JPS5852266B2 - 実時間文字認識装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ストロークの相対位置行列抽出手段とストロ
ークの形状特徴抽出手段とを有する実時間文字認識装置
に関するものである。

従来の実時間文字認識装置は、文字を構成するストロー
クの形状に着目し、ストロークをストローク・コードに
コード化して、その系列で認識を行っていた。

このような従来方式によると、文字全体の構造が不変で
あるにもかかわらず、一部のストロークの形状が変形し
ているために誤認識を起す危険性がある。

しかし、文字を構成するストロークの相対位置関係は、
ストロークの形状が多小変っても安定である。

本発明は、上記の考察に基づくものであって、ストロー
クの相対位置関係を主体として認識を行い、ストローク
の相対位置関係によって一意に文字が定まらないとき、
ストローク形状特徴によって候補文字をさらに限定する
ようにし、これにより入力文字を常に正しく認識できる
ようにした実時間文字認識装置を提供することを目的と
している。

そしてそのため、本発明の実時間文字認識装置は、スト
ロークの時刻系で表現される実時間入力文字を対象とす
る実時間文字認識装置において、ストロークの延べ距離
と始点−終点間の距離で定まる直線度、ストロークの延
べ距離と文字を構成する全ストロークの延べ距離で定ま
る長さ比、ストロークの始点から終点に向う直線の方向
を示す方向角度およびストローク上の連続せる３個の点
で定まる角度の和で定義される角度変化量をストローク
形状特徴として抽出するストローク形状特徴抽出手段と
、人力文字のストローク数に応じてストロークを近似す
るための代表点数を定める代表点数決定手段と、該代表
点数決定手段で決定された代表点数に基づいて人力文字
のストロークを近似する代表点座標を決定する代表点座
標決定手段と、該代表点座標決定手段で定められた代表
点座標に基づいて代表点間の相対位置行列を抽出する相
対位置行列抽出手段と、文字の相対位置行列が格納され
ている位置行列辞書と、人力文字の相対位置行列と位置
行列辞書のマツチングを行う位置行列マツチング手段と
、文字のストローク形状特徴が格納されている形状特徴
辞書と、上記位置行列マツチング手段によって入力文字
の文字種が一意に決定されないときに動作して入力文字
のストローク形状特徴と上記形状特徴辞書のマツチング
を行う形状特徴マツチング手段とを有することを特徴と
するものである。

以下、本発明を参照しつつ説明する。

第１図は本発明のｌ実施例のブロック図、第２図は平仮
名「あ」の各ストロークを３等分し、分割点を代表点と
した例を示す図、第３図は代表点の通し番号化の例を示
す図、第４図は第３図の文字に対する相対位置行列を示
す図、第５図はストロークの直線度抽出の原理を説明す
る図、第６図はストロークの長さ比抽出の原理を示す図
、第７図はストロークの方向角度抽出の原理を示す図、
第８図はストロークの角度変化量の抽出の原理を示す図
、第９図は角度変化量の符号を説明する図、第１０図は
処理の順序を示すタイムチャートである。

まず、本発明の理解を容易にするため、本発明の概要に
ついて説明する。

ストロークの時間系列として表現される実時間入力文字
を対象とする認識方式においては、ストロークの数とス
トロークの順序情報が容易に得られる。

漢字のようなストローク数の多い文字は、ストローク内
の相対的上下左右関係により、ストローク形状の多生の
変動にか５わらず安定に分類識別できるものと考えられ
る。

実時間人力文字では筆順でストロークに番号付けが出来
るので、ストローク相互間の相対位置情報をストローク
位置行列として特徴抽出し、これにより、文字の分類識
別を行なう。

ストロークの相対位置行列で一意に定まらない文字に対
しては、抽出されたストロークの形状情報によって文字
カテゴリの決定を行う。

また、仮名のようなストローク数の少ない文字に対して
は、ｌストローク当りの代表点数を増してストローク相
対位置行列を作成する。

第１図は本発明の１実施例のブロック図であって、１は
文字人力装置、２は正規化回路、３は代表点数決定回路
、４は代表点座標決定回路、５は相対位置行列抽出回路
、６は位置行列マツチング回路、７は位置行列辞書、８
はストローク形状特徴抽出回路、９はストローク形状特
徴マツチング回路、１０はストローク形状特徴辞書、１
１はストローク数による候補選別回路をそれぞれ示して
いる。

文字入力装置１は例えばタブレットである。

人力文字を戸、第にストローク、ａｋとすると、たマし
、ｋｌはストローク数 ｎｋは第にストロークのポイント数 で表わされる。

正規化回路２は、文字幅および文字高さを計算し、幅と
高さの大きい方を選択し、大きい方が一定になるように
大きさを正規化するものである。

文字の大きさをＳＸＳとする。

代表点数決定回路３は、ｌストローク当りの代表点数Ｎ
を文字を横取するストローク数に１の関数として決定す
るものである。

ストローク数の多い伏字については、１ストローク当り
の代表点数は少なくされ、ストローク数の少ない文字に
対しては、１ストローク当りの代表点数は多くされる。

これにより文字種の如何にかかわらず、１文字当りの全
代表点数は略ぼ一定とされる。

代表点数決定回路３は、例えば文字のストローク数を計
数するストローク数計数回路と、該ストローク数計数回
路の計数値をストローク代表点数に変換するストローク
代表点数変換回路とから構成される。

なお、代表点数の決定については、本出願人が既に出願
した特願昭５３−１３３８６３号に詳記されている。

代表点座標決定回路４は、代表点数決定回路３の決定し
た代表点数に基づいて、ストロークを分割し、その分割
点を代表点として、それらの座標を求めるものである。

代表点で近似される文字をＰ、ストローク＆に、代表点
を（ＸＦ、Ｙ￥）とすると、 で表わされる。

第２図は平仮名「あ」の各ストロークを３等分し、分割
点を代表点とした例を示すものである。

代表点座標決定回路４ｃ玉例え（ｆ、ストロークの入力
座標点系列からストロークの延べ距離を計算するストロ
ーク長計算回路と、該ストローク長を代表点数から１を
差引いた数で分割し分割距離を計算する分離距離計算回
路と、ストロークの始点および終点をも代表点とすると
共に隣接する代表点間のストロークに沿う距離が分割距
離と等しくなるように分割点を定める回路から構成され
る。

ストロークの分割については、本出願人が既に出願した
特願昭５３−１３３８６４号に詳記されている。

相対位置行列抽出回路５は、代表点を時系列として通し
番号をつけると共に、代表点間の相対位置行列を抽出す
る。

一文字を構成する各ストロークの代表点数をｎｉとする
と、第にストロークの第１番目の代表点の通し番号ｉは で表わされる。

これにより、入力文字ＩＰは で表わされる。

上式において添字が通し番号を示している。

第３図は代表点の通し番号化の例を示すものである。

相対位置行列抽出回路５は、つづいて代表点間の相対位
置行列を次のようにして抽出する。

いま、相対位置行列ＩＲをで定義する。

（４）式、（５）式において、Ｌはレベル数 であって、 Ｌは である。

また（ｋｉｊ）は水平位置行列であり、（Ｖｉｊ）は垂
直位置行列である。

ｋｉｊ、Ｖｉｊはである。

第４図は第３図の文字に対する相対位置行列を示すもの
であって、Ｋ１＝３．Ｎ−３゜Ｌ＝５の場合を示してい
る。

第４図において、例えば第１行３列の交点は′Ｘ−２“
となっているが、これは点（ｘｔ、Ｙｔ）と点（Ｘ３．
￥３）のＸ座標値が一２単位だけ離れていることを示し
ている。

相対位置行列抽出回路５は、例えば、代表点の通し番号
化を行う代表点通番化回路と、代表点のＸ座標を格納す
る代表点Ｘ座標バッファと、代表点のＹ座標を格納する
代表点Ｙ座標バッファと、文字枠の大きさを算出する文
字枠回路と、代表点Ｘ座標バッファの内容、文字枠の大
きさ及びレベル数に基づいて水平位置行列を作成する水
平位置行列作成回路と、代表的Ｙ座標バッファの内容、
文字枠の大きさ及びレベル数に基づいて垂直位置行列を
作成する垂直位置行列作成回路と、水平位置行列を格納
する水平位置行列バッファと、垂直位置行列を格納する
垂直位置行列バッファと、水平位置行列バッファと垂直
位置行列バッファの内容を合成する位置行列合成回路か
ら構成されている。

なお、相対位置行列の抽出については、本出願人が既に
出願した特願昭５３−１３３８７２号に詳記されている
。

次にストローク数および相対位置行列による分類識別に
ついて説明する。

まず、ストローク数による候補選別回路１１は、入力文
字のストローク数による分類を行い、これにより入力文
字に対する候補カテゴリを絞る。

位置行列マツチング回路６は、上記の絞られた候補カテ
ゴリの範囲で、入力文字の相対位置行列と位置行列辞書
７のマツチングを行い、さらに候補カテゴリを絞る。

位置行列辞書７には、文字の相対位置行列がストローク
数毎に区分されて格納されている。

入力文字のストローク数が定まると、入力文字のストロ
ーク数で定まる領域から相対位置行列を続出してマッチ
ングを行い、類似文字を候補カテゴリとする。

相対位置行で一意に定まらない文字に対しては、ストロ
ーク形状特徴を用いて、入力文字の文字種を決定する。

ストローク形状特徴は、直線度、長さ比、方向角度およ
び角度変化の４種である。

これらの特徴は、ストローク形状特徴抽出回路８で抽出
される。

第５図はストロークの直線度抽出の原理を説明するもの
である。

ストロークの延べ距離をり、始点と終点との間の距離を
ｄとすると、直線度Ｃはで定義される。

第６図はストロークの長さ比抽出を説明するものである
。

対象とするストロークの延べ距離をＤ１文字を構成する
全ストロークの延べ距離をＤＴとするとき、長さ比Ｎは で定義される。

第６図においては、である。

第７図はストローク方向角度抽出の原理を示すものであ
って、方向角度θは、始点から終点に向う直線とＸ軸の
間の角度で定義される。

第８図はストローク角度変化量の抽出を説明するもので
ある。

角度変化量ψは、連続せる３個の代表点Ｐｉ−１，Ｐｉ
、Ｐｉ＋１で決まる角度φｉの和で定義される。

第９図は角度変化量の符号を説明するものであって、ス
トロークが第９図イの如き場合にはψは負とされ、第９
図口の如き場合にはψは零とされ、第９図ハの如き場合
にはψは正とされる。

ストローク形状特徴抽出回路８で抽出された入力文字の
ストローク形状特徴は、ストローク形状特徴マツチング
回路９に送られる。

ストローク形状特徴マツチング回路９は、位置行列マツ
チング回路６から送られて来た候補カテゴリの範囲で、
人力文字のストローク形状特徴とストローク形状特徴辞
書１０とのマツチングを行い、答を出力する。

第１０図は第１図の装置の処理の順序を示すタイムチャ
ートである。

文字入力装置１によって文字が入力されると、次に正規
化回路２で正規化が行われる。

正規化が行われた後に、代表点数決定回路３によってス
トロークの代表点が決定され、これと同時にストローク
形状特徴抽出回路８によってストローク形状特徴が行わ
れる。

代表点数の決定が行われた後、代表点座標決定回路４に
よって代表点の座標が決定される。

代表点座標決定後、相対位置行列抽出回路によって入力
文字の相対位置行列が抽出される。

相対位置行列の抽出後、候補選別回路１１によって、ス
トローク数による大分類が行われ次いで、位置行列マツ
チング回路６によって入力文字の相対位置行列と位置行
列辞書７とのマツチングが行われる。

人力文字の文字種が一意に決定されないときは、抽出さ
れたストローク形状特徴とストローク形状特許辞書１０
のマツチングを行い、最終的な答を出力する。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、文字
記入者の如何にか＼わらず、比較的安定なストロークの
代表点の相対位置行列を主体として人力文字の認識を行
い、上記相対位置行列によって入力文字の答が一意に定
まらないとき、ストローク形状特徴による認識処理を行
っているので、人力文字の文字種を常に正しく決定する
ことが出来る。

また、直線度、長さ比、方向角度および角度変化量を要
素とするストローク形状特徴はストロークの大局的特徴
をとらえており、文字の変形に対して安定な特徴となっ
ており、従って本発明によれば高い認識率を得ることが
出来る。

さらに、ストローク相対位置行列と上述のストローク形
状特徴は相補的な特徴であり、両者を組み合わせること
により安定な識別系を構成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例のブロック図、第２図は平仮
名「あ」の各ストロークを３等分し分割点を代表点とし
た例を示す図、第３図は代表点の通し番号化の例を示す
図、第４図は第３図の文字に対する相対位置行列を示す
図、第５図はストロークの直線度抽出の原理を説明する
図、第６図はストロークの長さ比抽出の原理を示す図、
第７図はストロークの方向角度抽出の原理を示す図、第
８図はストロークの角度変化量の抽出の原理を示す図、
第９図は角度変化量の符号を説明する図、第１０図は処
理の順序を示すタイムチャートである。 １・・・・・・文字人力装置、２・・・・・・正規化回
路、３・・・°°・代表点数決定回路、４・・・・・・
代表点座標決定回路、５・・・・・・相対位置行列抽出
回路、６・・開位置行列マツチング回路、７・・・・・
・位置行列辞書、８・・曲ストローク形状特徴抽出回路
、９・・・・・・ストローク形状特徴マツチング回路、
１０・・・・・・ストローク形状特徴辞書、１１・・・
・・・ストローク数による候補選別回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ストロークの時刻列で表現される実時間入力文字を
   対象とする実時間文字認識装置において、ストロークの
   延べ距離と始点−終点間の距離で定まる直線度、ストロ
   ークの延べ距離と文字を構成する全ストロークの延べ距
   離で定まる長さ比、ストロークの始点から終点に向う直
   線の方向を示す方向角度およびストローク上の連続せる
   ３個の点で定まる角度の和で定義される角度変化量をス
   トローク形状特徴として抽出するストローク形状特徴抽
   出手段と、入力文字のストローク数に応じてストローク
   を近似するための代表点数を定める代表点数決定手段と
   、該代表点数決定手段で決定された代表点数に基づいて
   入力文字のストロークを近似する代表点座標を決定する
   代表点座標決定手段と、該代表点座標決定手段で定めら
   れた代表点座標に基づいて代表点間の相対位置行列を抽
   出する相対位置行列抽出手段と、文字の相対位置行列が
   格納されている位置行列辞書と、入力文字の相対位置行
   列と位置行列辞書のマツチングを行う位置行列マツチン
   グ手段と、文字のストローク形状特徴が格納されている
   形状特徴辞書と、上記位置行列マツチング手段によって
   入力文字の文字種が一意に決定されないときに動作して
   入力文字のストローク形状特徴と上記形状特徴辞書のマ
   ツチングを行う形状特徴マツチング手段とを有すること
   を特徴とする実時間文字認識装置。