JP2015141565A - 手書き入力装置及び入力判定プログラム並びに入力判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示部を持たない手書き入力装置において、一連の手書き情報がペン入力か否かを、簡便且つ確実に判断する。
【解決手段】物体により押圧された点又は領域の軌跡を一連の手書き情報として取得する手書き入力装置であって、所定の時間間隔で前記物体の押圧を検出し、各々の検出位置の座標と圧力及び／又は面積とを取得する、表示部を持たない入力パネルと、前記入力パネルが取得した情報に基づいて、前記各々の検出位置を押圧した物体がペンか否かを判定する判定部と、前記判定部が判定した前記各々の検出位置の判定結果に基づいて、前記一連の手書き情報を入力した物体がペンであるか否かを決定する決定部と、を備える。
【選択図】図１２

Description

本発明は、手書き入力装置及び入力判定プログラム並びに入力判定方法に関し、特に、用紙上に手書きした情報を電子データに変換する手書き入力装置及び当該手書き入力装置における用紙への入力手段を判定する入力判定プログラム並びに入力判定方法に関する。

近年、手書きした文字や図形などの情報（以下、手書き情報と呼ぶ。）を電子データ（以下、手書きデータと呼ぶ。）として保存又は出力する機能を備えた手書き入力装置が販売されている。この手書き入力装置は、感圧式の入力パネルを備えており、入力パネル上に固定した用紙に（若しくは入力パネルに直接）ペンなどで手書き情報を入力すると、ペンの押圧を入力パネルが検出し、検出位置の移動軌跡を手書き情報として記憶することができる。その際、入力パネルを誤って指などで押圧した時に、指が押圧した点が手書き情報として認識されないようにするために、押圧している物体を適切に判定する必要がある。

また、手書き入力装置には、入力パネルが表示部上に形成されたタッチパネルを備えるものもある。このタッチパネルでは、指などで手書き入力することができ、例えば、文字などを正確に描く場合はペンを用い、図形やイラストなどを描く場合は指を用いるなど、手書き情報の種類に応じて押圧又は接触する物体（入力手段）を変える場合がある。その際、ペンで入力した手書き情報と指で手書きした手書き情報とでその後の処理が異なる場合があるため、押圧又は接触している物体を適切に判定する必要がある。

このような背景から、押圧又は接触している物体を判定する様々な手法が提案されており、例えば、下記特許文献１には、コンピュータを、前記操作面への接触面積の異なる複数種類の入力部の中から前記操作面に接触している入力部の種類を判定する判定手段、および前記判定手段の判定結果に応じて前記入力座標データを補正する座標補正手段として機能させる座標処理プログラムが開示されている。この公報には、入力座標データによって表される入力軌跡の形状が所定形状かどうか、入力座標データによって示される連続接触時間が所定時間未満かどうか、および入力座標データによって示される連続非接触時間が所定時間未満かどうかに応じて、操作面に接触しているのが指なのかペンなのかを判定したり、指らしさの度合を表す指度合変数の値を随時更新し、指度合変数の値に応じて入力軌跡の形状をより滑らかにする度合を変化させたりすることも記載されている。

特開２０１３−０９７４６４号公報

手書き情報がペン入力か指入力かは、個々の検出位置の押圧力や面積に基づいて判定するのが一般的である。例えば、押圧力が閾値以上の場合はペン入力と判定し、閾値未満の場合は指入力と判定したり、面積が閾値以上の場合は指入力と判定し、閾値未満の場合はペン入力と判定したりする。また、上記特許文献１では、入力軌跡の形状が所定形状かどうか、連続接触時間や連続非接触時間が所定時間未満かどうかに応じて、指入力かペン入力かを判別している。

しかしながら、ペンや指は常に一定の状態で入力パネルに接触しているのではなく、手の力加減によって押圧力は容易に変化する。また、ペンや指の押圧力をほぼ一定に維持したとしても、ペンや指の角度が変化すると、押圧部分の面積が変化する。そのため、例えば、ペンの傾きが大きくなると面積が大きくなり単位面積あたりの押圧力が小さくなるため、本来ペン入力として認識してほしい検出位置が指入力と認識されてしまう場合がある。また、指の傾きが小さくなって爪が接触すると、押圧部分の面積が小さくなり単位面積あたりの押圧力が大きくなるため、本来指入力として認識してほしい検出位置がペン入力と認識されてしまう場合がある。また、入力軌跡の形状、連続接触時間や連続非接触時間はユーザ（ユーザの癖）や手書き入力の状況（急いで入力しているかゆっくり考えながら入力しているかなど）に応じて大きく異なるため、これらの情報を利用しても、ペンと指を確実に判定することは困難であり、ペン（指）入力として認識してほしい点が指（ペン）入力と認識されてしまう場合がある。

そして、入力手段が誤って認識された場合、ユーザが手書きした軌跡とは異なる軌跡が手書き情報として記録されてしまう。例えば、連続して描いた手書き情報が、誤認識された箇所で分断され、複数の手書き情報として記録されてしまう。

特に、表示部を備えたタッチパネルの場合は、手書きした軌跡を誤って認識しても、その場で表示というフィードバックにより結果をすぐに確認することができるが、表示部を持たないデバイス（用紙を介して手書きする装置や直接手書きする装置）の場合は、手書きデータをコンピュータ端末等に転送し、コンピュータ端末の表示部に手書き情報を表示させなければ、結果を確認することができない。そして、誤った軌跡が登録されてしまったり、軌跡が登録できなかったりすると、ユーザは始めから手書き入力をやり直さなければならないという問題が生じる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、表示部を持たない手書き入力装置において、一連の手書き情報がペン入力か否かを、簡便且つ確実に判断することができる手書き入力装置及び入力判定プログラム並びに入力判定方法を提供することにある。

本発明の一側面は、物体により押圧された点又は領域の軌跡を一連の手書き情報として取得する手書き入力装置であって、所定の時間間隔で前記物体の押圧を検出し、各々の検出位置の座標と圧力及び／又は面積とを取得する、表示部を持たない入力パネルと、前記入力パネルが取得した情報に基づいて、前記各々の検出位置を押圧した物体がペンか否かを判定する判定部と、前記判定部が判定した前記各々の検出位置の判定結果に基づいて、前記一連の手書き情報を入力した物体がペンであるか否かを決定する決定部と、を備えることを特徴とする。

本発明の一側面は、所定の時間間隔で物体の押圧を検出し、各々の検出位置の座標と圧力及び／又は面積とを取得する、表示部を持たない入力パネルを備え、前記検出位置の軌跡を一連の手書き情報として取得する手書き入力装置で動作する入力判定プログラムであって、前記手書き入力装置に、前記入力パネルが取得した情報に基づいて、前記各々の検出位置を押圧した物体がペンか否かを判定する判定処理、前記判定部が判定した前記各々の検出位置の判定結果に基づいて、前記一連の手書き情報を入力した物体がペンであるか否かを決定する決定処理、を実行させることを特徴とする。

本発明の一側面は、所定の時間間隔で物体の押圧を検出し、各々の検出位置の座標と圧力及び／又は面積とを取得する、表示部を持たない入力パネルを備え、前記検出位置の軌跡を一連の手書き情報として取得する手書き入力装置における入力判定方法であって、前記入力パネルが取得した情報に基づいて、前記各々の検出位置を押圧した物体がペンか否かを判定する判定処理と、前記判定部が判定した前記各々の検出位置の判定結果に基づいて、前記一連の手書き情報を入力した物体がペンであるか否かを決定する決定処理と、を実行することを特徴とする。

本発明の手書き入力装置及び入力判定プログラム並びに入力判定方法によれば、表示部を持たない手書き入力装置において、一連の手書き情報がペン入力か否かを、簡便且つ確実に判断することができる。

その理由は、手書き入力装置（入力判定プログラム）は、各々の検出位置の検出情報（圧力や面積）に基づいて、各々の検出位置がペン入力であるか否かを判定し、一連の手書き入力が終了した後、各々の検出位置の判定結果（必要に応じて各々の検出位置の検出情報から算出される情報）に基づいて総合的に判断し、一連の手書き情報がペン入力であるか否かを決定するからである。

手書き入力における問題点を説明する図である。 手書き入力における問題点を説明する図である。 手書き入力における問題点を説明する図である。 手書き入力における問題点を説明する図である。 本発明の一実施例に係る手書き入力装置の外観構成を示す図である。 本発明の一実施例に係る手書き入力装置の構成を示すブロック図である。 従来の手書き入力装置の処理を模式的に示す図である。 本発明の一実施例に係る手書き入力装置の処理の一例を模式的に示す図である。 本発明の一実施例に係る手書き入力装置の処理の他の例を模式的に示す図である。 本発明の一実施例に係る手書き入力装置の処理の他の例を模式的に示す図である。 本発明の一実施例に係る手書き入力装置の処理の他の例を模式的に示す図である。 本発明の一実施例に係る手書き入力装置の全体処理を示すフローチャート図である。 本発明の一実施例に係る手書き入力装置の処理（各検出位置がペン入力か否かの判定処理）を示すフローチャート図である。 本発明の一実施例に係る手書き入力装置におけるペン入力か否かの判定条件を示す図である。 本発明の一実施例に係る手書き入力装置の処理（各検出位置がペン入力か否かの判定処理）の具体例を示すフローチャート図である。 本発明の一実施例に係る手書き入力装置の処理（全体がペン入力か否かの決定処理）を示すフローチャート図である。 本発明の一実施例に係る手書き入力装置における母集団の選定条件を示す図である。 本発明の一実施例に係る手書き入力装置の処理（全体がペン入力か否かの決定処理）の具体例を示すフローチャート図である。

背景技術で示したように、感圧式の入力パネルを備える手書き入力装置を用いて、用紙上に手書き（若しくは直接手書き）した手書き情報を電子データとして保存する場合、入力パネルを誤って指などで押圧した点が手書き情報として認識されないようにするために、押圧している物体を適切に判定する必要がある。また、入力パネルが表示部上に形成されたタッチパネルを備える手書き入力装置の場合は、入力手段によって手書き情報の処理が変わる場合があるため、押圧又は接触している物体を適切に判定する必要がある。押圧又は接触している物体を判定する方法として、個々の検出位置の圧力や面積に基づいて判定する方法や、特許文献１のように入力軌跡の形状が所定形状かどうか、連続接触時間や連続非接触時間が所定時間未満かどうかに基づいて判定する方法などがある。

ここで、一般的に、押圧された面積が狭い場合は入力パネルが検出する圧力は大きくなり、押圧された面積が広い場合は入力パネルが検出する圧力は小さくなる傾向がある。そのため、同じ物体を用いて押圧したとしても、押圧している物体の形状が異なれば押圧位置の面積が変化し、面積の変化に応じて圧力も変化する。また、圧力は、手書き入力を行うユーザによって異なり、同じユーザであっても、手書き入力時の状態（急いで入力しているか、ゆっくり考えながら入力しているかなど）によって変化する。従って、圧力や面積だけでは、個々の検出位置を押圧している物体を正確に判定することはできない。また、入力軌跡の形状、連続接触時間や連続非接触時間も、ユーザや手書き入力時の状態に応じて大きく変化するため、これらの情報を利用しても、押圧している物体を正確に判定することができない。その結果、一連の手書き情報の中の１又は複数の検出位置で物体を誤判定してしまう場合が生じ、一連の手書き情報が複数の手書き情報として認識されたり、実際とは異なる物体で入力された手書き情報と認識されたりする。

この問題について図面を参照して説明する。図１（ａ）は、入力パネルを所定の入力手段で押圧した時の面積と圧力（荷重）との関係を示している。入力手段としてペンを用いる場合、ペンの種類（ペン先の細さや形状）、ユーザがペンを持つ手の力加減などを考慮すると、ペンと認識できる範囲は図のハッチングで示す領域のようになる。具体的には、図１（ｂ）に示すように、ペンを立てた状態（通常通りにペンを保持した状態）で入力パネルを押圧すると、面積はＳｐ、圧力はＰｐとなり、上記範囲内となるため、ペン入力と認識することができる。しかしながら、手書き入力を続けるとペンの傾きが変化し、例えば、図１（ｃ）のようにペンが傾いた状態で入力パネルを押圧すると、面積は大きくなり（ＳｐからＳｐ’に変化し）、圧力は小さくなり（ＰｐからＰｐ’に変化し）、上記範囲から外れてしまうため、ペン入力と認識されなくなってしまう。その結果、入力手段としてペンを用いて一連の手書き情報を入力しても、ペンを途中で傾けてしまった場合には、本来は図２（ａ）のような軌跡を描いたはずが、ペンが傾いた状態で手書きした軌跡がペン入力と判断されず、図２（ｂ）に示すような軌跡がペンによって手書きされた軌跡として認識／保存されてしまう。

また、入力手段として指を用いて手書きする場合も同様であり、例えば、図３（ａ）のように指の先端や爪などが入力パネルを押圧している状態（面積がＳｆ、圧力がＰｆ）から、図３（ｂ）のように指の腹が入力パネルを押圧する状態（面積がＳｆ’、圧力がＰｆ’）に徐々に変化すると、始めはペンと認識される範囲内であるためペンとして認識され、その後、指と認識される範囲内になって指として認識される。その結果、本来とは異なる軌跡が指によって手書きされた軌跡として認識／保存されてしまう。

また、文字を手書きする場合、文字には様々な部位があり、部位に応じて圧力や面積が変化する。例えば、図４に示すように、文字の”ハネ”、”ハライ”の部分については、他の部分より圧力が下がる傾向がある。そのため、入力手段としてペンを用いた場合において、入力パネルが検出した圧力が想定しているペンの圧力の下限よりも下回った場合には、ペン入力として認識されない。同様に、文字の書き初めや”トメ”の部分については、他の部分より圧力が上がる傾向がある。そのため、入力手段として指を用いた場合において、入力パネルが検出した圧力が、想定している指の圧力の上限よりも上回った場合には、ペン入力として誤認識されてしまう。また、文字を手書きする場合に限らず、イラストや図形などを手書きする場合においても、同様の問題が生じる。その結果、ユーザが手書きした軌跡とは異なる軌跡が保存されてしまう場合がある。

このように、手書きする情報や、手書きするユーザ、手書きする状態は様々であり、入力パネルが検出する圧力や面積は大きく変化するため、圧力や面積を用いても、個々の検出位置の入力手段を適切に判定することができず、一部の検出位置で入力手段が誤って判定された場合には、所望の手書き情報を取得することができない。特に、表示部を持たない手書き入力装置の場合、正しく認識されたかどうかは手書きデータをコンピュータ端末等に転送し、手書き情報をコンピュータ端末の表示部に表示させて確認しなければ分からないため、正しく認識されなかった場合には、手書き入力をやり直さなければならないといった問題があった。

そこで、本発明の一実施の形態では、個々の検出位置について必ずしも正しく入力手段を判定できないことを鑑みて、個々の検出位置について、入力パネルが検出した検出情報（圧力や面積）に基づいて、個々の検出位置がペン入力であるかを判定し、一連の手書き情報の入力が終了したら、個々の検出位置の判定結果と必要に応じて個々の検出位置の検出情報から算出される情報（検出位置間の距離など）とを用いて総合的に判断し、一連の手書き情報がペン入力であるかを決定する制御を行う。

これにより、一連の手書き情報の中にペン入力でないと判定した検出位置が存在しても、全体としてペン入力と判断することができるため、ユーザの意図通りの手書き情報を取得することができる。そして、このように確度の高い入力手段の判定が可能となることにより、表示部を持たない手書き入力装置でも、手書きデータをコンピュータ端末に送信して確認する必要がなくなるため、ユーザの利便性を格段に向上させることができる。

上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例に係る手書き入力装置及び入力判定プログラム並びに入力判定方法について、図５乃至図１８を参照して説明する。図５は、本実施例の手書き入力装置の外観構成を示す図であり、図６は、手書き入力装置の構成を示すブロック図である。また、図７は、従来の手書き入力装置の処理を模式的に示す図であり、図８乃至図１１は、本実施例の手書き入力装置の処理を模式的に示す図である。また、図１２、１３、１５、１６、１８は、本実施の手書き入力装置の処理を示すフローチャート図であり、図１５は、ペン入力の判定条件を示す図、図１７は、母集団の選定条件を示す図である。

図５（ａ）に示すように、本実施例の手書き入力装置１０は、感圧式の入力パネル１４を備え、その筐体には、入力パネル１４上に用紙３０を保持するためのクリップなどの保持部を備えている。そして、図５（ｂ）に示すように、入力パネル１４上に載置した１又は複数の用紙３０の上から、ボールペンやシャープペンシル（これらを総称してペン２０と呼ぶ。）や指などの入力手段を用いて手書き入力を行うと、入力パネル１４は所定の時間間隔でペン２０や指の押圧を検出し、検出位置の移動軌跡を示す一連の手書き情報を手書きデータとして出力する。

なお、上記一連の手書き情報とは、ある位置の押圧を検出してから次の位置の押圧を検出するまでの時間が所定時間内の一群の検出位置で構成される情報であり、１つの連続する線に限らず、複数の線や点を組み合わせた情報（文字など）も含まれる。また、本実施例では、手書き入力装置１０を、用紙３０上から手書き入力を行う装置とするが、入力パネル１４上にペン２０や指などの入力手段で直接手書き入力を行う装置（いわゆるペンタブレット）としてもよい。以下、手書き入力装置１０の詳細な構成について説明する。

この手書き入力装置１０は、図６に示すように、制御部１１と、通信Ｉ／Ｆ部１２と、記憶部１３と、入力部１４と、入力処理部１５と、判定部１６と、決定部１７などで構成される。

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１ｂやＲＡＭ（Random Access Memory）１１ｃなどのメモリとで構成され、ＣＰＵ１１ａは、ＲＯＭ１１ｂや記憶部１３に記憶したプログラムをＲＡＭ１１ｃに展開して実行することにより、手書き入力装置１０の全体制御を行う。また、ＲＡＭ１１ｃは、入力パネル１４上が検出した手書き情報（所定の時間間隔の検出位置の座標）を記憶する入力バッファとしても機能する。そして、決定部１７が入力手段を決定したら、ＣＰＵ１１ａは、ＲＡＭ１１ｃに記憶されている手書き情報を読み出し、決定した入力手段で手書き入力された一連の手書きデータとして記憶部１３に保存したり、通信Ｉ／Ｆ部１２を介して外部のコンピュータ装置などに出力したりし、その後、ＲＡＭ１１ｃに記憶した手書き情報を消去する。

通信Ｉ／Ｆ部１２は、ＮＩＣ（Network Interface Card）やモデムなどであり、Ethernet（登録商標）やＮＦＣ（Near Field Communication）、Bluetooth（登録商標）、TransferJet（登録商標）等の規格に従って、有線や無線により、手書きデータの転送先のコンピュータ装置などとの通信を可能にする。

記憶部１３は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、ＳＤ（Secure Digital）カードなどで構成され、判定部１６が判定した個々の検出位置に対する判定結果（個々の検出位置の入力手段がペンであるか否かの情報など）や決定部１７が決定した一連の手書き情報に対する決定結果（一連の手書き情報の入力手段がペンであるか否かの情報など）、入力部１４が検出した検出情報、入力処理部１５が算出した算出情報などを保持する。

入力部１４は、例えば、用紙を載置する台の表面に電極が格子状に配列されたデジタル抵抗膜式の入力パネルであり、用紙の上からのペンや指などの入力手段による押圧を所定の時間間隔で検出して、各検出位置の検出時刻や座標、押圧力、押圧面積などの検出情報を入力処理部１５及び判定部１６に通知する。なお、本実施例では、入力部１４として、圧力を検知するデジタル抵抗膜式の入力パネルを用いるが、手書き情報を検知する方式は圧力検知方式に限らず、赤外線光学イメージング方式、超音波方式、赤外線／超音波検出方式、電磁誘導方式などを利用するも可能である。

入力処理部１５は、入力部１４から取得した検出情報を処理し、入力部１４では得られない情報、例えば、各検出位置間の距離や移動速度、移動加速度、全検出位置間の距離や移動速度、移動加速度の平均値や標準偏差などを算出し、これらの算出情報を決定部１７に通知する。

判定部１６は、入力部１４から取得した検出情報に基づいて、各々の検出位置の入力手段を判定し、その判定結果を決定部１７に通知する。具体的には、圧力が予め定めた閾値以上、及び／又は、面積が予め定めた閾値未満（更に、例えば押圧形状が略円形などの所定の形状）である場合は、入力手段がペンであると判定する。この判定は、入力手段がペンであるか非ペンであるかとしてもよいし、ペンや非ペンをさらに細かく分類し、ボールペンであるかシャープペンシルであるか筆ペンであるか、掌であるか指であるか爪であるかなどしてもよい。

決定部１７は、入力部１４から入力手段が離れた後（すなわち、入力部１４が所定時間以上、押圧を検出できない場合）、判定部１６から取得した各検出位置に対する判定結果及び、必要に応じて、入力処理部１５から取得した算出情報に基づいて、一連の手書き情報の入力手段がペンであるか否かを決定する。具体的には、一連の手書き情報を構成する検出位置の中から、決定の基礎となる母集団を選定し、この母集団に対するペンと判定した検出位置の出現頻度が予め定めた閾値以上の場合に、一連の手書き情報の入力手段がペンであると決定する。この母集団は、一連の手書き情報の全ての検出位置としてもよいし、後述するように、手書き開始直後の所定数や手書き終了直前の所定数の検出位置を除外してもよいし、検出位置間の距離や移動速度などが所定の範囲（例えば、平均値±標準偏差）から外れる検出位置を除外してもよい。また、この決定は、一連の手書き情報の入力手段がペンであるか非ペンであるかとしてもよいし、ペンや非ペンをさらに細かく分類し、ボールペンであるかシャープペンシルであるか筆ペンであるか、掌であるか指であるか爪であるかなどしてもよい。

なお、図６は、本実施例の手書き入力装置１０の一構成例であり、その構成は適宜変更可能である。例えば、本実施例では、手書き入力装置１０に入力処理部１５、判定部１６、決定部１７を設けたが、制御部１１が判定部１６、決定部１７（必要に応じて入力処理部１５）の機能を兼ね備える、すなわち、制御部１１上で動作するプログラム（入力判定プログラム）が判定部１６、決定部１７（必要に応じて入力処理部１５）の処理を実行する構成としてもよい。

以下、手書き情報の入力手段の判定における問題点について、図面を参照して説明する。図７は、従来の入力判定方法を模式的に示す図である。図７（ａ）の実線及び矢印は、手書き軌跡及び手書き方向を示しており、実線上の丸印は一定の時間間隔で検出した各検出位置を示している。そして、黒丸は判定部１６がペン入力と判定した検出位置を示し、白丸は判定部１６が非ペン入力と判定した検出位置を示している。例えば、図７（ａ）に示すように、実線に沿ってペンで入力する途中に、ペンの傾きが変化して、圧力が閾値未満となったり面積が閾値以上となったりした場合、その検出位置は非ペン入力と判定される。

このとき、従来の入力判定方法は、個々の検出位置の入力手段を正確に判定するものであり、複数の検出位置の入力手段に基づいて総合的に判定するものではないため、図７（ｂ）に示すように、手書き入力開始から、非ペン入力と判定されるまでの検出位置（左側の５つの検出位置）、非ペン入力と判定された検出位置、非ペン入力と判定された後の検出位置（右側の４つの検出位置）が、各々別々の手書き情報として認識される。そのため、実際とは異なる軌跡が手書き情報として認識されてしまうという問題があった。

そこで、本実施例では、個々の検出位置の入力手段の判定結果に基づいて総合的に判断して、一連の手書き情報の入力手段がペンであるか否かを決定する。例えば、全ての検出位置を母集団とし、総合的にペン入力と決定する閾値を予め設定し、ペン入力と判定された検出位置の数の母集団に対する割合が閾値以上となるか否かに基づいて、一連の手書き情報の入力手段がペンであるか否かを決定する。

例えば、図８（ａ）に示すように、一連の手書き情報の前半の５つの検出位置がペン入力と判定され、後半の５つの検出位置が非ペン入力と判定された場合、ペン入力と判定された検出位置の母集団に対する割合は５０％であり、予め定めた閾値（例えば、８０％）未満であるため、図８（ｂ）に示すように、全ての検出位置を非ペン入力として取り扱い、図８（ｃ）に示すように、一連の手書き情報を非ペンによる手書き情報（図では細線で示している。）として出力する。このような処理を行うことにより、手書き入力の初めは爪で押圧（又は力を入れて押圧）され、その後、指の腹で押圧（又は通常の力で押圧）されるような手書き入力が行われた場合に、一連の手書き情報が誤ってペン入力と判定されるといった不都合を未然に防止することができる。なお、手書き入力の初めはペンを立てた状態で押圧され、その後、ペンを寝かせた状態で押圧されるような場合も考えられるが、ペン入力においては、ペンを大きく傾けた状態で長い時間（距離）、手書き入力が継続されることは考えづらいため、ペン入力を非ペン入力と誤って決定する可能性は低い。

また、図９（ａ）に示すように、一連の手書き情報を構成する複数の検出位置の内の離散した１又は複数の検出位置（図では２つの検出位置）が非ペン入力と判定された場合、ペン入力と判定された検出位置の母集団に対する割合は８０％であり、予め定めた閾値（８０％）以上であるため、図９（ｂ）に示すように、全ての検出位置をペン入力として取り扱い、図９（ｃ）に示すように、一連の手書き情報をペンによる手書き情報（図では太線で示している。）として出力する。このような処理を行うことにより、手書き入力の一部で弱く押圧（例えば、文字の”ハネ”、”ハライ”部分で弱く押圧）された場合に、誤って非ペン入力と判定されるといった不都合を未然に防止することができる。

上記図８及び図９は、全ての検出位置を母集団とする場合の例であるが、文字の書き始めや最後が”トメ”となる文字の場合は、途中の検出位置よりも圧力や面積が大きくなり、それらの検出位置における入力手段の判定結果が不正確になると考えられる。例えば、手書き開始直後は圧力が強くなる可能性があり、また、手書き終了直前は、”ハネ”、”ハライ”、”トメ”などにより、信頼性のある判定結果が得られない可能性がある。そこで、そのような場合を考慮して、一連の手書き情報の開始直後の１又は複数の検出位置や終了直前の１又は複数の検出位置を母集団から除外することもできる。

例えば、図１０（ａ）に示すように、一連の手書き情報が１０個の検出位置で構成される場合、書き始めの所定数（例えば３つ）と書き終わりの所定数（例えば３つ）の検出位置を除外して、その間の検出位置（ここでは破線で囲んだ４つの検出位置）を母集団とすることもできる。この場合、ペン入力と判定した検出位置の母集団に対する割合は１００％であり、閾値（８０％）以上であるため、図１０（ｂ）に示すように、全ての検出位置をペン入力として取り扱い、図１０（ｃ）に示すように、一連の手書き情報をペンによる手書き情報（図では太線で示している。）として出力する。このような処理を行うことにより、指で文字を手書きする場合において、書き始めや書き終わりで強く押圧されても、誤ってペン入力と判定されるといった不都合を未然に防止することができる。

また、図８乃至図１０は、検出位置が一定の間隔で検出された（すなわち、入力手段を同じ速度で移動させた）場合について記載したが、例えば、手書き情報の書き始めはペンや指がスムーズに動かず、途中の検出位置よりも圧力や面積が大きくなり、入力手段の判定結果が不正確になると考えられる。また、最後が”ハネ”や”ハライ”で終わる文字を手書き入力する場合には、手書き情報の最後はペンや指が早く動くため、途中の検出位置よりも圧力や面積が小さくなり、入力手段の判定結果が不正確になると考えられる。そこで、そのような場合を考慮して、検出位置間の距離や移動速度、移動加速度が予め定めた一定の範囲を越える点を母集団から除外することもできる。

例えば、図１１（ａ）に示すように、一連の手書き情報として９個の検出位置が検出された場合、各検出位置間の距離（又は速度）を算出すると共に、全検出位置間の距離（又は速度）の平均値及び標準偏差σを算出する。そして、書き始めの所定数（例えば６つ）の検出位置は検出位置間の距離（速度）が平均値±σの範囲内であり、その後ろの所定数（例えば３つ）の検出位置は検出位置間の距離（速度）が平均値±σの範囲外である場合、後ろの３つの検出位置を除外して、それ以外の検出位置（破線で囲んだ６つの検出位置）を母集団とすることもできる。この場合、ペン入力と判定された検出位置は、全検出位置に対する割合は約７８％であるが、上記母集団に対する割合は１００％であり、閾値（８０％）以上であるため、図１１（ｂ）に示すように、全ての検出位置をペン入力として取り扱い、図１１（ｃ）に示すように、一連の手書き情報をペンによる手書き情報（図では太線で示している。）として出力する。このような処理を行うことにより、手書き入力の終わりで弱く押圧（例えば、文字の”ハネ”や”ハライ”部分がペンで弱く押圧）された場合に、誤って非ペン入力と判定されるといった不都合を未然に防止することができる。

以下、手書き入力装置１０の処理について説明する。ＣＰＵ１１ａは、ＲＯＭ１１ｂや記憶部１３に記憶した入力判定プログラムをＲＡＭ１１ｃに展開して実行することにより、図１２、１３、１５、１６、１８の各フローチャート図に示す各ステップの処理を実行する。

まず、手書き入力装置１０の入力部１４（入力パネル）は、物体による押圧を検出したら、各検出位置の検出時刻、座標、圧力、面積などの検出情報を取得し、入力処理部１５及び判定部１６に通知する（Ｓ１００）。入力処理部１５（入力判定プログラム）は、入力部１４から取得した検出情報に基づいて、検出位置間の距離（又は速度）、全検出位置間の距離（又は速度）の平均値、標準偏差などの、入力部１４から直接取得することができない算出情報を算出し、この算出情報を記憶部１３に保持する（Ｓ１１０）。

次に、判定部１６（入力判定プログラム）は、入力部１４から取得した検出情報に基づいて、各々の検出位置に対する入力手段を判定する（Ｓ１２０）。

図１３は、このステップの詳細を示しており、判定部１６は、各々の検出位置に対して、入力部１４から取得した検出情報の内の、対象とする検出情報（例えば、圧力及び面積）が全てペン入力の条件を満たしているかを判断し（Ｓ１２１）、条件を満たしていればペン入力と判定し（Ｓ１２２）、条件を満たしていなければ非ペン入力と判定する（Ｓ１２３）。

例えば、図１４（ａ）に示すように、圧力が予め定めた値（Ｐ１）以上であること、及び、面積が予め定めた値（Ｓ１）以下であることを条件とする場合は、図１５のフローチャート図に示すように、判定部１６は、その検出位置の面積ＳがＳ１以下であるかを判断し（Ｓ１２１ａ）、面積ＳがＳ１以下であれば、その検出位置の圧力ＰがＰ１以上であるかを判断する（Ｓ１２１ｂ）。そして、面積ＳがＳ１以下であり、かつ、圧力ＰがＰ１以上である場合は、ペン入力と判定し（Ｓ１２２）、面積ＳがＳ１未満であるか、及び／又は、圧力ＰがＰ１未満である場合は、非ペン入力と判定する（Ｓ１２３）。

なお、ペン入力を細かく分類し、ボールペン入力とシャープペンシル入力とを区別する場合、シャープペンシルはボールペンほど押圧力が大きくならないことから、図１４（ｂ）に示すように、ボールペンの判定基準をＰ１とし、シャープペンシルの判定基準をＰ１よりも小さいＰ２以上、Ｐ１未満とすることができる。この場合、図１５のＳ１２１ｂで、圧力ＰがＰ１以上であるか、Ｐ２以上Ｐ１未満であるか、Ｐ２未満であるかを判断し、圧力がＰ１以上の場合はボールペン入力と判定し、Ｐ２以上Ｐ１未満の場合はシャープペンシル入力と判定し、Ｐ２未満の場合は、非ペン入力と判定すればよい。

図１１のフローチャート図に戻って、判定部１６（入力判定プログラム）は、各々の検出位置に対する入力手段の判定結果及び各々の検出位置の検出情報を記憶部１３に保持する（Ｓ１３０）。

次に、入力部１４（入力パネル）は、物体の押圧を監視し、所定時間内に物体の押圧を検出した場合は、Ｓ１００に戻り、各々の検出位置の入力手段の判定を継続する。一方、所定時間内に物体の押圧を検出できない（物体が用紙又は入力パネルから離れた）場合は、決定部１７（入力判定プログラム）は、判定部１６が判定した判定結果と、必要に応じて入力処理部１５が算出した算出情報とを記憶部１３から読み出し、これらの情報に基づいて、一連の手書き情報がペン入力であるか否かを総合的に判断する（Ｓ１５０）。

図１６は、このステップの詳細を示しており、決定部１７は、まず、総合的に判断するための母集団を選定する（Ｓ１５１）。母集団の選定に際して、上述したように、一連の手書き情報を構成する全ての検出位置を母集団としてもよいし、手書き情報の始め及び／又は終わりの所定数の検出位置を除いた検出位置を母集団としてもよい。そして、選定した母集団の情報から、一連の手書き情報を入力した物体がペンらしいかを判断し（Ｓ１５２）、Ｙｅｓの場合はペン入力と決定し（Ｓ１５３）、Ｎｏの場合は非ペン入力と決定する（Ｓ１５４）。

例えば、図１７（ａ）に示すように、検出位置間の距離Ｄがその平均値（Ｄ１）を中心とした標準偏差（σ）の範囲内である検出位置を母集団とする場合は、図１８のフローチャート図に従って処理を行う。例えば、決定部１６は、入力処理部１５から、検出位置間の距離の平均値（Ｄ１）及びその標準偏差（σ）を取得し（Ｓ１５１ａ）、ある検出位置とその後ろの検出位置について、その検出位置間の距離ＤがＤ１±σの範囲内であるかを判断し（Ｓ１５１ｂ）、距離ＤがＤ１±σの範囲内でなければ、その双方又は一方の検出位置を母集団から除外する（Ｓ１５１ｃ）。そして、この処理を全ての検出位置間に対して実施して（Ｓ１５１ｄ）、全ての検出位置間に対して実施したら、検出位置間の距離ＤがＤ１±σの範囲内の検出位置からなる母集団を決定する（Ｓ１５１ｅ）。その後、決定部１７は、母集団に対して、判定部１６がペン入力と判定した検出位置の数の割合を求め、その割合が予め定めた閾値以上であるかを判断し（Ｓ１５２ａ）、その割合が閾値以上であれば、総合的にペン入力と決定し（Ｓ１５３）、その割合が閾値未満であれば、総合的に非ペン入力と決定する（Ｓ１５４）。

なお、上記と同様に、ペン入力を細かく分類し、ボールペン入力とシャープペンシル入力とを区別する場合、シャープペンシルはボールペンほど早く移動させないと考えられることから、図１７（ｂ）に示すように、母集団の選定基準となる検出位置間の距離の条件を、ボールペンはＤ１±σ（Ｄ）とし、シャープペンシルはＤ２±σ（Ｄ）（ただしＤ２＜Ｄ１）としたり、検出位置間の速度の条件を、ボールペンはＶ１±σ（Ｖ）とし、シャープペンシルはＶ２±σ（Ｖ）（ただしＶ２＜Ｖ１）としたりすることができる。この場合、シャープペンシル入力であるかを決定する場合は、図１８のＳ１５１ｂで、検出位置間の距離がＤ２±σの範囲から外れる検出位置を母集団から除外すればよい。

このように、本実施例の手書き入力装置１０では、入力部１４（入力パネル）が検出する圧力や面積などの検出情報に基づいて、個々の検出位置がペン入力か否かを判定し、予め定めたルールに従って選定した母集団に対する、個々の検出位置の判定結果に基づいて、一連の手書き情報がペン入力であるか否かを決定するため、ペンの傾きや文字の部位によって手書き情報の一部がペン入力でないと誤って判定された場合であっても、総合的にペン入力と判定することができる。また、爪の接触や文字の部位によって手書き情報の一部がペン入力と誤って判定された場合であっても、総合的に非ペン入力と判定することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、手書き入力装置１０の構成や制御方法は適宜変更可能である。

例えば、上記実施例では、個々の検出位置がペン入力であるかを判断するために、圧力や面積を利用し、一連の手書き情報がペン入力であるかを判断するための母集団を選定するために、検出位置間の距離や速度を利用したが、利用する情報はこれらに限定されない。また、上記実施例では、一連の手書き情報がペン入力であるか否かを決定するための閾値として８０％を例示したが、この閾値の値はペンの形状、ユーザのペンの握り方、ユーザの手書き入力の癖などに応じて適宜設定することができる。

本発明は、感圧式の入力パネルを備える手書き入力装置、当該手書き入力装置で動作する入力判定プログラム及びその入力判定プログラムを記録した記録媒体、並びに、当該手書き入力装置を用いた入力判定方法に利用可能である。

１０ 手書き入力装置
１１ 制御部
１１ａ ＣＰＵ
１１ｂ ＲＯＭ
１１ｃ ＲＡＭ
１２ 通信Ｉ／Ｆ部
１３ 記憶部
１４ 入力部（入力パネル）
１５ 入力処理部
１６ 判定部
１７ 決定部
２０ ペン
３０ 用紙

Claims (18)

1. 物体により押圧された点又は領域の軌跡を一連の手書き情報として取得する手書き入力装置であって、
   所定の時間間隔で前記物体の押圧を検出し、各々の検出位置の座標と圧力及び／又は面積とを取得する、表示部を持たない入力パネルと、
   前記入力パネルが取得した情報に基づいて、前記各々の検出位置を押圧した物体がペンか否かを判定する判定部と、
   前記判定部が判定した前記各々の検出位置の判定結果に基づいて、前記一連の手書き情報を入力した物体がペンであるか否かを決定する決定部と、を備える、
   ことを特徴とする手書き入力装置。
2. 前記判定部は、所定の検出位置の前記圧力が予め定めた値以上、及び／又は、前記面積が予め定めた値以下の場合に、当該所定の検出位置を押圧した前記物体がペンであると判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の手書き入力装置。
3. 前記決定部は、前記一連の手書き情報を構成する全ての検出位置を母集団として選定し、前記母集団に対する、前記物体がペンと判定された検出位置の数の割合に基づいて、前記手書き情報を入力した前記物体がペンであるか否かを決定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の手書き入力装置。
4. 前記決定部は、前記一連の手書き情報を構成する全ての検出位置の内、初め及び／又は終わりの所定数の検出位置を前記母集団から除外する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の手書き入力装置。
5. 前記入力パネルから取得した情報を処理して、前記検出位置間の距離を算出する入力処理部を、更に備え、
   前記決定部は、前記距離が所定値を越える検出位置を前記母集団から除外する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の手書き入力装置。
6. 前記入力パネルは、用紙の上からの物体の押圧を検出可能である、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の手書き入力装置。
7. 所定の時間間隔で物体の押圧を検出し、各々の検出位置の座標と圧力及び／又は面積とを取得する、表示部を持たない入力パネルを備え、前記検出位置の軌跡を一連の手書き情報として取得する手書き入力装置で動作する入力判定プログラムであって、
   前記手書き入力装置に、
   前記入力パネルが取得した情報に基づいて、前記各々の検出位置を押圧した物体がペンか否かを判定する判定処理、
   前記判定部が判定した前記各々の検出位置の判定結果に基づいて、前記一連の手書き情報を入力した物体がペンであるか否かを決定する決定処理、を実行させる、
   ことを特徴とする入力判定プログラム。
8. 前記判定処理では、所定の検出位置の前記圧力が予め定めた値以上、及び／又は、前記面積が予め定めた値以下の場合に、当該所定の検出位置を押圧した前記物体がペンであると判定する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の入力判定プログラム。
9. 前記決定処理では、前記一連の手書き情報を構成する全ての検出位置を母集団として選定し、前記母集団に対する、前記物体がペンと判定された検出位置の数の割合に基づいて、前記手書き情報を入力した前記物体がペンであるか否かを決定する、
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の入力判定プログラム。
10. 前記決定処理では、前記一連の手書き情報を構成する全ての検出位置の内、初め及び／又は終わりの所定数の検出位置を前記母集団から除外する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の入力判定プログラム。
11. 前記手書き入力装置に、更に、
    前記入力パネルから取得した情報を処理して、前記検出位置間の距離を算出する入力処理を実行させ、
    前記決定処理では、前記距離が所定値を超える検出位置を前記母集団から除外する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の入力判定プログラム。
12. 前記入力パネルは、用紙の上からの物体の押圧を検出可能である、
    ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一に記載の入力判定プログラム。
13. 所定の時間間隔で物体の押圧を検出し、各々の検出位置の座標と圧力及び／又は面積とを取得する、表示部を持たない入力パネルを備え、前記検出位置の軌跡を一連の手書き情報として取得する手書き入力装置における入力判定方法であって、
    前記入力パネルが取得した情報に基づいて、前記各々の検出位置を押圧した物体がペンか否かを判定する判定処理と、
    前記判定部が判定した前記各々の検出位置の判定結果に基づいて、前記一連の手書き情報を入力した物体がペンであるか否かを決定する決定処理と、を実行する、
    ことを特徴とする入力判定方法。
14. 前記判定処理では、所定の検出位置の前記圧力が予め定めた値以上、及び／又は、前記面積が予め定めた値以下の場合に、当該所定の検出位置を押圧した前記物体がペンであると判定する、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の入力判定方法。
15. 前記決定処理では、前記一連の手書き情報を構成する全ての検出位置を母集団として選定し、前記母集団に対する、前記物体がペンと判定された検出位置の数の割合に基づいて、前記手書き情報を入力した前記物体がペンであるか否かを決定する、
    ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の入力判定方法。
16. 前記決定処理では、前記一連の手書き情報を構成する全ての検出位置の内、初め及び／又は終わりの所定数の検出位置を前記母集団から除外する、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の入力判定方法。
17. 更に、前記入力パネルから取得した情報を処理して、前記検出位置間の距離を算出する入力処理を実行し、
    前記決定処理では、前記距離が所定値を超える検出位置を前記母集団から除外する、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の入力判定方法。
18. 前記入力パネルは、用紙の上からの物体の押圧を検出可能である、
    ことを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか一に記載の入力判定プログラム。

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