[发明专利]一种基于图像采集的面手写输入系统和方法

说明书

一种基于图像采集的面手写输入系统，包括输入面板、输入设备、处理单元和存储手写输入内容的服务器平台。输入面板上设置坐标点形成输入坐标系，输入设备包括手写操作时与输入面板接触的书写面、压力传感器、图像采集器，图像采集器视野内包含书写面外沿上的定位点。处理单元接收图像采集器的图像信息，计算手写输入内容并发送到服务器平台。本发明具有书写笔迹还原程度高、书写场景广泛等优点。

技术领域

本发明涉及计算机交互手写输入领域，特别是一种基于图像采集的面手写输入系统和方法。

背景技术

随着手写电子设备的发展，手写输入功能被应用于各个方面以取代传统的纸笔书写，如电子签名、电子绘画等。在教育领域，智能教室系统和学习系统的出现推进了无纸化和教育智能化的发展，不仅节约了资源，还能记录老师的课堂板书和学生的作业完成情况，有效地提高了教育质量。然而，现有的智能教室系统和学习系统所采用的手写输入系统通常为需要配合电子屏幕才能使用的触摸感应式的手写输入系统，不但设备成本高昂、容易损坏，长时间使用电子屏幕对用户的视力也有一定负面影响。也有一些现有技术使用摄像头对手写内容进行采集。

但在现有技术中，无论是触摸感应式的手写输入系统，还是使用摄像头采集图像的手写输入系统，其电子化手写输入的方式均为记录手写笔尖的运动轨迹所形成的线。这种数据采集方式仅记录手写笔尖的点的位置，而真实书写时比与书写介质的接触为面，不同形状的接触面会形成不同笔迹，导致了现有技术所输入的书写效果与使用传统书写工具有所不同。虽然可以通过手写笔压力传感器的读数或其他算法计算模拟的笔迹，但其与真实的书写效果还是有偏差，不利于引导学生在学习过程中建立对文字书写的正确认知。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于图像采集的面手写输入系统和方法。

一种基于图像采集的面手写输入系统包括输入面板、输入设备、处理单元和存储手写输入内容的服务器平台。输入面板上点阵排列设置具有独特编码的坐标点，形成输入坐标系。输入设备包括手写操作时与输入面板接触的书写面、压力传感器、一个或多个图像采集器。图像采集器视野内包含书写面外沿上不重合的至少两个定位点。处理单元接收图像采集器的图像信息，计算手写输入内容并发送到服务器平台。

进一步，书写面在接触输入面板时在输入面板上产生传统的手写效果：留下墨迹或其他视觉可见的书写痕迹，或擦除已有的墨迹或书写痕迹。

进一步，输入设备和处理单元为一体化装置。或者，所述输入设备将采集到的图像信息和/或压力传感器数据通过无线通信传输到处理单元。

进一步，服务器平台为互联网云平台。

一种基于图像采集的面手写输入方法如下：

建立并存储与输入面板坐标系对应的手写输入空间。当书写面与输入面板接触且压力传感器读数达到阈值时，图像采集装置快速采集连续的图像。处理单元接收图像采集器的图像，根据图像信息中所包含的书写面的定位点与其周围的输入面板上的坐标点之间的位置关系计算定位点的坐标。

根据至少两个定位点的坐标和书写面的形状、尺寸计算书写面在坐标系上的位置。根据连续两帧书写面在输入坐标系上的位置计算书写痕迹，连续的书写痕迹组成手写内容。

连续的图像帧、连续的书写痕迹指的是在一次书写面与输入面板接触且书写面的压力传感器读数达到阈值到书写面离开输入面板或压力传感器读数低于阈值的过程中连续的图像帧、连续的书写痕迹。

服务器平台接收并存储手写内容并相应地更新手写输入空间。

进一步，计算书写痕迹还包括记录时间戳和/或压力传感器读数。

进一步，处理单元本地缓存暂未发送到服务器平台的手写输入内容。