一種手繪幾何圖形規(guī)范化方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖形技術領域，更具體地，設及一種手繪幾何圖形規(guī)范化方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 手繪幾何圖形規(guī)范化的技術應用非常廣泛，比如在輔助教學領域。在W電子白板 為教學媒介的課堂上，教師使用手繪平面幾何圖形不能完全滿足教學需要，借助專業(yè)繪圖 軟件又步驟繁瑣，不能適應課堂節(jié)奏。平面幾何手繪圖形規(guī)范化在教學領域的應用必要而 迫切，但是目前平面幾何手繪圖形識別的精度和效率還難W滿足課堂應用，也缺乏準確有 效的繪制手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術的W上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種手繪幾何圖形規(guī)范化方 法及系統(tǒng)，其目的在于，在保留用戶個性化繪制幾何圖形的同時有效提高幾何圖形的重繪 準確率，由此解決手繪圖形識別不能滿足課堂教學需要的問題。
[0004] -種手繪幾何圖形規(guī)范化方法，包括W下步驟：
[0005] (1)收集屏幕上繪制起點到終點之間的繪制軌跡信息；
[0006] (2)提取所述繪制軌跡的幾何特征參數(shù)，所述幾何特征參數(shù)包括凸包周長平方、凸 包面積、最小外接矩形高度、最小外接矩形寬度、最大內(nèi)接四邊形面積和最大內(nèi)接=角形面 積；
[0007] (3)依據(jù)所述繪制軌跡的幾何特征參數(shù)計算用于分類的八個特征比值，將八個特 征比值與各種幾何圖形類型相應的特征比值取值區(qū)間進行比較，根據(jù)比較結果判定所述繪 制軌跡的幾何圖形類型；
[000引所述八個特征比值包括：凸包周長平方/凸包面積、最小外接矩形高度/外接矩形 寬度、凸包面積/最小外接矩形面積、最大內(nèi)接四邊面積/凸包面積、最大內(nèi)接=角形面積/ 凸包面積、最大內(nèi)接=角形面積/最大內(nèi)接四邊形面積、最大內(nèi)接四邊形面積/最小外接矩 形面積、最大內(nèi)接=角形面積/最小外接矩形面積；
[0009] (4)在確定繪制軌跡的幾何圖形類型后，根據(jù)該幾何圖形類型的曲率和速度變化 特征，在繪制軌跡中提取特征點，連線特征點完成繪制。
[0010] 進一步地，所述幾何圖形類型包括線、圓、楠圓、矩形、=角形、菱形、梯形、五角星 形。
[0011] 進一步地，所述步驟(3)具體為：
[0012] 為每種幾何圖形類型選取表征本圖形屬性的特征比值，并指定區(qū)分度最大的第一 特征比值；
[0013] 將各種幾何圖形類型的特征比值可能的取值區(qū)間定義為模糊區(qū)間，在模糊區(qū)間內(nèi) 存在取值可能性最大的一個可信區(qū)間；
[0014] 計算繪制軌跡的八種特征比值；
[0015] 若繪制軌跡的其中一個特征比值fci唯一地落入幾何圖形類型C的第一特征比值 fcl的可信區(qū)間，則直接判定該繪制軌跡為該幾何圖形類型C;若繪制軌跡的其中一個特征比 值fcl落入幾何圖形類型C的第一特征比值fcl的模糊區(qū)間內(nèi)但在可信區(qū)間外，則進一步捜索 與該幾何圖形類型C的特征比值fcl模糊區(qū)間存在交集的幾何圖形類型E，選擇繪制軌跡的另 一特征比值fc2,若繪制軌跡的特征比值fc2落入幾何圖形類型E的特征比值fc2的模糊區(qū)間， 則判定繪制軌跡為幾何圖形類型E，否則，判定繪制軌跡為幾何圖形類型C。
[0016] 進一步地，所述步驟(4)具體為：
[0017] 所述繪制軌跡為直線時，提取軌跡的開始點和結束點，連接開始點和結束點成直 線；
[0018] 所述繪制軌跡為矩形時，求取軌跡最小外接矩形的四個角點數(shù)據(jù)，連線四個角點 成矩形；
[0019] 所述繪制軌跡為圓或楠圓時，求取其最小外接矩形的四個角點數(shù)據(jù)，求取最小外 接矩形的對稱中屯、為圓屯、或楠圓屯、，W最小外接矩形四個角點為參數(shù)重繪圓或楠圓；
[0020] 所述繪制軌跡為=角形時，在繪制軌跡上計算所有點的平均曲率和平均速度，將 平均曲率乘W點的數(shù)量除WlO作為曲率闊值，將平均速度除W點的數(shù)量進行縮小作為速度 闊值，通過均值濾波法找獲得曲率特征點集合和速度特征點集合，比較兩個特征點集合，找 出同時存在的特征點輸出到特征點集合中，在特征點集合中W局部曲率絕對值最大、繪制 速度最小為標準提取=個特征點，連線=個特征點成=角形；
[0021] 所述繪制軌跡為菱形時，W軌跡的最大內(nèi)接四邊形的四個角點為基礎，找出軌跡 中曲率變化量最大和速度最小的四個點，連線四個點成菱形；
[0022] 所述繪制軌跡為梯形時，W軌跡的最小外接矩形左下角點、右下角點為梯形下底 邊角點，W軌跡的最大內(nèi)接四邊形的左上角點、右上角點為梯形上底邊兩角點，連線四個角 點成梯形；
[0023] 所述繪制軌跡為五角星時，W軌跡的最小外接矩形的四個角點為基礎，求取左上 角點、左下角點之間連線的中點，左上角點、右上角點之間連線的中點；右上角點、右下角點 之間的中點;連線左下角點、右下角點W及求取的S個中點成五角星。
[0024] -種手繪幾何圖形規(guī)范化系統(tǒng)，包括W下模塊：
[0025] 第一模塊，用于收集屏幕上繪制起點到終點之間的繪制軌跡信息；
[0026] 第二模塊，用于提取所述繪制軌跡的幾何特征參數(shù)，所述幾何特征參數(shù)包括凸包 周長平方、凸包面積、最小外接矩形高度、最小外接矩形寬度、最大內(nèi)接四邊形面積和最大 內(nèi)接S角形面積；
[0027] 第=模塊，用于依據(jù)所述繪制軌跡的幾何特征參數(shù)計算用于分類的八個特征比 值，將八個特征比值與各種幾何圖形類型相應的特征比值取值區(qū)間進行比較，根據(jù)比較結 果判定所述繪制軌跡的幾何圖形類型；
[0028] 所述八個特征比值包括：凸包周長平方/凸包面積、最小外接矩形高度/外接矩形 寬度、凸包面積/最小外接矩形面積、最大內(nèi)接四邊面積/凸包面積、最大內(nèi)接=角形面積/ 凸包面積、最大內(nèi)接=角形面積/最大內(nèi)接四邊形面積、最大內(nèi)接四邊形面積/最小外接矩 形面積、大內(nèi)接=角形面積/最小外接矩形面積；
[0029] 第四模塊，用于在確定繪制軌跡的幾何圖形類型后，根據(jù)該幾何圖形類型的曲率 和速度變化特征，在繪制軌跡中提取特征點，連線特征點完成繪制。
[0030] 進一步地，所述幾何圖形類型包括線、圓、楠圓、矩形、=角形、菱形、梯形、五角星 形。
[0031] 進一步地，所述第=模塊包括：
[0032] 第31模塊，用于為每種幾何圖形類型選取表征本圖形屬性的特征比值，并指定表 現(xiàn)度最大的第一特征比值；
[0033] 第32模塊，用于將各種幾何圖形類型的特征比值可能的取值區(qū)間定義為模糊區(qū) 間，在模糊區(qū)間內(nèi)存在取值可能性最大的一個可信區(qū)間；
[0034] 第33模塊，用于若繪制軌跡的其中一個特征比值唯一地落入幾何圖形類型S的第 一特征比值的可信區(qū)間，則直接判定該繪制軌跡為該幾何圖形類型S;
[0035] 第34模塊，若繪制軌跡的其中一個特征比值fci落入幾何圖形類型C的第一特征比 值fcl的模糊區(qū)間內(nèi)但在可信區(qū)間外，則進一步捜索與該幾何圖形類型C的特征比值fcl模糊 區(qū)間存在交集的幾何圖形類型E，選擇繪制軌跡的另一特征比值fc2,若繪制軌跡的特征比值 fc2落入幾何圖形類型E的特征比值fc2的模糊區(qū)間，則判定繪制軌跡為幾何圖形類型E，否 貝1J，判定繪制軌跡為幾何圖形類型C。
[0036] 進一步地，所述第四模塊包括：
[0037] 第41子模塊，用于所述繪制軌跡為直線時，提取軌跡的開始點和結束點，連線開始 點和結束點成直線；
[0038] 第42子模塊，用于所述繪制軌跡為矩形時，求取軌跡最小外接矩形的四個角點數(shù) 據(jù)，連線四個角點成矩形；
[0039] 第43子模塊，用于所述繪制軌跡為圓或楠圓時，求取其最小外接矩形的四個角點 數(shù)據(jù)，求取最小外接矩形的對稱中屯、為圓屯、或楠圓屯、，W最小外接矩形四個角點為參數(shù)重 繪圓或楠圓；
[0040] 第44子模塊，用于所述繪制軌跡為=角形時，在軌跡上W局部曲率最大、繪制速度 最小為標準提取=個特征點，連線=個特征點成=角形；
[0041] 第45子模塊，用于所述繪制軌跡為菱形時，W軌跡的最大內(nèi)接四邊形的四個角點 為基礎，找出軌跡中曲率變化量最大和速度最小的四個點，連線四個點成菱形；
[0042] 第46子模塊，用于所述繪制軌跡為梯形時，W軌跡的最小外接矩形左下角點、右下 角點為梯形下底邊角點，梯形上底邊兩角點由最大內(nèi)接四邊形的左上角點、右上角點確定， 連線四個角點成梯形；
[0043] 第47子模塊，用于所述繪制軌跡為五角星時，W軌跡的最小