JPS6073794A - 文字認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■技術分野 本発明は所定のタブレット上でペンを用いて文字、記号
等（以下文字等という）を記載するとともに、記載され
た文字を読取るオンライン文字読取認識装置に関するも
のである。

［２］従来技術 所定のタブレットの上でペンによって記される文字等を
オンラインで読み取る際には、手書き図形のパターゾ入
力装置で得られる情報を、上記入力装置に接続された汎
用コンピュータを用いて、そのソフトウェアによって認
識する必要があった。

このため複雑な文字等の認識ステップに頼ることとなり
入力から認識結果を得るまでに長い時間が経過し、オン
ライン読み取りの実情に合わないことが多い。

又タブレット上にペンで記された文字をオンラインで読
取る装置として文字の筆順と各線分の長さ、方向、向き
等からタブレット面に垂直な軸（２軸）の座標変化、つ
まり１文字の字画ごとに５７−１８５８３９号に開示さ
れており以下に図を用いて説明する。

第１図は文字等の線分の方向を簡単に認識する例として
ペン移動角θを８種類に区分したものである。次に略３
図は字の大きさを正規化した数字る。すなわち線分の向
きを前記のコード符号で表わし、線分の長さについては
正規化文字の大きさかつ決められる標準寸度Ｃ（例えば
１０ｍｍ）を４・等分し、１／４以下を０，１／２〜１
／４Ｉを１．３／４−〜１／２を２．８７４以上を８と
してｌにコード符号を割つけする。第１画の線分はまず
方向〆、θ＝５．ｌ＝３゜次に方向→、θ−０，１＝３
であるから、画特徴をＣ０４゜とする。第２画ｌはθ−
６．β−２となり画特徴はＣＯＩである。このような画
特徴をその生起順序に従って組合せしてゆけば文字等の
認識をすることができる。

［８］従来技術の問題点 筆順認識による文字、記号等（以下文字等という）の実
時間読取装置は優れた装置であるが、一部の文字等につ
いては認識が困難な場合がある。

例えば線分の傾きθが第５図（ａ）の如く垂直線から約
２２．５度右に傾斜して数字“１°゛が記された場合子
の動きによっては第５図（ｂ）のようになることがある
。すなわち点５０〜５１の間の傾きθは２２．５度より
も少し小さく方向区分θ−６に属するが点５１〜５２　
の間ではθ＞２２．５度、方向区分θ−５となり、さら
に続く線分においてもθの値が異なってくる。

このように同一の筆画中でもまちまちの線分傾斜区分が
検出されると画特徴の抽出ができなくなる。

（４）発明の目的 本発明は上記従来技術の問題点を解決し、複雑な汎用コ
ンピュータ用文字識別ソフトウェアの手順を経ることな
しにタブレット」−にペンで記された文字、記号等を、
その筆順に基づく線分の画特徴から認識する改良された
文字認識装置を提供することを目的としている。

（５）発明の構成 本発明の第１の要件は、複数の線分の傾きによる方向区
分を補正し、両特徴を明確化する手段であり、第２の要
件は前記複数の方向区分に対応するそれぞれの線分の長
さを加算する手段である。

第６図を用いてその構成を説明する。

すなわち本発明においては、線分方向補正回路３３およ
び線分長補正回路３４・　を設けることによって第５図
（ｂ）のように与えられたθとｔとを修正し画特徴を簡
略化するものである。以下に詳述する。

線分方向補正回路３３は線分方向区分の前後から、同一
の線分の方向とみなし得るかを判断し、もし同一の方向
の場合、線分の方向の補正を行うものであって、例えば
第５図（ｂ）のように点５０から点５１までの方向区分
θ−６１点５１から点５２までの方向区分θ−５２点５
２から点５３までの方向区分θ−６の場合、これらは同
一の線分傾斜であるとみなすことができるので、点５１
から点５２までのθを５から６に補正することによって
点５０から点５３まではθ−６となる。このような補正
を行うことによって最初の点５０から最後の点５４．ま
でをすべてθ−６として取扱うことができ、両特徴の抽
出が正確かつ簡単になる。

次に線分方向補正回路８３および線分長補正回路３４に
ついて第６図を用いて説明する。線分方向補正回路３８
はレジスタ３５と線分方向判定回路５− ３６　とから構成される。レジスタ３５には線分方向レ
ジスタ２０から線分方向区分θが入力されるもので、線
分方向レジスタ２０に格納されているθの１回前に区分
されたθが格納されている。

また線分方向判定回路３６には、さらにレジスタ３５に
格納されているθよりも１回前のθが格納されているの
で、線分方向判定回路８６においては、８回連続して、
区分されたθを照合する。

ここでθを補正するには線分方向区分θθ値の近いもの
だけを対象にしている。例えば第２図のように８区分で
あるとすると、θθ値が０と１，０と７．１と０．１と
２．２と１．２と３のように区分が１区分だけ異なるも
のである。さらに補正の対象となるθの前後の値が同じ
ものだけを補正する。第７図（ａ）はθ−５がθ＝６に
補正されるが第７図（ｂ）ではθ＝５．第５．（Ｃ）で
はθ−６は補正されない。従って補正がθについて行わ
れるのは次の条件に適うときに限定される。

（１）線分の方向区分が、その前後の区分と１区分だけ
差のあるとき。および −〇− （２）補正すべき線を片分の前と後とが同じ値であると
き。

次に線分回路長補正回路３４．は第６図に示すようにレ
ジスタ３７と線分長判定回路８８と線分長加算回路３９
とから構成されている。レジスタ３７は距離加算回路２
３から送られる１回前の線分長の値を格納するもので、
レジスタ３５に格納されている線分方向区分θに対応す
る線分長が格納されている。θを補正する場合、前述の
ように前後にはさまれた区分θ゛を補正する説明をした
が第８図（ａ）ではθ−６をθ−５と補正するよりも、
前後のθ−５をθ−６と補正し、全体を傾斜θ−６の直
線と補正した方がよいし、また第８図（１））の例にお
いても二番目のθ−５を補正してθ−６の直線に補正し
た方がよい。このため線分長判定回路３８では補正すべ
き区分の中どちらの区分とした方が良いか判定するため
に区分の線分長を比較し、長い方を区分値とし、線分方
向判定回路８６へ送る。次に線分方向区分θを補正する
場合、線分長加算回路３９では距離加算回路２３とレジ
スタ３７と、線分長加算回路３９の内容を加算すること
により、補正される区分を含めた線分の全長となる。

−文字の中で線分の補正をしない区分や、−画の終了な
どが生じると、線分長加算回路３９から線分長区分回路
２６に送られ、線分の長さが区分されて画特徴記憶装置
２７に送られると共に、線分方向判定回路８６から線分
方向の区分θが画特徴記憶装置２７へ送られる。もし線
分の方向区分の補正が行われない時には、線分方向判定
回路３６及び線分長加算回路３９から、補正されずにそ
のまま画特徴記憶装置２７に送られる。また線分方向検
出回路１９において第９図のように１６区分とし、線分
方向補正回路８８にて方向区分を補正した後、方向８区
分に変更して画特徴記憶装置２７へ送ると、より正確に
なる。

（６）実施例 第１０図を用いて本願の発明の特徴である複数の線分方
向区分の補正ならびに対応する線分長加算による文字線
分の画特徴抽出のため°の改善された手段を有する文字
認識装置の実施例を説明する。

タブレット１、用紙２、スタイラスペン３、座標読取回
路４、文字９区切り、検出回路′５７、文字座′　Ｊ 標メモリ６、ＸＹ最大・最小検出回路７、文字大きさ演
算回路８、正規化回路９．２座標レジスタ（ｔ）１０、
Ｚ座標レジスタ（ｔ−１）ｉｌ、２座標微分回路１２、
Ｘ座標レジスタ（ｔ）１３、Ｘ座標レジスタ（ｔ−１）
１４、Ｘ座標差分回路１５、Ｙ座標レジスタ（ｔ）１６
、Ｙ座標レジスタ（ｔ−１）１７、Ｙ座標差分同相対位
置検出回路２５、線分長区分回路２６、両特徴記憶回路
２７、レジスタ２８、アンドゲート２９、ＲＯＭ３０、
レジスタ８１、及びアンドゲート８２等は従来の筆順認
識による文字等の実時間読取装置に用いられている構成
であって、例えば特願昭５７−１．８５８３９号の発明
にも用いられているものであるが以下詳述する。

タブレット１の上に用紙２を置き、スタイラスペン３を
用いて文字等を記す。１個の文字の書きはじめにふ・い
ては、ペンの初期位置を座標読取部９− ４・を用いてＸ、Ｙおよび２の３つの座標軸について検
出しておく。

１文字の区切りを検出する文字区切検出回路５は、該１
文字の書き始め、すなわちペン３が用紙２に接触しＺ＝
１となった時点から、１文字をペンが書き終って用紙か
ら離れて２＝０となった時点までのペンの座標値をｘ、
ｙ、ｚ　の３軸について検出し、この値を座標メモリ６
に記憶させる。次にＸ、Ｙ軸上のどちらかの座標がＺ＝
１、すなわち紙面上で今までの座標から成る値以上離れ
ていることを検出したときに、１文字を書き終ったもの
とする。例えば文字の大きさを１０ｍｍとすると１５ｍ
ｍ以上離れたＸ軸、あるいはＹ軸に対する座標が検出さ
れたときに該文字の記載の終りとなる。

前記のとおり文字座標メモリ６は１文字の始まりから終
りまでのＸ、ＹおよびＺ軸の座標をとり込み、格納する
。ｘ、ｙ最大、最小検出回路７は文字座標メモリ６に格
納された１文字の座標からＸ軸、Ｙ軸のそれぞれの最大
値および最小値をめ文字大きさ演算回路８へ送る。文字
大きさ演算回１０− 路８はＸ軸の最大値Ｘｍａｘ、最小値Ｘｍ１ｎ、Ｙ軸の
最大値Ｙｍａｘ、最小値Ｙｍｉｎから文字の大きさをめ
る。すなわちＸｍａｘ−Ｘｍｉｎ＝ＡおよびＹｍａ　ｘ
−Ｙｍ　ｉ　ｎ　−Ｂとおけば、Ａ、ＢはそれぞれＸ軸
方向およびＹ軸方向の文字の大きさとなる。

正規化回路９は座標変換を行って、書いた文字の大きさ
を一定の大きさにするもので、例えば、文字の大きさを
Ｘ軸方向にｃ、ｙ軸方向にそれぞれＣの正方形の大きさ
に変換する場合には、文字座標メモリ６の座標をＸｔ、
Ｙｔ、正規化回路９により正規化された対応する座標を
ｘ、、ｙｔとすると’ｘ　’、＝（Ｘｔ　−Ｘｍｉｎ　
）％、　ＹＩ／−（ＹｔＹｍｉｎ　４となる。このよう
な処理を行うことによって、書かれた文字の大きさがま
ちまちであっても、一定の大きさに変換され、さらに絶
対座標が一文字ごとの相対座標に変換される。２座標レ
ジスタ１０．Ｘ座標レジスタ１３．Ｙ座標レジスタ１６
は正規化回路９によって正規化されたｚ、ｘ、ｙ座標を
格納するものである。上記３個のレジスタ１０，１８．
および１６は時刻ｔにおける正規化座標を格納する直前
に、その内容すなわち時間ｔ−１における正規化座標を
１１．１４．、および１７　の３個のレジスタに送出し
ておく。

２座標機分回路１２はＺ座標レジスタ１０．１１の内容
からＺ軸が変化したかどうかを調べる。例えばＺ＝１か
ら２＝０に、あるいは２＝０からＺ＝１に変化している
かどうか、またはＺ−０のまま変っていないかどうかを
検出するための回路である。

Ｘ座標差分回路１５はサンプリングされた２点間のＸ座
標の変化量ａをめるものであり、Ｘ座標レジスタ１３　
、１４．の内容をＸｌ、Ｘ′Ｌ−、とすると次式で表わ
される。

ａ　＝　Ｘ’（Ｘ′ｔ−１を算出する。

同様にＹ座標差分回路１８はＹ座標レジスタ１６゜１７
の内容をＹ′Ｌ、Ｙ′ｔ−ｔとすると、Ｙ軸方向の変化
量すを次式で算出する。

ｂ　＝ｙ′ｔ−ｙ′ｔ−１ 線分方向検出回路１９はサンプリングした２点間の線分
の方向、すなわちペンの移動方向をめるものであり、 ｔａｎ　θ　−− 〕 からθをめる。

ここで認識方法を簡略化するためペン移動角θを例えば
第２図に示すような８種類に区分するものとする。この
際１６種類、３２種類などと多く区分した方が精度よく
区分できるが、実施例では以下に８種類の場合について
説明する。

次に線分方向検出回路１９のθの区分値を線分方向レジ
スタ２０へ送る。

線分方向検出レジスタ２０は線分方向検出回路１９から
θの区分値を取込む前にそれまでの線分方向検出レジス
タ２０の内容を方向微分回路２４　へ送るようにしてい
るので、θの区分値の変化状態を知ることができる。

線分長検出回路２１は２点間の線分の長さｔを次のよう
に算出する。

一１８＝ 、＝（７７７ 比較回路２２は線分の長さｔがある値ｅ（ｅは文字の大
きさＣから決まる定数）未満のときは手のふれなどによ
る微小移動量と判断し無視する。この場合には２座標レ
ジスタ１１．Ｘ座標レジスタ１４、Ｙ座標レジスタ１７
の内容をそのままとし次のサンプリング点の正規化座標
を２座標レジスタ１０．Ｘ座標レジスタ１８．Ｙ座標レ
ジスタ１６ヘセツトする。

・線分の長さｔが０以上のときには、線分の長さｔを距
離加算回路２３へ送る。方向微分回路２４は線分方向検
出回路１９から送られる線分の方向θの区分と、その前
のサンプリング点で得られる線分方向θの区分値である
線分方向レジスタ２０とから、線分の方向が同じである
か、異なるかを判断する。もしθの区分値が同じ場合に
は距離加算回路２３へ信号を送り、比較回路２２から送
られる線分の長さｔを加算する。もしθの区分値が異な
る場合には、異なる信号を距離加算回路２３へ送り、距
離加算回路２３に加算されていた線分の１４− 長さｔの加算値を線分長区分回路２６へ送るとともに、
比較回路２２から送られる線分の長さｔを新しく距離加
算回路２２ヘセツトする。

これにより、θの区分値の同じものが続いたときには、
線分の長さの合計が得られるので、θの区分値が変化す
るまでの線分の長さを示すことになる。線分長区分回路
２６は距離加算回路２３　から送られる線分の長さｔの
加算値を複数に区分する。

たとえば、正規化文字の大きさＣの土づつの４・種４゜ 類に区分し、後の処理を簡単化する。

次に画特徴抽出について説明する。

Ｚ＝１からｚ−０までを１両とし、１画ごとに特徴を抽
出する読出専用記憶装置２７とレジスタ２８とからなり
、レジスタ２８の内容と線分方向レジスタ２０の内容と
、線分長区分回路２６から出力される内容をアドレス（
番地）として、読出専用記憶装置２７から読出して、レ
ジスタ２８ヘセツトするものである。線分の方向が変化
したときに出力される方向微分回路２４・の出力信号と
、タイミング信号ＣＫＩとのアンドゲート２９からの出
力信号のタイミングで読出専用記憶装置（ＲＯＭ）２７
から読出して、レジスタ２８　ヘセットしているので、
線分の方向が変化したときに読出すことになる。さらに
レジスタ２８　の内容もアドレスとして読出専用記憶装
置２７から読出しているのでレジスタ２８には、線分方
向の変化した状態がセットされることになる。またｚ−
Ｏのとき、レジスタ２８の内容を認識へ送った後、レジ
スタ２８の内容をクリアする。

例えば、第８図に示すように数字１１４．１１を書いた
場合について説明する。

線分の方向を第２図の８種に区分してθで示し、線分の
長さについては文字の大きさＣを４等分し１　１１　３
１　３ −以下をＯｌ−〜−を１、−〜−を２．７以上を４　２
　４、　４　２ ３としてｔで示す。

第４・図に、この場合の説明を示しており、第１画はし
て１度２＝０となり第２画が１となっている。

第１画では、線はまず１（方向／θ−５、長さｔ＝３）
で、次に−（方向→θ−Ｏ，Ｚ＝ａ）となりして１画を
終了。

このＬの特徴分類を００４・とじている。

第２画では１（〜−６、ｔ−２）だけであり、同様にＣ
ｏＩＯ画特徴となる。

さらに両特徴から認識を行なう。

認識は読取専用記憶装置３０とレジスタ８１とからなり
、Ｚ＝１から２＝０に変化したときに出力するＺ座標微
分回路１２の出力信号とクロック信号ＣＫ２とのアンド
ゲート３２の出力のタイミングで読出専用記憶装置３０
から読出しレジスタ３１ヘセツトする。第３図の例では
、第１画の両特徴ＣＯ４を読出専用記憶装置３０へ入力
し読出してレジスタ３１へセットする。次に第２画の画
特徴ＣＯＩ　とレジスタ３１にセットされている第１画
で読出した内容とから、さらに読出すとＣ０４，とＣＯ
Ｉとの組合せた結果のものが読出され、これが認識結界
となる。

本発明の特徴は線分方向補正回路８８および線分長区分
補正回路３４・であって、前者はレジスタ３５と線分方
向判定回路３６とからなり、後者はレジスタ３７と線分
長判定回路３８とから構成さ１７− れている。このような構成をとる事によって例えば第５
図（ｂ）のように複数に区分されているθとｔとを修正
して文字線分の画特徴を簡単に抽出すると共に、ノイズ
を減少することによって認識の精度を向上させることが
できる。

次に両特徴の抽出と認識の手順について述べる喝−れら
は従来技術を応用して全く問題ない。すなわちＺ＝１か
ら２＝０までを１画とし、１画ごとに特徴を抽出する読
出専用記憶装置２７　とレジスタ２８とからなり、レジ
スタ２８の内容と線分方向レジスタ２０の内容と、線分
長区分回路２６から出力される内容をアドレス（番地）
として、読出専用記憶装置２７から読出して、レジスタ
２８ヘセツトするものである。線分の方向が変化したと
きに出力される方向微分回路２４　の出力信号と、タイ
ミング信号ＣＫＩとのアンドゲート２９からの出力信号
のタイミングで読出専用記憶装置（ＲＯＭ）２７から読
出して、レジスタ２８へナツトしているので、線分の方
向が変化したときに読出すことになる。さらにレジスタ
２８の内容もアドレスと１８− して読出専用記憶装置２７から読出しているのでレジス
タ２８には、線分方向の変化した状態がセットされるこ
とになる。またｚ−０のとき、レジスタ２８の内容を認
識へ送った後、レジスタ２８の内容をクリアする。

例えば、第３図に示すように数字＋＋　４．　＋＋を書
いた場合について説明する。

線分の方向を第２図の８種に区分してθで示し、線分の
長さについては文字の大きさＣを４・等分し一以下を０
、−〜−を１、主〜↓を２．１以上を１　１１ ４　２　４、　４．　２　４゜ ３としてｌで示す。

第４図に、この場合の説明を示しており、第１画はして
１度ｚ−０となり第２画が１となっている。

第１画では、線はまず】（方向〆θ−５、長さｔ−３）
で、次に−（方向→θ−０，ｔ＝８）となりして１画を
終了しこのＬの特徴分類をＣＯ４，とじている。

第２画ではｌ（θ−６、ｔ−２）だけであり、同様にＣ
ＯＩの画特徴となる。

さらに両特徴から認識を行なう。

認識は読出専用記憶装置３０とレジスタ３１とからなり
、Ｚ＝１から２＝０に変化したときに出力するＺ座標微
分回路１２の出力信号とクロック信号ＣＫ２とのアンド
ゲート８２の出力のタイミングで読出専用記憶装置３０
から読出しレジスタ３１へセットする。第３図の例では
、第１画の両特徴ＣＯ４・を読出専用記憶装置３０へ入
力し読出してレジスタ３１ヘセツトする。次に第２画の
画特徴ＣＯＩとレジスタ８１にセットされている第１画
で読出した内容とから、さらに読出すとＣ０４，とＣＯ
Ｉとの組合せた結果のものが読出され、これが認識結果
となる。

■効果 タブレット上で文字を書きオンライン文字を認識する文
字認識において、手のブレなどによりペンが上下左右に
動くので、従来特徴描出が非常に大変であったが、本発
明の補正手段により簡単に正確に特徴描出が可能となり
、安価で高性能な文字認識装置を実施することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の文字認識装置の構成を示すブロック図で
ある。第２図は線分の方向区分を示す図である。第３図
はタブレット上の記された文字を例示する図である。第
４・図（ａ）は第１両、（１））は第２画における画特
徴抽出の説明図、第５図は従来の問題点を示す図である
。第６図は本発明の線分方向補正回路及び線分長区分補
正回路の構成を示す図発明の文字認識装置の実施例を示
す図である。 １、　タブレット ２、用　紙 ３、　スタイラスペン ４、　座標読取回路 ５、　文字区切り検出回路 ６、　文字座標メモリ ７、Ｘ、Ｙ最大・最小検出回路 ８、　文字の大きさ演算回路 ９、正規化回路 １０、ｚ座標レジスタ（１） ２１− １１．２座標レジスタ（１−１，） １２、　２座標機分回路 １３、Ｘ座標レジスタ（１） １４、、Ｘ座標レジスタ（ｔ　−１） １５、Ｘ座標差分回路 １６、Ｙ座標レジスタ（１） １７、Ｙ座標レジスタ（ｔ−１） １８、Ｙ座標差分回路 １９、線分方向検出回路 ２０、線分方向レジスタ ２１、線分長検出回路 ２２、比較回路 ２３、距離加算回路 ２４、方向微分回路 ２５、相対位置検出回路 ２６、線分長区分回路 ２７、画特徴記憶回路 ２８、　し　ジ　ス　タ ２９、アンドゲート ３０、読出専用記憶装置 ２２− ３１、　し　ジ　ス　タ ロ２．アンドゲート ３３、線分方向補正回路 ３４、線分長補正回路 ３５、　し　ジ　ス　タ ８６、線分方向判定回路 ８７、　し　ジ　ス　タ ３８、線分長判定回路 ３９、線分長加算回路 ２３− ５２７一 才 才 （の ７図 ８図 ５３０− ２ ／１ 一伽一〇 ＼Ｆ ′Ｅ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ペンのＸＹｚ座標を一定時間隔で取込み、ＸＹ座
   標から線分の方向及び長さを検出してそれぞれ複数に区
   分し、線分の方向及び長さの区分の生起順序から特徴を
   描出し、認識する文字認識装置において線分の方向区分
   の前後から、複数の線分の方向区分を代表する１個の線
   分の方向区分に補正する手段と、前記複数の線分の方向
   区分に対応する線分の長さを加算する手段を備えたこと
   を特徴とする文字認識装置。