JPS6177988A - 文字の局所方向特徴抽出装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は文字認識のための文字パターンの特徴抽出装置
に関する。

［従来技術］ 手書き漢字等の文字パターンの認識を機械で行なう時１
文字パターンから、いくつかの特徴を抽出し、それらを
用いて文字を判別することが行なわれている。そこで用
いられる特徴には種々のものがあるが、特開昭５８−２
０１１８４号公報では１文字パターンを構成する画素の
うち連結した２画素より成る連結素の分布パターンを（
ルック方角と呼ばれる）種々の方向に投影したものを１
つの特徴として用いている。

以下、この特徴について、第２図を参照しながら、説明
する。連結素には４つの方向のものが存／Ｉするが、δ
々第２図に示すように＃１〜＃４の番号が付けられてい
る。連結素のうち２つの区画にまたがるものは、一方の
画素（第２図の連結素番号の定義で、丸印を付けたもの
（り）の所属する区画に属するものとする。第２図の例
では４５゜きざみの４つのルック方角、Ｏ’　、４５”
　、９００及び１３５°が想定され、各ルック方角毎に
３つの区画１〜３が設けられている。連結素は連結素方
向、ルック方角及び区画毎に計数される。従ってこの場
合の特徴の次元数は４（ルック方角）×４　（連結素）
Ｘ３（区画）＝４８次元とな−る。

第２図には、ルック方角毎の連結素の計数値の例が示さ
れている。これらの計数値には、ルック方角及び連結素
方向に依存した重みが与えられる。

この重みは例えば表１のようなものである。

週−−１ この重みを第２図の連結素の計数値に乗すると。

その図形（文字パターン）の特徴として表２に示す４８
次元のデータが得られる。これが、本発明の装置によっ
て抽出される特徴の一例である。

ｋ−一点 以上の説明では、対象図形の大きさ、区画の大きさ、ル
ック方角のきざみ及び重みに特定のものを用いたが、こ
の特徴はそれに限定されるものではない。

［発明が解決しようとする問題点コ 従来、上記特徴を求めるに当って１図形情報をコンピュ
ータ・メモリ上に展開し、ソフトウェアによって投影及
び走査を行ないながら連結素を計数し、更に重みを乗算
していたために低速であった。

ｃ問題点を解決するため９手段］ 本発明は。２次元的図形（文字パターン）情報を１度だ
け走査し、その出力を並列に処理して上記特徴を一挙に
抽出することによって、非常に高速に特徴抽出を行なう
ハードウェア装置を提供する１本発明の装置は、文字パ
ターンを走査してデータ・ビット列を発生する回路と、
連結素を検出する回路と、連結素の属する区画を判定す
る区画エンコーダと、連結素を連結素方向、ルック方角
及び区画毎に所定の重みを付けて計数する。Ｉ［数の並
列に動作する特徴抽出回路とを有する。

［実施例コ 以下の実施例の説明について、以下の事項を前提とする
。

（１）座標系 座標系は第３ａ図に示すような横方向をＸ。

縦方向をＹとする。その正方向はそれぞれ右。

下とする。

（２）　　データを与える順序 データを与える順序は第３ｂ図に示すようにＸが先に変
化するように設定する０図形をｎ×ｎとすれば、 （Ｘ、Ｙ）＝（１，１）、（２，１）、（３，１）、”
・、（ｎ、ｌ）。

（１，２）、（２，２）、（３，２）、・−、（ｎ、２
）。

（１＋ｎＬ・・・・・・・ｒ　（ｎ、ｎ）の順序となる
。

（３）　　白、黒の論理値 特に断わらない限り白をＩＩ　Ｑ　１１、黒をＩＩ　Ｉ
　１１とする。

第１図は本発明によって実施される特徴抽出装置のブロ
ックダイアグラムである。２次元の図形情報は直列化回
路１１に供給され、予め決められた順序で１次元のデー
タに変換され、方向検出回路１３に送出される。方向検
出回路１３によって検出された連結素方向は複数個の特
徴抽出回路１４〜１４−に伝達される。特徴抽出回路１
４〜１４′″はそれぞれ重みエンコーダ１５．特徴計算
回路１６及び記憶回路１７から構成されている。重みエ
ンコーダ１５はルック方角と連結素方向に対応して重み
を与えるための回路であり、例えば、表１に示されるよ
うな値にエンコードする。特徴計算回路１６はルック方
角と連結素方向及びその連結素方向の属する区画によっ
て決定される記憶回路アドレスから読み出されたデータ
と重みエンコーダ１５から出力された値を加算し、その
結果を記憶回路１７に書き込む。

各特徴抽出回路１４〜１４〜は、ルック方角毎に設けて
も、連結素方向毎に設けても、またルック方角と連結素
方向の各組み合せ毎に設けてもよいが、以下の説明では
ルック方角毎に特徴抽出回路が与えられているものとす
る。

その場合、記憶回路１７のアドレスは第４ａ図に示され
るように、区画エンコーダ１８によってＸ、Ｙ座標から
ルック方角毎にその座標の属する区画番号として出力さ
れるデータと、その画素における連結素方向を示す方向
エンコーダからのデータ（後述）から構成されている。

従って記憶回路１７のデータは第４ｂ図に示すようにな
る。

連結素方向計数回路１９は方向検出回路１３によって検
出された連結素をデータの直列化の速度に同期してその
方向毎に計数する。タイミング制御回路１２はクロック
を基にＸＹ座標の発生及び他の機能回路にタイミング信
号を供給する。

以下に各機能回路の動作を説明する。

直列化回路１１は並列ロード機能のあるシフトレジスタ
でタイミング制御回路１２からの制御信号によってシフ
ト／ロードを行う、第５図は方向検出回路１３のブロッ
ク図である。方向検出回路はシフトレジスタ２１と検出
ロジック２２から成る。シフトレジスタは特徴を抽出す
るべき画像のＸ方向の画素数をｎとすれば１．２．３．
ｎ＋１及びｎ＋２段目からタップの取り出せるｎ＋２段
以上の段数を有するシフトレジスタである。タップから
取り出された情報は検出ロジック２２によって各方向の
検出信号として方向別特徴抽出回路１４に供給される。

方向別特徴抽出回路１４は重みエンコーダＩＳ、特徴計
算回路１６、記憶回路１７から構成される。

第６図はルック方向別特徴抽出回路のブロック図である
６本回路は１系統について第２図に示される１つのルッ
ク方角についての特徴を取り出すことが可能である０回
路１３によって検出された連結素方向信号は同時に複数
個発生する可能性があるために制御ゲート３１によって
連結素方向毎に順序をつけて取り出される。選択された
連結素方向信号はルック方角及び連結方向によって決め
られた重みを付加するために重みエンコーダ３２に与え
られる。制御ゲート３１によって選択された連結素方向
がその時点で存在しない時には重みエンコーダ３２はＯ
を出力する。

制御ゲート３１及び重みエンコーダ３２の動作と同時に
現在検出中のＸ、Ｙ座標をもとに、区画エンコーダ１８
と呼ばれる回路が、特徴を保持している記憶回路３７の
アドレスを生成する。これによって読み出された特徴デ
ータはタイミング制御回路１２によって発生されたラッ
チ信号によって保持回路に保持される。

重みエンコーダ３２と保持ｌ路３４に正しいデ−タが設
定されると、加算器３５は双方からのデータを加算する
。加算結果はあふれ制御回路３６に与えられる。あふれ
制御回路３６は加算結果が桁あふれを起すとそのデータ
幅で表現可能な最大値が出力され、それ以外の時は入力
した値そのものを出力する。あふれ制御回路３６の出力
は更新された特徴値として読み出したアドレスと同一の
アドレスに書き戻される０桁あふれを発生した場合には
それ以降Ｏ以外のデータを重み付きの特徴量として加算
する限り毎回術あふれに発生し、記憶回路３７には常に
最大値が設定されるようになる。

この動作を制御ゲート３１が連結素方向を選択する度に
くり返して特徴抽出を進める。例えばルック方角きざみ
を４５°とした場合には連結素方向は４方向であるため
、１つのＸ、Ｙ座標に対して上記の動作は４回くり返さ
れる。このときの特徴データは４ａ類あるので記憶回路
３７のアドレスを１座標について４個発生させるために
方向エンコーダ３３が設けられている。この方向エンコ
ーダは制御ゲートが連結素方向を選択する毎に更新され
る。

第７図に示す区画エンコーダ１８は一種のデータ変換器
である。その動作は、ＸＹ座標を入力し。

その座標が各ルック方角の区画のどの位置に属するかを
ルック方角毎に出力する。

下記の表３は、第２図の例における区画エンコーダのエ
ンコード例である。

本特徴抽出回路において、（１）ルック方角、（２）連
結素方向、（３）区画数はそれぞれ（１）タイミング制
御回路１２、記憶回路３７及び方向エンコーダ３３、（
２）タイミング制御回路１２及び方向検出回路１３、（
３）タイミング制御回路１２及び区画エンコーダ３３登
変更することにより自由に設定可能である。いま ルック方角　　Ｑ　（方向） 連結素方向　　Ｃ（方向） 区画数　　　　Ｐ（区画） とすると、本特徴抽出回路によってＱＸｃＸｐ次元の特
徴が抽出できる。特徴抽出時間は、各ルック方角に対し
連結素方向毎に４回の特徴抽出サイクルがあるが、その
サイクルは１ビツトのシフト時間内に完了するために画
素数をｎ、１ビツトのシフト時間をしとすればｎＸｔ時
間程度である。

以上、ルック方角毎に特徴抽出回路を設けた実施例につ
いて説明したきたが、別の実施例として連結素方向毎に
特徴抽出回路を設けたものを説明する。

この実施例では特徴抽出回路の構成が若干具なり、各エ
ンコーダのエンコード方法も異なるが、他の回路の構成
は上記の実施例と同様である。第８図は、その特徴抽出
回路の構成を示している。

本回路は１系統につき１連結素方向についての特徴が取
り出される１回路１３によって検出された方向信号は重
みエンコーダ９２の抑止入力に供給される。これによっ
て連結方向が検出されなかった時はその出力は０にセッ
トされる。連結素が検出された場合には、各ルック方角
毎に特徴を取り出すために方向エンコーダ９１において
制御信号によってルック方角をエンコードし、記憶回路
９６の記憶回路アドレス（２）を生成する。記憶回路ア
ドレス（１）は第６図での説明と同様にして得られる。

記憶回路アドレス（２）は更に重みエンコーダ９２に供
給される１重みエンコーダはルック方向別の連結素方向
に対応した重みの値をエンコードし、加算器９４に供給
する。加算器９４は、記憶回路９６から読み出されて保
持回路９３に設定されているデータと重みエンコーダ９
２の出力とを加算し、結果をあふれ制御回路９５に与え
る。

あふれ制御回路９５の動作は第６図の場合と同様である
。

第９図はこの実施例の記憶回路９６におけるデータの配
列を示すものである。各区画毎に、４つのルック方角の
データが記憶されている。

［発明の効果コ 以上から明らかなように、本発明による特徴抽出回路に
おいてはデータが１次元のビット列で与えられるにもか
かわらず、ルック方角と呼ぶいくつかの投影方向から見
た連結素の方向及び位置毎の量を重み付きで一度に取り
出すことが可能であり、非常に効率が向上する。また、
入力図形をビット直列に与えるため、シフトレジスタに
よる細線化方式を用いる文字認識システムのような構成
においては細線化と特徴抽出のパイプライン処理を行う
ことが可能であり、更に高速に特徴抽出を行うことがで
きる。

また実施例におけるようにあふれ制御回路を用いれば、
加算結果が桁あふれを発生した場合に最大値が設定され
るため、本回路がない場合にモジューロがとられること
に比較して特徴値が極端に変動することが防止される。

また区画エンコーダをＲＯＭ等の記憶装置で構成すると
、アルゴリズムに従ってメモリ・アドレスを生成する場
合と比べて、アドレス生成が大幅に筒素化され、速度が
向上し、また修正も容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴抽出装置の実施例の概略図、第２
図は°本発明の装置によって抽出される特徴の一例を説
明する図、第３ａ図は矩形走査領域に関する座標軸を示
す図、第３ｂ図は矩形走査領域を走査する順序を示す図
、第４ａ図は第１図の記憶回路１７のアドレス構成の一
例を示す図、第４ｂ図は記憶回路１７の内容の一例を示
す図、第５図は第１図の方向検出回路１３の構成を示す
図。 第６図は第１図の特徴抽出回路１４の構成を示す図、第
７図は第１図の区画エンコーダ１８を示す図、第８図は
別の実施例の特徴抽出回路の構成を示す図、第９図は第
８図の実施例の記憶回路９６の内容を示す図である。 出願人　　インターナシミナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　岡　　１）　次　　生（外１名） ψ Ｙ 第３ａ図 第３ｂ図 第４ｂ図 第７図 第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）細線化された文字パターン中の連結した２要素よ
   り成る連結素の方向別の数を各ルック方角に平行な区画
   毎に計数して文字の局所方向特徴を抽出する装置であつ
   て、上記文字パターンを走査して１次元的なデータ・ビ
   ット列を発生する回路と、上記データ・ビット列を受け
   取つて連結素方向を検出する回路と、現在処理されてい
   る文字パターンの要素が上記区画のどれに属するかを判
   定する区画エンコーダと、上記方向検出回路の出力及び
   上記区画エンコーダの出力を受け取り上記ルック方角及
   び上記連結素の方向に依存した重みを付けて上記連結素
   を上記連結素方向、上記ルック方角、及び上記区画毎に
   計数する複数個の回路とを有する、文字の局所方向特徴
   抽出装置。
2. （２）上記方向検出回路が、上記データ・ビット列を受
   け取るシフトレジスタと、上記シフトレジスタの、各連
   結素に対応するステージの出力に接続された論理回路と
   より成る特許請求の範囲第（１）項記載の装置。
3. （３）上記区画エンコーダが、上記現在処理されている
   文字パターンの要素の座標値及び上記ルック方角毎に、
   上記要素の属する区画を示す値を保持する記憶装置より
   成る特許請求の範囲第（１）項記載の装置。