DE3228968C2 - Verfahren zum schritthaltenden Erkennen von handschriftlich erstellten Zeichen und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine "Vorrichtung zur Erstellung, Erkennung, Verarbeitung und Anzeige handschriftlicher Zeichen" wie Buchstaben, Ziffern, Rechensymbole, Musiknoten und sonstige graphische Symbole und ist vorzugsweise als Schreibstift ausgebildet, der ein Schreibsystem enthält, das aus einer Schreibspitze mit oder ohne Schreibsubstanzabgabe, einer Halterung für die Schreibspitze und/oder Sensoren besteht und das beim handschriftlichen Niederschreiben eines Zeichens, durch den Schreibvorgang gesteuert, bestimmte, für dieses Zeichen typische physikalische Zustandsfolgen erzeugt, die in einem Wandler in geeignete Signale umgesetzt werden und denen in einem Zeichenanalysator ein bestimmtes Zeichen aus einem endlichen Zeichenvorrat zugeordnet wird. Die vom Zeichenanalysator erkannten Zeichen können in einem Prozeß verarbeitet werden und die erkannten Zeichen und/oder Verarbeitungsergebnisse können zwischengspeichert, mittels eines Displays und/oder Tongenerators angezeigt werden. Die Vorrichtung kann Zusatzeinrichtungen enthalten, wie z.B. eine elektronische Uhr oder eine Kommunikationseinheit, die wie der Prozessor in ihren Funktionen über die niedergeschriebenen und erkannten Zeichen steuerbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I bzw. 7.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind dem Prinzip nach aus der CH-PS 5 85 437 bekannt. Hierbc' sind aber besondere Schreibunterlagen und besondere Schreibsysteme notwendig. Es wird mit Hilfe eines speziellen Schreibsystenis der Parameter Schreibgeräusch nach der beim Schreiben auf einer speziellen Schreibunterlage mit Rillenstruktur erzeugten Frequenz und dem Schreibdruck (Schwingungsamplitude) ausgewertet. Außerdem werden nur Unterschriftszüge und nicht einzelne Zeichen erkannt.

Die Verwendung aktiver Schreibunterlagen mit integrierten Sensoren ist u.a. im US-Patent No.39 62 679 beschrieben.

Als weitere spezielle Schreibsysteme sind bisher bekanntgeworden:

Exzentrisch gelagerte Schreibsysteme, Schreibsysteme mit integrierten Dehnungsmeßstreifen, Schreibfeder mit richtungsabhängigem Vibrationsverhalten und Doppelstrichschreibsystemc (vgl. US-PS 40 70 649; DE-OS 24 42 525; US-PS 39 62 679).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 7 zu schaffen, bei denen die schritlhaltcnde Erkennung handschriftlich erstellter Zeichen wie Buchstaben, Ziffern, Rechensymbole usw. mit geringem Aufwand möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patcntansp;uchs I b/.w. 7 angegebenen Maßnahmen b/w. Merkmale gelöst. Verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unleran Sprüchen gekennzeichnet.

Nachfolgend wirJ ein Ausiührungsbcispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt Bild 1 das Blockschaltbild des Schreibstiftes mit den

Funktionsteilen: Schreibsystem, Wandler, Zeichcnanaysator, Prozessor und Display.

Bild 2 das schwingungsfähige Schreibsystem (z. B. in Form eines Minenhalters mit Bleistiftmine), das starr mit dem Wandler (Mikrophon) verbunden ist.

Bild 3 den Zeichenvorrat des Stiftes für den Fall, daß sr als Rechenstift verwendet wird.

Bild 4 die beim Niederschreiben der Ziffern 1 und 2 im Schreibsystem und im Wandler (Mikrophon) entstehenden Geräuschimpulse.

Bild 5 die Schaltungsanordnung des Zeichenanalysators.

Bild 6a Schreibsystem mit mehreren (z. B. 4) um das Schreibsystem auf einer Kreisperipherie segmentartig angeordneten Wandlern (z. B. kapazitive Mikrophone) zur Ermittlung der jeweiligen Schreibrichtung.

Bild 6b Schreibsystem (z. B. Bleistift) mit nur 2 um das Schreibsysiem senkrecht zueinander angeordneten Wandlern (z. B. Mikrophone) zur Ermittlung der jeweiligen Schreibrichtung.

Diese Vorrichtung ist vorzugsweise als Schreibstift ausgebildet, der neben dem Schreibsystem a.ch die übrigen Funktionseinheiten wie Wandler, Zeichenanalysator. Prozessor und Speicher, die Anzeigeeinrichtungen wie Display und Tongenerator und die Zusatzeinrichtungen wie z. B. eine elektronische Uhr enthält (vgl. Bild 1).

In Bild 1 ist ein Blockschaltbild des Schreibstiftes mit den oben genannten Funktionseinheiten und Anzeigevorrichtungen sowie einer Stromversorgung SV wiedergegeben.

Neben diesen für die Funktion wichtigen Teilen enthält der Schreibstift im Bedarfsfall bestimmte Bedienelemente Bi, zusätzliche Anzeigeelemente wie z. B. Signallämpchen sowie Anschlußmöglichkeiten Ai zu anderen Geräten.

Es ist auch möglich, im Schreibstift Zusatzeinrichtungen ZE wie z. B. eine elektronische Uhr unterzubringen.

Die Schnittstellen Si zwischen den Funktionseinheiten bzw. zwisciien Funktionseinheiten und Anzeigevorrichtungen können für mechanische, elektrische, magnetische oder optische Signalübertragung ausgebildet sein.

Das an einem Ende des Schreibstiftes befindliche Schreibsystem besteht im einfachsten Fall aus einer Haltevorrichtung für einen üblichen Schreibeinsatz wie z. B. eine Bleistiftmine, eine Schreibkreide, ein Kugelschreibersystem, ein Filzschreibersystem, eine Tintenfeder oder ein Tintenröhrchen.

Bild 2 zeigt als Beispiel ein derartiges Schreibsystem. Es ist starr mit dem Wandler verbunden, der beispielsweise als kleines Mikrophon M und Kontakt K ausgebildet ist, wodurch eine mechanische Kopplung zwischen dem Schreibsysiem und dem Wandler entsteht. Schreibsystem und Wandler sind dadurch zu einer Funktionseinheit zusammengefaßt. Diese kombinierte Funktionseinheit ist im Schreibstift so eingebaut, daß sie in Längsrichtung etwas verschoben werden kann. Diese Verschiebungsmöglichkeit ist so bemessen, daß beim Schreiben bzw. Aufsetzen des Stiftes auf die Schreibunterlage der Kontakt K geschlossen wird und beim Absetzen des Stiftes der Kontakt K durch seine Federkraft sich selbst wieder öffnet. Der Kontakt K des Schreibsystems ist über die Leitungen a und b mit dem Zeichenaitalysator verbunden.

Beim Schreiben eines Zeichens entstehen durch die Reibung zwischen Schreibunterlage (z. B. Schreibpapier oder Wandtafel) und Stiftspitze Schwingungen im Schreibsystem, die direkt auf das Mikrophon, das z. B. nach dem piezoelektrischen Prinzip arbeitet, übertragen werden. Das Mikrophon wandelt die mechanischen Schwingungen in elektrische Schwingungen um und gibt diese über die Leitungen c und d ebenfalls an den Zeichenanalysator weiter.

Bild 3 zeigt als Beispiel den Zeichenvorrat des Schreibstiftes für den Fall, daß er als Rechenstift verwendet wird. Zur leichteren Unterscheidung der einzelnen Ziffern und Symbole für Rechenoperationen wird eine Normschrift verwendet. Bei der als Beispiel gezeigten Normschrift wird jede Ziffer in einem Zuge. d. h. ohne Absetzen niedergeschrieben, beginnend an einer bestimmten Stelle, die im Bild mit einem Pfeil gekennzeichneiist.

Diese Normschrift ermöglicht es, bei den in einem Zuge geschriebenen Ziffern z. B. zu unterscheiden, ob der Anfangsstrich bis zur ersten scharfen Richtungsänderung innerhalb des Ziffernzuges kurz (k) oder lang (1) ist. Weiterhin kann beispielsweise die Gesamtzahl (z) der Striche je Ziffer festgestellt werden, -Mobei die Länge der einzelnen Striche ohne Bedeutung ist.

Durch jeden Strich innerhalb einer Ziffer wird im Schreibsystem bzw. im Mikrophon ein aus Schwingungen bestehender Geräuschimpuls erzeugt, dessen Dauer der Schreibdauer des Striches entspricht Während einer scharfen Richtungsänderung, die zwei aufeinanderfolgende Striche trennt, verschwinden kurzzeitig die Schwingungen.

Bild 4 zeigt zur Veranschauiichung die beim Niederschreiben der Ziffern 1 und 2 im Schreibsystem bzw. im Wandler (Mikrophon) entstehenden Geräuschimpulse. Beide Ziffern enthalten zwei (z = 2) durch eine scharfe Richtungsänderung getrennte Striche, wodurch zwei voneinander getrennte Geräuschimpulse entstehen. Die Ziffer 1 beginnt mit einem kurzen Anfangstrich bzw. Geräuschimpuls (k), die Ziffer 2 beginnt mit einem langen Anfangstrich bzw. Geräuschimpuls (I). Während des Niederschreibens der Ziffern 1 und 2 schließt der Kontakt K für die Dauer ik.

In r'jgekür/.tcr Form können beide Ziffern folgendermaßen gekennzeichnet werden:

Die Anfangsklammer bedeutet Aufsetzen der Schreibspilze auf die Schreibunterlage bzw. Schließen des Kontaktes K bei Beginn der Niederschrift der Ziffer.

so Die Endklammer bedeutet Abheben des Stiftes bzw. öffnen des Koniaktes K nach der Niederschrift der Ziffer.

Die 5^mbole der Rechenoperationen wie z. B. =, + und χ können nicht wie die Ziffern ohne Absetzen in einem Zuge geschrieL cn werden. Komplizierte Symboie für Rechenoperationen wie z. B. Sinus, Cosinus, Wurzel und Quadrat lassen sich, wenn man sie z. B. mit S, C, yTund q abkürzt, in einem Zuge schreiben, sind aber dann verwechselbai oder identisch mit den Ziffern.

bo Auch das Komma und das Minuszeichen wären verwechselbar oder identisch mit den Ziffern. Auch das Komma und das Minuszeichen wären verwechselbar, da beide aus einem kurzen Strich bestehen. Zur Vermeidung derartiger Verwechslungen werden bestimmte

bi Symbole für Rechenoperationen mit einem Kreis umrandet, der zeitlich vor dem jeweiligen Symbol geschrieben wird. So z. B. wird das Minuszeichen mit einem Kreis (langer Strich) umrandet und damit eindeutig vom

Komma unterschieden.

Die nachfolgende Tabelle zeigt /ur Veranschaulichung die unterschiedliche Kennzeichnung aller im Beispiel verwendeten Ziffern und Rechensymbole (vgl. Bild 3):

1 .	. . (Jt ζ - 2)
2 .	- - (/. ζ = 2)
3 .	. . (K ζ = 4)
4 .	■ - (I. ζ = 3)
5 .	- - (Jt ζ = 5)
6 .	.. {I. Z-S)
7 .	-. (Jt ζ = 3)
8 .	. - (/. ζ = 7)
9 .	- - (K ζ = 6)
O .	- · (/, ζ = 4)
	-- (k)

(DU)(I)

In Bild 5 ist als Beispiel eine Schaltungsanordnung für einen Zeichenanalysator wiedergegeben, mit der die unterschiedlich gekennzeichneten Ziffern und Rechensymbole identifiziert werden können. Die Schaltungsanordnung bewertet dabei die vom Mikrophon M und vom Kontakt K abgegebenen Signale. Die vom Mikrophon Mabgegebenen Geräuschimpulse werden mit Hilfe einer Gleich! ichteranordnung in Gleichstromimpulse umgewandelt.

Das UND-Glied G 21 bewirkt, daß nur Gleichstromimpulse zu den Zählern Z1 und Z2 übertragen werden. wenn zugleich der Kontakt K geschlossen ist, d. h. wenn die Schreibspitze beim Schreiben auf die Schreibunterlage aufgedrückt wird.

Mit dem Zähier Zl wird unterschieden, ob der Anlangstrich des niedergeschriebenen Zeichens bzw. der durch ihn entstehende Gleichstromimpuls kurz oder lang ist. Dies wird erreicht mit einem geeigneten Takt T. der mit dem Gleichstromimpuls und dem Potential des Ausganges 1 des Zählers Z2 an das UND-Glied G22 angelegt wird. Bei kurzem Gleichstromimpuls bzw. Anfangstrich wird der Zähler Z1 durch den Takt T maximal bis zum Ausgang 3 fortgeschaltet, wobei das ODER-Glied G 23 das Merkmal kurz (k) abgibt. Bei einem langen Gleichstromimpuls bzw. Anfangstrich wird der Zähler mindestens bis zum Ausgang 5 fortgesetzt und das ODER-Glied G 24 gibt das Merkmal lang (I) ab. Zur feineren Differenzierung zwischen kurzem und langem Anfangstrich kann auch ein schnellerer

ο Takt verwendet werden und ein Zähier mit entsprechend höherem Zählerstand. Der Zähler ZX, der kurze von langen Anfangstrichen unterscheidet, kann auf ein durchschnittliches .Schreibverhalten fest eingestellt sein. so daß sich der Benutzer daran anpassen muß. Es ist

to aber auch möglich, den Zähler auf die individuelle Dauer der kurzen und langen Striche einzustellen.

Es ist auch möglich, die Strichlängen innerhalb jedes einzelnen Zeichens relativ zu bewerten. Hierzu ist es erforderlich, die innerhalb jedes Zeichens auftretenden

Γ) Strichlängenangaben zwischenzuspeichern und vergleichend zu bewerten.

Mit dem Zähler Z 2 wird die Zahl ζ der in einem Zeichen enthaltenen Striche bzw. die daraus entstehenden G'cK'huromimnulse / unabhängig von ihrer Dauer gezählt. Nachdem ein Zeichen, z. B. eine Ziffer, fertig geschrieben ist, wird die Schreibspitze von der Schreibunterlage abgehoben, wodurch der Kontakt K öffnet. Das Ncgierungs-Glicd mit der nachgeschalteten monoslabilen Kippstufe MA' 1 erzeugen beim öffnen des Kontaktes K einen Stromimpuls (E), der das Ende der Niederschrift des Zeichens anzeigt. Nach der Niederschriii z. B. der Ziffer 3 mit kurzem Anfangstrich bzw. Impuls :>nd insgesamt vier Strichen bzw. Impulsen (vgl. Bild 3) werden der Ausgang des ODER-Glieds G 23 (k)

so und der Ausgang 4 des Zählers Z2 auf Potential I gesetzt. Zusammen mit dem nach Niederschrift der Ziffer 3 am Ausgang der monosiabilen Kippstufe MK 1 kurzzeitig entstehenden I-Potcntials wird das UND-Glied G3 und als Folge davon das UND-Glied G35 durchlässig, womit die Ziffer 3 identifiziert ist und über den Ausgang des UND-Glieds G 35 ein 1-Potential zum Prozessor abgegeben werden kann. Bei Niederschrift ι. B. der Ziffer 4 mit langem Anfangsimpuls und insgesamt 3 Impulsen werden die Ausgänge des ODER-Glieds G 24 (l)una die der UND-Glied G 4 und C 34 auf Potential 1 geschaltet. Die Ziffern 0. 9. 8 ... I werden über die Ausgänge der UND-Glieder G28 bis G37 angezeigt. Bei der Niederschrift eines Kommas, das aus einem kurzen Strich bzw. impuls besteht, geben der Ausgang des UND-Glieds G 23 und der Ausgang 1 des Zählers Z 2 das Potential 1 ab. Mit dem von der monostabilcn Kippstufe MK X abgegebenen kurzen Impuls wird das UND-Glied G25 durchlässig und der Zähler Z3 gibt auf Ausgang 1 das Potential 1 ab. Damit wird die bistabile Kippstufe BK 3 umgeschaltet und gibt das Potential 1 ab. Die monostabile Kippstufe Λ·.ίί4 erzeugt einen kurzen Impuls, mit dem über das ODER-Glied G 27 der Zähler Z2 zurückgeschaltet wird. Nach dem Komma folgt in der Regel eine Ziffer, wodurch der Zähler Z2 mindestens bis Ausgang 2 geschaltet wird. Dieser gibt das Potential 1 ab. wodurch der Ausgang des UND-Glieds G 15 ebenfalls Potential 1 abgibt und damit dem Prozessor die Erkennung des Kommazeichens anzeigt. Beim Niederschreiben des Gleichheits-

bo zeichens wird der Zähler Z3 bis zum Ausgang 2 geschaltet und das Gleichheitszeichen über das Glied G 16 angezeigt. Die übrigen Zeichen für Rechensymbole werden mit einem Kreis (langer Strich) umrandet, dei zeitlich vor dem Symbol geschrieben wird. Durch der

fts langen Strich bzw. Impuls des Kreises wird über da; UND-Glied G 26 der Zähler Z4 auf Ausgang 1 geschaltet Die Kippstufe BK 1 wird umgeschaltet, so daß dei obere Ausgang Potential I abgibt- Damit wird an di<

Hingänge der UND-Glieder CU. C 12. C 13, C 14, G 17. C 18. C 19 und G 20 das Potential I vorbereitend ungelegt. Die nachfolgende Analyse des Minus- und Plus-7.eichens sowie des Geteilt- und Malzeichens läuft vergleichsweise wie die Analyse des Kommas und des Gleichheitszeichens ab. Die nachfolgende Analyse der Rcchensyir^ole Quadrat, Wurzel, Cosinus und Sinus wird durchgeführt auf der Basis der Analyse der Ziffern 2.3. 7 und 5.

Ein jedes mal, wenn der Zeichenanalysator ein erkanntes Zeichen zum Prozessor meldet und dieses Zeichen im Prozessor empfangen wurde, sendet der Prozessor ein Rückstellsignal R zum Zeichenanalysator, womit dort alle bistabilen Kippstufen und Zähler ir. ihre Ruhelage geschaltet werden.

In Abwandlung des in Bild 2 als Beispiel gezeigten Schreibsystems ist es auch möglich, als einzigen Wandler nur das Mikrophon zu benutzen. Hierbei könnte auch die in Bild 3 gezeigte Normschrift benutzt werden, unter der Voraussetzung, daß die zwischen dem Niederschreiben von zwei Zeichen ablaufende Zeit im Zeichenanalysator gemessen wird und damit das Ende des einen Zeichens und der Beginn des nächsten Zeichens bestimmt wird. Abgesehen von dieser Zeitmessung, die die Funktion des Kontaktes K ersetzt, könnte der Zeichenanalysator prinzipiell den gleichen Schaltungsaufbau aufweisen wie in Bild 5.

In Abwandlung des beschriebenen Verfahrens, wobei die vom Schreibsystem erzeugten und vom Mikrophon abgegebenen Geräuschimpulse nach ihrer Dauer und Anzahl bewertet werden, ist es auch möglich, die in den Geräuschimpulsen enthaltenen Ficquenzanteile zu untersuchen. Diese sind unterschiedlich bei kurzen und langen Strichen, bei gebogenen Strichen und bei der Richtungsänderung zwischen aufeinanderfolgenden Strichen. Mit der Frequenzanalyse der Geräuschimpulse zusätzlich zur Bestimmung ihrer Dauer und ihrer Anzahl lassen sich differenziertere Zeichen erkennen bzw. Zeichen aus einem größeren Zeichenvorrat bestimmen, so z. B. das Alphabet, verschiedene Intcrpunktierungszeichen sowie Ziffern und Rechensymbole. Der gesamte Zeichenvorrat kann z. B. als Normschrift mit Regeln für die Darstellung der Zeichen mit kurzen und langen, geraden und gebogenen Strichen und für die Reihenfolge der Striche sowie für die Art der Aneinanderreihung der Striche mit oder ohne Absetzen festgelegt sein.

Es ist prinzipiell auch möglich, ohne Verwendung einer Normschrift die Zeichen auf individuelle Weise niederzuschreiben. Das dabei vom Wandler je Zeichen abgegebene Signalmuster, bestehend aus Kontaktimpulsen und/oder Geräuschimpulsen mit ihrer jeweiligen Dauer und ihrem jeweiligen Frequenzgehalt wird in einem dem Zeichenanalysator zugeordneten Speicher zwischengespeichert. Diese Prozedur wird einmal vor der ersten Inbetriebnahme des Stiftes durchgeführt. Nach diesem Eingabevorgang stehen die Zeichenmuster aller Zeichen des Zeichenvorrates in bestimmten Zellen und dienen von da an als Vergleichsnormal. Bei jedem im Betrieb des Schreibstiftes geschriebenen Zeichen wird das dabei entstehende Signalmuster mit den eingespeicherten Signalmustern verglichen und als Zeichen dasjenige ausgegeben und auf dem Display angezeigt, das die größte Übereinstimmung aufweist Bei diesem Verfahren lernt der Zeichenanalysator des Schreibstiftes gleichsam die individuellen Merkmale der Handschrift im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Verfahren, bei denen der Benutzer des Schreibstiftes die Normschrift lernen muß.

Im Prozessor werden die empfangenen Zeichen in bekannter Weise /.wischengespeichert, zum Zwecke der Anzeige an das Display weitergesendet und im Bedarfsfalle zusammen mit anderen bereits empfangenen Zeichen zu F.rgebnissen verarbeitet, die auch zum Display /.weeks Anzeige wciicrgesendct werden. Es ist auch möglich, die im Prozessor empfangenen Zeichen bzw. die im Prozessor ermittelten Ergebnisse in einen Notiz-

H) speicher einzuschreiben, von wo sie bei Bedarf wieder ausgelesen werden können Weiterhin ist es möglich, die im Prozessor empfangenen Zeichen bzw. die Verarbeitungsergebnisse statt auf dem Display oder zusätzlich zum Display mit Hilfe eines Tongenerators akustisch anzuzeigen. Außerdem ist es möglich, den Zustand, daß der Zeichenanalysator ein Zeichen nicht erkennen kann, mit Hilfe des Tongcncrators akustisch anzuzeigen.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, mit Hilfe bestimmter niedergeschriebener Zeichen, die vom Zeichenanalysator erkannt und zum Prozessor weitergesendet werden, die Funktion von einer im Schreibstift enthaltenen Zusatzeinrichtung wie z. B. einer elektronischen Uhr zu steuern. So kann beispielsweise die Uhr auf die durch die niedergeschriebenen Zeichen beschriebenc Uhrzeit eingestellt werden.

Außerdem ist es möglich, den Arbeitsmodus des Prozessors durch bestimmte niedergeschriebene Zeichen zu steuern. Beispielsweise kann der Prozessor durch bestimmte niedergeschriebene Symbole auf den Ar-

jo beitsmodus Rechnen oder auf den Arbeitsmodus Textnotiz eingestellt werden.

In Abwandlung und Ergänzung der Erfindung kann der Prozessor derart programmiert sein, daß erst ein spezifischer mit dem Stift geschriebener Zeichencode oder ein definierter Schriftzug eingegeben werden muß, um die weiteren Funktionen der Anordnung nutzen zu können.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, die Schnittstellen 5/ zwischen den Funktionseinheiten als Anschlüsse von außen zugängig zu machen (vgl. Bild 1). Damit ist es möglich, die von den Funktionseinheiten abgegebenen Signale auch zu räumlich abgesetzten Geräten zu übertragen. So ist es beispielsweise möglich, die vom Zeichenanalysator erkannten Zeichen auch zu räumlich abgesetzten Prozessoren oder Informationsspeichern zu übertragen.

In Erweiterung der Erfindung ist es auch möglich, den Schreibstift über geeignete Anschlüsse als Sender und Empfänger an ein Nachrichtennetz anzuschließen. So ist

so es beispielsweise möglich, die vom Wandler abgegebenen elektrischen Geräuschimpulse innerhalb des Fernsprechnetzes zu übertragen bzw. im Zeichenanalysator elektrische Geräuschimpulse aus dem Fernsprechnetz zu empfangen. Im Zusammenhang damit ist es auch möglich, den Verbindungsaufbau durch Niederschreiben der Rufnummer zu steuern.

Es ist auch möglich, daß der Schreibstift nur das Schreibsystem enthält und alle übrigen Funktionseinheiten wie Wandler, Zeichenanalysator, Prozessor, Spei-

bo eher und Display außerhalb des Stiftes in einem separaten Gerät untergebracht sind. Der Schreibstift kann in diesem Falle ein einfacher Bleistift oder Kugelschreiber oder eine Kreide sein. Stellt man das separate Gerät mit den ausgelagerten Funktionseinheiten auf die selbe

b5 Tischplatte, auf der mit dem Schreibstift Papier beschrieben wird, und ist das separate Gerät so ausgeführt, daß es in seiner Bodenfläche ein Mikrophon enthält zur Aufnahme der Schreibgeräusche, so dient die Tischplat-

te als mechanisches Übertragungsmedium zwischen dem Schreibsysiem des Stiftes und dem als Wandler wirkenden Mikrophon des separaten Gerätes. In gleicher Weise ist es möglich, z. B. mit Kreide auf einer Tafel zu schreiben und die dabei entstehenden Schreib- > geräusche in einem separaten, auf der Tafel haftenden Gerät zu empfangen, zu bewerten und anzuzeigen. Das separate Ger;.i kann beispielsweise in Form einer elektronischen Armbanduhr mit Display und Tongenerator ausgeführt sein.

Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendete Schreibparameter sind: Anzahl und Dauer der Schreibgeräuschimpulsc und Schreibpausen während des Niederschreibens eines Zeichens, Schreibpausen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeichen und die r> Frequenzanteile innerhalb der Schreibgeräuschimpulsc. Zur Erweiterung des Zeichenvorrates kann durch Bewertung der Polarisationsebene der Sehreibschwingungsn die Schreibrich'.ung b?w flip Schreibrichtunesänderung ermittelt werden.

Hierbei werden anstelle eines einzigen Mikrofons mehrere Mikrofone um das Schreibsystem auf einer Kreisperipherie angeordnet (Bild 6a). Die Zahl der Mikrofone auf der Kreisperipherie entscheidet über die Feinheit der Analyse der Schreibrichtung (Beispiel Bild 6a: kapazitives Mikrofon). Zur Erkennung der Polarisationsebene der Schreibschwingungen und damit der Schreibrichtung sind mindestens zwei zueinander senkrecht am Schreibsystem angeordnete Mikrofone Ml und M2 erforderlich (Bild 6b). Bei dieser Anord- jo nung werden je nach Schreibrichtung und dadurch erzeugter Polarisierung der Schwingungsebene in den Mikrofonen Mi und M2 unterschiedliche Schwingungsamplituden erzeugt. Bei einer Schreibrichtung die vom Zentrum des Schreibsystems in Richtung zum Mikrofon M 1 verläuft, wird im Mikrofon M1 die größere Schwingungsamplitude erzeugt. Bei einer dazu senkrechten Schreibrichtung wird im Mikrofon M2 die größere Schwingungsamplitude erzeugt. Bei dazu diagonalen Schreibrichtungen entstehen in den Mikrofonen M 1 und M2 etwa gleiche Schwingungsamplituden.

Um es bei Systeme.·?, die auf einer Auswertung des Schreibparameters »Schreibrichtung« beruhen, zu vermeiden, daß eine bestimmte Ausgangsposition des Stiftes eingehalten werden muß, können vorzugsweise alle Peripheriesensoren (Mikrofone) individuell gekennzeichnet und bezüglich der Auswertung gleichberechtigt sein, wobei eine zusätzliche Schaltung dafür sorgt, daß lediglich die Richtungsänderungen zur Auswertung zum Analysator weitergereicht werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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60

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum schritlhalienden Erkennen von handschriftlich ersteilten Zeichen bei dem das durch ι Reibung zwischen einer Schreibspitze und einer Schreibfläche entstehende Schrcibgcräusch über einen Wandler in elektrische Signale umgesetzt wird und diese Signale ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß keine spezielle Schreib- in unterlage erforderlich ist, daß als Schreibgerät übliche schwingungsfähige Schreibsystemc wie Bleistift, Kugelschreiber, Tafelkreidc, Filzstift usw. verwendet werden, und daß die Dauer von Schreibgeräuschimpulsen und dazwischenliegenden Pausen sowie deren jeweilige Anzahl für die Auswertung ermittelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb eines Zeichens aufiretenden Strichlängenangaben nach Zwischenspeicherung derselben verglichen werden und damit eine relative Unterscheidung der in einem Zeichen enthaltenen langen und kurzen Striche möglich ist.

3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene in den Schreibgeräuschsignalen enthaltene Frequenzteile bewertet werden können.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibgeräusche durch mehrere Wandler aufgenommen jo werden, dis um die Längsachse des Schreibsystems in verschiedenen Winkeln angeordnet sind und hieraus die Schreibrichfangswi:-.kel und die Folge von Winkeln bei der Schrelbri.chtungsänderung ermittelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erkennung der Schreibrichtung nur zwei zueinander senkrecht am Schreibsysiem angebrachte Wandler verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus mehreren von einer Person erstellten Signalfolgen, die dasselbe geschriebene Zeichen repräsentieren, ein typisches Signalmuster ermittelt wird, das im Weiteren dann als Vergleichsmaßstab für den Erkennungsvorgang dient.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum schritthaltenden Erkennen von handschriftlich ersteilten Zeichen, bei der das durch Reibung zwischen einer Schreibspitze und einer Schreibfläche entstehende Schreibgeräusch über einen Wandler in elektrische Signale umgesetzt wird und diese Signale in einem Analysator ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß keine spezielle Schreibunterlage erforderlich ist, daß als Schreibgerät übliche schwingungsfähige Schreibsysteme wie Bleistift, Kugelschreiber, Tafclkreide, Filzstift usw. verwendet werden, und daß der Analysator zeitmessende Schaltungsteile enthält, welche die von einem oder mehreren Wandlern (/. B. Mi- ho krophone) erfaßte Dauer von Schrcibgcräuschimpulsen und dazwischenliegenden Pausen und deren jeweilige Anzahl für die Auswertung ermitteln.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichne¹, daß der Zcichcnanalysator frequenzsclek- ηί live Empfangseinrichtungen enthüll.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder δ. dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines WancMcrs mehrere Wandler segmenuiriig um das Schreibsystem auf einer Kreisperipherie angeordnet sind (Bild 6a), wobei die Anzahl der Wandler über die Feinheit der Richtungsbestimmung entscheidet und jeder Wandler eindeutig einem Schreibrichtungswinkel zugeordnet ist. so daß die Wandler eine Folge von Signalen abgeben, die eindeutig einer Folge von Schreibrichtungen entspricht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dad-irch gekennzeichnet, daß für die Erkennung der Schreibrichtung nur zwei zueinander senkrecht am Schreibsystem angebrachte Mikrophone M\ und M2 verwendet werden (Bild 6b).

11. Vorrichtung nach einer der Ansprüche 7 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler direkt am oder im Schreibsystem angebracht sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibstift lediglich das Schreibsystem enthält und die übrigen Funktionseinheiten einschließlich Anzeige- und Zusatzeinrichtungen in einem separaten Gerät untergebracht sind, welches auf der gleichen Tischplatte oder Tafel haftet, auf der mit dem Schreibstift geschrieben wird, so daß die Tischplatte oder die Tafel als mechanisches Übertragungsmedium zwischen dem Schreibsystem und dem als Wandler wirkenden Mikrophon dej separaten Gerätes dient.