薛瑞恒,种兰祥

（西北大学 信息科学与技术学院，陕西 西安710127）

手写字符输入方法已广泛应用于移动电话、掌上电脑等移动设备，其目的在于增强用户体验、提高输入效率和减小设备体积。但该方法需要在显示屏上覆盖一个电容式或电阻式触摸屏才能进行接触式输入，这无疑增加了设备成本。目前，移动设备普遍都配有摄像头，如果用户使用发光笔在空中不接触屏幕手写字符，运用计算机视觉的理论和方法实现输入，则可以降低设备成本、延长设备使用寿命。近几年已经有相关方面的研究，参考文献[1]提出了一种虚拟手写字符的方法，通过检测指尖的运动轨迹来恢复字符图像，但该方法对手指书写的抬笔、落笔检测比较困难，使得手指阴影影响较大，恢复出来的字符图像凌乱，正确识别率低。

本文采用普通教学用的激光笔通过单色屏幕以正常速度写字，同时摄像头记录光斑的移动过程，利用一系列的光斑恢复出一幅完整的字符图像，最后对该字符进行识别。该方法简便快捷、识别率高，且无机械磨损，系统整体流程框图如图1所示。其中，光斑是波长约为650 nm的红色光斑，视频图像的采集速度为25 s/s，每帧图像为320×240的RGB图像。

1 光斑检测与轨迹恢复

实际应用的移动设备和移动投影设备的背景不是白色或黑色，因此通常本文仅讨论白色和黑色背景下的光斑检测及轨迹恢复，不需要建立复杂的背景模型。

1.1 光斑检测

光点或光斑检测近几年已有不同的方法出现，参考文献[2]结合激光点的颜色特征、运动信息和形状特征来定位激光点的位置。……