JP3526479B2 - オンライン手書き文字入力方法及び装置 - Google Patents
オンライン手書き文字入力方法及び装置Info
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Description
認識の分野に係り、より詳細には、漢字のようなストロ
ーク数の多い文字のオンライン手書き文字入力の技術に
関する。
般的な処理フローを示している。図1において、タブレ
ット(デジタイザ)と電子ペン(筆記具)の組合せ等の
手段により文字の筆跡データ(x,y座標値の時系列)
が入力される(ステップ1)。入力された手書き文字の
筆跡データが認識エンジンに渡されて文字認識がなさ
れ、認識結果として文字コードが得られ(ステップ
2)、この文字コードが出力される(ステップ3)。
字認識における手書き文字入力(ステップ1)に係わる
ものである。
て、入力した文字を分離する方法は2種類に大別され
る。一つは、手書き記入のための枠を用いる方法であ
る。この方法では、手書き入力領域を枠に区切ってお
き、一つの枠内における筆跡を一つの文字のものとして
扱う。もう一つは、筆跡の空間情報を用いる方法であ
る。これは、記入のための枠を設けず、各ストロークの
間隔及び相対位置等の空間情報を利用して、文字を分離
する方法である。
理的に文字分離の間違いは起こらないが、漢字のような
画数もしくはストローク数が多く複雑な文字を扱おうと
すると、装置のコンパクト性と利便性という相反する要
求の調和をとることが困難である。すなわち、装置のコ
ンパクト性を重視した場合、入力領域の大きさを小さく
抑えるために文字記入枠のサイズを制限しなければなら
ない。文字記入枠のサイズが小さくとも、英文字やカ
ナ、画数の少ない単純な漢字の入力には問題はないであ
ろう。しかし、画数の多い(例えば10画以上の)漢字
のような複雑な文字の入力には不便であり、また、文字
が不正確になりやすく認識率にも悪影響を及ぼす。利便
性を重視して記入枠のサイズを大きくすれば、複雑な文
字の入力が確実、容易になる反面、入力領域のサイズの
増大により装置のコンパクト性は損なわれる。
理が複雑でプログラムに負担がかかるという問題点があ
るほか、本質的に、文字の分離が不適当な場所でなされ
る危険が潜んでおり、これが文字の認識率の悪化を招
く。
み、装置のコンパクト性を犠牲にすることなく、複雑な
漢字なども正確かつ容易に入力することが可能な新規な
オンライン手書き文字入力方法及び装置を提供すること
にある。
座標入力装置の第1の領域に記入された筆跡と第2の領
域に記入された筆跡とをユーザの指示に応じて統合し、
一つの入力として入力 するものである。
のための枠として主記入枠及び副記入枠を持ち、副記入
枠に記入された筆跡を主記入枠の任意の場所へ填入し、
主記入枠に得られた筆跡を一つの文字として入力するこ
とを特徴とするものである。
数の記入枠を持ち、記入状態を普通記入状態と分割記入
状態とに切り替え可能とし、普通記入状態においては各
記入枠に記入された筆跡をそれぞれ一つの文字として入
力し、分割記入状態においては、複数の記入枠を主記入
枠と副記入枠とに分け、副記入枠に記入された筆跡を主
記入枠の任意の場所へ填入し、主記入枠に得られた筆跡
を一つの文字として入力することを特徴とするものであ
る。
とにより筆跡の填入される場所とサイズを認識し、副記
入枠に記入された筆跡を、主記入枠に記入された囲み線
のバウンディングボックスの範囲に、拡大または縮小し
て填入することを特徴とするものである。
により筆跡の填入される場所を認識し、副記入枠に記入
された筆跡を、そのままのサイズで、主記入枠に記入さ
れた短線を中心とした範囲に填入することを特徴とする
ものである。
が記入されることにより筆跡の削除部分を認識し、主記
入枠または副記入枠に記入された囲み線のバウンディン
グボックスの範囲内の筆跡を削除することを特徴とする
ものである。
記入されることにより筆跡の削除部分を認識し、主記入
枠または副記入枠に記入された短線と交差する筆跡を削
除することを特徴とするものである。
説明する。図2は、本発明を実施するためのハードウエ
ア構成の一例を示すブロック図である。図2において、
100は座標入力用デジタイザと表示装置とが組み合わ
されたタブレット(座標入力表示装置)であり、電子ペ
ン102と組合せてオンライン手書き文字入力や表示の
ために用いられる。タブレット100の表面より、表示
内容を透視できる。104はタブレット100の座標入
力及び表示を制御するためのタブレット制御部である。
106はオンライン手書き文字入力及び認識のための処
理及び各部の制御を行なうCPUであり、このCPU1
06により実行される処理や制御のためのプログラムや
パラメータはプログラムメモリ108に格納されてい
る。110は入力された手書き文字のデータ等を一時的
に記憶するためのデータメモリである。112は認識結
果データ等を外部に出力するための出力制御部である。
が、タブレット100のサイズ(面積)の大小である。
本発明によれば、タブレット100のサイズを制限しつ
つ、画数の多い漢字などの入力の利便性と正確性を実現
できる。
くつかの用語もしくは概念について定義する。 <点,p> 電子ペン102の先端(ペン先)がタブレット100に
接触し、その接触位置がある時刻に探知されたとき、そ
の時刻の接触点の座標値(x,y)を点と呼び、p=
(x,y)と記す。
書きする時、ペン先がタブレット100に接触したこと
をペンダウン、ペン先がタブレット100から離れたこ
とをペンアップと呼ぶ。そして、ペンダウンからペンア
ップまでのペン先の移動軌跡を表わす点の時系列をスト
ロークとし、ストロークsがn個の点p_1,p_2, ... ,p_
n(n≧1)からなるとき s=(p_1,p_2,...,p_n) と記す。なお、点はストロークの特殊ケース(n=1)
である。
る。混乱が生じないかぎり、手書き文字筆跡を「文字」
と呼んでも差し支えがない。ある文字Cがw個のストロ
ーク(w≧1)で書かれ、ストロークの書き順が s_
1,...,s_w であるとき、 C=(s_1,...,s_w) と記す。点またはストロークは文字の特殊ケースであ
る。
ing Box)> バウンディングボックスとは、点、ストロークまたは文
字を囲む長方形のことである。バウンディングボックス
は、その左上と右下の2頂点の座標で示す。すなわち、 点p=(x,y)のバウンディングボックスは BB(p)=((x,y),(x,y)) である。また、 ストロークs=(p_1,p_2,p_3,...,p_n) =((x_1,y_1),(x_2,y_2),(x_3,y_3),...,(x_n,y_
n)) のバウンディングボックスは BB(s)=((x_min_s,y_min_s),(x_max_s,y_max_
s)) である。ここで、 x_min_s=min{x_1,x_2,x_3,...,x_n} y_min_s=min{y_1,y_2,y_3,...,y_n} x_max_s=max{x_1,x_2,x_3,...,x_n} y_max_s=max{y_1,y_2,y_3,...,y_n} である。また、文字C=(s_1,s_2,...,s_w)のバウ
ンディングボックスは BB(C)=((x_min_C,y_min_C),(x_max_C,y_max_
C)) である。ここで、 x_min_C=min{x_min_s_1,x_min_s_2,...,x_min_s_
w} y_min_C=min{y_min_s_1,y_min_s_2,...,y_min_s_
w} x_max_C=max{x_max_s_1,x_max_s_2,...,x_max_s_
w} y_max_C=max{y_max_s_1,y_max_s_2,...,y_max_s_
w} である。
(Center of Bounding Box)>これはバウンディン
グボックスの2本の対角線の交点のことである。すなわ
ち、バウンディングボックスBB=((x_min,y_min),(x
_max,y_max))の中心は CBB=(x_c,y_c)である。 ただし、 x_c=(x_min+x_max)/2,y_c=(y_min+y_max)/2 である。
本発明では、2個以上の記入枠があることを想定する。
記入状態(後述)によって記入枠の役割等が異なる。分
割記入状態では記入枠は主記入枠と副記入枠の2種類に
分けられるが、普通記入状態ではそのような区別はな
い。詳細は後述する。
として扱う記入状態である。
し、文字入力を行なう記入状態である。主記入枠の中の
筆跡は一文字のものとして扱われ、副記入枠内の筆跡
は、その文字の一部として扱われ主記入枠へ填入するこ
とができる。分割記入状態には、さらにいくつかの状態
があるが詳細は後述する。
域のことである。本実施例では、認識ボタン、普通/分
割切り替えボタン、記入ボタン、削除ボタン、填入ボタ
ンがある。
する。図3及び図4はタブレット100の記入面の様子
を示している。タブレット上には、5個の記入枠201
〜205と、普通/分割切り替えボタン206、認識ボ
タン207、記入ボタン208,211、削除ボタン2
10,212、填入ボタン210とがある。これらの記
入枠とボタンはタブレット上に予め印刷等によって設け
られるが、ソフトウエアによって表示させるようにして
もよい。
る。ボタン208〜212は網かけされているが(網掛
けはソフトウエアによって網かけ表示をすることによ
る)、これは当該ボタンを使用できないことを示してい
る。
表わしている。この例ではボタン209,210,21
2が網掛けされ、使用できない。また、記入枠201〜
205の中で、右側の3個の記入枠203〜205は網
掛けされ使用できない。残りの2個の記入枠201,2
02だけが使用可能で、その一方の記入枠201が主記
入枠となり、他方の記入枠202が副記入枠となる。そ
して、ボタン208〜212の中で、ボタン208〜2
10は主記入枠201のためのボタンとして利用され、
ボタン211,212は副記入枠202のためのボタン
として利用される。
る。図5は主記入枠に関する状態遷移図であり、図6は
副記入枠に関する状態遷移図である。初期状態は普通記
入状態であって、この状態では主記入枠、副記入枠の区
別はない。
初期状態である普通記入状態301において(主,副記
入枠の区別はない)、普通/分割切り替えボタン206
を押すと、分割記入状態に切り替わり(主,副記入枠の
区別が生じる)、分割記入状態中の部分記入状態302
へ遷移する。部分記入状態302にあるときに、削除ボ
タン210を押せば部分削除状態304へ遷移し、填入
ボタン210を押せば填入状態303へ遷移する。填入
状態303にあるときに、削除ボタン209を押せば部
分削除状態304へ、記入ボタン208を押せば部分記
入状態302へ、普通/分割切り替えボタン206を押
せば普通記入状態へ、それぞれ遷移する。部分削除状態
304にあるときに、填入ボタン210を押せば填入状
態303へ、記入ボタン208を押せば部分記入状態
へ、普通/分割切り替えボタン206を押せば普通記入
状態301へ、それぞれ遷移する。
うに、初期状態である普通記入状態301において
(主,副記入枠の区別はない)、普通/分割切り替えボ
タン206を押すと分割記入状態に切り替わり、部分記
入状態401となる。部分記入状態401にあるとき
に、削除ボタン212を押せば部分削除状態402へ遷
移し、普通/分割切り替えボタン206を押せば普通記
入状態301に戻る。部分削除状態402にあるとき
に、記入ボタン211を押せば部分記入状態401へ遷
移し、普通/分割切り替えボタン206を押すと普通記
入状態301に戻る。
通記入状態においてはボタン208〜212の中で、ボ
タン208,209,210だけが有効であり、ボタン
211,212は無効である。逆に分割記入状態にある
ときには、ボタン208〜212が全て有効で、ボタン
208,209,210は主記入枠に関する状態制御の
ために用いられ、ボタン211,212は副記入枠に関
する状態制御のために用いられる。普通/分割切り替え
ボタン206と認識ボタン207は、普通記入状態と分
割記入状態のいずれにおいても有効である。
作及び動作を説明する。この状態においては、図3に示
すように、タブレット100上の記入枠201〜205
が全て有効であり、記入者は電子ペン102を用いて任
意の記入枠に文字を記入することができる。図7は、普
通記入状態における文字入力の概略処理フローを示して
いる。なお、タブレット100上の網掛け表示の制御に
ついては説明を省略する。
205の内部における電子ペン102による記入筆跡は
一定のサンプリング周期で探知され、筆跡データ(接触
点の座標の時系列)がデータメモリ110上の特定の筆
跡データ領域に取り込まれると同時に、その時点までの
筆跡がタブレット100の該当記入枠に表示される(ス
テップ701)。このような入力・表示と並行して、記
入枠201〜205のいずれかにストロークが最後記入
されてからの経過時間の監視及び認識ボタン207の押
下の監視が行なわれる。この監視は、ここでは割り込み
処理によって行なわれるものとするが、入力処理のため
のルーチン内で行なうこともできる。なお、他の状態に
おいても、機能ボタンの押下や時間監視、さらには状態
遷移の制御は割り込み処理によって行なわれるとして説
明する。
を経過すると、あるいは認識ボタン207が押される
と、データメモリ110上の筆跡データ領域に記憶され
た筆跡データが認識エンジンに渡される(ステップ70
2)。より具体的には、例えば、データメモリ110上
の特定の認識エンジンデータ領域へコピーされる。そし
て、筆跡データ領域の内容がクリアされ、タブレット1
00の各記入枠201〜205に対する表示内容が消去
される(ステップ704)。なお、認識エンジンにより
直ちに入力文字の認識を行なわせ、認識結果の文字を各
記入枠201〜205に表示させる方式も採用可能であ
る。
作及び動作を説明する。この状態においては、図4に示
すように、タブレット100上の2つの記入枠201,
202だけが有効になり、その一方の記入枠201が主
記入枠、他方の記入枠202が副記入枠として扱われ
る。分割記入状態においては、複数の状態をとり得るの
で、それぞれの状態別に入力操作及び処理内容を説明す
る。ただし、タブレット100上の網掛け表示制御の説
明は省略する。
られると、初めに主記入枠201及び副記入枠202の
両方に関して部分記入状態(図5,図6の状態302,
401)になる。主記入枠201については普通記入状
態と同様、電子ペン202の移動軌跡は手書き文字の筆
跡の一部としてデータメモリ110上の主記入枠データ
領域に取り込まれ、また、その筆跡が主記入枠201内
に表示される。
2に関する概略処理フローを示している。図8に示され
るように、副記入枠202内における電子ペン202の
移動軌跡は手書き文字の筆跡の一部としてデータメモリ
110上の副記入枠データ領域に取り込まれ(ステップ
801)、また、この筆跡とそのバウンディングボック
スBB及びその中心CBBが副記入枠202に表示され
る(ステップ802)。なお、認識ボタン207が押さ
れた場合、主記入枠データ領域に保存されている筆跡デ
ータだけが認識エンジンに渡され、主記入枠データ領域
の内容及び副記入枠データ領域の内容が消去され、また
主,副記入枠201,202の表示が消去される。
いて説明する。この状態の概略処理フローを図9に示
す。筆記者は電子ペン102を用いて副記入枠202に
記入された部分筆跡を主記入枠201内のどの部分に填
入させるかを指定できる。この填入場所の指定の方法と
して、囲み線を用いる方法と、短線を用いる方法を使い
分けることができる。図10は囲み線を用いる方法(ズ
ーム填入法)の説明図である。図11は短線を用いる方
法(コピー填入法)の説明図である。
内の1ストローク分の移動軌跡を部分軌跡の填入場所を
指定する情報として取り込み、また主記入枠に表示する
(ステップ901)。そして、この移動軌跡が囲み線で
あるか、短線であるかを判定する(ステップ902)。
ップ903)が選ばれる。すなわち、図10の(A)に
示すように、主記入枠201に記入された囲み線502
のバウンディングボックス503内に、副記入枠202
に記入された部分筆跡のバウンディングボックス501
内の筆跡データがズームされて填入される。具体的に
は、データメモリ110上の主記入枠データ領域内のバ
ウンディングボックス503に対応した領域へ、副記入
枠データ領域内のバウンディングボックス501に対応
した領域のデータが縮小または拡大されてコピーされ
る。その結果、主記入枠201は図10(B)に示すよ
うな表示状態となる。
填入法の処理(ステップ904)が選ばれる。すなわ
ち、図11(A)に示すように、副記入枠202に記入
された部分筆跡のバウンディングボックス511の範囲
内のデータが、主記入枠201内の短線512を中心と
する同一サイズの枠513内に、拡大も縮小もされず
に、そのままのサイズで填入される。具体的には、デー
タメモリ110上の副記入枠データ領域から主記入枠デ
ータ領域へのデータコピーである。その結果、主記入枠
201は図11(B)に示すような表示状態となる。な
お、副記入枠202内には、部分筆跡のバウンディング
ボックスの中心(図示されていない)も表示されている
が、これは短線512を記入する際の記入位置の目安と
して利用することができる。
筆跡が主記入枠201に填入された後、副記入枠202
内の筆跡データは削除される。なお、填入状態において
認識ボタン207を押すと、筆跡データが認識エンジン
に渡されるが、この時に渡されるのは主記入枠201内
の筆跡データのみである。
識別方法について述べる。入力されたストロークs=
(p_1,p_2,...,p_n)の点の数nが2以上であるとする
(n≧2)。このストロークsの最初の2点で構成され
る線分を出発線分とし、s_1_2=(p_1,p_2)と記す。ス
トロークsの最後の2点で構成される線分を終了線分と
し、s_(n-1)_n=(p_(n-1),p_n)と記す。 線分s_i_(i+1)=(p_i,p_(i+1))=((x_i,y_i),(x_(i
+1),y_(i+1))の方向をDrct(s_i_(i+1))=arc tan((y
_(i+1)-y_i)/(x_(i+1)-x_i) と定義する。ストロークs中の前後2つの連結した線分
s_i_(i+1)及びs_(i+1)_(i+2)が構成する曲線の回転方向
は、 Drct(s_(i+1)_(i+2))<Drct(s_i_(i+1)) のときに時計回り、 Drct(s_(i+1)_(i+2))>Drct(s_i_(i+1)) のときに反時計回りである。そして、ストロークsの出
発線分の方向と終了線分の方向が180度以上相違し、
かつストローク中の任意の前後2つの連結した線分の方
向が同じであるか、または同じ回転方向であるときに、
ストロークsを囲み線であると判断する。
る。この状態において、主記入枠201及び副記入枠2
02に記入された(表示されている)部分筆跡を削除す
ることができる。削除範囲の指定は、囲み線を用いる方
法と短線を用いる方法の2種類がある。図12は、部分
削除の概略処理フローを示す。なお、主記入枠に関する
処理内容と副記入枠に関する処理内容は、対象とする記
入枠が異なるのみで、全く同一である。
したい範囲を指定する囲み線か、削除したい筆跡と交差
する短線を記入する。システム側では、1ストローク分
の移動軌跡を削除範囲を指定する情報として取り込み、
また主記入枠に表示する(ステップ1001)。そし
て、この移動軌跡が囲み線であるか、短線であるかを判
定する(ステップ1002)。この判定は、填入場所の
指定のための囲み線判定と同じ方法で行なうことができ
る。
バウンディングボックスの内部にある部分筆跡を削除す
る(ステップ1003)。短線であると判定した場合
は、この短線と交差する部分筆跡を削除する(ステップ
1004)。
7を押すことによって、主記入枠201の筆跡データを
認識エンジンへ渡すことができる。
り替えボタン206を押して普通記入状態へ遷移させた
時には、主記入枠201の筆跡データが認識エンジンへ
渡された後、主,副記入枠201,202の表示内容が
消去される。
複雑な漢字等も扱うことが可能で、かつコンパクト性と
利便性の両面において優れたオンライン手書き文字入力
装置あるいはオンライン手書き文字認識装置を容易に実
現することができる。
うな複雑な文字を入力する場合にも、文字を複数の部分
に分割し、分割した各部分を副記入枠に順次記入して、
その筆跡を主記入枠に填入するという手順を踏むことに
より、正確かつ容易に手書き入力を行なうことができ
る。また、そのような文字の分割入力が可能であるた
め、主記入枠及び副記入枠のサイズ(面積)を小さくす
ることができ、装置のコンパクト性を損なうこともな
い。
い単純な漢字を入力したい場合には、普通記入状態を選
ぶことによって、各記入枠に一文字ずつ記入することに
より効率的な手書き文字入力が可能である。一方、画数
の多い漢字のような複雑な文字を入力したい場合には、
分割記入状態を選び、文字を複数の部分に分割し、分割
した各部分を副記入枠に順次記入して、その筆跡を主記
入枠に填入するという手順を踏むことにより、正確かつ
容易に手書き入力を行なうことができる。記入枠のサイ
ズは、単純な文字または文字の部分を記入できる程度の
大きさにすればよいので、装置のコンパクト性を損なう
こともない。
を簡単に指定することができ、さらに、填入される筆跡
のサイズも簡単に調整することができる。また、主記入
枠または副記入枠において必要に応じて筆跡を簡単に削
除することができる。
を説明するためのフローチャートである。
図である。
子を示す図である。
子を示す図である。
ャートである。
概略フローチャートである。
ャートである。
定する方法の説明図である。 (B)筆跡をズームして填入した後の主,副記入枠の状
態を示す図である。
説明図である。 (B)筆跡を同一サイズで填入した後の主,副記入枠の
状態を示す図である。
ローチャートである。
Claims (7)
- 【請求項1】 座標入力表示装置に文字記入のための枠
として主記入枠及び副記入枠を持ち、副記入枠に記入さ
れた筆跡を主記入枠の任意の場所へ填入し、主記入枠に
得られた筆跡を一つの文字として入力することを特徴と
するオンライン手書き文字入力方法。 - 【請求項2】 座標入力表示装置に文字記入のための複
数の記入枠を持ち、記入状態を普通記入状態と分割記入
状態とに切り替え可能とし、 普通記入状態においては各記入枠に記入された筆跡をそ
れぞれ一つの文字として入力し、 分割記入状態においては、複数の記入枠を主記入枠と副
記入枠とに分け、副記入枠に記入された筆跡を主記入枠
の任意の場所へ填入し、主記入枠に得られた筆跡を一つ
の文字として入力することを特徴とするオンライン手書
き文字入力方法。 - 【請求項3】 請求項1または2記載のオンライン手書
き文字入力方法において、主記入枠に囲み線が記入され
ることにより筆跡の填入される場所とサイズを認識し、
副記入枠に記入された筆跡を、主記入枠に記入された囲
み線のバウンディングボックスの範囲に、拡大または縮
小して填入することを特徴とするオンライン手書き文字
入力方法。 - 【請求項4】 請求項1または2記載のオンライン手書
き文字入力方法において、主記入枠に短線が記入される
ことにより筆跡の填入される場所を認識し、副記入枠に
記入された筆跡をそのままのサイズで、主記入枠に記入
された短線を中心とした範囲に填入することを特徴とす
るオンライン手書き文字入力方法。 - 【請求項5】 請求項1または2記載のオンライン手書
き文字入力方法において、主記入枠または副記入枠に囲
み線が記入されることにより筆跡の削除部分を認識し、
主記入枠または副記入枠に記入された囲み線のバウンデ
ィングボックスの範囲内の筆跡を削除することを特徴と
するオンライン手書き文字入力方法。 - 【請求項6】 請求項1または2記載のオンライン手書
き文字入力方法において、主記入枠または副記入枠に短
線が記入されることにより筆跡の削除部分を認識し、主
記入枠または副記入枠に記入された短線と交差する筆跡
を削除することを特徴とするオンライン手書き文字入力
方法。 - 【請求項7】 筆跡を入力表示する座標入力表示手段と
制御手段とを有するオンライン手書き文字入力装置であ
って、 前記制御手段は、前記座標入力表示手段の第1の領域に
記入された筆跡を、前記座標入力表示手段の第2の領域
の任意の場所へ填入し、前記第2の領域に記入された筆
跡を一つの文字に統合して入力し、表示することを特徴
するオンライン手書き文字入力装置。
Priority Applications (1)
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JP29714694A JP3526479B2 (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | オンライン手書き文字入力方法及び装置 |
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