JPH012186A - 手書き文字認識方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 手書き入力情報を、文字認識に必要最小限の方向コード
を用いて、点、直線、曲線又はループのいずれかに分類
することにより抽出ストロークを得、この抽出ストロー
クを、文字認識に必要最小限の基本ストロークと比較す
ることにより抽出ストロークがどの基本ストロークに属
するかを決定し、決定された基本ストロークの集合を辞
書に格納されている文字パターンと比較することにより
手書き文字を認識するようにして、手書き文字に自由度
を持たせ、かつ特徴パラメータ抽出のための処理時間の
短縮を図ったもの。

〔産業上の利用分野〕

本発明は手書き文字認識方式に係り、特に電話機等の通
信端末に用いられるオンライン手書き入力装置において
、英大文字及び数字等の自由な手書き文字を簡易に認識
するようにした手書き文字認識方式に関する。

近年、電話機等の通信端末に、手書き文字入力装置が使
用されつつある。

第１１図は本発明の背景技術としての手書き入力装置の
システム構成を示すブロック図である。

第１１図において、タブレッ）１１０はタブレットコン
トローラ１１１によって駆動され、ライトペン１１２に
よってタブレット１１０に手書きされた入力文字は、中
央処理制御装置（ＣＰ［Ｉ）　１１３の制御により、メ
インメモリ　（ＭＭ）１１４内の辞書と照合される。こ
の結果認識された文字がグラフィックデイスプレィコン
トローラ（ＧＤＣ）１１５を介して映像メモリ１１６に
書込まれ、映像メモリ１１６に書込まれたデータがデイ
スプレィ１１７に表示される。デイスプレィ１１７に表
示された文字はまた、通信回線を介して相手側端末にも
伝送される。

第１２図は、上記手書き入力装置の概観を示す斜視図で
ある。

第１２図において、透明なタブレット１１０の下にデイ
スプレィ１１７が配置されており、ユーザがライトペン
１１２を用いてタブレット１１０の上の手書きエリア１
２０に手書きで文字を書くと、手書き入力装置はこの手
書き文字を識別して認識した文字を表示部１２１に活字
体で表示する。図中１２２は電話機のハンドセットであ
り、会話をしながら相手側に手書き文字を活字体で文書
（ドキュメント）として送ることが可能な構成となって
いる。

このように、通信端末の分野では、データ転送からドキ
ュメント転送に主眼が移って来ており、通信端末自体に
ワードプロセッサの機能を付加することが必要となって
来ている。

しかし、通信端末はワードプロセッサ専用機ではないの
で、手書き入力情報の識別に処理時間を多く割り当てる
ことはできない。このため、節易なオンライン手書き文
字認識アルゴリズムが要望されている。この場合、アル
ゴリズムの簡易化に際し、ユーザの文字の書き方に厳し
い制限を要求することは実用上不便であるので好ましく
ない。

したがって、簡易なアルゴリズムで且つ手書き文字の書
き方に対する制限が厳しくない手書き文字認識方式が要
望されている。

〔従来の技術〕

オンライン手書き文字認識においては、タブレットから
入力される座標データに前処理を施した後、特徴抽出を
する。特＠、量の種類には、■基本ストローク方式、■
ストロークの方向や長さを使う方式、■ストロークを近
似する特徴点の座標を使う方式がある。

本発明は、■の基本ストローク方式に近いのでこれを従
来技術として説明する。従来の基本ストローク・コード
の決定は、前処理で得たストロークのサンプル点を直線
で結び、この直線を８方向のコードで近似する。次いで
、同じ方向コードの直線を結合した後、辞書に格納され
ている基本ストローク・コードと比較し、最も類似した
基本ストローク・コードを探し出して、そのコードを認
識ストロークとする方式である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の基本ストローク方式の特徴抽出の最少単位はスト
ロークであるため、漢字のように、ストローク数は多い
が、各々のストロークは単純なものに適しており、たと
えば２８種類の基本ストロークで対拠できる。しかし、
英大文字、数字のように、ストローク数は少ないが、各
々のストロークが複雑なものに対しては、基本ストロー
クの数が多くなる欠点がある。さらに、手書き入力文字
に傾斜を許すと、さらに、基本ストローク数が増加する
。例えば、ｒＡＪという英字を傾斜させると、新たに基
本ストローク「−」の追加が必要となる。

このように、従来は英文字及び数字の手書き入力のよう
に限定された文字に最適の文字認識方式がなかったので
、基本ストローク数が多いという問題点があった。また
、ユーザに手書き人力文字の傾斜を許し、筆順の制限を
なくすと、特徴パラメータの種類が増加し、パターン・
マツチング用辞書のためのメモリ容量が大きくなるとい
う問題と、特徴パラメータの抽出アルゴリズムが複雑と
なるため特徴抽出の処理時間が長くかかるとともに、辞
書とのマツチングにも処理時間が長くかかるという問題
があった。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理ブロック図である。

第１図において、本発明による手書き文字認識方式は、
手書き入力情報のサンプル点を結ぶこと゛により点又は
直線群を得る手段１と、手書き入力情報のペンダウンか
らペンアップまでの点又は直線群を、所定の限定された
文字の認識に必要最小限の方向コードを用いて、点、直
線、曲線、又はループのいずれかに分類することにより
抽出ストロークを得る手段２と、抽出ストロークを、所
定の限定された文字の認識に必要最小限の数の基本スト
ロークと比較することにより、抽出ストロークがいずれ
の基本ストロークに属するかを決定する手段３と、決定
された基本ストロークの集合を辞書に格納されている文
字パターンと比較することにより手書き入力情報から文
字を認識する手段４とを備えている。

〔作　用〕

基本ストロークの数が所定の限定された、たとえば英大
文字及び数字の認識に必要最小限の数としたので、ひら
がな、英大文字、数字などのように入力ストロークが複
雑な場合でも少ない数の基本ストロークで入力文字を認
識できる。

また、方向コードは所定の限定された文字の認識に必要
最小限なものとしたので、入力情報が筆順フリーであっ
ても文字認識が可能となる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例による手書き文字認識方式を
説明するブロック図である。

第２図において、手書き文字認識装置は、特徴抽出部２
０と辞書を格納するメインメモリ２１とを備えている。

特徴抽出部２０は、抽出ストローク決定部２０１、抽出
ストローク列格納部２０２、補助パラメータ決定部２０
３、補助パラメータ記憶部２０４、及び照合部２０５を
含んでいる。メインメモリ２１内の辞書には文字パター
ン（２Ｅ３ＥＯＦ４１　。

ＩＥ４５ＣＸ　、・・・等の１６進表示の数字の集合）
格納部２１１、２１２とストロークパターンだけでは文
字が一意に定まらない場合（例えばＭと＄）にこれを一
意に定めるための補助パターン格納部２１３とが設けら
れている。

第２図の装置の動作を簡単に説明すると、たとえば手書
きの“Ａ”が入力されると、特徴抽出部２０では、後に
詳述する方法によって抽出ストローク決定部２０１によ
り抽出ストロークを決定し、手書き入力“Ａ”に関する
すべての抽出ストロークの列を抽出ストローク列格納部
２０２に格納する。

更に、補助パラメータ決定部２０３は、手書き入力“Ａ
”のペンアップ及びペンダウンのｘ、ｙ座標とＸ座標及
びｙ座標の最大及び最小値を決定し、これらの値を補助
パラメータ記憶部２０４に格納する。これらの補助パラ
メータは、抽出ストローク列だけでは文字が一意に定ま
らない場合に用いられる。

抽出ストローク列格納部２０２内のデータは、文字パタ
ーン格納部２１１内の基本ストローク列からなる文字パ
ターンと照合される。

文字パターン格納部２１１内のデータ列２Ｅ３ＥＯＦ４
１は、後に詳述するように文字Ａのパターンデータであ
る。したがって、抽出ストローク列格納部２０２からの
データ列が照合部２０５において辞書内のデータ列２Ｅ
３ＥＯＦ４１と一致すれば、手書き入力情報はＡである
と認識されて文字Ａのコードが出力される。

抽出ストローク列格納部２０２からのデータ列が辞書内
の文字パターン格納部２１２内のたとえばＩＥ４５ＣＸ
に一致する場合は、抽出ストローク列だけでは文字が一
意に定まらないことを意味しており、この場合は上記文
字パターンデータの最下位データＸにより補助パターン
２１３を参照することになる。そして照合部において、
補助パラメータ記憶部２０４に格納されているデータと
補助パターンとが比較され、それにより認識文字が決定
される。

次に本発明の実施例による手書き文字認識方式の詳細を
第３図以降によって説明する。

第３図は本発明の実施例による基本ストロークの種類を
示す図である。

第３図において、本発明の実施例によれば１つのストロ
ークはコードＯ〜７の８種類のストロークのいずれかで
表わされる。ストロークコードＯは横線、１は縦線、２
は左下り線、３は右下り線、４は左まわり曲線、５は右
まわり曲線、６はループ、７は点である。これらの８種
類のストロークのうち、方向性を持っているのは左まわ
り曲線と右まわり曲線のみである。

第４図は本発明の実施例による手書き文字の抽出ストロ
ーク列の例を示す図である。

第４図（ａ）において、第１ストロークΔに対応する基
本ストロークは右まわり曲線でありそのコードは“５”
　（１６進数表示）である。コード“５”の基本ストロ
ークが右まわりという条件のみで規定されているので、
ユーザが第１ストロークをｌ、Ｎのように傾斜して書い
ても、また、いわゆる漫画字と俗称される丸みをおびた
書体としても、同様にコード５の基本ストロークとして
認識される。第１ストロークのコード５の次の、はライ
トペンを持ち上げることによるペンアップを意味してお
り、そのコードはＥ（１６進表示）である・第２ストロ
ークに対応する基本ストロークは横線でありそのコード
は“０”である。コード“０”　（１６進表示）の基本
ストロークには方向性がないので右方向又は左方向のい
ずれに横線を書いても得られる基本ストロークは０ニー
である。

このため、ユーザの筆順に対する制限はなくなり、かつ
、基本ストロークを格納するメインメモリ２１の容量の
圧縮が可能になる。以上により、２ストロークの文字Ａ
の抽出ストローク列はコード５ＥＯＩＥで表わされる。

同様にして、第４図（ｂ）に示すように１ストロークの
文字Ｑの抽出ストローク列は６５４Ｅで表わされ、第４
図（ｃ）に示すように２ストロークの文字Ｂの抽出スト
ローク列はＩＥ５４５Ｅで表わされる。

第５図は本発明の実施例による抽出ストローク決定部２
０１（第２図）の動作を説明するフローチャートである
。

第５図において、抽出ストローク決定部２０１（第２図
）は、ペンダウンからペンアップまでのストロークが点
、直線（ライン）、曲線（ターン）及びループのいずれ
に該当するかを決定してストローク列にセントし、得ら
れたストローク列からストロークを決定する。ステップ
５０１〜５０５は点（ポイント）の識別、ステップ５０
６〜５０８は線（ライン）の識別、ステップ５０９〜５
１４は曲線（ターン）の識別、ステップ５１５〜５１８
はループの識別を行う。ステップ５１６にてターン変化
が検出されると、その変化の方向に応じてステップ５１
９又は５２０にて右ターンまたは左ターンをストローク
列にセットする。

ステップ５２１にてペンアップでなければステップ５０
２に戻り、点、線、ターン、ループの検出を再び繰り返
す。

ステップ５２０にてペンアップでなければステップ５１
５に戻り、ターン変化に応じて再びループ、右ターン又
は左ターンを検出する。

第６図は本発明の実施例によるターンの検出方法の説明
図である。

第６図に示すように、本発明の実施例においては・　３
６０°を８等分して得られる８種類の方向コードａ、ｂ
、ｃ、・・・、ｈを用意し、手書き入力情報のサンプル
点の間を結ぶ直線の方向が以前に抽出した直線を基準に
してどの方向コードで表わされるかにより定める。すな
わち、方向コードａの始点に対してＯ°〜＋１３５°の
範囲内にあるときは右ターン、０°〜−１３５°の範囲
内にあるときは左ターンとする。

逆方向にターンする場合は、図示の如く右方向から左方
向への逆方向ターンを左ターンとし、左方向から右方向
への逆方向ターンを右ターンと定義しておく。

第７図は本発明の実施例によるペンアップからペンダウ
ンまでの抽出ストローク列の状態遷移図である。

第７図において、まず点の有無が識別され（第５図のス
テップ５０１〜５０４）、始点とサンプル点の間の距離
が所定（ＭＬより大であれば線として識別され（第５図
のステップ５０４〜５０７）、線又はターンなしの識別
の次に右ターン、同方向ターン又はターンなしの識別又
は左ターン、同方向ターン又はターンなしの識別がなさ
れ、最後にループの有無の識別がなされる。ループの有
無の識別の次は再び点の有無の識別に移る。

第８図は本発明の実施例による手書き文字Ｂのストロー
ク決定方法の詳細説明図である。

第８図において、第１ストローク上のサンプル点８１１
〜８１７の連続する２点を直線で結ぶ。サンプル点８１
１と８１２の間の直線の方向コードはｇである（第６図
参照）。サンプル点８１２と８１３の間の方向コードは
ｆである。以下、各点間の方向コードが定まる。方向コ
ードｇとｆ、ｇとｈの間はターンなしなので、第１スト
ロークは縦の直線と識別され、そのストロークコードは
“１″である。

次に第２ストローク上のサンプル点８１８〜８３０の連
続する２点を直線で゛結ぶ。各２点間の直線の方向は第
６図に示した方向コードによって定まる。

サンプル点８１８〜８２１まではターンなしである。

ターンなしが連続する場合は最初の直線、すなわちサン
プル点８１８と８１９の間の直線を基準となって、サン
プル点８２１と８２２の間の直線と比較される。この場
合は方向コードがａとｇであり−９０゜の変化があるの
で右ターンと判定される。サンプル点８２２〜８２５の
間はターンなしである。サンプル点８２５と８２６の間
の直線の方向コードｈは、サンプル点８２１と８２２の
間の方向コードｇ及びサンプル点８２４と８２５の間の
方向コードｅと比較され、第６図において逆方向ターン
について説明したように、左ターンと判定される。サン
プル点８２５〜８２８はターンなしである。サンプル点
８２８と８２９の間の方向コードｆはサンプル点８２５
と８２６の間の方向コードｈに対して＋９０°の変化を
しているので右ターンと判定される。サンプル点８２８
〜８３０の間はターンなしである。この結果、第２スト
ロークは、右ターン、左ターン及び右ターンで表わされ
、そのストロークコードは５４５である。

第１ストロークと第２ストロークの間のコードＥはペン
アップを表わしている。こうして得られたストロークパ
ターンＩＥ５４５は辞書内の文字パターンデータ２１１
　、２１２と比較される。本例の場合は文字パターンデ
ータ２１１内に上記ストロークパターンに一致するデー
タが格納されている。文字パターンデータ２１１内のス
トロークパターンの後にはターミネータＦが付加されて
おり、このターミネータＦは、認識すべき文字がストロ
ークパターンから一意に定まることを意味している。本
例の場合はストロークコ−゛ンＩＥ５４５に対応する文
字はＢであり、そのアスキーコード４１がターミネータ
Ｆの後に付加されている。

第２図に戻って上記比較照合動作を説明すると、抽出ス
トローク列格納部２０２に格納されたストロークパター
ンＩＥ５４５は、文字パターンデータ２１１内の文字パ
ターンＩＥ５４５Ｆ４１の先頭５コードと一致し、かつ
ターミネータＦがあることによりストロークパターンＩ
Ｅ５４５に対応する文字は一意に定まり、その文字コー
ドは４２であることから文字Ｂが認識される。

第９図は本発明の実施例による、ストローク数３の手書
き文字“Ａ”の辞書内の文字パターン格納部２１１にお
けるデータ列を示している。

第９図において、データ列２Ｅ３ＥＯＦ４１の先頭コー
ド２は第１ストロークが左下り直線であることを意味し
、次のコードＥはペンアップ、その次のコード３は第２
ストロークが右下り直線、次のコードＥはペンアップ、
その次のコード０は第３ストロークが横線をそれぞれ意
味している。次のコードＦはターミネータであり文字が
ストロークパターン２Ｅ３ＥＯＦから一意に定まること
を示している。

Ｆの後のアスキーコード４１は、一意゛に定まる文字が
Ａであることを示している。

ところが、ストロークパターンだけでは認識すべき文字
が一意に定まらない場合がある。たとえば文字Ｍとダラ
ーマーク＄の場合である。この場合は、辞書内のストロ
ークパターンの後には補助ターミネータＣが付加されて
おり、Ｃの後に補助辞書インデックスＸが付加されてい
る（第２図参照）。

第１Ｏ図は上記の場合のように同一ストロークパターン
の２つの手書き文字の判別方法の説明図である。

第１０図において、文字Ｍと＄とのストロークパターン
は共にＩＥ４５である。このため、ストロークパターン
ＩＥ４５だけでは文字を特定できない。そこで辞書内の
文字パターンにはＩＥ４５の後に補助ターミネータＣが
付加されており、その補助辞書インデックスはＸである
。補助辞書２１３（第２図）には、補助辞書インデック
ス１，２．３．・・・、Ｘ。

・・・とそれらにそれぞれ対応する、文字を区別するた
めのパラメータが格納されている。このパラメータとし
ては、 ■Ｘ座標の最大、最小値 ■ｙ座標の最大、最小値 ■各ストロークの始点（ペンダウン）、終点（ペンアッ
プ）の座標 が用いられる。

補助パラメータ決定部２０３（第２図）は、手書き入力
文字のすべてについて、上記のパラメータを検出し、補
助パラメータ記憶部２０４に格納する。

ストロークパターンと辞書内のデータパターンとの照合
の結果、補助ターミネータＣ及び補助辞書インデックス
Ｘが検出されると、インデックスＸによって指定された
補助辞書２１３内の内容と補助パラメータ記憶部２０４
内の内容との比較照合が照合部２０５において行われる
。この比較照合の結果、手書き文字が一意に認識される
。

たとえばＭと＄の場合の区別は、第２ストロークの始点
が終点よりも小さい場合はＭと判別され、それ以外の場
合は＄と判別される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、手書き文字認識
方式において、入力手書き情報と比較されるべき基本ス
トロークの数、所定の制限された文字の認識に必要な最
小限の数としたので、ひらがな、英大文字、数字などの
ように入力ストロークが複雑な場合でも、ユーザの文字
の書き方に厳−６４ま しい制限を加することな（短時間で文字を認識できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の一実施例による手書き文字認識方式を
説明するブロック図、 第３図は本発明の実施例による基本ストロークの種類を
示す図、 第４図は本発明の実施例による手書き文字の抽出ストロ
ーク列を示す図、 第５図は本発明の実施例による抽出ストローク決定部の
動作を説明するフローチャート、第６図は本発明の実施
例によるターンの検出方法の説明図、 第７図は本発明の実施例によるペンアップからペンダウ
ンまでの抽出ストローク列の状態遷移図、第８図は本発
明の実施例による手書き文字Ｂのストローク決定方法の
詳細説明図、 第９図は本発明の実施例による、ストローク数３の手書
き文字“Ａ”の辞書内のデータ列の−例：− を示す図、 第１０図は本発明の実施例による同一ストロークパター
ンに対する処理の説明図、 第１１図は本発明の背景技術としての手書き入力装置の
システム構成を示すブロック図、第１２図は手書き入力
装置の概観を示す斜視図である。 第２図において、 ２０は特徴抽出部、 ２１はメインメモリ、 ２０１は抽出ストローク決定部、 ２０２は抽出ストローク列格納部、 ２０３は補助パラメータ決定部、 ２０４は補助パラメータ記憶部、 ２０５は照合部、 ２１１、２１２は文字パターン格納部、２１３は補助パ
ターン格納部である。 本発明の原理ブロック図 ＄１１２ｉ 本発明の実施例のブロック図 第２５Ｑ ０−″　１↓　　２／　　３＼ 本発明の実施例による基本ストロークの種類＄３１２１ （ｂ） （Ｃ） 本発明の実施例による文字の抽出ストローク列第４図 第６図 基本セグメント１＼ 第１０１２ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、手書き入力情報のサンプル点を直線で結ぶことによ
   り点又は直線群を得る手段と、 該手書き入力情報のペンダウンからペンアップまでの点
   又は直線群を、文字認識に必要最小限の方向コードを用
   いて、点、直線、曲線、又はループのいずれかに分類す
   ることにより抽出ストロークを得る手段と、 該抽出ストロークを、所定の限定された文字の認識に必
   要最小限の基本ストロークと比較することにより、該抽
   出ストロークがいずれの基本ストロークに属するかを決
   定する手段と、 決定された基本ストロークの集合を辞書に格納されてい
   る文字パターンと比較することにより、該手書き入力情
   報から文字を認識する手段とを具備することを特徴とす
   る手書き文字認識方式。 ２、前記方向コードは、隣接するサンプル点を結ぶ直線
   を、３６０°を８等分したときの８方向を示す方向コー
   ドからなっている特許請求の範囲第１項記載の手書き文
   字認識方式。 ３、前記点又は直線群の中の直線の各々の方向は前記方
   向コードのいずれかで表わされるようにした特許請求の
   範囲第２項記載の手書き文字認識方式。 ４、前記基本ストロークは、横線、縦線、左下り直線、
   右下り直線、左まわり曲線、右まわり曲線、ループ、及
   び点の８種類からなっている特許請求の範囲第１項記載
   の手書き文字認識方式。 ５、前記手書き入力情報から文字を認識する手段は、補
   助辞書参照手段を備え、該補助辞書で使用するパラメー
   タとして前記手書き入力情報の横座標の最大値と最小値
   、縦座標の最大値と最小値、及び各抽出ストロークの始
   点と終点の座標を予め得ておき、前記決定された基本ス
   トロークの集合と前記辞書に格納されている文字パター
   ンとの比較では認識文字が一意に定まらないときに前記
   補助辞書参照手段により手書き入力情報から文字を一意
   に認識するようにした特許請求の範囲第１項記載の手書
   き文字認識方式。