CN112181207B - 一种显示设备及几何图形识别方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种显示设备及几何图形识别方法，所述显示设备内置或外接有输入装置，使用户可以通过输入装置执行交互，输入手绘图形轨迹。所述显示设备的控制器可以通过遍历手绘图形轨迹中各手绘点的左边确定第一特征方向，并根据第一特征方向与预设判断方向之间的夹角对手绘图形进行旋转，从而确定第二特征方向，再根据第一特征方向与第二特征方向绘制标准几何图形，最后再通过旋转，使标准几何图形与手绘的图形位置相适应。所述显示设备可以通过旋转手绘图形轨迹的方式，消除手绘图形的倾斜状态对图形参数的干扰，便于匹配图形识别模板，提高图形识别的准确率，以缓解传统几何图形识别方法准确率低的问题。

Description

一种显示设备及几何图形识别方法
技术领域
本申请涉及触控电视技术领域，尤其涉及一种显示设备及几何图形识别方法。
背景技术
智能电视是基于Internet应用技术，具备开放式操作系统与芯片，拥有开放式应用平台，可实现双向人机交互功能，集影音、娱乐、数据等多种功能于一体的电视产品，用于满足用户多样化和个性化需求。智能电视的显示屏幕上可以设置触控组件，形成触摸屏，用户可以通过触摸屏在一些应用场景下输入控制指令。例如，在教育场景中，用户可以在智能电视上进行白板演示，利用触摸屏手绘一些几何图形。
由于手绘输入的限制，导致白板演示的几何图形不规范，也不美观，因此智能电视可以通过识别用户输入，将手绘轨迹转化为规范的几何图形。通常，对几何图形的检测是根据几何图形的特征识别完成的。例如，当用户绘制的轨迹有4个拐点、且拐点之间的轨迹线趋近于直线，则识别出用户输入的几何图形是四边形。
但是这种识别方法对于部分几何图形的识别容易出现错误。例如，对于椭圆形的识别通常是根据手绘线上各点的最大、最小坐标，确定外接矩形。并将外接矩形的长边作为椭圆形的长轴、将外接矩形的短边作为椭圆形的短轴。但这种识别方式在绘制的椭圆形长轴相对水平方向为倾斜状态时，根据最大、最小坐标识别的长轴方向仍然是水平的，导致识别出的图形与实际要绘制的图形差别较大，降低图形识别的准确率。
发明内容
本申请提供了一种显示设备及几何图形识别方法，以解决传统几何图形识别方法准确率低的问题。
本申请提供的显示设备及几何图形识别方法，可以用于实现对用户手绘演示过程中输入的轨迹进行检测，从而将手绘动作轨迹转化为标准几何图形。所述方法可以配置在显示设备中，以在获取用户输入的手绘图形轨迹；根据所述手绘图形轨迹生成标准几何图形。其中，所述标准几何图形具有与所述手绘图形轨迹相同的倾斜角度，所述标准几何图形根据经旋转后的所述手绘图形轨迹绘制，再经反向旋转后生成。如此，识别出的标准几何图形能够保留手绘图形轨迹的倾斜角度，具体实现方式包括以下方面：
第一方面，本申请提供一种显示设备，包括显示器、输入/输出接口以及控制器。其中所述显示器被配置为显示用户界面；输入/输出接口被配置为连接输入装置；所述控制器被配置为执行以下程序步骤：
通过所述输入/输出接口获取用户输入的手绘图形轨迹；
遍历所述手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第一特征方向，所述第一特征方向为所述手绘图形轨迹中至少两个所述手绘点之间的位置关系在满足预设位置关系时的连线所处方向；
检测所述第一特征方向与预设判断方向之间的夹角；
按照所述夹角对所述手绘图形轨迹执行旋转，以使所述第一特征方向与所述预设判断方向平行；
遍历旋转后的手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第二特征方向，所述第二特征方向是与所述第一特征方向满足预设几何关系的方向；
根据所述第一特征方向和所述第二特征方向绘制标准几何图形；
按照所述夹角旋转所述标准几何图形。
由以上技术方案可知，本申请第一方面提供的显示设备可以通过输入/输出接口连接输入装置，使用户可以通过输入装置执行交互，输入手绘图形轨迹，使控制器可以通过遍历手绘图形轨迹中各手绘点的左边确定第一特征方向，并根据第一特征方向与预设判断方向之间的夹角对手绘图形进行旋转，从而确定第二特征方向，再根据第一特征方向与第二特征方向绘制标准几何图形，最后再通过旋转，使标准几何图形与手绘的图形位置相适应。所述显示设备可以通过旋转手绘图形轨迹的方式，消除手绘图形的倾斜状态对图形参数的干扰，便于匹配图形识别模板，提高图形识别的准确率，以缓解传统几何图形识别方法准确率低的问题。
第二方面，本申请还提供一种显示设备，包括显示器、触控组件以及控制器。其中所述显示器被配置为显示用户界面；所述触控组件被配置为获取用户的触控输入；所述控制器被配置为执行以下程序步骤：
通过所述触控组件获取用户输入的手绘图形轨迹；
遍历所述手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第一特征方向，所述第一特征方向为所述手绘图形轨迹中至少两个所述手绘点之间的位置关系在满足预设位置关系时的连线所处方向；
检测所述第一特征方向与预设判断方向之间的夹角；
按照所述夹角对所述手绘图形轨迹执行旋转，以使所述第一特征方向与所述预设判断方向平行；
遍历旋转后的手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第二特征方向，所述第二特征方向是与所述第一特征方向满足预设几何关系的方向；
根据所述第一特征方向和所述第二特征方向绘制标准几何图形；
按照所述夹角旋转所述标准几何图形。
由以上技术方案可知，本申请第二方面提供的显示设备可以通过内置触控组件，实现对用户输入的检测，以获取用户输入的手绘图形轨迹。控制器再根据输入的手绘图形轨迹确定第一特征方向，并进行旋转后确定第二特征方向，以根据第一特征方向和第二特征方向绘制标准几何图形。所述显示设备通过内置触控组件，可以配合显示器形成触摸屏，方便用户输入，并且通过旋转手绘图形缓解倾斜状态对图形识别过程的影响，提高图形识别的准确率。
第三方面，本申请还提供一种几何图形识别方法，应用于显示设备，所述显示设备包括显示器和控制器，所述显示设备还内置或外接有输入装置，所述方法包括：
获取用户输入的手绘图形轨迹；
遍历所述手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第一特征方向，所述第一特征方向为所述手绘图形轨迹中至少两个所述手绘点之间的位置关系在满足预设位置关系时的连线所处方向；
检测所述第一特征方向与预设判断方向之间的夹角；
按照所述夹角对所述手绘图形轨迹执行旋转，以使所述第一特征方向与所述预设判断方向平行；
遍历旋转后的手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第二特征方向，所述第二特征方向是与所述第一特征方向满足预设几何关系的方向；
根据所述第一特征方向和所述第二特征方向绘制标准几何图形；
按照所述夹角旋转所述标准几何图形。
由以上技术方案可知，本申请第三方面提供的几何图形识别方法可以配置在显示设备的控制器中，用于在用户执行手绘图形输入时对手绘图形进行识别，并将手绘图形转化为标准几何图形，以获得更好的绘制效果。所述方法可以通过旋转手绘图形轨迹的方式，消除手绘图形的倾斜状态对图形参数的干扰，便于匹配图形识别模板，提高图形识别的准确率，以缓解传统几何图形识别方法准确率低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中显示设备与控制装置之间操作场景的示意图；
图2为本申请实施例中显示设备的硬件配置框图；
图3为本申请实施例中控制装置的硬件配置框图；
图4为本申请实施例中显示设备软件配置示意图；
图5为本申请实施例中显示设备应用程序的图标控件界面显示示意图；
图6为本申请实施例中几何图形识别过程示意图；
图7为本申请实施例中示出的传统几何图形识别方法识别结果示意图；
图8为本申请实施例中一种几何图形识别方法流程示意图；
图9为本申请实施例中一种几何图形识别效果示意图；
图10为本申请实施例中根据端点确定第一特征方向示意图；
图11为本申请实施例中分析手绘图形轨迹特征的流程示意图；
图12为本申请实施例中自动调整图形倾斜角度的流程示意图；
图13为本申请实施例中根据开关状态控制自动调整倾斜角度的流程示意图；
图14为本申请实施例中外接输入装置的显示设备结构示意图；
图15为本申请实施例中内置触控组件的显示设备结构示意图。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
为使本申请的目的、实施方式和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本申请描述的示例性实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所附权利要求保护的范围。此外，虽然本申请中公开内容按照示范性一个或几个实例来介绍，但应理解，可以就这些公开内容的各个方面也可以单独构成一个完整实施方式。
需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。
本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明(Unless otherwise indicated)。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换，例如能够根据本申请实施例图示或描述中给出那些以外的顺序实施。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。
本申请中使用的术语“模块”，是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合，能够执行与该元件相关的功能。
本申请中使用的术语“遥控器”，是指电子设备(如本申请中公开的显示设备)的一个组件，通常可在较短的距离范围内无线控制电子设备。一般使用红外线和/或射频(RF)信号和/或蓝牙与电子设备连接，也可以包括WiFi、无线USB、蓝牙、动作传感器等功能模块。例如：手持式触摸遥控器，是以触摸屏中用户界面取代一般遥控装置中的大部分物理内置硬键。
本申请中使用的术语“手势”，是指用户通过一种手型的变化或手部运动等动作，用于表达预期想法、动作、目的/或结果的用户行为。
图1中示例性示出了根据实施例中显示设备与控制装置之间操作场景的示意图。如图1中示出，用户可通过移动终端100A和控制装置100操作显示设备200。
在一些实施例中，控制装置100可以是遥控器，遥控器100B和显示设备200的通信包括红外协议通信或蓝牙协议通信，及其他短距离通信方式等，通过无线或其他有线方式来控制显示设备200。用户可以通过遥控器100B上按键，语音输入、控制面板输入等输入用户指令，来控制显示设备200。如：用户可以通过遥控器100B上音量加减键、频道控制键、上/下/左/右的移动按键、语音输入按键、菜单键、开关机按键等输入相应控制指令，来实现控制显示设备200的功能。
需要说明的是，控制装置100可以与显示设备200之间采用直接的无线连接方式进行通信，也可以采用非直接连接的方式进行通信。即在一些实施例中，控制装置100可以通过蓝牙、红外等直接连接方式与显示设备200进行通信。当发送控制指令时，控制装置100可以直接将控制指令数据通过蓝牙或红外发送到显示设备200。在另一些实施例中，控制装置100还可以通过无线路由器与显示设备200接入同一个无线网络，以通过无线网络与显示设备200建立非直接连接通信。当发送控制指令时，控制装置100可以将控制指令数据先发送给无线路由器，再通过无线路由器将控制指令数据转发给显示设备200。
在一些实施例中，也可以使用移动终端100A、平板电脑、计算机、笔记本电脑、和其他智能设备以控制显示设备200。例如，使用在智能设备上运行的应用程序控制显示设备200。该应用程序通过配置可以在与智能设备关联的屏幕上，在直观的用户界面(UI)中为用户提供各种控制。
在一些实施例中，移动终端100A可与显示设备200安装软件应用，通过网络通信协议实现连接通信，实现一对一控制操作的和数据通信的目的。如：可以实现用移动终端100A与显示设备200建立控制指令协议，将遥控控制键盘同步到移动终端100A上，通过控制移动终端100A上用户界面，实现控制显示设备200的功能。也可以将移动终端100A上显示音视频内容传输到显示设备200上，实现同步显示功能。
如图1中还示出，显示设备200还与服务器400通过多种通信方式进行数据通信。可允许显示设备200通过局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)和其他网络进行通信连接。服务器400可以向显示设备200提供各种内容和互动。示例的，显示设备200通过发送和接收信息，以及电子节目指南(EPG)互动，接收软件程序更新，或访问远程储存的数字媒体库。服务器400可以是一个集群，也可以是多个集群，可以包括一类或多类服务器。通过服务器400提供视频点播和广告服务等其他网络服务内容。
显示设备200，可以液晶显示器、OLED显示器、投影显示设备。具体显示设备类型，尺寸大小和分辨率等不作限定，本领技术人员可以理解的是，显示设备200可以根据需要做性能和配置上一些改变。
显示设备200除了提供广播接收电视功能之外，还可以附加提供计算机支持功能的智能网络电视功能，包括但不限于，网络电视、智能电视、互联网协议电视(IPTV)等。
图2中示例性示出了根据示例性实施例中显示设备200的硬件配置框图。
在一些实施例中，显示设备200中包括控制器250、调谐解调器210、通信器220、检测器230、输入/输出接口255、显示器275，音频输出接口285、存储器260、供电电源290、用户接口265、外部装置接口240中的至少一种。
在一些实施例中，显示器275，用于接收源自第一处理器输出的图像信号，进行显示视频内容和图像以及菜单操控界面的组件。
在一些实施例中，显示器275，包括用于呈现画面的显示屏组件，以及驱动图像显示的驱动组件。
在一些实施例中，显示视频内容，可以来自广播电视内容，也可以是说，可通过有线或无线通信协议接收的各种广播信号。或者，可显示来自网络通信协议接收来自网络服务器端发送的各种图像内容。
在一些实施例中，显示器275用于呈现显示设备200中产生且用于控制显示设备200的用户操控UI界面。
在一些实施例中，根据显示器275类型不同，还包括用于驱动显示的驱动组件。
在一些实施例中，显示器275为一种投影显示器，还可以包括一种投影装置和投影屏幕。
在一些实施例中，通信器220是用于根据各种通信协议类型与外部设备或外部服务器进行通信的组件。例如：通信器可以包括Wifi芯片，蓝牙通信协议芯片，有线以太网通信协议芯片等其他网络通信协议芯片或近场通信协议芯片，以及红外接收器中的至少一种。
在一些实施例中，显示设备200可以通过通信器220与外部控制装置100或内容提供设备之间建立控制信号和数据信号发送和接收。
在一些实施例中，用户接口265，可用于接收控制装置100(如：红外遥控器等)红外控制信号。
在一些实施例中，检测器230是显示设备200用于采集外部环境或与外部交互的信号。
在一些实施例中，检测器230包括光接收器，用于采集环境光线强度的传感器，可以通过采集环境光可以自适应性显示参数变化等。
在一些实施例中，检测器230还可以包括图像采集器，如相机、摄像头等，可以用于采集外部环境场景，以及用于采集用户的属性或与用户交互手势，可以自适应变化显示参数，也可以识别用户手势，以实现与用户之间互动的功能。
在一些实施例中，检测器230还可以包括温度传感器等，如通过感测环境温度。
在一些实施例中，显示设备200可自适应调整图像的显示色温。如当温度偏高的环境时，可调整显示设备200显示图像色温偏冷色调，或当温度偏低的环境时，可以调整显示设备200显示图像偏暖色调。
在一些实施例中，检测器230还可声音采集器等，如麦克风，可以用于接收用户的声音。示例性的，包括用户控制显示设备200的控制指令的语音信号，或采集环境声音，用于识别环境场景类型，使得显示设备200可以自适应适应环境噪声。
在一些实施例中，如图2所示，输入/输出接口255被配置为，可进行控制器250与外部其他设备或其他控制器250之间的数据传输。如接收外部设备的视频信号数据和音频信号数据、或命令指令数据等。
在一些实施例中，外部装置接口240可以包括，但不限于如下：可以高清多媒体接口HDMI接口、模拟或数据高清分量输入接口、复合视频输入接口、USB输入接口、RGB端口等任一个或多个接口。也可以是上述多个接口形成复合性的输入/输出接口。
在一些实施例中，如图2所示，调谐解调器210被配置为，通过有线或无线接收方式接收广播电视信号，可以进行放大、混频和谐振等调制解调处理，从多多个无线或有线广播电视信号中解调出音视频信号，该音视频信号可以包括用户所选择电视频道频率中所携带的电视音视频信号，以及EPG数据信号。
在一些实施例中，调谐解调器210解调的频点受到控制器250的控制，控制器250可根据用户选择发出控制信号，以使的调制解调器响应用户选择的电视信号频率以及调制解调该频率所携带的电视信号。
在一些实施例中，广播电视信号可根据电视信号广播制式不同区分为地面广播信号、有线广播信号、卫星广播信号或互联网广播信号等。或者根据调制类型不同可以区分为数字调制信号，模拟调制信号等。或者根据信号种类不同区分为数字信号、模拟信号等。
在一些实施例中，控制器250和调谐解调器210可以位于不同的分体设备中，即调谐解调器210也可在控制器250所在的主体设备的外置设备中，如外置机顶盒等。这样，机顶盒将接收到的广播电视信号调制解调后的电视音视频信号输出给主体设备，主体设备经过第一输入/输出接口接收音视频信号。
在一些实施例中，控制器250，通过存储在存储器上中各种软件控制程序，来控制显示设备的工作和响应用户的操作。控制器250可以控制显示设备200的整体操作。例如：响应于接收到用于选择在显示器275上显示UI对象的用户命令，控制器250便可以执行与由用户命令选择的对象有关的操作。
在一些实施例中，所述对象可以是可选对象中的任何一个，例如超链接或图标。与所选择的对象有关操作，例如：显示连接到超链接页面、文档、图像等操作，或者执行与所述图标相对应程序的操作。用于选择UI对象用户命令，可以是通过连接到显示设备200的各种输入装置(例如，鼠标、键盘、触摸板等)输入命令或者与由用户说出语音相对应的语音命令。
如图2所示，控制器250包括随机存取存储器251(Random Access Memory，RAM)、只读存储器252(Read-Only Memory,ROM)、视频处理器、音频处理器、其他处理器(例如：图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、通信接口(Communication Interface)，以及通信总线256(Bus)中的至少一种。其中，通信总线连接各个部件。
在一些实施例中，RAM 251用于存储操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据在一些实施例中，ROM 252用于存储各种系统启动的指令。
在一些实施例中，ROM 252用于存储一个基本输入输出系统，称为基本输入输出系统(Basic Input Output System，BIOS)。用于完成对系统的加电自检、系统中各功能模块的初始化、系统的基本输入/输出的驱动程序及引导操作系统。
在一些实施例中，在收到开机信号时，显示设备200电源开始启动，CPU运行ROM252中系统启动指令，将存储在存储器的操作系统的临时数据拷贝至RAM 251中，以便于启动或运行操作系统。当操作系统启动完成后，CPU再将存储器中各种应用程序的临时数据拷贝至RAM 251中,然后，以便于启动或运行各种应用程序。
在一些实施例中，处理器，用于执行存储在存储器中操作系统和应用程序指令。以及根据接收外部输入的各种交互指令，来执行各种应用程序、数据和内容，以便最终显示和播放各种音视频内容。
在一些示例性实施例中，处理器，可以包括多个处理器。多个处理器可包括一个主处理器以及一个或多个子处理器。主处理器，用于在预加电模式中执行显示设备200一些操作，和/或在正常模式下显示画面的操作。一个或多个子处理器，用于在待机模式等状态下一种操作。
在一些实施例中，图形处理器，用于产生各种图形对象，如：图标、操作菜单、以及用户输入指令显示图形等。包括运算器，通过接收用户输入各种交互指令进行运算，根据显示属性显示各种对象。以及包括渲染器，对基于运算器得到的各种对象，进行渲染，上述渲染后的对象用于显示在显示器上。
在一些实施例中，视频处理器被配置为将接收外部视频信号，根据输入信号的标准编解码协议，进行解压缩、解码、缩放、降噪、帧率转换、分辨率转换、图像合成等等视频处理，可得到直接可显示设备200上显示或播放的信号。
在一些实施例中，视频处理器，包括解复用模块、视频解码模块、图像合成模块、帧率转换模块、显示格式化模块等。
其中，解复用模块，用于对输入音视频数据流进行解复用处理，如输入MPEG-2,则解复用模块进行解复用成视频信号和音频信号等。
视频解码模块，则用于对解复用后的视频信号进行处理，包括解码和缩放处理等。
图像合成模块，如图像合成器，其用于将图形生成器根据用户输入或自身生成的GUI信号，与缩放处理后视频图像进行叠加混合处理，以生成可供显示的图像信号。
帧率转换模块，用于对转换输入视频帧率，如将60Hz帧率转换为120Hz帧率或240Hz帧率，通常的格式采用如插帧方式实现。
显示格式化模块，则用于将接收帧率转换后视频输出信号，改变信号以符合显示格式的信号，如输出RGB数据信号。
在一些实施例中，图形处理器可以和视频处理器可以集成设置，也可以分开设置，集成设置的时候可以执行输出给显示器的图形信号的处理，分离设置的时候可以分别执行不同的功能，例如GPU+FRC(Frame Rate Conversion))架构。
在一些实施例中，音频处理器，用于接收外部的音频信号，根据输入信号的标准编解码协议，进行解压缩和解码，以及降噪、数模转换、和放大处理等处理，得到可以在扬声器中播放的声音信号。
在一些实施例中，视频处理器可以包括一颗或多颗芯片组成。音频处理器，也可以包括一颗或多颗芯片组成。
在一些实施例中，视频处理器和音频处理器，可以单独的芯片，也可以于控制器一起集成在一颗或多颗芯片中。
在一些实施例中，音频输出，在控制器250的控制下接收音频处理器输出的声音信号，如：扬声器286，以及除了显示设备200自身携带的扬声器之外，可以输出至外接设备的发生装置的外接音响输出端子，如：外接音响接口或耳机接口等，还可以包括通信接口中的近距离通信模块，例如：用于进行蓝牙扬声器声音输出的蓝牙模块。
供电电源290，在控制器250控制下，将外部电源输入的电力为显示设备200提供电源供电支持。供电电源290可以包括安装显示设备200内部的内置电源电路，也可以是安装在显示设备200外部电源，在显示设备200中提供外接电源的电源接口。
用户接口265，用于接收用户的输入信号，然后，将接收用户输入信号发送给控制器250。用户输入信号可以是通过红外接收器接收的遥控器信号，可以通过网络通信模块接收各种用户控制信号。
在一些实施例中，用户通过控制装置100或移动终端100A输入用户命令，用户输入接口则根据用户的输入，显示设备200则通过控制器250响应用户的输入。
在一些实施例中，用户可在显示器275上显示的图形用户界面(GUI)输入用户命令，则用户输入接口通过图形用户界面(GUI)接收用户输入命令。或者，用户可通过输入特定的声音或手势进行输入用户命令，则用户输入接口通过传感器识别出声音或手势，来接收用户输入命令。
在一些实施例中，“用户界面”，是应用程序或操作系统与用户之间进行交互和信息交换的介质接口，它实现信息的内部形式与用户可以接受形式之间的转换。用户界面常用的表现形式是图形用户界面(Graphic User Interface，GUI)，是指采用图形方式显示的与计算机操作相关的用户界面。它可以是在电子设备的显示屏中显示的一个图标、窗口、控件等界面元素，其中控件可以包括图标、按钮、菜单、选项卡、文本框、对话框、状态栏、导航栏、Widget等可视的界面元素。
存储器260，包括存储用于驱动显示设备200的各种软件模块。如：第一存储器中存储的各种软件模块，包括：基础模块、检测模块、通信模块、显示控制模块、浏览器模块、和各种服务模块等中的至少一种。
基础模块用于显示设备200中各个硬件之间信号通信、并向上层模块发送处理和控制信号的底层软件模块。检测模块用于从各种传感器或用户输入接口中收集各种信息，并进行数模转换以及分析管理的管理模块。
例如，语音识别模块中包括语音解析模块和语音指令数据库模块。显示控制模块用于控制显示器进行显示图像内容的模块，可以用于播放多媒体图像内容和UI界面等信息。通信模块，用于与外部设备之间进行控制和数据通信的模块。浏览器模块，用于执行浏览服务器之间数据通信的模块。服务模块，用于提供各种服务以及各类应用程序在内的模块。同时，存储器260还用存储接收外部数据和用户数据、各种用户界面中各个项目的图像以及焦点对象的视觉效果图等。
图3示例性示出了根据示例性实施例中控制装置100的配置框图。如图3所示，控制装置100包括控制器110、通信接口130、用户输入/输出接口、存储器、供电电源。
控制装置100被配置为控制显示设备200，以及可接收用户的输入操作指令，且将操作指令转换为显示设备200可识别和响应的指令，起用用户与显示设备200之间交互中介作用。如：用户通过操作控制装置100上频道加减键，显示设备200响应频道加减的操作。
在一些实施例中，控制装置100可是一种智能设备。如：控制装置100可根据用户需求安装控制显示设备200的各种应用。
在一些实施例中，如图1所示，移动终端100A或其他智能电子设备，可在安装操控显示设备200的应用之后，可以起到控制装置100类似功能。如：用户可以通过安装应用，在移动终端100A或其他智能电子设备上可提供的图形用户界面的各种功能键或虚拟按钮，以实现控制装置100实体按键的功能。
控制器110包括处理器112和RAM 113和ROM 114、通信接口130以及通信总线。控制器用于控制控制装置100的运行和操作，以及内部各部件之间通信协作以及外部和内部的数据处理功能。
通信接口130在控制器110的控制下，实现与显示设备200之间控制信号和数据信号的通信。如：将接收到的用户输入信号发送至显示设备200上。通信接口130可包括WiFi芯片131、蓝牙模块132、NFC模块133等其他近场通信模块中至少之一种。
用户输入/输出接口140，其中，输入接口包括麦克风141、触摸板142、传感器143、按键144等其他输入接口中至少一者。如：用户可以通过语音、触摸、手势、按压等动作实现用户指令输入功能，输入接口通过将接收的模拟信号转换为数字信号，以及数字信号转换为相应指令信号，发送至显示设备200。
输出接口包括将接收的用户指令发送至显示设备200的接口。在一些实施例中，可以红外接口，也可以是射频接口。如：红外信号接口时，需要将用户输入指令按照红外控制协议转化为红外控制信号，经红外发送模块进行发送至显示设备200。再如：射频信号接口时，需将用户输入指令转化为数字信号，然后按照射频控制信号调制协议进行调制后，由射频发送端子发送至显示设备200。
在一些实施例中，控制装置100包括通信接口130和输入输出接口140中至少一者。控制装置100中配置通信接口130，如：WiFi、蓝牙、NFC等模块，可将用户输入指令通过WiFi协议、或蓝牙协议、或NFC协议编码，发送至显示设备200.
存储器190，用于在控制器的控制下存储驱动和控制控制装置200的各种运行程序、数据和应用。存储器190，可以存储用户输入的各类控制信号指令。
供电电源180，用于在控制器的控制下为控制装置100各元件提供运行电力支持。可以电池及相关控制电路。
在一些实施例中，系统可以包括内核(Kernel)、命令解析器(shell)、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起组成了基本的操作系统结构，它们让用户可以管理文件、运行程序并使用系统。上电后，内核启动，激活内核空间，抽象硬件、初始化硬件参数等，运行并维护虚拟内存、调度器、信号及进程间通信(IPC)。内核启动后，再加载Shell和用户应用程序。应用程序在启动后被编译成机器码，形成一个进程。
参见图4，在一些实施例中，将系统分为四层，从上至下分别为应用程序(Applications)层(简称“应用层”)，应用程序框架(Application Framework)层(简称“框架层”)，安卓运行时(Android runtime)和系统库层(简称“系统运行库层”)，以及内核层。
在一些实施例中，应用程序层中运行有至少一个应用程序，这些应用程序可以是操作系统自带的窗口(Window)程序、系统设置程序、时钟程序、相机应用等；也可以是第三方开发者所开发的应用程序，比如嗨见程序、K歌程序、魔镜程序等。在具体实施时，应用程序层中的应用程序包不限于以上举例，实际还可以包括其它应用程序包，本申请实施例对此不做限制。
框架层为应用程序层的应用程序提供应用编程接口(application programminginterface，API)和编程框架。应用程序框架层包括一些预先定义的函数。应用程序框架层相当于一个处理中心，这个中心决定让应用层中的应用程序做出动作。应用程序通过API接口，可在执行中访问系统中的资源和取得系统的服务
如图4所示，本申请实施例中应用程序框架层包括管理器(Managers)，内容提供者(Content Provider)等，其中管理器包括以下模块中的至少一个：活动管理器(ActivityManager)用与和系统中正在运行的所有活动进行交互；位置管理器(Location Manager)用于给系统服务或应用提供了系统位置服务的访问；文件包管理器(Package Manager)用于检测当前安装在设备上的应用程序包相关的各种信息；通知管理器(NotificationManager)用于控制通知消息的显示和清除；窗口管理器(Window Manager)用于管理用户界面上的括图标、窗口、工具栏、壁纸和桌面部件。
在一些实施例中，活动管理器用于：管理各个应用程序的生命周期以及通常的导航回退功能，比如控制应用程序的退出(包括将显示窗口中当前显示的用户界面切换到系统桌面)、打开、后退(包括将显示窗口中当前显示的用户界面切换到当前显示的用户界面的上一级用户界面)等。
在一些实施例中，窗口管理器用于管理所有的窗口程序，比如获取显示屏大小，判断是否有状态栏，锁定屏幕，截取屏幕，控制显示窗口变化(例如将显示窗口缩小显示、抖动显示、扭曲变形显示等)等。
在一些实施例中，系统运行库层为上层即框架层提供支撑，当框架层被使用时，安卓操作系统会运行系统运行库层中包含的C/C++库以实现框架层要实现的功能。
在一些实施例中，内核层是硬件和软件之间的层。如图4所示，内核层至少包含以下驱动中的至少一种：音频驱动、显示驱动、蓝牙驱动、摄像头驱动、WIFI驱动、USB驱动、HDMI驱动、传感器驱动(如指纹传感器，温度传感器，触摸传感器、压力传感器等)等。
在一些实施例中，内核层还包括用于进行电源管理的电源驱动模块。
在一些实施例中，图4中的软件架构对应的软件程序和/或模块存储在图2或图3所示的第一存储器或第二存储器中。
在一些实施例中，以魔镜应用(拍照应用)为例，当遥控接收装置接收到遥控器输入操作，相应的硬件中断被发给内核层。内核层将输入操作加工成原始输入事件(包括输入操作的值，输入操作的时间戳等信息)。原始输入事件被存储在内核层。应用程序框架层从内核层获取原始输入事件，根据焦点当前的位置识别该输入事件所对应的控件以及以该输入操作是确认操作，该确认操作所对应的控件为魔镜应用图标的控件，魔镜应用调用应用框架层的接口，启动魔镜应用，进而通过调用内核层启动摄像头驱动，实现通过摄像头捕获静态图像或视频。
在一些实施例中，对于具备触控功能的显示设备，以分屏操作为例，显示设备接收用户作用于显示屏上的输入操作(如分屏操作)，内核层可以根据输入操作产生相应的输入事件，并向应用程序框架层上报该事件。由应用程序框架层的活动管理器设置与该输入操作对应的窗口模式(如多窗口模式)以及窗口位置和大小等。应用程序框架层的窗口管理根据活动管理器的设置绘制窗口，然后将绘制的窗口数据发送给内核层的显示驱动，由显示驱动在显示屏的不同显示区域显示与之对应的应用界面。
在一些实施例中，如图5中所示，应用程序层包含至少一个应用程序可以在显示器中显示对应的图标控件，如：直播电视应用程序图标控件、视频点播应用程序图标控件、媒体中心应用程序图标控件、应用程序中心图标控件、游戏应用图标控件等。
在一些实施例中，直播电视应用程序，可以通过不同的信号源提供直播电视。例如，直播电视应用程可以使用来自有线电视、无线广播、卫星服务或其他类型的直播电视服务的输入提供电视信号。以及，直播电视应用程序可在显示设备200上显示直播电视信号的视频。
在一些实施例中，视频点播应用程序，可以提供来自不同存储源的视频。不同于直播电视应用程序，视频点播提供来自某些存储源的视频显示。例如，视频点播可以来自云存储的服务器端、来自包含已存视频节目的本地硬盘储存器。
在一些实施例中，媒体中心应用程序，可以提供各种多媒体内容播放的应用程序。例如，媒体中心，可以为不同于直播电视或视频点播，用户可通过媒体中心应用程序访问各种图像或音频所提供服务。
在一些实施例中，应用程序中心，可以提供储存各种应用程序。应用程序可以是一种游戏、应用程序，或某些和计算机系统或其他设备相关但可以在智能电视中运行的其他应用程序。应用程序中心可从不同来源获得这些应用程序，将它们储存在本地储存器中，然后在显示设备200上可运行。
本申请实施例中，几何图形识别是指显示设备200通过对用户绘制的图案进行图形分析，识别出与手绘图案相似的标准几何图形的过程，如图6所示。其中，用户绘制的图案可以由用户通过触摸屏完成，也可以有其他输入装置500完成，例如鼠标、手绘板、体感手柄等。用户通过输入动作，可以在指定的界面中生成手绘图形轨迹，显示设备200再对输入的手绘图形轨迹进行识别，以确定与手绘图形轨迹相似的标准几何图形。
为了能够识别出标准几何图形，显示设备200可以通过运行特定的应用程序，实现手绘图形轨迹的输入和对几何图形的识别。所述应用程序可以是集成在显示设备200的操作系统中的系统应用程序，也可以是安装在显示设备200中的第三方应用程序。几何图形的识别功能，还可以集成在某一个应用程序中，在需要输入手绘图形轨迹时，用户可以通过交互操作启动相关应用程序，并在应用程序中启动识别相关功能。例如，用户可以在应用程序界面中选择远程教育类应用，并在教育类引用界面中选择演示板，启动绘制面板，并在绘制面板中进行手绘，以输入手绘图形轨迹。
所述标准几何图形是根据预设识别规则确定的一系列图形类型，包括但不限于多边形、圆形、椭圆形等。根据实际应用环境的不同，不同类型的几何图形可以设置不同的识别频率和容差范围。例如，在小学远程教育的应用场景中，由于教育大纲的规定，多边形相对于其他类型的几何图案使用频率较高，因此可以设置识别频率依次为“多边形＞圆形＞椭圆形”，即实现在用户输入的手绘图形轨迹即接近多边形又接近椭圆形时，将多边形作为识别结果。
对标准图形的识别可以通过对用户手绘图形轨迹的特征进行分析，确定手绘图形轨迹对应的标准几何类型，再根据用户输入的手绘图形轨迹中的部分参数确定标准几何图形参数，从而生成对应参数下的标准几何图形。例如，当用户输入的手绘图形轨迹各处呈现圆弧过渡，并且圆弧的弧度变化在一定的阈值范围内，则可以识别出用户输入的手绘图形轨迹可能为圆形，再测量图形中心与图形轨迹中各手绘点之间的距离，并计算距离平均值，从而获得圆的直径，并按照该直径生成标准圆形。
显然，所述手绘图形轨迹可以由多个手绘点组成，每个手绘点可以根据其在界面中的位置，对应有唯一的位置坐标。根据位置坐标可以确定各个手绘点之间的相对位置关系。例如，可以通过位置坐标计算两个手绘点之间的相对距离；通过对比位置坐标数值，确定两个手绘点之间的方位关系等。其中，通过多个手绘点之间的方位关系，还可以确定手绘点在一定区域内是否呈连续状态，并能够进一步确定连续状态的弧度、角度等特征信息。
不同类型的标准几何图形拥有不同的特征信息。例如，多边形具有多个顶点，顶点处的手绘点呈现为拐角形状的特征；圆形图案轨迹对应各部分的弧度变化趋于一致；椭圆形的弧度在长轴和短轴对应位置处具有对应的变化关系等。实际应用中，可以在应用程序中建立一个特征匹配表，在用户输入手绘图形轨迹后，将手绘图形轨迹中的识别出的特征与特征列表进行匹配，从而确定当前图形轨迹所对应的标准几何图形。
为了提高对几何图形的识别成功率，在实际应用中还可以根据用户输入的手绘图形轨迹确定与图形相适应的辅助形状，以限制图形的生成区域。例如，如图7所示，在识别椭圆图案时，可以根据用户输入的手绘图形轨迹中，各个手绘点在各个方向(x轴和y轴)上对应的最小坐标值，从而确定一个矩形区域，并将矩形区域的长边作为椭圆的长轴，将矩形区域的短边作为椭圆的短轴。在确定椭圆的长轴和短轴后，即可在矩形区域中生成标准的椭圆形图案。
然而，这种方法仅适用于用户手绘的图形是正向状态的情况。例如，用户必须通过手绘，将椭圆的长轴控制在与水平方向平行的状态下。显然这种正向状态的要求增加了用户的手绘难度，严重限制了图形识别的应用场景。对于用户需要绘制倾斜状态的图形时，通过坐标值所识别出的几何图形与用户想要输入的图形相差过大，降低了几何图形的识别准确率。
为此，本申请提供一种显示设备200及几何图形识别方法，可以用于实现对用户手绘演示过程中输入的轨迹进行检测，从而将手绘动作轨迹转化为标准几何图形。所述方法可以配置在显示设备200中，以在获取用户输入的手绘图形轨迹；根据手绘图形轨迹生成标准几何图形。其中，所述标准几何图形具有与手绘图形轨迹相同的倾斜角度，标准几何图形根据经旋转后的手绘图形轨迹绘制，再经反向旋转后生成，具体实现方式如下：
如图8、图9所示，本申请的部分实施例中提供一种几何图形识别方法，所述方法可应用于显示设备200。为满足所述方法的实施，所述显示设备200可以包括显示器275和控制器250，并且所述显示设备200还内置或外接有输入装置500，所述方法包括以下步骤：
获取用户输入的手绘图形轨迹。
在进行几何图形识别时，显示设备200的控制器250可以从输入装置500中获取用户输入的手绘图形轨迹。所述手绘图形轨迹是由多个手绘点坐标组成的数据集合。对于显示设备200，用户可以通过其内置的触控组件或外接的输入装置500输入绘制动作，绘制动作将在触控组件或输入装置500上产生电压变化，这种电压变化可以被输检测、传输以及存储，从而实现对手绘点的检测。触控组件或输入装置500再将检测的手绘点数据进行转化，转化成控制器250可以识别的输入数据。
根据输入装置500的类型不同，对用户输入的绘制动作的检测方式也不同。例如，对于显示设备200内置的触控组件，可与显示器275构成触摸屏，则通过触控组件可以检测用户的触摸点位置，进而检测用户输入的手绘图形轨迹。又例如，输入装置500可以是鼠标等外设，当用户移动鼠标时，显示设备200界面上的光标也随之移动，此时可以通过检测鼠标的点击事件，如按下鼠标左键和松开鼠标左键，并检测在两次点击事件中光标的移动位置，确定光标经过的位置数据，实现检测用户输入的手绘图形轨迹。
显然，由于用户输入绘制动作的过程是一个持续的过程，因此用户需要消耗一定时间才能完成对手绘图形轨迹的输入。通常，对于部分较简单的图形，可以按照用户执行一次绘制的开始时间和结束时间对输入的绘制动作进行检测。例如，用户通过手指触控操作执行绘制动作时，当手指刚开始接触触摸屏时表示绘制动作开始，当手指离开触摸屏时表示绘制动作结束，则在手指接触触摸屏的时间段内，手指所经过的所有位置点坐标即可构成用户输入的手绘图形轨迹。
遍历手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第一特征方向。
在获取用户输入的手绘图形轨迹后，控制器250可以对手绘图形轨迹中各手绘点的坐标进行提取，并通过分析坐标变化规律以及坐标之间的相对位置关系确定第一特征方向。其中，所述第一特征方向为手绘图形轨迹中至少两个手绘点之间的位置关系在满足预设位置关系时的连线所处方向。在一些实施例中，为了识别椭圆中的长轴，可以计算手绘轨迹中任意两个手绘点之间的距离，以生成第一距离；再对比所有手绘点之间的第一距离，以获得最远第一距离Dmax的两个手绘点；在第一距离最远的两个手绘点之间连线，以根据连线方向生成第一特征方向。
在另一些实施例中，还可以通过多个手绘点之间的坐标变化规律确定第一特征方向。例如，在对多边形进行识别的过程中，可以根据多个连续手绘点之间的坐标变化规律，确定多个连续手绘点是否构成多边形的顶点。具体算法可以包括：对比多个连续手绘点的位置坐标，获得相邻两个手绘点的坐标变化值；对比多个连续手绘点对应坐标变化值，如果所述坐标变化值在预设波动误差范围内，确定用户输入的手绘点为线性分布；根据手绘点坐标拟合出多边形的各边；提取各边斜率以及斜率变化点，确定斜率变化点为多边形顶点。再根据多个顶点的位置关系，确定第一特征方向。例如，对于梯形，可以将两个平行边所处的方向确定为第一特征方向。
检测所述第一特征方向与预设判断方向之间的夹角。
在获得第一特征方向后，可以根据第一特征方向与预设判断方向之间的夹角确定用户手绘图形的倾斜角度。其中，所述预设判断方向为根据绘制界面标定的参考方向，可以是水平方向、竖直方向以及其他特定倾斜角度方向。例如，将椭圆中长轴所在方向设置为第一特征方向后，可以通过检测确定长轴所在方向与水平方向的夹角，从而确定手绘椭圆图形的倾斜角度。同理，对于梯形等多边形，可以在将底边作为第一特征方向后，检测底边与水平方向的夹角，从而确定手绘梯形的倾斜角度。
按照夹角对手绘图形轨迹执行旋转，以使第一特征方向与预设判断方向平行。
在检测到第一特征方向与预设判断方向的夹角后，可以按照检测的夹角对手绘图形进行旋转，以使手绘图形变换至正向状态的状态。例如，在检测到椭圆长轴方向与水平方向相差30度时，可以控制将手绘图形轨迹旋转30度，从而使长轴方向与水平方向相平行。其中，旋转的方向可以按照相对夹角方向确定，即+30度表示顺时针旋转，-30度表示逆时针旋转。
旋转原点则可以按照图形中心位置确定，即在用户输入手绘图形轨迹后，根据手绘点坐标值，确定手绘点在水平和数值方向上的最小坐标值和最大坐标值，从而根据最小坐标值和最大坐标值求解中心点坐标，即中心点坐标x’＝(xmin+xmax)/2；y’＝(ymin+ymax)/2。其中，xmin，ymin分别为在x轴方向和y轴方向上的最小坐标值；xmax，ymax分别为在x轴方向和y轴方向上的最大坐标值。
需要说明的是，在本实施例中，对手绘图形进行旋转的同时，也要对手绘图形轨迹中各手绘点的坐标进行变换，以便进行后续判断。
遍历旋转后的手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第二特征方向。
在对手绘图形轨迹执行旋转后，还可以再次遍历旋转后手绘图形轨迹中每个手绘点坐标，从而获得第二特征方向。其中，所述第二特征方向是与第一特征方向满足预设几何关系的方向。第二特征方向可以根据具体的图形类型，与第一特征方向具有特定的几何关系。例如，第二特征方向可以垂直于第一特征方向，也可以平行于第一特征方向。
在一些实施例中，可以通过计算手绘轨迹中在垂直于第一特征方向上两个手绘点之间的距离，以生成第二距离；再对比所有手绘点之间的第二距离，以获得最远第二距离Lmax对应的两个手绘点；从而在第二距离最远的两个手绘点之间连线，以根据连线方向生成第二特征方向。可见，通过确定第二特征方向，可以获得椭圆的短轴方向。
同理在另一些实施例中，可以通过提取手绘轨迹在平行于第一特征方向上多个连续手绘点的坐标，并对比在垂直于第一特征方向上的坐标变化值，如果所述坐标变化值在预设波动区间内，则确定多个连续手绘点中两端连线所处的方向为第二特征方向。可见，通过第二特征方向与第一特征方向之间的平行关系，可以确定梯形或平行四边形中相互平行的两条边所在的位置。
根据所述第一特征方向和所述第二特征方向绘制标准几何图形。
在确定第一特征方向和第二特征方向后，可以根据第一特征方向和第二特征方向，结合轨迹中手绘点的特征确定的几何图形类型，绘制标准几何图形。在一些实施例中，可以在第一方向上定位长轴端点，所述长轴端点为最远第一距离对应的两个手绘点；根据第二距离以及长轴端点生成外接矩形；按照外接矩形生成标准几何图形。可见，通过在第一特征方向和第二特征方向，可以分别确定长轴和短轴的端点，并生成外接矩形，进而确定椭圆形状。
在另一些实施例中，可以在第一特征方向上定位长底端点，在第二特征方向上定位短底端点；再以长底端点和短底端点作为顶点，绘制多边形图案。可见，通过第一特征方向和第二特征方向可以分别确定梯形的两个底的位置，并结合相应的端点位置，绘制出两个腰，进而绘制出梯形图案。
按照所述夹角旋转标准几何图形。
在绘制出标准几何图形后，可以按照之前检测的第一特征方向与预设判断方向之间的夹角，对绘制的图形进行旋转，从而将识别的图形还原至绘制时的倾斜状态，完成对用户手绘动作的识别。
由以上技术方案可知，上述实施例中提供的几何图形识别方法可以配置在显示设备200的控制器250中，用于在用户执行手绘图形输入时对手绘图形进行识别，并将手绘图形转化为标准几何图形，以获得更好的绘制效果。所述方法可以通过旋转手绘图形轨迹的方式，消除手绘图形的倾斜状态对图形参数的干扰，便于匹配图形识别模板，提高图形识别的准确率，以缓解传统几何图形识别方法准确率低的问题。
在上述实施例中，可以通过对比每两个手绘点之间的距离，从而按照最远距离的两个手绘点连线方向确定第一特征方向。但在实际应用中，如果对比所有手绘点之间的距离消耗的时间较长，因此在本申请的部分实施例中，还可以通过以下方式获得第一特征方向：
遍历手绘图形轨迹中手绘点坐标极值，定位极值点。
在获取手绘图形轨迹后，可以通过遍历手绘图形轨迹中的所有手绘点坐标，确定坐标极值，即在x轴和y轴方向上的最小坐标值和最大坐标值。再定位包含最小坐标值和最大坐标值的极值点。
例如，通过遍历手绘图形轨迹中手绘点坐标，可以确定x轴方向的坐标极值分别为Xmin和Xmax，对应的极值点分别为P1＝(Xmin，y)和P2＝(Xmax，y)；同理y轴方向的坐标极值分别为Ymin和Ymax，对应的极值点分别为P3＝(x，Ymin)和P4＝(x，Ymax)。可见，所定位的极值点是手绘图形轨迹的四个边界点。
根据所述坐标极值定位端点。
在获得坐标极值后，可以通过x轴和y轴方向上的最小坐标值和最大坐标值进行组合，获得端点坐标。例如，根据x轴方向的坐标极值Xmin和Xmax，以及y轴方向的坐标极值Ymin和Ymax，可以确定四个端点坐标，分别为P5＝(Xmin，Ymin)、P6＝(Xmin，Ymax)、P7＝(Xmax，Ymin)、P8＝(Xmax，Ymax)。
计算所述极值点与所述端点之间的第三距离。
在获得端点坐标以后，可以根据端点坐标和极值点坐标，计算端点与极值点之间的距离。例如，端点P5与极值点P1之间的距离L51＝y-Ymin；端点P5与极值点P3之间的距离L53＝x-Xmin；依次计算端点与极值点之间的距离，从而获得8个第三距离。
对比所述第三距离，以获得与所述极值点距离最近的两个端点。
在计算获得第三距离后，可以对第三距离进行对比，确定与极值点距离最近的两个端点。例如，如图10所示，在左侧图中，端点P6和P7相对于端点P5和P8与极值点距离更近，因此确定与极值点距离最近的两个端点为端点P6和P7。在右侧图中，端点P5’和P8’相对于端点P6’和P7’与极值点距离更近，因此确定与极值点距离最近的两个端点为端点P5’和P8’。
在与所述极值点距离最近的两个端点之间连线，以根据所述连线方向生成所述第一特征方向。
在确定与极值点距离最近的两个端点之后，可以通过在两个端点之间连线，确定第一特征方向，以及执行检测所述第一特征方向与预设判断方向之间的夹角等后续步骤，以最终确定标准几何图形。
由以上技术方案可知，本实施例通过端点和极值点可以通过较少次数的距离比较确定第一特征方向，大大缩减了确定第一特征方向所消耗的时长，提高演示过程的实时响应速度。
在本申请的部分实施例中，为了确定第一特征方向与第二特征方向之间的相对位置关系，如图11所示，在获取用户输入的手绘图形轨迹的步骤中，还包括：
遍历所述手绘图形轨迹中手绘点坐标变化规律；如果所述坐标变化规律与预设形状规律相同，执行遍历所述手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第一特征方向的步骤；如果所述坐标变化规律与预设形状规律不同，控制显示器显示所述手绘图形轨迹。
本实施例中，可以通过手绘图形轨迹中的手绘点坐标进行计算，确定手绘点之间的坐标变化规律。为了能够对坐标变化规律进行遍历，可以在绘制应用程序中内置一个特征识别模型。识别模型中可以内置多个特征标签，在将手绘图形轨迹输入到该模型后，可以输入当前手绘图形轨迹相对于特征标签的分类概率，从而确定坐标变化规律与预设形状规律是否相同。
当坐标变化规律与预设形状规律相同时，即确定用户输入的手绘图形是能够识别出的标准几何图形，因此可以执行遍历所述手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第一特征方向的步骤，并按照上述实施例中的识别方法完成对手绘图形的识别。当坐标变化规律与预设形状规律不同时，确定用户输入的手绘图形可能是更复杂的图形，例如书写文字，因此可以控制显示器实时显示手绘图形轨迹，以保证正常的演示效果。
可见，在本实施例中，通过遍历所述手绘图形轨迹中手绘点坐标变化规律，可以实现在正常的演示过程中，实时检测用户输入的手绘图形轨迹，在符合预设形状规律时，再进行几何图形识别，而在不符合预设形状规律时，仍显示用户绘制的图案，实现几何图形的识别功能的同时，保证正常的演示效果。
在部分应用场景中，当用户进行手绘操作时，由于没有合适的参考系，在绘制正向状态的几何图形时，并不能使图形准确处于横平竖直的状态，而是出现倾斜情况，对于这种场景，可以通过自动校正程序，将识别出的图形调整至正向状态。即如图12所示，在本申请的部分实施例中，按照所述夹角旋转所述标准几何图形的步骤还包括：
对比所述夹角与预设夹角阈值；如果所述夹角小于或等于所述预设夹角阈值，控制所述显示器显示生成的所述标准几何图形；如果所述夹角大于所述夹角阈值，按照所述夹角反向旋转所述标准几何图形，所述标准几何图形的反向旋转方向与所述手绘图形轨迹所执行的旋转方向相反；控制所述显示器显示反向旋转后的所述标准几何图形。
为了实现对图形的自动校正，在绘制出标准几何图形后，可以对几何图形的倾斜状态进行检测，即通过对比第一特征方向与预设判断方向之间的夹角与预设夹角阈值，确定倾斜状态。
当倾斜角度较小，即所述夹角小于或等于所述预设夹角阈值，可以直接将生成的标准几何图形进行显示，从而实现正向显示生成的标准几何图形。当倾斜角度较大，即夹角大于所述夹角阈值，则确定用户绘制的图形本身就是处于倾斜状态的，因此可以执行按照所述夹角反向旋转所述标准几何图形的步骤。显然标准几何图形的反向旋转方向与所述手绘图形轨迹所执行的旋转方向相反。
需要说明的是，本实施例中的正向状态可以包括相对于水平方向的正向状态和相对于竖直方向的正向状态。由此，在实际应用中可以分别检测第一特征方向与水平方向的夹角和第一特征方向与竖直方向的夹角，再将较小的一个夹角与预设夹角阈值进行对比，从而确定所绘制的图形是否处于正向状态。
例如，用户绘制的是椭圆形，判定椭圆形的长轴与水平方向或垂直方向的角度，当长轴与水平方向的角度小于一定阈值(如15度)时，则将识别的椭圆形调整为与水平方向平行，当长轴与垂直方向的角度小于一定阈值(如15度)时，将识别的椭圆形调整调整为与垂直方向平行。
又例如，如果识别的是多边型，如矩形、平行四边形、梯形等，则判定其中一条平行边与水平方向或垂直方向的夹角，若平行边与水平方向的角度小于一定阈值(15度)时，则将识别的多边形调整为平行边与水平方向平行，当平行边与垂直方向的角度小于一定阈值(15度)时，将识别的多边形调整调整为平行边与垂直方向平行。
显然，上述自动调整过程可以根据实际需要启用或停止，即如图13所示，在本申请的部分实施例中，对比所述夹角与预设夹角阈值的步骤前，还包括：
检测自动角度调整开关的开关状态；
如果所述开关状态为已开启，执行对比所述夹角与预设夹角阈值的步骤；
如果所述开关状态为未开启，执行按照所述夹角反向旋转所述标准几何图形的步骤。
本实施例中，可以在应用程序中通过特定的交互UI或者特定设置程序，实现自动角度调整开关功能。例如，可以在绘制界面或者设置界面中显示一个开关按钮，用于指示自动角度调整功能的开启和关闭。用户可以通过单击、滑动、勾选等动作调整自动角度调整开关的开关状态。
例如，可以在绘制图形界面上添加几何图形自动角度调整开关，如果用户打开开关，则在识别几何图形时可以自动进行图形角度的调整；如果用户关闭开关，则不再进行自动角度调整。
在本申请的部分实施例中，为了呈现更好的演示效果，所述几何图形识别方法还可以包括以下步骤：
获取用户输入的用于形成手绘图形轨迹的控制指令；
响应于所述控制指令，控制所述显示器实时显示所述手绘图形轨迹；
在按照所述夹角旋转所述标准几何图形的步骤后，控制所述显示器取消显示所述手绘图形轨迹，以及显示所述标准几何图形。
实际应用中，显示设备200可以根据用户输入的控制指令实时展示手绘图形轨迹。并且，在识别出标准几何图形后，取消显示手绘图形轨迹，并在对应的位置上显示标准几何图形，从而适应用户对手绘图形的输入。
基于上述几何图形识别方法，如图14所示，在本申请的部分实施例中还提供一种显示设备200，包括显示器275、输入/输出接口255以及控制器250。其中所述显示器275被配置为显示用户界面；输入/输出接口255被配置为连接输入装置500；所述控制器250被配置为执行以下程序步骤：
通过所述输入/输出接口255获取用户输入的手绘图形轨迹；
根据所述手绘图形轨迹生成标准几何图形。
其中，所述标准几何图形具有与所述手绘图形轨迹相同的倾斜角度，所述标准几何图形根据经旋转后的所述手绘图形轨迹绘制，再经反向旋转后生成。
由以上技术方案可知，本实施例提供的显示设备200可以通过输入/输出接口255连接输入装置500，使用户可以通过输入装置500执行交互，输入手绘图形轨迹，使控制器250可以根据手绘图形轨迹生成标准几何图形。具体的，控制器250通过遍历手绘图形轨迹中各手绘点的左边确定第一特征方向，并根据第一特征方向与预设判断方向之间的夹角对手绘图形进行旋转，从而确定第二特征方向，再根据第一特征方向与第二特征方向绘制标准几何图形，最后再通过旋转，使标准几何图形与手绘的图形位置相适应。所述显示设备可以通过旋转手绘图形轨迹的方式，消除手绘图形的倾斜状态对图形参数的干扰，提高图形识别的准确率，以缓解传统几何图形识别方法准确率低的问题。
如图15所示，在一些实施例中，还提供一种显示设备200，包括显示器275、触控组件以及控制器。其中所述显示器275被配置为显示用户界面；所述触控组件被配置为获取用户的触控输入；所述控制器250被配置为执行以下程序步骤：
通过所述触控组件获取用户输入的手绘图形轨迹；
根据所述手绘图形轨迹生成标准几何图形。
其中，所述标准几何图形具有与所述手绘图形轨迹相同的倾斜角度，所述标准几何图形根据经旋转后的所述手绘图形轨迹绘制，再经反向旋转后生成。
由以上技术方案可知，本实施例提供的显示设备200可以通过内置触控组件，实现对用户输入的检测，以获取用户输入的手绘图形轨迹。控制器再根据所述手绘图形轨迹生成标准几何图形，即根据输入的手绘图形轨迹确定第一特征方向，并进行旋转后确定第二特征方向，以根据第一特征方向和第二特征方向绘制标准几何图形。所述显示设备200通过内置触控组件，可以配合显示器275形成触摸屏，方便用户输入，并且通过旋转手绘图形，缓解倾斜状态对图形识别过程的影响，提高图形识别的准确率。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种显示设备，其特征在于，包括：
显示器；
输入/输出接口，被配置为连接输入装置；
控制器，被配置为：
通过所述输入/输出接口获取用户输入的手绘图形轨迹；
遍历所述手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第一特征方向，所述第一特征方向为所述手绘图形轨迹中至少两个所述手绘点之间的位置关系在满足预设位置关系时的连线所处方向；
检测所述第一特征方向与预设判断方向之间的夹角；
按照所述夹角对所述手绘图形轨迹执行旋转，以使所述第一特征方向与所述预设判断方向平行；
遍历旋转后的手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第二特征方向，所述第二特征方向是与所述第一特征方向满足预设几何关系的方向；
根据所述第一特征方向和所述第二特征方向绘制标准几何图形；
按照所述夹角旋转所述标准几何图形。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，遍历所述手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第一特征方向的步骤中，所述控制器被进一步配置为：
计算所述手绘图形轨迹中任意两个手绘点之间的距离，以生成第一距离；
对比所有手绘点之间的所述第一距离，以获得所述第一距离最远的两个手绘点；
在所述第一距离最远的两个手绘点之间连线，以根据所述连线方向生成所述第一特征方向。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其特征在于，遍历旋转后的手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第二特征方向的步骤中，所述控制器被进一步配置为：
计算所述手绘图形轨迹中在垂直于所述第一特征方向上两个手绘点之间的距离，以生成第二距离
对比所有手绘点之间的所述第二距离，以获得所述第二距离最远的两个手绘点；
在所述第二距离最远的两个手绘点之间连线，以根据所述连线方向生成所述第二特征方向。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其特征在于，根据所述第一特征方向和所述第二特征方向绘制标准几何图形的步骤中，所述控制器被进一步配置为：
在第一方向上定位长轴端点，所述长轴端点为最远所述第一距离对应的两个手绘点；
根据所述第二距离以及所述长轴端点生成外接矩形；
按照所述外接矩形生成标准几何图形。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，遍历所述手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第一特征方向的步骤中，所述控制器被进一步配置为：
遍历所述手绘图形轨迹中手绘点坐标极值，定位极值点；
根据所述坐标极值定位端点；
计算所述极值点与所述端点之间的第三距离；
对比所述第三距离，以获得与所述极值点距离最近的两个端点；
在与所述极值点距离最近的两个端点之间连线，以根据所述连线方向生成所述第一特征方向。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，按照所述夹角旋转所述标准几何图形的步骤中，所述控制器被进一步配置为：
对比所述夹角与预设夹角阈值；
如果所述夹角小于或等于所述预设夹角阈值，控制所述显示器显示生成的所述标准几何图形；
如果所述夹角大于所述夹角阈值，按照所述夹角反向旋转所述标准几何图形，所述标准几何图形的反向旋转方向与所述手绘图形轨迹所执行的旋转方向相反；
控制所述显示器显示反向旋转后的所述标准几何图形。
7.根据权利要求6所述的显示设备，其特征在于，对比所述夹角与预设夹角阈值的步骤前，所述控制器被进一步配置为：
检测自动角度调整开关的开关状态；
如果所述开关状态为已开启，执行对比所述夹角与预设夹角阈值的步骤；
如果所述开关状态为未开启，执行按照所述夹角反向旋转所述标准几何图形的步骤。
8.一种显示设备，其特征在于，包括：
显示器；
触控组件，被配置为获取用户的触控输入；
控制器，被配置为：
通过所述触控组件获取用户输入的手绘图形轨迹；
遍历所述手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第一特征方向，所述第一特征方向为所述手绘图形轨迹中至少两个所述手绘点之间的位置关系在满足预设位置关系时的连线所处方向；
检测所述第一特征方向与预设判断方向之间的夹角；
按照所述夹角对所述手绘图形轨迹执行旋转，以使所述第一特征方向与所述预设判断方向平行；
遍历旋转后的手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第二特征方向，所述第二特征方向是与所述第一特征方向满足预设几何关系的方向；
根据所述第一特征方向和所述第二特征方向绘制标准几何图形；
按照所述夹角旋转所述标准几何图形。
9.一种几何图形识别方法，其特征在于，应用于显示设备，所述显示设备包括显示器和控制器，所述显示设备还内置或外接有输入装置，所述方法包括：
获取用户输入的手绘图形轨迹；
遍历所述手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第一特征方向，所述第一特征方向为所述手绘图形轨迹中至少两个所述手绘点之间的位置关系在满足预设位置关系时的连线所处方向；
检测所述第一特征方向与预设判断方向之间的夹角；
按照所述夹角对所述手绘图形轨迹执行旋转，以使所述第一特征方向与所述预设判断方向平行；
遍历旋转后的手绘图形轨迹中各手绘点坐标，以获得第二特征方向，所述第二特征方向是与所述第一特征方向满足预设几何关系的方向；
根据所述第一特征方向和所述第二特征方向绘制标准几何图形；
按照所述夹角旋转所述标准几何图形。
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