JPS5856913B2 - 手書き信号符号化方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、手書き信号符号化処理方式、特に手書き文字
・図形等の入力位置検出装置たとえはタブレット、テ゛
イジクイザ゛などの出力信号のテ゛イジクル符号化方式
に関するものである。

一般にタブレットやディジタイザでは、ペンあるいはス
タイラスによって入力面上の指定された点の位置を電気
的、音響的あるいは磁気的に検出し、入力位置座標を示
す電気信号を得ている。

これらの電気信号をディジクル化して伝送、あるいは計
算機に入力するため、従来よく用いられている符号化方
式としてＰＣＭがある。

この方式は、入力位置を示すｘ、ｙ座標を各々ＰＣＭ符
号で表わすようにしており、ｘ、ｙの座標を各々ｎビッ
トに対応させて、２ｎ）＜２ｎ個の入力点を表わす。

したがって、５１２Ｘ５１２ドツトの入力点を表わすに
は、Ｘ、ｙ座標各々９ビットすなわち、１人力点当り１
８ビツトを要する。

このように、ＰＣＭ符号化を用いて入力分解能を上げよ
うとすると 入力点をあられすために多くの符号を必要
とし、効率のよい伝送ができず、あるいは多くの記憶容
量を必要とする等の欠点がある。

この欠点を除去するものとしてよく知られている符号化
方式として、入力点の座標の差をＰＣＭ符号化するＤＰ
ＣＭ符号化がある。

この方式は各人力点を時系列としてみたとき、連続する
入力点の座標の差が通常小さいことを利用するもので、
現在の標本値をＳ。

とじ、ｉサンプル周期前の標本値をＳｉとするとき、ｓ
ｏの予測値Ωとしてｓｌの線形結合すなわち、 へ＝ａ１ｓ １＋ａ２ｓ−２＋・・・・・・・・・＋ａ
ｉ ｓ−ｉを用いる。

ここでａ は入力信号の統計的性質によって定まる値で
あるが、テレビ信号等の符号化において３１−１．ａ１
＝ａ２−・・・・・・ａｉ−０とする前値予測がよく知
いられる。

しかし、符号化すべき入力信号が第１図に示す手書き信
号のｘ、ｙ座標のように次々に移動していく場合、前値
予測では正確な予測はできない欠点があった。

本発明はオンライン手書き信号の符号化について、これ
らの欠点を除去するため、前値および前前値を用いる予
測を行ない、予測精寒を向上させることにより、効率の
よい符号化を可能とするもので以下図面によって説明す
る。

第１図において１，２，３．４は入力点、すなわち、入
力ペンが点１を起点として、点２，３゜４と順次移動し
たとき符号化に先だって一定時間毎に標本化された点を
示す。

また、各々の入力点の位置は簡単のため、直交座標で示
すことにする。

なお、入力点１の座標を（Ｘ−３，ｙ−３）とし、以下
入力点２が（Ｘ−２ｓ ’ｌ−２）、入力点３が（Ｘ１
ｔｙ−１）、入力点４が（ｘ−Ｏｔ ｙ−ｏ ）に対に
するものとする。

符号化は時系列にそって行なう。以下、本発明に係る符
号化方式を第１図に用いて説明する。

符号化は時系列にそって行なうが、入力の起点の標本（
ストロークの先頭）、起点の次の時点に対応する標本、
さらにその他時点の標本の３種類に分けて行なう。

まず、入力点１は入力の起点であり、これらのｘ、ｙ座
標（Ｘ−３ｅＶ−３）を各々ｎビットのＰＣＭ符号で表
わす。

次に入力点２の符号化にうつる。

まず（Ｘ−２，ｙ−２）に対する予測値（全一 、、９
−２）として、前値をとる。

すなわち、仝−２＝Ｘ−３ｊ仝−２−ｙ−３とし、実際
の標本値（Ｘ−２ｊ Ｙ −２）との差分Ｊｘ−２＝ｘ
−２′鉦２＝Ｘ−２Ｘ−３・Ｊ ｙ−２＝ ｙ−２−灸
２−ｙ−２ｙ−３を符号化する。

以上述べたように起点１および、起点の次の標本値の符
号化は、各々ＰＣＭおよび前値予測ＤＰＣＭとまったく
同様である。

次に、入力点３の符号化にうつる。

この場合には、（ｘ、、ｙヨ）の予測値として、仝−１
＝ ｘ −２＋ （Ｘ −２”−３）２Ｘ２Ｘ３を乞−
ｙ−２＋ （Ｙ−２−Ｙ−３）２ｙ−２−ｙ−３をとる
。

いいかえると、点２から点３への座標の変化値は、点１
から点２への座標変化値と同じであるとして予測を行な
う。

つづいて、予測値（飯１，９−１）と真値（Ｘ、。

ｙ□）との差分Ｊ ｘ １およびＡｙ、を計算して、こ
れをＰＣＭ符号化する。

以上の説明をまとめると次のようになる。

まず、ストロークの先頭の標本点につき座標（ｘｉ＋ｙ
ｉ）をＰＣＭ符号化する。

次の標本点については座標（Ｘ１＋１．ｙ山）の予測値
として交ｉ＋１＝Ｘｉ ｔ ９ｉ＋１＝ｙｉをとり、Ｊ
Ｘ７＋１＝Ｘｉ＋Ｉ Ｘｉ＊ＪＶｉ＋にｙｌ＋ｌ
ｙ、を計算し。

Ｊ Ｘ ｉ＋１ ｔ Ｊ ｙｌ ＋ １を各々ＰＣＭ符
号化する。

以後の標本点については、座標（Ｘｊ ＋ｌ ｔｙｉ＋
ｌ ）ノ予測値として＼１＋１＝２ｘ１＋ト５−Ｘｉ＋
１−ｚｔ気＋ｌ２Ｙｉ＋］−ｔ Ｙ ｉ＋ｌ−２を
とりｓ Ｊ Ｘｉ＋ｌ：Ｘ ｉ＋＋２ Ｘｉ ＋ ｌ
−１＋ Ｘ ｉ＋ｌ−２ｓ Ｊ ｙｉ＋ｌ −ｙｉ
＋ １２”ｌ ” １１ ＋ ｙｉ＋ｌ−２を計算しこ
れをＰＣＭ符号化する。

実際に手書きによって文字や図形を人力する場合、入力
ペンの移動方向および速さは数標本点にわたり同一であ
ることが多いため、予測値と実際の標本値との差分（予
測誤差）は小さくなり、符号化ビット数ｍは小さくてす
み高能率の符号化が可能となる。

第２図は本発明による符号化装置の一実施例であり、１
０は手書き入力用タブレット、１１は入力ペンのＸ座標
を表わす電気信号の出力端子、１２はｙ座標を表わす信
号の出力端子、１３は入力ペンかタブレット入力面に接
触していることを示す信号の出力端子、４０はストロー
ク先頭検出回路、５０はＸ信号用ＰＣＭ符号器、６０は
Ｘ信号用ＤＰＣＭ符号器、６１．６２．６３はディジク
ル加算器、６４，６５．γ３は１標本周期に対応する遅
延メモリ、６６．６７．６８はスイッチ、６９は係数２
のディジタルかけ算器、γ０はディジタル符号反転器、
７１はメモリ６５のリセット端子、７２はストローク先
頭検出信号出力端子、４４は多重化回路、７４は符号化
回路、４５は符号化出力端子、１００はＸ信号符号化部
、２００はｙ信号符号化部である。

以下、第２図の符号化装置の動作を、第１図をも参照し
ながら説明する。

また第２図に示す符号装置の各部の信号を下記の表に示
す。

符号化はＸ座標とＸ座標とにわけて行なうが、符号化部
の横取は同一であるのでＸ座標に対応する符号化部の動
作について謂明する。

タブレット１０の端子１１には入力ペンのＸ座標を表わ
す電圧が発生してＸ信号用ＰＣＭ符号器５０に導かれる
。

スイッチ６８はストローク先頭検出回路４０の制御によ
って端子ａ、ｂのいずれかに切換えられる。

端子ａ側にスイッチされているときはＸ信号はＰＣＭ符
号器５０によってＰＣＭ符号に変換され多重化回路４４
に導かれる。

ｂ側にスイッチされているときは、ＰＣＭ符号化された
Ｘ信号はＤＰＣＭ符号器６０に導かれＤＰＣＭ符号に変
換される。

タブレット１０の端子１３にはペンがタブレットに接触
している時信号が出力される。

まず、第１図の図示点１のようにペンがストロークの最
初の状態にあるとき、ストローク先頭検出回路４０はペ
ンが非接触から接触に変化したことを検出し、出力端子
７２をへて信号をスイッチ６６．６８およびメモリ６５
のリセット端子７１に送る。

このときスイッチ６６ではｅ側に、スイッチ６８では常
時す側１こある接続をａ側に切換える。

このようにして、まずスト口−グ先頭にあたるに座標の
標本値Ｘ３がＰＣＭ符号化され、多重化回路４４に導か
れるとともにメモリ６４に記憶される。

図示点１に対応する標本の符号化終了時点ではメモリ６
４にはＸ−３が、メモリ６５はリセットされ０が記憶さ
れている。

次の標本化時点（第１図の図示点２）では、スイッチ６
８はｂ側に、スイッチチロ６はｆ側に倒されＤＰＣＭ符
号器６０の動作が行なわれる。

スイッチ６７は常時Ｃ側に倒れているが、メモリ７３に
出力が表われたとき、すなわち、第１図でいえば図示点
２のようにストローク先頭の次の標本時点でのみｄ １
．＋１ ’、こ倒される。

図示点２に対にする時点では表の■に示すようにディジ
タル加算器６１において予測誤差ｘ−２（ｘ−３＋０）
が計算され、符号回路７４によって多重化回路４４に導
かれる。

図示点３に対応する時点ではスイッチ６６はｆ、６７は
ｃ１６８はｂ側に倒されており、メモリ６４からはＸ−
２が、メモリ６５からはＸ −３が出力され、ディジタ
ル加算器６２において、Ｘ１に対する予測値として２
Ｘ−２Ｘ ３が得られる（表の■）。

従ってディジクル加算器６１では予測誤差Ｘ １ （
２Ｘ−２Ｘ ３ ）が計算され（表の■）、符号回路７
４によって符号化されて多重化回路４４に加えられる。

多重化回路４４は、以上述べたＸ座標に対応する符号と
、ｙ座標に対応する符号とを多重化して出力端子４５か
ら伝送路へ出力する。

以上謂明したように、本発明によれば、ＤＰＣＭ符号化
の際予測誤差を小さくでき、したがって予測誤差の符号
化に割り当てる符号長が短くでき、手書き文字や図形を
効率よく符号化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による符号化方式を謂明する謂明図、第
２図は本発明の実施例を示す図である。 １・・・・・・最初の入力点、２・・・・・・第２の入
力点、３・・・・・・第３の入力点、４・・・・・・第
４の入力点、１０・・・・・・手書き入力用タブレット
、４０・・・・・・ストローク先頭検出回路、４４・・
・・・・多重化回路、５０・・・・・・Ｘ信号用ＰＣＭ
符号器、６０・・・・・・Ｘ信号層ＤＰＣＭ符号器、６
１．６２，６３・・・・・・ディジタル加算器。 ６４．６５，７３・・・・・・１標本周期に対応する遅
延メモリ、６６．６７．６８・・・・・・スイッチ、７
０・・・・・・ディジタル符号反転器、７１・・・・・
・リセット端子、γ４・・・・・・符号化回路、１００
・・・・・・Ｘ信号符号化部。 ２０・・・・・・ｙ信号符号化部、６９・・・・・・係
数２のディジタルかけ算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 人力される標本化された手書き信号をＰＣＭ符号化
   するＰＣＭ符号器と、そのＰＣＭ符号器の出力をもとに
   予測ＤＰＣＭ符号化を行なうＤＰＣＭ符号器と、ストロ
   ークの先頭を表わす信号により制御され、ＰＣＭ符号化
   出力とＤＰＣＭ符号化出力の選択を行なうスイッチとを
   有し、ストローク先頭−に対応する標本値に対しては前
   記ＰＣＭ符号器によるＰＣＭ符号化信号を変換出力とし
   て選択し、他の標本値に対しては前記ＤＰＣＭ符号器に
   よりＤＰＣＭ符号化した信号を変換出力として選択する
   手書き信号符号化方式において、 前値Ａおよび前々値Ｂを記憶するメモリと、このメモリ
   に記憶されている前値Ａおよび前々値Ｂに対して２人−
   Ｂの演算を施して予測値を求める演算回路とを設け、ス
   トローク先頭の次の時点の標本値は前（直を予測値とし
   て前記ＤＰＣＭ符号器により予測ＤＰＣＭ符号化し、そ
   の後の標本値については前記演算回路の出力を予測値と
   して前記ＤＰＣＭ符号器により予測ＤＰＣＭ符号化する
   ことを特徴とする手書き信号符号化方式。