JPH0253829B2

JPH0253829B2 -

Info

Publication number: JPH0253829B2
Application number: JP57135433A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Kawatani; Sueji Myahara; Naoki Nakajima
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1982-08-02
Filing date: 1982-08-02
Publication date: 1990-11-19
Also published as: JPS5927380A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は位相幾何的にみて複雑な構造を持つ
漢字等のパタンから、予め定められた方向に走査
しつつ各点に特徴の集積を行うことによつて識別
に有効な特徴を安定に抽出する特徴抽出処理方式
に関するものである。

〈従来技術〉認識対象文字を走査して得られる黒・白２値パ
タンを用いて文字を認識することが行われてい
る。その際に黒・白２値パタン１個を含むパタン
領域を予め定められた方向に走査しつつ、各点が
白であるか黒であるかの基本特徴を集積すること
によつて、各黒点からどの方向に文字線が延びて
いるかを検出し、その情報により各黒点を符号化
する特徴抽出処理方式が特願昭54−164239号で提
案されている。この方式の原理をまず説明する。
第１図は文字「上」を黒点で白地の上に書いたも
のを示し、その文字部分（黒）１０を含むパタン
領域１１において、その点線Ａで示す部分を第２
図に拡大して示すように１つの黒点、例えば１２
について右(1)、右斜め上(2)、上(3)、左斜め上(4)、
左(5)、左斜め下(6)、下(7)、右斜め下(8)の８方向に
走査線を出し、各方向について黒点が何個連続し
て出現するかを最初のステツプとして求める。第
２図の黒点１２の場合、求められる各方向毎の黒
点連続数は右方向(1)で２、右斜め上方向(2)で(2)、
上方向(3)で３、左斜め上方向(4)で２、左方向(5)で
８となり、その他の方向では０となる。次いでこ
れらの方向毎の黒点連続数と、予め定められた定
数とを用いて、各黒点からどの方向に文字線が延
びているかを判定する。例えば、右方向に文字線
が延びているか否かを検出する場合には、右方向
の黒点連続数x₁と、検出方向とは反対方向、即ち
左方向の黒点連続数x₅及びx₁の和x₁₅と、定数x〓、
x〓とを用い、x₁≧x〓とx₁₅≧x〓が同時に成りたつ
時、当該黒点から右方向に文字線が延びていると
判定する。他の方向についても同様である。

検出された結果は各点毎に方向に対応して用意
された第３図に示す８ビツトの特徴ベクトル２０
に格納される。ビツト位置２１〜２８はそれぞれ
方向１〜８に対応するものとした時、ひとつの黒
点で右方向に文字線が延びていると判定された場
合、その黒点の特徴ベクトルのビツト位置２１に
「１」をセツトし、そうでない場合には「０」を
セツトする。他の方向についても同様である。第
２図の黒点１２の場合、x〓＝５、x〓＝10と設定し
た時、特徴ベクトルには第３図に示すようにビツ
ト位置２５に「１」がセツトされ、他に「０」が
セツトされた特徴ベクトルとなる。

この方法によれば入力されたパタンの品質が安
定な時には所望の特徴を抽出することが可能であ
るが、パタンの品質の劣化、特に文字線の幅の変
動に対して敏感であると云う欠点があつた。第４
は文字線幅の変動の影響を示したもので、文字
「上」の水平の文字線が１４の破線に示すように
太くなつた時、黒点１３から右斜め上方向(2)、左
斜め下方向(6)に文字線が延びていると判定され、
黒点１３の特徴ベクトル２１は第５図に示すよう
にビツト位置２２が「１」にセツトされた値とな
るが、この特徴ベクトルは本来文字「上」には存
在しない筈のものであり、安定な識別を妨げる結
果となる。

〈発明の概要〉この発明はこれらの欠点を解決するため、ま
ず、文字パタンの文字を表わす黒点のうち文字線
の縁上の各点について傾斜の方向を示す傾斜符号
を与え、次いで全ての内部点について各内部点に
最も近接するひとつまたは複数の文字線の縁上の
点を見出してその文字線の縁上の点のもつ傾斜符
号を付与し、その後、パタンを予め定められた方
向に走査し、各黒点に達した時に黒点が予め定め
られた個数以上連続する場合、傾斜符号の各々が
上記連続して出現する黒点のうち何個の黒メツシ
ユ点に存在するかを求め、その情報を予め定めら
れた条件と照合することにより、その黒点から走
査の方向と反対の方向に文字線が延びているか否
かを判定する。

〈実施例〉第６図はこの発明の実施例を示す。制御部６０
０の指令により走査部１００は認識対象が記され
た用紙の紙面を走査し、用紙上の１文字を含む領
域、即ち第１図に示したパタン領域１１の２値信
号（黒及び白）が、パタンメモリ部２００中のパ
タンメモリ２１０の所定のアドレスに１点１語
（後述で明らかとするが１語は複数ビツトでその
特定の１ビツト）として順次格納される。パタン
領域１１のパタンを示す２値信号がパタンメモリ
２１０に格納され終ると、パタンメモリ部２００
は制御部６００の指令を受け、パタンメモリ２１
０を走査し、順次その記憶した黒・白の情報を、
黒点１次特徴抽出部３００内の特徴初期化部３１
０に転送する。特徴初期化部３１０はパタンメモ
リ部２００からの情報を１点毎に対応した信号が
黒か白か判定し、黒の場合にはその周囲８点の
黒・白の情報を転送するように制御部６００に要
求信号を送出し、パタンメモリ部２１０から転送
されてくるその周囲８点の情報をもとにその黒点
が文字線の内部に含まれる点であるか、縁上の点
であるかを判定する。縁上の点と判定された時に
は傾斜の方向を求め、この傾斜符号と、後述の特
徴伝播部３３０で必要となる文字線の縁からの距
離の初期値を与え、パタンメモリ部２００へ転送
する。パタンメモリ部２００へ送られるデータ
は、中心となる黒点が読出されたときと同じパタ
ンメモリ２１０のアドレスの他のビツト位置に格
納される。

特徴の初期化が終了するとパタンメモリ部２０
０は制御部６００の指令を受け、パタンメモリ２
１０の内容を第７図に示す方向の定義に従つて、
即ち、右方向51、右斜め上方向52、上方向53、左
斜め上方向54、左方向55、左斜め下方向56、下方
向57、右斜め下方向58の８方向にラスタ走査し、
パタンメモリ２１０の１語の所定の部分を特徴伝
播部３３０に順次転送する。特徴伝播部３３０は
ラスタ走査の過程で白から黒に変つた点を起点と
して縁からの距離を求め、この値と、パタンメモ
リ２１０の１語の中に既に書込まれている距離と
を比較し、後述の所定の手順に従つてパタンメモ
リ２１０に書込む内容を決定し、パタンメモリ部
２００に転送する。特徴伝播部３３０からパタン
メモリ部２００へ送られるデータは、読出した時
と同じアドレスの他のビツト位置に格納される。

特徴伝播が終了するとパタンメモリ部２００は
制御部６００の指令を受け、パタンメモリ２１０
を第７図に示した８方向にラスタ走査し、順次パ
タンメモリの１語の所定の部分を方向線分抽出部
３５０に転送する。方向線分抽出部３５０はパタ
ンメモリ部２００から転送されてくる各１点毎に
対応した信号が黒点か白点かを判定し、各黒点に
達するまでにその黒点も含め一定値Ｎ個以上黒点
が連続する場合にＮ個の黒点の中で傾斜符号の
各々について何個存在するかを計数して所定の条
件と比較し、条件を満足する時にはその時のラス
タ走査の方向と反対方向にその黒点から文字線が
延びていると判断し、例えば方向51のラスタ走査
の時には方向55に文字線が延びているか否かを判
断する。この判断結果を示す情報を１語の所定の
ビツト位置に格納してパタンメモリ２１０に転送
する。パタンメモリ部２００へ送られるデータ
は、読出した時と同じアドレスに格納される。

このようにして黒点１次特徴抽出が終了する
と、パタンメモリ部２００のパタンメモリ２１０
に形成された特徴を特徴集積処理部４００に転送
し、高次特徴を形成した後、その高次特徴を、読
出した時と同じパタンメモリ２１０のアドレスの
位置に格納する。なお、特徴集積処理部４００の
処理については特願昭51−85708号に明確に記述
されているのでここでは詳述しない。特徴集積処
理部４００を用いた一連の動作が終了すると、パ
タンメモリ２１０の内容は識別部５００に順次転
送される。識別部５００ではパタンメモリ２１０
の各語について予め指定されたコードと一致する
ものがあるか否か、あるいは一致するものの個数
を計数し、この情報をもとに入力文字が何であつ
たかを決定し、その結果を出力端子７００に出力
する。

第８図はパタンメモリ部２００の一例を示す。
この部分の動作の目的は、一連のメモリアドレス
を発生させ、黒点１次特徴抽出部３００および特
徴集積処理部４００との間のデータの授受を行う
ことである。パタンメモリ２１０の語数はパタン
領域１１の大きさに対応したものが用意される。
走査部１００からの入力信号１０１が入力され終
るとアドレス発生回路２２０は制御部６００の制
御のもとに所定の走査のアドレス信号を順次パタ
ンメモリ２１０に送出する。パタンメモリ２１０
はアドレス信号に従つてパタンメモリ２１０の内
容を順次各処理部へと転送する。これらの信号と
して、特徴初期化部３１０との送受信号３１１，
３１２と、特徴伝播部３３０との送受信号３３
１，３３２と、方向線分抽出部３５０との送受信
号３５１，３５２と、特徴集積処理部４００との
送受信号４０１，４０２と、識別部５００への転
送信号５０１とがある。

第９図はパタンメモリ２１０の１語の構成の例
を示す。１語２５０はパタン領域１１の各点に対
して用意され、ビツト位置２５１は黒白情報部で
あつて、点が黒の時「１」、白の時「０」とされ
るものであり、ビツト位置２５１以外は処理に先
立つて全て「０」が格納される。ビツト位置２５
２は黒点について文字線の縁からの距離が格納さ
れる部分であり、後述の特徴初期化部３１０で初
期値がセツトされ、特徴伝播部３３０の処理で内
容が書き換えられる。ビツト位置２５７は黒点の
傾斜に関する情報が格納される部分であり、後述
の特徴初期化処理において、文字線の縁上の点に
ついて水平な文字線の縁上にあれば、即ち水平傾
斜(H)であればビツト位置２５３のみが「１」に、
他は「０」にセツトされる。また、垂直傾斜
（Ｖ）の時にはビツト位置２５４のみが、右上り
傾斜(L)の時にはビツト位置２５５のみが、右上り
傾斜（Ｒ）の時にはビツト位置２５６のみが、そ
れぞれ「１」にセツトされ他は「０」にセツトさ
れる。内部点についてのビツト位置２５７の内容
は後述の特徴伝播処理において決定され、処理後
は各内部点について最も近接するひとつまたは複
数の文字線の縁上の点のもつ傾斜符号に対応する
ビツト位置に「１」がセツトされる。ビツト位置
２５８には方向線分抽出処理の結果が格納され
る。例えばひとつの黒点が方向５１に延びる文字
線上にあれば、ビツト位置２５９に「１」がセツ
トされる。他についても同様に方向52とビツト位
置２６０、方向53とビツト位置２６１、方向54と
ビツト位置２６２、方向55とビツト位置２６３、
方向56とビツト位置２６４、方向57とビツト位置
６５、方向58とビツト位置２６６がそれぞれ対応
し、その方向に文字線が延びると判定された時に
対応するビツト位置に「１」がセツトされる。

第１０図は特徴初期化部３１０の一例をブロツ
ク図で示したものである。パタンメモリ２１０か
ら転送される入力信号３１１は第９図のビツト位
置２５１の黒点か白点かを示す信号であり、入力
バツフア３１４に格納される。黒白判定回路３１
５は入力バツフア３１４の信号が黒点であるか白
点であるかを判定し、白点の時にはこれ以上の処
理は行わない。黒点の時には、第１１図に定義さ
れるその黒点の８近傍の点、すなわちa₀を当該黒
点としてその周囲のa₁〜a₈の８個の点の黒・白を
表わす信号の転送要求信号を制御部６００に送出
する。この信号にもとづきパタンメモリ部２００
より転送されたa₁〜a₈の黒か白かを表わす信号は
近傍点保持レジスタ３１６に格納される。次いで
特徴付与回路３１７はそのa₁〜a₈を「０」「１」
の形で並べたビツト列をアドレスとして初期特徴
メモリ３１８の内容を読取り、その内容を出力バ
ツフア３１９にセツトし、パタンメモリ部２００
に転送する。パタンメモリ部２１０に転送された
信号は、a₀に対応する黒点を読出した時と同じパ
タンメモリ２１０のアドレスのビツト位置２５
２，２５７に書込まれる。

第１２図は初期特徴メモリ３１８の内容の例を
示すものである。AD部８０はアドレスであり、
a₁〜a₈のビツト列を２進数としてみた時の数値と
対応する。例えばa₁〜a₈が00011111の時には31番
地のFT部８１、DS部８２の内容が読出される。
FT部８１にはパタンメモリの１語のビツト位置
２５７に書き込まれるべき内容が、またDS部８
２にはビツト位置２５２に書き込まれるべき内容
が格納されている。FT部８１は４ビツトであり、
a₁〜a₈によりa₀が文字線の縁上の点でかつ水平傾
斜(H)と判断される時には1000が、垂直傾斜（Ｖ）
の時には0100が、左上り傾斜(L)の時には0010が、
右上り傾斜（Ｒ）の時には0001が、又内部点の時
には0000が格納されている。DS部８２には文字
線の縁からの距離の初期値が格納され、そのビツ
ト数はパタンメモリ２５１の１語のうちの２５２
の部分のビツト数に等しい。内容としては、a₁〜
a₈により文字線の縁と判定される時には00001が、
内部点と判定される時には11111が格納されてい
る。１例をあげると、第１１図でa₂，a₃，a₈が
「０」でその他は「１」の時、a₀は文字線の縁上
の点でかつ垂直傾斜（Ｖ）とみなされるので、a₁
〜a₈をビツト列としてみた時の数値で決るアドレ
ス227番地にはFT部８１として0100が、DS部８
２として00001がそれぞれ格納されている。

第１３図は特徴伝播部３３０の一例を示すブロ
ツク図である。パタンメモリ部２００から転送さ
れる入力信号３３１はパタンメモリ２１０の１語
のうち、ビツト位置２５１，２５２，２５７の内
容であり、ビツト位置２５１の信号は入力バツフ
ア(1)３３３、ビツト位置２５２の信号は入力バツ
フア(2)３３４、ビツト位置２５３の信号は入力バ
ツフア(3)３３５にそれぞれ格納される。黒白判定
回路３３６は入力された信号が黒点、白点の何れ
を表わす信号かを判定し、白点の時にはカウンタ
３３７の内容をクリアし、これ以上の処理は行わ
ない。黒点の時にはカウンタ３３７の内容に１を
加え、比較回路３３９はカウンタ３３７の内容C〓
と入力バツフア(2)３３４の内容D〓との大小関係
の比較を行い、C〓＞D〓、C〓＝D〓、C〓＜D〓の何れ
であるかの信号を処理較回路３３９に出力する。
処理回路３３９はC〓＝１の時にのみ、入力バツフ
ア(3)３３５の内容を特徴レジスタ３４０に格納す
る処理を行うとともに、C〓＞D〓の時には入力バ
ツフア(2)３３４の内容をカウンタ３３７に格納
し、入力バツフア(3)３３５の内容を特徴レジスタ
３４０に格納し、入力バツフア(2)３３４の内容を
出力バツフア(1)３４１に格納し、入力バツフア(3)
３３５の内容を出力バツフア(2)３４２に格納する
処理を行う。C〓＝D〓の時にはカウンタ３３７の
内容を出力バツフア(1)３４１に、特徴レジスト３
４０の内容と、入力バツフア(3)３３５の内容との
論理和を出力バツフア(2)３４２にそれぞれ格納す
る処理を行う。C〓＜D〓の時には、カウンタ３３
７の内容を出力バツフア(1)３４１に、特徴レジス
ト３４０の内容を出力バツフア(2)３４２にそれぞ
れ格納する処理を行う。出力バツフア(1)，(2)（３
４１，３４２）に書き込まれた信号はパタンメモ
リ部２００に転送され、パタンメモリ２１０の読
出された時と同じアドレスで、出力バツフア(1)の
内容はビツト位置２５２に、出力バツフア(2)の内
容はビツト位置２５７に書き込まれる。

第１４図は方向線分抽出部３５０の一例を示す
ブロツク図である。パタンメモリ部２００から転
送される入力信号３５１はパタンメモリ２１０の
１語のうち、ビツト位置２５１，２５７，２５８
の内容であり、ビツト位置２５１の信号は入力バ
ツフア(1)３５３、ビツト位置２５７の信号は入力
バツフア(2)３５４、ビツト位置２５８の信号は入
力バツフア(3)３５５にそれぞれ格納される。黒白
判定回路３５６は入力された信号が黒、白何れを
表わす信号かを判定し、白点の時にはカウンタ(1)
３５７の内容をクリアし、後述の処理は行わな
い。黒点の時にはカウンタ(1)３５７の内容に１を
加え、後述の処理を続行する。シフトレジスタ３
５８は１語４ビツトで一定値以上の語数を有し、
入力バツフア(2)３５４の内容が入力される。加算
回路３５９はシフトレジスタ３５８の最も新しく
書き込まれた語から予め定められたＮ語を読出
し、水平傾斜(H)、垂直傾斜（Ｖ）、左上り傾斜(L)、
右上り傾斜（Ｒ）の各々の存在を示すビツトがＮ
語のうちの何語に存在するかを求め、符号化回路
３６０に送出する。符号化回路３６０はカウンタ
(1)３５７の内容がＮ以上である時、水平傾斜(H)、
垂直傾斜（Ｖ）、左上り傾斜(L)、右上り傾斜（Ｒ）
の各々の存在を示すビツトの計数値n_H、n_V、n_L、
n_Rと判定テーブル３６１に記憶されている条件と
を照合し、パタンメモリ２１０を走査している方
向と反対方向に文字線が延びているか否かを判定
する。文字線が延びていると判定された時には入
力バツフア(3)３５５から入力された信号８ビツト
のうちパタンメモリ２１０の走査方向で決る所定
のビツト位置に「１」をセツトし、出力バツフア
３６２に書込むとともにカウンタ(2)３６３の内容
に予め決められた定数αをセツトする。文字線が
延びていないと判定された時にはカウンタ(2)３６
３の内容が正であるか否かをチエツクし、正であ
る時には入力バツフア(3)３５５から入力された信
号８ビツトのうちパタンメモリ２１０の走査方向
で決る所定のビツト位置に「１」をセツトし、出
力バツフア３６２に書込むとともにカウンタ(2)３
６３の内容から１を減ずる。出力バツフア３６２
に書込まれた信号はパタンメモリ部２００に転送
され、パタンメモリ２１０の読出された時と同じ
アドレスの１語のビツト位置２５８に書込まれ
る。

第１５図は各方向に文字線が延びていると判定
される条件の１例を示す図である。パタンメモリ
２１０が方向５１にラスタ走査されている時には
検出される文字線の方向は55であり、その時の条
件はn_H≧７、n_L≦３、n_R≦３である。他の方向に
ついても同様であり、条件111の内容が判定テー
ブル３６１に格納される。

〈効果〉第１６図は第４図に示したパタン（水平ストロ
ークの上側については破線の状態）にこの発明の
手法を適用した例を示す。この例では方向線分抽
出部のパラメータとしてＮ＝７、α＝５を用い、
判定条件として第１５図に示した条件を用いてい
る。各黒点内の矢印記号は各黒点から文字線の伸
びる方向を示すものであり、パタン上には３分岐
点「〓」、水平傾斜の中間点「←→」、水平傾斜の右
端点「←」などが抽出されている。なお、この図
で記号の記入されてないメツシユ点の黒点は存在
するが傾斜成分は抽出し得なかつた点であること
を示している。第４図とでは文字線が太くなつた
結果、黒点１３に右上り傾斜の中間点を示す
「〓」が出現したが、第１６図に示す本手法の適
用例では「〓」は出現せず、この発明の手法は文
字線の幅の変動に対してより安定であることが分
る。

以上説明したように、この発明によれば主とし
てパタンのラスタ走査のみでパタン領域内の各黒
点について、一定の視野の範囲の黒点が形成する
微細構造を示す特徴をパタンの品質の変動に対し
てより安定に精度よく抽出することができ、後続
の識別処理を容易にするという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はパタン領域の例を示す図、第２図は第
１図の点線Ａ部分の拡大図、第３図は従来の特徴
抽出処理方式における黒点１２の特徴ベクトル、
第４図は従来方式の問題点を説明するための図、
第５図は第４図の黒点１３の特徴ベクトル、第６
図はこの発明方式の一実施例を示すブロツク図、
第７図は方向の定義の説明図、第８図は第６図中
のパタンメモリ部２００の一例を示すブロツク
図、第９図は第８図のパタンメモリの語構成を示
す図、第１０図は第６図中の特徴初期化を行う回
路３１０の一例を示すブロツク図、第１１図は近
傍点の定義を示す説明図、第１２図は第１０図の
初期特徴メモリ３１８の内容の例を示す図、第１
３図は第６図中の特徴伝播を行う回路３３０の一
例を示すブロツク図、第１４図は第６図中の方向
線分抽出を行う回路３５０の一例を示すブロツク
図、第１５図は第１４図中の判定テーブル３６１
の内容例を示す図、第１６図は従来の方法とこの
発明との差異を説明するための第４図と対応した
図である。１００：走査部、２００：パタンメモリ部、２
１０：パタンメモリ、２２０：アドレス発生回
路、２５０：パタンメモリの１語、３００：黒点
１次特徴抽出部、３１０：特徴初期化部、３３
０：特徴伝播部、３５０：方向線分抽出部、４０
０：特徴集積処理部、５００：識別部、６００：
制御部、７００：出力端子。

Claims

【特許請求の範囲】１認識対象文字を走査して得られる黒・白２値
パタンを用いて行う文字読取において、 (i) 上記２値パタンに含まれるすべての黒点につ
いて、周囲の点の黒・白情報を用いて文字線の
内部に含まれる点であるか、文字線の縁上の点
であるかを決定し、文字線の縁上の点について
傾斜の方向を決定し、その傾斜符号を付与する
特徴初期化手段、 (ii) その特徴の初期化されたパタンに含まれるす
べての内部点について最も近接するひとつ、ま
たは複数の文字線の縁上の点を見出し、その文
字線の縁上の点のもつ傾斜符号をその内部点に
付与する特徴伝播手段、 (iii) 上記特徴の伝播されたパタンを予め定められ
た方向に走査し、各黒点に達した時にその黒点
に接して予め定められた個数以上黒点を連続す
るか否かを判定し、連続する場合その黒点と上
記連続する黒点に傾斜符号の各々が何個存在す
るかを計数し、その情報を予め定められた条件
と照合することによりその黒点から走査方向と
反対方向に線分が延びているか否かを判定し符
号化する方向線分抽出手段を有することを特徴
とする特徴抽出処理方式。