JP2016537728A - 手書き文字の識別方法とシステム - Google Patents

Abstract

本発明は文字の一部の筆画を入力すると、入力しようとする文字を識別することができる、手書き文字識別方法と装置に関する。該手書き文字識別方法によれば、まず、ユーザが入力した手書き軌跡を受信し、その後、手書き軌跡を筆画テンプレートにマッチングさせて整合度を確定する。最後に、整合度にしたがって、マッチングさせた筆画テンプレートに対応する標準文字を出力する。この中で、筆画テンプレートは文字の完全筆画テンプレートと不完全筆画テンプレートとを有し、不完全筆画テンプレートの対応する不完全筆画文字は他の如何なる文字の一部または全部を構成するものでもない。該方法は実現が容易で、且つ良好な応用見通しを備える。各種電子装置でタッチパネルを利用して複雑な手書き文字を入力するのに用いられ、作業量を省き入力効率を向上させることができる。

Description

本発明は、ＨＣＩ（ヒューマンコンピュータインタラクション）技術に関し、より具体的には手書き文字の識別方法とシステムに関する。

コンピュータのビジュアルアプリケーションの発展に伴って、ＨＣＩ技術に対する需要は日増しに幅広く、要求もさらに高くなっている。手書き文字の識別技術もＨＣＩの一部である。多くの手書き文字識別システムはユーザが文字のすべての筆画を書き終わった後に識別を行うが、この種のシステムは画数の多い文字を入力する時の入力速度が遅く、また、ユーザから言っても、複雑な文字のすべての筆画を入力するのは難しさがある。該問題を解決するために、手書き文字を予測するいくつかの識別方法が提案されている。それらは文字の筆画の一部を入力すれば文字の識別が可能である。これらの方法の中のいくつかの方法は文字予測データベースを基にして、システムが、与えられた筆画を含むデータベース内に記憶保管されているすべての文字の使用頻度に基づいて、与えられた１つまたは複数の筆画を含む文字候補を提供するものである。他のタイプの方法は、ユーザが文字の部首を入力すると予測結果が出されるものである。同じように、このタイプの方法も使用頻度に基づいて文字候補が提供される。

「単語の不完全識別に基づく快速入力方法」と題する特許文献１は、予測率に基づいて予測候補を出すための手書き文字の識別方法、を提案している。該方法は漢字文字ごとに完全テンプレートと一連の派生サブテンプレートとを生成する。派生サブテンプレートは、漢字文字の文字部首または任意の他の不完全部分であってよい。サブテンプレートごとに、完全漢字文字に対するその相対的な完全度のレベルに基づいて「完全性ウェイト」を備えている。入力筆画と漢字文字ごとのすべてのサブテンプレートとの間で、テンプレートマッチングを行ない、その後、得られた整合率を、対応するサブテンプレートの完全性ウェイトに掛け算し、その後に、重み付けされた整合率の最大値を完全漢字文字の予測率とし、最後に、予測率に基づいて予測候補を表す。

中国特許出願Ｎｏ．２０１２１０２８４４１５号公報

しかしながら、従来の予測手書き文字識別方法にとって、使用頻度に基づいて文字候補を表示するのは不正確なものである。たとえば、ユーザが常用ではない文字を入力した場合、常用ではない文字は使用頻度が低いことにより、システムは予測候補の中から正しい識別結果を得ることができない。

特許文献１の問題点は、「完全性ウェイト」をどのように測定するかの明確な規則を打ち出していないことにある。「完全性ウェイト」は該方法において正しい予測候補を出すうえで非常に重要である。しかし、該特許出願の中では、該ウェイトを如何に測定し且つ確定するかの記述がなされていない。該ウェイト測定の合理的規則を定義することは曖昧としていて且つ複雑なものであるが、これは予測効果に非常に大きな影響を与える。また、該特許出願は、漢字文字ごとの完全テンプレートを複数の一級派生テンプレートに分けることを提案している。一級派生テンプレートをさらに多くの二級派生テンプレートに分け、いくつかの一級派生テンプレートといくつかの二級派生テンプレートとを組み合わせて新しい派生テンプレート等を生成することができるとしている。この種の方式にしたがえば、すべての漢字文字のテンプレートの数量が非常に大きくなり、それにより大きな文字集合体のすべてのテンプレートを記憶するのに大きな記憶空間が必要となり、且つテンプレートマッチングのプロセスがすべてのテンプレートをマッチングさせるために非常に煩雑で且つ複雑なものになる。

従って、本発明の目的は、手書き入力結果を正確に予測できるような方法を提供することにある。

本発明による手書き文字識別方法とシステムは、一部の筆画で手書き文字を予測する識別方法とシステムを提案しており、予測候補を正確に出すことができるので、ユーザが手書きで文字の一部の筆画を入力すると、入力しようとしている文字を識別することができる。

本発明の一面は、手書き文字識別方法を提案するものである。該方法はまず、ユーザの入力した手書きの軌跡を受信し、その後、手書き軌跡を少なくとも１つの筆画テンプレートにマッチングさせて、筆画テンプレートの整合度を確定する。最後に、整合度にしたがって、マッチングさせた筆画テンプレートに対応する標準文字を出力する。この中で、前記筆画テンプレートは標準文字のマッチングテンプレートであり、且つこの中で、少なくとも１つの標準文字のマッチングテンプレートは、前記少なくとも１つの標準文字の完全筆画テンプレートと、前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画標準文字の不完全筆画テンプレートと、を有し、この中の前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画テンプレートの対応する不完全筆画標準文字は、如何なる他の標準文字の一部または全部を構成するものではない。

好ましくは、１つの筆画が入力されるのを受信するごとにマッチングと出力のステップを実行する。

好ましくは、手書き軌跡にマッチングさせる少なくとも１つの筆画テンプレートが、すべての標準文字のすべてのマッチングテンプレートである。

好ましくは、手書き軌跡を少なくとも１つの筆画テンプレートにマッチングさせて筆画テンプレートの整合度を確定するステップが、さらに、すでに入力した筆画数と、マッチングさせる筆画テンプレートに対応する標準文字の筆画数と、の差に基づいて整合度に重み付けをするステップを有する。

好ましくは、さらに、手書き軌跡の背景に整合度の最も高い筆画テンプレートに対応する標準文字を表示する。

好ましくは、前記不完全筆画テンプレートが、
基本筆画と部首を定義するステップと、
基本筆画と部首の中の筆画／部首ごとに１つの索引番号を割り当てるステップと、
標準文字の筆画／部首ごとに対応している索引番号と、該標準文字の筆画順序組合せにしたがって取得した索引番号序列と、を用いて各標準文字を表示するステップと、
標準文字の索引番号序列を順に並べるステップと、
前記少なくとも１つの標準文字と他の標準文字とで異なる索引番号を識別するステップと、
前記少なくとも１つの標準文字の、索引番号序列の中の開始索引番号から前記異なる索引番号までの部分の索引番号序列である、前記少なくとも１つの標準文字の固有索引番号序列、を確定するステップと、
前記固有索引番号序列に対応する不完全筆画標準文字を生成して、前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画標準文字とするステップと、
前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画標準文字に基づいて、前記少なくとも１つの標準文字の完全筆画サンプルに基づいて、前記不完全筆画標準文字に対応する該標準文字の不完全筆画サンプルを取得するステップと、
前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画サンプルに基づいて、前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画テンプレートを取得するステップと、により生成されるものである。

好ましくは、前記固有索引番号序列が、さらに、前記異なる索引番号の後の索引番号を有する。

好ましくは、前記異なる索引番号に対応する筆画／部首が少なくとも２つの筆画を有する時、前記固有索引番号序列に対応する不完全筆画標準文字が、さらに、開始索引番号から前記異なる索引番号の１つ前の索引番号までの部分の索引番号序列に対応する筆画／部首と、それに加えて前記異なる索引番号に対応する筆画／部首の筆画１つ１つの部分と、を有する不完全筆画標準文字、を有する。

好ましくは、取得した不完全筆画テンプレートの中から、前記異なる索引番号に対応する筆画／部首が特定筆画／部首の中の１つである不完全筆画テンプレートを破棄する。

好ましくは、特定筆画／部首は下記文字Ｎと下記文字Ｏの中の１つであってよい。

好ましくは、前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画テンプレートが、さらに、
少なくとも２つの標準文字の、それぞれの不完全筆画部分である同一筆画部分、を確定するステップと、
該同一筆画部分を中間標準文字とし、前記中間標準文字について、その不完全筆画テンプレートを生成するステップと、
生成された不完全筆画テンプレートと、前記中間標準文字に対応する筆画テンプレートと、を前記少なくとも２つの標準文字の中の標準文字ごとの不完全筆画テンプレートとするステップと、により生成されるテンプレート、を有する。

好ましくは、前記標準文字が、中国語、日本語、韓国語の中の１つ、の文字であってよい。

本発明の他の一面によれば、手書き文字識別システムがさらに提案され、ユーザが入力した手書き軌跡を受信するための手書き入力ユニットと、標準文字のマッチングテンプレートを記憶保管するテンプレートデータベースと、手書き軌跡を少なくとも１つのテンプレートにマッチングさせて、テンプレートの整合度を確定するように配置されるテンプレートマッチングユニットと、テンプレートマッチングユニットが確定した整合度にしたがって、マッチングさせたテンプレートに対応する標準文字を出力するように配置される出力ユニットと、を有し、この中で少なくとも１つの標準文字のマッチングテンプレートが前記少なくとも１つの標準文字の完全筆画テンプレートと前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画標準文字の不完全筆画テンプレートとを有し、この中の前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画テンプレートが対応する不完全筆画標準文字が、如何なる他の標準文字の一部または全部を構成するものではない。

本発明実施例によれば、中国語、日本語または韓国語の文字について、一連の「筆画／部首索引番号」により各文字を表示し、且つ各文字の「固有索引（筆画／部首）」を記録して、該文字を表示するための固有筆画または部首とする。そして、前記「固有索引」に基づいて文字の不完全筆画テンプレートを生成する。このようにすれば、ユーザが１つの文字の１つまたは複数の筆画を入力した時、入力された筆画と不完全筆画テンプレートとの間のテンプレートマッチングが実行されて、識別結果が正確に取得される。

従来の技術と異なり、本発明の手書き文字識別方法及びシステムによれば文字の「固有索引」に基づいて予測候補が出され、したがって文字ごとの予測候補が他の文字と混淆されることがない。しかも、ユーザが文字の１つまたは複数の筆画を入力すれば該文字が識別される。このように、作業の負担が省かれ且つ入力効率が改善される。

つぎに附属図面と結んで本発明の好ましい実施例を説明することにより、本発明の上記及び他の目的、特徴、メリットをさらに明確なものにする。

本発明実施例による手書き文字識別システムを説明するブロック図を示している。 本発明実施例による不完全筆画テンプレート生成方法のフローチャートを示している。 本発明実施例による基本筆画と部首の例を示している。 本発明実施例による「筆画索引表」の一部分を示している。 本発明実施例による文字筆画情報排列表の例を示している。 図５に示した文字筆画情報排列表内の同一の索引番号と固有索引番号とを示している。 「鞭」の完全筆画文字の演習サンプルを示している。 図７に示した「鞭」の完全筆画テンプレート中から取得した「鞭」の不完全筆画テンプレートの演習サンプルを示している。 本発明実施例による手書き文字識別方法のフローチャートを示している。 本発明実施例による手書き文字識別方法の運用結果の１つの例を示し、（ａ）は、ユーザの入力した手書き軌跡を示し、（ｂ）は、手書き軌跡の高度にマッチングする不完全筆画テンプレートを示し、（ｃ）は、手書き軌跡の背景に、識別した文字が出力されるのを示している。 本発明実施例による下記文字Ｄという文字の不完全筆画テンプレートと完全筆画テンプレートの例を示している。 本発明実施例による中間文字構築の例を示している。 説明のための１つの筆画サンプルを示している。

つぎに附属図面を参照して、本発明の例示した実施例を詳しく述べる。以下の記述の中で、いくつかの具体的な実施例は記述目的のためのみに用いられるものであり、本発明に対する如何なる制限とも理解すべきではない。ただ本発明の例を示したものに過ぎない。本発明に対する理解に混淆をもたらす可能性のある場合、通常の仕組みまたは構造を省略する。

図１は本発明実施例による手書き文字識別システム１００を説明したブロック図を示している。該システム１００は、手書き入力ユニット１１０、テンプレートデータベース１２０、テンプレートマッチングユニット１３０、出力ユニット１４０、の４ユニットを有する。各ユニットの機能は以下に記述するとおりである。

・ 手書き入力ユニット１１０：該ユニットはユーザからの手書き入力データを受信するのに用いられる。たとえば、ユーザがタッチスクリーン式電子装置に手書き入力した時、該ユニットはユーザの手指とタッチパッドとの接触を識別するセンサであってよい。ユーザが赤外線等を利用して電子装置に入力した時、該ユニットは赤外線センサであってよい。

・ テンプレートデータベース１２０：該ユニットは標準文字ごとのマッチングテンプレートを記憶保管するのに用いられる。本発明実施例によれば、テンプレートデータベース内に標準文字の完全筆画テンプレートと不完全筆画テンプレートとが記憶保管されている。まず標準文字ごとの不完全筆画標準文字を定義する。いくつかの複雑な標準文字は複数の不完全筆画標準文字を有するかもしれない。だが、１つの標準文字の不完全筆画標準文字は他の如何なる標準文字の一部または全部を構成することはない。その後、標準文字ごとの不完全筆画標準文字と完全筆画標準文字について演習を行い、標準文字ごとの完全筆画テンプレートと不完全筆画テンプレートとを取得する。少し後の方で図２と結び付けて、不完全筆画テンプレートの生成方法について詳しく述べる。

・ テンプレートマッチングユニット１３０：該ユニットは手書き入力データを不完全筆画テンプレート及び／または完全筆画ユニットにマッチングさせることにより、マッチングテンプレートの整合度を確定する。

・ 出力ユニット１４０：該ユニットはユーザに識別結果を出力する。１つの実施例によれば、該ユニットは整合度の最も高いテンプレートに対応する標準文字を出力できる。該ユニットは、あらゆるマッチング結果の最適化も行って、予め定められた規則に基づいて候補を順に並べることも選択できる。たとえば、携帯電話のタイプの、表示スクリーンサイズに制限のある電子装置について、出力ユニット１４０は整合度の高い上位１０個のマッチング結果だけを出力する。１つの実施例で、たとえば整合度にしたがって順に並べて出力されてもよい。

図１は、該システムがさらに、予備処理ユニット１５０を有してもよいことを示している。

・ 予備処理ユニット１５０：該ユニットは、手書き入力データに対し、平滑化や直線の標準化及び／または非直線の標準化等の処理を行うために用いられる。該ユニットの目的は、手書き入力データをより滑らかなものにして、テンプレートマッチングユニット１３０内でのマッチングを利することにある。

本発明の鍵となる技術は不完全筆画テンプレートの定義にある。中国語、日本語、韓国語等の文字（すなわち、漢字、日本文字等）については、各文字は筆画及び／または部首で組み立てられている。異なる文字が同一の筆画と部首とを有する可能性がある。しかし、文字ごとに他の文字と異なる固有筆画または部首の序列を必ず含んでいる。本発明の実施例によれば、この固有筆画と部首を利用して文字ごとの不完全筆画テンプレートを定義する。すなわち、その対応する不完全筆画文字が該固有筆画／部首序列を有して、如何なる他の文字の一部または全部を構成することがないように、すなわち他の文字との区別ができるように、文字の不完全筆画テンプレートを構築する。

ＧＢ２３１２文字集合の漢字を例とする。図２は本発明実施例による不完全筆画テンプレート生成方法２００のフローチャートを示している。

まず、ステップＳ２１０において、図３に示すように、基本筆画と部首とを定義する。

Ｕｎｉｃｏｄｅの定義するところに基づけば、総計３６個の基本筆画が存在する。いくつかの筆画を破棄して、図３の中の部分Ａに示すように最終的に２６個の基本筆画を残す。図３部分Ｂの筆画／部首はユーザによる定義であり、図３部分Ｃの筆画／部首はＧＢ２３１２の中の基本部首である。図３は合計で１５２個の部首を示し、これらの部首が、本発明実施例の中で漢字ＧＢ２３１２によって定義される基本筆画／部首であることを意味している。当然、本出願に応用できる部首は図３に示すものに限定されるものではなく、必要に基づいてその他の部首の集合を用いることができる。漢字、韓国語または日本語については、その必要とする部首は同じではない。

索引を行うために、ステップＳ２２０において、定義された基本筆画と部首について、「筆画索引表」を定義して、基本筆画と部首の中の筆画／部首ごとに１つの索引番号を割り当てる。図４は該「筆画索引表」の一部分を示している。各基本筆画と部首について索引を行うと、各文字は、該文字の筆画／部首ごとに対応する索引番号筆画順序組合せにしたがって得られた一連の索引番号により、表示できる。

その後、ステップＳ２３０において、文字の筆画／部首ごとに対応する索引番号と、該文字の筆画順序組合せにしたがって得られた索引番号序列と、を用いて各文字を表示し、且つ各文字の索引番号を順に並べ、文字の筆画情報が得られる。したがって、文字ごとの筆画情報を順に並べた表が定義される。図５は該表の一部分が説明的に示されたものである。

その後、ステップＳ２４０において、各文字の固有筆画／部首を見つけて、「固有索引番号序列」を取得する。すなわち、まず、文字ごとに他の文字と異なる索引番号を識別する。図６は図５と同一の文字筆画情報排列表を示しているが、その中の同一部分について説明的に示している。

図６の表から見てわかるが、左側の破線枠には、示された６つの文字の共通筆画が含まれている。中の破線枠には前５文字の共通筆画が含まれる。また、右側の破線枠は「晋」と上記文字Ａの共通部首を表示している。最後に、第２、第３、第５、第６文字の最後の筆画／部首（その索引番号はそれぞれ２１１、２２６、２３３、２０１）は、対応する文字の固有筆画／部首を表示している。したがって、「固有索引表」が取得されている。すなわち、上記文字Ｂについて、その索引番号序列は「１−３−３−７−６−１−２１１」であり、この中の「２１１」がその固有筆画／部首を表す。「晋」については、その索引番号序列は「１−３−３−７−６−１−２３６」であるが、固有筆画／部首はない。上記文字Ａについては、その索引番号序列は「１−３−３−７−６−１−２３６−２３３」であり、この中の「２３３」がその固有筆画／部首を表す。上記文字Ｃについては、その索引番号序列は「１−３−３−７−６−２０１」であり、この中の「２０１」がその固有筆画／部首を表す。

その後、文字の固有索引番号序列を確定し、固有索引番号序列は１つの文字の索引番号序列の中の開始索引番号から異なる索引番号までの部分の索引番号序列である。図６から見て取れるように、６つの文字の中で上記文字Ｂ、上記文字Ｄ、上記文字Ａ、上記文字Ｃだけが他の文字と異なる固有索引番号を備えている。

他の１つの例として、仮に「鞭」の索引番号序列をたとえば「３０２−１０４−１−３−１０−１−１−５−８」とすると、この中の３番目の索引番号「１」がその固有筆画／部首を表している。「鞭」の固有索引番号序列は「３０２−１０４−１」、「３０２−１０４−１−３」、「３０２−１０４−１−３−１０」、「３０２−１０４−１−３−１０−１」、「３０２−１０４−１−３−１０−１−１」、「３０２−１０４−１−３−１０−１−１―５」、「３０２−１０４−１−３−１０−１−１−５−８」であってよい。言い換えれば、「３０２−１０４−１」のほかに、固有索引番号序列は固有索引番号の後の索引番号もさらに有している。

ステップＳ２５０において、取得した「固有索引番号序列」に基づいて標準文字ごとの不完全筆画文字を生成する。

１つの実施例において、前記固有索引番号に対応する筆画／部首が少なくとも２つの筆画を有しているかもしれない。該実施例において、固有索引番号序列に対応する不完全筆画文字は、開始索引番号から前記固有索引番号の１つ前の索引番号までの部分の索引番号序列に対応する筆画／部首と、それに加えて該固有索引番号に対応する筆画／部首の筆画１つ１つの部分と、を含む不完全筆画文字、を有している。

ステップＳ２６０において、文字ごとの不完全筆画文字に基づいて、標準文字の完全筆画サンプルによりその不完全筆画サンプルを取得し、それにより該標準文字の不完全筆画テンプレートを取得する。

図７は「鞭」の完全筆画文字の演習サンプルを示している。ステップＳ２４０に基づいて、「鞭」の索引番号序列、たとえば「３０２−１０４−１−３−１０−１−１−５−８」、を取得することができ、この中の３番目の索引番号「１」がその固有筆画／部首を表している。したがって、ステップＳ２５０に基づき「鞭」の不完全文字の索引番号序列を「３０２−１０４−１」、「３０２−１０４−１−３」、「３０２−１０４−１−３―１０」、「３０２−１０４−１−３−１０−１」、「３０２−１０４−１−３−１０−１−１」、「３０２−１０４−１−３−１０−１−１−５」と確定することができる。図８は図７に示した「鞭」の完全筆画サンプルから取得された「鞭」の不完全筆画サンプルを示している。

図９は本発明実施例による手書き文字識別方法９００のフローチャートを示している。

図９に示すように、ステップＳ９１０において、ユーザが入力した手書き軌跡を受信する。該ステップにおいて、ユーザは手書き入力ユニットを利用して手書き軌跡を入力する。

その後、ステップ９２０において、手書き軌跡に対し予備処理を行う。予備処理の目的は手書き軌跡をより平滑にして、後続の操作を利することである。

その後、ステップ９３０において、入力した手書き軌跡と筆画テンプレートとのマッチングを行い、筆画テンプレートの整合度を確定する。最後に、ステップ９４０において、マッチングさせた筆画テンプレートに対応する標準文字を出力する。すなわち、手書き軌跡に対応する標準文字が識別される。

本発明の実施例によれば、システムは不完全筆画テンプレートを記憶保管している。したがって、１つの筆画の入力を受信するごとに、ステップＳ９２０〜Ｓ９４０を実行して、識別結果を調整することができる。たとえば、ユーザが上記文字Ｄという文字を入力しようと考えた場合、上記文字Ｅを入力し終えると、ステップＳ９３０で、整合度の高低にしたがって筆画テンプレートの対応する文字を順にたとえば上記文字Ｅ、「巫」、上記文字Ｄ、「丑」、「正」と確定し、それによりステップＳ９４０において、順に上記文字Ｅ、「巫」、上記文字Ｄ、「丑」、「正」と出力する。しかしユーザが続いて後続の２画を入力すると、この時ステップＳ９３０は、整合度の高低にしたがって筆画テンプレートの対応している文字を順にたとえば上記文字Ｄ、「悉」、「恐」、「恋」、「晋」と確定し、それによりステップＳ９４０において順に上記文字Ｄ、「悉」、「恐」、「恋」、「晋」と出力する。

１つの実施例において、ユーザが筆画を入力すると、現時点での入力筆画の識別結果の中の前１０の候補を出力し、且つ入力筆画の背景に最も可能性のある識別結果、すなわち整合度の最も高い文字、を表示することができる。たとえば、ユーザが漢字の文字「鞭」の、図１０（ａ）に示したような不完全筆画、を入力する。本発明実施例による手書き文字識別システムは、現時点での入力筆画を、すべての文字のすべての不完全筆画テンプレートにマッチングさせ、不完全筆画テンプレート「鞭」が最も可能性の高い候補であることを発見する。図１０（ｂ）に示すように。最後に手書き軌跡の背景に１番目の識別結果、図１０（ｃ）に示した「鞭」、を表示する。

いくつかの実施例においては、不完全筆画文字が全筆画文字に混淆されるのを避けるため、全筆画文字に類似するいくつかの不完全筆画文字を破棄、すなわち全筆画文字と区別される部分が特定筆画／部首である不完全筆画文字を破棄する。たとえば、上記文字Ｄについては、その固有部首は２２６（心）であるが、これはそれが３つの不完全筆画文字、すなわち上記文字Ｇを備えていることを意味している。しかし、１番目の不完全筆画文字である上記文字Ｈは上記文字Ｅと混淆されるかもしれない。なぜなら区別される筆画である上記文字Ｎは上記文字Ｅを入力する時に入力スクリーン上の雑音または汚れにより間違って識別されたものの可能性があるからである。したがって、上記文字Ｄについては、１番目の不完全筆画文字を破棄し、他の２つの不完全筆画文字だけを残す。図１１は上記文字Ｄの中から抽出した２つの不完全筆画サンプルと完全筆画サンプルとを示している。本発明実施例によれば、前記特定筆画／ステップは上記文字Ｎと上記文字Ｏの中の１つであってよい。

本発明のいくつかの実施例によれば、文字を効果的に予測するために、いくつかの中間文字を構築して、類似する文字の共通部分とする。たとえば、「醒」、上記文字Ｆ、「醍」については、上記文字Ｉがこの３つの文字の共通部分である。このことは、該共通部分をこの３つの文字の中間文字とすることができることを意味し、且つ該中間文字について、不完全筆画テンプレートを生成する。たとえば図１３に示すサンプルから抽出したテンプレートのように、上記文字Ｋ、上記文字Ｌ、上記文字Ｍを「醒」、上記文字Ｆ、「醍」の不完全筆画文字とする。こうすれば、ユーザが手書き文字を入力する場合、一旦、上記文字Ｊを入力すれば、「醒」、上記文字Ｆ、「醍」を識別することができるのである。図１２は中間文字構築の１つの例を示している。図１２に示すように、「醒」、上記文字Ｆ、「醍」の索引番号序列中の共通部分は「２９３−２３６」であって上記文字Ｍに対応している。該共通部分について、不完全筆画テンプレートを生成し、このように生成された不完全筆画テンプレートと共通部分の筆画テンプレートとを「醒」、上記文字Ｆ、「醍」の不完全筆画テンプレートとする。

本発明の実施例によれば、さらに、各標準文字を識別するための最大筆画数の表を定義する。そして、整合度を計算する時に、筆画数によって異なるウェイトを与えて、入力筆画数とマッチングテンプレートの筆画数との間の差に基づいて識別結果を調整できるようにする。

本発明の実施例により提案された手書き文字識別方法とシステムは、中国語、日本語、韓国語等の文字を識別できる。

つぎに、識別率と入力筆画数を使用して本発明による手書き文字識別予測システムの性能を評価する。高い識別率を有し比較的少ない筆画しか入力する必要のないシステムは高性能システムである。そうでなければ、低い識別率を有し或いは且つ大量の筆画の入力を必要とするシステムは低性能システムである。

予測性能を算出するために、各文字の予測比率を次のように定義する：
ＰＲ＝省かれた筆画数／総筆画数 （１）
この中で、「省かれた筆画数」とは、「総筆画数」とユーザが実際に入力した筆画数との差であり、「総筆画数」は該標準文字の総筆画数である。

表２に基づけば、大量の筆画数を備える文字については、本発明による手書き文字識別システムと方法が大量の入力筆画と入力時間とを省くことができることが分かる。この中で、「１候補正確」とは１番目の候補文字が正しかったという識別結果を表し、「前２候補正確」とは１番目または２番目の候補文字が正しかったという識別結果を表している。以下同様に類推する。

本発明実施例に基づく手書き文字識別方法とシステムは、電子ホワイトボード、タブレットＰＣ、デスクトップＰＣ、携帯電話、ＰＤＡ、手書き入力をサポートしている他の電子装置などに応用可能である。これらの装置に、ユーザが手指やスタイラスペンなどを用いてスクリーンに入力すると、本発明実施例による手書き文字識別方法とシステムが、それに応じてスクリーン上に識別結果を出力することができる。

ここで開示した本発明実施例の他のセッティングには、先に概述した方法による実施例のステップと操作を実行するソフトウェアプログラムが含まれる。より具体的には、コンピュータプログラム製品とは、コンピュータプログラムロジックがコード化されて存在するコンピュータ読取媒体を備えていて、それが計算装置上で実行される時、コンピュータプログラムロジックが関係操作を提供して、それにより上記の技術手段が提供されるという実施例である。計算システムの少なくとも１つのプロセッサ上で実行される時、コンピュータプログラムロジックがプロセッサに本発明実施例に述べる操作（方法）を実行させることができるものである。本発明のこの種のセッティングは典型的には、たとえば光媒体（たとえばＣＤ−ＲＯＭ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等のコンピュータ読取媒体上のソフトウェア、コード及び／または他のデータ構造、あるいは１つまたは複数のＲＯＭまたはＲＡＭまたはＰＲＯＭチップ上などのファームウェアまたはマイクロコードのその他媒体、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または１つか複数のモジュール内のダウンロード可能なソフトウェア画像、共有データベース等、でのセッティングまたはコードとして提供される。ソフトウェアまたはファームウェアまたはこの種の配置が、計算装置に装着されて、計算装置内の１つまたは複数のプロセッサに本発明実施例に述べる技術を実行させることができる。１組のデータ通信装置または他の実体内などの計算装置に連結されて操作を行なうソフトウェアプロセスも本発明による装置を提供することができる。本発明による装置は複数のデータ通信装置上の複数のソフトウェアプロセス、あるいは１組の特定用途向け小型コンピュータ上で運用されるすべてのソフトウェアプロセス、あるいは単独のコンピュータ上で運用されるすべてのソフトウェアプロセスの間でも応用され得る。

厳密に言えば、本発明の実施例はコンピュータ装置上のソフトウェアプログラム、ソフトウェアとハードウェア、あるいは単独のソフトウェア及び／または単独の回路として実現できるということを理解すべきである。

以上の記述において、例示の方式でのみ、本発明の技術手段を示したのであるが、本発明が上記のステップやユニット構造に限定されることを決して意味するのではないことに、留意すべきである。可能な場合において、必要に基づいてステップやユニット構造について調整や取捨することができる。したがって、あるステップやユニットが本発明を実施する発明構想全体に必要な要素であるというわけでは決してない。したがって、本発明に必要な技術的特徴は、本発明を実現させることのできる発明構想全体の最低限の要求の限定を受けるのみであって、上記の具体的な実例の制限を受けるものではない。

ここまで、好ましい実施例に結び付けて本発明に対し記述を行なってきた。本分野の当業者は本発明の精神と範囲を逸脱しない情況下で、各種他の変更、置き換えや添加を行うことができることを理解すべきである。したがって、本発明の範囲は上述した特定の実施例に限定されずに、附属の請求の範囲によって限定されるべきである。

本発明は、ヒューマンコンピュータインタラクション技術に関し、より具体的には手書き文字の識別方法とシステムに関する。

コンピュータのビジュアルアプリケーションの発展に伴って、ヒューマンコンピュータインタラクション技術に対する需要は日増しに幅広く、要求もさらに高くなっている。手書き文字の識別技術もヒューマンコンピュータインタラクションの一部である。多くの手書き文字識別システムはユーザが文字のすべての筆画を書き終わった後に識別を行うが、この種のシステムは画数の多い文字を入力する時の入力速度が遅く、また、ユーザから言っても、複雑な文字のすべての筆画を入力するのは難しさがある。該問題を解決するために、手書き文字を予測するいくつかの識別方法が提案されている。それらは文字の筆画の一部を入力すれば文字の識別が可能である。これらの方法の中のいくつかの方法は文字予測データベースを基にして、システムが、与えられた筆画を含むデータベース内に記憶保管されているすべての文字の使用頻度に基づいて、与えられた１つまたは複数の筆画を含む文字候補を提供するものである。他のタイプの方法は、ユーザが文字の部首を入力すると予測結果が出されるものである。同じように、このタイプの方法も使用頻度に基づいて文字候補が提供される。

本発明の一面は、手書き文字識別方法を提案するものである。該方法はまず、ユーザの入力した手書きの軌跡を受信し、その後、手書き軌跡を少なくとも１つの筆画テンプレートにマッチングさせて、筆画テンプレートの整合度を確定する。最後に、整合度にしたがって、マッチングさせた筆画テンプレートに対応する標準文字を出力する。前記筆画テンプレートは標準文字のマッチングテンプレートであり、且つ少なくとも１つの標準文字のマッチングテンプレートは、前記少なくとも１つの標準文字の完全筆画テンプレートと、前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画標準文字の不完全筆画テンプレートと、を有し、前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画テンプレートの対応する不完全筆画標準文字は、如何なる他の標準文字の一部または全部を構成するものではない。

好ましくは、前記不完全筆画テンプレートが、
基本筆画と部首を定義するステップと、
基本筆画と部首の中の筆画／部首ごとに１つの索引番号を割り当てるステップと、
標準文字の筆画／部首ごとに対応している索引番号と、該標準文字の筆画順序組合せにしたがって取得した索引番号序列と、を用いて各標準文字を表示するステップと、
標準文字の索引番号序列を順に並べるステップと、
前記少なくとも１つの標準文字と他の標準文字とで異なる索引番号を識別するステップと、
前記少なくとも１つの標準文字の、索引番号序列の中の開始索引番号から前記異なる索引番号までの部分の索引番号序列である、前記少なくとも１つの標準文字の固有索引番号序列、を確定するステップと、
前記固有索引番号序列に対応する不完全筆画標準文字を生成して、前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画標準文字とするステップと、
前記少なくとも１つの標準文字の完全筆画サンプルに基づいて、前記不完全筆画標準文字に対応する該標準文字の不完全筆画サンプルを取得するステップと、
前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画サンプルに基づいて、前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画テンプレートを取得するステップと、により生成されるものである。

本発明の他の一面によれば、手書き文字識別システムがさらに提案され、ユーザが入力した手書き軌跡を受信するための手書き入力ユニットと、標準文字のマッチングテンプレートを記憶保管するテンプレートデータベースと、手書き軌跡を少なくとも１つのテンプレートにマッチングさせて、テンプレートの整合度を確定するように配置されるテンプレートマッチングユニットと、テンプレートマッチングユニットが確定した整合度にしたがって、マッチングさせたテンプレートに対応する標準文字を出力するように配置される出力ユニットと、を有し、少なくとも１つの標準文字のマッチングテンプレートが前記少なくとも１つの標準文字の完全筆画テンプレートと前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画標準文字の不完全筆画テンプレートとを有し、前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画テンプレートが対応する不完全筆画標準文字が、如何なる他の標準文字の一部または全部を構成するものではない。

・ テンプレートマッチングユニット１３０：該ユニットは手書き入力データを不完全筆画テンプレート及び／または完全筆画テンプレートにマッチングさせることにより、マッチングテンプレートの整合度を確定する。

Ｕｎｉｃｏｄｅの定義するところに基づけば、総計３６個の基本筆画が存在する。いくつかの筆画を破棄して、図３に示すように最終的に２６個の基本筆画を残す。図３における部首の最初の5行はユーザによる定義であり、図３における部首の最後の2行はＧＢ２３１２の中の基本部首である。図３は合計で１５２個の部首を示し、これらの部首が、本発明実施例の中で漢字ＧＢ２３１２によって定義される基本筆画／部首であることを意味している。当然、本出願に応用できる部首は図３に示すものに限定されるものではなく、必要に基づいてその他の部首の集合を用いることができる。漢字、韓国語または日本語については、その必要とする部首は同じではない。

図７は「鞭」の完全筆画文字の演習サンプルを示している。ステップＳ２４０に基づいて、「鞭」の索引番号序列、たとえば「３０２−１０４−１−３−１０−１−１−５−８」、を取得することができ、この中の３番目の索引番号「１」がその固有筆画／部首を表している。したがって、ステップＳ２５０に基づき「鞭」の不完全筆画文字の索引番号序列を「３０２−１０４−１」、「３０２−１０４−１−３」、「３０２−１０４−１−３―１０」、「３０２−１０４−１−３−１０−１」、「３０２−１０４−１−３−１０−１−１」、「３０２−１０４−１−３−１０−１−１−５」と確定することができる。図８は図７に示した「鞭」の完全筆画サンプルから取得された「鞭」の不完全筆画サンプルを示している。

いくつかの実施例においては、不完全筆画文字が完全筆画文字に混淆されるのを避けるため、完全筆画文字に類似するいくつかの不完全筆画文字を破棄、すなわち完全筆画文字と区別される部分が特定筆画／部首である不完全筆画文字を破棄する。たとえば、文字である上記文字Ｄについては、その固有部首は２２６（心）であるが、これはそれが３つの不完全筆画文字、すなわち上記文字Ｇを備えていることを意味している。しかし、１番目の不完全筆画文字である上記文字Ｈは上記文字Ｅと混淆されるかもしれない。なぜなら区別される筆画である上記文字Ｎは文字上記文字Ｅを入力する時に入力スクリーン上の雑音または汚れにより間違って識別されたものの可能性があるからである。したがって、文字である上記文字Ｄについては、１番目の不完全筆画文字を破棄し、他の２つの不完全筆画文字だけを残す。図１１は上記文字Ｄの中から抽出した２つの不完全筆画サンプルと完全筆画サンプルとを示している。本発明実施例によれば、前記特定筆画／部首は上記文字Ｎと上記文字Ｏの中の１つであってよい。

つぎに、識別率と入力筆画数を使用して本発明による手書き文字識別予測システムの性能を評価する。高い識別率を有し比較的少ない筆画しか入力する必要のないシステムは高性能システムである。そうでなければ、低い識別率を有し或いは大量の筆画の入力を必要とするシステムは低性能システムである。

Claims (18)

1. ユーザが入力した手書き軌跡を受信するステップと、
   手書き軌跡を少なくとも１つの筆画テンプレートにマッチングさせて筆画テンプレートの整合度を確定するステップと、
   整合度にしたがって、マッチングさせた筆画テンプレートに対応する標準文字を出力するステップと、を有する手書き文字識別方法であって、
   前記筆画テンプレートが標準文字のマッチングテンプレートであり、且つ、
   少なくとも１つの標準文字のマッチングテンプレートが、前記少なくとも１つの標準文字の完全筆画テンプレートと、前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画標準文字の不完全筆画テンプレートと、を有し、この中の前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画テンプレートが対応している不完全筆画標準文字が、如何なる他の標準文字の一部または全部を構成するものではない手書き文字識別方法。
2. １つの筆画が入力されるのを受信するごとに前記マッチングと出力のステップを実行する、請求項１に記載の方法。
3. 前記手書き軌跡にマッチングさせる少なくとも１つの筆画テンプレートが、すべての標準文字のすべてのマッチングテンプレートである、請求項１に記載の方法。
4. 手書き軌跡を少なくとも１つの筆画テンプレートにマッチングさせて筆画テンプレートの整合度を確定するステップが、さらに、
   すでに入力した筆画数と、マッチングさせる筆画テンプレートに対応する標準文字の筆画数と、の差に基づいて整合度に重み付けするステップを有する、請求項１に記載の方法。
5. 手書き軌跡の背景に整合度の最も高い筆画テンプレートに対応する標準文字を表示するステップをさらに有する、請求項１に記載の方法。
6. 前記不完全筆画テンプレートが、
   基本筆画と部首を定義するステップと、
   基本筆画と部首の中の筆画／部首ごとに１つの索引番号を割り当てるステップと、
   標準文字の筆画／部首ごとに対応している索引番号と、該標準文字の筆画順序組合せにしたがって取得した索引番号序列と、を用いて各標準文字を表示するステップと、
   標準文字の索引番号序列を順に並べるステップと、
   前記少なくとも１つの標準文字と他の標準文字とで異なる索引番号を識別するステップと、
   前記少なくとも１つの標準文字の、索引番号序列の中の開始索引番号から前記異なる索引番号までの部分の索引番号序列である、前記少なくとも１つの標準文字の固有索引番号序列、を確定するステップと、
   前記固有索引番号序列に対応する不完全筆画標準文字を生成して、前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画標準文字とするステップと、
   前記少なくとも１つの標準文字の完全筆画サンプルに基づいて、前記不完全筆画標準文字に対応する該標準文字の不完全筆画サンプルを取得するステップと、
   前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画サンプルに基づいて、前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画テンプレートを取得するステップと、により生成されるものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記固有索引番号序列が、さらに、前記異なる索引番号の後の索引番号を有する、請求項６に記載の方法。
8. 前記異なる索引番号に対応する筆画／部首が少なくとも２つの筆画を有する時、前記固有索引番号序列に対応する不完全筆画標準文字が、さらに、
   開始索引番号から前記異なる索引番号の１つ前の索引番号までの部分の索引番号序列に対応する筆画／部首と、それに加えて前記異なる索引番号に対応する筆画／部首の筆画１つ１つの部分と、を有する不完全筆画標準文字、を有する、請求項７に記載の方法。
9. 取得した不完全筆画テンプレートの中から、前記異なる索引番号に対応する筆画／部首が特定筆画／部首の中の１つである不完全筆画テンプレートを破棄する、請求項６に記載の方法。
10. 前記特定筆画／部首が下記文字Ｎと下記文字Ｏ
    

    

    とを有する、請求項９に記載の方法。
11. 前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画テンプレートが、さらに、
    少なくとも２つの標準文字の、それぞれの不完全筆画部分である同一筆画部分、を確定するステップと、
    該同一筆画部分を中間標準文字とし、前記中間標準文字について、その不完全筆画テンプレートを生成するステップと、
    生成された不完全筆画テンプレートと、前記中間標準文字に対応する筆画テンプレートと、を前記少なくとも２つの標準文字の中の標準文字ごとの不完全筆画テンプレートとするステップと、により生成されるテンプレート、を有する、請求項６に記載の方法。
12. 前記標準文字が、中国語、日本語、韓国語の中の１つ、の文字である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. ユーザが入力した手書き軌跡を受信するための手書き入力ユニットと、
    標準文字のマッチングテンプレートを記憶保管するテンプレートデータベースと、
    手書き軌跡を少なくとも１つのマッチングテンプレートにマッチングさせて整合度を確定するように配置されるテンプレートマッチングユニットと、
    テンプレートマッチングユニットが確定した整合度にしたがって、マッチングさせたマッチングテンプレートに対応する標準文字を出力するように配置される出力ユニットと、を有する手書き文字識別システムであって、
    少なくとも１つの標準文字のマッチングテンプレートが前記少なくとも１つの標準文字の完全筆画テンプレートと、前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画標準文字の不完全筆画テンプレートと、を有し、この中の前記少なくとも１つの標準文字の不完全筆画テンプレートが対応する不完全筆画標準文字が、如何なる他の標準文字の一部または全部を構成するものではない手書き文字識別システム。
14. 前記テンプレートマッチングユニットが、前記手書き入力ユニットが１つの筆画が入力されるのを受信するごとに操作を実行するように配置される、請求項１３に記載の手書き文字識別システム。
15. 前記テンプレートマッチングユニットが、前記手書き軌跡をすべての標準文字のすべてのマッチングテンプレートにマッチングさせるように配置され。
    前記出力ユニットが、整合度の高低にしたがって複数の標準文字を出力するように配置される、請求項１３に記載の手書き文字識別システム。
16. 前記テンプレートマッチングユニットが、さらに、すでに入力された筆画数とマッチングテンプレートに対応する標準文字の筆画数との差に基づいて整合度に重み付けするように配置される、請求項１３に記載の手書き文字識別システム。
17. 前記出力ユニットが、さらに、手書き軌跡の背景に整合度の最も高い標準文字を表示するように配置される、請求項１３に記載の手書き文字識別システム。
18. 手書き入力ユニットが受信した手書き軌跡に予備処理を行なって、予備処理後のデータを前記テンプレートマッチングユニットに出力するように配置される予備処理器をさらに有する、請求項１３に記載の手書き文字識別システム。

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