一种智能笔及其笔划识别处理方法.pdf

本发明公开了一种智能笔及其笔划识别处理方法。本发明提供的方法能够识别单个笔划和多个笔划，采用特殊的流程将用户在触摸屏上手写输入的笔划识别为直线、箭头、矩形、菱形、圆形、椭圆、圆弧箭头等多种几何图形。本发明所提供的智能笔可应用于电子白板等多种具有触摸屏的电子设备，使得电子设备能够将用户的手写笔划识别为多种几何形状，并将用户的手写笔划拟合成标准几何形状，方便教学、会议等场合使用。

权利要求书
1.  一种笔划信息识别处理方法，其特征在于，在接收到用户输入的笔划信息时，判断笔划是否为单笔划，在判断为否的情况下，执行下述步骤：
将每个笔划分段得到笔划的段落；
判断所有段落中是否存在长度至少为其它段落两倍的优势段落；若是，则进入下一步骤；
判断所有非优势段落的参数是否在设定的箭头阈值参数范围内，若是，则进入下一步骤；
判断优势段落是否近似为线段，若是，则进入下一步骤；
将优势段落拟合成一条线段；
若在上述判断优势段落是否近似为线段的步骤中判断为否，则进一步判断优势段落是否近似为弧线；若是，则进入下一步骤；
将优势段落拟合为一条弧线；
在上述将优势段落拟合成一条线段或将优势段落拟合成一条弧线的步骤完成后，将非优势段落拟合为箭头头部，与就近的优势段落端点连接。

2.  根据权利要求1所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，在将每个笔划分段得到笔划的段落，按照关键点和笔划信息间断点对笔划进行分段，所述关键点查找过程包括如下步骤：
将一个笔划段的两个端点进行连线；若对一个笔划执行首次查找关键点，则所述笔划段指笔划；若对一个笔划端执行非首次查找关键点，则所述笔划段指上一次查找所得到的初级段落；
计算除去两端点以外的其余点到上述连线的距离；
判断是否存在超过段落距离阈值的点；若是，则进入下一步骤；
找出距离最大的点，并将该点作为本段笔划的关键点；
在上述关键点处，将笔划段进一步分为两部分初级段落；
将初级段落作为新的笔划段，返回将一个笔划段的两个端点进行连线的步骤；
若在判断是否存在超过段落阈值的点的步骤中，判断为否，则将当前笔划段作为段落。

3.  根据权利要求1所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，判断优 势段落是否近似为线段的步骤中，通过优势段落的线性度判断是否近似为线段；若线性度在设定的线段线性度阈值范围内，则判断优势段落能够拟合为线段；所述线性度可以通过计算除过端点之外的其余点与端点连线的最大距离D和段落长度L的比值得到。

4.  根据权利要求3所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，所述段落长度为段落端点连线的长度或将段落上所有点叠加所计算出的长度。

5.  根据权利要求1所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，在将优势段落拟合成一条线段的步骤中，通过生成一条连接优势段落两个端点的线段完成线段拟合。

6.  根据权利要求1所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，通过如下步骤判断优势段落是否近似为弧线：
在优势段落上等间隔选取m个点；m≥5；
对于0≤i≤m，判断是否存在常数x0、y0、θ、a、b，使得为最小，若是，则进入下一步；其中f(xi)=[(x-x0)cosθ+(y-y0)sinθ]2a2+[(y-y0)cosθ-(x-x0)sinθ]2b2-1,]]>xi、yi分别为上述m个点的坐标；
判断a和b的比值是否在设定的圆形半径比阈值范围内，若是则判断优势段落近似为圆弧线；若否，则判断优势段落近似为椭圆弧线。

7.  根据权利要求6所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，将优势段落拟合为一条弧线的步骤进一步包括如下步骤：
将优势段落端点连线；
判断优势段落包络区域在上一步骤中所述连线方向的长度是否小于上述连线的长度，若是，则将该优势段落拟合成一条劣弧；若否，则将该优势段落拟合成一条优弧。

8.  根据权利要求7所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，若判断该优势段落为椭圆弧线，则将优势段落拟合成一条椭圆劣弧，该椭圆劣弧端点的横坐标或纵坐标之一与相应的优势段落的横坐标或纵坐标相同，且弧线上所有点满足[(x-x0)cosθ+(y-y0)sinθ]2a2+[(y-y0)cosθ-(x-x0)sinθ]2b2=1;]]>
若判断该优势段落为圆弧线，则根据a、b和设定的规则计算出半径r， 将优势段落拟合成一条圆劣弧，该圆劣弧圆心为x0、y0，半径为r，其端点横坐标或纵坐标之一与相应的优势段落端点横坐标或纵坐标相同。

9.  根据权利要求1所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，判断所有非优势段落的参数是否在设定的箭头阈值参数范围内的步骤进一步包括如下步骤：
判断优势段落端点的设定范围内是否存在一个或两个非优势段落；若存在，则进入下一步骤；
判断非优势段落与优势段落的夹角是否在设定阈值范围内，若是，则判断非优势段落参数在设定的箭头阈值参数范围内。

10.  根据权利要求1所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，进一步包括如下步骤：
判断是否一共包含四个可拟合为线段的段落，若是，则进入下一步骤；
判断每个段落终端与相邻段落起点之间的距离是否在设定四边形邻边距离阈值范围内，若是，则进入下一步骤；
通过各个段落的角度判断笔划是否近似于矩形，若是，则进入下一步骤；
将笔划拟合为矩形；
若在上述步骤中通过各个段落的角度判断笔划不近似于矩形，则通过各个段落之间的长度判断是否将段落近似为菱形，若是，则进入下一步骤；
将笔划拟合为菱形。

11.  根据权利要求10所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，在通过各个段落的角度判断笔划是否近似于矩形的步骤中，通过下述条件判定笔划近似于矩形：
存在两个段落与x轴夹角在设定矩形水平夹角阈值范围内，存在两个段落与y轴夹角在设定的矩形竖直夹角阈值范围内。

12.  根据权利要求10所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，将笔划拟合为矩形的步骤进一步包括如下步骤：
求出按时间顺序输入的第一个段落与剩余段落的长度比值；
判断所述长度比值是否在设定的正方形边长比值范围内，若是，则进入下一步骤；
将笔划拟合为正方形；所述正方形的边平行于x轴或y轴，边长等于所 述第一个段落端点之间的距离；
若在上述步骤中判断所述长度比值是不再设定的正方形边长比值范围内，则将笔划拟合为长方形；所述长方形的长边平行于x轴或y轴，长度或宽度等于所述第一个段落两端点之间的距离，宽度或长度等于按时间顺序输入的第二个段落两端点之间的距离。

13.  根据权利要求10所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，通过各个段落之间的长度判断是否将段落近似为菱形的步骤中，以四个段落在设定的允许误差范围内是否相等为判断是否近似为菱形的条件，若是，则判断为菱形。

14.  根据权利要求10所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，将四个段落拟合为菱形的步骤中，拟合出的菱形将按照时间顺序输入的第一个段落作为一条边。

15.  根据权利要求1所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，在接收到用户输入的笔划信息时，若判断笔划为单笔划，则执行下述步骤：
将笔划分段得到笔划的段落；
判断所有段落是否都近似为线段，若是，则进入下一步骤；
将笔划段落拟合为线段；
判断是否包含四个段落，若是，则进入下一步骤；
根据四段拟合线段的角度判断是否能拟合为矩形；若是，进入下一步骤；
将四段拟合线段进一步拟合为矩形；
若在根据四段拟合线段的角度判断是否能拟合为矩形的步骤中判断为否，则进一步根据四段拟合线段的长度判断是否近似为菱形；若是，则进入下一步骤；
将四段拟合线段进一步拟合为菱形。

16.  根据权利要求15所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，若在判断判断是否包含四个段落的步骤中，判断为否，则进一步判断笔划包含三个段落，则执行如下步骤：
根据起点和终点之间的距离判断是否近似为三角形；若是，则将三个段落拟合为三角形。

17.  根据权利要求15所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，进一 步还包括如下步骤：
判断笔划是否近似为椭圆，若是，则进入下一步骤；
求出椭圆的长轴、短轴、倾斜角度、中心坐标；
判断上一步骤中所求出的长轴、短轴之比是否在设定圆形半径比阈值范围内；若是，则进入下一步骤；若否椭圆长轴、短轴、倾斜角度、中心坐标，将笔划拟合为椭圆；
判断可将笔划拟合为圆形；
按照计算出的长轴、短轴长度，计算所要拟合的圆形的半径；
将笔划拟合为圆形；该圆形以所述中心坐标为圆心，以上一步骤计算出的半径为半径。

18.  根据权利要求17所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，求出椭圆的长轴、短轴、倾斜角度、中心坐标的步骤进一步包括如下步骤：
在笔划上等间隔选取m个点；
对于0≤i≤m，判断是否存在常数x0、y0、θ、a、b，使得为最小，若是，则进入下一步；其中f(xi)=[(x-x0)cosθ+(y-y0)sinθ]2a2+[(y-y0)cosθ-(x-x0)sinθ]2b2-1,]]>xi、yi分别为上述m个点的坐标；
计算最小时的x0、y0、θ、a、b，将x0、y0分别作为中心的横坐标、纵坐标，θ作为倾斜角度、a、b分别作为椭圆的长轴、短轴。

19.  根据权利要求15所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，进一步包括如下步骤：
判断是否存在优势段落，若是，则进入下一步骤；
判断优势段落是否近似为线段，若是，则将优势段落拟合为直线；若否，进入下一步骤；
判断优势段落是否近似为弧线，若是，则将优势段落拟合为弧线；
将上述步骤中将优势段落拟合为直线或弧线之后，判断非优势段落的参数是否在设定的箭头阈值参数范围之内，若是，则进入下一步骤；
将非优势段落拟合为箭头的头部；
将所述箭头头部与优势段落拟合线段连接。

20.  根据权利要求1所述的笔划信息识别处理方法，其特征在于，将非优势段落拟合为箭头头部指将非优势段落拟合为设定的箭头头部图形。

21.  一种智能笔，其特征在于，采用权利要求1-20中任意一项所述的笔划信息识别处理方法，对用户输入的笔划信息进行识别处理。

说明书一种智能笔及其笔划识别处理方法
技术领域
本发明涉及手写笔迹识别和处理，特别是指一种智能笔及其笔划识别处理方法。
背景技术
近年来，随着触摸屏技术的推广，手写输入系统（例如，触摸板、触摸屏等）已经广泛应用在平板电脑、无线终端等设备中，使得用户能够直接手动输入笔迹。电子白板是一种快速发展的触摸屏产品，汇集了尖端电子技术、软件技术等多种高科技手段，结合计算机等设备，可实现无纸化办公或教学等，通过特定的手写输入系统，它可以像普通白板或教学黑板一样直接用笔进行书写。
用户在使用电子白板时，常常有可能利用其手写输入系统绘制图像、集合图形、流程图等等，但徒手绘制的图像不美观，并且，出于教学活动、会议活动等活动对图像的要求，还常常需要绘制出标准的图形或线条。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种智能笔及其笔划识别处理方法。该智能笔采用特殊的笔迹识别处理方法，能轻松绘制出标准美观的图形。
基于上述目的本发明提供的笔划信息识别处理方法，在接收到用户输入的笔划信息时，判断笔划是否为单笔划，在判断为否的情况下，执行下述步骤：
将每个笔划分段得到笔划的段落；判断所有段落中是否存在长度至少为其它段落两倍的优势段落；若是，则进入下一步骤；判断所有非优势段落的参数是否在设定的箭头阈值参数范围内，若是，则进入下一步骤；判断优势段落是否近似为线段，若是，则进入下一步骤；将优势段落拟合成一条线段；若在上述判断优势段落是否近似为线段的步骤中判断为否，则进一步判断优势段落是否近似为弧线；若是，则进入下一步骤；将优势段落拟合为一 条弧线；在上述将优势段落拟合成一条线段或将优势段落拟合成一条弧线的步骤完成后，将非优势段落拟合为箭头头部，与就近的优势段落端点连接。
可选的，在将每个笔划分段得到笔划的段落，按照关键点和笔划信息间断点对笔划进行分段，所述关键点查找过程包括如下步骤：
将一个笔划段的两个端点进行连线；若对一个笔划执行首次查找关键点，则所述笔划段指笔划；若对一个笔划端执行非首次查找关键点，则所述笔划段指上一次查找所得到的初级段落；计算除去两端点以外的其余点到上述连线的距离；判断是否存在超过段落距离阈值的点；若是，则进入下一步骤；找出距离最大的点，并将该点作为本段笔划的关键点；在上述关键点处，将笔划段进一步分为两部分初级段落；将初级段落作为新的笔划段，返回将一个笔划段的两个端点进行连线的步骤；若在判断是否存在超过段落阈值的点的步骤中，判断为否，则将当前笔划段作为段落。
可选的，判断优势段落是否近似为线段的步骤中，通过优势段落的线性度判断是否近似为线段；若线性度在设定的线段线性度阈值范围内，则判断优势段落能够拟合为线段；所述线性度可以通过计算除过端点之外的其余点与端点连线的最大距离D和段落长度L的比值得到。
可选的，所述段落长度为段落端点连线的长度或将段落上所有点叠加所计算出的长度。
可选的，在将优势段落拟合成一条线段的步骤中，通过生成一条连接优势段落两个端点的线段完成线段拟合。
可选的，通过如下步骤判断优势段落是否近似为弧线：
在优势段落上等间隔选取m个点；m≥5；对于0≤i≤m，判断是否存在常数x0、y0、θ、a、b，使得为最小，若是，则进入下一步；其中f(xi)=[(x-x0)cosθ+(y-y0)sinθ]2a2+[(y-y0)cosθ-(x-x0)sinθ]2b2-1,]]>xi、yi分别为上述m个点的坐标；判断a和b的比值是否在设定的圆形半径比阈值范围内，若是则判断优势段落近似为圆弧线；若否，则判断优势段落近似为椭圆弧线。
可选的，将优势段落拟合为一条弧线的步骤进一步包括如下步骤：
将优势段落端点连线；判断优势段落包络区域在上一步骤中所述连线方向的长度是否小于上述连线的长度，若是，则将该优势段落拟合成一条劣 弧；若否，则将该优势段落拟合成一条优弧。
可选的，若判断该优势段落为椭圆弧线，则将优势段落拟合成一条椭圆劣弧，该椭圆劣弧端点的横坐标或纵坐标之一与相应的优势段落的横坐标或纵坐标相同，且弧线上所有点满足[(x-x0)cosθ+(y-y0)sinθ]2a2+[(y-y0)cosθ-(x-x0)sinθ]2b2=1;]]>若判断该优势段落为圆弧线，则根据a、b和设定的规则计算出半径r，将优势段落拟合成一条圆劣弧，该圆劣弧圆心为x0、y0，半径为r，其端点横坐标或纵坐标之一与相应的优势段落端点横坐标或纵坐标相同。
可选的，判断所有非优势段落的参数是否在设定的箭头阈值参数范围内的步骤进一步包括如下步骤：
判断优势段落端点的设定范围内是否存在一个或两个非优势段落；若存在，则进入下一步骤；判断非优势段落与优势段落的夹角是否在设定阈值范围内，若是，则判断非优势段落参数在设定的箭头阈值参数范围内。
可选的，进一步包括如下步骤：
判断是否一共包含四个可拟合为线段的段落，若是，则进入下一步骤；判断每个段落终端与相邻段落起点之间的距离是否在设定四边形邻边距离阈值范围内，若是，则进入下一步骤；通过各个段落的角度判断笔划是否近似于矩形，若是，则进入下一步骤；将笔划拟合为矩形；若在上述步骤中通过各个段落的角度判断笔划不近似于矩形，则通过各个段落之间的长度判断是否将段落近似为菱形，若是，则进入下一步骤；将笔划拟合为菱形。
可选的，在通过各个段落的角度判断笔划是否近似于矩形的步骤中，通过下述条件判定笔划近似于矩形：
存在两个段落与x轴夹角在设定矩形水平夹角阈值范围内，存在两个段落与y轴夹角在设定的矩形竖直夹角阈值范围内。
可选的，将笔划拟合为矩形的步骤进一步包括如下步骤：
求出按时间顺序输入的第一个段落与剩余段落的长度比值；判断所述长度比值是否在设定的正方形边长比值范围内，若是，则进入下一步骤；将笔划拟合为正方形；所述正方形的边平行于x轴或y轴，边长等于所述第一个段落端点之间的距离；若在上述步骤中判断所述长度比值是不再设定的正方形边长比值范围内，则将笔划拟合为长方形；所述长方形的长边平行于x轴或y轴，长度或宽度等于所述第一个段落两端点之间的距离，宽度或长度等 于按时间顺序输入的第二个段落两端点之间的距离。
可选的，通过各个段落之间的长度判断是否将段落近似为菱形的步骤中，以四个段落在设定的允许误差范围内是否相等为判断是否近似为菱形的条件，若是，则判断为菱形。
可选的，将四个段落拟合为菱形的步骤中，拟合出的菱形将按照时间顺序输入的第一个段落作为一条边。
可选的，在接收到用户输入的笔划信息时，若判断笔划为单笔划，则执行下述步骤：
将笔划分段得到笔划的段落；判断所有段落是否都近似为线段，若是，则进入下一步骤；将笔划段落拟合为线段；判断是否包含四个段落，若是，则进入下一步骤；根据四段拟合线段的角度判断是否能拟合为矩形；若是，进入下一步骤；将四段拟合线段进一步拟合为矩形；若在根据四段拟合线段的角度判断是否能拟合为矩形的步骤中判断为否，则进一步根据四段拟合线段的长度判断是否近似为菱形；若是，则进入下一步骤；将四段拟合线段进一步拟合为菱形。
可选的，若在判断判断是否包含四个段落的步骤中，判断为否，则进一步判断笔划包含三个段落，则执行如下步骤：
根据起点和终点之间的距离判断是否近似为三角形；若是，则将三个段落拟合为三角形。
可选的，进一步还包括如下步骤：
判断笔划是否近似为椭圆，若是，则进入下一步骤；求出椭圆的长轴、短轴、倾斜角度、中心坐标；判断上一步骤中所求出的长轴、短轴之比是否在设定圆形半径比阈值范围内；若是，则进入下一步骤；若否椭圆长轴、短轴、倾斜角度、中心坐标，将笔划拟合为椭圆；判断可将笔划拟合为圆形；按照计算出的长轴、短轴长度，计算所要拟合的圆形的半径；将笔划拟合为圆形；该圆形以所述中心坐标为圆心，以上一步骤计算出的半径为半径。
可选的，求出椭圆的长轴、短轴、倾斜角度、中心坐标的步骤进一步包括如下步骤：
在笔划上等间隔选取m个点；对于0≤i≤m，判断是否存在常数x0、y0、θ、a、b，使得为最小，若是，则进入下一步；其中f(xi)=[(x-x0)cosθ+(y-y0)sinθ]2a2+[(y-y0)cosθ-(x-x0)sinθ]2b2-1,]]>xi、yi分别为上述m个点的坐标；计算最小时的x0、y0、θ、a、b，将x0、y0分别作为中心的横坐标、纵坐标，θ作为倾斜角度、a、b分别作为椭圆的长轴、短轴。
可选的，进一步包括如下步骤：
判断是否存在优势段落，若是，则进入下一步骤；判断优势段落是否近似为线段，若是，则将优势段落拟合为直线；若否，进入下一步骤；判断优势段落是否近似为弧线，若是，则将优势段落拟合为弧线；将上述步骤中将优势段落拟合为直线或弧线之后，判断非优势段落的参数是否在设定的箭头阈值参数范围之内，若是，则进入下一步骤；将非优势段落拟合为箭头的头部；将所述箭头头部与优势段落拟合线段连接。
可选的，将非优势段落拟合为箭头头部指将非优势段落拟合为设定的箭头头部图形。
进一步，本发明提供一种智能笔，采用本发明任意一个实施例提供的笔划信息识别处理方法，对用户输入的笔划信息进行识别处理。
从上面所述可以看出，本发明提供的笔划信息识别处理方法，可应用于多种具有触摸屏的电子设备，特别是电子白板，可以对用户手写输入的笔划进行识别处理，并拟合成几何图形。本发明实施例的笔划识别处理方法，可以识别用户手写输入的多段笔划和单个笔划，并将用户徒手绘制的图形变为标准图形，可以应用于教学、会议等多种场合，具有很强的实用性，使得用户无需借助工具就可以在触摸屏上任意区域绘制出任意大小的图形，调用方便，使用简单，符合用户的手写绘制习惯，从而易于用户掌握。此外，本发明实施例采用有效的方法识别出用户手写绘制的箭头，拟合其它图形时也具有较高的准确性。
本发明提供的智能笔，采用本发明任意实施例的笔划识别处理方法对用户手写输入的笔划进行识别，可设置在多种具有触摸屏的电子设备，特别是电子白板中，使得用户不借助工具就可以绘制出标准的几何图形，符合用户的使用习惯，调用方便，易于掌握，可应用与教学、会议等多种场合并且具有较高的准确度。
附图说明
图1A为本发明实施例的多笔划情况下所执行的流程示意图；
图1B为本发明实施例的单笔划情况下所执行的部分流程示意图；
图1C为本发明实施例的单笔划情况下所执行的部分流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
当用户通过手写输入系统向触摸屏输入笔划信息时，本发明的实施例的智能笔对用户输入的笔划信息进行识别处理，将用户的笔划拟合成标准线条。
若用户某一次离开触摸屏后，在设定的时间内没有再接触触摸屏，那么判断本次笔划输入结束；并接下来按照图1A所示的笔划识别处理方法流程图识别处理用户输入的笔划，该流程包括如下步骤：
步骤1：判断笔划是否为单笔划，若否，则进入步骤2；若是，则进入步骤16。具体的，若是用户输入单笔划，则在输入过程中存在一次开始接触触摸屏以及一次离开触摸屏，即用户的输入为连续输入；若是用户输入多笔划，则在输入过程中存在多次开始接触触摸屏以及多次离开触摸屏，即用户的输入为间断输入。本实施例中，可以根据输入的笔划信息是否连续来判断用户输入的笔划是否为单笔划。
步骤2：将每个笔划分段得到笔划的段落。在一些实施例中，可以按照拐角和笔划信息间断点将笔划分段；在另一些实施例中，也可采用其它的方式，如按照关键点和笔划信息间断点分段。
步骤3：判断所有段落中是否存在优势段落；若是，则进入下一步骤；若否，进入后续描述的步骤10。在本实施例中，优势段落指的是长度至少为其它所有段落的两倍的段落。此处的长度可以是值段落端点之间的距离，也可以是按照段落上所有点之和计算出的长度。
步骤4：判断所有非优势段落的参数是否在设定的箭头阈值参数范围内，若是，则进入下一步骤。
步骤5：判断优势段落是否近似为线段，若是，则进入下一步骤；若否，进入步骤7。具体的，可以通过优势段落的线性度判断是否近似为线 段，若线性度在设定的线段线性度阈值范围内，则判断优势段落能够拟合为线段。进一步，线性度可以通过计算除过端点之外的其余点与端点连线的最大距离D和段落长度L的比值得到。
步骤6：将优势段落拟合成一条线段，进入步骤9。本步骤中，可以通过生成一条连接优势段落两个端点的线段完成线段拟合。
步骤7：判断优势段落是否近似为弧线，若是，则进入下一步骤。
步骤8：将优势段落拟合为一条弧线。
步骤9：将笔划拟合成箭头。在本步骤中，将非优势段落拟合为箭头头部，与就近的优势段落端点连接。在具体实施例中，可以预先设定一个箭头头部图形，从而在本步骤中将非优势段落拟合为设定的箭头头部图形。此外，在具体实施例中，依据预先设定的箭头头部具体图形，可以将箭头头部尖端与就近的优势段落端点重合，使二者成为箭头；也可以将箭头末端与就近的优势段落端点重合，使二者成为箭头。
通过上述步骤，可在触摸屏设备上将用户所手写输入的箭头识别出来。本发明实施例的笔划信息识别处理方法，在上述步骤2之后，若判断不存在优势段落，可以进行如下步骤：
步骤10：判断是否一共包含四个可拟合为线段的段落，若是，则进入下一步骤。具体的，可以先判断是否包括四个段落，再通过每个段落的线性度判断该段落是否能拟合为直线。在本实施例中，线性度可以通过计算除过端点之外的其余点与端点连线的最大距离D和端点连线长度L的比值得到。
步骤11：判断每个段落终端与相邻段落起点之间的距离是否在设定四边形邻边距离阈值范围内，若是，则进入下一步骤。
步骤12：通过各个段落的角度判断笔划是否近似于矩形，若是，则进入下一步骤；若否，则进入步骤14。具体的，判断是否存在两个段落与x轴夹角在设定矩形水平夹角阈值范围内，并判断是否存在两个段落与y轴夹角在设定的矩形竖直夹角阈值范围内。
步骤13：将笔划拟合为矩形。
步骤14：通过各个段落之间的长度判断是否将段落近似为菱形，若是，则进入下一步骤。具体的，可以四个段落在设定的允许误差范围内是否相等为判断是否近似为菱形的条件。
步骤15：将笔划拟合为菱形。在本实施例中，可以按照时间顺序输入的 第一个段落的长度和角度为基准，将笔划拟合为菱形；也就是说，拟合出的菱形将按照时间顺序输入的第一个段落作为一条边。
通过上述过程，可将用户在触摸屏手写输入的笔划拟合为矩形和菱形。在一些情况下，用户输入的笔划为单个笔划，即笔划输入过程从用户接触触摸屏开始，到离开触摸屏结束，经过步骤1判断为单笔划，在这些情况下，可通过下述过程进行笔划信息识别判断。
在识别处理单笔划时，可判断笔划是否能拟合为一个闭合的图形。具体的，可以通过判断笔划起点和终点的距离是否处于设定阈值范围内来判断该单笔划是否近似为闭合图形。由于篇幅原因，在本实施例中采用图1B描述步骤1中判断为单笔划的情况下所执行的流程，具体步骤如下：
步骤16：将笔划分段得到笔划的段落。在一些实施例中，可以按照拐角将笔划分段；在另一些实施例中，也可采用其它的方式，如按照关键点分段。
步骤17：判断所有段落是否都近似为线段，若是，则进入下一步骤；若否，则进入后续的步骤25。在本步骤中，可以通过分别判断段落的线性度来判断段落是否近似为线段。进一步，线性度可以通过计算除过端点之外的其余点与端点连线的最大距离D和笔划段落长度L的比值得到。所述笔划段落长度可以是笔划端点之间的距离，也可以是通过将笔划段落上每个点叠加计算得到的长度。
步骤18：将笔划段落拟合为线段。
步骤19：判断是否包含四个线段，若是，则进入下一步骤，若否，进入步骤24。在本步骤中，可通过生成连接段落两端点的线段将段落拟合为线段。
步骤20：根据四段拟合线段的角度判断是否能拟合为矩形；若是，进入下一步骤；若否，则进入步骤22。具体的，判断是否存在两个段落与x轴夹角在设定矩形水平夹角阈值范围内，并判断是否存在两个段落与y轴夹角在设定的矩形竖直夹角阈值范围内。
步骤21：将四段拟合线段进一步拟合为矩形。
步骤22：根据四段拟合线段的长度判断是否近似为菱形；若是，则进入下一步骤；若否，则进入步骤。在本实施例中，可以四段拟合直线的长度在设定的允许误差范围内是否相等为判断条件。
步骤23：将四段拟合线段进一步拟合为菱形。在本实施例中，以按照顺序输入的第一段线段的长度和角度为基准，将四段拟合线段进一步拟合为菱形。
步骤24：判断是否包含三个段落。
步骤25：根据起点和终点之间的距离判断是否近似为三角形；若是，则进入步骤26；若否，进入步骤27。在一些实施例中，可以通过判断起点和终点之间的距离是否超过设定三角形笔划端点距离阈值来判断是否近似为三角形。
步骤26：将线段进一步拟合为三角形。可以将按照时间顺序输入的第一段段落端点确定为三角形的两个顶点，将按照时间顺序输入的第二段段落远离第一段段落的端点确定为三角形的第三个顶点，生成一个三角形。
通过上述流程，本发明实施例的触摸屏笔划信息识别处理方法可将用户手写输入的单个笔划识别为矩形、菱形、三角形。
在一些实施例中，用户通过手写输入圆、椭圆或圆弧的笔划，在上述步骤16之后，可通过下述过程对用户以单个笔划形式所输入的圆、椭圆进行识别处理。
步骤27：判断笔划是否近似为椭圆，若是，则进入下一步骤。在本步骤中，可以通过先求出每个段落的线性度，判断是否存在一个段落线性度超出设定椭圆阈值，若存在，则判断笔划近似为椭圆。
步骤28：求出椭圆的长轴、短轴、倾斜角度、中心坐标。
步骤29：判断是否近似为圆形。在本步骤中判断上一步骤中所求出的长轴、短轴之比是否在设定圆形半径比阈值范围内；若是，则进入下一步骤；若否，则进入步骤33。
步骤30：将步骤28中所求出的中心坐标作为圆心坐标。
步骤31：按照计算出的长轴、短轴长度，计算所要拟合的圆形的半径。所述圆形半径可按照长轴、短轴之和的一半进行计算；所述圆形半径也可以采用长轴的长度，还可以采用短轴的长度。
步骤32：按照圆心坐标和半径将笔划拟合为圆形。
步骤33：根据步骤28中计算出的椭圆长轴、短轴、倾斜角度、中心坐标，将笔划拟合为椭圆。
通过执行上述过程，本发明实施例的智能笔可将用户手写输入的椭圆、 圆的笔划识别并判断出来。
进一步，当用户以单笔划的形式手写输入箭头时，本发明实施例也可以通过以下流程进行识别处理。
在步骤16中将笔划进行分段之后，若经过判断不是矩形、线段、菱形、椭圆，则后续继续通过下述步骤进行识别处理，由于篇幅原因，本实施例采用图1C展示步骤34-39。
步骤34：判断是否存在优势段落，若是，则进入下一步骤。优势段落可以是长度超过非优势段落至少两倍的段落。此处的长度可以是值段落端点之间的距离，也可以是按照段落上所有点之和计算出的长度。
步骤35：判断优势段落是否近似为线段，若是，进入步骤36；若否，进入步骤37。具体的，可以计算优势段落的线性度，并判断计算出的最大线性度是否在设定的线段线性度阈值范围内。
步骤36：将优势段落拟合为线段。
步骤37：判断优势段落是否近似为弧线，若是，进入步骤38。
步骤38：将优势段落拟合为弧线。
步骤39：判断非优势段落的参数是否在设定的箭头阈值参数范围之内，若是，则进入下一步骤。
步骤40：将非优势段落拟合为箭头的头部。本步骤中，可以在智能笔中预先设定一个箭头头部图形，在非优势段落满足步骤35的条件的情况下，将非优势段落按照设定好的箭头头部图形进行拟合。
步骤41：将笔划拟合为箭头。本步骤中将箭头头部与优势段落拟合线段就近的端点连接。在本实施例中，可将头部尖端与就近的优势段落拟合线段端点连接，使二者成为箭头。在其它实施例中，也可将头部末端与就近的优势段落拟合线段端点连接，使二者成为箭头。
在另一些实施例中，上述步骤2中可以根据关键点进行笔划分段。具体步骤如下：
步骤201：将一个笔划段的两个端点进行连线；若对一个笔划执行首次查找关键点，则所述笔划段指笔划；若对一个笔划端执行非首次查找关键点，则所述笔划段指上一次查找所得到的初级段落。
步骤202：计算除去两端点以外的其余点到上述连线的距离。
步骤203：判断是否存在超过段落距离阈值的点；若是，则进入下一步 骤；若否，则进入步骤207。
步骤204：找出距离最大的点，并将该点作为本段笔划的关键点。
步骤205：在上述关键点处，将笔划段进一步分为两部分初级段落。
步骤206：计将初级段落作为新的笔划段，返回步骤201。
步骤207：将当前笔划段作为段落。
除步骤2以外，步骤16也可通过上述过程实现。
在一些实施例中，上述步骤4可以进一步包括如下过程：
步骤401：判断优势段落端点的设定范围内是否存在一个或两个非优势段落；若存在，则进入下一步骤；若否，则判断非优势段落的参数不再设定的箭头阈值参数范围内。具体的，本步骤中，以优势段落端点为圆心，判断设定范围内是否存在一个或两个非优势段落。由于优势段落存在两个端点，可以一个端点为圆心，判断以设定距离r为半径的圆形区域范围内是否存在一个或两个非优势段落；然后以另一个端点为圆心，判断以设定距离r为半径的圆形区域范围内是否存在一个或两个非优势段落。
步骤402：判断非优势段落与优势段落的夹角是否在设定阈值范围内，若是，则判断非优势段落参数在设定的箭头阈值参数范围内。
在一些实施例中，步骤36也可通过上述步骤401-402实现。
在一些实施例中，步骤7可以通过如下过程实现：
步骤701：在优势段落上等间隔选取一定数目的点，在本实施例中，可选取20个点。
步骤702：对于m=20，0≤i≤m，判断是否存在常数x0、y0、θ、a、b，使得为最小，若是，则进入下一步；其中f(xi)=[(x-x0)cosθ+(y-y0)sinθ]2a2+[(y-y0)cosθ-(x-x0)sinθ]2b2-1,]]>xi、yi分别为上述20个点的坐标。
步骤703：判断a和b的比值是否在设定的圆形半径比阈值范围内，若是则进入下一步骤；若否，进入步骤705。
步骤704：判断优势段落近似为圆弧线。
步骤705：判断优势段落近似为椭圆弧线。
在一些实施例中，步骤38中所述的判断优势段落是否为弧线，也可以通过上述步骤701-705实现。
进一步，步骤8可以通过如下过程实现：
步骤801：将优势段落端点连线。
步骤802：判断优势段落包络区域在上一步骤中所述连线方向的长度是否小于上述连线的长度，若是，则进入下一步骤；若否，则进入步骤805。
步骤803：判断该优势段落拟合为劣弧。
步骤804：将优势段落拟合成一条劣弧。具体的，若在步骤7中判断该优势段落为椭圆弧线，则将优势段落拟合成一条椭圆劣弧，该椭圆劣弧端点的横坐标与优势段落的横坐标相同，且弧线上所有点满足[(x-x0)cosθ+(y-y0)sinθ]2a2+[(y-y0)cosθ-(x-x0)sinθ]2b2=1;]]>在其它实施例中，该椭圆劣弧端点的纵坐标与优势段落的纵坐标相同。若在步骤7中判断该优势段落为圆弧线，则根据a、b和设定的规则计算出半径r，将优势段落拟合成一条圆劣弧，该圆劣弧圆心为x0、y0，半径为r，其端点横坐标与优势段落端点横坐标相同；在其它实施例中，该圆劣弧端点的纵坐标与优势段落的纵坐标相同。
步骤805：判断该优势段落拟合为优弧。
步骤806：将优势段落拟合成一条优弧。若在步骤7中判断该优势段落为椭圆弧线，则将优势段落拟合成一条椭圆优弧，该椭圆优弧端点的横坐标与优势段落的横坐标相同，且弧线上所有点满足[(x-x0)cosθ+(y-y0)sinθ]2a2+[(y-y0)cosθ-(x-x0)sinθ]2b2=1;]]>在其它实施例中，该椭圆优弧端点的纵坐标与优势段落的纵坐标相同。若在步骤7中判断该优势段落为圆弧线，则根据a、b和设定的规则计算出半径r，将优势段落拟合成一条圆优弧，该圆劣弧圆心为x0、y0，半径为r，其端点横坐标与优势段落端点横坐标相同；在其它实施例中，该圆优弧端点的纵坐标与优势段落的纵坐标相同。
在一些实施例中，步骤37中所述的将优势段落拟合为弧线，也可以通过上述步骤801-806实现。
在一些实施例中，上述步骤13可以按通过下过程实现：
步骤1301：求出按时间顺序输入的第一个段落与剩余段落的长度比值。本步骤中所述的长度可以是段落端点之间的距离。
步骤1302：判断所述长度比值是否在设定的正方形边长比值范围内，若 是，则进入下一步骤；若否，则进入步骤1304。
步骤1303：将笔划拟合为正方形，该正方形的边平行于x轴或y轴，边长等于所述第一个段落端点之间的距离。
步骤1304：将笔划拟合为长方形，该长方形的长边平行于x轴或y轴，长度或宽度等于所述第一个段落两端点之间的距离，宽度或长度等于按时间顺序输入的第二个段落两端点之间的距离。
在其它实施例中，步骤13也可以通过其它的方式，以按时间顺序输入的第一个段落为基准，错位拟合处正方形或长方形。
在其它实施例中，上述步骤1301-1303也可以用于实现步骤21。
在一些实施例中，步骤28可通过下述过程实现。
步骤2801：在笔划上等间隔选取一定数目的点，在本实施例中，可选取20个点。
步骤2802：对于m=20，0≤i≤m，判断是否存在常数x0、y0、θ、a、b，使得为最小，若是，则进入下一步；其中f(xi)=[(x-x0)cosθ+(y-y0)sinθ]2a2+[(y-y0)cosθ-(x-x0)sinθ]2b2-1,]]>xi、yi分别为上述20个点的坐标。
步骤2803：计算最小时的x0、y0、θ、a、b，x0、y0分别为中心的横坐标、纵坐标，θ为倾斜角度、a、b分别为椭圆的长轴、短轴。
在其它实施例中，可以采用最小二乘法对椭圆进行拟合。
进一步，本发明提供一种智能笔，采用上述任意一种实施例所提供的方法对用户通过手写输入的笔划信息进行识别处理，包括单笔划识别模块、多笔划识别模块。
从上面所述可以看出，本发明提供的笔划信息识别处理方法，可应用于多种具有触摸屏的电子设备，特别是电子白板，可以对用户手写输入的笔划进行识别处理，并拟合成几何图形。本发明实施例的笔划识别处理方法，可以识别用户手写输入的多段笔划和单个笔划，并将用户徒手绘制的图形变为标准图形，可以应用于教学、会议等多种场合，具有很强的实用性，使得用户无需借助工具就可以在触摸屏上任意区域绘制出任意大小的图形，调用方便，使用简单，符合用户的手写绘制习惯，从而易于用户掌握。此外，本发 明实施例采用有效的方法识别出用户手写绘制的箭头，拟合其它图形时也具有较高的准确性。
本发明提供的智能笔，采用本发明任意实施例的笔划识别处理方法对用户手写输入的笔划进行识别，可设置在多种具有触摸屏的电子设备，特别是电子白板中，使得用户不借助工具就可以绘制出标准的几何图形，符合用户的使用习惯，调用方便，易于掌握，可应用与教学、会议等多种场合并且具有较高的准确度。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。