盲文给人的印象通常是"摸书"。但数学课的几何图、地理课的地图、报表里的柱状图,视障者也一样要用,只是得先在纸上做成凸点,再拿手指去读。这类东西有个专门的叫法:触觉图形(tactile graphics)。
前两天做写字机 like 项目的时候,看到某公司的盲文产品,打开页面发现是巨大写字机 + 大力出奇迹舵机。给我整笑了。但一看价格,和写字机一个级别,超级便宜,又感觉肃然起敬,颇有中国人的"工程智慧"感。
故而翻他们专利,看到他们做这个方向的申请,2024 年提交的。2024 年那份的引证文献里,正好引了一篇 2016 年的旧专利。两件放一起读,不禁让人再次感叹工程智慧。褒义地来说,上古现成的图像算法换个领域又做了一遍,在小众领域照顾到了残障人士(当然,如果你非要觉得这意思是水专利,随你!);另一件则真从"用手摸"这个角度重新想了问题。两件专利差了 8 年,中间计算机图形学的水平,确实从"小学生 scratch 水平"升级到了"当代图形学入门教材"。尤其是结合他们产品的思路来看,感觉非常有产品可行性,上古 CV 在工业界还是有希望的。失业的 CV 朋友们,别哭了,去看看工业界吧。
2016 年那份:一次"领域平移"
先看旧的那件。CN105844679B《复杂盲文点阵图形绘制和内嵌文字输入的方法及装置》,一家科技公司加一所高校联合申请,2016 年 4 月递交,2018 年 11 月授权,审批走了两年半。
说明书里的背景数据倒是值得一提。按中国残联 2012 年的一份文件,截至 2010 年底全国盲人有 1263 万。可每年出版的盲文出版物只有 140 种左右,还基本都是纯文字。配图不是没有,是要靠出版人员一个点一个点"戳"出来,改一处就得整幅重画。就冲这个背景,这份专利想解决的问题是真存在的。
专利的做法是在普通画布上铺一层"盲文点阵背景格",然后声称能翻译三类内容:曲线、位图、文字。我照着说明书把三类都拆开看了。
贝塞尔曲线。记下起止点加一串"拐点",代进方程,参数 t 步进 0.001,算出 1001 个点,落在哪个格就在哪个格打点。翻译成图形学的说法,就是对参数曲线均匀采样再取整落格,最基础的光栅化,教材课后题那种。细节上有几个地方对不上号。背景写"很多画图工具最多只能绘制二阶贝塞尔曲线",这话在 2016 年就不成立,三次贝塞尔是设计软件和 SVG 几十年的标配。把控制点叫"拐点"也不对,说明书自己都写了曲线"一般不会经过"P1、P2——控制点本来就不在曲线上,跟拐点是两回事。采样点固定在 1001 个,跟曲线长短没关系,落点间距完全不受控。
位图转换。转灰度、裁白边,把 n×n 个像素的平均灰度按比例对应到一个格,低于固定阈值就画点。说白了就是盒式滤波降采样加固定阈值二值化,等于"缩略图转棋盘格"。抖动算法(Floyd–Steinberg、Bayer)和 Otsu 自适应阈值,这些上世纪就成熟的东西一个都没用。摘要里那句"以提取特征点的方式呈现"也经不起琢磨:均值池化恰恰不提取任何特征。审查员引证的那篇基于 Canny 算子的盲用图形论文,做的才是特征提取。摘要把均值池化写成"提取特征点",这属于专利文案的基本操作。
内嵌文字。把字符在 63 个盲文字符里的序数算出来,再和一组十六进制数做按位与,定出 6 个点位。可盲文编码本来就是把低位 6 个比特当点位用的,Unicode 盲文区从 U+2800 起就是这么设计的,这份专利用的内码也是同一套。按位与那一步,无非是把字体渲染里现成的一张查找表,重新描述成了算法步骤。看着像算了一通,其实查表而已。
曲线和位图两条我按专利步骤重演了一遍(图为本文演示,非专利附图):


独立权利要求也很有看头。主干就一句:“该方法包括三项内容”,技术特征全沉在从权里。能过审,靠的主要是领域平移:审查员引证的 2 件专利加 1 篇论文,全在盲文领域内,没有一件来自图形学的公知常识。老算法搬进一个检索不到对比文件的窄领域,“新颖性"就这么成立了。说白了,捡了个没人检索的领域,老东西进来就是"新"的。
公道话也要说。它的真实贡献在工程:一行 30 方、整页 4500 个点、每方 6 点不能拆到两行,把这些约束集成成一个能用的编辑器,在 2016 年确实解决了"有没有"的问题。但这是产品价值,跟专利文本里那些"算法"的含金量是两回事。
2024 年那份:一个可检验的命题
再看新的一件。CN118608652B《一种盲文凸图填充方法和填充装置》,申请人是家做盲文刻印设备的公司,2024 年 7 月申请,2025 年 5 月授权。这家就是开头那个"写字机 + 大力出奇迹舵机"的厂。它瞄准的问题细得多,也实在得多:填充。
柱状图的柱子、地图上的色块、饼图的扇区,都离不开"涂黑"这一步。传统盲文凸图的填充是均匀撒点。明眼人看这样的图没问题,但凸图是拿手指摸的,手指一次只能盖住一小片,均匀的凸点摸到哪儿都一个样。专利里举了个很直白的例子:随便摸图中居中的一块矩形区域,手感完全相同,不同图形之间毫无区分度,想分辨形状只能把整个填充区一寸寸摸完。你想想,摸哪儿都一样,这图等于没做。
解法倒是一句话能讲完:别均匀撒,按轮廓一圈一圈往内填。对图形做腐蚀取出最外层轮廓,在轮廓上挑边缘点和拐点——每个点看四个象限的邻域,至少两个象限是空的,说明它贴边或在拐角上——把这一圈记进结果,再向内腐蚀 3L 层露出下一层轮廓,循环到完。这样填出来的凸点一圈贴一圈,忠实描摹形状,像等高线:手指落在内部任何一小块,摸到的都是带方向和曲率的局部线索,顺着"等高线"就能大致猜出整体形状。这一下,从"摸哪儿都一样"变成"摸哪儿都有信息”。
两种填法我拿两个带孔的图形各跑了一遍,虚线圈是指尖一次能摸到的范围,差别一眼可见(同为本文重演):

“怎么做"这一层,腐蚀、邻域判定,都是形态学里的老工具。它真正的价值在"为什么”:均匀填充局部没有区分度,逐层轮廓让局部携带了全局信息。这是一个可检验的感知命题,找盲人用户做实验就能验证或证伪。2016 年那份从头到尾没有这种命题,只有流程。这就是开头说的:一件是"上古算法换个领域",一件是真从"用手摸"的角度想问题。
还有一层产品逻辑。这类刻印设备本质是台写字机:x-y 平面走笔,Z 轴原本只是控制抬笔落笔的舵机。把舵机功率做大、笔换成冲头,落笔就成一个凸点。因为能在任意浮点坐标上打点,它天然不受盲文方格的束缚,算法才能直接在像素级逐层腐蚀,层间距按手感调 L。2016 年那份的一切都得落到棋盘格上,说到底是被传统刻印硬件框死了。硬件一换,算法的自由度跟着换。所以这篇能成,一半是算法想明白了,一半是人家真把舵机功率做大了。
放在一起看
两份放一起,比单看哪一份都有意思。
先讲硬件。 固定点阵的刻印机,逼出来的软件逻辑是一切都量化到方格;连续走位的写字机解开了这把锁,逐层轮廓填充才有发挥空间。所以读这类专利,先问"它跑在什么硬件上",比先看它宣传什么功能有用。
再看命题。 判断含金量,我有个土办法:找命题,不看流程。有命题的专利会明白写"现有方法哪里不成立、我的方法为什么成立",而且这话能被实验检验;没命题的专利只有功能清单,把教科书操作换个领域重新排一遍队。授权证书分不出这两者——前者的独权可以只有一句"包括三项内容",照样拿证。
最后说摘要。 2016 年那份申请把均值池化说成"提取特征点",把查表说成算法,把"很多画图工具只能画二阶贝塞尔曲线"这种不存在的局限写进背景技术。专利文本里每个漂亮的说法,都值得回权利要求和实施例里找对应物,找不到,就是文案。
从"能画"到"好摸",中间隔了八年。无障碍这个领域的节奏大抵如此:先把工具从无到有做出来,再慢慢学着按手指的认知方式重新设计图。只是作为读者,这两步得分开算账。至于开头的"计算机图形学下岗再就业"——别总盯着大厂裁员,来这种小领域看看,老算法配上新硬件,照样有饭吃。前提是别学 2016 年那份,光换个领域就敢说自己"创新"。
备注:以上基于两案公开文本(申请公布与授权公布)的说明书和权利要求写成;两份专利目前都处于有效状态,原文可在 Google Patents 查阅:CN105844679B、CN118608652B。