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stm32方案——手写识别实验

来源：花匠小妙招时间：2024-11-28 17:35

关于手写识别原理，我们就介绍到这里。如果想自己实现手写识别，那得花很多时间学习和研究，但是如果只是应用的话，那么就只需要知道怎么用就OK了，相对来说，简单的多。

ALIENTEK提供了一个数字字母识别库，这样我们不需要关心手写识别是如何实现的，只需要知道这个库怎么用，就能实现手写识别。ALIENTEK提供的手写识别库由4个文件组成：

ATKNCR_M_V2.0.lib、ATKNCR_N_V2.0.lib、atk_ncr.c和atk_ncr.h。

ATKNCR_M_V2.0.lib和ATKNCR_N_V2.0.lib是两个识别用的库文件（两个版本），使用的时候，选择其中之一即可。ATKNCR_M_V2.0.lib用于使用内存管理的情况，用户必须自己实现alientek_ncr_malloc和alientek_ncr_free两个函数。而ATKNCR_N_V2.0.lib用于不使用内存管理的情况，通过全局变量来定义缓存区，缓存区需要提供至少3K左右的RAM。大家根据自己的需要，选择不同的版本即可。ALIENTEK手写识别库资源需求：FLASH:52K左右，RAM：6K左右。

atk_ncr.c代码如下：

#include "atk_ncr.h"

#include "malloc.h"

//内存设置函数

void alientek_ncr_memset(char *p,char c,unsigned long len)

{

mymemset((u8*)p,(u8)c,(u32)len);

}

//内存申请函数

void *alientek_ncr_malloc(unsigned int size)

{

return mymalloc(SRAMIN,size);

}

//内存清空函数

void alientek_ncr_free(void *ptr)

{

myfree(SRAMIN,ptr);

}

这里，主要实现了alientek_ncr_malloc、alientek_ncr_free和alientek_ncr_memset等三个函数。

atk_ncr.h则是识别库文件同外部函数的接口函数声明

#ifndef __ATK_NCR_H

#define __ATK_NCR_H

//当使用ATKNCR_M_Vx.x.lib的时候,不需要理会ATK_NCR_TRACEBUF1_SIZE和

//ATK_NCR_TRACEBUF2_SIZE

//当使用ATKNCR_N_Vx.x.lib的时候,如果出现识别死机,请适当增加

//ATK_NCR_TRACEBUF1_SIZE和ATK_NCR_TRACEBUF2_SIZE的值

#define ATK_NCR_TRACEBUF1_SIZE 500*4

//定义第一个tracebuf大小(单位为字节),如果出现死机,请把该数组适当改大

#define ATK_NCR_TRACEBUF2_SIZE 250*4

//定义第二个tracebuf大小(单位为字节),如果出现死机,请把该数组适当改大

//输入轨迹坐标类型

__packed typedef struct _atk_ncr_point

{

short x; //x轴坐标

short y; //y轴坐标

}atk_ncr_point;

//外部调用函数

//初始化识别器

//返回值:0,初始化成功

// 1,初始化失败

unsigned char alientek_ncr_init(void);

void alientek_ncr_stop(void); //停止识别器

//识别器识别

//track:输入点阵集合

//potnum:输入点阵的点数,就是track的大小

//charnum:期望输出的结果数,就是你希望输出多少个匹配结果

//mode:识别模式

//1,仅识别数字

//2,进识别大写字母

//3,仅识别小写字母

//4,混合识别(全部识别)

//result:结果缓存区(至少为:charnum+1个字节)

void alientek_ncr(atk_ncr_point * track,int potnum,int charnum,unsigned char mode,char*result);

void alientek_ncr_memset(char *p,char c,unsigned long len); //内存设置函数

//动态申请内存,当使用ATKNCR_M_Vx.x.lib时,必须实现.

void *alientek_ncr_malloc(unsigned int size);

//动态释放内存,当使用ATKNCR_M_Vx.x.lib时,必须实现.

void alientek_ncr_free(void *ptr);

#endif

此段代码中，我们定义了一些外部接口函数以及一个轨迹结构体等。

alientek_ncr_init，该函数用与初始化识别器，该函数在.lib文件实现，在识别开始之前，我们应该调用该函数。

alientek_ncr_stop，该函数用于停止识别器，在识别完成之后（不需要再识别），我们调用该函数，如果一直处于识别状态，则没必要调用。该函数也是在.lib文件实现。

alientek_ncr，该函数就是识别函数了。它有5个参数，第一个参数track，为输入轨迹点的坐标集（最好200以内）；第二个参数potnum，为坐标集点坐标的个数；第三个参数charnum，为期望输出的结果数，即希望输出多少个匹配结果，识别器按匹配程度排序输出（最佳匹配排第一）；第四个参数mode，该函数用于设置模式，识别器总共支持4中模式：

1，仅识别数字

2，进识别大写字母

3，仅识别小写字母

4，混合识别(全部识别)

最后一个参数是result，用来输出结果，注意这个结果是ASCII码格式的。

alientek_ncr_memset、alientek_ncr_free和alientek_ncr_free这3个函数在atk_ncr.c里面实现，这里就不多说了。

最后，我们看看通过ALIENTEK提供的手写数字字母识别库实现数字字母识别的步骤：

1）调用alientek_ncr_init函数,初始化识别程序

该函数用来初始化识别器，在手写识别进行之前，必须调用该函数。

2）获取输入的点阵数据

此步，我们通过触摸屏获取输入轨迹点阵坐标，然后存放到一个缓存区里面，注意至少要输入2个不同坐标的点阵数据，才能正常识别。注意输入点数不要太多，太多的话，需要更多的内存，我们推荐的输入点数范围：100~200点。

3）调用alientek_ncr函数,得到识别结果.

通过调用alientek_ncr函数，我们可以得到输入点阵的识别结果，结果将保存在result参数里面，采用ASCII码格式存储

4）调用alientek_ncr_stop函数,终止识别.

如果不需要继续识别，则调用alientek_ncr_stop函数，终止识别器。如果还需要继续识别，重复步骤2和步骤3即可。

以上4个步骤，就是使用ALIENTEK手写识别库的方法，十分简单。

51.2 硬件设计

本章实验功能简介：开机的时候先初始化手写识别器，然后检测字库，之后进入等待输入状态。此时，我们在手写区写数字/字符，在每次写入结束后，自动进入识别状态，进行识别，然后将识别结果输出在LCD模块上面（同时打印到串口）。通过按KEY0可以进行模式切换（4种模式都可以测试），通过按KEY2，可以进入触摸屏校准（如果发现触摸屏不准，请执行此操作）。DS0用于指示程序运行状态。

本实验用到的资源如下：

1）指示灯DS0

2） KEY0和KEY2两个按键

3）串口

4） TFTLCD模块（含触摸屏）

5） SPI FLASH

这些用到的硬件，我们在之前都已经介绍过，这里就不再介绍了。

51.3 软件设计

打开上一章的工程，首先在HARDWARE文件夹所在的文件夹下新建一个ATKNCR的文件夹。将ALIETENK提供的手写识别库文件（ATKNCR_M_V2.0.lib、ATKNCR_N_V2.0.lib、atk_ncr.c和atk_ncr.h这四个个文件，在光盘à 4，程序源码à ATKNCR(数字字母手写识别库) 文件夹里面）拷贝到该文件夹下，然后在工程里面新建一个ATKNCR的组，将atk_ncr.c和ATKNCR_M_V2.0.lib加入到该组下面（这里我们使用内存管理版本的识别库）。最后，将ATKNCR文件夹加入头文件包含路径。

关于ATKNCR_M_V2.0.lib和atk_ncr.c前面已有介绍，我们这里就不再多说，我们在test.c里面修改main函数如下：

//最大记录的轨迹点数

atk_ncr_point READ_BUF[200];

int main(void)

{

u8 i=0;

u8 tcnt=0;

u8 res[10];

u8 key;

u16 pcnt=0;

u8 mode=4; //默认是混合模式

Stm32_Clock_Init(9); //系统时钟设置

delay_init(72); //延时初始化

uart_init(72,9600); //串口1初始化

LCD_Init(); //初始化液晶

LED_Init(); //LED初始化

KEY_Init(); //按键初始化

TP_Init(); //触摸屏初始化

usmart_dev.init(72); //usmart初始化

mem_init(SRAMIN); //初始化内部内存池

alientek_ncr_init(); //初始化手写识别

POINT_COLOR=RED;

while(font_init()) //检查字库

{

LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"Font Error!"); delay_ms(200);

LCD_Fill(60,50,240,66,WHITE);//清除显示

}

RESTART:

Show_Str(60,10,200,16,"战舰 STM32开发板",16,0);

Show_Str(60,30,200,16,"手写识别实验",16,0);

Show_Str(60,50,200,16,"正点原子@ALIENTEK",16,0);

Show_Str(60,70,200,16,"KEY0:MODE KEY2:Adjust",16,0);

Show_Str(60,90,200,16,"识别结果:",16,0);

LCD_DrawRectangle(19,114,220,315);

POINT_COLOR=BLUE;

Show_Str(96,207,200,16,"手写区",16,0);

tcnt=100;

while(1)

{

key=KEY_Scan(0);

if(key==KEY_LEFT)

{

TP_Adjust(); //屏幕校准

LCD_Clear(WHITE);

goto RESTART; //重新加载界面

}

if(key==KEY_RIGHT)

{

LCD_Fill(20,115,219,314,WHITE);//清除当前显示

mode++;

if(mode>4)mode=1;

switch(mode)

{

case 1: Show_Str(80,207,200,16,"仅识别数字",16,0); break;

case 2: Show_Str(64,207,200,16,"仅识别大写字母",16,0); break;

case 3: Show_Str(64,207,200,16,"仅识别小写字母",16,0); break;

case 4: Show_Str(88,207,200,16,"全部识别",16,0); break;

}

tcnt=100;

}

tp_dev.scan(0);//扫描

if(tp_dev.sta&TP_PRES_DOWN)//有按键被按下

{

delay_ms(1);//必要的延时,否则老认为有按键按下.

tcnt=0;//松开时的计数器清空

if((tp_dev.x<220&&tp_dev.x>=20)&&(tp_dev.y<315&&tp_dev.y>=115))

{

TP_Draw_Big_Point(tp_dev.x,tp_dev.y,BLUE);//画图

if(pcnt<200)//总点数少于200

{

if(pcnt)

{

if((READ_BUF[pcnt-1].y!=tp_dev.y)&&(READ_BUF[pcnt-1].x!=

tp_dev.x))//x,y不相等

{

READ_BUF[pcnt].x=tp_dev.x;

READ_BUF[pcnt].y=tp_dev.y;

pcnt++;

}

}else

{

READ_BUF[pcnt].x=tp_dev.x;

READ_BUF[pcnt].y=tp_dev.y;

pcnt++;

}

}else //按键松开了

{

i++;tcnt++;delay_ms(10); //延时识别

if(tcnt==40)

{

if(pcnt)//有有效的输入

{

printf("总点数:%d",pcnt);

alientek_ncr(READ_BUF,pcnt,6,mode,(char*)res);

printf("识别结果:%s",res);

pcnt=0;

POINT_COLOR=BLUE;//设置画笔蓝色

LCD_ShowString(60+72,90,200,16,16,res);

}

LCD_Fill(20,115,219,314,WHITE);

}

if(i==30) { i=0; LED0=!LED0;}

}

该函数同触摸屏实验的main函数有点类似，不过加入了一些处理，以实现51.1.2节提到的功能。其中，READ_BUF用来存储输入轨迹点阵，大小为200，即最大输入不能超过200点，注意：这里我们采集的都是不用的点阵（即相邻的坐标不相等）。这样可以大大减少重复点阵的大小，而重复点阵对识别是没有帮助的。

至此，本实验的软件设计部分结束。

51.4 下载验证

在代码编译成功之后，我们下载代码到ALIENTEK战舰STM32开发板上，得到，如图51.4.1所示：