JPS598863B2 - パタ−ン認識方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパターン認識装置、特に光学的文字読取装置の
認識方式に関する。

光学的文字読取装置において、入力パターンと標準パタ
ーンとのマッチングをとるなり、入力パターンを特徴コ
ード列に変換して、順序論理回路を通すなりして入力パ
ターンを識別する方式がとられているが、いずれの方式
においても、入力パターンか二つ以上の標準パターンで
受理されて、どちらのカテゴリに属すべきかを判断しに
くいことかある。

通常このようなパターンはまぎられしいパターンとして
リジエクトされている。すなわち・入力パターンに最も
近い標準パターンのカテゴリをｃｍ）類似度をｓｍｘ）
次に近い標準パターンのカテゴリをｃｍ）類似度をＳｍ
ｘとするとｓｍｘ≧ε１、ｓｎｘ≧ε、 ・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（１）５ｍｘ−５ｎｘ
≧ε２ ・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・
・（２）ここでε４、ε２はしきい値がなりたつてはじ
めて、入力パターンはカテゴリＣｍに属すと判定される
。

５ｍｘ−５ｎｘ＜ε２ ・・・・・・・・・ ・・・・
・・・・・ ・・（３）のときには、このパターンはま
ぎられしいパターンとしてリジエクトされる。

しかし（３成がなりたつているパターンでも、人か見れ
は明らかに区別し得る場合が多い。たとえは第１図に示
す、゛Ｊ”ｂs’’は、類似度だけでは区別しにくいパ
ターンであるが、人ｂi”の脚か曲かつているのに対ｂ
s”の脚はまつすぐであることを知つており両者を区別
することかできる。本発明は、このようなパターンを区
別するために、枝の両端、または一端の方向コードを利
用する。

すなわｂi”の脚を構成している枝はその始端か右下さ
かりに始まるのに対し、゛Ｔ”の脚を構成している枝は
その始端か上あかりに始まる。枝の両端または一端の方
向コードでもつて比較するときに、どの枝とどの枝を比
較すべきかは、入力パターンによつて異なつてくる。た
とえば、″Ｊ″と″Ｔ１を区別するときには、脚の部分
の枝を比較すればよいが、第２図に示す″Ｂ″と゛８″
では１番目の枝の終端方向と２番目の枝の始端方向とを
比較しなければならない。（ただし、枝の順序は図に示
した番号順になつているものとする。）しかし入力パタ
ーンがどのパターン対に近いかをあらかじめ知つておれ
ば比較しやすい。したがつて判別部で最も近いカテゴリ
Ｃｍｓおよび次に近いカテゴリＣｎを出力し、この情報
をもとに比較すべき枝を求めることにする〇以下、本発
明の具体的実施例を図を参照して説明する。

第３図は本発明のパターン認識装置を示す概略構成図で
ある。紙上に書かれた文字は光電変換装置により電気信
号に変換され、前処理装置へ送られる。

前処理装置では ノスイの除去、大きさの正規化、位置
の正規化などを行なつて１文字ずつ切り出す。各文字パ
ターンは細め回路により１ビツトの線幅の線図形に変換
される０この線図形から特徴点抽出回路により端点、分
枝点などの特徴点を抽出する。一方、線図形から各特徴
点を始点および終点とする方向コード列が枝ごとに方向
コード化回路により作られる。方向コード化回路という
のは、始端から順に、微小線素の方向をたとえば第４図
に示す８方向コードで表わし、線にそつて終端までコー
ド列化する回路である。この回路では、さらに、枝の両
端の座標、枝の長さなどの情報を表の形で出力する。こ
の表を以後、枝表とよぶ。入力パターンが枝ごとに方向
コード列で表わされれば、標準パターンと入力パターン
を枝ごとに対応させてマツチングを行なう。

入力パターンに最も近い標準パターンのカテゴリをＣｍ
ｌ類似度をＳｍｘｌ次に近い標準パターンのカテゴリを
Ｃｎ類似度をＳｎｘとして（１），（２成が満足される
と、入カパターンはカテゴリＣｍに属すと判定される〇
もしも（３）式か満足されると、リジエクトされ、さら
に細かく調べるために、カテゴリ対Ｃｍ，Ｃｎを出力と
して平均方向コード比較回路に送られる〇方向コード比
較回路では、Ｃｍ，Ｃｎにより比べるべき枝を求め、入
力パターンがどちらのカテゴリに属すかの判定を下す〇
調べるべき枝は、カテゴリ対Ｃｍ，Ｃｎにより異なるの
で、あらかじめそれらを表にしておき、憶えておくｒあ
るいはすべてをハードウエア化するには、Ｃｍ，Ｃｎの
組み合せにより異なつた回路へ入力させてもよい。

簡単のために、カテゴリ対により調べるべき枝の対がテ
ーブルの形で記憶されている場合を例にあげて説明する
。

第５図はその表の１例である。以後この表をパラメータ
表とよぶ０この表のＣｌ，Ｃ２欄にはカテゴリ対が格納
されている。第５図においてこの欄の図に１，２などの
番号をうつてあるのは枝の順番を示す。１１１２欄は枝
の番号が格納されている。

ＮｌＮ２欄には、平均すべきコードの長さが格納されて
いる。ＦｌＦ２欄には枝の始端、終端を区別する情報が
格納されている。Ｆｉ＝１の場合は始端、Ｆｉ＝０の場
合は終端を示す〇この表を用いて比較すべき枝の番号、
しきい値などを求める。たとえば判定回路からカテゴリ
対７ＪＴ７と出力されれば、第１番目の枝の始端方向Ｃ
ｓと同じく第１番目の枝の終端方向ＣＥを求め、ＣＳ−
ＣＥ≧Ｔ２ならば７Ｊ″と Ｃ８−ＣＥ＜Ｔ１ であれば、４Ｔ″と判定される０それ以外はリジエクト
される〇以上の処理手順をさらにくわしく説明しよう。

第６図は、平均方向コード比較回路の概略構成図である
。この回路はパラメータ表読み出し回路、枝表読み出し
回路、平均方向計算回路、および比較回洛から構成され
ている。第１図はパラメータ表読み出し回路およびカテ
ゴリ対比較回路を示す。

カテゴリ対・ＣｍＣｎＰが判定回路から出力されると、
レジスタ１４にセツトされる。アドレスレジスタ１０の
内容をパラメータ表の先頭アドレスにセツトし、パラメ
ータ表１２から順に情報を読み出しメモリレジスタ１３
に格納する。ＣｌＣ２とＣｍＣｎを比較器１５で比較す
る。もしも等しくなければ１１の加算器でレジスタ１０
の内容を＋１し、次の情報を読み出す。もしも等しいと
きには信号１０１で枝表の内容を読み出す。第８図は枝
表読み出し回路である０まず信号１０１でＩ，の内容が
アドレスレジスタ２０へセツトされる０このアドレスで
枝表の内容を読み出しレジスタ２２へセツトする０簡単
のため、レジスタ２２へは枝の長さＬと方向コード列の
先頭アドレスＡＤＲのみが読み出されるものとする〇Ａ
ＤＲの内容をアドレスレジスタ２３へ入れ、方向コード
列をレジスタ２５へ読み出す。

第９図は平均方向計算回路である。

平均方向コードを求めるためにはを計算する。

まずレジスタ２５の内容がシフトレジスタ３１へ入れら
れる。

Ｆ１がＯのときはＬ−Ｎ１だけコードを左へシフトする
。一つのコードが４ビツトで構成されているとして、演
算器３３で４倍し、シフトすべき枝をカウンタ３４へセ
ツトする。クロツクが加えられるたびにカウンタの内容
を−１し、ボロ一が立つとやめる。Ｆ１が１のときは、
シフトは行なわない。これでシフトレジスタ３１の先頭
には平均すべきコードの先頭コードＣＯが来たことにな
る。なおＮ１の内容をカウンタ３０へセツトする。まず
ＣＯをレジスタ３６へセツトする。

次にカウンタ３０を−１し、カウンタ３５に４をセツト
する０タロツクで４ビツトシフトレジスタをシフトし、
Ｃ１をシフトレジスタ３１の先頭にもつてくる。Ｃ１を
レジスタ３１にセツトする。ＣＯ−Ｃ１を３８の減算器
をもちいレジスタ３９へセツトする。次にレジスタ３９
の内容とレジスタ４１の内容を加え、レジスタ４１へ格
納する。ただしレジスタ４１には最初０がセツトされて
いるものとする。さらにカウンタ３５に４をセツトし、
次のコードをとり出して同様の計算をカウンタ３０がＯ
になるまで続ける。Ｏになれば、レジスタ４１の内容を
Ｎ，で割り、結果をレジスタ４３へ格納する。さらに加
算器４４を用いレジスタ３６の内容をそれに加えて、レ
ジスタ４５へ格納する。これで、１１番目の枝の平均方
向コードがまとまつたことになる。次に信号１０２で１
２をレジスタ２０へセツトし、以下同様に１２番目の枝
の平均方向コードを求め、こんどはレジスタ４６へ格納
する。

次にレジスタ４５の内容からレジスタ４６の内容を引き
レジスタ４８へ格納する０この内容とＴ２とを比較器４
９で比較し、Ｃ８−ＣＥ≧Ｔ２ であればＣｍの内容をレジスタ５１へ移し、そうでない
ときは、今度はＴ，と比較器５０で比較する。

ＣＳ−ＣＥ＜Ｔ１ であればＣｎの内容をレジスタ５１へ移す。

そうでないときにはリジエクト信号１０３を出す。レジ
スタ５１には平均方向コード比較回路により判定された
カテゴリ名が格納されている。上記の例では、一本また
は二本の枝の方向コードの差を求めてそれとしきい値と
を比較したが、必ぜしも差を求めなくてもよい場合があ
る。

一本又は数本の枝の始端または終端の方向そのものを比
較してもよいし、三本以上の枝の方向の関係を比較して
もよい。いずれにしても本発明を使用することにより、
従来はまぎられしいパターンとしてリジエクトされてい
たパターンであつても、方向コードを比較することによ
り正しく認識できる。

なお比べるべき枝をパラメータ表を用いて限定したため
に、あらゆる枝の方向コードを比較するという冗長な処
理をせずにすみ、ハードウエアを簡単化できるとともに
、認識精度を高めることができる〇なお、本発明では方
向コードを用いたか、候補カテゴリーが選はれたとき、
この候補カテゴリー間で顕著な特徴の違いのある一部分
を、あらかじめ他の（方向コード以外の）パラメータを
使つて求めておいて、これを判定基準としてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はまぎられしいパターン対を示す図、第
３図は本発明の実施例を示す概略構成図、第４図は８方
向コードを示す図、第５図はパラメータ表の内容を示す
図、第６図は平均方向コード比較回路の概略構成図、第
ｒ図はパラメータ表読み出し回路およびカテゴリ対比較
回路図である。 １２はパラメータ表を格納した記憶装置、１０，１３は
それぞれのアドレスレジスタおよびメモリレジスタであ
る。 １４はレジスタ、１５は比較器である。 第８図は枝表読み出し回路図である。２１は枝表を、２
４は方向コード列を記憶した記憶装置である。 ２０，２３はアドレスレジスタ、２２，２５はメモリレ
ジスタである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力パターンと標準パターンとの類似度を計算し、
   上記入力パターンがどの標準パターンとよく一致するか
   判定する第１の判定段階と、上記第１の判定段階によつ
   て、よく一致する上記標準パターンが複数個得られたと
   き、入力パターンが上記標準パターンのいずれに属する
   かの再判定をする第２の判定段階とを有するパターン認
   識方式において、上記第２の判定段階は上記標準パター
   ンに対してあらかじめ定められた部分における枝の両端
   または一端での該枝の方向を用いることにより、上記入
   力パターンと上記標準パターンのそれぞれとを比較し、
   上記再判定をする段階からなることを特徴とするパター
   ン認識方式。