FR2602069A1 - Appareil et procede de reconnaissance et visualisation de signes manuscrits. - Google Patents

Abstract

L'APPAREIL COMPREND : (A) UN MOYEN DE VISUALISATION 20 PERMETTANT DE FOURNIR UNE REPRESENTATION VISUELLE D'UN CARACTERE GRAPHIQUE EN REPONSE A DES SIGNAUX DE SORTIE FOURNIS PAR LE DISPOSITIF D'UTILISATION 14, (B) UN ENSEMBLE A ECRAN D'ENTREE PERMETTANT DE PRODUIRE UN TRAIN DE SIGNAUX D'ENTREE AU FUR ET A MESURE QU'UN UTILISATEUR TRACE UN SIGNE OU CARACTERE GRAPHIQUE, CET ENSEMBLE A ECRAN D'ENTREE COMPRENANT UN ECRAN D'ENTREE 18 TRANSLUCIDE PRESENTANT DES SURFACES SUPERIEURE ET INFERIEURE, LA SURFACE INFERIEURE ETANT DISPOSEE PAR RAPPORT A LA SURFACE DE VISUALISATION D'UNE FACON TELLE QUE LA REPRESENTATION VISUELLE PRODUITE PAR LEDIT MOYEN DE VISUALISATION 20 SOIT VISIBLE DU COTE DE LA SURFACE SUPERIEURE DE CET ECRAN D'ENTREE 18, ET (C) DES MOYENS PERMETTANT DE DETERMINER L'IDENTITE DUDIT CARACTERE GRAPHIQUE ET DE FOURNIR AU MOYEN DE VISUALISATION 20 DES SIGNAUX DE SORTIE REPRESENTATIFS DE CE CARACTERE.

Description

La présente invention concerne d'une manière générale un système d'entrée

sans clavier pour ordinateur et, lorsque celui-ci est combiné à une unité centrale, un système informatique à introduction de données sans clavier. D'une manière plus précise, l'invention concerne un dispositif de stoc5 kage, de traitement et de transfert d'informations dans lequel on introduit du texte, des données, des fonctions et des instructions informatiques en écrivant à la main des signes et des caractères de type alphanumérique ou de tout autre type, à l'aide d'un stylet analogue à un crayon et sur un écran d'entrée/sortie (E/S). Dans un mode préféré de réalisation, cet écran 10 E/S comprend un écran à contact qui est transparent et est monté par-dessus un visuel de sortie qui est sensiblement plat. Dans ce mode préféré de réalisation, l'invention offre un système informatique qui est autonome, mais celui-ci peut également servir de périphérique pour un ordinateur central.

Les ordinateurs classiques à clavier offrent actuellement des quantités importantes d'informations et des logiciels d'application très élaborés. On pourrait accroître grandement l'utilité de ces informations et de ces logiciels d'application si l'on pouvait saisir du texte et des données et manipuler les logiciels d'application en écrivant, d'une façon normale, directement-sur un visuel plat. Il existe ainsi le besoin de permettre que le caractère polyvalent de la technique informatique puisse s'étendre er la faisant utiliser par des personnes auxquelles un clavier n'est pas famJl.er.

Le besoin se fait également ressentir d'un système informatique portable qu.

soit léger, fiable, précis et peu onéreux et qui permette qu'on l'utilise en 25 étant debout ou en marchant. Une façon de réduire le coût et l'encombrement

et d'accroître le caractère polyvalent consiste à utiliser un système d'entrée sans clavier, tel qu'un écran à contact. Toutefois, ce type de dispositif d'entrée ne permet pas facilement une introduction détaillée précise dans le cadre d'une exploitation en temps réel à résolution élevée et d'une 30 manière qui soit familière et naturelle à l'utilisateur.

On peut utiliser de nombreuses techniques de positionnement pour respecter les conditions requises par la technique d'introduction par détection de position. Parmi ces conditions requises, on peut essentiellement citer l'exactitude, la résolution et la vitesse. Comme techniques considé35 rées, on peut citer les techniques mécaniques, électrostatiques électromagnétiques, acoustiques, optiques et par inertie. Ce que l'on recherche dans le présent système est que son utilisation soit aussi semblable que possible à l'écriture au stylo ou au crayon sur du papier. Un problème à résoudre réside dans le caractère de proximité ' un stylo utilisé sur du papier ne laisse une trace que lorsqu'il est effectivement en contact. Nombre des techniques considérées nécessitent un détecteur supplémentaire de " crayon posé " qui est complexe à utiliser pour de nombreux crayons du commerce. Un autre problème à résoudre réside dans l'angle d'écriture: un crayon laisse la même trace quel que soit l'angle d'écriture. Dans nombre des techniques

considérées, le détecteur de position est déplacé par le bout supérieur du crayon, -si bien qu'un angle de ce crayon provoque des déplacements erronés.

A cóté de ces problèmes généraux, chaque technique présente de nombreux avantages et inconvénients en ce qui concerne (1) le crayon: sa taille, son l poids, sa forme et le fait de savoir s'il a besoin d'être alimenté en courant et/ou d'être câblé, et en ce qui concerne (2) la surface d'écriture, sa transparence, son caractère lisse, son " toucher ") et le fait de savoir s'il est besoin ou non d'un contact matériel (par opposition & une pression

transmise par l'intermédiaire de feuilles superposées, de papier).

On connaît un certain nombre de dispositifs autonomes permettant d'observer et de traiter des quantités importantes d'informations. La plupart utilisent, pour stocker les données, des moyens optiques, magnétiques ou électroniques à circuits intégrés de stockage. Un exemple représentatif de cette partie de la-technique est constitué par le brevet US 4.159.417 2W (Rubincam) qui présente un livre électronique portable dont la configuration

autorise l'appel sélectif page par page de quantités importantes de données numériques et les présente sur un écran plat à circuits intégrés. Le mode préféré de réalisation présenté dans ce brevet utilise comme moyen principal de stockage une carte holographique embrochable qui peut contenir plu25 sieurs centaines de pages de texte sous forme numérique. Toutefois, le dispositif de ce brevet ne permet pas de saisir ou de traiter de nouvelles informations ou un nouveau texte.

Dans le brevet US 4.016.542 (Azure), il est présenté un système électronique de collecte de données qui utilise pour sa mémoire principale 3E une mémoire vive (RAXt) à circuits intégrés. Ce brevet, qui décrit pour la saisie des données un clavier classique, porte sur un système de stockage et de transmission de données qui est portatif, transportable à la main, ainsi qu'un visuel à diodes électroluminescentes (DEL) et divers connecteurs

d'entrée/sortie (E/S).

Le brevet U.S. 3.487.731 (Franck) présente des moyens permettant de

convertir des tracés manuscrits en données de caractères en utilisant un système informatique. L'invention décrite est basée sur la coïncidence de formes à disposition matricielle et n'utilise pas de technique de visualisation à coïncidence.

Le brevet U.S. 4.491.960 (Brown) présente un système de reconnaissance de signes manuscrits dans lequel un réseau de Points image, se présentant sous la forme d'un échantillonnage de lignes de trame, est converti en listes utilisables par segments qui sont filtrées et condensées de façon 5. à donner des caractéristiques topologiques que l'on analyse alors à l'aide

d'un mécanisme logique à arbre de décision.

Le brevet U.S. 4.262.281 (Buckle et autres) présente un dispositif de reconnaissance de tracés manuscrits. Le mode de réalisation décrit est destiné à être utilisé avec un ordinateur central et n'emploie pas de tech10 nique de visualisation à coïncidence.

Le brevet U.S.4.475.239 (Van Raamsdonk) présente un appareil d'édition de textes, Ce brevet fait appel à l'utilisation de papier. comme moyen intermédiaire permettant l'introduction des fonctions d'édition et nécessite

un clavier classique pour la saisie des'textes.

i5 Le brevet U.S. 4.521.909 (Wang) présente un système de reconnaissance de tracés à deux niveaux. Ce système est conçu pour être utilisé avec

un instrument optique.

Le brevet U.S. 4.520.357 (Castleberry et autres) présente un système électroscopique d'introduction et visualisation d'informations comportant un 20 stylet à écrire. Le mode de réalisation décrit ne prétend pas présenter la

vitesse ou la précision permettant la reconnaissance de caractères manuscrits.

Comme éléments supplémentaires de la technique antérieure qui décrivent des dispositifs électroniques portables fournissant des quantités 25 importantes d'informations stockées de divers types, on peut citer les brevets U.S. 4.218.760 (Lévy) 4.415.486 (Laine) et 3.932.859 (Kriakides et autres>. Le premier et le troisième brevets relèvent des dictionnaires électroniques, tandis que le second brevet présente un système programmable de rappel pour télévision. Aucun de ces dispositifs ne divulgue l'utilisation 30 d'une introduction manuscrite.

Dans les brevets U.S. 4.071.691, 4.129.747, 4.198.539, 4.293.734, 4.302. 011, 4.353.552, 4,371.746 et 4.430.917 (William Pepper, Jr), il est décrit divers procédés ou interfaces machine-homme utilisant le contact au doigt. Les modes préférés de réalisation de chacune de ces inventions man35 quent de vitesse et de résolution suffisantes pour permettre la reconnaissance de caractères manuscrits a l'aide d'un stylet et ils sont conçus à d'autres fins. Le brevet US. 4.318.096 (Pepper) enseigne l'utilisation d'un stylet conducteur. Ce brevet relève du domaine du dessin graphique et permet de faire varier la largeur et l'intensité du trait en appliquant une certaine pression sur le stylet, les résultats étant présentés sur un écran cathodique classique. Le brevet U.S. 3.699. 439 (Turner) et le brevet U.S.

4.055.726 (Turner et autres) présentent deux procédés de détection électronique de position utilisant une sonde.

L'invention a pour but de fournir un procédé et un appareil perfectionnés permettant de disposer d'un ordinateur sans clavier sur lequel les fonctions habituelles de l'ordinateur s'exécutent en écrivant d'une manière normale, à l'aide d'un stylet en forme de crayon sur un écran d'entrée placé

directement par-dessus un visuel plat.

l0 L'ordinateur sans clavier obtenu présente une configuration idéale pour être utilisé par des personnes qui ne sont pas spécialisées dans l'usage d'un clavier, par des personnes qui le sont et pour qui le caractère polyvalent de l'ordinateur se trouve accru, et dans divers contextes et applications dans lesquels une saisie par clavier est complexe ou impossible. 15 L'invention a également pour but de fournir des moyens à l'aide

desquels on puisse charger dans un dispositif portable des informations informatisées et des logiciels d'application, afin de pouvoir, postérieurement, prendre connaissance des textes et données et les traiter, ainsi qu'ajouter de nouveaux textes et données suivant un mode normal de tracé manuscrit. 20 Par la suite, l'utilisateur peut transmettre ces textes informatises à un autre ordinateur, à un dispositif analogue, à un dispositif de stockage électronique extérieur, à une imprimante de recopie, ou en utilisant l'intermédiaire d'un système de télécommunications.

Un autre but de l'invention est de permettre de disposer d'un ordi25 nateur capable de reconnaître des Signes Manuscrits avec un degré élevé de

précision et d' " acquérir " des styles individuels d'écriture.

L'invention a encore pour but de permettre de disposer d'un ordinateur sans clavier et portable dans lequel l'introduction des données et

des instructions s'effectue en utilisant un stylet.

L'expression (" Signes Manuscrits)) signifie ici tous les signes qui

peuvent être tracés d'une manière manuscrite et faire l'objet d'une communication. C'est ainsi que, à titre d'exemples, mais sans caractère limitatif, les chiffres, les lettres, les signes " Kanji " (idéogrammes japonais) ou autres signes linguistiques, les signes d'édition et les signes d'ingéniérie, 35 scientifiques, d'architecture et mathématiques sont des Signes Manuscrits.

D'autres exemples de Signes Manuscrits sont les tracés à main levée ou les signatures, ou tout autre information écrite de ce type dont la configuration propre est donnée par la personne particulière qui les trace. Comme Signes Manuscrits, on peut également citer les Signes d'Edition (définis ci-

dessous). L'expression " Signes de Police de Caractères " désignera ioi des

signes " générés " par ordinateur qui sont visualisés sous un format préfixé de police de caractères. A titre d'exemple et sans aucun caractère li5 mitatif, les signes alphanumériques peuvent être des Signes de Police de Caractères et être visualisés sous de nombreux formats de police. Les " idéogrammes " japonais ou chinois peuvent également être des Signes de Police de Caractères, de même que peuvent l'être les caractères d'ingénièrie, scientifiques, mathématiques, ou d'architecture ou d'autres caractères de ce type. 10 Comme autres exemples de Signes de Police de Caractères, on peut citer toute forme que l'on peut mettre en mémoire et visualiser à l'aide d'un ordinateur, par exemple le dessin d'une voiture ou d'une maison.

L'expression "i Signe d'Edition " ici utilisée est un signe (tel qu'un signe de renvoi, un trait horizontal, un trait vertical court, un trait ver15 tical allongé, etc.) qui est destiné, lorsqu'il est reconnu, à faire exécuter

à l'ordinateur une Fonction particulière d'Edition (définie ci-dessous) telle que " insérer un texte)) (signe de renvoi), " supprimer un texte " (trait horizontal), " supprimer une lettre " (trait vertical court) ou 8e déplacer une marge " (trait vertical allongé), pour ne citer que quelques exemples 20 représentatifs.

L'expression " Fonction d'Edition " désigne toute opération d'édition de texte généré par ordinateur, comme par exemple, d'une manière non limitative, " insérer un texte ", " supprimer un texte "), " déplacer un texte " et (t remplacer un texte ". La liste de certaines Fonctions principales 25 d'Edition est présentée ci-dessous à la page 36.

L'invention a pour objet un dispositif d'entrée/sortie ou E/S permettant, d'une part, de fournir à un dispositif utilisateur des signaux d'entrée qui sont représentatifs d'un caractère graphique produit par un utilisateur et permettant, d'autre part, de recevoir des signaux de sortie à par30 tir du dispositif utilisateur et de fournir une représentation visuelle de ces signaux de sortie, ce dispositif E/S étant caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un moyen de visualisation permettant de fournir une représentation visuelle d'un caractère graphique en réponse à des signaux de sortie fournis 35 par le dispositif d'utilisation,

(b) un ensemble à écran d'entrée permettant de produire un train de signaux d'entrée au fur et à mesure qu'un utilisateur trace un signe ou caractère graphique, cet ensemble à écran d'entrée comprenant un écran d'entrée translucide présentant des surfaces supérieure et inférieure, la surface infé-

rieure étant disposée par rapport à la -surface de visualisation d'une façon telle que la représentation visuelle produite par ledit moyen de visualisation soit visible du côté de la surface supérieure de cet écran d'entrée, et (c) des moyens permettant de déterminer l'identité dudit caractère graphique et de fournir au moyen de visualisation des signaux de sortie représentatifs de ce caractère. L'invention a également pour objet un appareil de reconnaissance de caractères manuscrits, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un moyen de visualisation présentant une surface de visualisation per10 mettant d'offrir une représentation visuelle de caractères graphiques en

réponse à un groupe de signaux de visualisation,.

(b) une surface à écrire destinée à recevoir des caractères graphiques tracés de manière manuscrite par un utilisateur, cette surface à écrire étant disposée en proximité étroite par rapport au moyen de visualisation 15 et étant constituée d'une surface sensiblement translucide à laquelle sont associées des coordonnées de position, (c) un moyen indicateur qu'un utilisateur fait fonctionner en liaison avec la surface à écrire de façon à écrire des signaux d'écriture en liaison avec cette surface à écrire, (d) des moyens de détection de position permettant de convertir les signaux d'écriture en signaux de localisation représentatifs des coordonnées de position du moyen indicateur par rapport à la surface à écrire, (e) des moyens de traitement de données destinés à recevoir et stocker les signaux de localisation au fur et à mesure qu'ils sont produits et à créer 25 lesdits signaux de visualisation de façon que le moyen de visualisation puisse représenter graphiquement le caractère graphique après qu'il ait été produit par le moyen indicateur, ces moyens de traitement de données étant constitués par des moyens de reconnaissance de caractères permettant de comparer les signaux produits de localisation représentatifs d'un caractère 30 graphique à un groupe de signaux de base de données mis en mémoire afin

d'identifier ledit caractère graphique.

L'invention a encore pour objet un procédé de reconnaissance d'un Signe Manuscrit, caractérisé en ce qu'il consiste: (a) à émettre un train de signaux de localisation pour des Points donnés en 35 déplaçant, à l'endroit d'emplacements situés à proximité d'une surface à écrire, un stylet qui émet un signal représentatif de l'emplacement de ce stylet, (b) à diviser un train de signaux de localisation en sections représentatives d'un Trait de Tracé, (c) à calculer des caractéristiques de Trait de Tracé, (d) & comparer ces caractéristiques de Trait de Tracé calculées à des caractéristiques de Trait de Tracé précédemment mises en mémoire dans une base de données, et (e) à déterminer la meilleure comparaison et à indiquer si cette meilleure

comparaison est suffisamment bonne pour être une concordance.

L'invention a aussi pour objet un appareil de reconnaissance de Signes Manuscrits et de visualisation de Signes Manuscrits et de Police de Caractères sur un écran, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un écran de visualisation présentant l'aptitude graphique de représenter des Signes de Police de Caractères et d'exécuter des instructions préfixées, (b) des moyens que l'on tient à la main pour écrire ou tracer des Signes Manuscrits sur ou par-dessus ledit écran, (c> des moyens pour permettra la visualisation, sur l'écran, d'une repré15 sentation vraie des Signes Manuscrits au fur et à mesure qu'ils sont créés, (d) des moyens de numérisation pour détecter la position des moyens tenus à la main et pour convertir celle-ci en une série de signaux électriques déterminant la position, la taille et la forme de chaque Signe Manuscrit, (e) des moyens pour comparer des caractéristiques préfixée de chaque Signe 20 Manuscrit numérisé, à une base de données de caractéristiques préfixées de Signes de Police de Caractères de façon à évaluer l'identité de chaque Signe de Police de Caractères,

(f) des moyens pour convertir le Signe Manuscrit en un Signe de Police de Caractères préfixé ou en une instruction et pour, suivant le cas, permettre 25 la visualisation de ce Signe de Police de Caractères sur l'écran, à proximité étroite de la zone de cet écran sur laquelle le Signe Manuscrit a été introduit à l'origine, ou pour exécuter l'instruction.

L'invention a enfin pour objet un procédé de traitement commandé par microprocesseur et permettant la reconnaissance, le transcodage et la 30 visualisation de Signes Manuscrits et l'exécution d'instructions, caractérisé en ce qu'il consiste: (a) à créer une base de données personnalisée pour chaque utilisateur individuel du procédé de traitement, en faisant introduire initialement & l'utilisateur un Signe Manuscrit pour chaque caractère correspondant à une 35 police de caractères à visualiser ou à une instruction à exécuter, (b) à déterminer un Jeu unique de caractéristiques de façon à caractériser chaque signe de ce type et à le mettre en mémoire dans la base de données, (c) à écrire ou tracer des Signes Manuscrits avec un stylet sur un écran d'ordinateur, s (d) à numériser chaque Signe 1anuscrit de façon à identifier les coordonnées X, Y d'une multiplicité de Points définissant le Signe, (e) à traiter les caractéristiques numérisées de chaque Signe Manuscrit de façon à déterminer les caractéristiques préfixées du Signe, (f) à explorer la base de données afin de trouver <c un succès ", une correspondance parfaite ou la correspondance la plus proche par rapport aux caractéristiques, et

(g) à réaliser la visualisation du Signe de Police de Caractères ou à exécuter l'instruction, le ou la plus étroitement associé(e) aux caractéristiques 10 du "c succès ".

Ainsi, l'invention porte sur un système informatisé original sans clavier qui présente la capacité de reconnaître et visualiser des Signes Manuscrits et de faire visualiser à l'ordinateur des Signes de Police de Caractères, ainsi que, si on le désire, d'exécuter, rapidement, facilement et 15 pour un coût raisonnable, des fonctions d'édition en conformité avec des Signes d'Edition.

Il peut être prévu un boîtier d'ordinateur présentant un panneau plat de visualisation sur lequel un utilisateur peut " écrire) à l'aide d'un stylet, avec la possibilité de reconnaître des Signes Manuscrits écrits sur je panneau à l'aide de ce stylet et de les convertir en des Signes de Police e Caractères visualisés et/ou d'exécuter des Fonctions d'Edition à l'aide de -_es d'Edition, le tout avec un minimum de complexité technique pour l'utilisateur. Egalement suivant l'invention, une fois que les informations et les 25 logiciels d'application voulus ont été chargés dans l'ordinateur portable

sans clavier, on peut utiliser ces informations et ces logiciels, et y donner suite sans que cela ne requière de compétences ou connaissances concernant les ordinateurs ou autres sources de données de l'état de la technique.

La facilité d'utilisation de la technique d'introduction de la pré30 sente invention accroit le caractère polyvalent de l'ordinateur pour les personnes auxquelles les claviers sont familiers. Le caractère portatif de la présente invention lui permet également d'être utilisée dans des applications et contextes dans lesquels des ordinateurs portatifs à clavier sont complexes, difficiles ou impossibles à utiliser. C'est ainsi par exemple que 35 l'on peut stocker dans la mémoire de l'ordinateur portatif un très grand

nombre de formulaires en blanc ou totalement ou partiellement remplis. Dans un hôpital, on peut stocker dans la mémoire de l'ordinateur portatif des " feuilles " de données concernant les malades, qu'une infirmière peut appe-

ler lorsqu'elle effectue des rondes, des informations pertinentes, telles que la pression sanguine, la température, etc., pouvant alors -tre introduites manuellement & l'aide d'un stylet. Ces formulaires corrigés ou complétés peuvent alors faire l'objet d'un téléchargement dans la mémoire d'un ordi5 nateur central.

Les conditions requises en ce qui concerne la technique d'introduction par détection de position sont la précision (Point par Point), la résolution (position absolue) et la vitesse (Points par unité de temps) afin de déterminer de manière convenable le Trait de Tracé écrit en vue de 10 l'analyse de reconnaissance. Pour l'appareil et le procédé de reconnaissance pouvant actuellement être mis en oeuvre et tels que décrits ci-dessous, les conditions minimales requises actuelles sont ' une précision de 0,127 mm, une résolution de 0,381 mm et une vitesse de 150 Points par seconde. Cette précision permet d'obtenir une ligne d'écriture de 6,35 mm de hauteur avec 15 plus de 10 Points d'entrée bruts le long d'un Trait de Tracé d'une lettre minuscule. La résolution permet le positionnement du signe & deux points près sur une représentation effective à 640 points pour 22,86 cm. La vitesse permet d'obtenir environ 50 Points d'entrée bruts pour une lettre unique

écrite rapidement (1/3 seconde).

lJ'Ur mode de réalisation particulier de l'invention comprend un écran d'entrée ' ansparent. Au fur et à mesure que l'utilisateur écrit sur cet écran d' des signes ou caractères de type alphanumérique ou autre, le caractère es t représenté sous la forme d'un train de Points simulant une introduction écrite au stylo sur du papier. Une fois que les signes ou ca25 ractères discrets de type alphanumérique ou autre sont complets, ils sont transcodés en texte d'ordinateur ou instructions d'ordinateur qui peuvent être visualisés sur un écran de visualisation en un emplacement qui est de préférence situé au-dessous de la zone de l'écran d'entrée o ils ont été introduits. Ce mode de réalisation comprend également un algorithme de re30 connaissance de tracés qui permet la transduction de tout signe ou caractère écrit, par exemple des idéogrammes ou des signes scientifiques, en texte d'ordinateur. Dans un mode particulier de réalisation, actuellement préféré, un ordinateur sans clavier conforme à la présente invention présente la confi35 guration d'un dispositif de traitement et visualisation comprenant un écran

transparent à contact et un circuit électronique associé disposés audessus d'un écran de visualisation de 80 colonnes sur 25 lignes ou plus, un stylet pour l'introduction des données, un microprocesseur et des moyens de mise en mémoire, un logiciel de reconnaissance de tracés/d'intelligence artifi-

cielle et un logiciel d'édition, un système d'alimentation en courant par

piles, et d'autres moyens E/S.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs et en re5 gard des dessins annexés sur lesquels:

la Fig. 1 est un schéma-blocs du dispositif de la présente invention, la Fig. 2 est une vue en perspective du boitier contenant les éléments opérationnels de l'invention, la Fig. 2A est un détail à plus grande échelle de la Fig. 2, des parties 10 étant ôtées de façon à montrer la disposition relative des positions de l'écran d'entrée à contact et de l'écran de visualisation, la Fig. 3 est une vue schématique en organigramme de l'écran d'entrée, du stylet et du circuit électronique associé, la Fig. 4 est un schéma-blocs d'ensemble de l'appareil d'un système informatique à entrée sans clavier conforme à l'invention, la Fg. 5 est un schéma-blocs illustrant le déplacement des données à l'intérieur du système lorsqu'elles sont modifiées à l'aide de caractères et d'instructions manuscrits, la Fig. 6 est un schéma-blocs d'ensemble illustrant la hiérarchie du logi20 ciel utilisé pour exploiter le système, la Fig. 7 est un sch' la-blocs 5énéralisé de l'algorithme de reconnaissance de caractères et trac les Fig. 8A e. 8B eprésentent ensemble un schéma-blocs détaillé de l'algorithme de reconnaissance de tracés, la Fig. 9 est un schéma-blocs du sous-programme de caractérisation des Traits de Tracé, la Fig. 10 est une vue en plan de dessus d'un écran illustrant l' " initialisation " de la base de données prévue pour les Signes Manuscrits, les Fig. 11A à 111 constituent une série de vues en plan de dessus d'écrans 30 illustrant l'exploitation d'un système d'édition de textes, les Fig. 12A à 12G constituent une série de vues en plan de dessus d'écrans illustrant l'exploitation d'un système de saisie de données, et

la Fig. 13 est un schéma-blocs généralisé de l'Editeur en Lignes-blocs.

Les figures, sur lesquelles des chiffres identiques indiquent des 35 éléments identiques pour l'ensemble des diverses vues, illustrent, et plus particulièrement la Fig. 1, un schéma-blocs d'ensemble d'un système informatique portatif à entrée sans clavier, par tracé manuscrit 10. Ce système informatisé complet est enfermé dans un boîtier 12 représenté schématiquement par un trait interrompu et il comporte un microordinateur numérique

universel classique 14 qui est décrit ci-dessous de manière plus détaillée.

L'information d'entrée est fournie à ce micro-ordinateur 14 à l'aide d'un stylet 16 qui " écrit " sur un écran à écrire ou écran d'entrée 18. Ce stylet 16 (Fig. 2) est relié à l'ordinateur du système 10 par un câble 17 (Fig. 5 2). Au fur et à mesure que ce stylet 16 " écrit " sur l'écran d'entrée 18, un

ensemble de signaux de localisation représentatifs d'un ensemble de coordonnées de position correspondantes sont transmis au micro-ordinateur 14.

Ce micro-ordinateur a été programmé, conformément à un programme machine qui est décrit ci-dessous, de façon à reconnaître le train de signaux de lo10 calisation et à stocker ces signaux dans une mémoire interne. Ce micro-ordinateur programmé 14 fournit aussi un ensemble correspondant designaux de visualisation à un écran de visualisation 20. L'écran d'entrée 18 et l'écran de visualisation 20 sont l'un et l'autre décrits ci-dessous de manière plus détaillée.

La Fig. 2 représente une vue en perspective d'un système informatisé sans clavier 10 mettant en oeuvre les caractéristiques de la présente invention. Ce système 10 est enfermé dans un boîtier 12 qui est une enveloppe parallélépipédique fermée présentant une surface supérieure inclinée 22 qui comporte une zone de visualisation multiligne à circuits intégrés 24. 20 La Fig. 2A montre que l'écran d'entrée 18 est disposé pardessus l'écran de visualisation 20. Dans le pré.nt exemple, cet écran 20 permet la visualisation d'un groupe de ligne' '-rizontales 25 comportant les informations suivantes: Nom Adresse

Les introductions manuscrites se font au-dessus de chaque ligne 25. L'espace ou distance séparant deux lignes 25, noté 26, est utilisé par le système pour normaliser toutes les distances, tandis que les lignes 25 elles-mêmes 30 servent d'axe de référence ou de ligne de base.

Une section d'entrée à touches 27, située au-dessous de la zone de visualisation 24 de la surface supérieure 22, est constituée d'un groupe de " Touches Programmables " 28. L'utilisateur peut programmer ces touches 28 à tout usage voulu, par exemple pour introduire des instructions machine. 35 Comme exemples d'instructions pour ces Touches Programmables 28, on peut

citer "t mémoriser ", " rappeler " et " effacer ". On peut en outre utiliser ces touches 28 pour passer d'un programme à l'autre ou passer d'un mode à l'autre (par exemple du mode d'entrée de données au mode d'édition). Tou-

tefois, ces Touches Programmables 28 sont facultatives et on les utilise pour compléter l'introduction obtenue en traçant manuellement les entrées.

Le stylet 16, que l'on utilise pour écrire des instructions et données d'entrée dans la zone de visualisation 24, s'utilise également pour activer la Touche Programmable sélectionnée 28. Un interrupteur MRCHEARRET 30 est disposé sur le côté du boitier 12 à proximité des touches 28. Un connecteur de périphérique ou de sortie de données 31 est disposé sur le haut du côté

droit du boîtier 12.

L'écran d'entrée 18 peut être un écran à contact du type résistif 10 classique dans lequel une tension est appliquée sur les côtés de l'écran, tandis qu'un stylet détecte la tension présente à l'emplacement touché. La surface à écrire est un matériau transparent, d'une manière typique du verre, revêtu d'une couche conductrice mince et uniforme (dans le cas présent de l'oxyde d'indium et d'étain déposé par métallisation sous vide) . Des bus15 barres ou bandes conductrices verticales (non représentées) sont utilisées le long des deux côtés pour appliquer la tension de référence permettant de déterminer les coordonnées ci X)> de la position du stylet, tandis que des bus-barres ou bandes conductrices horizontales (non représentées) sont utilisées le long de l'extrémité supérieure et de l'extrémité inférieure pour appliquer la tension 4de référence qui permet de déterminer les coordonnées "c Y " de cette position du stylet. Dans c mode de réalisation, le stylet 16 est tout simplement une sonde élec-riqL. - ui, lorsqu'elle est matériellement au contact de la couche conductrice, détcte la tension locale au Point de contact, tension qui varie avec la distance par rapport aux bandes conduc25 trices ou bus-barres. Si l'origine est au Point d'application de la tension, les coordonnées X et Y sont inversement proportionnelles à la tension appliquée. Le stylet 16 doit réaliser un bon contact pour rendre minimale la résistance supplémentaire qui abaisserait la tension détectée et ajouterait de la sorte un incrément erroné de distance. Dans un mode de réalisation 30 actuellement préféré, on utilise un embout en graphite doux. Un fil métallique, tel que le fil 17 de la Fig. 2, sert à conduire la tension du crayon Jusqu'à un convertisseur analogique/numérique en vue d'une utilisation dans les calculs qui seront décrits ci-dessous. Le stylet peut être un " crayon " chargé comme décrit ici, un crayon lumineux comme cela est bien connu dans 35 la technique, ou tout autre dispositif tenu à la main qui peut tracer sur un

écran des Signes Manuscrits.

Un exemple d'un écran élecrostatique classique est présenté dans le brevet U.S. 4.318.096 (Pepper) précité. Cet écran du type résistif a comme avantage de rendre minimale l'interférence provoquée par un contact de la

main de l'utilisateur avec l'écran.

La détection de position à la fois horizontale et verticale s'obtient en commutant de manière alternative la tension appliquée sur une cou5 che conductrice, entre les paires de bus-barres horizontales et verticales, à l'aide d'un ensemble interface-multiplexeur commandé à l'aide d'un microordinateur ou micro-contrôleur. Dans un écran d'entrée ou & contact disponible dans le commerce, les bus-barres sont divisées en une série de bandes courtes comportant des diodes, afin d'empocher que les bandes horizontales l'2 court-circuitent les bandes verticales et vice-versa. Cette technique est utilisée dans un écran à contact disponible dans le commerce auprès de Touch Technologies de Annapolis Xaryland, USA et d'Elographics de Oak

Ridge, Tennessee, USA.

La Fig. 3 illustre de manière plus détaillée une variante de réali15 sation d'un écran d'entrée par détection de position et à faible puissance 33 qui est d'un type nouveau. Cet écran d'entrée 33 sert également à déterminer une position X, Y sur une plaque à résistivité électrique 34. On utilise, pour toucher cet écran 34, et appliquer une tension à la position touchée, un stylet 35 contenant une source de courant, telle qu'une pile 36, ou 20 présentant une tension qui lui est transmise à partir d'une source extérieure telle que la source de courant du système. Lorsqi. le stylet 35 charge la position touchée suivant une tens on positive par rapport à un groupe de Points de mesure 37- de la plaque, les tensions preÉ-ntes en ces Points varient avec la distance jusqu'à la position du crayon, par exemple la posi25 tion X., Y,, indiquée en 38. Ces tensions sont mesurées de manière séquentielle suivant les directions X et Y en utilisant des moyens classiques tels que ceux décrits dans les brevets précités de la technique antérieure. Sur la Fig. 3, ces moyens sont constitués par un ensemble interface/multiplexeur 42 classique. Un convertisseur analogique/numérique 43 classique convertit les tensions détectées en un signal numérique. Un micro- contrôleur 44 reçoit ce signal numérique, exécute des contrôles standards pour s'assurer que la valeur numérique du signal est <c correcte " <par exemple à l'intérieur de la gamme possible de tensions), puis convertit les tensions en distances X et Y de la manière ici décrite. Le micro- contrôleur 44 est classique, mais 35 pourrait être remplacé par un ordinateur système. Ce micro-contrôleur. 44 fournit sur la connexion de sortie 46 un signal numérique qui est représentatif des distances X et Y jusqu'au Point de mesure 38. La connexion 46 peut être une connexion RS 2S2 classique. En variante, le micro-contrôleur 44 pourrait transcoder le Point X,, Y1 en n'importe quel autre Point de référence, tel qu'un Point situé sur la ligne de base 25 (Fig. 2), Tant qu'il n'existe pas de contact du stylet 35 sur la position 38 ou toute autre position de la plaque 34, aucun courant ne passe et la con5 sommation de courant est minimale. Une mesure fortuite de la tension aux Points de mesure peut survenir, si l'on utilise une tension en dent de scie et une synchronisation, lorsque la tension du Point de mesure excède une

tension préfixée d'entretien.

Le cadre de l'invention recouvre les options suivantes pour les 10 écrans d'entrée ou à contact 18 et 33: la plaque résistive 34 ou son équivalent pour l'écran 18 peut être transparent ou translucide et le Point de position peut être réalisé à l'aide d'un stylet ou d'un doigt de l'utilisateur, ou encore d'un Point de connexion d'un écran conducteur de recouvrement (comme par exemple les écrans à contact disponibles dans le commerce 15 auprès de Touch Technology, Annapolis, Maryland, USA. Les écrans d'entrée 18 et 33 peuvent être constitués par une surface matérielle solide qui est transparente ou translucide ou être du verre ou une matière plastique telle que du Xylar. Cette surface peut être revêtue d'une substance conductrice, résistante comme de l'oxyde d'indium et d'étain. D'autres surfaces matériel20 les peuvent utiliser la transmission du rayonnement électromagnétique ou acoustique entre la position touchée et un ou des Points de 'éférence, la distance étant déterminée par le temps de propagation ou le -phasage. En

variante, les écrans d'entrée 18 et 33 peuvent utiliser un_ suz_-ce virtuelle ou géométrique déterminée par un champ électromagnétique, optique ou acous25 tique.

On peut réaliser la détection de position à l'aide de la fermeture d'un contact électrique par un couplage résistant, capacitif ou inductif, une détection à distance à l'aide de champs acoustiques, électriques ou magnétiques ou à l'aide d'un balayage lumineux (UV, IR ou en microondes).

Les avantages de l'introduction par détection de position et à faible puissance de l'invention par rapport à d'autres écrans de ce type sont 1) le fait que l'invention rend minimale la puissance nécessaire en attente, 2) le fait que l'invention élimine la distorsion due à des bus-barres parallèles en regard dans les écrans classiques à contact, et 3> le fait que, 35 lorsqu'on utilise une tension en dent de scie, l'invention élimine le besoin

d'une puce A/N qui est un facteur important de coût dans les écrans à contact de la technique.

Il est souhaitable que l'on choisisse le coefficient de frottement de l'écran 18 de façon qu'il soit suffisamment "s rugueux " pour offrir une certaine résistance au déplacement du stylet 16 sur cet écran. Si l'écran était trop lisse, le stylet glisserait trop facilement et serait difficile à contrôler. La Fig. 4 illustre un schéma-blocs d'ensemble du système avec les 5 principaux circuits électroniques utilisés dans le mode préféré de réalisation de l'invention. Le micro-ordinateur 14 comprend un microprocesseur 50 qui est interconnecté à plusieurs autres éléments électroniques à l'aide d'un chemin de données ou bus de données 52. Il est relié à ce bus 52, en vue d'une circulation de données dans les deux sens, une mémoire morte (ROM) 54 10 qui est programmée à l'aide de programmes d'exécution et d'application et une mémoire vive (RAM) 56 alimentée par batterie. Le microprocesseur 50 peut être un dispositif classique à huit bits ou seize bits monopuce qui fonctionne de façon à exécuter les programmes fixes de gestion résidant dans la ROM 54, et qui reçoit en outre ies programmes de gestion en prove15 nance des autres éléments électroniques par le bus 52 et fournit des signaux de commande à ces autres éléments par ce bus. Ce microprocesseur 50 peut être du type de désignation commerciale Z80 (fabriqué par Zilog Microcomputers de Cupertino, Californie, USA), d'un type de dispositif 8088 (fabriqué par Intel Corp. de Santa Clara, Californie, USA), ou tout autre mi20 croprocesseur analogue ou plus puissant. La ROM 54 peut être du type 2564 ou 4764, l'une et l'autre fabriquées par Texas Instruments de Dallas, Teocas, USA). La capacité de mémoire de la RAM 56 est déterminée partiellement par la taille des programmes d'application, par le programme d'exécution e. rô la base de dcnnées. Comme cela sera discuté plus loin, la RAM 56 peut être 25 du type statique SRAM ou du type dynamique DRAMX. Les conditions essentielles requises de la RAM 56 sont qu'elle présente une capacité suffisante de

mémoire et qu'elle demande un minimum de consommation pour l'introduction.

Une batterie 58, telle qu'une batterie au lithium, fournit la puissance nécessaire pour rendre rémanente la mémoire de la RAM 56 sur des 30 périodes prolongées de temps. Un groupe de batteries 60 contenant les types

rechargeables bien connus de batteries est utilisée pour fournir les divers niveaux de tension requis par les autres éléments électroniques du microordinateur 14.

En variante, la fonction de mise en mémoire de la RAM 56 peut être 35 prise en charge par un dispositif rémanent qui ne demande pas de puissance pour conserver la mémoire, comme par exemple une mémoire effaçable et reprogrammable électroniquement (EEPROM) ou des dispositifs utilisant les bulles magnétiques ou la capacitance. On peut également utiliser les disques ou rubans de l'état de la technique en vue d'une mise en mémoire de grande capacité. Comme dispositifs convenables à mémoire à bulles, on peut citer les types 7110 et 7114 qui ont des capacités de mémoire de respectivement 1 mégabit et 4 mégabits (l'un et l'autre sont fabriqués par Intel Corp.). Il est par ailleurs possible d'utiliser une monopuce à circuits intégrés qui comprenne le microprocesseur 50, au moins une partie de la ROM 54 et au

moins une partie de la RAX 56.

Il est également relié au bus 52 une interface 62 de série E IA RS232 qui fournit un moyen permettant d'entrer et de sortir des données. Les données sont fournies au bus 52 (couramment à la RAN 56) en interconnec10 tant une source extérieure de données sur la connexion RS-232 62, directement sur le microprocesseur 50 et les autres éléments du micro- ordinateur 14. Le déchargement des données à partir de la RAM 56 peut également s'effectuer à l'aide du microprocesseur 50 à destination d'un ordinateur extérieur, d'un autre dispositif de collecte de- données, d'un dispositif de mise 15 en mémoire de données de grande capacité (par exemple des unités de disquette et de disque rigide), ou encore d'un système électronique de télécommunications. D'une manière analogue, à l'aide de la connexion 62, on peut communiquer des données à une imprimants (non représentée) à partir du bus

d'interconnexion 52.

On utilise le stylet 16 pour écrire sur un écran d'entrée 18 et

pour provoquer la création d'informations constituées par des coordonnées X, Y à l'aide d'un circuit électronique classique d'interface à écran à contact.

Les informations constituées par les coordonnées scnt communiquées par le bus 52 en. vue d'une utilisation de vérification de la part du système 10. 25 L'affichage à circuits intégrés 20, qui est constitué par un affichage multiligne (à titre d'exemple 80 colonnes sur 25 lignes), est interconnecté au bus 52 à l'aide de l'interface de visualisation 66. Les conditions fondamentales requises du visuel sont qu'il soit sensiblement plat et suffisamment mince pour être utilisé dans la présente invention. Ce visuel peut être 30 de l'un des types suivants: les types à balayage tels que par exemple un type cathodique, les types à projection tels que par exemple un projecteur par l'arrière, les types à réseau de Points émettant de la lumière (par exemple électroluminescents ou à décharge plasma) et les types à réseau de Points d'arrêt de la lumière (par exemple visuels à cristaux liquides, PLTZ 35 à circuits intégrés ou magnéto-optique). Il est par ailleurs préférable que ce visuel soit compatible avec l'écran d'entrée 18 en ce qui concerne la taille, la configuration et la transparence et que l'un et l'autre soient du

type à faible consommation de courant.

Les coordonnées X, Y considérées dans l'invention servent d'entrée pour l'ordinateur sans clavier 14 à l'aide du circuit électronique d'interface 64 constitué par un écran d'entrée et elles sont communiquées par l'intermédiaire du bus 52 au microprocesseur 50 qui exécute les programmes mis

en mémoire dans la ROX 54 et la RAX 56.

Le nombre de Points (c'est-à-dire de Jeux de coordonnées X, Y) utilisés pour définir chaque Signe Manuscrit et la vitesse à laquelle ces Points sont identifiés sont importants pour le caractère polyvalent pratique de l'invention. Il est souhaitable d'utiliser au moins environ 4 Points par centimètre et au moins environ 100 Points par seconde pour définir les SilO gnes Manuscrits. On remarquera que plus on identifie de Points par centimètre, plus est grande l'exactitude du système dans l'identification des Signes Manuscrits, mais que par contre l'identification d'un plus grand nombre de Points ralentira la vitesse d'identification et exigera une plus grande capacité de mémoire d'ordinateur. On devra par conséquent rechercher un 15 compromis basé sur la taille (mémoire disponible et capacité de traitement> du système informatisé et sur les conditions requises de vitesse de réponse et de précision. Pour la plupart des applications, on se satisfera de valeurs standards se trouvant dans la gamme d'environ 4 Points par centimètre

et par seconde à environ 8 Points par centimètre et par seconde.

On remarquera également que plus la précision du système dans l'identification des coordonnées X, -Y de chaque Point est grande, plus est faible le nombre de Points qui doivent être identifiés par centimètre et par seconde pour identifier de manière exacte des Signes Manuscrits. Inversement, plus la précision est faible, plus est important le nombre de Points 25 dont il est besoin.

La résolution des Points est nécessaire pour placer des Points là o on le désire, par exemple pour écrire de manière précise un signe d'édition entre deux caractères. D'une manière idéale, il est souhaitable que la résolution porte sur un élément unique d'image de visualisation ( < point de 30 visualisation "). Toutefois, sur le plan de l'exploitation, une résolution dans la limite de deux points de visualisation est suffisante pour un visuel

comportant 640 points sur une ligne horizontale de balayage de 22,9 cm.

Lorsque l'interrupteur 30 (Fig. 2) est placé sur " sous tension ", c'est le mode de visualisation de base qui est activé et le micro-ordinateur 35 14 (Fig. 4), qui est programmé par le système d'exécution, provoque la visualisation d'un menu sur l'écran de visualisation 20 (Fig. 1). Ce menu présente diverses options de logiciel. Une fonction essentielle de logiciel, l'édition, fonctionne d'une manière analogue au logiciel classique de traitement de texte, ta différence résidant dans le fait que des caractères, si-

gnes et instructions manuscrits sont interprétés par le système comme, s'ils étaient introduits à l'aide d'un clavier classique. Le système est capable d'apprendre (acquérir) les signes d'édition utilisés dans l'écriture par une personne particulière pour des fonctions telles que rentrer, insérer, effa5, cer, déplacer et reformater et il transcode ces signes en fonctions d'instruction numérique. D'une manière facultative, des Touches Programmables 28 (Fig. 2), activées en touchant ces zones de l'écran d'entrée à l'aide du stylet 16, fonctionnent comme des touches rigides de fonction classiques d'un

clavier d'ordinateur.

La présente invention est particulièrement adaptée pour être utilisée en tant qu'éditeur ou machine de traitement de texte à écran interactif.

Une fois qu'une personne désirant écrire a eu accès à un document, par exemple en touchant, à l'aide du stylet, le nom affiché d'un fichier existant ou en écrivant sur l'écran le nom de ce fichier, on peut exécuter toutes les 15 fonctions habituelles d'édition en utilisant le stylet comme entrée. Lorsque l'utilisateur souhaite modifier un caractère ou signe visualisé, il peut tout simplement écrire par-dessus ce caractère ou signe visualisé et, comme cela sera décrit ci-dessous, l'algorithme de reconnaissance de tracés transcodera l'entrée écrite en texte machine. C'est ainsi par exemple que le logiciel d'édition permet d'éliminer du texte tout simplement en traçant une ligne à travers lui et qu'un signe classique de renvoi peut être utilisé pour passer du mode d'exécution au mode d'insertion. Dans ce mode d'insertion, l'écran de visualisation 20 offre un espace libre supplémentaire permettant l'introduction de caractères ou signes manuscrits qui se trouvent insérés dans le 25 texte après le Point o on a écrit un signe de renvoi. On peut déplacer du texte tout simplement en plaçant des parenthèses, ou autres éléments de délimitation définis par l'utilisateur, autour d'une phrase ou d'un mot visualisé et en écrivant un signe de renvoi ou autre signe défini par l'utilisateur dans la zone du texte o l'utilisateur souhaite qu'apparaisse ce conte30 nu. On peut fixer de nouvelles marges en traçant des lignes verticales sur le côté jusqu'au bas du texte visualisé, à l'endroit o devront apparaître

les nouvelles marges.

Le logiciel éditeur de base permet également de créer de nouveaux documents tout simplement en écrivant des Signes Nanuscrits sur l'écran. 35 Tous les documents peuvent être mis en mémoire, modifiés et communiqués de la manière dont ces fonctions s'accomplissent sur un système classique de traitement de texte, à la différence du fait que ces fonctions s'accomplissent à l'aide de Signes d'Edition manuscrits tracés sur l'écran (facultatif) ou en touchant à l'aide du stylet les Touches Programmables. On peut

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par la suite, par l'intermédaire de la connexion RS 232 62 (Fig. 4), décharger le texte composite ainsi produit et mis en mémoire, à destination d'un autre ordinateur, d'un dispositif analogue, d'un dispositif extérieur de collecte de données ou d'un dispositif d'enregistrement, sur une imprimante ou par l'intermédiaire d'un système de télécommunications. Outre ces modes principaux de fonctionnement, le caractère universel de la présente invention se trouve accru par un certain nombre d'éléments et particularités auxiliaires. Pour favoriser l'introduction de caractères alphanumériques, on peut brancher sur un interface classique de cla10 vier (non représenté) un clavier alphanumérique classique (non représenté)

contenant un jeu complet de touches. On peut également utiliser un connecteur de courant CA/CC dans les applications o le caractère portatif n'est pas nécessaire et o il est besoin de respecter des conditions déterminées de courant pour certaines techniques d'écran telles que des visuels à dé15 charge gazeuse et des visuels électroluminescents.

Dans une utilisation pratique, l'ordinateur sans clavier peut fonctionner pour n'importe quelle application ou dans n'importe quel contexte dans laquelle ou lequel des entrées manuscrites transcodées en texte machine sont utiles ou nécessaires. A titre d'exemple, le dispositif peut servir 20 de nouvelle génération de machine de traitement de texte ou être utilisé

dans des domaines tels que la vente, les soins de santé, le contrôle de stocks, les rencensements, le règlement des indemnités, pour ne mentionner que quelques-unes des nombreuses utilisations de l'invention, ou encore en tant que dispositif général d'enseignement et de contrôle des connaissances 25 dans le domaine de l'éducation. Etant donné que le logiciel de reconnaissance de tracés peut réaliser une acquisition et un transcodage en texte machine à partir de langages qui ne sont pas constitués d'une petite série ou d'une série limitée de caractères alphanumériques (comme par exemple le japonais, le coréen et le chinois), il présente une utilité particulière pour 30 le traitement de texte et les télécommunications dans ces langues.

Dans la mise en oeuvre de l'invention, il est particulièrement avantageux d'utiliser un écran unique d'ordinateur pour visualiser n'importe quels formulaires initiaux, n'importe quels Signes de Police de Caractères ou autres visuels à éditer, et de créer une " fenêtre " toute proche d'espace 35 blanc o des Signes Xanuscrits doivent être écrits, visualisés et identifiés

et o doivent être visualisés les Signes de Police de Caractères correspondant à ces Signes Manuscrits. De cette manière, l'utilisateur peut voir le texte en cours d'édition et l'insertion ou modification proposée sans dépIacement notable de la tête et des yeux (ou sans aucun déplacement). Un exem-

pie en est donné sur les Fig. 11A à 11D. Cette particularité de l'invention (proximité, sur un écran, d'un texte à éditer et de la fenêtre dans laquelle un nouveau texte doit être écrit à la main) est très importante en ce qui

concerne l'utilisation simple, rapide et aisée de l'invention.

Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, le système " acquiert ", avant une utilisation effective, le style d'écriture d'un utilisateur particulier. C'est ainsi par exemple que, si on utilise l'alphabet romain, on devra introduire dans la base de données les vingt-six lettres de 10 l'alphabet et les chiffres de 0 à 9. On pourrait également introduire des signes de ponctuation, comme par exemple le point, la virgule, le point d'interrogation, les deux points, le point-virgule, le trait d'union et autres signes. Il n'existe pratiquement pas de limite aux Signes Manuscrits qui peuvent être reconnus et mis en mémoire dans la base de données. Bien en15 tendu, l'ordinateur devra mettre en mémoire un jeu convenable de Signes de Police de Caractères en vue de la conversion des Signes Manuscrits. On pourrait créer différents jeux de Signes de Police de Caractères et les ranger dans la mémoire permanente de l'ordinateur, comme par exemple dans la puce ROM 54. C'est ainsi par exemple que, dans l'utilisation en langue an20 glaise, une puce pourrait contenir une ou plusieurs pclices de caractères pour les chiffres et les lettres, les signes convenables de ponctuation et les symboles mathématiques appropriés. Il pourrait être mis en mémoire dans d'autres puces des Signes de Police de Caractères pour les alphabets arabes, cyrilliques ou grecs, le japonais, le chinois ou le coréen " Konji ", pour des symboles utilisés par les architectes ou les ingénieurs, ou pour des

symboles chimiques (par exemple le noyau benzénique et autres).

Sur la Fig. 10, c'est l'un d'une série d'écrans d'acquisition qui est visualisé et il est suggéré ( < prompt " sur la figure) à l'utilisateur d'écrire les chiffres 0 à 4. L'ordinateur tentera de faire coïncider (par 30 conversion) les chiffres écrits avec la base de données existante (s'il en existe une). Si la coïncidence (par conversion) ne peut pas être réalisée étant donné qu'il n'existe pas de base de donnée ou du fait que la coïncidence est médiocre avec une base de données existante, le caractère est ajouté à cette base de donnée. Ce procédé d'acquisition se poursuit jusqu'à 35 ce que l'on ait introduit dans la base de données l'ensemble des signes et

caractères de type alphanumérique (ou autre) à utiliser. Le système a la capacité de mettre en mémoire de multiples bases de données de caractérisation de Traits de Tracé pour les systèmes utilisés par plus d'un utilisateur. L'existence d'une base de données de caractérisation de Traits de Tracé unique pour chaque utilisateur a l'avantage supplémentaire de ne pas fai-

re intervenir l'angle d'écriture. Il en résulte que l'invention est adaptable à tons les styles d'écriture et est utilisable par des droitiers et des gauchers. On peut souhaiter incorporer dans l'ap-pareil de l'invention une particularité permettant d'accepter les gauchers et les droitiers. Cette parti5 cularité réside dans un logement (non représenté) qui est prévu pour le connecteur de stylet sur l'un et l'autre côté du boîtier 12, si bien que l'on peut brancher le stylet 16 sur le côté gauche pour les gauchers et sur le

côté droit pour les droitiers.

La Fig. 10 fournit également un exemple de l'utilisation de SI Tou10 chesProgrammables ", Outre la ligne d'entrée, on y voit diverses Touches Programmables. Chaque Touche Programmable correspond & une fonction qui peut être exécutée par le système. Pour exécuter cette fonction, il suffit que l'utilisateur touche le Point indiqué avec le crayon. La Touche Programmable apparaît alors en vidéo inverse et la fonction sélectionnée est 15 executée. Les Touches Programmables présentent de nombreux avantages sur

les touches classiques de fonction. Parmi les avantages les plus significatifs, on peut citer le fait que I'utilisateur n'est plus astreint à mémoriser quelle touche de fonction remplit quelle fonction, le fait que le besoin de recouvrements de clavier est éliminé et le fait que l'on peut disposer de 20 Touches Programmables différentes (pour les visualiser et les rendre opérationnelles) en différents Points à l'intérieur d'un programme.

Les figures 11A à 11I illustrent certaines des simplifications qui sont rendues possibles dans le traitement de texte en utilisant la présente invention. Sur la Fig. 11A, c'est un écran standard de texte qui est visuali25 sé. L'utilisateur du système d'entrée sans clavier décide qu'une information supplémentaire a besoin d'être ajoutée et trace un signe d'insertion (par exemple un signe de renvoi) à l'emplacement voulu sur l'écran. Une ic fenêtre "> d'entrée de données apparaît alors (Fig. 11B). On y inscrit le texte sous forme de Signes Manuscrits (Fig. lC>, il fait l'objet d'une recherche de 30 coïncidence (en étant converti en Signes de Police de Caractères) (Fig. 11D), puis est inséré (Fig. 11B). L'utilisateur revient sur sa décision concernant l'adjonction et trace une ligne horizontale d'un bout à l'autre du contenu nouvellement ajouté (Fig. 11F). Celui-ci se trouve immédiatement effacé (Fig. 11G). L'utilisateur décide ensuite qu'une marge de droite plus 35 large conviendrait mieux pour le texte. Il trace une ligne verticale sur

l'écran (Fig. 11H) et la marge se trouve automatiquement ajustée (Fig. 11I).

Un schéma-blocs généralisé du traitement d'édition est présenté sur la Fig. 13 et une description de cette figure sera donnée plus loin.

Les figures 12A à 12G illustrent la manière dont on peut utiliser un formulaire en blanc pour un malade en milieu hospitalier. L'utilisateur du système appelle tout d'abord le formulaire en blanc approprié (Fig. 12A).

Cela peut par exemple se faire en touchant une Touche Programmable corres5 pondante. On touche ensuite avec le crayon la zone o doit être insérée l'information, un relevé du pouls dans le cas présent (Fig. 12B). Apres que l'emplacement voulu ait été mis en évidence, une " fenêtre " apparaît directement au-dessous de l'espace libre o le relevé doit être enregistré (Fig.

12C). L'infirmière touche alors à l'aide du crayon la case de coïncidence qui 10 apparaît mise en évidence (Fig. 12D). Le logiciel procède alors à une recherche de coïncidence entre l'introduction manuscrite et les Signes correspondants de Police de Caractères et visualise le résultat (Fig. 12E). S'il existe une coïncidence précise, on touche le bloc " inséré ") (Fig. 12F) et le nouveau relevé se trouve aJouté au dossier du malade (Fig. 12G). Il est évident que l'on peut appliquer ce mécanisme à une large variété de " formulaires en blanc " dans lesquels on introduit ou corrige des données. C'est ainsi par exemple qu'on pourrait l'utiliser pour corriger ou mettre à jour des informations financières dans un programme de calcul de tableaux financiers. Toutes les applications de ce type sont du ressort de la présente 20 invention. On peut enregistrer de la même manière d'autres informations.

C'est pour faciliter la vérification de l'exactitude du caractère in. roduit que l'on utilise un fond noir et des lettres blanches pour des Signes de Police de Caractères nouvellement introduits. Bien que cela soit préférable, il ne s'agit pas là d'un élément essentiel et un fond blanc et 25 des lettres noires sont également acceptables.

La possibilité de créer une fenêtre et des données d'entrée sur le même écran que le texte à éditer ou l'espace vide destiné aux données à introduire, et au voisinage matériel de ce texte ou cet espace vide, constitue une particularité importante de la présente invention étant donné qu'elle 30 autorise une utilisation aisée et rapide de celle-ci. L'oeil de l'utilisateur

peut réaliser sa mise au point sur l'espace vide o les données doivent être insérées, tandis que la possibilité de visualiser simultanément les Signes Xanuscrits et les Signes correspondants de Police de Caractères lui permet.

de voir facilement les erreurs lorsque le système " commet une erreur de 35 lecture " sur un Signe Manuscrit, et de corriger alors rapidement et facilement ces erreurs.

On va maintenant décrire, en se reportant tout d'abord à la Fig. 5, l'exécution et le fonctionnement d'ensemble du logiciel de reconnaissance de tracés. Lorsque le système d'exploitation appelle le programme de reconnais-

sance de tracée, ce programme démarre au premier pavé 75 o un certain nombre de variables et de compteurs sont initialisés. Le logiciel progresse alors Jusqu'au losange de décision 76 o le programme détermine si le stylet 16 (Fig. 2) est au contact de l'écran d'entrée 18 (Fig. 2A). Le système 5 délivre un signal " crayon posé ", comme indiqué et fournit également les tensions de coordonnées X, Y en tant que signaux de localisation, comme décrit plus haut et comme représenté dans le pavé de traitement 18. En utilisant le logiciel conforme à la présente invention, le micro-ordinateur 14 (Fig. 4) convertit ces signaux de localisation de coordonnées X, Y en carac10 téristiques de Trait de Tracé en utilisant des programmes rangés dans la ROE 54 (Fig. 4), cette conversion pouvant par contre être effectuée par un micro-ordinateur séparé tel que le microcontroleur 44. Si un signal de crayon posé est reçu, le logiciel progresse jusqu'au pavé de traitement 80 o les signaux individuels de localisation sont combinés en ( Traits de 15 Tracé "), un Trait de Tracé se définissant conmme étant l'ensemble des signaux de localisation de Point délivrés entre un signal de " crayon posé "

et un signal de sc crayon relevé ".

Le système calcule alors pour chaque Point une transformée telle que décrite ci-dessous et qui transforme les coordonnées de Point en les 20 faisant passer du système de coordonnées cartésiennes X, Y à un système de coordonnées de relation. Le logiciel s'avance ensuite jusqu'au pavé de tra;tement 82 o il compare le Trait de Tracé aux Traits de Tracé précédemment introduits qui sont accumulés dans une base de données et il détermine si ce Trait de Tracé est représenté par un signe présent dans cette base de 25 données. Si la coïncidence est constatée (si le Signe de Police de Caractères représenté par les Traits de Tracé est reconnu), comme indiqué dans le losange de décision 84, le microprocesseur 50 (Fig. 4) fait envoyer ce signe sur l'écran de visualisation 20 (Fig. 4), comme indiqué dans le pavé de traitement 86. Si la coïncidence n'est pas constatée, le microprocesseur 50 30 (Fig. 4) fait visualiser un message tel qu'indiqué dans le pavé de traitement 88 et qui requiert une nouvelle introduction à l'aide du stylet sur l'écran d'entrée 18 (Fig. 4) en faisant clignoter une entrée qui soit est

voisine d'une coïncidence, soit est un signe de non-reconnaissance.

Comme indiqué plus haut, le logiciel compare les caractéristiques 35 de Trait de Tracé de chaque Signe Xanuscrit aux entrées de données précédemment mises en mémoire dans une base de données. Dans un mode préféré de réalisation, la base de donnée est agencée en sections de caractères ou signes en fonction du nombre de Traits de Tracé nécessaires pour réaliser le caractère ou signe. A l'intérieur de chaque section, les entrees- sont tout d'abord disposées de manière aléatoire, mais, après utilisation, comme expliqué par la suite, les entrées les plus fréquemment utilisées " montent " vers le haut de la base de données. On remarquera que chaque utilisateur a son propre style particulier pour écrire un Signe Manuscrit et que chaque

Signe Manuscrit peut présenter un certain nombre de variations différentes.

C'est ainsi par exemple que de nombreuses personnes écrivent la lettre minuscule ( h " en utilisant un Trait de Tracé unique. Elles le font en commençant & déplacer le crayon sur la tablette d'écriture en un Point o elles désirent situer l'extrémité supérieure de la lettre, en traçant une li10 gne verticale vers le bas jusqu'à la ligne de base, puis, sans retirer le crayon du papier, en revenant Jusqu'au Point milieu de la ligne verticale précédemment tracée, en tournant vers la droite et en descendant jusqu'à la ligne de base o elles retirent alors le crayon du papier. D'autre part, ces mêmes personnes peuvent tracer la lettre majuscule "( H " en utilisant deux 1 5 Traits de Tracé. Elles le font en traçant la barre verticale de gauche et la barre horizontale comme on le fait pour la minuscule < h ", en retirant le crayon de la tablette, puis en traçant la barre verticale de droite. L'Annexe I présente les données correspondant aux Points de données de Trait de Tracé de ces deux lettre sous la forme o ces données sont mises en mémoire $t après avoir été produites suivant un mode de réalisation de la présente invention. Comme le montre cette Annexe I, la lettre e h)" tracée à un moment particulier par un utilisateur présente un Trait de Tracé (ns = 1) compurtant 20 Points (np = 20) et des caractéristiques de coordonnées x et y cor25 respondant aux valeurs normalisees de minimum, de moyenne et de maximum (1/80ème d'une largeur de ligne) qui sont les suivantes: respectivement - 17 et -6, 0 et 18, et 19 et 60. Les valeurs de la première colonne verticale sont les pentes de Point à Point, normalisées à 360'/256. Les valeurs de la seconde colonne verticale sont les positions verticales moyennes Point par 30 Point au-dessus de la ligne de base, normalisées à 1/80ème de la largeur de

ligne. Une largeur typique de ligne est d'environ 10,16 mm.

Si l'on se reporte maintenant à la Fig. 6, on y voit illustrée une hiérarchie des programmes de logiciel. A la partie supérieure, supervisant l'exploitation entière du système informatisé 10 (Fig. 1), il est prévu un 35 système d'exploitation indiqué par le pavé 90. Les programmes d'application indiqués dans les pavés 92 et 94, programmes résidant dans la RAN 56 (Fig. 4) et la ROX 54 (Fig. 4), peuvent être exécutés par le microprocesseur 50 (Fig. 4) sous le contrôle des systèmes d'exploitation. Lorsqu'un Caractère Nanuscrit est requis ou est indiqué par une interruption, c'est le logiciel de reconnaissance de tracés manuscrits 96 qui est appelé. Un premier sousprogramme, indiqué dans le pavé 98, code les coordonnées X, Y en Traits de Tracé. Les caractéristiques des Traits de Tracé sont alors définies par un sous- programme 100 qui est suivi par une comparaison des Traits de Tracé avec une base de données qui a été chargée de la RO! 54 (Fig. 4) dans la

RAX 56 (Fig. 4). Cette comparaison est réalisée par un sous-programme 102.

Lorsque le système d'exploitation est réalisé dans le mode d'"( acquisition ", la base de données est mise à jour à l'aide des nouveaux signes et données de Trait de Tracé, comme indiqué dans le pavé 104. D'une manière analogue, 10 un document précédemment mis en mémoire peut être édité par le programme

d'application 92 en utilisant la fonction d'édition 94 qui est appelée par l'opérateur et qui fournit les instructions sous forme d'entrées, en utilisant les programmes 98, 100 et 102 du programme de reconnaissance de tracés manuscrits 92.

Si l'on se reporte maintenant également à la Fig. 7, le système d'exploitation 90 (Fig. 6) exécute le logiciel de reconnaissance de Caractères Manuscrits 96 (Fig. 6) en acceptant comme entrée les Points de coordonnées X, Y, indiqués dans le pavé 110, qui correspondent à la position du stylet 16 (Fig. 2) sur l'écran d'entrée 18 (Fig. 2) et il code ces Points 20 so-us forme de Traits de Tracé, comme indiqué dans le pavé 112. Le program- caractérise alors ces Traits de Tracé à l'aide d'un certain jeu de desion, par exemple en prenant en compte la lon:ueur, la courbure, la

pente et la position du Trait de Tracé, comme indiqué dans le pavé 114.

Dans le pavé 116, on trouve alors la meilleure comparaison du Trait de Tra25 ce caractérisé ou de la séquence de Traits de Tracé caractérisée, avec ceux présents dans la base de données. Si une coïncidence étroite suffisante esttrouvée, le caractère est identifié dans le pave 118 et l'entrée de la base de données est permutée avec l'entrée située audessus, comme indiqué dans le pavé 120. De cette manière, les caractères les plus fréquemment identi30 fiés vont " s'élever " jusqu'au haut de la base de données et le rendement d'ensemble du système, mesuré en temps nécessaire pour trouver une coïncidence, s'accroîtra. Si une coïncidence n'est pas trouvée, l'utilisateur peur procéder à une adjonction au bas de la base de données, comme indiqué dans

le pavé 122.

Les Fig. 8 et 9 vont maintenant servir à présenter un organigramme du programme d'ordinateur permettant de reconnaitre une séquence particulière de Trait de Tracé. Ce programme d'ordinateur démarre au premier pavé 150 et progresse de façon à traiter les tensions X, Y à parti- du pavé de traitement 152, les tensions ayant été converties en un signal numérique. Le programme s'avance alors jusqu'au pavé de décision 154 o le programme détermine si le crayon ou stylet 16 (Fig. 2) est hors de contact avec l'écran d'entrée 18. Cette détermination est réalisée par le fait que la tension X et la tension Y valent l'une et l'autre zéro. Si le programme détermine que le 5 crayon est relevé, le Trait de Tracé est alors déterminé comme étant achevé et le programme se branche sur le pavé de décision 156. Dans ce pavé de décision 156, le programme détermine s'il existe moins de trois Points dans le Trait de Tracé et, si tel est le cas, le programme se branche sur le pavé de décision 158. Dans ce pavé de décision 158, le programme détermine s'il 10 y a ou non zéro Point dans le Trait de Tracé. S'il y a zero Point dans le Trait de Tracé, le programme se reboucle sur le commencement du pavé de traitement 152 o un autre Jeu de Points est lu. Si le compteur de Points (qui progresse dans le pavé de traitement 164) indique qu'il y a plus de zéro Points, le programme se branche sur le pavé de traitement 172. Dans ce 15 pavé de traitement 172, le Trait de Tracé est identifit comme étant un point et sa hauteur au-dessus de la ligne de base (HALB) est calculée dans le pavé de traitement 173. A partir de ce pavé de traitement 173, le

programme progresse jusqu'au pavé de traitement 171.

Par contre, si c'est le signal de crayon posé qui est reçu, le pro20 gramme se branche sur le pavé de traitement 160 o les tensions sont introduites d.ns une fonction linéaire afin de déterminer le Point de coordonnées en ut:--nt les formules suivantes X - aivi + b Y = a-v + b2 Les constantes ai et b1 sont des paramètres linéaires que l'on détermine en

calibrant la surface d'entrée du visuel particulier considéré.

Une fois que les tensions ont été soumises à ces fonctions linéaires, le programme s'avance jusqu'au losange de décision 162 o le programme détermine s'il s'agit ou non d'un Point erroné. Cela se fait en comparant la 30 distance entre Points et en éliminant un Point si la distance est trop grande (on utilise actuellement une valeur supérieure à 2,54 mm). D'autre part, un Point est également éliminé si les Points sont trop proches l'un de

l'autre. On fusionne actuellement des points s'ils sont à moins de 0,38 mm.

Le problème de comparaison qui se pose pour le premier Point est 35 résolu en déterminant si un Point est le premier Point après que le crayon se soit posé, et on n'utilise alors ce Point que pour vérifier le Point suivant qui est accepté, en supposant que ce Point se trouve à moins de la

distance maximale (2,54 mm).

260C'2069

Si la distance entre Points est déterminée comme ne respectant pas les deux critères, le programme abandonne le Point et se reboucle au haut du pavé de traitement 152 afin de lire une autre paire de tensions de

Points de coordonnées.

Par ailleurs, si les Points respectent les critères, le programme se poursuit vers le pavé de traitement 164 o un compteur de Points est incrémenté de façon à garder trace du nombre des Points. Ce nombre est utilisé dans le losange de décision 156, comme indiqué plus haut. Le programme progresse alors jusqu'au pavé de traitement 166 o les Points sont lissés 10 conformément à l'une quelconque d'un certain nombre de formules. Le lissage est utilisé pour rendre minimal le bruit provenant de la numérisation, d'un déplacement aléatoire de la main et du bruit électronique. La technique la plus simple de lissage est une moyenne de Points multiple qui permet de calculer de nouveaux Points (x,', yj') de la manière suivante: 15 n= XJ' = x&/(nu - ni + 1) i= ni

et d'une maniè-re analogue pour yJ' qui est lissée sur des Points ni - n=.

Une autre méthode simple est appelée méthode des moyennes pondérées courantes et utilise la formule suivante: x.' =:a Xj +.1 - a) X.'-Alpha est une const- e de pondération qui, est habituellement positive (et inférieure à un? -et are l'on a utilisé à 0,25. Les sommations ont été prises avec n. moins ni égal à un. Une troisième méthode implique ce que l'on ap25 pelle une adaptation de spline pour laquelle on utilise la formule suivante: Xi' = (xi-, + 4 Xj + A-F 1) On peut appliquer l'une quelconque des méthodes qui précèdent, soit avant, soit après filtrage. Ce filtrage est réalisé dans le but de réduire le nombre de Points d'entrée et d'espacer les données de façon que les calculs 30 de différence et/ou d'angle puissent être effectués entre des limites acceptables d'erreur aléatoire. Il s'est avéré qu'un filtre efficace est constitué par un procédé simple permettant de fusionner une séquence de Points et qui consiste à exclure l'acceptation de Points ultérieurs à l'intérieur d'une

distance fixée par rapport aux Points précédemment acceptés.

A partir du pavé de traitement 166, le programme progresse jusqu'au pavé de traitement 168 o le Point est mis en mémoire dans un élément de rangement qui est incrémenté à chaque nouveau Point apparaissant depuis le dernier signal de crayon posé. De la sorte, il est créé un élément de rangement de Points qui est adressable, pour chaque séquence de Points obtenus entre un signal de crayon posé et un signal de crayon relevé. Cette séquence de Points est appelée Trait de tracé. A partir du pavé de traitement 168, le programme se reboucle sur le haut du pavé de traitement 152 o un autre Point est obtenu jusqu'à ce qu'un signal de crayon relevé termine le Trait de Tracé. Dans le losange de décision 156, il a été procédé à une détermination sur la question de savoir s'il y avait ou non moins de trois Points dans un Trait de Tracé. Par définition, s'il y a trois Points ou plus dans un Trait de Tracé, ce Trait de Tracé est une ligne et non un point. S'il y a 10 trois Points ou plus dans le Trait de Tracé, le programme se branche sur le pavé de sous-programme 170. Dans ce pavé de sous-programme 170, qui est discuté ci-dessous de manière plus détaillée en regard de la Fig. 9, le Trait de Tracé est caractérisé en ce qui concerne sa pente et sa hauteur

par rapport à la ligne de base.

Comme on peut le voir d'après ce qui précède, la segmentation du train de Points de coordonnées dans un Trait de Tracé est basée principalement sur la détermination du moment o le stylet 16 est " relevé " ou n'est pas en contact avec la surface de l'écran d'entrée 18. En variante, un train de Points peut être segmenté de façon à former des Traits de Tracé 20 sur la base d'autres considérations. C'est ainsi par exemple qu'ils peuvent être segmencetés sur la base de variations apparaissant dans une courbure calculée localement ou sur la -base d'une courbure locale-. importante. Une courbure locale se calcule d'a rés la variation de dist,-ice le long des coordonnées d'entrée, divisée par la variation de pente. Cela donne le rayon 25 de courbure. Lorsque le rayon de courbure varie rapidement par rapport à la distance le long des coordonnées d'entrée, ou si le rayon est trop petit, un Trait de Tracé de segmentation est alors supposé se terminer, et un nouveau Trait de Tracé commence. D'autres techniques de segmentation peuvent tenir compte du maximum et du minimum relatifs dans l'une des coordonnées ou les 30 deux et/ou des croisements de courbe dans les coordonnées. On a toutefois

établi que ces deux dernières méthodes sont moins efficaces.

La caractérisation d'un Trait de Tracé réduit la séquence de coordonnées définissant le Trait de Tracé ou segment à un jeu de caractéristiques qui sont uniques, généralisées et minimales. Le caractère d'unicité est 35 basé sur deux facteurs, l'un selon lequel les mêmes caractéristiques sont produites par les mêmes coordonnées et l'autre selon lequel les caractéristiques sont suffisantes pour reconstituer une approximation de la séquence initiale de coordonnées. Le terme " généralisé " est utilisé pour signifier

que la caractérisation est invariable sous l'effet de transformations ren-

dant les signes invariables (par exemple une translation et l'application d'une fonction linéaire, ou un étirement ou encore une légère inclinaison) .

L'application d'une fonction linéaire sur toutes les distances s'effectue en adoptant le rapport entre la distance et une largeur de ligne d'entrée d'écriture. Le Jeu minimal de caractéristiques d'un segment comporte les particularités suivantes: (1) la position du Trait de Tracé: un ou plusieurs des éléments constitués par le centre de gravité/moyenne, par les Points extrêmes d'étendue ou de 10 début et de fin déterminés par rapport à la ligne d'entrée d'écriture, à de précédents Traits de Tracé ou à un centre ou une étendue de caractère;

(2) la forme d'un Trait de Tracé est caractérisée par un ou plusieurs des éléments constitués par la pente moyenne, la variation de pente (qui est unemesure de la courbure moyenne) et/ou une variation de courbure, par une sé15 quence de pentes sur des segments de longueur spécifique ou sur des longueurs fractionnaires, ou encore par une description grossière de la direction linéaire ou de la finition circulaire et de la direction d'ouverture;

(3) la longueur du Trait de Tracé, caractérisée par la distance mesurée le long de la courbe et/ou par l'extremum d'étendue le long du système de coordonnées.

Dans un mode de réalisationr. de la:.résente invention, on a utilisé avec succès un positionnement donné par 1 centre de gravité, un extremum d'étendue et is coordonnées de départ et d fin. La forme du Trait de Tracé est codée sous la forme d'une séquence de pentes et de positions verticales 25 (par rapport au centre de gravité du Trait de Tracé). Une approximation de la longueur du Trait de Tracé peut être constituée par le nombre de Points filtrés. En variante, la courbure moyenne peut être codée en variation totale de pente (en même temps que la longueur), en variation entre la pente de départ et de fin, ou dans une adaptation la courbe de l'angle de pente en 30 fonction de la longueur en ce qui concerne le taux de variation de cet angle de pente. Comme caractéristiques supplémentaires que l'on pourrait utiliser, on peut citer l'emplacement des extremum relatifs de coordonnées, les croisements de courbe, les points de rebroussement et la direction du Trait de Tracé. Une méthode particulière utilisée pour déterminer les caractéristi35 ques uniques est indiquée ci-dessous: 1. On détermine les valeurs numériques des Critères correspondant à chaque

Trait de Tracé du Signe Nanuscrit.

2. On détermine les valeurs de la base de données correspondant à chaque Trait de Tracé du Signe Manuscrit précédemment "i acquis)> et on les soustrait respectivement des valeurs nouvellement déterminées.

3. On applique une fonction linéaire sur les valeurs absolues de chaque dif5 férence de façon à rendre chacune des cinq mesures raisonnablement équivalente aux autres, les longueurs étant par exemple rendues proportionnelles à

la hauteur entre lignes.

4. On additionne les cinq valeurs ainsi déterminées.

5. On utilise un seuil préfixé en tant que test de reconnaissance de " qua10 lité " -- si la valeur est trop élevée, les Signes de Police de Caractères

sont rarement reconnus, tandis qu'une valeur trop faible provoque un défaut d'identification des Signes de Police. On utilise initialement des seuils d'approximativement 1000, puis on les fait passer à approximativement 100 pour obtenir une reconnaissance améliorée. Si le seuil est dépassé, la com15 paraison est rejetée et un message d'erreur est creéé et visualisé.

6. La base de données est explorée pour trouver une différence numérique minimale. Si cette différence minimale est inférieure au seuil acceptable pour la reconnaissance, le Signe de Police de Caractères correspondant est

visualisé sur l'écran ou l'instruction est exécutée, suivant le cas.

Il s'est également avéré que la classification préférée pour un Trait de Tracé est une classification continue plutô qu'une classification grossièrement discrète. C'est ainsi par exemple qu'il est préférable de déterminer une pente par un angle mesuré suivant 256 directions plutôt que suivant 8. Comme autres classifications non continues, on peut citer les 25 barres/arcs/crochets, le nombre et la fermeture des points de rebroussement,

ou encore les Traits de Tracé horizontaux ou verticaux.

A partir du sous-programme 170, le programme progresse jusqu'au

pavé de traitement 171 o à la fois un Trait de Tracé individuel et un ou plusieurs Traits de Tracé précédents sont comparés à une entrée de base de 30 données qui est en mémoire dans la RAM 56 (Fig. 4).

Cette comparaison commence initialement par trois questions éliminatoires qui sont posées par le programme dans les losanges de décision 174, 176 et 178. Dans chaque cas, si l'entrée de la base de données est éliminée, le programme progresse jusqu'à un pavé de traitement 180 o l'adresse 35 de la nouvelle entrée de données est reçue et à partir duquel le programme se reboucle sur le haut du pavé de traitement 171. Dans le losange de décision 174, la première question éliminatoire est posée en recherchant si le nombre des Traits de Tracé est différent. Si ce nombre des Traits de Tracé est le même, le programme progresse jusqu'au losange de décision 176 o la

260 2 0 6 9

Hauteur Au-dessus de la Ligne de Base (HALB) moyenne est calculée et comparée à la HALB de l'entrée de données. Cette entrée est éliminée si la différence dans les HALB moyennes est supérieure à la moitié de la hauteur de la ligne d'entrée. A partir d'une détermination négative dans le losange de décision 176, le programme progresse jusqu'au losange de décision 178 o le nombre de Points par Trait de Tracé est comparé, l'entrée de la base de données étant éliminée si la différence sur le nombre de Points est supérieure à 10. Cette détermination diffère de celle effectuée dans le losange de décision 174 dans la mesure o elle ne concerne que le nombre de Points 10 correspondant à chaque Trait de Tracé.Par contre, dans le losange de décision 174, certaines lettres, telles que les lettres majuscules " E " et

" A ", comportent plus d'un Trait de Tracé par lettre.

Si une entrée de données n'est pas éliminée par le losange de décision 178, le programme progresse alors jusqu'au pavé de traitement 182 o 15 ce programme calcule un étalon à utiliser pour déterminer la finesse de la coïncidence existant entre l'entrée sélectionnée dans la base de données et le Trait de Tracé tiré. Un étalon actuellement préféré est constitué par la somme des valeurs absolues des différences existant entre les valeurs de Trait de Tracé et les valeurs d'entrée de base de données: a) pour les distances ou longueurs, en unités de 1/80ème dE la hauteur de ligne (par exemple de l'espace 26 de la Fig. 2), et b) pour les pentes, en unités de 1/256ème de 360' pour Lous les Points

existant le long de la diagonale de la matrice de comparaison.

En variante, on peut utiliser des Techniques de Programmation Dynamique 25 pour rendre la comparaison optimale en utilisant également des éléments

hors diagonale.

A partir du pavé de traitement 182, le programme progresse jusqu'au losange de décision 186 o est déterminée une coïncidence. D'une manière pratique, une coïncidence se détermine à l'aide (de l'application) d'un éta30 lon (arbitraire) (variance maximale autorisable) qui est la somme des valeurs absolues des différences existant entre la caractérisation de Trait de Tracé introduite et celle de l'entrée de base de données en mémoire. Dans le pavé de traitement 183, c'est celui qui est le plus faible parmi l'étalon actuel et l'étalon le plus faible précédent qui est sauvegardé comme consti35 tuant la meilleure coïncidence. Le programme progresse alors Jusqu'au losange de décision 184 o une détermination est effectuée pour savoir si l'entrée actuelle est ou non la dernière entrée de la base de données. Si elle ne l'est pas, le programme se branche sur le pavé de traitement 180 o est sélectionnée l'entrée suivante. Si c'est la dernière entrée, le programme

* progresse jusqu'au losange de décision 186 o une détermination d'une coïncidence est réalisée sur la base de l'étalon se trouvant au-dessous d'un seuil préfixé. Ce seuil est fixé par l'utilisateur en se basant sur son expérience du système.

Si aucune coïncidence n'est obtenue, le programme se branche sur le losange de décision 188 o est réalisée une détermination sur la question de savoir si tous les Traits de Tracé ont été contrôlés ou non. Si le dernier Trait de Tracé a été contrôlé, le Trait de Tracé actuel est alors comparé de manière séquentielle à un Trait de Tracé précédent pour toutes les lO entrées à deux Traits de Tracé. De même que dans la comparaison avec toutes les entrées de dictionnaire à un Trait de Tracé, la meilleure comparaison de concordance pour tous les Traits de Tracé introduits constitue le signe ou

séquence de signes, reconnu(e).

Si par centre le dernier Trait de Tracé a été lu et qu'il n'existe pas enco15 re de coïncidence, le programme progresse alors jusqu'au pavé de traitement o une question est affichée sur l'écran de visualisation 20, demandant à l'utilisateur si un nouveau Signe de Police de Caractères doit être ajouté à la base de données. L'utilisateur répond et cette réponse est utilisée dans le losange de décision 192. Ou bien la séquence de Trait de Tracé est 20 ajoutée & la base de données dans le pavé de traitement 194 et le programme se retranche sur le haut du pavé de traitement 152, ou bien le programme se

branche immédiatement sur ce haut du pavé de traitement 152.

Si par ailleurs une coïncidence est déterminée dans le losange de décision 186, le programme se branche sur le pavé de traitement 195 o le 25 programme brasse la base de données en intervertissant l'emplacement de série de l'entrée faisant l'objet de la coïncidence avec l'entrée située audessus d'elle. Le programme progresse alors jusqu'au pavé de traitement 196 o ce programme met à zéro le compteur de Points et le compteur d'incréments. Le programme progresse ensuite jusqu'au pavé de traitement 198 o le 30 ou les Traits de Tracé qui font l'objet d'une coïncidence et d'une caractérisation sont visualisés par l'ordinateur comme constituant le Signe de Police de Caractères identifié. Cette visualisation est située à l'emplacement o

l'introduction a été effectuée sur l'écran d'entrée 18 (Fig. 2).

A partir du pavé de traitement 198, le programme progresse jusqu'au 35 pavé de traitement 200 o ce programme peut effectuer n'importe quelle instruction qui a été interprétée. Une variante de caractérisation du Trait de Tracé utilise les Points eux-mémes à la place de la longueur, de l'extension,

de la courbure, et de la position.

La caractérisation des Traits de Tracé présentement considérée est illustrée de manière plus détaillée sur la Fig. 9. Le sous-programme de caractérisation des Traits de Tracé 170 execute essentiellement une transformation mathématique de chaque Point, sur une base de travail Point par Point, de façon à transformer les Points en les faisant passer d'un système de coordonnées cartésiennes X, Y à un système dans lequel les coordonnées sont la pente normalisée de chaque Point et la hauteur normalisée de ce

Point au-dessus de la ligne de base (HALB).

Le sous-programme 170 calcule tout d'abord la pente Point par Point dans le pavé de traitement 220, puis calcule la hauteur de chaque Point au10 dessus de la ligne de base dans le pavé de traitement 222.- La pente et la

HALB de chaque Point sont alors normalisées, respectivement à 1/256ème de 2 Pi et à 1/80ème de la largeur de la ligne d'entrée, dans le pavé de traitement 224. A partir de ce pavé de traitement 224, le système progresse jusqu'au pavé de traitement 226 o les valeurs normalisées calculées pour chaque Point sont mises en mémoire dans une élément de rangement adressable.

Le sous-programme retourne alors au programme par l'intermédiaire du pavé

de sortie 228.

Lorsque la comparaison s'effectue entre chaque ra^^ de Tracé et les valeurs mises en mémoire, cette comparaison est effectuée pour la pente 20 normalisée du Point et la hauteur normalisée du Point au-dessus de la ligne

de base. Comme indiqué ci-dessus, une coïncidence se déterminé à l'aide d'un étalon arbitraire qui est la somme des valeurs absolues des différences existant entre le Trait de Tracé écrit et le Trait de Tracé de dictionnaire ou Trait de Tracé en mémoire. Le système procède à une " acquisition " en 25 ajoutant de nouveaux Traits de Tracé à la base de données de dictionnare.

Une fois cette base de données remplie, les Signes de Police de Caractères

qui sont utilisés rarement sont remplacés par de nouvelles entrées.

Dans un mode pratique de réalisation de la présente invention, l'algorithme a identifié avec succès des lettres majuscules et minuscules et des chiffres écrits séparément l'un de l'autre. Pour des Signes Nanuscrits qui sont tracés de façon à être continus, une extrapolation directe exigerait l'exploration d'une base de données de manière séquentielle pour des signes à un, deux, trois, etc. Traits de Tracé et la recherche de la meilleure concordance. Lors de l'identification d'une concordance de Trait de Tracé, une 35 lettre " nouvelle " fait l'objet d'une reconnaissance à titre d'essai, à la seule différence du fait que ce sont les quelques Traits de Tracé suivants qui sont analysés pour vérifier s'ils modifient le signe précédent en permettant une- meilleure concordance. C'est ainsi par exemple que deux Traits de Tracé qui ont été identifiés comme étant des " uns ") seraient combinés et modifiés pour donner la lettre majuscule " H " une fois qu'une barre

transversale a été identifiée.

La conception de système présentée par les Fig. 7 à 9 pourraient facilement être codée dans pratiquement n'importe quel langage informatique par un spécialiste ordinaire dans la technique de programmation des ordinateurs. Les listings en langage source prévus pour un programme d'application utilisant l'invention ici présentée font l'objet de l'Annexe II. Le logiciel de cette Annexe II est écrit en Xicrosoft Basic, langage informatique courant qui est disponible pour pratiquement tous les micro-ordinateurs et 10 systèmes d'exploitation. Ce programme est une démonstration complète d'édition de texte qui tire avantage de nombreuses particularités-clés de l'invention et prouve les perfectionnements qui peuvent être réalisés par rapport aux systèmes traditionnels de traitement de texte en utilisant cette invention. Les lignes de programme 2600 à 4000 contiennent le sous-programme

de reconnaissance des caractères qui comprend le logiciel de codage nécessaire pour obtenir les coordonnées X et Y. Cette section du programme correspond à la Fig. 8.

Les lignes de programme 2600 à 2699 constituent un sous-programme 20 conçu pour obtenir les coordonnées X et Y d'un Point donné. Ce codage correspond aux pavés 152, 154, 160, 162, 164, 166 et 168 de la Fig. 8.

Les lignes de programme 3000 à 3339 constituent un sous-programme d'analyse et de caractérisation des Points et des Traits de Tracé formant

une application des pavés 156, 158, 170, 172 et 173 de la Fig. 8.

Les lignes de programme 3700 à 3790 constituent un sous-programme conçu pour comparer les Traits de Tracé analysés à une base de données de Traits de Tracé. Ces lignes de programme forment une application des pavés

171 à 184 de la Pig. 8.

Les lignes de programme 3810 à 3980 constituent un sous-programme 30 qui est conçu pour acquérir un nouveau caractère. Ce codage forme une application des pavés-186, 188, 190, 192 et 194 de la Fig. 8.

Les lignes de programme 3060 à 3273 constituent un sous-programme conçu à des fins de caractérisation des Traits de Tracé. Cette section du

codage correspond à la Fig. 9.

Les lignes de programme 3060 à 3095 sont utilisées pour calculer

des pentes Point à Point et forment une application du pavé 220.

Les lignes de programme 3058, 3241 et 3262 sont utilisées pour calculer une hauteur au-dessus de la ligne de base (HALB) et correspondent

au pavé 222 de la Fig. 9.

Les lignes de programme 3253 et 3270 & 3273 sont utilisées pour normaliser la hauteur et la pente des points et correspondent au pavé 224

de la Fig. 9.

La ligne de programme 3253 est utilisée pour mettre en mémoire la hauteur au-dessus de la ligne de base et forme une application du pavé 226

de la Fig. 9.

Le programme précédent peut être rangé dans la mémoire d'un microordinateur ou microprocesseur en exigeant approximativement 25K de mémoire machine, de sorte que l'on peut constater que l'utilisation du programme 10O n'emploie pas une grande quantité de mémoire coûteuse et est relativement rapide pour réaliser l'exécution de ce programme. Si ce programme est écrit en langage autre que le Basic, exigeant moins de mémoire, par exemple le

langage d'assemblage, la taille du programme peut être rendue plus petite.

Les pavés 195 à 200 de la Fig. 8 apparaissent à certains emplace15 ments logiques au cours du codage.

Un dictionnnaire des variables de la section pertinente de codage

fait l'objet de l'Annexe III.

La Fig. 13 représente un organigramme utilisé pour le logiciel d'édition ( " Editeur ") présenté sur les Fig. 11.4 à 11I et décrit ci-des20 sus. Une fois l'Editeur chargé dans le système (pavé 229), le contrôle de l'écran est rendu au système. Ce système progresse alors de la manière normale décrite ci-dessus de façon à acquérir des Points et à les visualiser (pavé 230), convertir ces Points en Traits de Tracé (pave 231), caractériser chaque Trait de Tracé (pavé 232) et tenter de faire coïncider le ou les 25 Traits de Tracé avec la base de données (pavé 233). Dans le pavé de traitemeit 234, le système envoie chaque Signe Manuscrit à l'Editeur en vue d'interpréter et exécuter si nécessaire une instruction. Au losange de décision 235, l'Editeur détermine si le Signe Manuscrit est ou non un Signe d'Edition ou un Signe de Police de Caractères. Si la détermination indique 30 que le caractère est un Signe d'Edition, l'Editeur progresse jusqu'au pavé de traitement 236 o il détermine quel Signe d'Edition a été introduit et execute la fonction d'Edition. Si la détermination indique que le caractère n'est pas un Signe d'Edition, c'est alors le caractère alphanumérique correspondant à l'entrée manuscrite qui est visualisé au pavé de traitement 35 237. Dans une variante de configuration de l'Editeur, des Signes de Police de Caractères ne seront acceptés que lorsque l'Editeur est dans le ( Mode d'Insertion ". Cette structure donne l'assurance que chaque Signe de Police de Caractères est vérifié avant d'être ajouté à un document, L'Editeur utilise divers signes conçus pour rendre l'édition sur ce système semblable à l'édition traditionnelle à l'aide d'un crayon et papier, mais beaucoup plus efficace que celle-ci. Parmi ces fonctions, on peut citer, sans qu'elles y soient limitées: Le signe EFFACER - " ----- ", c'est-à-dire une ligne horizontale tracée d'un bout à l'autre d'un ou plusieurs caractères. L'Editeur

retirera les caractères recouverts et reformatera le texte.

Le signe AJUSTER LES MARGES - " I ", c'est-à-dire une ligne verticale plus longue que la hauteur d'une ligne de la visualisation. L'Editeur 10 ajustera la marge à la position indiquée et reformatera le texte.

Le signe INSERER - " A ", c'est-à-dire un signe de renvoi tracé au Point o le texte doit être ajouté. L'Editeur visualise une ligne pour écrire

l'entrée (Fig. 11B) et, une fois l'entrée reconnue, l'introduit dans le texte.

Les signes XARQUER LE TEXTE - "c < > et " > ", c'est-à-dire des si15 gnes " plus petit que " et " plus grand que " tracés au début et à la fin d'un bloc de texte. Le texte marqué est visualisé en vidéo inverse et des

fonctions spéciales peuvent être exécutées sur ce bloc.

EFFACER LE TEXTE MARQUE - Un signe effacer tracé à l'intérieur du

texte marqué supprimera le texte marqué et reformatera.

DEPLACER LE TEXTE MARQUE - Un signe insérer tracé à un endroit quelconque à l'intérieur du texte déplace le texte marqué vers la position

indiquée, l'efface de sa position d'origine et reformate le texte.

REXPLACER LE TEXTE XARQUE - Un signe insérer tracé à l'intérieur

du texte marqué visualise une ligne d'entrée et remplace le texte marqué par 25 le texte introduit.

Les Signes d'Edition décrits ci-dessus peuvent être remplacés par les Signes particuliers d'Edition préférés par chaque utilisateur, ce qui personnalise ainsi l'Editeur et empêche de nouveaux utilisateurs d'avoir à

apprendre des Signes d'Edition peu familiers.

D'autres modifications et perfectionnements apportés à la présente invention seront évidents pour les spécialistes en la matière. C'est ainsi par exemple que les caractéristiques courantes de chaque Signe de Police de Caractères pourraient être extraites et organisées sous forme d'un signe de synthèse. Les caractéristiques de ce signe de synthèse pourraient alors être 35 exagérées de façon à rendre maximale leur divergence par rapport à d'autres

signes de synthèse. Cela permettrait de créer une base de données optimale, très compacte. Par ailleurs, à titre d'exemple, une base de données créée à l'aide du mode préféré de réalisation de l'invention ici décrit donnerait habituellement deux ou trois caractérisations différentes pour chaque signe.

L'invention présente de nombreuses applicat ions utiles, pratiquement sans limitation. Les applications les plus évidentes sont l'édition de textes et le remplissage et la modification de formulaires Certaines des nombreuses autres applications qui ne pourraient pas venir aussi facilement à l'esprit sont l'écriture dans des langues utilisant de grands nombres de signes comme le Japonais ou le Chinois, l'écriture en Arabe ou langues analogues constituées d'un nombre limités de signes complexes, l'écriture des équations chimiques, y compris celles impliquant des composés organiques, l'écriture de la musique (une " fenêtre " comportant cinq lignes parallèles 10 peut être prévue pour ces applications musicales>, l'écriture de signes et codes en vue d'une manipulation graphiques de données, y compris le transfert de données graphiques sur un programme de calcul de tableaux f inanciers, le domaine de l'éducation, o des questions fixées à l'avance sont présentées sur des écrans et o les réponses sont présentées en écriture 15 cursive, le domaine d'enseignement des mathématiques, o des nombres sont introduits manuellement dans des équations et o les équations sont analysees en utilisant ces nombres pour en déterminer le résultat, les applications de conception et fabrication assistées par ordinateur impliquant

des signes,. des formes géométriques et des éléments analogues.

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2 6C206 9

AN-NEXW ITT

AI1 - angle de pente entre les Points X et Ml A2 - angle précédent DAi variation d'angle (Al-A2) SEND - indicateur de fin d'un Trait de Tracé ZX - sommation des positions X à double précision par pondération des longueurs d'arc ZY - sommation des positions Y à double précision par pondération des longueurs d'arc ZA - sommation des angles à double précision par pondération des longueurs la d'arc ZDA - variation de la sommation des angles à double précision ZL - longueur à double précision NSP - nombre de Points dans un Trait de Tracé, compteur NSTRK - nombre de Traits de Tracé 15 XX - X maximum XN - X minimum YX - Y maximum YN - Y minimum Y' - Pointeur pour le Point précédent X2 - (1) nombre minimum de Points pour lequel il faut ajuster peur un angle de 2x X3 - (2) nombre minimum de Points pour lequel il faut calculer la v2z4trn de la variation d'angle NLONG - conDteur (non utilisé) M - Pointeur pour le Point pris en considération NP - Nombre de Points X - élément de rangement des coordonnées X Y - élément de rangement des coordonnées Y DX - variation de X 30 DY - variation de Y ADX -valeur absolue de DX ADY -valeur absolue de DY DS - pseudo longueur d'arc ADX + ADY AY - multiplicateur d'étalonnage pour la direction verticale (Y), par exemple AY > O signifie système de coordonnées vrai vers le bas ADA - variation moyenne courante d'angle DA2o - variation précédente d'angle ASTRT - élément de rangement de l'angle de début du Trait de Tracé SZL - longueur de Trait de Tracé à simple précision SNO - élément de rangement du numéro du premier Point pour chaque Trait de Tracé LHT5 - hauteur entre lignes divisée par 5 en coordonnées de visualisation utilisée comme mesure SL - élément de rangement des longueurs de Trait de Tracé rapportées à la hauteur entre lignes AEND - élément de rangement des angles à la fin des Traits de Tracé SC - élément de rangement des variations d'angle pour chaque Trait de Tracé AZA - angle moyen d'un bout à l'autre d'un Trait de Tracé SX élément de rangement des coordonnées X moyennes du centre de gravité pour chaque Trait de Tracé SY - élément de rangement des coordonnées Y moyennes du centre de gravité 15 pour chaque Trait de Trace SA - élément de rangement des coordonnées moyennes d'angle (pente) pour chaque Trait de Tracé SX]X - élément de rangement de la coordonnée X maximale pour chaque Trait de Tracé 2) SXN - élément de rangement de la coordonnée X minimale pour chaque Trait de Tracé SYN - élément de range.ment de la coordonnée Y minimale pour chaque Trait de Tracé SYX - élément de rangement de la coordonnée Y maximale pour chaque Trait 25 de Tracé DBUG - indicateur de mise au point pour l'impression INPUT - chaîne d'octets d'entrée à rejeter XP, YP - coordonnées d'entrée XA - moyenne de deux Points suivant la direction X 30 YPA - moyenne de deux Points suivant la direction Y XPO moyenne X initiale pour le crayon posé YPO - moyenne Y initiale pour le crayon posé I - point de visualisation correspondant à l'entrée de coordonnée X J - point de visualisation correspondant à l'entrée de coordonnée Y 35 N - compteur de Points d'entrée

XN - compteur pour mesurer la durée avant relèvement du crayon NRU compteur pour mesurer la durée avant relèvement du crayon.

Claims (34)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'entrée/sortie ou E/S permettant, d'une part, de fournir à un dispositif utilisateur (14, 44) des signaux d'entrée qui sont représentatifs d'un caractère graphique produit par un utilisateur et permettant, d'autre part de recevoir des signaux de sortie à partir du dispo5 sitif utilisateur (14, 44) et de fournir une représentation visuelle de ces signaux de sortie, ce dispositif E/S comprenant: (a) un moyen de visualisation (20) permettant de fournir une représentation visuelle d'un caractère graphique en réponse à des signaux de sortie fournis par le dispositif d'utilisation (14, 44), 0 (b) un ensemble à écran d'entrée permettant de produire un train de signaux d'entrée au fur et à mesure qu'un utilisateur trace un signe ou caractère graphique, cet ensemble à écran d'entrée comprenant un écran d'entrée (18, 34) translucide présentant des surfaces supérieure et inférieure, la surface inférieure étant dispcsée par rapport à la surface de visualisation d'une 15 façon telle que la représentation visuelle produite par ledit moyen de visualisation (20) soit visible du côté de la surface supérieure de cet écran d'entrée (18, 34), et

(c) des moyens permettant de déterminer l'identité dudit caractère graphique et de fournir au moyen de visualisation (20) des signaux de sortie repré20 ser- tifs de ce caractère.

2. Dispositif E/S selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de visualisation (20) comporte-- une surface de visualisation sur laquelle est produit le caractère graphique, et en ce que la surface inférieure de l'ensemble à écran d'entrée est disposée en proximité étroite au-dessus 25 de ladite surface de visualisation de façon que la représentation visuelle produite par le moyen de visualisation (20) soit visible à partir du côté

supérieur de l'écran d'entrée (18, 34).

3. Dispositif E/S selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble à écran d'entrée comprend une plaque sensiblement plate (18, 30 34), et en ce que la surface supérieure de l'écran d'entrée est la surface supérieure de cette plaque (18, 34),

4. Dispositif E/S selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen indicateur (16, 35) manoeuvré par un utilisateur de façon qu'il coopère avec la surface supérieure de l'écran d'entrée (18, 35 34) d'une manière telle que l'ensemble écran d'entrée produit ledit train de signaux d'entrée lorsque ce moyen indicateur (16,35) est dans une position

préfixée par rapport à la surface supérieure de la plaque (18,34).

5. Dispositif E/S selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ensemble à écran d'entrée produit un signal d'entrée lorsque le moyen indicateur (16,35) est au contact de la surface supérieure de l'écran

d'entrée (18, 34).

6. Dispositif E/S selon la revendication 5, caractérisé en ce que: (a) la plaque (18,34) présente des caractéristiques électriques telles que-la tension en un Point quelconque situé sur celle-ci varie d'une manière connue avec la distance par rapport à l'emplacement (37) o une tension lui est appliquée, (b) l'ensemble à écran d'entrée comporte en outre des moyens permettant d'appliquer une tension, de façon sélective et de manière séquentielle, le long d'un axe cartésien de la plaque (18, 34), puis le long de l'autre axe cartésien de cette plaque (18,34), et (c) le moyen indicateur (16, 35) est allongé et présente à l'une de ses ex15 trémités un embout (38), tandis qu'il comporte un moyen de détection de tension qui fournit un signal représentatif de la tension présente à l'endroit o ledit embout (38) vient au contact de la plaque (18, 34) formant

l'écran d'entrée.

7. Dispositif E/S selon la revendication 5, caractérisé en ce que: (a) la plaque (18, 34) présente des caractéristiques électriques telles que la tension en un Point quelconque situé sur celle-ci varie d'une manière connue avec l. distance à partir de l'emplacement (37) o une tension lui est appliquée, (b) l'ensemble à écran d'entrée comporte en outre des moyens permettant de 25 réaliser un échantillonnage, à l'endroit d'une origine située sur lui, de façon sélective et de manière séquentielle, pour la tension existant le long d'un axe cartésien de la plaque (18, 34), puis le long de l'autre axe cartésien de cette plaque (18, 34), et (c) le moyen indicateur (16) est allonge et comporte à l'une de ses extré30 mités un embout (38), tandis qu'il comprend un moyen (36) permettant d'avpliquer une tension connue sur cet em bout (38), lesdits moyens d'échantillonnage détectant les tensions présentes à l'endroit de ladite ori-gine lorsque l'embout (38) vient au contact de la plaque (18, 34) formant l'écran

d'entrée en fournissant un signal représentatif des tensions détectées.

8. Dispositif E/S selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'écran de visualisation (20) présente une zone de visualisation (24) sur laquelle des signes graphiques peuvent être produits et une zone d'introduction du type touches (28) à l'aide de laquelle des signaux d'instruction destinés au dispositif d'utilisation (14, 44) peuvent être produits lorsqu'un

2 C 2 69

contact est réalisé avec la zone correspondante située au-dessus d'elle sur

l'écran d'entrée (18,34).

9. Appareil de reconnaissance de caractères manuscrits, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un moyen de visualisation (20) présentant une surface de visualisation permettant d'offrir une représentation visuelle de caractères graphiques en réponse à un groupe de signaux de visualisation, (b) une surface à écrire (18, 34) destinée à recevoir des caractères graphiques tracés de manière manuscrite par un utilisateur, cette surface à écrire 10 (18, 34) étant disposée en proximité étroite par rapport au moyen de visualisation (20) et étant constituée d'une surface sensiblement translucide à laquelle sont associées des coordonnées de position (X, Y), (c) un moyen indicateur (16, 35) qu'un utilisateur fait fonctionner en liaison avec la surface à écrire (18, 34) de façon à écrire des signaux d'écri15 ture en liaison avec cette surface à écrire (18, 34), (d) des moyens de détection de position (37-38) permettant de convertir les signaux d'écriture en signaux de localisation représentatifs des coordonnées de position ( X, Y)du moyen indicateur (16, 35) par rapport à la surface à écrire (18, 34), (e) des moyens de trai- ement de données (14, 44) destinés à recevoir et stocker les signaux de calisaticn au fur et à mesure qu'ils sont produits et à créer lesdits signa.:Jx de visualisation de façon que le moyen de visualisation (20) puisse représenter graphiquement le caractère graphique après qu'il ait été produit par le moyen indicateur (16, 35>), ces moyens de trai25 tement de données (14, 44) étant constitués par des moyens de reconnaissance de caractères permettant de comparer les signaux de localisation produits représentatifs d'un caractère graphique, à un groupe de signaux de base de données en mémoire, afin d'identifier ledit caractère graphique

10. Appareil de reconnaissance de caractères manuscrits selon la 30 revendication 9, caractérisé en ce que la surface à écrire (18, 34)comprend

une plaque sensiblement plate qui produit un signal lorsque le moyen indicateur (16, 35) est à son contact.

11. Appareil de reconnaissance de caractères manuscrits selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens per35 mettant de convertir les coordonnées de position <X, Y) en coordonnées de relation.

12. Appareil de reconnaissance de caractères manuscrits selon la

revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens permettant de diviser un train de signaux de localisation en sectins5 repré-

56 2602069

sentatives d'un Trait de Tracé, et des moyens permettant de calculer des caractéristiques de Trait de Tracé qui peuvent être comparées à des caractéristiques de Trait de Tracé appartenant aux signaux de la base de données.

13. Appareil de reconnaissance de caractères manuscrits selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de traitement de données(14, 34) comprennent en outre des moyens permettant de mettre à Jour les signaux de base de données en mémoire, à l'aide desdits signaux de localisation produits, lorsqu'aucun caractère graphique correct n'est identifié. 10

14. Procédé de reconnaissance d'un Signe]Manuscrit, caractérisé en ce qu'il consiste: (a> à émettre un train de signaux de localisation pour des Points obtenus en déplaçant, à l'endroit d'emplacements situés à proximité d'une surface & écrire (18, 34), un stylet (16, 35) qui émet un signal représentatif de l'em15 placement de ce stylet, (b) à diviser un train de signaux de localisation en sections représentatives d'un Trait de Tracé, (c) à calculer des caractéristiques de Trait de Tracé, (d) à comparer ces caractéristiques de Trait de Tracé calculées à des ca:0 ractéristiques de Trait de Tracé précédemment mises en mémoire dans une base de données, et (e) à déterminer la meilleure comr:raison et à indiquer si cette meilleure

comparaison est suffisamment bonne -our ê.tre une concordance.

15. Appareil de reconnaissance de Signes Manuscrits et de visuali25 sation de Signes Manuscrits et de Signes de Police de Caractères sur un écran, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un écran de visualisation (20) présentant l'aptitude graphique de représenter des Signes de Police de Caractères et d'exécuter des instructions préfixées, (b) des moyens (16, 35> que l'on tient à la main pour écrire ou tracer des Signes Manuscrits sur ou par-dessus ledit écran (20), (c) des moyens (66) pour permettre la visualisation, sur l'écran (20), d'une représentation vraie des Signes Xanuscrits au fur et à mesure qu'ils sont créés, (d) des moyens de numérisation (43) pour détecter la position des moyens (16, 35) tenus à la main et pour convertir celle-ci en une série de signaux électriques déterminant la position, la taille et la forme de chaque Signe Xanuscrit,

2 <,O 20)'9

(e> des moyens (82) pour comparer des caractéristiques préfixées de chaque Signe Nanuscrit numérisé, à une base de données de caractéristiques préfixées de Signes de Police de Caractères de façon à évaluer l'identité de chaque Signe de Police de Caractères, et (f) des moyens (200) pour convertir le Signe Manuscrit en un Signe de Police de Caractères préfixé ou en une instruction et pour, suivant le cas, permettre la visualisation de ce Signe de Police de Caractères sur l'écran (20), à proximité étroite de la zone de cet écran sur laquelle le Signe Manuscrit a été introduit à l'origine, ou pour exécuter l'instruction.

16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de visualiser des Signes de Police de Caractères préfixés, sous la forme de texte ou de formulaires, sur ledit écran (20), de sorte que les Signes Manuscrits peuvent être utilisés pour introduire des informations afin de remplir un formulaire ou d'éditer un texte 15 préfixé.

17. Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend une unité portative présentant des dimensions atteignant environ 40,64 cm x 40,64 cm x 10,16 cm, un poids atteignant environ 0,45S kg et en ce qu'il est agencé dé façon & comporter une source autonome de courant 20 (36).

18. Appareil selon la revendication ' $, caractérisé en ce qu'il comprend. es moyens permettant de visualiser l'écran (20) des signes préfixes faisant partie de Signes de Police de Caractères et de signes représentant des instructions, de façon à permettre à des signes tracés à la 25 main représentant chaque signe préfixé d'être définis manuellement sur l'écran, et des moyens permettant d'identifier le signe défini manuellement

au signe préfixé. correspondant situé dans la base de données.

19. Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de modifier la base de données lorsqu'un Signe 30 Manuscrit provoque la visualisation sur l'écran d'un Signe de Police de Caractère erroné ou l'exécution d'une instruction erronée suivant le cas.

20. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de créer une fenêtre d'espace libre sur l'écran (20) à l'occasion d'une instruction préfixée et en vue d'introduire des Si35 gnes Manuscrits dans cette fenêtre.

21. Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend des zones (28) situees sur l'écran et sensibles au toucher de façon à provoquer l'exécution de fonctions préfixées,

22. Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que

58 2602069

l'écran (18) est sensiblement plat et agencé de façon à être utilisé suivant

une position sensiblement horizontale.

23. Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend des Touches Programmables (28) situées sur l'écran (18, 34) et des moyens permettant d'effectuer des instructions d'exécution lorsque l'une

quelconque de ces Touches Programmables (28) a été touchée.

24. Procédé de traitement commandé par microprocesseur et permettant la reconnaissance, le transcodage et la visualisation de Signes Manuscrits et l'exécution d'instructions, caractérisé en ce qu'il consiste: (a) à créer une base de données personnalisée pour chaque utilisateur individuel du procédé de traitement, en faisant introduire initialement à l'utilisateur un Signe Manuscrit pour chaque caractère correspondant à une police de caractères à visualiser ou à une instruction à exécuter, (b) à déterminer un jeu unique de caractéristiques de façon à caractériser 15 chaque signe de ce type et à le mettre en mémoire dans la base de données, (c) à écrire ou tracer des Signes Manuscrits avec un stylet (16, 35) sur un écran d'ordinateur (18, 34) (d) à numériser (43, 78) chaque Sig-e Manuscrit de facon identifier les coordonnées (X, Y) d'une multiplicité de Points définissant le Signe, (e) à traiter les caractéristicues numérisées de chaque Signe Manuscrit de façon à déteriner les caractéristiques préfixéees du Si-ge, (f) à explorer la base de données afin de trouver K u: succès ", une corresonrdance parfaite ou la correspondance la plus pr. Le par rapport aux caractéristiques, et

(g) à réaliser la visualisation du Signe de Police de Caractères ou à executer l'nstruction, le ou la plus étroitement associé(e) aux caractéristiques du " succès ".

25. Procédé selon la revendication 24, caracterisé en ce qu'il consiste en outre: (a) à déterm-iner si le Signe de Police de Caractères visualisé ou l'instruction exécutée est une erreur, et,

(b) s'il existe une erreur, à réintroduire un Signe Manuscrit à la place du Signe de Police de Caractères ou de l'instruction voulu(e) de façon à modifier la base de données.

26. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il cansiste en outre: (a) à visualiser le Signe Manuscrit sur l'écran (20) de manière sensiblement

simultanée à son écriture ou son tracé.

27. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce que les opérations (b) et <c) impliquent une détermination de (i) la longueur, (ii) la pente moyenne, (iii) la hauteur du centre de gravité au-dessus de la ligne de base, (iv) la courbure (taux de variation de la pente) et (v) la com5 paraison de la localisation du centre de gravité de chaque Trait de Tracé

avec le centre de gravité du Signe Xanuscrit.

28. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce que l'opération (f) consiste: (a) à déterminer la valeur de chacune des cinq caractéristiques, (b) à soustraire de la valeur nouvellement mesurée la valeur de la caractéristique située dans la base de données, <c) à appliquer une fonction linéaire aux valeurs absolues de' chaque mesure de façon à rendre chacune des cinq mesures raisonnablement équivalente aux autres, (d) à additionner l'ensemble des cinq valeurs, (e) si un seuil préfixé est dépassé, à rejeter la comparaison et à créer un message d'erreur, et

(f) à explorer la base de données pour trouver un " succès ") numérique ou, si cela n'est pas faisable, la coïncidence numérique la plus proche entre la 20 valeur de la base de données et la valeur nouvellement introduite.

29. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce qut: le taux

d'erreur est de 5 % cu moins.

30. Procédé selon la revendication 28, caracterisé en ce qu% le programme de l'opération (f) exige moins de 6K de mémoire machine.

31. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce que les Signes Manuscrits comprennent des Signes d'Edition et en ce que ce procédé.

comporte la reconnaissance de ces Signes d'Pdition tracés sur l'écran (18,

34) et l'exécution des Fonctions d'Edition représentees.

32. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'un texte 30 en format de Signes de Police de Caracteres est visualise sur l'écran (20) et en ce que le procédé consiste: (a) à créer sur l'écran (20) une fenêtre située à proximité d'une zone dudit texte à éditer, mais sans y être superposée, (b) à introduire et visualiser lesdits Signes Xanuscrits dans ladite fené35 tre, (c) à visualiser en proximité étroite par rapport aux Signes Manuscrits les

Signes de Police de Caractères correspondant à ces Signes Manuscrits.

33. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il consiste Ca) à créer une ou plusieurs Touches Programmables (28) sur l'écran

2(D2069

29Q

(20) de façon à faire exécuter à l'ordinateur (14, 44) des fonctions d'exploitation, et (b) à toucher une ou plusieurs de ces Touches Programmables (28) de façon à

exécuter les fonctions correspondantes.

34. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à déterminer les coordonnées (X, Y) d'environ 39,37 à 78,74 Points par centimètre et d'environ 100 à 200 points par seconde pour caractériser les Signes Manuscrits. TRADUcTTIO DES MENTTONS DES DESSINS Fig. 1: micro-ordinateur Fig. 2: nom - adresse Fig. 3: écran d'entrée - interface et multiplexeur - convertisseur analogique/numérique - microcontr8ôleur connexion Fig. 4: RAX - microprocesseur - ROX - interface RS 232 - circuit d'interface d'écran d'entrée (microcontrôleur> - interface de visualisation écran d'entrée - écran de visualisation - batterie au lithium - stylet groupe de batteries Fig. 5: départ - crayon posé - non oui - convertir tensions X,Y en 10 signaux de localisation X, Y numériques - convertir signaux de localisation X, Y en caractéristiques de Trait de Tracé - comparer caractéristiques de Trait de Tracé à base de données symbole reconnu - non - oui - requérir plus d'informations - visualiser signe - fin Fig. 6: système d'exploitation ordinateur - programme d'application (p.e. 15 éditeur) - fonctions d'édition - programme reconnaissance de tracés - sousprogramme codage Points X, Y en Traits de Tracé - sous-programme caractérisaticn de Traits de Tracé - sous-programme comparaison de Traits de Tracé - sous-programme mise à jour comparaison Traits de Tracé Fig. 7 - Points X, Y - incorporer dams Traits de Tracé caractériser 20 Traits de Tracé (longueur, pente, courbure, etc.) reconnaître caractères trouvé - comparer Trait de Tracé et séquence Traits de Tracé avec base de données - non trouvé - brasser base de données pour donner priorité usage signe - demander utilisateur ajouter à base de données Fig. 8 A: départ - lire tensions X, Y - crayon relevé - oui - non - (Trait 25 de Tracé effectué) - < 3 Points dans Trait de Tracé appliquer fonction linéaire à tension - oui - zéro Points - non sous-programme caractérisation Traits de Tracé - filtrer Points erronés oui - non - identifier Trait de Tracé comme point - incrémenter compteur Points - calculer hauteur moyenne - lisser Points - comparer Trait(s) de Tracé avec entrée base de 30 données - mettre Point en mémoire - oui non-Traits de Tracé # différent - oui - HALB myn Point > * ligne - prendre Point suivant - non sélectionner nouvelle entrée base de données - oui - # PTS. diffère > ID non

Fig. 8B: calculer étalon - sauvegarder comparaison minimale - non - der35 nière entrée base de données - oui - non - coïncidence - oui - non dernier Trait de Tracé - oui - brasser base de données - demander utilisateur si Trait de Tracé doit être ajouté à base de données - zéro Point et in-

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crémenter compteur - non - ajouter à base de données - oui - visualiser caractère à position Trait de Tracé - ajouter au bas de base de données

exécuter instructions.

Fig. 9: sous-programme caractérisation Trait de Tracé - calculer pente 5 Point par Point - calculer hauteur Point au-dessus ligne de base (HALB) normaliser hauteur et pente Point - mettre en mémoire HALB et pente de

chaque Point dans élément de rangement - retour.

Pig. 13: départ - acquérir Points et simuler sur écran - convertir en Trait de Tracé - caractériser Trait de Tracé - consulter/reconnaître caractère lO envoyer caractère à logiciel éditeur pour interpréter et exécuter instructions - oui - signe ou fonction d'édition - non déterminer quelle

instruction et exécuter - visualiser caractère -