專利名稱：用于識(shí)別在輸入?yún)^(qū)上手動(dòng)描劃字符的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于識(shí)別在輸入?yún)^(qū)上手劃字符的方法以及一種用于實(shí)施所述方法的電子設(shè)備。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，“字符”意味著借助于手指或描繪工具(例如輸入筆)能夠手動(dòng)描劃的任何字母數(shù)字字符(A、B、C、...、1、2、3...)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)(？、！、、..)或符號(hào)字符(+、-、*、#、...)。展開來講，它還將意味著除了字母數(shù)字或符號(hào)字符的跡線以外的任何跡線，特定的命令與所述跡線相關(guān)聯(lián)，這種跡線在下述說明中被定義為控制字符。特別地這些控制字符旨在允許某些特定命令如光標(biāo)的運(yùn)動(dòng)、以前所輸入字符的刪除、在大寫與小寫字母之間的切換等。
允許識(shí)別在輸入?yún)^(qū)上手劃的字符的各種方案已經(jīng)是公知的。這樣的方案特別地用于允許在電子設(shè)備(特別地在如電子日記、袖珍計(jì)算機(jī)或電子時(shí)鐘的便攜式電子設(shè)備)中手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)，而不使用鍵盤。
一種方案包括提供所描劃字符的點(diǎn)陣或位像的復(fù)雜的識(shí)別算法，所描劃字符與預(yù)先確定的字符集合的模型數(shù)據(jù)相比較，以便標(biāo)識(shí)最接近于所執(zhí)行跡線的字符。這個(gè)方案是不切實(shí)際的，且在要應(yīng)用的計(jì)算時(shí)間和功率方面上經(jīng)常需求過多，特別是便攜式電子設(shè)備。這個(gè)方案的另一缺點(diǎn)在于這樣的事實(shí)，即它要求大的存儲(chǔ)器空間用于確定要識(shí)別的字符。這個(gè)方案進(jìn)一步要求用戶方面的學(xué)習(xí)，以便于他根據(jù)所確定的模式來描劃每個(gè)字符。
因此，本實(shí)踐將要提出識(shí)別設(shè)備和算法，其中當(dāng)在輸入?yún)^(qū)描劃字符時(shí)檢查所執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)。典型地，對(duì)從輸入?yún)^(qū)，或更確切地是從構(gòu)成這個(gè)輸入?yún)^(qū)的多個(gè)傳感器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行取樣，以便確定字符跡線的演進(jìn)歷史。
以申請(qǐng)人名義的文件號(hào)EP 0 695 979公開了例如一種用于識(shí)別在表面上描劃的字符的設(shè)備以及用于識(shí)別這種字符的過程，特別地用于手表。根據(jù)這個(gè)文件，在構(gòu)成輸入?yún)^(qū)的傳感器內(nèi)產(chǎn)生一系列表示狀態(tài)(“ON”或“OFF”)變化的標(biāo)識(shí)符，并且與至少一系列參考標(biāo)識(shí)符相比較以標(biāo)識(shí)所描劃的字符。
假定某些字符的復(fù)雜性及強(qiáng)烈的相似性，本實(shí)踐將要在字符集合中采取某些簡(jiǎn)化(例如將字符分解成字母字符、數(shù)字字符、符號(hào)字符等不同集合，特別地是為了避免某些字符如“O”和“0”、“B”和“8”、“+”和“T”等之間的混淆)，并且強(qiáng)迫用戶根據(jù)有時(shí)與其正常習(xí)慣或甚至任何正常習(xí)慣相反的已經(jīng)確定好的順序來描劃字符。因此，利用現(xiàn)有方案，經(jīng)常僅存在一種描劃每個(gè)字符的可能方法，使得它不與其它混淆。此外，必須要采取的順序沒有必要對(duì)應(yīng)于所希望字符的自然筆順特性。假定手寫特征有極大變化且甚至完全是相反的(例如在慣用右手的人和慣用左手的人的筆勢(shì)之間)，這些困難甚至?xí)蟆?br> 受到類似約束的字符識(shí)別設(shè)備的其它實(shí)例也被公開于文件號(hào)US4,047,010A、US 4,199,751A、GB 2,092,352A以及WO 90/15399。
因此這些公知的識(shí)別設(shè)備和算法要求用戶方面的學(xué)習(xí)或涉及對(duì)用戶的約束。如果這種學(xué)習(xí)是不完善的或如果這些約束沒有得到遵循，則當(dāng)所希望的文本被輸入時(shí)可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，所述錯(cuò)誤延長(zhǎng)了數(shù)據(jù)輸入所需要的時(shí)間。
另一方案被公開在文件號(hào)FR 2,538,581中。根據(jù)這另一方案，當(dāng)在輸入?yún)^(qū)上描劃字符時(shí)，所執(zhí)行的每個(gè)筆劃被分解成多個(gè)直線段，并且每個(gè)這些段的方位是相對(duì)于多個(gè)參考矢量(數(shù)量為8)而加以確定的。由所確定的直線段集合而形成的描劃的字符的模型就這樣加工出來了，然后與參考字符的對(duì)應(yīng)集合進(jìn)行比較。根據(jù)文件號(hào)FR 2,538,581，這個(gè)方案被有利地實(shí)施在類似于手表類型的便攜式對(duì)象中。
文件號(hào)EP 0 632 401提出建立每個(gè)字符的模型，不僅基于由直線段所形成的模型，而且基于考慮其它參數(shù)的模型，所述其它參數(shù)有如書寫工具在輸入?yún)^(qū)的向上(“PEN UP”)或向下(“PEN DOWN”)運(yùn)動(dòng)、在描劃期間暫停的持續(xù)時(shí)間、跡線的重心、跡線的尺寸、彎曲段的旋轉(zhuǎn)方向、彎曲段的開始及結(jié)束點(diǎn)的位置以及這種彎曲段的方位。這后一個(gè)文件講述這種方案是利用稱為“相聯(lián)存儲(chǔ)器”的具體存儲(chǔ)器類型，在并行處理器系統(tǒng)中實(shí)施的。當(dāng)然，將這種并行處理器結(jié)構(gòu)應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理能力特別地受到限制的便攜式電子設(shè)備中，是不可能的。
要注意到在文件號(hào)FR 2,538,581和文件號(hào)EP 0 632 401中均被提議的方案取決于幾何考慮，以允許字符的識(shí)別?？紤]到通過幾何參數(shù)來建立所寫出的已知字符的所有可能變化的模型并不實(shí)際，所以這是一個(gè)主要的缺陷。的確，筆勢(shì)可隨一個(gè)人至另一個(gè)人或者甚至對(duì)于單個(gè)人而有極大的變化。假定它們的極大變化性，字符跡線的參數(shù)如方位、大小、位置、長(zhǎng)度或其它幾何參數(shù)因此不能夠被使用來允許真實(shí)可靠的和魯棒的字符識(shí)別。
本發(fā)明的第一目的是提議一種從用戶方面而言并不要求任何學(xué)習(xí)的方案，即能夠識(shí)別用戶所描劃的字符，而用戶基本上不必改變他的正常習(xí)慣的方案。
本發(fā)明的另一目的是提議一種方案，它能夠識(shí)別用戶以各種方式描劃的字母數(shù)字字符、符號(hào)字符、控制字符或其它字符。
本發(fā)明的另一目的是提議一種方案，然而其既不是太復(fù)雜，也不是在實(shí)施時(shí)要求過高，以致于它可以被應(yīng)用在小體積的電子設(shè)備，如電子日記、袖珍計(jì)算機(jī)、時(shí)鐘、便攜式電話、遙控器、或任何其它小尺寸便攜式電子設(shè)備，特別是由電池供電的便攜式電子設(shè)備中。
本發(fā)明的另一目的是限制在解釋所描劃的字符時(shí)的錯(cuò)誤數(shù)量，即提議一種能夠拒絕某些無論如何都不對(duì)應(yīng)于預(yù)先確定字符的字符跡線的方案。
因此本發(fā)明涉及用于識(shí)別在電子設(shè)備的輸入?yún)^(qū)上手動(dòng)描劃的字符的方法，所述方法的特征列于獨(dú)立權(quán)利要求1中。
這種方法的有利實(shí)施形成了從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明還涉及用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明所述方法的電子設(shè)備，其特征列在獨(dú)立權(quán)利要求10中。
這個(gè)設(shè)備的有利實(shí)施形成了從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于這樣的事實(shí)，即字符不是按照上述那樣的字符建立的模型，而是每個(gè)字符由至少一個(gè)預(yù)先確定的模型來定義的，所述預(yù)先確定的模型表示此字符可以描劃的方式。同樣地，由用戶在輸入?yún)^(qū)上手動(dòng)描劃的字符用模型來表示，所述模型表示此字符已經(jīng)所描劃的方式。典型地，字符將由不止一個(gè)模型來定義，以便于將所述字符可以手動(dòng)描劃的各種方式考慮進(jìn)去。
更具體而言，根據(jù)本發(fā)明，所述模型包括至少關(guān)系到字符拓?fù)涞耐負(fù)鋮?shù)，即具體而言-用于描劃字符的筆劃數(shù)量；-每個(gè)所述筆劃的性質(zhì)，即它是一維性質(zhì)(點(diǎn))還是二維性質(zhì)(一個(gè)或多個(gè)段)的筆劃；以及-二維性質(zhì)的每個(gè)筆劃的組成，即-形成二維性質(zhì)筆劃的段的數(shù)量；以及-每個(gè)段的性質(zhì)，即它是直線段還是彎曲性質(zhì)段。
有利地，拓?fù)鋮?shù)可以通過關(guān)系到字符跡線筆劃的“閉合”性質(zhì)(如字符“B”、“D”、“O”、“8”、“0”等)或“開放”性質(zhì)(例如字符“A”、“C”、“E”等)的指示來完成。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，“拓?fù)洹币馕吨址?dú)立于它的大小和確切尺寸(即獨(dú)立于字符的確切幾何形狀)的所有特征。特別地，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，這將意味著用于描劃字符的筆劃數(shù)量和性質(zhì)，如果適當(dāng)?shù)脑?，還有如上面所提及的每個(gè)所述筆劃組成。它還將意味著其它參數(shù)如下面所提及的彎曲段的旋轉(zhuǎn)方向。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，“筆劃”意味著由手指或描劃工具在輸入?yún)^(qū)從開始至它被中斷所實(shí)現(xiàn)的跡線，每個(gè)字符能夠以可變數(shù)量的筆劃描劃出，在拉丁字符集合的字母數(shù)字或符號(hào)字符的情況下，典型地以小于或等于四筆劃。
“段”意味著筆劃的一部分，所述筆劃的一部分，因其直線或彎曲性質(zhì)、以及/或由手指或描劃工具在執(zhí)行考慮中的筆劃期間所采取的明顯方向變化，而區(qū)別于所述筆劃的另一段。
所述模型，對(duì)于每個(gè)直線或彎曲性質(zhì)段，適當(dāng)?shù)剡€包括幾何參數(shù)，所述幾何參數(shù)表示所述段跡線的角方位演進(jìn)。優(yōu)選地，表示所述段跡線的角方位演進(jìn)的幾何參數(shù)包括-對(duì)于每個(gè)直線性質(zhì)段，所述段的角方位(被指定為φ)；或-對(duì)于每個(gè)彎曲性質(zhì)段，開始或結(jié)束的角方位(分別指定為φ1、φ2)在所述段的一端(其位置分別指定為P1、P2)。
應(yīng)該規(guī)定如在

圖12和13a至13c所示意性示例的那樣，“角方位”意味著以角度值所指示的直線段的方位和方向、或在彎曲段的一點(diǎn)上所取的這個(gè)彎曲段的切線。在下述說明中，僅用于解釋的目的，段或切線的角方位將優(yōu)選地被定義為包括-180°和180°之間的值。然而應(yīng)當(dāng)理解，這些值可定義在n360°(n為整數(shù))內(nèi)，這樣-180°和180°就指定相同的角方位。
在此應(yīng)該規(guī)定開始或結(jié)束的角方位對(duì)應(yīng)于在彎曲段一端切線的角方位，這個(gè)切線至少分別由正在考慮之中段的跡線的頭兩個(gè)取樣、最后兩個(gè)取樣來定義。實(shí)際上，彎曲段跡線分別在開始及結(jié)束處的幾個(gè)連續(xù)取樣上的平均值，將用來確定這個(gè)起始或結(jié)束的角方位的值。
在上面提及的情況下，關(guān)系到字符拓?fù)涞膮?shù)進(jìn)一步包括對(duì)于每個(gè)彎曲段，段的旋轉(zhuǎn)方向(指定為w)、這個(gè)旋轉(zhuǎn)方向至少是三角法的(逆時(shí)針方向)或非三角法的(順時(shí)針方向)。
在這種情況下，除了三角法或非三角法旋轉(zhuǎn)方向以外，進(jìn)行如下定義也是有用處的定義第三所謂的混合或可變旋轉(zhuǎn)方向，即在三角法和非三角法旋轉(zhuǎn)方向之間變化的旋轉(zhuǎn)方向，這種特征例如存在于某些字符的跡線，如字符“N”、“M”、“W”、“S”、“2”、“5”、“8”等的跡線。另外，清楚的是，這種混合旋轉(zhuǎn)方向的彎曲段可被分割成多個(gè)三角法或非三角法旋轉(zhuǎn)方向的彎曲段。
表示段的角方位演進(jìn)的幾何參數(shù)還可有利地包括對(duì)于彎曲段，彎曲段的總展開角(指定為α)。在混合旋轉(zhuǎn)方向的彎曲段情況下，這個(gè)總展開角將優(yōu)選地被定義成為三角法或非三角法旋轉(zhuǎn)方向的每個(gè)部分的總展開角(絕對(duì)值)之和。所述總展開角α簡(jiǎn)化了對(duì)某些特定字符的標(biāo)識(shí)。
除了表示字符跡線的角方位演進(jìn)的幾何參數(shù)以外，每個(gè)模型進(jìn)一步包括這樣的幾何參數(shù)，其表示在輸入?yún)^(qū)上每個(gè)筆劃的位置，具體地且有利地，表示一維性質(zhì)(點(diǎn))的每個(gè)筆劃的位置或二維性質(zhì)的每個(gè)筆劃端部的位置。有利地，這些幾何參數(shù)可以由包括二維性質(zhì)的筆劃的每個(gè)段的端部位置來完成。
清楚的是一維性質(zhì)筆劃的位置或二維性質(zhì)筆劃的端部可以相對(duì)于在其上筆劃被執(zhí)行的輸入?yún)^(qū)，或另外相對(duì)于所關(guān)系到的字符跡線而加以定義?？傮w上，在本發(fā)明范圍內(nèi)，我們將基本上使用相對(duì)于字符跡線的相對(duì)位置指示，即，用于定義這種筆劃是位于字符跡線的高或低，以及/或右或左側(cè)部分的位置指示。例外地是，對(duì)于某些字符(例如“/”、“，”和“′”，我們將使用相對(duì)于輸入?yún)^(qū)的相對(duì)位置指示，在所述輸入?yún)^(qū)上所述筆劃被描劃成區(qū)分于那些其跡線僅因在輸入?yún)^(qū)上的位置而不同的字符。
還清楚的是并不是所有的模型均有必要要求其特征的幾何定義。因此某些字符可以借助于拓?fù)鋮?shù)僅以不含糊的方式被加以定義。
圖11、12、13a、13b和13c示意性地示例了上述定義。具體而言，圖11是一維筆劃，即由其位置P｀0所定義的點(diǎn)的示例。圖12是由其角方位φ和其端部位置P1、P2所定義的直線性質(zhì)段的示例。圖13a、13b和13c是彎曲性質(zhì)段的示例，每個(gè)彎曲段由所述段端部的起始和結(jié)束角方位φ1、φ2、端部的位置P1、P2、以及13a至13c中分別的非三角法、三角法和混合旋轉(zhuǎn)方向w所定義。
在圖13a、13b和13c中，每個(gè)彎曲段的總展開角α也已經(jīng)被指示。在圖13c中，要注意到在這種情況下，總展開角α被定義成彎曲段的三角法和非三角法部分的總展開角(指定為α1、α2)和的絕對(duì)值。
通過實(shí)例的方法，從頂部至底部描劃的垂直直線段將被定義成具有-90°的角方位φ，而從底部至頂部描劃的垂直直線段將被定義成具有+90°的角方位φ。從左至右描劃的垂直直線段將被定義成具有0°的角方位，以及從右至左描劃的垂直直線段將被定義成具有±180°的角方位。如已經(jīng)提及到的，這些角方位被定義在n360°以內(nèi)。
同樣，表示從頂部至底部或從底部至頂部(為三角法或非三角法的旋轉(zhuǎn)方向w)描劃的“C”彎曲段將僅通過實(shí)例方式被定義成具有大約為±180°的起始角方位φ1及大約為0°的結(jié)束角方位φ2(總展開角α為180°)。這兩個(gè)彎曲段僅在其旋轉(zhuǎn)方向上不同。
在分析在輸入?yún)^(qū)上由手動(dòng)所執(zhí)行的跡線期間，考慮到所使用的定義以及角概念的360°周期性，每個(gè)段的角方位將優(yōu)選地被“展開”，以便于防止在±180°的中斷。讓我們通過實(shí)例選取類似于字符“C”跡線的彎曲跡線，其在三角法方向(從頂部到底部)上被執(zhí)行，且具有約170°的起始角方位及約0°的結(jié)束角方位，所述段的角方位將從170°發(fā)展到360°(總展開角α為190°)。在類似彎曲跡線的情況下，起始于例如-170°角方位且結(jié)束于0°角方位，所述段的角方位將從-170°展開到0°(在此總展開角α為170°)等。
通過將這兩個(gè)跡線實(shí)例的角方位與具有三角法類型的旋轉(zhuǎn)方向w且被定義成分別具有±180°和0°起始和結(jié)束角的字符“C”模型進(jìn)行比較，考慮到360°的周期性，對(duì)于這兩個(gè)實(shí)例人們將以就角方位而言10°的偏差而結(jié)束。
表示從頂部描劃到底部的字符“S”的彎曲段可例如被定義成具有基本上等于±180°的起始和結(jié)束角φ1和φ2以及混合或可變旋轉(zhuǎn)方向(總展開角α的絕對(duì)值大約為180°+180°＝360°)。另外，如已經(jīng)提及，這個(gè)彎曲段可被分解成分別為三角法和非三角法旋轉(zhuǎn)方向的兩個(gè)連續(xù)彎曲段(每個(gè)具有180°的總展開角α)。
根據(jù)本發(fā)明，使用拓?fù)錁?biāo)準(zhǔn)，即獨(dú)立于字符的準(zhǔn)確形狀和尺度的標(biāo)準(zhǔn)使排序的和有意義的預(yù)選擇的候選者有可能對(duì)應(yīng)于所描劃的字符，而在這個(gè)階段沒有必要依賴于幾何順序的考慮。的確，檢查用于描劃字符的筆劃數(shù)量以及性質(zhì)和組成這樣的簡(jiǎn)單事實(shí)，已經(jīng)極大地限制了用于識(shí)別所描劃的字符所必要的研究程度。直線和彎曲段之間的區(qū)分允許細(xì)化候選者的預(yù)選擇。在某些情況下，甚至可能僅基于這些拓?fù)錁?biāo)準(zhǔn)以不含糊的方式來識(shí)別所描劃的字符。正如此后將看到的細(xì)節(jié)那樣，這種可能性得到使用，特別是為了識(shí)別某些具體的控制字符。
幾何標(biāo)準(zhǔn)，即段的角方位，以及在適合的情況下點(diǎn)或段的位置僅被順序地應(yīng)用，以消除無效的候選者。具體地，根據(jù)本發(fā)明，形成所描劃字符的段的角方位被優(yōu)選地首先全部與候選者的段的角方位相比較，且以這個(gè)基礎(chǔ)，最相似的候選者得到選擇。如果這個(gè)選擇以幾個(gè)候選者的集合為結(jié)束，則所描劃字符的筆劃位置數(shù)據(jù)(即一維筆劃的位置以及/或表示二維筆劃的至少一點(diǎn)的位置)被用來識(shí)別最佳的候選者。
因本發(fā)明的緣故， 因此有可能建立大量字符(至少80個(gè)，小寫字符未計(jì)算在內(nèi))以及大量相同字符的跡線變體的模型，這樣用戶方面的學(xué)習(xí)就是有限的，且使用實(shí)施這個(gè)方法的設(shè)備是便利的。況且，由實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的識(shí)別方法而帶來的識(shí)別率很高，且輸入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)這樣就是有限的。還極容易添加新的模型，不管所定義模型的數(shù)量或復(fù)雜性如何，所使用的方法都是可適用的。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是，它允許將慣用右手和/或慣用左手的人所獨(dú)具的筆勢(shì)特征考慮進(jìn)去。
通過參考所附加的附圖及通過非限制性實(shí)例，在閱讀下述詳細(xì)說明時(shí)，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)得更加清楚，其中-圖1是包括根據(jù)本發(fā)明字符識(shí)別設(shè)備的時(shí)鐘的示意性橫斷面圖；-圖2示出構(gòu)成字符識(shí)別設(shè)備的輸入?yún)^(qū)的傳感器空間布置；-圖3示出根據(jù)通過以非限制方式使用如圖2所示例的電容傳感器網(wǎng)絡(luò)的本發(fā)明的字符識(shí)別設(shè)備的方框圖；-圖4a至4d，以非窮盡的方式，示例出在本發(fā)明范圍內(nèi)能夠被定義的字母數(shù)字字符、符號(hào)字符及控制字符的模型集合；-圖5示例出字符“A”在圖2的輸入?yún)^(qū)上的可能的跡線；-圖6a至6c示出字符“R”跡線的三個(gè)實(shí)例以及對(duì)于產(chǎn)生這個(gè)跡線的每個(gè)筆劃，在角方位方面示例出這個(gè)字符跡線演進(jìn)的示意圖；-圖7a和7b示出根據(jù)本發(fā)明字符識(shí)別方法的實(shí)例的實(shí)施流程圖；-圖8a和8b示出圖7a和7b所示例方法的另一實(shí)施流程圖；-圖9a和9b通過示例方法分別示出字符“R”及具有類似拓?fù)涞暮蜻x者可能的跡線；-圖10a和10b通過示例方法分別示出字符“T”及具有類似拓?fù)涞暮蜻x者可能的跡線；-圖11是表示一維性質(zhì)筆劃，即點(diǎn)的定義的示例；-圖12是表示直線性質(zhì)段的定義的示例；-圖13a至13c是表示分別具有非三角法、三角法及混合旋轉(zhuǎn)方向的彎曲性質(zhì)段定義的示例；根據(jù)本發(fā)明的識(shí)別設(shè)備將在特定應(yīng)用，即在時(shí)鐘應(yīng)用的范圍內(nèi)被加以說明。然而，將理解，本發(fā)明同樣地應(yīng)用于人們希望借助于手指或描劃工具在其中輸入數(shù)據(jù)的任何其它電子設(shè)備。還將理解，識(shí)別設(shè)備輸入?yún)^(qū)的性質(zhì)和組成不是決定性的。因此，雖然輸入?yún)^(qū)在本發(fā)明的范圍內(nèi)被定義成包括電容類型的傳感器，但是將很容易地理解，可以使用任何其它類型的傳感器，如光學(xué)、歐姆、感應(yīng)傳感器，表面聲波傳播傳感器(SAW)，或能夠由手指或描劃工具激活的任何其它類型的傳感器，以便于產(chǎn)生能夠被用來抽取有關(guān)在輸入?yún)^(qū)上所執(zhí)行跡線的拓?fù)浜蛶缀螖?shù)據(jù)的信號(hào)。
圖1示出包括外殼2和玻璃3的時(shí)鐘1的橫斷面圖。一電子電路4被設(shè)置在外殼2內(nèi)。優(yōu)選為透明的導(dǎo)電電極被設(shè)置在玻璃3的內(nèi)面31上， 在圖1中僅示出了這些電極中參考號(hào)為15B、15F、15J和15N的四個(gè)電極。如已經(jīng)提到的，這種傳感器的布置絕沒有限制性。
導(dǎo)體6、7、8和9分別將導(dǎo)電電極15B、15F、15J和15N連接到電子電路4上。電池11或其它電能量源(如可充電蓄能器)也被設(shè)置在外殼2內(nèi)且通過導(dǎo)體12被連接到電子電路4的供電端子上。
每個(gè)導(dǎo)電電極15B、15F、15J、15N(在圖2中為15A至15P)構(gòu)成被全部指定為參考號(hào)15的一序列電容傳感器的端子中的一個(gè)，這些電容傳感器15中每個(gè)傳感器的另一端子基本上在使用時(shí)鐘的人觸摸與特定電極相對(duì)的玻璃3外面時(shí)由其手指13所構(gòu)成。在此這些電容傳感器共同構(gòu)成允許借助于用戶的手指13進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入的輸入?yún)^(qū)10。這個(gè)手指13經(jīng)由外殼2被連接到電子電路4的地，所述外殼與用戶的腕相接觸，所述地典型地被連接到電池11的負(fù)端子上且連接到電子電路4上。
圖2示出電容傳感器15的空間布置實(shí)例的平面圖，所述電容傳感器15包括參考號(hào)為15A至15P的導(dǎo)電電極且構(gòu)成識(shí)別設(shè)備的輸入?yún)^(qū)10。在這個(gè)實(shí)例中，這個(gè)輸入?yún)^(qū)10包括多個(gè)傳感器15，如所示例在這種情況下數(shù)量為16，其被設(shè)置成四乘四矩陣的形式。
還要注意到由于構(gòu)建，在每個(gè)導(dǎo)電電極15A至15P及時(shí)鐘1的外殼2之間存在雜散電容。每個(gè)電容傳感器15和與所述電容傳感器有關(guān)的雜散電容并聯(lián)地連接在電子電路4的輸入和地之間，其中導(dǎo)電電容構(gòu)成一部分電容傳感器。
現(xiàn)在將說明適合于與電容傳感器一起使用的電子電路4的檢測(cè)裝置，這些檢測(cè)裝置通過非限制示例被純粹地加以說明。
可以參考仍以申請(qǐng)人名義的專利文件號(hào)EP 0 674 247及EP 08 38737，以及在前言中已經(jīng)提到的專利文件號(hào)EP 0695 979，為獲得詳細(xì)的信息來制作電子電路，它們?nèi)齻€(gè)全部在此引入以供參考。在此人們可以簡(jiǎn)單地說，每個(gè)電容傳感器、以及并聯(lián)存在的雜散電容連接到壓控振蕩器的輸入上，這個(gè)振蕩器的頻率作為存在于其輸入與地之間的總電容的函數(shù)而變化。要注意到每個(gè)電容傳感器可以被連接到其自己的壓控振蕩器上，或者另外通過多路復(fù)用器全部都連接到單個(gè)壓控振蕩器上。當(dāng)然多路復(fù)用器的使用要求這樣的基本上短持續(xù)時(shí)間的多路復(fù)用周期，其小于手指或描劃工具在輸入?yún)^(qū)上的運(yùn)動(dòng)，且小于信號(hào)取樣周期，這樣在給定時(shí)刻發(fā)自每個(gè)傳感器的信號(hào)被視為對(duì)傳感器狀態(tài)的同步測(cè)量。
更具體而言，在壓控振蕩器輸出所產(chǎn)生的信號(hào)的振蕩頻率與兩個(gè)并聯(lián)連接的電容器的總?cè)萘康牡箶?shù)成比例。因此，如果時(shí)鐘1用戶的手指13沒有放置在面向特定電極的玻璃3上，則對(duì)應(yīng)電容傳感器的端子之一結(jié)果就沒有構(gòu)成。在這種情況下，存在于振蕩器輸入與地之間的總電容等于雜散電容值，且壓控振蕩器輸出信號(hào)的振蕩頻率與其倒數(shù)成比例。
相反地，當(dāng)手指13放置在面向特定電極的玻璃3上時(shí)，總電容受到這個(gè)手指的存在的影響。因而，壓控振蕩器的輸出信號(hào)的振蕩頻率與電容總和的倒數(shù)成比例。還要進(jìn)一步注意到由手指的存在所引起的頻率變化取決于手指13所覆蓋的電極表面。因此，人們不僅可以檢測(cè)面對(duì)電極的手指的存在或不存在，而且可以檢測(cè)由手指所覆蓋的電極的覆蓋程度。
在輸出信號(hào)中所希望的數(shù)據(jù)被包含在由壓控振蕩器所產(chǎn)生的信號(hào)頻率中。因此，人們僅需要使用被簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)成抽取這種數(shù)據(jù)的數(shù)字裝置。因而人們可以例如計(jì)算在確定周期期間輸出信號(hào)的零交叉數(shù)量(或另外，脈沖的數(shù)量)，以從各種傳感器中抽取所要求的數(shù)據(jù)。
要理解的是人們可以忽略對(duì)作為傳感器覆蓋程度的函數(shù)的頻率變化的檢查，而僅僅檢查每個(gè)傳感器的活動(dòng)或非活動(dòng)狀態(tài)，只要輸入?yún)^(qū)的分辨率，即傳感器的數(shù)量足以獲得在輸入?yún)^(qū)上所執(zhí)行的手跡的足夠精確的圖像。輸入?yún)^(qū)的分辨率還取決于所使用的描劃工具及它與輸入?yún)^(qū)的接觸表面，手指的接觸區(qū)顯然大于例如輸入筆的接觸區(qū)。在圖2(以及圖5)中所示例的布置特別地適合于允許使用手指作為描劃工具，每個(gè)傳感器具有數(shù)量級(jí)為1cm2的表面，所述表面小于手指的典型接觸表面的大小。
作為補(bǔ)充，將有利的是，為時(shí)鐘或更一般性地并入根據(jù)本發(fā)明識(shí)別設(shè)備的電子設(shè)備提供顯示裝置(未在圖1中示出)，用于為用戶提供他已經(jīng)在輸入?yún)^(qū)10上所執(zhí)行的跡線指示。這種例如由液晶顯示器構(gòu)成的顯示裝置可以有利地被設(shè)置在圖1的時(shí)鐘內(nèi)，以方便使用識(shí)別設(shè)備，用戶從面對(duì)輸入?yún)^(qū)10直接可視的確認(rèn)數(shù)據(jù)中獲益。
圖3示出根據(jù)使用電容傳感器陣列的本發(fā)明的字符識(shí)別設(shè)備的特定方框圖。這個(gè)圖僅是示例性的。輸入?yún)^(qū)10和與所述輸入?yún)^(qū)10相關(guān)的電子電路4已經(jīng)被示意性地示于圖3中。全部由參考數(shù)字5指示的顯示裝置也被示出，所述顯示裝置特別地包括顯示控制電路50和顯示設(shè)備55如液晶顯示器，后者典型地采取點(diǎn)陣顯示器的形式，用于顯示字符的多條線，且適合的話顯示在輸入?yún)^(qū)10上所執(zhí)行的手跡的圖像。
輸入?yún)^(qū)10及它的電容傳感器被連接到一個(gè)(通過多路復(fù)用)或多個(gè)壓控振蕩器41，在輸出端在指定為tk的給定時(shí)刻傳送頻率信號(hào)fij(tk)，所述下標(biāo)i和j表示傳感器在構(gòu)成輸入?yún)^(qū)10的陣列中的位置。連接到壓控振蕩器41輸出的頻率檢測(cè)器42，例如通過確定在已經(jīng)確定的測(cè)量周期期間所述信號(hào)的零交叉數(shù)量，確定為每個(gè)傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)的頻率，其中對(duì)于每個(gè)傳感器，此數(shù)量由參考Nij(tk)來表示。頻率檢測(cè)器42典型地接收由時(shí)鐘裝置43所產(chǎn)生且限定測(cè)量周期的時(shí)鐘信號(hào)，所述測(cè)量周期用于確定為每個(gè)傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)的頻率。這些相同的時(shí)鐘裝置43產(chǎn)生第二時(shí)鐘信號(hào)，以確定當(dāng)字符在描劃中時(shí)由輸入?yún)^(qū)10的傳感器所產(chǎn)生信號(hào)的取樣頻率。
數(shù)量Nij(tk)被傳送到負(fù)責(zé)處理字符跡線的采集信號(hào)且識(shí)別字符的微處理器45，所述數(shù)量Nij(tk)表示在時(shí)刻tk為輸入?yún)^(qū)10的每個(gè)傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)的頻率。為了這個(gè)目的，微處理器45使用存儲(chǔ)在典型地包括易失性存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)和/或可重新編程存儲(chǔ)器(EEPROM)的存儲(chǔ)裝置46中的數(shù)據(jù)。微處理器45所使用的數(shù)據(jù)特別地包括與字母數(shù)字、符號(hào)及控制字符的各種模型有關(guān)的數(shù)據(jù)，如圖3中所示意性示例的那樣，這個(gè)數(shù)據(jù)以字符庫(kù)460的形式被存儲(chǔ)。
字母數(shù)字文本的輸入(在這個(gè)實(shí)例中輸入術(shù)語(yǔ)“HELLO”)也已經(jīng)被示例。有利地，每個(gè)字符借助于輸入?yún)^(qū)10被連續(xù)地輸入，且根據(jù)此后將說明的過程由微處理器45進(jìn)行識(shí)別。在輸入?yún)^(qū)上描劃字符期間，在輸入?yún)^(qū)10上所執(zhí)行的被指定為100的字符手跡(在此為字符“O”)，優(yōu)選地被顯示在顯示器55上(如在a)中所示例)，以便于為用戶提供對(duì)所執(zhí)行跡線的確認(rèn)。在識(shí)別過程結(jié)束時(shí)，字符被驗(yàn)證(或適當(dāng)?shù)丶右跃芙^)且被顯示在圖3的顯示設(shè)備55上(如在b)中所示例)。
現(xiàn)在將參考圖4至10更詳細(xì)地說明字符識(shí)別設(shè)備的操作。
圖4a至4d示意性且部分地示例出表示各種方式的一個(gè)模型集合，在本發(fā)明范圍內(nèi)，各種字母數(shù)字、符號(hào)和控制字符典型地可以采用所述各種方式在輸入?yún)^(qū)10上描劃。將強(qiáng)調(diào)的是示例的集合絕不是窮盡的或限制性的，且其它跡線可以容易地想到。因此，特別地，眾多字母字符如字母“B”、“D”、“E”、“F”、“M”、“N”、“P”或“R“的跡線，可以開始于從頂部到底部所描劃的第一垂直段，這由括號(hào)內(nèi)所表示的方向向下且被示出面向每個(gè)這些字符的垂直段示意性地示出。
圖4a和4b特別示例出字母字符的模型；圖4c示例出數(shù)字和符號(hào)字符的模型；且圖4d示例出控制字符可能的模型。在所有的這些圖中，描劃字符所必要的被指定為A至D的不同筆劃由不同顏色或不同圖案來示例。特別地，第一筆劃A示為黑色、第二筆劃B為灰色、第三筆劃C為白色且第四筆劃D為在圖4a的圖例所指示的陰影線。在每個(gè)筆劃中的箭頭指示筆劃描劃的方向，指示正在考慮當(dāng)中的筆劃的兩個(gè)相對(duì)箭頭可沿一個(gè)方向或另一方向被不同地加以描劃。
在檢查圖4a和4d所示例的字符集時(shí)，人們將注意極度縮減字符的數(shù)量對(duì)用戶提出學(xué)習(xí)或某些局限的要求。例如，開括號(hào)及閉括號(hào)“(”和“)”用一維性質(zhì)的附加筆劃來建立模型，且字符“SPACE”由在基本相同的高度上所執(zhí)行的一維性質(zhì)的兩個(gè)筆劃來建立模型。對(duì)于剩余者，這些字符盡可能接近它們典型的自然跡線地被建立模型。
總的來說，要注意到在這個(gè)實(shí)例中，大多數(shù)字符以一、二、三或甚至以四個(gè)筆劃加以描劃。字符“E”及符號(hào)字符“#”和“*”可以例如以其中每個(gè)筆劃形成直線段的四個(gè)筆劃加以描劃。在這點(diǎn)上，如果首先僅考慮拓?fù)錁?biāo)準(zhǔn)，則字符“E”及“#”和“*”三個(gè)全部具有相類似的拓?fù)涠x，即一個(gè)四筆劃集合，其中每個(gè)筆劃形成單個(gè)直線段。它們的差別要求對(duì)直線段的角方位加以比較，字符“E”相對(duì)于字符“#”和“*”的特征之一是存在三個(gè)水平直線段。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地各種模型將首先根據(jù)筆劃的數(shù)量進(jìn)行分組。然后根據(jù)筆劃的性質(zhì)和組成，將這些類別的每一個(gè)加以分解。在一維筆劃(點(diǎn))的情況下，模型優(yōu)選地還包括涉及這個(gè)一維筆劃位置的幾何參數(shù)。在二維筆劃(一個(gè)或多個(gè)段)的情況下，模型優(yōu)選地還包括涉及每個(gè)段的角方位的幾何參數(shù)，以及對(duì)于每個(gè)彎曲段，包括涉及彎曲段的旋轉(zhuǎn)方向(三角法或非三角法，或混合法)的至少一個(gè)拓?fù)鋮?shù)。因此形成一個(gè)樹結(jié)構(gòu)，其允許以字符的特定模型作為結(jié)束。
除了確定的筆劃數(shù)量以外，人們還可以典型地假設(shè)由用戶在輸入?yún)^(qū)上所執(zhí)行的跡線并不對(duì)應(yīng)于字母數(shù)字、符號(hào)或控制字符，而是對(duì)應(yīng)于未被定義的字符。例如，在拉丁字符集中，典型地不存大于四筆劃自然地加以執(zhí)行的字符。同樣，可以假設(shè)包括由眾多高于確定限度的段所形成筆劃的字符跡線對(duì)應(yīng)于未被定義的字符，或有利地，對(duì)應(yīng)于具體的控制字符。例如有可能定義具有非模糊拓?fù)涠x的某些數(shù)量的特定控制字符，即不需要幾何參數(shù)待被識(shí)別的字符。因此，人們可以例如有利地由靠例如一個(gè)包括多于五個(gè)連續(xù)段的單個(gè)筆劃所形成的模型來定義第一特定控制字符，以及由包括多于五個(gè)連續(xù)段的第一筆劃及緊跟其后包括點(diǎn)(如圖4d右部所示例)的第二筆劃來定義第二特定控制字符。
根據(jù)本發(fā)明，有利地做出了每個(gè)筆劃的一或二維性質(zhì)之間的區(qū)分。然后，如果包含在縮減尺寸區(qū)內(nèi)的非常局部化的跡線被檢測(cè)出時(shí)，點(diǎn)可以被快速地區(qū)分于段或幾個(gè)連續(xù)的(直線或彎曲)段。在某些程度上，當(dāng)一出現(xiàn)識(shí)別出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的筆劃，則所描劃字符的搜索域可能快速得到縮減，這個(gè)特征僅在縮減的字符數(shù)量情況下存在，或者基本上是標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、符號(hào)字符或控制字符。
同樣，經(jīng)過區(qū)分直線或彎曲段的性質(zhì)，通過僅選擇那些處理相類似特征的模型，搜索域可以被快速地縮減。這個(gè)選擇可以進(jìn)一步通過考慮每個(gè)彎曲段的旋轉(zhuǎn)方向(如果適合的話)而被得到細(xì)化，只要所描劃的字符包括這種性質(zhì)的段。
根據(jù)本發(fā)明所提議方案的高效性將很容易地被觀察到。的確，拓?fù)錁?biāo)準(zhǔn)允許所有的字符以一種非模糊的方式利用縮減數(shù)量的數(shù)據(jù)被高效地建立模型。如此后所見，角方位及(若適合的話)位置演進(jìn)的幾何參數(shù)僅被用來在最后區(qū)分剩余的候選者。
由此本發(fā)明的第一方面要求為能夠由用戶來描劃的每個(gè)字符形成一個(gè)模型目錄或集合，每個(gè)模型表示至少一種描劃正在考慮之中的字符的方式，如例如在圖4a至4d中所示例的一個(gè)集合。要注意到可以定義不只一個(gè)字符集合。因而，人們可以設(shè)想建立字母、數(shù)字和符號(hào)字符的不同字符集合，以便減少具有相類似拓?fù)渥址g的解釋錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還有必要處理由形成輸入?yún)^(qū)的各種傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)，以便抽取用于形成所描劃字符的模型的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)還包括關(guān)系到所述字符的拓?fù)浜蛶缀涡螤畹臄?shù)據(jù)或參數(shù)。因而在描劃字符所需要的整個(gè)周期期間，典型地對(duì)這個(gè)字符進(jìn)行取樣。
圖5示出圖2中的傳感器的布置，其中通過實(shí)例方法，由手指13所執(zhí)行的表示字符“A”且被指定為100的手跡，已經(jīng)由兩個(gè)箭頭來象征。通過順著這個(gè)跡線，將觀察到，例如手指13首先已經(jīng)執(zhí)行了被指定為A的第一筆劃，以做出字符的第一部分，即字符“A”的凹形部分(在此以彎曲倒U段的形狀)，然后被指定為B的第二筆劃用于做出字符“A”基本上水平的條的跡線。這個(gè)實(shí)例對(duì)應(yīng)于右手者的自然且典型的字符“A”的跡線。然而，要注意到，這相同的字符可以按照其它的方式來描劃，例如第一筆劃采用倒V形狀、第二筆劃由水平直線段形成、或第三筆劃采用如圖4a所示例的那樣。
在抽取用于識(shí)別所必需的數(shù)據(jù)之前，取決于輸入?yún)^(qū)的類型及構(gòu)成這個(gè)輸入?yún)^(qū)的傳感器的數(shù)量和性質(zhì)，可有必要或可沒有必要執(zhí)行對(duì)信號(hào)的預(yù)先處理。在本說明書范圍內(nèi)以示例方式所使用的非限制實(shí)例中，輸入?yún)^(qū)是由分立的電容傳感器的四乘四矩陣構(gòu)成的，每個(gè)電容傳感器被連接到壓控振蕩器(如此前所說明的)且產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，所述電信號(hào)的頻率作為手指覆蓋每個(gè)傳感器的程度的函數(shù)而變化。在圖5所示例的實(shí)例中，考慮到傳感器的大小，人們顯然不可能簡(jiǎn)單地僅檢查每個(gè)傳感器是否被激活。因而人們將優(yōu)選地使用輸出信號(hào)的頻率相對(duì)于手指覆蓋傳感器的程度的依賴性，來更精確地確定手指在輸入?yún)^(qū)上的位置。
典型地，考慮到輸入?yún)^(qū)的尺寸，幾個(gè)傳感器將同時(shí)得到激活。對(duì)于這些激活的傳感器中的每個(gè)傳感器，手指在輸入?yún)^(qū)上的平均位置是這樣實(shí)時(shí)地加以確定的，即通過計(jì)算激活的傳感器的重心或引力中心，優(yōu)選地依據(jù)手指覆蓋傳感器的程度給它們分配大些或者小些的重量，其中當(dāng)手指覆蓋了傳感器的整個(gè)表面時(shí)這個(gè)重量處于最大，且當(dāng)僅有傳感器的一小部分被覆蓋時(shí)這個(gè)重量處于最小。
當(dāng)字符已經(jīng)被取樣后，可有必要或可沒有必要進(jìn)一步處理所述信號(hào)，且特別地濾去在輸入這種數(shù)據(jù)期間所典型地觀察到的噪聲。特別地，將優(yōu)選地是應(yīng)用濾波和平滑技術(shù)，以便基本上除去噪聲并平滑字符的跡線，當(dāng)然要不改變字符跡線的基本特征。這些被充分公知且屬于本領(lǐng)域那些普通技術(shù)人員掌握之內(nèi)的各種濾波和平滑技術(shù)在此將不再說明。
取樣之后，且若合適的話在處理信號(hào)之前，由用戶用來描劃字符的筆劃數(shù)量首先必須被檢測(cè)。通過檢測(cè)在字符描劃期間中斷數(shù)量，即被確定的持續(xù)周期(典型地幾個(gè)非活動(dòng)的連續(xù)周期)出現(xiàn)的數(shù)量，則很容易確定這個(gè)筆劃數(shù)量，其中在所述被確定的持續(xù)周期期間，一直沒有傳感器被手指的存在所激活，字符描劃的結(jié)束以相類似的方式但基于更長(zhǎng)的非活動(dòng)周期被加以檢測(cè)。然后基于筆劃的數(shù)量可以做出候選者的第一選擇。
然后必須確定每個(gè)筆劃的一般性質(zhì)，即特別地筆劃是一維性質(zhì)(點(diǎn))還是二維性質(zhì)(一個(gè)或多個(gè)連續(xù)段)。通過檢查已知筆劃的取樣集合是否集中在確定的縮減區(qū)域內(nèi)，這也容易被加以確定，在這種情況下，人們從這樣的原理出發(fā)，即它是點(diǎn)的跡線，且人們確定它的位置(被指定為P0)。如果取樣集合擴(kuò)展到更寬的區(qū)域，則人們可繼續(xù)進(jìn)行到所謂的分段步驟，所述分段步驟包括檢查每個(gè)筆劃，以便確定組成筆劃的段的數(shù)量、這些段的直線或彎曲性質(zhì)以及它們的幾何形狀(角方位和位置)。
為了完成這一分段，人們優(yōu)選地檢查每個(gè)筆劃跡線的角方位的演進(jìn)，且人們特別地檢測(cè)這個(gè)角方位的突然變化、或斷點(diǎn)，這些突然變化指示另一段的出現(xiàn)。這包括計(jì)算跡線的導(dǎo)數(shù)(展開中的段的角方位)，或更確切地計(jì)算由兩個(gè)連續(xù)信號(hào)取樣所形成的每個(gè)初步段的斜率。當(dāng)出現(xiàn)兩個(gè)連續(xù)初步段之間角方位的明顯差異(大于確定限值，例如90°)時(shí)，斷點(diǎn)可以容易地被識(shí)別。
借助有利的變體，如果相同性質(zhì)段的端部彼此接近，則這些段可以分到一組，以便于防止與手指無意中抬起而導(dǎo)致的任何錯(cuò)誤。人們可能還設(shè)想到去除在筆劃開始及結(jié)束處長(zhǎng)度過于縮減的某些段，以便當(dāng)手指放下或抬起時(shí)不去考慮無關(guān)緊要的小運(yùn)動(dòng)。
每個(gè)段的直線或彎曲性質(zhì)，例如通過本領(lǐng)域中的那些普通技術(shù)人員所公知的最小二乘方法，由每個(gè)段的線性近似來加以確定。如果這個(gè)線性近似模型之間的偏差大于確定的偏差，則人們從所討論的段按照性質(zhì)彎曲的這一原理開始，且人們例如確定這個(gè)段的開始和結(jié)束方位φ1、φ2。在這種情況下，彎曲段的旋轉(zhuǎn)方向w優(yōu)選地也被加以確定。否則，人們從這個(gè)段在性質(zhì)上為直線的原理開始，這樣它的角方位φ就被加以確定。人們優(yōu)選地還進(jìn)展到對(duì)每個(gè)段的結(jié)束點(diǎn)位置(被指定為P1和P2)進(jìn)行確定。
基于拓?fù)鋽?shù)據(jù)，以及若需要的話基于由此所確定的幾何數(shù)據(jù)，人們轉(zhuǎn)移到對(duì)可能的候選者集合當(dāng)中的字符進(jìn)行識(shí)別。
在圖5中，兩個(gè)筆劃A和B由此將被識(shí)別，這包括對(duì)于按性質(zhì)為彎曲的第一單個(gè)段，其包括約為+90°的起始角方位φ1以及約為-90°的結(jié)束角方位φ2，具有嚴(yán)格的非三角法旋轉(zhuǎn)方向w，以及對(duì)于按性質(zhì)為直線的第二單個(gè)段，其包括因考慮到在圖5示例中的這個(gè)段的傾斜而略微大于0°的角方位φ。假定在拓?fù)浜徒欠轿环矫娴湫偷貨]有其它類似字符，則要注意到在字符“A”跡線的情況下，段的端部位置數(shù)據(jù)沒有用處。
在檢查通過圖4a至4d中的示例方法而定義的字符集合時(shí)，可以看出具有同圖5所示例字符“A”跡線的拓?fù)湎嗤耐負(fù)洌窗▎蝹€(gè)彎曲段的第一筆劃和包括單一直筆劃的第二筆劃的字符，被限制為字符“A”、“E”、“F”、“J”、“K”、“Q”、“Y”、“Z”、“O”、“4”、“7”，這種在拓?fù)浞矫娴南嗨菩杂稍趫D4a至4d中所涉及模型外框來指示?？紤]到彎曲段的旋轉(zhuǎn)方向(在此為據(jù)三角法)，候選者“E”、“K”、“Q”、“Y”、“Z”、“O”以及“4”可以被拒絕(用于于慣用右手的人的字符集合的具體情況下)。所述段的角方位的比較將允許所有的候選者被非模糊地消除，而字符模型“A”例外。
圖6a至6c通過比較方法示出字符“R”的三個(gè)實(shí)例跡線，圖6a示例出兩筆劃的跡線，且圖6b和6c示例出以單筆劃的跡線。這些圖中的每個(gè)圖示出在輸入?yún)^(qū)上所描劃的字符的示意性示例以及曲線圖，所述曲線圖示出在一標(biāo)準(zhǔn)化的時(shí)間周期內(nèi)每個(gè)筆劃跡線的切線的角方位的演進(jìn)。與角方位的突然變化相符合的斷點(diǎn)被示意性地由圖中的點(diǎn)來表示。應(yīng)該再次強(qiáng)調(diào)，圖6a至6c并沒有窮盡可被采用來描劃字符“R”的可能性。
圖6示出以分別被指定為A和B的兩個(gè)筆劃所描劃的字符“R”。所述第一筆劃A由從頂部到底部而描劃的基本上垂直的直線段A1而形成，且因此具有約為-90°的角方位φ。所述第二筆劃由兩個(gè)連續(xù)段而形成，其分別為均從頂部向底部而描劃的彎曲段B1及隨后的直線段B2。彎曲段B1具有分別等于0°和約-180°的起始φ1和結(jié)束φ2角方位，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉侨欠?。直線段B2具有約為-45 °的角方位。所述兩個(gè)段B1和B2可容易地被加以區(qū)分，因?yàn)榻欠轿坏耐蝗蛔兓?從-180°至-45°)可以在最后直線部分跡線之前的“R”彎曲部分的跡線結(jié)束處看到。
參考圖6a中角方位演進(jìn)的圖形，可以看出筆劃A和它的單個(gè)段A1由位于約-90°的基本上水平的線來說明。筆劃B，由在第一近似處、類似于在0°與約-180°之間的負(fù)斜率線部分且對(duì)應(yīng)于彎曲段B1的第一部分，以及緊接著所述第一部分之后的位于約-45°處且對(duì)應(yīng)于直線段B2的基本上水平的線部分，來加以說明。根據(jù)這個(gè)圖，在段B1和B2之間角方位的突然變化出現(xiàn)得很清楚。
圖6b示例出由單筆劃A，即位于約+90°的直線筆劃A1、緊接其后從0°的變化到-180°的彎曲段A2以及最終位于約-45°的直線段A3所執(zhí)行的字符“R”跡線。在筆劃A的角方位演進(jìn)圖中，人們因此看到位于約+90°的第一基本上水平的線部分、緊接其后在第一近似處在0°和約180°之間的第二負(fù)斜率線部分，以及最終位于約-45°的第三基本上水平的線部分。
圖6c示例出以單一筆劃A描劃字符“R”的另一種可能性，這個(gè)筆劃A包括位于約-90°的第一直線段A1，緊接其后的彎曲段A2，所述彎曲段A2從+90°變化到約-45°，具有混合旋轉(zhuǎn)方向，即角方位首先從+90°減到約-180°，然后從-180°增加到大約-45°的曲線。要再次注意到具有混合方向的彎曲段A2可作為選擇地被分解成非三角法接著三角法方向的兩個(gè)連續(xù)的彎曲段。
借助于圖7a和7b，現(xiàn)在將說明根據(jù)本發(fā)明的字符識(shí)別方法的實(shí)例實(shí)施。圖7a示出示例根據(jù)本發(fā)明方法的這個(gè)實(shí)施的流程圖的第一部分，這個(gè)流程圖的第二部分被示于7b。
如已經(jīng)提到的，所述方法在步驟S100開始取樣所描劃的字符，這個(gè)取樣可包括對(duì)信號(hào)的預(yù)處理(若需要)。
在步驟S102中，確定描劃字符所執(zhí)行的筆劃數(shù)量，如在步驟S104中示意性所示，這個(gè)數(shù)量允許選擇包括相同筆劃數(shù)量的第一組候選者。
如果選擇了候選者(步驟S106)，則如由步驟S108至S120示意性所示，每個(gè)筆劃的性質(zhì)以及組成開始被加以確定，否則如圖7b中流程圖的步驟S140和S142所示例，人們從這一原理開始，即字符未被定義且用戶被通知到這一事實(shí)。
在步驟S108，每個(gè)筆劃的一維或二維性質(zhì)首先被加以確定，即它是點(diǎn)還是眾多的連續(xù)段。如果所述筆劃是點(diǎn)，則所述點(diǎn)的位置在步驟S109中被確定，否則如步驟S110至S118所示例，正在考慮當(dāng)中的筆劃開始被分段，所述步驟重復(fù)的次數(shù)與正在考慮當(dāng)中的筆劃所擁有的段的數(shù)量一樣。
在步驟S110中，形成筆劃的段的數(shù)量是這樣確定的，例如通過確定在筆劃中突然的角方位變化(這已經(jīng)提到過)，對(duì)段端部的位置P1、P2的確定在這個(gè)步驟中被完成。如步驟S112所示例，如果段的數(shù)量大于確定的限值，則識(shí)別過程可以有利地被步驟S140和S142中斷，這示出跡線并不對(duì)應(yīng)于任何定義的字符。如果情況不是這樣，則在步驟S114中，每個(gè)段的直線或彎曲性質(zhì)，例如通過每個(gè)段的線性近似，以及作為這個(gè)線性近似與在考慮當(dāng)中段的跡線之間偏差的函數(shù)而做的選擇，加以確定。作為所述段的直線或彎曲性質(zhì)的函數(shù)，在步驟S115中直線段的角方位φ被確定，或在步驟S116中彎曲段的開始和結(jié)束角方位φ1和φ2被確定。如果所述段在性質(zhì)上是彎曲的，則如在步驟S117中示意性所示，通過彎曲段的旋轉(zhuǎn)方向w，則拓?fù)鋽?shù)據(jù)被完成。如步驟S118和S120所示例，這個(gè)過程對(duì)于每個(gè)段和每個(gè)筆劃要重復(fù)進(jìn)行。
在這些步驟結(jié)束時(shí)，人們具有了必要的數(shù)據(jù)，以在步驟S122加工描劃的字符的模型，所述模型可用來選擇潛在的候選者且最終用于標(biāo)識(shí)所描劃的字符。在步驟S124中，由此從在步驟S104中確定的第一組候選者中選擇第二組候選者，其筆劃與所描劃字符的模型的筆劃具有相同的性質(zhì)和組成。在這個(gè)階段，沒有必要考慮模型幾何性質(zhì)的數(shù)據(jù)，即段的位置或角方位的演進(jìn)參數(shù)。
在這個(gè)選擇結(jié)束時(shí)，然后人們可以在步驟S116標(biāo)識(shí)所描劃的字符是否對(duì)應(yīng)于定義的模型，或是否這個(gè)模型是未知的，在這種情況下所述第二組不包括任何候選者。
如果所述第二組包括一個(gè)或多個(gè)候選者，則在步驟S128中從第二組的候選者中選擇第三組候選者，就角方位而言其幾何形狀最接近所描劃字符的模型的幾何形狀。為了做到這點(diǎn)，在形成每個(gè)筆劃的段之間就角方位而言的偏差例如被確定，且具有最小偏差的最佳候選者得到選擇。實(shí)際上，某個(gè)公差在這些角方位上是允許的(例如±10°)。
在步驟S129，如果就角方位而言的偏差過高，則候選者可有利地被拒絕，這意味著所描劃的字符沒有被定義。然后這個(gè)過程終止于步驟S140和S142。如果認(rèn)為候選者足夠接近所描劃的字符，則在步驟S130中，人們首先確定是否在這個(gè)階段不止一個(gè)候選者已經(jīng)被加以選擇，在這種情況下，在步驟S132，從第三組中選擇幾何形狀在段的位置(絕對(duì)的或相對(duì)的)上最接近所描劃字符的模型的候選者。然后在步驟S134中，驗(yàn)證這個(gè)候選者。如果在步驟S130中，第三組僅包括一個(gè)候選者，則，如所示例，直接在步驟S134中驗(yàn)證這個(gè)候選者。
在步驟S134的驗(yàn)證結(jié)束時(shí)，如步驟S136、S137和S138所示例，由此描劃的字符已經(jīng)得到識(shí)別且得到驗(yàn)證，且如果這個(gè)字符是字母數(shù)字(或符號(hào))字符，則人們因此可以顯示這個(gè)字符，或者如果這個(gè)字符是控制字符，則人們可執(zhí)行相關(guān)聯(lián)的命令。
應(yīng)當(dāng)理解，在圖7a和7b中所示例的流程圖僅構(gòu)成本發(fā)明的特定實(shí)施，并且可以進(jìn)行各種修改，如重新分配在流程圖某些上游或下游的測(cè)試、以及/或進(jìn)行改進(jìn)。因此，可以省略圖7a和7b中的步驟S112和S129，所述步驟包括在形成筆劃的段的數(shù)量大于確定的限值的情況下，或者在候選者與描劃字符的模型之間的角方位的偏差大于限值的情況下，分別中斷識(shí)別過程。然而，這些步驟有利地允許防止對(duì)字符的浪費(fèi)搜索以及錯(cuò)誤的解釋。因此要注意的是所述字符識(shí)別方法有利地允許防止錯(cuò)誤的字符識(shí)別，并相應(yīng)地限制將錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)輸入到實(shí)施本方法的設(shè)備中。本發(fā)明的方法還非常獨(dú)立于字符的手跡的確切形狀，識(shí)別基本上是以描劃跡線時(shí)的跡線走勢(shì)為基礎(chǔ)的。
如圖8a和8b所示例，在圖7a和7b中所示例的實(shí)施可以有利地被修改，以包括用于標(biāo)識(shí)與特定命令相關(guān)聯(lián)的特定控制字符的附加步驟。這些特定控制字符，通過拓?fù)湫再|(zhì)的數(shù)據(jù)和參數(shù)，以非模糊的方式被有利地說明。
通過實(shí)例方法，包括不止某些數(shù)量的連續(xù)段(例如至少5個(gè))的筆劃跡線可被視為如圖4d所示例的與具體命令(例如刪除以前所輸入的字符或所輸入數(shù)據(jù)的完整的重新初始化)相關(guān)聯(lián)的特定控制字符的跡線。假定沒有其它字符可以按照這種方式被描劃(然而只要字符一直沒有以這種方式被定義)，則沒有必要繼續(xù)進(jìn)行對(duì)段的直線或彎曲性質(zhì)的確定，也沒有必要對(duì)段的幾何參數(shù)進(jìn)行確定。
由此參考圖8a和8b，因此在步驟S112之后提供一附加步驟S113，步驟S112包括確定每個(gè)筆劃的段數(shù)量，這個(gè)附加步驟S113包括將在步驟S104確定的第一組候選者限制到特定控制字符集合，在這種情況下，在步驟S114至S116中，既不確定段的直線或彎曲性質(zhì)，也不確定所述段的幾何形狀。然后在第二組候選者的選擇步驟S124之后，提供另一附加步驟S125，以便于標(biāo)識(shí)候選者是否對(duì)應(yīng)于特定控制字符，在這種情況下，與這個(gè)特定控制字符相關(guān)聯(lián)的命令就直接在步驟S138中執(zhí)行。
通過有利的變體，在圖7a(或8a)中的步驟S118之后還可提供一個(gè)附加步驟，目的是濾去其長(zhǎng)度不夠明顯的段，這種段在用戶方面可被視為暫停。
還是通過有利的變體，所選擇的候選者的集合，還能夠通過檢查字符每個(gè)筆劃的或者跡線的第一及最后點(diǎn)的近似相對(duì)位置，而得到限制。因此，定義筆劃是否分別在字符跡線的高或低部分、及/或在其左或右部分開始或結(jié)束的粗略標(biāo)準(zhǔn)，允許某些字符被自動(dòng)地拒絕。例如設(shè)想“L”的跡線從字符較低部分開始是不現(xiàn)實(shí)的。
同樣通過有利的變體，人們可以檢查字符跡線的筆劃是否是開放的還是閉合的，且因此基于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來限制候選者的數(shù)量。當(dāng)然字符的模型將必須以這種方式被定義，即必須將有關(guān)筆劃是開放的還是閉合的這一指示包括進(jìn)去。
再次參考圖7a和7b并附加地參考9a、9b和10a、10b，現(xiàn)在將說明各種實(shí)例，所述實(shí)例示例出當(dāng)字符跡線被執(zhí)行時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的字符識(shí)別方法是如何操作的。
圖9a示出在輸入?yún)^(qū)上所描劃的字符“R”的實(shí)例。在這個(gè)實(shí)例中，所述字符以單筆劃A被描劃，所述筆劃A采取第一直線段A1、緊跟其后的彎曲段A2及第三直線段A3的形式。通過應(yīng)用參考圖7a和7b所說明的實(shí)施，能夠以一個(gè)筆劃被描劃的第一組候選者將因而在步驟S104中被加以選擇。然后，根據(jù)此前的說明，在步驟S110至S120中將確定這個(gè)單筆劃的三個(gè)段A1至A3的直線或彎曲性質(zhì)以及它們角方位的幾何數(shù)據(jù)。
僅通過實(shí)例的方法，將假設(shè)第一直線段A1具有約為+80°的角方位，彎曲段A2具有約+10°的起始角方位φ1及約為-170°的結(jié)束角方位φ2，以及第二直線段A3具有約為-60°的角方位φ。彎曲段A2還利用非三角法旋轉(zhuǎn)方向被加以描劃。因而在步驟S122中對(duì)由這些特征而形成的所描劃字符的模型進(jìn)行加工。所描劃字符段的角方位可被總結(jié)如下
在步驟S124中，選擇所有性質(zhì)和組成均與描劃的字符的模型相同的候選者，即定義的所有模型是采用由三個(gè)連續(xù)段所形成的筆劃實(shí)現(xiàn)的，所述三個(gè)連續(xù)段包括依此順序的第一直線段、性質(zhì)為彎曲的第二段以及性質(zhì)為直線的第三段。通過示例性實(shí)例，在圖4a和4b的字符集合中定義的字符“M”、字符“R”和字符“W”的模型被示于圖9b中(這些模型當(dāng)然事先已經(jīng)像這樣被定義)。這些候選者與圖9a中被描劃的字符具有相同的拓?fù)?未考慮彎曲段的旋轉(zhuǎn)方向)，即具有直線性質(zhì)的第一段、緊跟其后的彎曲性質(zhì)的第二段，然后是直線性質(zhì)的第三段。如果適當(dāng)?shù)脑捒赡艽嬖谄渌哪Ｐ?，但是為了?jiǎn)化起見，這些模型一直沒有被示出。
從其它實(shí)例當(dāng)中，字符“M”、“R”和“W”模型的段的角方位可被定義如下
通過添加關(guān)系到彎曲段旋轉(zhuǎn)方向w的附加拓?fù)錁?biāo)準(zhǔn)，候選者“M”被拒絕，后者“M”具有三角法旋轉(zhuǎn)方向的彎曲段，不同于候選者“R”和“W”，。
在選擇步驟S124結(jié)束時(shí)，如果人們考慮彎曲段A2的旋轉(zhuǎn)方向，則存在至少兩個(gè)能夠?qū)?yīng)于所描劃字符的候選者，即候選者“R”和“W”。然而，僅基于拓?fù)淇紤]，絕大多數(shù)候選者已經(jīng)被排除。
然后在步驟S128識(shí)別過程繼續(xù)選擇就角方位而言其幾何形狀最接近所描劃字符模型的幾何形狀的候選者。因此，通過確定例如有關(guān)每個(gè)候選者的每個(gè)段的角方位偏差，則就角方位而言最確切的候選者被確定。
通過比較字符“R”和“W”的角方位，將容易地注意到在圖9a中所描劃的字符更確切地由“R”模型來表示。雖然所描劃字符段的角方位并不嚴(yán)格地與“R”字符模型相同，但是盡管如此它們基本上且足以不同于“W”字符模型段的角方位。這一顯著的差異容易地允許候選者“W”被排除，且僅有“R”模型被保留。最后，則“R”字符模型被驗(yàn)證。還要注意到候選者“M”可以類似的方式被排除，即使彎曲段A2的旋轉(zhuǎn)方向w還沒有被檢查。
圖10a示出在輸入?yún)^(qū)上描劃的字符“T”的實(shí)例。在這個(gè)實(shí)例中，所述字符以包括第一直線段A1的第一筆劃及緊跟其后包括第二直線段B1的第二筆劃被描劃。再次應(yīng)用參考圖7a和7b所說明的實(shí)施，因此將在步驟S104中選擇出能夠以兩個(gè)連續(xù)筆劃被描劃的第一組候選者。然后將在步驟S110至S120中根據(jù)此前的說明，確定兩個(gè)段A1至B1的直線性質(zhì)以及它們的幾何角方位(以及位置)數(shù)據(jù)。顯然筆劃可被倒置。
僅通過實(shí)例，將假定第一直線段A1具有約為+5°的角方位，且直線段B1具有約-95°的角方位φ。然后在步驟S122中加工由這些特征形成的被描劃字符的模型。被描劃字符段的角方位可以被總結(jié)如下
在步驟S124期間，對(duì)其性質(zhì)和組成與所描劃字符模型的性質(zhì)和組成相同的所有候選者進(jìn)行選擇，即所有模型被定義成以兩個(gè)筆劃被執(zhí)行，所述兩個(gè)筆劃的每個(gè)筆劃由直線性質(zhì)的單一段而形成。通過示例性實(shí)例，圖10b示出對(duì)應(yīng)于這個(gè)定義的五個(gè)候選者(這些模型當(dāng)然以前被以這樣的方式定義)。因而圖10b示出具有相同拓?fù)涞淖址癟”、“X”、“Y”、“+”、和“＝”以及控制字符“CAPS ON/OFF”(在大寫/小寫字母之間切換)的模型，所述相同拓?fù)浼词前ㄖ本€性質(zhì)單一段的第一筆劃，緊接其后也包括直線性質(zhì)單一段的第二筆劃。如果適當(dāng)?shù)脑?，可能存在其它模型，但是為了?jiǎn)化起見一直沒有示出這些模型。
在其它實(shí)例當(dāng)中，字符模型“T”、“X”、“Y”、“+”、“＝”和“CAPS ON/OFF”的段的角方位可一直被定義如下(水平段可總體上從左至右或從右至左被描劃)
在選擇步驟S124結(jié)束時(shí)，存在至少五個(gè)能夠?qū)?yīng)于所描劃的字符的候選者。然而，基于純粹的拓?fù)淇紤]，絕大多數(shù)候選者已經(jīng)被排除。
在這種情況下，通過將圖10b中所示例模型的每個(gè)段的角方位與圖10a中被描劃字符模型的角方位相比較，可容易地看出后者最確切地由字符模型“T”或字符模型“+”來表示，且字符模型“X”、“Y”、“＝”和“CAPS ON/OFF”可容易地被排除。然而，也可看出在步驟S128中，幾何角方位參數(shù)單獨(dú)不允許區(qū)分有關(guān)字符“T”或“+”中的哪個(gè)是最合適的。
如已經(jīng)說明的，過程在圖7b的步驟S132中繼續(xù)，在此期間從就位置而言其幾何形狀最接近所描劃字符的模型幾何形狀的候選者中進(jìn)行選擇。為了做到這點(diǎn)，人們可以簡(jiǎn)單地使用候選者的筆劃(或段端部)位置并將其與被描劃字符模型的筆劃(分別地段的端部)位置相比較。在包括一維性質(zhì)，即點(diǎn)的筆劃的模型情況下，將直接地比較正在考慮當(dāng)中的點(diǎn)的位置。
適用于所有字符的一種可能方案能夠包括確定形成字符的段的每個(gè)點(diǎn)或每個(gè)端部在規(guī)范化笛卡爾(Cartesian)坐標(biāo)系中的位置，即Cartesian類型的坐標(biāo)系，其x和y坐標(biāo)矢量相對(duì)于所描劃字符的寬度(沿著x坐標(biāo)軸)和高度(沿著y坐標(biāo)軸)被規(guī)范化，形成字符的段的端部和/或點(diǎn)的位置就能夠在由此定義的規(guī)范化笛卡爾(Cartesian)坐標(biāo)系中得到確定。
在圖10a和10b所示例的特定情況下，由此通過確定各種段端部的位置間隙，候選者“T”可以被容易地識(shí)別為最確切于所描劃字符的字符，字符“T”其特征在于這樣的事實(shí)，即第一段A1的端部基本上位于字符的上部分。
對(duì)于其它字符，剛剛已經(jīng)被呈現(xiàn)且當(dāng)字符“T”被描劃時(shí)(或者另外地當(dāng)字符“+”被描劃時(shí))而出現(xiàn)的情況是類似的。這個(gè)方法將例如被采用，以區(qū)分字符“X”和“Y”的跡線，或者字符“D”和“P”的跡線。
優(yōu)選地，因此所述模型作為其拓?fù)鋮?shù)，以及若適當(dāng)?shù)脑捵鳛槠浣欠轿谎葸M(jìn)的幾何參數(shù)的函數(shù)被分組成多個(gè)族，每個(gè)族包括一個(gè)或多個(gè)模型，所述模型僅可以通過它們位置的幾何參數(shù)而區(qū)分于族中的其它模型，這是字符“T”和“+”、“X”和“Y”、“D”和“P”等的情況。
在這種情況下，所述方法包括(1)標(biāo)識(shí)最對(duì)應(yīng)于字符的手跡模型的模型族以及(2)如在此前已經(jīng)說明的那樣，標(biāo)識(shí)在所述族中的位置幾何參數(shù)最接近于字符的手跡模型的模型。
要理解為針對(duì)本發(fā)明所說明的字符識(shí)別方法和設(shè)備，可以做出對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的各種修改和/或改進(jìn)，而不偏離由所附權(quán)利要求所定義的發(fā)明范圍。特別地，要理解為在圖4a和4b所示例的字符集合絕沒有窮盡或限制本發(fā)明可能的應(yīng)用。還要理解為可以使用或可以不使用彎曲段旋轉(zhuǎn)方向w的定義。本發(fā)明同樣并不限制于在圖1所示例的時(shí)鐘中的應(yīng)用，也不限制于構(gòu)成輸入?yún)^(qū)的電容傳感器的使用。
權(quán)利要求
1.一種用于識(shí)別在電子設(shè)備的輸入?yún)^(qū)(10)上借助于手指或描劃工具(13)手動(dòng)描劃的字符的方法，所述輸入?yún)^(qū)(10)包括多個(gè)傳感器(15)，每個(gè)所述傳感器能夠借助于所述手指或所述描劃工具(13)得到激活，所述方法具體包括比較在所述輸入?yún)^(qū)(10)上所執(zhí)行的字符手跡(100)和來自預(yù)先確定的字符集合的一組字符。所述方法其特征在于所述字符集合的每個(gè)字符由表示可以描劃考慮中的字符的方式的至少一個(gè)模型來表示，并且在于加工表示所述字符的手跡(100)已經(jīng)在輸入?yún)^(qū)(10)上被執(zhí)行的方式的模型，-所述模型包括至少關(guān)系到字符拓?fù)涞耐負(fù)鋮?shù)，即，具體地(i)用于描劃字符的筆劃(A、B、C、D、...)的數(shù)量；(ii)每個(gè)筆劃(A、B、C、D、...)的性質(zhì)，即它是一維還是二維性質(zhì)的筆劃，以及(iii)二維性質(zhì)的每個(gè)筆劃的組成，即-形成所述二維性質(zhì)筆劃的段(A1、A2、...B1、B2、...)的數(shù)量；以及-每個(gè)段(A1、A2、...B1、B2、...)的性質(zhì)，即它是直線性質(zhì)的還是彎曲性質(zhì)的段，-適當(dāng)時(shí)，所述模型進(jìn)一步包括(iv)對(duì)于每個(gè)直線或彎曲性質(zhì)的段(A1、A2、...B1、B2、...)，表示所述段(A1、A2、...B1、B2、...)跡線的角方位演進(jìn)的幾何參數(shù)(φ、φ1、φ2、α)；以及/或(v)對(duì)于一維或二維性質(zhì)的每個(gè)筆劃(A、B、C、D、...)，表示所述筆劃(A、B、C、D、...)位置的幾何參數(shù)(P0、P1、P2)，所述方法基本包括-從所述字符集合的字符模型當(dāng)中，確定一組候選者，其具有與所述字符手跡(100)的模型類似的拓?fù)鋮?shù)；然后-如果所述候選者組包括不止一個(gè)候選者，則標(biāo)識(shí)具有最接近于所述字符手跡(100)的角方位(φ、φ1、φ2、α)演進(jìn)幾何參數(shù)以及/或位置(P0、P1、P2)的候選者。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述模型作為它們的拓?fù)鋮?shù)的函數(shù)，以及若適合的話，作為它們的角方位(φ、φ1、φ2、α)演進(jìn)的幾何參數(shù)的函數(shù)而被重新分組成多個(gè)族，每個(gè)族包括一個(gè)或多個(gè)模型，所述模型僅可作為它們位置(P0、P1、P2)的幾何參數(shù)的函數(shù)而區(qū)分于所述族中其它模型，所述方法包括-標(biāo)識(shí)最對(duì)應(yīng)于字符手跡(100)模型的模型族；以及-標(biāo)識(shí)在所述族中具有位置(P0、P1、P2)幾何參數(shù)最接近于字符手跡(100)模型的模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于表示所述段(A1、A2、...B1、B2、...)跡線角方位演進(jìn)的所述幾何參數(shù)包括至少-對(duì)于直線性質(zhì)段，所述段的角方位(φ)；以及-對(duì)于彎曲性質(zhì)段，在所述彎曲性質(zhì)段的一端部的起始(φ1)或結(jié)束(φ2)角方位，以及其特征在于所述拓?fù)鋮?shù)還包括對(duì)于彎曲性質(zhì)段，所述段的旋轉(zhuǎn)方向(w)，所述旋轉(zhuǎn)方向(w)至少是三角法的或非三角法的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于表示所述段(A1、A2、...B1、B2、...)跡線的角方位演進(jìn)的所述幾何參數(shù)進(jìn)一步包括-對(duì)于彎曲性質(zhì)段，所述彎曲性質(zhì)段的總展開角(α)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任何一項(xiàng)的方法，其特征在于所述拓?fù)鋮?shù)還包括對(duì)于二維性質(zhì)的每個(gè)筆劃，有關(guān)所述筆劃是閉合的還是開放的指示。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任何一項(xiàng)的方法，其特征在于表示筆劃(A、B、C、D、...)位置的所述幾何參數(shù)(P0、P1、P2)包括表示所述筆劃(A、B、C、D、...)的至少一個(gè)點(diǎn)在所述輸入?yún)^(qū)(10)上或相對(duì)于字符跡線的位置，即一維性質(zhì)筆劃的位置(P0)以及二維性質(zhì)筆劃的至少一端部的位置(P1、P2)。
7.根據(jù)任何一項(xiàng)前面的權(quán)利要求的方法，其特征在于關(guān)系到字符拓?fù)涞乃鰠?shù)進(jìn)一步包括這樣的指示，所述指示關(guān)系到一維性質(zhì)筆劃或二維性質(zhì)筆劃的至少一個(gè)端部在所述輸入?yún)^(qū)(10)上或相對(duì)于字符跡線的近似位置，即所述筆劃或所述端部是否基本上位于所述輸入?yún)^(qū)(10)或字符跡線的高或低，以及/或左或右部分。
8.根據(jù)任何一項(xiàng)前面的權(quán)利要求的方法，其特征在于它包括下述步驟(a)對(duì)在所述輸入?yún)^(qū)(10)上所執(zhí)行的字符手跡取樣(S100)；(b)確定(S102)用于執(zhí)行所述字符手跡的筆劃(A、B、C、D、...)的數(shù)量；(c)選擇(S104)包括相同筆劃(A、B、C、D、...)數(shù)量的第一組候選者；(d)如果所述組不包括任何候選者(S106)，則中斷識(shí)別，否則確定每個(gè)筆劃的性質(zhì)、組成以及幾何形狀(S108至S120)；即-如果它是一維性質(zhì)筆劃，則確定所述筆劃的位置(P0)(S109)；或-如果它是二維性質(zhì)的筆劃，則將所述筆劃分段，以便于確定形成所述筆劃的段的數(shù)量(S110)，確定每個(gè)段的直線或彎曲性質(zhì)(S114)，并且確定每個(gè)段的幾何形狀(S115、S116)，即每個(gè)段端部的位置(P1、P2)以及-對(duì)于直線性質(zhì)的每個(gè)段，每個(gè)段的角方位(φ)；或-對(duì)于彎曲性質(zhì)的每個(gè)段，在所述段端部的起始(φ1)和結(jié)束(φ2)角方位以及所述段的旋轉(zhuǎn)方向(w)，所述旋轉(zhuǎn)方向(w)至少是三角法的或非三角法的；(e)加工(S122)表示所述字符手跡的模型；(f)從所述第一組的候選者當(dāng)中，選擇(S124)第二組候選者，其每個(gè)筆劃的性質(zhì)，以及若適合的話，其每個(gè)筆劃的組成同所述字符的手跡模型的那些性質(zhì)及組成類似；(g)如果所述第二組不包括任何候選者(S126)，則中斷識(shí)別，否則，從所述第二組候選者當(dāng)中選擇(S128)第三組候選者，其就段的角方位(φ、φ1、φ2)而言的幾何形狀最接近于所述字符的手跡模型的幾何形狀；以及(h)如果所述第三組僅包括一個(gè)候選者(S130)，則驗(yàn)證所述候選者(S134)，否則，從所述第三組候選者當(dāng)中選擇(S132)候選者，其就位置(P、P1、P2)而言的幾何形狀最接近于所述字符的手跡模型的幾何形狀，然后驗(yàn)證所述候選者(S134)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述字符集合包括一組特定控制字符，每個(gè)特定控制字符與被確定的命令相關(guān)聯(lián)，所述每個(gè)特定控制字符由非模糊模型來表示，所述模型包括由大于所確定限值的眾多段而形成的至少一個(gè)筆劃，以及其特征在于如果在步驟d)中所確定的筆劃中段的數(shù)量大于所述確定的限值(S112)，則所述第一組候選者被限制于所述特定控制字符組(S113)，在這種情況下，既不確定直線或彎曲性質(zhì)，也不確定所述段的幾何形狀，然后，在步驟f)中選擇筆劃的性質(zhì)和組成與字符的手跡的模型的性質(zhì)和組成相同的特定控制字符，且執(zhí)行所關(guān)聯(lián)的命令。
10.一種電子字符識(shí)別設(shè)備，包括-一個(gè)包括多個(gè)傳感器(15)的輸入?yún)^(qū)(10)，每個(gè)傳感器能夠借助于手指或描劃工具(13)被激活，-用于在所確定的時(shí)刻為所述輸入?yún)^(qū)(10)的每個(gè)傳感器(15)產(chǎn)生信號(hào)的檢測(cè)裝置(41、42)，所述信號(hào)表示由所述手指或所述描劃工具(13)對(duì)所述傳感器的激活；-處理裝置(45)，其特別用于將在所述輸入?yún)^(qū)(10)上所執(zhí)行的字符的手跡和預(yù)先確定的字符集合(460)的一組字符相比較，所述設(shè)備其特征在于所述字符集合(460)的每個(gè)字符由至少一個(gè)模型來表示，所述模型表示可以描劃所考慮的字符的方式，以及其特征在于所述處理裝置(45)被設(shè)置用于加工這樣的模型，所述模型表示已經(jīng)在所述輸入?yún)^(qū)(10)上執(zhí)行所述字符的手跡(100)的方式，-所述模型包括至少關(guān)系到字符拓?fù)涞耐負(fù)鋮?shù)，即，具體而言(i)用于描劃字符的筆劃(A、B、C、D、...)的數(shù)量；(ii)每個(gè)筆劃(A、B、C、D、...)的性質(zhì)，即它是一維還是二維性質(zhì)的筆劃以及(iii)二維性質(zhì)的每個(gè)筆劃的組成，即-形成所述二維性質(zhì)筆劃的段(A1、A2、...B1、B2、...)的數(shù)量；以及-每個(gè)段(A1、A2、...B1、B2、...)的性質(zhì)，即它是直線性質(zhì)的還是彎曲性質(zhì)的段，-適當(dāng)時(shí)，所述模型進(jìn)一步包括(iv)對(duì)于每個(gè)直線或彎曲性質(zhì)的段(A1、A2、...B1、B2、...)，表示所述段(A1、A2、...B1、B2、...)跡線的角方位演進(jìn)的幾何參數(shù)(φ、φ1、φ2、α)；以及/或(v)對(duì)于一維或二維性質(zhì)的每個(gè)筆劃(A、B、C、D、...)，表示所述筆劃(A、B、C、D、...)相對(duì)或絕對(duì)位置的幾何參數(shù)(P0、P1、P2)，所述處理裝置(45)包括-用于從所述字符集合的字符模型當(dāng)中確定一組候選者的裝置，所述候選者組具有與所述字符的手跡(100)的模型類似的拓?fù)鋮?shù)；以及-如果所述候選者組包括不止一個(gè)候選者，則用于標(biāo)識(shí)具有最接近于所述字符的手跡(100)的角方位(φ、φ1、φ2、α)演進(jìn)幾何參數(shù)以及/或位置(P0、P1、P2)的候選者的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其特征在于它進(jìn)一步包括一個(gè)顯示設(shè)備(55)，其用于至少暫時(shí)地顯示由所述手指或所述描劃工具(13)在所述輸入?yún)^(qū)(10)上所執(zhí)行的字符的手跡的圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于識(shí)別在包括多個(gè)傳感器(15)的輸入?yún)^(qū)(10)上手動(dòng)描劃的字符的方法和電子設(shè)備，每個(gè)所述傳感器能夠借助于手指或描劃工具(13)被激活。所述方法包括比較在所述輸入?yún)^(qū)(10)上所執(zhí)行的字符的手跡(100)和預(yù)先確定的字符集合的一組字符。本發(fā)明其特征在于所述字符集合的每個(gè)字符由表示可以描劃所述字符的方式的至少一個(gè)預(yù)先確定的模型來表示，并且在于加工表示已經(jīng)在輸入?yún)^(qū)(10)上執(zhí)行所述字符手跡(100)的方式的模型。所述模型包括至少表示字符拓?fù)涞耐負(fù)鋮?shù)，即，具體而言用于描劃字符的筆劃(A、B、C、D、...)的數(shù)量；每個(gè)所述筆劃(A、B、C、D、...)的一維或二維性質(zhì)；以及二維性質(zhì)的每個(gè)筆劃的組成，即組成所述筆劃的段(A1、A2、...B1、B2、...)的數(shù)量以及每個(gè)段的直線或彎曲性質(zhì)。適當(dāng)時(shí)，所述模型進(jìn)一步包括表示所述段跡線的角方位演進(jìn)的幾何參數(shù)(φ、φ1、φ2、α)以及表示所述筆劃在輸入?yún)^(qū)上的位置的幾何參數(shù)(P
文檔編號(hào)G06K9/46GK1484810SQ01821581
公開日2004年3月24日 申請(qǐng)日期2001年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月27日
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