專利名稱：非識別式手寫輸入方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子產品的輸入方法，特別涉及一種非識別式手寫輸入方法，本發明還涉及具有這種手寫輸入方式的信息處理裝置。
背景技術：
目前，使用者特別是老師、學生、管理者等使用者使用的筆記本都是紙質的，通常需要多個筆記本，以分類記錄不同內容，然而利用這些紙質筆記本記錄給記錄內容的管理帶來不便，不易查找、改動，有時還需要再整理，費時費力，而且這種記錄方式也給使用者帶來了攜帶的不便，使得攜帶者不得不攜帶多個不同的筆記本。另外這種傳統筆記本制造業每年要消耗大量的木材、能源等原材料。
基于上述問題，人們越來越傾向于利用電子裝置來記錄信息，然而現有的可用輸入筆直接在觸摸屏上記錄信息的電子裝置，諸如各種商務通、電子記事本甚至筆記本電腦等信息處理裝置，其在觸摸屏上記錄信息時，均基于識別原理，需用一種既定的輸入法輸入，將所輸入的文字與裝置中保存信息相比較得以識別，而后將其顯示。這種輸入技術速度較低，輸入速度遠不能適應人們手寫輸入的速度要求，不適于大量文字或圖形的記錄；當使用者書寫筆跡比較潦草時，其識別效果差；且書寫時無法將原筆跡保存，從而不能適應人們的個性化要求，比如記錄特殊記號或圖形等，因而現有的各種信息處理裝置并不具備真正的筆記本功能，無法滿足人們快速、方便地記錄各種信息的需求。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種非識別式手寫輸入方法及其裝置，以能夠顯示和保存在觸摸屏手寫輸入的原輸入筆跡，提高了輸入速度，適于大量文字或圖形的記錄，且記錄方式和內容更為人性化，以實現電子筆記本的功能。
為實現上述目的，本發明提供一種非識別式手寫輸入方法，其特點是中央處理器讀取輸入筆在觸摸屏上書寫的軌跡，將其數據處理形成像素矩陣后于顯示裝置上輸出顯示該書寫軌跡，并將該書寫軌跡轉換為數據文件存儲于存儲裝置中。
所述非識別式手寫輸入方法，包括下列步驟①.中央處理器讀取輸入所選擇的輸入筆類型及格線類型；②.中央處理器讀取輸入筆在觸摸屏上書寫的軌跡，并對應該軌跡在XY坐標系統的每一X、Y坐標值生成一對應像素，將該像素一一賦值予一二維矩陣的與該X、Y坐標值相應位置的數組，由該二維矩陣存儲，形成像素矩陣；③.顯示裝置輸出顯示經中央處理器讀取并轉換為像素的輸入筆的書寫軌跡；④.判斷觸摸屏該頁輸入是否結束，若尚未結束則返回步驟1；若該頁輸入已結束，則將輸入筆的書寫軌跡的像素矩陣的數組數據轉化為數據文件；⑤.開始下一頁，并將所形成的數據文件保存到存儲裝置中；⑥.判斷是否退出輸入狀態，若是，則結束觸摸屏接受新信息；若否，則返回步驟1。
所述非識別式手寫輸入方法的上述步驟2包括下列步驟①.觸摸屏讀取輸入筆在其上書寫的軌跡，并將其轉化為對應該觸摸屏所設置的XY坐標系統的X坐標和Y坐標的兩個模擬連續信號；②.輸入接口電路將所述模擬連續信號模/數轉換為對應的數字量信號，并根據采樣周期把該輸入筆的書寫軌跡的坐標位置對應的數字量值，該數字量值采集到中央處理器中；③.中央處理器將讀取到的數字量值轉化為十進制坐標值，形成X、Y坐標值，該X、Y坐標值根據顯示屏的輸入顯示分辨率取整；
④.中央處理器對應該軌跡的每一X、Y坐標值生成一對應像素，將該像素賦值予一二維矩陣的與X、Y坐標值相應位置的數組，由該二維矩陣存儲，形成像素矩陣。
所述二維矩陣的大小對應顯示裝置顯示屏的輸入顯示分辨率，其數組維數坐標對應顯示裝置顯示屏的定義坐標值。
所述非識別式手寫輸入方法還包括編輯操作處理步驟在顯示裝置將輸入筆的書寫軌跡輸出顯示后，中央處理器判斷是否有修改觸摸屏上輸入筆的書寫軌跡的操作信息，若有，中央處理器讀取輸入筆欲在觸摸屏上做修改的修改區域坐標范圍，并刪除修改區域坐標像素，由輸入筆在觸摸屏書寫新內容，然后返回步驟1；若無，則進入步驟4，判斷觸摸屏該頁輸入是否結束。
所述輸入筆的類型包括顏色類型和粗細類型，所述像素為輸入筆的顏色類型，其賦值可定義為
輸入筆在觸摸屏上每一頁軌跡的全部像素均賦值予該二維矩陣，該二維矩陣的數組的缺省值為0。
一種應用上述非識別式手寫輸入方法的信息處理裝置，其特點是包括用于輸入筆書寫并將輸入筆的書寫軌跡轉化為兩個模擬連續信號的觸摸屏；用于將觸摸屏傳送的模擬連續信號進行模/數轉換形成對應的書寫軌跡的數字量信號的輸入接口電路；用于將采樣得到的書寫軌跡的數字量值數據處理形成像素矩陣后控制顯示裝置顯示該書寫軌跡，并將該書寫軌跡轉化為數據文件存儲并管理的中央處理器；用于輸出顯示輸入筆的書寫軌跡的顯示裝置；用于由中央處理器控制驅動顯示裝置輸出顯示的顯示驅動電路；存儲裝置，包括用做該信息處理裝置內存的同步動態隨機存儲器及用于存儲操作系統、應用軟件以及各數據文件的閃存。
所述兩個模擬連續信號對應所述觸摸屏所設置的XY坐標系統的X坐標和Y坐標；所述中央處理器用于將書寫軌跡的數字量值轉化為十進制坐標值，形成X、Y坐標值，并對應該軌跡的每一X、Y坐標值生成一對應像素，將該像素賦值予一二維矩陣的與X、Y坐標值相應位置的數組，由該二維矩陣存儲，形成像素矩陣；所述二維矩陣的大小對應顯示裝置顯示屏的輸入顯示分辨率，其數組維數坐標對應顯示屏的定義坐標值。
所述中央處理器還用于編輯操作處理經數據處理后的輸入筆的書寫軌跡。
所述信息處理裝置還設有操作按鈕和USB接口電路，其中操作按鈕經輸入接口電路向中央處理器輸入操作信息，包括開關按鈕、翻頁按鈕、確認按鈕及擦除按鈕；USB接口電路連接該信息處理裝置與外界計算機或存儲器。
本發明可以迅速讀入輸入筆在觸摸屏上書寫的內容，將該內容同位、同形、同時在顯示裝置上顯示出來，而且在書寫的同時可以修改編輯所有輸入內容。當記錄結束時，可直接將輸入內容同位、同形地存入存儲裝置，方便管理。由此本發明能夠同位、同形、同時地顯示在觸摸屏手寫輸入的原輸入筆跡并將其保存，提高了輸入速度，適于大量文字或圖形的記錄，且記錄方式和內容更為人性化，亦便于對記錄信息的管理，實現電子筆記本的功能。
以下結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。
圖1為本發明的信息處理裝置的硬件原理框圖。
圖2為本發明的非識別式手寫輸入方法的流程圖。
圖3為本發明的信息處理裝置的工作原理圖。
圖4為本發明的信息處理裝置實施例電子筆記本的外部結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，采用本發明的非識別式手寫輸入方法的信息處理裝置1包括觸摸屏2、輸入接口電路3、中央處理器(CPU)4、顯示驅動電路5、顯示裝置6及存儲裝置，其中存儲裝置包括一同步動態隨機存儲器(SDRAM)7及一閃存8。該信息處理裝置1還設有USB接口電路9以與外界計算機或存儲器通訊。
其中觸摸屏2可采用四線阻式或表面聲波式等各種形式的觸摸屏，用于將輸入筆在觸摸屏2上書寫的軌跡轉化為兩個模擬連續信號，如四線阻式觸摸屏的電阻信號，對應該觸摸屏2所設置的XY坐標系統的X坐標和Y坐標；并將該模擬連續信號傳送至輸入接口電路3。
輸入接口電路3將觸摸屏2傳送的模擬連續信號進行模/數(A/D)轉換形成對應的數字量信號，并根據設定的采樣周期把該輸入筆的書寫軌跡的坐標位置對應的數字量值作為坐標信息采集到中央處理器4中，該采樣周期要求小于10ms。該輸入接口電路3還將信息處理裝置1上所設置的操作按鈕如開關按鈕、翻頁按鈕、確認按鈕、擦除按鈕等的操作信息傳送至中央處理器4實現相應的操作控制。
中央處理器4控制其它各部件協同工作。該中央處理器4讀取經輸入接口電路3模/數轉換和采樣的輸入筆的書寫軌跡數字量值，并將其進一步處理并轉化為數據文件，進行管理，并存入閃存8，此過程將在本發明的非識別式手寫輸入方法的處理過程中詳述。該中央處理器4還讀取經輸入接口電路3傳送的操作按鈕的操作信息，根據該操作信息控制相應的部件完成該操作。
顯示驅動電路5連接中央處理器4和顯示裝置6，根據中央處理器4的顯示控制命令驅動顯示裝置6顯示經中央處理器4讀取并處理的觸摸屏2上的輸入軌跡或存儲裝置中存儲的各種文字、圖形信息。
顯示裝置6可采用黑白或彩色液晶顯示器，在顯示驅動電路5的驅動下顯示經中央處理器4讀取并處理的觸摸屏2上的輸入軌跡或存儲裝置中存儲的各種文字、圖形信息。
存儲裝置與中央處理器4相連，其同步動態隨機存儲器7用做該信息處理裝置1的內存，與中央處理器4動態交換數據、文件；其閃存8主要用于存儲操作系統、應用軟件以及各數據文件。
如圖2所示為本發明的非識別式手寫輸入方法的處理流程圖，同時參照圖3所示，首先，觸摸屏2檢測到輸入筆處在與其接觸的狀態后，在步驟S1，中央處理器4讀取輸入筆在觸摸屏2上選擇的輸入筆及格線的類型，輸入筆的類型主要是指輸入筆的顏色類型及粗細類型。
然后在步驟S2，讀取輸入筆的書寫軌跡首先觸摸屏2讀取輸入筆在其上書寫的軌跡，并將其轉化為兩個模擬連續信號，對應該觸摸屏2所設置的XY坐標系統的X坐標和Y坐標；其次輸入接口電路3將該兩模擬連續信號進行模/數轉換形成對應的數字量信號，并根據采樣周期把該輸入筆的書寫軌跡的坐標位置對應的數字量值作為坐標信息采集到中央處理器4中，由此中央處理器4讀取輸入筆的書寫軌跡信號，即輸入筆的書寫軌跡的坐標位置對應的數字量值。
而后在步驟S3，中央處理器4將該數字量值轉化為十進制坐標值，形成X、Y坐標值，該X、Y坐標值根據分辨率取整。
在步驟S4，中央處理器4對應每一X、Y坐標值生成一個對應像素。在本實施例中，該像素是指顏色，即輸入筆的顏色類型，其賦值定義可參考如下
接著在步驟S5，將每一X、Y坐標值對應生成的像素賦值予一二維矩陣的X、Y坐標值相應位置的數組，形成像素矩陣。該二維矩陣的大小對應顯示裝置6顯示屏的輸入顯示分辨率，即若顯示屏的輸入顯示分辨率為A×B，則該二維矩陣的大小為A×B。例如，若取顯示屏尺寸為200mm×150mm，輸入顯示分辨率為640×480，則顯示屏坐標可以定義如下顯示屏的最左上角定義為(0，0)，最右下角定義為(640，480)，由此該二維矩陣為640×480的二維矩陣，其數組維數坐標對應顯示屏坐標值。輸入筆在觸摸屏2上每一頁軌跡的全部像素均賦值予該二維矩陣由該二維矩陣儲存，數組維數坐標與顯示坐標值對應。數組的缺省值是0，如果設置書寫格線，則可根據選擇格線設置對應點像素值為001(黑色)。
在步驟S6，顯示裝置6根據中央處理器4的控制輸出顯示經中央處理器4讀取并處理轉換為像素的輸入筆的書寫軌跡信息。
而后進行編輯操作處理在步驟S7，中央處理器4判斷是否有修改觸摸屏2上輸入筆的書寫軌跡的操作信息，若有，則進入步驟S13，中央處理器4讀取輸入筆欲在觸摸屏2上做修改的修改區域坐標范圍；并在步驟S14，刪除修改區域坐標像素；接著在步驟S15，輸入筆在觸摸屏2輸入新內容，然后返回步驟S1。若無修改觸摸屏2上輸入筆的書寫軌跡的操作信息，則進入步驟S8。
在步驟S8，判斷該觸摸屏2該頁輸入是否結束，若尚未結束則返回步驟S1，繼續讀入輸入筆的書寫軌跡；若該頁輸入已結束，則在步驟S9將其輸入筆的書寫軌跡的像素矩陣的數組數據轉化為數據文件。然后在步驟S10開始下一頁，并于步驟S11將該數據文件保存到閃存8中。
最后進入步驟S12判斷是否退出輸入狀態，若否則返回步驟S1；若是則結束觸摸屏2接受新信息。
經上述非識別式手寫輸入方法的處理，本發明的信息處理裝置1可以迅速讀入輸入筆在觸摸屏2上書寫的內容，并可將該內容(原輸入筆跡)同位、同形、同時在顯示裝置6上顯示出來，而且在書寫的同時可以修改編輯所有輸入內容。當記錄完一頁或書寫結束時，可直接將書寫內容同位、同形地存入存儲裝置，并開始新一頁的輸入。同時，該信息處理裝置1保存下來的輸入筆書寫軌跡的數據文件可方便地進行分類管理、瀏覽翻閱。
本發明的信息處理裝置1可為電子記事本、個人數位助理、各種商務通、筆記本電腦或者其它可利用輸入筆在觸摸屏上輸入信息的裝置，也可以為較為專用的電子筆記本。當該信息處理裝置1為一電子筆記本時，其外部結構可如圖4所示，該電子筆記本包括主機10和顯示輸入部分20，二者之間用合頁或轉軸連接，并通過信號電纜進行信號傳輸。該主機10的中央處理器可采用32位、主頻大致70MHZ的芯片，如ARM7系列芯片；其存儲裝置采用同步動態隨機存儲器(SDRAM)及閃存，前者用做該電子筆記本的內存，后者存儲操作系統如嵌入式操作系統、應用軟件和各數據文件，并方便與其它計算機通訊傳輸文件。該主機10上還設置有時鐘、日歷顯示區11、狀態指示燈12、USB接口13以及外電源接口14。
顯示輸入部分20包括顯示裝置和觸摸屏，其中顯示裝置為一液晶顯示器，觸摸屏設置于顯示裝置上，采用分辨率較高的四線阻式或表面聲波式觸摸屏。該觸摸屏及顯示裝置上設有菜單操作區21、輸入筆類型選擇區22、輸入區23、字符輸入區24以及圖元選擇區25。顯示輸入部分20還于觸摸屏的旁邊設有操作按鈕26，包括開關按鈕、翻頁按鈕、確認按鈕、擦除按鈕等。觸摸屏的輸入區23的尺寸可采用與B5紙相當的尺寸，符合人們書寫習慣，其表面略作磨砂處理(要求盡量減小對顯示亮度的影響)，使其表面光滑度與普通紙面相當或略高，以達到方便書寫的需要。
該電子筆記本利用輸入筆進行信息錄入，該輸入筆并可配合軟件完成基本鼠標功能(如點擊、確認等)。該電子筆記本還可另設計一塊絕緣墊板，當書寫時墊在手下避免手掌接觸引起誤輸入。此外，該電子筆記本的電源可采用鋰電池和外界提供電源兩種方式供電。
該電子筆記本的主機10外殼采用散熱性能較好的材料制作，顯示輸入部分2外殼采用一般有機材料制作。該電子筆記本采用無風扇式結構，利用固體電路封裝散熱技術，使得其體積更小重量更輕，便于攜帶。
該電子筆記本的工作過程如下打開電源開關，筆記本自動啟動。啟動結束后，即可進行輸入操作；在使用前或使用過程中，可以選擇輸入筆類型、格線類型；當操作者用輸入筆在觸摸屏上書寫時，輸入筆尖的移動軌跡被及時記錄下來，并轉化為同形、同位、同時的圖像顯示。當一頁輸入完畢時，按“確認”鍵或“下翻頁鍵”后，將輸入筆書寫軌跡以數據文件形式——可采用諸如GIF、JPG或BMP等圖像保存格式——分類保存，方便管理及瀏覽翻閱；當需要轉化輸入筆的類型時，只要點擊輸入筆類型選擇區22中相應輸入筆類型即可進行輸入筆粗細、顏色選擇；當需要修改時，可以按擦除按鈕，選擇刪除范圍并刪除，然后重新輸入；當需要進行簡單畫圖時，只要點擊相應圖元按鈕，選擇直線、圓、三角、矩形等圖形元，按照自己要求繪制；當在書寫過程中，需要重點突出的內容，可以選擇紅色等筆色進行標注；當全部記錄結束后，按“關機”按鈕即可。
本發明可以迅速讀入輸入筆在觸摸屏上書寫的內容，將該內容同位、同形、同時在顯示裝置上顯示出來，而且在書寫的同時可以修改編輯所有輸入內容。當記錄結束時，可直接將輸入內容同位、同形地存入存儲裝置，方便管理。由此本發明能夠同位、同形、同時地顯示在觸摸屏手寫輸入的原輸入筆跡并將其保存，提高了輸入速度，適于大量文字或圖形的記錄，且記錄方式和內容更為人性化，亦便于對記錄信息的管理，實現電子筆記本的功能。
權利要求
1.一種非識別式手寫輸入方法，其特征在于中央處理器讀取輸入筆在觸摸屏上書寫的軌跡，將其數據處理形成像素矩陣后于顯示裝置上輸出顯示該書寫軌跡，并將該書寫軌跡轉換為數據文件存儲于存儲裝置中。
2.根據權利要求1所述的非識別式手寫輸入方法，其特征在于包括下列步驟①.中央處理器讀取輸入所選擇的輸入筆類型及格線類型；②.中央處理器讀取輸入筆在觸摸屏上書寫的軌跡，并對應該軌跡在XY坐標系統的每一X、Y坐標值生成一對應像素，將該像素一一賦值予一二維矩陣的與該X、Y坐標值相應位置的數組，由該二維矩陣存儲，形成像素矩陣；③.顯示裝置輸出顯示經中央處理器讀取并轉換為像素的輸入筆的書寫軌跡；④.判斷觸摸屏該頁輸入是否結束，若尚未結束則返回步驟1；若該頁輸入已結束，則將輸入筆的書寫軌跡的像素矩陣的數組數據轉化為數據文件；⑤.開始下一頁，并將所形成的數據文件保存到存儲裝置中；⑥.判斷是否退出輸入狀態，若是，則結束觸摸屏接受新信息；若否，則返回步驟1。
3.根據權利要求2所述的非識別式手寫輸入方法，其特征在于所述步驟2包括下列步驟①.觸摸屏讀取輸入筆在其上書寫的軌跡，并將其轉化為對應該觸摸屏所設置的XY坐標系統的X坐標和Y坐標的兩個模擬連續信號；②.輸入接口電路將所述模擬連續信號模/數轉換為對應的數字量信號，并根據采樣周期把該輸入筆的書寫軌跡的坐標位置對應的數字量值，該數字量值采集到中央處理器中；③.中央處理器將讀取到的數字量值轉化為十進制坐標值，形成X、Y坐標值，該X、Y坐標值根據顯示屏的輸入顯示分辨率取整；④.中央處理器對應該軌跡的每一X、Y坐標值生成一對應像素，將該像素賦值予一二維矩陣的與X、Y坐標值相應位置的數組，由該二維矩陣存儲，形成像素矩陣。
4.根據權利要求2或3所述的非識別式手寫輸入方法，其特征在于所述二維矩陣的大小對應顯示裝置顯示屏的輸入顯示分辨率，其數組維數坐標對應顯示裝置顯示屏的定義坐標值。
5.根據權利要求2或3所述的非識別式手寫輸入方法，其特征在于還包括編輯操作處理步驟在顯示裝置將輸入筆的書寫軌跡輸出顯示后，中央處理器判斷是否有修改觸摸屏上輸入筆的書寫軌跡的操作信息，若有，中央處理器讀取輸入筆欲在觸摸屏上做修改的修改區域坐標范圍，并刪除修改區域坐標像素，由輸入筆在觸摸屏書寫新內容，然后返回步驟1；若無，則進入步驟4，判斷觸摸屏該頁輸入是否結束。
6.根據權利要求2或3所述的非識別式手寫輸入方法，其特征在于所述輸入筆的類型包括顏色類型和粗細類型，所述像素為輸入筆的顏色類型，其賦值可定義為
輸入筆在觸摸屏上每一頁軌跡的全部像素均賦值予該二維矩陣，該二維矩陣的數組的缺省值為0。
7.一種信息處理裝置，其特征在于包括用于輸入筆書寫并將輸入筆的書寫軌跡轉化為兩個模擬連續信號的觸摸屏；用于將觸摸屏傳送的模擬連續信號進行模/數轉換形成對應的書寫軌跡的數字量信號的輸入接口電路；用于將采樣得到的書寫軌跡的數字量值數據處理形成像素矩陣后控制顯示裝置顯示該書寫軌跡，并將該書寫軌跡轉化為數據文件存儲并管理的中央處理器；用于輸出顯示輸入筆的書寫軌跡的顯示裝置；用于由中央處理器控制驅動顯示裝置輸出顯示的顯示驅動電路；存儲裝置，包括用做該信息處理裝置內存的同步動態隨機存儲器及用于存儲操作系統、應用軟件以及各數據文件的閃存。
8.根據權利要求7所述的信息處理裝置，其特征在于所述兩個模擬連續信號對應所述觸摸屏所設置的XY坐標系統的X坐標和Y坐標；所述中央處理器用于將書寫軌跡的數字量值轉化為十進制坐標值，形成X、Y坐標值，并對應該軌跡的每一X、Y坐標值生成一對應像素，將該像素賦值予一二維矩陣的與X、Y坐標值相應位置的數組，由該二維矩陣存儲，形成像素矩陣；所述二維矩陣的大小對應顯示裝置顯示屏的輸入顯示分辨率，其數組維數坐標對應顯示屏的定義坐標值。
9.根據權利要求7或8所示的信息處理裝置，其特征在于所述中央處理器還用于編輯操作處理經數據處理后的輸入筆的書寫軌跡。
10.根據權利要求7或8所述的信息處理裝置，其特征在于還設有操作按鈕和USB接口電路，其中操作按鈕經輸入接口電路向中央處理器輸入操作信息，包括開關按鈕、翻頁按鈕、確認按鈕及擦除按鈕；USB接口電路連接該信息處理裝置與外界計算機或存儲器。
全文摘要
本發明涉及一種非識別式手寫輸入方法，其特點是中央處理器讀取輸入筆在觸摸屏上書寫的軌跡，將其數據處理形成像素矩陣后于顯示裝置上輸出顯示該書寫軌跡，并將該書寫軌跡轉換為數據文件存儲于存儲裝置中。本發明還提供一種實現該非識別式手寫輸入方法的信息處理裝置。本發明能夠同位、同形、同時地顯示在觸摸屏手寫輸入的原輸入筆跡并將其保存，從而提高了輸入速度，適于大量文字或圖形的記錄，且記錄方式和內容更為人性化，實現電子筆記本的功能。
文檔編號G06K11/06GK1556498SQ20041001564
公開日2004年12月22日 申請日期2004年1月6日 優先權日2004年1月6日
發明者劉寶, 丁永生, 劉 寶 申請人:東華大學