JPH0431989A - 文字認識装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、英数字、ひらがな、漢字等の文字を認識する
文字認識装置、特にホロニック技術を用い、アナログ的
に柔軟な文字認識が行なえる文字認識装置に関するもの
である。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、文献１：フィシ
力　スフリプタ（Ｐｈｙｓｉｃａ　５ｃｒｉｐｔａ）旦
旦（１９８７）清水・山口著「サイナーゲテック　コン
ピュータ　アンド ホロニツクスーインフォメーション　ダイナミック　オ
ブ　ア　セマンティックコンピュータ（Ｓｙｎｅｒｇｅ
ｔｉｃ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ａｎｄ　Ｈｏ１ｏｎｉｃｓ
　−Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｄｙｎａｍｉｃｓ　ｏｆ
ａ　Ｓｅｍａｎｔｉｃ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）　Ｊ　Ｐ　
、　　９７０−９文献２；特開昭６２−１０３７７３号
公報に記載されるものがあった。

従来、パターン認識装置の一つである文字認識装置とし
ては、例えば光学的文字認識装置（０ｐｔｃａｌ　ｃｈ
ａｒａｃｔｅｒ　Ｒｅａｄｅｒ、以下ＯＣＲという）が
ある。ＯＣＲは、光電変換部により、入力文字パターン
を電気信号に変換してディジタル信号にした後、前処理
部により、文字の大きさや傾き等の正規化、または特徴
抽出等を行なって情報を圧縮する。そして、識別部によ
り、前処理結果として得たパターンを入力し、予め用意
された標準パターンとの一致の程度を計算し、最も類似
性が高い標準パターンのカテゴリ（ＣａｔｅｇＯｒｙ）
を認識結果として出力するようになっている。

ところが、この種の文字認識装置ではディジタルプロセ
ッサ等を用いたディジタル処理により、文字認識を行な
うなめ、装置構成が複雑化及び大型化するばかりか、認
識文字に対する柔軟性に欠けるという問題があった。

そこで、前記文献１．２に記載されているように、非線
形振動を行なう非線形振動子を多数結合し、全体の協調
制御によってアナログ的にパターン認識を行なうパター
ン認識装置（即ち、ホロビジョン装置）が提案されてい
る。その−構成例を第２図に示す。

第２図は、図形、文字等のパターンを認識するための従
来のパターン認識装置の機能ブロック図である。

このパターン認識装置は、前処理部１０、セルブロック
２０、記憶部３０、及び基準振動子４０より構成され、
それらがバス４１〜４４により接続されている。

前処理部１０は、図形、文字等の入カバターンＰｉを２
次元のビットパターンＢＰに変換するものであり、その
変換されたビットパターンＢＰがバス４１を介してセル
ブロック２０へ送られる。

セルブロック２０は、４層のセルブロック層２１−１〜
２１−４からなる多層構造をしている。

各セルブロック層２１−１〜２１−４は、２次元マトリ
クス状に配列された複数の非線形振動子２２で構成され
ている。各セルブロック層２１−１〜２１−４の非線形
振動子２２は、ビットパターンＢＰの対応するビットに
より励起されるようにバス４１を介して前処理部１０に
接続されると共に、各セルブロック層２１−１〜２１−
４毎に異なる２次元マトリクスの面内の所定の方向にの
み相互に励振を強化するように、該２次元マトリクスの
面方向において隣接する非線形振動子２２同士が接続さ
れている。そして、各セルブロック層２１−１〜２１−
４毎にビットパターンＢＰの連続する線分に対応し、か
つ方向か一致する非線形振動子２２が選択的に励振され
るようになっている。

各セルブロック層２１−１〜２１−４の非線形振動子２
２は、バス４３により接続された基準振動子４０の振動
に対して、それぞれセルブロック層毎に異なる位相で振
動する。これにより、入カバターンＰｉ中の特定の方向
の傾きの線分は、セルブロック２０で特定の振動位相の
振動を起こす。

記憶部３０は、バス４２を介してセルブロック２０と接
続されると共に、バス４４を介して基準振動子４０と接
続されている。この記憶部３０は、基準振動子４０の振
動に対し、それぞれ固有の振動位相を持つ複数の非線形
振動子３１から構成され、セルブロック２０の非線形振
動子２２と相互に影響し合って該記憶部３０内の非線形
振動子３１が選択的に励振される。記憶部３０内の非線
形振動子３１は、数個ずつが特定のカテゴリを表現して
おり、相互に励振を強化するように結合している。

記憶部２０内の非線形振動子３１は、セルブロック２０
との相互作用と、該記憶部３０の中での相互作用とによ
り、選択的に特定のカテゴリを表す非線形振動子３１の
みが励振する。これにより、入カバターンＰｉのパター
ン認識を行なう。

第３図（Ａ）〜（Ｄ）は、第２図中のセルブロツクの構
成を説明する図である。

この図に示すように、第１〜第４のセルブロック層２１
−１〜２１−４をそれぞれ構成する非線形振動子２２は
、層毎に異なった方向で結合することで、それぞれＯ’
　、４５’　、９０°、１３５°の方向の線分を入カバ
ターンＰｉより抽出し、その抽出結果を記憶部３０へ伝
える。

第４図（Ａ）〜（Ｄ）は、第３図の第１〜第４のセルブ
ロック層２１−１〜２１−４の中での非線形振動子２２
の結合関係例を示す図である。

第１のセルブロック層２１−１において、非線形振動子
２２ａは、そのまわりの非線形振動子２２ｂ〜２２ｉと
結合している。この第１のセルブロック層２１−１では
、０°の方向の線分を検出するために、非線形振動子２
２ａに対し、０°の方向にある非線形振動子２２ｂ、２
２ｉとは互いに振動を強め合う結合をし、０°と直交す
る方向９０°にある非線形振動子２２ｄ、２２ｈとは互
いに振動を弱め合う結合をする。また、それ以外の４つ
の非線形振動子２２ｃ、２２ｅ、２２ｇ。

２２ｉとは互いに振動を少し弱め合う。

このような結合により、非線形振動子２２ａを通り、そ
の非線形振動子２２ａから０°の方向に伸びる線分があ
るとき、その非線形振動子２２ａが強く励振し、ビット
パターンＢＰの線分を検出することができる。

同様に、他の第２〜第４のセルブロック層２１−２〜２
１−４についても、４５°、９００，１３５°の方向に
応じて異なる結合をしており、この結合によってそれぞ
れの層で特異な方向の線分をビットパターンＢＰから検
出で゛きる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記構成のパターン認識装置では、ＯＣ
Ｒ等と原理が異なり、その原理が非常に新しく、研究が
十分に進んでいるわけではないことから、文字認識を行
なう上で不十分な点がある。

即ち、セルブロック２０の各セルブロック層２１−１〜
２１−４で検出できる線分方向が０゜４５°、９０°、
１３５°であり、認識し得るパターンがこれらの線分の
組み合わせに限られる。

そのため、認識し得る図形が、直角二等辺三角形、四角
形、六角形、線分等の単純な図形に限定され、英数字等
の文字を精度良く、簡単に認識することが困難であった
。

これを解決するため、本願出願人等は、先に特願平１−
８９６５８号明細書においてホロビジョン装置を提案し
た。この装置では、セルブロック層２１−１〜２１−４
の数を増やし、検出方向の角度差を従来より小さな角度
とすることにより、角度分解能を向上させている。とこ
ろが、文字の認識処理を行なう場合、セルブロック層２
１−１〜２１−４の数の増加により、セルブロック２０
での処理量が増加する割には、認識精度がそれほど向上
せず、技術的に十分満足できる装置を得ることができな
かった。

本発明は前記従来技術が持っていた課題として、処理量
の増加を抑制しつつ、柔軟で高精度な文字認識を行なう
ことが困難である点について解決した文字認識装置を提
供するものである。

（課題を解決するための手段〉 本発明は前記課題を解決するなめに、ホロニ・ツク技術
を用いて入力文字パターンを認識する文字認識装置にお
いて、前記入力文字パターンを２次元のビットパターン
に変換する前処理部と、前記入力文字パターンの特徴に
応じて設定された所定方向の線分を前記ビットパターン
から検出するフィルタ部と、前記フィルタ部の出力の対
応するビットによって層に固有の振動位相で励振される
ように、かつ前記フィルタ部の出力の前記所定方向の線
分を検出するように接続された複数の非線形振動子を２
次元マトリクス状に配置した複数のセルブロック層から
なるセルブロック本体と、前記セルブロック本体の非線
形振動子に結合された複数の非線形振動子から構成され
、かつ前記セルブロック本体の励振した非線形振動子に
よって一部の非線形振動子が選択的に励振されて前記入
力文字パターンを認識する記憶部とを設ける。

そして、前記各セルブロック層を、内部の非線形振動子
を一方向にのみ相互に励振を強化し合うように接続し、
前記各セルブロック層を前記前処理部に対して相対的に
異なる前記所定方向に配置し、前記各セルブロック層が
前記フィルタ部の出力の異なる方向の線分を検出する構
成にしたものである。

（作用） 本発明によれば、以上のように文字認識装置を構成した
ので、英数字、ひらがな、漢字等の入力文字パターンが
前処理部に入力されると、前処理部は入力文字パターン
を２次元のビットパターンに変換し、それをフィルタ部
へ送る。フィルタ部は、所定の角度（例えば、水平方向
を０°としたときに、０°、４５°、６７．５°　９０
°　１１２．５°、１３５°〉に傾いた線分をビットパ
ターンから検出し、その検出結果をセルブロック本体へ
与える。すると、セルブロック本体における各セルブロ
ック層の非線形振動子は、フィルタ部出力の対応するビ
ットによってその層に固有な振動位相で励振し、ビット
パターンの所定方向の線分を検出する。記憶部では、セ
ルブロック本体からの振動情報に応じた一部の非線形振
動子が選択的に励振し、この励振している一部の非線形
振動子が所定の文字パターンを表わすので、入力文字パ
ターンの認識が行われる。

ここで、各セルブロック層を前処理部に対して相対的に
異なる所定方向に設けているので、ビットパターンの異
なる所定方向の線分を、少ない処理量で的確に検出でき
、それによって角度分解能が向上し、入力文字パターン
の高精度な認識が行なえる。従って、前記課題を解決で
きるのである。

（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す文字認識装置の機能ブロ
ック図、第５図は第１図中のセルブロック本体の扱う英
数字の特徴となる方向の例を示す図、第６図は第１図中
のセルブロック層の結合関係を示す図、及び第７図（Ａ
＞、（Ｂ）は第６図のセルブロック本体による英数字の
線分抽出例を示す図である。

第１図に示すように、本実施例の文字認識装置は、入力
文字パターンＣＰとして、例えば英数字を認識するもの
であり、前処理部５０、セルブロック６０、記憶部９０
、及び基準振動子１００より構成されている。前処理部
５０は、バス１０１を介してセルブロック６０に接続さ
れ、そのセルブロック６０が、バス１０２を介して記憶
部９０に接続されると共に、バス１０３を介して基準振
動子１００に接続されている。基準振動子１００は、バ
ス１０４を介して記憶部９０に接続されている。

前処理部５０は、英数字からなる入力文字パターンＣＰ
を２次元のビットパターンＣＢＰに変換するものであり
、その変換されたビットパターンＣＢＰが、バス１０１
を介してセルブロック６０へ送られる。

セルブロック６０は、フィルタ部７０とセルブロック本
体８０とで構成されている。セルブロック本体８０は、
Ｎ層のセルブロック層８１−１〜８１−Ｎからなる多層
構造をしている。各セルブロック層８１−１〜８１−Ｎ
は、フィルタ部７０を介して、ビットパターンＣＢＰの
有意なビットにより励起される非線形振動子８２を２次
元マトリクス状に配置したものであり、その各セルブロ
ック層８１−１〜８１−Ｎにおける非線形振動子８２の
結合構造は同一構造になっている。

各セルブロック層８１−１〜８１−Ｎは、英数字の特徴
を抽出しやすい特定の方向、例えば「Ｈ」に見られる水
平方向及び垂直方向、あるいは「Ａ」に見られる右斜め
方向及び左斜め方向等を、総合して得られる非等間隔の
方向の線分について、その線分を効果的に抽出すること
ができるように、所定角度だけ回転して配置されている
。

例えば、英数字の出現頻度が高い傾きを、第５図に示す
ように、水平方向を０°としたときに０４５°、７２．
５°、９０°　（垂直方向）。

１１７．５°、１３５°の６方向とした場合、その各方
向の線分を抽出するために、セルブロック本体８０を６
層で構成する。そして、各セルブロック層８１−１〜８
１−６は、検出すべき線分の方向と同じ角度０°、４５
°、７２．５°、９０．１１７．５°、１３５°だけ、
それぞれ前処理部５０に対して回転しており、その回転
した位置で、バス１０１及びフィルタ部７０を通して該
処理部５０と対応している。

各セルブロック層８１−１〜８１−Ｎの各非線形振動子
８２は、第６図に示すように、他の非線形振動子と結合
されている。即ち、第６図に黒丸を付した非線形振動子
８２ａを考えると、この非線形振動子８２ａは、「＋」
符号を付した同一横方向の領域内の他の非線形振動子と
は励振を強化するように結合され、「＋」符号領域の僅
かに外側の「０」符号を付した領域内の他の非線形振動
子とは振動を減衰も強化しないように結合され、「０」
符号領域の外側の「−」符号の領域内の他の非線形振動
子とは励振を弱め合うように結合されている。従って、
各セルブロック層８１−１〜８１−Ｎの非線形振動子８
２は、第６図における横方向の線分を検出するように結
合されていることとなる。

各セルブロック層８１−１〜８１−Ｎの非線形振動子８
２は、バス１０３を介して基準振動子１００に接続され
、各セルブロック層８１−１〜８１−Ｈに固有な振動位
相で振動する。

なお、このような非線形振動子８２も、結合本数及び結
合の仕方は、従来と異なるが、前記文献２に記載された
従来の非線形振動子と同様な構成で実現することができ
る。

このようなセルブロック本体８０は、フィルタ部７０及
びバス１０１を介して前処理部５０に接続されている。

フィルタ部７０は、セルブロック本体８０の各セルブロ
ック層８１−１〜８１−Ｎに対応したフィルタ７１−１
〜７１−Ｎから構成されており、その各フィルタ７１−
１〜７１−Ｎがバス１０１を介して前処理部５０に接続
されている。各フィルタ７１−１〜７１−Ｎは、例えば
対応するセルブロック本体８０の各セルブロック層８１
−１〜８１−Ｎとそれぞれ同一構造をしている。従って
、各フィルタ７１−１〜７１−Ｎは、ビットパターンＣ
ＢＰの対応する方向の線分が通る該フィルタ内の非線形
振動子だけを振動させる。この励振状態にあるフィルタ
内の非線形振動子の位置情報が、ビットパターンとして
セルブロック本体８０の対応するセルブロック層８１−
１〜８１−Ｎに与えられる。各セルブロック層８１−１
〜８１−Ｎは、フィルタ７１−１〜７１−Ｎを介してフ
ィルタリングされたビットパターンによって励起される
。

このセルブロック６０による英数字ｒＡ」、ｒＨ」の線
分抽出例が第７図（Ａ＞、（Ｂ）に示されている。

このようなセルブロック６０には、バス１０２を介して
記憶部９０が接続されている。記憶部９０は、バス１０
４を介して接続された基準振動子１００の振動に対して
、それぞれ固有の振動位相を持つ複数の非線形振動子９
１から構成されている。非線形振動子９１は、バス１０
２を介してセルブロック本体８０の非線形振動子８２と
相互に影響し合って励振する。非線形振動子９１は、数
個ずつのグループが特定のカテゴリを表現しており、同
一のカテゴリにかかる非線形振動子９１は互いに励振を
強化し合うように結合されている。

但し、セルブロック６０で検出することができる方向を
非等間隔にしたことに対応し、記憶部９０では、カテゴ
リとして記憶できる文字パターンの線分の方向も非等間
隔にし、その方向について非線形振動子９１を配置でき
るようにしておく。

記憶部９０の非線形振動子９１は、セルブロック本体８
０との相互作用と、該記憶部９０の中での相互作用とに
より、選択的に特定のカテゴリを表わす非線形振動子の
みが励振する。これにより、入力文字パターンＣＰの文
字認識が行われる。

以上のように、本実施例では、次のような利点を有して
いる。

（ｉ＞　　各セルブロック層８１−１〜８１−Ｎの抽出
する線分の傾きか、例えば０°　（水平方向）４５°、
７２．５°、９０°　（垂直方向）１１１７．５°、１
３５°の６方向の傾きを抽出するように、非等間隔に、
各セルブロック層８１−１〜８１−６を配置している。

そのため、英数字に出現頻度が高い傾きの線分を、少な
い処理量で、しかも高い角度分解能で、効果的に抽出す
ることかできる。

（ｉｉ）　　各セルブロック層８１−１〜８１−Ｎを構
成する非線形振動子８２の数が、従来のものよりも多い
ため、分解能が高い。

（ｉｉｉ　）　　各セルブロック層８１−１〜８１−Ｎ
の構造が同一であるので、各セルブロック層８１−１〜
８１−Ｎ毎に非線形振動子８２の結合構成を変える必要
がなく、実際に回路を構成する場合に実現し易いものと
なる。

（１ｖ）　　前処理部５０をフィルタ部７０を介してセ
ルブロック本体８０に接続したので、他の検出角度によ
る励起の悪影響を受けることなく、対象とする線分のみ
を的確に検出できる。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。

（ａ＞　　各セルブロック層８１−１〜８１−Ｈの特定
の傾きは、０°　（水平方向〉、４５°、６７５°、９
０°　（垂直方向＞、１１２．５°、１３５°といった
他の傾きでもよい。さらに、入力文字パターンＣＰが英
数字以外のひらがな、漢字等といつた他の文字の場合、
それに応じて傾きとセルブロック層数とを、適宜選定す
れば良い。

（ｂ）　　フィルタ部７０は、対応するセルブロック層
８１−１〜８１−Ｎの検出方向の線分を取出すものであ
れば良く、各セルブロック層８１−１〜８１−Ｎと同一
構造のものを適用しなくても良い。

（ｃ）　　上記実施例では、各セルブロック層８１１〜
８１−Ｎが前処理部５０に対して所定角度だけ回転して
いるものを示した。しかし、前処理部５０との角度は相
対的なものであるので、各セルブロック層８１−１〜８
１−Ｎを同一角度で用意しておき、前処理部５０による
ビットパターンＣＢＰを各セルブロック層８１−１〜８
１−Ｎに対し、異なる角度だけ回転させて与えるように
しても良い。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、セルブロ
ックの各セルブロック層を一方向の線分を検出できる構
造とし、各セルブロック層を前処理部に対して相対的に
異なる所定方向に配置し、フィルタ部を介して各セルブ
ロック層の検出線分により、パターンを認識するように
したので、ビットパターンの異なる所定方向の線分を、
少ない処理量で的確に検出できる。そのため、角度分解
能が向上し、入力文字パターンの高精度な認識が行なえ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す文字認識装置の機能ブロ
ック図、第２図は従来のパターン認識装置の機能ブロッ
ク図、第３図は第２図中のセルブロック層の励振（検出
線分方向）の説明図、第４図は第３図のセルブロック層
の結合関係の説明図、第５図は第１図中のセルブロック
層の励振（検出線分方向）の説明図、第６図は第１図中
のセルブロック層の結合関係の説明図、第７図（Ａ〉。 （Ｂ）は第６図のセルブロック層による英数字の線分抽
出例を示す図である。 ５０・・・・・・前処理部、６０・・・・・・セルブロ
ック、７０・・・・・・フィルタ部、７１−１〜７１−
Ｎ・・・・・・フィルタ、８０・・・・・・セルブロッ
ク本体、８１−１〜８１−Ｎ・・・・・・セルブロック
層、８２．９１・・・・・・非線形振動子、９０・・・
・・・記憶部、１００・・・・・・基準振動子、１０１
，１０２，１０３，１０４・・・・・・バス、ＣＰ・・
・・・・入力文字パターン、ＣＢＰ・・・・・・２次元
のビットパターン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力文字パターンを２次元のビットパターンに変換する
   前処理部と、 前記入力文字パターンの特徴に応じて設定された所定方
   向の線分を前記ビットパターンから検出するフィルタ部
   と、 前記フィルタ部の出力の対応するビットによって層に固
   有の振動位相で励振されるように、かつ前記フィルタ部
   の出力の前記所定方向の線分を検出するように接続され
   た複数の非線形振動子を２次元マトリクス状に配置した
   複数のセルブロック層からなるセルブロック本体と、 前記セルブロック本体の非線形振動子に結合された複数
   の非線形振動子から構成され、かつ前記セルブロック本
   体の励振した非線形振動子によって一部の非線形振動子
   が選択的に励振されて前記入力文字パターンを認識する
   記憶部とを備え、前記各セルブロック層を、内部の非線
   形振動子を一方向にのみ相互に励振を強化し合うように
   接続し、前記各セルブロック層を前記前処理部に対して
   相対的に異なる前記所定方向に配置し、前記各セルブロ
   ック層が前記フィルタ部の出力の異なる方向の線分を検
   出する構成にしたことを特徴とする文字認識装置。