JP2011060181A - 電子黒板システムにおける手書きデータの入力完了確定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】操作者が電子黒板をストレス無くスムーズに操作することが可能になる、電子黒板システムにおける手書きデータの入力完了確定方法を提供する。
【解決手段】制御用コンピュータ１０２は、操作者１０６が電子ペン１０５を使用して電子黒板１０４上で行なったストロークの入力開始を検知すると、現在の入力ストローク数が予め定められたジェスチャ機能を実行するのに必要なストロークの最大数以下である場合、ジェスチャ機能の手書きデータ確定時間を入力手書きデータ確定時間とし、現在の入力ストローク数が前記ストロークの最大数より大きい場合、ジェスチャ機能以外の手書きデータ確定時間を入力手書きデータ確定時間とするステップと、ストロークの入力終了時からの経過時間が入力手書きデータ確定時間以上である場合、入力完了とし、現在のストロークの集まりをオブジェクトとして確定するステップ等を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子黒板システムにおいて、操作者が入力した手書きデータに対し、手書きデータの入力完了の確定を判別し、操作者が電子黒板を使用した授業やプレゼンテーションでストレス無くスムーズに操作することが可能になる、電子黒板システムにおける手書きデータの入力完了確定方法に関するものである。

大型の電子的な黒板と表示画面投影装置とを備えた電子黒板システムと呼ばれる製品は、表示画面投影装置に接続されたパソコンの画面を電子黒板に映し出すこと、更にその画面上で専用の電子ペンを用いることで画面処理や各種操作を行うことを可能としている。また、電子黒板システムは、黒板上の板書のように、電子ペンで書かれた手書きデータを電子黒板に投影された画面に書き込む描画ツールを有する。

近年では、学校の授業や企業のプレゼンテーションなどで電子黒板システムを取り入れた形態が注目されている。上記利用場面での描画ツールを使用した主な機能として、ジェスチャ機能や手書き文字認識機能がある。ジェスチャ機能は、ジェスチャと呼ばれる単純な手書きデータの入力に対して特定の動作を実行する機能であり、例えば手書きで描いた円や四角を整形したり、×と描いてその下にあるデータを削除したりする機能がある。手書き文字認識機能は、入力を完了した手書きデータを文字としてテキストデータに変換する機能である。

電子黒板システムでは、手書きデータの入力完了後に即座に自動的にジェスチャ機能が実行されることで、操作者が単純操作で直感的に使用することができ、授業やプレゼンテーションを円滑に進めることを可能にしている。

既存の電子黒板システムにおける描画ツールでは、操作者が入力した手書きデータがまだ入力中であるのか入力完了したのかの判定を、最後に入力したストロークから次のストロークの入力開始までの時間間隔によって判定する。時間間隔がある既定時間よりも長ければ入力完了として手書きデータを確定する。そして、入力完了として確定した手書きデータがジェスチャに該当するかの判定を行う。手書きデータの入力完了確定判定に用いる既定時間は、入力手書きデータがジェスチャの場合は操作者にストレスを感じさせないようジェスチャ機能をできるだけ早く実行させたいため、短い時間が求められる。

尚、本発明に関連する公知技術文献としては例えば下記の特許文献１がある。特許文献１には、文字認識機能、画像認識機能、及び、画像を整形画像に変換できる機能を持った電子黒板が記載されている。

特開平６−８５９８３号公報

しかし、上記方式のように既定時間を短くすると、操作者が手書きデータを入力中にもかかわらず既定時間を越えてしまい、入力完了と誤って確定するケースが増える。特に文字間の移動が長くなる場合に誤確定が起こり易くなる。例えば「ハワイ」という手書き文字を入力する場合、「ワ」の二画目は文字の左下で描き終わり、次の文字「イ」は右上から描き始める。この文字間での移動距離が長いため、既定時間に達しやすく、手書きデータ「ハワイ」は、「ハワ」というストロークの集まりと「イ」というストロークの集まりの２つに分かれて確定される。手書き文字認識機能を実行しようとした場合、操作者は「ハワイ」として入力したつもりにも関わらず、「ハワ」と「イ」それぞれに対して行う必要があり、操作者が電子黒板システムを操作する上でのストレスとなる。
尚、前記特許文献１は、前記問題を解決するものではない。

以上の現状に鑑み、本発明は、ストローク数に応じて入力手書きデータの入力完了を確定することにより、操作者が電子黒板を使用した授業やプレゼンテーションでストレス無くスムーズに操作することが可能になる、電子黒板システムにおける手書きデータの入力完了確定方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、制御用コンピュータと、前記制御用コンピュータに接続された表示画面投影装置と、前記制御用コンピュータに接続されると共に、前記表示画面投影装置により投影される電子黒板と、入力装置としての電子ペンとを備え、前記制御用コンピュータの画面が前記表示画面投影装置を介して前記電子黒板に投影され、操作者が前記電子黒板上で前記電子ペンを使用して前記制御用コンピュータに対する操作を行う電子黒板システムにおける手書きデータの入力完了確定方法であって、
前記制御用コンピュータは、操作者が前記電子ペンを使用して前記電子黒板上で行なったストロークの入力開始を検知すると、現在の入力ストローク数と、予め定められたジェスチャ機能を実行するのに必要なストロークの最大数との大小判定を行うステップと、
現在の入力ストローク数が前記ストロークの最大数以下である場合、予め定められたジェスチャ機能の手書きデータ確定時間を入力手書きデータ確定時間とし、現在の入力ストローク数が前記ストロークの最大数より大きい場合、予め定められたジェスチャ機能以外の手書きデータ確定時間を入力手書きデータ確定時間とするステップと、
ストロークの入力終了を検知した場合、新たなストロークの入力を開始しているかを判定するステップと、
新たなストロークの入力の開始を検知しなかった場合、ストロークの入力終了時からの経過時間と前記入力手書きデータ確定時間の大小判定を行うステップと、
前記経過時間が前記入力手書きデータ確定時間以上である場合、入力完了とし、現在のストロークの集まりをオブジェクトとして確定するステップとを備えたことを特徴とする電子黒板システムにおける手書きデータの入力完了確定方法を提供するものである。

本発明によれば、ストローク数に応じて入力手書きデータの入力完了を確定するため、操作者がジェスチャを意図して入力した入力手書きデータをジェスチャと判定して素早く実行すること、文字列を意図して入力した手書きデータを入力途中にも関わらず誤って入力完了と確定するのを防ぐことが可能になる。これにより、操作者が電子黒板を使用した授業やプレゼンテーションでストレス無くスムーズに操作することが可能になる。

本発明に係る電子黒板システムにおける手書きデータの入力完了確定方法を実施するための電子黒板システムのシステム構成図である。 本発明に係る描画ツールの概略構成図である。 本発明に係る描画ツールにおけるオブジェクトのデータ構造図である。 （ａ）〜（ｂ）本発明に係る描画ツールにおける手書き文字認識機能を説明する説明図である。 （ａ）〜（ｂ）本発明に係る描画ツールにおけるジェスチャ機能を説明する説明図である。 本発明に係る入力手書きデータ確定機能の概略構成を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｂ）本発明に係る入力手書きデータごとの入力時間を比較した説明図である。 本発明に係る入力手書きデータ確定手順を示すフローチャートである。

以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
尚、上記各ステップは、上記制御用コンピュータのＣＰＵが必要なコンピュータプログラムを読み込んで実行することにより実現されるステップであり、そのフローチャート図が図８である。

図１は、本発明の電子黒板システムにおける手書きデータの入力完了確定方法の実施の一形態に関わるシステム全体の概略構成を示すブロック図である。
図１に示す電子黒板システム１０１は、制御用コンピュータ１０２と、制御用コンピュータ１０２に接続されたプロジェクタ等の表示画面投影装置１０３と、制御用コンピュータ１０２に接続されると共に、表示画面投影装置１０３により投影される電子黒板１０４と、入力装置としての電子ペン１０５とを備える。
制御用コンピュータ１０２の画面が電子黒板１０４に投影され、操作者１０６は電子黒板１０４の上で電子ペン１０５を使用して制御用コンピュータ１０２に対する操作を行う。

図２は、本発明を実施する場合の一実施形態に係る描画ツールの概略構成を示すブロック図である。描画ツール２０１は、電子黒板１０４に投影される制御用コンピュータ１０２の画面の一つであり、電子ペン１０５による入力を受け付ける描画領域２０２と描画ツール２０１の機能を切り替えるツールバー２０３を有する。電子ペン１０５により描画領域２０２にオブジェクト２０４を入力することが可能である。
ここで、オブジェクト２０４とは操作者１０６が電子ペン１０５によって入力し、入力完了を確定したストロークの集まりである。ツールバー２０３により、描画領域２０２に手書き入力できる手書き入力状態と、作成済みのオブジェクトを選択できるオブジェクト選択状態とに切り替えることが可能である。

図３は、描画ツール２０１におけるオブジェクト２０４のデータ構造を示す図である。ストロークは、電子黒板１０４上で電子ペン１０５により入力を開始した座標から入力を終了した座標までの座標列により構成される。オブジェクト２０４は、あるストロークの入力終了から次のストロークの入力開始までの時間が一定時間経過した際の、それまでに入力したストロークにより構成される。描画ツールにおける手書き文字認識機能やジェスチャ機能はオブジェクト単位で実行される。

図４は、描画ツール２０１における手書き文字認識機能の一例を説明する図である。
図４（ａ）は、ツールバー２０３により、描画ツール２０１を手書き入力状態からオブジェクト選択状態に機能を切り替え、入力した複数のオブジェクト２０４の内の1つを選択した状態である。
図４（ｂ）は、ツールバー２０３により、図４（ａ）で選択したオブジェクト２０４に対して手書き文字認識を実行した状態である。オブジェクト２０４に対する手書き文字認識は既存技術により可能である。

図５は、描画ツール２０１におけるジェスチャ機能の一例を説明する図である。ここで説明するジェスチャ機能の一例は、手書きの四角形を整形する機能である。
図５（ａ）は、描画領域２０２にオブジェクト２０４を入力した直後の状態である。
図５（ｂ）は、図５（ａ）の入力直後に自動で、オブジェクト２０４をジェスチャであるかどうか判定し、オブジェクト２０４を四角形ジェスチャと判定し、オブジェクト２０４を整形した状態である。オブジェクト２０４に対するジェスチャ判定は既存技術により可能である。

図６は、描画ツール２０１における入力手書きデータ確定機能の概略構成を示すブロック図である。図６に示すように、入力手書きデータ確定機能６０１は、ストローク開始検知機能６０２と、ストローク終了検知機能６０３と、入力手書きデータ確定判定機能６０４と、ストローク数記憶機能６０５と、入力手書きデータ確定時間選択機能６０６を有する。
ストローク開始検知機能６０２は、電子ペン１０５のペンダウンの通知を電子黒板１０４から受けて、ストロークの描き始めとして検知する機能である。入力手書きデータ確定機能６０１は、ストロークの描き始めを検知すると、現在入力中のストロークが１本増加したとしてストローク数記憶機能６０５の値を１増やす。
ストローク終了検知機能６０３は、電子ペン１０５のペンアップの通知を電子黒板１０４から受けて、ストロークの描き終わりとして検知する機能である。

入力手書きデータ確定判定機能６０４は、ストローク終了検知機能６０３によりストロークの描き終わりを検知してから現在までの時間間隔ＴＡと、入力手書きデータ確定時間選択機能６０６により選択した、手書きデータの入力完了を確定する時間閾値ＴＢとを比較することで、入力手書きデータの確定を判定する機能である。この判定は、ストローク開始検知機能６０２により新たなストロークの描き始めを検知するまで判定されるか、あるいはＴＡ＞ＴＢとなるまで続けられる。ＴＡ＞ＴＢであれば、現在までに入力したストロークの集まりを一つのオブジェクトとして確定する。

ストローク数記憶機能６０５は、現在入力中のストロークを含めたストローク数を記憶する機能である。
入力手書きデータ確定時間選択機能６０６は、ストローク数記憶機能６０５に応じて入力手書きデータを確定するための時間閾値を選択する機能である。ここで、入力手書きデータを確定するための時間閾値を手書きデータ確定時間とする。

図７は、ジェスチャの場合とジェスチャ以外の場合の入力手書きデータの時間経過を比較した例である。ここで、ストロークを入力中に要する時間間隔を入力中時間、ストロークを入力し終えてから次のストロークの入力を開始するまでの時間間隔を入力待機時間と呼ぶようにする。
図７（ａ）は、ジェスチャ機能を実行するために入力した手書きデータに対する、各ストロークの入力中時間と入力待機時間の例を示した図である。ジェスチャ機能を実行するために入力した手書きデータＤ１はストロークａ１、ａ２、ａ３で構成される。各ストロークの入力中時間はＴａ１、Ｔａ２、Ｔａ３であり、入力待機時間はＴａ１２、Ｔａ２３である。
図７（ｂ）は、文字列として入力した手書きデータに対する、各ストロークの入力中時間と入力待機時間の例を示した図である。文字列として入力した手書きデータＤ２はストロークｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、ｂ６で構成される。各ストロークの入力中時間はＴｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３、Ｔｂ４、Ｔｂ５、Ｔｂ６であり、入力待機時間はＴｂ１２、Ｔｂ２３、Ｔｂ３４、Ｔｂ４５、Ｔｂ５６である。

入力手書きデータＤ１の各ストロークの入力時間Ｔａ１、Ｔａ２、Ｔａ３と、入力手書きデータＤ２の３ストローク目までの入力時間Ｔｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３の比較は、Ｄ１、Ｄ２の内容により大小関係は変わる。しかし、入力手書きデータＤ１の各ストローク間の入力待機時間Ｔａ１２、Ｔａ２３と、入力手書きデータＤ２の３ストローク目までの入力待機時間Ｔｂ１２、Ｔｂ２３の比較を行うと、Ｔａ１２、Ｔａ２３の方が小さくなる傾向にある。これは、ジェスチャ機能を実行するために入力した入力手書きデータＤ１は１〜３本程度のストロークで構成された単純な手書きデータであり、描画ツール２０１の操作者１０６は簡易に素早く入力しようとするため、入力待機時間は文字列として入力した入力手書きデータＤ２における各時間よりも短くなることに起因すると考えられる。
この傾向から、ストローク数に応じた手書きデータ確定時間Ｘは、予め定められたジェスチャ機能に用いられる入力手書きデータの最大ストローク数をＬ、現在のストローク数をＮ、ジェスチャ機能時の手書きデータ確定時間をＴｊ、ジェスチャ機能以外の手書きデータ確定時間をＴｏとすると、
Ｎ＜＝Ｌならば、Ｘ＝Ｔｊ
Ｌ＜Ｎならば、Ｘ＝Ｔｏ
と表すことができる。Ｔｊ、Ｔｏは統計的に算出した適切な値を使用し、少なくともＴｊ＜Ｔｏの関係にある。

図８は、入力手書きデータ確定手順を示すフローチャートである。
入力手書きデータ確定機能６０１は、ストローク開始検知機能６０２によりストロークの入力開始を検知してから開始される。
まず、１つ目のストロークの入力開始であるので、現在の入力ストローク数Ｎを１に設定する（ステップ８０１）。
次に、入力手書きデータ確定時間選択機能６０６により入力手書きデータ確定時間Ｘを決定する。すなわち、ジェスチャ機能を実行するのに必要なストロークの最大数ＬとＮの大小判定を行う（ステップ８０２）。ＮがＬ以下である場合、ジェスチャ機能の手書きデータ確定時間Ｔｊを入力手書きデータ確定時間Ｘとする（ステップ８０３）。ＮがＬより大きい場合、ジェスチャ機能以外の手書きデータ確定時間Ｔｏを入力手書きデータ確定時間Ｘとする（ステップ８０４）。

次に、ストローク終了検知機能６０３により、ストロークの入力を終了しているかを判定する（ステップ８０５）。検知しなかった場合、検知するまでステップ８０５を繰り返す。
ストロークの入力終了を検知した場合、入力手書きデータ確定判定機能６０４により入力手書きデータの確定を行う。すなわち、再度ストローク開始検知機能６０２により、新たなストロークの入力を開始しているかを判定する（ステップ８０６）。検知した場合、続けて新たなストロークの入力を開始することになるので、Ｎを１増加し（ステップ８０７）、ステップ８０２に戻る。検知しなかった場合、ストロークの入力終了時からの経過時間Ｔｅと入力手書きデータ確定時間Ｘの大小判定を行う（ステップ８０８）。経過時間Ｔｅが入力手書きデータ確定時間Ｘより小さい場合、入力手書きデータ確定時間Ｘ内であるため、新たなストロークの入力開始を検知すべくステップ８０６に戻る。経過時間Ｔｅが入力手書きデータ確定時間Ｘ以上である場合、入力完了とし、現在のストロークの集まりをオブジェクトとして確定する（ステップ８０９）。

以上により、入力手書きデータのストローク数に応じて入力手書きデータ確定時間を選択することで、ジェスチャ機能を意図した手書きデータの入力に対して短い時間で認識すること、ジェスチャ機能以外を意図した手書きデータを入力途中で誤って確定するのを回避することが可能である。

１０１ 電子黒板システム
１０２ 制御用コンピュータ
１０３ 表示画面投影装置
１０４ 電子黒板
１０５ 電子ペン
１０６ 操作者
２０４ オブジェクト

Claims (1)

1. 制御用コンピュータと、前記制御用コンピュータに接続された表示画面投影装置と、前記制御用コンピュータに接続されると共に、前記表示画面投影装置により投影される電子黒板と、入力装置としての電子ペンとを備え、前記制御用コンピュータの画面が前記表示画面投影装置を介して前記電子黒板に投影され、操作者が前記電子黒板上で前記電子ペンを使用して前記制御用コンピュータに対する操作を行う電子黒板システムにおける手書きデータの入力完了確定方法であって、
   前記制御用コンピュータは、操作者が前記電子ペンを使用して前記電子黒板上で行なったストロークの入力開始を検知すると、現在の入力ストローク数と、予め定められたジェスチャ機能を実行するのに必要なストロークの最大数との大小判定を行うステップと、
   現在の入力ストローク数が前記ストロークの最大数以下である場合、予め定められたジェスチャ機能の手書きデータ確定時間を入力手書きデータ確定時間とし、現在の入力ストローク数が前記ストロークの最大数より大きい場合、予め定められたジェスチャ機能以外の手書きデータ確定時間を入力手書きデータ確定時間とするステップと、
   ストロークの入力終了を検知した場合、新たなストロークの入力を開始しているかを判定するステップと、
   新たなストロークの入力の開始を検知しなかった場合、ストロークの入力終了時からの経過時間と前記入力手書きデータ確定時間の大小判定を行うステップと、
   前記経過時間が前記入力手書きデータ確定時間以上である場合、入力完了とし、現在のストロークの集まりをオブジェクトとして確定するステップとを備えたことを特徴とする電子黒板システムにおける手書きデータの入力完了確定方法。