CN116204084A - 一种书写状态判别方法、装置、系统和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种书写状态判别方法、装置、系统和可读存储介质，该方法包括：以设定采样周期获取弹性波传感器检测的信号；判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，目标信号为以设定采样周期主动激励触摸屏产生的弹性波信号；若存在，则判定触控装置上的书写状态为落笔书写状态；若不存在，则判定触控装置上的书写状态为抬笔书写状态。本发明实施例公开的书写状态判别方法、装置、系统和可读存储介质，可有效去除各类复杂的干扰噪声导致的误判，准确地判定触控装置上的抬笔与落笔书写状态。

Description

一种书写状态判别方法、装置、系统和可读存储介质

技术领域

本发明涉及但不仅限于电子领域，尤指一种书写状态判别方法、装置、系统和可读存储介质。

背景技术

目前零书写高度是不可逾越的技术难点，也是大屏(比如触摸屏)书写应用上的痛点。

当前，主要通过红外模块识别在大屏上的抬笔和落笔，然而，基于红外模块的抬笔和落笔检测在距离屏幕一定的高度时就会提前错误识别，在并未落笔的情况下就会检测到落笔状态，以及在抬笔后的一定高度范围内依然识别为抬笔，这就会导致书写过程中的非人为主动性的连笔。

发明内容

第一方面，本申请实施例提供了一种书写状态判别方法，应用于包括一个或多个弹性波传感器的触控装置，所述方法包括：

以设定采样周期获取弹性波传感器检测的信号；

判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，所述目标信号为以所述设定采样周期主动激励触摸屏产生的弹性波信号；

若存在，则判定所述触控装置上的书写状态为落笔书写状态；

若不存在，则判定所述触控装置上的书写状态为抬笔书写状态。

第二方面，本申请实施例提供了一种书写状态判别装置，包括存储器和处理器，存储器用于存储执行指令；处理器调用所述执行指令，用于执行如第一方面任一实施例所述的书写状态判别方法。

第三方面，本申请实施例提供了一种书写状态判别系统，包括：触控装置、判别装置、弹性波传感器和主动式发射笔；

所述主动式发射笔，用于在所述触控装置上书写，所述主动式发射笔以设定采样周期发射主动激励信号，并在激励所述触控装置后产生弹性波信号，其中周期内有效的激励信号长度小于设定采样周期；

所述弹性波传感器为一个或多个，所述弹性波传感器设置在所述触控装置上，用于检测所述主动式发射笔产生的弹性波信号；

所述判别装置，与每一个弹性波传感器连接，用于执行如第一方面任一实施例所述的书写状态判别方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现第一方面任一实施例所述的方法的步骤。

本申请至少一个实施例提供的书写状态判别方法、装置、系统和可读存储介质，与现有技术相比，具有以下有益效果：通过弹性波传感器接收设定采样周期的主动式发射笔发射的信号，实时判别当前采样周期内是否存在主动式发射笔发射信号，可以有效的区分信号是否为主动式发射笔激励信号，从而有效去除各类复杂的干扰噪声导致的误判，准确地判定当前采样周期的抬笔与落笔状态，可避免抬笔和落笔检测在距离屏幕一定的高度时就会提前错误识别，解决一定距离(比如1mm)书写高度带给大屏书的较差体验。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本发明实施例提供的书写状态判别方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的主动式发射笔周期性连续发射信号的示意图；

图3为本发明实施例提供的帧内信号完整包含本周期主动式发射笔信号的示意图；

图4为本发明实施例提供的帧内信号包含前周期波尾和当前周期波头的示意图；

图5为本发明一示例实施例提供的当前采集周期内信号拼接的示意图；

图6为本发明另一示例实施例提供的当前采集周期内信号拼接的示意图；

图7为本发明一示例实施例提供的当前采集周期内信号无缝拼接的示意图；

图8为本发明另一示例实施例提供的当前采集周期内信号无缝拼接的示意图；

图9为本发明实施例提供的主动式发射笔落笔过程时域信号的示意图；

图10为本发明实施例提供的图9对应的频域示意图；

图11为本发明实施例提供的主动式发射笔抬笔过程时域信号的示意图；

图12为本发明实施例提供的图11对应的频域示意图；

图13为本发明实施例提供的抬笔和落笔状态切换的判别示意图；

图14为本发明实施例提供的书写状态判别系统的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的书写状态判别装置的结构示意图。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。

图1为本发明实施例提供的书写状态判别方法的流程图，如图1所示，本发明实施例提供的书写状态判别方法，应用于包括一个或多个弹性波传感器的触控装置，其可以包括：

S101：以设定采样周期获取弹性波传感器接收的信号。

本实施例中，可应用于基于主动式发射笔(可简称为主动笔)的触控装置的书写，触控装置可以包括触摸屏。主动式发射笔可以用于在触控装置上书写，主动式发射笔以设定采样周期发射主动激励信号，并在激励触摸屏后产生弹性波信号。图2为本发明实施例提供的主动式发射笔周期性连续发射信号的示意图，如图2所示，主动式发射笔以设定采样周期发射主动激励信号，其中周期内有效的激励信号长度(图2中的有效信号区间)小于设定采样周期T。

触控装置上可以设置有一个或多个弹性波传感器，弹性波传感器用于检测主动式发射笔产生的弹性波信号。本实施例中，可通过触控装置(比如触摸屏)上的一个或多个弹性波传感器接收设定采样周期(或固定时间间隔)的主动式发射笔发射的信号，以进行触控装置上的书写状态的判别，即进行主动式发射笔的抬笔或落笔的判别。

本实施例中的执行主体可以是下述实施例中的主动式发射笔的书写状态判别装置，其可以是终端、可穿戴设备等。主动式发射笔的书写状态判别装置可以与弹性波传感器电连接，以设定采样周期获取一个或多个弹性波传感器检测的信号。

在一示例中，弹性传感器为多个时，可预处理并筛选特定通道的弹性传感器。由于弹性波信号在传播的过程中，随着距离变远，信号会逐渐衰减，同时频散较大。本实施例可选择合适的基于主动式发射笔激励屏幕后产生的弹性波信号，一般可根据不同弹性波传感器(不同通道)信号的能量、幅值或距离大小选择处于最大的一个或多个弹性传感器进行信号计算，特殊情况也会选择次大或中间指标的弹性传感器进行计算。

在一示例中，弹性传感器为多个时，执行S102之前，还可以包括：

获取多个弹性波传感器检测的信号；将当前采样周期内多个弹性波传感器检测的信号的幅值或能量进行求和；在幅值或能量的和大于预设阈值时，判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号；否则，判定触控装置上的书写状态为抬笔书写状态，即主动式发射笔为抬笔状态。

本实施例中，在判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号之前，可根据多个弹性传感器获取的多个信号直接判定主动式发射笔是否为抬笔书写状态，只有在多个信号的幅值或能量的和大于预设阈值时，才会判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号；否则，不进行判别，直接判定主动式发射笔为抬笔状态。

本实施例中，一个采样周期可以为1帧。

S102：判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，目标信号为以设定采样周期主动激励触控装置产生的弹性波信号。若存在，则执行S103；若不存在，执行S104。

本实施例中，基于主动式发射笔的应用可以在任意接触书写的状态下产生弹性波信号，通过实时判别任意帧内是否存在主动发射的目标信号，以确定主动式发射笔为落笔状态或抬笔状态，即对于信号的有无检测可以实现落笔及抬笔的检测，在有噪声干扰下也能够正常判别抬笔及落笔状态，以及可避免抬笔和落笔检测在距离屏幕一定的高度时就会提前错误识别，比如可避免在并未落笔的情况下就会检测到落笔状态，以及在抬笔后的一定高度范围内依然识别为抬笔，可解决一定距离(比如1mm)书写高度带给大屏书的较差体验。

在一示例中，若为主动式发射笔在触控装置上书写时，目标信号为主动式发射笔以设定采样周期主动激励触控装置产生的弹性波信号。

S103：判定触控装置上的书写状态为落笔书写状态。

S104：判定触控装置上的书写状态为抬笔书写状态。

本实施例中，可实时判别当前帧内是否存在如主动式发射笔等激励触控装置产生的弹性波信号，若存在则为落笔状态，否则为抬笔状态，可有效去除各类复杂的干扰噪声导致的误判，准确地判定触控装置上的抬笔与落笔书写状态。

本发明实施例提供的主动式发射笔的触控装置书写状态判别方法，通过弹性波传感器接收设定采样周期的主动式发射笔发射的信号，实时判别当前采样周期内是否存在主动式发射笔发射信号，可以有效的区分信号是否为主动式发射笔激励信号，从而有效去除各类复杂的干扰噪声导致的误判，准确地判定当前采样周期的抬笔与落笔状态，可避免抬笔和落笔检测在距离屏幕一定的高度时就会提前错误识别，解决一定距离(比如1mm)书写高度带给大屏书的较差体验。

在本发明一示例实施例中，判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号之前，还可以包括：

将当前采样周期内采集的信号进行拼接，将拼接后的信号作为当前采样周期内采集的信号。

在实际应用中，图3为本发明实施例提供的帧内信号完整包含本周期主动式发射笔信号的示意图，图4为本发明实施例提供的帧内信号包含前周期波尾和当前周期波头的示意图，如图3和图4所示，当为随机采样主动式发射笔激励的信号时，存在两种情况：(1)一个采样周期内的信号完整包含一次主动式发射笔发射的信号；(2)一个采样周期内，前端信号是上一个周期主动式发射笔发射的信号，后端是当前周期主动式发射笔发射的信号。对于第(1)种情况不需要拼接，第(2)种情况需要进行拼接处理。

本实施例中，将当前采样周期内采集的信号进行拼接，根据拼接后的信号进行抬笔或落笔状态的判定。

在一示例中，图5为本发明一示例实施例提供的当前采集周期内信号拼接的示意图，图6为本发明另一示例实施例提供的当前采集周期内信号拼接的示意图，如图5和图6所示，将当前采样周期内采集的信号进行拼接，包括：

获取当前采样周期内采集的信号的最大值；根据该最大值向前预留固定L1长度数据，向后预留L2长度数据；若前向长度范围内的起始点超出当前采样周期的开始位置，则从当前采样周期内的信号尾部数据中选择相应长度数据补充为L1的剩余长度数据，拼接到当前采样周期的信号的头部；若后向长度范围内的结束点超出当前采样周期的结束位置，则从当前采样周期内的信号头部数据中选择相应长度数据补充为L2的剩余长度数据，拼接到当前采样周期的信号的尾部。

本实施例中，可将当前采样周期内信号的最大值作为拼接处，将当前周期内的头部数据和尾部数据进行相互拼接。其中，可将当前周期内的头部数据拼接至尾部数据的后面，或者将当前周期内的尾部数据拼接至头部数据的前面，以确保一个采样周期内的信号完整包含一次主动式发射笔发射的信号。

其中，长度数据L1和L2可根据实际情况或经验值而定，本实施例在此不进行限定和赘述。

其中，当前采样周期内信号的最大值的确定可采用现有方案。在一示例中，对于连续落笔的情况，当前采样周期内信号的最大值不用确定，可直接使用上一采用周期确定的最大值。

本实施例中，主动式发射笔的状态从抬笔状态切换到落笔状态，则计算落笔后的前几个采样周期内的参数均值作为本次落笔参数，本次落笔参数确认后，本次落笔的剩余采样周期则可不计算相关参数。比如，连续判别多个采样周期的信号中是否包含目标信号，若前几个采样周期内包含了目标信号，则计算各采样周期内相关参数(比如信号的最大值)的均值，剩余几个采样周期则不需要继续计算相关参数(比如信号的最大值)，直接采用计算完的均值参数(比如信号的最大值)即可。

在一示例中，将当前采样周期内采集的信号进行拼接，可以包括：

获取当前采样周期采集信号的开始位置，根据该开始位置向后预留L3长度的数据；若后向长度范围内的结束点超出当前采样周期的结束位置，则从当前采样周期内的信号头部数据重新选择相应长度数据补充为L3的剩余长度数据。

本实施例中，可将当前采样周期采集信号的开始位置(或起始点)作为拼接处，将当前周期内的尾部数据拼接至头部数据的前面，以确保一个采样周期内的信号完整包含一次主动式发射笔发射的信号。

其中，长度数据L3可根据实际情况或经验值而定，本实施例在此不进行限定和赘述。

在本发明一示例实施例中，将当前采样周期内采集的信号进行拼接之后，还可以包括：

将拼接处进行无缝平滑：

寻找拼接处前面最近的峰谷位置，以及寻找拼接处后面最近的峰谷位置；获取拼接处前面峰谷位置到拼接处的点数n1；以及获取拼接处后面峰谷位置到拼接处的点数n2；对拼接处前面最近的峰谷位置与拼接处后面最近的峰谷位置之间的数据进行插值处理，插值点数为n1+n2，以得到连续的无缝平滑拼接；

其中，若拼接处前面最近的峰谷位置是波峰，则拼接处后面最近的峰谷位置是波谷；若拼接处前面最近的峰谷位置是波谷，则拼接处后面最近的峰谷位置是波峰。

在实际应用中，采用上述拼接方法，在拼接处并不是无缝拼接，会存在像素点的整体偏移。本实施例中，可对上述拼接方法的拼接处进行无缝平滑，以得到连续的无缝平滑拼接信号。

图7为本发明一示例实施例提供的当前采集周期内信号无缝拼接的示意图，图8为本发明另一示例实施例提供的当前采集周期内信号无缝拼接的示意图，如图7和图8所示，首先寻找拼接处前面(前一部分)最近的峰谷位置，若前面最近的峰谷位置是波峰，则拼接处后面(下一部分)需要确定最近的波谷位置，以及获取前面波峰到拼接处的点数n1和后面波谷到拼接处的点数n2，之后对前面的波峰位置和后面的波谷位置之间的数据进行插值处理，插值点数为n1+n2，把前面的波峰位置数据、插值部分数据和后面的波谷位置数据进行叠加获取连续的无缝平滑拼接。同理，若拼接处前面最近的峰谷位置是波谷，则拼接处后面(下一部分)需要确定最近的波峰位置。

在本发明一示例实施例中，判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，可以包括：

将当前采样周期内采集的信号与当前采样周期之前的预设周期内采集的信号进行相减；根据相减结果判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号。

本实施例中，可通过前后采样周期的信号进行相减，以确定当前采样周期主动式发射笔为落笔状态或抬笔状态。

在一示例中，当前采样周期之前的预设周期可以包括：当前采样周期之前的一个采样周期或多个采样周期。

本实施例中，当前采样周期之前的预设周期可以是当前采样周期的前一周期，也可以是当前采样周期的前n周期，n大于等于2。其中，可将当前采样周期称为后一帧，将当前采样周期之前的预设周期称为前一帧。

在当前采样周期之前的预设周期包括多个采样周期时，将当前采样周期内采集的信号与当前采样周期之前的预设周期内采集的信号进行相减，可以包括如下两种实现方式：

第一种实现方式：获取当前采样周期之前的多个采样周期内采集的信号的均值，将当前采样周期内采集的信号与均值进行相减。

本实施例中，可分别获取前n周期内的信号，将前n周期内的信号进行取均值，将当前采样周期内采集的信号与求取的均值进行相减，以确定当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号。

第二种实现方式：将当前采样周期内采集的信号分别与当前采样周期之前的多个采样周期内采集的信号进行相减，若其中一个相减结果判别到当前采样周期内采集的信号中存在目标信号，则确定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号；若所有相减结果判别到当前采样周期内采集的信号中均不存在目标信号，则确定当前采样周期内采集的信号中不存在目标信号。

本实施例中，可分别获取前n周期内的信号，将当前采样周期内采集的信号分别与前n周期内的信号进行相减，根据多个相减结果确定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号。其中，只要一个相减结果判别到当前采样周期内采集的信号中存在目标信号，则确定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号。所有相减结果判别到当前采样周期内采集的信号中不存在目标信号，则确定当前采样周期内采集的信号中不存在目标信号。

图9为本发明实施例提供的主动式发射笔落笔过程时域信号的示意图，图10为本发明实施例提供的图9对应的频域示意图，图11为本发明实施例提供的主动式发射笔抬笔过程时域信号的示意图，图12为本发明实施例提供的图11对应的频域示意图，如图9至图12所示，可采用前后采样周期的时域信号相减或频域相减两种方式，以确定当前采样周期主动式发射笔为落笔状态或抬笔状态。

在一示例中，将当前采样周期内采集的信号与当前采样周期之前的预设周期内采集的信号进行相减，可以包括：

将当前采样周期内采集的信号的频谱与当前采样周期之前的预设周期内采集的信号的频谱进行相减。

本实施例中，可采用前后采样周期的频域相减方式，以确定当前采样周期主动式发射笔为落笔状态或抬笔状态。采用前后采样周期的时域相减方式的原理时域相减方式的原理相似，本实施例在此不进行限定和赘述。

相应地，在一示例中，根据相减结果判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，可以包括：

确定相减后的频谱在预设频段存在特征峰的情况下，判断特征峰的正负：

在特征峰为正时，确定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号；在特征峰为负时，确定当前采样周期内采集的信号中不存在目标信号。

本实施例中，由于书写过程中，主动式发射笔连续发射固定周期信号，正常书写过程中，短期内信号的较稳定。主动式发射笔正书写与斜书写过程中，特征峰的频点会发生漂移，但是在单次落笔书写事件中，书写角度在前后帧的短时范围内不会发生明显变化，频点短期内不会偏移。因此，可采用前后采样周期的频域相减方式，根据预设频段内的特征峰的正负确定当前采样周期主动式发射笔为落笔状态或抬笔状态。

其中，预设频段的取值可根据经验值而定，本实施例在此不进行限定和赘述。在一示例中，预设频段的取值可以但不仅限于为100频点至150频点。

其中，特征峰为一个名词，其表示对应频率区间有峰值。

在一示例中，频率区间是否有特征峰可以根据特征峰的以下参数值是否超过设定阈值判断：特征峰的积分值、特征峰的幅值、特征峰的能量占比或特征锋的斜率。其中，若特征峰的上述任一参数值超过设定阈值，则判定频率区间有特征峰，否则，判定频率区间没有特征峰。

在一示例中，特征峰的正负可以根据特征峰的以下参数值的正负判断：特征峰的积分值、特征峰的幅值、特征峰的能量占比或特征锋的斜率。其中，若特征峰的上述任一参数值为正，则判定频率区间的特征峰为正；若特征峰的上述任一参数值为负，则判定频率区间的特征峰为负。

在实际应用中，主动式发射笔落笔状态的信号可以为：前面采样周期内(前帧)信号可以为底噪或干扰信号，当前采样周期内信号可以为底噪+主动激励信号。本实施例中，如图10所示，可通过当前采样周期内的信号频谱减去前面采样周期内的信号频谱，若预设频段内确定有特征峰且特征峰为正，则可判定当前采样周期为落笔开始帧，主动式发射笔为落笔状态。

在实际应用中，主动式发射笔抬笔状态的信号可以为：前面采样周期内(前帧)信号可以为落笔时的主动激励信号，当前采样周期内信号可以为抬笔信号。本实施例中，如图12所示，可通过当前采样周期内的信号频谱减去前面采样周期内的信号频谱，若预设频段内确定有特征峰且特征峰为负，则可判定当前采样周期为抬笔开始帧，主动式发射笔为抬笔状态。

相应地，在一示例中，根据相减结果判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，可以包括：

确定相减后的频谱在预设频段不存在特征峰的情况下，根据上一采样周期的相减结果判定当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号；

在上一采样周期的相减结果判定采集的信号中存在目标信号时，确定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号；

在上一采样周期的相减结果判定采集的信号中不存在目标信号时，确定当前采样周期内采集的信号中不存在目标信号。

本实施例中，若前后采样周期相减后的信号频谱中没有特征峰，则判定当前采样周期的书写状态与上一采样周期的书写状态一致。比如，若上一采样周期判定书写状态是抬笔，则当前采样周期的书写状态也是抬笔；若上一采样周期判定书写状态是落笔，则当前采样周期的书写状态也是落笔。

图13为本发明实施例提供的抬笔和落笔状态切换的判别示意图，如图13所示，本实施例根据前后两个采样周期内，频域相减后预设频段内的特征峰为正向或负向，以确定当前采样周期为落笔开始帧或抬笔开始帧，从而可指示出抬笔和落笔状态的切换。

在本发明一示例实施例中，判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，可以包括：

对当前采样周期内采集的信号进行频域变换，以及选择频段范围；计算频段范围内的频域特征，将频域特征与预设目标信号的频域特征进行一致性判断；若一致，则判定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号。

本实施例中，可对当前采样周期内采集的信号或拼接后的信号进行频域变换，以确定出当前采样周期内是否存在目标信号。

可预先获取主动式发射笔的固定发射周期(预设周期)T,，通过弹性波传感器实时获取任意周期T内的弹性波信号(一个周期可定义为一帧)，以设定采样周期获取弹性波传感器接收的信号，将当前采样周期内采集的信号或采集的信号拼接后，进行频域计算，通过选择合适的频段范围(频域区间)进行频域特征计算，将计算的频域特征与预设目标信号的频域特征进行一致性(相似度)计算，从而确定出当前采样周期内是否存在目标信号。若一致，则判定为当前采样周期内采集的信号中包括目标信号，为落笔状态；否则，判定为当前采样周期内采集的信号为噪声激发的信号，为噪声状态。

在实际应用中，弹性波传感器常常会采集到噪声数据，如PC内部音频、外部音频、拍手等。

其中，选择的频段范围可根据经验值而定，本实施例在此不进行限定和赘述。频段范围的选择指标可以遵循如下规则：一是当选择上述拼接方法进行信号拼接时，由于在拼接处存在像素点偏移，应避免利用该位置的频率区间数据。二是应避免选择正常激励信号的频谱模型与噪声频域结果较为接近的频域位置区间。

在一示例中，计算频段范围内的频域特征，可以包括：频域幅值结果的平滑计算、频域幅值结果的包络计算、频域幅值结果的共振峰计算、基于频域幅值结果的功率谱密度计算、频域幅值结果的功率谱计算或频域幅值结果的能量谱计算等。

在一示例中，在弹性波传感器为多个时，可将多个弹性波传感器接收的信号进行频域相加后，通过选择合适的频段范围(频域区间)进行频域特征计算，将计算的频域特征与预设目标信号的频域特征进行一致性(相似度)计算，从而确定出当前采样周期内是否存在目标信号。

其中，图2至图9、图11和图13中的横坐标为时间t，单位可以为秒(s)，图2至图9、图11中的纵坐标为幅度V，单位可以为分贝(db)。图8中的WF表示无缝拼接点。

图14为本发明实施例提供的书写状态判别系统的结构示意图，如图14所示，本发明实施例提供的书写状态判别系统，可以包括：触控装置1401、判别装置1402、弹性波传感器1403和主动式发射笔1404。

主动式发射笔，用于在触控装置上书写，主动式发射笔以设定采样周期发射主动激励信号，并在激励触控装置后产生弹性波信号，其中周期内有效的激励信号长度小于设定采样周期；

弹性波传感器为一个或多个，弹性波传感器设置在触控装置上，用于接收主动式发射笔检测的弹性波信号；

判别装置，与每一个弹性波传感器连接，用于执行如上述任一实施例所示的书写状态判别方法。

本发明实施例提供的判别装置的用于执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和实现效果类似，此处不再赘述。

图15为本发明实施例提供的书写状态判别装置的结构示意图，如图15所示，本发明实施例提供的书写状态判别装置，可以包括：存储器1501和处理器1502。

存储器用于存储执行指令，处理器可以是一个中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或者完成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。当触控装置书写状态判别装置运行时，处理器与存储器之间通信，处理器调用执行指令，用于执行以下操作：

以设定采样周期获取弹性波传感器接收的信号；

判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，所述目标信号为以所述设定采样周期主动激励触控装置产生的弹性波信号；

若存在，则判定所述触控装置上的书写状态为落笔书写状态；

若不存在，则判定所述触控装置上的书写状态为抬笔书写状态。

在一示例中，处理器判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，可以包括：

将当前采样周期内采集的信号与当前采样周期之前的预设周期内采集的信号进行相减；

根据相减结果判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号。

在一示例中，处理器将当前采样周期内采集的信号与当前采样周期之前的预设周期内采集的信号进行相减，可以包括：

将当前采样周期内采集的信号的频谱与当前采样周期之前的预设周期内采集的信号的频谱进行相减；

相应地，处理器根据相减结果判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，可以包括：

确定相减后的频谱在预设频段存在特征峰的情况下，判断所述特征峰的正负：

在所述特征峰为正时，确定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号；

在所述特征峰为负时，确定当前采样周期内采集的信号中不存在目标信号；

或者，

确定相减后的频谱在预设频段不存在特征峰的情况下，根据上一采样周期的相减结果判定当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号；

在上一采样周期的相减结果判定采集的信号中存在目标信号时，确定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号；

在上一采样周期的相减结果判定采集的信号中不存在目标信号时，确定当前采样周期内采集的信号中不存在目标信号。

在一示例中，所述特征峰的正负根据特征峰的以下参数值的正负判断：特征峰的积分值、特征峰的幅值、特征峰的能量占比或特征锋的斜率。

在一示例中，当前采样周期之前的预设周期包括：当前采样周期之前的一个采样周期或多个采样周期；

在当前采样周期之前的预设周期包括多个采样周期时，处理器将当前采样周期内采集的信号与当前采样周期之前的预设周期内采集的信号进行相减，可以包括：

获取当前采样周期之前的多个采样周期内采集的信号的均值，将当前采样周期内采集的信号与所述均值进行相减；

或者，

将当前采样周期内采集的信号分别与当前采样周期之前的多个采样周期内采集的信号进行相减，若其中一个相减结果判别到当前采样周期内采集的信号中存在目标信号，则确定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号；若所有相减结果判别到当前采样周期内采集的信号中均不存在目标信号，则确定当前采样周期内采集的信号中不存在目标信号。

在一示例中，处理器判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，可以包括：

对当前采样周期内采集的信号进行频域变换，以及选择频段范围；

计算所述频段范围内的频域特征，将所述频域特征与预设目标信号的频域特征进行一致性判断；

若一致，则判定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号。

在一示例中，处理器判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号之前，还可以包括：

将当前采样周期内采集的信号进行拼接，将拼接后的信号作为当前采样周期内采集的信号。

在一示例中，处理器将当前采样周期内采集的信号进行拼接，可以包括：

获取当前采样周期内采集的信号的最大值；

根据该最大值向前预留固定L1长度数据，向后预留L2长度数据；

若前向长度范围内的起始点超出当前采样周期的开始位置，则从当前采样周期内的信号尾部数据中选择相应长度数据补充为L1的剩余长度数据；若后向长度范围内的结束点超出当前采样周期的结束位置，则从当前采样周期内的信号头部数据中选择相应长度数据补充为L2的剩余长度数据。

在一示例中，处理器将当前采样周期内采集的信号进行拼接，可以包括：

获取当前采样周期采集信号的开始位置，根据该开始位置向后预留L3长度的数据；若后向长度范围内的结束点超出当前采样周期的结束位置，则从当前采样周期内的信号头部数据重新选择相应长度数据补充为L3的剩余长度数据。

在一示例中，处理器将当前采样周期内采集的信号进行拼接之后，还可以包括：

将拼接处进行无缝平滑：

寻找拼接处前面最近的峰谷位置，以及寻找拼接处后面最近的峰谷位置；获取拼接处前面峰谷位置到拼接处的点数n1；以及获取拼接处后面峰谷位置到拼接处的点数n2；对拼接处前面最近的峰谷位置与拼接处后面最近的峰谷位置之间的数据进行插值处理，插值点数为n1+n2，以得到连续的无缝平滑拼接；

其中，若拼接处前面最近的峰谷位置是波峰，则拼接处后面最近的峰谷位置是波谷；若拼接处前面最近的峰谷位置是波谷，则拼接处后面最近的峰谷位置是波峰。

在一示例中，所述弹性波传感器为多个时，处理器判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号之前，还可以包括：

获取多个弹性波传感器检测的信号；

将当前采样周期内多个弹性波传感器检测的信号的幅值或能量进行求和；

在所述幅值或能量的和大于预设阈值时，判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号；

否则，判定所述触控装置上的书写状态为抬笔书写状态。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现上述任一实施例所述的书写状态判别方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (14)

1.一种书写状态判别方法，应用于包括一个或多个弹性波传感器的触控装置，其特征在于，所述方法包括：

以设定采样周期获取弹性波传感器检测的信号；

判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，所述目标信号为以所述设定采样周期主动激励触控装置产生的弹性波信号；

若存在，则判定所述触控装置上的书写状态为落笔书写状态；

若不存在，则判定所述触控装置上的书写状态为抬笔书写状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，包括：

将当前采样周期内采集的信号与当前采样周期之前的预设周期内采集的信号进行相减；

根据相减结果判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将当前采样周期内采集的信号与当前采样周期之前的预设周期内采集的信号进行相减，包括：

将当前采样周期内采集的信号的频谱与当前采样周期之前的预设周期内采集的信号的频谱进行相减；

相应地，所述根据相减结果判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，包括：

确定相减后的频谱在预设频段存在特征峰的情况下，判断所述特征峰的正负：

在所述特征峰为正时，确定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号；

在所述特征峰为负时，确定当前采样周期内采集的信号中不存在目标信号；

或者，

确定相减后的频谱在预设频段不存在特征峰的情况下，根据上一采样周期的相减结果判定当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号；

在上一采样周期的相减结果判定采集的信号中存在目标信号时，确定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号；

在上一采样周期的相减结果判定采集的信号中不存在目标信号时，确定当前采样周期内采集的信号中不存在目标信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述特征峰的正负根据特征峰的以下参数值的正负判断：特征峰的积分值、特征峰的幅值、特征峰的能量占比或特征锋的斜率。

5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，当前采样周期之前的预设周期包括：当前采样周期之前的一个采样周期或多个采样周期；

在当前采样周期之前的预设周期包括多个采样周期时，所述将当前采样周期内采集的信号与当前采样周期之前的预设周期内采集的信号进行相减，包括：

获取当前采样周期之前的多个采样周期内采集的信号的均值，将当前采样周期内采集的信号与所述均值进行相减；

或者，

将当前采样周期内采集的信号分别与当前采样周期之前的多个采样周期内采集的信号进行相减，若其中一个相减结果判别到当前采样周期内采集的信号中存在目标信号，则确定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号；若所有相减结果判别到当前采样周期内采集的信号中均不存在目标信号，则确定当前采样周期内采集的信号中不存在目标信号。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号，包括：

对当前采样周期内采集的信号进行频域变换，以及选择频段范围；

计算所述频段范围内的频域特征，将所述频域特征与预设目标信号的频域特征进行一致性判断；

若一致，则判定当前采样周期内采集的信号中存在目标信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号之前，还包括：

将当前采样周期内采集的信号进行拼接，将拼接后的信号作为当前采样周期内采集的信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将当前采样周期内采集的信号进行拼接，包括：

获取当前采样周期内采集的信号的最大值；

根据该最大值向前预留固定L1长度数据，向后预留L2长度数据；

若前向长度范围内的起始点超出当前采样周期的开始位置，则从当前采样周期内的信号尾部数据中选择相应长度数据补充为L1的剩余长度数据；若后向长度范围内的结束点超出当前采样周期的结束位置，则从当前采样周期内的信号头部数据中选择相应长度数据补充为L2的剩余长度数据。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将当前采样周期内采集的信号进行拼接，包括：

获取当前采样周期采集信号的开始位置，根据该开始位置向后预留L3长度的数据；若后向长度范围内的结束点超出当前采样周期的结束位置，则从当前采样周期内的信号头部数据重新选择相应长度数据补充为L3的剩余长度数据。

10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，将当前采样周期内采集的信号进行拼接之后，还包括：

将拼接处进行无缝平滑：

寻找拼接处前面最近的峰谷位置，以及寻找拼接处后面最近的峰谷位置；获取拼接处前面峰谷位置到拼接处的点数n1；以及获取拼接处后面峰谷位置到拼接处的点数n2；对拼接处前面最近的峰谷位置与拼接处后面最近的峰谷位置之间的数据进行插值处理，插值点数为n1+n2，以得到连续的无缝平滑拼接；

其中，若拼接处前面最近的峰谷位置是波峰，则拼接处后面最近的峰谷位置是波谷；若拼接处前面最近的峰谷位置是波谷，则拼接处后面最近的峰谷位置是波峰。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弹性波传感器为多个时，所述判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号之前，还包括：

获取多个弹性波传感器检测的信号；

将当前采样周期内多个弹性波传感器检测的信号的幅值或能量进行求和；

在所述幅值或能量的和大于预设阈值时，判别当前采样周期内采集的信号中是否存在目标信号；

否则，判定所述触控装置上的书写状态为抬笔书写状态。

12.一种书写状态判别装置，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器用于存储执行指令；处理器调用所述执行指令，用于执行如权利要求1-11任一项所述的书写状态判别方法。

13.一种书写状态判别系统，其特征在于，包括：触控装置、判别装置、弹性波传感器和主动式发射笔；

所述主动式发射笔，用于在所述触控装置上书写，所述主动式发射笔以设定采样周期发射主动激励信号，并在激励所述触控装置后产生弹性波信号，其中周期内有效的激励信号长度小于设定采样周期；

所述弹性波传感器为一个或多个，所述弹性波传感器设置在所述触控装置上，用于检测所述主动式发射笔产生的弹性波信号；

所述判别装置，与每一个弹性波传感器连接，用于执行如权利要求1-11任一项所述的书写状态判别方法。

14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现权利要求1-11任一项所述的方法的步骤。

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