JPH05108887A

JPH05108887A - パターン切出しおよび認識方法とそのシステム

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Publication number: JPH05108887A
Application number: JP4095186A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Fujisawa; 浩道藤沢; Yasuaki Nakano; 康明中野; Hitoshi Komatsu; 仁小松; Akizo Kadota; 彰三門田; Kiyomichi Kurino; 清道栗野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-04-15
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1993-04-30
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPH0792818B2

Abstract

(57)【要約】【目的】自然な筆記条件で書かれた文字で、入力され
た１単位映像パターンが１カテゴリを表わすパターンの
一部分であると判断された場合に、複数の部分パターン
を組み合せて１文字とし、該組み合せた文字について文
字認識を行うことが可能なパターン切出しおよび認識方
法とそのシステムを提供すること。【構成】１文字単位の文字枠を有しない帳票を入力
し、切出し部により、電気的信号に変換された２次元映
像パターンから文字を含む１単位映像パターンを切出
し、該パターンを認識部に送り、認識部において入力さ
れた前記単位映像パターンをパターン辞書内の各パター
ンと比較して認識する如く構成されたパターン切出しお
よび認識装置において、前記認識部では、入力された１
単位映像パターンが１カテゴリを表わすパターンの一部
分であると判断した場合には、複数の部分パターンを組
み合せて１文字とし、該組み合せた文字について文字認
識を行うことを特徴とするパターン切出しおよび認識方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学文字読取り装置(以
下、「ＯＣＲ」という)におけるパターン切出しおよび認
識方法とそのシステムに関し、特に自然な筆記条件で書
かれた帳票上等のパターンを切出し、それを認識するに
好適なパターン切出しおよび認識方法とそのシステムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記ＯＣＲに読込ませる文字は、
図１(ａ)に示す如く、文字毎に設定された文字枠１１内
に正しく筆記する必要があった。その場合、多少の枠か
らのはみ出しは許容されるが、その程度は、図１(ｂ)に
示す如く、上下方向については１.０〜１.５mm程度、左
右方向については隣の枠に入らない程度であった。とこ
ろで、ＯＣＲを更に普及させるためには、上述の如く、
ＯＣＲ独特な文字枠内に文字，数字等を筆記させること
なく、図２(ａ)または(ｂ)に示す如く、文字枠にあまり
こだわらず、通常、我々が筆記しているような、自然な
筆記条件を可能にすることが必要である。図１と図２を
比較すれば明らかな如く、従来の文字枠は、寸法が大き
いとともに、文字枠間ギャップ５が０.５〜１.０mmであ
るのに対して、条件の緩和された文字枠は、図２中の１
２，１３に示される如く、寸法が小さくなるとともに、
文字枠間ギャップ６，７が０mmとなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この結果として、文字
の、枠１２，１３からのはみ出しが大きくなり、また、
文字相互が縦方向にオーバラップしたり、あるいは、文
字相互が接触し易くなるという問題が生ずることにな
る。更に、文字パターン成分が分離しているような場
合、例えば、図２(ａ)または(ｂ)における数字「５」等で
は、その成分の大部分が隣の枠に入ることがあり、文字
読取り上、困難な問題を惹き起こしている。このような
場合、従来の技術では、文字を正しく切出したり、正し
く読取ることができなかった。本発明は上記事情に鑑み
てなされたもので、その目的とするところは、従来の技
術における上述の如き問題を解消し、文字枠から大きく
はみ出したり、隣接文字と接触しているような、自然な
筆記条件で書かれた文字について、特に、入力された１
単位映像パターンが１カテゴリを表わすパターンの一部
分であると判断された場合に、複数の部分パターンを組
み合せて１文字とし、該組み合せた文字について文字認
識を行うことが可能なパターン切出しおよび認識方法と
そのシステムを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上述の目的は、
１文字単位の文字枠を有しない帳票を入力し、切出し部
により、電気的信号に変換された２次元映像パターンか
ら文字を含む１単位映像パターンを切出し、該パターン
を認識部に送り、認識部において入力された前記単位映
像パターンをパターン辞書内の各パターンと比較して認
識する如く構成されたパターン切出しおよび認識装置に
おいて、前記認識部では、入力された１単位映像パター
ンが１カテゴリを表わすパターンの一部分であると判断
した場合には、複数の部分パターンを組み合せて１文字
とし、該組み合せた文字について文字認識を行うことを
特徴とするパターン切出しおよび認識方法とそのシステ
ムによって達成される。

【０００５】

【作用】本発明に係るパターン切出しおよび認識方法に
おいては、文字読取り装置におけるパターン切出し処理
部において、切出したパターンが完全(「正常」と同義)な
パターンでなく、１つの文字の一部分(部分パターン)で
あると判断された場合には、それらの部分パターンを組
み合せて１つの文字の情報として出力するようにし、ま
た、結果として複数の判断が可能な場合には、複数の仮
説を作成して認識処理部に送り、認識処理部において、
それらの仮説についての総合的な判断を行って、曖昧性
を解消する点にある。なお、本発明に係るパターン切出
しおよび認識システムにおいては、上述の動作を実行す
るために、パターン辞書として、完全なパターンに加え
て、少なくとも完全なパターンの一部分を示すパターン
(部分パターン)を含む如く構成したものを備えているこ
とがその特徴である。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の原理について若干の説明を行
った後、実施例を図面に基づいて詳細に説明する。本発
明の原理は、次の２点にある。すなわち、 (１)パターンの切出しにおいて、曖昧性が生じた場合に
は、切出し部は、無理に判断をすることなく、複数の仮
説を立てて、各々の仮説による部分パターンを含む単位
パターンを認識部に送る。 (２)認識部では、上述の単位パターンの識別を行い、総
合的な判断から切出しの妥当性のチェックを行い、曖昧
性を解消する。以下、これについて、より具体的に説明する。図３は、
隣接文字パターンの種々の状態を示す図である。図３
(ａ)では、パターン３１と３２とが、縦方向にオーバラ
ップしている。この場合には、連続した黒領域をパター
ン成分として切出すことができる。連続した黒領域をパ
ターン成分として抽出する方法は、従来から良く知られ
ており、枠内に正しく文字が書かれている場合は勿論の
こと、単純にオーバラップしている場合でも、黒領域に
沿って枠外にはみ出している部分まで抽出できるので、
単位パターンを、正しく切出すことができる。なお、こ
れについては、例えば、Ａ.Ｒosenfeld et.al.,“Ｓequ
ential Ｏperations in Ｄigital ＰictureＰrocessin
g”(Ｊ.ＡＣＭ,vol.14,Ｎo.４,Ｏct.,1966,pp.471-494)
の記載を参考にすることができる。

【０００７】次に、図３(ｂ)では、パターンが部分３３
と３４に分離していて、分離した成分３４の大部分が隣
接の枠に入っている。パターン３４が枠２１に属するの
か、枠２２に属するのか不明な場合は、双方を「あり得
るケース」として多重の仮説を作る。そして、双方のケ
ースを別個に認識部に送って、その認識結果から、どち
らの仮説が正しかったかを決定する。図３(ｃ)は、分離
文字パターンが接触しているケース、図３(ｄ)は、分離
パターン相互で接触しているケースである。図３(ｃ)の
場合は、分離パターンが数字「５」のみであるのに対し
て、図３(ｄ)の場合は、数字「５」と「７」の両方が分離パ
ターンであり、それらが接触している。図３(ｅ)は、完
全なパターン相互が接触したケースである。つまり、分
離していないパターンであるが、隣接パターンが接触し
ている場合である。図３(ｂ)〜(ｅ)のケースに対する認
識方法を、以下、図４〜図７に基づいて説明する。図４
は、切出し部が複数の仮説を立てた場合の動作説明図で
あり、図３(ｂ)に示した如き、分離したパターン成分３
４が、隣接枠に入っている場合の認識方法を説明してい
る。

【０００８】図４において、５１，５３は切出し部が出
力した２つの仮説、また、２００は認識部、１００はパ
ターン辞書、１０１〜１０４は該パターン辞書１００内
の部分辞書を示している。認識部２００は上述の２つの
仮説５１，５３を入力して文字認識を行い、それぞれに
対する認識結果５２，５４を出力する。すなわち、第１
の仮説５１に対する認識結果は(ＳＰ.５)と(ＲＪ.６)で
ある。ここで、(ＳＰ.５)は、「５のサブパターン」を意
味しており、部分辞書１０１を参照して認識されたも
の、また、(ＲＪ.６)は、「リジェクト(不読)であるが、
候補は６である」を意味している。更に、第２の仮説５
３に対する認識結果は、(ＡＣ.５)と(ＡＣ.６)であり、
いずれも、数字「５」あるいは「６」として受容したことを
意味している。従って、第２の仮説が妥当であり、認識
結果は、数字「５」，「６」となる。なお、上述のパターン
辞書１００に設けられる部分辞書１０１〜１０３は、本
発明において新たに設けられたものであり、従来は、正
常なパターンの辞書１０４のみが設けられていたもので
ある。

【０００９】上述の部分辞書１０１は、部分パターン格
納している辞書であり、部分辞書１０２は、部分パター
ンと他の文字とが接触したパターンを格納している辞
書、部分辞書１０３は、接触文字パターンを格納してい
る辞書である。次に、図３(ｃ)に示した如き、分離パタ
ーン成分が隣接文字に接触している場合の認識方法を、
図５に基づいて説明する。この場合、図５に示す如く、
切出し結果は５５のようになり、認識結果５６は(ＳＰ.
５)と(ＳＣ.５，６)となる。ここで、(ＳＣ.５，６)は
数字「５」の部分パターンと数字６が接触したものである
ことを意味しており、前述の部分辞書１０２を参照して
認識されたものである。この結果から、読取り文字は、
数字の「５」と「６」であることが判断できる。次に、図３
(ｄ)に示した如き、分離パターン成分相互で接触してい
る場合の認識方法を、図６に基づいて説明する。この場
合には、図６(ａ)に示す如く、２つの仮説５７，５９が
立ち、認識結果５８，６０が得られる。また、この場合
には、図６(ｂ)に示す如く、特にサブパターン６１、す
なわち、図３(ｄ)の３８を単独で認識して、その結果と
して認識結果６２の(ＳＳ.５，７)が得られる。

【００１０】上述の仮説５７は、サブパターン３８が右
側に付加されたものと仮定した場合であり、仮説５９
は、サブパターン３８が左側に付加されたものと仮定し
た場合である。また、認識結果５８の(ＳＰ.５)と(Ｒ
Ｊ.？)は、「５のサブパターン」と「リジェクト(全く不
明)」であり、同様に、認識結果６０の(ＲＪ.？)と(Ｓ
Ｐ.７)は、「リジェクト(全く不明)」と「７のサブパター
ン」である。また、認識結果６２の(ＳＳ.５，７)は「数
字５のサブパターンと数字７のサブパターンの接触した
パターン」であることを意味している。これらは、部分
パターンと他の文字とが接触したパターンの部分辞書１
０２を参照して得られるものである。これらの結果を総
合することにより、答は数字「５」と「７」であると判断さ
れることになる。次に、図３(ｅ)に示した如き、完全な
パターン相互が接触している場合の認識方法を、図７に
基づいて説明する。この場合には、図７に示す如く、無
理に分割せずに、全体を認識部に送り、部分辞書１０３
を参照して同じものを探し、認識する。ここでは、その
結果として(ＣＣ.５，６)が得られているが、これは数
字「５」と「６」が接触したものであることを意味してい
る。

【００１１】以上、説明した如く、本発明においては、
認識結果を総合して最終的な答を出すことが特徴であ
る。なお、実際には、例えば、以下の如き規則に従って
処理することにより、実現される。図３(ａ)〜(ｅ)に対
して行った処理を整理すると、以下のようになる。 (ａ) (ＡＣ.５)(ＡＣ.６) → (ＡＣ.５)(ＡＣ.６) (ｂ) (ＳＰ.５)(ＲＪ.６) (ＡＣ.５)(ＡＣ.６) → (ＡＣ.５)(ＡＣ.６) (ｃ) (ＳＰ.５)(ＳＣ.５,６) → (ＡＣ.５)(ＡＣ.６) (ｄ) (ＳＰ.５)(ＲＪ.？) (ＲＪ.？)(ＳＰ.７) (ＳＳ.５,７) → (ＡＣ.５)(ＡＣ.７) (ｅ) (ＣＣ.５,６) → (ＡＣ.５)(ＡＣ.６) 上の各式の左辺の仮説毎の認識結果コードは、右辺の如
き認識結果コードに書換えがなされる。これらを一般化
したものを、書換え規則(Ｒewriting Ｒules)と呼ぶこ
とにする。

【００１２】本実施例に示す切出し方法では、書換え規
則が以下のようになる。

【外１】規則Ｒ１は、７頁に示した(ａ)と(ｂ)に対応するもの
で、ａ，ｂをアクセプト(認識)していない場所があって
も、他に１つでもアクセプトした場所があれば、認識で
きたことにするというものである。

【００１３】規則Ｒ２は、同(ｃ)に対応するもので、ａ
のサブパターンが認識される一方、ａのサブパターンと
ｂのパターンとの接触が認識された場合には、ａとｂが
認識できたことにするというものである。規則Ｒ３は、
同(ｄ)に対応するもので、ａのサブパターンが認識さ
れ、アクセプト以外の例えばリジェクトで任意の値の候
補が与えられる一方、ｂのサブパターンが認識され、ア
クセプト以外の任意の値の候補が与えれた場合には、分
離されているサブパターンのみを認識してみることを指
示するものである。また、規則Ｒ４も、同(ｄ)に対応す
るものであり、規則Ｒ３によって処理されたサブパター
ンのみの認識結果を含めて、総合的に認識する場合を示
している。すなわち、ａのサブパターンと認識できない
パターン，ｂのサブパターンと認識できないパターンお
よびａのサブパターンとｂのサブパターンとの接触した
パターンの３つが認識された場合には、総合的認識によ
り、ａアクセプト，ｂアクセプトとなるというものであ
る。規則Ｒ５は、同(ｅ)に対応するもので、ａとｂの接
触したパターンは、ａアクセプト，ｂアクセプトとなる
というものである。

【００１４】図８に、本発明の一実施例である文字読取
り装置のブロック図を示す。本実施例に示す文字読取り
装置は、パターン観測部８００，パターン切出し部９０
０，帳票フォーマット辞書９５０，パターン認識部２０
０，パターン辞書１００，認識結果最終判定部４００お
よび認識結果書換え規則辞書３００から構成されてい
る。以下、本装置の動作を説明する。読取りの対象であ
る帳票７５には、図２に示した如き、自然な筆記条件で
文字が記入されている。帳票７５がパターン観測部８０
０に入力され、光電変換および前処理(２値化，帳票ス
キュー補正)を受けると、２次元映像パターンが電気的
信号としてパターン切出し部９００に送出される。パタ
ーン切出し部９００では、帳票フォーマット辞書９５０
からの枠位置パラメータを参照して、１枚の帳票の映像
から１文字に該当すると判断されるパターンを１組ずつ
切出して、パターン認識部２００に送出する。パターン
認識部２００では、入力された１文字分のパターンと、
図４にその内容を例示したパターン辞書１００に記憶さ
れている各パターンとを比較照合し、認識結果を認識結
果最終判定部４００に送出する。

【００１５】なお、パターン認識部２００での処理に
は、前述の如く、サブパターンや接触した２文字分のパ
ターンをも含んでいることは言うまでもない。また、本
実施例においては、パターン認識部２００からの認識結
果の出力は、入力されたパターン毎に認識結果を記号化
して、認識結果最終判定部４００に送出する。認識結果
最終判定部４００は、受取った認識結果に対して、前述
の認識結果書換え辞書３００中の各書換え規則を、適用
できる書換え規則がなくなるまで順次適用して、書換え
処理を行う。すなわち、前述の書換え規則Ｒ１〜Ｒ５の
条件の中から、上述の記号化された認識結果がこれに合
致するものを選択・適用し、その結果を採用する。上述
のパターン切出し部９００以降の処理を、以下、更に詳
細に説明する。図９に、上述の切出し処理および認識処
理のフローチャートと、これに対応するデータの内容を
例示する。ステップ 701では、帳票１枚分の映像パター
ン７１１から、１行分の映像パターン７１２を切出す。
ステップ 702では、黒地パターンの連続性を利用して、
黒地毎のぱターン成分を抽出し、横方向に関して順序付
けを行った後、成分リスト７１３を作成する。

【００１６】更に、各成分の属性を計算し、成分属性リ
スト７１４を作成する。なお、ここで、成分の属性と
は、各成分の上下端，左右端の座標，輪郭総長等であ
る。次に、ステップ 703では、上で作成した成分属性リ
スト７１４と、帳票フォーマット辞書９５０の情報か
ら、文字間の境界の仮説を立て、文字リスト７１５を作
成する。この文字リスト７１５は、各文字パターンが、
どの成分から構成されているかを示すもので、図９で
は、第１の仮説では順序１,２,３でそれぞれ１つの文
字、４と５を合せて１つの文字と仮定し、第２の仮説で
は、順序１と２を合せて１つの文字、３だけで１つの文
字、４と５を合せて１つの文字と仮定する例を示してい
る。以上は、パターン切出し部９００の処理である。ス
テップ 704は、パターン認識部２００の処理である。ス
テップ 704では、上述の成分リスト７１３，成分属性リ
スト７１４および文字リスト７１５を入力して、文字リ
スト７１５に示される成分を集めてパターン整合を行
い、その結果を結果リスト７１６に書込む。

【００１７】整合結果を表わす結果コードは、前述の
(ＳＰ.ａ),(ＳＣ.ａ，ｂ),(ＳＳ.ａ，ｂ),(ＣＣ.ａ，
ｂ),(ＡＣ.ａ),(ＲＪ.ａ)等の記号形式をとる。これら
の意味は、前述の通り、それぞれ、「カテゴリａのサブ
パターン」,「カテゴリａのサブパターンとカテゴリｂの
接触したもの」，「カテゴリａとカテゴリｂのサブパター
ンが相互に接触したもの」,「カテゴリａとカテゴリｂが
相互に接触したもの」,「カテゴリａのパターン」,「候補は
ａであるがリジェクト」である。ステップ 705は、認識
結果最終判定部４００の処理である。ここでは、上述の
結果リスト７１６に対して、書換え規則辞書３００内の
すべての規則を参照し、適用できる規則がなくなるまで
順次適用し、最終的に得られた結果に応じた処理を行
う。また、ステップ 706では、帳票７５上のすべての行
についての処理が終了したか否かを判断し、終了してい
なければステップ 701に戻って、終了するまで上述の処
理を繰り返し行う。

【００１８】上記実施例によれば、前記認識部で、例え
ば、入力された１単位映像パターンが１カテゴリを表わ
すパターンの一部分であると判断した場合には、複数の
部分パターンを組み合せて１文字とし、該組み合せた文
字について文字認識を行うことが可能になり、文字読取
り装置における、自然な筆記条件で書かれた文字の読取
り精度が向上するという効果が得られる。なお、上記実
施例は本発明の一例を示すものであり、本発明はこれに
限定されるべきものではないことは言うまでもないこと
である。

【００１９】

【発明の効果】以上、詳細に述べた如く、本発明によれ
ば、文字枠から大きくはみ出したり、隣接文字と接触し
ているような、自然な筆記条件で書かれた文字につき、
特に、入力された１単位映像パターンが１カテゴリを表
わすパターンの一部分であると判断された場合に、複数
の部分パターンを組み合せて１文字とし、該組み合せた
文字について文字認識を行うことが可能なパターン切出
しおよび認識方法とそのシステムを実現できるという顕
著な効果を奏するものである。

【００２０】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のＯＣＲ用帳票の文字枠と筆記文字の例を
示す図である。

【図２】筆記条件を緩和した場合の、従来のＯＣＲ用帳
票の文字枠と筆記文字の例を示す図である。

【図３】隣接文字パターンの種々の状態を例示する図で
ある。

【図４】本発明の原理を説明する図(その１)である。

【図５】本発明の原理を説明する図(その２)である。

【図６】本発明の原理を説明する図(その３)である。

【図７】本発明の原理を説明する図(その４)である。

【図８】本発明の一実施例である文字読取り装置のブロ
ック図である。

【図９】実施例に係る文字読取り装置における、切出し
処理および認識処理のフローチャートとこれに対応する
データの内容を例示する図である。

【符号の説明】

７５：読取り対象である帳票、１００：パターン辞書、
１０１〜１０３：部分辞書、１０４：正常パターン辞
書、２００：パターン認識部、３００：認識結果書換え
規則辞書、４００：認識結果最終判定部、８００：パタ
ーン観測部、９００：パターン切出し部、９５０：帳票
フォーマット辞書。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者門田彰三神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者栗野清道神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１文字単位の文字枠を有しない帳票を入
力し、切出し部により、電気的信号に変換された２次元
映像パターンから文字を含む１単位映像パターンを切出
し、該パターンを認識部に送り、認識部において入力さ
れた前記単位映像パターンをパターン辞書内の各パター
ンと比較して認識する如く構成されたパターン切出しお
よび認識装置において、前記認識部では、入力された１
単位映像パターンが１カテゴリを表わすパターンの一部
分であると判断した場合には、複数の部分パターンを組
み合せて１文字とし、該組み合せた文字について文字認
識を行うことを特徴とするパターン切出しおよび認識方
法。
【請求項２】前記切出し部による切出しにおいて、区
切りに曖昧性がある場合には、パターン間の境界に複数
の仮説を作成して前記認識部に送り、該認識部は、前記
各仮説に対応する部分パターンについて組み合せ・認識
処理を行い、単一の仮説を選択することを特徴とする請
求項１記載のパターン切出しおよび認識方法。
【請求項３】１文字単位の文字枠を有しない帳票を入
力し、切出し部により、電気的信号に変換された２次元
映像パターンから文字を含む１単位映像パターンを切出
し、該パターンを認識部に送り、認識部において入力さ
れた前記単位映像パターンをパターン辞書内の各パター
ンと比較して認識する如く構成されたパターン切出しお
よび認識装置において、前記パターン辞書を、完全なパ
ターンに加えて、少なくとも完全なパターンの一部分を
示すパターン(部分パターン)を含む如く構成し、前記認
識部では、入力された１単位映像パターンが前記部分パ
ターンであると判断した場合には、認識結果であるカテ
ゴリ名を示す信号の組み合せにより、複数の部分パター
ンを組み合せた文字を出力することを特徴とするパター
ン切出しおよび認識システム。
【請求項４】前記切出し部による切出しにおいて、区
切りに曖昧性がある場合には、パターン間の境界に複数
の仮説を作成して前記認識部に送り、該認識部は、前記
各仮説に対応する部分パターンについて組み合せ・認識
処理を行い、単一の仮説を選択することを特徴とする請
求項３記載のパターン切出しおよび認識システム。