FR2831303A3 - Method for recognition of characters drawn on a tactile screen using a stylus, whereby input characters are vectorized and compared with pre-stored characters resulting in a reduction in the amount of data to process - Google Patents
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Abstract
Description
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"PROCEDE DE RECONNAISSANCE DE CARACTERES"
La présente invention se rapporte à un procédé de reconnaissance de caractères à partir d'une trace réalisée sur un écran tactile d'un ordinateur de poche par exemple. "CHARACTER RECOGNITION PROCESS"
The present invention relates to a method for recognizing characters from a trace made on a touch screen of a handheld computer for example.
Un ordinateur de poche ou assistant numérique personnel, présente généralement un écran tactile sur lequel l'utilisateur peut saisir de façon naturelle au moyen d'un stylet un ensemble de caractères : lettres, chiffres... D'une façon générale, au niveau de la programmation le stylet est équivalent à une souris d'un micro-ordinateur conventionnel. La trace laissée par ce stylet doit être détectée puis analysée afin d'en déduire un caractère pré-déterminé. Habituellement, on utilise un algorithme qui représente la trace réalisée sous forme d'une suite de points ordonnés. Un traitement est alors effectué sur l'ensemble des points de façon à approximer un caractère pré-déterminé. Or, un tel traitement fait intervenir une suite de points d'une très grande taille ce qui rend l'algorithme complexe et lent. A handheld computer or personal digital assistant generally has a touch screen on which the user can enter naturally using a stylus a set of characters: letters, numbers ... Generally speaking, at the level of programming the stylus is equivalent to a mouse from a conventional microcomputer. The trace left by this stylus must be detected and then analyzed in order to deduce a predetermined character. Usually, an algorithm is used which represents the trace carried out in the form of a sequence of ordered points. Processing is then carried out on all of the points so as to approximate a predetermined character. However, such processing involves a series of very large points which makes the algorithm complex and slow.
La présente invention à pour objet de simplifier un tel algorithme en limitant la quantité de données à traiter. The object of the present invention is to simplify such an algorithm by limiting the amount of data to be processed.
La présente invention à également pour objet un nouveau procédé de reconnaissance de caractères présentant un traitement rapide et applicable pour tout type de tailles de caractères. The present invention also relates to a new method of character recognition having rapid processing and applicable for all types of character sizes.
L'invention propose donc un procédé de reconnaissance de caractères à partir d'une trace réalisée sur écran tactile. Avantageusement, ce procédé comprend : - une première étape de création de listes dans lesquelles on répertorie les coordonnées de l'ensemble des points composant la trace, - une seconde étape de vectorisation au cours de laquelle on définit un ensemble de vecteurs le long de cette trace, - une troisième étape de standardisation au cours de laquelle on traite l'ensemble des vecteurs ainsi définis de façon à aboutir à un nombre de vecteurs prédéterminé, et - une quatrième étape de reconnaissance au cours de laquelle on compare les vecteurs définis pour la trace avec un ensemble de The invention therefore proposes a method for recognizing characters from a trace produced on a touch screen. Advantageously, this method comprises: - a first step of creating lists in which the coordinates of the set of points making up the trace are listed, - a second vectoring step during which a set of vectors is defined along this trace, - a third standardization step during which all the vectors thus defined are processed so as to result in a predetermined number of vectors, and - a fourth recognition step during which the vectors defined for the trace with a set of
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vecteurs prédéfinis d'un même caractère, la comparaison étant effectuée pour chaque caractère préalablement saisie par un utilisateur et vectorisé selon la seconde étape, la trace étant assimilé à un caractère pour lequel la comparaison présente une erreur minimum. predefined vectors of the same character, the comparison being carried out for each character previously entered by a user and vectorized according to the second step, the trace being assimilated to a character for which the comparison presents a minimum error.
En d'autres termes, à chaque suite de coordonnées de points pour une trace donnée, on va associer un ensemble ordonné de vecteurs composant le squelette de cette trace. Donc, au lieu d'utiliser la représentation conventionnelle par points, on utilise une représentation vectorielle selon l'invention. Pour démontrer l'efficacité d'une telle approche, il faut savoir que une image ou trace d'une lettre nécessite environ 150x150 points, soit 22500 bits. Pour la même image l'ensemble des vecteurs nécessite seulement 8 points. Cette représentation selon l'invention permet également de représenter de la même manière des images semblables de tailles différentes. In other words, with each series of point coordinates for a given trace, we will associate an ordered set of vectors making up the skeleton of this trace. Therefore, instead of using the conventional representation by points, a vector representation according to the invention is used. To demonstrate the effectiveness of such an approach, you should know that an image or trace of a letter requires approximately 150x150 points, or 22,500 bits. For the same image the set of vectors requires only 8 points. This representation according to the invention also makes it possible to represent similar images of different sizes in the same way.
Les vecteurs prédéfinis peuvent provenir d'une phase d'apprentissage préalable au cours de laquelle on demande à l'utilisateur d'entrer tous les caractères. On associe un ensemble de vecteurs à chaque caractère saisi, de la même manière que la seconde étape, et on stocke ces vecteurs prédéfinis dans une base de données. Puis, on utilise cette base pour effectuer la reconnaissance au cours d'une phase d'utilisation. The predefined vectors can come from a prior learning phase during which the user is asked to enter all the characters. We associate a set of vectors with each character entered, in the same way as the second step, and we store these predefined vectors in a database. Then, this base is used to carry out the recognition during a phase of use.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, chaque liste correspond à un contour connexe, c'est-à-dire que les points dont les coordonnées sont inscrites dans une même liste correspondent à une partie connexe de la trace. According to an advantageous characteristic of the invention, each list corresponds to a connected contour, that is to say that the points whose coordinates are entered in the same list correspond to a connected part of the trace.
Avantageusement, au cours de la première étape, on commence au début de la trace et on continue en avançant le long de cette trace. Dès qu'il y a une discontinuité, on entame une nouvelle liste. Advantageously, during the first step, we start at the start of the track and continue by advancing along this track. As soon as there is a discontinuity, we start a new list.
Plus précisément, la vectorisation consiste, en partant du point de départ de la trace et pour chaque liste créée, à définir un vecteur pour chaque changement soudain de direction ou chaque diminution de norme vectorielle. En fait, on effectue l'association de l'image de la trace à un ensemble de vecteurs. More precisely, vectorization consists, starting from the starting point of the trace and for each list created, in defining a vector for each sudden change of direction or each decrease in vector norm. In fact, the image of the trace is associated with a set of vectors.
On commence la création des vecteurs à partir du début des listes des points des contours. On fait des parcours selon le contour, et on s'arrête au moment où la courbe, représentant le contour graphiquement, tourne d'une manière brusque, We start the creation of vectors from the beginning of the lists of contour points. We make routes according to the contour, and we stop at the moment when the curve, representing the contour graphically, turns abruptly,
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c'est-à-dire un changement soudain de direction ou bien une diminution de norme vectorielle. C'est alors que l'on entame la création d'un nouveau vecteur. that is to say a sudden change of direction or a decrease in vector norm. This is when we start creating a new vector.
Selon un mode mise en ouvre avantageux de l'invention, au cours de la troisième étape de standardisation, si le nombre des vecteurs définis est supérieur au nombre prédéterminé, on supprime les vecteurs définis les plus courts. Par contre, si le nombre des vecteurs définis est inférieur au nombre prédéterminé, on répète l'algorithme suivant autant de fois que la différence entre le nombre des vecteurs définis et le nombre prédéterminé : - on choisit le vecteur le plus long, et - on le partitionne en deux nouveaux vecteurs colinéaires et de même sens. According to an advantageous embodiment of the invention, during the third standardization step, if the number of defined vectors is greater than the predetermined number, the shortest defined vectors are deleted. On the other hand, if the number of defined vectors is less than the predetermined number, the following algorithm is repeated as many times as the difference between the number of defined vectors and the predetermined number: - we choose the longest vector, and - we partition it into two new collinear vectors of the same direction.
Cette troisième étape est une étape de normalisation des vecteurs définis, de façon à standardiser ladite trace et à obtenir un ensemble de points se situant dans le carré [0, 1] x [1, 01. Ce carré comprend donc l'ensemble des vecteurs numérisés et recueillis. This third step is a step of normalization of the defined vectors, so as to standardize said trace and to obtain a set of points located in the square [0, 1] x [1, 01. This square therefore includes all the vectors digitized and collected.
De préférence, on calcule l'erreur de la comparaison en sommant les normes vectorielles des différences entre chaque vecteur défini et le vecteur prédéfini correspondant.. Le caractère avec lequel l'erreur est minimale est considéré le plus semblable, donc la réponse à afficher. Preferably, the error of the comparison is calculated by summing the vector norms of the differences between each defined vector and the corresponding predefined vector. The character with which the error is minimal is considered to be the most similar, therefore the response to be displayed.
Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un ordinateur de poche comprenant un écran tactile, des moyens de stockage et de traitement de données. Selon l'invention, cet ordinateur de poche comprend : - des moyens pour détecter l'ensemble des points d'une trace réalisée sur l'écran tactile, - des moyens pour créer des listes dans lesquelles on répertorie les coordonnées de l'ensemble des points composant ladite trace, - des moyens pour vectoriser ladite trace en définissant un ensemble de vecteurs le long de ladite trace, - des moyens pour standardiser cet ensemble de vecteurs en les traitant de façon à aboutir à un nombre de vecteurs prédéterminé, et - des moyens pour comparer ces vecteurs ainsi définis avec un ensemble de vecteurs prédéfinis d'un même caractère, la comparaison étant effectuée pour chaque caractère préalablement saisie par un utilisateur According to another aspect of the invention, there is provided a handheld computer comprising a touch screen, means for storing and processing data. According to the invention, this pocket computer comprises: - means for detecting all of the points of a trace made on the touch screen, - means for creating lists in which the coordinates of all of the points composing said trace, - means for vectorizing said trace by defining a set of vectors along said trace, - means for standardizing this set of vectors by processing them so as to result in a predetermined number of vectors, and - means for comparing these vectors thus defined with a set of predefined vectors of the same character, the comparison being carried out for each character previously entered by a user
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et vectorisé selon la seconde étape, et la trace étant assimilée à un caractère pour lequel la comparaison présente une erreur minimum. and vectorized according to the second step, and the trace being assimilated to a character for which the comparison presents a minimum error.
Il est décrit ci-après à titre d'exemple, nullement limitatif et en référence aux dessins annexés, un procédé de reconnaissance de caractères selon l'invention : - la figure 1 est une vue schématique simplifiée d'un assistant numérique personnel mettant en oeuvre un procédé selon l'invention ; - la figure 2 est une vue d'une trace vectorisée selon l'invention ; et - la figure 3 est un schéma illustrant une étape de standardisation selon l'invention. It is described below by way of example, in no way limiting and with reference to the appended drawings, a method of character recognition according to the invention: - Figure 1 is a simplified schematic view of a personal digital assistant implementing a method according to the invention; - Figure 2 is a view of a vectorized trace according to the invention; and - Figure 3 is a diagram illustrating a standardization step according to the invention.
En référence à la figure 1, on voit un ordinateur de poche ou assistant numérique personnel 1 doté de moyens de traitement informatiques nécessaires (moyens de stockage, micro-processeurs, interface d'entrée/sortie,...) pour la mise en oeuvre de la présente invention. Cet assistant numérique personnel 1 présente un écran tactile 3 sur lequel on peut écrire au moyen d'un stylet 2. Pour la mise en oeuvre de l'invention, on demande à un utilisateur, par exemple lors d'une première utilisation, de saisir tous les caractères. A titre d'exemple, l'utilisateur écrit le caractère" " 4. Un algorithme selon l'invention, localisé dans les moyens de traitement de l'assistant numérique personnel, effectue une opération de vectorisation conformément à l'illustration de la figure 2. Cette étape correspond à une étape d'apprentissage ou d'étalonnage au cours de laquelle, pour chaque caractère saisi par l'utilisateur, on détermine un ensemble de vecteurs représentant le contour de ce caractère. Ces vecteurs sont ensuite stockés dans une base de données de l'assistant numérique personnel. With reference to FIG. 1, we can see a pocket computer or personal digital assistant 1 provided with necessary computer processing means (storage means, microprocessors, input / output interface, etc.) for the implementation. of the present invention. This personal digital assistant 1 has a touch screen 3 on which one can write using a stylus 2. For the implementation of the invention, a user is asked, for example during a first use, to enter all characters. By way of example, the user writes the character "" 4. An algorithm according to the invention, located in the processing means of the personal digital assistant, performs a vectoring operation in accordance with the illustration in FIG. 2 This step corresponds to a learning or calibration step during which, for each character entered by the user, a set of vectors is determined representing the outline of this character. These vectors are then stored in a personal digital assistant database.
Au cours de l'utilisation normale de l'assistant numérique personnel, lorsque l'utilisateur saisit un caractère, en réalité il effectue une trace pour laquelle l'algorithme selon l'invention doit déterminer un caractère correspondant, et permettre l'affichage de ce caractère. La première étape consiste à traiter la trace. During the normal use of the personal digital assistant, when the user enters a character, in reality he makes a trace for which the algorithm according to the invention must determine a corresponding character, and allow the display of this character. The first step is to process the trace.
Pour se faire, on créé des listes de points, c'est à dire un tableau de listes, chaque liste ne correspondant qu'à un seul contour connexe. En effet, on considère la série des points consistant la trace sous forme de plusieurs parties connexes. Par connexe, on entend une surface telle qu'on peut joindre deux quelconques de ces points par un trait continu sans quitter cette surface. De préférence, on change de listes à chaque fois qu'il y a une discontinuité. To do this, we create lists of points, ie an array of lists, each list corresponding to only one connected contour. Indeed, we consider the series of points consisting of the trace in the form of several connected parts. By connected, one understands a surface such that one can join any two of these points by a continuous line without leaving this surface. Preferably, the lists are changed each time there is a discontinuity.
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La seconde étape est une étape de vectorisation permettant d'affecter un ensemble de vecteurs au contour de la trace. On considère chaque liste les unes à la suite des autres. On commence la création des vecteurs à partir du premier point de chaque liste : on avance selon le contour, chaque point est représenté par un ensemble de coordonnées, si la norme du vecteur diminue alors qu'on avance ou si la norme de la différence entre les vecteurs avant et après ce prolongement est plus grande qu'une limite prédéterminée, on s'arrête pour définir un premier vecteur et on entame la définition d'un nouveau vecteur à partir de ce point d'arrêt. On répète ainsi la même opération jusqu'à la fin des points. The second step is a vectorization step to assign a set of vectors to the outline of the trace. We consider each list one after the other. We start the creation of vectors from the first point of each list: we advance according to the contour, each point is represented by a set of coordinates, if the norm of the vector decreases as we advance or if the norm of the difference between the vectors before and after this extension is greater than a predetermined limit, we stop to define a first vector and we begin the definition of a new vector from this breakpoint. The same operation is repeated until the end of the points.
La vectorisation permet d'obtenir un ensemble de vecteurs définis 6 le long de la trace 5 conformément à la figure 2. L'application du procédé peut conduire à une quantité de vecteurs définis différente pour des traces différentes. Selon l'invention, on prédéfinit un nombre de vecteur devant être reconnu. En d'autres termes, pour toute trace saisie par l'utilisateur, cette trace doit comprendre un nombre prédéterminé de vecteurs définis selon la seconde étape (voir figure 2). Vectorization makes it possible to obtain a set of defined vectors 6 along the trace 5 in accordance with FIG. 2. The application of the method can lead to a different quantity of defined vectors for different traces. According to the invention, a number of vectors to be recognized is predefined. In other words, for any trace entered by the user, this trace must include a predetermined number of vectors defined according to the second step (see FIG. 2).
On réalise alors une troisième étape de standardisation au cours de laquelle on cherche à égaler le nombre de vecteurs définis selon l'étape 2 au nombre prédéfini. Pour se faire, si le nombre de vecteurs définis 6 est supérieur au nombre prédéterminé, on supprime les vecteurs définis les plus courts. Par contre, si le nombre de vecteurs définis 6 est inférieur au nombre prédéterminé, alors on calcule un nombre n égal à la différence entre le nombre prédéfini et le nombre de vecteurs définis 6, et on réalise n itérations de l'algorithme suivant dont une illustration est représentée sur la figure 3 : - pour chaque caractère, on prend l'ensemble des vecteurs définis 6 et on choisit le vecteur définit 6 le plus long, - on divise ce vecteur défini le plus long en deux parties qui peuvent être égales de sorte que le nombre de vecteurs définis 6 augmente d'une unité, - on classe ces deux nouveaux vecteurs définis en respectant l'ordre des coordonnées, c'est à dire que le premier nouveau vecteur correspond au début du vecteur le plus long jusqu'au milieu de ce vecteur le plus long, et le deuxième nouveau vecteur correspond au milieu de ce vecteur défini le plus long jusqu'à la fin de ce vecteur défini le plus long. A third standardization step is then carried out during which an attempt is made to equal the number of vectors defined according to step 2 to the predefined number. To do this, if the number of defined vectors 6 is greater than the predetermined number, the shortest defined vectors are deleted. On the other hand, if the number of defined vectors 6 is less than the predetermined number, then a number n is calculated equal to the difference between the predefined number and the number of defined vectors 6, and n iterations of the following algorithm are carried out, one of which illustration is represented in figure 3: - for each character, we take the set of defined vectors 6 and we choose the longest defined vector 6, - we divide this longest defined vector into two parts which can be equal to so that the number of defined vectors 6 increases by one, - we classify these two new defined vectors respecting the order of the coordinates, ie the first new vector corresponds to the start of the longest vector up to in the middle of this longest vector, and the second new vector corresponds to the middle of this longest defined vector until the end of this longest defined vector.
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L'ensemble des vecteurs obtenus à la suite du procédé illustré sur la figure 2 sont contenu dans l'ensemble 7. Par exemple, conformément à la figure 3, la première itération a permis de former deux nouveaux vecteurs rangés à la deuxième et troisième place de l'ensemble 8 à partir du vecteur (le deuxième) le plus long de l'ensemble 7. A la fin de toutes les itérations, on obtient un nombre de vecteurs définis 6 identiques au nombre prédéterminé. C'est avec cet ensemble de vecteurs définis 6 qu'on réalise l'étape 4 de reconnaissance. The set of vectors obtained following the process illustrated in FIG. 2 is contained in the set 7. For example, in accordance with FIG. 3, the first iteration made it possible to form two new vectors arranged in second and third place. of the set 8 from the longest vector (the second) of the set 7. At the end of all the iterations, we obtain a number of defined vectors 6 identical to the predetermined number. It is with this set of defined vectors 6 that the recognition step 4 is carried out.
La trace saisie par l'utilisateur peut être une trace qui, vis-à-vis du caractère correspondant, est déformée, de grande ou petite taille. Pour réaliser la reconnaissance, on effectue d'abord une comparaison entre les vecteurs ainsi définis et chaque ensemble de vecteurs prédéterminés d'un caractère. Ainsi, on parcourt les caractères stockés dans la base de données et on calcule la somme des normes vectorielles des différences entre le premier vecteur défini avec le premier vecteur prédéfini, le deuxième vecteur défini avec le deuxième vecteur prédéfini, etc. On estime ensuite l'erreur comme étant la norme de la somme ainsi calculée et on choisit le caractère pour lequel l'erreur est la plus faible. C'est ce caractère qui sera affiché sur l'écran. The trace entered by the user can be a trace which, vis-à-vis the corresponding character, is distorted, large or small. To carry out the recognition, a comparison is first made between the vectors thus defined and each set of predetermined vectors of a character. Thus, we browse the characters stored in the database and calculate the sum of the vector norms of the differences between the first vector defined with the first predefined vector, the second vector defined with the second predefined vector, etc. The error is then estimated as the norm of the sum thus calculated and the character for which the error is the smallest is chosen. This character will be displayed on the screen.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and numerous modifications can be made to these examples without departing from the scope of the invention.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0113565A FR2831303A3 (en) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | Method for recognition of characters drawn on a tactile screen using a stylus, whereby input characters are vectorized and compared with pre-stored characters resulting in a reduction in the amount of data to process |
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| FR0113565A FR2831303A3 (en) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | Method for recognition of characters drawn on a tactile screen using a stylus, whereby input characters are vectorized and compared with pre-stored characters resulting in a reduction in the amount of data to process |
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Family
ID=8868529
Family Applications (1)
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| FR0113565A Pending FR2831303A3 (en) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | Method for recognition of characters drawn on a tactile screen using a stylus, whereby input characters are vectorized and compared with pre-stored characters resulting in a reduction in the amount of data to process |
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|---|---|
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5594810A (en) * | 1993-09-30 | 1997-01-14 | Apple Computer, Inc. | Method and apparatus for recognizing gestures on a computer system |
-
2001
- 2001-10-22 FR FR0113565A patent/FR2831303A3/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5594810A (en) * | 1993-09-30 | 1997-01-14 | Apple Computer, Inc. | Method and apparatus for recognizing gestures on a computer system |
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