JPH076205A

JPH076205A - 文字認識装置

Info

Publication number: JPH076205A
Application number: JP5146254A
Authority: JP
Inventors: Toru Miyamae; 徹宮前; Koichi Higuchi; 浩一樋口
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1993-06-17
Filing date: 1993-06-17
Publication date: 1995-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】局所的な線幅にばらつきの有るような低品質
の文字パタンに対しても、高精度で安定な認識性能の得
られる文字認識装置を提供する。【構成】原文字パタンの平均線幅に基づいた文字のス
トロークの分布状態を表わすサブパタンが各走査方向毎
に４種類抽出され、更に抽出されたサブパタンの何れに
も属さないパタンから成るかすれパタンが抽出される。
このかすれパタンから微小セグメントを除去した残りの
パタンに対し復元パタン作成の必要有りと判定された場
合には当該かすれパタンの線幅に基づきかすれ復元パタ
ンが作成され、かすれ復元パタンのサブパタンが各走査
方向毎に抽出される。その後、前記サブパタン或はかす
れ復元パタンのサブパタンが抽出された場合にはそれら
の合成サブパタンの何れか一方が特徴抽出部１３５に出
力されて当該文字パタンの特徴抽出が行われ、この特徴
を辞書の特徴と照合することにより文字認識が行われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一部がかすれたよう
な局所的に線幅の異なる文字パタンに対処した高精度な
文字認識装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、入力文字パタンの特徴を抽出し、
予め用意した辞書との照合によって、認識結果を出力す
る文字認識装置としては、例えば特公昭６０−３８７５
６に開示されたものがあった。この文字認識装置による
処理の概要について以下に説明する。

【０００３】先ず、入力文字パタンの各セルの明るさを
光電変換によって、量子化された電気信号である２値画
像に変換し、該２値画像をパタンレジスタに格納してお
く。そして前記パタンレジスタ内の文字パタンの外接枠
を検出し、該外接枠内の文字パタンの線幅を計算する。
次に前記パタンレジスタの外接枠内の文字パタンに対し
て、水平、垂直、右斜め、左斜め方向に走査し、前記線
幅を閾値とする連続黒画素成分を検出することによっ
て、該入力文字パタンに対する４種のサブパタンを抽出
する。また、前記パタンレジスタの外接枠内の文字パタ
ンに対して、各分割領域内の黒画素数が同数になるよう
に垂直方向、水平方向に格子状となるＮ×Ｍ個の部分領
域に非線形分割する。次に前記４種のサブパタンのそれ
ぞれについて、前記分割された部分領域内におけるサブ
パタンの黒画素数を計数し、これを文字パタンの大きさ
で正規化することによって、各方向における文字線の分
布状態を反映するＮ×Ｍ×４次元の特徴マトリクスを抽
出する。そして前記特徴マトリクスと予め用意された複
数の標準文字の特徴マトリクスを格納した辞書とを照合
し、該照合結果より当該入力文字パタンの認識結果を出
力するというものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記文字認識
装置においては、以下のような問題点があった。即ち、
入力された文字パタンの外接枠内の２値画像に対して、
水平、垂直、右斜め、左斜めの４方向にそれぞれ走査
し、当該文字パタンの平均線幅の２倍を閾値として、連
続した黒画素よりなるストロ−クを抽出し、それらの分
布を表わす４種のサブパタンを抽出していた。しかし、
前記従来のサブパタンの抽出方法では、当然ながら前記
線幅の２倍より小さい連続黒画素数を持つストロ−ク成
分は、抽出されない。従って、一部がかすれたような文
字パタン、即ち、局所的な線幅値が他の部分と比較して
極めて小さくなっている文字パタン等は、そのかすれた
部分がサブパタン及び特徴マトリクスに反映されず、そ
の結果、認識性能の低下の一因を為していたという問題
点があった。

【０００５】このような場合の例を図４及び図６（ａ）
に示す。図４では、アルファベットの「Ｑ」の字のひげ
の部分、即ち波線４０１で囲まれた領域内のセグメント
がかすれて３つに分裂してしまった場合を表している。
このかすれたひげの部分は、本来ならば、左斜め方向の
走査によって、ストロ−クの一部として検出されるわけ
であるが、この例では、いかなる方向の走査においても
サブパタンの一部としては検出されない。従って、ひげ
の部分は特徴に反映されず、ひげのない類似文字、例え
ば、「Ｏ」等に誤読する確率が増大することになる。ま
た図６（ａ）は、漢字の「因」の字を示している。この
場合、「因」を構成する要素の内、外側の部分である
「口」に対し、内側の部分である「大」が通常より小さ
く書かれ、文字全体の平均線幅の２倍以下の大きさしか
持たないため、平均線幅を用いた走査では、図６
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示したように「大」
の字がどのサブパタンにも反映されないといった事態が
生じ、大きな問題点となる。

【０００６】また、上述のように一部がかすれたり、小
さく書かれたりした文字パタンではないときでも、一部
がつぶれたことにより平均線幅の値が非常に大きくな
り、その結果、通常のストロ−クがサブパタンとして検
出されず、故に特徴マトリクスに反映されず、認識性能
の低下をもたらすという問題点があった。このような場
合の例を図５に示す。図５は、数字の「５」において、
下部がル−プを作りつぶれてしまった例であるが、この
とき、文字全体の平均線幅は大きな値となり、その結
果、例えば、波線５０１で示されたような通常に書かれ
たストロ−クの部分等は線幅の２倍以下の大きさとなっ
てしまい、結局、サブパタンとして抽出されなくなる。
従って、例えば「６」等に極めて類似した特徴が抽出さ
れ、「６」に誤読する確率が増大する。

【０００７】本発明は、前記従来のサブパタン抽出方法
において、文字を構成する各ストロ−ク成分の線幅が平
均線幅に近いところで分布する場合には、有効な特徴抽
出となり得る一方、局所的なストロ−クの線幅が他の部
分の線幅と大きな差がある場合、即ち、一部がつぶれて
いたり、かすれていたりする等のような文字パタンに対
しては、適切な特徴抽出ができず認識性能の低下をもた
らすといった問題点を除去し、平均線幅に比較して局所
線幅が小さく、通常の走査ではサブパタンとして抽出さ
れないストロ−ク成分のみからなるかすれパタンを抽出
し、これらのストロ−ク成分に対して、入力文字の平均
線幅にまで太め処理を行うことによって、かすれ復元パ
タンを作成した後、かすれ復元パタンのサブパタンを抽
出し、入力文字パタンのサブパタンとの合成を行い、合
成サブパタンに基づいた特徴抽出、認識処理を行うこと
によって、局所的な線幅に大きなばらつきのある低品質
の文字パタンに対しても、高精度で、安定な認識性能の
得られる文字認識装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、帳票等に記入された文字パタンを光学的に
走査して、量子化された電気信号である２値画像に変換
する光電変換部と、前記２値画像に変換された文字パタ
ンを格納するパタンレジスタと、前記パタンレジスタ内
の文字パタンの外接枠を検出する外接枠検出部と、前記
パタンレジスタの外接枠内の文字パタンの線幅を算出す
る線幅計算部と、前記パタンレジスタの外接枠内の文字
パタンに対して、水平、垂直、右斜め、左斜めの各方向
に走査し、走査線上の黒画素の連続数が前記線幅に基づ
いて定められた閾値を超えた場合にストロ−クとして検
出し、これらのストロ−クの分布を表わすサブパタンを
前記各方向毎に４種類抽出するサブパタン抽出部と、前
記パタンレジスタの外接枠内の２値画像及び前記４種類
のサブパタンより、文字パタンを構成する黒画素の中
で、４種類のサブパタンの黒画素のいずれにも属さない
黒画素をかすれパタンとして抽出するかすれパタン抽出
部と、前記かすれパタンを構成するセグメントのうち、
微小セグメントを除去する微小セグメント除去部と、前
記かすれパタンの線幅を算出するかすれパタン線幅計算
部と、微小セグメントを除去したかすれパタンについて
復元パタン作成の必要有りと判定された場合に、当該か
すれパタンを構成する各々のセグメントに対して、線幅
を前記平均線幅まで太める処理を行うことによって、か
すれ復元パタンを作成するかすれパタン復元部と、前記
かすれ復元パタンに対して、水平、垂直、右斜め、左斜
めの各方向に走査し、走査線上の黒画素の連続数が前平
均線幅に基づいて定められた閾値を超えた場合にストロ
−クとして検出し、これらのストロ−クの分布を表わす
かすれ復元サブパタンを各方向毎に４種類抽出するかす
れ復元サブパタン抽出部と、前記サブパタンと前記かす
れ復元サブパタンとを各種類毎に合成するサブパタン合
成部と、前記サブパタンまたは合成サブパタンの何れか
一方のサブパタンを特徴抽出部に出力する制御部と前記
サブパタンまたは合成サブパタンの特徴マトリクスを抽
出する特徴抽出部と、前記特徴と予め用意された辞書と
を照合した結果に基づいて、最終的な認識結果を出力す
る識別部とを有することを特徴とする。

【０００９】

【作用】この発明によれば、原文字パタンの平均線幅に
基づいた文字のストロークの分布状態を表わすサブパタ
ンが各走査方向毎に４種類抽出され、更に抽出されたサ
ブパタンの何れにも属さないパタンから成るかすれパタ
ンが抽出される。このかすれパタンから微小セグメント
を除去した残りのパタンに対し復元パタン作成の必要性
の有無が判定され、作成の必要有りと判定された場合に
は当該かすれパタンの線幅に基づきかすれ復元パタンが
作成され、前記同様にかすれ復元パタンのサブパタンが
各走査方向毎に抽出される。その後、前記サブパタン或
はかすれ復元パタンのサブパタンが抽出された場合には
それらの合成サブパタンの何れか一方が特徴抽出部に出
力されて当該文字パタンの特徴抽出が行われ、この特徴
を辞書の特徴と照合することにより文字認識が行われ
る。従って、文字パタンを構成するストローク成分の中
で文字認識に本質的な役割を果たすものの一部がかすれ
たり或は小さくなったような場合でもかすれ復元サブパ
タンとして救済し抽出することが可能となるため、局所
的な線幅にばらつきの有るような低品質の文字パタンに
対しても高精度で安定した認識性能を得ることが可能と
なる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明による文字認識装置の実施例１
及び実施例２を説明するが、ここでは例えば図４の４０
１、図５の５０１及び図６（ａ）の「因」を構成する要
素「大」等は、便宜上、かすれパタンという名称で一括
して呼称する。また実施例１では、図６（ａ）の漢字
「因」という字の２値画像に対して適用した場合につい
て説明する。

【００１１】図１は、本発明による文字認識装置の実施
例１を示すブロック図である。ここで、１０１は、文字
パタンをスキャナで走査して得られた光信号入力、１０
２は光電変換部、１０３はパタンレジスタ、１０４は外
接枠検出部、１０５は文字パタン線幅計算部、１０６は
水平方向走査部、１０７は水平サブパタン１メモリ、１
０８は垂直方向走査部、１０９は垂直サブパタン１メモ
リ、１１０は右斜め方向走査部、１１１は右斜めサブパ
タン１メモリ、１１２は左斜め方向走査部、１１３は左
斜めサブパタン１メモリ、１１４はかすれパタン抽出
部、１１５はかすれパタンメモリ、１１６はかすれパタ
ン線幅計算部、１１７は水平方向走査部、１１８は水平
かすれサブパタンメモリ、１１９は垂直方向走査部、１
２０は垂直かすれサブパタンメモリ、１２１は右斜め方
向走査部、１２２は右斜めかすれサブパタンメモリ、１
２３は左斜め方向走査部、１２４は左斜めかすれサブパ
タンメモリ、１２５は水平サブパタン合成部、１２６は
水平サブパタン２メモリ、１２７は垂直サブパタン合成
部、１２８は垂直サブパタン２メモリ、１２９は右斜め
サブパタン合成部、１３０は右斜めサブパタン２メモ
リ、１３１は左斜めサブパタン合成部、１３２は左斜め
サブパタン２メモリ、１３３は出力制御部、１３４は線
幅判定部、１３５は特徴抽出部、１３６は識別部、１３
７は辞書メモリ、１３８は認識結果、１３９は微小セグ
メント除去部、１４０はかすれパタン復元部、１４１は
かすれ復元パタンメモリである。

【００１２】先ず、帳票等に手書きまたは印刷された文
字パタンをスキャナで走査して得られた光信号１０１
は、光電変換部１０２において、電気信号に変換され、
さらに量子化によって２値の信号からなる２値画像に変
換されてパタンレジスタ１０３に格納される。

【００１３】外接枠検出部１０４は、パタンレジスタ１
０３に蓄えられた２値画像に対し、水平走査により前記
２値画像の上端及び下端を検出し、垂直走査により前記
２値画像の左端及び右端を検出し、その結果、当該入力
文字パタンに外接する句形である外接枠を得る。そし
て、外接枠に関する座標値を文字パタン線幅計算部１０
５、水平方向走査部１０６、垂直方向走査部１０８、右
斜め方向走査部１１０、左斜め方向走査部１１２及びか
すれパタン抽出部１１４に出力し、文字パタンの切り出
し領域を指定する。以下の処理において、パタンレジス
タ１０３の２値画像を用いる場合は、全て外接枠内にあ
る２値画像を対象とする。

【００１４】文字パタン線幅計算部１０５では、当該入
力文字パタンにおける平均線幅が計算される。ここで、
平均線幅の求め方の一つの例として、本実施例ではパタ
ンレジスタ１０３の外接枠内の文字パタンの２値画像の
黒画素数をＡ、４黒画素数をＱとした時、当該入力文字
パタンの平均線幅Ｗｒを次式で計算する。Ｗｒ＝Ａ／（Ａ − Ｑ）（１）但し、４黒画素とは、２値画像を２×２の窓で走査した
時に２×２の窓の全てが黒画素となる点であり、４黒画
素数Ｑとは、そのような４黒画素を計数したものであ
る。

【００１５】さて、次にパタンレジスタ１０３の外接枠
内の文字パタンに対して、水平方向走査部１０６におい
て水平方向に、垂直方向走査部１０８において垂直方向
に、右斜め方向走査部１１０において右斜め方向に、左
斜め方向走査部１１２において左斜め方向に、それぞれ
走査し、前記線幅に基づいた値を閾値として、連続した
黒画素であるストロ−クを検出していき、それらの分布
状態を反映するサブパタンを生成する。この時、その連
続した黒画素がサブパタンを構成するストロ−ク成分で
あることの条件は、連続黒画素数をＬとしたとき、次式
で与えられる。Ｌ＞２ × Ｗｒ（２）ここで、Ｗｒは文字パタン線幅計算部１０５において算
出された当該文字パタンの平均線幅である。即ち、それ
ぞれの方向の走査において線幅の２倍を超える長さを持
つストロ−クが当該方向のサブパタンを構成するストロ
−クとして抽出されるのである。以上のように検出され
た外接枠内における連続黒画素としてのストロ−クの分
布状態は、各々の走査方向毎に、水平サブパタン１、垂
直サブパタン１、右斜めサブパタン１、左斜めサブパタ
ン１として、それぞれ水平サブパタン１メモリ１０７、
垂直サブパタン１メモリ１０９、右斜めサブパタン１メ
モリ１１１、左斜めサブパタン１メモリ１１３に格納さ
れる。

【００１６】図６は原２値画像を図６（ａ）に、水平サ
ブパタン１を図６（ｂ）に、垂直サブパタン１を図６
（ｃ）に、右斜めサブパタン１を図６（ｄ）に、左斜め
サブパタン１を図６（ｅ）に各々示している。前述した
ように「因」を構成する要素「大」は、平均線幅の２倍
以下のスケ−ルであるため各サブパタンには全く反映さ
れていないことがわかる。

【００１７】かすれパタン抽出部１１４は、パタンレジ
スタ１０３の外接枠内の２値画像及び水平サブパタン
１、垂直サブパタン１、右斜めサブパタン１、左斜めサ
ブパタン１とを用いて、サブパタンとして抽出されなか
ったストロ−ク成分の分布状態をかすれパタンとして抽
出する。図３は、かすれパタン抽出部１１４の一構成例
を示すブロック図である。図３において、点線で示され
た枠内がかすれパタン抽出部１１４の内部を表してお
り、３０１はＯＲ回路部、３０２はメモリ、３０３はＮ
ＯＴ回路部、３０４は文字パタンメモリ、３０５はＡＮ
Ｄ回路部である。

【００１８】次に図３に示されたかすれパタン抽出部１
１４における各ブロックの機能及び処理の流れについて
説明する。先ず、各方向のサブパタンメモリ１０７、１
０９、１１１、１１３に格納された水平サブパタン１、
垂直サブパタン１、右斜めサブパタン１及び左斜めサブ
パタン１は、ＯＲ回路部３０１に入力される。ＯＲ回路
部３０１では、各サブパタンの黒画素を１、白画素を０
としたとき、外接枠で囲まれたサブパタン領域の画素１
つ１つについて、４つのサブパタン１の画素値のＯＲ論
理演算が実行され、当該演算結果が、予めメモリ３０２
に用意されたサブパタン領域と同じ句形領域の対応する
画素についてそれぞれ出力されていき、最終的には、４
つのサブパタン１の和集合であるパタンがメモリ３０２
上に生成される。このパタンは、当該領域の各画素にお
いて、４つのサブパタンの内、少なくとも１つのサブパ
タンの画素値が１、即ち、黒画素である時に、黒画素で
あり、４つのサブパタン１のいずれも画素値が０、即
ち、白画素である時に白画素となっている。従って、こ
のサブパタンの和集合のパタンの白画素部分は、もとも
と文字パタンの２値画像でも白画素であったか或いは、
２値画像では黒画素であるがサブパタンとしては抽出さ
れなかったかのどちらかである。

【００１９】次にメモリ３０２上に生成された前記パタ
ンについて、ＮＯＴ回路部３０３によるＮＯＴ演算が実
行される。ＮＯＴ回路部３０３では、メモリ３０２上の
パタンを構成する画素の一つ一つについて、順次、画素
値０の画素を画素値１に、画素値１の画素を画素値０に
変換し、即ち、白画素を黒画素に、黒画素を白画素に変
換するＮＯＴ演算を実行し、当該演算結果をメモリ３０
２における当該画素上に出力する。以上のようにして、
メモリ３０２上には、ＯＲ回路部３０１によって生成さ
れたサブパタンの和集合であるパタンを白黒反転させた
パタンが生成される。一方、上述の処理とは独立に、パ
タンレジスタ１０３の２値画像の内、外接枠検出部１０
４によって検出された外接枠内の２値画像のみが文字パ
タンメモリ３０４に転送される。

【００２０】次にメモリ３０２上のパタンと文字パタン
メモリ３０４上の文字パタンに対して、ＡＮＤ回路部３
０５によって、ＡＮＤ演算が実行される。ＡＮＤ回路部
３０５では、パタン領域内の個々の画素について、メモ
リ３０２上のパタンの画素値と該画素に対応する文字パ
タンメモリ３０４上の文字パタンの画素値とのＡＮＤ演
算、即ち、両者の画素値が１であったときのみに、画素
値１を出力し、少なくともどちらかが０であったとき
は、画素値０を出力する演算を実行していき、当該演算
結果をかすれパタンとして、かすれパタンメモリ１１５
に出力する。このかすれパタンは、文字パタンを構成す
る黒画素の中で、４つのサブパタン１の黒画素のいずれ
にも所属しないものを抽出してできたものである。即
ち、かすれパタンは、例えば、図４の４０１が示すよう
にストロ−クの一部がかすれ、いくつかのセグメントに
分裂してできたストロ−クやまた図５の５０１が示すよ
うに元々孤立したストロ−クであって、式（２）で示さ
れた平均線幅の２倍という閾値に達しないもの等から構
成されている。尚、このかすれパタン抽出部の処理を図
６（ａ）の原２値画像に適用すると、図６（ａ）から図
６（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）の各サブパタンの黒
画素を全て除去することになり、従って、図６（ｆ）の
ように、サブパタンとして抽出されなかった要素「大」
だけからなるかすれパタンが得られる。

【００２１】かすれパタン抽出部１１４で抽出されたか
すれパタンは、かすれパタンメモリ１１５に格納されて
いるが、必要に応じて、このかすれパタンにおける微小
セグメントを除去するための微小セグメント除去部１３
９を設置することも可能である。例えば、この微小セグ
メント除去部１３９による微小セグメントの除去ル−ル
として、次のものが考えられる。即ち、かすれパタンを
構成する各セグメントの輪郭を構成する輪郭黒画素数ま
たは、各セグメントの全黒画素数が、所定の閾値、例え
ば、当該入力文字パタンの線幅Ｗｒのβ倍（β＞０）以
下であったとき、微小セグメントとみなすというル−ル
である。ここで微小と判定されたセグメントは、かすれ
パタンメモリ上で消去されるか、あるいは後処理の対象
外とされる。以上のように微小セグメントを消去するこ
とによって、それに起因する認識性能の低下を未然に防
止することができる。

【００２２】次にかすれパタン線幅計算部１１６におい
て、かすれパタンの線幅が計算される。この線幅の計算
方法として、例えば、文字パタン線幅計算部１０５で使
用した式（２）が用いられる。

【００２３】次に、かすれパタン復元部１４０におい
て、かすれパタンを構成する各ストロ−ク成分に対し
て、入力文字パタンの平均線幅までの太め処理を行い、
かすれた部分を復元する。このかすれパタン復元部１４
０における処理の一実施例を表わすブロック図を図７に
示す。図７において、点線で囲まれた部分が、かすれパ
タン復元部１４０を示している。ここで、７０１は、セ
グメント検出部、７０２はセグメント１メモリ、７０３
はセグメント２メモリ、７０４はセグメントＮメモリ、
７０５は輪郭点抽出部、７０６は輪郭黒画素追加部、７
０７は線幅判定部、７０８は合成部である。

【００２４】かすれパタンメモリ１１５に格納されたか
すれパタン（微小セグメントを除く）を構成するストロ
−ク成分は、先ず、セグメント検出部７０１において、
一つのセグメントまたは互いに接していない複数のセグ
メント１，２，．．，Ｎとして識別される。そして、各
々のセグメント１，２，．．，Ｎを構成する黒画素は、
かすれパタンメモリ１１５上のアドレス列に変換され、
それぞれセグメント１メモリ７０２，セグメント２メモ
リ７０３，．．，セグメントＮメモリ７０４に格納され
る。但し、Ｎはかすれパタンのセグメント数を示してい
る（Ｎ≧１）。

【００２５】次に輪郭点抽出部７０５において、各セグ
メント１，２，．．，Ｎの輪郭部を構成する黒画素全て
が検出され、各々かすれパタンメモリ１１５上のアドレ
ス列に変換された後、輪郭点テ−ブル１，２，．．，Ｎ
として次の輪郭黒画素追加部７０６に出力される。

【００２６】輪郭黒画素追加部７０６では、セグメント
１，２，．．，Ｎの各々に対し、輪郭点テ−ブル及びか
すれパタンメモリ１１５の内容を参照しながら、輪郭点
系列の外側に隣接する黒画素を追加する。この時、追加
された黒画素も各セグメントを構成する要素となるた
め、それに応じてセグメント１，２，．．，Ｎメモリ７
０２、７０３、７０４の内容は更新される。輪郭点系列
を一周してその外側に隣接する画素全てが黒画素に変換
されると、再び輪郭黒画素追加部７０６は、新たに追加
された黒画素を輪郭点系列として、さらにその外側に黒
画素を追加し、セグメント１，２，．．，Ｎメモリ７０
２、７０３、７０４の内容を更新していく。この処理
は、いわば各セグメントの外周に一皮ずつ追加していく
方法である。同様の処理は、線幅判定部７０７の判定結
果により中止の指示が出力されるまで繰り返される。

【００２７】この隣接した画素を黒画素に変換する方法
は、例えば次のように行われる。すなわち、図８のよう
な３×３のマスクを用意し、着目する輪郭点を中心の升
目８０１に置く時、８０１以外の８個の升目８０２、８
０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０
９の中で、白画素があった場合、それらを全て黒画素に
変換するという方法である。

【００２８】線幅判定部７０７では、常時、輪郭黒画素
追加部７０６で追加された黒画素を含めたかすれパタン
の増大する線幅値を計算しており、その線幅値が、文字
パタン線幅計算部１０５で計算された入力文字パタンの
平均線幅に達した時、輪郭黒画素追加部７０６に黒画素
追加のストップの指令を、さらに合成部７０８に合成開
始の指令を出力する。

【００２９】合成開始の指令を受けた合成部７０８は、
セグメント１，２，．．，Ｎメモリ７０２、７０３、７
０４の更新された黒画素のアドレス情報及びかすれパタ
ンメモリ１１５の内容に基づいて、かすれ復元パタンメ
モリ１４１上に線幅の太め処理を施したかすれ復元パタ
ンを合成出力する。尚、この時、線幅を太くすることに
よって、外接枠領域をはみ出した黒画素は除去される。

【００３０】前述のようにして作成されたかすれ復元パ
タンメモリ１４１内のかすれ復元パタンに対して、水平
方向走査部１１７、垂直方向走査部１１９、右斜め方向
走査部１２１及び左斜め方向走査部１２３によって、そ
れぞれ水平、垂直、右斜め、左斜め方向に走査され、所
定の閾値を超えて連続した黒画素がストロ−クとして検
出されていく。その結果、今度はかすれ復元パタンのサ
ブパタン、即ち、かすれ復元サブパタンが抽出され、そ
れぞれ水平かすれサブパタンメモリ１１８、垂直かすれ
サブパタンメモリ１２０、右斜めかすれサブパタンメモ
リ１２２及び左斜めかすれサブパタンメモリ１２４に出
力され、格納される。尚、ここで、サブパタンを構成す
るストロ−ク成分であるための条件は、平均線幅を閾値
に用いた式（２）で与えられる。

【００３１】ここでの処理を図６を例にとって説明する
と、先ず、「因」の字からかすれパタンとして抽出され
た部分パタン「大」は図６（ｆ）に、このかすれパタン
を平均線幅値まで復元したかすれ復元パタンは図６
（ｏ）に示されている。このかすれ復元パタンに対し
て、水平、垂直、右斜め、左斜め方向に走査して得られ
たかすれ復元サブパタンが、それぞれ、図６（ｇ）、
（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）に示されている。前述したよう
に、当該走査における閾値は、図６（ａ）の原２値画像
「因」の平均線幅である。図６（ａ）の原２値画像の走
査時では、平均線幅値が大きかったため抽出されなかっ
た「大」の字のサブパタンが、平均線幅値まで太らせる
処理によって、適切に抽出されていることがわかる。

【００３２】次に、原２値画像に対する走査によって抽
出された水平サブパタン１、垂直サブパタン１、右斜め
サブパタン１、左斜めサブパタン１と、かすれ復元パタ
ンに対する走査によって抽出された水平かすれ復元サブ
パタン、垂直かすれ復元サブパタン、右斜めかすれ復元
サブパタン、左斜めかすれ復元サブパタンとをそれぞれ
合成する処理を行う。この合成処理は、各方向のサブパ
タンに対して、それぞれ独立に水平サブパタン合成部１
２５、垂直サブパタン合成部１２７、右斜めサブパタン
合成部１２９、左斜めサブパタン合成部１３１によって
実行される。合成されたパタンは、それぞれ水平サブパ
タン２、垂直サブパタン２、右斜めサブパタン２、左斜
めサブパタン２として、各々、水平サブパタン２メモリ
１２６、垂直サブパタン２メモリ１２８、右斜めサブパ
タン２メモリ１３０、左斜めサブパタンメモリ１３２に
格納される。

【００３３】ここで前記合成部におけるパタンの合成
は、例えば、２つのサブパタンの個々の画素についてＯ
Ｒ演算を行う方法等が用いられる。つまり、２つの２値
パタンを合成する場合、各々を構成する個々の画素にお
いて、少なくともどちらかが、画素値１、即ち、黒画素
であれば画素値１を出力し、両者ともに画素値０、即
ち、白画素であったときに画素値０を出力するという方
法で合成パタンを作成する。図６の例では、原２値画像
のサブパタンとして、それぞれ、図６（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）、（ｅ）が与えられ、かすれ復元パタンのサブパ
タンとしてはそれぞれ図６（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、
（ｊ）が与えられているときに前記合成部によって、合
成されたサブパタン２は、各々図６（ｋ）、（ｌ）、
（ｍ）、（ｎ）となる。これらの合成されたサブパタン
２は、原２値画像のサブパタンと比較して、局所的なス
ケ−ルの小さい部分が正確に反映され、しかも平均線幅
値まで復元されているので、そのサブパタンに基づいて
計算される特徴マトリクスにも当然それが反映され、従
って、従来のサブパタン抽出にともなう情報損失による
誤読等が防止できる。

【００３４】上述の方法により作成されたサブパタン
は、特徴抽出部１３５においてさらに圧縮された特徴に
変換されるわけであるが、本実施例では、出力制御部１
３３を設けて、特徴抽出部１３５に入力させるサブパタ
ンを選択できるようにしている。この出力制御部１３３
は、前記微小セグメント除去部１３９においてかすれパ
タンを構成する各セグメントが全て微小であると判定さ
れた場合に、かすれパタンの復元及びかすれ復元パタン
に対する走査を中止させ、原２値画像に対する走査によ
って得られた各方向のサブパタン１をそれぞれのメモリ
１０６、１０８、１１０、１１２から読取り、特徴抽出
部１３５に出力する。また、前記かすれパタン線幅計算
部１１６で計算されたかすれパタンの線幅は、常時、線
幅判定部１３４で判定されており、前記線幅が所定の閾
値以下であると判定された場合、その判定結果は出力制
御部１３３に出力される。この時、前記線幅に対する閾
値としては、例えば、次式が与えられる。Ｗｓ＜ δ × Ｗｒ（５）０＜ δ 《１（６）但し、Ｗｓはかすれパタンの線幅、Ｗｒは原２値画像の
線幅であって、（５）及び（６）式の条件が満たされる
時は、ＷｓがＷｒに比べて極端に小さいことを意味して
いる。

【００３５】さて、前記線幅判定部１３４からＷｓがＷ
ｒに比べて極端に小さいという情報を受けた出力制御部
１３３は上述した場合と同様にかすれパタンに対する走
査を中止させ、原２値画像に対する走査によって得られ
た各方向のサブパタン１をそれぞれのメモリ１０６、１
０８、１１０、１１２から読取り、特徴抽出部１３５に
出力する。以上の出力制御部１３３の処理は、以下に述
べる問題点に鑑みてなされたものである。

【００３６】かすれ復元サブパタンを原２値画像の走査
によって得られたサブパタン１に合成することは、除去
された重要な情報を回復させる一方で、その文字パタン
の本質的な特徴を表さないノイズ的なストローク成分を
もつけ加えてしまうおそれがある。従って本実施例で
は、非本質的なストロ−ク成分の除去を目指すために、
前述したように先ず、微小セグメント除去部１３９にお
いて復元される前のかすれパタンの微小セグメントを除
去し、また当然のことながら全てのセグメントが微小と
判定された場合には、サブパタン１だけを特徴抽出部１
３５に出力するようにしたのである。さらに線幅判定部
１３４を設け、かすれパタンの線幅が所定の閾値に達し
ない場合にも当該かすれパタンは、認識上、非本質的で
あると判定することにして、かかる場合にかすれパタン
の復元及び走査を実行せず、サブパタン１のみを特徴抽
出部１３５に出力するようにしたものである。このよう
にすることで、非本質的なストロ−ク成分はサブパタン
から除去され、それによる誤読等を未然に防止すること
が可能となる。

【００３７】特徴抽出部１３５では、入力された原２値
画像のサブパタンあるいは合成されたサブパタン４種に
基づいた特徴抽出を行うが、この特徴抽出を行う前に、
予め前記パタンレジスタ１０３の外接枠内の文字パタン
に対して、各分割領域内の黒画素数が同数になるように
垂直方向、水平方向に格子状となるＮ×Ｍ個の部分領域
に非線形分割しておく。次に前記４種のサブパタンのそ
れぞれについて、前記分割された部分領域内における該
サブパタンの黒画素数を計数し、これを文字パタンの大
きさで正規化することによって、各方向における文字線
の分布状態を反映するＮ×Ｍ×４次元の特徴マトリクス
を抽出し、識別部１３６に出力する。

【００３８】識別部１３６では、入力された前記特徴マ
トリクスと辞書メモリ１３７に予め格納しておいた複数
の標準文字の特徴マトリクスとを照合し、該照合結果か
ら判断して、最終的に一つに絞られた候補カテゴリを該
入力文字パタンの認識結果１３８として出力する。以上
が本発明による文字認識装置の実施例１である。

【００３９】ここで実施例１は、文字や図形を構成する
ストロ−クの局所線幅が２つに分類できるときに極めて
有効な方法であった。しかし、通常の簡単な文字は、２
種類の線幅による走査でもサブパタンにほぼ反映できる
とみなせる一方、複数の階層のスケ−ルのストロ−クか
らなる複雑な図形や漢字等では、２段階の走査でもとら
えきれないストロ−ク成分が有り得る。実施例２は、こ
のような問題点に鑑みて発明されたものであり、実施例
１が２段階の線幅による走査であったのに対し、実施例
２は、これをさらに一般化し、Ｍ段階（Ｍ≧２）の走査
が可能となっている。この実施例２について以下に説明
する。

【００４０】図２は本発明による実施例２を示すブロッ
ク図である。ここで、２０１は光信号入力、２０２は光
電変換部、２０３はパタンレジスタ、２０４は外接枠検
出部、２０５はレジスタ、２０６は線幅計算部、２０７
は水平方向走査部、２０８は水平パタンメモリ、２０９
は垂直方向走査部、２１０は垂直パタン走査部、２１１
は右斜め方向走査部、２１２は右斜めパタンメモリ、２
１３は左斜め方向走査部、２１４は左斜めパタンメモ
リ、２１５はかすれパタン抽出部、２１６は微小セグメ
ント除去部、２１７は線幅判定部、２１８は水平パタン
合成部、２１９は水平合成パタンメモリ、２２０は垂直
パタン合成部、２２１は垂直合成パタンメモリ、２２２
は右斜めパタン合成部、２２３は右斜め合成パタンメモ
リ、２２４は左斜めパタン合成部、２２５は左斜め合成
パタンメモリ、２２６はル−プカウンタ、２２７は出力
制御部、２２８は特徴抽出部、２２９は識別部、２３０
は辞書メモリ、２３１は認識結果、２３２はかすれパタ
ン復元部である。

【００４１】ここでは、主として実施例１との相違点に
ついて説明する。先ず、２０１、２０２、２０３、２０
４は実施例１に準じ、パタンレジスタ２０３の２値画像
のうち、外接枠内のデ−タだけが、レジスタ２０５に転
送される。後述するようにこのレジスタ２０５には、文
字パタンの２値デ−タだけでなく、かすれパタンも順
次、上書きされる。線幅計算部２０６はこのレジスタ２
０５内のデ−タに対し、線幅の計算を行う。今は、文字
パタンの２値デ−タが格納されているので、文字パタン
の平均線幅が計算される。この線幅の算出も実施例１の
方法を準用する。

【００４２】次に、実施例１と同様に、このレジスタ２
０５内の２値デ−タに対して、水平方向走査部２０７、
垂直方向走査部２０９、右斜め方向走査部２１１、左斜
め方向走査部２１３により、それぞれ水平、垂直、右斜
め、左斜め方向に走査し、前記線幅を閾値として、サブ
パタンを抽出し、各々、水平パタンメモリ２０８、垂直
パタンメモリ２１０、右斜めパタンメモリ２１２、左斜
めパタンメモリ２１４に格納する。

【００４３】次に、かすれパタン抽出部２１５におい
て、レジスタ２０５の文字パタンの２値デ−タとメモリ
２０８、２１０、２１２、２１４に格納されたサブパタ
ンより、かすれパタンを抽出し、レジスタ２０５に転送
する。この時、かすれパタンの抽出は、実施例１の図３
に示した方法によって行い、このかすれパタンを便宜
上、かすれパタン１としておく。そして、微小セグメン
ト除去部２１６でかすれパタン１の微小セグメントの除
去を行い、残ったセグメント数等をチェックした後、線
幅計算部２０６においてかすれパタン１の線幅の計算を
行い、さらに線幅判定部２１７で、前記線幅値に基づい
てかすれパタン１の走査を行うか否かを判定する。但
し、微小セグメント除去部２１６または線幅判定部２１
７の判定は、実施例１に準用する。ここでかすれパタン
１について、走査をする必要はないと判定されると、メ
モリ２０８、２１０、２１２、２１４に格納されたサブ
パタンは、出力制御部２２７を通じて特徴抽出部２２８
に出力され、また走査する必要ありと判定された場合に
は、各々、水平合成パタンメモリ２１９、垂直合成パタ
ンメモリ２２１、右斜め合成パタンメモリ２２３、左斜
め合成パタンメモリ２２５に転送される。尚、図３にお
いて、メモリ３０１、３０２、３０３、３０４は、図２
におけるメモリ２０８、２１０、２１２、２１４に相当
し、文字パタンメモリ３１０は、レジスタ２０５に置き
換えるものとする

【００４４】次に実施例１と同様に、レジスタ２０５内
のかすれパタン１に対して、かすれパタン復元部２３２
においてかすれ復元パタン１が生成される。そして、該
かすれ復元パタン１は各方向の走査部２０７、２０９、
２１１、２１３により再度走査され、平均線幅に基づい
て、かすれ復元パタン１のサブパタン、即ち、かすれ復
元サブパタン１が抽出され、各々、メモリ２０８、２１
０、２１２、２１４に格納される。

【００４５】次に水平パタン合成部２１８、垂直パタン
合成部２２０、右斜めパタン合成部２２２、左斜めパタ
ン合成部２２４において、メモリ２０８、２１０、２１
２、２１４に格納されたかすれ復元サブパタン１とメモ
リ２１９、２２１、２２３、２２５に格納されたサブパ
タンとが合成され、合成サブパタン１として、再び、メ
モリ２１９、２２１、２２３、２２５に出力される。

【００４６】前記合成サブパタン１は、実施例１におい
て、２度のサブパタン抽出の結果合成されたものと同一
のものである。しかし実施例２では、再度パタンレジス
タ２０３の外接枠内文字パタンをレジスタ２０５に転送
し、かすれパタン抽出部２１５において、この文字パタ
ンの２値デ−タと合成されたサブパタン１とを用いて、
２度目の走査によっても検出されなかったストロ−ク成
分を抽出し、これをかすれパタン２としてレジスタ２０
５に格納することが可能となっている。ここで、図３に
おいて、メモリ３０１、３０２、３０３、３０４は、図
２における合成パタンメモリ２１９、２２１、２２３、
２２５に相当し、文字パタンメモリ３１０は、レジスタ
２０５に置き換えるものとする。

【００４７】次にかすれパタン２に対しても、かすれパ
タン復元部２３２で平均線幅までの復元処理を行い、か
すれ復元パタンを作成し、平均線幅を閾値とした走査に
よってかすれ復元サブパタン２を求め、合成部２１８、
２２０、２２２、２２４において、メモリ２１９、２２
１、２２３、２２５に格納された合成サブパタン１との
合成を行い、再びメモリ２１９、２２１、２２３、２２
５に合成サブパタン２として出力する。全く同様にし
て、かすれパタンＫに対して、かすれ復元パタンＫを作
成し、平均線幅を閾値とした走査によってかすれ復元サ
ブパタンＫを求め、合成部２１８、２２０、２２２、２
２４において、メモリ２１９、２２１、２２３、２２５
に格納された合成サブパタンＫ−１との合成を行い、再
びメモリ２１９、２２１、２２３、２２５に合成サブパ
タンＫとして出力する。

【００４８】ル−プカウンタ２２６は、サブパタンの合
成回数Ｋをカウントし、Ｋが所定の閾値Ｍに達した場
合、出力制御部２２７にそのことを伝達する。その時、
出力制御部２２７では、メモリ２１９、２２１、２２
３、２２５に格納されていた合成サブパタンＭを特徴抽
出部２２８に転送する。尚、合成回数ＫがＭに達しない
場合でも、微小セグメント除去部２１６または線幅判定
部２１７において、かすれパタンＫの復元及び走査の必
要がないと判定された場合は、その時点の合成サブパタ
ンＫが特徴抽出部２２８に転送される。

【００４９】以下、特徴抽出部２２８、識別部２２９、
辞書メモリ２３０、認識結果２３１は、全て実施例１と
同様であるので、ここでは説明を省略する。

【００５０】以上、実施例２によれば、Ｍ回の走査によ
って、それぞれ線幅の異なるＭ種のストロ−ク成分を反
映したサブパタンが作成でき、従って、Ｍ種の線幅のス
トロ−クからなる複雑な漢字や図形等に対しても高精度
な認識性能を安定に維持できる。また、実施例１は、実
施例２においてＭ＝１としたものと同等であり、実施例
２の特殊な場合に相当している。

【００５１】尚、実施例１及び実施例２は、上述した例
のみに限定されるものではない。例えば、かすれパタン
抽出部１１４または２１５におけるかすれパタン抽出手
段は図３に示された方法だけでなく、ＯＲ、ＮＯＲ、Ａ
ＮＤ，ＮＡＮＤ、ＮＯＴ回路等を組み合わせることによ
って、同一の結果を出力する方法がいくつか考えられる
が、如何なる方法であっても本実施例で定義されたかす
れパタンを抽出できれば、それらは全て本発明に属す
る。

【００５２】また図７において、かすれパタンのストロ
−クを平均線幅まで太らせる処理として、輪郭点系列の
外側に順次、黒画素を追加する手段を講じたが、線幅を
増大させる処理であれば、特に本方法に限定する必要は
なく、任意に設定可能である。また非本質的なストロ−
ク成分を除去する方法として、微小セグメントの除去や
線幅による判定等を用意したが、これらの条件式及び閾
値の設定等は、本発明の範囲内で任意に変更できる。ま
た線幅の計算方法、特徴マトリクスの抽出方法、外接枠
分割方法等も本発明の範囲内で適宜変更可能である。さ
らに図１図２、図７のブロック図において、パタンレジ
スタや各メモリの構成、各構成部分に分担された処理や
動作、入出力信号の流れ、設置個数、位置その他の条件
も任意好適に変更可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、入力文字パタンを量子化された２値画像に変換
し、前記２値画像の外接枠を検出し、前記外接枠内の２
値画像の線幅を計算し、前記外接枠内の２値画像に対し
て、水平、垂直、右斜め、左斜め方向に走査して、前記
線幅に基づいてストロ−クの分布状態を反映する４種類
のサブパタンを抽出し、前記外接枠内の２値画像及び前
記サブパタン４種とを用いて、サブパタンとして抽出さ
れなかった画素部分から構成されるかすれパタンを検出
し、前記かすれパタンの線幅を計算し、前記かすれパタ
ンを構成する一つまたは複数の互いに接触していないセ
グメントの外側に順次黒画素を追加することによって、
かすれパタンの線幅を前記入力文字パタンの平均線幅ま
で太らせることによって、かすれ復元パタンを作成し、
さらに前記かすれ復元パタンに対して、前記平均線幅に
基づいて設定された閾値を用いて、水平、垂直、右斜
め、左斜め方向に走査し、検出されたストロ−クの分布
状態を反映する４種類のかすれ復元サブパタンを抽出
し、前記サブパタン及び前記かすれ復元サブパタンとを
それぞれの種類毎に合成することによって、合成サブパ
タンを作成し、前記合成サブパタンに基づいて特徴マト
リクスを抽出し、前記特徴マトリクスと辞書とを照合し
た結果より、認識結果を出力するようにしたので、文字
パタンを構成するストロ−クであって、認識に本質的な
役割を果たすものの一部が、他の部分との局所線幅と比
較して小さくなった場合でも、サブパタンの一部として
抽出され、しかも平均線幅をもつまで復元されるので、
ストロ−ク成分の情報損失に伴う認識性能の低下が防止
できる。従って、局所線幅に大きな相違のある品質の悪
い文字パタンや様々なスケ−ルのストロ−クから構成さ
れる複雑な漢字文字や図形等に対しても高精度な認識性
能を安定に維持できる文字認識装置が実現可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による文字認識装置の実施例１を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明による文字認識装置の実施例２を示すブ
ロック図である。

【図３】かすれパタン抽出部の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】かすれ部分の存在するパタンの一例である。

【図５】つぶれによりサブパタンとして抽出されない部
分があるパタンの一例である。

【図６】本発明の適用例を示す図である。

【図７】かすれ復元部の一構成例を示すブロック図であ
る。

【図８】３×３のマスクを示す図である。

【符号の説明】

１０１光信号１０２光電変換部１０３パタンレジスタ１０４外接枠検出部１０５文字パタン線幅計算部１０６水平方向走査部１０７水平サブパタン１メモリ１０８垂直方向走査部１０９垂直サブパタン１メモリ１１０右斜め方向走査部１１１右斜めサブパタン１メモリ１１２左斜め方向走査部１１３左斜めサブパタン１メモリ１１４かすれパタン抽出部１１５かすれパタンメモリ１１６かすれパタン線幅計算部１１７水平方向走査部１１８水平かすれサブパタンメモリ１１９垂直方向走査部１２０垂直かすれサブパタンメモリ１２１右斜め方向走査部１２２右斜めかすれサブパタンメモリ１２３左斜め方向走査部１２４左斜めかすれサブパタンメモリ１２５水平サブパタン合成部１２６水平サブパタン２メモリ１２７垂直サブパタン合成部１２８垂直サブパタン２メモリ１２９右斜めサブパタン合成部１３０右斜めサブパタン２メモリ１３１左斜めサブパタン合成部１３２左斜めサブパタン２メモリ１３３出力制御部１３４線幅判定部１３５特徴抽出部１３６識別部１３７辞書メモリ１３８認識結果１３９微小セグメント除去部１４０かすれパタン復元部１４１かすれ復元パタンメモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帳票等に記入された文字パタンを光学的
に走査して、量子化された電気信号である２値画像に変
換する光電変換部と、前記２値画像に変換された文字パタンを格納するパタン
レジスタと、前記パタンレジスタ内の文字パタンの外接枠を検出する
外接枠検出部と、前記パタンレジスタの外接枠内の文字パタンの線幅を算
出する線幅計算部と、前記パタンレジスタの外接枠内の文字パタンに対して、
水平、垂直、右斜め、左斜めの各方向に走査し、走査線
上の黒画素の連続数が前記線幅に基づいて定められた閾
値を超えた場合にストロ−クとして検出し、これらのス
トロ−クの分布を表わすサブパタンを前記各方向毎に４
種類抽出するサブパタン抽出部と、前記パタンレジスタの外接枠内の２値画像及び前記４種
類のサブパタンより、文字パタンを構成する黒画素の中
で、４種類のサブパタンの黒画素のいずれにも属さない
黒画素をかすれパタンとして抽出するかすれパタン抽出
部と、前記かすれパタンを構成するセグメントのうち、微小セ
グメントを除去する微小セグメント除去部と、前記かすれパタンの線幅を算出するかすれパタン線幅計
算部と、微小セグメントを除去したかすれパタンについて復元パ
タン作成の必要有りと判定された場合に、当該かすれパ
タンを構成する各々のセグメントに対して、線幅を前記
平均線幅まで太める処理を行うことによって、かすれ復
元パタンを作成するかすれパタン復元部と、前記かすれ復元パタンに対して、水平、垂直、右斜め、
左斜めの各方向に走査し、走査線上の黒画素の連続数が
前平均線幅に基づいて定められた閾値を超えた場合にス
トロ−クとして検出し、これらのストロ−クの分布を表
わすかすれ復元サブパタンを各方向毎に４種類抽出する
かすれ復元サブパタン抽出部と、前記サブパタンと前記かすれ復元サブパタンとを各種類
毎に合成するサブパタン合成部と、前記サブパタンまたは合成サブパタンの何れか一方のサ
ブパタンを特徴抽出部に出力する制御部と前記サブパタ
ンまたは合成サブパタンの特徴マトリクスを抽出する特
徴抽出部と、前記特徴と予め用意された辞書とを照合した結果に基づ
いて、最終的な認識結果を出力する識別部とを有するこ
とを特徴とする文字認識装置。