【発明の詳細な説明】
画像通信装置
本発明は一般に、手書きおよび描画通信装置に関する。
オンラインによる手書き解析の分野において、かなり多くの研究がなされてい
る。パターン解析およびマシンインテリジェンスに関するIEEE学会誌、19
90年8月、第12巻第8号のチャールズ・C・タッパート他による「オンライ
ンによる手書き文字認識における技術情勢」において、1990年までの従来技
術の流れがレビューされている。
一般的に、オンラインによる手書き文字解析は現在では2つの異なる用途すな
わち身分証明と手書き文字および数字のコンピュータへの入力とに利用されてい
る。これら2つの用途は作動条件および目的が明らかに対照的となっている。身
分証明のための手書き文字解析は、各個人ごとに異なる筆跡の特徴を検出するの
で、特定個人を明瞭に識別するのに使用できる。これと対照的に、コンピュータ
への英数字入力(alphaneumeric input)に対する手書き文字解析は、身分証明
を行う場合に重要な特徴そのものの影響を最小にし、個々の書き手に依存せずに
、与えられたシンボルに関連し得る普遍的な手書き文字の特徴に注目しようとす
る。コンピュータへの英数字入力に対する手書き文字解析を行う、現存し、およ
び提案されているシステムでは、シンボルがどのように作られるかということよ
りもむしろシンボルがどのように見えるかを認識するように、一般に構成されて
いる。従って、このようなシステムはデジタイザすなわちグラフィックタブレッ
トを使用している。
他方、サイン証明システムは、書き手のバイオメトリックな(計量生物学的)
特徴を識別を試みており、手書き時の圧力や加速度のような示度を利用している
。
米国特許第4,345,239号は、サインの証明システムにおいて使用するためにペ
ンの加速度を利用している。米国特許第5,054,088号は身分証明のために手書き
の加速度および圧力データの特徴の双方を利用している。上記特許が示すように
、ペンの加速度は各個人に固有の個人的特徴であるので、サインの証明にはペン
の
加速度が利用される。従って、手書き画像の通信に、これまでペンの加速度は利
用されていなかた。
米国特許第4,817,034号は、デジタイザパッドを利用した、コンピュータ化さ
れた手書き複写システムを記載している。米国特許第4,641,354号は、ディスプ
レイスクリーン上に認識されないストローク情報が残るような手書き文字および
数字を認識し、ディスプレイするための装置を記載している。米国特許第4,715,
102号は、パターン認識を行うプロセスおよび装置を記載しており、米国特許第4
,727,588号は手書きテキスト中にフォーマット情報を保存する手書きテキスト画
像の自動調節および編集用システムを記載しており、米国特許第4,703,511号は
、書き込みパス内に時間依存コードを埋め込む書き込み入力およびダイナミック
ス再生装置を記載している。
本発明は、機能向上された手書き文字および図面通信システムを提供せんとす
るものである。便宜上、かつ簡単にするため、手書き動作のみならず描画動作お
よびその他の二次元または三次元の画像発生の手の動きを意味するのに、明細書
および請求の範囲で、「手書き画像作成」なる用語を用いることとする。
よって、本発明の好ましい実施例によれば、個人ごとに極めて固有であり、個
人により表示された画像に関する情報も含む、個人の手書き画像作成の特徴を検
出するための装置と、検出された特徴に応答して画像を表示する個人に依存しな
い出力を発生するための装置とを備えた、手書き画像作成のための通信装置が提
供される。
「個人に依存しない出力」なる表現は、個人的でない特徴に加え個人の特徴も
含む出力を意味してもよい。個人的でない特徴は、作成された手書き画像の幾何
学的表示も含むことができる。個人に依存しない出力は、一般に、例えば標準フ
ォーマットでデータを読み出すことができるデバイスによりユニバーサルに通信
し、読み出し可能な型式である。
本発明の好ましい実施例によれば、検出するための装置は、ハンドヘルドのハ
ウジング内に収容される。好ましくは、検出のための装置は、個人に依存しない
出力を伝送するための装置を含む。
本発明の好ましい実施例によれば、伝送装置は、個人の手書き画像作成スタイ
ルを再構成するのに使用できる情報を伝送するよう作動できる。
本発明の好ましい実施例によれば、検出のための装置はタブレットを必要とし
ない。これとは異なり、これはタブレットを含んでもよい。更に本発明の好まし
い実施例によれば、画像を取得し、エンコードするための装置は、モデムを介し
て通信する。通信は、ファックスフォーマットまたは圧縮されたノンラスタフォ
ーマットで行うことができる。通信はワイヤレス通信であることが好ましい。
更に本発明の好ましい実施例によれば、個人ごとに極めて固有であり、個人に
より表示された画像に関する情報も含む、個人の手書き画像作成の特徴を検出す
るための装置と、検出された特徴に応答して画像を表示する出力を発生するため
の装置とを備えた、手書き画像作成のための通信装置が提供される。
更に本発明の好ましい実施例によれば、特徴を検出するための装置はハンドヘ
ルドのハウジング内に含まれる。
更に本発明の好ましい実施例によれば、特徴を検出するための装置はタブレッ
トアセンブリ内に含まれる。
更に本発明の好ましい実施例によれば、通信装置は個人に依存しない出力を伝
送するための装置も含む。
更に本発明の好ましい実施例によれば、通信装置は個人に依存しない出力を伝
送するための装置も含む。
更に本発明の好ましい実施例によれば、通信装置は個人に依存しない出力を伝
送するための装置も含む。
更に本発明の好ましい実施例によれば、伝送装置は個人の手書き画像作成スタ
イルを再構成するのに使用できる情報を伝送するよう作動できる。
更に本発明の好ましい実施例によれば、検出装置はタブレットを必要としない
。
更に本発明の好ましい実施例によれば、伝送装置はモデムを含む。
更に本発明の好ましい実施例によれば、伝送装置はファックスフォーマットで
伝送するように作動できる。
更に本発明の好ましい実施例によれば、伝送装置は圧縮されたノンラスタフォ
ーマットで伝送するように作動できる。
更に本発明の好ましい実施例によれば、伝送装置は有線通信するように作動で
きる。
更に本発明の好ましい実施例によれば、伝送装置は無線通信するように作動で
きる。
更に本発明の好ましい実施例によれば、特徴を検出するための装置は手書き画
像作成中の動きの瞬間的角度を検出するための装置を含む。
更に本発明の好ましい実施例によれば、個人に依存しない出力を発生するため
の装置は、手書き画像作成中に発生されるストロークの出力表示を発生するよう
に作動できる。
更に本発明の好ましい実施例によれば、個人ごとに極めて固有であり、個人に
より表示された画像に関する情報も含む、個人の手書き画像作成の特徴を検出す
るための装置と、検出された特徴に応答して画像を表示する出力を発生するため
の装置とを備え、特徴を検出するための装置は手書き画像作成中の動きの瞬間的
角度を検出し、これにより発生されたストロークの出力表示を発生するための装
置を含む、手書き画像作成のための通信装置も提供される。
本発明の別の好ましい実施例によれば、動きを検出し、従来のモデム、LAN
または他の通信媒体により送信可能な圧縮されたフォームの出力を発生するため
のハンドヘルド装置を含む、手書き画像を伝送するための装置も提供される。
更に本発明の好ましい実施例によれば、装置は、伝送されたストロークの内容
の情報を受信し、これより手書き画像作成情報を再構成するよう作動できる装置
を含む。
更に本発明の好ましい実施例によれば、受信装置は手書き画像作成情報を三次
元で再構成するよう作動できる。
本発明の別の好ましい実施例によれば、手書き画像作成中の動きを検出し、圧
縮されたフォーマットでストロークの内容の出力表示を発生するための装置と、
伝送されたストローク内容の情報を受信し、これより手書き画像作成情報を再構
成するよう作動できる装置とを含む、手書き画像のための通信も提供される。
更に本発明の好ましい実施例によれば、受信装置は手書き画像作成情報を三次
元で再構成するよう作動できる。
本発明の別の好ましい実施例によれば、個人ごとに極めて固有であり、個人に
より表示された画像に関する情報も含む、個人の手書き画像作成の特徴を検出し
、検出された特徴に応答して画像を表示する個人に依存しない出力を発生するこ
とを備えた、手書き画像作成のための通信方法も提供される。
本発明の別の好ましい実施例によれば、個人ごとに極めて固有であり、個人に
より表示された画像に関する情報も含む、個人の手書き画像作成の特徴を検出し
、検出された特徴に応答して画像を表示する出力を発生することを備え、前記特
徴の検出は、手書き画像作成中の動きの瞬間的角度を検出し、これにより発生さ
れたストロークの出力表示を行うことを含む、手書き画像のための通信方法も提
供される。
本発明の別の好ましい実施例によれば、動きを検出し、従来のモデム、LAN
または他の通信媒体により送信できる、圧縮されたフォームで出力を発生するた
めのハンドヘルド装置を含む、手書き画像作成を伝送するための方法も提供され
る。
本発明の別の好ましい実施例によれば、手書き画像形成中の動きを検出し、圧
縮されたフォーマットでストローク内容の出力表示を発生することと、伝送され
たストローク内容の情報を受信し、これより手書き画像作成情報を再構成するこ
とを含む、手書き画像作成のための通信方法も提供される。
以下、図面と共に、次の詳細な説明から本発明をより詳細に理解することがで
きよう。
第1図は、作動環境にある、本発明の好ましい実施例に従って製造され、作動
可能状態にある手書き画像を取得し、これをエンコードするための装置を示す図
である。
第2図は、第1図の画像取得およびエンコード装置の好ましい構造の簡略化さ
れた図である。
第3図は、作動環境にある本発明の好ましい実施例に従って製造され、作動可
能状態にある手書き画像を取得し、これをエンコードするための別の装置を示す
図である。
第4図は、第2図の画像取得およびエンコード装置の好ましい構造の簡略化さ
れた図である。
第5A図および5B図は、第1図および第2図の装置を内蔵したポケットヘル
ド通信ユニットおよびペンの図である。
第6図は、本発明の好ましい実施例に係わる、三次元手書き画像作成情報を伝
送し、再構成するための装置の簡略化された図である。
本明細書には、ここに図示し、記載した本発明の理解および評価を助ける次の
付録を添付する。
付録Aは、ペンストロークによる手書き画像作成の特徴に関する発明者の見解
を詳細に示したものである。
付録Bは、マイクロコントローラ26のプログラムの一部を好ましく実現する
コンピュータリストである。
付録Cは、付録Bのコンピュータリストの説明である。
付録Dは、マイクロコントローラ46のプログラムの一部を好ましく実現する
コンピュータリストである。
付録Eは、付録Dのコンピュータリストの説明である。
付録Fは、コンピュータ13のプログラムの一部を好ましく実現するコンピュ
ータリストである。
付録Gは、付録Fのコンピュータリストの説明である。
付録Hは、コンピュータ13のプログラムの一部を好ましく実現するコンピュ
ータリストである。
付録Iは付録Hのコンピュータリストの説明である。
各書き手は、約12〜14回のペンストロークから成る一組(この組は各個人
に固有なものである)から選択されたペンストロークから、従来の英数文字のみ
ならずグラフィック像を発生できることを、本発明者は発見した。本発明は手書
き画像作成のための通信装置を提供するため、この見解を利用している。付録A
は本発明者の見解を詳細に示したものである。
次に第1図を参照する。この第1図は、本発明の好ましい実施例に従って製造
され、代表的な作動環境で作動可能とされた手書き画像を伝送するためのペン1
0を示しており、このペンは電話機のような通信機11または、テキサス州ダラ
スのRFモノリシックス社から市販されているモデルRB1023RF受信機の
ような連動する受信機を有するRFモデムと無線通信による通信を行うようにな
っている。これとは異なり、他の適当な通信媒体、例えばローカルエリアネット
ワークおよびセルラー電話ネットワークを介して通信を行うこともできる。
第2図により詳細に示された手書き画像通信用ペン10は、任意の書き込み表
面(ライティングサーフィス)上で使用することもできるし、また、書き込み表
面のない状態でも使用でき、特殊なパッドまたは書き込み基板を必要とするもの
ではない。手書き入力装置は通常のペンの一般的な寸法および形状をしたハウジ
ング12を含むことが好ましい。
通信機11は、電話機または同軸ケーブルまたはワイヤレス設備を通して、適
当な受信機、例えば連動するプリンタ14を有するコンピュータ端子13と通信
できる。従ってユーザーが装置10を使って発生した手書き画像は、遠隔地にて
プリントされたハードコピーまたはコンピュータスクリーン上にほぼ同時に生じ
ることが理解できよう。同じ一般的なタイプの装置を使用して、テレビのスクリ
ーン上にディスプレイしたり、ファックス受信機に出力することができる。
第2図に示すように、ハウジング12内にはインクビンおよび出力ポイントア
センブリ16が配置されており、これらは従来通り製造し、作動できる。これと
は異なり、インク出力装置を設けなくてもよい。本発明の好ましい実施例によれ
ば、好ましくは三次元で作動できる加速度計20がハウジング12の前方位置に
配置される。本発明の寸法および電力条件を満たす代表的な加速度計は、英国ロ
ンドン、カービーストリート20−24のユーロセンサー社から市販されている
モデル3031−002の加速度計を3つ、互いに直角に取り付けたものである
。これとは異なり、4つ以上のモデル3031−002の加速度計を使用するこ
ともできる。
加速度計20の出力は、カリフォルニア州ミルピタスのリニアテクノロジーコ
ーポレーションから市販されているモデルLT1179のようなオペアンプ24
を介して、A/Dコンバータを含むマイクロコントローラ26、例えば日立社製
H8/536マイクロコントローラへ送られる。マイクロコントローラ26は、
加速度計20により検出された加速度の複数の所定の特徴を抽出するように作動
できる。所定の個人の英数文字シンボルおよびグラフィック出力をマップ化する
には、離散した比較的少数の特徴を、手書き画像作成中に検出された加速度から
導出すれば十分であることが判ったことが、本発明の特徴である。かかる特徴の
性質は、個人ごとに変わっているので、これら個人の特徴を伝送することが好ま
しいことが多いと理解できよう。従って、マイクロコントローラ26は情報内容
を保存し、伝送するだけでなく、書き手の個人の手書き画像作成の特徴も保存し
、伝送するようにプログラムされている。
付録Bに、マイクロコントローラ26の機能を決めるソフトウェアのCプログ
ラム言語による好ましいリストが示されている。付録Cには付録Bのソフトウェ
アで例示されるようなマイクロコントローラ26の機能の基礎となる原理の簡単
な説明が記載されている。
マイクロプロセッサ26は、複数のストロークを抽出し、これらを従来のユニ
バーサルコード、例えばASCII(このコードは特定の個人の手書き文字の特
徴に決して依存するものでなく、通常のコンピュータ、モデム等により容易に受
け入れられるものである)でエンコードするように作動可能である。
マイクロコントローラ26から出力されるコード化されたシンボルは、これま
で従来のコンピュータ、例えばパソコンから受信された出力またはモデム入力と
コンパーチブルまたは同一のフォームである。
本発明の好ましい実施例によれば、マイクロコントローラ26のコード化され
た出力は、ワイヤレス送信機32、例えばモデルMB1003(このモデルもR
Fモノリシックス社から市販されており、受信機12(第1図)と通信する)に
よって無線で通信機11へ送信される。これとは異なり、他の適当な赤外線送信
機または無線送信機を使用することもできる。
上記と異なり、第5A図および5B図を参照して後に説明するように、無線を
用いない通信接続装置を設けてもよい。このような場合、マイクロコントローラ
26の出力を記憶するよう、不揮発性メモリ、例えばフラッシュRAM34を設
けることが好ましい。ハウジング12内に設けられた装置に給電するため、適当
なバッテリー33が設けられる。
本発明の装置は、ユーザーが持ち運びでき、適当な通信設備と共に使用できる
ハンドヘルドタイプのペンであることが好ましいと理解されよう。通信設備およ
びコンピュータのみならず、これらと通信する周辺機器は、ペン内に手書き文字
認識用ハードウェアおよびソフトウェアのすべてが内蔵される限り、パーソナル
化する必要はない。
次に、ペン10の代わりにタブレットアセンブリ40を使用する本発明の別の
実施例を示す第3図および第4図を参照する。第4図に示すようなタブレットア
センブリ40は、従来のグラフィック入力タブレット42、例えばサマグラフィ
ックス社のコンパチタブレットから構成でき、このタブレットは専用ペン44と
共に作動し、XY座標およびペンの上昇信号をマイクロコントローラ46へ出力
する。
マイクロコントローラ46は、ストローク抽出およびエンコーディングのため
の上記マイクロコントローラ26の対応する機能のすべてを有することができ、
ロックウェル社およびその他のサプライヤから市販されているようなモデム/フ
ァックスユニット48と直接通信できる。付録Dにはマイクロコントローラ46
の機能を定めるCプログラム言語のソフトウェアの好ましいリストが記載されて
いる。付録Eには付録Dのソフトウェアで例示されるようなマイクロコントロー
ラ46の機能の基礎となる原理の簡単な説明が記載されている。モデム/ファッ
クスユニット48の出力は、第1図の接続内において上記のように通信するため
に、通常の電話またはネットワークジャック50に接続できる。
付録Fは、タブレットアセンブリ40によって伝送される情報の再構成機能の
ためのCプログラム言語によるソフトウェアリストを記載している。このソフト
ウェアはコンピュータ13または伝送された手書き画像作成情報から有効な出力
を発生する機能を有する任意の出力デバイス内に常駐していてもよい。付録Gは
、付録Fのリストで実施される再構成機能の基礎となる原理を簡単に説明したも
のである。
付録Hは、ペン10により伝送される情報の再構成機能のためのCプログラム
言語によるソフトウェアリストを記載したものである。このソフトウェアはコン
ピュータ13または伝送された手書き画像作成情報から有効な出力を発生する機
能を有する任意の出力デバイス内に常駐していてもよい。付録Iは、付録Hのリ
ストで実施される再構成機能の基礎となる原理を簡単に説明したものである。
更に本発明の好ましい実施例によれば、ポータブルの情報記憶および検索装置
が提供される。この装置はポータブルなコンピュータメモリおよび出力デバイス
を含み、入力要素として上記タイプのハンドヘルド装置を有する。
次に、本発明の別の実施例に係わる手書き画像作成および通信装置のためのデ
ータ収集およびエンコード装置を示す第5A図および第5B図を参照する。ここ
で、通信機100にはデータ収集およびエンコード装置102を取り外し自在に
受け入れるためのソケット101が作成されている。手書き文字情報を装置10
2から通信機100へダウンロードできるようにするためのデータ通信接点10
4および106が装置102の端部およびソケット101にそれぞれ配置されて
いる。通信機はポケットサイズとなるように設計することが好ましい。
次に、三次元情報を伝送するための本発明の装置の使用法を示す第6図を参照
する。この装置を使用するユーザーは、三次元物体、例えば飛行機モデルの形状
のアウトラインを描くユーザーは図に示すように、存在する三次元モデルのライ
ンをなぞるか、またはフリーハンドで作図することができる。このようにしてユ
ーザーにより発生された手書き画像は、通信機11を介して通信機120、次に
利用装置、例えばCNCマシン122または三次元モデル製造装置124、例え
ばイスラエルのラマット・ハシャロンのキュービタル社から市販されている装置
へ送られる。
本発明に係わる手書き画像作成情報の通信は、2つの異なるモードで行われる
。通信チャンネルに沿って圧縮を行いたい場合、手書き画像作成情報はペンスト
ローク言語で変換できる。かかる場合、遠隔地では手書き画像再構成装置が必要
である。
これとは異なり、適当な再構成装置により通信機11の上流側で手書き画像作
成情報を再構成できる。かかる場合、従来のCADフォーマットで手書き像情報
を伝送してもよい。
当業者であれば、本発明は上記のように記載し、図示されたものに限定される
ものでないことが理解できよう。むしろ本発明の範囲は、次の請求の範囲のみに
よって定められるものである。
マイクロコントローラは、入力信号として加速度計の信号を得て、それを時間
単位にセグメント化(このセグメント化のプログラムのリストは付録Bに記載さ
れている)し、受信機へ送信されるいくつかのパラメータにより各セグメントを
表示する。
各信号のセグメント化は、振動中心及び、振幅もしくは振動周波数の移動によ
り実行される。セグメント化および特徴抽出の方法は、次のステップから成る。
元の信号を2つの成分、すなわち振動中心の運動信号と振動の信号とに分割す
る。第1の信号は、1987年、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ社発行のT
.W.パークスおよびC.S.バラスによるデジタルフィルタデザインに記載さ
れているような、4次の0.02カットオフ周波数を備えたバターワースデジタ
ルフィルタを使用し、加速度計からの加速度信号をフィルタリングすることによ
って得られる。第2信号は、4次の0.1カットオフ周波数を有するバターワー
スフィルタを用い、ペアになった2つの加速度計の差信号をフィルタリングする
ことによって得られる。
信号のセグメント化は振動信号の0に従う。
特徴抽出−各セグメントを定義するのに使用する特徴は、
セグメントのエッジ間の長さ(T)
振動の振幅(A)
セグメントのエッジにおける第1信号の値の差(V)
3.1
座標系の定義
ペンのストロークを記述するoyx−内在的(ローカル)座標系
ワールド(例えばコンピュータスクリーン)を記述するOYX-外在的(グロ
ーバル)座標系
再構成の目標
ローカル座標系における3次(キュービック)スプラインのシーケンスの発生
およびローカルoyx系からグローバルOYX系への変換
OYXベクトル、すなわち
の方向は、OX軸方向(ローカル系)に従って選択された、あるシンボルのセグ
メント化を決める。
第2図によれば、シンボルの再構成に必要な情報は次のものから成る。
ここで、
ルトン”の垂直方向の速度である。
スプライン再構成
スレッショルド条件:(マージン条件):
インターバル〔0、11〕エッジ上のスプライン導関数、ここで11はベクトル
L1のモジュール(第1図参照)。
ここで、[.]のベクトル積は次のように定義される:
インターバル〔O1、11〕上のスプライン関数の重要性に従ったOx、Oy
、
スプライン関数は次のようなフォームで定義される。
y(x)=a1x3+a2x2+a3x+a4
ここで、a1,a2,a3,a4はマージン条件によって定義される係数である。
方程式は、比較的未知の値、すなわち
a1,i=1+4
または
を系統づける。その理由は、a4=0、a3=tgα2であるからである。
グローバル系への変換は次の式に従って行う。
異なる文字の再構成の例については、第3図に示されている。
再構成方法は2つの段階で実行される。すなわち、
信号の復元
ペンの先端の位置の再構成
ペンによって送信されたデータ(セグメントごとにT、A、V)からの加速度
信号の復元は、次の式によって行われる。
ux(i,t)=ux0+ux1;
ux0=ux(i−1,Txi-1)+(Vxi/Txi)*t;
ux1=Axi *SIN((PI/Txi)*t);
uy(i,t)=uy0+uy1;
uy0=uy(i−1,Tyi-1)+(Vyi/Tyi)*t;
uy1=Ayi *SIN((PI/Tyi)*t);
uz(i,t)=uz0+uz1;
uz0=uz(i−1,Tzi-1)+(Vzi/Tzi)*t;
uz1=Azi *SIN((PI/Tzi)*t);
ここで、ux,uy,uzは加速度計の復元信号である。
uz0,uy0,uz0は振動中心の復元された移動である。
ux1,uy1,uz1は振動の復元信号である。
XY平面におけるペンの先端位置の再構成は、2つの移動、すなわちXY平面
における振動中心(x0,y0)の移動および振動移動(書かれたシンボルの輪郭
)(x1,y1)の分解によって行われる。これら値の計算は次の式に従う。
x0=a11 *ux0+a12 *uy0
y0=a21 *ux0+a22 *uy0
x1=b11 *ux1+b12 *uy1
y1=b21 *ux1+b22 *uy1
パラメータaij,bijは個人ごとに変わり、セッションの開始時において書き
手の個人の手書き画像作成の特徴として受信される。Detailed Description of the Invention
Image communication device
The present invention relates generally to handwriting and drawing communication devices.
Much research has been done in the field of online handwriting analysis.
It IEEE Conference on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 19
In August 1990, Volume 12, No. 8, Charles C. Tappert et al.
Technical Situation in Handwritten Character Recognition by Computer "
The flow of surgery has been reviewed.
In general, online handwriting analysis currently has two distinct uses.
It is used for identification and input of handwritten characters and numbers into a computer.
It These two applications are in clear contrast in operating conditions and purpose. Body
Handwritten character analysis for identification proves that it detects different handwriting characteristics for each individual.
Can be used to unambiguously identify a particular individual. In contrast, computers
Handwritten character analysis for alphanumeric input to
To minimize the impact of the key features themselves, and not rely on individual writers
Attempts to note the characteristics of universal handwriting that can be related to a given symbol
It Performs handwritten character analysis for alphanumeric input to a computer, existing and
And how the proposed system creates symbols.
Rather, it is generally constructed to recognize what a symbol looks like.
There is. Therefore, such a system would be a digitizer or graphic tablet.
Are using
On the other hand, the signature proof system is a writer's biometric
Trying to identify features and using readings like handwriting pressure and acceleration
.
U.S. Pat.No. 4,345,239 is a patent for use in signature verification systems.
The acceleration of the engine is used. U.S. Pat.No. 5,054,088 handwritten for identification
It utilizes both the acceleration and pressure data features of. As the above patent shows
, The acceleration of the pen is a personal characteristic unique to each individual,
of
Acceleration is used. Therefore, the acceleration of the pen has been used for communication of handwritten images.
Not used.
U.S. Pat.No. 4,817,034 is computerized using digitizer pads.
Described handwritten copying system. U.S. Pat.
Handwritten characters that leave unrecognized stroke information on the ray screen and
It describes a device for recognizing and displaying numbers. U.S. Pat.No. 4,715,
102 describes a process and apparatus for pattern recognition and is described in US Pat.
, 727,588 is a handwritten text image that saves format information in handwritten text.
A system for automatic image adjustment and editing is described in US Pat.
, Write input and dynamic embedding time-dependent code in the write path
The playback device is described.
The present invention is intended to provide an improved handwriting and drawing communication system.
It is something. For convenience and simplicity, not only handwriting but also drawing
And other two-dimensional or three-dimensional image generation hand movements
In the claims, the term "handwritten image creation" will be used.
Thus, according to a preferred embodiment of the present invention, each individual is highly unique and
Detect personal handwriting image features, including information about images displayed by people.
It does not depend on the device for rendering and the individual displaying the image in response to the detected feature.
A communication device for creating handwritten images, which is provided with a device for generating a large output.
Be served.
The expression "independent output" refers to individual characteristics as well as non-personal characteristics.
It may mean output including. Non-personal features are the geometry of the handwritten image created.
It may also include a physical indication. Person-independent output is generally used for standard
Universal communication with a device that can read data in the format
However, it is a readable type.
According to a preferred embodiment of the present invention, the device for detecting is a handheld handheld device.
Housed in the housing. Preferably, the device for detection is independent of the individual
It includes a device for transmitting the output.
According to a preferred embodiment of the present invention, the transmission device includes a personal handwriting image creation style.
And is operable to transmit information that can be used to reconfigure the file.
According to a preferred embodiment of the invention, the device for detection requires a tablet.
Absent. Alternatively, this may include tablets. Furthermore, the preferred embodiment of the present invention
According to another embodiment, the device for acquiring and encoding the image is via a modem.
Communicate. The communication can be fax format or compressed non-raster
-Mat can be done. The communication is preferably wireless communication.
Furthermore, according to a preferred embodiment of the present invention, each individual is highly unique and
Detect features of personal handwritten image creation, including information about the displayed image.
For generating an output that displays an image in response to the detected features.
And a communication device for creating a handwritten image.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the device for detecting features is a handheld device.
Included in the housing of the field.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the apparatus for detecting features is a tablet.
Included in the assembly.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the communication device transmits personal independent output.
It also includes a device for sending.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the communication device transmits personal independent output.
It also includes a device for sending.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the communication device transmits personal independent output.
It also includes a device for sending.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the transmission device is a personal handwriting image creation system.
Operable to transmit information that can be used to reconstruct the file.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention the detection device does not require a tablet.
.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention the transmission device comprises a modem.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention the transmission device is in fax format.
Can operate to transmit.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the transmission device is a compressed non-raster format.
-Mat can operate to transmit.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention the transmission device is operable for wired communication.
Wear.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention the transmission device is operable to communicate wirelessly.
Wear.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the device for detecting features is a handwritten image.
It includes a device for detecting the instantaneous angle of motion during imaging.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, for producing an independent output.
Device is designed to generate an output display of strokes generated during handwriting image creation.
Can operate
Furthermore, according to a preferred embodiment of the present invention, each individual is highly unique and
Detect features of personal handwritten image creation, including information about the displayed image.
For generating an output that displays an image in response to the detected features.
And a device for detecting a feature are provided for instantaneous movement of motion during handwriting image creation.
A device for detecting the angle and producing an output display of the stroke generated by this.
There is also provided a communication device for creating a handwritten image, including a device.
In accordance with another preferred embodiment of the present invention, motion detection, conventional modem, LAN
Or to produce a compressed form of output that can be sent by other communication media
Devices for transmitting handwritten images are also provided, including the handheld devices of
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the device controls the content of the transmitted stroke.
Device that is operable to receive information from and to reconstruct the handwritten image creation information from this
including.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the receiving device renders the handwritten image creation information to the third order.
It can be operated to reconfigure.
According to another preferred embodiment of the present invention, motion during handwriting image detection is detected and pressure is detected.
A device for generating an output display of the contents of the stroke in a reduced format,
Receives the transmitted stroke content information and reconstructs the handwritten image creation information from this.
Communications for handwritten images are also provided, including devices operable to perform.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the receiving device renders the handwritten image creation information to the third order.
It can be operated to reconfigure.
According to another preferred embodiment of the invention, each individual is highly unique and
Detects features of personal handwritten image creation, including information about the displayed image.
, Producing an independent output that displays an image in response to a detected feature.
There is also provided a communication method for creating a handwritten image, which comprises:
According to another preferred embodiment of the invention, each individual is highly unique and
Detects features of personal handwritten image creation, including information about the displayed image.
, Producing an output for displaying an image in response to the detected feature.
The detection of the sign is generated by detecting the instantaneous angle of movement during the creation of the handwritten image.
A communication method for handwritten images is also provided, including displaying the output of the strokes.
Be served.
In accordance with another preferred embodiment of the present invention, motion detection, conventional modem, LAN
Or generate the output in a compressed form that can be sent by other communication media.
A method for transmitting handwritten image creation is also provided, including a handheld device for
It
According to another preferred embodiment of the present invention, motion during handwriting is detected and pressure is detected.
Produces an output display of the stroke content in a compressed format and is transmitted.
Information of the stroke content that was created and handwritten image creation information can be reconstructed from this.
A communication method for creating a handwritten image is also provided, including and.
The present invention can be understood in more detail from the following detailed description together with the drawings.
Let's go
FIG. 1 illustrates an operating environment manufactured and operated in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
A diagram showing an apparatus for obtaining a handwritten image in a ready state and encoding it.
Is.
FIG. 2 is a simplification of the preferred structure of the image acquisition and encoding device of FIG.
It is a figure that was drawn.
FIG. 3 is an illustration of an operable and manufactured product in accordance with a preferred embodiment of the present invention in an operating environment.
Shows another device for retrieving and encoding a handwritten image in active state
It is a figure.
FIG. 4 is a simplification of the preferred structure of the image acquisition and encoding device of FIG.
It is a figure that was drawn.
5A and 5B show a pocket-held device incorporating the device of FIGS. 1 and 2.
FIG. 3 is a diagram of a communication unit and pen.
FIG. 6 shows the transmission of the 3D handwritten image creation information according to the preferred embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a simplified view of an apparatus for sending and reconfiguring.
The following description is provided herein to aid in the understanding and appreciation of the invention illustrated and described herein.
Attach an appendix.
Appendix A is the inventor's view on the features of handwriting image creation by pen strokes.
Is shown in detail.
Appendix B preferably implements a portion of the microcontroller 26 program.
It is a computer list.
Appendix C is a description of the computer list in Appendix B.
Appendix D preferably implements a portion of the program of the microcontroller 46.
It is a computer list.
Appendix E is a description of the computer list in Appendix D.
Appendix F is a computer program that preferably implements part of the computer 13 program.
Data list.
Appendix G is a description of the computer list in Appendix F.
Appendix H is a computer that preferably implements part of the program of the computer 13.
Data list.
Appendix I is a description of the computer list in Appendix H.
Each writer has a set of approximately 12 to 14 pen strokes (this set is for each individual
From the pen strokes selected from
The present inventor has discovered that a graphic image can be generated without difficulty. The present invention is handwritten
We use this view to provide a communication device for image creation. Appendix A
Shows a detailed view of the inventor.
Next, referring to FIG. This FIG. 1 is manufactured according to a preferred embodiment of the present invention.
Pen 1 for transmitting a handwritten image that has been operated in a typical operating environment
0 indicates that this pen is a communication device such as a telephone 11 or Dara, Texas.
Model RB1023 RF receiver commercially available from RF Monolithics, Inc.
It has become possible to perform wireless communication with an RF modem having such a receiver.
ing. Alternatively, any other suitable communication medium, such as a local area network
It is also possible to communicate via work and cellular telephone networks.
The pen 10 for handwritten image communication shown in more detail in FIG.
You can also use it on the surface (writing surface), or write table
Can be used even without a surface and requires a special pad or writing board
is not. A handwriting input device is a housing with the same size and shape as a normal pen.
It is preferable to include a ring 12.
The communicator 11 is suitable for use through a telephone, coaxial cable or wireless equipment.
Communicate with a suitable receiver, for example a computer terminal 13 having an interlocking printer 14.
it can. Therefore, the handwritten image generated by the user using the device 10 can be displayed at a remote place.
Occurs almost simultaneously on a printed hardcopy or computer screen
You can understand that Use the same common type of equipment to screen your TV.
It can be displayed on the screen or output to a fax receiver.
As shown in FIG. 2, an ink bottle and an output point assembly are provided in the housing 12.
The assemblies 16 are arranged and can be manufactured and operated in the conventional manner. With this
In contrast, the ink output device may not be provided. According to a preferred embodiment of the present invention
If, for example, an accelerometer 20 capable of operating in three dimensions is located in front of the housing 12.
Will be placed. A typical accelerometer that meets the dimensions and power requirements of the present invention is
Commercially available from Eurosensor Company of Kirby Street 20-24, London
Three model 3031-002 accelerometers mounted at right angles to each other
. Alternatively, you can use more than three model 3031-002 accelerometers.
I can do it.
The output of the accelerometer 20 is from Linear Technology Co. of Milpitas, CA.
Operational amplifier 24, such as the model LT1179 commercially available from
Via an A / D converter, such as Hitachi
Sent to the H8 / 536 microcontroller. The microcontroller 26
Operates to extract multiple predetermined features of acceleration detected by accelerometer 20
it can. Map alphanumeric symbols and graphic output for a given individual
Includes a relatively small number of discrete features from the acceleration detected during handwriting.
It was a feature of the present invention that it was found that it was sufficient to derive it. Of such characteristics
Since the nature varies from individual to individual, it is preferable to transmit the characteristics of these individuals.
You can understand that there are many things that are new. Therefore, the microcontroller 26
Not only to store and transmit, but also to preserve the personal handwriting image creation features of the writer.
, Programmed to transmit.
Appendix B contains software C programs that determine the functions of the microcontroller 26.
A preferred list in Lamb language is shown. Appendix C contains the software from Appendix B.
A simple principle underlying the functionality of the microcontroller 26 as illustrated in
The explanation is described.
The microprocessor 26 extracts multiple strokes and stores them in a conventional unit.
Versal codes, such as ASCII (this code is a special handwriting
It never depends on the characteristics, and can be easily received by a normal computer, modem, etc.
Be encoded).
The coded symbols output by the microcontroller 26 are
With output or modem input received from a conventional computer, eg a PC
Compatible or identical foam.
In accordance with the preferred embodiment of the present invention, the microcontroller 26 is coded.
Output is a wireless transmitter 32, for example model MB1003 (this model is also R
It is commercially available from F Monolithics and communicates with the receiver 12 (Fig. 1)).
Therefore, it is wirelessly transmitted to the communication device 11. Unlike this, other suitable infrared transmission
Machines or wireless transmitters can also be used.
Unlike the above, as described below with reference to FIGS. 5A and 5B,
A communication connection device that is not used may be provided. In such cases, the microcontroller
A non-volatile memory, such as a flash RAM 34, is provided to store the output of 26.
Preferably. Suitable for powering the equipment provided in the housing 12.
A battery 33 is provided.
The device of the present invention is portable by the user and can be used with suitable communication equipment.
It will be appreciated that a handheld pen is preferred. Communication equipment and
Not only the computer and the peripherals that communicate with these
As long as all of the recognition hardware and software is built-in, personal
It doesn't have to be.
Next, another alternative of the present invention using the tablet assembly 40 in place of the pen 10
Reference is made to FIGS. 3 and 4 showing examples. A tablet device as shown in Fig. 4
The assembly 40 is a conventional graphic input tablet 42, such as a sumagraph.
It can be configured with a compatible tablet from X Co., Ltd.
Works together and outputs XY coordinates and pen lift signal to microcontroller 46
To do.
The microcontroller 46 is for stroke extraction and encoding.
Can have all of the corresponding functions of the above microcontroller 26,
Modems / frames such as those commercially available from Rockwell and other suppliers
The direct communication with the fax unit 48 is possible. Appendix D contains the microcontroller 46
A preferred list of C programming language software that defines the functions of
There is. Appendix E contains a micro controller as exemplified by the software in Appendix D.
A brief description of the principles underlying the function of the LA 46 is provided. Modem / Fat
The output of box unit 48 communicates as described above within the connection of FIG.
In addition, it can be connected to a regular telephone or network jack 50.
Appendix F contains a reconstruction function for the information transmitted by the tablet assembly 40.
A software list in the C programming language for This software
The wear is a valid output from the computer 13 or the transmitted handwritten image creation information.
May reside in any output device that has the ability to generate Appendix G
, Briefly described the underlying principles of the reconstruction function implemented in the list in Appendix F.
Of.
Appendix H is a C program for the reconstruction function of the information transmitted by the pen 10.
This is a list of software in each language. This software is
Computer 13 or a machine that produces a valid output from the transmitted handwritten image creation information.
May reside in any capable output device. Appendix I is a copy of Appendix H
It is a brief description of the underlying principles of the reconstruction function implemented in the strike.
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, a portable information storage and retrieval device.
Will be provided. This equipment is a portable computer memory and output device
With a handheld device of the type described above as an input element.
Next, a device for handwriting image creation and communication according to another embodiment of the present invention will be described.
Reference is made to FIGS. 5A and 5B showing a data collection and encoding device. here
Then, the communication device 100 can be detached from the data collection and encoding device 102.
A socket 101 for receiving is created. Handwritten character information to device 10
2 data communication contact 10 for enabling download to the communication device 100
4 and 106 are located at the end of the device 102 and the socket 101, respectively.
There is. The communicator is preferably designed for pocket size.
Reference is now made to FIG. 6 showing the use of the device of the invention for transmitting three-dimensional information.
To do. Users of this device will be able to determine the shape of a three-dimensional object, such as an airplane model.
The user can draw an outline of the existing 3D model as shown in the figure.
You can trace or draw freehand. In this way
The handwritten image generated by the user is transmitted via the communication device 11 to the communication device 120, and then to the communication device 120.
Utilizing device, for example, CNC machine 122 or three-dimensional model manufacturing device 124, eg,
For example, a device commercially available from Cubital of Ramat Hasharon, Israel
Sent to.
Communication of handwritten image creation information according to the present invention is performed in two different modes.
. If you want to compress along the communication channel, handwriting image creation information is
Can be converted in Roke language. In such a case, a handwritten image reconstruction device is required at a remote location.
Is.
Unlike this, a hand-drawn image is created on the upstream side of the communication device 11 by an appropriate reconstruction device.
The composition information can be reconstructed. In such a case, handwritten image information in the conventional CAD format
May be transmitted.
For those skilled in the art, the present invention is limited to what has been described and illustrated above
You can understand that it is not a thing. Rather, the scope of the invention is limited to the following claims.
Therefore, it is determined.
The microcontroller takes the accelerometer signal as an input signal and outputs it as a time
Segmented into units (see Appendix B for a list of programs for this segmentation
Each segment by some parameters sent to the receiver.
indicate.
Each signal is segmented by moving the center of vibration and the amplitude or vibration frequency.
Will be executed. The method of segmentation and feature extraction consists of the following steps.
Split the original signal into two components, a motion signal at the center of vibration and a vibration signal
It The first signal is the T issued by John Willie & Sons in 1987.
. W. Parkes and C.I. S. Described in the digital filter design by Barras
Butterworth digitizer with 4th order 0.02 cutoff frequency
Filter to filter the acceleration signal from the accelerometer.
Can be obtained. The second signal is a Butterwer having a fourth cutoff frequency of 0.1.
Filter the difference signal between two paired accelerometers
Obtained by
The segmentation of the signal follows the zero of the vibration signal.
Feature Extraction-The features used to define each segment are:
Length between segment edges (T)
Vibration amplitude (A)
Difference in value of first signal at edge of segment (V)
3.1
Coordinate system definition
Oyx describing the stroke of the pen-an intrinsic (local) coordinate system
OYX describing the world (eg computer screen) -external (glo
Coordinate system
Reconstruction goals
Generation of a sequence of cubic (cubic) splines in the local coordinate system
And local oyx system to global OYX system conversion
OYX vector, ie
Is the segment of a symbol selected according to the OX axis direction (local system).
Decide to mentor.
According to FIG. 2, the information required to reconstruct the symbol consists of:
here,
It is the vertical velocity of "Luton".
Spline reconstruction
Threshold condition: (Margin condition):
Spline derivative on the interval [0,11] edge, where 11 is a vector
Module of L1 (see FIG. 1).
here,[. ] Vector product of] is defined as:
Ox, Oy according to the importance of the spline function on the interval [O1, 11]
,
The spline function is defined in the following form.
y (x) = a1x3+ A2x2+ A3x + aFour
Where a1, A2, A3, AFourIs a coefficient defined by the margin condition.
The equation is a relatively unknown value, ie
a1, I = 1 + 4
Or
Systematize. The reason is aFour= 0, a3= Tgα2Because it is.
Conversion to the global system is performed according to the following formula.
An example of the reconstruction of different characters is shown in FIG.
The reconstruction method is performed in two stages. That is,
Signal restoration
Reconstructing the position of the tip of the pen
Acceleration from data sent by pen (T, A, V for each segment)
Signal restoration is performed by the following equation.
ux(I, t) = ux0+ Ux1;
ux0= Ux(I-1, Txi-1) + (Vxi/ Txi)*t;
ux1= Axi *SIN ((PI / Txi)*t);
uy(I, t) = uy0+ Uy1;
uy0= Uy(I-1, Tyi-1) + (Vyi/ Tyi)*t;
uy1= Ayi *SIN ((PI / Tyi)*t);
uz(I, t) = uz0+ Uz1;
uz0= Uz(I-1, Tzi-1) + (Vzi/ Tzi)*t;
uz1= Azi *SIN ((PI / Tzi)*t);
Where ux, Uy, UzIs the restored signal of the accelerometer.
uz0, Uy0, Uz0Is the restored movement of the center of vibration.
ux1, Uy1, Uz1Is a vibration restoration signal.
Reconstruction of the pen tip position in the XY plane involves two movements, namely the XY plane.
Vibration center at (x0, Y0) Movement and vibration movement (the outline of the written symbol)
) (X1, Y1) Is done by decomposition. Calculation of these values follows the formula:
x0= A11 *ux0+ A12 *uy0
y0= Atwenty one *ux0+ Atwenty two *uy0
x1= B11 *ux1+ B12 *uy1
y1= Btwenty one *ux1+ Btwenty two *uy1
Parameter aij, BijWill vary from person to person and will be written at the beginning of the session.
It is received as a feature of creating a personal handwritten image of a hand.
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1994年9月1日
【補正内容】
Appendix B
マイクロコントローラは、入力信号として加速度計の信号を得て、それを時間
単位にセグメント化(このセグメント化のプログラムのリストは付録Bに記載さ
れている)し、受信機へ送信されるいくつかのパラメータにより各セグメントを
表示する。
各信号のセグメント化は、振動中心及び、振幅もしくは振動周波数の移動によ
り実行される。セグメント化および特徴抽出の方法は、次のステップから成る。
元の信号を2つの成分、すなわち振動中心の運動信号と振動の信号とに分割す
る。第1の信号は、1987年、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ社発行のT
.W.パークスおよびC.S.バラスによるデジタルフィルタデザインに記載さ
れているような、4次の0.02カットオフ周波数を備えたバターワースデジタ
ルフィルタを使用し、加速度計からの加速度信号をフィルタリングすることによ
って得られる。第2信号は、4次の0.1カットオフ周波数を有するバターワー
スフィルタを用い、ぺアになった2つの加速度計の差信号をフィルタリングする
ことによって得られる。
信号のセグメント化は振動信号の0に従う。
特徴抽出−各セグメントを定義するのに使用する特徴は、
セグメントのエッジ間の長さ(T)
振動の振幅(A)
セグメントのエッジにおける第1信号の値の差(V)
Appendix D
次に、ペンストロークのグラフィック図である第7図を参照する。第7図にお
いて、oxy−内在的(ローカル)座標系はペンストロークを記述しており、O
XY−外在的(グローバル)座標系はワールド、例えばコンピュータスクリーン
を記述している。
次に、シンボルの再構成のグラフィック図である第8図を参照する。再構成の
目的はローカル座標系における第3次(キュービック)スプラインのシーケンス
を発生し、ローカルoxy座標系からグローバルOYX座標系へ変換することに
ある。
シンボルのセグメント化を定めるOYXベクトルL1、L2、L3の方向はロー
カル座標系におけるox軸の方向に従って選択される。
第8図を参照すると、シンボルの再構成に必要な情報は角度β1...βm(こ
れはベクトルL1...Lmとベクトルnとの間の角度である)と、ベクトルL1
...Lmと、ベクトルV1...Vm(これらはシンボルの骨組みの方向への速
度である)とから成る。第8図に示された例では、シンボルは文字aである。
Appendix F
スプライン再構成
スレッショルド条件:(マージン条件):
インターバル〔0、11〕エッジ上のスプライン導関数、ここで11はベクトル
L1のモジュール(第1図参照)。
ここで、[.]のベクトル積は次のように定義される:
インターバル〔O1、11〕上のスプライン関数の重要性に従ったOx、Oy
、
Appendix H
再構成方法は2つの段階で実行される。すなわち、
信号の復元
ペンの先端の位置の再構成
ペンによって送信されたデータ(セグメントごとにT、A、V)からの加速度
信号の復元は、次の式によって行われる。
ux(i,t)=ux0+ux1;
ux0=ux(i−1,Txi-1)+(Vxi/Txi)*t;
ux1=Axi *SIN((PI/Txi)*t);
uy(i,t)=uy0+uy1;
uy0=uy(i−1,Tyi-1)+(Vyi/Tyi)*t;
uy1=Ayi *SIN((PI/Tyi)*t);
uz(i,t)=uz0+uz1;
uz0=uz(i−1,Tzi-1)+(Vzi/Tzi)*t;
uz1=Azi *SIN((PI/Tzi)*t);
ここで、ux,uy,uzは加速度計の復元信号である。
ux0,uy0,uz0は振動中心の復元された移動である。
ux1,uy1,uz1は振動の復元信号である。
XY平面におけるペンの先端位置の再構成は、2つの移動、すなわちXY平面
における振動中心(x0,y0)の移動および振動移動(書かれたシンボルの輪郭
)(x1,y1)の分解によって行われる。これら値の計算は次の式に従う。
x0=a11 *ux0+a12 *uy0
y0=a21 *ux0+a22 *uy0
x1=b11 *ux1+b12 *uy1
y1=b21 *ux1+b22 *uy1
パラメータaij,bijは個人ごとに変わり、セッションの開始時において書き
手の個人の手書き画像作成の特徴として受信される。[Procedure Amendment] Patent Act Article 184-8
[Submission date] September 1, 1994
[Correction content]
Appendix B
The microcontroller takes the accelerometer signal as an input signal and outputs it as a time
Segmented into units (see Appendix B for a list of programs for this segmentation
Each segment by some parameters sent to the receiver.
indicate.
Each signal is segmented by moving the center of vibration and the amplitude or vibration frequency.
Will be executed. The method of segmentation and feature extraction consists of the following steps.
Split the original signal into two components, a motion signal at the center of vibration and a vibration signal
It The first signal is the T issued by John Willie & Sons in 1987.
. W. Parkes and C.I. S. Described in the digital filter design by Barras
Butterworth digitizer with 4th order 0.02 cutoff frequency
Filter to filter the acceleration signal from the accelerometer.
Can be obtained. The second signal is a Butterwer having a fourth cutoff frequency of 0.1.
Filter the difference signal between the two paired accelerometers using a filter
Obtained by
The segmentation of the signal follows the zero of the vibration signal.
Feature Extraction-The features used to define each segment are:
Length between segment edges (T)
Vibration amplitude (A)
Difference in value of first signal at edge of segment (V)
Appendix D
Reference is now made to FIG. 7, which is a graphical illustration of pen strokes. In Figure 7
And the oxy-intrinsic (local) coordinate system describes the pen strokes, and O
XY-External (global) coordinate system is the world, eg computer screen
Is described.
Reference is now made to FIG. 8, which is a graphic representation of the symbol reconstruction. Reconstructed
The purpose is a sequence of cubic (cubic) splines in the local coordinate system.
To convert the local oxy coordinate system to the global OYX coordinate system.
is there.
OYX vector L that determines the segmentation of the symbol1, L2, L3Direction is low
It is selected according to the direction of the ox axis in the Cull coordinate system.
Referring to FIG. 8, the information necessary for symbol reconstruction is the angle β.1. . . βm(This
This is the vector L1. . . LmAnd the vector n) and the vector L1
. . . LmAnd the vector V1. . . Vm(These are the speeds in the direction of the skeleton of the symbol.
It is a degree) and. In the example shown in FIG. 8, the symbol is the letter a.
Appendix F
Spline reconstruction
Threshold condition: (Margin condition):
Spline derivative on the interval [0,11] edge, where 11 is a vector
Module of L1 (see FIG. 1).
here,[. ] Vector product of] is defined as:
Ox, Oy according to the importance of the spline function on the interval [O1, 11]
,
Appendix H
The reconstruction method is performed in two stages. That is,
Signal restoration
Reconstructing the position of the tip of the pen
Acceleration from data sent by pen (T, A, V for each segment)
Signal restoration is performed by the following equation.
ux(I, t) = ux0+ Ux1;
ux0= Ux(I-1, Txi-1) + (Vxi/ Txi)*t;
ux1= Axi *SIN ((PI / Txi)*t);
uy(I, t) = uy0+ Uy1;
uy0= Uy(I-1, Tyi-1) + (Vyi/ Tyi)*t;
uy1= Ayi *SIN ((PI / Tyi)*t);
uz(I, t) = uz0+ Uz1;
uz0= Uz(I-1, Tzi-1) + (Vzi/ Tzi)*t;
uz1= Azi *SIN ((PI / Tzi)*t);
Where ux, Uy, UzIs the restored signal of the accelerometer.
ux0, Uy0, Uz0Is the restored movement of the center of vibration.
ux1, Uy1, Uz1Is a vibration restoration signal.
Reconstruction of the pen tip position in the XY plane involves two movements, namely the XY plane.
Vibration center at (x0, Y0) Movement and vibration movement (the outline of the written symbol)
) (X1, Y1) Is done by decomposition. Calculation of these values follows the formula:
x0= A11 *ux0+ A12 *uy0
y0= Atwenty one *ux0+ Atwenty two *uy0
x1= B11 *ux1+ B12 *uy1
y1= Btwenty one *ux1+ Btwenty two *uy1
Parameter aij, BijWill vary from person to person and will be written at the beginning of the session.
It is received as a feature of creating a personal handwritten image of a hand.
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(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI
H04N 7/08 8938−5H G06F 15/62 465P
7/081
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AT,AU,BB,BG,BR,BY,
CA,CH,CN,CZ,DE,DK,ES,FI,G
B,HU,JP,KP,KR,KZ,LK,LU,LV
,MG,MN,MW,NL,NO,NZ,PL,PT,
RO,RU,SD,SE,SK,UA,US,UZ,V
N─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI H04N 7/08 8938-5H G06F 15/62 465P 7/081 (81) Designated country EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AT, AU, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, ES, FI, GB, HU, JP, KP, KR, KZ, LK, LU, LV, MG, MN, MW, NL, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SK, UA, US, UZ, VN