越慢，相应地其笔迹就越粗；τ_C值越大则表明其值越接近至点速度集合的最大值，也就是说经过点C时运动得越快，相应地其笔迹就越细。计算τ_C值的公式如下：

${\mathrm{\τ}}_C=\frac{v_C-v_{\mathrm{MIN}}}{\left|\right|v\left|\right|}$

其中C点已经是点速度集合中一员。本发明实施例在计算某一个点的粗细模仿值时τ_C时，并不知道该点以后的点的点速度，也就是说，本发明实施例在计算一个点的粗细时，是根据该点以前的其它点的点速度以及该点的点速度，计算该点的点速度在所有已经记录下的点的点速度集合中，所表现出来的快慢比例。

贝塞尔（Bezier）曲线：给定空间N+1个点的位置向量P_i，Bezier曲线上各点坐标的插值公式是：

$C\left(t\right)=\underset{n=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_i{B}_{i,n}\left(t\right),0\≤t\≤1$

则P_i构成该曲线的特征多边形，B_i,n(t)是Bernstein基函数，也是曲线上各点位置适量的调和函数。

$B_{i,n}\left(t\right)=\frac{i!}{i!(n-1)!}{t}^i{(1-t)}^{i-1}=C_n^i{t}^i{(1-t)}^{i-1},i=\mathrm{0,1,2},...,n$

本发明实施例，讨论用三次Bezier来绘制记录下的点成为光滑曲线。由以上的公式可以推出当n=3时的插值公式为：

$C_3\left(t\right)=((C_3^0(1-t)+C_3^{1}t{P}_1)(1-t)+C_3^3{t}^3{P}_3)$

在上述概念介绍的基础上，以下内容详细公开本发明实施例提供的输入方法。

图5所示为本发明一个实施例提供的一种输入方法示意图，根据该图，详细说明本发明实施例提供的输入方法。

步骤101、记录用户输入的笔迹中的离散点，分别计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值；

其中，本实施例提供的输入方法的执行主体可以是平板电脑，智能手机，带手写输入或触摸屏输入装置的计算机等，执行主体不构成对本发明实施例的限定。

对于折角和粗细模拟值的概念以及各自的计算方法，在前述相关概念介绍时已经进行了公开，后续实施例中也会进一步说明，此处不再赘述。

步骤102、判断计算所得的折角是否大于预设值；

在前述相关概念介绍时，已经说明了折点的定义，具体的，当某个点的折角大于一个预设值时，就可以判断该点为折点。

折角预设值如前所述可以用cosα的值来代替，当cosα小于某个预设值（例如0.7）时就表示该点的折角大于预设值，就可以判断该点属于折点了。

步骤103、在所述计算所得的折角大于预设值时，将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成线；

其中，将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成线，具体为：

将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成贝塞尔曲线。

其中，贝塞尔曲线的公式以及生成方法已在前述实施例中公开，此处不再赘述。

步骤104、根据所述连接成线的各点的粗细模拟值，分别调整相邻两点之间的线段粗细。

其中，所述根据所述连接成线的各点的粗细模拟值，分别调整相邻两点之间的线段粗细，包括：

分别提取所述相邻两点的粗细模拟值；

在所述相邻两点中，由前一个离散点的粗细模拟值平滑过渡到后一个离散点的粗细模拟值。

相邻两个离散点之间的粗细模拟值会有一定的差异，代表了这两个点所代表的笔迹的粗细不同，因而两点之间的连线不能是等粗细的，需要有一个过渡。在本发明实施例中由前一个离散点的粗细模拟值平滑过渡到后一个离散点的粗细模拟值，这样显示的笔迹效果自然流畅，而且也和用户的实际输入相符合。

采用本实施例公开的输入方法，对记录的用户输入笔迹中的离散点引入粗细模拟值进行分析，能够记录用户输入笔迹的粗细变化，从而与纸张书写的体验更加接近，更好地提升用户体验。

图6所示为计算各个离散点的折角和粗细模拟值的方法，具体为：

步骤201、将所述离散点中的前两个点的粗细模拟值设为固定值，并且设置第一个离散点的粗细模拟值小于第二个离散点的粗细模拟值；

步骤202、从所述离散点中的第三个点开始，计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值。

其中，计算各个离散点的折角，具体为：

取三个连续的离散点，使用向量夹角公式来计算中间一个离散点的折角。向量夹角公式已在前面实施例中公开，此处不再赘述。

根据前述实施例中公开的计算点速度的方法可以得知，点速度的计算起码需要两个点，由此导致笔迹的第一个离散点无法计算出点速度也就无法计算出该点的粗细模拟值；且在计算离散点的粗细模拟值时需要依赖点速度集合的模，即依赖于集合中的最大值与最小值，这使得第一个离散点和第二个离散点都无法计算出粗细模拟值。

签于上述客观原因，每一条笔迹的前两个离散点的粗细模拟值只能设定为固定的值，再考虑到中国书法的起承转合与国人的审美，本实施例中将笔迹的前两个离散点的粗细定为一个由轻到重的粗细模拟值，以符合笔划之间的呼应与行笔的自然。

前述步骤202中，计算各个离散点的粗细模拟值，包括如下步骤，如图7所示：

步骤301、从所述离散点中的第三个点开始，计算所述各个离散点的点速度；

步骤302、将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点组成一个集合，取该集合中各个离散点的最大点速度和最小点速度；

步骤303、依据所述最大点速度和最小点速度计算点速度集合的模；

其中，依据所述最大点速度和最小点速度计算点速度集合的模，具体为，依据下述公式计算：

||v||=|v_MAX-v_MIN|

其中，||v||表示所述点速度集合的模，v_MAX表示所述最大点速度，v_MIN表示所述最小点速度。

步骤304、依据所述点速度集合的模和所述各个离散点的点速度，计算所述各个离散点的粗细模拟值。

所述依据所述点速度集合的模和所述各个离散点的点速度，计算所述各个离散点的粗细模拟值，具体为，依据下述公式计算：

$\mathrm{\τ}=\frac{v-v_{\mathrm{MIN}}}{\left|\right|v\left|\right|}$

其中，τ表示离散点的粗细模拟值，v表示离散点的点速度，v_MIN表示所述集合中的最小点速度，||v||表示所述点速度集合的模。

在计算完一个点集合中各个点的折角和粗细模拟值以后，还可以将这个集合删除，以节约资源。对后续的点再重复前述的各个步骤。

以下介绍一种输入装置，用于执行前面公开的输入方法。

图8所示为本发明一个实施例提供的输入装置的结构示意图。以下依据该图，详述输入装置的各组成部分。

计算单元801，用于记录用户输入的笔迹中的离散点，分别计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值；

其中，所述计算单元801分别计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值，具体为：

将所述离散点中的前两个点的粗细模拟值设为固定值，并且设置第一个离散点的粗细模拟值小于第二个离散点的粗细模拟值；

从所述离散点中的第三个点开始，计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值。

计算各个离散点的粗细模拟值的步骤包括：

从所述离散点中的第三个点开始，计算所述各个离散点的点速度；

将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点组成一个集合，取该集合中各个离散点的最大点速度和最小点速度；

依据所述最大点速度和最小点速度计算点速度集合的模；

依据所述点速度集合的模和所述各个离散点的点速度，计算所述各个离散点的粗细模拟值。

所述计算单元801计算各个离散点的折角，包括：

取三个连续的离散点，使用向量夹角公式来计算中间一个离散点的折角。

判断单元802，用于判断所述计算单元801计算所得的折角是否大于预设值；

连接单元803，用于在所述判断单元802判断所述计算所得的折角大于预设值时，将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成线；

其中，所述连接单元803将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成线，具体为：

将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成贝塞尔曲线。

调整单元804，用于根据所述连接成线的各点的粗细模拟值，分别调整相邻两点之间的线段粗细。

其中，所述调整单元804根据所述连接成线的各点的粗细模拟值，分别调整相邻两点之间的线段粗细，包括：

分别提取所述相邻两点的粗细模拟值；

在所述相邻两点中，由前一个离散点的粗细模拟值平滑过渡到后一个离散点的粗细模拟值。

如图9所示，本发明实施例提供的输入装置，还包括删除单元805，用于删除所述折角大于预设值的点以及该点之前的点组成的集合。

采用本实施例公开的输入装置，对记录的用户输入笔迹中的离散点引入粗细模拟值进行分析，能够记录用户输入笔迹的粗细变化，从而与纸张书写的体验更加接近，更好地提升用户体验。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟、光盘、网络节点、调度器等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种输入方法，其特征在于，包括：

记录用户输入的笔迹中的离散点，分别计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值；

判断计算所得的折角是否大于预设值；

在所述计算所得的折角大于预设值时，将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成线；

根据所述连接成线的各点的粗细模拟值，分别调整相邻两点之间的线段粗细。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值，具体为：

将所述离散点中的前两个点的粗细模拟值设为固定值，并且设置第一个离散点的粗细模拟值小于第二个离散点的粗细模拟值；

从所述离散点中的第三个点开始，计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算各个离散点的粗细模拟值，包括：

从所述离散点中的第三个点开始，计算所述各个离散点的点速度；

将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点组成一个集合，取该集合中各个离散点的最大点速度和最小点速度；

依据所述最大点速度和最小点速度计算点速度集合的模；

依据所述点速度集合的模和所述各个离散点的点速度，计算所述各个离散点的粗细模拟值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述依据所述最大点速度和最小点速度计算点速度集合的模，具体为，依据下述公式计算：

||v||＝|v_MAX-v_MIN|

其中，||v||表示所述点速度集合的模，v_MAX表示所述最大点速度，v_MIN表示所述最小点速度。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述依据所述点速度集合的模和所述各个离散点的点速度，计算所述各个离散点的粗细模拟值，具体为，依据下述公式计算：

$\mathrm{\τ}=\frac{v-v_{MIN}}{\left|\right|v\left|\right|}$

其中，τ表示离散点的粗细模拟值，v表示离散点的点速度，v_MIN表示所述集合中的最小点速度，||v||表示所述点速度集合的模。

6.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

删除所述折角大于预设值的点以及该点之前的点组成的集合。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成线，具体为：

将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成贝塞尔曲线。

8.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述连接成线的各点的粗细模拟值，分别调整相邻两点之间的线段粗细，包括：

分别提取所述相邻两点的粗细模拟值；

在所述相邻两点中，由前一个离散点的粗细模拟值平滑过渡到后一个离散点的粗细模拟值。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述计算各个离散点的折角，具体为：

取三个连续的离散点，使用向量夹角公式来计算中间一个离散点的折角。

10.一种输入装置，其特征在于，包括：

计算单元，用于记录用户输入的笔迹中的离散点，分别计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值；

判断单元，用于判断所述计算单元计算所得的折角是否大于预设值；

连接单元，用于在所述判断单元判断所述计算所得的折角大于预设值时，将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成线；

调整单元，用于根据所述连接成线的各点的粗细模拟值，分别调整相邻两点之间的线段粗细。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述计算单元分别计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值，具体为：

将所述离散点中的前两个点的粗细模拟值设为固定值，并且设置第一个离散点的粗细模拟值小于第二个离散点的粗细模拟值；

从所述离散点中的第三个点开始，计算所述各个离散点的折角和粗细模拟值。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述计算各个离散点的粗细模拟值，包括：

从所述离散点中的第三个点开始，计算所述各个离散点的点速度；

将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点组成一个集合，取该集合中各个离散点的最大点速度和最小点速度；

依据所述最大点速度和最小点速度计算点速度集合的模；

依据所述点速度集合的模和所述各个离散点的点速度，计算所述各个离散点的粗细模拟值。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述输入装置还包括：

删除单元，用于删除所述折角大于预设值的点以及该点之前的点组成的集合。

14.根据权利要求10-13中任一项所述的装置，其特征在于，所述连接单元将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成线，具体为：

将所述折角大于预设值的点以及该点之前的点连接成贝塞尔曲线。

15.根据权利要求11-13中任一项所述的装置，其特征在于，所述调整单元根据所述连接成线的各点的粗细模拟值，分别调整相邻两点之间的线段粗细，包括：

分别提取所述相邻两点的粗细模拟值；

在所述相邻两点中，由前一个离散点的粗细模拟值平滑过渡到后一个离散点的粗细模拟值。

16.根据权利要求10-13中任一项所述的装置，其特征在于，所述计算单元计算各个离散点的折角，具体为：

取三个连续的离散点，使用向量夹角公式来计算中间一个离散点的折角。