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【主權項】
1. 一種手繪幾何圖形規(guī)范化方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 收集屏幕上繪制起點到終點之間的繪制軌跡信息； (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、最大內接四邊形面積和最大內接三角形面積； (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； 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、最大內接四邊面積/凸包面積、最大內接三角形面積/凸包面 積、最大內接三角形面積/最大內接四邊形面積、最大內接四邊形面積/最小外接矩形面積、 最大內接二角形面積/最小外接矩形面積； (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。2. 如權利要求1所述的手繪幾何圖形規(guī)范化方法，其特征在于，所述幾何圖形類型包括 線、圓、橢圓、矩形、三角形、菱形、梯形、五角星形。3. 如權利要求1或2所述的手繪幾何圖形規(guī)范化方法，其特征在于，所述步驟（3)具體 為： 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； 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)間內存在 取值可能性最大的一個可信區(qū)間； 計算繪制軌跡的八種特征比值； 若繪制軌跡的其中一個特征比值fcl唯一地落入幾何圖形類型C的第一特征比值匕: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fca落入幾何圖形類型C的第一特征比值fcl的模糊區(qū)間 內但在可信區(qū)間外，則進一步搜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f c2,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fu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。4. 如權利要求1或2所述的手繪幾何圖形規(guī)范化方法，其特征在于，所述步驟(4)具體 為： 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； 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； 所述繪制軌跡為圓或橢圓時，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 形的對稱中心為圓心或橢圓心，以最小外接矩形四個角點為參數(shù)重繪圓或橢圓； 所述繪制軌跡為三角形時，在繪制軌跡上計算所有點的平均曲率和平均速度，將平均 曲率乘以點的數(shù)量除以10作為曲率閾值，將平均速度除以點的數(shù)量進行縮小作為速度閾 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，在特征點集合中以局部曲率絕對值最大、繪制速 度最小為標準提取三個特征點，連線三個特征點成三角形； 所述繪制軌跡為菱形時，以軌跡的最大內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； 所述繪制軌跡為梯形時，以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，以軌跡的最大內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； 所述繪制軌跡為五角星時，以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、右下角點以及求取的三個中點成五角星。5. -種手繪幾何圖形規(guī)范化系統(tǒng)，其特征在于，包括以下模塊： 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； 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、最大內接四邊形面積和最大內接 二角形面積； 第三模塊，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； 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、最大內接四邊面積/凸包面積、最大內接三角形面積/凸包面 積、最大內接三角形面積/最大內接四邊形面積、最大內接四邊形面積/最小外接矩形面積、 大內接三角形面積/最小外接矩形面積； 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。6. 如權利要求5所述的手繪幾何圖形規(guī)范化系統(tǒng)，其特征在于，所述幾何圖形類型包括 線、圓、橢圓、矩形、三角形、菱形、梯形、五角星形。7. 如權利要求5或6所述的手繪幾何圖形規(guī)范化方法，其特征在于，所述第三模塊包括： 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； 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)間內存在取值可能性最大的一個可信區(qū)間； 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; 第34模塊，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)間內但在可信區(qū)間外，則進一步搜索與該幾何圖形類型C的特征比值^莫糊區(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匕 2,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fu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。8. 如權利要求5或6所述的手繪幾何圖形規(guī)范化方法，其特征在于，所述第四模塊包括： 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； 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； 第43子模塊，用于所述繪制軌跡為圓或橢圓時，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心為圓心或橢圓心，以最小外接矩形四個角點為參數(shù)重繪圓或 橢圓； 第44子模塊，用于所述繪制軌跡為三角形時，在軌跡上以局部曲率最大、繪制速度最小 為標準提取三個特征點，連線三個特征點成三角形； 第45子模塊，用于所述繪制軌跡為菱形時，以軌跡的最大內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； 第46子模塊，用于所述繪制軌跡為梯形時，以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接四邊形的左上角點、右上角點確定，連線 四個角點成梯形； 第47子模塊，用于所述繪制軌跡為五角星時，以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、右下角點以及求取的三個中點成五角星。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種手繪幾何圖形規(guī)范化方法，包括以下步驟:(1)收集屏幕上繪制起點到終點之間的繪制軌跡信息；(2)提取所述繪制軌跡的幾何特征參數(shù)；(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；(4)在已確定幾何圖形類型的繪制軌跡上根據(jù)不同圖形的特性，提取特征點和特征參數(shù)，完成繪制；(5)將特征點作為熱點供用戶進一步修正圖形。本發(fā)明還提供了實現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)。本發(fā)明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，解決課堂教學中手繪圖形不準確而現(xiàn)有手繪圖形識別不能滿足課堂教學需要的問題。
【IPC分類】G06T11/20, G06K9/00, G09B23/04
【公開號】CN105719328
【申請?zhí)枴緾N201610034784
【發(fā)明人】何秀玲, 陳增照, 劉三女牙, 楊宗凱, 李洋洋
【申請人】華中師范大學
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年1月19日