DE10156579A1

DE10156579A1 - Verfahren und Vorrichtung für ein elektronisches Kreuzworträtsel

Info

Publication number: DE10156579A1
Application number: DE10156579A
Authority: DE
Inventors: Hermann Hild; Stefan Jaeger
Original assignee: SMI COGNITIVE SOFTWARE GmbH
Current assignee: SMI COGNITIVE SOFTWARE GmbH
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2021-11-21
Also published as: DE10156579C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Kreuzworträtselvorrichtung. Der Bedienkomfort der Kreuzworträtselvorrichtung ist dadurch erklärt, daß unter anderem eine direkte Feldbeschriftung (18) über einen Touch-Screen (2) möglich ist. Überdies handelt es sich um eine selbstlernende Einheit, bei der das Benutzerverhalten protokolliert und bei der Generierung der Fragen und/oder Kreuzworträtsel (3) bei einem dynamischen Teil das alle Fragen und Antworten des Kreuzworträtsels (3) umfassenden Lernkorpus berücksichtigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Kreuzworträtselvorrichtung mit wenigstens einer Eingabeeinheit, insbesondere zur Eingabe von Antworten, wenigstens einer Anzeige und/oder Ausgabevorrichtung, insbesondere zur Darstellung von Kreuzworträtseln, einer Prozessoreinheit, insbesondere zum Vergleich von gespeicherten und eingegebenen Antworten und einer Speichereinheit zur Speicherung eines Lernkorpus und ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung.
Eine derartige Kreuzworträtselvorrichtung ist aus der DE 199 23 066 A1 vorbekannt. Es handelt sich dabei um eine Kreuzworträtselvorrichtung mit einem Mikrocontroler, einem Anzeigeelement und einem Sensorelement zur Eingabe von Buchstaben, das mit einem in den Mikrocontroler gespeicherten Kreuzworträtselprogramm die Eingabe von Buchstaben zur Bildung eines Wortes ermöglicht, wobei der Mikrocontroler die Antworten mit dem jeweils abgespeicherten Suchwort vergleicht. Diese vorbekannte elektronische Kreuzworträtselvorrichtung soll es ermöglichen, Kreuzworträtsel jederzeit und wiederverwendbar mittels eines mobilen Gerätes lösen zu können. Neben der Wiederverwendbarkeit der Kreuzworträtsel liegt der Erfindung vor allem die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu schaffen, mit dem unterschiedliche Kreuzworträtsel, die über eine entsprechende Schnittstelle eingespielt werden können, lösbar sind. Für das Eingabeelement werden kugelförmige Sensoren verwendet, die in einem Sensorfeld matrixartig angeordnet sind. Diese Sensoren weisen über ihre Umfangsfläche verteilt die zur Eingabe geeigneten Buchstaben A bis Z auf. Gemäß dieser vorbekannten Einrichtung sind elektronische Kreuzworträtsel Stand der Technik.
Ein ähnlicher Rätselcomputer ist aus der DE 198 44 254 A1 bekannt. Aus dieser Anmeldung ist ein Hand-Held-Computer vorbekannt, der das Lösen von Kreuzworträtseln dadurch erleichtert, daß in dem Computer geeignetes Lexikon oder Nachschlagewerk nach der Art eines Thesaurus bekannt ist, um die Lösung von Kreuzworträtseln zu unterstützen. Anhand dieser Lösung ist also weniger ein elektronisches Kreuzworträtsel als vielmehr ein Hilfsmittel zum Lösen von Kreuzworträtseln vorbekannt.
Im Wesentlichen konnten sich bislang derart elektronische Kreuzworträtselvorrichtungen nicht durchsetzen. Die Gründe hierfür werden zum einen darin gesehen, daß die Bedienung von elektronischen Kreuzworträtseln gegenüber dem intuitiven Ausfüllen von Kreuzworträtseln in Papierform einigermaßen umständlich erscheint. Darüber hinaus ist ein echter Mehrwert bei der bloßen Übertragung von Papierkreuzworträtseln in eine elektronische Form schwerlich erkennbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren für elektronische Kreuzworträtsel zu schaffen, daß einen erhöhten Bedienkomfort sowie eine höhere Spielattraktivität bietet.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch eine elektronische Kreuzworträtselvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Kreuzworträtselvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
Dadurch, daß Kreuzworträtselvorrichtung mit einer Eingabeeinheit versehen ist, die ein Handschriftenerkennungstool aufweist, ist eine intuitive Bedienung der Kreuzworträtsel analog zum Ausfüllen von Kreuzworträtseln in Papierform ermöglicht. Hierzu muß über einen Eingabeinterpreter zwischen verschiedenen Eingabemodi unterschieden werden, um eine einwandfreie Funktion der elektronischen Kreuzworträtselvorrichtung zu gewährleisten. Insbesondere ist es im Rahmen der Erfindung möglich, die einzelnen Felder des Kreuzworträtsels direkt und unmittelbar in der gewohnten Form zu beschriften. Dadurch, daß insoweit die Bedienung des elektronischen Kreuzworträtsels der bekannten Bedienung aus dem Papierformat entspricht, ist nicht nur ein höherer Bedienkomfort, sondern auch eine höhere Akzeptanz der elektronischen Kreuzworträtselvorrichtung erreicht.
Eine weitere Erhöhung des Bedienkomforts kann dadurch erreicht werden, daß eine zusätzliche Eingabeeinheit vorgesehen ist, die eine Spracherkennung ermöglicht. Hierdurch können die Benutzer das Kreuzworträtsel auch mündlich lösen.
Alternativ kann die elektronische Kreuzworträtselvorrichtung auch in herkömmlicher Form, d. h. mit einer Tastatur und/oder einer Maus bedient werden. Dies hat den Vorteil, daß weder eine Zeichenerkennung noch eine Spracherkennung benötigt wird. Die Verwendung einer derartigen Eingabeeinheit kann insbesondere auch bei einer schwächeren Prozessorleistung der eingesetzten Kreuzworträtselvorrichtung einen hinreichenden Bedienkomfort gewährleisten.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist die elektronische Kreuzworträtselvorrichtung einen Eingabeinterpreter auf, der neben der beschriebenen Sprache oder Schrifterkennung auch zur Erkennung von Sonderzeichen oder einer Sonderworterkennung in der Lage ist. Hierdurch ist es beispielsweise durch die Eingabe eines Fragezeichens möglich, ein Hilfsmenü und/oder einen Thesaurus, der in der Speichereinheit abgelegt ist, anzusprechen.
In vorteilhafter Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann der Benutzer auch selbst derartige Sonderzeichen oder Sonderworte vorsehen, um insoweit das Benutzermenü an seine persönlichen Bedürfnisse anzupassen.
Ein weiterer wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen Kreuzworträtselvorrichtung ist die Unterteilung des in der Speichereinheit abgelegten Lernkorpus in einen statischen und in einen dynamischen Teil. Unter dem dynamischen Teil des Lernkorpus ist ein während der Benutzung veränderlicher Teil zu verstehen. Dies bedeutet, daß die elektronische Kreuzworträtselvorrichtung selbstlernend ist und sich dynamisch an das jeweilige Benutzerverhalten anpaßt.
Hierdurch können die Kreuzworträtsel gezielt zur Erzielung eines gewünschten oder vorbestimmten Lernerfolges eingesetzt werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zum Betrieb einer elektronischen Kreuzworträtselvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7, gelöst. Dabei verlangt der Eingabemodus einer direkten Feldeingabe neben der Erkennung des jeweiligen Eingabemodus in einem ersten Schritt eine Zeichenerkennung und in einem zweiten Schritt die Zuordnung des erkannten Zeichens zu einem bestimmten Feld des Kreuzworträtsels. Durch diese Verfahrensschritte ist die notwendige Funktionalität für den wichtigen Modus der direkten Feldbeschriftung des Kreuzworträtsels gegeben.
Dabei erfolgt die Zeichenerkennung und Zuordnung der Zeichen zu den Feldern dadurch, daß zunächst die erkannten Schriftzüge in Gruppen aufgeteilt werden. Dabei wird jeder Schriftzug genau einer Gruppe zugeordnet. Hierdurch entsteht eine Aufteilung aller Schriftzüge in Gruppen. Dabei können in einem ersten Schritt mehrere unterschiedliche Aufteilungen quasi als unterschiedliche Hypothesen ermittelt werden. Anschließend erfolgt für jede der ermittelten Aufteilungen eine Bewertung der Gruppen. Die Bewertung der einzelnen Gruppen setzt sich aus einer Bewertung der Zeichenerkennung, der Bewertung der Lage der Schriftzüge untereinander sowie aus der Lage zu den Feldern des Kreuzworträtsels zusammen. Anhand dieser Überprüfungen erfolgt eine Bewertung der einzelnen Gruppen. Dabei ist darauf zu achten, daß die Bewertung der einzelnen Gruppen eine Aufteilung ohne Einfluß auf die Gesamtbewertung zu der Aufteilung bleibt.
Schließlich erfolgt eine Bewertung einer jeden Gruppenaufteilung. Aus der Bewertung der Aufteilungen wird schließlich die Aufteilung mit der besten Gesamtbewertung ausgewählt.
Um die Anzahl der möglichen Aufteilungen im Interesse einer hohen Erkennungsgeschwindigkeit möglichst klein zu halten, erfolgt die Aufteilung unter Berücksichtigung vorbestimmter Randbedingungen. Diese Randbedingungen bedeuten, daß nur zeitlich benachbarte Schriftzüge einer Gruppe angehören können. Darüber hinaus müssen die einer Gruppe angehörigen Schriftzüge auch räumlich benachbart sein. Schließlich enthält ein Gruppe, die zu einem späteren Zeitpunkt einen Buchstaben enthält, mindestens einen, aber höchstens eine vorbestimmte Anzahl von Schriftzügen. Schon die Berücksichtigung dieser Randbedingungen führt zu einer drastischen Reduzierung der Anzahl der möglichen Aufteilung der Gruppen.
Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Zeichenerkennung und Zuordnung der Zeichen zu Zellen wird durch den Ansatz eines gerichteten azyklischen Graphen beschrieben.
Dabei setzt sich die Bewertung einer Gruppe von Schriftzügen als zu erkennendes Zeichen aus zwei Komponenten zusammen. Zum einen aus dem Ergebnis der Zeichenerkennung, wobei ein reguläres Zeichen eine bessere Bewertung erhält, als ein nicht definiertes Zeichen; zum anderen aus der Bewertung der Position der erkannten Gruppe relativ zu einem Feld, wobei eine besonders gute Zuordnung eines Zeichens zu einem Feld ebenfalls zu einer besseren Bewertung führt. Die Bewertungen werden mittels eines Gewichtungsfaktors λ nomiert und verglichen.
Die Zuordnung der erkannten Zeichen zu den Feldern des Kreuzworträtsels erfolgt durch Auswertung einer Hüllfunktion die entweder nach der Methode einer Bounding-Box, d. h. das jeweils kleinste mögliche achsenparallele Rechteck oder der konvexen Hülle, d. h. des kleinsten konvexen Polygons, die jeweils alle Punkte einer Schriftzuggruppe umfassen, bestimmt. Dabei wird der Schwerpunkt dieser konvexen Hülle oder Bounding-Box bestimmt und anschließend ausgewertet in welchem Gitterfeld der Schwerpunkt der berechneten Hülle liegt. Dabei wird eine Bewertung für alle von der Hülle überlappten Gitterfelder durchgeführt und schließlich das Gitterfeld mit der höchsten Gewichtungsstufe also mit dem größten Überlappungsausmaß als das Gitterfeld ausgewählt, in das das von der Zeichenerkennung gelieferte Zeichen geschrieben wird.
Die Bewertungsfunktionen als solche können mittels bekannter Heuristiken, die nicht Gegenstand der Erfindung sind, durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren setzt einen statischen und einen dynamischen Teil des Lernkorpus ein, wobei der dynamische Teil des Lernkorpus dadurch veränderlich ist, daß in diesen Teil die Protokollierung und Bewertung des Benutzerverhaltens einfließt.
In vorteilhafter Ausgestaltung sind einer jeden Antwort eine Reihe von Fragen und/oder Hilfestellungen zugeordnet, wobei die jeweils angebotenen Fragen und/oder Hilfestellungen von dem Zustand des dynamischen Lernkorpus, also dem derzeit erreichten Lernerfolg abhängen.
Das Verfahren zum Betrieb einer elektronischen Kreuzworträtselvorrichtung kann mit besonderem Vorteil zum Erlangen von Fremdsprachen eingesetzt werden, in dem ein vorgegebener Wortschatz der ggf. vom Benutzer beispielsweise durch die Auswahl von Kategorien auswählbar ist, erlernbar ist.
Dies wird vorteilhaft durch eine Anzeige des Lernerfolgs unterstützt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung nur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine elektronische Kreuzworträtselvorrichtung in einer Draufsicht,
Fig. 2 eine Anzeige einer elektronischen Kreuzworträtselvorrichtung nach Fig. 1 in einer Detailansicht,
Fig. 3. eine Prinzipdarstellung zur Eingabe von Antworten an einer Cursorposition,
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung zur direkten Eingabe in ein Feld des Kreuzworträtsels,
Fig. 5 eine Prinzipdarstellung zur Eingabe eines Sonderzeichens,
Fig. 6 eine Prinzipdarstellung zur Analyse einer Handschrifteingabe,
Fig. 7 eine Prinzipskizze zur Zuordnung der Handschrifteneingabe zu Feldern des Kreuzworträtsels,
Fig. 8 eine Prinzipdarstellung zur Handschriftenerkennung im Wege eines Graphenansatzes,
Fig. 9 eine Prinzipskizze zur Entwicklung von Hüllkurven zur Handschrifteneingabe,
Fig. 10 eine Prinzipskizze zur Generierung von Kreuzworträtseln aus einem Lernkorpus,
Fig. 11 ein Verfahrensdiagramm zur dynamischen Generierung von Kreuzworträtseln.
Fig. 1 zeigt eine elektronische Kreuzworträtselvorrichtung 1 mit einem Touch-Screen 2 zur Anzeige von dynamisch generierten Kreuzworträtsel 3 mit einem diesem Kreuzworträtsel zugeordneten Frageblock 4, der in zwei Abschnitte unterteilt ist. Ein erster Frageabschnitt 5 betrifft die horizontal einzugebenden Antworten und ein zweiter Frageabschnitt 6 die vertikal einzugebenden Antworten. Die elektronische Kreuzworträtselvorrichtung 1 ist mit einem Eingabestift 7 zur Bedienung des Touch-Screens 2 in an sich bekannter Weise verbunden. Darüber hinaus ist ein Mikrofon 8 zur Spracheingabe sowie ein Lautsprecher 10 zur Sprachausgabe vorgesehen. Darüber hinaus zeigt die elektronische Kreuzworträtselvorrichtung ein Bedienpanel 11 mit weiteren Eingabeelementen 12 auf. Die elektronische Kreuzworträtselvorrichtung 1 ist mit einem robusten Gehäuse 13 vorzugsweise aus Metall, in einer möglichst flachen Ausführung gestaltet. Innerhalb dieses Gehäuses 13 ist in hier nicht weiter dargestellter Weise ein Prozessor, eine Speichereinheit und ein wiederaufladbarer Energiespeicher angeordnet.
In dem Speicher ist ein Spracherkennungs- sowie ein Schrifterkennungstool zur Verarbeitung der Eingaben geladen. Darüber hinaus ist innerhalb des Speicherelements ein Lernkorpus zur Generierung der dynamischen Kreuzworträtsel vorgesehen.
Die Anzeige des Touch-Screens 2 ist in Fig. 2 in einer Detailansicht sowie darüber hinaus einige Eingabemodi symbolisch dargestellt. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 besteht das Kreuzworträtsel 3 aus zu beschriftenden Feldern 14 und nicht zu beschriftenden Feldern 15. Die zu beschriftenden Felder 14 stehen jeweils für die Buchstaben eines gemäß den Frageabschnitten 5 oder 6 horizontal oder vertikal einzugebenden Lösungswortes. Dabei wird die Beziehung zwischen den Fragen und den Lösungsworten durch Bezugsziffern 16 den zu beschriftenden Feldern 14 hergestellt. Insoweit verhält sich das auf dem Touch-Screen 2 dargestellte Kreuzworträtsel wie die an sich bekannten Papierkreuzworträtsel.
Zur Bedienung des Kreuzworträtsels muß im Falle der hier vorliegenden Möglichkeit mehrerer Eingabeinstrumente wie hier einer Spracheingabe oder einer Schrifteingabe und ggf. zusätzlich einer Tastatureingabe zunächst eine Erkennung des jeweiligen Eingabeevents folgen. Eine elektronische Kreuzworträtselvorrichtung erkennt also zunächst, ob eine Tastatureingabe, Stifteingabe oder Spracheingabe erfolgt. Im Rahmen einer Stifteingabe bestehen im Wesentlichen drei in Fig. 2 symbolisch dargestellte Eingabemöglichkeiten. Zunächst kann mit dem symbolisch dargestellten Eingabestift 7 eine Markierung im Sinne einer Cursorpositionierung erfolgen. Die Erkennung dieses Eingabeereignisses erfolgt durch eine zeitliche Bewertung der Eingabe. Eine sehr kurze Eingabe, also ein Antippen wird als Markierungsevent erkannt. Für den Fall, daß ein solches Markierungsevent erfolgt ist, muß zwischen zwei weiteren Eingabemöglichkeiten unterschieden werden. Es handelt sich dabei um die beiden Möglichkeiten

- Eingabe an einer Cursorpositionierung 17
- direkte Feldbeschriftung. 18

Die Eingabe eines Zeichens an Stelle einer Cursorpositionierung 17 wird durch Überschreitung einer vorbestimmten Mindestgröße des eingegebenen Zeichens erkannt. Für den Fall, daß diese Mindestgröße unterschritten wird, liegt ein Fall der direkten Feldbeschriftung 18 vor.
Ebenfalls aus Fig. 2 ist ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der elektronischen Kreuzworträtselvorrichtung ersichtlich. Im Fall der Markierung eines Feldes wird an der Stelle dieses Feldes 14 oder zumindest in räumlicher Nähe die jeweils zugehörige Fragestellung 20 in räumlicher Zuordnung zu diesem Feld angezeigt.
In den Fig. 3 und 4 sind die beiden unterschiedlichen Eingabemodi noch einmal detaillierter dargestellt. Im Falle der Fig. 3 wird die Eingabe an einer Cursorpositionierung 17 dargestellt. Dabei werden die Buchstaben AT in einer die Mindestgröße überschreitenden Größe über den Touch-Screen 2 eingegeben und zur Ergänzung des Wortes "EAT" in das Kreuzworträtsel 3 an der Stelle eines Cursors 9 eingepflegt. Gemäß Fig. 4 kann diese Eingabe auch dadurch erfolgen, daß die Buchstaben A und T in einer die Mindestgröße unterschreitenden Größe in die entsprechenden Felder 14 des Kreuzworträtsels 3 eingegeben werden. Insbesondere die Eingabemodalität gemäß Fig. 4 entspricht dem intuitiven direkten Ausfüllen von Kreuzworträtseln 3 im Papier und stellt daher insbesondere für computerunerfahrene Benutzer eine vorteilhafte Eingabevariante dar.
Darüber hinaus ist die elektronische Kreuzworträtselvorrichtung 1 mit einer Erkennung von Sonderzeichen derart versehen, daß unabhängig von der Unterscheidung der vorher beschriebenen Eingabemodalitäten Sonderzeichen oder Sonderworte erkannt werden. Gemäß der Darstellung in Fig. 5 wird die Eingabe eines Fragezeichens 21 über den Touch- Screen 2 als Steuerbefehl zur Anforderung eines Hilfemenüs 22 verstanden.
Nachstehend wird anhand der Fig. 6 bis 9 die vorteilhafte Möglichkeit der direkten Feldbeschriftung 18 erläutert. Der direkten Feldbeschriftung liegen im Wesentlichen zwei zu lösende technische Probleme zugrunde. Es handelt sich dabei zum einen um das Problem der Handschriftenerkennung und zum anderen um das Problem der Erkennung der Zuordnung der erkannten Zeichen zu den einzelnen Feldern des Kreuzworträtsels 3.
Gemäß Fig. 6 wird ein mögliches Lösungswort wie im vorliegenden Beispiel bestehend aus drei Buchstaben in mehreren Schriftzüge eingegeben. In dem hier vorliegenden Beispiel des Lösungswortes "HIT" besteht das Lösungswort aus sechs Schriftzügen. Wie schon erläutert, muß zunächst erkannt werden, daß es sich hierbei tatsächlich zumindest um den Versuch einer direkten Feldbeschriftung handelt. Wie ebenfalls bereits erläutert wurde, erfolgt diese Erkennung dadurch, daß nur Schriftzüge, die eine gewisse Größe unterschreiten, als direkte Feldeingabe aufgefaßt werden. In einem ersten Erkennungsschritt wird versucht, die eingegebenen Schriftzüge in Gruppen aufzuteilen. Die Anzahl der theoretisch möglichen Gruppen wird durch die Berücksichtigung von Randbedingungen eingeschränkt. Es handelt sich dabei um folgende Bedingungen:

1. Die Schriftzüge einer Gruppe müssen zeitlich benachbart sein.
2. Die Schriftzüge einer Gruppe müssen räumlich benachbart sein.
3. Eine Gruppe enthält höchstens N Schriftzüge.

Dabei steht N für eine vorbestimmbare natürliche Anzahl maximal möglicher Schriftzüge, die sich zu einer Gruppe und damit zu einem Buchstaben ergänzen können.
Unter Berücksichtigung dieser Randbedingungen werden zunächst alle möglichen Aufteilungen der erkannten Schriftzüge ermittelt. In einem weiteren Schritt wird eine Bewertung der einzelnen Gruppen durchgeführt. Dabei fließt in die Bewertung einer Gruppe das Ergebnis der Handschriftenerkennung ein. Eine Gruppe, die einen möglichen Buchstaben ergibt, wird positiver bewertet, als eine Gruppe bei der dies nicht der Fall ist. Aus der Summe aller Einzelbewertungen der Gruppen ergibt sich eine Gesamtbewertung für die jeweils untersuchte mögliche Aufteilung. Schließlich wird die Aufteilung mit der besten Gesamtbewertung ausgewählt. Dieser Lösungsansatz kann als Suche in einem gerichteten azyklischen Graphen gemäß Fig. 8 dargestellt werden. Dabei besteht der Graph in dem hier gewählten Beispiel aus vier Knoten 24, wobei der Graph jeweils eine die Anzahl der Schriftzüge um eins übersteigende Knotenzahl aufweist. Zum Beispiel in Fig. 8 sind vier Knoten 24 über drei Schriftzüge 23 aufgetragen. Die Knoten 24 werden durch sogenannte Kanten 25 verbunden, wobei die Verbindung von Knoten 24 für die Zusammenfassung der Schriftzüge 23 zu einer Gruppe stehen. Jede Kante 25 des Graphen 26 steht somit für eine Gruppe von Schriftzügen und unterliegt der vorstehenden Bewertung. Im Rahmen einer üblichen Optimierungsaufgabe wird dann die Aufteilung mit der jeweils höchsten Bewertung ausgewählt. Gemäß der in Fig. 8 gewählten Darstellung in einem gerichteten azyklischen Graphen muß der Optimierer dabei den Pfad von einem Startknoten 24 zu einem Endknoten 27 auffinden, bei dem bei dem der Gang durch den Graphen die höchste Bewertung für die einzelnen Kanten 25 aufsummiert.
Vorstehend ist somit nicht nur eine Zeichenerkennung, sondern auch eine Worterkennung beschrieben. So müssen die gemäß den Fig. 6 und 8 erkannten Buchstaben auch den einzelnen Feldern 14 des Kreuzworträtsels 3 gemäß Fig. 7 zugeordnet werden. Hierzu wird zu jeder Gruppe von Schriftzügen eine Hüllkurve gemäß Fig. 9 berechnet. Es kann sich dabei um eine sogenannte Bounding-Box 27 oder um eine konvexe Hülle 28 gemäß Fig. 9 handeln. Die Bounding-Box 27 stellt das kleinste mögliche achsenparallele Rechteck als Hüllkurve, die konvexe Hülle 28 das kleinste denkbare konvexe Polygon zur Umhüllung des erkannten Zeichens dar. In einem weiteren Schritt wird der Schwerpunkt 30 der erkannten Hüllkurve bestimmt. In einfachster Ausgestaltung kann anhand der Lage des Schwerpunktes 30 innerhalb eines bestimmten Feldes 14 eine Zuordnung des erkannten Zeichens zu dem jeweiligen Feld 14 erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Analyse der Überlappungen der Hüllkurven mit den betroffenen Feldern anhand an sich bekannter Heuristiken ergänzend oder alternativ durchgeführt werden.
Vorstehend ist somit ein mögliches Verfahren einer direkten Feldbeschriftung in technischer Hinsicht beschrieben. Selbstverständlich sind auch andere Verfahren der Erkennung oder statistischen Bewertung im Rahmen der Erfindung denkbar.
Ein besonderer Vorteil der elektronischen Kreuzworträtselvorrichtung 1 liegt darin, daß es sich dabei im Rahmen der Erfindung um ein selbstlernendes also ein dynamisches Kreuzworträtsel handelt. Hierzu besteht ein Lernkorpus 30 aus einem statischen und einem dynamischen Teil. Der statische Teil ist während der Benutzung unveränderlich und steht allen Benutzern in gleicher Weise zur Verfügung. Der dynamische Teil wird durch das Benutzerverhalten im Rahmen einer Bewertungsfunktion verändert und ist somit als benutzerspezifisch anzusehen. Der Lernkorpus 30 stellt die Summe aller möglichen d. h. innerhalb einer Speichereinheit gespeicherten Fragen und Antworten zur Generierung von Kreuzworträtseln 3 gemäß Fig. 10 dar.
Dabei erfolgt die Generierung von Kreuzworträtseln 3 gemäß dem in Fig. 11 schematisch dargestellten Verfahren. Zunächst wird zumindest bei der ersten Benutzung ein statischer Lernkorpus aus einem permanenten Speicher 31 geladen. Zusätzlich wird ein dynamischer Lernkorpus in einem weiteren Schritt aus dem permanenten Speicher geladen. Der dynamische Lernkorpus wird im Rahmen der Benutzung dadurch verändert, daß nach dem Beginn des Kreuzworträtsels Zusatzinformationen zu allen Fragen innerhalb eines Bewertungsvektors gespeichert werden. Es handelt sich dabei beispielsweise um die Informationen, wie schnell innerhalb bei der Beantwortung eines Kreuzworträtsels eine Frage beantwortet wurde. Dabei erhalten die Fragen, die sofort also ohne Verwendung von irgendwelchen Querbezügen durch bereits ausgefüllte Frageworte beantwortet werden, eine höhere Bewertung als später eingegebene Lösungen usw. Es wird also in einfachster Ausgestaltung die Information gespeichert an wievielter Stelle ein Lösungswort eingegeben wird. Darüber hinaus wird in Verbindung mit dieser Bewertung abgespeichert, wie viele Buchstaben des Lösungswortes dabei bereits bekannt waren. Schließlich wird abgespeichert, ob dabei das Hilfemenü 22 eingesetzt wurde. Etwa erfolgte Falschbeantwortungen werden ebenfalls abgespeichert. Selbstverständlich stellen die vorstehend erläuterten Bewertungskriterien eine nicht abschließende und veränderbare Aufzählung der Bewertungsmöglichkeiten innerhalb der Erfindung dar.
Der skalare Wert des zu jeder Frage abgespeicherten Bewertungsvektors ist dann wiederum entscheidend für die Auswahl der Zusammenstellung weiterer Kreuzworträtsel. In einfachster Ausgestaltung werden sicher beherrschte Fragen nicht mehr gestellt, so daß hierdurch ein beständiger Lernerfolg des Benutzers sichergestellt ist. Nachdem der statische und dynamische Lernkorpus gemäß Fig. 11 geladen sind, wird zunächst der aktuelle Spielstand regeneriert, also beispielsweise das zuletzt ausgefüllte Kreuzworträtsel. Sollte das letzte Kreuzworträtsel bereits vollständig gelöst worden sein, wird durch Analyse des statischen und dynamischen Lernkorpus ein neues Kreuzworträtsel generiert. Beginnt dann der Benutzer sein Spiel, folgt gemäß den vorstehenden Regeln eine weitere Bearbeitung des dynamischen Lernkorpus und wird dann entsprechend verändert im permanenten Speicher 31 abgelegt wird.
Das vorstehend beschriebene und in Fig. 11 dargestellte Verfahren eignet sich beispielsweise hervorragend um eine Fremdsprache zu erlernen. Dabei wird ein vorgegebener Wortschatz derart erlernt, daß zu einem jeden Wort eine Menge von Fragen angelegt wird, wobei im ersten Schritt der Bewertung zunächst die sicher beherrschten Fragen und im Falle daß alle Fragen zu einem Lösungswort sicher beherrscht werden, auch Lösungsworte insgesamt ausgeschieden werden. Hierdurch ist für den Benutzer sichergestellt, daß er konsequent seinen Wortschatz verbessert, in dem ihm die beherrschten Lösungsworte nach und nach mit einem erhöhten Schwierigkeitsgrad angeboten und die gar nicht beherrschten Lösungsworte zunächst in einfacher Stufe weiter dargeboten werden. Dabei stellt das mögliche Erlernen von Sprachen nur eine mögliche Zielrichtung unter Verwendung der elektronischen Kreuzworträtselvorrichtung 1 dar. Alternativ können selbstverständlich auch sonstige beliebige Lernstoffe in einem Frage-/Antwortspiel das gemäß dem vorstehenden Verfahren dynamisch gestaltet wird, attraktiv und sicher erlernt werden. Durch die Verwendung von auswechselbaren Speichermedien können unterschiedlichste Lerninhalte generiert werden.
Der Lernerfolg kann durch eine Erfolgskontrollanzeige des bereits erlernten Teils des Lernkorpus didaktisch unterstützt werden. Weitere Merkmale wie etwa eine optische Markierung der bereits beantworteten Fragen oder eine Abfragemöglichkeit, ob das jeweilige Lösungswort auch richtig ist oder die Anzeige einzelner korrekten Buchstaben können den Rätselspaß steigern.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist auch vorstellbar, die elektronische Kreuzworträtselvorrichtung in Form eines Servers zu betreiben, der über eine Rechnernetzwerk, vorzugsweise das Internet angesprochen wird, wobei dann auf dem Server in Abhängigkeit von einem Benutzeraccount wie vorstehend beschrieben, dynamische Kreuzworträtsel angeboten werden. Dabei kann dieses Kreuzworträtselportal in Verbindung mit unterschiedlichen Vorrichtungen wie Personalcomputern, Hand-Held-Computern oder sonstigen Mobile- Devices, wie etwa Handy's betrieben werden.
Die vorstehend beschriebene elektronische Kreuzworträtselvorrichtung stellt somit eine Weiterentwicklung der elektronischen Kreuzworträtsel im Sinne eines erhöhten Bedienkomforts in Verbindung mit einer selbstlernenden Spieleinrichtung dar. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Elektronische Kreuzworträtselvorrichtung
2 Touch-Screen 50
3 Kreuzworträtsel
4 Frageblock
5 erster Frageabschnitt
6 zweiter Frageabschnitt
7 Eingabestift
8 Mikrofon
10 Lautsprecher
11 Bedienpanel
12 weitere Eingabeelemente
13 Gehäuse
14 zu beschriftende Felder
15 nicht zu beschriftende Felder
16 Bezugsziffern
17 Eingabe an Cursorpositionierung
18 direkte Feldbeschriftung
20 unmittelbare Fragestellung
21 Fragezeichen
22 Hilfemenü
23 Schriftzug
24 Knoten
25 Kante
26 Graph
27 Bounding-Box
28 konvexe Hülle
30 Lernkorpus
31 permanenter Speicher

Claims

1. Elektronische Kreuzworträtselvorrichtung mit wenigstens einer Eingabeeinheit, insbesondere zur Eingabe von Antworten, wenigstens eine Anzeige- und/oder Ausgabevorrichtung, insbesondere zur Darstellung von Kreuzworträtseln (3), einer Prozessoreinheit, insbesondere zum Vergleich von gespeicherten und eingegebenen Antworten und einer Speichereinheit, insbesondere zur Speicherung eines Lernkorpus (30), dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinheit, vorzugsweise einen Touch-Screen (2), mit einem Handschriftenerkennungstool und einem Eingabeinterpreter zur Unterscheidung zwischen den Eingabemodi;

- einer Cursorpositionierung und/oder einer Markierungseingabe,

- einer Eingabe an einer durch die jeweilige Cursorpositionierung vorgegebenen Stelle (17) oder

- eine direkte Feldbeschriftung (18) in ein zu beschriftendes Feld (14) des Kreuzworträtsels

versehen ist.

2. Elektronische Kreuzworträtselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Eingabeeinheit, vorzugsweise ein Mikrofon (8), mit einem Spracherkennungstool und einem Eingabeinterpreter zur Unterscheidung wenigstens zwischen den Eingabemodi;

- Antwort in Sprachform

- Steuerbefehl in Sprachform

versehen ist.

3. Elektronisches Kreuzworträtsel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Eingabeeinheit, vorzugsweise eine Tastatur und/oder Maus mit einem Eingabeinterpreter zur Unterscheidung zwischen den Eingabemodi

- Antworteingabe,

- Steuerbefehleingabe

versehen ist.

4. Elektronische Kreuzworträtselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingabeinterpreter jeweils mit einer Sonderzeichen- und/oder Sonderworterkennung zum Abruf von vorbestimmbaren Menüfunktionen versehen ist.

5. Elektronische Kreuzworträtselvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Menge vorgegebener Sonderzeichen, weitere Sonderzeichen benutzerseitig anlegbar sind.

6. Elektronische Kreuzworträtselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Speichereinheit abgelegte Lernkorpus (30) in einen für alle Benutzer gleichen und/oder unveränderlichen statischen Teil und in einen benutzerspezifischen und/oder während der Benutzung veränderlichen dynamischen Anteil unterteilt ist.

7. Verfahren zum Betrieb einer elektronischen Kreuzworträtselvorrichtung, die wenigstens eine Eingabeeinheit, insbesondere zur Eingabe von Antworten, wenigstens eine Anzeige und/oder Ausgabevorrichtung, insbesondere zur Darstellung von Kreuzworträtseln (3), eine Prozessoreinheit, insbesondere zum Vergleich von gespeicherten und eingegebenen Antworten und eine Speichereinheit zur Speicherung eines Lernkorpus (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine über die Eingabeeinheit, vorzugsweise einen Touch-Screen (2) erfolgte Eingabe zunächst einem Eingabeinterpreter zugeführt wird, der zunächst eine Unterscheidung zwischen den Eingabemodi einer Cursorpositionierung und/oder einer Markierungseingabe, einer Eingabe an einer durch die jeweilige Cursorpositionierung vorgegebenen Stelle (17) oder einer direkten Feldbeschriftung (18) in ein zu beschriftendes Feld (14) des Kreuzworträtsels (3) unterscheidet, in einem weiteren Schritt eine Zeichenerkennung durchgeführt wird und schließlich im Falle einer direkten Feldbeschriftung (18) das erkannte Zeichen einem zu beschriftenden Feld (14) des Kreuzworträtsels (3) zugeordnet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeichenerkennung und Zuordnung von Zeichen zu den zu beschriftenden Feldern (14) in nachfolgenden Schritten erfolgt;

- Erkennung von Schriftzügen (23)

- Aufteilung von erkannten Schriftzügen (23) in Gruppen

- Bewertung der Gruppen

- Bewertung der Gruppenaufteilung

- Gesamtbewertung der möglichen Aufteilungen

- Auswahl der Aufteilung mit der besten Gesamtbewertung

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichenerkennung unter Berücksichtigung der wenigstens drei nachfolgenden Randbedingungen vorgenommen wird;

- die Schriftzüge (23) einer Gruppe sind zeitlich benachbart

- die Schriftzüge (23) einer Gruppe sind räumlich benachbart

- jede Gruppe umfaßt mindestens einen und höchstens eine vorgebbare maximale Anzahl von Schriftzügen (23).

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichenerkennung und Feldzuordnung durch den Ansatz eines gerichteten azyklischen Graphen (26) beschreibbar ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung eines Zeichens bzw. einer Gruppe von Schriftzügen (23) zu einem Feld dadurch erfolgt, daß das Ausmaß der Überlappung eines erkannten Zeichens mit dem zu beschriftenden Feld (14) des Kreuzworträtsels (3) durch einen Gewichtungsfaktor λ beschrieben wird um eine skalare Bewertung unterschiedlicher Kriterien zu ermöglichen und durch den Vergleich der Bewertungen eine eindeutige Zuordnung festgelegt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem erkannten Zeichen bzw. zu jeder Gruppe von Schriftzügen (23) eine Hülle (27 oder 28), insbesondere das kleinste mögliche achsenparallele Rechteck und/oder das kleinste konvexe Polygon bestimmt und anschließend der Schwerpunkt jeder Hülle (27 oder 28) festgelegt wird und anhand der Lage des Schwerpunkts die Zuordnung zu einem zu beschriftenden Feld (14) des Kreuzworträtsels (3) festgelegt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Lernkorpus (30) die Gesamtheit aller Fragen und Antworten zur Generierung eines Kreuzworträtsels (3) umfaßt, wobei aus diesem Lernkorpus (30) eine vorbestimmte Anzahl von Kreuzworträtseln (3) unterschiedlichen Schwierigkeitsgrades erzeugbar ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, daß zu dem statischen Teil des Lernkorpus (30) während der Benutzung ein dynamischer Teil des Lernkorpus (30) dadurch erzeugt wird, daß das Benutzerverhalten, insbesondere wann und wie Antworten auf Fragen erfolgen, protokolliert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund einer Bewertung des protokollierten Benutzerverhaltens im dynamischen Teil des Lernkorpus (30) und somit Schwierigkeitsgrad der jeweils generierten Kreuzworträtsel (3) im Sinne einer Maximierung des Lernerfolgs ausgewählt wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer jeden Antwort mehrere Frage und/oder Hilfestellungen zugeordnet sind, die je nach Bewertung im dynamischen Teil des Lernkorpus (30) angeboten werden und/oder bedarfsweise abrufbar sind.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzworträtselvorrichtung gezielt als Fremdsprachenlerninstrument dadurch einsetzbar ist, daß der Lernkorpus (30) einen zu erlernenden Wortschatz umfaßt, der im Wege der aus dem Lernkorpus in Abhängigkeit vom Benutzerverhalten generierten Kreuzworträtsel (3) dynamisiert gezielt abgefragt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erfolgskontrollanzeige, insbesondere in Form einer Anzeige des bereits erlernten Prozentsatzes des Lernkorpus (30) in analogen und/oder grafischer Anzeige vorgesehen ist.