JPS6047636B2 - 特徴抽出処理方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特徴抽出処理方式、特に位相幾何的にみて複
雑な構造をもつ漢字等のパタン，端点，分岐点などの位
相幾何的な特徴点を用いて識別に有効な特徴を効率的に
抽出する特徴抽出処理方式に関するものである。

黒、白２値パタンを少なくとも１個含むパタン領域の各
点から予め定めた方向をみたときに見つかる位相幾何的
力な特徴をそれぞれが検出された方向の情報を保存しつ
つ各点に集積し、この結果得られる高次特徴を用いて識
別する文字読取方式として、特願昭５１−８５７０８号
が（特願昭５３−１０９３１号）が知られている。

この方式の基本部分である特徴抽出処理の原理を第１図
に示す。同図（ａにおいて、文字部分（黒）６を含むパ
タン領域７の任意の白点５から上下左右４方向に走査線
を出し（右１，上２，左３，下４）て、各方向に文字分
が存在するか否かを調べる。各白点に対応して４ビット
で符号化されたコード１０が用意され、上記存在状況に
応じて存在すればＲｌｊ．存在しなければＲＯョを特徴
コード１０の所定の位置にセットする。白点５が本例の
位置にあるとき、この点の特徴コード１０は、右方向走
査線１に対応するビット位置１１はｒ１ョ、上方向走査
線２に対応するビット位置１２はＲＯぅ左方向走査線３
に対応するビット位置１３はｒ１ぅそして下方一向走査
線４に対応するビット位置１４はＲＬである。以上の処
里を１次位相特徴抽出と呼ぶ。この処理によつてパタン
領域７の白点領域は各白点が如何なる特徴コードをもつ
かに従つていくつかに分割される。本例では、同図ｂに
図形的に示す．ように文字部分６の閉じ状況に応じて２
１，２２，２３，２４，２５，２６，２７の示す特徴コ
ードが抽出される。例えば、２１は右方向１および下方
向４のみに文字部分があること、２２は上方向２のみに
空きがあること、２４は空き方向がないこと等を図的に
表・わす。さて、次に、１次位相特徴抽出後にパタン領
域７の各白点に形成された位相幾何的特徴、すなわち特
徴コード１０を基に高次特徴を形成するようにする。

このため、各白点については、自分自身の特徴コード１
０の他に、各方向に走査線を出したときに文字部分６を
越えて初めて出合う白点の特徴コードをその走査線の方
向情報を保存しつつ追加する。白点５が本例の位置にあ
るときは、その高次特徴は図的に表わせば図示特徴３０
のようになる。該高次特徴３０において小さな丸３１は
白点５の上方向２に文字部分がないことを示す。また、
各黒点については、その点から各方向に走ノ査線を出し
たときに初めて出合う白点の特徴コードをそろ走査線の
方向情報を保存しつつ追加する。黒点８が本例の位置に
あるときはその高次特徴は図的に表わせば図示高次特徴
４０のようになる。なお特願昭５１−８７０８号（特願
昭５３−１０９３１・号）においては、１次位相特徴抽
出された特徴コード１０の中で、文字変形に対し不安定
なものを安定なものに変換する統合処理を行なうように
している。例えば、特徴コードのうち特徴コード２４は
、ループと区別がつかないので、該特徴コー”ド２４と
接している特徴コード２６に変換、即ち統合される。ま
た、黒点にその点の隣接点の白、黒の状態をみて局所領
き情報を与え、これを黒点の１次位相特徴とする特徴抽
出法、特願昭５１一１２１７９２号（特願昭５３−４７
２３９号）が知られている。これら上記方式は、手書き
あるいは印字の英数字、カタカナ等の比較的単純な位相
幾何的構造をもつたパタンの特徴抽出に適している。そ
して入力文字の識別は、上記高次特徴の存在状況とカテ
コリ毎に予め用意されている高次特徴のリストとを比較
して行う。このように上記従来方式では雑音や文字の変
形に強くパタンの構造をかなり詳細に表現する特徴コー
ドが得られる反面、漢字等のストロークの複雑に絡みあ
つた構造をもつパタンにおいて識別に重要な役割を演す
ると考えられる端点・分岐点・交点・屈曲点等の位相幾
何的特徴点についての記述能力は、場合によつてはその
存在を文字線上の高次特徴によつて間接的に表現しうる
という程度であり、また複数の位相幾何的特徴点の上・
下・左・右の位置関係を記述した高次特徴を表わす特徴
コードを抽出することができないという欠点があつた。

本発明は、これらの欠点を解決する為に、パタン面上の
白点に予め定められた方向に存在する端点・交点・分岐
点・屈曲点等の位相幾何的特徴点の情報コードを集積さ
せた高次特徴を表現する特徴コードを抽出できるように
することを目的としており、以下図面について詳細に説
明する。

第２図は本発明の実施例であつて、５０は走査部、６０
はパタンメモリ部、６１はパタンメモリ、７０は特徴抽
出部、８０は識別部、９０は制御部、１００は特徴集積
部、８１０は出力端子である。これを動作するには、制
御部９０の指令により走査部５０が紙面を走査し、用紙
上の１文字を含む領域の２値信号（黒及び白）がパタン
メモリ６１の所定のアドレスに順次格納される。

パタンメモリ６１上では、パタン領域内の１メッシュに
対して予め定められたＷＯｒｄ数から成るメモリアドレ
スが割りあてられている。パタン領域内の信号がパタン
メモリ６１に格納され終ると、制御部９０の指令を受け
、特徴点抽出部７０は予め定められた手順でパタンメモ
リ６１の内容を読み出し、格納された文字パタン上の端
点・交点・分岐点・屈曲点などを位相幾何的特徴点とし
て検出する。上記特徴点のいずれかが検出されるとパタ
ンメモリ６１上の対応するアドレスの予め定められた数
ビットに該位相幾何的特徴点を表わす特徴点コードが格
納される。特徴点抽出部７０による動作が終了すると、
制御部９０の指令により予め定められた手順に従つてパ
タンメモリ６０はパタンメモリ６１を上下左右あるいは
斜めに走査しつつその内容を読み出し、特徴集積部１０
０ではパタン領域の白点に対応するアドレスから読み出
された内容について該白点の上下左右あるいは斜めに存
在する位相幾何的特徴点の特徴点コードを予め定められ
たビット構成に従つて配分することにより書きかえて特
徴コードを合成し、これをパタンメモリ６１上の対応す
るアドレスに転送する。パタンメモリ部６０、特徴集積
部１００を使つた一連の動作が終了すると、パタンメモ
リ６１の内容は識別部８０に順次転送される。識別部８
０ではパタン領域の各メッシュに対応するパタンメモリ
６１上のアドレスに記録された特徴コードを読み出し、
その種類と各々の個数とを求めてこの情報に基づいて入
力文字が何であつたかを決定し、その結果を出力端子８
１０に出力する。尚、特徴集積部１００では、文字パタ
ン上の端点・交点・分岐点・屈曲点から成る特徴点コー
ドを白点上へ集積する上記の処理と並行してその他の特
徴集積処理を行ない、それらの集積処理の結果得られる
複数種のコードを予め定められたビット構成に配分して
特徴コードを合成し、その結果を識別部８０に提供する
ことができるが、上記他の集積処理とその回路構成につ
いてはその一例が特願昭５１一８５７０８号（特願昭５
３−１０９３１号）に示されてあり、また本発明の要旨
と直接関連しないので詳しい説明は省略する。特徴点抽
出部７０は、パタンメモリ６１に格納されている文字パ
タンを細線化し、その後得られる文字線のスケルトン上
の黒点に、例えば３×３メッシュ等の大きさをもつ各特
徴のテンプレートを重ね合せ細線化パタンとのパタンマ
ッチングをとる方法、或いは文字線上の任意の黒点を中
心とする一定半径小円の円周と文字線とが交叉する回数
とその交叉点位置により判定する方法などによつて、位
相幾何的特徴点たとえば端点・交点・分岐点・屈曲点を
検出し、パタンメモリ６１の所定のアドレスに格納する
。この種の特徴抽出法は既に知られており、公知の技術
を利用することができる。第３図に細線化パタン７００
と、これから検出される端点７０１，７０２，７０３，
７０４，７０５、交点７０６、分岐点７０７，７０８，
７０９、屈曲点７１０を一例として示す。特徴点抽出部
７０の出力としてパタンメモリ６１上の対応するアドレ
スに記録される特徴点コードは任意に定めることができ
るが、第４図にその実施例ビット構成を示す。６１０は
パタンメモリ６１上の１メッシュに対応するアドレスに
用意された１語以上から成るメモリ（当該アドレスの内
容）であり、６２０は該メッシュの特徴点コードを記述
するビット部分である。

ビット６２９は該メッシュ点が前記の位相幾何的特徴点
として検出された場合にＲｌＪ．その他の場合にはＲＯ
Ｊとなつて特徴点を弁別し、ビット６２１。６２２，６
２３，６２４，６２５，６２６，６２７，６２８は該メ
ッシュ点が位相幾何的特徴点として検出された場合に、
各々６１１，６１２，６１３，６１４，６１５，６１６
，６１７，６１８の方向に文字線が連続している時のみ
にＲｌＪとすることにより、該位相幾何的特徴点の種別
をコード化している。

第５図は特徴集積部１００において、白点に対して予め
定められた方向に存在する端点・交点・分岐点・屈曲点
等の位相幾何的特徴点を表わす特徴点コードを集積させ
て高次特徴を形成することを目的とする高次化回路の一
実施例のブロック図である。

この部分では、パタン領域７上の各白点に対して、第６
図のように上下左右各方向から該白点６３０上を通る走
査線６３１，６３２，６３３，６３４と中心線としてそ
の両側の予め定められた数の走査線ではさまれた領域６
４１，６４２，６４３，６４４の内部に存在する端点・
交点・分岐点・屈曲点等の位相幾何的特徴点のうちで前
記中心走査線６３１，６３２，６３３，６３４に最も近
いもののコードを各々定められたビット構成で高次化し
、該白点６３０上の高次特徴を表わす特徴コードを形成
させる。第５図の動作内容を説明する便宜上、パタンメ
モリ６１上の１メッシュに対応するアドレスの内容６１
０のビット構成の一実施例を表わす第７図を参照する。

６１９は該メッシュが黒点の時ＲｌＪｌ白点の時ＲＯＪ
となつて黒白の区別を行なうビットであり、６２０は第
４図に示した如く黒点上の位相幾何的特徴点に対してビ
ット６２９をＲｌｊとすることにより同特徴点のコード
を記述する部分である。

さらに６５０ま特徴集積部１００によつて得られる白点
の高次特徴を記述する部分であり、６５１，６５２，６
５３，６５４はそれぞれ該白点の上方向、下方向、左方
向、右方向に存在する位相幾何的特徴点の特徴点コード
を記述している。尚、黒点における６２０及び白点にお
ける６５０はアドレスの内容６１０の中で共通のビット
列を共有して使用することができるが、第７図において
は便宜上別個に表現してある。第５図において、結線６
６１からパタンメモリ６１上の前記中心走査線６３１（
又は６３２，６３３，６３４）上のメッシュ点の内容が
、制御部．９０よりの指令９０１に従つて現在レジスタ
１０１に読み出され、それと同期して、該中心走査線の
両側の領域６４１（又は６４２，６４３，６４４）に含
まれる走査線（その数を加とする）上のメッシュ点アド
レスの内容が結線６２２から・加個の現在レジスタ１０
２に読み出される。現在レジスタ１０１，１０２の内容
６１０は論理回路１０３，１０４にそれぞれ転送され、
ビット６１９，６２９の判定によつて該メッシュ点が、
端点・交点・分岐点・屈曲点等の文字線上の位相幾何的
特徴点であることが判明した時には、指令９５１，９５
２により現在レジスタ１０１，１０２の内容はマスク回
路１０５，１０６に転送される。マスク回路１０５，１
０６では現在レジスタ１０１，１０２より転送された内
容６１０の内特徴点コードに相当する部分６２０だけを
とり出して過去レジスタ１０７，１０８に転送する。一
方、論理回路１０３，１０４におけるビット６１９，６
２９の判定によつて、該メッシュ点が前記位相幾何的特
徴点以外の黒点であり、且つ走査線上の１つ前のメッシ
ュ点が白点であつたと判明した場合には、端点・交点・
分岐点・屈曲点等の特徴点が存在しないことを表わすビ
ット列６２０の特徴点コードをコード発生器１０９によ
り求め、指令９５３，９５４によりこれを過去レジスタ
１０７，１０８に転送する。さらに論理回路１０３にお
ける中心走査線上のメッシュ点６３０の内容判定の結果
、該メッシュ点が白点と判明した場合には、指令９５５
及び制御部９０よりの指令によつて過去レジスタ１０７
，１０８の内容が、まず領域６４１（又は６４２，６４
３，６４４）内にある加本の走査線のうちで中心走査線
６３１（又は６３２，６３３，６３４）から離れた走査
線に対応する過去レジスタ１０から近い走査線に対応す
る過去レジスタ１０８への順に逐次読み出され、最後に
中心走査線６３１（又は６３２，６３３，６３４）に対
応する過去レジスタ１０７から読み出され、比較回路１
１０に転送される。比較回路１１０では過去レジスタ１
０７，１０８より逐次転送される特徴点コードがコード
発生器１０９より得られる１特徴点が存在しないョこと
を意味する特徴点コードと比較し、これと一致しない時
のみ指令９５６により該過去レジスタの内容を一時記憶
レジスタ１１１に転送する。加個の過去レジスタの内容
が全て比較回路１１０にて処理された時点で一時記憶レ
ジスタ１１１には、領域６４１（又は６２４，６４３，
６４４）内に存在し且つ最も中心走査線６３１（又は６
３２，６３３，６３４）に近い位相幾何的特徴点の特徴
点コードが格納されており、その内容は制御部９０よに
指令９０３によりシフト回路１１２転送される。シフト
回路１１２では、一時記憶レジスタ１１１に格納されて
いる内容のうち６２０部分に相当する特徴点コードを、
制御部９０から指令９０４によつて与えられる走査方向
に応じて６５１，６５２，６５３，６５４のいずれかの
部分に対応させるべくシフト処理を行なう。上記シフト
回路１１２の出力と、現在レジスタ１０１に格納された
当該白点６３０のパタンメモリ内容とを０Ｒ回路１１３
において合成することによつて、該走査方向によつて決
まる６５１，６５２，６５３，６５４のいずれかの部分
に特徴点コードが集積された結果が求められ、現在レジ
スタ１０１に書き込まれる。最後に制御部９０からの指
令９０５によつて、６５１，６５２，６５３，６５４の
いずれか所定の位置に新たに特徴点コードが集積された
現在レジスタの内容は、結線６６３によつてパタンメモ
リ６１上の対応するアドレスに書き込まれる。尚、第５
図中ＡはＡＮＤ回路、０は０Ｒ回路である。以上の特徴
集積部１００の高次化回路の動作によつてパタンメモリ
６１上に求められる高次特徴の一例を、第３図の細線化
パタン７００に対応する第８図を参照して説明する。

図中６７０に示す小領域内の白点に対応するパタンメモ
リ上では抽象図形６８０によつて表現される意味をもつ
高次特徴が形成される。即ち、６８１，６８２，６８４
はそれぞれ端点７０１，７０４，７０３に種類と表わし
、これを記述する特徴点コードが第７図６５１，６５２
，６５４部分に集積され、６８３は左方向に特徴点が存
在しないことを示す記号で、これを記述する特徴点コー
ドが第７図６５３部分に集積され、高次特徴コード６５
０が形成される。本実施例では、複数加＋１個（第８図
ではｍ＝１）の走査線上を同時に走査することにより第
８図に示す例のように、パタンの位置のずれによつて端
点７０１を通る走査線６７１と端点７０３を通る走査線
６７２とが同一でない場合にも、上下に６８１，６８２
に示す種類の２つの端点をもつことを示す安定な高次特
徴６８０が形成されている。同様に抽象図形６８５は小
領域６７４内の白点に対応するパタンメモリ上に形成さ
れる高次特徴の意味を図示している。図中６８６は屈曲
点７１０の種類を表わしている。上記の実施例に於いて
は、走査線は上下左右の４方向としたが、本発明は該４
方向全てを行なう場合に限定されるものではなく、該４
方向の内特定の方向に存在する特徴点だけを集積させる
ことも可能であり、また逆に走査方向は上下左右に限定
されるものではない。

一例として、６７５に示す斜め方向の走査を行なえば小
領域６７６には抽象図形６９０に示される意味をもつ高
次特徴を得ることができる。また上記実施例に於ては、
複数の加＋１本の走査線によつて特徴集積を行なう場合
を示しているが、ｍ＝０とすることにより特徴の安定性
は劣るものの、より簡単な装置構成によつて、中心走査
線のみを用いた特徴集積処理を行なうことも可能である
。

以上説明したように本発明による特徴抽出処理方式によ
れば、単純な装置構成によつて、パタン構造を記述する
特徴を抽出できて識別処理も簡単な特願昭５１−８５７
０８号（特願昭５３−１０９３１号）の方法と整合性を
もち、従来法ではその記述能力が不充分であつた文字線
上の端点・交点・分岐点・屈曲点等の位相幾何的特徴点
の存在とその位置関係とを集積させた高次特徴を抽出す
ることがてきるので、漢字などの位相幾何的に複雑な構
造をもつパタンの識別に有効な特徴を抽出できる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方式における特徴抽出方法を概念的に説
明する説明図、第２図は本発明の一実施例構成、第３図
は第２図の特徴点抽出部によつて得られる細めパタン上
の特徴点の例を示す説明図、第４図は第３図の特徴点を
記述する第２図パタンメモリのビット構成を示す説明図
、第５図は第２図特徴集積部の高次化回路の一実施例ブ
ロック図、第６図は第５図の処理をパタン領域について
説明する説明図、第７図は第２図のパタンメモリ上の高
次特徴のビット構成を示す説明図、第８図は高次特徴の
概念をパタン領域上で図的に示す説明図を示す。 図中、５０は走査線、６０はパタンメモリ部、６１はパ
タンメモリ、７０は特徴点抽出部、８０は識別部、９０
は制御部、１００は特徴集積部を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 黒白の２値パタンを含むパタン領域内の各点につい
   て、その点から予め定められた方向を見た時に見つかる
   位相幾何的な特徴をそれぞれが検出された方向の情報を
   保存しつつ各点に集積することにより高次特徴を求め、
   この結果パタン領域上の各点に得られる高次特徴を用い
   て認識対象文字を識別する文字読取方式において、パタ
   ンの文字線上の位相幾何的な特徴として端点・分岐点・
   交点・屈曲点の少なくとも１つあるいは複数個を検出し
   て対応する黒点にコード化して形成する手段と、このよ
   うにして文字線上の黒点に形成された特徴点コードを予
   め定められた方向に集積させて文字背景白部の白点に高
   次特徴を形成させる手段とを設け、文字線上の位相幾何
   的な特徴点の存在を表現する特徴コード、及び背景白部
   からみた位相幾何的な特徴点相の位置関係を表現する特
   徴コードを抽出する。 ことを特徴とする特徴抽出処理方式。 ２ ドキュメント上の文字を走査して走査信号を黒白２
   値化して出力する走査部と、２値パタンを含むパタン領
   域をその一部として格納する１メッシュあたり複数ビッ
   トのＭ×Ｎのパタンメモリ部と、当該パタンメモリ上に
   格納されているパタン上の任意の点についてその点から
   予め定められた方向を見た時に見つかる位相幾何的な特
   徴をそれぞれが検出された方向の情報を保存しつつ各点
   に集積することにより得られる高次特徴を表現した特徴
   コードを当該パタンメモリ上に形成させる特徴抽出部と
   、当該パタン上に抽出された高次特徴を表わす特徴コー
   ドを処理して入力文字がどのカテゴリに属するかを決定
   する識別部と、それぞれの回路に必要なタイミング信号
   を発生する制御部とから構成される文字読取方式におい
   て、 上記特徴抽出部は、パタン上の黒点について端点・分岐
   点・交点・屈曲点の少なくとも１つあるいは複数個の位
   相幾何的特徴を抽出し、これを表現する特徴点コードを
   パタンメモリ上に格納する特徴点抽出部と、パタン面上
   を予め定められた方向に走査し当該黒点上の位相幾何的
   な特徴を表現した特徴点コードを該方向に対応づけてパ
   タンメモリ上の白点に集積させて得られる新たな高次特
   徴を表現する特徴コードを形成させる特徴集積部とをそ
   なえ、上記識別部は少なくとも白点上の当該高次特徴を
   含めた特徴コードを用いて総合判断し、ドキュメント上
   の文字を識別することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の特徴抽出処理方式。