基於LeapMotion之三维手写中文文字特徵撷取-NPUCSIE.PDFVIP

第十四屆 離島資訊技術與應用研討會 基於Leap Motion 之三維手寫中文文字特徵擷取 連俊宇、陳映濃、范國清 國立中央 大學資訊工程系 yingnong1218@ 論文摘要 近年來，由於智慧型手機和 3C 產品的普 及，手寫輸入變得越來越重要。手寫輸入功能使 3C 產品的操作變得容易。然而，現今的輸入設備 大多為接觸式，必須使用觸控筆或者是手指直接寫 在輸入裝置上。雖然已有以攝影機來擷取手指的移 動軌跡的手寫輸入法，但此系統在使用上仍受限於 環境光源。本論文提出一個使用者可以在不穿戴 圖 1: Samsung Smart TV所使用之輸入介面 有鑑於上述的問題，本論文的目標在於：利用 任何體感設備，不需使用接觸式裝置的情況下，直 體感控制裝置 Leap Motion ，如圖2[5] ，讓使用者 接在空中寫字，並基於Leap Motion 感測設備，擷 不需穿戴任何設備，直接用手指從事空中中文手寫 取出輸入中文字的特徵。在此系統中，由於 Leap 輸入，並即時的將手寫的軌跡顯示在螢幕上，當使 Motion的紅外線感測技術，讓系統即使在昏暗的 用者輸入完畢時，可以有效將輸入的軌跡做中文字 環境中，也可正常使用。系統利用 Leap Motion所 擷取到的基本資訊，包括每一個 frame 手指的空 的特徵擷取，分離實筆及虛筆，將實筆劃顯示於螢 幕上，濾除提筆筆劃（虛筆），並更進一步將所擷 間座標，移動速度，以及輸入的時間，進而分析 取出虛筆等特徵資訊，讓後續研究可基於所截取出 出所輸入的中文字的實筆及虛筆。這些從中所擷取 來的特徵資訊，做更進一步的應用。 到的實筆和虛筆及基礎資訊，對於中文字的辨識以 及簽名認證均有很大的幫助。實驗結果顯示，透過 本論文的方法，能正確且有效地擷取出三維手寫中 文的文字特徵。 關鍵詞： 手寫輸入、Leap Motion 、實虛筆、中文 字辨識 一、前言 圖 2: Leap Motion 體感裝置 近年來，由於智慧型手機及平板電腦的普 及，手寫輸入法的重要性與日俱增。這讓許多過往 二、相關研究 不常接觸電腦或是3C 產品的人（如：年長者）可 空中寫字的想法在近年來已有諸多研究，從使 藉由內建的手寫輸入法，自然而然的使用這些產 用攝影機拍攝手部動作，或是使用感測器來偵測， 品，提高生活品質，增進人際互動。因此很顯然地， 都已有相當的成果。在商業上也有類似的想法及應 手寫輸入法提供了一個讓使用者更容易與電子產 用，從較早期的電子白板，一直進步到目前比較熱 品互動的界面。無論是智慧型手機，或者是平板電 門的互動式投影機，除了在使用上更便利，價格也 腦，手寫輸入法的關鍵就在於必須一筆一畫的寫在 較為親民。另外在認證的應用上，有必威体育精装版開發利用 觸控式螢幕上，而這在手持式裝置上並不會有太大 手機當作筆，做簽名認證的密碼錢包。非接觸輸入 的問題。但如果要將手寫輸入法應用在 Smart TV 式裝置最早是利用攝影機拍攝，透過影像處理的技 以及投影機，就必須另外再搭配手寫設備，這麼一 術，追蹤並記錄指尖的運動軌跡，早期有 Chen[6] 來，也就略顯不便。