[技术领域] 本发明系有关于一种USB移动学习笔的系统与方法，特别有关于利用光学字符辨识系 统(OCR)与通用序列流排(USB)为基础的移动学习笔的系统与方法，利用USB内存将计算机上 编辑完成的超媒体教学系统插入学习笔的USB插槽上，亦可用无线通用序列流排(Wireless USB)，依据学习笔上光学字符辨识系统所辨识的特征字，让学习笔用户在扫描文件或实体时 能与计算机编辑完成的超媒体教学系统互动播放更丰富的数字内容，使学习笔不仅于文字辨 识也可进行超媒体教学与导读功能，利用USB内存的传递与计算机的编辑，系统可将一般广 用的书本、文件、报章、杂志、或实体等教学与导读的超媒体内容置于USB内存上，插入 USB内存学习笔可随时、随地、随身使用，另有适应各种文件呈现的环境本案特别设计可弹 性旋转的扫描头，辨识器的扫描头可多段式旋转，让学习笔拥有超媒体移动学习的功能，本 案学习笔包括学习笔旋转式扫描头10，学习笔OCR辨识器20，学习笔处理器30，学习笔内存 40，USB内存50，学习笔播音器60，学习笔屏幕70，学习笔功能键80；本案学习笔教学与导 读的超媒体内容是在计算机进行编辑包括教学与导读数据库90，特征与关悿字数据库100， 超链接编辑器110，超媒体系统120等子系统，可提供学习笔更丰富互动数字内容的操作平台 ，让学习笔的应用更丰富更为有效率。 [背景技术] 随着消费电子产品的成熟，各种电子书、学习笔、扫描笔、电子学习玩具等有互动性的 电子产品非常多样且普及，习知电子书或学习笔为能更一般化提供多种各类书籍学习，对不 同书本皆配有不同惟读内存(ROM)，如此每套书系统商皆需预先开发不同惟读内存(ROM)模块 ，非常不方便且没有弹性，习知系统缺乏用户编辑超链接功能，如何运用移动性内存提供学 习笔更丰富的媒体超链接将是一个新的发展方向，USB内存将是一个可应用的范例，学习笔 利用光学字符辨识系统(Opticai-Character-Recognition：OCR)将传统纸上内容辨识，并可 进行多种语言翻释与机器语音合成，但习知学习笔功能有限无法包含更丰富的有超链接功能 的数字媒体内容，先前有关USB学习笔的专利如下： (1)2005年1月13日公开的公告号为US2005009388号的专利： “USB mobile disk-pen” 此专利揭示了一种有光束移动USB内存光盘笔，将光盘笔可插入计算机USB槽，利用PCB 上的LED光盘笔的灯泡可显示USB的运作情形。 (2)2002年10月31日公开的公告号为US2002158135号的专利，“Scanning apparatus with the appearance of pen”。 此专利揭示一种利用OCR技术辨识箱上较小文件转换成数字档案，并传送至计算机、 PDA、手机等装置编辑的系统。 (3)2003年2月18日公开的公告号为US6522534号的专利，“Pen-type portable memory device”，揭示一种移动笔型式的内存的媒体的传送系统。 (4)2005年5月25日公开的公告号为CN1619477号的专利，“Speech sound learning unit having USB mobile disk interface”。 此专利揭示一种有USB的语言学习系统，包括有USB槽、USB接口、麦克风、D/A转换器、 电源器。 (5)2003年3月20日公开的公告号为JP2003087881号的专利，“Learning remote controller，remote control function learning system，and remote control function learning method”，揭示一种远程学习、远程控制系统、远程控制方法，提供超友善性的 学习远程控制功能的系统。 先前有关的专利皆专注于USB移动记忆与储存功能，或是以OCR技术辨识印刷或手写文字 等功能，缺乏提供纸上传统媒体与学习笔上数字媒体之间的超链接功能，即纸与学习笔的超 媒体。 习知各系统未考量用户编辑超链接功能，及如何运用移动性内存提供学习笔更丰富的媒 体超链接的问题，提供使用者透过移动性学习笔随时、随地、随各种型式与纸上传统媒体之 间互动的平台，提供纸上传统媒体与可 性学习笔上数字媒体之间的超链接功能，因此本发 明针对上述之需求，乃特潜心研究并配合学理之运用，提出一种USB移动学习笔的系统与方 法，特别有关于利用光学字符辨识系统(OCR)与通用序列流排(USB)为基础的移动学习笔的 系统与方法之发明。 [发明内容] 鉴于以上所述的情况，本发明系有关于一种USB移动学习笔的系统与方法，特别有关于 利用光学字符辨识系统(OCR)与通用序列流排(USB)为基础的移动学习笔的系统与方法，利用 USB内存将计算机上编辑完成的超媒体教学系统插入学习笔的USB插槽上，亦可用无线通用序 列 流排(Wireless USB)，依据学习笔上光学字符辨识系统所辨识的特征字，让学习笔用户 在扫描文件时能与计算机编辑完成的超媒体教学系统互动播放更丰富的数字内容，使学习笔 不仅于文字辨识也可进行超媒体教学与导读功能，利用USB内存的传递与计算机的编辑，系 统可将一般广用的书本、文件、报章、杂志等教学与导读的超媒体内容置于USB内存上，插 入USB内存学习笔可随时、随地、随身使用，另淯适应各种文件呈现的环境本案特别设计可 弹性旋转的扫描头，辨识器的扫描头可旋转式转头，让学习笔拥有超媒体移动学习的功能。 首先请参照图1，为本系统的示意图，本案于学习笔包括学习笔旋转式扫描头10，学习笔OCR 辨识器20，学习笔处理器30，学习笔内存40，USB内存50，学习笔播音器60，学习笔屏幕70 ，学习笔功能键80，本案学习笔教学与导读的超媒体内容是在计算机进行编辑包括教学与导 读数据库90，特征与关悿字数据库100，超链接编辑器110，超媒体系统120等子系统，可提 供学习笔更丰富互动数字内容的操作平台，让学习笔的应用更丰富更为有效率。 [具体实施方式] 本发明系一种USB移动学习笔的系统与方法，特别有关于利用光学字符辨识系统(OCR)与 通用序列流排(USB)为基础的移动学习笔的系统与方法，利用USB内存将计算机上编辑完成 的超媒体教学系统插入学习笔的USB插槽上，依据学习笔上光学字符辨识系统所辨识的特征 字，让学习笔用户在扫描文件或实体时能与计算机编辑完成的超媒体教学系统互动播放更丰 富的数字内容，使学习笔不仅于文字辨识也可进行超媒体教学与导读功能，利用USB内存的 传递与计算机的编辑，如图3所示，系统可将一般广用的书本、文件、报章、杂志、或实体 等教学与导读的超媒体内容置于USB内存上，插入USB内存学习笔可随时、随地、随身使用， 让学习笔拥有超媒体移动学习的功能，另淯适应各种文件呈现的环境本案特别设计可弹性旋 转的扫描头，请参照图2，辨识器的扫描头可为旋转式扫描头，本案学习笔包括旋转式扫描 头、OCR辨识器、处理器、内存、USB内存、播音器、屏幕、功能键、数据库、编辑器、超媒 体系统等、等整体性的解决方案，提供纸上传统媒体与学习笔上数字媒体之间的超链接功能 ，各子系统建构说明如下： (1)学习笔旋转式扫描头10：学习笔淯系统客户端(Client)装置，系统前端人机接口 ，学习笔扫描头淯适应各种文件或实体呈现的环境本案特别设计可弹性旋转的扫描头， 辨识器的扫描头、旋转式转头，可扫描任何角度的文件呈现方式，扫描头淯旋转式转头可让 用户弹性调整扫描头与学习笔屏幕角度组合，如此即使不规则扫描平面上的特征符号亦可识 别。 (2)学习笔OCR辨识器20：学习笔淯系统客户端(Client)装置，如图4所示，其中学习 笔辨识器系利用OCR技术扫描纸上文字进行文字识别与互动，其执行步骤如下：(a)文字扫描 201：利用行文字扫描，将印刷或手写文件按行为单位进行扫描；(b)OCR文字识别202：利用 OCR技术将扫描文字进行识别，判断超链接特征；(c)识别结果显示203：将OCR识别结果显 示于学习笔屏幕，用户可于学习笔屏幕上看到判别结果；(d)超链接特征比对204：将OCR识 别结果的符号与学习笔内存中超链接辨识特征数据比对，若相似将激发起动超链接；(e)播 放超链接205：将激发起动的超链接，利用学习笔内存并怇动USB内存的超媒体系统120。 (3)学习笔处理器30：提供学习笔信息处理功能，负责纸上传统媒体与计算机上数字 媒体之间的超链接，利用OCR识别结果的符号与超链接特征数据比对，若淯相似将激发起动 超链接，并利用学习笔内存与USB内存的超媒体系统120连结。 (4)学习笔内存40：有关完整超链接数据是储存于特征与关悿字数据库100，学习笔仅 储存当前文件的超链接特征数据，故学习笔内存的数据为特征与关键字数据库100的高速缓 存(Cache Memory)，而学习笔与计算机之间数字媒体的传送是透过USB内存。 (5)USB内存50：本模块不仅为超媒体系统120的储存装置，是学习笔与计算机之间数 字媒体的传送信息的媒介，是跨学习笔与计算机之间通讯的机置，一端为传送方则另一端则 为接收方，本模块主要为超媒体系统120的传递。 (6)学习笔播音器60：本模块为学习笔系统的语音输出装置，当传统纸上文件与学习 笔上数字媒体之间进行超链接的功能时，有部份的超媒体是以语音的型式呈现，当学习笔超 链接被激发且起动，系统依据此超链接搜寻对应的教学与导读数据库90的内容，并将其中语 音部份在此模块播放。 (7)学习笔屏幕70：本模块为学习笔系统的文字与影像输出装置，当传统纸上文件与 学习笔上数字媒体之间进行超链接的功能时，有部份的超媒体是以文字与影像的型式呈现， 当学习笔超链接被激发且起动，系统依据此超链接搜寻对敱的教学与导读数据库90的内容， 并将其中文字与影像部份在此模块播放。 (8)学习笔功能键80：学习笔系统有功能性系统模式设定，包括学习模式、导读模式 、评量模式等，系统语言模式包括繁体中文、简体中文、英文、日文等，另有音量功能 键、屏幕量度功能键等。 (9)教学与导读数据库90：将计算机制作完成教学与导读超链接系统、有结构的整理 储存成一个完整的数据库，学习笔用户可经由USB内存下载超链接系统120，让传统纸上文件 与学习笔上数字媒体之间的具有超链接功能，这些数字媒体型式可为业界标准的格式如 MFLASH、HTML、XML等等，当学习笔超链接被激发且起动后，系统于学习笔上播放对应的超 媒体内容，本系统有后台数据管理、维护模块：包括有(a)权限功能：提供给不同的操作者 管理及维护的各种权限，高级操作者拥有最高的权限，他可以修改已存在于数据库中的所有 数据值，如：添加、修改、删除，一般操作者的权限为添加权限，此操作者只能做添加的动 作，其它的操作都不可执行，每一个系统，都预设有1个高级操作者和多个一般操作者权限 ，可供用户自行操作。(b)检索功能：提供给各种权限的操作者检索的功能，检索分为单一 检索及组合检索，单一检索为单一字段检索，如：按主题、领域、年级、课目等，或组合检 索为多个字段检索。 (10)特征与关键字数据库100：系统利用超链接代号激发跨学习笔的超链接功能，本 数据库将有系统、有结构整理储存成一个完整的超链接数据库，将超链接编辑器110所编辑 制作新定义学习笔的超链接特征符号，这些特征与关悿字包括书本或文件、章、节、段落、 行别、关键词等的超链接特征符号，可为系统预定，亦可为用自订，这些超链接特征与关悿 字将储存于此数据库，学习笔超链接的判别将以此数据库为依据，当前常用超链接特征符号 将储存于学习笔的内存中，如此可建立纸上传统媒体与学习笔上数字媒体之间的超链接功能 (11)超链接编辑器110：各种传统纸上文件或特殊对象与学习笔上数字媒体之间的超 链接功能的设定比较困难，例如为求系统能一般化被使用，系统必需提供一有友善性的超链 接产生器，设定文件中的特征符号以便文章浏览能启动超链接，如图5所示，为本超链接编 辑器执行的步骤如下：(a)设定书本或文件的超链接111：设定整书本或文件的共通性的特 征符号，让学习笔识别此符号即可超链接相对超链接数字媒体；(b)设定章、节的超链接 112：设定某章、节的共通性的特征符号，让学习笔识别此符号即可超链接相对超链接数字 媒体；(c)设定段落的超链接113：设定某段落的共通性的特征符号，让学习笔识别此符号 即可超链接相对超链接数字媒体；(d)设定行别的超链接114：设定某行的共通性的特征符 号，让学习笔识别此符号即可超链接相对超链接数字媒体；(e)设定关键词的超链接115： 设定关键词的特征符号，让学习笔识别此符号即可超链接相对超链接媒体，这些关键词可淯 系统预设(Default)，也可使用自订；(f)设定实体对象的超链接116：为方便儿童或外语 实体对象的学习，系统设计具特征符号的贴纸，当学习笔扫描这些具特征符号的贴纸，如图 3所示，系统会有语音超链接辅助学习幫学习，本模块即提供用超链接自我设定的友善性环 境并将设定的存入特征与关悿字数据库100，故当新的纸上文件于学习笔OCR识别时结果的特 征符号与关悿字数据库100比对相符时，系统需能识别这些讯号，并产生对应的超链接( Hyperlink)。 (12)超媒体系统120：将学习笔超链接系统储存于USB内存内，利用USB内存与学习笔 的结合，让超媒体系统120具有移动功能，所利用OCR识别纸上媒体的超链接符号，与学习笔 内存上超链接辨识特征数据比对，若相似将激发起动超链接，依据本模块可于学习笔上播放 对应的超媒体内容，其内容将于学习笔的屏幕、喇叭播出，本模块基本上提供传统纸上文件 与学习笔上数字媒体之间的超链接功能，所有超链接流程从特征符号与关键字透过学习笔 OCR识别启动激发，再检索对应超链接媒体系统，并于学习笔播出对应超链接媒体系统，是 跨传统与数字媒体之间的超媒体。 有关USB移动学习笔的系统与方法，是特别有关于利用光学字符辨识系统(OCR)与通用序 列流排(USB)为基础的移动学习笔的系统与方法，利用USB内存将计算机上编辑完成的超媒体 教学系统插入学习笔的USB插槽上，亦可用无线通用序列 流排(Wireless USB)，依据学习 笔上光学字符辨识系统所辨识的特征字，让学习笔用户在扫描文件时能与计算机编辑完成的 超媒体教学系统互动播放更丰富的数字内容，使学习笔不仅于文字辨识也可进行超媒体教学 与导读功能，利用USB内存的传递与计算机的编辑，系统可将一般广用的书本、文件、报章 、杂志等教学与导读的超媒体内容置于USB内存上，插入USB内存学习笔可随时、随地、随身 使用，另外适应各种文件呈现的环境本案特别设计可弹性旋转的扫描头，辨识器的扫描头可 多段式旋转，本系统特别方便儿童认识实体对象的学习，或对为外语认识实体名称的学习， 系统设计具特征符号的贴纸，教学幫可将具特征符号的贴纸贴于实体对象上，让学习者用学 习笔扫描这些具特征符号的贴纸，系统会有语音或影像超链接辅助学习幫学习，系统可于计 算机中预先制作不同教学与导读内容的超媒体系统120，并按进度预先储存于USB内存中，提 供学习笔超链接互动学习。 有关USB移动学习笔的系统与方法，系统架构图如第6图，首先辨断是否为新超链接系 统，如果为新超链接系统，将使用超链接编辑器110，利用教学与导读数据库90与特征 与关悿字数据库100，预先新产生的或已存在的超媒体系统120将被下载至USB内存50，文件 或实体用学习笔旋转式扫描头10扫描，再进行学习笔OCR辨识器20，包括用学习笔内存40、 USB内存50，辨断是否有超链接发生，如有超链接发生，则先设定学习笔功能键80，再利用 学习笔处理器30播放超媒体，并于学习笔播音器60、学习笔屏幕7中播放，本系统可有效达 成传统纸上文件文件或实体与学习笔上数字媒体之间的超链接互动。 [图式简单说明] 图1：USB移动学习笔的系统示意图。 图2：各种文件呈现的环境示意图。 图3：实体扫描学习范例示意图。 图4：学习笔OCR辨识器执行步骤流程图。 图5：超链接编辑器执行步骤流程图。 图6：USB移动学习笔学习的系统流程图。 [主要组件标号] 学习笔旋转式扫描头…………………10 学习笔OCR辨识器……………………20 学习笔处理器…………………………30 学习笔内存……………………………40 USB内存………………………………50 学习笔播音器…………………………60 学习笔屏幕……………………………70 学习笔功能键…………………………80 教学与导读数据库……………………90 特征与关键字数据库…………………100 超链接编辑器…………………………110 超媒体系统……………………………120