JP4598631B2 - プログラム、情報記憶媒体及び手書き図類似度判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、予め定められたドットの集合体である判定基準図と、手書き入力されたドットの集合体である手書き図との類似度を判定させるためのプログラム等に関する。

タッチパネルと一体化された表示装置を備えた電子機器の普及に伴い、タッチパネルにより手書き入力された文字や図形、絵柄等を認識するための技術が種々開発・実用化されている。

例えば手書き入力された文字を認識する場合、予め用意された判定基準文字のうち、手書き入力された文字との類似度が最も高い判定基準文字を、入力された文字として認識する等の手法が用いられる。
また前述の文字認識技術において、入力筆跡のストロークの数や認識対象文字（判定基準文字）の画数のデータを用いてその精度を向上させたものも知られている（特許文献１参照）。
特開平９−５０４９０号公報

しかしながら、特許文献１のような筆順や画数といった文字に係る情報を利用した精度向上技術は文字認識に特有の技術であるため、この技術を用いて図形や絵柄等の手書き図を認識する際の精度を向上させることはできなかった。
本発明は、判定基準図と手書き入力された手書き図との類似度を、簡単な処理で精度良く判定することを目的とする。

以上の課題を解決するための第１の発明は、
コンピュータに、予め定められたドットの集合体である判定基準図と、手書き入力されたドットの集合体である手書き図との類似度を判定させるためのプログラムであって、
前記判定基準図を構成するドットである判定基準ドットそれぞれに対する、前記手書き図を構成するドットである手書きドットの相対的な位置関係を評価した評点を全ての手書きドットについて算出することで前記判定基準図と前記手書き図との類似度を判定する類似度判定手段（例えば、図８の手書き図類似度判定部２１３）、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラムである。

また、第１０の発明は、
予め定められたドットの集合体である判定基準図と、手書き入力されたドットの集合体である手書き図との類似度を判定させるための手書き図類似度判定装置であって、
前記判定基準図を構成するドットである判定基準ドットそれぞれに対する、前記手書き図を構成するドットである手書きドットの相対的な位置関係を評価した評点を全ての手書きドットについて算出することで前記判定基準図と前記手書き図との類似度を判定する類似度判定手段（例えば、図８の手書き図類似度判定部２１３）、
を備えるものである。

この第１又は第１０の発明によれば、判定基準図を構成する各ドットそれぞれを判定基準ドットとし、手書き図を構成するドットである手書き図ドットとの相対的な位置関係を評価することによって、判定基準図と手書き図との類似度を判定することができる。したがって、ドット同士の位置の異同を判定する簡単な処理で、判定基準図と手書き図との類似度判定が実現できる。

第２の発明は、第１の発明のプログラムであって、
前記類似度判定手段が、前記算出した評点を合計し、合計した値を前記判定基準図のドット数と前記手書き図のドット数との差異に基づいて補正して、類似度を判定するように前記コンピュータを機能させるためのプログラムである。

この第２の発明によれば、判定基準図のドット数と手書き図のドット数との差異を加味して類似度を判定することができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明のプログラムであって、
前記類似度判定手段が、少なくとも判定基準ドットと手書きドットとの間の距離に基づいて評点を算出するように前記コンピュータを機能させるためのプログラムである。

この第３の発明によれば、判定基準ドットと手書きドットとの相対的な位置関係をドット間の距離に基づいて評価することにより、判定基準図と手書き図との類似度を判定することができる。

第４の発明は、第１又は第２の発明のプログラムであって、
前記類似度判定手段が、
前記判定基準図を構成するドットに基づいて当該判定基準図中の判定基準ドットにおける描線方向を算出する描線方向算出手段（例えば、図８の評点分布パターン設定部２１３ａ）を有し、
少なくとも、１）前記算出された描線方向を基準とした判定基準ドットから手書きドットへの方位と、２）判定基準ドットと手書きドットとの間の距離と、に基づいて評点を算出するように前記コンピュータを機能させるためのプログラムである。

この第４の発明によれば、判定基準ドットと手書きドットとの相対的な位置関係を、描線方向を基準とした判定基準ドットから手書きドットへの方位と、判定基準ドットと手書きドットとの間の距離とに基づいて評価することにより、判定基準図と手書き図との類似度を判定することができる。

第５の発明は、第４の発明のプログラムであって、
前記類似度判定手段が、２）の距離が同じ場合、１）の方位が前記算出された描線方向に近い方向を示す方位ほど低くなるように評点を算出するように前記コンピュータを機能させるためのプログラムである。

この第５の発明によれば、描線方向を基準とした判定基準ドットから手書きドットへの方位が、描線方向に近い方向を示す方位ほど当該判定基準ドットに対する評価を低くすることで、判定基準図と手書き図との類似度を判定することができる。

第６の発明は、第４又は第５の発明のプログラムであって、
前記類似度判定手段が、１）の方位及び２）の距離に応じて予め設定された評点分布に基づいて評点を算出するように前記コンピュータを機能させるためのプログラムである。

この第６の発明によれば、予め設定された評点分布に基づいて、判定基準図と手書き図との類似度を判定することができる。

第７の発明は、第６の発明のプログラムであって、
前記評点分布として複数種類の評点分布が有り、
前記類似度判定手段が、前記複数種類の評点分布の中から一の評点分布を選択する選択手段（例えば、図８の手書き図類似度判定部２１３）を有し、前記選択された一の評点分布で前記判定基準図と前記手書き図との類似度を判定するように前記コンピュータを機能させるためのプログラムである。

この第７の発明によれば、判定基準図と手書き図とを評価する際に用いる評点分布を、予め用意された複数種類の評点分布の中から選択することができる。

第８の発明は、第１〜第７の何れかの発明のプログラムであって、
前記判定基準図となる複数種類のパーツ部分で構成された予め定められた出題画像を出題する出題制御手段（例えば、図８の出題制御部２１１）、
ユーザの操作入力に従って、前記出題された出題画像に対する手書き画像である回答画像を入力する回答画像入力手段（例えば、図８のタッチパネル１１０）、
前記入力された回答画像の中から、前記出題された出題画像を構成する各パーツ部分に対応するそれぞれの部分画像を判定する部分画像判定手段（例えば、図８の手書き図類似度判定部２１３）、
前記類似度判定手段に、前記判定された部分画像を前記手書き図として、前記出題画像のパーツ部分毎に、当該パーツ部分である判定基準図との類似度判定を行わせる制御をし、前記出題された出題画像と前記入力された回答画像との類似度を判定する全体画像類似度判定手段（例えば、図８の手書き図類似度判定部２１３）、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラムである。

この第８の発明によれば、出題画像を構成する判定基準図となる各パーツ部分に対応する回答画像中の部分画像を判定し、各パーツ部分それぞれについて個別に類似度の判定を行うことによって、回答画像全体の類似度を判定することができる。

第９の発明は、第１〜第８の何れかの発明のプログラムを記憶したコンピュータ読取可能な情報記憶媒体（例えば、図１に示すカートリッジ５０）である。

この第９の発明によれば、コンピュータに、情報記憶媒体からプログラムを読み出させて演算処理させることによって、第１〜第８の何れかの発明と同様の作用効果を奏する情報記憶媒体を実現することができる。

本発明によれば、判定基準図を構成する各ドットそれぞれを判定基準ドットとし、手書き図を構成するドットである手書き図ドットとの相対的な位置関係を評価することによって、判定基準図と手書き図との類似度を判定することができる。したがって、ドット同士の位置の異同を判定する簡単な処理で、判定基準図と手書き図との類似度判定が実現できる。

以下、図面を参照し、本発明を適用したゲーム装置について詳細に説明する。尚、本実施形態は、手本を模して絵柄を手書き入力する「お絵かきゲーム」に関する実施形態である。

［概要］
図１は、ゲーム装置１の装置構成の一例を示す図である。図１に示すゲーム装置１は、上側の筐体１０と下側の筐体２０とがヒンジ３０を介して開閉可能に連結されて構成された折り畳み式の携帯型ゲーム機であり、同図において、使用時であるゲーム装置１の開状態を示している。

各筐体１０，２０の内側面には、使用時においてヒンジ３０を挟んで上下に並ぶように配置された２つのディスプレイ３００ａ，３００ｂやスピーカ１１、各種の操作ボタン２１等が設けられている。尚、以下では、使用時に上側となるディスプレイ３００ａを「上画面３００ａ」、下側となるディスプレイ３００ｂを「下画面３００ｂ」という。

下画面３００ｂには、その表示領域全体に亘ってタッチパネル（図示略）が一体的に形成されており、タッチパネルは、感圧式や光学式、静電式、電磁誘導式等の検出原理によって、タッチ操作位置を、下画面３００ｂを構成するドット単位で検出する。プレーヤは、付属のスタイラスペン４０や手指による下画面３００ｂ上のタッチ操作によって、各種の操作入力を行うことができる。

このゲーム装置１では、ゲーム処理を実行するために必要なプログラムやデータ等を格納する情報記憶媒体として、筐体２０の側面に設けられたスロット２３に着脱自在なカートリッジ５０が用いられる。

そしてゲーム装置１は、不図示であるが、ＣＰＵやＩＣメモリ類を搭載した制御ユニット、カートリッジ５０の読取装置等を内蔵しており、カートリッジ５０から読み出したプログラムやデータ、タッチパネルにより検出されたタッチ操作位置や操作ボタン２１から入力される操作信号等に基づいて種々のゲーム処理を実行し、ゲーム画面の画像信号及びゲーム音の音信号を生成する。生成したゲーム画面の画像信号は上画面３００ａや下画面３００ｂに表示出力され、ゲーム音の音信号はスピーカ１１から音出力される。

本実施形態では、ゲーム装置１は、判定基準図となる複数種類のパーツ部分で構成された出題画像を上画面３００ａに表示させることにより問題を出題し、下画面３００ｂにおいて回答入力エリアを指示し、回答画像の入力を受け付ける。そして、出題画像と、下画面３００ｂに手書き入力された手書き画像である回答画像との類似度をパーツ部分毎に判定する処理（手書き図類似度判定処理）を行って、ゲームを進行していく。プレーヤは、下画面３００ｂ上のタッチ操作によって回答画像を手書き入力して回答を行い、お絵かきゲームを楽しむ。

図２は、ゲーム画面の一例を示す図であり、上画面３００ａに表示される出題画面を上段に示し、下画面３００ｂに表示される回答入力画面を下段に示している。

図２では、上画面３００ａの出題画面において、輪郭線Ｌａ内に、「前髪」「左眉」「右眉」「左目」「右目」「口」の各パーツ部分が配置された「顔」の絵柄が出題画像として表示されている。
一方下画面３００ｂの回答入力画面では、例えば、問題の出題時において「顔」の輪郭線Ｌｂを表示させて回答入力エリアを指示し、プレーヤの回答を促す。そして、図２に示すように、回答入力エリア内（輪郭線Ｌｂの内側）でスタイラスペン４０によりタッチ操作されたドットの集合体が回答画像として表示されるようになっている。完成ボタンＢＴＮをタッチ操作したならば回答画像が確定され、手書き図類似度判定処理が行われる。

［手書き図類似度判定処理の原理］
ここで、手書き図類似度判定処理の原理について説明する。
手書き図類似度判定処理では、先ず、出題画像を構成する各パーツ部分に対応する回答画像中の部分画像（以下、「手書き部分画像」という。）が判定される。

図３は、手書き部分画像の判定方法を説明するための図であり、同図（ａ）において図２に示した出題画像を、（ｂ）において当該出題画像に対する回答画像をタッチパネルの座標系から出題画像の座標系（ｕ，ｖ）に置き換えた図を示している。

図３（ａ）に示すように、出題画像は、２次元座標系（ｕ，ｖ）で定義される画像データであり、出題画像を構成する「前髪」「左眉」「右眉」「左目」「右目」「口」の各パーツ部分をそれぞれ含む矩形領域の頂点座標によって、パーツ判定用領域Ｐ１〜Ｐ６が予め定義されている。各パーツ部分それぞれに対応する手書き部分画像の判定は、各パーツ判定用領域Ｐ１〜Ｐ６に含まれる回答画像中の部分を特定することにより行われる。

例えば「口」パーツに着目すれば、図２（ａ）に示す「口」パーツ用のパーツ判定用領域Ｐ６として定義された頂点座標Ｄ_Ｐ６ａ〜Ｄ_Ｐ６ｄに従い、図２（ｂ）に示す回答画像中の当該頂点座標Ｄ_Ｐ６ａ〜Ｄ_Ｐ６ｄで囲まれた部分が特定される。そして、特定された部分が、「口」パーツに対応する手書き部分画像と判定される。このようにして、頂点座標により定義された各パーツ判定用領域Ｐ１〜Ｐ６をもとに、各パーツ部分に対応する手書き部分画像が判定される。

各パーツ部分に対応する手書き部分画像が判定されたならば、各パーツ部分それぞれのパーツ評価値が、判定基準パーツと対応する手書き部分画像との類似度として算出される。

パーツ評価値の算出に際しては、先ず判定基準パーツを構成するドットである判定基準ドットをそれぞれ評価対象基準ドットとして、以下の処理を実行する。すなわち、手書き図を構成するドットである手書きドットとの相対的な位置関係を評価した評点を、全ての手書きドットについて求める。そして、算出した評点の合計値をもとに、当該評価対象基準ドットのドット評価値を算出する。

ここで、評点の具体的な求め方について説明する。
本実施形態では、予め用意された評点の分布を定めた評点分布パターンを評価対象基準ドットに設定することにより、評価対象基準ドットに対する各手書きドットの評点をそれぞれ求める。

図４は、評点分布パターンを説明するための概念図である。図４に示すように、評点分布パターンは、中心からの距離に応じてその値が段階的に小さくなるように評点の分布を定義したものであり、詳細には、評点の分布を、基準方向となるｘ軸方向を長軸とした楕円状に定義したものである。

先ず、評点分布パターンを評価対象基準ドットに設定する際の準備段階として、評価対象基準ドットにおける描線方向を算出する。図５は、描線方向の算出方法を説明するための図である。図５に示すように、例えば評価対象基準ドットＤｂからドット２つ分離れた位置の判定基準ドットＤｂ１，Ｄｂ３を結ぶ線分を描線方向とし、描線方向と直交する線分であって、評価対象基準ドットＤｂを通る線分方向を評点分布パターンの設定方向とする。尚、描線方向の算出方法はこれに限定されるものではなく、例えば評価対象基準ドットと隣接する判定基準ドットＤｂ５，Ｄｂ７を結ぶ線分を描線方向とすることとしてもよい。

次いで、前述のように算出した描線方向をもとに決定した評点分布パターンの設定方向に従って評価対象基準ドットに評点分布パターンを設定し、評価対象基準ドットに対する、判定基準パーツに対応する手書き部分画像を構成する各手書きドットの評点をそれぞれ求める。

図６は、評点分布パターンを用いた評点の求め方を説明するための図である。図６に示すように、評価分布パターンの中心を評価対象基準ドットＤｂに合わせ、基準方向（ｘ軸方向）を前述のように決定された評点分布パターンの設定方向として評価分布パターンを設定し、各手書きドットの評点を求める。例えば、評点分布パターンの最も内側の領域内に在る手書きドットＤｂ１１の評点は、図４に示したように「１０」と求まる。同様にして、手書きドットＤｂ１３の評点は「８」、手書きドットＤｂ１５の評点は「２」、手書きドットＤｂ１７の評点は「０」と求まる。

このように、評点の値は、評価対象基準ドットと手書きドットとの距離が大きくなるに従って小さくなるように、評価対象基準ドットと手書きドットとの相対的な距離に基づいて可変される。さらに、評点の値は、評価対象基準ドットからの距離が同じ場合において、描線方向を基準とした評価対象基準ドットから手書きドットへの方位が描線方向に近い方向を示す方位ほど小さくなるように、描線方向を基準とした評価対象基準ドットから手書ドットへの相対的な向きに基づいて可変される。

判定基準パーツを構成する全ての判定基準ドットについてドット評価値を算出したならば、算出したドット評価値の合計値をもとにパーツ評価値を求める。

ここで、パーツ評価値の具体的な算出方法について説明する。以下に、パーツ評価値の算出式（１）を示す。
パーツ評価値＝ドット評価値の合計値／基準パーツ評価値×ドット数差係数（Ｋｄ）
・・・（１）

＜基準パーツ評価値＞
基準パーツ評価値は、出題画像の通りに回答画像を入力した場合に得られるパーツ評価値であり、予め設定される。

＜ドット数差係数（Ｋｄ）＞
ドット数差係数（Ｋｄ）は、判定基準パーツのドット数と、対応する手書き部分画像のドット数との差異をもとに決定される係数である。このドット数差係数（Ｋｄ）は、ドット数差係数判定関数に従って決定される。図７は、ドット数差係数判定関数の一例を示す図であり、横軸を手書き部分図形のドット数、縦軸をドット数差係数（Ｋｄ）の値（すなわち、ドット数差係数判定関数の値）としたグラフにより示し、正規分布曲線に近似した形状となっている。

図７に示すように、ドット数差係数（Ｋｄ）は、判定基準パーツのドット数と手書き部分画像のドット数とが一致する場合（すなわち、出題画像の通りに回答画像を入力した場合）を最大（１．０）として、その差が大きくなるに従って減少するように定義される。

このドット数差係数（Ｋｄ）は、判定基準パーツのドット数と、対応する手書き部分画像のドット数との差異を加味してパーツ評価値を補正するためのものであり、ドット数の差が大きくなればパーツ評価値は小さくなり、類似度も低くなる。これによれば、回答入力エリア内を塗り潰した場合に類似度が高くなるといった事態を防止することができ、類似度を精度良く判定することが可能となる。

出題画像を構成する全てのパーツ部分についてパーツ評価値を算出したならば、算出したパーツ評価値をもとに出題画像と回答画像との類似度が判定される。例えば、パーツ評価値の平均値を算出して回答画像全体の類似度の値とする。そして、予め設定された閾値に従って、例えば「優」「良」「可」「不可」の４段階で類似度を判定する。

［機能構成］
図８は、本実施形態におけるゲーム装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。図８に示すように、ゲーム装置１は、入力部１００と、処理部２００と、表示部３００と、音出力部４００と、通信部５００と、記憶部６００とを備えて構成されている。

入力部１００は、ゲーム装置１を操作するプレーヤが各種のゲーム操作を入力するための装置であり、例えばボタンスイッチ、レバー、ダイヤル、キーボード、マウス、各種センサ等によって実現される。また入力部１００は、タッチパネル１１０を含み、手指や専用のスタイラスペン等により指示されたタッチ操作位置の位置座標を処理部２００に出力する。図１では、操作ボタン２１や、下画面３００ｂと一体的に形成されたタッチパネル（図示略）がこれに該当する。

処理部２００は、記憶部６００に記憶されるプログラムやデータ等に基づいて、ゲーム装置１全体の制御、ゲーム装置１内の各機能部への指示やデータの転送、画像処理、音処理等の各種処理を行う。この処理部２００の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ，ＤＳＰ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）等のハードウェアや、所与のプログラムにより実現されるものである。

この処理部２００は、主な機能部として、ゲーム演算部２１０と、画像生成部２３０と、音生成部２５０とを含み、ゲーム画面を生成して上画面３００ａや下画面３００ｂに表示出力させるとともに、適宜効果音やＢＧＭを音出力部４００から音出力させる。

ゲーム演算部２１０は、入力部１００から入力される操作信号、記憶部６００から読み出したプログラムやデータ等に基づいてお絵かきゲームを実現するための種々のゲーム処理を実行し、処理結果を画像生成部２３０や音生成部２５０に出力する。このゲーム演算部２１０は、出題制御部２１１と、手書き図類似度判定部２１３とを含む。

出題制御部２１１は、出題した出題画像と、当該出題画像に対する回答画像との類似度判定の結果に基づいて、続いて出題する出題画像の難易度レベルを調整する。これにより、前回出題した出題画像と、これに対して入力された回答画像との類似度判定の結果が良ければ、続いて出題される出題画像の難易度は高くなる。逆に類似度判定の結果が悪ければ、続く出題画像の難易度は低くなる。

手書き図類似度判定部２１３は、上記した手書き図類似度判定処理を実行する機能部であり、描線方向を算出して評点分布パターン６３１を設定する評点分布パターン設定部２１３ａを含む。

画像生成部２３０は、例えば、ＣＰＵやＤＳＰ等のハードウェアやその制御プログラム、フレームバッファ等の描画フレーム用ＩＣメモリ等によって実現される。この画像生成部２３０は、ゲーム演算部２１０による処理結果に基づいてゲーム画面を生成し、生成したゲーム画面の画像信号を上画面３００ａ及び下画面３００ｂに出力する。

音生成部２５０は、例えば、ＣＰＵやＤＳＰ等のハードウェアやその制御プログラムによって実現される。この音生成部２５０は、ゲーム演算部２１０による処理結果に基づいて、ゲーム中に使用される効果音やＢＧＭ等のゲーム音を生成し、生成したゲーム音の音信号を音出力部４００に出力する。

表示部３００は、画像生成部２３０から入力される画像信号に基づいてゲーム画面を表示するための装置であり、上画面３００ａと、表示領域に入力部１００を構成するタッチパネル１１０が一体的に形成された下画面３００ｂとを含む。

音出力部４００は、音生成部２５０から入力される音信号に基づいて効果音やＢＧＭを音出力するための装置であり、図１ではスピーカ１１がこれに該当する。

通信部５００は、通信回線を介して外部とのデータ通信を行う。この通信部５００の機能は、例えば無線通信モジュール、ルータ、モデム、ＴＡ、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等によって実現される。

記憶部６００には、処理部２００にゲーム装置１を統合的に制御させるためのシステムプログラム、ゲームを実行させるために必要なプログラムやデータ等が格納される。この記憶部６００の機能は、例えばＩＣメモリやハードディスク、メモリカード等により実現されるものであり、図１では、カートリッジ５０や図示しない制御ユニットに搭載されるＩＣメモリがこれに該当する。

特に、本実施形態を実現するため、処理部２００を出題制御部２１１として機能させるための出題制御プログラム６１１と、手書き図類似度判定部２１３として機能させるための手書き図類似度判定プログラム６１３と、評点分布パターン設定部２１３ａとして機能させるための評点分布パターン設定プログラム６１５とを含む。

また、データとして、出題データ６２０と、難易度別評点分布パターン６３０と、難易度別ドット数差係数判定関数６４０と、回答画像データ６５０と、現難易度レベル６６０とを含む。

出題データ６２０は、出題画像に係る設定データを記憶する。図９は、出題データ６２０のデータ構成例を示す図である。この出題データ６２０は、出題画像毎に用意され、出題画像の画像データが設定される出題画像データ６２１と、難易度レベル６２３と、パーツ構成情報６２５とをそれぞれ含む。

難易度レベル６２３は、当該出題画像の難易度を示すものであり、本実施形態では、「初級」「中級」「上級」の３種類で表される。出題制御部２１１は、問題の出題時において、この難易度レベル６２３をもとに現難易度レベル６６０に応じた出題画像を選択する。

パーツ構成情報６２５は、当該出題画像を構成する各パーツ部分に係るデータを記憶する。図１０は、パーツ構成情報６２５のデータ構成例を示す図である。図１０に示すように、パーツ構成情報６２５には、当該出題画像を構成する各パーツ部分それぞれを識別するためのパーツ名と対応付けて、当該パーツ部分に対応する回答画像中の手書き部分画像を判定するためのパーツ判定用領域の頂点座標と、当該パーツ部分のドット数と、当該パーツ部分の基準パーツ評価値とが設定される。

難易度別評点分布パターン６３０は、「初級」「中級」「上級」の各難易度レベル用の評点分布パターン６３１を記憶する。図１１は、各難易度レベル用の評点分布パターン６３１の概念図であり、同図（ａ）が初級用の評点分布パターン６３１、（ｂ）が中級用の評点分布パターン６３１、（ｃ）が上級用の評点分布パターン６３１をそれぞれ示している。各難易度レベル用の評点分布パターン６３１は、例えば判定基準ドットと手書きドットとの距離が同じ場合、難易度レベルが高いほど評点が低く（より具体的には、１つの評点を与える範囲がより小さく）なるようその分布を定めたものであり、同心楕円の間隔が狭くなるような分布となる。

手書き図類似度判定部２１３は、現難易度レベル６６０に応じた評点分布パターン６３１に従って、判定基準ドットに対する各手書きドットの評点を算出する。

難易度別ドット数差係数判定関数６４０は、「初級」「中級」「上級」の各難易度レベル用のドット数差係数判定関数６４１を記憶する。図１２は、各難易度レベル用のドット数差係数判定関数６４１の一例を示す図であり、初級用のドット数差係数判定関数６４１を実線、中級用のドット数差係数判定関数６４１を一点鎖線、上級用のドット数差係数判定関数６４１を二点鎖線により、それぞれ示している。

各難易度レベル用のドット数差係数判定関数６４１は、例えば判定基準パーツのドット数と対応する手書き部分画像のドット数との差が同じ場合、難易度レベルが高いほどドット数差係数（Ｋｄ）の値が小さくなるよう定めたものであり、図７における判定基準パーツのドット数（Ｋｄ＝１．０）へ向かう曲線の傾きがより急陵となる（標準偏差が小さくなる）ように定めたものである。

手書き図類似度判定部２１３は、現難易度レベル６６０に応じたドット数差係数判定関数６４１に従って、パーツ部分のドット数と、対応する手書き部分画像のドット数との差異に応じたドット数差係数（Ｋｄ）を決定する。

回答画像データ６５０は、出題してから回答終了操作（図１では、完成ボタンＢＴＮの押下操作に相当）が為されるまでの間に、回答入力エリア（図１では、顔の輪郭線Ｌｂに相当）内に手書き入力された回答画像の画像データを記憶する。

現難易度レベル６６０には、今回出題した出題画像の難易度レベルが設定される。未出題の場合には、プレーヤの操作入力に従って設定される。

［処理の流れ］
次に、図１３及び図１４を参照して、ゲーム装置１が実行する処理の流れについて説明する。尚ここで説明する処理は、処理部２００が出題制御プログラム６１１、手書き図類似度判定プログラム６１３、及び評点分布パターン設定プログラム６１５を含むゲームプログラム６１０を読み出して実行することにより実現されるものである。

図１３は、本実施形態におけるゲーム処理の流れを説明するためのフローチャートである。
ゲーム処理では、先ず出題制御部２１１が、難易度レベルの初期設定を行う（ステップａ１０）。例えばプレーヤの操作入力によって難易度レベルの指定を受け付けて、現難易度レベル６６０を初期化する。

続いて出題制御部２１１は、各出題データ６２０の難易度レベル６２３を照査し、現難易度レベル６６０に応じた出題データ６２０を選択する（ステップａ２０）。そして、出題制御部２１１は、ステップａ２０で選択した出題データ６２０から出題画像データ６２１を読み出し、出題画像を上画面３００ａに表示する制御を行う（ステップａ３９）。

続いてゲーム演算部２１０が、下画面３００ｂにおいて回答入力エリアを指示し、当該回答入力エリア内でのタッチ操作位置に基づいて回答画像を入力する（ステップａ４０）。手書き入力された回答画像の画像データは、回答画像データ６５０として記憶部６００内に保持される。

回答終了操作が為されたならば、続いて手書き図類似度判定処理に移る（ステップａ５０）。図１４は、手書き図類似度判定処理の流れを説明するためのフローチャートである。

手書き図類似度判定処理では、先ず手書き図類似度判定部２１３が、出題画像を構成する各パーツ部分それぞれに対応する手書き部分画像を判定する（ステップｂ１０）。具体的には、手書き図類似度判定部２１３は、回答画像データ６５０を参照し、出題画像を構成する各パーツ部分について定義されたパーツ判定用領域に含まれる回答画像中の部分を特定することにより、手書き部分画像を判定する。

各パーツ部分に対応する手書き部分画像が判定されたならば、続いて、出題画像を構成する各パーツ部分それぞれを評価対象としてループＡの処理が実行される（ステップｂ２０〜ステップｂ１２０）。以下、ループＡで評価の対象とするパーツ部分を「当判定基準パーツ」という。

ループＡでは、先ず、当判定基準パーツを構成する判定基準ドットそれぞれを評価対象としてループＢの処理が実行される（ステップｂ３０〜ステップｂ８０）。

ループＢでは、先ず評点分布パターン設定部２１３ａが、評価対象の判定基準ドットにおける描線方向を算出する（ステップｂ４０）。続いて評点分布パターン設定部２１３ａは、現難易度レベル６６０に応じた評点分布パターン６３１を選択し（ステップｂ５０）、ステップｂ４０で算出した描線方向に基づいて、評価対象の判定基準ドットに選択した評点分布パターン６３１を設定する（ステップｂ６０）。

評点分布パターン６３１を設定したならば、続いて手書き図類似度判定部２１３が、評価対象の判定基準ドットに対する、当判定基準パーツの手書き部分画像を構成する各手書きドットの評点をそれぞれ求め、合計した値をドット評価値として算出する（ステップｂ７０）。

当判定基準パーツを構成する全ての判定基準ドットについてループＢの処理を実行したならば、手書き図類似度判定部２１３は、続いて現難易度レベル６６０に応じたドット数差係数判定関数６４１を選択し（ステップｂ９０）、選択したドット数差係数判定関数６４１に従って、当判定基準パーツのドット数と、対応する手書き部分画像のドット数との差異に応じたドット数評価係数（Ｋｄ）を算出する（ステップｂ１００）。そして、手書き図類似度判定部２１３は、上記した算出式（１）に従って当判定基準パーツに対するパーツ評価値を算出する（ステップｂ１１０）。
パーツ評価値を算出したならば、当判定基準パーツに係るループＡ内の処理を終了する。

そして、各パーツ部分それぞれについてループＡの処理を実行したならば、手書き図類似度判定部２１３は、算出した各パーツ部分に対するパーツ評価値をもとに、出題画像と回答画像との類似度を判定する（ステップｂ１３０）。具体的には、手書き図類似度判定部２１３は、上記したようにパーツ評価値の平均値を算出して回答画像全体の類似度の値とし、予め設定された閾値に従って「優」「良」「可」「不可」の４段階で判定する。

図１３に戻る。手書き図類似度判定処理を終了したならば、ゲーム演算部２１０が、当該類似度判定の結果を表示部３００に表示させた後（ステップａ６０）、続いてゲームの終了判定を行う。例えばプレーヤによる所定の終了操作が為された場合には（ステップａ７０：ＹＥＳ）、本処理を終了する。

一方、ゲームを終了しない場合には（ステップａ７０：ＮＯ）、次いで出題制御部２１１が、ステップａ５０での類似度判定の結果に基づいて、続いて出題する出題画像の難易度レベルを調整する（ステップａ８０）。例えば、現難易度レベル６６０に設定されている難易度レベルが「中級」の場合、類似度判定の結果が良ければ続いて出題する出題画像の難易度レベルを「上級」に変更し、類似度判定の結果が悪ければ「初級」に変更する。このとき出題制御部２１１は、調整した難易度レベルに従って、現難易度レベル６６０を更新する。難易度レベルが調整されたならばステップａ２０へと移行し、上記した処理が実行される。

［ハードウェア構成］
次に、図１５を参照して、本実施形態におけるゲーム装置１を実現するためのハードウェア構成の一例について説明する。図１５に示す装置では、ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００４、情報記憶媒体１００６、画像生成ＩＣ１０１０，１０１１、音生成ＩＣ１００８、Ｉ／Ｏポート１０１２，１０１４，１０１５がシステムバス１０１６により相互にデータ入出力可能に接続されている。Ｉ／Ｏポート１０１２にはコントロール装置１０２２が、Ｉ／Ｏポート１０１４には通信装置１０２４が、Ｉ／Ｏポート１０１５にはタッチパネル１０２５が、それぞれ接続されている。

ＣＰＵ１０００は、情報記憶媒体１００６に格納されるプログラム、ＲＯＭ１００２に格納されるシステムプログラム（装置本体の初期化情報等）、コントロール装置１０２２によって入力される信号等に従って、装置全体の制御や各種データ処理を行う。

ＲＡＭ１００４は、ＣＰＵ１０００の作業領域等として用いられる記憶手段であり、情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１００２内の所与の内容、ＣＰＵ１０００の演算結果等が格納される。
情報記憶媒体１００６は、プログラム、画像データ、音データ、プレイデータ等が主に格納されるものであり、情報記憶媒体として、ＲＯＭ等のメモリやハードディスクや、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＩＣカード、磁気ディスク、光ディスク等が用いられる。
尚、このＲＡＭ１００４及び情報記憶媒体１００６は、図８に示す記憶部６００に相当するものである。

また、この装置に設けられている画像生成ＩＣ１０１０，１０１１と音生成ＩＣ１００８により、音や画像の好適な出力が行えるようになっている。

画像生成ＩＣ１０１０，１０１１は、ＣＰＵ１０００の命令によって、ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００４、情報記憶媒体１００６等から送られる情報に基づいて画素情報を生成する集積回路であり、画像生成ＩＣ１０１０によって生成される表示信号は表示装置１０１８に、画像生成ＩＣ１０１１によって生成される表示信号は表示装置１０１９に出力される。

表示装置１０１８，１０１９は、ＬＣＤやＥＬＤ、ＣＲＴ、ＴＶ、プラズマディスプレイ、プロジェクター等により実現されるものであり、一方の表示装置１０１９の表示領域に、前述のタッチパネル１０２５が一体的に形成されている。尚、表示装置１０１８は図８に示す上画面３００ａに、表示装置１０１９は図８に示す下画面３００ｂに、それぞれ相当するものである。

また、音生成ＩＣ１００８は、ＣＰＵ１０００の命令によって、情報記憶媒体１００６やＲＯＭ１００２に記憶される情報、ＲＡＭ１００４に格納される音データに応じた音信号を生成する集積回路であり、生成される音信号はスピーカ１０２０によって出力される。尚、このスピーカ１０２０は、図８に示す音出力部４００に相当するものである。

コントロール装置１０２２及びタッチパネル１０２５は、プレーヤがゲームに係る操作を入力するための装置であり、コントロール装置１０２２の機能は、レバー、ボタン、筐体等のハードウェアにより実現される。尚、このコントロール装置１０２２及びタッチパネル１０２５は、図８に示す入力部１００に相当するものである。

通信装置１０２４は、装置内部で利用される情報を外部とやりとりするものであり、他の装置と通信回線を介して接続されてプログラムに応じた所与の情報を送受すること等に利用される。尚、この通信装置１０２４は、図８に示す通信部５００に相当するものである。

そして、ゲーム処理等の上記した処理は、図８に示して説明したゲームプログラム６１０等を格納した情報記憶媒体１００６と、これらプログラムに従って動作するＣＰＵ１０００、画像生成ＩＣ１０１０、音生成ＩＣ１００８等によって実現される。ＣＰＵ１０００、画像生成ＩＣ１０１０、及び音生成ＩＣ１００８は、図８に示す処理部２００に相当するものであり、主にＣＰＵ１０００が図８に示すゲーム演算部２１０に、画像生成ＩＣ１０１０，１０１１が図８に示す画像生成部２３０に、音生成ＩＣ１００８が図８に示す音生成部２５０に、それぞれ相当する。

尚、画像生成ＩＣ１０１０，１０１１、音生成ＩＣ１００８等で行われる処理は、ＣＰＵ１０００或いは汎用のＤＳＰ等によりソフトウェア的に行ってもよい。この場合には、ＣＰＵ１０００が、図８に示す処理部２００に相当することとなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、出題画像を構成する各判定基準ドットに対する手書きドットの相対的な位置関係を評価した評点を、全ての手書きドットについて求めることにより、出題画像と回答画像との類似度を判定することができる。具体的には、予め用意された評点分布パターンを判定基準ドットに設定することにより、各判定基準ドットに対する各手書きドットの評点をそれぞれ求めることにより、出題画像と手書き入力された回答画像との類似度を判定することができる。したがって、簡単な処理によって判定基準図と手書き図との類似度判定が実現できる。

尚、上記した実施形態では、難易度別に評点分布パターンを用意することとしたが、判定基準図毎に評点分布パターンを用意することとしてもよい。

また上記した実施形態では、出題画像毎に固定的な難易度レベルが設定されることとしたが、以下のようにしてもよい。すなわち、出題画像に難易度レベルを設定せず、評点分布パターンやドット数差係数判定関数を現難易度レベル６６０に応じて使い分けることにより、「厳しく採点」や「やさしく採点」といった評価の仕方を変化させることで、難易度調整を行うこととしてもよい。

また上記した実施形態では、上画面３００ａに問題の出題を行い、下画面３００ｂに回答を入力することとしたが、以下のようにしてもよい。すなわち、タッチパネルと一体化された下画面３００ｂに出題画像を表示制御することとしてもよい。プレーヤは、表示制御された出題画像をなぞるようにして下画面３００ｂ上をタッチ操作し、回答画像を入力する。

また本発明は、図１に示した携帯型ゲーム機だけでなく、携帯電話機やＰＤＡ、パソコン、業務用ゲーム機等、図形や絵柄を手書き入力可能な種々の装置でも同様に適用することができる。

ゲーム装置を折り畳み式の携帯型ゲーム機とした場合の概観例を示す図。 ゲーム画面の一例を示す図。 手書き部分画像の判定方法を説明するための図。 評点分布パターンを説明するための概念図。 描線方向の算出方法を説明するための図。 評点分布パターンを用いた評点の求め方を説明するための図。 ドット数差係数判定関数の一例を示す図。 ゲーム装置の機能構成の一例を示すブロック図。 出題データのデータ構成例を示す図。 パーツ構成情報のデータ構成例を示す図。 各難易度レベル用の評点分布パターンの概念図。 各難易度レベル用のドット数差係数判定関数の一例を示す図。 ゲーム処理の流れを説明するためのフローチャート。 手書き図類似度判定処理の流れを説明するためのフローチャート。 ゲーム装置のハードウェア構成の一例を示す図。

符号の説明

１ ゲーム装置
１００ 入力部
１１０ タッチパネル
２００ 処理部
２１０ ゲーム演算部
２１１ 出題制御部
２１３ 手書き図類似度判定部
２１３ａ 評点分布パターン設定部
２３０ 画像生成部
２５０ 音生成部
３００ 表示部
３００ａ 上画面
３００ｂ 下画面
４００ 音出力部
５００ 通信部
６００ 記憶部
６１０ ゲームプログラム
６１１ 出題制御プログラム
６１３ 手書き図類似度判定プログラム
６１５ 評点分布パターン設定プログラム
６２０ 出題データ
６３０ 難易度別評点分布パターン
６４０ 難易度別ドット数差係数判定関数
６５０ 回答画像データ
６６０ 現難易度レベル

Claims (9)

1. コンピュータに、予め定められたドット（以下このドットを「判定基準ドット」という。）の集合体である判定基準図と、手書き入力されたドット（以下このドットを「手書きドット」という。）の集合体である手書き図との類似度を判定させるためのプログラムであって、
   前記判定基準ドットのうち、一の判定基準ドットと前記手書きドットそれぞれとの相対的な位置関係を評価した評点を小計することを全ての判定基準ドットについて行って評点の合計を求めることで、前記判定基準図と前記手書き図との類似度を判定する類似度判定手段、
   として前記コンピュータを機能させるためのプログラム。
2. 前記類似度判定手段が、前記算出した評点の合計を前記判定基準図の前記判定基準ドット数と前記手書き図の前記手書きドット数との差異に基づいて補正する補正手段を有するように前記コンピュータを機能させるための請求項１に記載のプログラム。
3. 前記類似度判定手段が、少なくとも判定基準ドットと手書きドットとの間の距離に基づいて評点を算出するように前記コンピュータを機能させるための請求項１又は２に記載のプログラム。
4. 前記類似度判定手段が、
   前記一の判定基準ドットにおける描線方向を算出する描線方向算出手段を有し、
   少なくとも、１）前記算出された描線方向を基準とした前記一の判定基準ドットから当該手書きドットへの方位と、２）前記一の判定基準ドットと当該手書きドットとの間の距離と、に基づいて、前記一の判定基準ドットと当該手書きドットとの関係に係る評点を算出するように前記コンピュータを機能させるための請求項１又は２に記載のプログラム。
5. 前記類似度判定手段が、２）の距離が同じ場合、１）の方位が前記算出された描線方向に近い方向を示す方位ほど低くなるように評点を算出するように前記コンピュータを機能させるための請求項４に記載のプログラム。
6. 前記類似度判定手段が、１）の方位及び２）の距離に応じて予め設定された評点分布を前記一の判定基準ドットに適用することで、前記一の判定基準ドットに対する前記手書きドットそれぞれの評点を算出するように前記コンピュータを機能させるための請求項４又は５に記載のプログラム。
7. 前記評点分布として複数種類の評点分布が有り、
   前記類似度判定手段が、前記複数種類の評点分布の中から一の評点分布を選択する選択手段を有し、前記選択された一の評点分布で前記判定基準図と前記手書き図との類似度を判定するように前記コンピュータを機能させるための請求項６に記載のプログラム。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体。
9. 判定基準ドットの集合体である判定基準図と、手書きドットの集合体である手書き図との類似度を判定させるための手書き図類似度判定装置であって、
   前記判定基準ドットのうち、一の判定基準ドットと前記手書きドットそれぞれとの相対的な位置関係を評価した評点を小計することを全ての判定基準ドットについて行って評点の合計を求めることで、前記判定基準図と前記手書き図との類似度を判定する類似度判定手段、
   を備える手書き図類似度判定装置。

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