JPS5815829B2 - 文字図形認識方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、文字図形特に自由に描かれた手書き文字を読
み取らせる際に高能率に認識させ得る文字図形認識方式
に関するものである。

手書き文字は同一の文字についても描き手によって種々
のパターンを生じ、機械を利用して描いた一定パターン
をもつ文字のように簡単に認識させることはできない。

従来から手書き文字を光学的に読み取って認識させる方
式として、文字パターンを例えば水平方向に幾つかの部
分に分解し、分解された各部分に属するパターンの特徴
を予め設定された特徴群のいずれに分類されるかによっ
て簡単なシンボルに変換し、各部分から得られたこのよ
うなシンボルの組み合せと中央処理装置内に予め電子計
算機の処理によって設けられた辞書とを照合して認識さ
せていた。

ここで中央処理装置内に設けられる辞書としては、出現
確宅の高いシンボルの組み合せから順に出現確率の非常
に低い組み合せに至るまで予め書き込まれており、また
同時に得られたシンボルの組み合せがどの文字に対応す
るのかが書き込まれている。

ところが手書き文字は様々な人が様々な様式で書いたも
のであるため文字パターンにかかわらず高い確率で正し
く認識させるためには辞書として厖大なものが要求され
、文字読取装置の認識方式として実用に供するには今だ
問題があった。

ところで文字パターンと特徴を表わすシンボルとの組み
合せを調べてみると、例えば似か寄った特徴をもつ文字
パターンであっても、その特徴が出現する位置は多様で
ある。

具体的に原パターン「＋」を挙げて述べると、第１図ａ
、ｂ、ｃ、ｄに示したパターンはいずれも原パターンに
非常に類似したものであるが、特徴の出現する位置は様
々である。

即ちいずれのパターンも水平に８つの部分に分解されて
おり、今、パターンの特徴を第２図の切片／Ａ 、／Ｂ
、／Ｃに示す如く、黒領域が切片を縦に横切っている
場合をシンボルＮ、同−切片内にクロスする黒領域があ
る場合をシンボルＢ、切片内に全く黒領域がない場合を
シンボルＣと設定して分類すると、上記第１図ａ”ｄの
パターンは夫々各パターンの右側に記載したような多様
なシンボルの組み合せで表現される。

図示したパターンは一例に過ぎないがシンボルの組み合
せは位相的に近似したパターンについても位置的な多様
性によって相当な数となることは容易に考えられ、しか
も通常の文字を読み取らせる場合には更に多種類の特徴
に分類してシンボル変換することが必要となり、一層複
雑なシンボルの組み合せが出現することになって辞書と
して極めて大きい容量が要求される。

辞書が大きくなれば中央処理装置上で辞書が占める領域
が大きくなるだけではなく、内容を直列に参照する場合
は辞書の大きさに比例して参照のための時間が長くなり
、認識動作時間の短縮は妨げられ、また並例に参照が可
能となるためには桁違いに大きい容量をもつ装置が必要
となる。

本発明は上記従来方式の問題点に鑑みてなされたもので
、従来方式の如く、分解された文字部分のシンボルの組
み合せを直ちに中央処理装置内の辞書と照合するのでは
なく、パターンの特徴が出現する位置的な多様性に注目
して、一文字範囲を一定方向の切片に分解し、各切片の
特徴を切片の順にシンボル変換して先の切片がもつシン
ボルとの組み合せで特徴を表現した簡単な擬似パターン
に一旦変換し、順次得られる切片の特徴によって上記擬
似パターンを遷移させて最終的な擬似パターンを形成し
、該擬似パターンと辞書との照合によって動作の効率化
及び高精度化を企るものである。

次に実施例を挙げて本発明の詳細な説明する。

第３図は文字図形読取装置の概要を示すブロック図で、
帳票面に記載された文字図形を光学系２で読み取って光
電変換回路３で電気信号に変換し、続いてＡ／Ｄ変換回
路４でディジタル信号に変換し、例えば一文字に相当す
るディジクル信号分をサンプリングしてノイズ処理等の
前処理を怖こした後記憶装置５内の記憶領域５００に、
帳票面に描かれた原パターンとほぼ同じパターンの２次
元分布状態で格納する。

例えば帳票面に原パターン「＋」が描かれており、これ
が光学系２で読み取られたとすると記憶領域にも原パタ
ーン「＋」に近いパターンで電気信号が格納される。

上記記憶領域５００は第４図に示す如く、例えば一列に
２４ビツトの容量を備えたシフトレジスタが３２本接続
されてなり、２４Ｘ３２ビツトの容量に２次元的に読み
取られたパターンが記憶される。

ここでシフトレジスタ５０１〜５３２の各−列は一文手
分の範囲を水平方向に分解して得られる一つの切片に対
応する。

各切片のパターンが描かれた黒領域は後述する如く予め
設定された特徴に照らして分類され、各特徴を表わすシ
ンボルに変換され、続いて各シンボルは信号処理に適切
な固有の２進コ一ド信号に変換される。

２進コ一ド信号への変換はＰ Ｌ Ａ （Ｐｒｏｇｒａ
ｍ Ｌｏｇｉｃ Ａｒｒａｙ ）等からなるエンコーダ
５３３を用いて、予め設定された特徴と描出された切片
の黒領域との比較によって行われる。

上記シンボルへの変換は文字図形の切片毎に行われて得
られた２進コ一ド信号は次段の認識回路６に転送される
。

ここで本発明の上記実晦例においては、記憶装置５から
エンコーダを介して認識回路６に認識のための信号を転
送する際、記憶領域５００の最下段のシフトレジスタ５
０１から順次最上段のシフトレジスタ５３２に格納され
た内容まで２４ビツトシフトレジスタを単位として導出
され、各切片のシンボルが直列的に導出されて認識回路
６に供給される。

認識回路６には次に述べる中央処理装置７が接続され、
該中央処理装置７に書き込まれたシンボル信号とパター
ンとの関係から対応する擬似パターンが読み出されて出
力装置８にパターン情報が出力される。

上記中央処理装置７は、切片毎に得られるシンボルに基
いて、該シンボルによって想定されるパターンが遷移す
る過程が予めプログラムされている。

即ち、電子計算機処理によって、予め種々のパターンに
ついてどのようなシンボルの組み合せが出現するかを想
定して遷移図が求められ、該遷移図から得られるシンボ
ルの組み合せとそれによって表わされるパターンとの関
係がプログラムされて、認識回路６に与えられるシンボ
ルに対応してパターンが読み出される。

本発明においては切片毎にシンボルが得られるため、初
期切片がもつシンボルによっては＝般に簡単なパターン
が読み出され、このパターンが順次与えられるシンボル
によって遷移を経過する。

従って上記中央処理装置７のプログラムは簡単なパター
ンから順次与えられるシンボルの特徴に対応して複雑な
パターンに遷移する過程が書き込まれ、遷移しながら最
終的なパターンが導出される。

中央処理装置７から導出される上記パターンはいずれも
擬似パターンで、最終的な擬似パターンが出力装置８で
中央処理装置７内に設けられた辞書との照合が行われて
最終的な文字図形の認識が行われる。

上記辞書としては、少なくとも最終的に得られた擬似パ
ターンがどのような文字図形に対応するかが書き込まれ
ている。

文字図形の位置的な特徴に注目して上述のように簡単な
擬似パターンから次に与えられる特徴で肉付けしながら
遷移を得て最終擬似パターンを導出し、この最終擬似パ
ターンを辞書と照合して文字図形を判断することにより
、無駄な照合を省いて認識動作の高能率化がなされる。

説明を簡略にするため上記原パターン「＋」を認識する
場合を挙げて本発明の認識方式をより具体的に説明する
。

光学系２で読み取られた「＋」パターンは、光電変換回
路３、Ａ／Ｄ変換回路４を介して記憶装置５の記憶領域
５００に格納される。

記憶領域５００の内容は各シフトレジスタ列毎に、第２
図に分類した特徴に照らして予め設定されたシンボルｉ
Ｂ及びＣのいずれかに変換され、夫々のシンボルに対応
させて設定された２進コ一ド信号として出力される。

一方中央処理装置７の記憶装置には、電子計算機処理に
よって予め出現するシンボルの組み合せて得られる擬似
パターンが、第５図の如く書き込まれている。

従って記憶領域５００の内容がシフトレジスタの下から
順番にエンコーダを介してシンボル信号として認識回路
６に与えられると、まずシンボルＣが出力されてスター
トを示す「Ｓ」という擬似パターンが出力される。

擬似パターン「Ｓ」が出力されている状態で続いてシン
ボルＡが認識回路６に供給されると、中央処理装置７に
書き込まれた内容との照合が行われて第５図の１Ａ−８
ｊの交点に対応する位置に書き込まれたまず簡単な擬似
パターン「１」と判定され、出力装置８に与えられる内
容は「１」に遷移する。

この状態で次のシンボルＢが認識回路６に供給されると
、再び中央処理装置７の内容と照合されて第５図のｌ−
１−Ｂ Ｊの交点に書き込まれた擬似パターン「Ｔ」と
判定され、出力装置８に与えられる内容は擬似パターン
ｒＴＪに遷移する。

同様に各切片毎に与えられるシンボル信号に基いて中央
処理装置７内に予め設けられた擬似パターンとの照合が
続けられ、最終的に擬似パターン「＋」が出される。

該最終的な擬似パターンは更に中央処理装置内の辞書と
照合されて原パターンが「＋」であったことが判断され
る。

第６図はスタートから上記判断動作を示す遷移図である
。

上記実椎例は極めて簡単な３種類の特徴で表現できるパ
ターンの認識動作について説明したが、実用的な文字図
形の認識を行わせるためには、多数のシンボルを予め設
定することが必要で、また設定されたシンボルに対応し
て出現が予想される擬似パターンの量も多くなる。

例えばＯＣＲ用として従来から利用されている０、１゜
２・・・・９の１０種類の文字を認識させる場合は、ま
ず描かれた文字領域を水平な一方方向に分解されるもの
として、予め各分解された切片に記録されるパターンと
して黒領域の幅、数等によって第７図に示す如く１６種
類の特徴が設定され、該設定された特徴について図中−
で示す如く夫々固有のシンボルが与えらる。

従って記憶領域内に格納された文字パターンは、各切片
がもつ黒領域の状況によって１６種類のシンボルから選
択された組み合せで表現され、各切片毎にシンボル変換
されて認識回路６に転送される。

一方中央処理装置７には、上記１６種類のシンボルに対
応してシンボルとの組み合せで想定される擬似パターン
が予め書き込まれ、認識回路６に供給されたシンボルに
対応する擬似パターンが読み出されて出力される。

読み出された擬似パターンは次に与えられるシンボルで
更に修正され順次シンボルの特徴を勘案した遷移を経て
擬似パターンが出力される。

第８図Ａ、Ｂは中央処理装置７に書き込まれた上記１６
種類のシンボルと擬似パターンの遷移との関係を模式的
に示したものである。

中央処理装置７内に第８図Ａ、Ｂに示した遷移図がプロ
グラムされている状態で例えは原パターン「８」を判断
する場合、最下段の黒領域「−」によってまずシンボル
「Ｈ］が得られ、第８図からｒＨＪに対応する擬似パタ
ーン「−」■が出力される。

次に「Ｌ」の黒領域によってシンボル「ＨＬ」が得られ
て擬似パターンは「−」からｒＬＪ■に遷移する。

続いて中央部の黒領域「−」によって再びシンボル「Ｈ
」が得られ、擬似パターンは「コ」■に遷移し、更に与
えられるシンボル「ＲＨ」、及びシンボル「Ｈ」によっ
てｉ似パターンは「ピ」■から「己」■に遷移し、最終
的な擬似パターンは「２」となり、辞書との照合を経て
「２」と判断される。

第９図は、中央処理装置に書き込まれた上記遷移図に基
いて文字Ｏ〜９を認識させる場合、簡単な擬似パターン
から順次遷移して最終的な擬似パターンが得られ、この
最終的な擬似パターンが辞書と照合することによって何
の文字に判断されるかを示したフローチャートである。

上記実椎例はいずれも一文学会の範囲として記憶装置に
格納された内容を最下段から導出する場合について述べ
たがシンボル変換回路及び遷移図を変更することによっ
て一文学会の範囲を最上段から、或いは右・左のいずれ
かから導出しても同様に実椎することができる。

以上本発明のように、読み取られた所定範囲のパターン
をｆ方向の切片に分解して記録パターンを順次導出し、
導出された各切片の読取りパターンを予め設定された特
徴に照らして夫々固有のシンボルに変換し、予めシンボ
ルの組み合せに対応させて表現が想定される擬似パター
ンを書き込んだ中央処理装置から、上記各切片のシンボ
ル毎に対応する擬似パターンを読み出してこの擬似パタ
ーンを順次遷移させることにより認識の対象となる最終
擬似パターンを形成し、該最終擬似パターンを辞書と照
合して文字図形を認識するものであるため、各切片の特
徴を備えた簡単な擬似パターンに一旦変換し、次々に与
えられる特徴で先の擬似パターンを遷移させてより複雑
な最終擬似パターンを得るため、文字図形の特徴抽出が
極めて効率的に行われ、特徴の位置的なずれに対しても
適切に対応させることができる。

また辞書との照合動作においても、最終擬似パターンを
判断するものであるため従来方式の如く単純に照合する
場合に比べて無駄な動作を省くことができ、認識動作の
迅速化を企り、従来と同程度の文字図形の認識を行わせ
る場合中央処理装置に要求される容量も従来と比べて少
なくて済み、実用的な装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は文字図形の出現形態を示す図、第２図は第１図
に示した文字図形の描出された特徴を示す図、第３図は
本発明を実椎したＯＣＲ装置のブロック図、第４図は同
装置の要部を示す図、第５図は本発明の動作説明に供す
るシンボルと擬似パターンとの関係を示す図、第６図は
本発明の一実施例を示す遷移図、第７図は本発明の動作
説明に供する数字パターンの抽出された特徴及びシンボ
ルを示す図、第８図は第７図のシンボルの組み合せと擬
似パターンとの関係を示す図、第９図は本発明による数
字パターンの認識過程を示すフローチャートである。 ５・・・・・・記憶装置、５００・・・・・・記憶領域
、５０１〜５３２・・・・・・シフトレジスタ、６・・
・・・・認識回路、７・・・・・・中央処理装置、８・
・・・・・出力装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 文字図形を一定方向の複数の切片に分解し、光学的
   に読み取って電気信号に変換し、該変換された所定範囲
   の電気信号を文字図形の分布に対応させて２次元的に記
   憶装置に収納し、該記憶装置の各切片毎の内容を端から
   １次元的に導出して予め設定された図形の特徴に対応さ
   せて上記読み取られた文字図形の特徴を分類し、予め特
   徴の出現に対応させて中央処理装置に書き込まれた擬似
   パターンに上記分類された特徴を照合して対応する擬似
   パターンを読み出し、該読み出された擬似パターンを各
   切片毎に順次遷移させることにより認識の対象となる最
   終擬似パターンを形成し、該最終擬似パターンを記憶装
   置内の辞書照合して認識を行うことを特徴とする文字図
   形認識方式。