CN104199566B - 一种笔迹同步的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种笔迹同步的装置，用于电子笔以及电子设备中，电子笔在与电子设备中的电子文档内容一致的纸张上书写，电子笔包括笔壳、笔芯、陀螺仪、第一处理芯片、压力传感器、摄像头以及数据发送芯片；电子设备包括数据接收芯片、屏幕、第二处理芯片。本发明通过第一处理芯片中的定位模块获得单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，笔迹识别模块获得笔迹参数，并将其整合为数据包传至电子设备侧；通过第二处理芯片中的起始点判断模块判断笔迹的起始点，然后通过存储器将每次的所述起始点和笔迹参数对应存储，最后经由显示芯片处理显示于屏幕中，从而实现实体纸张上书写同时进行笔迹同步。本发明还公开了一种笔迹同步的方法。

Description

一种笔迹同步的装置及方法

技术领域

本发明涉及移动设备技术领域，尤其涉及一种笔迹同步的装置及方法。

背景技术

虽然人们的生活和学习都离不开电子设备，通过电子设备对文件进行编辑和阅读，但是用纸写字仍是人们日常生活中必不可少的表达方式。为了将书写的文字作品存储记录下来，将其同步转换为可读式的电子文件，需要一种可将书写笔迹转换成电子文档的电子设备。

现有技术中，已经出现了通过电子笔在传统的纸张上书写，并将书写笔迹同步在电子终端上的设备。如CN20131018584.3公开的一种新型电子笔和智能终端。该电子笔上设有笔迹感应模块和书写模块，笔迹感应模块通过陀螺仪和/或加速度计等感应单元对直线和旋转运动进行测量，以获得笔尖的直线、旋转运动的参数；并通过压力传感器获得笔尖的压力数据，然后将此相关参数均通过发送单元传输至电子设备的主处理器进行处理。

书写时，需要先定义原点和坐标轴。用电子笔在纸张上的一个原点标记点一下并保持不动，然后再显示屏上根据提示将显示屏的任意位置设为坐标轴的原点，然后将电子笔在纸张上沿任意一条坐标轴移动一定距离并保持不动，在电子设备侧将电子笔所划的轴定义为一坐标轴。并按照同样的方法，依次设置另外两个坐标轴。当原点和坐标轴都定义完毕后，然后才可以进行笔迹的书写和同步。可见，此方法虽然可以实现笔迹的同步，但是其需要设定坐标系才能获得笔迹的位置。假如纸张被移动，便需要重新定义坐标系，这无疑给使用者带来了极大的不便。

为了更好的用户体验，需要一种无需单独手动设置坐标系，便可以实现在纸张上书写并在电子设备上进行笔迹同步的装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种笔迹同步的装置及方法，以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种笔迹同步的装置，用于电子笔以及和电子笔通信的电子设备中，

所述电子笔在与电子设备中的电子文档内容一致的纸张上书写，

所述电子笔包括笔壳，以及位于所述笔壳内的笔芯、陀螺仪、第一处理芯片、压力传感器、摄像头以及数据发送芯片；所述电子设备包括数据接收芯片、屏幕、第二处理芯片；

所述第一处理芯片包括：

压力感知模块，用于获知所述压力传感器得到的笔芯所受的压力参数，并将该压力参数传至笔迹识别模块；

图像获取模块，用于在单次手写动作过程中，获取所述摄像头间歇拍摄的笔尖在纸张上的位置的图像，并传至定位模块；

定位模块，用于接收所述图像获取模块获取到的所述图像，根据多个所述图像中的文档内容，分别确定单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，并发送至数据整合模块；

笔迹识别模块，用于在每次手写动作过程中，通过分析所述陀螺仪的数据以获得运动参数，并通过压力感知模块获得所述笔尖的压力参数，以将所述运动参数和压力参数作为单次笔迹的笔迹参数，并发送至数据整合模块；

数据整合模块，用于接收并整合所述单次笔迹的笔迹参数、所述单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，并将整合后得到的数据包经由数据发送芯片传至电子设备的数据接收芯片；

所述第二处理芯片包括：

数据分解模块，用于接收所述数据接收芯片传送过来的所述数据包，并将其分解得到所述笔迹的相对起点位置、后续点位置和所述笔迹参数，然后将所述相对起点位置、所述后续点位置传送至起始点判断模块，将所述笔迹参数传送至存储模块；

起始点判断模块，用于根据所述笔迹的相对起点位置、后续点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，并将匹配得到的笔迹的起始点发至存储模块；

存储模块，用于将每次的所述起始点和所述笔迹参数对应存储，并将其发送至显示模块；

显示模块，用于根据所述笔迹的起始点和所述笔迹参数，将单次笔迹在一个图层中显示，并将所有图层叠加显示于所述屏幕的电子文档中。

优选地，所述压力传感器用于感知所述笔芯所受压力由零变为非零时触发单次手写动作，以及感知所述笔芯所受压力由非零变为零且该压力保持为零的时间大于阈值后结束单次手写动作。

优选地，所述数据发送芯片通过无线传输的方式将所述数据包传至所述数据接收芯片。

优选地，所述压力保持为零的时间阈值为100毫秒。

优选地，所述起始点判断模块在根据所述笔迹的相对起点位置、后续点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，以得到的笔迹的起始点时，具体包括：

先将所述笔迹的相对起点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，

如果匹配位置个数大于1，则继续将所述笔迹的后续点位置与整个电子文档进行位置匹配，直至所述笔迹的相对起点位置和后续点位置的复合匹配位置个数为1，并将电子文档中的与该相对起点位置对应的位置作为笔迹的起始点；

如果匹配位置个数为1，则直接将电子文档中的与该相对起点位置对应的位置作为笔迹的起始点；

如果匹配位置个数为0，则所述电子设备在电子文档的空白处自定义笔迹的起始点。

优选地，如果本次笔迹的相对起点位置和后续点位置的复合与整个所述电子文档的匹配位置个数仍大于1，则在所述电子设备上选择笔迹的起始点。

本发明实施例还公开了一种笔迹同步的方法，用于电子笔以及和电子笔通信的电子设备中，其特征在于，所述电子笔在与电子设备中的电子文档内容一致的纸张上书写，

所述电子笔包括笔壳，以及位于所述笔壳内的笔芯、陀螺仪、第一处理芯片、压力传感器、摄像头以及数据发送芯片；所述电子设备包括数据接收芯片、显示器、第二处理芯片；

在电子笔侧的第一处理芯片内，所述方法包括以下步骤：

a1、获知所述压力传感器得到的笔芯所受的压力参数，并将该压力参数传至步骤a4；

a2、在单次手写动作过程中，获取所述摄像头间歇拍摄的笔尖在纸张上的位置的图像，并传至步骤a3；

a3、接收所述步骤a2获取到的所述图像，根据多个所述图像中的文档内容，分别确定单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，并发送至步骤a5；

a4、在每次手写动作过程中，通过分析所述陀螺仪的数据以获得运动参数，并通过步骤a1获得所述笔尖的压力参数，以将所述运动参数和压力参数作为单次笔迹的笔迹参数，并发送至步骤a5；

a5、接收并整合所述单次笔迹的笔迹参数、所述单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，并将整合后得到的数据包经由数据发送芯片传至电子设备的数据接收芯片；

在电子设备侧的第二处理芯片内，所述方法包括以下步骤：

b1、接收所述数据接收芯片传送过来的所述数据包，并将其分解得到所述笔迹的相对起点位置、后续点位置和所述笔迹参数，然后将所述相对起点位置、所述后续点位置传送至步骤b2，将所述笔迹参数传送至步骤b3；

b2、根据所述笔迹的相对起点位置、后续点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，并将匹配得到的笔迹的起始点发至步骤b3；

b3、将每次的所述起始点和所述笔迹参数对应存储，并将其发送至步骤b4；

b4、根据所述笔迹的起始点和所述笔迹参数，将单次笔迹在一个图层中显示，并将所有图层叠加显示于所述显示器的电子文档中。

优选地，所述压力传感器用于感知所述笔芯所受压力由零变为非零时触发单次手写动作，以及感知所述笔芯所受压力由非零变为零且该压力保持为零的时间大于阈值后结束单次手写动作。

优选地，所述数据发送芯片通过无线传输的方式将所述数据包传至所述数据接收芯片。

优选地，所述压力保持为零的时间阈值为100毫秒。

优选地，在步骤b2中，根据所述笔迹的相对起点位置、后续点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，以得到的笔迹的起始点时，具体包括：

b21、先将所述笔迹的相对起点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，并进入步骤b22；

b22、判断匹配位置个数是否大于1，如果大于1，进入步骤b23；如果等于1，进入步骤b26；如果为0，进入步骤b27；

b23、将所述笔迹的后续点位置与整个电子文档进行位置匹配，并进入步骤b24；

b24、判断笔迹的相对起点位置和后续点位置的复合匹配位置个数是否为1，如果是，进入步骤b25；如果不是，返回步骤b23；

b25、将电子文档中的与该相对起点位置对应的位置作为笔迹的起始点；

b26、直接将电子文档中的与该相对起点位置对应的位置作为笔迹的起始点；

b27、在电子文档的空白处自定义笔迹的起始点。

12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤b24中，匹配完毕后，单次笔迹的所有相对起点位置和后续点位置的复合与整个电子文档的匹配位置个数仍大于1时，进入步骤b28；

b28、在所述电子设备上选择笔迹的起始点。

本发明的有益效果为，通过电子笔侧的定位模块获得单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，笔迹识别模块获得笔迹参数，并将其整合为数据包传至电子设备侧；电子设备通过起始点判断模块判断笔迹的起始点，然后通过存储器将每次的所述起始点和笔迹参数对应存储，最后经由显示芯片处理显示于屏幕中，从而实现电子笔在与电子文档内容一致的纸张上书写的同时，笔迹可以同步到电子设备上，从而在实体纸张上书写便可以方便地实时进行笔迹同步，无需再进行额外的设置。

附图说明

图1a为本发明实施例中的电子笔中第一处理芯片的结构框图；

图1b为本发明实施例中的电子设备中第二处理芯片的结构框图；

图2为本发明实施例的笔迹同步的装置中的电子笔结构图；

图3为本发明实施例中笔迹同步的方法流程图；

图4为本发明实施例中笔迹同步的方法中判断笔迹的起始点的流程图。

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，以下通过具体实施例并参见附图，对本发明进行详细说明。

为了解决现有技术中将书写笔迹转换成电子文档存在的各种缺陷，本实施例提供一种笔迹同步的装置，用于电子笔以及和电子笔通信的电子设备中，以提供电子笔和电子设备的笔迹同步。

其中，电子笔的结构如图2所示。电子笔包括笔壳6，供电电源3，以及位于笔壳6内的笔芯5、陀螺仪8、第一处理芯片2、压力传感器7、摄像头1以及数据发送芯片4。

电子设备包括数据接收芯片、屏幕、第二处理芯片(图中未示出)。下面分别对电子笔和电子设备的电路结构进行说明。首先是电子笔的结构。

参见图2，其中，摄像头1设置于电子笔笔尖的上方，作用是获取笔尖周围一定范围内的图像信息。该摄像范围并不限定，可以根据实际需要而进行调整。实际使用时，应该以可以获得笔尖周围的清晰图像，从而可以判断其位于整个文档中的位置(如位于某个字的某个方位)为准。摄像头在单次手写动作过程中，间歇拍摄笔尖在纸张上的位置的图像。其中，摄像头拍摄所述图像的间隔时间可以根据实际需要设置，本实施例中设置为500毫秒。

陀螺仪8集成于笔芯5的上方，以对笔尖的直线和旋转运动进行测量，以获得笔尖的直线、旋转运动的参数。

压力传感器7，其设置一方面是获得笔尖的压力数据，并作为笔迹参数之一；另一方面是为了感知笔尖所受压力，并在笔尖所受压力由零变化为非零时触发整个装置工作。另外，压力传感器7还用于感知所述笔芯5所受压力由零变为非零时触发单次手写动作，以及感知笔芯5所受压力由非零变为零且该压力保持为零的时间大于阈值后结束单次手写动作。其中，该阀值可以根据实际需要而设置，本实施例中设置为100毫秒。该阀值的设置可以避免用户在书写时，压力传感器7过于频繁地被触发和关断，例如用户在书写汉字时，阀值的设置可以使每次的书写动作为一个汉字而非一个笔画。不仅如此，阀值的设置还可以避免后续的电子设备的对于笔迹的处理过程，比如在后续的显示芯片中，每一图层可以显示一个汉字而并非一笔画。

数据发送芯片4，用于将数据包发送至电子设备侧，具体而言为传至电子设备侧的数据接收芯片。该发送数据的方式可以为多种，本实施例中优选为通过无线发送方式，如蓝牙等。

第一处理芯片2，用于根据摄像头拍摄的图像而实现笔迹的定位，用于根据压力传感器和陀螺仪分别获得笔迹的压力参数和运动参数，并整合为数据包输出。其具体过程会在下述内容中详细描述。

其中，各个电子器件通过电子笔的内部电路连接，并通过供电电源3供电，以形成可以实现本实施例的笔迹同步的硬件平台。

需要说明的是，该电子笔并非在任意一张纸张上书写，而是用于在与电子设备中的电子文档内容一致的纸张上书写。在此需要说明的是，本实施例中，需要提前获得与电子设备内容一致的纸张，具体方式可以为打印等。如果电子设备中的电子文档内容为空，那么电子笔在纸张上书写时，电子设备会自己将书写的笔迹定义位置。具体的定位会在后续内容中详细说明。

更为详尽地，第一处理芯片2包括压力感知模块、图像获取模块、定位模块、笔迹识别模块和数据整合模块，参见图1a。

工作时：

压力感知模块，用于获知所述压力传感器得到的笔芯所受的压力参数，并将该压力参数传至笔迹识别模块；

图像获取模块，用于在单次手写动作过程中，获取所述摄像头间歇拍摄的笔尖在纸张上的位置的图像，并传至定位模块；

定位模块，用于接收所述图像获取模块获取到的所述图像，根据多个所述图像中的文档内容，分别确定单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，并发送至数据整合模块。也即，根据每个图像依次对应单次笔迹的一个点位置，并将单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置发送至数据整合模块。

笔迹识别模块，用于在每次手写动作过程中，通过分析所述陀螺仪8的数据以获得运动参数，并通过压力感知模块获得所述笔尖的压力参数，以将所述运动参数和压力参数作为单次笔迹的笔迹参数，并发送至数据整合模块。其中，对于通过陀螺仪辨别二维度平面内的笔迹运动参数的过程，本领域技术人员根据现有公开的技术内容完全可以实现，在本发明实施例中仅是加以应用，所以对于笔迹运动参数的具体辨别过程并不在本发明讨论范围内，本实施例便不再展开赘述。

数据整合模块，用于接收并整合所述单次笔迹的笔迹参数、所述单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，并将整合后得到的数据包经由数据发送芯片传至电子设备的数据接收芯片。其中，数据整合模块对于数据的整合处理，本领域技术人员可以根据现有公开的技术内容而实现，本实施例便不再赘述。

下面再对电子设备侧的结构进行详细的说明。

电子设备包括数据接收芯片、屏幕、第二处理芯片。具体使用中，电子设备可以为手机、平板电脑等移动终端。

数据接收芯片用于接收电子笔发送过来的数据包，具体而言为电子笔的数据发送芯片发送过来的数据包。该接收数据的方式可以为多种，本实施例中优选为通过无线接收方式，如蓝牙等。

第二处理芯片包括：数据分解模块、起始点判断模块、存储模块和显示模块，参见图1b。需要说明的是，第二处理芯片中的各个模块在物理实体中，可以位于同一个芯片中，也可以位于不同的芯片中，以可实现本发明实施例的功能即可。

具体而言，在工作时：

数据分解模块，接收所述数据接收芯片传送过来的所述数据包，并将其分解得到所述笔迹的相对起点位置、后续点位置和所述笔迹参数，然后将所述相对起点位置、所述后续点位置传送至起始点判断模块，将所述笔迹参数传送至存储模块。其中，需要说明的是，数据分解模块分别将笔迹的相对起点位置、后续点位置以及笔迹参数发送至不同的模块，其中涉及数据包的解封装和分发的过程。对于该过程，本领域技术人员完全可以根据现有公开的技术内容而实现，本方案便不再赘述。

起始点判断模块，用于根据所述笔迹的相对起点位置、后续点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，并将匹配得到的笔迹的起始点发至存储模块。其中，此处的匹配可以采用以灰度值为基础的图像匹配算法，即通过利用某种相似性度量，如相关函数、协方差函数、差平方和、差绝对值和等测度极值等，判定两幅图像中的对应关系。此种算法处理效率高，可以适用于笔尖快速移动时所要求的高性能数据处理要求。

其中，所述起始点判断模块得到笔迹的起始点具体包括：

先将所述笔迹的相对起点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，

如果匹配位置个数大于1，则继续将所述笔迹的后续点位置与整个电子文档进行位置匹配，直至所述笔迹的相对起点位置和后续点位置的复合匹配位置个数为1，并将电子文档中的与该相对起点位置对应的位置作为笔迹的起始点。

需要考虑到的一种情况是，如果单次笔迹的所有相对起点位置和后续点位置的复合与整个所述电子文档的匹配位置个数仍大于1，则在所述电子设备上选择笔迹的起始点。该选择过程为用户手动选取，其形式可以为多种，例如在台式机上，弹出选择的对话框，用户通过鼠标来选择笔迹的起始点；或者在移动终端上，高亮显示电子文档中的匹配位置，使用户可以手动选择一处，以作为笔迹的起始点。

如果匹配位置个数为1，则直接将电子文档中的与该相对起点位置对应的位置作为笔迹的起始点；

如果匹配位置个数为0，则所述电子设备在电子文档的空白处自定义笔迹的起始点。

另外，一种特殊的情况是，在电子文档为空白文档的情形下，电子设备可以自定义电子文档的文档起点(即第一行第一格)为初始笔迹的起始点。在后续的笔迹中，就会以初始笔迹为参考进行定位。

存储模块，用于接收起始点判断模块发送的所述笔迹的起始点和所述数据分解模块发送的所述笔迹参数，将每次笔迹的起始点和所述笔迹参数对应存储，将每次的所述起始点和所述笔迹参数对应存储，并将其发送至显示模块。

显示模块，用于根据所述笔迹的起始点和所述笔迹参数，将单次笔迹在一个图层中显示，并将所有图层叠加显示于所述屏幕的电子文档中。

以下举一个具体示例来进行说明。

假如对应于电子文档的纸张文档中有一处是“我的家乡是北京”，有一处为“你的家乡是北京”，还有一处是“我的家乡是南京”，而电子笔需要在第一次落笔的位置为“我的家乡是北京”的下方，需要画双横线。电子笔第一次拍摄到的文字是“我的家乡”，第二次拍摄到的文字为“是北京”。

在定位模块中，确定单次笔迹(即双横线的第一笔横线)的相对起点位置为文字“我的家乡”的起始端下方，后续点位置为文字“是北京”的起始端下方。并将相对起点位置和后续点位置发至数据整合模块。

在笔迹识别模块中，通过分析陀螺仪的数据以获得该单次笔迹的运动参数，并通过压力感知模块获得笔尖的压力参数，以确定该单次笔迹的笔迹参数，并将该笔迹参数发至数据整合模块。

数据整合模块将该相对起点位置、后续点位置和笔迹参数整合得到的数据包经由数据发送芯片发至电子设备侧。

在电子设备侧，数据接收芯片接收数据包并发至数据分解模块，后者将数据包分解得到相对起点位置、后续点位置和笔迹参数，并将相对起点位置和后续点位置发送至起始点判断模块，将笔迹参数传至存储模块。

起始点判断模块根据相对起点位置和后续点位置与整个电子文档进行位置的匹配。首先，起始点判断模块先匹配相对起点位置“我的家乡”，电子文档中有两处匹配的地方，分别为“我的家乡是北京”、“我的家乡是南京”，匹配位置个数大于1。然后，起始点判断模块再继续判断后续点位置“是北京”，文档中仅有1处为“我的家乡”和“是北京”的复合匹配，匹配位置个数为1，那么，将“我的家乡是北京”的起始端下方作为笔迹的起始点，并将该笔迹的起始点发至存储模块。

存储模块将该笔迹的起始点(即“我的家乡是北京”的起始端下方)与笔迹参数(即代表双横线的第一笔横线)对应存储，并发送至显示模块。

显示模块将该双横线的第一笔横线在一个图层中显示在“我的家乡是北京”的起始端下方处，从而完成单次笔迹的显示。

同理，在双横线的第二笔横线的获得过程中，电子笔第一次拍摄到的文字是“我的家乡”(下面带横线)，第二次拍摄到的文字为“是北京”(下面带横线)。

在定位模块中，确定单次笔迹(即双横线的第二笔横线)的相对起点位置为文字“我的家乡”(下面带横线)的起始端的横线下方，后续点位置为文字“是北京”的起始端的横线下方。并将相对起点位置和后续点位置发至数据整合模块。

在笔迹识别模块中，通过分析陀螺仪的数据以获得该单次笔迹的运动参数，并通过压力感知模块获得笔尖的压力参数，以确定该单次笔迹的笔迹参数，并将该笔迹参数发至数据整合模块。

数据整合模块将该相对起点位置、后续点位置和笔迹参数整合得到的数据包经由数据发送芯片发至电子设备侧。

在电子设备侧，数据接收芯片接收数据包并发至数据分解模块，后者将数据包分解得到相对起点位置、后续点位置和笔迹参数，并将相对起点位置和后续点位置发送至起始点判断模块，将笔迹参数传至存储模块。

起始点判断模块根据相对起点位置和后续点位置与整个电子文档进行位置的匹配。首先，起始点判断模块先匹配相对起点位置“我的家乡”(下面带横线)，电子文档中仅有1处匹配的地方。那么，直接将该处“我的家乡”(下面带横线)的起始端的横线下方作为笔迹的起始点，并将该笔迹的起始点发至存储模块。

存储模块将该笔迹的起始点(即“我的家乡”的起始端的横线下方)与笔迹参数(即代表双横线的第二笔横线)对应存储，并发送至显示模块。

显示模块将该双横线的第二笔横线显示在“我的家乡”的起始端的横线下方处在另一个图层中显示，并叠加在前一个图层上，从而完成此次双横线笔迹的显示。

如果起始点判断模块判断相对起点位置与整个电子文档的位置匹配个数为0，则系统默认为对该电子文档的批注，则自动在电子文档的空白处，如电子文档的下方或两侧自定义笔迹的起始点。

至此，该次笔迹显示完毕。

又例如，用户需要在对应上述电子文档的纸张中的“我的家乡是北京”的“我”字用圆圈圈起来。那么，在该次手写事件中，电子笔拍摄到的图像只有“我的家乡”。

在定位模块中，确定该单次笔迹的相对起点位置为文字“我的家乡”的起始端下方，后续点位置为文字“我”的左、上、右部。然后，中间传输的过程与前述均一致，为了表述简洁，在此略去。

在电子设备侧，起始点判断模块根据相对起点位置和后续点位置与整个电子文档进行位置的匹配。首先，起始点判断模块先匹配相对起点位置“我的家乡”，电子文档中有两处匹配的地方，分别为“我的家乡是北京”、“我的家乡是南京”，匹配位置个数大于1。然后，起始点判断模块再继续判断后续点位置“我”的左部，文档中还是由两处匹配，匹配位置个数仍大于1；继续后续点位置“我”的上部，文档中仍是由两处匹配，匹配位置个数大于1；继续后续点位置“我”的右部，文档中仍是由两处匹配，匹配位置个数还大于1。判断完毕，文档中仅有1处为“我的家乡”和“是北京”的复合匹配，匹配位置个数为1，那么，本次笔迹的相对起点位置和后续点位置的复合与整个所述电子文档的匹配位置个数仍大于1。那么，电子设备中将会弹出对话框，显示匹配的两处“我的家乡是北京”和“我的家乡是南京”，由用户来选择“我的家乡是北京”的起始端下方为笔迹的起始点，并将该笔迹的起始点发至存储模块。

存储模块将该笔迹的起始点(即“我的家乡”的起始端的下方)与笔迹(即圆圈)对应存储，并发送至显示模块显示，完成该次笔迹的显示。

以上是本发明实施例的装置部分，下面对与本发明实施例的装置相对应的方法步骤进行说明。

本发明实施例还公开了一种笔迹同步的方法，参见图3，用于电子笔以及和电子笔通信的电子设备中，所述电子笔和电子设备的结构如上述结构。

其中，所述电子笔在与电子设备中的电子文档内容一致的纸张上书写。其中，该电子笔并非在任意一张纸张上书写，而是用于在与电子设备中的电子文档内容一致的纸张上书写。在此需要说明的是，本实施例中，需要提前获得与电子设备内容一致的纸张，具体方式可以为打印等。如果电子设备中的电子文档内容为空，那么电子笔在纸张上书写时，电子设备会自己将书写的笔迹定义位置。

在电子笔侧，具体而言在第一处理芯片内，所述方法包括以下步骤：

a1、获知所述压力传感器得到的笔芯所受的压力参数，并将该压力参数传至步骤a4；

a2、在单次手写动作过程中，获取所述摄像头间歇拍摄的笔尖在纸张上的位置的图像，并传至步骤a3。

a3、接收所述步骤a2获取到的所述图像，根据多个所述图像中的文档内容，分别确定单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，并发送至步骤a5。也即，根据每个图像依次对应单次笔迹的一个点位置，并将单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置发送至步骤a5。

a4、在每次手写动作过程中，通过分析所述陀螺仪8的数据以获得运动参数，并通过步骤a1获得所述笔尖的压力参数，以将所述运动参数和压力参数作为单次笔迹的笔迹参数，并发送至步骤a5。其中，对于通过陀螺仪辨别二维度平面内的笔迹运动参数的过程，本领域技术人员根据现有公开的技术内容完全可以实现，在本发明实施例中仅是加以应用，所以对于笔迹运动参数的具体辨别过程并不在本发明讨论范围内，本实施例便不再展开赘述。

a5、接收并整合所述单次笔迹的笔迹参数、所述单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，并将整合后得到的数据包经由数据发送芯片传至电子设备的数据接收芯片。其中，数据整合模块对于数据的整合处理，本领域技术人员可以根据现有公开的技术内容而实现，本实施例便不再赘述。

在电子设备侧，具体而言在第二处理芯片内，所述方法包括以下步骤：

b1、接收所述数据接收芯片传送过来的所述数据包，并将其分解得到所述笔迹的相对起点位置、后续点位置和所述笔迹参数，然后将所述相对起点位置、所述后续点位置传送至步骤b2，将所述笔迹参数传送至步骤b3。其中，需要说明的是，步骤b1分别将笔迹的相对起点位置、后续点位置以及笔迹参数发送至不同的步骤，其中涉及数据包的解封装和分发的过程。对于该过程，本领域技术人员完全可以根据现有公开的技术内容而实现，本方案便不再赘述。

b2、根据所述笔迹的相对起点位置、后续点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，并将匹配得到的笔迹的起始点发至步骤b3。其中，此处的匹配可以采用以灰度值为基础的图像匹配算法，即通过利用某种相似性度量，如相关函数、协方差函数、差平方和、差绝对值和等测度极值等，判定两幅图像中的对应关系。此种算法处理效率高，可以适用于笔尖快速移动时所要求的高性能数据处理要求。

其中，判断笔迹的起始点的具体步骤参见图4，包括：

b21、将所述笔迹的相对起点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，并进入步骤b22。

b22、判断匹配位置个数是否大于1，如果大于1，进入步骤b23；如果等于1，进入步骤b26；如果为0，进入步骤b27。

b23、将所述笔迹的后续点位置与整个电子文档进行位置匹配。

b24、判断笔迹的相对起点位置和后续点位置的复合匹配位置个数是否为1，如果是，进入步骤b25；如果不是，返回步骤b23；并且匹配完毕后，单次笔迹的所有相对起点位置和后续点位置的复合与整个电子文档的匹配位置个数仍大于1时，进入步骤b28。

b25、将电子文档中的与该相对起点位置对应的位置作为笔迹的起始点。

b26、直接将电子文档中的与该相对起点位置对应的位置作为笔迹的起始点。

b27、在电子文档的空白处自定义笔迹的起始点。

b28、在电子设备上选择笔迹的起始点。该选择过程为用户手动选取，其形式可以为多种，例如在台式机上，弹出选择的对话框，用户通过鼠标来选择笔迹的起始点；或者在移动终端上，高亮显示电子文档中的匹配位置，使用户可以手动选择一处，以作为笔迹的起始点。

b3、接收步骤b2发送的所述笔迹的起始点和所述步骤b1发送的所述笔迹参数，将每次的所述起始点和所述笔迹参数对应存储，并将其发送至步骤b4；

b4、根据所述笔迹的起始点和所述笔迹参数，将单次笔迹在一个图层中显示，并将所有图层叠加显示于所述显示器的电子文档中。

需要说明的是，第二处理芯片中的各个步骤可以在同一个芯片中进行，也可以在不同的芯片中进行，以可实现本发明实施例的功能即可。

由上述可见，本发明实施例通过电子笔侧的定位模块获得单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，笔迹识别模块获得笔迹参数，并将其整合为数据包传至电子设备侧；电子设备通过起始点判断模块判断笔迹的起始点，然后通过存储器将每次的所述起始点和笔迹参数对应存储，最后经由显示芯片处理显示于屏幕中，从而实现电子笔在与电子文档内容一致的纸张上书写的同时，笔迹可以同步到电子设备上，从而在实体纸张上书写便可以方便地实时进行笔迹同步，无需再进行额外的设置。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种笔迹同步的装置，用于电子笔以及和电子笔通信的电子设备中，其特征在于，

所述电子笔在与电子设备中的电子文档内容一致的纸张上书写，

所述电子笔包括笔壳，以及位于所述笔壳内的笔芯、陀螺仪、第一处理芯片、压力传感器、摄像头以及数据发送芯片；所述电子设备包括数据接收芯片、屏幕、第二处理芯片；

所述第一处理芯片包括：

压力感知模块，用于获知所述压力传感器得到的笔芯所受的压力参数，并将该压力参数传至笔迹识别模块；

图像获取模块，用于在单次手写动作过程中，获取所述摄像头间歇拍摄的笔尖在纸张上的位置的图像，并传至定位模块；

定位模块，用于接收所述图像获取模块获取到的所述图像，根据多个所述图像中的文档内容，分别确定单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，并发送至数据整合模块；

笔迹识别模块，用于在每次手写动作过程中，通过分析所述陀螺仪的数据以获得运动参数，并通过压力感知模块获得所述笔尖的压力参数，以将所述运动参数和压力参数作为单次笔迹的笔迹参数，并发送至数据整合模块；

数据整合模块，用于接收并整合所述单次笔迹的笔迹参数、所述单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，并将整合后得到的数据包经由数据发送芯片传至电子设备的数据接收芯片；

所述第二处理芯片包括：

数据分解模块，用于接收所述数据接收芯片传送过来的所述数据包，并将其分解得到所述笔迹的相对起点位置、后续点位置和所述笔迹参数，然后将所述相对起点位置、所述后续点位置传送至起始点判断模块，将所述笔迹参数传送至存储模块；

起始点判断模块，用于根据所述笔迹的相对起点位置、后续点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，并将匹配得到的笔迹的起始点发至存储模块；

存储模块，用于将每次的所述起始点和所述笔迹参数对应存储，并将其发送至显示模块；

显示模块，用于根据所述笔迹的起始点和所述笔迹参数，将单次笔迹在一个图层中显示，并将所有图层叠加显示于所述屏幕的电子文档中。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压力传感器用于感知所述笔芯所受压力由零变为非零时触发单次手写动作，以及感知所述笔芯所受压力由非零变为零且该压力保持为零的时间大于阈值后结束单次手写动作。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据发送芯片通过无线传输的方式将所述数据包传至所述数据接收芯片。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述压力保持为零的时间阈值为100毫秒。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述起始点判断模块在根据所述笔迹的相对起点位置、后续点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，以得到的笔迹的起始点时，具体包括：

先将所述笔迹的相对起点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，

如果匹配位置个数大于1，则继续将所述笔迹的后续点位置与整个电子文档进行位置匹配，直至所述笔迹的相对起点位置和后续点位置的复合匹配位置个数为1，并将电子文档中的与该相对起点位置对应的位置作为笔迹的起始点；

如果匹配位置个数为1，则直接将电子文档中的与该相对起点位置对应的位置作为笔迹的起始点；

如果匹配位置个数为0，则所述电子设备在电子文档的空白处自定义笔迹的起始点。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，如果本次笔迹的相对起点位置和后续点位置的复合与整个所述电子文档的匹配位置个数仍大于1，则在所述电子设备上选择笔迹的起始点。

7.一种笔迹同步的方法，用于电子笔以及和电子笔通信的电子设备中，其特征在于，所述电子笔在与电子设备中的电子文档内容一致的纸张上书写，

所述电子笔包括笔壳，以及位于所述笔壳内的笔芯、陀螺仪、第一处理芯片、压力传感器、摄像头以及数据发送芯片；所述电子设备包括数据接收芯片、显示器、第二处理芯片；

在电子笔侧的第一处理芯片内，所述方法包括以下步骤：

a1、获知所述压力传感器得到的笔芯所受的压力参数，并将该压力参数传至步骤a4；

a2、在单次手写动作过程中，获取所述摄像头间歇拍摄的笔尖在纸张上的位置的图像，并传至步骤a3；

a3、接收所述步骤a2获取到的所述图像，根据多个所述图像中的文档内容，分别确定单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，并发送至步骤a5；

a4、在每次手写动作过程中，通过分析所述陀螺仪的数据以获得运动参数，并通过步骤a1获得所述笔尖的压力参数，以将所述运动参数和压力参数作为单次笔迹的笔迹参数，并发送至步骤a5；

a5、接收并整合所述单次笔迹的笔迹参数、所述单次笔迹的相对起点位置以及后续点位置，并将整合后得到的数据包经由数据发送芯片传至电子设备的数据接收芯片；

在电子设备侧的第二处理芯片内，所述方法包括以下步骤：

b1、接收所述数据接收芯片传送过来的所述数据包，并将其分解得到所述笔迹的相对起点位置、后续点位置和所述笔迹参数，然后将所述相对起点位置、所述后续点位置传送至步骤b2，将所述笔迹参数传送至步骤b3；

b2、根据所述笔迹的相对起点位置、后续点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，并将匹配得到的笔迹的起始点发至步骤b3；

b3、将每次的所述起始点和所述笔迹参数对应存储，并将其发送至步骤b4；

b4、根据所述笔迹的起始点和所述笔迹参数，将单次笔迹在一个图层中显示，并将所有图层叠加显示于所述显示器的电子文档中。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述压力传感器用于感知所述笔芯所受压力由零变为非零时触发单次手写动作，以及感知所述笔芯所受压力由非零变为零且该压力保持为零的时间大于阈值后结束单次手写动作。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述数据发送芯片通过无线传输的方式将所述数据包传至所述数据接收芯片。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述压力保持为零的时间阈值为100毫秒。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤b2中，根据所述笔迹的相对起点位置、后续点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，以得到的笔迹的起始点时，具体包括：

b21、先将所述笔迹的相对起点位置与整个所述电子文档进行位置匹配，并进入步骤b22；

b22、判断匹配位置个数是否大于1，如果大于1，进入步骤b23；如果等于1，进入步骤b26；如果为0，进入步骤b27；

b23、将所述笔迹的后续点位置与整个电子文档进行位置匹配，并进入步骤b24；

b24、判断笔迹的相对起点位置和后续点位置的复合匹配位置个数是否为1，如果是，进入步骤b25；如果不是，返回步骤b23；

b25、将电子文档中的与该相对起点位置对应的位置作为笔迹的起始点；

b26、直接将电子文档中的与该相对起点位置对应的位置作为笔迹的起始点；

b27、在电子文档的空白处自定义笔迹的起始点。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤b24中，匹配完毕后，单次笔迹的所有相对起点位置和后续点位置的复合与整个电子文档的匹配位置个数仍大于1时，进入步骤b28；

b28、在所述电子设备上选择笔迹的起始点。