JPH03125274A - 外積フイルタリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、信号処理の分野であり、とりわけ、手書き記
載を目的としたものである。すなわ４ち、本発明は、後
続の特徴抽出の候補となる特徴を見つけ出すための、手
書きされたストロークに対する外積フィルタを目ざした
ものである。

Ｂ、関連出願の表示 本出願の外積フィルタによって生じるフィルタリングを
施されたストロークを認識する方法及び装置について記
載のある、１９８９年ＩＯ月１３日に提出された米国特
許出願筒０７／４２１．２１１号を参照されたい。

Ｃ０従来技術 多くの信号処理の出願においては、デジタル化タブレッ
トを用いて、ペンまたはスタイルの動きが１組の電気デ
ータに変換され、さらに、このデータがデジタル機器に
よって処理を施される。−般に、ペンが表面に沿って周
期的速度で移動する際、ペンのＸ位置とＹ位置を検出す
る特殊な電子または電磁グリッドまたは表面が設けられ
ている。

情報は、周期的クロック速度で２つのデジタル・データ
・ワードとして生じる。このクラスのテクノロジは、署
名の検査、自動製図、グラフィックス、文字認識、手書
き認識等に用いられる。各場合とも、ユーザが、書込み
器具を用いて書込み表面に書込みを行ない、その位置が
電子的にモニタされる。

こうした装置を直接処理システムに接続する場合、生デ
ータには、編集、文字認識、グラフィックス、及び、そ
の他に利用するためこのデータに処理を加える用途に悪
影響を及ぼす可能性のある種のノイズ及びその他の欠陥
を含んでいることもあり得るため、問題がある。ノイズ
は、書込み器具のストロークに対応する一連の信号を発
生するために用いられる装置によって生じる電気的また
は機械的ノイズが考えられる。

入カポインドが、数の上で特徴をはるかに上まわるので
、手書きストロークに関する入力フィルタは、手書き認
識において最も大きな計算コストになる可能性がある。

手書き認識の領域には、それぞれ、いくつかの利点及び
欠点を有するいくつかの特許が存在する。

米国特許第４，３７５，０８１号明細書には、書くにと
によって生じるストロークの全長にわたるノイズをゆっ
くり除去し、あるいは、最小限におさえるための技法が
説明されている。この技法は、それぞれ、振幅を表わし
ている、第１の一連のインディシャによって表わされる
信号に対し、その一連のｎ個のインディシャについて組
をなす振幅の平均を順次求めて、第２の一連のインディ
シャを形成し、その次々に生じる各インディシャについ
て順次振幅の比較を行ない、所定の量を超える振幅差の
ある比較から生じるインディシャを含む第３の一連のイ
ンディシャを形成するというやり方でフィルタリングを
施すことから構成される。タブレットは、周期的に、ス
タイラスのＸ位置とｙ位置を表わした２次元値を送り出
す。第１の平滑装置は、タブレットからのデータについ
て移動平均を出す２次元低減フィルタである。平均化は
、定の数Ｐのポイントについて行なわれるので、この操
作によって、電気的ノイズが減少する。この結果、デー
タの電気的ノイズが減少する。一定数のポイントは、一
定の時間間隔に対応するので、この平均化は、時間に関
するものである点に留意されたい。さらに、この操作に
よって、データの帯域幅が狭くなるので、空間領域でデ
ータのサンプリングをやり直すことも可能である。再サ
ンプラは、接近しすぎたポイントを廃棄する。従って、
それは、いくつかのしきい値ｆｉＫを超えて間隔のあい
たポイントについて取り扱うだけである。従って、再サ
ンプラは、時間サンプリングだけでなく空間サンプリン
グを行なうものである。第２の平滑装置は、時間領域で
なく空間領域のデータを平滑化するもう１つの平均化操
作またはロー拳パス操作を実施する。

米国特許第４，２８４，９７５号明細書には、手書きの
入力文字のストロークにおける複数のポイントの座標を
示す文字入カニニットと、入力文字の各ストローク毎に
いくつかの特徴ポイントを示す近似ユニットと、入力文
字の特徴ポイントと基準パターン記憶装置に記憶されて
いる基準文字の特徴ポイントの間の長さの和、及び、こ
うして計算されたパターン差の間における差の最小値を
示し４、入力文字をその最小差を示す基準文字であると
決定するパターン差計算器から構成される、オン舎ライ
ンで動作する、手書き文字に関するパターン認識システ
ムが開示されている。

米国特許第４，６５３，１０７号明細書には、手書きパ
ターンのオン・ライン認識に関する記載がある。

タブレットに描かれた手書きパターンの座標が、パター
ン認識ユニットによって順次サンプリングを施され、パ
ターン座標のデータが作成される。

１ストロークのサンプリングを施されたパターン座標デ
ータによって生じるセグメント、及び、１ストロークの
座標データの始点と終点を結ぶラインによって囲まれた
領域に基づいて、１ストロークのサンプリングを施され
たパターン座標データが、直線と曲線の両方または一方
によるセグメントに変換される。変換されたセグメント
は、量子化され、正規化される。正規化された入カバタ
ーンのセグメントは、再構成され、所定のシーケンスで
入カバターンが描かれる。再構成されるセグメントの方
向角の差が計算される。これらの差は、メモリから読み
取られた辞書パターンの方向角の差と比較して、その間
の差が計算される。この差に基づいて、入カバターンと
辞書パターンの整合が判定される。整合がとれなければ
、入カバターンの最初に入力されたセグメントまたは最
後に入力されたセグメントが削除されるか、あるいは、
次のストロークのサンプリングを施されたパターン座標
データを加えて、認識プロセスが続行される。

米国特許第４，７１８，１０３号明細書には、手書きさ
れたパターンの認識方法及び装置の記載がある。

セグメントから成る一連の多角形のラインに近似した手
書きパターンと、メモリに記憶された辞書パターンから
選択された候補パターンとが、両方のパターンの隣接し
たセグメント間における角変動に基づいて比較される。

両方のパターンの隣接するセグメントの角変動量におけ
る差が、所定の範囲外である場合、３つ以上の連続した
セグメントにわたる角変動と上述の基準角変動との差が
、その範囲内にあるか否かがテストされる。

米国特許第４．３［ｉ５．２３５号明細書には、４つの
主セクション、すなわち、タブレットの電子部品である
、信号フィルタ及びセグメント統合ユニット、ベース・
ストローク分類ユニット、記号要素認識ユニット、及び
、記号認識出力テーブルから成る漢字のオンΦライン認
識システムについて説明がある。タブレットの電子部品
は、ペン座標信号及びペンの上／下動信号を送り出し、
これが、信号フィルタ及びセグメント統合ユニットに加
えられて、一定の方向におけるタブレット上でのペンの
連続した動きに対応するセグメントからなるストローク
が形成されることになる。ベース・ストローク分類ユニ
ットは、４２のカテゴリの１つにおけるペンの下降とペ
ンの上昇が生じる間におけるペンの動きを分類し、また
、そのストロークが先行ストロークと交差したか否かの
表示を行なう。

次に、これは、そのワードに関して記録されていルヘー
ス・ストロークを解釈して、この記号に生じる“′英字
”成分と呼ばれる一連の記号要素を発生する記号要素認
識ユニットによって分析される。

一連の記号要素は、書き込まれているワードを確めるた
めの単純なテーブル索引の形をとる記号認識出力テーブ
ルにおいて解釈される。漢字の用語を全て合成するのに
、７２の基本記号要素（英字）しか必要としない。ペン
の動きの休止またはランダムな信号の揺らぎによる過剰
なデータにフィルタリングを施すため、タブレットの電
子部品から受信する順次ペン位置の比較が行なわれる。

該揺らぎは、タブレットの有限空間分解能及びサンブリ
ング時間の結果として生じる。ピン位置が、フィルタ定
数とも呼ばれる、先行するフィルタしきい値と異なる毎
に、新しい出力座標を発生するのに用いられるフィルタ
リング・アルゴリズムには、ペンが下降して、タブレッ
トに載った時に比べ、ペンがタブレットを横切る移動を
開始した時の方が少し小さくなるように調整が施される
。

Ｄ３発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、信号処理システムに関する改良形入力
フィルタを提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、前置フィルタによる平滑化
を不要にする信号処理システムに関する改良形入力フィ
ルタを提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、手書き認識システム用の高
速外積入力フィルタを提供することにある。

Ｅ０課題を解決するための手段 タブレット上におけるスタイラスのストロークを表わし
た一連のデジタル値にフィルタリングを施すための方法
及び装置について、説明する。ストロークを構成するベ
クトルの外積を計算して、ストロークが急激に曲がる場
合には、サンプル・ポイントが互いに接近し、ストロー
クがほぼ直線の場合には、もっと離れるようにする。

本発明によれば、手書き認識用の入力フィルタは、事前
フィルタリングまたは平滑化を必要としない。これは、
外積フィルタを利用するためである。ストロークを構成
するベクトルの外積に関する数字特性によって、Ｘ−Ｙ
ジッタが大幅に除去される。短いストロークの外積は小
さい。外債は、１つのベクトルの長さＸもう１つのベク
トルの長さＸそれらの間の角度のサインである。ベクト
ルが短かければ、どんな角度をもってしても、外積がジ
ッタしきい値を超えることはない。

Ｆ、実施例 このアルゴリズムは、自然言語の記号のために作成され
たものではなく、校正、数学、音楽等に用いられる短形
、円、及び、その他の記号といった幾何学形状のような
人工言語の記号のために作成されたものである。ただし
、このアルゴリズムは、自然言語系に利用することも可
能である。

手書きの記号は、いくつかのストロークから構成するこ
とができる。ストロークは、ペン下降位置からペン上昇
位置までに描かれる図形である。

各ストロークは、例えばラインといった低レベル記号と
して認識され、次に、他の低レベル記号とまとめられて
、例えば、文字Ｈのようないくつかの高レベル記号を形
成する。時には、ストロークが、例えば、第１図の（Ａ
）に示す和の記号のような完全な記号ということもある
。

信頼できる、精巧な特徴抽出プログラムは、遅すぎて、
全ての入カポインドに処理を施すことができないので、
第１図の（Ａ）のインキング装置による多くの入カポイ
ンドを第１図の（Ｂ）に示す、やや少ない１組の候補と
なる特徴に減少させる高速入力フィルタが必要になる。

ポイントによる曲率が高ければ、良い特徴になることが
分っている。こうした領域では、ペンの動きがゆるやか
になる場合もある。一般に認められている入力フィルタ
の１つは、この事実を利用したものである。それは、ｎ
の選択を行ない、ｎ番目毎に入カポインドを廃棄する。

これは、ｎｅＸサンプリングと呼ばれる。高速ではある
が、任意にポイントを廃棄すると、極端な場合、特徴を
損う可能性がある。もちろん適度に用いれば、入力フィ
ルタの能率を上げることができる。

入力フィルタによって見つけ出される候補となる特徴は
、精巧で緩慢な特徴ファインダが、第１図の（Ｄ）に示
すストロークの認識に最終的に用いられることになる。

第１図の（ｃ）に示すような実際に有効な特徴の抽出を
簡単に行なえるようにするものでなければならない。

本発明は、装置による入力に候補の特徴を見つけ出す高
速入力フィルタを作る方法だけを取り扱うものである。

後続の特徴抽出、ストローク認識、及び、ストロークの
組合せによる記号化は、本発明の一部をなすものではな
い。

ただし、入力フィルタは、特徴発見ステップに対する良
好な入力となる、候補の特徴が得られるようにしなけれ
ばならない。一般に認められた特徴ファインダの１つが
角度しきい値フィルタであり、経験上明らかなように、
この入力フィルタと共に有効に働く。

入力フィルタは、入カポインドのストリームを少数の出
カポインドに減少させる。入力は、第２図の（Ａ）に示
すようにいくつかのポイントａ１ｂ１　　及び、Ｃでサ
ンプリングを施される。このフィルタリングの詳細なフ
ローチャートによる説明については、第６図に関連して
行なう。ベクトルａｂ及びｂｃの外積が、設定されたあ
るしきい値未満の場合、第２図の（Ｂ）に示すように、
ｂがＣよりもゆっくりと移行するようにして、ポイント
ｂ及びＣが進められる。新しい外積がしきい値を超える
と、第２図の（ｃ）に示すように、後続の出力に備えて
ポイントｂが保管され、第２図の（Ｄ）に示すように、
新しいポイントａ、ｂｚ　　及び、Ｃが確定する。ポイ
ントＣがストロークの終端に達するまで、これが繰り返
される。

第３図に示す出力は、米国特許第４，３８５，２３５号
明細書における入力フィルタとは違って、直線領域の場
合、遠く離れてまばらな１組のポイントになり、曲率の
高い領域では、互いに接近したものになる。これが生じ
るのは、２つのベクトルの外積が、ベクトルの長さとそ
れらの間における角度との関数であるためである。直角
に曲がったり、あるいは、長さが長くなると、外積が増
大する。

順次ベクトル間の外積は、はぼ同じになる。

該アルゴリズムによって、ベクトルの長さはほぼ等しく
なり、同時に、曲率も一定になる。その結果、ベクトル
は交互に長くなり、短くなるが、それにもかかわらず、
その間の外積はやはり等しくなる。これは、より単純な
アルゴリズムで簡単に行なうことができる。

これまで述べてきたアルゴリズムは、入カポインド毎に
、８％　　ｂｌ　及び、０間におけるベクトルの形成に
４回の減算を必要とする。減算は、計算コストの最終合
計において加算とみなされる。外積では、２回の乗積、
１回の減算、及び、１つの絶対値（加算とみなされる）
が利用される。ポイントｂ及びＣの移動には、さらに２
回の加算が必要になる。

この結果、全部で、入カポインド毎に２回の乗算と７回
の加算が行なわれることになる。後はど、さらに２回の
乗算と、さらに２回の加算の必要について示す。入カポ
インドが整数で、除算は行なわれないので、計算は、本
質的に、固定小数点によるものである。浮動小数点は、
望ましくないし、役に立たない。

他のアルゴリズムには、前置フィルタによってポイント
を平滑化し、ｘ−ｙジッタを除去する必要はない。ハー
ドウェアのノイズ、量子化、または、ユーザの手の揺動
によるわずかな入力のジッタによって、特徴抽出器によ
って無視されるのが望ましい、特徴ではない小さな揺動
線が生じる。

ジッタを無視する１つの方法は、特徴ファインダに入力
を送る前に、例えば、米国特許第４，３７５．０８１号
明細書に示すような移動平均重畳フィルタまたは移動平
均フィルタによって、入力を平滑化することである。Ｘ
−Ｖジッタが平滑化されると、特徴ファインダは、それ
に注意を払わず、ジッタと特徴をとりちがえることはな
くなる。全ての入カポインドは、フィルリング前に処理
しなければならないので、平滑化は、緩慢になる。

外積の数字的特性によって、ｘ−Ｖジッタが大幅に除去
されるので、本発明のアルゴリズムは、余分な計算に費
やされる予備フィルタリングを必要としない。短いライ
ンは、外積が小さくなる。

外積は、　（１つのベクトルの長さ）Ｘ（もう１つのベ
クトルの長さ）Ｘ（それらの間における角度のサイン）
である。ベクトルが短かければ、どんな角度をもってし
ても、外積がしきい値を超えるようにすることはできな
い。

第４図の（Ａ）には、ノイズの出る装置がゆっくりとラ
インを描く際における、それによる入力が示されている
。９つの入カポインドは順番に番号がつけられる。アル
ゴリズムのポイントａｖ　　ｂｘ及び、Ｃは、小さすぎ
て、外積がそれらの間における角度に関係なく、シきい
値を超えることがないようなベクトルを形成する。第４
図の（Ｂ）に示すように、ポイントｂ及びＣは進んでは
いるが、ほとんど変化はない。

第４図の（ｃ）に示すように、ポイントａｓ　　ｂｓ及
び、Ｃは、十分に離れており、角度が大きくて、外積が
しきい値を超えるが、ポイントはラインに沿って並び始
めている。この時点では、Ｘ−”！ジッタはうまく無視
されており、外積が次に見つけ出すのは、候補の特徴で
ある。

第４図の（Ｄ）には、しきい値を超え、出力としてポイ
ント５を生じる外積が示されている。これが生じるのは
、アルゴリズムが潜在的特徴を見つけ出す場合であり、
データは、ポイント５でかどを曲がるように見える。後
で、より精巧な処理によって、この潜在的特徴が、実際
に特徴か否かの判定が行なわれる。

第５図には、本発明の認識システムの一般的ブロック図
が示されている。可搬式タブレット／デイスプレィ組合
せ装置１のような書込み表面が、電子スタイラス２のよ
うな書込み器具の順次位置を記録する。これらのポイン
トは、タブレット３のベースに取りつけられたコンピュ
ータシステムに送られる。コンピュータ４は、タブレッ
ト３の論理ブロックに示す論理演算を行なう。該コンピ
ュータは、一般に、高速計算の場合、固定小数点演算に
限定され、パッケージ全体を軽量に保つため、おそらく
１メガバイトの小量メモリを備えた、Ｉｎｔｅ１８０２
８Ｇ／３８Ｇ／４８８ベース・プロセッサ拳システムの
ようなマイクロプロセッサである。コンピュータ４は、
タブレットｌから入カニニット５ヘポイントを読み取る
。通常、入カニニットは、ストロークが描かれる時、そ
のストロークの表示を忠実にまねて、デイスプレィ駆動
装置１３を介してタブレット１に送り返す。これら多数
の化ポイントが、本発明の主題である急速入力フィルタ
ロによってフィルタリングを施される。フィルタリング
を施したポイントは認識装置７に送られ、ここで、入力
ストロークを英字記憶装置８内で最もよく似たストロー
クとの突合せが行なわれる。次に、一致する入力ストロ
ークが意味論的ルーチン９に送られ、ブロック１０にお
いて、そのストロークがどんなアクシロンを引き起すべ
きかの照合が行なわれ、適用業務プログラム１１に対し
、適用業務データ１２をどう処理するかが命じられる。

１つ以上のこうしたプロセス（８，７，９、または、１
１）によって、タブレット入カニニット５がデイスプレ
ィ駆動装置１３を介して送り返す忠実にまねた初期スト
ローク表示を消去し、さらに、そのストロークのある程
度改訂されたバージョンまたはそのストロークを描くこ
とによって生じる何らかの意味論的結果を表示すること
が可能になる。

第６図は、外積入力フィルタθの詳細なフローチャート
である。ｎを整数として、ポイン４トＰ＠・・・Ｐｎ−
１といった複数のｎ個のインディシャのような一連のイ
ンディシャが、ブロック１４において、タブレット入カ
ニニット５から集められる（第５図）。最初のポイント
（ＰＯ）が、ブロック１５に対し、及び、第５図の７に
対し出力として選択される。該ストロークの大きさが、
ブロック１６で計算される。第７図には、ストロークの
大きさの意味するところが示されている。Ｘとｙの大き
さ（ｄｘ及びｄＶ）は、タブレット・ユニットの場合、
約０．１ｍｍである。ブロック１７において、このスト
ロークの大きさに基づいて、外積及び内積に関するしき
い値が設定され、サイズの異なる同一形状のストローク
から同じ出カポインドが得られることになる。最後に、
ブロック１８において、該フィルタで検査すべきポイン
トが、第１（ａ）、第２（ｂ）、及び、第３（ｃ）ポイ
ントに初期設定される。ブロック１９に示すように、Ｃ
がリストのｎ個のポイントを超えない限り、フィルタは
、ブロック２０において、ポイントＰａ１Ｐｂ１及び、
Ｐｃ間の関係（外積及び内積）を検査する。ブロック２
０の詳細については、第８図に示されている。外積が、
ブロック２１に示すように、そのしきい値未満である限
り、出力にポイントｐｂを送るには不十分な領域が形成
されることになる。同様に、内積がブロック２１で決め
られたしきい値を超える限り、薄いループで起こり得る
ような、突然の、大きい方向反転は生じない。

これについては、第２図の（Ａ）に詳細に示されている
。こういう事態なので、出力は発生せず、ポインタｂ及
びＣは、ブロック２２に示すように進められる。これに
ついては、第２図の（Ｂ）に詳細に示されている。これ
らの条件の１つがうまくゆかなければ、ただし、ブロッ
ク２３に示すように不当な（ワイルドな）ポイントでな
い場合に限り、ポイントＰｂは出力へ送るのが望ましい
。

ブロック２３の詳細については、第１０図に示されてい
る。同様に、ポイントＰｃは、ブロック２３に示すよう
に、不当である場合、ポイントｐｂに対してにせのトリ
ガをかけ、出力へ送ってしまう可能性がある。ｐｂとＰ
ｃのどちらかが不当であれば、出力は発生せず、ブロッ
ク２２に示すように、ポインタが進められる。ポイント
ｐｂは、はぼ出力の準備が整っているが、ブロック２４
に示すように、まず、ポイントｐｂとＰｃの間に、かど
にきた方がよい任意のポイントを探す。ブロック２４の
詳細については、第１５図に示されている。次に、該ポ
イントをＰｂにする。ポイントｐｂは、ブロック２５に
おいて、出力に送られる。

これについては、第２図の（ｃ）に詳細に示されている
。ブロック２６において、フィルタリングは、ちょうど
ブロック１８で最初にポイントＰＯから行なった通りに
、ポイントＰｂがら再開始する。これについては、第２
図の（Ｄ）に詳細に示されている。すなわち、第２図の
（ｃ）のａは、ポイントｂ（第２図の（Ｄ））がら始め
、ｂ＝ｂ（第２図の（Ｄ）　）　＋　１、及び、ｃ＝ｂ
　（第２図の（Ｄ））＋２とする。ブロック１９におい
て既に示されているように、Ｃが、リストのｎ個のポイ
ントの終端を超えると、フィルタリングはほぼ完了する
が、ＰｂとＰｎ−１間におけるポイントを検討して、出
力することはできなかった。これは、ブロック２７にお
いて残りのポイントについて同じフィルタリングを逆方
向に実行し、出力される中間ポイントを最大１つ発生す
ることにょれり行なわれる。ブロック２７の詳細につい
ては、第１８図に示されている。最後に、最終の入カポ
インドが出力ブロック２８に送られ、フィルタリングが
完了する。

第８図には、ブロック２９における外積と内積の計算が
詳細に示されている。これらの概略については、第６図
の論理ブロック２０に示されている。

ハードウェアの欠陥によって、異常で、不当なスプリア
スｅポイントが生じる場合もある。移動平均は、良好な
ポイントにエラーを分散するので、移動平均すなわちラ
ンニング平均を利用した前置フィルタによる平滑化アル
ゴリズムは、まず、全ての入カポインドに対する単調な
チエツク時に、不当なポイントを見つけた出さなければ
ならない。

外積入力フィルタの場合、入カポインドは移動しない。

不当なポイント、及び、その前後のポイント（第９図）
は、候補の特徴としてフィルタを通過する。さらに、フ
ィルタ出力の直前に、あるいは、後続のステップとして
、任意の方法を利用し、有害なポイントを見つけて、除
去することができる。どの方法であれ、比較的わずかな
ポイントを検査するだけですむので、安上がりになるの
は確実である。

内積を用いて、不当なポイントのチエツクが行なわれる
。順次出力ベクトル間における大きい点の内積は、中間
のポイントが不当であることを示唆している。しきい値
と対照する単純なテストでは、ポイントが不当なポイン
トの直前または直後にある場合、間違って不当なポイン
トを指示する可能性があるが、互いにごく接近した２つ
のポイントの出力を回避するには、これがとにかく望ま
しいといえる。第９Ｂ図〜第９Ｃ図の遷移に、このこと
が示されている。不当なポイントのチエツクによって延
長されるフィルタリングの実行時間は、１％未溝である
。

第１０図には、不当なポイントの検出力法が示されてい
るが、その概略は、第６図のブロック２３に示されてい
る。ブロック３０において、Ｐｂに隣接したポイントが
ツクトルに形成される。大きい負の内積、例えば、−３
１は、ポイントＰｂがポイントＰｂ−１及びＰｂ＋１か
ら離れている可能性のあることを示唆しており、従って
、おそらく、不当である。ｐｂの出力は、大事をとって
回避される。ブロック３１に示すポイントＰｃの場合と
同様、不当であれば、送るべきでない場合に、ポイント
ｐｂをトリガして、出力に送られるようにする可能性が
ある。

本発明のアルゴリズムを適合させる方法が２つある。外
積のしきい値の大きさと、ポイントｂ及びＣの相対移動
速度によって、無視すべき入力揺動線（Ｗｌｇｇｌｅ）
のサイズが決まる。移動速度は、ステップ毎にスキップ
される入カポインド数であって、距離ではない。小さな
揺動線の無視は、危険を伴いがちである。いったん見す
ごすと、後続のプロセスにおいて回復することはできな
い。ただし、小さな揺動線の検出は、実際の特徴に相当
しなければ、実際の特徴を見つけようきする後続の処理
にとってやっかいなことになる。

大きい外積のしきい値は、大きい揺動線を無視する。た
だし、このしきい値は、ストロークの大きさに従ってス
ケーリングを施すべきである。外積のテキストで用いら
れるしきい値の大きさと、ストロークのｘ−ｙの大きさ
の二乗との乗算が行なわれると、候補となる特徴の数及
び位置は、同じ形状で、大きく、または、小さ（描かれ
たストロークの場合、同じになる。このスケーリングは
、実際に有効である。

該アルゴリズムで見つけられる揺動線の大きさも、２つ
の移動ポインｌ−ｂ及びＣの相対速度によって制御され
る。Ｃの移動がｂに比べほんの少ししか速くなければ（
第１１図の（Ａ）〜（Ｂ））、小さな揺動線が見つかる
（第１１図の（ｃ））。

Ｃの移動がｂに比べてかなり速ければ（第１１図の（Ｄ
）〜（Ｆ））、同じ小さい揺動線が見のがされることに
なる（第１１図の（Ｇ））。経験から明らかなように、
Ｃの移動速度は、ｂの１．５〜２倍が望ましい。

外積自体は、角度変化のサインについてテストするため
、方向の変化を検出することはできない（第１２図の（
Ａ）〜第１２図の（ｃ））。０度または１８０度に近い
方向変化は、はぼ同じにみえる。薄いループは完全に見
落される。

各入カポインド毎に行なわれる内積テストによって、生
じた場合、ポイントｂを保管し、再開始するのに十分な
理由となるそれらの反転（第１３図の（Ａ）〜（Ｄ））
が見つけ出される。この位置確定は、伝統的な内積の光
点検出と同様である。

この場合、しきい値は負であり、小さなジッタではなく
、大幅な方向反転だけが検出される。内積のコストは、
２回の乗算と、２回の加算である。

この結果、アルゴリズム全体の演算コストは、４回の乗
算と、９回の加算ということになる。

外積の内積は、共に、はとんど常に、ストロークの自然
なかど、または、そのごく近くに出カポインドを配置す
るが、見すごされる場合も、ある（第１４図の（Ａ））
。これは、ポイントＣの位動速度がポイントｂに比べて
かなり速くなると、より頻繁に生じる。

これは、めったに問題にならず、位置確定の必要もない
が、第１４図の（Ｂ）〜（Ｅ）には、そのかどを確実に
見つけだすことができる方法が示されている。総数のう
ちごくわずかな入カポインドについてしか検査する必要
がないので、かどを見つけだすテストのほとんどは、計
算上安上がりになる。

第１５図には、かどの最深部を見つける方法が示されて
いる。この概略が、第６図のブロック２４に示されてい
た。ブロック３２に示すように、ｐｂが不当なポイント
、でなければ、ポインタｂは、その現在位置とＰｃとの
間で最位置決めが施されて、最小の（最も負の）内積が
得られる。次に、この新しいポイントＰｂは、ブロック
３３に送られる。次のステップで、Ｐｂは、ブロック２
５に送られる（第６図）。

ストロークの終端における小さな特徴は、外積において
ほんのわずかな変化しか示さない場合もあるので（第１
６図の（Ａ）〜（ｃ））、見落される可能性がある。ま
た、アルゴリズムが、ポイントＣにおいてストロークの
終端に出くわすと、ｂまでのポイントだけを保管し、Ｐ
ｂとＰｎ−１間については保管しないように語酌される
こともあった。

ある位置決定では、前のｂの停止ポイントに出くわすま
で（第１７図の（Ａ）〜（ｃ））、アルゴリズムを逆方
向に実行する。この計算は、アルゴリズムが初期に停止
した時に生じたギャップを閉じるだけなので、余分なコ
ストとみなすことはできない。

第１８図には、順方向へのパス時に停止した位置まで、
フィルタリングを逆方向に実行することによって、スト
ロークの終端における特徴を見つける方法が示されてい
る。これは、第６図の論理ブロック２７の働きについて
詳細に示すものである。ブロック３４に示すように、ポ
インタａ１ｂ１及び、Ｃが、ストロークの最後の３つの
ポイン鼾に初期設定される。ブロック３５に示すように
、Ｃが前のポイントｐｂに達しない限り、フィルタは、
ブロック３６に示すように、ポイントＰ　ａＮＰｂｌ　
及び、ＰＣの間における関係（外積及び内積）について
検査する。代りに、新しいポインタｂが、ギャップをさ
らによくカバーするが、実際上は出力差がないように見
える摩阿のポイントＰｂに達することが可能になる場合
にも、この手順は、はぼ同様の働きをする。外積が、ブ
ロック３７に示すように、しきい値未満で、内積が、ブ
ロック３７に示すように、しきい値を超えている限りは
、出力が発生せず、ポインタｂ及びＣは、ブロック３８
に示すように逆方向に進められる。これらの条件の１つ
がうまくいかなければ、ただし、ポイントｐｂまたはポ
イントＰｃが、ブロック３９に示すように不当なポイン
トでない場合に限って、　（第１４図におけるプロセス
を用いて）ポイントｐｂが出力に送られる。どちらかが
不当であれば、出力は発生せず、ブロック３８に示すよ
うに、ポインタが進められる。次に、ポイントＰａとＰ
ｃの間で検査を行ない、ブロック４０に示すように（第
１５図に関連して説明したものと同様のプロセスを用い
て）よりうまくかどの上にくるポイントが見つけられる
。このポイントガＰｂにされる。次に、ポインｌ−Ｐ　
ｂは、出力ブロック４１に送られ、フィルタリングは次
のステップに進み（第６図のブロック２８）、ストロー
クの最後のポイントが出力に送られ、ブロック２８にお
いて、フィルタリングが完了する。この逆方向の探索プ
ロセスは、１つの特徴しか存在しそうにないストローク
の場合、その終了時には、短いストロークしか探索しな
いので、出力されるポイントが最大で１つしか得られな
い。

Ｇ、効果 本発明によれば、手書き認識システム用の高速外積フィ
ルタリング方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、入力ストロークから有効な特徴に至る順次フ
ィルタリングステップを示す図である。 第２図は、第６図のフィルタによって実施・されるフィ
ルタリングプロセスの順次ステップを示す図である。 第３図は、フィルタ出力を示す図である。 第４図は、外積が入力に関するフィルタリングを無視す
る方法を示す図である。 第５図は、本発明の認識システムの概要を示すブロック
図である。 第６図は、第５図に概要が示された外積フィルタリング
のフロー・チャートである。 第７図は、代表的なストロークの大きさを示す図である
。 第８図は、第６図に概要が示された外積と内積の計算に
ついて詳細を示す図である。 第９図は、ストロークにおける不当なポイントを検出し
、除去する方法を示す図である。 第１０図は、ストロークの不当なポイントの検出力法に
関する詳細なフロー・チャートである。 第１１図は、ストロークにおける小さな揺動線をいかに
無視するかを示す図である。 第１２図は、外積自体がストロークの薄いループをいか
に見落すかを示す図である。 第１３図は、内積が、外積によって見のがされたストロ
ークの薄いループを見つける方法を示す図である。 第１４図は、ストロークのかどを見つける方法を示す図
である。 第１５図は、ストロークのかどの最深部を見つける方法
を示す図である、 第１６図は、外積が、ストロークの終端における小さな
特徴をいかに見すごすかを示す図である。 第１７図は、アルゴリズムを逆方向に再開始して、出力
を発生する方法を示す図である。 第１８図は、順方向のパス時に停止した位置まで、フィ
ルタリングを逆方向に実行することによって、ストロー
クの終端における特徴を見つける方法を表わしたフロー
・チャートである。 １・・・可搬式タブレット／デイスプレィ組合せ装置、
２・・・電子スタイラス、３・・・タブレット４・・・
コンピュータ、　　５・・・入カニニット６・・・急速
入力フィルタ、 ７・・・認識装置、　　　　８・・・英字記憶装置９・
・・意味論的ルーチン

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）書込み表面に対する書込み器具のストロークを表
   わすｎ個のインディシャから成る第１の一連のインディ
   シャにフィルタリングを施す方法において、 前記書込み表面上の前記第１の書込み器具によって発生
   する前記第１の一連のインディシャを検出するステップ
   と、 前記ストロークを構成する前記第１の一連のインディシ
   ャにおける相次ぐインディシャ間に形成される順次ベク
   トルの外積を施して、ｍ＜ｎとした場合、ｍ個のインデ
   ィシャから成る第２の一連のインディシャを備えた、フ
   ィルタリングの施されたストロークが得られるようにす
   るステップと、から構成される方法。
2. （２）前記書込み表面に前記フィルタリングを施したス
   トロークを表示するステップを含むことを特徴とする、
   請求項（１）に記載の方法。
3. （３）タブレットに対するスタイラスのストロークにお
   けるｎ個のポイントを表わした第１の一連のｎ個のデジ
   タル信号にフィルタリングを施す方法において、 前記タブレット上の前記スタイラスによって発生する前
   記第１の一連のｎ個のデジタル信号を検出するステップ
   と、 前記ストロークにおける相次ぐポイントによって形成さ
   れる順次ベクトルに外積及び内積を施して、ｍ＜ｎとし
   た場合、第２の一連のｍ個のポイントから成るフィルタ
   リングを施したストロークが得られるようにするステッ
   プと、 から構成される方法。
4. （４）書込み表面に対する書込み器具のストロークを表
   わすｎ個のインディシャから成る第１の一連のインディ
   シャにフィルタリングを施して、ｍ＜ｎとした場合、ｍ
   個のインディシャから成る第２の一連のインディシャが
   得られるようにする方法において、 前記書込み器具による前記書込み表面上の前記第１の一
   連のインディシャを収集するステップと、前記ストロー
   クを構成する前記第１の一連のインディシャをなす前記
   ｎ個のインディシャにおける相次ぐインディシャ間に形
   成される順次ベクトルの外積について、外積しきい値を
   求めるステップと、 前記ストロークを構成する前記第１の一連のインディシ
   ャをなす前記ｎ個のインディシャにおける相次ぐインデ
   ィシャ間に形成される順次ベクトルの外積を計算して、
   前記外積が前記外積のしきい値に対し所定の関係を有す
   る場合はいつも、前記第２の一連のインディシャにおけ
   る前記ｍ個のインディシャのうちの所与の１つが得られ
   るようにするステップと、 から構成される方法。
5. （５）前記ストロークを構成する前記第１の一連のイン
   ディシャをなす前記ｎ個のインディシャの相次ぐインデ
   ィシャ間に形成される順次ベクトルの内積を計算するス
   テップと、前記ストロークを構成する前記第１の一連の
   インディシャをなす前記ｎ個のインディシャの順次イン
   ディシャ間に形成される順次ベクトルの前記内積につい
   て、内積のしきい値を求めるステップと、 前記内積が前記内積のしきい値に対し所定の関係を有す
   る場合に限って、前記第２の一連のインディシャにおけ
   る前記ｍ個のインディシャのうちの前記所与の１つを得
   られるようにするステップと、 が含まれることを特徴とする、請求項（４）の方法。
6. （６）書込み器具によって書込み表面に生じる入力スト
   ロークにおける、ｎを整数とした場合のｎ個のポイント
   を表わした一連の信号にフィルタリングを施して、ｍが
   整数であって、ｍ＜ｎとした場合、ｍ個のポイントから
   成る出力ストロークを発生する方法において、 （ａ）前記入力ストロークにおける前記ｎ個のポイント
   を表わした前記一連の信号を収集するステップと、 （ｂ）前記ｎ個のポイントの最初のポイントを前記出力
   ストロークをなす前記個のポイントの最初のポイントと
   して出力するステップと、 （ｃ）前記ｎ個のポイントの最初のポイントから始まる
   前記入力ストロークの前記ｎ個のポイントのうち少なく
   ともポイントａ、ｂ及び、ｃについて検査するステップ
   と、 （ｄ）ベクトルａｂ及びｂｃの外積を求めるステップと
   、 （ｅ）ａｂ及びｂｃの外積が所定のしきい値未満の場合
   、ｂ＝ｂ＋１及びｃ＝ｃ＋２と置いて、ステップ（ｄ）
   を繰り返すステップと、 （ｆ）ａｂ及びｂｃが前記所定のしきい値以上の場合、
   前記出力ストロークの前記ｍ個のポイントのうちの１つ
   としてをを出力するステップと、（ｇ）ａ＝再開始点 ｂ＝再開始点＋１ ｃ＝再開始点＋２ として、ステップ（ｆ）において出力されるポイントを
   からポイントａ、ｂ、及び、ｃの検査を再開始するステ
   ップと、 （ｈ）ｃがｎを超えるまで、ステップ（ｄ）〜（ｇ）を
   繰り返すステップと、 （ｉ）前記出力ストロークにおける前記ｍ個のポイント
   のうち最後のポイントとして、ｎを出力するステップと
   、 から構成される方法。
7. （７）（ｊ）ｃ＞ｎの場合、 ａ＝ｎ−１ ｂ＝ｎ−２ ｃ＝ｎ−３ として、ステップ（ｆ）において出力される最後のｂか
   らポイントａ、ｂ、及び、ｃの検査を再開始するステッ
   プと、 （ｋ）ベクトルａｂ及びｂｃの外積を求めるステップと
   、 （ｌ）ａｂ及びｂｃの外積が所定のしきい値未満の場合
   、ｂ＝ｂ−１及びｃ＝ｃ−２と置いて、ステップ（ｋ）
   を繰り返すステップと、 （ｍ）ａｂ及びｂｃの外積が所定のしきい値の以上の場
   合、前記出力ストロークの前記ｍ個のポイントのうちの
   １つとしてｂを出力するステップと、 が含まれることを特徴とする、請求項（６）に記載の方
   法。
8. （８）書込み器具によって書込み表面に生じる入力スト
   ロークにおける、ｎを整数とした場合のｎ個のポイント
   Ｐ＿０…Ｐ＿ｎ＿−＿１を表わした一連の信号にフィル
   タリングを施して、ｍが整数であって、ｍ＜ｎとした場
   合、ｍ個のポイントから成る出力ストロークを発生する
   方法において、 （ａ）前記入力ストロークにおける前記ｎ個のポイント
   Ｐ＿０…Ｐ＿ｎ＿−＿１を表わした前記一連の信号を収
   集するステップと、 （ｂ）前記入力ストロークの大きさを計算するステップ
   と、 （ｃ）前記入力ストロークの大きさに基づく外積のしき
   い値及び内積のしきい値を計算するステップと、 （ｄ）前記出力ストロークの前記ｍ個のポイントのうち
   最初のポイントとしてＰ＿０を出力するステップと、 （ｅ）ａ＝０ ｂ＝１ ｃ＝２として、 Ｐ＿０で始まる前記入力ストロークの前記ｎ個のポイン
   トのうち少なくともａ、ｂ、及び、ｃを検査するステッ
   プと、 （ｆ）ｃ＞ｎか否か判定するステップと、 （ｇ）ベクトルａｂ及びｂｃの外積及び内積を求めるス
   テップと、 （ｈ）ａｂ及びｂｃの外積が前記外積のしきい値未満で
   、ａｂ及びｂｃの内積が前記内積のしきい値を超える場
   合、ｂ＝ｂ＋１及びｃ＝ｃ＋２と置いて、ステップ（ｆ
   ）及び（ｇ）を繰り返すステップと、 （ｉ）ポイントをまたはｃが不当か否かを判定するステ
   ップと、 （ｊ）ｂまたはｃが、不当であればｂ＝ｂ＋１及びｃ＝
   ｃ＋２と置いて、ステップ（ｆ）及び（ｇ）を繰り返す
   ステップと、 （ｋ）ａｂ及びｂｃの外積が前記外積のしきい値以上で
   、ａｂ及びｂｃの内積が前記内積のしきい値以下で、か
   つ、ｂ及びｃが不当なポイントでなければ、前記出力ス
   トロークの前記ｍ個のポイントの１つとしてをを出力す
   るステップと、 （ｌ）ａ＝再開始点、 ｂ＝再開始点＋１、 ｃ＝再開始点＋２ として、ステップ（ｋ）において出力されるポイントを
   からポイントａ、ｂ、及び、ｃの検査を再開始するステ
   ップと、 （ｍ）ｃがｎを超えるまで、ステップ（ｆ）〜（ｍ）を
   繰り返すステップと、 （ｎ）前記出力ストロークにおける前記ｍ個のポイント
   のうち最後のポイントとしてＰ＿ｎ＿−＿１を出力する
   ステップと、 から構成される方法。
9. （９）（ｏ）ステップ（ｆ）においてｃ＞ｎの場合、ａ
   ＝ｎ−１、 ｂ＝ｎ−２、 ｃ＝ｎ−３ として、ステップ（ｋ）において出力される最後のポイ
   ントをからポイントａ、ｂ、及び、ｃの検査を再開始す
   るステップと、 （ｐ）ｃ＜最後のｂか否かを判定するステップと、 （ｑ）ベクトルａｂ及びｂｃの外積及び内積を求めるス
   テップと、 （ｒ）ａｂ及びｂｃの外積が、前記外積のしきい値未満
   で、ａｂ及びｂｃの内積が、前記内積のしきい値を超え
   る場合、ｂ＝ｂ−１、及び、ｃ＝ｃ−２と置いて、ステ
   ップ（ｐ）及び（ｑ）を繰り返すステップと、 （ｓ）ポイントｂまたはｃが不当か否かを判定するステ
   ップと、 （ｔ）ｂまたはｃが不当の場合、ｂ＝ｂ−１及びｃ＝ｃ
   −２と置いて、ステップ（ｐ）〜（ｒ）を繰り返すステ
   ップと、 （ｕ）ａｂ及びｂｃの外積が前記外積のしきい値以上で
   、ａｂ及びｂｃの内積が前記内積のしきい値以下で、か
   つ、ｂ及びｃが不当なポイントでなければ、前記出力ス
   トロークの前記ｍ個のポイントのうちの１つとして、ｂ
   を出力するステップと、 が含まれることを特徴とする、請求項（８）に記載の方
   法。