JPH0816725A - 文字認識装置及び方法 - Google Patents
文字認識装置及び方法Info
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- JPH0816725A JPH0816725A JP6146054A JP14605494A JPH0816725A JP H0816725 A JPH0816725 A JP H0816725A JP 6146054 A JP6146054 A JP 6146054A JP 14605494 A JP14605494 A JP 14605494A JP H0816725 A JPH0816725 A JP H0816725A
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Abstract
含む文字認識辞書に新たに文字情報を登録する作業を簡
単にし、且つ、精度良い辞書を構築することを可能にす
る。 【構成】 認識辞書にない未知文字イメージを読み取り
(S201)、その文字イメージから特徴ベクトルデー
タを抽出する(S202)。次に、この特徴ベクトルと
最も近い特徴ベクトルを持つ文字を認識辞書から探し出
す(S203)。こうして得られた文字を登録する際に
は、その文字に対する文字コードと特徴ベクトルを辞書
に格納し(S204)、先に抽出された文字の共分散行
列を登録しようとしている文字の共分散行列として格納
する(S205)。
Description
関するものである。
が、図4に示すような例も有効である。以下、順を追っ
て説明する。
ャンを行い画像情報を2値のデジタル画像データに変換
する。次のステップS402では、読み取った画像デー
タに対して、1文字ごとの領域を取り出していく文字切
り出し処理を行い、ステップS403で予め定められた
アルゴリズムにしたがって特徴抽出を行う。
(計64個の領域)に分割し、その小領域内で黒画素の
数を集計する。64個の領域ごとに黒画素の特徴が計算
されるので64次元の特徴ベクトルが生成されることに
なる。さらに文字の大きさの影響を取り除くためにステ
ップS404で文字の大きさによって特徴ベクトルを正
規化する。元の特徴ベクトルをX、正規化後の特徴ベク
トルをX’とすると、 X’=(a/(h×w))X という正規化を行う。ただし、h,wはそれぞれ文字の
高さと幅で、aは定数である。
特徴ベクトルと認識辞書の学習パターンを照合し、最適
な文字種を選び出す。そのためには、入力ベクトルxと
認識辞書に登録されている個々の文字のベクトルとの距
離を計算し、その距離の最も近いものを選び出すことに
なる。
類の違いによってばらつきがあるので距離の計算には学
習データの分布を考慮した方が認識精度が高くなる。認
識精度の高い距離として例えば、次式で与えられるマハ
ラノビス距離を用いる。
共分散行列である。また、右肩の添え字tは転置を、−
1は逆行列を表す。
文字に対する距離を比較し、最も小さいdMを与える文
字を最終的な候補と判定しステップS407で出力す
る。
書に格納されていない文字や学習していないフォントに
対しても正しい認識を行うためには、見本となる文字イ
メージを入力して認識辞書に追加する必要がある。この
操作は一般に「辞書の学習」と呼ばれる。たとえば、認
識辞書に文字「嗚」に対するデータが登録さていていな
かったとしよう。この「嗚」を登録する場合、活字の認
識ならば数十から数百個のさまざまなフォントや印刷状
態の異なる「嗚」という文字サンプルを集め、各々の文
字画像データから特徴ベクトルを求めそれらの統計情報
(平均ベクトル、共分散行列等)を計算し認識辞書に格
納する必要がある。
少数のサンプルから学習することは実質的に不可能であ
り、ひとつの学習文字種に対して数多くのサンプルデー
タを集め入力しなければ意味がない。しかし、これには
学習作業に膨大な時間を必要とする問題がある。
置を使用しているユーザによる学習もしくは認識辞書の
作成過程の両方を含む。
毎の特徴ベクトルと共分散行列を含む文字認識辞書に新
たに文字情報を登録する作業を簡単にし、且つ、精度良
い辞書を構築することを可能にする文字認識装置及び方
法を提供しようとするものである。
文字認識装置は以下の構成を備える。すなわち、個々の
文字の特徴ベクトルデータ、共分散行列で構成された認
識辞書を用い、与えられた文字イメージを認識する文字
認識装置であって、前記認識辞書にない未知文字イメー
ジを入力する入力手段と、入力された文字イメージから
特徴ベクトルデータを抽出する第1の抽出手段と、抽出
された特徴ベクトルに類似した特徴ベクトルを持つ文字
の共分散行列を前記辞書から抽出する第2の抽出手段
と、前記第1、第2の抽出手段で抽出された特徴ベクト
ルデータ及び共分散行列を、当該未知文字に対するデー
タとして前記認識辞書に登録する登録手段とを備える。
2の抽出手段は、第1の抽出手段による特徴ベクトルデ
ータの抽出完了に応答して、実行されることが望まし
い。これによって、文字登録処理にかかる作業はより簡
潔にできる。
み取る手段を含むことことが望ましい。
辞書に登録する場合には、その登録しようとしている文
字イメージを入力し、その文字イメージの特徴ベクトル
データを抽出する。次いで、その特徴ベクトルデータに
類似する特徴ベクトルを持つ文字を辞書を検索して得、
その得られた文字に対する共分散行列、特徴ベクトルデ
ータを注目文字の情報として認識辞書に登録する。この
結果、共分散行列を作成するための多大な文字イメージ
の入力を行わなくて済むので、操作者にかかる負担を軽
減させることが可能になる。
を詳細に説明する。
置)に適用した場合である。図1は第1の実施例の構成
を表すブロック図である。
射し、その反射光を読み取り電気信号に変換するスキャ
ナ、102はスキャナ101で得られた電気信号を2値
のデジタル電気信号に変換し他の装置構成要素に伝送す
るためのスキャナインターフェース回路、103はディ
スプレイのウィンドウ上で所望とする座標を入力するた
めのポインティングデバイス(マウス等)、104はポ
インティングデバイス103からの信号を受け、それを
他の装置構成要素に伝送するためのインターフェース回
路、105は装置全体の制御及び文字切り出し処理や認
識処理を実行するためのCPU、106はCPU105
が実行する制御プログラム、各種処理プログラムやフォ
ントデータなどを格納しているROM、107は文字画
像の展開や文字認識処理のための作業領域などとして用
いられるRAMである。また、108は入力イメージや
認識結果を表示するためのディスプレイ、109はディ
スプレイインターフェース回路である。ディスプレイ1
08には、RAM107の所定アドレスエリアに確保さ
れているVRAM領域のイメージを表示する。そして1
10は各装置構成要素を接続するバスである。111は
ハードディスク装置等の外部記憶装置であって、認識辞
書が格納されている。
習に関するものであり、文字認識処理そのものは先に説
明した図4と同じであるものとし、その説明は省略す
る。
照される認識辞書(外部記憶装置111に格納されてい
る)の構造を示している。図示において、301は文字
コード、302がその文字の平均ベクトル、303が共
分散行列で各文字種ごとにこの順に格納されている。こ
こで、文字コード、平均ベクトル、共分散行列の各デー
タ長は固定であるものとする。理由は、文字コードを検
索する場合には、所定間隔毎にサーチすれば良いように
するためである。
辞書データは307まで格納されており、それ以降は未
使用領域である。未使用領域かどうかの判断は、文字コ
ードのあるべきアドレス位置に文字コードとして存在し
得ないデータ、たとえは“0x0000”(0xは、そ
の文字が16進数数字であることを示す)を格納してお
くものとする。
図2を用いて説明する。尚、本フローチャートに対応す
るプログラムはROM106に格納されているものとす
るが、外部記憶装置111に格納されていてRAM10
7にロードされるとしても良い。これについては文字認
識処理時におけるプログラムも同様である。
も、文字「嗚」が認識辞書に格納されておらず、それを
学習して登録する場合を考える。
めには、「嗚」の平均ベクトルμ(嗚)および共分散行
列S(嗚)が必要だが、これらは本来、複数のサンプル
データから得られる統計量なのでひとつの学習文字から
は計算できない。本実施例では、平均ベクトルμ(嗚)
としては、学習のために「嗚」という文字を1文字だけ
入力した文字画像から得られた特徴ベクトルXそのもの
を代わりに用いる。一方、共分散行列はその定義から明
らかなように、ひとつの特徴ベクトルXだけからでは求
まらない。そこで、すでに認識辞書に格納されている文
字種の中でXに最も近い平均ベクトルをもつ文字種を捜
し出し、その文字種の共分散行列を「嗚」の共分散行列
S(嗚)の代わりに用いることにする。
ィスプレイ108に表示されたメニューの中の1つをポ
インティングデバイス103で指定)すると、先ず、ス
テップS201で「嗚」という文字画像をスキャナ10
1より入力する。
(嗚)を求める。このときの文字切り出し処理および特
徴抽出アルゴリズムは認識字のものと同じである。但
し、スキャナ101から入力する原稿に文字「嗚」の1
つだけ存在する場合には構わないが、多数の文字がある
場合には読み取った文書画像中の「嗚」のみをポインテ
ィングデバイスで指定し、その指定位置に対して文字の
切り出しを行うことが望ましい。なぜなら、関係のない
文字に対する処理を行わずに済むからである。
格納されている文字種の中でXに最も近い平均ベクトル
をもつ文字種を探し出す。すなわち、文字種kの平均ベ
クトルをμ(k)とすると、 d=(X−μ(k))2 が最小となるような文字種を認識辞書に登録されている
すべての文字種の中から選び出す(自乗するのは符号を
無くするためである)。例えば、「鳴」の平均ベクトル
μ(鳴)がXに最も近かったとすると、ステップS20
4で「嗚」の平均ベクトルとしてxを認識辞書に追加す
る。図3においては、未使用領域であった307以降が
使用されることになり、アドレス位置308(ここには
それ以上のデータがなかったことを示す“0x000
0”が格納されているので判断可能である)に「嗚」の
文字種コードが格納される。そして、アドレス位置30
9に平均ベクトルとしてXを格納する。次にステップS
205で文字種「嗚」の共分散行列としてアドレス位置
306に格納されている「鳴」の共分散行列S(嗚)を
コピーしてアドレス位置310に格納する。このとき、
次の登録処理に備えて、次の文字コードが格納されるア
ドレス位置に“0x0000”を格納する。以上で学習
処理は終了である。
きに、操作者が該当する類似文字の文字コードを指定す
ることで行っても良いが、上記のように特徴ベクトルの
抽出が完了したことをトリガにして、自動的に類似文字
を探すと、操作者の負担を軽減させることが可能であ
る。
って同じ文字種でもちらばりがあるが、平均ベクトルが
ごく近いものは同じようなちらばりをすると推定される
ので、上記のようにして共分散行列を代用するのはきわ
めて自然な処理である。次回からの認識は、追加された
「嗚」の辞書データに対しても照合を行うことによって
「嗚」が候補として出力可能になる。
識辞書に新たな文字に対する情報を登録する場合、登録
しようとしている文字イメージに対する平均ベクトルを
登録すると共に、共分散行例については類似している登
録済みの文字の共分散行列を活用するので、認識辞書の
学習操作を簡単なものとすることが可能になる。
録されていないが、JIS等の文字コードにそれが記載
されている場合には、その文字コードを操作者がキーボ
ード等を使用して指定するものとする。また、JISコ
ード表に載っていない文字(旧字)や外字などに関して
は、その装置あるいはシステムにおける割り付け可能な
文字コードを操作者が指定する。
種を登録する場合を説明したが、すでに認識辞書に登録
されている文字種でも異なったフォントの文字を学習し
認識辞書に追加することも可能である。たとえば、明朝
体のサンプルデータから生成された認識辞書に対して、
ゴシック体のフォントを学習して追加する場合にも有効
である。
行っているが、これは同じ文字種のN個のサンプルデー
タから学習することも可能である。この場合、N個のサ
ンプルデータに対する特徴ベクトルの平均ベクトルXを
追加する文字種の平均ベクトルとし、Xにもっとも近い
共分散行列をコピーして辞書に格納する。N個のサンプ
ルデータから共分散行列を求めることも可能だが、少数
のサンプルから共分散行列を求めても誤差が大きく精度
の高い認識が実現できない。従って、場合によっては、
Nが共分散行列として活用できる数(M)以上になった
場合には、その共分散行列を求めて登録するようにして
もよいであろう。
にも適用でき、また言語の種類を問わない。
たに追加される文字の平均ベクトルとしてはその学習文
字の平均特徴ベクトルを使い、その他の統計量はすでに
認識辞書に格納されているデータの中で、いま学習した
平均ベクトルにもっとも近い平均ベクトルをもつ文字の
統計量を用いる。1文字に対して非常に少ない学習でも
統計量を用いた距離計算が可能になり、容易な学習であ
りながら高精度の学習文字認識が可能になる。
メージを入力するものとして説明したが、これに限るも
のではない。例えば、別の場所で読み取った文字イメー
ジをフロッピーディスク等の記憶媒体に保存し、それか
ら文字イメージを読み取っても構わない。また、通信を
介して受信した画像(例えばファクシミリ受信)を用い
ても良い。
るシステムに適用しても、1つの機器から成る装置に適
用しても良い。また、本発明は、システム或は装置にプ
ログラムを供給することによって達成される場合にも適
用できる。
々の文字毎の特徴ベクトルと共分散行列を含む文字認識
辞書に新たに文字情報を登録する作業を簡単にし、且
つ、精度良い辞書を構築することが可能になる。
である。
処理手順を示すフローチャートである。
る。
トである。
Claims (6)
- 【請求項1】 個々の文字の特徴ベクトルデータ、共分
散行列で構成された認識辞書を用い、与えられた文字イ
メージを認識する文字認識装置であって、 前記認識辞書にない未知文字イメージを入力する入力手
段と、 入力された文字イメージから特徴ベクトルデータを抽出
する第1の抽出手段と、 抽出された特徴ベクトルに類似した特徴ベクトルを持つ
文字の共分散行列を前記辞書から抽出する第2の抽出手
段と、 前記第1、第2の抽出手段で抽出された特徴ベクトルデ
ータ及び共分散行列を、当該未知文字に対するデータと
して前記認識辞書に登録する登録手段とを備えることを
特徴とする文字認識装置。 - 【請求項2】 前記第2の抽出手段は、第1の抽出手段
による特徴ベクトルデータの抽出完了に応答して、実行
されることを特徴とする請求項第1項に記載の文字認識
装置。 - 【請求項3】 前記入力手段は、光学的に原稿画像を読
み取る手段を含むことを特徴とする請求項第1項に記載
の文字認識装置。 - 【請求項4】 個々の文字の特徴ベクトルデータ、共分
散行列で構成された認識辞書を用い、与えられた文字イ
メージを認識する文字認識方法であって、 前記認識辞書にない未知文字イメージを入力する工程
と、 入力された文字イメージから特徴ベクトルデータを抽出
する第1の抽出工程と、 抽出された特徴ベクトルに類似した特徴ベクトルを持つ
文字の共分散行列を前記辞書から抽出する第2の抽出工
程と、 前記第1、第2の抽出工程で抽出された特徴ベクトルデ
ータ及び共分散行列を、当該未知文字に対するデータと
して前記認識辞書に登録する登録工程とを備えることを
特徴とする文字認識方法。 - 【請求項5】 前記第2の抽出工程は、第1の抽出工程
による特徴ベクトルデータの抽出完了に応答して、実行
されることを特徴とする請求項第4項に記載の文字認識
方法。 - 【請求項6】 前記入力工程は、光学的に原稿画像を読
み取る手段を介して入力することを特徴とする請求項第
4項に記載の文字認識方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6146054A JP3056950B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 文字認識装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6146054A JP3056950B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 文字認識装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0816725A true JPH0816725A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3056950B2 JP3056950B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=15399053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6146054A Expired - Fee Related JP3056950B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 文字認識装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3056950B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005149074A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像認識装置 |
| US8254689B2 (en) | 2007-07-25 | 2012-08-28 | Fujitsu Limited | Character recognition processing method and apparatus |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP6146054A patent/JP3056950B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005149074A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像認識装置 |
| US8254689B2 (en) | 2007-07-25 | 2012-08-28 | Fujitsu Limited | Character recognition processing method and apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3056950B2 (ja) | 2000-06-26 |
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