[發(fā)明專利]智能硬筆書法練習(xí)系統(tǒng)及評分方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010012716.9
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111540253A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 章紅紅
• 申請（專利權(quán)）人: 上海奇初教育科技有限公司;安徽教育出版社
• 主分類號: G09B11/00
• 分類號: G09B11/00;G06K9/00;G06Q10/06;G06Q50/20
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• 代理人: 暫無信息

1.智能硬筆書法練習(xí)系統(tǒng)，其特征在于，它包含帶點碼的字帖(1)、智能筆(2)、客戶端(3)、內(nèi)容處理服務(wù)器(4)；帶點碼的字帖(1)用于練字者書寫練習(xí)；智能筆(2)用于在帶點碼的字帖(1)上書寫和儲存書寫的數(shù)據(jù)，并將書寫的數(shù)據(jù)傳輸至客戶端(3)，智能筆(2)與客戶端(3)通過藍(lán)牙連接；客戶端(3)用于接收智能筆(2)書寫的數(shù)據(jù)，將書寫數(shù)據(jù)自動傳輸至內(nèi)容處理服務(wù)器(4)，還用于接收內(nèi)容處理服務(wù)器(4)據(jù)處理后的結(jié)果顯示，客戶端(3)和內(nèi)容處理服務(wù)器(4)通過網(wǎng)絡(luò)連接；內(nèi)容處理服務(wù)器(4)用于接收和儲存書寫內(nèi)容，并通過算法將書寫內(nèi)容筆跡的點碼信息與標(biāo)準(zhǔn)點碼信息進(jìn)行對比打分，最后將結(jié)果返回客戶端(3)顯示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能硬筆書法練習(xí)系統(tǒng)，其特征在于所述的帶點碼的字帖(1)放入制作流程如下：

步驟1，將字帖的原始PDF文件上傳到本系統(tǒng)的操作后臺；

步驟2，后臺服務(wù)器將在上傳的PDF文件上印上一層不可見的點陣圖案，基礎(chǔ)點陣碼應(yīng)為3*3方陣，點碼方陣中每個點應(yīng)至少包含四種以上狀態(tài)(依據(jù)所處位置)，點碼方陣中每個點碼間距為0.03mm以下，每頁PDF上的點碼都不相同，用于辨別書寫數(shù)據(jù)；

步驟3，將帶點碼的PDF文件下載，并印刷，完成字帖與系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能硬筆書法練習(xí)系統(tǒng)，其特征在于所述客戶端(3)的功能及流程步驟如下：

步驟1，用戶需在客戶端完成注冊，個人檔案存儲到內(nèi)容處理服務(wù)器；

步驟2，個人檔案與所用的智能筆綁定，智能筆內(nèi)置唯一識別號，系統(tǒng)根據(jù)該編號的智能筆所書寫的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

智能筆在帶點碼的教輔上書寫，數(shù)據(jù)上傳至客戶端，智能筆與客戶端通過藍(lán)牙連接；

步驟3，客戶端接收智能筆上傳的數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)上傳至內(nèi)容處理服務(wù)器進(jìn)行處理；內(nèi)容處理服務(wù)器對上傳的數(shù)據(jù)處理后，將處理后的信息返回到客戶端步驟4展示；通過客服端頁面交互，用戶可查看書寫的筆跡5、書寫的筆跡回放功能6、書寫字體的時間記錄7、書寫字體的分?jǐn)?shù)顯示及差異提示8、用戶可分享書寫的筆跡頁面9、瀏覽其他用戶所分享10、查看同一字體得分及時間統(tǒng)計分析情況11。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能硬筆書法練習(xí)系統(tǒng)，其特征在于所述智能筆(2)的信息采集流程及實現(xiàn)方式如下：

步驟1，筆芯用于在帶點碼的字帖上書寫，并與書寫檢測器連接，書寫時筆芯觸動書寫檢測器，自動打開電源開關(guān)，使智能筆處于工作狀態(tài)，筆芯可以使用油性、中性的圓珠筆和水筆，可以進(jìn)行更換；

步驟2，電源用于為整支智能筆提供電能，可以手動開啟關(guān)閉電源；

步驟3，書寫檢測器用于檢測智能筆是否處于開機(jī)書寫狀態(tài)，書寫檢測器可通過檢測筆尖對紙面壓力和筆記留存，根據(jù)以上兩項指標(biāo)中的一種完成對智能筆是否處于開機(jī)書寫狀態(tài)的判斷；

步驟4，高速攝像頭用于在書寫檢測器判定智能筆正處于開機(jī)書寫狀態(tài)時打開，對筆尖處所處點碼坐標(biāo)進(jìn)行連續(xù)掃描記錄，形成書寫軌跡數(shù)據(jù)，高速攝像頭每秒掃描速度50次以上，每次掃描區(qū)域至少可覆蓋一組點碼方陣；

步驟5，處理芯片用于對高速攝像頭所采集的書寫軌跡信息進(jìn)行解碼處理，解析坐標(biāo)信息，并根據(jù)此坐標(biāo)對當(dāng)前書寫的頁碼編號進(jìn)行判斷；

步驟6，存儲器用于暫時存儲書寫軌跡信息；步驟7，通訊模塊用于與客戶端進(jìn)行藍(lán)牙連接，將存儲器中的數(shù)據(jù)上傳客戶端。

5.智能紙筆練習(xí)字帖評分方法，其特征在于評分流程，通過內(nèi)容處理服務(wù)器(4)接收到客戶端(3)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理流程如下；

步驟1，內(nèi)容處理服務(wù)器根據(jù)每頁字帖的點碼不同，將每頁的數(shù)據(jù)分離；

步驟2，將每一頁的數(shù)據(jù)根據(jù)米字格的點碼坐標(biāo)將數(shù)據(jù)再次分離；

步驟3，將每個米字格的數(shù)據(jù)通過算法還原每一個筆畫；

步驟4，將用戶每個基本筆畫的起筆書寫時間記錄下來，并按照時間順序?qū)P畫編號；

步驟5，將用戶書寫的筆畫編號與標(biāo)準(zhǔn)筆畫編號進(jìn)行對比，并將錯誤的筆畫反饋于用戶；

在整個字體評分中，總分為100分，筆順在整個評判過程中占20分，分兩個等次，A等20分，筆順正確；B等10分，筆順錯誤；

步驟6，內(nèi)容處理服務(wù)器根據(jù)點碼坐標(biāo)提取用戶書寫字體的筆畫特征，其中包含筆畫位置、筆畫的長短、筆畫的粗細(xì)、筆畫的傾斜角度、筆畫彎曲角度；根據(jù)公式計算書寫筆畫特征與標(biāo)準(zhǔn)筆畫特征的偏離程度來打分；筆畫在整個評判過程中占30分，分為三個等次，A等30分，筆畫到位；B等20分，筆畫基本到位；C等10分，筆畫不到位；

步驟7，內(nèi)容處理服務(wù)器根據(jù)點碼坐標(biāo)提取書寫字體的間架結(jié)構(gòu)特征包含上下、左右、內(nèi)外組成結(jié)構(gòu)之間的高度、寬度、傾斜、大小；根據(jù)公式計算書寫字體間架結(jié)構(gòu)特征與標(biāo)準(zhǔn)字體間架結(jié)構(gòu)特征差異程度打分；結(jié)構(gòu)在整個評判過程中占50分，分為五個等次，A等50分，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、重心平衡、中心突出、收放自如；B等40分，結(jié)構(gòu)較嚴(yán)謹(jǐn)、重心較平衡、中心較突出、收放較自如；C等30分，結(jié)構(gòu)尚嚴(yán)謹(jǐn)、重心尚平衡、中心尚突出、收放尚自如；D等20分，結(jié)構(gòu)少嚴(yán)謹(jǐn)、重心少平衡、中心少突出、收放少自如；E等10分，結(jié)構(gòu)不嚴(yán)謹(jǐn)、重心不平衡、中心不突出、收放不自如；

步驟8，書寫字體與標(biāo)準(zhǔn)字體的差異修正信息，將通過文字提示返回客戶端，以便用戶針對性的練習(xí)。