照相機－筆尖映射和校準的製作方法
2023-10-08 01:38:54 5
專利名稱：照相機－筆尖映射和校準的製作方法
技術領域：
本發明的實施方式涉及按位置編碼的介質與數字式筆之間的交互，尤其涉及校準數字式筆，並把從照相機捕捉圖像解碼而來的位置映射到相應的筆尖位置。
背景技術：
計算機用戶習慣於使用滑鼠和鍵盤作為與個人計算機交互的方法。儘管個人計算機相比書面文檔提供了眾多優點，大部分用戶仍然繼續使用列印紙來執行某些功能。部分這些功能包括閱讀並評註書面文檔。在作評註情形中，由於用戶在其上所作的評註，列印文檔被認為更為重要。然而，處理帶有帶評註的列印文檔時的困難之一是後面需要將評註輸回到電子文檔中。這需要原用戶或另一用戶辛苦地讀完這些評註，並將其輸入到個人計算機中去。在一些情形中，用戶會在評註和原始文本中進行掃描，從而產生新文檔。此等多重步驟使得列印文檔和文檔的電子版本間的交互難以在重複性基礎上得到處理。此外，掃描圖像常常是不能修改的。可能沒有辦法把評註從原文本中分離出來。這就使得使用評註變得困難了。因此，需要一種處理評註的改進方法。
捕捉手寫信息的一種技術是通過使用在書寫過程中其位置可確定的筆。提供這種功能的一種筆是Anoto公司的Anoto筆。該筆的工作原理是使用一個照相機來捕捉以預定圖案編碼的紙張的圖像。圖像圖案的示例如圖15所示。該圖案被Anoto筆(來自Anoto公司)用來確定紙張上筆的位置。然而，用Anoto筆所使用的系統對位置進行確定的有效性並不清楚。為了提供捕捉圖像位置的有效確定，需要提供對捕捉圖像做有效解碼的系統。
當評註文檔時，用戶可通過相對於文檔而移動筆尖來標記文檔。筆尖的路徑可包括多個筆劃，其中每個筆劃對應於一系列的捕捉圖像。因而，理想的是要有效地標識筆的路徑以便處理文檔中的評註。
此外，從被捕捉圖像中心起計算的x-y坐標可能並不代表筆尖的真實位置。為了把被捕捉圖像的中心映射到筆尖，將需要對筆尖與由照相機捕捉的圖像中心之間的關係進行校準(calibrating)的技術。然而，常規校準技術通常需要複雜的裝置和/或棘手的校準過程。
每當用戶對筆的墨盒進行更換時，這可能是相對頻繁發生的，即要執行校準。因此，執行校準的技術必須是簡單的、相對快速的、並準確的。並且這種技術應當不需要那些通常在常規校準技術中使用的複雜類型的設備。
發明內容
筆尖的x-y位置可這樣來確定，即用校準參數把由筆上的照相機所捕捉的相應圖像的各中心x-y位置映射到筆尖的x-y位置。校準參數可通過對校準參數以迭代方式(iteratively)計算估算值校準來生成。
校準模塊接收校準輸入數據，該數據由用戶把筆尖放置在一表面的固定位置上，然後旋轉筆和/或在各個方向上移動筆的另一端以捕捉在生成校準參數中使用的多個圖像而產生，該表面可以是按位置編碼的介質，諸如紙張。用戶可以在不需要通常用於常規校準技術的複雜校準裝置的情況下，就可執行這種校準過程。
映射模塊可使用校準參數和復原的照相機捕捉位置信息來生成復原筆尖位置信息。
一虛擬筆尖被用來把復原圖像中心位置映射到復原筆尖位置。基於筆的配置，虛擬筆尖的位置取決於真實筆尖和照相機之間的預定關係。虛擬筆尖是筆尖在數字式筆上照相機的圖像傳感器平面上的投影點。
參閱以下詳細描述，本發明的附加特徵和優點將顯然。
前述的本發明內容及以下優選實施方式的詳細描述，在結合附圖閱讀時可得到更好的理解，這些附圖是作為本權利要求發明的示例，而不是作為其限制被包括其中的。
圖1所示是可用於本發明實施方式的計算機的一般描述。
圖2A和2B所示是根據本發明實施方式的圖像捕捉系統和相應的被捕捉圖像。
圖3A到3F是根據本發明實施方式的各種序列和摺疊(folding)技術。
圖4A到4E是根據本發明實施方式的各種編碼系統。
圖5A到5D顯示的是與圖4A和4B的編碼系統相關聯的四種可能得當的拐角。
圖6是根據本發明實施方式的被捕捉圖像部分的旋轉。
圖7示出結合圖4A到4E的編碼系統使用的各種旋轉角度。
圖8是根據本發明實施方式確定被捕捉數組位置的過程。
圖9是根據本發明實施方式確定被捕捉圖像位置的方法。
圖10是根據本發明實施方式確定被捕捉圖像位置的另一方法。
圖11是根據本發明的各種實施方式的校準模塊和映射模塊。
圖12是根據本發明的一實施方式的復原照相機捕捉筆劃(即從被捕捉圖像的相應中心復原的)及其相應映射筆尖的筆劃。
圖13示出了與圖12所示復原筆劃相關聯的實際筆尖筆劃。
圖14根據本發明的各種實施方式示出了基於照相機捕捉圖像的相應中心復原的路徑，及沿該路徑上的諸多點通過校準參數所映射的點。
圖15所示是根據現有技術的文檔中編碼空間的表示。
具體實施例方式
本發明的諸方面涉及確定被捕捉圖像在一較大圖像中的位置。在此描述的位置確定方法和系統可以結合多功能筆來使用。
為方便讀者，用小子標題分隔以下描述。小標題包括術語、通用計算機、圖像捕捉筆、數組編碼、解碼、糾錯、及位置確定。
I.術語筆一可包括或不包括存儲墨水功能的任何書寫工具。在部分示例中，根據本發明實施方式，無墨水功能的輸入筆可被用作筆。
照相機-可從紙張或任何其它介質上捕捉圖像的圖像捕捉系統。
II.通用計算機圖1是可用於本方面各種方面的常規通用數字式計算環境示例的功能塊圖。在圖1中，計算機100可包括處理單元110、系統存儲器120以及把包括系統存儲器在內的各種系統組件耦合到處理單元110的系統總線130。系統總線130可能是若干總線結構類型中的任何一種，包括存儲器總線或存儲器控制器、外圍總線、以及使用多種總線架構的任一種的本地總線。系統存儲器120包括只讀存儲器(ROM)140和隨機存取存儲器(RAM)150。
包含有助於計算機100如起動時在元件間傳送信息的基本例程的基本輸入/輸出系統(BIOS)160通常存儲在ROM 140中。計算機100還包括讀取和寫入硬碟(未示出)的硬碟驅動器170，讀取和寫入可移動磁碟190的磁碟驅動器180，讀取和寫入可移動光碟192，諸如CD-ROM或其它光學介質的光碟驅動器191。硬碟驅動器170、磁碟驅動器180、光碟驅動器191分別通過硬碟驅動器接口192、磁碟驅動器接口193、光碟驅動器接口194連接至系統總線130。諸驅動器及其相應的計算機可讀介質為個人計算機100提供計算機可執行指令、數據結構、程序模塊和其它數據的非易失儲存。本領域技術人員可以理解，其它類型的能夠存儲數據的可被計算機訪問的計算機可讀介質，如磁帶、快閃記憶體卡、數字式視頻盤、Bernoulli盤、RAM、ROM等等，也可用於示例操作環境中。
包括作業系統195、一個或多個應用程式196、其它程序模塊197和程序數據198的眾多程序模塊，可存儲在硬碟170、磁碟190、光碟192、ROM 140或RAM150中。用戶可通過輸入裝置如鍵盤101和定位裝置102向個人計算機620輸入指令和信息。其它輸入裝置(未示出)可包括諸如話筒、遊戲杆、遊戲墊、衛星接收器、掃描儀或等等。這些和其它輸入裝置通常通過與系統總線耦合的串行埠接口106連接到處理單元110，但也可通過其它接口相連，諸如並行埠、遊戲埠或通用串行總線(USB)。此外，直接與系統總線130耦合的這些裝置也可通過適當接口(未示出)耦合。監視器107或其它類型顯示裝置也通過接口，如視頻適配器108和系統總線130相連。除了監視器，個人計算機通常包括其它外圍輸出裝置(未示出)，如揚聲器和印表機。在一個示例中，提供有筆數位化儀165和附隨的筆或輸入筆166，以便數位化地抓取徒手輸入。儘管筆數位化儀165和串行埠接口106的連接在圖1中示出，實際上如領域內所知，筆數位化儀165可直接與處理單元110耦合，或者通過任何適當方式，如並行埠或另一接口及系統總線130與處理單元110耦合。此外，儘管數位化儀165在圖1中與監視器107是分開示出的，數位化儀165的可用輸入區域可共延於(co-extensive with)監視器107的顯示區域。甚至，數位化儀165可與監視器107形成一體，或者它以獨立設備覆蓋在或以其它方式附加於監視器107上。
計算機100可以在使用與一臺或多臺遠程計算機，諸如遠程計算機109的邏輯連接的網絡化環境中運行。遠程計算機109可以是伺服器、路由器、網絡PC、同等裝置或其它普通網絡節點，而且通常包括上述與個人計算機100相關的許多或全部部件，儘管為簡化起見在圖1中僅顯示了存儲器存儲裝置111。圖1中所描繪的邏輯連接包括區域網(LAN)112和廣域網(WAN)113。這樣的網絡化環境在辦公室、企業範圍計算機網絡、企業內部網際網路和網際網路上是常見的，既使用有線連接也使用無線連接。
當用於LAN網絡環境中時，個人計算機100通過網絡接口或適配器114與區域網112連接。當用於WAN網絡環境中時，個人計算機100通常包括數據機115或其它用於在廣域網113，如網際網路中建立通信的裝置。可以是內置式或外置式的數據機115與系統總線130通過串行埠接口106連接。在網絡環境中，與個人計算機100相關的程序模塊或其一部分可存儲在遠程存儲器存儲裝置中。
可以理解的是，所示網絡連接是示例性的，且其它用於在計算機間建立通訊連接的技術也可以使用。推定存在著任何的各種眾所周知的協議，如TCP/IP、乙太網協議、FTP、HTTP、UDP等等，且系統可以在允許用戶從基於網絡的伺服器中檢索網頁的用戶—伺服器配置操作。各種常規web瀏覽器中的任何一種都可用於顯示網頁和操作網頁上的數據。
III.圖像捕捉筆本發明的諸方面包括將編碼數據流置於代表該編碼數據流的顯示形式中。(例如，將參照圖4B要討論的，編碼數據流被用於創建圖形圖案。)該顯示形式可以是列印紙(或其它物理介質)，或者是結合另一個圖像或一組圖像投射編碼數據流的顯示器。例如，編碼數據流可被表示為紙上的物理圖形映像、或在顯示圖像(例如表示文檔文本的)之上的圖形映像、或是在顯示屏上的物理(不可修改)圖形映像(所以，由筆所捕捉的任意圖像部分都是可在顯示屏上定位的)。
對該被捕捉圖像位置的確定可被用來確定用戶與紙張、介質或顯示屏等發生交互的位置。在本發明的部分方面，筆可以是在紙上書寫的墨水筆。在其它方面中，筆可以是用戶在計算機顯示屏表面上書寫用的輸入筆。任何交互都可向系統提供文檔中被編碼圖像的認知，或支持在計算機屏幕上顯示的文檔。通過把筆或輸入筆在文檔上來回移動時由其上的照相機反覆捕捉的圖像，系統能追蹤用戶所控制的輸入筆的移動。被顯示或列印的圖像可能是關聯於空白的或內容豐富的紙張的水印(watermark)，或是關聯於所顯示的圖像或屏幕上或屏幕內部的固定編碼的水印。
圖2A和2B示出了帶照相機203的筆201的說明性示例。筆201具有可包括或不包括蓄墨水管的筆尖202。照相機203從表面207捕捉圖像204。筆201還可包括如虛線框206中所示的附加傳感器和/或處理器。這些傳感器和/或處理器206還具有向另一筆201和/或個人計算機傳送信息的功能(例如，通過藍牙或其它無線協議)。
圖2B表示的是由照相機203所察看的圖像。在一說明性示例中，照相機203的視野(即照相機圖像傳感器的解析度)為32×32象素(其中N＝32)。在該實施方式中，被捕捉圖像(32×32象素)對應於照相機捕捉的表面平面上約為5×5毫米的區域。因此，圖2B顯示的是長寬皆為32象素的視野。N的大小是可調的，使得較大的N對應於較高的圖像解析度。還有，儘管照相機視野在此為作為說明被示為方塊，但視野可包括其它形狀，這在本領域是眾所周知的。
被照相機203捕捉的圖像可被定義為一個圖像幀序列{Ii}，其中Ii是筆201在採樣時刻ti時捕捉的。取決於系統配置和性能需求，採樣率可大可小。取決於系統配置和性能需求，被捕捉圖像幀的尺寸也可大可小。
照相機203捕捉的圖像可由處理系統直接使用，或進行預過濾。該預過濾可在筆201中或筆201之外(例如，個人計算機中)進行。
圖2B的圖像尺寸是32×32象素。如果每個編碼單元尺寸是3×3象素，則被捕捉編碼單元的數量約為100。如果每個編碼單元尺寸是5×5象素，則被捕捉編碼單元的數量約為36。
圖2A還顯示有圖像平面209，在其上來自位置204的圖案的圖像210得以形成。從對象平面207上圖案接收的光線由透鏡208聚焦。透鏡208可以是單個透鏡或是一個多部件透鏡系統，但為了簡潔起見，在此表示為單個透鏡。圖像捕捉傳感器211捕捉圖像210。
圖像傳感器210可足夠大，以捕捉圖像210。可選地，圖像傳感器210可足夠大，以在位置212捕捉筆尖202的圖像。為作參考，位置212上的圖像被稱為虛擬筆尖。要注意，由於筆尖、透鏡208和圖像傳感器211間的衡定關係，虛擬筆尖相對於圖像傳感器211的位置是固定的。
以下變換FS→P把照相機捕捉的圖像的位置坐標變換為紙張上真實圖像的位置坐標Lpaper＝FS→P(LSensor)。
書寫期間，筆尖和紙張在相同平面上。因此，從虛擬筆尖到真實筆尖的變換也是FS→PLpentip＝FS→P(Lvirtual-pentip)。
變換FS→P可被估算為仿射變換。其簡化為
FSP=sxsinycosxsiny-cosysinx,sxcosycosxsiny-cosysinx,0-sysinxcosxsiny-cosysinx,sycosxcosxsiny-cosysinx,00,0,1]]>作為FS→P的估算，其中θx、θy、sx、sy是在位置204上所捕捉圖案的兩個方向的旋轉和比例(scale)。此外，可通過被捕捉圖像與紙上相對應真實圖像的匹配來精算(refine)F′S→P。「精算」的含義是通過一種被稱為遞歸方法的優化算法來對變換FS→P作更精確的估算。遞歸方法把矩陣F＇S→P視作初始值。精算後的估算值更精確地描述了S和P之間的變換。
接下來，可通過校準確定虛擬筆尖的位置。
置筆尖202於紙上固定位置Lpentip。接著把筆傾斜，使照相機203以筆的不同姿勢捕捉一系列圖像。對於所捕捉的每一個圖像，可獲取變換FS→P。從該變換，可獲取虛擬筆尖Lvirtual-pentip的位置Lvirtual-pentip＝FP→S(Lpentip)，其中Lpentip被初始化為(0，0)且FP→S＝(FS→P)-1。
通過平均來自每個圖像的Lvirtual-pentip，可確定虛擬筆尖Lvirtual-pentip的位置。有了Lvirtual-pentip，可得到Lpentip的更準確估算。在若干次迭代後，可確定虛擬筆尖Lvirtual-pentip的準確位置。
現在虛擬筆尖Lvirtual-pentip的位置已知。還可從捕捉圖像獲取變換FS→P。最後，可使用該信息確定真實筆尖Lpentip的位置Lpentip＝FS→P(Lvirtual-pentip)。
根據本發明各種實施方式，把照相機捕捉圖像的中心映射到筆尖在紙上相應的坐標位置以及用於此種映射中的校準參數將在後面VIII和IX節中討論。
IV.數組編碼二維數組可通過摺疊一維序列來構建。包括足夠量比特的二維數組的任何部分都可被用來確定其在完整二維數組中的位置。然而，有必要從一個或一些捕捉圖像確定該位置。為了使一個捕捉圖像部分與二維數組的兩個或多個位置相關聯的可能性降到最低，可用非重複序列來創建數組。被創建序列的一個屬性是該序列在長度(或窗口)n上不重複。以下描述了一維序列的創建、然後將該序列摺疊成數組。
IV.A.序列構建一個數字序列可被用作編碼系統的起點。例如，序列(也稱為m序列)可被表示為域Fq中的q元素集合。在此，q＝pn其中n≥1且p為質數。該序列或m序列可用各種不同技術生成，包括但不限於多項式除法。使用多項式除法，該序列可被定義如下其中Pn(x)是域Fq[x]中n次的本原多項式(有qn個元素)。R1(x)是域Fq[x]中1次的非零多項式(其中1＜n)。序列可通過使用兩個步驟的迭代過程來創建首先，兩個多項式相除(結果為域Fq的元素)，其次，將餘數乘以x。當輸出開始重複時，計算停止。該過程可使用線性反饋移位寄存器來實現，該寄存器在IEEE計算機學報43.5(1994年5月560-568頁)上Douglas W.Clark和Lih-Jyh Weng的文章「Maximal and Near-Maximal Shift Register SequencesEfficient Event Counters andEasy Discrete Logarithms，」中有陳述。在此環境中，關係在序列和多項式R1(x)的循環移位間被建立改變R1(x)僅僅使該序列循環移位，且每次循環移位對應於一個多項式R1(x)。所產生序列的屬性之一為，序列的周期是qn-1，且在一個周期中，寬度(或長度)n上的任何部分在序列中存在一次且僅有一次。這稱為「窗口屬性」。周期qn-1也被稱作序列長度，而n為序列次數。
上述過程僅僅是可用來創建有窗口屬性序列的各種過程之一。
IV.B.數組構建可用來創建圖像(其中部分可被照相機捕捉)的數組(或m數組)是一維序列或m序列的擴展。設A為周期(m1，m2)的數組，即A(k+m1，l)＝A(k，l+m2)＝A(k，l)。當n1×n2窗口在時間段A上移位時，所有Fq上非零的n1×n2矩陣出現一次且僅有一次。該屬性也被稱為「窗口屬性」，因為每個窗口都是唯一的。接著窗口可被表達成周期為(m1，m2)(m1和m2為數組中表示水平和垂直方向的比特數)且次數為(n1，n2)的數組。
通過摺疊該序列可構建二元數組(或m元數組)。一種方法是獲取一序列，然後將其摺疊成m1×m2的尺寸，其中數組的長度為L＝m1×m2＝2n-1。或者，可從想要覆蓋預定尺寸的空間開始(例如，一張紙大、三十張紙大、或計算機監視器尺寸)，確定面積(m1×m2)，然後使用該尺寸使L≥m1×m2，其中L＝2n-1。
可使用各種不同摺疊技術。例如，圖3A到3C顯示三種不同序列。每一種都可摺疊成如圖3D所示的數組。三種不同摺疊方法被示為圖3D中的覆蓋圖及圖3E和3F中的光柵路徑。我們採用圖3D所示摺疊方法。
為了創建如圖3D所示的摺疊方法，創建長度為L次數為n的序列{ai}。接著，通過讓數組的每個比特如等式1所示計算而從序列{ai}創建尺寸為m1×m2的數組{bkl}，其中(m1，m2)的最大公約數＝1且L＝m1×m2
bkl＝ai，其中k＝i mod(m1)，l＝i mod(m2)，i＝0，…，L-1. (1)該摺疊方法或者可被表達為將序列放置在數組的對角線上，然後當抵達邊界時從對邊繼續。
圖4A顯示可用來對圖3D的數組編碼的採樣編碼技術。可理解，可使用其它編碼技術。例如，可選編碼技術在圖11顯示。
參照圖4A，第一比特401(例如「1」)由一列黑墨表示。第二比特402(例如「0」)由一行黑墨表示。可以理解，可使用任何色彩的墨水來表示各個比特。對選擇墨水色彩的唯一要求是其提供與介質背景的鮮明對比，使圖像捕捉系統能對其進行辨認。圖4A中的比特由3×3的單元矩陣表達。基於圖像捕捉系統的尺寸和解析度，矩陣可被改變成任何尺寸。比特0和1的可選表示如圖4C到4E所示。可以理解，圖4A到4E採樣編碼的1或0的表示可無影響地進行切換。圖4C以交叉排列示出佔據兩行或兩列的比特表示。圖4D以虛線形式顯示行和列中象素的可選排列。最後圖4E以不規則間隔的格式顯示列和行中的象素表示(兩個黑點後跟隨一個空白點)。
再看圖4A，如果比特以3×3的矩陣表示且圖像系統在3×3區域中檢測到一黑色行和兩個空白行，則檢測到0(或1)。如果檢測到圖像有一個黑色列和兩個白色列，則檢測到1(或0)。
在此，一個以上象素或點被用來表示一比特。使用單個象素(或比特)來表示比特易受破壞。灰塵、紙張摺痕、不平整的表面等等在讀取數據單元的單個比特表示時都會產生困難。然而，可以理解，可以使用不同方法來圖形地表示平面上的數組。一些方法如圖4C到4E所示。可以理解還可使用其它方法。僅使用空間位移點的一種方法在圖11中陳述。
比特流被用來創建圖4B中的圖形圖案403。圖形圖案403包括12行和18列。這些行和列由以比特表示401和402將其轉化成圖形表示的比特流形成。圖4B可被示為有以下比特表示010101110110110010001010011101101100]]>V.解碼當人們用圖2A的筆書寫或將該筆移近被編碼圖案時，照相機捕捉到一圖像。例如當筆201被壓向紙張且其在紙上文檔上來回移動時，筆201可利用壓力傳感器。接著圖像被處理，以相對於編碼圖像的完整表示而確定被捕捉圖像的方向，並提取組成被捕捉圖像的比特。
為確定被捕捉圖像相對於整個被編碼區域的方向，可注意到並不是所有圖5A-5D所示的四個可能拐角都能在圖形圖案403中出現。實際上，從正確方向看，圖5A所示的拐角類型不能在圖形圖案403中出現。因此，看不到圖5A所示的拐角類型的方向是正確方向。
繼續看圖6，可分析由照相機601捕捉的圖形並且可確定其方向，以便被編譯為圖像601所確切表示的位置。首先，考察圖像601以確定使象素水平或豎直對齊的圖像需要旋轉的角度θ。注意，包括把其中網格旋轉成非水平和非豎直排列(例如45度)的可選網格對齊是可能的。由於用戶可能傾向於在其它圖案之前先注意水平或豎直圖案，使用非水平和非豎直排列可提供消除用戶視覺渙散的可能優點。為了簡單，網格的方向(其中網格的水平、豎直和任何其它方向)可被統稱為預定義網格方向。
接著，分析圖像601以確定哪個拐角缺失。把圖像601旋轉成可供解碼的圖像603所需的旋轉量o被示為o＝(θ+旋轉量{由缺失的拐角定義})。該旋轉量如圖7中等式所示。還看圖6，角度θ首先通過把象素布局變成象素的水平或豎直排列(或其它預定義網格方向)確定，且圖像旋轉成如圖602所示。然後進行分析以確定缺失的拐角，且圖像602被旋轉成圖像603以設立供解碼的圖像。在此，圖像逆時針旋轉90°，從而圖像603有正確的方向且可用於解碼。
可以理解旋轉角度θ可在圖像601旋轉之前或之後被用來說明缺失的拐角。還可理解考慮到被捕捉圖像的噪音，所有四種拐角都可能出現。我們會數某種類型拐角的數量，然後選擇數量最少的拐角類型作為為缺失的拐角類型。
最後，圖像603中的編碼被讀取並與用來創建圖像403的原始比特流進行相關。該相關可用眾多方法執行。例如，它可用遞歸法執行，其中復原比特流可與原始比特流中的所有其它比特流分段相比較。接著，例如使用兩個比特流間的糾錯(Hamming)距離可執行復原比特流和原始比特流之間統計學分析。可以理解，可使用各種方法來確定原始比特流中復原比特流的位置。
一旦有了復原比特，就需要在原始數組中(例如圖4B中所示)定位被捕捉圖像。由於許多項目使得在整個數組中確定比特片斷的位置是複雜的。首先，被捕捉的確切比特可能是模糊的(例如，照相機可捕捉模糊了原碼的手寫圖像)。其次，灰塵、摺痕、反射等等也會在捕捉圖像中產生錯誤。這些錯誤使得定位過程更困難。基於此，圖像捕捉系統可能需要對圖像中提取的非序列比特發揮作用。以下表示了操作圖像中非序列比特的一種方法。
設序列(或m序列)I對應於冪級數I(x)＝1/Pn(x)，其中n是m序列的次數，且被捕捉圖像包含K個比特I，b＝(b0b1b2…bK-1)t，其中K≥n且上標t代表矩陣或向量的轉置。K個比特的位置s正好是I的循環移位次數，從而b0被移位到序列的起點。接著該經移位的序列R對應於冪級數xs/Pn(x)或R＝Ts(I)，其中T為循環移位運算符。我們間接地得出該s。多項式模數Pn(x)形成一個域。保證xs≡r0+r1x+…rn-1xn-1mod(Pn(x))。因此，我們可得出(r0，r1，…，rn-1)並接著解出s。
關係式xs≡r0+r1x+…rn-1xn-1mod(Pn(x))隱含著R＝r0+r1T(I)+…+rn-1Tn-1(I)。寫成二元線性等式，它變成R＝rtA (2)其中r＝(r0r1r2…rn-1)t，且A＝(I T(I)…Tn-1(I))t包括從零-位移到(n-1)-位移的I的循環移位。現在僅有稀少的K比特在R中可用以解出r。設R中bi和b0間的索引差為ki，i＝1，2，…，k-1，則R的第一個和第ki+1個元素，i＝1，2，…，k-1，實際上為b0，b1，…，bk-1。通過選擇A的第一和第ki+1列，i＝1，2，…，k-1，形成以下二元線性等式bt＝rtM (3)其中M是A的n×K子矩陣。
如果b無誤差，則r的解答可表達為rt=b~tM~-1---(4)]]>其中 是M的任意非退化n×n子矩陣，而 是b的對應子向量。
有了已知的r，我們可使用如IEEE計算機學報43.5(1994年5月560-568頁)上Douglas W.Clark和Lih-Jyh Weng的文章「Maximal and Near-Maximal ShiftRegister SequencesEfficient Event Counters and Easy Discrete Logarithms」中的Pohlig-Hellman-Silver算法，來得出s使得xs≡r0+r1x+…rn-1xn-1mod(Pn(x))。
因為矩陣A(尺寸為n×L，其中L＝2n-1)可能很大，因此應當避免存儲整個矩陣A。實際上，如在以上過程中所見，給定索引差ki為的已提取比特，僅有A的第一列和第ki+1列與計算相關。如果給定被捕捉圖像的尺寸，對ki的這種選擇就相當有限了。因而，僅需要保存在計算中要涉及的這些列。這些列的總數比L要小得多(其中L＝2n-1是m序列的長度)。
VI.糾錯如果b中存在誤差，則對r的解答變得更為複雜。由於與捕捉比特相關聯的矩陣M可隨被捕捉圖像而改變，因此帶糾錯解碼的常規方法可能還不容易應用。
我們採用一種隨機方法。假設b中的錯誤比特數ne與K相比較小，則從b的K比特中選擇正確的n個比特以及M的相應子矩陣 為非退化的可能性較高。
當被選擇的n比特都正確時，bt和rtM之間的漢明距離或者與r相關聯的錯誤比特數應為最小值，其中r通過等式(4)來計算。重複該過程若干次，可能就能標識導致最小錯誤比特的正確的r。
如果僅有一個r與最小錯誤比特數相關聯，則它被視為正確解答。否則，如果有一個以上的r與最小錯誤比特數相關聯，則ne超過M生成碼的糾錯能力的可能性很高且解碼過程失敗。系統接著轉而處理下一被捕捉圖像。在另一實施方式中，有關筆的先前位置的信息被考慮在內。即，對每一個被捕捉圖像，能標識筆被期望的下一目標區域。例如，如果用戶在照相機的兩次圖像捕捉之間未提起筆，則第二次圖像捕捉所確定的筆的位置不應離第一次的位置很遠。接著檢查與最少錯誤比特相關聯的每個r以了解從r計算得來的位置s是否滿足本地約束條件，即該位置是否在指定的目標區域中。
如果位置s滿足本地約束，數組中抽取比特的X，Y位置被返回。如果不滿足，則解碼過程失敗。
圖8描繪了可用於確定被捕捉圖像的序列(或m序列)中的位置的過程。首先，在步驟801，接收涉及被捕捉圖像的數據流。步驟802中，從A中提取相應的列並且構架矩陣M。
步驟803中，從矩陣M中隨機選取n個獨立的列向量，並且通過解等式(4)確定向量r。該過程在步驟904中執行Q次(例如100次)。循環次數的確定在循環次數計算小節中討論。
在步驟805中，r按照其相關聯的錯誤比特數進行排序。該排序可用本領域中所知的各種排序算法進行。例如，可使用選擇排序算法。當Q不是很大時，選擇排序算法是有利的。然而如果Q變大，可使用其它更有效地處理較大數量的排序算法(例如，合併排序)。
然後系統在步驟806中通過檢查是否多個r與最少量錯誤比特相關聯，從而確定糾錯是否成功執行。如果存在多個r，則在步驟809中返回指示解碼過程失敗的錯誤。如果不存在多個r，抽取比特在序列(或m序列)中的位置s在步驟807中例如通過使用Pohig-Hellman-Silver算法進行計算。
下一步，數組中的(X，Y)位置被計算為x＝s mod m1和y＝s mod m2且結果在步驟808中被返回。
VII.位置確定圖9顯示了確定筆尖位置的過程。輸入是被照相機捕捉的圖像，而輸出另一是筆尖的位置坐標。還有，輸出可以包括(或不包括)諸如被捕捉圖像旋轉角度等其它信息。
步驟901中，圖像從照相機上接收。接著，被接收圖像可任選地在步驟902中被預處理(如步驟902的虛線框所示)，以調整淺色象素和黑色象素之間的對比度等等。
下一步，在步驟903中，圖像被分析以確定其中的比特流。
接著，步驟904中，從比特流中多次隨機選取n個比特，且接收比特流在原序列(或m序列)中的位置被確定。最後，一旦被捕捉圖像的位置在步驟904中被確定，筆尖位置可在步驟905中被確定。
圖10給出了有關903和904的更多細節，並顯示了在被捕捉圖像中抽取比特流的方法。首先，在步驟1001圖像從照相機上接收。接著圖像可任選地在步驟1002中進行圖像預處理(如步驟1002虛線外框所示)。圖案在步驟1003被提取。在此，各種行上的象素被提取，以得到圖案的方向和角度θ。
接著，被接收圖像在步驟1004中進行分析，以確定底層的網格線。如果網格線在步驟1005中被找到，則在步驟1006中編碼從圖案中被提取。編碼在步驟1007中被解碼，且筆尖位置在步驟1008中被確定。如果在步驟1005上未發現網格線，則在步驟1009中返回錯誤。
VIII.把照相機捕捉圖像的筆劃映射到相應筆尖筆劃根據本發明的各種實施方式，筆尖202的x-y位置可通過使用校準參數來確定，該校準參數把筆上照相機210所捕捉圖像的中心的x-y位置分別映射到筆尖的x-y位置上。
圖11根據本發明的各種實施方式描述了校準模塊1102和映射模塊1106。校準模塊1102接收校準輸入數據1100，該輸入數據可通過用戶把筆尖202放置在諸如紙張的按位置編碼介質的表面207上的固定位置上，然後旋轉該筆和/或在各個方向上移動該筆的另一端以捕捉多個圖像以供產生校準參數1104而產生。
映射模塊1106使用校準模塊1104和復原的計算機捕捉圖像信息1110來產生復原的筆尖位置信息1108。
圖13描述了包括覆蓋在按位置編碼迷宮圖案上的文字的按位置編碼紙張的掃描副本。圖13顯示了由筆尖202在紙張上寫就的實際墨水筆劃1301。
圖12是與圖13的掃描圖像相對應的按位置編碼紙張的電子副本一部分的屏幕照片。在圖12中，通過確定沿被捕捉圖像筆劃1203的點在文檔中的位置，被捕捉圖像筆劃1203從筆上照相機203所捕捉圖像的相應中心復原。
圖12還描繪了筆尖202的復原筆尖筆劃1201。復原筆尖筆劃1201可通過把校準參數1104應用到復原被捕捉圖像筆劃1203中來獲取。
根據本發明的各種實施方式，虛擬筆尖212被用來把復原圖像中心筆劃1203映射到復原筆尖筆劃1201。虛擬筆尖的位置取決於真實筆尖202和照相機203之間的基於筆的配置的預定關係。虛擬筆尖212是圖像傳感器平面209上筆尖202的突出點。虛擬筆尖212在圖像傳感器平面209上的位置是未知但固定的。
把圖像中心的位置映射到筆尖位置的一種方法是確認筆尖與筆身之間的空間關係，筆身、透鏡和圖像傳感器之間的空間關係，諸如透鏡的焦距、圖像傳感器象素的物理尺寸等的光學調整，圖像中心與透鏡光軸之間的距離等等。這些測量通常需要特殊的裝置。此外，每當筆的配置變化，諸如當蓄墨水管被更換時，該過程需重複進行。虛擬筆尖的概念使得這些複雜步驟不必要了。透視變換被應用於虛擬筆尖的位置以得到筆尖的位置，即Lpentip＝FS→P(Lvirtual-pentip)(8)IX.校準根據本發明的各種實施方式，通過執行以下(a)到(g)的步驟可估算校準參數Lvirtual-pentip(a)用戶置真實筆尖202於表面207上的固定位置Lpentip。參照圖14，按位置編碼表面207的一部分1400被顯示，其上Lpentip被顯示在1402。
(b)用戶將筆尖保持在位置Lpentip上，並捕捉帶有不同筆方向的一系列圖像(即儘管筆尖202保留在固定位置Lpentip，但是筆可旋轉和/或與筆尖202相對的筆的另一端可在各個方向上移動)。參照圖14，對於Lpentip1402，中心沿著路徑1404的圖像可能被捕捉。
(c)初始化Lvirtual-pentip為(0，0)，其中Lvirtual-pentip為Lvirtual-pentip的估算值。
(d)對於每個被捕捉圖像，通過m-數組解碼和圖像匹配來計算變換FS→P和FPS=FSP-1,]]>可計算出等式9和10
Lpentipi=FSPiLvirtual-pentip,i=1,2,,N---(9)]]>Lvirtual-pentipi=FPSi(Lpentip+Li),i=1,2,,N---(10)]]>其中N是用於校準的被捕捉圖像數目，而ΔLi是在第i幀中真實筆尖的位置與Lpentip之間的偏移量ΔPi。
(e)有了等式(9)，設Lvirtual-pentip為Lvirtual-pentip，以得到Lpentipi，i＝1，2，…，N。通過對Lpentipi取平均值，Lpentip被估算值為Lpentip=1Ni=1i=NLpentipi---(11)]]>(f)有了等式(10)，設Lpentip為Lpentip，以得到Lvirtual-pentipi，i＝1，2，…，N。通過對Lvirtual-pentipii取平均值，Lvirtual-pentip被估算值為Lvirtual-pentip=1Ni=1i=NLvirtual-pentipi---(12)]]>(g)到步驟(e)。
在幾次從步驟(e)到(g)的迭代之後，Lvirtual-pentip和Lpentip一般都將分別收斂為更準確的可被稱為Lvirtual-pentipaccurate和Lpentipaccurate的結果。
Lvirtual-pentipaccurate可被用作等式(8)中的校準參數，用來把復原圖像中心筆劃1203映射到復原筆尖筆劃1201。
現在將提供一示例，其中Lvirtual-pentipaccurate和Lvirtual-pentip基於筆尖被放置的固定位置Lpentip進行計算，且筆被旋轉使得47個圖像可被捕捉。從每個圖像可獲取變換FS→P和FPS=FSP-1.]]>如下所示，經過47次迭代，Lvirtual-pentip從(0.00，0.00)收斂到最後結果(30.80，7.01)，Lpentip收斂到最後結果(978.87，1618.55)。注意Lvirtual-pentip在以圖像中心為原點的被捕捉圖像的坐標系統中，而Lpentip則在相應文檔的坐標系統中。
迭代次數1—[步驟c]—初始化虛擬筆尖為(x＝0.00，y＝0.00)，以計算每個圖像在紙上的筆尖位置。
圖像0的紙上筆尖位置x＝985.57，y＝1649.70；圖像1的紙上筆尖位置x＝985.20，y＝1649.25；……；圖像46的紙上筆尖位置x＝1006.41，y＝1629.30；圖像47的紙上筆尖位置x＝1006.76，y＝1628.79；平均紙上筆尖位置x＝993.32，y＝1643.28。
—使用最後的平均紙上筆尖位置(x＝993.32，y＝1643.28)來計算每個圖像的虛擬筆尖
圖像0的虛擬筆尖位置x＝2.83，y＝11.43；圖像1的虛擬筆尖位置x＝2.42，y＝11.66；……；圖像46的虛擬筆尖位置x＝9.46，y＝-17.72；圖像47的虛擬筆尖位置x＝10.55，y＝-18.45；平均虛擬筆尖位置x＝3.65，y＝0.88；[步驟g]—到步驟e。
迭代次數2—[步驟e]—使用最後的虛擬筆尖為(x＝3.65，y＝0.88)，以計算每個圖像的紙上筆尖位置。
圖像0的紙上筆尖位置x＝984.86，y＝1646.07；圖像1的紙上筆尖位置x＝984.50，y＝1645.58；………；圖像46的紙上筆尖位置x＝1003.09，y＝1628.06；圖像47的紙上筆尖位置x＝1003.53，y＝1627.54；平均紙上筆尖位置x＝991.64，y＝1640.32。
—使用最後的平均紙上筆尖位置(x＝991.64，y＝1640.32)來計算每個圖像的虛擬筆尖圖像0的虛擬筆尖位置x＝6.25，y＝10.93；圖像1的虛擬筆尖位置x＝5.79，y＝11.12；……；圖像46的虛擬筆尖位置x＝11.93，y＝-14.67；圖像47的虛擬筆尖位置x＝13.01，y＝-15.41；平均虛擬筆尖位置x＝6.87，y＝1.64；[步驟g]—到步驟e。
迭代次數3—[步驟e]—使用最後的虛擬筆尖為(x＝6.87，y＝1.64.)，以計算每個圖像的紙上筆尖位置。
……迭代次數43—平均虛擬筆尖x＝30.74，y＝7.00。
……迭代次數44—平均虛擬筆尖x＝30.76，y＝7.01。
……
迭代次數45—平均虛擬筆尖x＝30.77，y＝7.01。
……迭代次數46—平均虛擬筆尖x＝30.78，y＝7.01。
……迭代次數47--[步驟f]—使用最後的平均紙上筆尖位置(x＝978.87，y＝1618.55)來計算每個圖像的虛擬筆尖圖像0的虛擬筆尖位置x＝31.61，y＝6.88；圖像1的虛擬筆尖位置x＝30.74，y＝6.73；……；圖像46的虛擬筆尖位置x＝30.47，y＝7.74；圖像47的虛擬筆尖位置x＝31.46，y＝6.96；因此，在該例中，平均虛擬筆尖的最後值收斂到x＝30.80，y＝7.01。
以上所述僅僅是本發明原則應用的說明。本領域技術人員能實現其它排列和方法，而不背離本發明的精神和範圍。本發明諸方法中的任一種都可在存儲於計算機存儲盤或其它計算機可讀介質之上的軟體中得以實現。
權利要求
1.一種校準包括筆尖和照相機的數字式筆、校準並把照相機捕捉圖像的中心位置映射到所述筆尖位置的方法，其特徵在於，它包括基於在將筆尖保持於一按位置編碼的表面上基本固定的位置Lpentip的同時以多個不同方向放置所述筆而由所述數字式筆上的照相機所捕捉的多個圖像來生成一校準參數，其中所述校準參數基於多個迭代生成的估算值而產生；以及使用所述校準參數把所述照相機捕捉圖像的中心位置映射到所述筆尖位置，從而用戶在所述按位置編碼的表面上所書寫的筆劃可在所述按位置編碼表面的電子副本的一位置上復原，其中所述電子副本中所述復原筆劃的位置對應於用戶在按位置編碼表面上書寫所述筆劃時的多個筆尖位置。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括通過m數組解碼和圖像匹配來對多個被捕捉圖像的每個圖像計算一變換FS→P和一逆變換FPS=FSP-1,]]>及隨後計算Lpentipi=FSPiLvirtual-pentip,i=1,2,,N,]]>以及Lvirtual-pentipi=FPSi(Lpentip+Li),i=1,2,,N,]]>其中N是用來生成所述校準參數的被捕捉圖像的數量，而ΔPi是在第I幀中實際筆尖位置和Lpentip之間的偏移量。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，還包括初始化Lvirtual-pentip為(0，0)，其中Lvirtual-pentip是Lvirtual-pentip的一估算值。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，還包括在等式Lpentipi=FSPiLvirtual-pentip,i=1,2,,N]]>中，設Lvirtual-pentip為Lvirtual-pentip以獲取Lpentipi，i＝1，2，…，N，且通過取Lpentipi的平均值，將Lpentip估算為Lpentip=1Ni=1i=NLpentipi.]]>
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，還包括在等式Lvirtual-pentipi=FPSi(Lpentip+Li),i=1,2,,N]]>中，設Lpentip為Lpentip以獲取Lvirtual-pentipi，i＝1，2，…，N，且通過取Lvirtual-pentipi的平均值，將Lvirtual-pentip估算為Lvirtual-pentip=1Ni=1i=NLvirtual-pentipi.]]>
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，還包括重複權利要求4和5中的步驟多次，使得Lvirtual-pentip的估算值收斂於實質上更準確的結果Lvirtual-pentipaccurate，而Lpentip的估算值收斂於實質上更準確的結果Lpentipaccurate。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，還包括把Lvirtual-pentipaccurate用作所述校準參數，以將所述照相機捕捉圖像的中心位置映射到所述筆尖位置。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括使用一虛擬筆尖以把一復原計算機捕捉筆劃映射到一復原筆尖筆劃，其中所述虛擬筆尖在所述數字式筆的一圖像感應平面上的位置取決於所述筆尖和所述筆上照相機之間的預定關係，其中所述預定關係基於所述筆的配置。
9.一種包含計算機可執行指令的計算機可讀介質，所述指令產生包括一筆尖和一照相機的數字式筆的校準參數，其中通過執行以下步驟，把所述圖像的中心位置映射到在一按位置編碼的表面上的所述筆尖位置取決於所述校準參數基於使筆尖保持在一按位置編碼的表面上基本固定的位置Lpentip的同時以多個不同方向放置所述筆而由所述數字式筆上照相機所捕捉的多個圖像來生成所述校準參數，其中所述校準參數基於多個迭代生成的估算值而產生。
10.如權利要求9所述的計算機可讀介質，其特徵在於，還包括計算機可執行指令，其通過圖像匹配來對多個被捕捉圖像的每個圖像計算一變換FS→P和一逆變換FPS=FSP-1,]]>及隨後計算Lpentipi=FSPiLvirtual-pentip,i=1,2,,N,]]>以及Lvirtual-pentipi=FPSi(Lpentip+Li),i=1,2,,N,]]>其中N是用來產生所述校準參數的被捕捉圖像數量，而ΔPi是在第I幀中真實筆尖位置和Lpentip之間的偏移量。
11.如權利要求10所述的計算機可讀介質，其特徵在於，還包括計算機可執行指令，其初始化Lvirtual-pentip為(0，0)，其中Lvirtual-pentip是Lvirtual-pentip的一估算值。
12.如權利要求11所述的計算機可讀介質，其特徵在於，還包括計算機可執行指令，其在等式Lpentipi=FSPiLvirtual-pentip,i=1,2,,N]]>中，設Lvirtual-pentip為Lvirtual-pentip以獲取Lpentipi，i＝1，2，…，N，且通過取Lpentipi的平均值，將Lpentip估算為Lpentip=1Ni=1i=NLpentipi.]]>
13.如權利要求12所述的計算機可讀介質，其特徵在於，還包括計算機可執行指令，其在等式Lvirtual-pentipi=FPSi(Lpentip+Li),i=1,2,,N]]>中，設Lpentip為Lpentip以獲取Lvirtual-pentipi，i＝1，2，…，N，且通過取Lvirtual-pentipi的平均值，將Lvirtual-pentip估算為Lvirtual-pentip=1Ni=1i=NLvirtual-pentipi.]]>
14.如權利要求13所述的計算機可讀介質，其特徵在於，還包括重複權利要求12和13中的步驟多次，使得Lvirtual-pentip的估算值收斂於實質上更準確的結果Lvirtual-pentipaccurate，而Lpentip的估算值收斂於實質上更準確的結果Lpentipaccurate。
15.如權利要求14所述的計算機可讀介質，其特徵在於，還包括計算機可執行指令，其把Lvirtual-pentipaccurate用作所述校準參數，以將所述照相機捕捉圖像的中心位置映射到所述筆尖位置。
16.一種包含計算機可執行指令的計算機可讀介質，其特徵在於，通過執行以下步驟，所述指令校準包括一筆尖和一照相機的一數字式筆，並把照相機捕捉圖像的中心位置映射到所述筆尖位置基於在將所述筆尖保持在一按位置編碼的表面上基本固定的位置Lpentip的同時以多個不同方向放置所述筆而由所述數字式筆上照相機所捕捉的多個圖像來生成一校準參數，其中所述校準參數基於多個迭代生成的估算值而產生；以及使用所述校準參數把所述照相機捕捉圖像中心的位置映射到所述筆尖位置，從而用戶在所述按位置編碼的表面上所書寫的筆劃可在所述按位置編碼表面的電子副本的一位置上復原，其中所述電子副本中所述復原筆劃的位置對應於用戶在按位置編碼表面上書寫所述筆劃時的多個筆尖位置。
17.如權利要求16所述的計算機可讀介質，其特徵在於，還包括計算機可執行指令，其使用一虛擬筆尖用來把一復原計算機捕捉筆劃映射到一復原筆尖筆劃，其中所述虛擬筆尖在所述數字式筆的一圖像感應平面上的位置取決於所述筆尖和所述筆上照相機之間的預定關係，其中所述預定關係基於所述筆的所述配置。
18.一種系統，其校準包括一筆尖和一照相機的一數字式筆、並把照相機捕捉圖像的中心位置映射到所述筆尖位置，其特徵在於，所述系統包括一校準模塊，其基於通過在將所述筆尖保持在一按位置編碼的表面上基本固定的位置Lpentip的同時以多個不同方向放置所述筆而由所述數字式筆上照相機所捕捉的多個圖像來生成一校準參數，其中所述校準參數基於多個迭代生成的估算值生成；以及一映射模塊，其使用所述校準參數把所述照相機捕捉圖像中心的位置映射到所述筆尖位置，從而用戶在所述按位置編碼表面上所寫的筆劃可在所述按位置編碼表面的電子副本的一位置上復原，其中所述電子副本中所述復原筆劃的位置對應於用戶在按位置編碼表面上書寫所述筆劃時的多個筆尖位置。
19.如權利要求18所述的系統，其特徵在於，所述校準模塊通過圖像匹配來對多個被捕捉圖像的每個圖像計算一變換FS→P和一逆變換FPS=FSP-1,]]>並隨後計算Lpentipi=FSPiLvirtual-pentip,i=1,2,,N,]]>以及Lvirtual-pentipi=FPSi(Lpentip+Li),i=1,2,,N,]]>其中N是用來產生所述校準參數的被捕捉圖像數量，而ΔPi是在第I幀中真實筆尖位置和Lpentip之間的偏移量。
20.如權利要求19所述的系統，其特徵在於，還包括初始化Lvirtual-pentip為(0，0)，其中Lvirtual-pentip是Lvirtual-pentip的一估算值。
21.如權利要求20所述的系統，其特徵在於，在等式Lpentipi=FSPiLvirtual-pentip,i=1,2,,N,]]>中，設Lvirtual-pentip為Lvirtual-pentip以獲取Lpentipi，i＝1，2，…，N，且通過取Lpentipi的平均值，將Lpentip估算為Lpentip=1Ni=1i=NLpentipi.]]>
22.如權利要求21所述的系統，其特徵在於，在等式Lvirtual-pentipi=FPSi(Lpentip+Li),i=1,2,,N]]>中，設Lpentip為Lpentip以獲取Lvirtual-pentipi，i＝1，2，…，N，且通過取Lvirtual-pentipi的平均值，將Lvirtual-pentip估算為Lvirtual-pentip=1Ni=1i=NLvirtual-pentipi.]]>
23.如權利要求22所述的系統，其特徵在於，所述校準模塊重複權利要求21和22的步驟多次，使得Lvirtual-pentip的估算值收斂於實質上更準確的結果Lvirtual-pentipeaccurate，而Lpentip的估算值收斂於實質上更準確的結果Lpentipaccurate。
24.如權利要求23所述的系統，其特徵在於，所述校準模塊向所述校準模塊輸出Lvirtual-pentipaccurate用作所述校準參數，以將所述復原圖像的中心位置映射到所述復原筆尖位置。
25.如權利要求18所述的系統，其特徵在於，所述校準模塊使用一虛擬筆尖以把一復原計算機捕捉筆劃映射到一復原筆尖筆劃，其中所述虛擬筆尖在所述數字式筆的一圖像感應平面上的位置取決於所述筆尖和所述筆上照相機之間的預定關係，其中所述預定關係基於所述筆的所述配置。
全文摘要
數字式筆尖的x－y位置可通過使用校準參數映射筆上照相機所捕捉圖像相應中心的x－y位置來確定。校準參數可通過迭代計算校準參數的估算值而產生。校準輸入數據可通過用戶把筆尖202放置在諸如紙張的按位置編碼介質表面207的固定位置上，然後旋轉該筆和/或在各種方向上移動該筆的另一端以捕捉多個圖像來產生，用來產生校準參數。用戶無需一般結合常規校準技術而使用的複雜校準設備，就可執行這種校準過程。
文檔編號G06F3/033GK1637774SQ200510004180
公開日2005年7月13日 申請日期2005年1月6日 優先權日2004年1月6日
發明者王堅, 陳黎勇, 馬曉旭, 黨映農 申請人:微軟公司