Zusammenfassung - Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

5 Merkmalsgewinnung
das bereits aus Kapitel 4 bekannte Blockschema des in dieser Arbeit entwickelten Handschriftsuchsystems
sowie, durch eine gestrichelte Umrandung besonders hervorgehoben, die
in diesem Kapitel betrachteten Systemteile.
5.1 Datenvorverarbeitung
Die Vorverarbeitung der Rohdaten, welche durch die Stiftgeräte beziehungsweise die jeweiligen
Gerätetreiber ausgegeben werden, umfasst die Bereinigung der Bewegungssignale von
Störungen (Rauschen) sowie eine Aufbereitung der Signale (Neuabtastung) für die weiteren
Verarbeitungsschritte der Merkmalsgewinnung.
Die Daten der Stifteingaben während des Schreibvorgangs können als analoge zeitabhängige
Signale x(t) und y(t) der horizontalen und vertikalen Stiftposition sowie z(t) der Druckinformation
zum Zeitpunkt t aufgefasst werden. Durch die Abtastung der Signale, das heißt,
die zeitliche Quantisierung, entsteht eine Sequenz von so genannten Abtastpunkten pi:
pi = (xi,yi,zi,ti) (5.1)
Hierbei sind xi, yi und zi die Koordinaten der Stiftspitze beziehungsweise die Druckinformation
zum Zeitpunkt ti. Es gilt also:
xi = x(ti), yi = y(ti), zi = z(ti) (5.2)
Diese Abtastung der Signale x(t), y(t) und p(t) realisiert also eine Analog-Digital-Umwandlung.
Im Rahmen dieser Arbeit wird angenommen, die Stiftkoordinaten xi und yi sowie
die Druckinformation zi seien positiv 2 und ganzzahlig. Ebenso wird die Zeitinformation 3 ti
als ganzzahlig betrachtet. Damit gilt für jeden Abtastpunkt pi:
pi ∈ P mit i ∈ {1,...,n}, P = N 4
(5.3)
Eine handschriftliche Eingabe wird als Sequenz P von n = |P| Abtastpunkten beschrieben.
P entspricht dabei beispielsweise einem geschriebenen Wort oder Symbol, einem Teil davon,
Gruppen mehrerer Wörter bis hin zu kompletten Dokumenten. Für eine Sequenz P bestehend
aus n Abtastpunkten gilt:
P ∈ P n
P = p1 p2 p3 ... pn
(5.4)
(5.5)
In Abbildung 5.2 sind die Signale xi und yi der horizontalen und vertikalen Stiftbewegung
in Abhängigkeit von der Schreibzeit ti während des Schreibens von zwei Zeilen Text zu erkennen.
Das Schriftbild, das heißt die Projektion der Punkte (xi,yi) in die Ebene, ist zum
2 Für die Notes Taker-Geräte [Peg06] gilt dies nicht automatisch, da sich bei diesen der Koordinatenursprung
mittig am oberen Rand der erfassbaren Eingabefläche befindet. Jedoch kann dieser Koordinatenursprung auf
arithmetischem Wege verschoben werden, sodass gilt xi,yi ≥ 0
3 Die Zeitinformation wird in der Regel als Anzahl der Millisekunden, beginnend zu einem festen Zeitpunkt,
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ausgedrückt.