專利名稱：用于記錄手寫信息的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于記錄以字符、符號、圖形、手跡及由手的移動所限定的類似于手寫信息的形式手寫的設(shè)備，包括適于進(jìn)行手的移動由手移動的并在記錄裝置被移動時適于記錄帶有部分重疊內(nèi)容的多個圖像的記錄裝置，本發(fā)明也涉及一種用于記錄手寫信息的方法。
今天，實(shí)際上所有的信息處理都在計算機(jī)中進(jìn)行。處理的信息通常包括借助于鍵盤被輸入到計算機(jī)的文本。如果要被輸入的文本已被寫在一張紙上，一臺掃描儀有時被用于輸入。
有時，需要把手寫的或手產(chǎn)生的其它信息輸入到計算機(jī)。這方面的一個例子是某人想要輸入個人的簽名。近來，這可以通過掃描該簽名或通過該人借助于鼠標(biāo)在繪畫程序中寫出他的簽名來進(jìn)行。
某些更小的計算機(jī)，所謂的袖珍計算機(jī)，具有能借助一支筆使手寫的文本輸入的界面。更具體地，這樣的計算機(jī)具有在其上使用者用筆書寫的一個觸敏屏幕。該計算機(jī)記錄筆通過屏幕的移動。ICR軟件(ICR=智能字符識別)識別由記錄的移動所表示的字符并將它們以字符編碼格式存入計算機(jī)。這項(xiàng)技術(shù)的缺點(diǎn)是需要利用觸敏屏幕。
此外，通過JP03265023，可了解借助于其頂端帶有一個小球的筆將手寫文本輸入到計算機(jī)。當(dāng)某人用筆在一個襯底(substrat)上“寫”時，球滾動。借助于關(guān)于球移動多遠(yuǎn)和其方向的信息，計算機(jī)可以確定筆如何被移動。以移動機(jī)械元件為基礎(chǔ)的這個設(shè)備和其它設(shè)備的缺點(diǎn)是移動元件使設(shè)備更難于制造且不耐用。
此外，EP0629759公開了一種用于以圖像的形式存儲手寫文本的設(shè)備。這種設(shè)備沒有移動部件。它包括一個筆尖和一個被用于再現(xiàn)用筆尖所寫內(nèi)容的CCD平面?zhèn)鞲衅?。在一個實(shí)施例中，設(shè)備具有在第一端的筆尖和在第二端的CCD傳感器。在這種情況下，使用者首先用筆尖書寫，然后旋轉(zhuǎn)設(shè)備并啟動CCD傳感器以再現(xiàn)已寫的內(nèi)容。在另一個實(shí)施例中，筆尖和CCD傳感器位于設(shè)備的同一端。在這種情況下，CCD傳感器通過記錄圖像不斷地再現(xiàn)書寫的內(nèi)容。具有部分重疊內(nèi)容的圖像被組合到已被書寫的復(fù)合圖像中。當(dāng)已寫的信息要被顯示時，復(fù)合圖像被顯示。
本發(fā)明的一個目的是要提供用于記錄字符、符號，圖形、手跡和由手的移動所限定的類似于手寫信息形式的手寫信息的一種可替換的方法和一種可替換的設(shè)備。
這個目的通過以下設(shè)備和方法來實(shí)現(xiàn)一種用于以字符、符號、圖形、繪畫、手跡及由手的移動所限定的類似的手寫信息形式記錄手寫信息的設(shè)備，包括適于由手所移動進(jìn)行手的移動并在記錄裝置被移動時記錄一組帶有部分重疊內(nèi)容的圖像的記錄裝置，其特征在于該設(shè)備進(jìn)一步包括圖像處理裝置，它適于借助部分重疊內(nèi)容確定圖像的相對位置，用于提供記錄裝置已被如何移動的數(shù)字格式說明及用這種方式手寫信息的數(shù)字表示。
一種以字符、符號、圖形、繪畫、手跡和由手的移動所限定的類似手寫信息的形式記錄手寫信息的方法，包括如下步驟-用手移動一設(shè)備進(jìn)行手的移動；-在移動該設(shè)備時，記錄一組帶有部分重疊內(nèi)容的圖像；及-借助于部分重疊內(nèi)容確定圖像的相對位置，用于提供該設(shè)備已被如何移動的數(shù)字格式的說明及以這種方式手寫信息的數(shù)字表示。
因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及用于記錄字符、符號、圖形、手跡及由手的移動所限定的類似于手寫信息形式的手寫信息的一種設(shè)備。該設(shè)備包括記錄裝置，它適于由進(jìn)行手的移動的手所移動并在記錄裝置被移動時記錄一組帶有部分重疊內(nèi)容的圖像。該設(shè)備進(jìn)一步包括適于借助于部分重疊內(nèi)容確定圖像的相對位置的圖像處理裝置，用于以數(shù)字格式提供記錄裝置已被如何移動的說明及以這種方式手寫信息的數(shù)字顯示。
此外，該設(shè)備以使用圖像的設(shè)想為基礎(chǔ)。然而，圖像不像在現(xiàn)有技術(shù)中被用來再現(xiàn)手寫信息而是被用來確定，在使用者完成手的移動例如“寫”或“畫”某物時，記錄裝置如何被移動。因此，該設(shè)備不必存儲手寫信息的圖像但足夠存儲關(guān)于移動的信息。這也意味著手寫信息可以被輸入計算機(jī)，而無需任何信息同時在書寫表面由筆尖以墨水或某些顏料被“書寫”。如果只有記錄裝置在給出圖像內(nèi)容使它能確定圖像如何重疊的表面被引導(dǎo)時，該信息能直接在空中“書寫”。不用說，該設(shè)備也可以裝有筆尖，并且“基于顏料”的書寫可以伴隨電子記錄同時發(fā)生。然而，在這種情況下，基于顏料的書寫不必發(fā)生在記錄裝置的視野之內(nèi)。當(dāng)手寫信息在記錄后要被表示時，這在基于記錄裝置已被如何移動的存儲說明的基礎(chǔ)上被進(jìn)行。
因此，該設(shè)備進(jìn)行手的移動的數(shù)字化以便一臺計算機(jī)能處理由手的移動所代表的信息。在這篇文本中，應(yīng)該指出記錄裝置的移動由記錄裝置的末端投射在記錄裝置在其上被引導(dǎo)的表面所表示。
圖像處理裝置最好借助于適當(dāng)?shù)木幊烫幚砥鞅粓?zhí)行。這也可以用硬件或用硬件和軟件的某種結(jié)合被完全執(zhí)行。
在一個有益的實(shí)施例中，該設(shè)備適于以數(shù)字格式存儲所述的說明。然后，比如它可以借助于說明表示記錄的手寫信息。可供選擇地，說明可以被發(fā)送到，比如，可以產(chǎn)生顯示的個人計算機(jī)。
該設(shè)備的一個主要優(yōu)點(diǎn)是圖像記錄功能可以被用于其它用途以及由此使它能提供一種有幾個不同應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)備。例如，圖像記錄功能可以被用于輸入文本和圖像，它們在信息載體的某種形式上通過借助于傳感器使文本和/或圖像成像已被限定。這使使用者利用全新工具能更有效地工作。單用這個工具，使用者由此可以記錄不同來源的文本和圖像并用手寫信息補(bǔ)充它。用這種方式，該設(shè)備可以成為供學(xué)生、職員和其工作涉及信息處理的其它個人使用的重要工具。
相應(yīng)地，說明包括一組移動矢量，每個矢量表示單元如何在記錄的兩個圖像間地移動。移動矢量可以借助于在某些合適的坐標(biāo)系中表示的在第一幅圖像中某一點(diǎn)的坐標(biāo)和在第二幅圖像中相同點(diǎn)的坐標(biāo)來敘述。移動矢量構(gòu)成了存儲記錄單元已被如何移動的說明的存貯器存儲方式。
在某些應(yīng)用中，對于計算機(jī)要了解在手的移動期間記錄單元已被如何移動可能是有利的。例如，這可能是某人想要輸入手跡或?qū)?yīng)于不是均勻線條的其它信息的情況。為此，說明可包括旋轉(zhuǎn)指示，每個指示表示記錄單元在兩個圖像的記錄之間被如何旋轉(zhuǎn)。
此外，在某一個實(shí)施例中，設(shè)備適于確定記錄單元在兩個圖像的記錄之間移動的速度。在這個實(shí)施例中，設(shè)備可以確定在由手的移動所規(guī)定的移動路徑的不同部分的速度。這可能是有意義的，例如，假如某人想要檢查簽字的真實(shí)性，為此目的設(shè)備可以進(jìn)一步適于將由此確定的速度與預(yù)記錄的速度值相比較，以便檢查實(shí)際的簽字人是與簽寫早期簽名的是同一人，由此記錄的速度值被獲得。
如通過說明所提到的，某人想要在計算機(jī)中處理的信息通常由文本，即各種類型的字符所組成。由于這個原因，設(shè)備有益地適于借助于以數(shù)字格式的記錄單元已被如何移動的說明，識別字符并將它們以字符編碼格式存儲。ICR軟件有益地被用于這個目的。在設(shè)備中以字符編碼格式存儲輸入信息的優(yōu)點(diǎn)是它需要更少的存儲空間。
有益地，該設(shè)備具有帶有一個二維傳感器表面用于記錄圖像的一個光感應(yīng)傳感器裝置。在這篇文本中，二維傳感器表面實(shí)際上指的是傳感器表面必須能使帶有象素矩陣的表面成像以便圖像能被記錄并帶有重疊內(nèi)容。CCD傳感器和CMOS傳感器就是合適的傳感器的例子。
圖像的相對位置的確定應(yīng)該水平地和垂直地被進(jìn)行以便能輸入由手的隨意移動所規(guī)定的手寫信息。
當(dāng)記錄單元被移動時，它被引導(dǎo)到借助于圖像被成像的表面上。該單元可以與該表面接觸著掃過該表面，在這種情況下手的移動以與假設(shè)某人正用筆在該表面上寫和畫同樣的方式被進(jìn)行。作為一種變形，它可以被保持在距該表面一定的距離，因此它不需要一個平滑的表面而是可以具任何種類的外形，在這種情況下手的移動用與假設(shè)某人正在空中寫和畫同樣的方式被進(jìn)行。這二種情況的目的都是記錄單元將連續(xù)地沿它的移動路徑記錄位于它的視野之內(nèi)的圖像。
為了使它更易于讓使用者借助記錄單元去“看”他正在寫或畫的，該設(shè)備最好包括用于指示在表面上單元如何被移動的跟蹤裝置。當(dāng)然，跟蹤裝置可以包括一種筆的功能，但最好它們應(yīng)該在它們被引導(dǎo)的襯底上留下非永久的標(biāo)志。例如，它們可以包括適于將光投射到該表面一個照明裝置。
在一個最佳實(shí)施例中，記錄裝置和圖像處理裝置被裝在公共的盒內(nèi)，它適于由手移動進(jìn)行手的移動。然后它成為便于使用者單獨(dú)攜帶并且隨后易于在所有的情況下使用的一種工具。當(dāng)然，記錄的手寫信息從該設(shè)備被發(fā)送到，比如，一臺固定的計算機(jī)。
在一種可供選擇的實(shí)施例中，記錄裝置被裝在第一個殼內(nèi)而圖像處理裝置被裝在第二個殼內(nèi)，例如，記錄裝置被連接至其上的一臺固定式計算機(jī)。
前面提到的可供選擇的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)實(shí)際上是需要更少的數(shù)據(jù)從設(shè)備傳送到計算機(jī)。
此外，在一個特殊的最佳實(shí)施例中，該設(shè)備對于一種操作模式是可調(diào)節(jié)的，其中它適于通過借助于一組帶有部分重疊內(nèi)容的圖像使信息成像而記錄被設(shè)置在信息載體上的預(yù)定的信息，特別是文本。在這個實(shí)施例中，設(shè)備記錄圖像的能力以二種方式被利用，使用者明顯地發(fā)現(xiàn)了感興趣的是它沒有責(zé)任為這些功能去使用帶有不同技術(shù)解決方案的二種不同的工具。
此外，設(shè)備有助于調(diào)節(jié)到另一種操作模式，其中它適于使位于距該設(shè)備一定距離的對象成像。在這個操作模式中，該設(shè)備由此具有攝像的功能。在這個操作模式中，該設(shè)備由此具有攝像的功能。這個操作模式可以要求設(shè)備裝備可調(diào)節(jié)的透鏡系統(tǒng)，它使得在更長的距離上可以輪廓分明地成像。
此外，設(shè)備可以有益地裝有用于與一個外部單元無線通訊的收發(fā)器。用這種方式，信息可以在設(shè)備和比如一臺外部計算機(jī)之間被傳送。該收發(fā)器可能是一個IR收發(fā)器，一個移動無線電收發(fā)器，或一些合適的其它收發(fā)器。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，它涉及一種用于記錄字符、符號、圖形、畫、手跡和由手的移動所規(guī)定類似于手寫信息形式的手寫信息的方法，包括如下步驟用手移動一個設(shè)備進(jìn)行手的移動；在該設(shè)備移動時記錄一組帶有重疊內(nèi)容的圖像；及借助于部分重疊內(nèi)容確定圖像的相對位置，它用于提供設(shè)備被如何移動的數(shù)字格式的說明和以這種方式的手寫信息的數(shù)字表示。該方法具有根據(jù)設(shè)備與上文所述的同樣的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，它涉及一種用于確定適于在被移動時記錄一組圖像的設(shè)備位置的方法，該圖像隨被用于確定設(shè)備的位置的部分重疊內(nèi)容被記錄。該發(fā)明的這個方面，例如，可以被用于解決與確定三維鼠標(biāo)位置有關(guān)的問題。三維鼠標(biāo)是帶有至少六個自由度的控制設(shè)備?，F(xiàn)在，加速度表被用于確定三維鼠標(biāo)如何被移動。這些加速表的缺點(diǎn)就是它們只能確定相對位置。因此，它們不能確定何時控制設(shè)備以返回到初始位置這樣的方式被移動。如果不是那樣，一個三維鼠標(biāo)裝有一個或多個帶有上述結(jié)構(gòu)的設(shè)備，每個設(shè)備可以通過記錄帶有部分重疊內(nèi)容的圖像被用于確定沿一個軸的平移位置和繞該軸的旋轉(zhuǎn)位置。通過將每個圖像與初始位置的圖像相比較，能確定該設(shè)備何時返回到初始位置。此外，通過確定圖像的相對位置和借助于圖像記錄頻率，可能確定移動的速度、距離和移動的方向及現(xiàn)在的位置。
本發(fā)明現(xiàn)在將通過表示發(fā)明能被如何執(zhí)行的一個例子的方式，根據(jù)附圖被說明，其中

圖1示意地表示根據(jù)本發(fā)明的一種設(shè)備的一個實(shí)施例；圖2是在根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的一個實(shí)施例中電子電路的框圖；圖3是表示該設(shè)備運(yùn)行的流程圖；圖4是表示一個與手寫信息的輸入有關(guān)的表面如何被成像的示意說明；圖5說明輸入信息怎樣能在顯示器中被顯示；圖6是說明該設(shè)備如何被用在掃描儀模式中的一個流程圖；及圖7a-7e示意地表示文本怎樣以掃描儀模式被記錄。
在圖1所表示的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例中，它包括具有大約和傳統(tǒng)的強(qiáng)光筆同樣形狀的外殼1。殼的一個短邊具有一個窗2，它在信息借助于該設(shè)備要被輸入到計算機(jī)時，是用來靠著或被保持在距表面一定距離處。窗2稍微凹入殼中以便不會損壞紙。
殼1主要包含一個光學(xué)部件3，信息被饋送到其中的一個電子電路部件4，和一個電源5。
光學(xué)部件3被用于記錄圖像并因此作為記錄裝置能被如何執(zhí)行的一個例子。它包括發(fā)光二極管(LED)6，透鏡系統(tǒng)7及光感應(yīng)傳感器8，它們構(gòu)成與電子電路部件4的接口。
LED6的尾部要照亮現(xiàn)在正位于窗下的一個表面。一個漫射器9裝在LED6的前面用于漫射光線。
透鏡系統(tǒng)7具有將位于窗2下表面的圖像盡可能準(zhǔn)確地投射到光感應(yīng)傳感器8的任務(wù)。如果傳感器8具有一個比窗2小的光感應(yīng)區(qū)域，則透鏡系統(tǒng)7也需要減小圖像。
在這個例子中，光感應(yīng)傳感器8包括一個帶有內(nèi)裝A/D轉(zhuǎn)換器的二維、方形CCD單元(CCD=充電耦合裝置)。這樣的傳感器是在市場上購買的。傳感器8以與窗2成一個小角度安裝并裝在它自己的印刷電路板11上。
設(shè)備的電源從電池12獲得，它被裝在殼內(nèi)的隔離倉13中。
圖2的框圖示意地表示了電子電路部件4。它被用于處理記錄的圖像并由此作為圖像處理裝置能被如何執(zhí)行的一個例子。它包括處理器20，處理器借助總線21被連接到其中處理器的程序被存儲的ROM22，構(gòu)成處理器的工作存儲器并且其中來自傳感器的圖像以及識別和翻譯的字符被存儲的讀/寫存儲器23，控制邏輯單元24以及傳感器8和LED6?？刂七壿媶卧?4依次被連接到一些外圍單元上，包括被裝在殼內(nèi)的顯示器25，用于傳送至/來自外部計算機(jī)的信息的一個收發(fā)機(jī)26，借助于它使用者能控制設(shè)備并且具體地在，其中手寫信息被輸入的第一模式，其中設(shè)備作為一個掃描儀操作的第二模式和其中設(shè)備作為一個攝像機(jī)操作的第三模式之間可調(diào)節(jié)設(shè)備的按鈕27，發(fā)射一束光束使其更易于使用者了解他輸入的信息的一個跟蹤LED28，以及在筆準(zhǔn)備記錄信息時指示的一個指示設(shè)備29，例如一個LED。到存儲器、傳感器和外圍設(shè)備的控制信息在控制邏輯單元24中被產(chǎn)生?？刂七壿嬕部刂茖μ幚砥鞯闹袛嗟漠a(chǎn)生和優(yōu)先次序。按鈕27，IR收發(fā)機(jī)26，顯示器25和跟蹤LED28，及LED6通過處理器在控制邏輯單元中的寄存器內(nèi)的寫和讀被存取。按鈕27在它們被啟動時產(chǎn)生對處理器20的中斷信號。
設(shè)備的操作現(xiàn)在將被敘述，預(yù)先假設(shè)使用者首先要輸入手寫文本。使用者在具有某種格式的表面上引導(dǎo)設(shè)備。例如，該表面可能是載有文本的一頁紙、一面墻或一碗糖。他按動按鈕27去啟動該設(shè)備并隨后用引導(dǎo)到選擇的表面上的設(shè)備“寫”他想要輸入的文本。跟蹤LED28借助于發(fā)光點(diǎn)連續(xù)地在表面上指示移動的路徑使使用者對移動有所了解。當(dāng)使用者啟動該筆時，處理器20命令LED6開始產(chǎn)生選通脈沖，以一個預(yù)定的頻率、合適的約25Hz，因此由傳感器記錄的圖像被存儲在讀/寫存儲器23中。當(dāng)使用者已寫出了他想要輸入的信息，他釋放按鈕27，于是處理器20切斷LED6。然后使用者可以控制該設(shè)備將輸入的信息顯示在顯示器25上或通過IR收發(fā)機(jī)26將它傳送到一臺外部計算機(jī)上。在顯示器上直接地顯示所掃描信息的可能性已證實(shí)非常重要，因?yàn)槭褂谜呓?jīng)常想要核對是否正確的信息已被掃描。
圖3的流程圖更詳細(xì)地表示了設(shè)備功能怎樣與手寫信息的輸入相聯(lián)系。在步驟301中，當(dāng)該設(shè)備在相對于其被引導(dǎo)的表面上被移動時，圖像被掃描并帶有重疊內(nèi)容。該掃描的圖像被存儲在讀/寫存儲器23內(nèi)。該圖像作為圖像，即借助于一組每個具有從白到黑范圍的灰度值的象素，被存儲。
一旦一幅圖像已被記錄，確定當(dāng)前的圖像和前面的圖像如何重疊的程序開始，步驟302，即，其中在圖像的內(nèi)容之間相對位置的最佳匹配被獲得。為此，在圖像之間的每個重疊位置在象素級上被檢驗(yàn)，并且一個重疊的測量被確定如下1)對于每個重疊的象素位置，如果兩個相關(guān)象素不是白的，它們的灰度值被加起來。其中沒有一個象素是白色的這樣的象素位置被指定為一個加位置。
2)對于所有加位置的灰度和被加起來。
3)每個象素的相鄰位置被檢驗(yàn)。如果一個重疊的象素位置不是加位置的相鄰位置并由白色的象素和不是白色的象素位置組成，則非白象素的灰度值可以被乘以一個常數(shù)從2)項(xiàng)的和中減去。
4)提供如上文所表示的最高重疊測量的重疊位置被選擇。在由此產(chǎn)生的復(fù)合圖像中，重疊象素灰度值的平均值被使用。用這種方式，可以在重疊區(qū)域內(nèi)抑制噪聲。由此，組合垂直和水平地被進(jìn)行。如果檢測到，在它被組合時，該圖像未在水平線上結(jié)束，則復(fù)合圖像被適當(dāng)?shù)卣{(diào)整以便通過比如轉(zhuǎn)動復(fù)合圖像使它變成水平。
我們的瑞典專利申請No.9704924-1和相應(yīng)的美國申請No.024,641，敘述了比較圖像的一種可供選擇的方式以便找到最佳重疊位置。這些申請的內(nèi)容通過參考的方法被結(jié)合起來。
當(dāng)兩幅圖像的相對位置已被確定時，處理器20確定一個移動矢量，步驟303，它表示了設(shè)備在圖像的記錄之間已被移動了多遠(yuǎn)和方向。移動矢量作為設(shè)備被如何移動的數(shù)字說明部分被存儲于存儲器中。處理器也確定第二幅圖像如何相對于第一幅圖像被轉(zhuǎn)動，即，設(shè)備如何在圖像的記錄之間轉(zhuǎn)動。這通過檢驗(yàn)在第一和第二幅圖像之間不同旋轉(zhuǎn)位置的重疊被進(jìn)行。該旋轉(zhuǎn)作為旋轉(zhuǎn)指示被存儲在存儲器中并且它也構(gòu)成設(shè)備已如何移動的一部分說明。當(dāng)這個步驟被完成時，第一幅圖像被放棄而第二幅圖像成為第一幅圖像，此后，隨后的掃描圖像和這個新的第一幅圖像的組合開始。應(yīng)該指出在多數(shù)情況下，移動矢量和旋轉(zhuǎn)指示不必在分立的步驟中被確定但它們可以直接由于圖像相對位置的確定被獲得。從上文所述很明顯，步驟301-303可以或多或少地并行進(jìn)行。
當(dāng)設(shè)備檢測一信息單元的輸入，例如通過使用者釋放按鈕27或通過設(shè)備在至少一個預(yù)定的時間段未被移動，被完成時，該設(shè)備決定輸入的信息是否要翻譯，步驟304，如果使用者通過按動按鈕表示輸入的信息是要被翻譯的文本信息時，處理器20在上述信息單元的說明中將移動矢量讀到識別移動矢量代表的字符的一個ICR模塊。接著，識別的字符以字符編碼格式被存儲于存儲器中。如果使用者通過按動按鈕表示這個選擇，該翻譯的字符可以在顯示器25上被顯示。如果使用者未表示信息要被翻譯，關(guān)于信息單元，沒有進(jìn)一步的動作被采取并且設(shè)備準(zhǔn)備記錄另外的信息單元。
圖4示意地表示，當(dāng)設(shè)備如上文所述在一頁紙上被引導(dǎo)及設(shè)備在形成字母“R”的移動路徑中被移動時，帶有重疊內(nèi)容的圖像如何被記錄。為了簡明起見，圖像的內(nèi)容未在圖4中表示。
圖5表示根據(jù)由用于圖4中圖像的設(shè)備所確定的相對位置，輸入的字母R如何能再現(xiàn)在設(shè)備的顯示器上。因此，在這種情況下，該設(shè)備借助于移動矢量表示了輸入字符的“圖像”，而不是翻譯的字符。
上面的說明概述了該設(shè)備怎樣用在用于輸入手產(chǎn)生的信息的第一模式中。然而，在第二模式中，該設(shè)備也可以被用作掃描儀，即，用于在一個信息載體上掃描預(yù)定的文本和圖像信息。如果使用者想要以這種方式使用該設(shè)備，他通過按動按鈕以合適的方式來表示。
假設(shè)現(xiàn)在使用者想要從一頁紙掃描文本。在這種情況下，使用者在帶有文本的這頁紙上在他想要開始記錄字符串的位置引導(dǎo)該設(shè)備。他按下按鈕27去啟動該筆并用與某人閱讀該文本時同樣的方式跟隨著掃過要記錄的文本。跟蹤LED28發(fā)射使它更易于跟隨該行的光束。當(dāng)使用者啟動筆時，處理器20用與上文所述同樣的方式根據(jù)手所產(chǎn)生的輸入信息，控制LED6掃描圖像。當(dāng)使用者已將設(shè)備掃過所選的文本或已來到一行字符的末端時，他將筆抬離這頁紙并釋放啟動按鈕，因此處理器20切斷LED6。
圖6的流程圖詳細(xì)地說明了該設(shè)備如何以這種方式操作。在步驟601中，帶有重疊內(nèi)容的圖像用與第一種模式同樣的方式被掃描和存儲。
在步驟602中，對于每對圖像，最佳重疊位置以與上述用于第一模式同樣的方式被確定。在這個位置，圖像被組合成一幅包括一組可能是整行字符的復(fù)合圖像。
在步驟603中，處理器20的軟件將復(fù)合的圖像分成了子圖像，每個子圖像只包括一個字符。這個步驟的目的是要產(chǎn)生輸入信號給要翻譯字符的OCR軟件。這個細(xì)分通過在復(fù)合圖像中將用于每行象素和每列象素的象素灰度值加起來來實(shí)現(xiàn)。通過研究這樣獲得的行和及列和的局部強(qiáng)度最小值，對于在圖像中每個字符的范圍邊界可以被確定。
在步驟604中，每個子圖像通過將子圖像細(xì)分成成組的象素來被按比例縮小為一個預(yù)定的象素格式，其每個象素由其灰度值對應(yīng)包含于該組的象素灰度值的平均值的一個象素所代替。如果必要，類似的縮減可以在根據(jù)本發(fā)明方法的其它步驟之間被進(jìn)行。此外，字符根據(jù)它的平衡點(diǎn)被對中并且灰度值被標(biāo)稱以便每個象素灰度值的平方和為一個固定值。
接著，在步驟605中，在記錄的字符串的復(fù)合圖像中，每個字符均被翻譯。共同構(gòu)成只包含一個字符的子圖像其象素的灰度值作為一個輸入信號被饋送到OCR軟件。在步驟606中，識別的字符使用一個預(yù)定的字符編碼格式，例如ASCII碼，被存儲在用于翻譯字符的存儲區(qū)域內(nèi)的讀/寫存儲器23中。當(dāng)字符的識別和以字符編碼格式的存儲完成時，處理器啟動指示設(shè)備29以通知使用者它準(zhǔn)備記錄新的字符串，步驟607。接著，它回到步驟601。
在第一和第二兩個模式中的以上步驟由此通過處理器20借助于相關(guān)的單元和合適的軟件被進(jìn)行。這樣的軟件如果不能在市場上購買到，可以由熟練的技術(shù)人員借助于上面的說明被開發(fā)。
圖7a-7e說明了字符串“Flygande bckasiner”如何被掃描。圖7a表示在一頁紙上的文本，也具有一定數(shù)量的小黑點(diǎn)形式的“點(diǎn)干擾”。圖7b表示了借助于傳感器被記錄的圖像。如從這個圖能看到圖像的部分重疊內(nèi)容。例如，字母I在No.1圖像中完全顯示而在No.2圖像中部分地顯示。重疊的程度取決于追蹤速度。即，相對于傳感器的內(nèi)容被讀出的頻率，使用者牽引著設(shè)備以其掃過文本的速度。圖7c表示整個復(fù)合圖像看起來象什么。應(yīng)該注意到，圖像一直用象素的形式存儲。圖7d說明了復(fù)合圖像細(xì)分成子圖像。圖7e表示按比例縮小和標(biāo)準(zhǔn)化的字母作為輸入信號被用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)該方法被進(jìn)行，文本“Flygande bckasiner”作為ASCII碼被存儲于設(shè)備的讀/寫存儲器中。
如上文所表示的，該設(shè)備也可以用第三種模式，攝像模式，被用于記錄位于距該設(shè)備一定距離的對象的圖像。為了在各種距離獲得外形清晰的圖像，透鏡系統(tǒng)7可以在兩個固定位置之間被調(diào)整，一個被用在掃描模式中而另一個用在攝像模式中。可供選擇地，透鏡系統(tǒng)7的位置是可以滑動調(diào)節(jié)以用于提供一種自動調(diào)焦功能。透鏡系統(tǒng)的調(diào)節(jié)可以借助于與用于攝像同樣的技術(shù)被實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1．一種用于以字符、符號、圖形、繪畫、手跡及由手的移動所限定的類似的手寫信息形式記錄手寫信息的設(shè)備，包括適于由手所移動進(jìn)行手的移動并在記錄裝置被移動時記錄一組帶有部分重疊內(nèi)容的圖像的記錄裝置(3)，其特征在于該設(shè)備進(jìn)一步包括圖像處理裝置(4)，它適于借助部分重疊內(nèi)容確定圖像的相對位置，用于提供記錄裝置已被如何移動的數(shù)字格式說明及用這種方式手寫信息的數(shù)字表示。
2．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該設(shè)備適于以數(shù)字格式存儲所述的說明。
3．如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述的說明包括一組移動矢量，每個矢量表示記錄裝置如何在二個圖像的記錄之間被移動。
4．如權(quán)利要求1,2或3所述的設(shè)備，其中所述的說明包括旋轉(zhuǎn)指示，每個旋轉(zhuǎn)指示表示記錄裝置在二個圖像的記錄之間如何被旋轉(zhuǎn)。
5．如前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述的設(shè)備適于根據(jù)圖像的重疊內(nèi)容確定記錄裝置在二個圖像的記錄之間的移動速度。
6．如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述的設(shè)備適于將速度與預(yù)記錄的速度值相比較，用于檢查輸入信息的真實(shí)性。
7．如前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中手寫信息包括字符并且其中圖像處理裝置進(jìn)一步適于借助數(shù)字格式的說明識別該字符并將識別的字符以字符編碼格式存儲。
8．如前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述的設(shè)備具有帶有一個二維傳感器表面用于記錄圖像的一個光感應(yīng)傳感器裝置(8)。
9．如前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述的圖像處理裝置適于垂直和水平地確定圖像的相對位置。
10．如前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中記錄裝置在被移動時適于被引導(dǎo)到借助于所述的那組圖像成像的表面。
11．如前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括用于在該表面指示記錄裝置移動的跟蹤裝置(28)。
12．如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中跟蹤裝置(28)包括將光投射到該表面上的一個照明裝置。
13．如前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中記錄裝置和圖像處理裝置被裝在一個公共的殼(1)中，它適于由手移動進(jìn)行手移動。
14．如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中記錄裝置被裝在第一個殼中而圖像處理裝置裝于第二個殼中。
15．如前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中圖像處理裝置包括一個處理器(20)。
16．如前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備可調(diào)節(jié)到一種操作模式，在該操作模式中，它適于通過借助帶有部分重疊內(nèi)容的一組圖像使該信息成像，去記錄位于一信息載體上的預(yù)定信息，最好是文本。
17．如前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述的設(shè)備可調(diào)節(jié)到一種操作模式，其中它適于使位于距該設(shè)備一定距離的對象成像。
18．如前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括用于與一個外部單元無線連接的一個收發(fā)器(26)。
19．一種以字符、符號、圖形、繪畫、手跡和由手的移動所限定的類似手寫信息的形式記錄手寫信息的方法，包括如下步驟-用手移動一設(shè)備進(jìn)行手的移動；-在移動該設(shè)備時，記錄一組帶有部分重疊內(nèi)容的圖像；及-借助于部分重疊內(nèi)容確定圖像的相對位置，用于提供該設(shè)備已被如何移動的數(shù)字格式的說明及以這種方式手寫信息的數(shù)字表示。
20．如權(quán)利要求19所述的方法，其中由手的移動所限定的信息包括字符并且進(jìn)一步包括如下步驟借助于說明識別該字符并將它們以字符編碼數(shù)字格式存儲。
21．一種確定手持設(shè)備位置的方法，該設(shè)備適于在它移動記錄一組圖像，其特征在于帶有被用于確定該設(shè)備位置的部分重疊內(nèi)容的圖像被記錄。
全文摘要
一種用于以字符、符號、圖形、繪畫、手跡及由手的移動所限定的類似手寫信息的形式記錄手寫信息的設(shè)備,包括適于由手的移動進(jìn)行手的移動并在記錄裝置移動時記錄一組帶有部分重疊內(nèi)容的圖像的記錄裝置(3)。該設(shè)備進(jìn)一步包括圖像處理裝置(4),它適于借助部分重疊的內(nèi)容確定圖像的相對位置,用于提供該單元已被如何移動的數(shù)字格式的說明及以這種方式的手寫信息的數(shù)字表示。記錄手寫信息的一種方法也被公開。
文檔編號G06F3/0346GK1303496SQ9980667
公開日2001年7月11日 申請日期1999年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月30日
發(fā)明者克里斯特·法雷尤斯, 奧拉·雨果森, 彼得·埃里森 申請人:C技術(shù)公司