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数学表达式的自动识别一直是识别技术领域的一个重要分支,在过去三十多年里,研究人员研究了很多办法来识别数学表达式。二十世纪九十年代以来,小型化、便携式和无线设备的发展以及普适计算模式的出现,使得以手写体(Handwritten)和手绘草图(Sketch)为核心的笔式交互(Calligraphic User Interface)笔式交互(Pen-based User Interface)成了新一代人机交互技术中不可缺少的部分。在有限的资源条件下进行有效的识别,已经成了手写识别技术研究的热点。
本文首先介绍了数学表达式识别的历史和研究现状,在总结以往研究工作的基础上,提出了一个适用于普适计算环境的在线手写数学表达式识别系统的实现方案,并指出了系统研究的重点应放在如何提高效率上,而在提高效率的问题上有效的措施是充分利用资源和减少系统的开销。
本文的工作主要体现在以下两个方面:
(1)对数学表达式的识别技术进行了研究和分析,设计了一个快速简洁的在线手写数学表达式的识别系统,并在总体框架上把识别过程划分成了三个阶段:第一,手写笔划的分类识别。第二,笔划到符号的成组识别。第三,表达式的识别。
(2)系统在具体实现时为每一个阶段寻求了一个简单有效的策略:首先引入了走势这个概念作为手写笔划的分类特征,并用决策树的方法进行了具体的笔划分类实验,验证了其有效性;然后结合笔划间的空间位置关系和符号间的上下文关系实现符号的成组,并利用领域知识反馈指导符号的成组过程。最后在表达式的识别阶段充分运用了树变形的思想,并分草图分析、语法分析和表达式分析三个步骤来完成工作。