用于手寫字符的方向確定及其識別的制作方法

專利名稱：用于手寫字符的方向確定及其識別的制作方法
技術領域：
本發明涉及確定提供給一個電子設備的手寫字符的方向。本發明特別是對分辨在電子設備的觸摸屏上輸入的字符有用，但是不一定局限于此。
背景技術：
蜂窩式電話、個人數字助手(PDAs)及其他類似的便攜式電子設備及其電子設備，通常往往具有一個輸入寫字板，即一般是一個觸摸屏，提供雙向的用戶界面用于數據輸入、調用應用程序以及菜單來回移動。觸摸屏已經演變為允許用戶劃線，因此輸入手寫字符諸如單詞、字母、數字字母串、亞洲的字符(諸如中文、韓國語以及日文字符)及其他標記進入一個電子設備之內。該電子設備然后用存儲在一個公認的詞典(存儲器)中的字符處理和比較該手寫字符，并且識別然后可以調用一個命令的最佳匹配，或者識別劃的字符作為輸入數據給電子設備。但是，劃的字符的方向可能影響處理和識別，那么可能導致錯誤的輸入數據和命令。
在美國專利US 5,835,632中描述了一種系統，以1度增量旋轉劃的輸入字符經過360度，并且在每個增量以后努力分辨該字符。由于增量的數目和相應的識別過程，這個系統可能是可計算為昂貴的。在美國專利US 6,226,404中描述了一種字符識別系統，其學會由用戶劃的字符的標準斜度。但是，這個系統假定用戶將一致地在觸摸屏上的單個方向上劃。
在這個說明書中，包括權利要求中，術語“包括”、“包含”或者類似的術語指的是非唯一的包含，使得包括一系列單元的方法或者裝置不唯一地包括那些單元，而是很可能包括其他未列出的單元。

發明內容
按照本發明的一個方面，提供了一種用于確定方向和識別在一個聯接到一個電子設備的輸入接口上劃的至少一個手寫字符的方法，該方法包括步驟接收在所述輸入接口上劃的所述手寫字符；標準化所述手寫字符以提供一個適合在規定邊界內成比例的字符，所述成比例的字符包括至少一條線；識別所述成比例的字符的至少一條所述線作為一個矢量；從一個起始方向經由多個離散的方向旋轉所述成比例的字符到最后的方向；對每個所述離散的方向，計算每個所述矢量的坐標分量的數值；對每個所述離散的方向，求和所述坐標分量，以提供用于在相應的離散方向上所述成比例的字符至少一個合計的坐標分量；和評定每個所述合計的坐標分量，以確定所述成比例的字符一個適當的方向，所述適當的方向是所述離散方向其中之一。
適宜地，評定的步驟可能其特征在于，以一個最大的值識別所述合計的坐標分量，從而確定所述成比例的字符適當的方向。
最好是，每個矢量的方向適宜于基于與其相關劃的所述線條的方向。
最好是，該方法可以包括進一步的步驟當在所述適當的方向的時候，用存儲在所述設備的存儲器中的模板字符比較所述成比例的字符；和從所述模板字符中選擇一個當在所述適當的方向的時候對于所述成比例的字符具有最大的相似性的分辨字符。
最好是，所述的比較步驟可能進一步其特征在于，所述模板字符_包括考慮模板字符矢量的線，并且基于所述模板字符矢量的合計的坐標分量，所述模板字符是在一個方向中。
該方法最好是包括進一步的證明信號的步驟，該信號取決于從所述模板字符被選為所述分辨字符的字符。
適宜地，該方法可以包括一個轉換步驟，用于轉換所述輸入字符的彎曲部分為直線。
適宜地，該方法可以包括進一步的提供表示所述分辨字符輸出數據的步驟。
最好是，該方法可能進一步其特征在于，該輸入接口是一個觸摸屏。
按照本發明的另一個方面，提供了一種電子設備，包括一個處理器；和一個連接到所述處理器的輸入接口，其中，使用中，當至少一個手寫字符的至少一個是在該輸入接口上劃的時候，該處理器實施步驟標準化所述手寫字符以提供一個適合在規定邊界內成比例的字符，所述成比例的字符包括至少一條線；識別所述成比例的字符的至少一條所述線作為一個矢量；從一個起始方向經由多個離散的方向旋轉所述成比例的字符到最后的方向；對每個所述離散的方向，計算每個所述矢量的坐標分量的數值；對每個所述離散的方向，求和所述坐標分量，以提供用于在相應的離散方向上所述成比例的字符至少一個合計的坐標分量；和評定每個所述合計的坐標分量，以確定所述成比例的字符一個適當的方向，所述適當的方向是所述離散方向其中之一。
該電子設備可以適宜地實施上述所有的步驟。
適宜地，該輸入接口可以是一個觸摸屏。


為了使本發明可以更容易地理解和投入實用效果，現在將進行引證如參考伴隨的附圖舉例說明的優選實施例，其中圖1是一個方框圖，舉例說明按照本發明的一個電子設備的實施例；圖2是一個流程圖，舉例說明一種用于確定在圖1的電子設備的觸摸屏上劃的手寫字符的方向的方法；圖3是一個流程圖，舉例說明圖2的方法的附加的步驟；圖4a至4c舉例說明字符“M”和“W”的典型的筆劃方向；
圖5a至5c舉例說明漢字”由”和＂甲＂的典型的筆劃方向；圖6a和6b舉例說明圖2的方法是如何應用于代表數字10的漢字的識別方向；圖7a和7b舉例說明在圖2的方法中如何實施標準化的步驟，其中圖7a為輸入的字符，圖7b為標準化的映象；和圖8a和8b舉例說明一個可以是圖2的方法的一部分的轉換步驟，其中圖8a為輸入的字符，圖8b為識別的線條。
具體實施例方式
在附圖中，自始至終在不同的圖上相同的數字用來表示相同的單元。參考圖1，舉例說明了一個電子設備1，包括一個連接與處理器3通信的射頻通信單元2。一個以觸摸屏5的形式的輸入接口，并且可選擇的按鍵6也被連接與處理器3通信。
處理器3包括一個帶有相關的儲存數據的只讀存儲器12的編碼器/解碼器11，用于可以由電子設備1發射或者接收的編碼和解碼話音或者其他的信號。該處理器3還包括一個連接到編碼器/解碼器11和相關的字符只讀存儲器14兩者的微處理機13。微處理機13還連接到隨機存取存儲器4、可選擇的按鍵6、觸摸屏5以及靜態可編程存儲器16。
微處理機13的輔助輸出被連接到一個典型地包含揚聲器、振動器電動機以及相關的驅動器的告警信號模塊15。字符只讀存儲器14存儲用于解碼或者編碼可以由通信單元2接收的在觸摸屏5輸入或者在可選擇的按鍵6輸入的文本消息的碼。在這個實施例中，字符只讀存儲器14還存儲用于微處理機13的操作碼(OC)。該操作碼(OC)用于在電子設備1上運行應用程序。
該射頻通信單元2是一個具有共用天線7的組合的接收機和發射機。該通信單元2具有一個經射頻放大器9連接到天線7的收發信機8。該收發信機8還連接到一個組合的調制器/解調器10，該調制器/解調器10連接通信單元2到處理器3。
該電子設備1可以是包括蜂窩式電話、常規型電話機、便攜式計算機或者PDA等任何的電子設備。如果該電子設備1是一個蜂窩式電話，用戶可以通過來回移動或者選擇顯示在觸摸屏5上的菜單或者圖標選擇一個應用程序。
該觸摸屏5具有一個由微處理機13可控制的內置的驅動器。該觸摸屏5是雙向的用戶輸入接口，用于典型地允許數據輸入、調用設備應用程序和命令、來回移動菜單、顯示文本、顯示圖形以及顯示菜單。如對所屬技術領域的專業人員將是顯而易見的，數據輸入及其他的用戶輸入需要典型地是使用一個輸入筆，以及可能涉及在觸摸屏5上劃字符到觸摸屏5。但是，劃的字符的識別和后續的處理可能被它們的方向妨礙，因此參考圖2舉例說明了一種用于確定在與該設備1相關的觸摸屏5上劃的手寫字符的方向和識別的方法20。該方法20具有步驟，包括一個開始步驟21、一個接收在觸摸屏5上劃的手寫字符的步驟22，然后一個使手寫字符標準化的步驟23，以提供一個適合在規定邊界內成比例的字符。
一般地，當一個輸入筆與觸摸屏5接觸的時候，該開始步驟21被調用，并且在接收步驟22，處理器3初始化在微處理器13中的樣本寄存器(Rs)。當字符的每個筆劃被在觸摸屏5上劃之時，微處理器13取樣該筆劃并且在樣本寄存器Rs中存儲樣本的型式去建立一個抽樣的字符。當劃該字符的輸入筆被從觸摸屏5提起的時候，一個時間標記被調用，并且假定該字符完成，除非該輸入筆在預先規定的0.5秒間隔內再次與該觸摸屏5接觸，以及標準化步驟23對在樣品寄存器Rs中存儲的抽樣字符實施標準化。但是，如果該輸入筆在0.5秒內再次與觸摸屏5接觸，那么下一個筆劃被抽樣，并且成為存儲在樣品寄存器Rs中抽樣字符的一部分。
在標準化步驟23中，抽樣的字符標準化抽樣的手寫字符，以提供一個適合在規定的邊界(典型地該邊界實際上包括一系列64乘64像素)內成比例的字符，其中該成比例的字符包括至少一條線。識別步驟24然后識別該成比例的字符的每條線作為矢量Vi，以及在步驟25一個方向值9被設置為零度(它是一個起始方向)，及其轉動標志被復位(UNSET)。在旋轉步驟26，當該轉動標志被調節(SET)的時候，該成比例的字符被典型地旋轉10度。但是，由于在第一遍識別上該轉動標志被復位，沒有旋轉發生。
當該轉動標志被調節的時候，然后每次旋轉步驟被調用，該定標字符被從起始方向經由10度旋轉到一個新的離散的方向。在計算步驟27，對每個離散的方向，每個矢量Vi的坐標分量的相對值被計算，并且在求和步驟28，對每個離散的方向，該坐標分量被求和，以提供一個對于成比例的字符在相應的離散的方向上合計的坐標分量。然后實施一個測試步驟29，以確定是否方向值9等于350度(最后的方向)，因此確定該成比例的字符經由10度離散的方向已經從起始方向旋轉到最后的方向。在第一遍上，例如，該轉動標志被復位，并且該方向值9等于0度。據此，在步驟30調節該轉動標志，并且重復步驟26至28，直至步驟29確定該方向值9等于350度，此后評定步驟31評定每個合計的坐標分量，以確定一個成比例的字符適當的方向，適當的方向是該離散的方向的一個。
如在圖3中舉例說明的，該方法20進一步包括比較步驟32，當在適當的方向的時候，與存儲在該設備1的存儲器16中的模板字符比較該成比例的字符。模板字符包括考慮的模板字符矢量的線，并且存儲在存儲器16中的該模板字符是在一個基于該模板字符矢量的合計的坐標分量的方向上。這是通過專用標準化字符來實現的，例如一個在離散的10度方向上旋轉的字母數字字符集或者一個漢字字符集，找到它們具有最大值的求和坐標分量。該最大值從而確定每個模板字符的適當的方向。
然后選擇步驟33接著用于從該模板字符中選擇一個當在適當的方向的時候對于成比例的字符具有最大的相似性的分辨字符。提供步驟34然后被調用用于提供一個信號，該信號取決于從模板字符中被選為分辨字符的字符。然后提供表示分辨的字符的輸出數據，該數據可能是在觸摸屏5上的信息，諸如在一個方向上用戶期待的分辨的字符。
應當注意到，某些字符類似于其他的字符的倒置或者90度旋轉。例如，某些這樣的字符，包括“M”-“_W”、“N”-“Z”、“6”-“9”，以及“由”-“甲”。在該方法20中，該字符基本上包括那些在步驟24隨一個相關的方向作為矢量識別的線。該矢量具有在步驟27計算的、在步驟28求和的以及在步驟31評定以確定適當的方向的相關的坐標分量。在這點上，基于與劃相關的線的方向，每個矢量的方向可能適宜于劃的方向。據此，當合成合計的坐標分量的時候，該矢量的方向和數值(長度)便于識別手寫字符一個適當的方向，該手寫字符一般地是由筆劃/線產生的，該適當的方向符合標準的方向。這在圖4a至4c中舉例說明，其中圖4a的箭頭舉例說明用于形成字符“M”的線的每個筆劃的方向。如圖4b所示，如果該字符“M”被旋轉180度，其相似于字符“W”，如圖4c所示，但是該筆劃方向與形成“W”的筆劃方向相反。因此，當旋轉的時候，該字符“M”和“W”可以通過方法20而被區別。用于漢字“由”和“甲”的類似的對照在圖5a至5c中舉例說明。
還應該注意，僅僅通過筆劃方向，不能區別某些字符的方向，諸如“N”和“Z”，但是，對于這些字母合計的坐標分量值可用于確定這些類似的字符的適當的方向。
為了進一步舉例說明本發明，圖6a和6b進行引證示出代表數字10的漢字字符。對于圖6a，通過計算步驟27計算在平行于X軸的方向上坐標分量Cx，并且只不過是11。同樣地，通過計算步驟27計算在平行于Y標軸的方向上坐標分量Cy，并且只不過是12。對于圖6b，該字符已經利用方法20旋轉，并且通過計算步驟27計算在平行于X軸的方向上坐標分量Cx，如在等式-(1)中所示。此外，通過計算步驟27計算在平行于Y軸的方向上坐標分量Cy，如在等式-(2)中所示。
CX＝C3+C4＝11·cos(θ1)+12·cos(θ2)-(1)CY＝C5+C6＝11·sin(θ1)+12·sin(θ2)-(2)該字符被以10度增量(離散的方向)旋轉，并且計算用于Cx和Cy的值，以及求和，以提供一個對每個的離散的方向合計的坐標分量Cs。據此，Cs＝Cx+Cy，如對所屬技術領域的專業人員是顯而易見的，利用基本三角法計算用于Cx和Cy的值(數值)，而且在有些情況下，用于Cx或者Cy或者兩者的值可能是負值(具有分別與X軸和Y軸的方向相反的方向)。例如，在圖6b中，C5是負值，因此實質上降低了Cy的數值。
在該字符已經從初始取向旋轉到最后的方向以后，評定步驟31對每個離散的方向評定每個合計的坐標分量Cs，以確定該字符的一個適當的方向。該適當的方向典型地是利用識別具有最大值的合計的坐標分量Cs確定的。
為了進一步舉例說明標準化步驟23，現在參考圖7a，舉例說明在觸摸屏5上劃的手寫字符。標準化的步驟是以內插法為基準的，在圖7a中，w和h識別輸入字符的各自的寬度和高度。此外，n和m是圖7b的預先確定的邊界B(或者框架)相應的寬度和高度。如對所屬技術領域的專業人員是顯而易見的，每個輸入字符被標準化，以在邊界B內。因此，在標準化步驟23，變量In_x[i]和In_y[i]被設置為圖7a的輸入字符的點的x-y坐標。同樣，N_x[j]和N_y[j]被設置作為在圖7b的標準化圖像中對應點的x-y坐標。因此，等式-(3)和-(4)在下面限定用于標準化的相互關系。
N_x[j]＝In_x[i]·n/w-(3)N_y[j]＝In_y[i]·n/h-(4)很多的劃的字符包括應該轉換為用于由方法20處理的多條直線的曲線。因此，該方法20可以包括一個轉換字符的曲線為供識別步驟24之用的多條直線的步驟。在圖8a中，舉例說明在觸摸屏5上輸入的具有彎曲部分的劃的字符。曲線段的一部分在點p1和p3之間。如在圖8b中舉例說明的，這個曲線段被轉變為兩個直線p1至p2和p2至p3。據此，曲線段被分解為較小的部分，并且因而近似于直線。這個改變步驟可以或者在標準化步驟23之前或者在標準化步驟23之后進行。
有利地，本發明提供了一種有用的用于對在一個輸入接口上劃的手寫字符的方向確定和識別的方法和設備。
該細節的描述僅提供了一個優選的實施例，并不是意欲限制本發明的范圍、適用范圍或者配置。而是，優選實施例的詳細說明提供給那些本領域技術人員一個能夠實施本發明的推薦示范的實施例描述。應該明白，無需脫離作為在權利要求中提出的本發明的精神和范圍，在單元的功能和布置中可以進行各種各樣的變化。
權利要求
1.一種用于確定方向和識別在一個聯接到一個電子設備的輸入接口上劃的至少一個手寫字符的方法，該方法包括步驟接收在所述輸入接口上劃的所述手寫字符；標準化所述手寫字符以提供一個適合在規定邊界內成比例的字符，所述成比例的字符包括至少一條線；識別所述成比例的字符的至少一條所述線作為一個矢量；從一個起始方向經由多個離散的方向旋轉所述成比例的字符到最后的方向；對每個所述離散的方向，計算每個所述矢量的坐標分量的數值；對每個所述離散的方向，求和所述坐標分量，以提供用于在相應的離散方向上所述成比例的字符至少一個合計的坐標分量；和評定每個所述合計的坐標分量，以確定所述成比例的字符一個適當的方向，所述適當的方向是所述離散方向其中之一。
2.根據權利要求1的方法，其中評定步驟的特征在于，以一個最大值識別所述合計的坐標分量，從而確定所述成比例字符的適當方向。
3.根據權利要求1的方法，其中每個矢量的方向是基于所劃的所述與其相關線條的方向。
4.根據權利要求1的方法，進一步包括步驟當在所述適當的方向的時候，用存儲在所述設備存儲器中的模板字符比較所述成比例的字符；和從所述模板字符中選擇一個當在所述適當方向的時候與所述成比例的字符具有最大相似性的分辨字符。
5.根據權利要求4的方法，其中所述的比較步驟進一步特征在于，所述模板字符包括作為模板字符矢量的線，并且基于所述模板字符矢量的合計的坐標分量，所述模板字符是在一個方向中。
6.根據權利要求5的方法，該方法進一步包括證明信號的步驟，該信號取決于從所述模板字符被選為所述分辨字符的字符。
7.根據權利要求1的方法，進一步包括一個用于轉變所述輸入字符的彎曲部分為多段直線的轉變步驟。
8.根據權利要求5的方法，該方法進一步包括提供表示所述分辨字符輸出數據的步驟。
9.根據權利要求1的方法，其中該輸入接口可以是一個觸摸屏。
10.一個電子設備包括一個處理器；和一個連接到所述處理器的輸入接口，其中，使用中，當至少一個手寫字符是在該輸入接口上劃的時候，該處理器實施步驟標準化所述手寫字符以提供一個適合在規定邊界內成比例的字符，所述成比例的字符包括至少一條線；識別所述成比例的字符的至少一條所述線作為一個矢量；從一個起始方向經由多個離散的方向旋轉所述成比例的字符到最后的方向；對每個所述離散的方向，計算每個所述矢量的坐標分量的數值；對每個所述離散的方向，求和所述坐標分量，以提供用于在相應的離散方向上所述成比例的字符至少一個合計的坐標分量；和評定每個所述合計的坐標分量，以確定所述成比例的字符一個適當的方向，所述適當的方向是所述離散方向其中之一。
全文摘要
按照本發明的一個方面，提供了一種用于確定在觸摸屏(5)上劃的手寫字符的方向和識別的方法(20)和電子設備(1)。該方法(20)包括接收(22)手寫字符，然后標準化(23)該字符以提供一個適合在規定的邊界內成比例的字符。該成比例的字符包括至少一個線條，識別步驟(24)作為矢量實施該成比例的字符的線條，此后旋轉步驟(26)經由多個離散的方向從一個起始的方向到最后的方向旋轉該成比例的字符。計算步驟(27)然后對每個離散的方向計算每個矢量的坐標分量的值，并且然后求和步驟(28)對每個離散的方向求和該坐標分量，以提供一個對于成比例的字符在相應的離散的方向上合計的坐標分量。評定步驟(31)然后評定每個合計的坐標分量，以確定該成比例的字符的一個適當的方向。
文檔編號G06K9/32GK1448831SQ0210612
公開日2003年10月15日 申請日期2002年4月3日 優先權日2002年4月3日
發明者鎮立新, 黃建成, 郭豐俊 申請人:摩托羅拉公司