CN1362657A - 掌上型数据处理装置的手写输入方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及掌上型数据处理装置的手写输入方法,可提供如掌上型计算机等产品快速且完整地手写输入文字的功能;该方法是将手写输入的笔迹储存为各自独立的向量图形,在需要时才进行辨识,可实现连续手写输入的功能,且不因立即逐字辨识而影响手写文字的输入速度;且向量图形与字符可同时显示及进行多样的编辑操作,再通过辨识与校正手段,将向量图形转换为字符码格式,可达到一次输入,但不限制利用次数。

Description

掌上型数据处理装置的手写输入方法
本发明是关于一种以手写笔迹连续输入文字的方法，特别是一种建立在例如掌上型手持计算机或其它类似的掌上型数据处理装置的手写输入方法。
在目前的掌上型计算机(Hand-held Personal Computer，以下简称HPC)中已开发的中文文字输入技术如：手写输入法、拼音(注音)输入法等输入中文的方法发展迅速且已成为其标准配置；输入法功能的日益精锐，进一步带动了对所输入内容进行多种功能应用的开发进程。
在发展迅速的科技时代，各生产厂家所推出的掌上型数据处理装置，例如：HPC、或是个人数字助理(Personal DigitalAssistant，以下简称PDA)接踵而至，其中，几乎都包含有能够记录手写笔迹的速记秘书功能，但都只是单纯的记录手写笔迹或图文混排的编辑观念，对于所记录的内容即便可增加页数，但存储量甚差，资料的互动应用、重复利用就完全无法实施；手写笔迹与图文混排成为储存的最极限制：即不可再将该文字内容、文件(text file)资料输入至其它功能系统或以字符码方式储存；快速记录下来的资料内容若想再次利用或进行其它应用时，必须另外重新输入或以纸张备份，若想在多处使用，便需多次重复输入动作；这些缺陷使其不能称为真正意义的速记秘书。
传统技术中利用中文手写辨识手段进行输入的手写文字的辨识储存，同样应用向量图形方式保留手写笔迹，的确作到了很大的改进，但对所储存的资料进一步的应用却无人能及(以速记秘书为例)。
速记秘书所能够达到的功能应用及缺点有：
1.以手写辨识方式输入中文文字，而所有输入的资料则是以向量化的图形方式进行储存。
2.先进的设计可以对进行相同的基本的编辑功能，如“选择、复制、粘贴、剪下…”。
3.但所有对当前资料的编辑仅仅限制在速记秘书软件所提供的环境内操作。
4.仅仅可以储存一笔资料内容，且编辑方式单一，大部分只能进行单一页面的编辑，所以编辑内容大小受到限制；对手写的笔迹只能以等宽压缩方式显示，不能进行随意换行或插入空格，显示方式呆板。
5.若想将所储存的资料直接转换成为电话名片或备忘记事等其它格式的文件资料是无法做到，只能重新输入与编辑；所以其实质上的速记秘书仅仅是一种图片集的作用，不能立刻成为有用的文件，称不上是真正的速记秘书。
单字单辨识的手写输入；在每次以手写方式输入的每一个字都需要辨识，破坏了输入的连贯性，影响了手写文字的输入速度；并且，输入的结果仅仅是辨识之后转换完成的内码，手写的笔迹仅作为中间过程并被丢弃。
本发明的主要目的是提供一种快速输入中文手写笔迹的方法，能够在不必重复输入的情况下，利用即有的“手写笔迹”经过辨识转换等方式，达到快速输入中文文字资料的目的。
本发明的另一目的是提供一种可以支持一般常用的文件编辑软件的中文手写输入法，并可直接将所记录的手写笔迹辨识转换为其它常用的文件格式(file type)。可以扩大手写文件的应用范围，加强了其它文件编辑器或文件编辑软件的可利用性，提供使用者更快捷、便利，并且可以真正达到一次输入，不限次数应用的中文手写输入功能，同时提高了速记内容的利用率，以及速记内容与其它文件之间的兼容性。
基于以上目的，本发明所提供的方法的实现，在硬件上要求有支持手写输入功能的掌上型数据处理装置、显示装置、图像储存装置；在软件上要求具有手写辨识系统和向量图形压缩软件。
本发明所揭露的方法主要是在具有支持手写辨识输入装置的HPC上书写中文汉字或绘制简易图形，将中文汉字或简易图形以向量图形的格式保存起来以达到手写笔迹保存的目的；此时选择应用本发明技术可对所储存的手写文字笔迹或简易图形加以辨识转换，经过辨识核心的辨识转换，转换结果将以字符码格式储存，而根据字符码code所找到对应的字形font便可显示在另一文件编辑软件内，可由使用者任意指定，而且原有的手写笔迹内容仍被保留；转换的文字即可在所选择的文件编辑软件进行任意应用及发挥，包括资料的直接发送，还可与原有的手写笔迹进行对照修改，致使速记秘书等以手写笔迹方式保存资料的文件编辑软件不再是唯一的手写文字输入工具。
有关本发明的详细技术内容及实施例，现显示图本说明如后。
图1，是掌上型数据处理装置的硬件逻辑构造图。
图2，是本发明的主要步骤流程图。
图3，是显示向量图形的步骤流程图。
图4，是手写辨识作业的运作流程图。
图5，是校正辨识结果的处理步骤流程图。
图6～图12，是为实现本发明的方法的连续操作实例图。
【图示符号说明】
10....存储单元
101...只读存储器(ROM)
102...随机存取内存(RAM)
20....中央处理单元(CPU)
30....键盘
40....显示屏
50....通讯接口单元
首先请参阅图1，是实施本发明方法所需的掌上型数据处理装置的硬件逻辑构造图；其构造组成与传统具有支持手写输入法的HPC或PDA类似，至少包括有：
一存储单元10，包含有只读存储器(ROM)101，与随机存取内存(RAM)102，其中的只读存储器101至少内建有一手写辨识核心，即一手写辨识软件，用以完成手写输入法的辨识运作程序，而随机存取内存102则是用以储存手写输入法在运作过程中所产生的图形、资料或文件(text file)；
一中央处理单元(CPU)20，依据只读存储器101内建的程序执行手写输入辨识、向量图形压缩以及数据处理的功能；
一键盘30，可能包含有数字键组、文字键组与功能键组，用以提供输入字符或指令的功能；以及
一显示屏40，支持手写输入功能，可作为手写输入的手写板例如：触摸式显示器，显示图形、文件或是资料的内容。
而在图1所揭露的掌上型数据处理装置的硬件构造，还可以增加一通讯接口单元50，用以提供掌上型数据处理装置与其它信息产品，如个人计算机(PC)、笔记型计算机(Note-Book)的数据通讯路径，提供资料交换或是传输的功能。
本发明的主要技术是应用手写输入辨识、字符码转换，以及利用向量图形的格式将输入的文字笔迹保存起来的手段，达到对写过的内容随写随改的目的。增加其工作效率，更扩大了其用途及应用范围，使记录的资料内容真正称得上是速记。使用者仅需一次输入的资料内容即刻便可以转成字符码以便执行修改、编辑、打印输出甚至复制等一系列后续的文书编辑工作，达到资料快速输入的目的。在不增加任何多余负荷的内存同时，还可减少按键及书写次数，大大提高输入速度及应用范围。
本发明所揭露的方法如图2所示，主要包括有下列步骤：
1、建立手写笔迹的向量图形的步骤，用以将手写输入的文字或是简易图形转换为向量图形的格式；
2、储存向量图形的步骤，用以将向量图形依据输入顺序逐一储存为一个文件(text file)；
3、显示文件内容的步骤，其中包含依据显示区域的大小压缩向量图形的坐标并将其显示于显示屏40及其中的显示或编辑区域；
4、手写辨识处理的步骤，依据HPC系统所支持的字符码(如ASCII，或BIG5，或GB2312等内码编码)，通过一辨识核心将文件中所有的向量图形转换为相应的字符码；
5、校正辨识结果的步骤，将辨识结果所产生的字符码所对应的字形，以及包含手写笔迹的向量图形的文件内容通过同步显示的方式，供使用者参考以进行手动校正的操作；以及
6、储存校正结果的步骤，将校正结果的正确字符码储存为一正确的文件档案(text file)。
上述各个步骤的详细实施内容将继续在下文中逐一说明。
首先、在步骤1中，使用者通过触摸式显示屏40或是其它类似的设备输入的手写笔迹(在此所指的手写笔迹可能是文字、符号或是其它简易图形)，但不论是何者都会被一一的记录储存为一个位图，其中包括抬笔点、落笔点信息都可被记录，当然若是在手写输入的过程中，使用者通过键盘30所输入的文字或符号也将直接转换为字符码一并储存，假设使用预设的最大宽高为64×64的位图(最大宽度MaxWidth，最大高度MaxHeight，如64×64点point)，而表示手写笔迹的位图的数据结构描述，如下列表一所示。
字段名称 储存长度(字节，byte) 内容描述
总  点  数(PointSum) 2 此一字段可以为：1.位图的总点数，包括抬笔、落笔点。2.若其值小于零，则表示此字符为一字符码(character code)，可能为ASCII码，GB码，BIG5码，Unicode码或其它码，依字段值而定。
点(Point) 2×PointSumOR 2Bytes 此一字段可能为：1.若PointSum＞0，则为点的坐标，每个点储存长度为2bytes(横、纵坐标)，PointSum个点储存长度总共为2×PointSum Bytes。2.若PointSum＜0，则为字符码，长度为2Bytes。
表一
在取得手写笔迹的位图之后，接着将利用向量化的技术将位图(Dot-Matrix picture)转换为向量图形(VectorGraphics)，而此一技术现早已为人所熟知，例如贝氏曲(Bezier Curve)则是最常被利用的一种曲线方程式，其优点就是可以保留原始笔迹中弧形笔迹的原貌，不再赘述。
在步骤2中，则是依据下列表二～四的资料格式依序将手写输入的向量图形储存成一文件(text file)。
文件的储存结构：
文件结构名称 长度 内容描述
文件头 10 Bytes 包含文件的一般信息
字符内容 不定 储存各个字符的信息
表二
文件头结构：
字段名称 长度 内容描述
ID  4 Bytes 文件的编号(ID)
保留  4 Bytes 保留为将来扩展使用
字符数目  2 Bytes 文件中的字符个数
表三
字符内容结构：
名称 长度 内容描述
第1字符 不定 第1个字符
第2字符 不定 第2个字符
…… 不定 中间若干个字符
最后一个字符 不定 最后一个字符
表四
由于使用者在以手写方式进行资料输入的过程中，可能还包含有直接利用键盘30输入的字符characters，而为了有所区别，在下文中提到直接利用键盘30输入的字符均称为键入字符，而这些键入字符将直接转换为字符码character code，因此在步骤2中将这些输入的资料储存为文件的过程中，不论是以手写方式转换而成的向量图形，或是直接利用键盘30输入的键入字符，都将会逐一地被储存为所述文件中的字符，因此依字符性质的不同(可能是向量图形或是字符码)，它们在文件中的格式将分别如下列表五～六所示。
字符资料格式(一)，向量图形的储存格式：
名称 长度 描述
节点数 2 Bytes  short型值，大于零，
为字符的节点个数
点坐标 (2×节点数)Bytes 各节点的x，y坐标值
表五字符资料格式(二)，字符码的储存格式：
名称 长度 描述
码类别ID 2 Bytes Short型值，小于零，指明字符为何种字体(如标楷体、细明体…等)
码值 2 Bytes 字符的字符码值
表六
因此，本发明的储存方式有利于将手写辨识功能与速记秘书相结合，实现“离线辨识”的功能，速记时只对手写笔迹进行记录，必要时可将速记内容通过手写辨识核心转为文件储存，这样在做手写输入时省去辨识时间的消耗，实现快速且连贯地手写输入，体现真正的速记功效。
由于中文文字的显示，是采由上而下，由左至右的方式显示在显示屏40及其中的显示或编辑区域，所以本发明在储存代表原始手写笔迹的向量图形时，其向量图形的原点以向量图形的左上角为佳，而在显示向量图形的步骤，可根据显示屏40中当前显示或编辑区域的大小进行向量坐标压缩显示，一改传统技术采用等比例压缩的呆板作法，故在任何时刻均能达到不失真的显示，以重现原始的手写笔迹。
显示向量图形的步骤，现以一较佳实施例流程为例说明，如图3所示，首先是依序读出文件内含字符，若是读出的字符资料格式不是向量图形格式而是字符码，则直接将此一字符码所对应的字形font显示在显示屏40的显示或编辑区域，反之若是读出的字符资料格式是向量图形格式，将会依据向量图形的高度与显示屏40的显示或编辑区域的比率，通过向量图形压缩软件将读入字符的向量图形坐标予以压缩处理，成为适合显示在显示屏40的显示区域的尺寸，然后显示出来。
而有关向量图形坐标的压缩处理，举例如下：当显示屏40的显示或编辑区域的行高H大于向量图形的最大高度H0(MaxHeight)，则可依向量图形的原始样式即原始尺寸显示；否则假设显示区域行高为H(H＜H0)，对于向量图形中某一点(x0，y0)在显示或编辑区域中显示出来的相对坐标为(x，y)，则将坐标(x0，y0)转换为坐标(x，y)的换算关系式可为：x＝(H×x0)÷H0y＝(H×y0)÷H0
然后可按换算后的坐标显示压缩后的向量图形，即可显示出原始的手写笔迹。
当对手写笔迹作任意比例缩放时，缩放比例不宜以小数值(浮点数)决定，而应取向量图形的最大高度H0的整数值(interger1)与显示范围的最大高度H的整数值(interger2)的比率缩放，否则会严重降低显示速度，如Interger1/Interger2，则原始坐标(x0，y0)与显示相对坐标的换算关系为：
x＝(Interger2×x0)÷Interger1
y＝(Interger2×y0)÷Interger1
当然在上述的步骤4之前，还可以增加一编辑文件内容的步骤4-1，提供一般常用的编辑功能，如复制，剪下，粘贴，删除等。
由于在本发明的步骤1，2的处理过程中，是将手写笔迹与通过键盘30输入的键入字符同样视为组成文件内容的字符，两者间的差别仅在于字符的数据格为向量图形或是字符码，所以可以完全相同于一般文件的方式进行显示，或是编辑的操作如：覆写/插入(Overwrite/Insert)的切换，删除(Delete)，向前删除(Backspace)，空格符(Space)，换行(Enter)，行首/行尾(Home/End)，上一页/下一页(Page Up/Page Down)，上移/下移/左移/右移(Up/Down/Left/Right)的光标控制，多行选取(Select)、复制(Copy)、粘贴(Paste)、剪下(Cut)等，致使文件的编辑更为方便，使速记功能更为强大。
至于步骤4中手写辨识核心的运作流程，如图4所示，首先读取文件头的内容获得文件内容的相关信息，例如文件的储存地址，文件的长度与字符的起始地址(步骤1)，依序读取文件内容的字符(步骤2)，接着辨识当前字符的资料格式(步骤3)，若为向量图形格式则通过手写辨识核心，将向量图形转换为对应的字符码(code)(步骤4)，然后依序储存于一缓冲区(步骤6)，反之若是当前的字符为字符码，则直接取得其对应的字符码值(步骤5)，然后依序储存于一缓冲区(步骤6)，如此逐字辨识直至文件中的所有字符均辨识完毕即结束手写辨识的作业(步骤7)。
关于步骤5校正辨识结果的处理程序，如图5所示，将文件经手写辨识所产生的字符码所对应的字形，以及原始的手写笔迹内容通过同步显示的方式，供使用者参考对比，再以手动方式进行修改的操作，最后将校正完成的正确结果储存为一正确的文件。
最后请参阅图6～图12，是以掌上型数据处理装置中常见的速记秘书功能为例，举例说明本发明方法的一个实际操作实例。
首先使用者在速记秘书数据索引画面，选择欲查看选项进入其详细查看画面，找到一笔手写速记的原始笔迹(见图6)。
使用者接着在速记秘书资料索引画面，点选【功能】开启辨识转换功能(见图7)，接着显示如图8所示的画面，显示提示文字及功能选项，当点选【辨识转换】并确认后，画面显示提示信息。点选【是】开始辨识转换功能，并跳至图9所示的画面。点选【否】则关闭弹出的窗口，返回前一画面。其中辨识转换至“备忘记事”一项更可设定为其它的文件编辑软件。
当“辨识转换”完毕时显示弹出信息(见图10)。点选【是】，则进入备忘记事的“速记”类别中查看转换内容(见图11)。点选【否】，则关闭当前窗口，返回前一画面。最后若是以点选“软件讲座”为例，则进入详细查看画面，即可看到经过辨识的文件内容，当然、自此以后使用者将可以根据系统所提供的编辑功能选项任意地编辑此一文件。
使用者在进行手写输入时只将手写笔迹原封不动的储存起来，省去手写辨识的时间消耗，有利于快速的手写输入，在适当的时候使用者可选择将手写笔迹转换为普通字符，实现离线辨识，以上的储存方法为执行手写辨识核心提供了很好的资料来源，只用将手写笔迹的向量图形资料传递给手写辨识核心去辨识，然后将辨识结果的字符码重新按以上格式转换为字形存成文件，也可将整个速记秘书文件进行转换并输出到普通文字文件中储存起来。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依据本发明权利要求书所做的等效变化或修正，皆应属于本发明专利的保护范围。

Claims (11)

1、一种掌上型数据处理装置的手写输入方法，包括有：
建立手写笔迹的向量图形的步骤，用以将手写输入的文字或是简易图形转换为向量图形的格式；
储存该向量图形的步骤，用以将该向量图形依据输入顺序逐一储存为一文件(text file)；
显示该文件内容的步骤，其中包含依据该向量图形与显示区域的大小比率，压缩该向量图形的坐标并将其显示出来；
手写辨识的步骤，通过一手写辨识核心将该文件中所有的向量图形转换为相应的字符码；
校正该手写辨识结果的步骤，将该手写辨识结果所产生的字符码所对应的字形，以及包含该手写笔迹的向量图形的文件内容通过同步显示的方式，供使用者参考以进行手动校正的操作；以及
储存该校正结果的步骤，将校正结果的正确字符码或字形储存为一正确的文件档案(text file)。
2、如权利要求第1项所述的掌上型数据处理装置的手写输入方法，其中该建立手写笔迹的向量图形的步骤，包含有将手写笔迹储存为一位图，以及将该位图通过向量化手段转换为向量图形的步骤。
3、如权利要求第1项所述的掌上型数据处理装置的手写输入方法，其中储存该向量图形成为一文件的步骤中更包含有：将使用者通过掌上型数据处理装置键入的键入字符直接以对应的字符码依其输入顺序储存入该文件的步骤。
4、如权利要求第3项所述的掌上型数据处理装置的手写输入方法，其中的键入字符是由一键盘输入。
5、如权利要求第1项所述的掌上型数据处理装置的手写输入方法，其中显示该文件内容的步骤，更包含有在该向量图形的最大高度H0大于显示或编辑区域的最大高度H时，由下式压缩该向量图形的坐标值的步骤：
x＝(H×x0)÷H0
y＝(H×y0)÷H0
其中坐标(x0，y0)为该向量图形的坐标，坐标(x，y)为该向量图形在该显示或编辑区域的坐标。
6、如权利要求第1项所述的掌上型数据处理装置的手写输入方法，其中在该手写辨识步骤之前更包括有一编辑文件内容的步骤。
7、如权利要求第1项所述的掌上型数据处理装置的手写输入方法，其中该编辑文件内容的步骤包含有一删除、复制、剪下或贴上该文件的字符的步骤。
8、如权利要求第1项所述的掌上型数据处理装置的手写输入方法，其中该手写辨识步骤所转换的该字符码为ASCII码。
9、如权利要求第1项所述的掌上型数据处理装置的手写输入方法，其中该手写辨识步骤所转换的该字符码为BIG5码。
10、如权利要求第1项所述的掌上型数据处理装置的手写输入方法，其中该手写辨识步骤所转换的该字符码为GB码。
11、如权利要求第1项所述的掌上型数据处理装置的手写输入方法，其中该手写辨识步骤所转换的该字符码为Unicode码。
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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee