Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Анализ движений почерка - это изучение и анализ движений, связанных с почерком и рисованием. Он составляет важную часть графономики , которая была создана после «Международного семинара по анализу движений почерка» в 1982 году в Неймегене, Нидерланды. Это станет первой из продолжающейся серии Международных конференций по графономике. Первой вехой в графономике был Thomassen, Keuss, Van Galen, Grootveld (1983).

Почерк исторически считается наиболее широко применяемым двигательным навыкам. Это также один из первых и часто единственный моторный навык, которым дети овладевают в начальной школе. Требуются годы практики и взросления, прежде чем человек овладеет навыком почерка взрослого. Почерк рассматривается не только как движение, оставляющее видимый след чернил на бумаге (продукте), но его также можно рассматривать как движение (процесс). Понимание продукта для рукописного ввода не будет полным, пока не будет понятен процесс рукописного ввода. Таким образом, движение почерка изучается с тех пор, как стали доступны методы измерения.

Однако до того, как запись и обработка движений рукописного ввода стали доступны для тех, кто заинтересован в изучении движений рукописного ввода, требовались три компонента: устройства для фиксации движений рукописного ввода, лабораторные компьютеры для хранения и обработки данных о движениях и компьютерное программное обеспечение, которое позволяет исследователю делать это. в соответствии с конкретными экспериментальными парадигмами без необходимости программирования непроверенного пользовательского программного обеспечения. Программное обеспечение для анализа движений рукописного ввода также используется для изучения рисования, координации глаз и рук или любых других ситуаций, когда исследователь хочет записывать движения с помощью пера.

Самые ранние устройства для записи движений рукописного ввода [ править ]

«Телавтограф» Элиши Грея, патент США 386 815 (1888 г.), за которым следуют еще четыре аналогичных патента (1891–93 гг.). См. «Аннотированную библиографию в области перьевых вычислений и распознавания рукописного ввода» Жана Ренарда Уорда ( http://users.erols.com/rwservices/biblio.html ). Рукописный текст можно было передавать только по проводам и воспроизводить где-либо еще в режиме реального времени. Священное Писание (1895) разработало пишущий аппарат, который позволял сохранять позиции пера на бумаге с частотой 100 Гц. Этот прибор позволял измерять продолжительность отдельных рукописных штрихов (McAllister, 1900).

Самые ранние лабораторные компьютеры [ править ]

Движения рукописного ввода быстрые, не повторяются с основной частотой около 5 Гц и полосой пропускания около 10 Гц. Хотя теоретически достаточно частоты дискретизации 20 Гц, повышающая дискретизация необходима для правильной визуализации рукописного ввода и рисования линий Лиссажу . Частота дискретизации выше необходимой, например 100 Гц, является предпочтительной, так как это также позволит осуществлять фильтрацию нижних частот или сглаженные данные с уменьшенным оборудованием и шумом квантования с коэффициентом √ 100/20 = √ 5 . Лабораторный компьютер потребуется для хранения, обработки и визуализации огромного количества образцов. На то, чтобы компьютеры стали доступны в лабораториях, потребовалось более 50 лет. Электронные аналоговые компьютеры использовались до цифровыхкомпьютеры оказались в пределах досягаемости для исследования: Wang Laboratories , Digital Equipment Corporation (DEC), Apple Inc. , IBM PC (персональный компьютер), Norsk Data , Atari , Osborne Computer Corporation и Data General . Большинство этих инновационных мини- и микрокомпьютерных компаний прекратили свою деятельность.

Устройства записи движения пера [ править ]

Первыми устройствами для точной записи почерка, которые можно было подключить к компьютерам, были графические планшеты или дигитайзеры, xy-планшеты, графические планшеты с электронными перьями, какими мы их знаем сегодня. Среди первых планшетов - электронный планшет Styalator с пером для компьютерного ввода и распознавания рукописного ввода в 1957 году [1] и коммерческие продукты компании Vector General.. Продукты Vector General сообщали положение стилуса при 100 Гц и заявляли точность 0,1 см. Типичные планшеты определяют положение пера электромагнитным способом. Сенсорные планшеты нельзя использовать, когда рука лежит на планшете, если в них не реализована какая-либо форма отторжения руки. Планшеты могут иметь встроенный дисплей (например, как в планшетном ПК). До сих пор планшеты для рукописного ввода являются золотым стандартом для записи почерка. Частота дискретизации составляла 100 Гц, пока не было решено, что минимальная частота для HID устройств ввода данных человеком должна быть не менее 133 Гц, увеличивая частоту дискретизации до 133 - 200 Гц. Преимущество заключается в снижении шума устройства и шума квантования на 15–40%. Технология дигитайзера относится к наиболее точным и экономичным указывающим устройствам.. Достижима динамическая точность 0,01 см при постоянной частоте. Непрозрачные планшеты производятся Wacom, который также производит дигитайзеры дисплеев, Euronovate SA, Hanvon, [2] VisTablet, [3] Adesso, [4] Genius. [5]

Устройства считывания рукописного ввода на основе пера [6] были разработаны, но так и не достигли точности планшетов. В настоящее время на рынке появляется много новых систем, которые «записывают» почерк, например, от Anoto , а также систем на основе ЭМГ.

Многие системы регистрации движения пера фиксируют не только координаты x и y вершины пера, но также осевое давление пера, наклон x и y или высоту и азимут корпуса пера.

Системы измерения движений рукописного ввода могут фиксировать:

  • x = горизонтальные координаты; параллельно базовой линии в западном шрифте
  • y = Вертикальные координаты; перпендикулярно к горизонтальной базовой линии и на поверхности для письма.
  • z = осевое давление пера; поскольку данные о давлении часто нелинейно связаны с фактическим давлением, для оценки нормального давления потребуется ориентация пера.

При желании дигитайзеры могут определять ориентацию корпуса пера относительно планшета:

  • Высота = Насколько круто удерживается перо; этот угол можно использовать для оценки давления пера перпендикулярно бумаге по осевому давлению пера.
  • Азимут = направление ствола пера, спроецированное на плоскость xy.

В идеале каждый набор координат должен отбираться одновременно и с фиксированной частотой и включать отметки времени для каждой координаты для исправления неизохронной выборки. Дополнительные характеристики, которые можно измерить с помощью дигитайзеров (в основном в прошлых моделях), включают высоту пера, вращение корпуса пера и силу захвата (например, в области захвата тремя пальцами).

Программное обеспечение для анализа движений рукописного ввода [ править ]

Движения рукописного ввода изучаются во многих дисциплинах, включая кинезиологию , науку о движениях человека, биомеханику руки, мелкую моторику , руки , взаимодействие человека с компьютером , зрительно-моторный контроль, визуальную обратную связь, целенаправленные движения, рисование , экспериментальную психологию , психиатрию , экстрапирамидную симптомы (EPS) или побочные эффекты движения из-за лекарств, неврологии , двигательных расстройств , болезни Паркинсона , дистонии , писчих спазмов , физиотерапии, Процессуальная инструкция почерка, трудотерапия , развитие ребенка , нарушение развития , образование , начальное образование , домашнее обучение , перевоспитание , лингвистика , язык , общение , заикание , судебно - медицинская экспертиза документов , анализ документов , судебно - медицинская экспертиза документов или сомнение экспертиза документов , проверка подписи и идентификация, анализ изображения почерка, информатика , искусственный интеллект, распознавание почерка и т. д.

Следующая волна состояла из упакованного программного обеспечения, которое можно было сделать доступным для записи почерка во многих местах. Большинство начальных программных систем были разработаны университетскими исследователями, которые зачастую были единственными, кто мог их использовать. Даже сегодня важным достижением является предоставление программного обеспечения в виде пакета, который может быть установлен на неизвестный компьютер и может использоваться после короткого времени ознакомления другими пользователями, которые не участвовали.

За последние несколько лет на рынке появились программные пакеты, которые могут использоваться многими другими исследователями, интересующимися областью анализа движений рукописного ввода.

CSWin [ править ]

Первым предложенным для продажи анализом движения почерка (около 1980 г.) был CSWin от Science And Motion [7], разработанный Кристианом Марквардтом и Норбертом Мэем в Мюнхене, Германия. CSWin продавался в Германии и используется во многих немецких больницах. В нем вылечили 500 больных писательскими спазмами. Нынешняя компания специализируется на обучении игре в гольф. Она была основана в 2003 году и управляется владельцем Кристианом Марквардтом. Самая старая их публикация - это Marquardt and Mai (1994).

Оазис [ править ]

Другой ранней системой была Oasis от KikoSoft, Нидерланды, которая была основана в 1995 году Питером Де Йонгом. Oasis можно настроить с помощью гибкого макроязыка. В 1998 году эта система была использована для разработки автоматизированной батареи тестов для психофармакологических исследований: Orgabat. Одна из старейших ссылок на Oasis - это Де Йонг, Хулстейн, Костерман и Смитс-Энгельсман (1996).

Получение и анализ спирали Пульмана [ править ]

В Колумбийском университете профессор доктор Сет Пуллман разработал систему сбора и анализа спирали Пульмана. [8]Он используется для проверки тремора у пациентов с болезнью Паркинсона. В 2002 году Пуллман получил патент США № 6454706: «Система и метод для клинической оценки двигательной функции». Пациенты с двигательными нарушениями, такими как болезнь Паркинсона, рисуют спирали. Программа вычисляет гладкость первого порядка, гладкость второго порядка, плотность спирали, частоту пересечения нуля, скорость пересечения нуля второго порядка и извлекает из этих оценок степень серьезности. Их система позволяет объективно оценивать двигательную функцию врачами, не имеющими квалификации или опыта в оценке двигательных нарушений, например терапевтами или педиатрами, не имеющими сертификатов в области неврологии. Ранняя публикация его спирального анализа принадлежит Пуллману (1998).

Neuroskill [ править ]

Другой анализ почеркаСистема - это Neuroskill от Verifax, Боулдер, Колорадо, США, которая была основана в 1990 году доктором Рут Шрейрман и Алексом Ландау. Neuroskill был разработан для биометрических измерений, безопасности и воздействия лекарств от болезни Паркинсона и имеет множество применений при двигательных расстройствах. Verifax начал работу с целью разработки биометрического инструмента для проверки подписей на расстоянии (VeriFax Autograph Technology). Verifax разработала еще два приложения, используя модификации своего индивидуального программного обеспечения Neuroskill для конкретных приложений: приложения для скрининга и обнаружения злоупотребления психоактивными веществами, мониторинга токсичных вдыхаемых веществ и воздействия окружающей среды и точной идентификации подписи для обеспечения безопасности / защиты конфиденциальности и обнаружения подделок. Целевые рынки могут включать центры нервно-мышечных заболеваний, клиники по лечению наркозависимости и алкоголизма,центры гигиены труда и индустрия безопасности. При этом они применили свою технологию к биометрическим измерениям в качестве инструмента клинического мониторинга для врачей, исследующих нервно-мышечные заболевания.

В 2003 году NeuroSkill получила патент США 6 546 134: «Система для оценки контроля мелкой моторики у людей». Их метод оценивает стабильность, плавность и синхронизацию движений писателя как количественные показатели неврологической функции, используя свой анализ корреляционной функции (CFA) поведенческих сигналов. CFA возвращает числовые оценки и диаграммы, отражающие стабильность рукописных штрихов и характеристики фазовых искажений при воспроизведении образцов курсива.

Другое приложение заключалось в оценке лиц с критическими навыками (например, пилотов авиакомпаний, водителей автобусов) на предмет нарушений физической и умственной работоспособности, вызванных стрессом, физиологическими расстройствами, злоупотреблением алкоголем и наркотиками, с использованием их фирменного пишущего инструмента VeriFax Impairoscope. Это последнее приложение повысило возможность использования варианта импайроскопа, пригодного для использования в космосе, для оценки работы космонавта в отношении воздействия стресса, усталости, чрезмерной нагрузки, накопления токсичных химикатов в космической среде обитания и т.

В 2009 году веб-портал iNeuroskill был создан в рамках новой бизнес-единицы: iNeuroskill. Веб-сайт позволяет пациентам с болезнью Паркинсона загружать свои подписи, записанные с помощью дигитайзера. Они получают немедленную обратную связь относительно своей мелкой моторики в виде анализа диаграммы. [9] Их самая старая статья написана Morgenthaler, Shrairman, and Landau (1998).

MovAlyzeR [ править ]

MovAlyzeR был разработан NeuroScript, [10] Tempe, AZ, США. NeuroScript был основан в 1997 году профессором доктором Джорджем Стельмахом, который с тех пор вышел на пенсию, и доктором Хансом-Лео Теулингсом. В 1999 году к команде MovAlyzeR присоединился Грегори М. Бейкер. Это программное обеспечение для анализа движений рукописного ввода является первым, кто демонстрирует, что оно может распознавать побочные эффекты движения, вызванные лекарствами от шизофрении, лучше, чем с помощью любого обычного метода оценки, используемого сегодня в психиатрии (заявлен международный патент) (Caligiuri et al., 2009a, b). MovAlyzeR в настоящее время является единственной программой для анализа движений рукописного ввода, сертифицированной для работы с Microsoft Windows XP и Vista. Может быть интегрирован с MATLABи выполнять обработку изображений на отсканированных образцах рукописного ввода. Он используется в различных областях, от исследований в области движений человека, кинезиологии , психологии , образования , исследований старения , психиатрии , неврологии , трудотерапии , судебно-медицинской экспертизы документов , информатики ( распознавание почерка , проверка подписи ) до образовательных демонстраций или студенческих проектов в эти поля. Самые старые ссылки на MovAlyzeR - это Teulings and Romero (2003), Teulings and Van Gemmert (2003), Romero and Teulings (2003).

ComPET [ править ]

В Университете Хайфы д-р Сара Розенблюм и Патриция Л. (Тамар) Вайс и ее коллеги разработали компьютеризированную систему оценки почерка под названием POET: Инструмент объективной оценки почерка с использованием MATLAB. Он использовался для введения визуальных стимулов, а также для записи и анализа движений почерка. Они исследовали феномен воздуха: движения пера над бумагой (воздушные штрихи). Самое старое упоминание о ПОЭТА есть у Розенблюма, Паруша, Эпстена и Вайса (2003).

Вскоре после этого POET получил дальнейшее развитие и был переименован в ComPET: Computerized Penmanship Evaluation Tool. Он используется для изучения детей с дисграфией, расстройствами координации развития (DCD) и взрослых с несколькими патологиями, такими как депрессия при рассеянном склерозе (MS), болезнь Альцгеймера, Паркинсона, а также эффекты старения. [11] Он также используется с вербальной технологией обнаружения лжи, такой как полиграф.

Глаз и перо [ править ]

Глаз и перо [12]это программное обеспечение, разработанное в Университете Пуатье (Франция) для синхронной записи почерка и движений глаз. Его первая версия направлена ​​на изучение периодов паузы и написания текста при создании текста (G-Studio; 1994). После полного переписывания для поддержки MS-Windows была добавлена ​​запись движения глаз, чтобы получить представление о чтении во время записи и извлечения информации. Его эволюция является плодом сотрудничества с исследователями почерка, в основном из лаборатории психологии Университета Пуатье (Дени Аламарго, Эрик Ламберт, Сирил Перре, Тьерри Олив). Теперь он объединяет аудиозапись, сигналы синхронизации (с / на другие компьютеры, программное обеспечение или устройства), инструменты маркировки данных, а также различные модули фильтрации и извлечения данных, открывая возможности для мультимодальных исследований. После коммерческого распространения (2004-2018),теперь он распространяется свободно. Самые старые ссылки на Глаз и Пен - это Chesnet and Alamargot (2005), Alamargot, Chesnet, Dansac, Ros, C. (2006).

MedDraw [ править ]

MedDraw - это компьютерный проект по диагностике и реабилитации задач рисования между Университетом Кента, Великобритания и Университетом Руана, Франция, координируемый доктором Ричардом Гестом и начатый в 2003 году. современная, но простая в использовании клиническая система, дающая объективные диагностические рекомендации по целому ряду клинических состояний. Их цель - выявить пространственное пренебрежение в поле зрения и организацию двигательного расстройства. Они по-прежнему будут сосредоточены на диагностике этих расстройств на основе рисунков. Первые исследовательские публикации, в которых упоминается MedDraw, написаны Kaplani, Guest и Fairhurst (2005) и Glenat, Heutte, Paquet и Mellier (2005). Программа не работает с 2006 года.

Расширенный тест рисования (EDT) [ править ]

Расширенный тест рисования - это компьютеризированная графономическая оценка функции руки и кисти. EDT измеряет способность испытуемого рисовать вертикальные линии как левой, так и правой рукой. Чтобы сравнить производительность между грубыми движениями рук и точным управлением пальцами, испытуемые рисуют линии, удерживая либо перо планшета (удерживаемое пальцами), либо мышь (удерживаемое всей рукой). Последние движения не включают движения пальцев. Нормы установлены для здоровых лиц от 3 до 70 лет. Отклонения от норм для здоровья будут отражать разные патологии для разных групп пациентов, например, пациентов с гемиплегическим инсультом. Первая статья, в которой упоминается EDT, - это Vuillermot, Pescatore, Holper, Kiper, and Eng (2009).

См. Также [ править ]

Связанные поля [ править ]

  • Асемическое письмо
  • Проверка сомнительных документов
  • Каллиграфия
  • Графономика
  • Каракули
  • Программа для анализа движений рукописного ввода MovAlyzeR

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Даймонд, Том (1 декабря 1957 г.), Устройства для чтения рукописных символов , Труды Восточной совместной компьютерной конференции, стр. 232–237 , получено 23 августа 2008 г.
  2. ^ "汉王 科技" . www.hanvon.com .
  3. ^ "Плоский Бебас" . www.vistablet.net .
  4. ^ «Adesso - Клавиатуры, мыши, гарнитуры, сканеры и многое другое - Adesso Inc ::: Ваш специалист по устройствам ввода :::» . Adesso Inc .
  5. ^ «Глобальный веб-сайт Genius | Genius разрабатывает персональные периферийные устройства с целью обеспечить лучший опыт в жизни каждого. Посетите Genius, чтобы найти свои устройства с высоким качеством, простотой использования и низкой стоимостью» .
  6. ^ Кран, Хьюитт Дэвид, Специальный Пенд и система распознавания рукописного ввода , патент США 3906444, 16 сентября 1975
  7. ^ "Дом" .
  8. ^ «Категории и продукты | Оценка человека компанией Lafayette Instrument Company» . lafayetteevaluation.com .
  9. ^ "iNeuroskill Home" . www.ineuroskill.com .
  10. ^ "NeuroScript - главная страница MovAlyzeR - системы анализа движений" . neuroscript.net .
  11. ^ http://research.haifa.ac.il/~rosens/ResearchDescriptionBlurb.pdf
  12. ^ «Глаз и перо» . Глаз и ручка .
  • Аламаргот Д., Чеснет Д., Дансак К. и Рос С. (2006). Глаз и ручка: новое устройство для обучения чтению во время письма. Методы исследования поведения, приборы и компьютеры, 38 (2), 287-299. Глаз и ручка: новое устройство для обучения чтению во время письма.
  • Калиджури, член парламента, Teulings, HL, Декан, CE, Никулеску, AB, Лор, JB (2009a). Кинематика движения почерка для количественной оценки EPS у пациентов, получавших атипичные нейролептики. Психиатрические исследования (в печати).
  • Калиджури, член парламента, Teulings, HL, Декан, CE, Никулеску, AB, Лор, JB (2009b). Анализ движений почерка для мониторинга побочных моторных эффектов, вызванных лекарственными средствами, у пациентов с шизофренией, получавших рисперидон. Науки о человеческом движении (в печати).
  • Чеснет Д. и Аламаргот Д. (2005). Проанализируйте en temps réel des activités oculaires и grapho-motrices du scripteur: intérêt du dispositif «Eye and Pen». L'Année Psychologique, 105 (3), 477-520. Анализируйте en temps réel des activity oculaires et grapho-motrices du scripteur: intérêt du dispositif «Eye and Pen»
  • Чесне Д., Гийаберт Ф. и Эсперет Э. (1994). G-STUDIO: логика для исследований в области временных параметров экспериментального производства. L'Année Psychologique, 94 (2), 283-293. G-STUDIO: логика для исследований в реальном времени и параметров временного производства.
  • Де Йонг, В.П., Хулстейн, В., Костерман, BJM, и Смитс-Энгельсман, BCM (1996). Программное обеспечение OASIS и его применение в экспериментальных исследованиях почерка. В ML Simner, CG Leedham, & AJWM Thomassen (Eds.), Исследование почерка и рисунка: основные и прикладные вопросы (стр. 429–440). Амстердам: IOS Press.
  • Гленат, С., Хейтте, Л., Паке, Т., Мелье, Д. (2005). Компьютерная диагностика диспраксии: проект MEDDRAW, который будет представлен на 12-й конференции Международного графономического общества, IGS 2005, Салерно, Италия, июнь 2005 года.
  • Каплани, Э., Гость, Р.М., Фэрхерст, М.К. (2005). Оценка серьезности зрительно-пространственного пренебрежения на основе характеристик в компьютерной задаче отмены линий, 12-я конференция Международного графономического общества, IGS 2005, Салерно, Италия, июнь 2005 г.
  • Марквардт, К., Май, Н. (1994). Вычислительная процедура анализа движения почерка. J Neurosci Methods. Апрель; 52 (1): 39–45.
  • Макаллистер, CN (1900). Исследование: движение, используемое в почерке. Йельская психологическая лаборатория, 8, 21–63.
  • Моргенталер, GW, Шрайрман, Р., Ландау, А. (1998). Международный форум космических технологий и приложений - 1998. Труды конференции AIP, том 420, стр. 736–742 (1998).
  • Пуллман, SL. (1998). Спиральный анализ: новый метод измерения тремора с помощью планшета для оцифровки. Mov Disord. 13 Дополнение 3: 85–9.
  • Romero, DH, & Teulings, HL (2003). Анализ субдвижений в целевых движениях. HL Teulings, Ван Геммерт, AWA (ред.), Труды 11-й конференции Международного графономического общества (IGS2003), 2–3 ноября 2003 г., Скоттсдейл, Аризона, США. ISBN 0-9746365-0-9 . (стр. 103–106). 
  • Розенблюм, С., Паруш, С., Эпстейн, Л., Вайс, П.Л. (2003). Оценка процесса и продукта плохого почерка у детей с дисграфией развития и СДВГ. В HL Teulings и AWA Van Gemmert. Материалы 11-й конференции Международного графономического общества. США; Скоттсдейл, Аризона. п. 169–173.
  • Священное Писание, EW (1895). Новый аппарат. Исследования Психологической лаборатории Йельского университета, III, 106.
  • Teulings, HL, и Maarse, FJ (1984). Цифровая запись и обработка движений почерка. Наука человеческого движения, 3, 193–217.
  • Teulings, HL и Romero, DH (2003). Анализ субдвижений при обучении скорописному почерку или блочной печати. В HL Teulings, AWA Van Gemmert (Eds.), Proceedings 11-й конференции Международного графономического общества (IGS2003), 2–3 ноября 2003 г., Скоттсдейл, Аризона, США. ISBN 0-9746365-0-9 . (стр. 107–110). 
  • Teulings, HL и Ван Геммерт, Вашингтон (2003). Целенаправленные движения при выборе меню в компьютерно-пользовательских интерфейсах. В HL Teulings, Ван Геммерт, AWA (ред.), Труды 11-й конференции Международного графономического общества (IGS2003), 2–3 ноября 2003 г., Скоттсдейл, Аризона, США. ISBN 0-9746365-0-9 . (стр. 99–102). 
  • Thomassen, AJWM, Keuss, PJG, Van Galen, GP, Grootveld, C. (ред.) (1983). Двигательные аспекты почерка. Acta Psychologica, Vol. 54.
  • Вильермот, С., Пескаторе, А., Холпер, Л., Кипер, Д. и Энг, К. (2009). Расширенный тест рисования для оценки функции руки и кисти с инвариантом производительности для здоровых субъектов. Журнал методов нейробиологии 177 (2): 452–460.

Внешние ссылки [ править ]

  • Аннотированная библиография ссылок на распознавание рукописного ввода и перьевые вычисления
  • Заметки по истории перьевых вычислений (Youtube)