필적 이동 분석

Handwriting movement analysis

필적 동작 분석은 필적과 그림에 관련된 동작에 대한 연구와 분석이다.1982년 네덜란드 니즈메겐에서 열린 '필기운동분석에 관한 국제 워크숍'을 계기로 설립된 그래프노믹스의 중요한 부분을 이루고 있다.그것은 계속되는 국제 그래프노믹스 컨퍼런스 중 첫 번째가 될 것이다.첫 번째 그래프노믹스의 이정표는 Thomassen, Keuss, Van Galen, Grootveld (1983)이었다.

손글씨는 역사적으로 가장 널리 가르쳐진 운동기술로 여겨진다.그것은 또한 어린이들이 초등학교에서 배울 첫 번째, 그리고 종종 유일한 운동 기술 중 하나이다.사람이 성인의 필법을 익히려면 수년간의 연습과 성숙이 필요하다.필체는 종이(제품)에 잉크의 가시적인 흔적을 남기는 움직임으로만 볼 수 있는 것이 아니라 움직임(과정)으로도 볼 수 있다.필적 과정을 이해할 때까지 필적 제품에 대한 이해가 완료되지 않을 것이다.따라서 측정 기법을 사용할 수 있게 된 이후 필체의 움직임이 연구되고 있다.

그러나 필적 동작 연구에 관심이 있는 사람들에게 필적 동작을 기록하고 처리하는 데 도움이 되기 전에 다음 세 가지 요소가 필요했다.필적 움직임을 포착하는 장치, 이동 데이터를 저장하고 처리하는 실험실 컴퓨터, 그리고 실험자가 검증되지 않은 사용자 정의 소프트웨어를 프로그래밍할 필요 없이 특정 실험 패러다임에서 이를 수행할 수 있는 컴퓨터 소프트웨어.필적 동작 분석 소프트웨어는 연구자가 펜으로 움직임을 기록하고자 하는 그림 그리기, 눈-손 조정 또는 기타 상황 연구에도 사용된다.

필기 동작을 캡처하는 가장 빠른 장치

엘리사 그레이의 '텔로토그래프', 미국 특허 38만6815건(1888)이 뒤를 이었고, 비슷한 특허 4건(1891–93)이 그 뒤를 이었다.Jean Renard Ward(http://users.erols.com/rwservices/biblio.html))의 "펜 컴퓨팅 및 필기 인식에 대한 참고 문헌"을 참조하십시오.필체는 철사로만 전송되어 다른 곳에서도 실시간으로 재현할 수 있었다.성서(1895)는 100Hz에서 종이에 펜 위치를 저장할 수 있는 쓰기 장치를 개발했다.이 기구는 개별 필적의 지속 기간을 측정할 수 있도록 했다(McAlister, 1900).

초기 실험실 컴퓨터

필적 동작은 빠르고, 1차 주파수가 약 5Hz이고 대역폭이 약 10Hz인 비반복적이다.20 Hz의 샘플링 속도는 이론적으로 충분하지만, 리사쥬스 같은 필체를 적절히 시각화하고 스트로크를 그리려면 업 샘플링이 필요할 것이다.100Hz와 같은 필요 이상으로 높은 샘플링 속도가 선호되는 것은 감소된 장비와 계수에 따른 정량화 노이즈가 낮은 통과 필터링 또는 평활화 데이터도 가능하기 때문이다.방대한 수의 표본을 저장, 처리 및 시각화하기 위한 실험실 컴퓨터가 필요할 것이다.컴퓨터가 실험실에서 보급되기까지 50년 이상이 걸렸다.전자 아날로그 컴퓨터는 Wang Laboratories, DEC, Apple Inc., IBM PC(Personal Computer), Norsk Data, Atari, Osbon Computer Corporation, Data General 등 디지털 컴퓨터가 연구를 위해 접근할 수 있을 때까지 사용되었다.이러한 혁신적인 미니 컴퓨터 및 마이크로 컴퓨터 회사들은 대부분 운영을 중단했다.

펜 이동 기록 장치

컴퓨터에 연결될 수 있는 필적을 정확하게 기록할 수 있는 첫 번째 장치는 오늘날 우리가 알고 있는 것처럼 전자 펜이 달린 그래픽 태블릿 또는 디지타이저, x-y-태블릿, 그래픽 패드였다.초기 태블릿으로는 1957년 컴퓨터 입력과 필기 인식용 펜이 달린 스타일레이터 전자 태블릿과 벡터 제너럴의 상용 제품이 있다.벡터 제너럴 제품은 스타일러스의 위치를 100Hz로 보고했으며, 0.1cm의 정확도를 주장했다.일반적인 태블릿은 펜의 위치를 전자석으로 감지한다.촉각에 민감한 태블릿은 어떤 형태의 손 거부를 시행하지 않는 한 손이 태블릿에 놓여 있을 때 사용할 수 없다.태블릿은 (예: 태블릿 PC와 같이) 디스플레이를 내장할 수 있다.오늘날에도 여전히 필적은 필적을 기록하는데 있어 금본위제다.인간 입력 장치 HID에 대한 최소 속도가 133 Hz여야 한다고 결정되기 전까지 샘플링 속도는 100 Hz였고, 샘플링 속도는 133 – 200 Hz까지 충돌했다.이점은 장치 노이즈 및 정량화 노이즈의 15%~40% 감소라는 것이다.디지타이저 기술은 가장 정확하고 비용 효율적인 포인팅 장치에 속한다.일정한 주파수에서 0.01 cm의 동적 정확도를 달성할 수 있다.불투명한 태블릿은 디스플레이 디지타이저인 유로노바테 SA, 한본,[2] VisTablet,[3] Adesso,[4] Genius를 생산하는 와콤이 생산한다.[5]

펜 기반의 필적 캡처 기기는 개발되었지만 태블릿의 정확성을 달성한 적은 없다.현재 시장에는 아노토의 필체, EMG 기반의 시스템과 같이 필체를 "기록"하는 새로운 시스템이 많이 등장하고 있다.

많은 펜 동작 기록 시스템은 펜 상의 x와 y 좌표뿐만 아니라 축방향 펜 압력, x y 기울기 또는 고도, 펜 배럴의 방위각 등을 캡처한다.

필기 이동 측정 시스템이 캡처할 수 있는 항목:

  • x = 수평 좌표, 서양 스크립트의 기준과 평행
  • y = 수직 좌표, 수평 기준선 및 쓰기 표면에 수직.
  • z = 축 펜 압력; 압력 데이터가 종종 실제 압력과 비선형적으로 연관되기 때문에, 정상 압력을 추정하기 위해 펜 방향이 필요할 것이다.

선택적으로 디지타이저는 태블릿에 상대적인 펜 배럴의 방향을 전달할 수 있다.

  • 고도 = 펜이 얼마나 가파른지; 이 각도는 축 펜 압력에서 용지에 수직으로 펜 압력을 추정하는 데 사용할 수 있다.
  • 방위각 = x-y 평면에 투사된 펜 배럴의 방향.

이상적으로는 각 좌표 세트를 동시에 그리고 고정된 주파수에서 샘플링해야 하며, 비동기 샘플링을 교정하기 위해 좌표당 타임스탬프를 포함시켜야 한다.디지타이저(대부분 과거 모델에서)로 측정할 수 있는 추가 특징으로는 펜 높이, 펜 배럴 회전 및 그립 힘(예: 손가락 3개 그립 영역)이 있다.

필적 이동 분석 소프트웨어

필적운동은 키네이지학, 인간운동과학, 손의 생체역학, 미세한 운동조절, 손동작, 인간-컴퓨터 상호작용, 시각적 피드백, 목표주도운동, 그림, 실험심리학, 정신의학, 외사적 증상(EPS) 또는 운동측면 등 여러 분야에서 연구되고 있다.약물, 신경학, 운동장애, 파킨슨병, 디스토니아, 작가 경련, 물리치료, 교정필기지도, 직업치료, 아동발달장애, 교육, 초등교육, 가정교육, 재교육, 언어학, 의사소통, 말더듬이, 법의학적 문서 검사, 문서 분석, 법의학 문서 검사 또는 의심스러운 문서 검사, 서명 확인 및 식별, 필기 이미지 분석, 컴퓨터 과학, 인공지능, 필기 인식 등

다음 물결은 많은 장소에서 필적을 녹음할 수 있는 패키지 소프트웨어로 구성되었다.대부분의 초기 소프트웨어 시스템은 종종 그것을 사용할 수 있는 유일한 것이었던 대학 연구원들에 의해 개발되었다.오늘날에도 소프트웨어를 무명 컴퓨터에 설치할 수 있고, 관련되지 않은 다른 이용자들의 간단한 숙지 시간을 거쳐 사용할 수 있는 패키지로 만든 것이 큰 업적이다.

지난 몇 년 동안 필적 동작 분석 분야에 관심이 있는 다른 많은 연구자들이 사용할 수 있는 소프트웨어 패키지가 시장에 등장했다.

CSWin

판매용으로 제시된 최초의 필적 운동 분석(1980년경)은 사이언스 앤 모션에[7] 의한 CSWin이었고, 독일 뮌헨에서 크리스티안 마르콰르트와 노르베르트 메이가 개발했다.CSWin은 독일에서 판매되었고 많은 독일 병원에서 사용되고 있다.500명의 작가들의 경련 환자를 치료하는 데 사용되었다.현재 회사는 골프 훈련에 중점을 두고 있으며 2003년에 설립되었으며 오너인 크리스티안 마르콰르트가 경영하고 있다.그들의 가장 오래된 출판물은 마르콰르트와 마이(1994년)에 의해 출판되었다.

오아시스

또 다른 초기 시스템은 1995년 피터 드 종에 의해 설립된 네덜란드 키코소프트의 오아시스였다.오아시스는 유연한 매크로 언어로 맞춤 제작이 가능하다.1998년, 이 시스템은 정신 무기학 연구인 Orgabat를 위한 자동화된 테스트-배터리를 개발하기 위해 사용되었다.오아시스에 대한 가장 오래된 언급 중 하나는 드종, 헐스티뉴, 코스터만, 스미츠-엥겔스만(1996)이다.

풀만 나선형 획득 및 분석

컬럼비아 대학교에서 교수님이세요.Seth Pullman 박사는 Pullman Spiral Acquisition and Analysis를 개발했다.[8]그것은 파킨슨병 환자들의 떨림을 테스트하는데 사용된다.2002년에 Pullman은 미국 특허 6,454,706: "임상적으로 모터 기능을 평가하기 위한 시스템과 방법"을 받았다.파킨슨병 등 운동장애 환자는 나선형을 그린다.소프트웨어는 1차 순도의 부드러움, 2차 순서의 부드러움, 나선형의 조임성, 제로 크로싱 비율, 2차 순서의 제로 크로싱 비율을 계산하고, 이 점수에서 심각도 점수의 정도를 도출한다.그들의 시스템은 운동장애를 평가하는 데 숙련되거나 경험이 없는 의사, 예를 들어 신경학 실무에서 인증되지 않은 일반의사나 소아과 의사들에 의해 운동기능을 객관적으로 평가할 수 있게 한다.그의 나선형 분석에 관한 초기의 출판물은 Pullman(1998)에 의한 것이다.

노이로스킬

또 다른 필적 분석 시스템은 미국 콜로라도 주 볼더 주 베리팩스의 뉴로스킬인데, 1990년 루스 슈라이르만 박사와 알렉스 랜도에 의해 설립되었다.뉴로즈킬은 생체 측정, 보안 목적, 파킨슨 약물 효과 등을 위해 설계됐으며 운동 장애에도 응용이 많다.베리팩스는 원거리(VeriFax Signature Technology)에서 서명 검증을 위한 생체 인식 도구 개발을 목표로 운영을 시작했다.Verifax는 맞춤형 Neuroskill 소프트웨어의 애플리케이션별 수정 사항을 사용하여 두 가지 애플리케이션을 추가로 개발했다.약물 남용 검사 및 검출 신청, 독성 흡입제 및 환경 문제 모니터링, 보안/프라이버시 보호 및 위변조 탐지를 위한 정확한 서명 확인대상 시장에는 신경근육질환센터, 약물 및 알코올 남용 클리닉, 직업 보건소 및 보안 산업이 포함될 수 있다.이 과정에서 신경근육질환을 연구하는 내과의사의 임상 모니터링 도구로 생체측정 측정에도 기술을 적용했다.

2003년에 NeuroSkill은 미국 특허 6,546,134: "인간의 미세한 운동 제어 평가를 위한 시스템"을 받았다.그들의 방법은 행동 신호의 상관 함수 분석(CFA)을 이용하여 신경 함수의 계량화로서 글쓴이의 움직임의 안정성, 부드러움, 동기화를 추정한다.CFA는 필기체 표본을 재현할 때 필기체 스트로크의 안정성과 위상 왜곡의 특성을 나타내는 수치 점수 및 차트를 반환한다.

또 다른 응용 프로그램은 VeriFax 임파이로스코프 필기 도구를 사용하여 스트레스, 생리학적 장애, 알코올 및 약물 남용으로 인한 신체적 및 정신적 성능 장애에 대해 중요한 기술을 가진 사람(예: 항공사 조종사, 버스 운전사)을 평가하는 것이었다.이 마지막 적용은 스트레스, 피로, 과도한 작업량, 우주 서식지 내 독성 화학물질의 축적 등에 대한 영향과 관련하여 우주 비행사 성능을 평가하기 위해 공간 적격 임파이로스코프 변종을 사용할 가능성을 제기했다.

2009년에는 새로운 사업체, 즉 '아이누로스킬'에 따라 아이누로스킬 웹포털이 구축되었다.이 웹사이트는 파킨슨 환자들이 디지털화 태블릿을 사용하여 기록된 서명을 올릴 수 있게 해준다.그들은 차트 분석의 형태로 그들의 미세한 운동 기능에 대한 즉각적인 피드백을 받는다.[9]그들의 가장 오래된 기사는 모겐탈러, 슈라이르만, 랜도(1998년)가 쓴 것이다.

모볼리제r

MovAlyzeR은 NeuroScript,[10] Tempe, AZ에 의해 개발되었고 NeuroScript는 1997년 교수에 의해 설립되었다.그 후 은퇴한 조지 스텔마흐 박사와 한스 레오 틸링스 박사.1999년 Gregory M. Baker는 MovAlyzeR의 디자이너 겸 시행자로 합류했다.이 필적 운동 분석 소프트웨어는 정신분열증 약물에 의한 운동 부작용을 오늘날 정신의학에서 사용되는 어떤 전통적인 평가 방법(국제특허 보류)보다 더 잘 구별할 수 있다는 것을 입증한 최초의 소프트웨어다(Caliguri et al., 2009a, b).MovAlyzeR은 현재 마이크로소프트 윈도 XP와 비스타에 인증된 유일한 필적 이동 분석 소프트웨어다.MATLAB와 통합하여 스캔한 필적 예시에 대해 이미지 처리를 실시할 수 있다.인간운동과학, 키네이지학, 심리학, 교육학, 노화연구, 정신의학, 신경학, 직업치료, 법의학 문서검사, 컴퓨터공학(필자인식, 서명검증), 이 분야에서의 교육 시연이나 학생 프로젝트에 이르기까지 다양한 분야에서 사용된다.MovAlyzeR에 대한 가장 오래된 언급은 Teulings and Romero(2003), Teulings and Van Gemert(2003), Romero and Teulings(2003)이다.

컴펫

하이파 대학에서 사라 로젠블럼 박사와 패트리샤 L (타마르) 와이스 박사와 동료들은 MATLAB를 이용한 컴퓨터화된 필적 평가 시스템인 PITH: Pennessional Evaluation Tool을 개발하였다.시각적 자극을 주고 필체의 움직임을 기록·분석하는 데 사용되었다.그들은 공기 현상: 종이 위의 펜 동작(공중 스트로크)을 연구했다.시인에 대한 가장 오래된 언급은 로젠블럼, 파루시, 에프슈타인, 와이스(2003)에 있다.

곧이어 시인이 더욱 발전하여 컴펫: 컴퓨터화된 필체 평가 도구로 개명하였다.다발성 경화증(MS) 우울증, 알츠하이머,[11] 파킨슨뿐 아니라 노화 효과까지 다양한 병리학을 가진 아동과 성인들을 연구하는데 사용된다.거짓말탐지기 등 언어 기반 거짓말 탐지 기술에도 활용된다.

아이 앤 펜

아이 앤 펜은 푸아티에 대학교(프랑스)에서 필적과 눈의 음영을 동시에 기록하기 위해 개발한 소프트웨어다.첫 번째 버전은 텍스트 제작에서 일시 중지 및 쓰기 기간을 공부하는 것을 목표로 한다(G-Studio; 1994).MS-Windows를 지원하기 위한 완전한 재작성 후, 쓰기 및 정보 검색 시 읽기에 대한 통찰력을 얻기 위해 아이 뮤비먼트 레코딩이 추가되었다.그것의 진화는 대부분 푸아티에 대학의 심리학 연구실(Denis Alamargot, Eric lambert, Cyril Perret, Tierry Olive)의 필적 연구자들과의 협력의 결실이다.이제 오디오 녹음, 동기화 신호(다른 컴퓨터, 소프트웨어 또는 장치로부터/다른 컴퓨터, 소프트웨어 또는 장치로), 데이터 태그 지정 도구와 다양한 데이터 필터링 및 추출 모듈을 통합하여 다중 연구를 위한 길을 열었다.상업적 유통(2004~2018년)을 거쳐 현재는 자유롭게 유통되고 있다.아이와 펜에 대한 가장 오래된 언급은 체스넷과 알라마곶(2005년), 알라마곶, 체스넷, 단삭, 로스, C.(2006년)이다.

메드로우

MedDraw는 영국 켄트대학교와 프랑스 루앙대학교 사이의 컴퓨터 기반 도면-태스크 진단 및 재활시스템 프로젝트로 리처드 게스트 박사가 주관하고 2003년부터 시작했다.이 프로젝트는 다양한 임상 조건에 걸쳐 객관적인 진단 권고사항을 제공하는 강력하면서도 사용하기 쉬운 임상 시스템을 개발하는 것을 목표로 한다.그들의 초점은 시각적 영역과 운동 장애의 조직에서 공간적 방치를 감지하는 것이다.그들은 여전히 이러한 장애에 대한 그림 기반 진단에 초점을 맞출 것이다.MedDraw를 언급한 최초의 연구 간행물은 카플라니, 게스트, 페어허스트(2005년), 글레나트, 허트, 파케, 멜리에(2005년) 등이 있다.그 프로그램은 2006년부터 중단된다.

연장 도면 시험(EDT)

연장 도면 시험은 팔과 손 기능에 대한 컴퓨터 그래픽노믹 평가다.EDT는 왼손과 오른손으로 모두 수직선을 그리는 피험자의 능력을 측정한다.총 팔 움직임과 미세한 손가락 조절 사이의 성능을 비교하기 위해 피실험자들은 태블릿의 펜(손가락으로 잡음)이나 마우스(전 손으로 잡음)를 들고 있는 선을 그린다.후자의 동작에는 손가락 동작이 포함되지 않는다.3세에서 70세 사이의 건강한 사람들을 위한 규범이 확립되었다.건강한 표준으로부터의 이탈은 다른 환자 그룹(예: 혈전 뇌졸중 환자)에 대해 다른 병리학을 반영한다.EDT를 언급한 첫 논문은 뷔일러못, 페스카토레, 홀퍼, 키퍼, 엥(2009)이다.

참고 항목

관련분야

참조

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외부 링크