本发明涉及数码同步笔的笔迹图像处理技术领域，尤其涉及一种数码同步笔的笔迹图像抖动减轻方法。
背景技术：
目前市场上有多种类型的数码同步笔，常见的有以下一些类型：
1、超声波两点定位式：利用两个固定的超声波接收器，接收从笔头(超声波发射器)发出的超声波信号，计算出笔头到两个接收器之间的距离，由于发射器与接收器之间形成了一个三角形且三边长度已知，根据数学公式即可算出发射器的绝对位置，从而实现笔迹同步，其工作原理图参见附图3和附图4。
2、有源/无源数位笔式：利用磁场切割的原理，用笔头在底板(纸张平铺在底板)上移动，切割底板产生的矩阵式磁场，即可对笔的坐标进行绝对定位，从而实现笔迹同步。
3、红外隐藏坐标式：在特殊的纸张上印刷只有红外摄像头可以“看见”的坐标，当笔在移动的时候，会实时的捕捉这些用于定位的人眼不可见的坐标，实现笔与纸的相对定位，从而实现笔迹同步。
但是不论以上哪种类型的数码同步笔，都拥有着真实的圆珠笔芯，使得这些笔可以像普通的圆珠笔一样在纸上书写，而其数据开始同步和结束同步的触发点，是笔芯的后面有一个弹片开关，当笔芯在纸上写字时，一定会对后面的弹片开关施加压力，于是开关触发了同步功能，当书写停止，笔从纸上离开时，开关被松开，同步停止。这样一段从按下书写到松开停止书写之间通过对笔的坐标进行定位形成的一系列点迹，同步到计算机，就是笔迹同步。然而，所有的笔迹同步后形成的图像都会出现抖动，因为当笔芯押在纸上不动时，笔杆是可以晃动的，以上所有类型的数码笔，都会将笔杆的晃动，认为是书写的动作，从而导致同步的笔迹数据出现不真实数据，而最终导致了基于这样的笔迹数据所生成的图像的抖动问题。本发明中所指的抖动，是数码笔的笔芯在按压下去与纸面接触之后，以及离开纸面松开笔芯按押之前，由于按押感应的力度和笔芯实际出水在纸上能写出字的力度之前无法相等，因此而导致了实际写在纸上的字看起来很平顺，但是同步到计算机之后的笔迹图像会出现不同程度的抖动现象。
三次b样条拟合：三次b样条是一个数学名词，是多次样条的一种。拟合就是把平面上一系列的点，用一条光滑的曲线连接起来。因为这条曲线有无数种可能，从而有各种拟合方法。三条b样条拟合指的是以三次b样条曲线函数对点迹进行拟合。此算法为成熟算法，只要给定的坐标点达到4个，即可依据这些坐标点拟合出一条三次b样条曲线。
9维方向：在欧几里得坐标系下，每两个点之间可形成一条向量，即具有方向的量。在二维坐标系下，任何方向只能位于平面上，为了减化复杂度，人为的将方向分成9个维度，即：向上、向右上(45度方向)、向右、向右下(45度方向)、向下、向左下(45度方向)、向左、向左上(45度方向)以及没有方向(两点完全重合时)，这9个方向，分别按顺序用数字1-9来表示，称为9维方向。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种数码同步笔的笔迹图像抖动减轻方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种数码同步笔的笔迹图像抖动减轻方法，包括以下步骤：
s1、获取一条笔迹中所有采集到的点的坐标；
s2、从第二个点开始，计算每一点与其上一点之间的相向并归一化；
s3、对s2中得到的向量进行分类，计算各向量的方向值；
(1)、如果向量的两个端点重合，则9维方向值为9；
(2)、如果向量的两个端点不重合，计算向量与剩下8个预定义方向向量的夹角，取夹角最小的预定义向量，且9维方向值为预定义向量所对应的方向值；
s4、对s3中计算所得的各向量的方向值，从第2个方向值开始，计算每一个方向值与其上一个方向值之间的差值，且第i个向量的方向值定义为c，第i-1个向量的方向值定义为p，第i个向量的方向值c与第i-1个向量的方向值p的差值定义为v，计算方法如下：
(1)、如果c>p，v＝c-p；
(2)、如果c<p，v＝p-c；
s5、对s4中计算所得的差值v,如果差值v为1，则表示差值v为1的所相关的坐标点及其上一个坐标点将不参与接下来的计算，并且以表示差值v为1的所相关的坐标点及其上一个坐标点为准，将笔迹切成两段；
s6、对s5中计算所得的多段笔迹，对每一段笔迹采用三次b样条拟合方法生成出曲线，对于笔迹的总点数不足4个的点通过直线进行连接；
s7、对s5中所有排除的点通过直线进行连接；
s8、对s6和s7中得到由三次b样条拟合和直线连接所得的笔迹像素图，并将笔记像素图输出。
优选的，所述s1中坐标数量为1时，停止采集点坐标，并输出警示命令。
优选的，所述s3中在两点不重合时，已知向量a首末两点的坐标分别为(a，b)和(c，d)，则向量可以表示为(c-a，d-b)，9维方向值对应的向量b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8和b9分别取值为(0,1)、(1，1)、(1,0)、(1，-1)、(0，-1)、(-1，-1)、(-1,0)、(-1,1)和(0,0)，向量a与9维方向值对应的向量b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8和b9之间的夹角通过向量夹角公式计算。
优选的，所述s3中在两点不重合时，如果计算向量与两个预定义方向向量的夹角相等，方向值取数值较小的9维方向值。
优选的，所述s5中计算所得的差值v，如果差值v为7，则表示该差值v为1的所相关的坐标点及其上一个坐标点将不参与接下来的计算，并且以表示差值v为1的所相关的坐标点及其上一个坐标点为准，将笔迹切成两段。
优选的，所述得到的多段笔迹，对每一段笔迹采用三次b样条拟合方法生成出曲线，对于笔迹的总点数不足4个的点通过直线进行连接。
优选的，所述所有排除的点通过直线进行连接。
本发明的有益效果是：
1、本发明在接收完笔迹之后，由计算机软件层面进行处理，即可以得到在一定程度上去除了抖动后的笔迹图像，减少了因抖动而引起的笔迹的误差，且无须对数码同步笔和相关硬件进行改造，更加简便。
2、本发明可适用于任何类型的数码同步笔，适用性更广，即使该笔不存在笔迹图像抖动问题，本方法也能优化所生成的笔迹图像的效果，使笔迹看起来更圆滑，具有广阔的商业前景。
附图说明
图1为本发明提出的一种数码同步笔的笔迹图像抖动减轻方法的结构示意图；
图2为本发明提出的一种数码同步笔的笔迹图像抖动减轻方法的9维方向的原理示意图；
图3为本发明提出的一种数码同步笔的笔迹图像抖动减轻方法的笔迹坐标点获取的结构示意图一；
图4为本发明提出的一种数码同步笔的笔迹图像抖动减轻方法的笔迹坐标点获取的结构示意图二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种数码同步笔的笔迹图像抖动减轻方法，包括以下步骤：
首先获取一条笔迹中所有采集到的点的坐标，坐标数量为1时，停止采集点坐标，并输出警示命令，告知使用者需要采集更多的笔迹的点坐标，本实施例中，采用a、b、c、d、e、f五个点，可以计算出五个点的坐标，此为现有技术，然后从第二个点开始，计算每一点与其上一点之间的相向并归一化，计算出对应的五个向量分别为ab(2，1)、bc(3,1)、cd(-0.5,2.5)、de(4，-1)、ef(-1，-2.5)，接着对上述得到的向量进行分类，计算各向量的方向值，如果向量的两个端点重合，则9维方向值为9，如果向量的两个端点不重合，计算向量与剩下8个预定义方向向量的夹角，取夹角最小的预定义向量，且9维方向值为预定义向量所对应的方向值，在两点不重合时，已知向量a首末两点的坐标分别为(a，b)和(c，d)，则向量可以表示为(c-a，d-b)，9维方向值对应的向量b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8和b9分别取值为(0,1)、(1，1)、(1,0)、(1，-1)、(0，-1)、(-1，-1)、(-1,0)、(-1,1)和(0,0)，向量a与9维方向值对应的向量b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8和b9之间的夹角通过向量夹角公式计算，其中向量夹角公式是已知的常见的求解两个已知向量之间夹角的方式，如果计算向量与两个预定义方向向量的夹角相等，方向值取数值较小的9维方向值，利用上述方法可以很容易得到ab、bc、cd、de、ef五个向量的方向值分别为2,3，1，3，5，接着对上述计算所得的各向量的方向值，从第2个方向值开始，计算每一个方向值与其上一个方向值之间的差值，且第i个向量的方向值定义为c，第i-1个向量的方向值定义为p，第i个向量的方向值c与第i-1个向量的方向值p的差值定义为v，计算方法如下：
(1)、如果c>p，v＝c-p；
(2)、如果c<p，v＝p-c；
得到对应的差值v依次为1,2,2,2，再对上述计算所得的差值v,如果差值v为1，则表示差值v为1的所相关的坐标点及其上一个坐标点将不参与接下来的计算，并且以表示差值v为1的所相关的坐标点及其上一个坐标点为准，将笔迹切成两段，计算所得的差值v，如果差值v为7，则表示该差值v为1的所相关的坐标点及其上一个坐标点将不参与接下来的计算，并且以表示差值v为1的所相关的坐标点及其上一个坐标点为准，将笔迹切成两段，当差值v为1或者7时，表示的是相邻的两个点是由于抖动产生的可能性较大，这是根据长时间使用观察后得出的结论，因为数码笔的笔芯在按压下去与纸面接触之后，以及离开纸面松开笔芯按押之前，由于按押感应的力度和笔芯实际出水在纸上能写出字的力度之前无法相等，由此导致的抖动现象抖动一般会顺延笔迹方向做微小的位移，本实施例中，检测出b点可能是由于抖动产生的点，因此将ac中间切成两段，接着对上述计算所得的多段笔迹，对每一段笔迹采用三次b样条拟合方法生成出曲线，对于笔迹的总点数不足4个的点通过直线进行连接，本实施例中，将c、d、e、f四个点采用三次b样条拟合方法生成出曲线，然后对上述所有排除的点通过直线进行连接，即将a、c两点连接起来，最后对得到由三次b样条拟合和直线连接所得的笔迹像素图，并将笔记像素图输出。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。