CN111680555A - 一种智能手写笔迹识别系统 - Google Patents

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Abstract

一种智能手写笔迹识别系统，涉及信息化技术领域。它包含带点码的纸、智能笔、客户端、内容处理服务器、识别服务器，智能笔在点码的纸上书写，智能笔通过蓝牙与客户端相连接，客户端通过网络与内容处理服务器相连接，内容处理服务器、识别服务器通过网络相连接。可在试卷、教辅、字帖、错题本、生字本、课堂笔记本、商务笔记本和便利贴等多种场景应用，便于书写内容的时时查找，减少用户工作时间，实现书写内容的永久保存。

Description

一种智能手写笔迹识别系统
技术领域
本发明涉及一种智能手写笔迹识别系统，涉及信息化技术领域。
背景技术
随着计算机技术和智能化的不断发展，在我们的学习和工作中，越来越多的使用手写笔迹识别；在学生的学习过程中手写笔迹的识别，可实现学生作业、试卷、教辅的线上批改和数据的分析；在我们的工作中使用手写笔迹的识别，用户无需重复将书写的内容再通过文本编辑一次，实现对手写笔迹数据的上传、识别及存储，便于用户对书写内容进行快速编辑、分享和传输。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种智能手写笔迹识别系统，解决在不改变传统纸质书写的使用模式下，提升教师批改效率，帮助学生在学习过程中产生的数据进行有效存储分析；大幅度提升工作效率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：一种智能手写笔迹识别系统它包含带点码的纸、智能笔、客户端、内容处理服务器、识别服务器，智能笔在点码的纸上书写，智能笔通过蓝牙与客户端相连接，客户端通过网络与内容处理服务器相连接，内容处理服务器、识别服务器通过网络相连接。
进一步的，所述的智能笔用于在带点码的纸上书写和储存书写的数据，并将书写的数据传输至客户端。
进一步的，所述的客户端用于建立个人信息，接收智能笔书写的数据，将书写数据自动传输至内容处理服务器。
进一步的，所述的内容处理服务器用于接收和储存书写数据，数据的处理。
进一步的，所述的识别服务器用于识别书写笔迹，并将识别结果返回内容处理服务器。
进一步的，所述的带点码的纸制作方法的流程为：
步骤1，操作后台生成和下载指令的执行操作，将指令传输至内容处理服务器；
步骤2，在操作后台选择要铺设纸张的尺寸大小；
步骤3，在操作后台选择要铺设纸张的数量；
步骤4，将选择的参数和生成指令传输至内容处理服务器；
步骤5，在操作后台下载生成的点码文件；
步骤6，内容处理服务器接收操作后台指令、生成和存储点码；
步骤7，根据接收信息生成点码文件，并将文件传输至操作后台；
步骤8，将生成的点码信息存储；
步骤9，在普通纸张页面上采用含碳油墨印刷一层不可见的点码图案，点码图案由无数个基础方阵排列组成，基础方阵为36个点排列组合而成，两点之间的平均距离为0.3mm，每个基础方阵的大小为1.8mm*1.8mm；每个点码通过特殊的编码排列，代表着特殊的坐标位置信息，用于智能笔在点码纸上书写时采集点码，再解码为数据将笔迹数据收集。
进一步的，所述的智能笔的信息采集方法的流程为：
步骤1，笔芯在带点码的纸上书写，并与书写检测器连接，书写时笔芯触动书写检测器，自动打开电源开关，使智能笔处于工作状态，笔芯可以使用油性、中性的圆珠笔和水笔，可以进行更换；
步骤2，电源为整支智能笔提供电能，可以手动开启关闭电源；
步骤3，书写检测器检测智能笔是否处于开机书写状态，书写检测器可通过检测笔尖对纸面压力和笔记留存，根据以上两项指标中的一种完成对智能笔是否处于开机书写状态的判断，记录书写该坐标点的压力值并将压力值传递给处理芯片；
步骤4，高速摄像头在书写检测器判定智能笔正处于开机书写状态时打开，对笔尖处所处点码坐标进行连续扫描记录，形成书写轨迹数据，高速摄像头每秒扫描速度50次以上，将点码坐标、笔迹顺序、运动速度、运笔时间等信息传递给处理芯片；
步骤5，处理芯片将书写检测器和高速摄像头所采集的书写轨迹信息包括纸张类型、页码、位置、笔迹坐标、运动轨迹、笔尖压力值、笔画顺序、运笔时间、运笔速度等信息解码英文和数字的数据；
步骤6，存储器在智能笔与客户端未连接时，暂时存储书写轨迹信息，书写轨迹信息上传客户端后，将自动将该信息删除；
步骤7，通讯模块与客户端进行蓝牙连接，打开手机蓝牙与智能笔通过蓝牙连接，通过蓝牙将处理芯片解码的数据上传至手机。
进一步的，所述的客户端流程及功能包含：
步骤1，用户需在客户端完成注册，个人档案存储到内容处理服务器；
步骤2，个人档案与所用的智能笔绑定，智能笔内置唯一识别号，识别号用于将智能笔书写的数据关联在用户的档案中；智能笔与手机通过蓝牙连接，智能笔在带点码的纸上书写，将处理芯片解码的数据实时上传至手机客户端；
步骤3，客户端接收智能笔上传的数据，并自动将此数据通过网络上传至内容处理服务器进行处理；
内容处理服务器对上传的数据处理后，将处理后的结果返回到客户端；
步骤4，展示，通过客户端页面交互，用户可查看书写的还原笔迹、笔迹的识别结果。
进一步的，所述的识别流程为：
步骤1，内容处理服务器根据每页纸张的点码不同，将每页的数据分离；
步骤2，内容处理服务器根据每个点码的坐标按时间先后顺序，通过公式计算出轨迹；
计算公式为：B(t)＝P0(1-t)3+3P1t(1-t)2+3P2t2(1-t)+P3t3，t∈[0，1]；
计算出的轨迹再根据每个坐标点的压力大小将线条的粗细还原；
将还原的笔迹保存并返回客户端显示；
步骤3，根据每个笔画起笔的坐标点提取出用户书写笔迹的时间；
步骤4，将每页的书写数据及选择的识别类型通过网络上传至识别服务器进行识别；
步骤6，识别服务器将根据选择的识别类型调取对应的识别库进行识别；
上述中的识别库包含中文库、英文库、数字库、公式库、中文公式库、综合库；
笔迹识别时，若某个笔迹识别出与多个文字相似时，根据上文识别的文字意思，选择对应的文字；将识别的内容返回内容服务器保存，并识别结果返回客户端展示。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的系统框架图；
图2是本发明的带坐标点码纸制作流程图；
图3是本发明中智能笔的信息采集实现方式的流程图；
图4是本发明的客户端流程及功能图；
图5是本发明的识别流程图。
具体实施方式
参看图1-图5所示，本具体实施方式采用的技术方案是：一种智能手写笔迹识别系统它由带点码的纸、智能笔、客户端、内容处理服务器、识别服务器组成，智能笔在点码的纸上书写，智能笔通过蓝牙与客户端相连接，客户端通过网络与内容处理服务器相连接，内容处理服务器、识别服务器通过网络相连接。
进一步的，所述的智能笔用于在带点码的纸上书写和储存书写的数据，并将书写的数据传输至客户端。
进一步的，所述的客户端用于建立个人信息，接收智能笔书写的数据，将书写数据自动传输至内容处理服务器。
进一步的，所述的内容处理服务器用于接收和储存书写数据，数据的处理。
进一步的，所述的识别服务器用于识别书写笔迹，并将识别结果返回内容处理服务器。
进一步的，所述的带点码的纸制作方法的流程为：
步骤1，操作后台生成和下载指令的执行操作，将指令传输至内容处理服务器；
步骤2，在操作后台选择要铺设纸张的尺寸大小；
步骤3，在操作后台选择要铺设纸张的数量；
步骤4，将选择的参数和生成指令传输至内容处理服务器；
步骤5，在操作后台下载生成的点码文件；
步骤6，内容处理服务器接收操作后台指令、生成和存储点码；
步骤7，根据接收信息生成点码文件，并将文件传输至操作后台；
步骤8，将生成的点码信息存储；
步骤9，在普通纸张页面上采用含碳油墨印刷一层不可见的点码图案，点码图案由无数个基础方阵排列组成，基础方阵为36个点排列组合而成，两点之间的平均距离为0.3mm，每个基础方阵的大小为1.8mm*1.8mm；每个点码通过特殊的编码排列，代表着特殊的坐标位置信息，用于智能笔在点码纸上书写时采集点码，再解码为数据将笔迹数据收集。
进一步的，所述的智能笔的信息采集方法的流程为：
步骤1，笔芯在带点码的纸上书写，并与书写检测器连接，书写时笔芯触动书写检测器，自动打开电源开关，使智能笔处于工作状态，笔芯可以使用油性、中性的圆珠笔和水笔，可以进行更换；
步骤2，电源为整支智能笔提供电能，可以手动开启关闭电源；
步骤3，书写检测器检测智能笔是否处于开机书写状态，书写检测器可通过检测笔尖对纸面压力和笔记留存，根据以上两项指标中的一种完成对智能笔是否处于开机书写状态的判断，记录书写该坐标点的压力值并将压力值传递给处理芯片；
步骤4，高速摄像头在书写检测器判定智能笔正处于开机书写状态时打开，对笔尖处所处点码坐标进行连续扫描记录，形成书写轨迹数据，高速摄像头每秒扫描速度50次以上，将点码坐标、笔迹顺序、运动速度、运笔时间等信息传递给处理芯片；
步骤5，处理芯片将书写检测器和高速摄像头所采集的书写轨迹信息包括纸张类型、页码、位置、笔迹坐标、运动轨迹、笔尖压力值、笔画顺序、运笔时间、运笔速度等信息解码英文和数字的数据；
步骤6，存储器在智能笔与客户端未连接时，暂时存储书写轨迹信息，书写轨迹信息上传客户端后，将自动将该信息删除；
步骤7，通讯模块与客户端进行蓝牙连接，打开手机蓝牙与智能笔通过蓝牙连接，通过蓝牙将处理芯片解码的数据上传至手机。
进一步的，所述的客户端流程及功能包含：
步骤1，用户需在客户端完成注册，个人档案存储到内容处理服务器；
步骤2，个人档案与所用的智能笔绑定，智能笔内置唯一识别号，识别号用于将智能笔书写的数据关联在用户的档案中；智能笔与手机通过蓝牙连接，智能笔在带点码的纸上书写，将处理芯片解码的数据实时上传至手机客户端；
步骤3，客户端接收智能笔上传的数据，并自动将此数据通过网络上传至内容处理服务器进行处理；
内容处理服务器对上传的数据处理后，将处理后的结果返回到客户端；
步骤4，展示，通过客户端页面交互，用户可查看书写的还原笔迹、笔迹的识别结果。
进一步的，所述的识别流程为：
步骤1，内容处理服务器根据每页纸张的点码不同，将每页的数据分离；
步骤2，内容处理服务器根据每个点码的坐标按时间先后顺序，通过公式计算出轨迹；
计算公式为：B(t)＝P0(1-t)3+3P1t(1-t)2+3P2t2(1-t)+P3t3，t∈[0，1]；
计算出的轨迹再根据每个坐标点的压力大小将线条的粗细还原；
将还原的笔迹保存并返回客户端显示；
步骤3，根据每个笔画起笔的坐标点提取出用户书写笔迹的时间；
步骤4，将每页的书写数据及选择的识别类型通过网络上传至识别服务器进行识别；
步骤6，识别服务器将根据选择的识别类型调取对应的识别库进行识别；
上述中的识别库包含中文库、英文库、数字库、公式库、中文公式库、综合库；
笔迹识别时，若某个笔迹识别出与多个文字相似时，根据上文识别的文字意思，选择对应的文字；将识别的内容返回内容服务器保存，并识别结果返回客户端展示。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：便于书写内容的时时查找，减少用户工作时间，实现书写内容的永久保存。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种智能手写笔迹识别系统，其特征在于：它包含带点码的纸、智能笔、客户端、内容处理服务器，智能笔在点码的纸上书写，智能笔通过蓝牙与客户端相连接，客户端通过网络与内容处理服务器相连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能手写笔迹识别系统，其特征在于：所述的智能笔用于在带点码的纸上书写和储存书写的数据，并将书写的数据传输至客户端。
3.根据权利要求1所述的一种智能手写笔迹识别系统，其特征在于：所述的客户端用于建立个人信息，接收智能笔书写的数据，将书写数据自动传输至内容处理服务器。
4.根据权利要求1所述的一种智能手写笔迹识别系统，其特征在于：所述的内容处理服务器用于接收书写数据，通过算法将用户书写笔迹还原，并储存书写笔迹。
5.根据权利要求1所述的一种智能手写笔迹识别系统，其特征在于：所述的带点码的纸制作方法的流程为：
步骤1，操作后台生成和下载指令的执行操作，将指令传输至内容处理服务器；
步骤2，在操作后台选择要铺设纸张的尺寸大小；
步骤3，在操作后台选择要铺设纸张的数量；
步骤4，将选择的参数和生成指令传输至内容处理服务器；
步骤5，在操作后台下载生成的点码文件；
步骤6，内容处理服务器接收操作后台指令、生成和存储点码；
步骤7，根据接收信息生成点码文件，并将文件传输至操作后台；
步骤8，将生成的点码信息存储；
步骤9，在普通纸张页面上采用含碳油墨印刷一层不可见的点码图案，点码图案由无数个基础方阵排列组成，基础方阵为36个点排列组合而成，两点之间的平均距离为0.3mm，每个基础方阵的大小为1.8mm*1.8mm；每个点码通过特殊的编码排列，代表着特殊的坐标位置信息，用于智能笔在点码纸上书写时采集点码，再解码为数据将笔迹数据收集。
6.根据权利要求1所述的一种智能手写笔迹识别系统，其特征在于：所述的智能笔的信息采集方法的流程为：
步骤1，笔芯在带点码的纸上书写，并与书写检测器连接，书写时笔芯触动书写检测器，自动打开电源开关，使智能笔处于工作状态，笔芯可以使用油性、中性的圆珠笔和水笔，可以进行更换；
步骤2，电源为整支智能笔提供电能，可以手动开启关闭电源；
步骤3，书写检测器检测智能笔是否处于开机书写状态，书写检测器可通过检测笔尖对纸面压力和笔记留存，根据以上两项指标中的一种完成对智能笔是否处于开机书写状态的判断，记录书写该坐标点的压力值并将压力值传递给处理芯片；
步骤4，高速摄像头在书写检测器判定智能笔正处于开机书写状态时打开，对笔尖处所处点码坐标进行连续扫描记录，形成书写轨迹数据，高速摄像头每秒扫描速度50次以上，将点码坐标、笔迹顺序、运动速度、运笔时间等信息传递给处理芯片；
步骤5，处理芯片将书写检测器和高速摄像头所采集的书写轨迹信息包括纸张类型、页码、位置、笔迹坐标、运动轨迹、笔尖压力值、笔画顺序、运笔时间、运笔速度等信息解码英文和数字的数据；
步骤6，存储器在智能笔与客户端未连接时，暂时存储书写轨迹信息，书写轨迹信息上传客户端后，将自动将该信息删除；
步骤7，通讯模块与客户端进行蓝牙连接，打开手机蓝牙与智能笔通过蓝牙连接，通过蓝牙将处理芯片解码的数据上传至手机。
7.根据权利要求1所述的一种智能手写笔迹识别系统，其特征在于：所述的客户端流程及功能包含：
步骤1，用户需在客户端完成注册，个人档案存储到内容处理服务器；
步骤2，个人档案与所用的智能笔绑定，智能笔内置唯一识别号，识别号用于将智能笔书写的数据关联在用户的档案中；智能笔与手机通过蓝牙连接，智能笔在带点码的纸上书写，将处理芯片解码的数据实时上传至手机客户端；
步骤3，客户端接收智能笔上传的数据，并自动将此数据通过网络上传至内容处理服务器进行处理；
内容处理服务器对上传的数据处理后，将处理后的结果返回到客户端；
步骤4，展示，通过客户端页面交互，用户可查看书写的还原笔迹、笔迹的识别结果。
8.根据权利要求1所述的一种智能手写笔迹识别系统，其特征在于：所述的识别流程为：
步骤1，内容处理服务器根据每页纸张的点码不同，将每页的数据分离；
步骤2，内容处理服务器根据每个点码的坐标按时间先后顺序，通过公式计算出轨迹；
计算公式为：B(t)＝P0(1-t)3+3P1t(1-t)2+3P2t2(1-t)+P3t3，t∈[0，1]；
计算出的轨迹再根据每个坐标点的压力大小将线条的粗细还原；
将还原的笔迹保存并返回客户端显示；
步骤3，根据每个笔画起笔的坐标点提取出用户书写笔迹的时间；
步骤4，将每页的书写数据及选择的识别类型通过网络上传至识别服务器进行识别；
步骤6，识别服务器将根据选择的识别类型调取对应的识别库进行识别；
上述中的识别库包含中文库、英文库、数字库、公式库、中文公式库、综合库；
笔迹识别时，若某个笔迹识别出与多个文字相似时，根据上文识别的文字意思，选择对应的文字；将识别的内容返回内容服务器保存，并识别结果返回客户端展示。
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