Brevet FR2827407A1 — publié le 20030117

La présente invention concerne un système d'écriture assistée par ordinateur, conçu pour fournir un moyen d'entrée de texte efficace et rapide aux ordinateurs à stylo, et aux stylos électroniques. Ce système sténographique permet de tirer parti des puissants moyens de calcul en temps réel des microprocesseurs actuels, tout en limitant l'effort d'apprentissage et de concentration demandé à l'utilisateur. Ce système pourra être implanté sur toute machine comportant une combinaison stylo (actif ou passif) et tablette graphique, ainsi que sur stylos électroniques comportant une méthode interne de détection de mouvement. Au début des années 90, on prédisait un grand avenir aux ordinateurs à stylo, parlant même d'une nouvelle génération d'ordinateurs personnels. Malheureusement, le rêve d'un ordinateur sans clavier n'a toujours pas été réalisé, en grande partie parce que les systèmes de reconnaissance d'écriture n'ont pas su fournir un moyen d'entrée de texte répondant à l'attente des utilisateurs. En effet, un taux de reconnaissance de l'écriture cursive dépassant 90% est possible uniquement lorsque l'utilisateur s'applique à bien former ses mots, et un mot sur dix à corriger reste de toute façon inacceptable. Si l'utilisateur essaie d'aller plus vite, la qualité de l'écriture se détériore, et la vitesse effective d'entrée de texte diminue. cD Le premier appareil électronique à éviter ce problème était le Palm Pilot, utilisant un système de reconnaissance de caractère lettre par lettre, à partir d'un alphabet artificiel qui éliminait la plupart des problèmes d'ambiguïté rencontrés dans la reconnaissance des lettres traditionnelles. L'utilisateur doit toujours s'appliquer à bien former ses caractères, mais les erreurs sont moins courantes ; il est aussi moins inhibé par rapport aux réflexes d'écriture acquises depuis l'enfance. Néanmoins, l'entrée de texte reste très lente pour la plupart des utilisateurs, et l'appareil sert surtout pour les applications type calepin électronique : agenda, bloc-notes, noms et adresses etc. La présente invention fournit un nouveau moyen d'entrée de texte pour les ordinateurs à stylo, demandant au départ un effort accru, mais permettant d'atteindre une vitesse d'entrée de texte avoisinant celle du clavier standard. L'invention propose en quelque sorte un nouveau système d'écriture répondant aux réalités de communication homme/machine dans ce domaine. Selon l'invention, les mots écrits sont formés par une succession de traits droits dessinés dans l'une des huit directions principales d'une boussole (Nord, Sud, Est, Ouest, Nord-Est, NordOuest, Sud-Est, Sud-Ouest), où chaque direction peut désigner l'une de plusieurs lettres de l'alphabet (normalement trois ou quatre), et où un logiciel travaillant en temps réel déduit (et souvent prédit) le mot écrit par l'utilisateur, en se référant à un dictionnaire. Trois façons de former les mots sont proposées. La première consiste à produire les traits l'un après l'autre dans une zone réservée de l'écran, qui peut être matérialisée (un rectangle, par exemple), ou non (la zone étant alors déterminée par l'endroit de pose du stylo). A chaque nouveau trait, le logiciel d'analyse propose sa meilleure solution pour la combinaison de traits exécutés jusque là. Une fois le bon mot proposé par le système, l'utilisateur peut valider le mot et l'envoyer à une application active. Pour ce faire, il utilisera un simple geste du stylo, ou un bouton, ou toute autre méthode appropriée fournie par l'interface utilisateur du système d'exploitation. Cette première façon d'utiliser le système s'apparente à une écriture détachée, ou à un système de sténographie très facile à apprendre. La deuxième possibilité offerte est de former un mot en liant les traits successifs, un peu à la manière d'une écriture cursive , les extrémités de la forme dessinée désignant les lettres du mot. Ce format sténographié est très efficace, nécessitant peu de mouvements de la main (et donc rapide à exécuter), et devrait occasionner assez peu de problèmes de reconnaissance du moment que chaque extrémité désigne bien la lettre voulue. Enfin, l'utilisateur est libre d'employer un mélange de ces deux possibilités, en construisant le mot en plusieurs morceaux dans une zone réservée à cet effet. Cette méthode ressemble le plus à l'écriture cursive naturelle , où l'on écrit les mots en liant certains groupes de lettres ensemble (souvent les syllabes), selon le mouvement du stylo. L'organisation des lettres en huit directions est facile à apprendre, et tient compte de l'adaptation visuelle du cerveau humain qui favorise ces directions (et non, par exemple, les douze directions de l'horloge). De ce fait, un utilisateur expérimenté pourra écrire sans regarder le stylo. Enfin, le système de reconnaissance comportera un élément d'analyse flou , qui tiendra compte de la direction subsidiaire chaque fois qu'une extrémité n'est pas franchement formée selon l'une des huit directions admises. La Figure 1 montre un groupement possible des lettres de l'alphabet latin, selon les huit directions disponibles. Ce sont les groupes de lettres tels qu'ils apparaissent sur les touches d'un téléphone standard, disposés à partir de la direction Ouest dans le sens des aiguilles d'une montre. On pourrait aussi imaginer ces même groupes disposés à partir du Nord, ou bien d'autres groupements (selon la forme des lettres, ou selon leur prononciation, par exemple). L'utilisateur pourra même choisir sa propre organisation de lettres, moyennant un dispositif logiciel qui saura régénérer le dictionnaire selon la nouvelle disposition des lettres. De la même façon, le système pourrait être étendu à d'autres alphabets (grec, cyrillique, arabe,...), ou aux écritures basées sur idéogrammes (chinois, japonais, coréen,...). Dans ce dernier cas, les huit directions correspondraient à des groupements d'éléments graphiques figurant dans la construction des idéogrammes. Ces éléments de base seraient groupés vraisemblablement selon leur forme, ou selon toute autre association des éléments suffisamment intuitive pour un habitué du système d'écriture. La Figure 2 illustre comment le système permettra d'épeler le mot dans , lettre par lettre, dans une zone d'entrée fournie par l'interface graphique du système d'exploitation. L'utilisateur commence par un trait vers le Nord-Ouest : le système répond par le mot de , c'est à dire le mot le plus usuel commençant par une des lettres DEF [2a]. Le second trait (vers l'Ouest) définit la lettre'a', mais le seul mot correspondant à cette combinaison de traits est le mot fa , ce qui est donc proposé par le système [2b]. (Noter que la première lettre d est temporairement abandonnée en faveur de la lettre f ). Un troisième trait vers l'Est donnera dam [2c], et enfin le dernier trait Sud-Est complétera le mot voulu [2d]. Noter que si les mots rares dam et fan n'apparaissent pas dans le dictionnaire, le système proposera le mot dans déjà au troisième trait. Dès que le mot voulu apparaît, il peut donc être validé (par un geste du stylo, en tapant sur un bouton, etc.). La Figure 3 illustre l'adaptation de ce système d'écriture sténographiée à une écriture cursive , ou liée. Cette fois-ci, le mot dans est écrit d'un seul trait (le point indique l'endroit où le stylo se pose sur l'écran). La règle d'écriture veut que chaque changement de direction abrupte (donnant une extrémité en pointe) définit une lettre du mot, les ligatures entre les lettres, lorsqu'elles sont nécessaires, étant accomplies au moyen de courbes douces . Ainsi, la Figure 3 comporte deux ligatures, d'une part entre le trait initial Nord-Ouest (DEF) et le trait Ouest (ABC), et d'autre part entre le trait vers l'Est (MNO) et le trait final (PQRS). Noter qu'il n'y a pas de ligature entre (ABC) et (MNO), et que la dernière lettre est définie par la direction finale du trait au moment de soulever le stylo. L'interface utilisateur devra tenir compte des ligatures possibles avant de proposer une nouvelle lettre (en imposant, par exemple, une longueur de trait minimum dans une direction donnée). e ;. La Figure 4 illustre une combinaison des deux techniques : le mot écriture est construit dans une zone d'entrée en trois morceaux correspondant aux groupes de lettres ecr , it , et ure . Noter que le système n'aura pas de mal à insérer l'accent à l'endroit voulu. Noter que la forme du mot ou syllabe écrit selon ce système d'écriture est simple et facile à mémoriser. Elle comporte peu d'ambiguïtés et se prête à une reconnaissance d'écriture performante. De plus, le système de reconnaissance peut accepter un certain flou dans son analyse de forme lorsqu'une extrémité ne correspond pas franchement à l'une des huit directions. Dans ce cas, l'arborescence de solutions lexicales générées par le système comprendra des mots correspondant aux deux directions avoisinantes. Cette amélioration technique permettra à l'utilisateur d'accélérer son écriture, en sachant que le système saura traiter une certaine déformation dans la forme des mots. Il n'est pas nécessaire d'allouer les huit directions aux groupements de lettres ou d'éléments graphiques. Par exemple, la Figure 5 montre comment le système pourrait être étendu aux idéogrammes chinois. Dans ce cas, les groupes d'éléments graphiques sont choisis pour correspondre dans un maximum de cas à la direction du trait (seul le trait Nord est artificiel), nécessitant seulement six des huit directions possibles. La réduction en efficacité de l'analyse lexicale (c'est à dire le nombre de traits nécessaire pour définir un idéogramme) sera minime, étant donné le nombre restreint d'idéogrammes. Les deux autres directions peuvent être utilisées comme gestes de contrôle (changement de mode, effacement de caractère, etc.). Le système peut être rendu encore plus efficace par l'utilisation judicieuse d'abréviations. Noter d'abord que le système comporte déjà une efficacité naturelle car il est rarement nécessaire de préciser toutes les lettres pour que le système propose le mot voulu, et la grande majorité des mots longs apparaîtront dès le sixième ou septième trait. En plus, le système comportera un moyen d'associer un mot courant avec un ensemble de traits, choisi selon une règle mnémotechnique. L'utilisateur pourra ainsi améliorer sa vitesse d'écriture en utilisant un certain nombre d'abréviations appropriées à son contexte de travail. Enfin, deux fonctions importantes seront fournies par le système : premièrement, un moyen d'afficher la liste des solutions alternatives correspondant à un trait (particulièrement important pour des mots courts) ; et deuxièmement, un moyen de montrer une partie du dictionnaire, dans l'ordre alphabétique, à partir du dernier mot affiché, ceci afin de pouvoir choisir rapidement les mots dérivés (conjugaisons, etc. ) sans devoir les épeler jusqu'au bout. La Figure 6 montre l'organigramme général du logiciel. A l'étape 1 le programme attend un événement tablette. Le programme reçoit les co-ordonnées du stylo à chaque événement. L'événement sera soit la pose du stylo sur la surface d'écriture, soit le soulèvement du stylo, soit un mouvement du stylo sur la surface. Les étapes 2 & 3 font la distinction entre ces trois possibilités. Dans le cas d'un mouvement simple, les co-ordonnées du stylo sont ajoutées à une liste de points parcourus par le stylo depuis la pose initiale (étape 4). Cette liste mémorise donc le trait effectué par l'utilisateur. Ce trait est lissé (étape 5) en temps réel pour éviter de prendre en compte les tremblements de la main, et pour éliminer d'éventuelles déficiences dans la tablette. Après lissage, on calcule un code correspondant au mouvement actuel du stylo, et on compare cette direction avec la direction précédente (étape 6). Ce nouveau code remplace l'ancien code (étape 7). A l'étape 8, on détermine si la nouvelle direction implique la présence d'une extrémité dans le trait (changement de direction de plus de 300 degrés par exemple). Dans ce cas, on note le début de ce nouveau sous-trait, qui correspondra à une nouvelle lettre dans le mot (étape 9). On utilise la liste de codes, en référence au dictionnaire, pour générer la meilleure solution correspondant à cette séquence de groupes de lettres, en poursuivant la recherche au delà des codes définis jusque là, dans le cas où il n'existe aucune solution exacte. Cette meilleure solution sera affichée à l'étape 10. Si l'événement correspond à la pose du stylo sur la surface d'écriture, on détermine s'il s'agit d'un signal de fin de mot. Pour simplifier, nous nous limitons dans cette description à un test pour la pose du stylo dans une zone ENTER (étape 11), mais nous pouvons aussi imaginer une logique pour reconnaître un geste indiquant fin de mot . En tous cas, si l'utilisateur a spécifié fin de mot, il faut envoyer le mot affiché au système (étape 16). Dans le cas contraire, on détermine s'il s'agit de la première pose du stylo (étape 12), c'est à dire si la pose correspond à un nouveau mot. Dans ce cas, on ré-initialise la liste des points du trait, et la liste des codes direction (étape 13). Noter que le code direction est pour l'instant nul, et sera remplacé par un code significatif uniquement lorsque le sous-trait dépassera une taille minimum. La pose du stylo indique forcément un nouveau sous-trait. On marque la position de ce début de sous-trait (étape 14), et on ajoute un point à la liste des points (étape 15). Si l'événement correspond au soulèvement du stylo, on vérifie d'abord si l'utilisateur travaille en mode mots , où chaque trait correspond à un mot complet (étape 17). Dans ce cas, le soulèvement du stylo indique la fin du mot, et le mot affiché doit être envoyé au système (étape 18). Dans le cas contraire, on attendra une prochaine pose du stylo. REVENDICATIONS 1) Système d'écriture rapide implanté sur les ordinateurs à stylo ou toute machine comportant une combinaison stylo (actif ou passif) et tablette graphique, ainsi que sur les stylos électroniques comportant une méthode interne de détection de mouvement, caractérisé en ce que le système constitue un moyen d'entrée de texte dans lequel chaque lettre d'un mot écrit est définie par un trait dans l'une des huit directions Nord, Sud, Est, Ouest, Nord-Est, NordOuest, Sud-Est, Sud-Ouest, et où chaque direction correspond à un groupe de lettres, le mot (ou une succession de mots alternatifs) étant interprété par un logiciel de reconnaissance d'écriture spécialement conçu pour le système d'écriture et affiché sur l'écran de l'ordinateur ou sur un dispositif équivalent. 2) Système d'écriture rapide selon la revendication 1 caractérisé en ce que les traits peuvent être liés en tout ou en partie ( écriture cursive ), pour former un mot manuscrit, la série d'extrémités ainsi produite servant à définir le mot, les liaisons (ligatures) entre les traits permettant d'accélérer l'écriture. 3) Système d'écriture rapide selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de reconnaissance d'écriture tient compte d'une distorsion du trait possible, en poursuivant l'analyse des mots selon deux chemins possibles chaque fois qu'une extrémité ne se situe pas franchement dans une des huit directions admises. 4) Système d'écriture rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le système est étendu aux écritures basées sur des idéogrammes, où les éléments graphiques qui servent à former les idéogrammes sont groupés selon leurs affinités avec les directions de trait définies (ou selon un sous-ensemble de ces directions), et où un mot écrit en suivant les règles du système d'écriture rapide représentera un idéogramme codé d'une façon appropriée dans un dictionnaire ou base de données lexicale. 5) Système d'écriture rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un moyen est fourni pour afficher la liste des solutions alternatives correspondant à un trait. 6) Système d'écriture rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un moyen est fourni pour montrer une partie du dictionnaire, dans l'ordre alphabétique, à partir du dernier mot affiché, ceci afin de pouvoir choisir rapidement les mots dérivés (conjugaisons, etc. ) sans devoir les épeler jusqu'au bout.