Zusammenfassung - Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

4 Aufbau des Systems
[CLM95, SNC + 95, S. 50], welches etwa bei bildschirmbasierten Stiftsystemen auftritt 1 . Zudem
ist den meisten Schreibern aktuell das haptische Empfinden bei Verwendung von Stift
und Papier vertrauter als beim Schreiben mit speziellen Stiften mit Plastikmine auf Glasoder
Plastikbildschirmoberflächen, wie dies unter anderem bei TabletPC-Geräten der Fall ist
[PW07].
4.2 Modulbeschreibung
Die Daten (Rohdaten), die durch die Geräte zur on-line Erfassung von Schreibbewegungen
gewonnen werden, bestehen aus Sequenzen von Koordinaten der Stiftposition zum Zeitpunkt
der jeweiligen Abtastung. Neben den reinen Positionsdaten liefern alle drei untersuchten Geräte
zusätzliche Informationen über den Status der Stiftspitze auf der Schreiboberfläche, der
ioPen in Form eines Druckwertes im Bereich von 0 bis 126, die Geräte DigiMemo und Notes
Taker als binären Wert, welcher angibt, ob der Stift die Schreiboberfläche berührt.
Für das Ziel der Suche in den solchermaßen erfassten Handschriftdaten ist es nötig, diese
zu normalisieren und aus ihnen bestimmte Merkmale zu extrahieren. Dieses Vorgehen ist
analog zum Vorgehen bei anderen Problemen, etwa aus den Gebieten der Biometrie oder der
Mustererkennung. Im Bereich der off-line Texterkennung beispielsweise wird zumeist in einem
ersten Verarbeitungsschritt eine Filterung vorgenommen, um jenen Bildanteil zu entfernen,
der keine Schreibinformationen enthält. Weitere typische Schritte sind das Entfernen von
Rauschen sowie die Segmentierung der Schrift in Zeilen, Worte und Buchstaben [PS00]. Diese
Verarbeitungsschritte werden als die Vorverarbeitung bezeichnet. Ihr schließt sich zumeist
die Extraktion von Merkmalen an, auf deren Basis die eigentliche Erkennung erfolgt.
Abbildung 4.1 zeigt den prinzipiellen Aufbau des in dieser Arbeit entwickelten Systems.
Zu erkennen sind die drei Module Vorverarbeitung, Merkmalsextraktion und Suche als Teile
des Kernsystems. Der Ablauf gestaltet sich so, dass für eine konkrete Suchanfrage dem System
die Rohdaten (als Sequenz von Abtastpunkten) sowohl des Suchbegriffes als auch aller
zu durchsuchenden Dokumente übergeben werden. Im System erfolgt die Vorverarbeitung getrennt
für die Anfrage- und die Dokumentendaten. Im Merkmalsextraktionsmodul werden aus
den vorverarbeiteten Schreibdaten verschiedene Merkmale (engl. features) gewonnen, welche
in unterschiedlicher Weise die geometrische Gestalt der Schrift repräsentieren. Diese Repräsentationen
liegen in der Form von so genannten Kettencodes oder Merkmalssequenzen (engl.
feature strings) vor. Die Suche erfolgt, indem mittels Stringähnlichkeiten innerhalb der Merkmalssequenzen
der Dokumentdaten die etwaigen Vorkommen der Merkmalssequenz der Anfragedaten
bestimmt werden. Die Ausgabe der Suche ist eine Menge von Textstellen, an denen
der jeweilige Suchbegriff vorkommt.
Dieses Kernsystem wird vervollständigt durch die Systemteile für die Benutzerinteraktion
und die Datenspeicherung. Beide werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit jedoch nicht
näher betrachtet und dienen lediglich als Werkzeug für das Kernsystem. Durch den modularen
Aufbau ist es möglich, zum Zwecke der Evaluation (siehe Kapitel 8) des in dieser Arbeit
1 »Then, because of the angle at which the screen is observed, a parallax error occured: when the eye, the tip
of the pen, and a point on the screen are aligned, the pen actually points at a zone located a few millimeters
below that point.« [CLM95]
46