一种智能笔、书写信息采集系统及批改处理系统

技术领域

本申请涉及智能笔技术领域，特别是涉及一种智能笔、书写信息采集系统及批改处理系统。

背景技术

现有的点阵智能笔的主要用于书写时采集书写纸上的点阵码图像信息，从而根据点阵码图像信息计算得到书写的轨迹信息。其一般包括控制单元、用于监测书写端的压力传感单元以及设置在其书写端内的专用于拍摄点阵码图像的高清摄像单元。当其书写端在印刷有点阵码的书写纸上书写时，触发压力传感器从而启动高清摄像单元，通过高清摄像头以高速率拍摄书写区域的点阵码图像并传输给处理器，处理器通过算法解析点阵码图像得到坐标信息，进而根据一系列的坐标信息计算得到书写端的书写轨迹。

但由于现有的点阵智能笔仅局限于单一的拍摄模式，且通常为红外光拍摄模式专用于拍摄点阵码图像信息，这导致其应用也具有局限性，其通常只能用于书写者书写轨迹采集及利用APP或云端进行同步存储显示。

发明内容

基于此，本申请的目的在于，提供一种智能笔，不限于单一的拍摄模式，不限于采集点阵码图像，能够支持更广的应用。

本申请实施例公开了一种智能笔，包括笔体、控制单元和摄像单元，所述笔体的一端为书写端，所述笔体内设有所述控制单元，所述书写端内设有所述摄像单元，所述摄像单元与所述控制单元连接；所述智能笔还包括辅助光源，所述辅助光源设置在所述书写端内，与所述控制单元连接；

所述摄像单元用于对所述书写端指向的书写区域进行拍摄，所述控制单元获取所述摄像单元拍摄的图像数据；所述控制单元设置有包括红外光拍摄模式和可见光拍摄模式在内的至少两种工作模式；在所述红外光拍摄模式下，所述控制单元控制所述辅助光源发射红外光，所述摄像单元拍摄所述书写区域的红外光图像；在所述可见光拍摄模式下，所述控制单元控制所述辅助光源发射白光，所述摄像单元拍摄所述书写区域的可见光图像。

在一个实施例中，所述控制单元的工作模式还包括混合模式，在所述混合模式下，所述控制单元控制所述摄像单元以及所述辅助光源交替以所述红外光拍摄模式和所述可见光拍摄模式进行拍摄，并交替获取所述摄像单元拍摄的红外光图像数据和可见光图像数据。

在一个实施例中，当所述书写端指向的书写区域存在书写纸时，所述摄像单元在所述红外光拍摄模式下拍摄的红外光图像数据包括所述书写纸的坐标标识，所述控制单元识别所述坐标标识，获取所述书写区域对应的所述书写纸的坐标信息；其中，所述书写纸上设置有所述坐标标识，所述坐标标识用于标示所述书写纸的坐标信息。

在一个实施例中，所述控制单元根据所述坐标标识计算所述书写端的书写速度，根据所述书写速度调整所述可见光拍摄模式的工作频率；

和/或，所述控制单元控制所述红外光拍摄模式的工作频率，并根据所述红外光拍摄模式的工作频率，调整所述可见光拍摄模式的工作频率。

在一个实施例中，当所述控制单元根据所述书写速度调整所述可见光拍摄模式的工作频率时，所述书写端的书写速度越大，所述控制单元调整所述可见光拍摄模式的工作频率越大；

和/或，当所述控制单元根据所述红外光拍摄模式的工作频率，调整所述可见光拍摄模式的工作频率时，若所述红外光拍摄模式的工作频率超出预设频率阈值，则减少所述可见光拍摄模式的工作频率。

在一个实施例中，还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述笔体内，所述压力传感器与所述控制单元连接，检测所述书写端的压力数据并传输给所述控制单元；

所述控制单元接收并判断所述压力数据是否超出预设压力阈值，若是，则切换至所述混合模式，否则，不切换至所述混合模式。

在一个实施例中，所述摄像单元包括红外光微距摄像头模块和可见光微距摄像头模块，其中所述红外光微距摄像头模块用于在所述红外光拍摄模式下，拍摄红外光图像；所述可见光微距摄像头模块用于在所述可见光拍摄模式下，拍摄可见光图像；

或，所述摄像单元为微距摄像头模块，所述微距摄像头模块在所述红外光拍摄模式下拍摄红外光图像，在所述可见光拍摄模式下拍摄可见光图像。

在一个实施例中，所述辅助光源包括红外光LED和白光LED，所述红外光LED和所述白光LED分别设置在所述摄像单元的两侧，且所述红外光LED和所述白光LED与所述书写端的笔芯部位等距。

在一个实施例中，当触发以下任一条件时，所述控制单元切换至所述可见光拍摄模式：

所述控制单元判断所述摄像单元拍摄的图像数据包括预设的标识；

所述控制单元接收到切换至所述可见光拍摄模式的控制指令；

所述控制单元检测到所述智能笔与服务端或移动端进行WIFI连接；

所述控制单元检测到所述智能笔与服务端或移动端进行高速通信，其中高速通信指通信传输速率达到或超出预设的传输速率阈值。

本申请实施例还公开了一种书写信息采集系统，包括：

如上述实施例任意一项所述的智能笔，所述智能笔的笔体上还设有与所述控制单元连接的通信单元，所述智能笔通过所述通信单元与信息接收端通信连接，所述控制单元根据所述摄像单元拍摄的图像数据获得书写信息，并将所述书写信息发送至信息接收端；

信息接收端，用于接收所述智能笔发送的所述书写信息。

本申请实施例还公开了一种批改处理系统，包括：

如上述实施例任意一项所述的智能笔，所述智能笔的笔体上还设有与所述控制单元连接的通信单元，所述智能笔通过所述通信单元与服务端通信连接，所述摄像单元拍摄的图像数据包括印刷有点阵码图像的答题纸上的点阵码图像数据和所述答题纸的可见光图像数据，所述控制单元根据所述点阵码图像数据得到批改笔迹信息，以及根据所述可见光图像数据得到所述答题纸上的答题笔迹信息，将所述批改笔迹信息和所述答题笔迹信息发送至服务端；

服务端，用于接收所述智能笔发送的所述批改笔迹信息和所述答题笔迹信息，根据所述批改笔迹信息确定批改的题目以及批改的内容信息，并根据所述内容信息以及预设的计分规则，确定批改的题目的批改结果；将所述答题笔迹信息与预存的若干个答题人的笔迹特征数据进行匹配，确定所述答题笔迹信息对应的答题人；将所述对应的答题人及批改的题目的批改结果绑定。

本申请实施例提供的所述智能笔具有至少两种拍摄模式，包括红外光拍摄模式和可见光拍摄模式，所述控制单元设置有包括红外光拍摄模式和可见光拍摄模式在内的至少两种工作模式；在工作模式为所述红外光拍摄模式下，所述控制单元控制所述辅助光源发射红外光，所述摄像单元拍摄所述书写区域的红外光图像；在工作模式为所述可见光拍摄模式下，所述控制单元控制所述辅助光源发射白光，所述摄像单元拍摄所述书写区域的可见光图像。从而所述智能笔可以应用在设置有坐标标识例如点阵码的书写纸进行书写，其中所述坐标标识需要红外光才能拍摄，所述智能笔在所述书写纸上书写时可以拍摄得到包含坐标标识的红外光图像，以及拍摄得到所述书写纸的可见光图像，可见光图像可以包括书写纸上答题笔迹信息等。通过本申请实施例所述的智能笔，能够一并采集书写纸上的包含坐标标识的红外光图像和一般的可见光图像，从而能够根据坐标标识确定智能笔的书写笔迹信息以及根据书写纸上的可见光图像识别书写纸上的其他笔迹信息例如答题笔迹信息，相比于现有技术的智能笔，具有多种拍摄模式能够采集多种类型的图像，从而能够支持更广的应用或者支持特定的应用场景实现更优的应用方案，例如支持应用于书写信息采集以及应用于答题批改。例如具体应用在批改处理系统时，通过本申请实施例提供的智能笔，实现了批改人使用智能笔在印刷有点阵码图像的答题纸上进行批改时，所述智能笔可以采集批改的批改笔迹信息以及采集所述答题纸上答题人的答题笔迹信息；从而服务端根据所述批改笔迹信息和所述答题笔迹信息能够确定对应的题目的批改结果并确定所述答题笔迹信息对应的答题人，将所述对应的答题人及对应的题目的批改结果绑定，实现了更高效的批改，大大减少了批改人的工作量。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本申请。

附图说明

图1为本申请实施例的智能笔结构的示意图；

图2为本申请实施例的智能笔结构的侧示图；

图3为本申请实施例的智能笔结构的截面图；

图4为本申请实施例的辅助光源与摄像单元的若干种设置方式；

图5为本申请实施例的智能笔与书写纸配合应用的示意图；

图6为本申请实施例对可见光图像过滤点阵码图像的示意图；

图7为本申请实施例对点阵码像素块进行剔除的示意图；

图8为本申请实施例对可见光图像进行图像拼接的示意图；

图9为本申请实施例中智能笔在书写时形成倾斜角的示意图；

图10为本申请实施例的书写信息采集系统的示意图；

图11为本申请实施例的批改处理系统的示意图。

具体实施方式

请参考图1、图2以及图3，本申请实施例公开了一种智能笔，包括笔体1、控制单元2和摄像单元3，所述笔体1的一端为书写端101，所述笔体1内设有所述控制单元2，所述书写端101内设有所述摄像单元3，所述摄像单元3与所述控制单元2连接；所述智能笔还包括辅助光源4，所述辅助光源4设置在所述书写端101内，与所述控制单元2连接；

所述摄像单元3用于对所述书写端101指向的书写区域进行拍摄，所述控制单元2获取所述摄像单元3拍摄的图像数据；所述控制单元2设置有包括红外光拍摄模式和可见光拍摄模式在内的至少两种工作模式；在所述红外光拍摄模式下，所述控制单元2控制所述辅助光源4发射红外光，所述摄像单元3拍摄所述书写区域的红外光图像；在所述可见光拍摄模式下，所述控制单元2控制所述辅助光源4发射白光，所述摄像单元3拍摄所述书写区域的可见光图像。

本申请实施例中，所述智能笔具有至少两种拍摄模式，包括红外光拍摄模式和可见光拍摄模式，不同的拍摄模式用于拍摄不同类型的图像例如可见光图像或红外光图像。为实现不同的拍摄模式，一般需要对应设置不同类型的辅助光例如红外光或白光，用于辅助拍摄，以及设置不同类型的摄像头例如红外摄像头或可见光摄像头，用于捕捉不同类型的图像。在其他实施例中，所述智能笔还可以根据需要实现其他拍摄模式例如蓝光拍摄模式，用于拍摄其他类型的图像，对应的在所述蓝光拍摄模式下所述控制单元2控制所述辅助光源4发射蓝光，所述摄像单元3拍摄所述书写区域的蓝光图像。

所述书写端101是所述智能笔用于书写的一端，其内设置有所述摄像单元3，所述摄像单元3可以设置为对准所述书写端101的书写区域，具体的对准所述书写端101的笔尖位置及其邻近的区域，从而能够对所述书写端101书写的区域进行清晰的拍摄。

所述控制单元2用于控制智能笔各个功能单元、模块或器件的运行，包括，按照预设的控制逻辑控制所述摄像单元3和所述辅助光源4从而实现预设的工作模式，以及接收、处理和传输所述摄像单元3拍摄的图像数据等。其可以是一般的处理器，也可以是图像处理器和控制芯片的集成。

在本实施例中，所述控制单元2包括图像处理器和控制芯片。

其中，所述图像处理器和控制芯片可以按不同的方案进行配合分别实现不同的作用。例如在一个可选的实施例中，所述图像处理器专用于接收、处理所述摄像单元3拍摄的全部图像数据包括红外光图像数据和可见光图像数据，所述控制芯片控制所述辅助光源4和所述摄像单元3实现预设的工作模式。在一个优选的实施例中，所述图像处理器专用于接收、处理所述摄像单元3拍摄的红外光图像数据；所述控制芯片控制所述辅助光源4和所述摄像单元3实现预设的工作模式，以及接收、处理所述摄像单元3在所述可见光拍摄模式下拍摄的可见光图像数据。

本申请实施例中，所述控制单元2设置有至少两种工作模式，用于控制智能笔的各个拍摄模式的工作，其中包括控制所述智能笔工作在红外光拍摄模式或可见光拍摄模式，从而对应的获取所述摄像单元3拍摄的红外光图像或可见光图像。此外，所述控制单元2还可以设置其他的工作模式，例如还可以设置有混合模式，在混合模式下所述控制单元2控制至少两个拍摄模式交替工作，并交替获取所述摄像单元3拍摄的不同类型图像的数据。

所述摄像单元3用于拍摄所述书写区域的图像。一般而言，摄像单元拍摄时，还需要有辅助光对拍摄对象进行补光，从而使拍摄的图像更为清晰，尤其针对特定的图像，无法通过可见光摄像得到，而是需要特殊的辅助光例如红外光进行补光才能够拍摄得到图像。故本实施例所述书写端101还设有所述辅助光源4，所述辅助光源4用于发出不同类型的辅助光以辅助所述摄像单元3拍摄不同类型的图像。

所述辅助光源4与所述摄像单元3可以是一体化的设计，整体作为一个功能部件设置在所述书写端101内；也可以是非一体化但是设置在同一个壳体中并位于所述书写端101内；以及还可以是分开的、分别独立设置在所述书写端101内。

请参考图3，本实施例中，所述辅助光源4包括红外光LED401和白光LED402，分别与所述控制单元2连接，并受所述控制单元2的控制分别用于对书写区域发射红外光和白光。具体的，在一个实施例中，所述红外光LED401和所述白光LED402分别设置在所述摄像单元3的两侧且与所述书写端101的笔芯8部位等距。在其他实施例中，所述红外光LED401、所述白光LED402以及所述摄像单元3与所述书写端101的笔芯8部位还可以是其他的具体设置，对此本申请实施例不作限制，可根据情况进行设置，请参考图4，图4公开了若干种不同的设置，其中所述镜头指所述摄像单元。

在其他实施例中，所述辅助光源4也可以不是由红外光LED和白光LED组成，而是采用特制的发光器件，该发光器件可以调整发射光的频率，包括可以发射红外光，也可以发射白光等。

相应的，针对于拍摄不同类型的图像，所述摄像单元3也可以采用相应类型的摄像头例如可见光摄像头或红外摄像头，从而更好的捕捉得到反射的光线获得高质量的图像，例如针对于红外光图像的拍摄，需要所述辅助光源4对拍摄对象补红外光，并且由于一般的可见光摄像头无法捕捉反射的红外光图像，此时还需要采用专门的红外摄像头。当然，也可以采用感光性能更强的、感光频率范围更广的摄像头，那么便可以实现仅通过一个摄像头，对于多种类型的图像包括可见光图像和红外光图像都能够进行捕捉。

优选的，根据不同拍摄模式的需要，可以针对性的采用适合的辅助光以及采用感光性能较好的摄像头。在一个例子中，为了拍摄印刷在书写纸上的点阵码图像，优选的采用红外光以辅助拍摄，同时摄像头也可以相应采用红外摄像头而不是普通的可见光摄像头，以更清晰的捕捉点阵码图像。

本申请实施例中，所述红外光拍摄模式是用于拍摄红外光图像的模式，其专用于采集书写纸上的坐标标识例如点阵码图像，主要是以红外光作为拍摄时的辅助光。一般而言，智能笔采用的是特殊笔墨使得其书写的笔迹人眼可见但是在红外光下则拍摄不到，例如采用不含碳的笔墨或者其他不吸收红外光的笔墨，使得其书写的笔迹不会吸收红外光，故所述智能笔自身书写的笔迹在所述红外光拍摄模式下相当于是透明的，不会被所述摄像单元3拍摄得到，而只能在所述可见光拍摄模式下才能被所述摄像单元3拍摄得到；相反，所述书写纸上的坐标标识例如点阵码图像则是采用能够吸收所述红外光的油墨印刷例如含碳油墨，因此在所述红外光拍摄模式下能够清晰的拍摄得到所述坐标标识。

在一个例子中，所述智能笔在印刷点阵码的书写纸上书写时，当所述摄像单元3工作在所述红外光拍摄模式下，便不会拍摄到所述智能笔自身书写的笔迹，以及不会拍摄其他特殊墨水例如不含碳墨水书写的笔迹，而只会拍摄书写纸上的点阵码图像，能够保证拍摄的点阵码图像的清晰度，有利于算法对点阵码图像的处理和解析。

所述可见光拍摄模式是用于拍摄一般的可见光图像的模式，其专用于采集书写纸上的普通可见光图像，主要是以白光作为拍摄时的辅助光。所述书写纸上的可见光图像，一般包括所述智能笔在书写纸上书写的笔迹以及所述书写纸上原有的笔迹例如答题笔迹等，但是可以不包括所述书写纸上的坐标标识。一般而言，所述书写纸上的坐标标识可以采用特殊油墨印刷从而具有隐形的效果或者可见度较低，使得拍摄可见光图像时拍摄不到坐标标识，而只拍摄到其他图像例如笔迹内容等。

对于如上所述的摄像单元3，本申请实施例还具体提供了以下的设计方案，但其并不限于本申请实施例提供的设计方案。

所述摄像单元3可以是一个独立摄像头也可以是多个摄像头的组合。并且优选的，所述摄像单元3采用的摄像头为微距摄像头，从而能够在近距离场景下清晰的捕捉书写区域的图像。

请参考图5，在一个实施例中，所述摄像单元3可以采用一个具有较宽的感光范围的微距摄像头模块，能够捕捉可见光图像以及红外光图像，具体的，所述微距摄像头模块在所述红外光拍摄模式下拍摄红外光图像，在所述可见光拍摄模式下拍摄可见光图像。

在另一个实施例中，所述摄像单元3也可以由多个不同的模块组成，不同模块支持实现不同的拍摄模式，用于捕捉不同类型的图像。具体的，所述摄像单元3可以包括红外光微距摄像头模块和可见光微距摄像头模块，所述红外光微距摄像头模块和所述可见光微距摄像头模块分别与所述控制单元2连接，其中所述红外光微距摄像头模块用于在所述红外光拍摄模式下，拍摄红外光图像；所述可见光微距摄像头模块用于在所述可见光拍摄模式下，拍摄可见光图像。

其中，所述红外光微距摄像头模块能够敏锐的捕捉红外光图像，其摄像头可以采用红外感光器件；所述可见光微距摄像头模块能够敏锐的捕捉可见光图像，其摄像头可以采用一般的可见光感光器件。

请参考图5，在一个实施例中，所述摄像单元3和/或所述辅助光源4的前方，即指向书写区域的方向，还可以设有光学滤波片，用于过滤拍摄时的辅助光，去除其它频率的干扰光线，使辅助光更加纯净，从而使得拍摄的图像具有更高清晰度。

在一个实施例中，所述智能笔还包括通信单元5，所述通信单元5设置在所述笔体1内并与所述控制单元2连接，所述智能笔通过所述通信单元5与其他设备例如云服务器、移动端例如智能手机通信连接，从而可以通过云服务器或者移动端控制所述智能笔以及接收所述智能笔传输的数据。

其中，所述通信单元5可以是WIFI通信组件，也可以是蓝牙通信组件或其它无线通信协议组件，以及还可以是USB串口等有线通信单元。优选的，所述通信单元5包括WIFI通信组件、蓝牙通信组件以及USB串口通信组件，从而可以支持WIFI通信、蓝牙通信以及支持USB连接等方式进行通信和数据传输。

在一个实施例中，所述智能笔还包括电池单元6，所述电池单元6设置在所述笔体1内，用于为所述智能笔的各个功能单元供电，具体的，所述电池单元6与所述控制单元2连接，以及还可以与所述通信单元5等连接。

以下，对于本申请实施例所述的智能笔的使用和相关应用场景进行说明。

本申请实施例所述的智能笔能够在书写时拍摄书写区域的图像包括红外光图像和可见光图像。在一个实施例中，当所述书写端指向的书写区域存在书写纸时，所述摄像单元在所述红外光拍摄模式下拍摄的红外光图像数据包括所述书写纸的坐标标识，所述控制单元识别所述坐标标识，获取所述书写区域对应的所述书写纸的坐标信息；其中，所述书写纸上设置有所述坐标标识，所述坐标标识用于标示所述书写纸的坐标信息。

本实施例所述智能笔可以与设置有坐标标识的书写纸配合使用，其中，所述坐标标识可以是图像编码例如点阵码图像，也可以是其他类型的标识例如数字标识。所述坐标标识可以是印刷在所述书写纸上的，也可以是粘贴在所述书写纸上的，在此可不作限制，优选采用印刷，并且一般是采用特殊的油墨印刷，使得其具有隐形的效果，无法在可见光下被拍摄得到，而只能够在红外光下被拍摄得到，例如可以采用含碳元素的隐形墨水或含碳元素且透明度较高的墨水在所述书写纸上印刷一层人眼不可见或者可见度较低的坐标标识，从而书写纸上的坐标标识只能在所述红外光拍摄模式下被清晰的拍摄，而在所述可见光拍摄模式下则不会被拍摄得到。

本实施例中，所述书写端101在设置有坐标标识的书写纸上书写时，所述摄像单元3在所述红外光拍摄模式下拍摄得书写区域的坐标标识，所述控制单元2识别所述坐标标识获取对应的坐标信息，进一步地，所述控制单元2根据一系列关联的坐标信息可以计算得到所述书写端101书写过程的运动轨迹，从而确定书写的内容。而若所述摄像单元3不在所述红外光拍摄模式，而是在所述可见光拍摄模式下拍摄，则拍摄的便是所述书写纸上的可见光图像，所述书写纸上的可见光图像中一般包括书写纸上的文字信息、书写笔迹等，从而也可用于图像识别得到相关的图像信息包括所述文字信息和书写笔迹内容。

请参考图5，本实施例中所述智能笔具体用于与印刷有点阵码图像的书写纸配合使用，所述书写端101在所述书写纸上书写时，所述摄像单元3能够在所述红外光拍摄模式下拍摄书写纸上的点阵码图像以及在所述可见光拍摄模式下拍摄书写纸上的可见光图像。

其中，所述点阵码图像一般是用于标示所述书写纸上的坐标信息，所述摄像单元3采集所述点阵码图像后传输给所述控制单元2，所述控制单元2便可以通过算法解析所述点阵码图像得到对应的坐标信息，进一步地，根据所述书写端101在书写纸上书写时拍摄一系列点阵码图像，可以计算得到一系列的坐标信息，根据这些坐标信息便可以计算得到所述书写端101书写的轨迹，从而确定书写的内容。此外，在一些实施例中，所述控制单元2还可以根据点阵码图像计算得到笔身状态参数包括所述书写端101书写时笔体1的倾斜角。

在一些实施例中，所述点阵码图像还可以用于标示其他预设的信息例如个人身份信息，通过算法识别可以得到个人身份信息，例如在一些应用中，专门在书写纸上的某一块区域专门印刷有特殊的点阵码图像，智能笔采集该点阵码图像后便可以识别得到书写纸所属的学生的身份信息。

进一步地，针对所述智能笔的多种拍摄模式的具体使用方式，以下进行详细说明。

本申请实施例可根据不同的应用场景的需要，设定所述控制单元2的控制逻辑以实现不同的工作模式，包括设定使所述控制单元2控制以某一拍摄模式例如所述红外光拍摄模式或所述可见光拍摄模式独立工作，或控制以多种拍摄模式交替工作，例如以所述红外光拍摄模式和所述可见光拍摄模式交替工作。其中，当所述智能笔以所述红外光拍摄模式独立工作时，所述智能笔便相当于一般的智能笔，同样可以应用到一般智能笔能够实现的各种方案中。

对于不同工作模式的设定，可以通过智能笔上的模式设置按键进行设定，例如在智能笔上设置可见光拍摄模式按键，所述控制单元2当接收到所述可见光模式按键被用户触发而发出的触发信号时，切换至所述可见光拍摄模式，以及还可以设置其他的按键来切换至其他的工作模式。当然，不同的工作模式也可以不是通过按键触发而是通过其他的方式进行设定，本申请实施例对此并不限制。

在一个实施例中，所述控制单元2的工作模式还包括混合模式，在所述混合模式下，所述控制单元2控制所述摄像单元3以及所述辅助光源4交替以所述红外光拍摄模式和所述可见光拍摄模式进行拍摄，并交替获取所述摄像单元3拍摄的红外光图像数据和可见光图像数据。

具体的，所述控制单元2对智能笔状态进行监测，当判断智能笔状态为预设状态例如混合状态或者批改状态时，控制以所述混合模式进行工作，即控制所述摄像单元3以及所述辅助光源4交替以所述红外光拍摄模式和所述可见光拍摄模式进行拍摄，并交替获取所述摄像单元3拍摄的红外光图像数据和可见光图像数据。其中所述智能笔状态具体可通过对智能笔的各个功能单元或部件的监测来确定，具体由所述控制单元2根据监测的信号或者接收的控制指令来判断。

需要说明的是，智能笔每一次拍摄时，所述辅助光源4都发射对应于当前的拍摄模式的辅助光以辅助所述摄像单元3采集图像，例如以所述红外光拍摄模式进行拍摄时，所述辅助光源4对应的发射出红外光，所述摄像单元3捕捉红外光反射回的红外光图像。

本实施例所述智能笔可以应用于批改的场景，在批改场景中所述智能笔状态包括批改状态和非批改状态，所述控制单元2可以通过监测智能笔状态，当监测为批改状态时，启动所述混合模式。具体的，所述控制单元2当监测的信号满足预设条件或者接收到预设的控制指令时，便判断智能笔状态为批改状态，从而控制以所述混合模式进行工作。

具体在一个实施例的批改场景中，所述智能笔在印刷有坐标标识例如点阵码图像的书写纸上进行批改，此时在所述混合模式下，所述控制单元2控制所述摄像单元3以及所述辅助光源4交替以所述红外光拍摄模式和所述可见光拍摄模式进行拍摄，所述摄像单元3在所述红外光拍摄模式下拍摄得到书写纸上的坐标标识图像数据例如点阵码图像数据，在所述可见光拍摄模式下拍摄得到书写纸上的可见光图像数据。

当然，本实施例所述智能笔的所述混合模式还可以根据实际情况应用于其他的场景，而不限于应用在批改场景。

本实施例实现了所述智能笔能够交替拍摄不同类型的图像，从而采集的多种类型图像可以支持不同的需要，具体可以根据实际应用场景来确定。

其中，所述控制单元2控制所述摄像单元3和所述辅助光源4进行交替拍摄时一般以高速率进行拍摄，例如每秒60帧、90帧、120帧或其它帧率。其中，不同的拍摄模式可以分别采用不同的拍摄频率，具体可以由所述控制单元2进行控制。也即是说，本申请实施例所述的交替拍摄并不是指一种拍摄模式拍摄一次便切换另一种拍摄模式以此轮流拍摄，而是指不同的拍摄模式可以不同的周期进行拍摄，或者可以在不同的时间点、只要不同时拍摄即可，例如可以是所述红外光拍摄模式拍摄了若干次之后，所述可见光拍摄模式才拍摄一次。

具体的，不同拍摄模式的拍摄频率还可以根据情况动态调整。

在一个实施例中，所述控制单元2根据所述坐标标识计算所述书写端101的书写速度，根据所述书写速度调整所述可见光拍摄模式的工作频率；

和/或，所述控制单元2控制所述红外光拍摄模式的工作频率，并根据所述红外光拍摄模式的工作频率，调整所述可见光拍摄模式的工作频率。

本实施例中，根据坐标标识计算得到坐标信息从而得到书写的位移，并根据时间参数可以计算得到所述书写端101单位时间内书写的位移即所述书写速度，从而根据单位时间内书写的位移的大小，调整所述可见光拍摄模式的工作频率。所述工作频率是指单位时间内拍摄的次数，例如每秒60帧。

在一个实施例中，当所述控制单元2根据所述书写速度调整所述可见光拍摄模式的工作频率时，所述书写端101的书写速度越大时，调整所述可见光拍摄模式的工作频率越大。具体的，如果单位时间内书写的位移过小，此时前后拍摄的可见光图像差异也较小，便可以减少可见光图像的拍摄，避免重复的拍摄重合的图像，造成图像数据冗余，过多消耗传输容量以及浪费数据存储空间。本实施例通过动态调整所述可见光拍摄模式的工作频率，能够节省智能笔的传输容量和数据存储空间，并能适当降低功耗。

本实施例中，还可以根据所述红外光拍摄模式的工作频率，调整所述可见光拍摄模式的工作频率。例如当智能笔以较高的速率或者说较高的工作频率在所述红外光拍摄模式下拍摄红外光图像时，则可以适当减少所述可见光拍摄模式对可见光图像的采集，从而避免传输容量不足影响图像数据尤其是红外光图像数据的传输。

在一个实施例中，当所述控制单元2根据所述红外光拍摄模式的工作频率，调整所述可见光拍摄模式的工作频率时，若所述红外光拍摄模式的工作频率超出预设频率阈值时，则减少所述可见光拍摄模式的工作频率。例如若所述红外光拍摄模式以每秒120帧速率采集图像，则减少所述可见光拍摄模式的工作频率为每秒60帧。

一般情况下，对于可见光图像的采集并不需要过高的采集密度即所述可见光拍摄模式不需要过高的工作频率，而所述红外光拍摄模式则要具有较高的工作频率保证对书写纸上的坐标标识的充分捕捉以满足计算确定书写的轨迹，且所述红外光拍摄模式在工作时优先于所述可见光拍摄模式。因此，可以根据情况减少可见光拍摄模式对可见光图像的采集，从而保证所述红外光拍摄模式的正常工作。本实施例中，为保证数据的正常传输，可以通过减少可见光拍摄模式的工作频率，从而支持红外光拍摄模式以更高的工作频率进行拍摄并能够正常传输数据。

请参考图6，具体应用在具有点阵码图像的书写纸上，所述智能笔在所述可见光拍摄模式下采集得到可见光图像之后，还可以通过预设算法对所述可见光图像中可能存在的点阵码图像进行过滤，从而得到不含点阵码的纯净图像，纯净图像中一般只保留所述书写纸上的笔迹图像或其他文字图案等图像。具体可以是根据预设的像素灰度值阈值实现对可见光图像中的点阵码进行过滤，这是由于书写纸上的点阵码图像的像素灰度值一般较小，具体在制作或印刷时可以实现点阵码图像的较小灰度值，当然，最优选的方案是使书写纸上的所述点阵码图像在可见光下是透明的无法被拍摄进可见光图像；此外，也可以是基于像素块大小查找剔除算法对图像中的点阵码进行查找锁定并滤除。关于所述基于像素块大小查找剔除算法，请参考图7，假定摄像头拍摄区域大小为256×256，通常点阵码图像中邻接的像素点组成的像素块在摄像头拍摄区域中占据区域不会大于2×2，因此，可以设置大小为4×4的区域作为像素块阈值，对不大于所述像素块阈值的点阵码像素块进行剔除。

进一步地请参考图8，得到纯净图像后，还可以对得到的若干个纯净图像进行拼接处理，得到拼接图像，从而便于后续的处理包括文字识别。

在一个例子中，本申请实施例提供的智能笔可独立工作在所述可见光拍摄模式下，从而可以作为扫译笔用于扫描获取文字信息，例如利用所述书写端101扫描英文书籍，扫描时拍摄得到多张可见光图像，所述控制单元2对这些可见光图像拼接后就可以获得扫描经过的区域的完整连续图像，图像上包括英文字符串，而后可进行文字识别，提取英文内容并进行翻译，从而实现扫译笔功能。

进一步地，针对上述控制单元2监测智能笔状态从而在预设状态例如混合状态下设置其工作模式为所述混合模式，本申请实施例提供了多种可行的方式将智能笔状态设置为预设状态从而启动所述控制单元2的所述混合模式。

下面以预设状态为混合状态为例进行说明，所述混合状态根据智能笔应用情况定义，其是满足于启动所述混合模式的状态，具体由所述控制单元2根据监测的信号或者接收的控制指令来判断智能笔状态是否为混合状态即是否可以启动所述混合模式。需要说明，以下判断混合状态的方式同样适用于在批改场景中判断批改状态。

在一个实施例中，所述控制单元2当监测到所述智能笔上的混合状态设置按键被触发后产生的触发信号时，判断智能笔状态为混合状态并切换至所述混合模式。

即，可以在所述智能笔上设置有专门的混合状态设置按键，用户可以通过触发所述混合状态设置按键从而将智能笔状态设置为混合状态并切换至所述混合模式。

在另一个实施例中，所述控制单元2监测所述书写端101的书写状态，当监测到所述书写端101正在进行书写时，判断智能笔状态为混合状态并切换至所述混合模式。

本实施例所述控制单元2通过监测所述书写端101是否正在书写，从而判断智能笔状态是否为混合状态，若所述书写端101正在书写则智能笔状态为混合状态，从而切换至所述混合模式，否则不为混合状态不切换至所述混合模式。具体的，监测所述书写端101的书写状态时，可以是通过与所述书写端101关联的压力传感器7对书写端101进行监测，当书写端101进行书写时，使得压力传感器7产生压力数据从而所述控制单元2监测到所述压力传感器7的压力数据，所述控制单元2根据所述压力数据判断智能笔状态为混合状态。

在又一个实施例中，所述控制单元2当监测到所述智能笔上的混合状态设置按键被触发后产生的触发信号时，开始监测所述书写端101的书写状态，当监测到所述书写端101正在进行书写时，判断智能笔状态为混合状态并切换至所述混合模式。

本实施例是在所述智能笔的混合状态设置按键被触发的前提下，所述控制单元2才开始监测书写端101的书写状态，并且当监测到所述书写端101正在进行书写时，才判断智能笔状态真正为混合状态并切换至所述混合模式，保证了在混合状态设置按键触发后，监测到智能笔是在书写的情况下才切换至所述混合模式进行拍摄。

为了实现如上述通过监测所述书写端101的书写状态从而切换至所述混合模式，具体可以有多种可行的方案。

例如在一个实施例中，所述智能笔还包括压力传感器7，所述压力传感器7设置在所述笔体1内，所述压力传感器7与所述控制单元3连接，检测所述书写端101的压力数据并传输给所述控制单元2；所述控制单元2当接收到所述压力数据时，切换至所述混合模式，否则，不切换至所述混合模式。

具体的，所述智能笔内置有笔芯8，笔芯8的笔尖部位位于书写端101，用于进行书写，笔芯杆则位于所述笔体1内并与所述压力传感器7抵接，从而所述书写端101在书写时笔芯8的笔尖接触书写纸，使得笔芯杆对所述压力传感器7产生作用力使其产生压力数据，所述控制单元2当检测到所述压力传感器7的压力数据时，判断智能笔状态在混合状态，从而控制切换至所述批混合模式，否则不切换至所述混合模式。

进一步为了更准确的判断智能笔状态是否在混合状态，避免误判断，还可以设置压力阈值作为判断条件。在一个实施例中，所述控制单元2接收并判断所述压力数据是否超出预设压力阈值，若是，则切换至所述混合模式，否则，不切换至所述混合模式。

本实施例所述控制单元2检测到所述压力传感器7的压力数据，并判断是否超出预设压力阈值，从而判断智能笔状态是否在混合状态，从而控制是否切换至所述混合模式。所述预设压力阈值可以根据情况设定，例如可以设定为0，那么只要所述压力传感器7产生压力数据便判断智能笔状态为混合状态，于是切换至所述混合模式；也可以根据正常书写时的压力数据作为标准来设定所述预设压力阈值，从而能够更准确地判断智能笔状态是否为混合状态。

此外，所述控制单元2监测所述书写端101的书写状态时，也可以是采用激光测距技术或者声纳测距技术，相应的在所述书写端101上可以设置激光测距器件或声纳测距器件并与所述控制单元2连接，所述激光测距器件或声纳测距器件沿着所述书写端101指向的书写区域进行测距，所述控制单元2根据测得的距离是否小于预设的距离阈值，便可以判断所述书写端101是否正在进行书写，例如正常情况下，当所述书写端101在书写纸上进行书写时，测得的距离将小于预设的距离阈值，那么判断所述书写端101正在进行书写。

进一步的，为了更准确的判断所述书写端101是否正在进行书写，还可以增加检测所述智能笔的笔体1的倾斜角，判断所述智能笔的笔体1的倾斜角也满足预设的条件下，才判断所述书写端101正在进行书写。

正常情况下用户使用所述智能笔进行书写时，所述智能笔的笔体1应当具有一定的倾斜角。请参考图9，一般正常握笔进行书写时，所述智能笔的笔体1与书写纸平面的法线大概形成30°左右的夹角。对此，可以通过相关检测装置例如陀螺仪检测所述智能笔的笔体1的倾斜角，从而进行判断是否满足预设的倾斜角范围例如25°至 35°。此外，也可以是基于其他的方法确定所述智能笔的笔体1的倾斜角，例如基于拍摄的点阵码图像通过算法计算确定所述智能笔的笔体1的倾斜角。

在实现上述应用的基础上，所述智能笔还可以单独工作在某一种拍摄模式下，从而应用于其他的场景。

在一个实施例中，当触发以下任一条件时，所述控制单元切换至所述可见光拍摄模式：

所述控制单元2判断所述摄像单元3拍摄的图像数据包括预设的标识；

所述控制单元2接收到切换至所述可见光拍摄模式的控制指令；

所述控制单元2检测到所述智能笔与服务端或移动端进行WIFI连接；

所述控制单元检测到所述智能笔与服务端或移动端进行高速通信，其中高速通信指通信传输速率达到或超出预设的传输速率阈值。

本实施例中，当触发以上任意一个条件时，所述控制单元2便启动或者切换以所述可见光拍摄模式进行拍摄，此时，所述智能笔可以充当一般的扫描笔，用于扫描获取书写纸上的可见光图像，从而可以通过图像识别算法例如OCR文字识别得到书写纸上的内容，进一步地，还可以将扫描获取的可见光图像或者已经经过识别处理得到的书写内容，发送至服务端或者用户的客户端APP。

具体的，所述判断所述摄像单元3拍摄的图像数据包括预设的标识，可以是在书写纸上专门印刷预设的点阵码图像，所述控制单元2接收到该点阵码图像数据时，便判断其符合预设条件，从而控制切换至所述可见光拍摄模式进行工作，并获取所述摄像单元3拍摄的可见光图像数据；或者，也可以是使用所述智能笔书写特定的标识例如书写“切换”一词或者书写预设的特殊符号，从而该标识被所述摄像单元3拍摄，所述控制单元2识别得图像数据中包括该标识时，便切换至所述可见光拍摄模式。本实施例中用户可以使用智能笔通过采集预设的标识例如点阵码图像，从而使所述控制单元2切换至所述可见光拍摄模式进行拍摄。

所述控制单元2接收到切换至所述可见光拍摄模式的控制指令，具体有多种可行的方式使得所述控制单元2接收所述控制指令，对此可不作限制，例如可以采用以下方式：

所述智能笔的书写端101进行双击操作；

所述智能笔上的可见光拍摄模式按键被触发；

接收到APP的预设控制指令；

检测到所述智能笔的笔体1套上特制笔帽后产生的触发信号。

其中，所述书写端101进行双击操作是指所述书写端101在预设时间内连续两次点击，具体可以是通过压力传感器7或者通过上述测距技术监测所述书写端101的双击操作，本实施例用户使用智能笔在书写纸上连续点击两次后，即可将所述控制单元2的工作模式切换为所述可见光拍摄模式。

所述可见光拍摄模式按键设置在所述智能笔笔体1上，专用于控制所述控制单元2切换至所述可见光拍摄模式，用户可以直接触发该按键从而将所述控制单元2的工作模式设为所述可见光拍摄模式。

或者，用户也可以通过客户端APP对所述智能笔进行控制，通过客户端APP发出预设控制指令使所述控制单元2工作在所述可见光拍摄模式。

或者，用户也可以在所述智能笔的笔体1套上特制笔帽实现设置所述可见光拍摄模式，具体的，所述特制笔帽上可以设有感应元件用于触发所述智能笔的笔体1产生触发信号，所述控制单元2检测到所述触发信号便切换至所述可见光拍摄模式。

此外，还可以是在所述智能笔处于WIFI连接状态或者所述智能笔与服务端或移动端进行高速通信时，所述控制单元2切换至所述可见光拍摄模式。其中，高速通信是指通信传输速率达到或超出预设的传输速率阈值，例如达到或超过1Mbps。由于WIFI通信或者其他高速通信的通信速率能够满足智能笔的图像传输的要求，因此，一般选择在WIFI连接状态或者其他高速通信状态下，使用所述可见光拍摄模式采集并传输可见光图像。

请参考图10，本申请实施例还公开了一种书写信息采集系统，包括：

如上述实施例任意一项所述的智能笔，所述智能笔的笔体1上还设有与所述控制单元2连接的通信单元5，所述智能笔通过所述通信单元5与信息接收端通信连接，所述控制单元2根据所述摄像单元3拍摄的图像数据获得书写信息，并将所述书写信息发送至信息接收端；

信息接收端，用于接收所述智能笔发送的所述书写信息。

本实施例所述的书写信息采集系统使用本申请实施例提供的智能笔，专用于采集书写信息并发送至信息接收端，所述信息接收端可以为服务端，具体例如云服务器，也可以为客户端例如智能手机、平板或者智能教学设备；本实施例的智能笔采集的书写信息可以包括用户通过所述智能笔进行书写的书写笔迹信息，以及用户通过所述智能笔扫描采集的其他内容信息包括扫描获取书写纸上印刷的文字内容信息以及扫描获取书写纸上已有的其他书写笔迹信息。所述信息接收端接收所述书写信息之后，可根据需要对所述书写信息进一步应用，例如识别所述书写信息，从而识别得到智能笔自身书写的笔迹内容、或者识别得到书写纸上已有的笔迹内容和其他文字图像等，又例如可以对所述书写信息进行笔迹分析从而得到笔迹特征数据可供研究或进一步应用。

在一个实施例中，所述摄像单元拍摄书写纸的可见光图像数据；所述控制单元对所述摄像单元拍摄的若干个可见光图像数据进行拼接处理得到拼接图像数据，并将所述拼接图像数据发送至所述信息接收端；所述信息接收端接收并识别所述拼接图像数据获得所述拼接图像数据中的内容信息；

和/或，所述摄像单元拍摄书写纸的红外光图像数据，其中所述书写纸上设置有用于标示所述书写纸的坐标信息的坐标标识，所述红外光图像数据包括所述书写纸上的坐标标识；所述控制单元识别所述坐标标识，获取所述书写区域对应的所述书写纸的坐标信息，根据若干个所述书写纸的坐标信息得到智能笔书写信息，将所述智能笔书写信息发送至所述信息接收端；所述信息接收端接收所述智能笔书写信息。

本实施例中，用户可使用所述智能笔采集书写纸的可见光图像数据，所述书写纸的可见光图像数据可以包括书写纸上印刷的文字信息以及书写的笔迹信息，此外，所述智能笔还可以采集红外光图像数据，红外光图像数据中包括书写区域的坐标标识，从而识别所述坐标标识确定书写区域对应的书写纸的坐标信息，并根据一系列坐标信息进一步计算智能笔的所述书写端101书写的运动轨迹，获得智能笔自身书写的笔迹信息。具体的，用户可以操作所述智能笔的控制单元2在可见光拍摄模式下控制所述摄像单元3拍摄所述可见光图像数据，在红外光拍摄模式下控制所述摄像单元3拍摄所述红外光图像数据，或者可以操作所述控制单元2在所述混合模式下，控制所述摄像单元3交替拍摄所述可见光图像数据和所述红外光图像数据，在此，可参考上述实施例对智能笔的说明进行操作。

在一个实施例中，所述摄像单元拍摄的所述书写纸的可见光图像数据包括所述书写纸上的点阵码图像；

所述控制单元对所述摄像单元拍摄的若干个可见光图像数据进行拼接处理之前，基于像素灰度阈值过滤方法和/或基于像素块大小查找剔除方法，对所述可见光图像数据中的点阵码图像进行过滤处理。

本实施例可以通过像素灰度阈值过滤方法对所述可见光图像中的点阵码图像进行过滤，或者也可以通过像素块大小查找剔除方法，对所述可见光图像中的点阵码图像进行查找锁定并剔除，从而只保留可见光图像的其他图像内容，得到不包括点阵码图像的纯净图像。当然，也可以同时结合两种方法对所述点阵码图像进行过滤，保证过滤的效果。

在一个实施例中，所述信息接收端获得所述拼接图像数据中的内容信息之后，将所述内容信息与预存的若干个书写者的笔迹特征数据进行匹配，确定所述内容信息对应的书写者，将所述对应的书写者与所述内容信息绑定；

和/或，所述信息接收端接收所述智能笔书写信息之后，将所述智能笔书写信息与预存的若干个书写者的笔迹特征数据进行匹配，确定所述智能笔书写信息对应的书写者，将所述对应的书写者与所述智能笔书写信息绑定。

本实施例中，所述信息接收端通过将所述内容信息与预存的若干个书写者的笔迹特征数据进行匹配，确定所述内容信息对应的书写者，实现了将所述内容信息与其对应的书写者进行绑定。同理，实现了所述智能笔书写信息与其对应的书写者进行绑定。

在一个应用场景中，用户可以通过所述智能笔采集书写内容信息例如在可见光拍摄模式下扫描采集书籍页面中的文字内容，同时用户可以使用所述智能笔进行书写从而向所述信息接收端发送的书写信息包括自己的书写笔迹信息，使得所述信息接收端根据用户的书写笔迹信息匹配识别得到用户的身份信息，并将用户的身份信息与用户采集的书写信息关联起来并进行绑定保存。当然，用户也可以在红外光拍摄模式下采集自身书写的笔迹内容，并上传至信息接收端进行保存，所述信息接收端中根据用户书写的笔迹内容匹配得到用户的身份信息并进行绑定。

本实施例中书写者的笔迹特征数据是通过采集书写者的笔迹图像数据并通过特征聚类计算、深度学习模型训练或神经网络模型训练得到的。

在一个实施例中，所述信息接收端通过以下方法获取所述若干个书写者的笔迹特征数据：

获取书写者使用智能笔在设置有坐标标识的书写纸上书写的笔迹信息；

将所述书写者的笔迹信息进行分割处理得到若干个单字符，再将所述若干个单字符分别分割得到若干个局部单元，计算各个局部单元的特征并进行聚类，获得所述书写者的笔迹信息的若干个局部特征；

将所述若干个局部特征保存为所述书写者的笔迹特征数据。

本实施例中，用于获取若干个书写者的笔迹特征数据的智能笔可以为本申请实施例提供的智能笔，也可以为一般的智能笔。具体的，在一个具体应用场景中，可事先让书写者分别使用各自的智能笔在设置有坐标标识例如印刷有点阵码的书写纸上进行书写，所述智能笔采集各个书写者的书写笔迹信息并发送至所述信息接收端，从而所述信息接收端根据所述书写笔迹信息确定书写者书写的笔迹图像，并经过特征聚类计算、深度学习模型训练或者神经网络模型训练，得到各个书写者的笔迹特征数据。

在一个具体的实施例中，所述信息接收端将所述内容信息与预存的若干个书写者的笔迹特征数据进行匹配时，首先将所述内容信息分割处理得到若干个单字符，再将所述若干个单字符分别分割得到若干个局部单元，计算各个局部单元的特征获得所述内容信息的若干个局部特征；将所述内容信息的若干个局部特征与预存的若干个书写者的笔迹特征数据进行匹配，与所述内容信息的若干个局部特征的匹配度最高的书写者即为所述内容信息对应的书写者；

和/或，所述信息接收端将所述智能笔书写信息与预存的若干个书写者的笔迹特征数据进行匹配时，首先将所述智能笔书写信息分割处理得到若干个单字符，再将所述若干个单字符分别分割得到若干个局部单元，计算各个局部单元的特征获得所述智能笔书写信息的若干个局部特征；将所述智能笔书写信息的若干个局部特征与预存的若干个书写者的笔迹特征数据进行匹配，与所述智能笔书写信息的若干个局部特征的匹配度最高的书写者即为所述智能笔书写信息对应的书写者。

请参考图11，本申请实施例还公开了一种批改处理系统，包括：

如上述实施例任意一项所述的智能笔，所述智能笔的笔体1上还设有与所述控制单元2连接的通信单元5，所述智能笔通过所述通信单元5与服务端通信连接，所述摄像单元3拍摄的图像数据包括印刷有点阵码图像的答题纸上的点阵码图像数据和所述答题纸的可见光图像数据，所述控制单元2根据所述点阵码图像数据得到批改笔迹信息，以及根据所述可见光图像数据得到所述答题纸上的答题笔迹信息，将所述批改笔迹信息和所述答题笔迹信息发送至服务端；

服务端，用于接收所述智能笔发送的所述批改笔迹信息和所述答题笔迹信息，根据所述批改笔迹信息确定批改的题目以及批改的内容信息，并根据所述内容信息以及预设的计分规则，确定批改的题目的批改结果；将所述答题笔迹信息与预存的若干个答题人的笔迹特征数据进行匹配，确定所述答题笔迹信息对应的答题人；将所述对应的答题人及批改的题目的批改结果绑定。

其中，所述批改笔迹信息可以是所述智能笔在所述答题纸上批改时，采集的原始的点阵码图像数据，也可以是原始的点阵码图像数据经过所述智能笔的控制单元2进行过处理后的数据。具体的，对于前者，所述智能笔将采集所述点阵码图像数据直接发送给服务端，从而所述服务端根据所述点阵码图像数据可以计算得到批改的内容信息以及批改的区域对应的题目信息；对于后者，所述智能笔采集所述点阵码图像数据之后可以通过其控制单元2进行部分处理之后再将处理得的数据发送给服务端。

所述答题笔迹信息是指答题人在所述答题纸上答题的笔迹图像信息。所述服务端获取的所述答题笔迹信息可以是所述智能笔拍摄获取的原始的答题笔迹图像，也可以是原始的答题笔迹图像在所述智能笔上经过处理之后的数据。在本实施例中所述答题笔迹信息用于识别答题人，具体的例如，通过计算答题笔迹图像的特征，并与预存的若干个答题人的笔迹特征数据进行匹配，可确定所述答题笔迹信息对应的答题人。

本实施例所述的批改处理系统，专用于答题批改的场景，答题人的答题纸上统一印刷有点阵码图像，具体的，所述答题纸在制作时，可基于题目在答题纸上的分布情况，在所述答题纸的局部区域或全部区域印刷点阵码，并在服务端中将所述答题纸上各个区域上印刷的点阵码的坐标信息与对应的题目信息进行绑定。例如题目1在答题纸上区域范围为（1，1）（1，5）（5，5）（5，1），在该区域印刷点阵码后，将点阵码的坐标信息与题目1进行绑定，从而当采集到的点阵码的坐标信息位于该区域范围内时即可确定采集的区域为题目1。

本实施例的场景中，批改人使用智能笔对答题人的答题纸上进行批改时，所述智能笔不仅采集点阵码图像数据得到批改人批改的批改笔迹信息，而且采集答题纸的可见光图像，可见光图像包含了答题人作答的答题笔迹，从而得到答题笔迹信息；从而所述智能笔将所述批改笔迹信息以及所述答题笔迹信息发送给所述服务端。

所述服务端接收所述批改笔迹信息和所述答题笔迹信息，根据所述批改笔迹信息提取坐标信息，根据坐标信息确定批改的区域对应的题目，同时根据坐标信息得到批改的内容信息例如批改的分数，并根据所述内容信息以及预设的计分规则，确定对应的题目的批改结果。此外，所述服务端还将所述答题笔迹信息与预存的若干个答题人的笔迹特征数据进行匹配，确定所述若干个答题人中，预存的笔迹特征数据与所述答题笔迹信息最为匹配例如相似度最高的答题人，即为所述答题笔迹信息对应的答题人。最终，所述服务端将对应的答题人及对应的题目的批改结果绑定。

在一个实施例中，所述服务端中预设的计分规则包括加分模式和减分模式；

所述根据所述内容信息以及预设的计分规则，确定对应的题目的批改结果，包括：

在所述加分模式下，识别所述内容信息确定批改的分数，该分数即为所述批改笔迹信息对应的题目的得分；在所述减分模式下，识别所述内容信息确定批改的分数，将所述批改笔迹信息对应的题目的总分值减去该分数得到的结果即为所述批改笔迹信息对应的题目的得分。

其中，所述计分规则可通过所述智能笔上的按键进行设置，例如在所述智能笔上设置有加分模式按键和减分模式按键，通过触发不同的按键使所述智能笔可向所述服务端发送对应的指令，从而使所述服务端启动对应的计分规则。

所述计分规则也可以通过所述智能笔在所述答题纸上书写预设的标记进行设置，在一个实施例中，所述根据所述内容信息以及预设的计分规则，确定对应的题目的批改结果，包括：

当识别得所述内容信息中的计分模式设置标记时，所述计分规则采用对应于所述计分模式设置标记的加分模式或减分模式。

本实施例中，批改人使用所述智能笔在所述答题纸上书写预设的计分模式设置标记比如打勾、打叉、画圈或者其它标记等，通过不同的标记设置不同的计分规则，例如打勾对应于加分模式，打叉对应于减分模式。所述服务端根据获取的所述批改笔迹信息，识别得内容信息中包括所述预设的计分模式设置标记时，响应于所述计分模式设置标记而启动对应的计分规则。

在一个实施例中，所述服务端还执行以下步骤：

在所述加分模式下，累计批改的分数得到最终的答题成绩，将所述答题成绩与所述对应的答题人绑定；

在所述减分模式下，将答题总分减去批改的分数得到最终的答题成绩，将所述答题成绩与所述对应的答题人绑定。

本实施例中，在所述加分模式下，批改人只需要对作答正确能够得分的题目批改其得分的分数，最终计算总分时，累计各个批改的题目的得分即得到最终的成绩，而对于没有批改的题目即为没有得分的题目，无需进行批改和统计。在所述减分模式下，批改人只需要对错误的需要扣分的题目批改其扣分的分数，最终计算总分时，将总成绩减去累计的各个批改的题目的扣分即为最终的成绩。

进一步地还可以将答题人与其各个题目的得分情况以及最终计算得的总分成绩进行绑定，以及所述服务端在批改完成之后还可以对各个答题人的批改结果进行汇总分析。

在一个实施例中，所述批改处理系统还可以包括客户端，所述服务端还将答题人及批改结果等数据同步发送至客户端，便于批改人进行查看了解。其中，所述客户端可以是用户的智能手机或平板等移动设备，也可以是专用的计算机教学设备。

本实施例中所述答题人的笔迹特征数据是通过采集答题人的笔迹图像并通过特征聚类计算、深度学习模型训练或神经网络模型训练得到的答题人的笔迹特征数据。

在一个实施例中，所述服务端通过以下方法获取所述若干个答题人的笔迹特征数据：

获取答题人使用智能笔在印刷有点阵码图像的的答题纸上进行答题时的书写笔迹信息；将所述答题人的书写笔迹信息进行分割处理得到若干个单字符，再将所述若干个单字符分别分割得到若干个局部单元，计算各个局部单元的特征并进行聚类，获得所述答题人的书写笔迹信息的若干个局部特征；将所述若干个局部特征保存为答题人的笔迹特征数据。

本实施例中，用于获取若干个答题人的笔迹特征数据的智能笔可以为本申请实施例提供的智能笔，也可以为一般的智能笔。具体的，在一个应用场景中，可让所有答题人分别使用各自的智能笔在印刷有点阵码的答题纸上进行书写，所述智能笔采集各个答题人的书写笔迹信息并发送至所述服务端，从而所述服务端根据所述书写笔迹信息确定答题人书写的笔迹图像，并经过特征聚类计算、深度学习模型训练或者神经网络模型训练，得到各个答题人的笔迹特征数据。

本实施例根据所述智能笔采集的答题笔迹信息的特征与预存的若干个答题人的笔迹特征数据进行匹配从而确定对应的答题人。在一个实施例中，所述将所述答题笔迹信息与预存的笔迹特征数据进行匹配，包括：

将所述答题笔迹信息分割处理得到若干个单字符，再将所述若干个单字符分别分割得到若干个局部单元，计算各个局部单元的特征获得所述答题笔迹信息的若干个局部特征；

将所述答题笔迹信息的若干个局部特征与预存的若干个答题人的笔迹特征数据进行匹配，与所述答题笔迹信息的若干个局部特征的匹配度最高的答题人即为所述答题笔迹信息对应的答题人。

综上，本申请实施例提供的所述智能笔具有至少两种拍摄模式，包括红外光拍摄模式和可见光拍摄模式，所述控制单元设置有包括红外光拍摄模式和可见光拍摄模式在内的至少两种工作模式；在工作模式为所述红外光拍摄模式下，所述控制单元控制所述辅助光源发射红外光，所述摄像单元拍摄所述书写区域的红外光图像；在工作模式为所述可见光拍摄模式下，所述控制单元控制所述辅助光源发射白光，所述摄像单元拍摄所述书写区域的可见光图像。从而所述智能笔可以应用在设置有坐标标识例如点阵码的书写纸进行书写，其中所述坐标标识需要红外光才能拍摄，所述智能笔在所述书写纸上书写时可以拍摄得到包含坐标标识的红外光图像，以及拍摄得到所述书写纸的可见光图像，可见光图像可以包括书写纸上答题笔迹信息等。通过本申请实施例所述的智能笔，能够一并采集书写纸上的包含坐标标识的红外光图像和一般的可见光图像，从而能够根据坐标标识确定智能笔的书写笔迹信息以及根据书写纸上的可见光图像识别书写纸上的其他笔迹信息例如答题笔迹信息，相比于现有技术的智能笔，具有多种拍摄模式能够采集多种类型的图像，从而能够支持更广的应用或者支持特定的应用场景实现更优的应用方案，例如支持应用于书写信息采集以及应用于答题批改。例如具体应用在批改处理系统时，通过本申请实施例提供的智能笔，实现了批改人使用智能笔在印刷有点阵码图像的答题纸上进行批改时，所述智能笔可以采集批改的批改笔迹信息以及采集所述答题纸上答题人的答题笔迹信息；从而服务端根据所述批改笔迹信息和所述答题笔迹信息能够确定对应的题目的批改结果并确定所述答题笔迹信息对应的答题人，将所述对应的答题人及对应的题目的批改结果绑定，实现了更高效的批改，大大减少了批改人的工作量。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，则本申请也意图包含这些改动和变形。