JPH07122890B2 - 分離文字処理機能を持つ文書リーダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 文書リーダ装置において，文字切出し部が正確に切り出
すことができない場合がある分離文字に対処するため
に，分離文字に対する処理機能を組み込んだ分離文字処
理機能を持つ文書リーダ装置に関し， 分離文字のために生じる誤認識，悪影響をなくし，精度
よく効率的に候補文字を確定する手段を提供することを
目的とし， 分離文字を含むことがある複数の候補文字群を出力する
文字認識手段と，上記複数の候補文字群の文字の組み合
わせについて単語辞書を検索する単語照合処理手段と，
単語照合結果に基づいて文法照合を行う文法照合処理手
段と，評価値を算出する評価値算出処理手段と，評価値
の高いものを優先して探索を進める探索制御手段とを備
えるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は，印刷文書または手書き文書を読み取り，文字
を切り出して認識する文書リーダ装置において，文字切
出し部が正確に切り出すことができない場合がある分離
文字に対処するために，分離文字に対する処理機能を組
み込んだ分離文字処理機能を持つ文書リーダ装置に関す
る。

印刷文字または手書き文字の文書を入力する文書リーダ
装置が用いられている。例えば，日本語では，片仮名の
「ロ」と漢字の「口」，片仮名の「タ」と漢字の「夕」
など，類似文字が多くあるので，日本語文書リーダ装置
において，文字パターンの分析だけによる文字認識で
は，その精度がいくら高くなっても，認識率に限界が生
じる。そのため，文字構成による文字認識の後に，言語
的処理が必要であり，性能のよい文字認識の後処理方式
が必要とされている。特に，文字切出し位置の候補が複
数ある分離文字について，効率のよい後処理によって，
誤認識を少なくすることが望まれる。

〔従来の技術〕

第５図は従来方式の例を示す。

文書リーダ装置は,1枡１文字の読み取り装置から，一般
の印刷文字，手書き文字を読み取る装置へと改良が進ん
でいる。第５図に示す装置は，その従来の文書リーダ装
置の例である。第５図において,10は文書リーダ装置,12
は文字認識部,13は後処理部を表す。

文字認識部12では，スキャナで読み取った２値画像情報
を解析し，まず，文字ブロックの切出しを行う。次に，
行切出しを行い，文字単位の文字切出しを行う。そし
て，切出した各文字について特徴を抽出し，標準パター
ンの特徴との照合により，文字認識を行う。この文字認
識結果は，標準パターンとの距離に応じて,1位候補,2位
候補，…というように順位を付けて，後処理部13に通知
する。

後処理部13では，文字認識結果である一連の文字列を，
例えば文節で区切ることにより，単語辞書との照合範囲
を決定する。この文節を認定する場合，例えば平仮名か
ら漢字または片仮名というような文字種の変化点および
句読点で，文節の区切りをつけるようにしている。そし
て，照合範囲を決定したうえで，単語辞書との照合を行
い，さらに文法的な接続可否の照合を行うことによっ
て，最良の認識結果を選択する。

しかし，このような方式では，例えば「は虫類」，「ま
新しい」というように，“平仮名＋漢字”の単語等で
は，最初の文節を認定するところでうまくいかない場合
があった。

また，例えば「ほ」，「引」，「価」，「衛」，「岩」
等の分離文字，すなわち，文字の間に上下または左右方
向の切れ目を含んでいる文字が存在すると，文字認識部
12における文字切出しにおいて，文字の切出しが一意に
定まらなくなり，誤った文字切出しにより，後処理部13
においても，誤った候補の選択を行うことがあった。

例えば横書き文章で，「ほ」を２文字とみて，「（ま」
というように，左括弧「（」と平仮名「ま」の２文字と
して切り出すこともある。さらに，もともと分離文字で
はなくても，手書きの際のかすれや印刷不良，コピー不
良のために，文字の線に切れ目が生じた場合にも，文字
切出し位置が複数になることがある。

このような文字の切出しを正しく行う方式として，村瀬
氏，新谷氏，若原氏，小高氏が，「電子通信学会論文
誌'86/9 Vol.J69−D No.9」に発表した論文「言語情報
を利用した手書き文字列からの文字切り出しと認識」に
示される方式がある。ここでは，入力文字列をセグメン
トに分割し，このセグメントの組み合わせをブランチと
する候補文字ラティスで文字列を記述し，動的計画法を
利用することにより，分離文字を正しく認識する手法が
提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の一般的に用いられている方式によれば，文字切出
し位置が複数ある場合，文字のサイズなどを考慮するこ
とにより,1つの位置に決めるようにされていた。従っ
て，文字サイズが固定していない場合には，切出しに誤
りが生じることがあった。また，後処理部では，文節の
区切りなどにより照合範囲を決定したうえで，言語的評
価を行うようにしていた。従って，照合範囲の決定に誤
りがある場合には，正しい評価ができないという問題が
あった。

本発明は上記問題点の解決を図り，分離文字のために生
じる誤認識，悪影響をなくし，文字認識率を高める手段
を提供することを目的とし，特に，人工知能等で用いら
れる探索手法を文字認識の後処理に応用することによ
り，分離文字と通常文字に対する処理を統一的に扱い，
精度よく効率的に候補文字を確定することを目的として
いる。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

第１図において,10は日本語文書等の文書リーダ装置,11
は文書のパターンを２値画像情報として読み取るスキャ
ナ,12はパターンの特徴を抽出して照合することにより
文字認識を行う文字認識部,13は文字候補の中から正し
い文字を選出する後処理部,14は最良優先探索による探
索制御を行う探索制御部,15は単語検索を行う単語照合
処理部,16は接続検査等の文法照合を行う文法照合処理
部,17は候補についての評価値を計算する評価値算出処
理部,18は文字認識部12の出力である複数の候補文字群
を記憶する候補文字表,19は各単語およびその品詞等の
種別情報が登録された単語辞書,20は隣接規則などの文
法情報が登録された文法辞書,N1〜N6は探索木における
ノードを表す。

文字認識部12は，パターンの解析のみでは，例えば片仮
名の「ロ」と漢字の「口」というように,1つの候補に絞
れない場合がある。このような場合，文字認識部12は，
複数の文字候補を，それらの認識における各評価値と共
に，後処理部13に通知する。また，例えば「価」などの
分離文字についても，「価」および「イ＋西」というよ
うに異なる文字の切出し方に応じて，複数の文字候補
を，候補文字表18に設定して通知する。文字認識部12に
よる文字認識方式は，例えば多元圧縮法など種々の方式
が知られているが，どのような方式を採用してもよい。

後処理部13は，文字認識部12から各文字に対する候補文
字と，それぞれの文字に対する評価値を入力として受け
取ると，人工知能の分野等で用いられている最良優先探
索手法を利用することにより，候補文字群の列から言語
的に正しい文字列の並びを決定する。なお，ここでは目
標状態までの最適経路を求める探索において初期状態か
らのコストの最も小さい状態，すなわち評価値の最も大
きい状態から展開していく探索手法を，最良優先探索手
法と称する（以下，同様）。

探索制御部14は，探索空間における初期状態のノードを
出発点として，各ノードの評価値の高いものを優先して
探索を進める制御手段である。初期状態は，次に処理す
べき文字の位置が文頭であるということを示す状態であ
る。

単語照合処理部15は，候補文字表18における複数の候補
文字群に関する現在確定位置以降の文字を組み合わせて
できる単語のうち，所定の単語辞書に登録されている単
語を選出する。

文法照合処理部16は，単語照合結果により，現在まで確
定した文字列の後に接続可能な単語を抽出し，探索候補
とする。すなわち，接続可能な単語を探索の対象とする
探索木のノードを生成する。評価値算出処理部17は，生
成されたノードについて文字候補の評価値および言語的
評価値から各ノードの評価値を計算する処理を行うもの
である。

探索制御部14は，最良優先探索により，評価値算出処理
部17が行った評価値計算結果に基づいて，最も評価値の
高いノードに該当する単語を確定させ，探索を進める。

〔作用〕

例えば第１図（ロ）図示のように，「働」というような
分離文字が入力文章中にあったとする。この文字は，図
に示すように,a,b,cの３個の部分に分離される。

文字認識部12は，文字の切れ目によって，第１図（ハ）
に示すように,abcを１文字とした候補,abを１文字とし,
cを１文字とした候補,aを１文字とし,bcを１文字とした
候補,a,b,cのそれぞれを１文字とした候補と情報を持つ
候補文字表18を作成する。なお，説明を簡単化するため
に，第１位候補だけを扱う場合について説明する。

今，このabcの前までの文字列αが確定しており，第１
図（ニ）に示すノードN1の状態であったとする。単語照
合処理部15は，文字列αに続く候補文字表18の候補文字
の組み合わせの中で，単語辞書19に登録されているもの
を検索する。さらに，文法照合処理部16は，検索された
単語の中で，文法的に文字列αに接続可能な単語，例え
ば「abc＋ｄ」，「ab＋ｃ」，「ａ＋bc＋ｄ」を選び，
それぞれノードN2,N3,N4とする。

評価値算出処理部17は，これらの各ノードについて，文
字認識の評価値，単語の出現頻度等による個別の評価値
および隣接規則による評価値などに基づいて，総合的な
評価値Ｖを算出する。ここでは，ノードN2の評価値が4
0,ノードN3の評価値が55,ノードN4の評価値が20と計算
されている。

探索制御部14は，これらのノードの中で，最も評価値が
高いノードN3の単語「ab＋ｃ」を一応確定させ，句読点
等による文の区切りまたは文章の終わりまで，同様い探
索を進める。

この最良優先探索（best−first search）を利用した探
索のプロシジャは，以下のとおりである。

上記処理は，それまでに生成したノードのリスト（op
enlist）のうちで最も有望そうなものを選ぶ処理であ
る。処理で，もし取り出した要素が，文章の終わりま
たは句読点を認識したならば，処理を終了する。句読点
を認識しても，まだ文章の終了位置まで達していないな
らば，その句読点の終了位置の次の文字から，再び探索
を始める。すなわち，句読点の認識をもって探索のカッ
トを行う。これは句読点の認識に関する精度の高さを仮
定してのことである。

処理では，そのノードの次の文字候補を選び，その文
字候補で始まって候補となり得る単語（文字認識結果の
候補の組み合わせて作られ，前の単語に接続可能なも
の）を抽出し，新しいノードを作る。そして，評価値を
計算する。からへ戻るループにより，それまでに生
成されたノードのうち最も有望そうなノードを選び出
し，その過程を続行する。

以上のように最良優先探索により，分離文字と通常文字
とを統一的に扱い，その中で最も有望な意味のある文字
を認識結果として出力することができるようになる。候
補単語の抽出は，文頭から文末に向かって行われるた
め，探索空間は木構造をなし，無限ループにおちいるこ
とはない。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を説明するための候補文字群
の例，第３図は本発明の一実施例処理説明図，第４図は
本発明の一実施例による単語確定過程の例を示す。

例えば入力文章が「価格対性能比…」であったとする。
文字認識部12では，文字の切出し位置を固定化すること
なく，第２図（イ）図示のように，「価」を候補とする
と共に，「ｉ」＋「西」を候補に含むようにする。そし
て，各候補文字ごとに，値が小さいほど正解に近いと判
断される距離値を付加して，後処理部13に通知する。こ
の通知では，例えば第２図（ロ）に示すように，距離値
の大小に応じて,1位候補からｎ位候補（ｎは任意の数
値）までを候補文字表18としたものを用いる。なお，こ
こではｎを４としている。

すなわち，文字認識部12が後処理部13に通知する情報
は， （ａ） 距離値つきの候補文字群， （ｂ） 文字切出し位置を示す番号（文字開始要素番
号）， （ｃ） 分離文字の場合に文字切出しのやり直しによっ
て統合された文字数（統合要素数） である。

探索ルートは，第１位候補をみると，「価」および分離
された「ｉ」＋「西」の２系統あり，「価」を含むルー
トでは，「価」の次に「格」が続く。この後続文字の候
補文字表18における位置は，文字開始要素番号の“1"と
統合要素数の“2"とを加えることにより求められ，この
加算結果により，「価」の次には，“3"の文字開始要素
番号を持つ「格」が続くことが求められる。

「ｉ」を含むルートにおける後続文字の求め方も同様で
ある。

第２図（ハ），（ニ）は，低品質文字の例を示してい
る。例えば入力文章が「使われていた」であり，ここで
「れ」の中央部がかすれていたために分離文字として処
理され，「れ」の左側が「ォ」に，右側が「し」に，い
ずれも第１位候補として挙げられている。候補文字表18
は，第２図（ニ）図示のように作成される。探索ルート
は，第２図（ロ）の場合と同様に決定される。

第３図は，本発明の一実施例に係る後処理部における処
理の例である。以下の説明における〜は，第３図に
示す処理〜に対応する。

初期状態を候補リストに入れる。この初期状態は，
次に処理すべき文字位置が１で，文頭を示す記号だけを
確定単語リストとする状態である。

候補リスト中に状態空間の要素があるかどうかを調
べる。候補リスト中に要素がない場合，探索失敗とす
る。

候補リストの先頭要素（一番評価の高い１つの状態
空間）を取り出す。

取り出した要素が，句読点などの区切り記号である
かどうかを調べる。区切り記号である場合，探索成功と
して，それまでの確定単語リストの結果を，後処理によ
る候補選択結果とする。

区切り記号でない場合，取り出した先頭要素で指定
される文字位置にある候補文字集合の各候補文字から始
まる単語を検索する。

検索された単語と候補文字集合列とを突き合わせ
て，候補文字集合列中の文字だけで構成される単語以外
のものをふるい落とす。ここで，候補文字表の中の文字
を組み合わせて単語候補を作るときに，統合要素数が２
以上（分離文字であることを示す）のものについては，
後続文字を決めるにあたって，統合要素数の文だけスキ
ップする。

確定単語リストに言語的に接続不可能なものをふる
い落とす。

残った単語のそれぞれに対して，状態空間（次に処
理すべき文字位置と確定単語リストの対）を作成し，評
価値を計算する。

候補リストに新しい状態空間を追加し，候補リスト
が状態空間の評価の高いものから順になるようにソート
する。

以下，処理へ制御を戻し，同様に処理を繰り返す。

以上の処理により，例えば第２図（ロ）に示す候補文字
表から作られる単語候補のうち，単語辞書にあるものだ
けで作られる探索木は，例えば第４図に示す探索木のよ
うになる。

第４図において，下線を付けた単語が正解として，後処
理部13により認識された候補である。候補文字表におけ
る「肪」，「栢」，「捲」，「椅」，…の１文字単語
は，単語辞書にないため，除去されている。また，第４
図において，×を付けた単語は，隣接規則によって棄却
された単語である。最終的に「価格対性能比」の認識結
果が得られている。

〔発明の効果〕

以上説明したように，本発明によれば，分離文字や低品
質文字のために，文字切出し位置が複数ある場合にも，
意味のあるものが後処理で選択され，分離文字等のため
に生じる誤認識，悪影響をなくし，文字認識率を高める
ことができるようになる。特に，最良優先探索手法を用
いているので，分離文字と通常文字に対する処理を統一
的に扱い，精度よく効率的に候補文字を確定することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図， 第２図は本発明の一実施例を説明するための候補文字群
の例， 第３図は本発明の一実施例処理説明図， 第４図は本発明の一実施例による単語確定過程の例， 第５図は従来方式の例を示す。 図中,10は文書リーダ装置,11はスキャナ,12は文字認識
部,13は後処理部,14は探索制御部,15は単語照合処理部,
16は文法照合処理部,17は評価値算出処理部,18は候補文
字表,19は単語辞書,20は文法辞書を表す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−114385（ＪＰ，Ａ) 長田，牧野，日高，「日本語の文脈情報 を用いた文字認識」電子通信学会論文誌 （84−04）Ｖｏｌ．Ｊ67−ＤＮ04．ＰＰ. 520−527 高尾，西野「日本語文書リーダ後処理の 実現と評価」情報処理学会論文誌Ｖｏｌ. 30，Ｎｏ．11，（1989−11），ＰＰ．1394 −1401. 秋山，内藤，増田「認識機能を付与した 反復型印刷物文字切出し法」日本電信電話 公社電気通信研究所 研究実用化報告Ｖｏ ｌ．34，Ｎｏ．１，（1985−01−22）Ｐ Ｐ．59−72.

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印刷文書または手書き文書を読み取り，文
   字を切り出して認識する文書リーダ装置において， 文字形状の特徴により，分離文字およびその部分の組み
   合わせを含むことがある複数の候補文字群を出力する文
   字認識手段（12）と， 上記複数の候補文字群に関する現在確定位置以降の文字
   を組み合わせてできる単語のうち，所定の単語辞書に登
   録されている単語を選出する単語照合処理手段（15）
   と， 単語照合結果により，現在まで確定した文字列の後に接
   続可能な単語を抽出し，探索候補とする文法照合処理手
   段（16）と， 上記探索候補のそれぞれについて評価値を算出する評価
   値算出処理手段（17）と， 評価値の高いものを優先して探索を進める探索制御手段
   （14）とを備えたことを特徴とする分離文字処理機能を
   持つ文書リーダ装置。