JPS6315636B2

JPS6315636B2 -

Info

Publication number: JPS6315636B2
Application number: JP54164239A
Authority: JP
Inventors: Sueji Myahara; Kazuaki Komori
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1979-12-18
Filing date: 1979-12-18
Publication date: 1988-04-05
Also published as: JPS5687169A

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持つ漢字等のパタンから、例
えば文字ストロークの黒白境界部の凹凸に起因す
る非所望なノイズを除去するなどによつて、識別
に有効な特徴を安定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１個を含むパタン領域の各点
から予め定められた方向をみたときに見つかる位
相幾何的特徴を方向情報を保存して、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号があり、
この方式の黒点に関する符号化手段を示すものと
して、特願昭51―121792号がある。第１図はこれ
らの方式の原理を示すもので、文字部分（（黒）
１０を含むパタン領域１１において、任意の各点
から上下左右の４方向に走査線を出し（右「１」、
上「２」、左「３」、下「４」）、各方向に黒点（文
字線）が存在するか否かを調べる。各点に対応し
て５ビツトの特徴ベクトル１２が用意され上記存
在状況に応じて各ビツトに１あるいは０を特徴ベ
クトル１２の所定の位置にセツトする。すなわ
ち、黒点に対しては第１図ａにおいてビツト位置
２０に「１」をセツトするとともに、内部点５は
ビツト位置２１に、垂直点６はビツト位置２２
に、水平点７はビツト位置２３に、斜め点８はビ
ツト位置２４に夫々「１」をセツトしその他のビ
ツト位置には「０」をセツトする。ここで内部点
５とは当該黒点の上下左右の４方向の隣接点がす
べて黒点の場合、垂直点６とは左右方向のみの隣
接点に白点が存在するもの、水平点７とは上下方
向のみの隣接点に白点が存在するもの、斜め点８
とは上下および左右方向の隣接点に白点が存在す
るものを指している。以上の処理によつてパタン
領域１１の文字部分１０の全ての黒点は内部点、
垂直点、水平点、斜め点のいずれかの特徴ベクト
ルが形成される。本例における特徴ベクトル１２
の内容は内部点５の内容を示している。一方、白
点に対しては走査方向に黒点が存在すれば「１」、
存在しなければ「０」を特徴ベクトル１２の所定
の位置にセツトする。たとえば第１図ｂにおい
て、白点９が第１図ｂの位置にあるとき、この点
の特徴ベクトル１２は白点であることを示すビツ
ト位置２０が「０」、右方向走査線１に対応する
ビツト位置２１が「０」、上方向走査線２に対応
するビツト位置２２が「１」、左方向走査線３に
対応するビツト位置２３が「１」、下方向走査線
４に対応するビツト位置２４が「１」で表わされ
る。

このような処理によりパタンの白点領域は、各
白点が如何なる特徴ベクトルを持つかに従つて、
いくつかに分割される。本例では第１図ｃに示す
ように、文字部分１０の閉じ状況に応じて３１，
３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８の示
す特徴ベクトルが抽出される。例えば、ベクトル
３１は右方向１および下方向４のみに文字部分が
あること、ベクトル３２は左方向３および下方向
４のみに文字部分があること、ベクトル３３は左
方向３のみに空きがあること等を図的に表わして
いる。

次に、パタン領域１１の各点に形成された位相
幾何的特徴、すなわち、特徴ベクトル１２を基に
高次特徴を形成する。このため、各黒点について
は、自分自身の特徴ベクトルの外に各方向に走査
線を出したときに初めて出合う白点の特徴ベクト
ルを方向情報を保存して追加する。点５が本例の
位置にあるときは、その高次特徴は図示特徴５０
のようになる。また、各白点については自分自身
の特徴ベクトルの外に各方向に走査線を出したと
きに文字部分１０を越えて初めて出合う白点の特
徴ベクトルを方向情報を保存して追加する。白点
９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９０のようになる。なお特徴
９０において小さな丸９１は右方向１に文字部分
がないことを示す。

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
ゴリ毎に予め定めて用意されている高次特徴のリ
ストとを比較して行う。

このような従来の特徴抽出方式は、黒点につい
ては各黒点の隣接点のみに注目しているため、局
所的な特徴のみが抽出されることになり、文字部
分の安定した特徴が抽出できないこと、また、文
字線の交差あるいは分岐の状態を示す黒点を検出
できないことなどの問題点を含んでいる。たとえ
ば第２図図示左上の漢字“上”についての拡大図
が示すように比較的水平な直線であつても、文字
線縁の凹凸の状態により、斜め点を示す黒点の特
徴コード８が多数出現し、特徴コードのみの判定
では斜めの文字線が存在することになり、視覚的
に得られる位相幾何的特徴とは異なつた特徴表現
になつてしまうという問題があつた。この結果、
漢字等のカテゴリ数の多い文字や類似文字を従来
の方式で識別することは必らずしも十分ではなか
つた。

本発明は、これらの欠点を除去するため、パタ
ン領域内の文字部分を示す各点から予め定められ
た方向に走査線を出し、その方向別の黒点の連続
数から各点の方向別距離を算出し、次に、相対方
向の黒点の連続数から各点の傾斜別距離を算出
し、この両距離を予め定められた標準値と比較す
ることにより文字部分の安定した傾斜情報を決定
することを特徴とするもので、その目的は文字パ
タンの位相幾何的特徴を安定にしかも精度よく抽
出することにある。

第３図は本発明の実施例構成を示す。図中１０
０は走査部、２００はパタンメモリ部、３００は
黒点１次特徴抽出部、３１０は方向別距離算出
部、３２０は傾斜成分決定部、４００は特徴集積
処理部、５００は識別部、６００は制御部、７０
０は出力端子である。

これを動作するには、制御部６００の指令によ
り走査部１００が紙面を走査し、用紙上の１文字
を含む領域（パタン領域１１、第１図）の２値信
号（黒および白）が、パタンメモリ部２００のパ
タンメモリ２１０の所定のアドレスに１点１語と
して順次格納される。パタン領域１１内の信号が
パタンメモリ２１０に格納され終るとパタンメモ
リ部２００は、制御部６００の指令を受け、パタ
ンメモリ２１０の内部を第４図に示す方向の定義
に従つて８方向にラスタ走査し（右方向５１、右
上45゜方向５２、上方向５３、左上45゜方向５４、
左方向５５、左下45゜方向５６、下方向５７、右
下45゜方向５８）、順次、黒白の情報を黒点１次特
徴抽出部３００の方向別距離算出部３１０に転送
する。方向別距離算出部３１０はパタンメモリか
ら転送されてくる各１点毎に対応した信号が黒を
表わす信号かあるいは白を表わす信号かを判断し
て黒点が連続する場合にその数を計数し、この情
報を１語の所定の位置に格納して（第７図参照）
パタンメモリ２１０へ転送する。方向別距離算出
部３１０からパタンメモリ部２００へ送られるデ
ータは方向別距離算出部３１０に読み出したとき
と同じパタンメモリ２１０のアドレスの所定の位
置に格納される。

方向別の距離が算出し終るとパタンメモリ部２
００は制御部６００の指令を受け、パタンメモリ
２１０全面を、例えば右方向５１にラスタ走査
し、先に生成された方向別距離を順次傾斜成分決
定部３２０へ転送する。傾斜成分決定部３２０で
は方向別距離を用いて第５図で示される傾斜の定
義に従つて８方向の距離から４傾斜（水平６１、
右斜め６２、垂直６３、左斜め６４）の傾斜別距
離を算出するとともに、方向別距離と傾斜別距離
とを用いて傾斜成分を決定し、傾斜を示す符号を
１語の所定の位置に格納してパタンメモリ部２０
０に転送する。傾斜成分決定部３２０からパタン
メモリ部２００へ送られるデータは傾斜成分決定
部３２０に読みだしたときと同じパタンメモリ２
１０のアドレスの所定の位置に格納される。（第
７図参照）。このようにして黒点一次特徴抽出が
終了するとパタンメモリ部２００のパタンメモリ
２１０に形成された特徴を特徴集積処理部４００
に転送し、高次特徴を形成した後その高次特徴を
パタンメモリ部２００から読み出したときと同じ
パタンメモリ２１０のアドレスの所定の位置に格
納する。なお、特徴集積処理部４００の処理につ
いては特願昭51―85708号に明確に記されている
のでここでは詳述しない。特徴集積処理部４００
を使つた一連の動作が終了するとパタンメモリ２
１０の内容は識別部５００に順次転送される。識
別部５００ではパタンメモリ２１０中の各語につ
いてコードの一致するものが存在するか否か、あ
るいはコードが一致するものの個数を数え、この
情報をもとに入力文字が何であつたかを決定し、
その結果を出力端子７００に出力する。

第６図はパタンメモリ部２００の一実施例ブロ
ツク図を示す。この部分の動作の目的は、一連の
メモリアドレスを発生させ、黒点１次特徴抽出部
３００および特徴集積処理部４００との間のデー
タの授受を行うことである。パタンメモリ２１０
の語数はパタン領域１１の大きさに対応したもの
が用意される。走査部１００からの入力信号１０
１が入力し終ると、アドレス発生回路２２０は制
御部６００の制御のもとに、所望の方向のラスタ
走査のタイミング信号２０１を順次パタンメモリ
２１０に送る。パタンメモリ２１０はラスタ走査
のタイミング信号に従つてパタンメモリの内容を
順次各処理部へと転送する。３１１および３１３
は方向別距離算出部３１０との送受信号、３２１
および３２３は傾斜成分決定部３２０との送受信
部、４０１および４０３は特徴集積処理部４００
との送受信号、５０１は識別部５００への転送信
号を示す。

第７図は、パタンメモリ２１０の１語の構成の
一実施例を示す。１語２５０はパタン領域１１の
各点に対して用意され、ビツト位置２５１は黒白
情報部であつて点が黒のとき「１」、白のとき
「０」とされるもの、ビツト位置２５２は右方向
５１の黒点の連続数を格納する領域を示してお
り、ビツト位置２５３は左方向５５，２５４は下
方向５７，２５５は上方向５３，２５６は右下
45゜方向５８，２５７は左上45゜方向５４，２５８
は左下45゜方向５６，２５９は右上方向５２の黒
点の連続数を格納する領域を示している。また、
ビツト位置２６０は水平傾斜（Ｈ）６１の状態を
示すもので、このうちの２６１は右方向５１の連
続数がある標準値より大きくかつ右方向５１と左
方向５５との連続数の和がある標準値より大きい
という条件を満たすとき「１」、条件を満たさな
いとき「０」、また２６２は左方向５５の連続数
がある標準値より大きくかつ右方向５１と左方向
５５との連続数の和がある標準値より大きいとい
う条件を満たすとき「１」、条件を満たさないと
き「０」とされるものである。同様にビツト位置
２６３は垂直傾斜（Ｖ）６３，２６４は左45゜傾
斜（Ｌ）６４，２５５は右45゜傾斜（Ｒ）６２の
状態を示すものである。したがつて各語は、注目
する黒点の傾斜とその点が文字線の端点付近にあ
るか、または中心付近にあるかを表現する形とな
つており、後の識別処理を精度よく行うことが可
能となる。

第８図は、方向別距離算出部３１０の一実施例
をブロツク図で示したものである。パタンメモリ
２１０から転送される入力信号３１１は入力バツ
フア３１４に格納されるとともに、そのデータが
黒点であれば黒点計数回路３１５のカウンタに１
が加えられ、入力信号３１１が白点であればノツ
ト回路３１６を通して黒点計数回路３１５のカウ
ンタをクリヤーする。イニシヤルセツト回路３１
８は方向別のラスタ走査が開始されるに先立つて
制御部６００から指令を受けたときに黒点計数回
路３１５をクリヤーする。黒点計数回路３１５の
内容は、各メツシユごとに出力バツフア３１７に
送られ、出力バツフア３１７の内容は、パタンメ
モリ部２００へ出力信号３１３として転送され
る。

第９図は傾斜成分決定部３２０の一実施例を示
すブロツク図である。パタンメモリ部２００から
転送される入力信号３２１はパタンメモリ２１０
の１語を形成する方向別距離で、入力バツフア(1)
３３１と入力バツフア(2)３３２とには相対方向
（例えば方向５１と５５との方向）の方向別距離
がセツトされる。傾斜成分決定の処理は両入力バ
ツフアのデータx₁，x₂と、それらの和を求めるた
めに加算回路３３を通して求めた値x₃とを符号化
回路３３４により、定数部３２２に保持してい
る。予め定められた標準値x〓，x〓と比較し、次の
条件を満たすか否かによつて２ビツトから成る出
力バツフア３３５のそれぞれのビツトに「１」、
あるいは「０」をセツトし、出力信号３２３とし
てパタンメモリ部２００へ転送する。すなわち出
力バツフア３３５の上位ビツトはx₁≧x〓でかつx₃
≧x〓のとき「１」、それ以外は「０」をセツトし、
下位ビツトはx₂≧x〓でかつx₃≧x〓のとき「１」、
それ以外の時は「０」をセツトする。このような
傾斜成分決定の処理によつて、各点が安定な直線
部分であるか否か、あるいは端点部分であるか否
かを知ることができる。以上のような黒点１次特
徴抽出処理が終了したときのパタンメモリ２１０
の各語から各点の文字線上での存在位置や分岐の
状態を知ることができる。

この特徴抽出方式を用いれば、従来識別が困難
であつた文字を識別することができる。たとえ
ば、第１０図ａに示す漢字については破線で囲つ
た部分にその漢字に特有な特徴（第１０図ｂに示
す特徴）５０１，５０２が出現しこの特徴を利用
することにより正確に２つの漢字を識別すること
ができる。第１０図ｂは漢字「特」と「技」の徴
の差を表わしたもので漢字「枝」には文字線部分
に垂直線分から左斜め下方向と右斜め下方向に文
字線が伸びていることを示す特徴（H₀₀，V₁₁，
L₁₀，R₁₀）が出現し、漢字「板」には文字線部分
に垂直線分と右斜め線分とが交差することを示す
特徴（H₀₀，V₁₁，L₀₀，R₁₁）が出現することを
示したものである。

第１１図は第２図のパタンに本手法を適用した
例を示す。本例では第９図定数部３２２の標準値
はx_a＝５、x〓＝10として傾斜成分を決めている。
図中の記号は第１０図ｂに示した文字線の状態を
示す記号（特徴コード）であり、パタン上には〓
形の３分岐点“〓”や水平領斜“←→”水平領域の
右端点“←”を示す特徴が安定に抽出されている
ことが分かる。なおこの図で記号の入つていない
メツシユ点は黒点が存在する傾斜成分として意味
を持たない点であることを示している。

このように本発明による特徴抽出はパタン領域
の文字線部分の状態を安定にしかも精度よく表現
できるため、漢字等の多字種を読取るのに適して
いる。

なお本手法は黒点の特徴抽出について述べてき
たが同じ方法で白点の特徴をも記述することがで
きることは容易に類推できる。

以上説明したように、本発明によれば、パタン
領域をラスタ走査する処理のみで特徴抽出が行
え、特徴を形成するパタン領域内の各点がパタン
の構造を安定にしかも精度よく表現することから
この後につづく識別処理を容易にすることができ
る。このため漢字等の多字種を精度よく識別する
文字読取装置を実現できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の文字読取方法を概念的に説明す
る説明図、第２図は従来の文字読取方法の問題点
を説明する説明図、第３図は本発明方式の一実施
例、第４図は方向の定義の説明図、第５図は傾斜
の定義の説明図、第６図はパタンメモリ部の一実
施例ブロツク図、第７図は第６図のパタンメモリ
の語構成を示す説明図、第８図は第３図の方向別
距離を算出する回路の一実施例ブロツク図、第９
図は第３図の傾斜成分を決定する回路の一実施例
ブロツク図、第１０図は本発明によつて識別が容
易になつたパタン例の説明図、第１１図は第２図
で示した従来の方法と本発明との差異を説明する
説明図である。図中、１００は走査部、２００はパタンメモリ
部、２１０はパタンメモリ、２２０はアドレス発
生回路、２５０はパタンメモリの１語、３００は
黒点１次特徴抽出部、３１０は方向別距離算出
部、３２０は傾斜成分決定部、４００は特徴集積
処理部、５００は識別部、６００は制御部、７０
０は出力端子を表わす。

Claims

【特許請求の範囲】

１黒、白の２値パタンを含むパタン領域の各点
から予め定められた方向を見たときに見つかる位
相幾何的特徴をして方向情報を保存して各点に集
積し、この結果得られる高次特徴を用いて入力パ
タンを識別する文字読取方式において、上記位相
幾何的特徴を抽出する位相幾何的特徴抽出部は、
各点から該予め定められた方向に走査線を出して
当該点が黒点ならば初めて白点または該パタン領
域の外枠に達するまでの黒点の方向別の連続数に
よつて方向別距離を求める方向別距離算出手段
と、該方向別距離を相対方向ごとに加算して各点
を含む文字線の傾斜別の長さを算出し、その結果
と前もつて定められた標準値とを比較することに
よつて符号化する傾斜成分決定手段とを有するこ
とを特徴とする特徴抽出処理方式。