CN101149806B

CN101149806B - 利用上下文信息进行手写字符识别后处理的方法和装置

Info

Publication number: CN101149806B
Application number: CN200610154271A
Authority: CN
Inventors: 王炎; 胡洪涛; 陈又新
Original assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd
Current assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2026-09-19
Also published as: CN101149806A

Abstract

本发明提供一种利用上下文信息进行手写字符识别后处理的方法和装置。该方法包括：对用户输入的手写字符进行识别，产生一组候选字符，并输出每个候选字符的相似值，所述相似值表示候选字符与手写字符的相似程度；根据上下文关系产生与用户已输入的前一个字符相关联的联想字符组；根据所述相似值并参照联想字符组，对所述一组候选字符进行重排序，形成最终候选字符；将最终候选字符提供给用户，以便用户进行选择。本发明提供的方法和装置能够提高第一候选字符的识别率，而只需增加极少的内存空间。

Description

利用上下文信息进行手写字符识别后处理的方法和装置

技术领域

本发明涉及手写字符识别领域，更具体地讲，涉及一种利用后处理来改进手写字符识别的方法和装置。

背景技术

近年来，利用数字化设备进行手写文字字符的输入已经十分普及，这些数字化设备包括具有触摸屏或手写板/手写笔等输入装置的计算机、Tablet-PC、PDA、手机等。与之相应的手写识别技术则是其最为核心的技术之一。手写输入方法给人们输入字符带来了极大的方便，尤其是对于那些无法配备大键盘的设备，如手机、Tablet-PC、PDA等。另一方面，也为那些不太会或不方便使用键盘进行文字输入的人们，如老人、不会使用传统输入法的人，提供了一种快捷而有效的文字输入方式。

手写输入字符的过程一般是：用户在数字化设备上手写需要输入的字符，然后手写字符识别器对用户所写的字符笔迹进行识别，最后将识别结果，即，多个候选字符显示在屏幕上供用户选择。需要注意的是，为了提高输入速度，一般总是把第一个候选字符作为用户默认的选择，也就是说，如果用户没有点选候选字符而继续手写下一个字符时，系统会认为用户选择的是第一个候选字符，并把其输入到指定位置，这样就节约了用户点选的时间，从而大大提高用户的输入速度。

因此，第一候选字符的正确识别率是手写识别技术最为重要的指标。如何提高这一指标也成为业界重要的研究方向。目前，对于书写比较规整的字符，手写字符识别器的第一候选识别率大致为85％到95％，基本可以满足用户的要求。但对于写得较为潦草的字符(包括汉字的行草书)，手写字符识别器的第一候选识别率一般低于85％，不足以让用户信服，还有待于进一步提高。

当前，提高第一候选识别率的技术之一是对识别率的输出结果进行后处理，包括建立概率语言模型和预建关系字库等。

用建立概率语言模型的方法来提高第一候选识别率的技术虽然可行，但难度和复杂度都很大，需要对语言进行大量的研究和统一，因此将增加制造成本。预建关系字库的方法虽然简单，但效果并不好，有时甚至会得到更低的识别率。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种利用上下文信息进行手写字符识别后处理的方法和装置，该方法和装置能够提高第一候选字符的识别率，而只需增加极少的内存空间。

根据本发明的一方面，提供一种利用上下文信息进行手写字符识别后处理的方法，该方法包括：对手用户输入的写字符进行识别，产生一组候选字符，并输出每个候选字符的相似值，所述相似值表示候选字符与手写字符的相似程度；根据上下文关系产生与用户已输入的前一个字符相关联的联想字符组；根据所述相似值并参照联想字符组，对所述一组候选字符进行重排序，形成最终候选字符；将最终候选字符提供给用户，以便用户进行选择。

根据本发明的另一方面，提供一种利用上下文信息进行手写字符识别后处理的装置，包括：手写输入模块，接收用户输入的手写字符，并且产生手写字符的轨迹点坐标；手写字符识别器，从手写输入模块接收手写字符的轨迹点坐标，产生一组候选字符，并输出每个候选字符的相似值，所述相似值表示候选字符与手写字符的相似程度；字符联想库，根据上下文关系产生与用户已输入的前一个字符相关联的联想字符组；重排序模块，根据所述相似值并参照联想字符组，对来自手写字符识别器的所述一组候选字符进行重排序，形成最终候选字符；显示模块，将来自重排序模块的最终候选字符显示给用户，以便用户进行选择。

附图说明

通过结合附图，从下面的实施例的描述中，本发明这些和/或其它方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中：

图1是根据本发明实施例的手写字符识别后处理装置的框图；

图2是在本发明实施例中采用的汉字字符联想库的示意图；

图3是根据本发明实施例的手写字符识别后处理方法的流程图；

图4是可应用本发明的物理平台的示例性示图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。

图1是根据本发明实施例的手写字符识别后处理装置的框图，图2是在本发明实施例中采用的汉字字符联想库的示意图。

参见图1，根据本发明实施例的手写字符识别后处理装置包括手写输入模块100、手写字符识别器110、字符联想库120、重排序模块130和显示模块140。

手写输入模块100指的是用于收集用户书写笔迹等相关信息的装置，例如电子写字板/手写笔、触摸屏等。当用户用手写笔或手指在这些装置上书写字符时，手写输入模块100就能得到所书写的字符轨迹点坐标、压力和时间参数等信息，这些信息会被发送到手写字符识别器110来进行处理和识别。

手写字符识别器110是用来识别手写字符的装置，它从手写输入模块100接收用户书写的字符笔迹坐标，输出多个识别结果候选字符，这些输出的候选字符一般已按其与该手写字符相似程度进行了排序，越相似的排在越前面。同时，手写字符识别器110还能输出每一个候选字符所对应的表示与该手写字符相似程度的数值——相似值。例如，当用户在模块100上书写字符“字”时，手写字符识别器110输出的10个可能的识别结果候选字符为：“字宇享子家守孚学孛宗”，同时输出10个对应的相似值：6324、9915、10527、10597、11008、11111、11263、11392、11421、11460。

字符联想库120根据用户已经输入的前一个字符，输出与用户已经输入的该前一个字符相关联的联想字符组。字符联想库120包含用户所用语言中部分或全部字符，且每一个字符都关联了一组与该字符有上下文关系的字符——联想字符组。这里的上下文关系包括词语关系、成语关系、单词构成关系，以及用户曾经输入过的字符的前后紧邻关系等。每个字符所关联的字符的个数一般要求是相同的。对于没有联想字符或联想字符个数不足的字符，其所关联的字符用使用频率高的字符填充。字符联想库120可以利用用户曾经输入过的字符的前后紧邻关系来修正。另外，本发明适合于多种语言字符的识别，如汉字、数字、英文、日文、韩文，等等。对应的联想字符库也会有多种，如汉字联想字符库、英文联想字符库、日文联想字符库、韩文联想字符库，等等。作为示例，图2给出了一个汉字字符联想库，由图2可以看出，每一组字符都关联了一个有30个字符的字符组。图2中序号5的字符“丈”，与关联字符组中的前3个字符分别组成词语关系——“丈夫”、“丈人”、“丈量”，而与其余的27个字符并不组成词语，这27个字符为汉字中使用频率极高的字，用来将字符组的数量补足到30个。因为再没有其它能跟在“丈”后面组成词语的字符。图2中序号9的字符“丌”，因为没有能跟在它后面组成词语的字符，所以，所有关联的30个字符都是用使用频率高的汉字填充。另外，对于在手机上的应用，字符联想库120可以直接从T9输入法的语言库中取得。

重排序模块130接收从手写字符识别器110输出的多个识别结果候选字符以及从字符联想库120输出的联想字符组，参照联想字符组来对多个识别结果候选字符进行重新排序。

重新排序的具体过程如下：分别计算每个候选字符的相似值与第一候选字符的相似值的比值；设定一个阈值T，阈值T一般可通过统计的方法来确定；如果候选字符的相似值越小，表示该候选字符与手写字符越相似，则将所有相似值比值小于阈值T的结果候选字符作为与第一候选字符相似程度很接近的字符(即，被筛选出的字符)，否则，将所有相似值比值大于阈值T的结果候选字符作为与第一候选字符相似程度不接近的字符(即，没有被筛选出的字符)；对筛选出的字符进行重新排序，如果有筛选出的字符同时存在于联想字符组中，则这些筛选出的字符的排序优先靠前，并且在这些优先靠前的筛选出的字符中，它们之间的相对先后顺序保持与原识别结果顺序一致。对于不存在于联想字符组中的其它筛选出的字符，它们不具有优先靠前的权利，它们之间的相对先后顺序保持与原识别结果顺序一致；没有被筛选出的字符接在重新排序后的筛选出的字符的后面，一起组成重新排序后的候选字符，其中，没有被筛选出的各个字符在重新排序后其相对排序位置不变，即与识别结果的候选排序位置一样。

然后，重排序模块130输出经重新排序后的最终识别结果候选字。

显示模块140用来显示重排序模块130输出的最终识别结果候选字，以提供给用户进行选择。

下面将参照图3来描述根据本发明实施例的手写字符识别后处理方法。

图3是根据本发明实施例的手写字符识别后处理方法的流程图。

根据本发明实施例的手写字符识别后处理方法的过程如下：

在步骤300，用户在手写输入模块100上手写一个字符的笔迹；

在步骤310，手写字符识别器110对用户输入的一个手写字符进行识别，并输出多个识别结果候选字符以及每个候选字符对应的相似值；

在步骤320，读入预先设定的阈值T，阈值T一般可通过统计的方法确定，通过对足够多的有代表性的测试样本进行测试和统计，以获得最高的总识别率时的阈值作为阈值T；

在步骤330，分别计算每个候选字符的相似值与第一候选字符的相似值的比值；从字符联想库120中取出与用户已输入的前一个字符相关联的联想字符组，如果当前输入的是第一个字符，则取出默认关联的联想字符组；参照联想字符组，对相似值比值小于阈值T的候选字符进行重排序，重排序方法如前面所述；

在步骤340，将参与重排序的候选字符的重排序结果和相似值比值大于或等于阈值T的候选字符合并在一起作为最终识别结果候选字符，合并的方法是把后者直接并在前者的后面；

在步骤350，通过显示模块140将最终识别结果候选字符显示给用户，以便用户进行选择；

在步骤360，用户进行必要的选择，得到正确的输入字符，从而完成该字符的输入；

在步骤370，如果用户还需要手写输入下一个字符，则返回步骤300；否则，输入过程结束。

在根据本发明实施例的手写字符识别后处理方法的过程中，读入预先设定的阈值T的步骤也可以在计算相似值的比值的步骤之后进行

根据本发明的实施例，手写字符识别器110除了可以输出识别结果候选字符外，还同时输出每个候选字符的距离值，距离值就是表示与该手写字符相似程度的数值——相似值，距离值越小，表示与该手写字符越相似。

下面以用户输入“字的识别”4个汉字为例来详细描述输入过程。假设阈值T为1.2。

详细的输入过程如下：

在步骤300，用户手写第一个汉字“字”的笔迹；

在步骤310，手写字符识别器110识别输出10个结果候选字符“字宇享子家守孚学孛宗”和10个对应的距离值：6324、9915、10527、10597、11008、11111、11263、11392、11421、11460；

在步骤320，读入阈值T＝1.2；

在步骤330，由于当前输入为第一个汉字，所以从字符联想库120中取出默认关联的联想字符组：“的一不是了我人在有这来他中大上个国说也子到你们为道地之时那就”，分别计算出每个候选字符的相似值与第一候选字的符相似值的比值为：1.00、1.57、1.66、1.68、1.74、1.76、1.78、1.80、1.81、1.81，然后将比值小于阈值T的候选字符筛选出来，被筛选的候选字符只有一个：“字”，所以重排序结果也是“字”；

在步骤340，相似值比值大于等于阈值T的候选字符(即没有被筛选的候选字符)为：“宇享子家守孚学孛宗”，与重排序结果并在一起，得到最终识别结果候选字符：“字宇享子家守孚学孛宗”；

在步骤350，通过显示模块140将最终识别结果候选字符“字宇享子家守孚学孛宗”显示给用户；

在步骤360，用户点选“字”，完成其输入；

在步骤370，由于用户还要手写输入下一个字符，所以返回步骤300。

接着，在步骤300，用户手写第二个汉字“的”的笔迹；

在步骤310，手写字符识别器110识别输出10个结果候选字符“问的闰沽汕闪门闭法沩”和10个对应的距离值：9597、10508、11009、11201、11543、11766、11889、12031、12154、12194；

在步骤320，读入阈值T＝1.2；

在步骤330，从字符联想库120中取出用户已输入的前一个字符“字”所关联的联想字符组：“母形典型符库眼样迹体句根不里儿数一报画节输文之会面的是了我人”，分别计算出每个候选字符的相似值与第一候选字符的相似值的比值为：1.00、1.09、1.15、1.17、1.20、1.23、1.24、1.25、1.27、1.27，然后将比值小于阈值T的候选字符筛选出来，被筛选的候选字符为：“问的闰沽”，由于被筛选的候选字中“的”字同时也存在于联想字符组中，所以“的”字的排序优先靠前，重排序结果为“的问闰沽”；

在步骤340，相似值比值大于或等于阈值T的候选字符(即没有被筛选的候选字符)为：“汕闪门闭法沩”，与重排序结果并在一起，得到最终识别结果候选字符：“的问闰沽汕闪门闭法沩”；

在步骤350，通过显示模块140将最终识别结果候选字符“的问闰沽汕闪门闭法沩”显示给用户；

在步骤360，用户点选“的”，完成其输入；

接着，在步骤300，用户手写第三个汉字“识”的笔迹；

在步骤310，手写字符识别器110识别输出10个结果候选字符“识记织讯洪诈泪语积汪”和10个对应的距离值：7136、11325、11575、12170、12354、12447、12476、12525、12632、12811；

在步骤320，读入阈值T＝1.2；

在步骤330，从字符联想库120中取出用户已输入的前一个字符“的”所关联的联想字符组：“一不是了我人在有这来他中大上个国说也子到你们为道地之时那就出”，分别计算出每个候选字符的相似值与第一候选字的相似值的比值为：1.00、1.59、1.62、1.71、1.73、1.74、1.75、1.76、1.77、1.80，然后将比值小于阈值T的候选字符筛选出来，被筛选的候选字符为：“识”，重排序结果也是“识”；

在步骤340，相似值比值大于等于阈值T的候选字符(即没有被筛选的候选字符)为：“记织讯洪诈泪语积汪”，与重排序结果并在一起，得到最终识别结果候选字符：“识记织讯洪诈泪语积汪”；

在步骤350，通过显示模块140将最终识别结果候选字符“识记织讯洪诈泪语积汪”显示给用户；

在步骤360，用户点选“识”，完成其输入；

接着，在步骤300，用户手写第四个汉字“别”的笔迹；

在步骤310，手写字符识别器110识别输出10个结果候选字符“剃列剂匆别剖到刻刭剑”和10个对应的距离值：11659、12170、12397、12753、12804、12833、12865、12878、13224、13367；

在步骤320，读入阈值T＝1.2；

在步骤330，从字符联想库120中取出用户已输入的前一个字符“识”所关联的联想字符组：“别字得见破到分形界之时相的一不是了我人在有这来他中大上个国说”，分别计算出每个候选字符的相似值与第一候选字的相似值的比值为：1.00、1.04、1.06、1.09、1.10、1.10、1.10、1.10、1.13、1.15，将比值小于阈值T的候选字符筛选出来，被筛选的候选字符为：“剃列剂匆别剖到刻刭剑”，由于被筛选出的候选字符中“别”和“到”同时也存在于联想字符组中，所以，“别”和“到”字的排序优先靠前，重排序结果为“别到剃列剂匆剖刻刭剑”；

在步骤340，没有相似值比值大于或等于阈值T的候选字符，所以最终识别结果候选字符为：“别到剃列剂匆剖刻刭剑”；

在步骤360，用户点选“别”，完成其输入；

在步骤370，用户已完成所有4个汉字“字的识别”的输入，输入过程结束。

本发明在三星SCH-W399平台上进行了实验，测试样本是由3位不同的人分别在该平台上手写了一段含有3000个汉字的短文(分别对应测试测试样本组A、B和C)。识别率的定义为：识别率＝第一候选识别正确的字符个数/被识别的字符总数。识别结果如表1所示。

表1识别率对照表

测试样本组	不应用本发明的识别率	应用本发明的识别率	识别率提高量
				A	71.37％	78.97％	7.60％
B	92.07％	95.50％	3.43％
				C	92.97％	95.57％	2.60％

由识别结果可见，本发明对于提高第一候选字符的识别率有明显的效果。从实验得知，本发明对于书写比较潦草的字符，效果更为显著(如表1的测试样本组A)。另一方面，由于本发明方法简单，无需增加任何硬件，只需增加极少的内存空间，所以，应用本发明具有较高的成本效益。

根据本发明的手写字符识别后处理方法和装置具有很好的扩展性和易用性，适合Tablet-PC、PDA和手写手机等设备使用，尤其是对于手机这种计算能力弱，存储空间有限的终端来说，其优点尤为明显。本发明可以广泛应用于各种可以进行手写输入的移动终端设备上，也可以用于有外接录入设备的有计算能力的设备上，诸如图4中的PC400、PDA401、手机402以及平板计算机403等。

虽然本发明是参照其示例性的实施例被具体描述和显示的，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims

1.一种利用上下文信息进行手写字符识别后处理的方法，包括以下步骤：

(a)对用户输入的手写字符进行识别，产生一组候选字符，并输出每个候选字符的相似值，所述相似值表示候选字符与手写字符的相似程度；

(b)根据上下文关系产生与用户已输入的前一个字符相关联的联想字符组；

(c)根据所述相似值，在所述一组候选字符中筛选出与所述一组候选字符的第一候选字符相似程度很接近的部分或全部字符；

(d)参照联想字符组，对筛选出的候选字符进行重排序；

(e)将没有被筛选出的候选字符接在重排序的筛选出的候选字符后面，形成最终候选字符；

(f)将最终候选字符提供给用户，以便用户进行选择。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)包括：

(c1)分别计算每个候选字符的相似值与所述一组候选字符的第一候选字符的相似值的比值；

(c2)将所述比值与预定阈值进行比较；

(c3)将比值小于预定阈值的候选字符筛选出来，作为与所述第一候选字符相似程度很接近的字符。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(d)包括：

(d1)如果在筛选出的候选字符中有候选字符同时存在于联想字符组中，则将所述候选字符的排序优先靠前，并且在这些优先靠前的候选字符中，它们之间的相对先后顺序保持不变。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤(e)中，没有被筛选出的候选字符之间的相对先后顺序保持不变。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，上下文关系包括词语关系、成语关系、单词构成关系以及用户曾经输入过的字符的前后紧邻关系。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，联想字符组中的关联字符的个数是常数，如果没有联想字符或联想字符个数不足，则用使用频率最高的字符来填充联想字符组。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，利用用户曾经输入过的字符的前后紧邻关系来修正联想字符组。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，如果所述手写字符是将被用户输入的第一个字符，则产生默认的联想字符组。

9.一种利用上下文信息进行手写字符识别后处理的装置，包括：

手写输入模块，接收用户输入的手写字符，并且产生手写字符的轨迹点坐标；

手写字符识别器，从手写输入模块接收手写字符的轨迹点坐标，产生一组候选字符，并输出每个候选字符的相似值，所述相似值表示候选字符与手写字符的相似程度；

字符联想库，根据上下文关系产生与用户已输入的前一个字符相关联的联想字符组；

重排序模块，根据所述相似值在来自手写字符识别器的所述一组候选字符中筛选出与所述一组候选字符的第一候选字符相似程度很接近的部分或全部字符，参照联想字符组来对筛选出的候选字符进行重排序，并且将没有被筛选出的候选字符接在重排序的筛选出的候选字符后面，形成最终候选字符；

显示模块，将来自重排序模块的最终候选字符显示给用户，以便用户进行选择。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，重排序模块分别计算每个候选字符的相似值与所述一组候选字符的第一候选字符的相似值的比值，将所述比值与预定阈值进行比较，并且将比值小于预定阈值的候选字符筛选出来，作为与所述第一候选字符相似程度很接近的字符。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，如果在筛选出的候选字符中有候选字符同时存在于联想字符组中，则重排序模块将所述候选字符的排序优先靠前，并且使得这些优先靠前的候选字符之间的相对先后顺序保持不变。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，重排序模块使得没有被筛选出的候选字符之间的相对先后顺序保持不变。

13.根据权利要求9-12中任一项所述的装置，其中，上下文关系包括词语关系、成语关系、单词构成关系以及用户曾经输入过的字符的前后紧邻关系。

14.根据权利要求9-12中任一项所述的装置，其中，字符联想库产生的联想字符组中的关联字符的个数是常数，如果没有联想字符或联想字符个数不足，则字符联想库用使用频率最高的字符来填充联想字符组。

15.根据权利要求9-12中任一项所述的装置，其中，字符联想库利用用户曾经输入过的字符的前后紧邻关系来修正联想字符组。

16.根据权利要求9-12中任一项所述的装置，其中，如果所述手写字符是将被用户输入的第一个字符，则字符联想库产生默认的联想字符组。