JPS63307593A - 連続文字認識装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、人力された文字の筆跡に基づき１個以上連続
して書かれた文字を認識する手段に関する。

〔概要〕

本発明は、連続して筆記された文字列を孤立文字パター
ンと文字間ストロークパターンの合成パターンに基づき
認識する手段において、文字列を複数の部分文字列に分
割することにより、 認識に伴う演算量を低減することができるようにしだも
°のである。

、　　〔従来の技術〕 連続して書かれた文字列中から使用者が１文字の終わり
を指示することなしにその文字列を認識する従来例装置
には、例えば、「特願昭６１−０５３３９７号」　（以
下、文献（１）という。）記載の連続文字認識装置があ
った。以下、この装置を例にとって従来の連続文字認識
装置を説明する。

この装置では切れ目なく書かれた文字をも含む連続して
書かれた文字を入力パターンとし、このパターンとあら
かじめ認識装置内に保持されている標準パターンとをパ
ターンマツチングして文字を３忍識する。このようなパ
ターンマツチングで１文字ずつ独立して筆記された孤立
文字を認識する方法としては、例えば電子通信学会技術
研究報告ＰＲＬ８３−２９　（１９８３年８月２７日）
の１ページから８ページに「スタックＤＰマツチングに
よるオンライン手書き文字認識」と題して発表された論
文（以下、文献（２）という。）に示されている方式が
ある。

この方式では、まず人力された文字は、文字を構成する
線分の方向角の時系列パターンＡ＝（ａｉ１１≦ｉ≦■
）に変換される。ここで、ａｉは方向角、■は線分数を
表す。この時系列パターンを入力パターンＡとする。標
準パターンは、入力パターンと同様の方向角の時系列パ
ターンとしてあらかじめ認識装置内に保持されている。

これは、標準パターンＢｋ　＝　（ｂｊ　ｌ　１≦Ｊ≦
Ｊｋ）と表される。

ここで、ｋ（１≦に≦Ｋ）は標準パターン間距離Ｌｂｊ
は方向角、Ｊｋはカテゴ’Ｊｋの標準パターンの線分数
を表す。入力パターンＡのｉ番目のデータと標準パター
ンＢｋのｊ番目のデータとの間の距離を方向角ａ１とｂ
Ｊの間のなす角度で定義する。

この距離をｄ　（ｉ、ｊ）とする。入力パターンＡと標
準パターンＢｋのパターン間距離Ｄｋは、この距離ｄ　
（ｉ、　　ｊ）を時間軸方向に累積した値が最小となる
ように、入力パターンＡと標準パターンＢｋを時間軸に
ついて整合させたときの距離ｄ（ｉ、　　ｊ）の累積値
とする。この時間軸についての整合は文献（２）に述べ
られているＤＰマツチング法により以下のように行われ
る。

入力パターンＡの各時刻ｌに対する漸化式を１≦Ｊ≦Ｊ
ｋの間で解くことによって時刻ｉまでの最小累積距離を
求めることができる。ここで、ｇ　（ｉ、　　ｊ）はカ
テゴリに１時刻ｌＳ　Ｊにおける漸化式値を表す。ただ
し、初期値としてｇ　（０，０）＝０、ｇ　（０、Ｊ）
＝■（１≦」≦Ｊｋ）とする。

（１）式の漸化式演算を入力パターンの時刻ｉ　　（１
≦ｉ≦１）まで行うことによってパターン間距離Ｄｋが Ｄｋ　＝ｇ　（Ｉ、　　Ｊｋ）　　　　　　　　　　　
　（２）のように求まる。このようにして求められたパ
ターン間距離Ｄｋが最小となるカテゴＩＪ　ｌ＜を認識
結果とする。

以上の孤立文字の認識を連続文字の認識へ拡張するには
、孤立文字を連結した連続文字の標準パターンを用い、
連続文字の入力パターンとパターンマツチングを行えば
良い。標準パターンとしては、一文字の書き始めから書
き終わりまでの筆跡を表す孤立文字パターンと、その孤
立文字パターンどうしの終点と始点を連結するような文
字間ストロークパターンを用いる。以下、これら文字パ
ターンの書き始めの点を始点、書き終わりの点を終点と
いう。これらの孤立文字パターンと文字間ストロークパ
ターンを交互に連結させ、連続文字の標準パターンを合
成する。このような、複数の標準パターンをあらかじめ
定められた順序に連結して効率よく認識するには特願昭
５５−８３１９９号に記載されている有限状態オートマ
トンを使用する。

このように、孤立文字パターンと文字間ストロークパタ
ーンとを交互に連結し合成した標準パターンをもとにパ
ターンマツチングを行うことによって、連続文字を認識
することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来の連続文字認識装置では、（１）式に示
す漸化式演算を各標準パターンごとに入力パターンの時
刻ｉについて行っている。そこで、人力される文字数が
増えて入力パターンの線分数Ｉが増える°と、漸化式の
演算量が増加することになる。さらに、連続文字では孤
立文字パターンと文字間ストロークパターンを組合わせ
て文字列の標準パターンを合成しているので、組合わせ
の数が増えることでさらに演算量が増加する。このよう
に、人力される文字数が増えると演算量も増加してしま
う。

また、人力される文字列の中でペンが筆記面を離れ移動
する部分（以下、ペンアップストロークという。）が文
字間に対応する可能性は高い。しかし、入力パターンと
合成した標準パターンをパターンマツチングする場合に
、必ずしもペンアップストロークと文字間ストロークが
対応するとは限らない。そこで、従来の連続文字認識装
置ではこの文字量情報に十分にいかされていない。

このように、従来の連続文字認識装置では入力文字数に
従って演算量が増加してしまい、またその認識に文字量
情報が十分にいかされていない欠点があった。

本発明はこの問題点を解決するもので、少い演算量で文
字分割精度の高い連続文字認識装置を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、筆記された文字列の筆跡を時系列の入力パタ
ーンとして読み込む入力手段と、−文°字の書き始めか
ら書き終わりまでの筆跡を表す孤立文字パターンを保持
する孤立文字パターン記憶部と、一文字の書き終わりか
ら次の文字の書き始めまでの筆跡を表す文字間ストロー
クパターンを保持する文字間ストロークパターン記憶部
と、１個以上の孤立文字パターンと０個以上の文字間ス
トロークパターンを交互に矛盾なく連結させたパターン
に基づきこの手段に与えられるパターンを認識する認識
手段とを備えた連続文字認識装置において、上記入力手
段からの入力パターンの文字ピッチ情報に基づきこの入
力パターンを複数の部分文字列に分割して上記認識手段
に与える部分文字列分割部を備えたことを特徴とする。

〔発明の原理〕

本発明では、人力された文字列を文字間の情報を用いて
、複数の部分文字列に分割し、その後従来と同様なパタ
ーンマツチングで部分文字列ごとに認識を行う。この文
字量情報とは、一つの文字列中の文字と文字との間隔（
以下、″文字ピッチという。）はほぼ等しく、また文字
と文字の間にはペンアップストロークが存在する可能性
が高いとすることである。

以下にこの人力文字列を部分文字列に分割する過程を説
明する。入力された文字列が次のようなｘｙ座標の時系
列である入力パターンＡに変換される。

Ａ＝　（（ｘｉ、ｙｉ、ｐｉ）　　ｌ　　１≦ｌ≦Ｉ　
）　　　　　−、（３）×ｌはＸ座標、ｙｌはｙ座標、
またｐｌはペンのアップ、ダウンを時刻１において表す
。ｐｌはペンがアップからダウンに変化したときにはｐ
ｉ＝１、またダウンからアップに変化したときにはｐ１
＝２、その他のときにはｐ１＝０になる。まず、入力パ
ターンＡの中から文字間となる可能性が高いペンアップ
ストローク部分を探す。すなわち、時刻ｉ＝ｍでｐｌ＝
２、かつｉ＝ｍ＋ｌでｐｉ＝１に変化したならば、この
時刻ｍからｍ＋ｌの間がペンアップストロークになる。

また、このときのペンアップストロークのＸ方向の変化
量を文字ピッチと仮定する。すなわち、Ｕ番目のペンア
ップストロークに対する文字ピッチｄ　ｘ　（ｕ）とそ
の時の時刻Ｓ　（Ｕ）は次のように表される。

ｄＸ（ｕ）＝ｘｓ、ｌ　　　ＸＩｍ　　　　　　　　　
　　　　””’（４）Ｓ（ｕ）＝ｍ　　　（１≦Ｕ≦Ｕ
）（５）次に、これらＵ個の文字量候補の中で文字ピッ
チが正のものだけを探し、負のものは除く。すなわち、 ｄ　ｘ　（ｕ）　＞　０　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（６）がｔり立つペンアップストロークのみを
残し、文字間の候補とする。また、（６）式を満たす文
字ピッチｄ　ｘ　（ｕ）と時刻ｓ　（ｕ）を更新して、
ｄ　ｘ　（ｖ）　＝　ｄ　Ｘ　（ｕ）　　　　　　　　
　　　　　　　　（７）ｓ　Ｍ　＝　ｓ　（ｕ） （１≦Ｕ≦Ｔ、Ｔ、１≦Ｖ≦Ｖ、Ｖ≦Ｕ）（８）とする
。ここで、これらのＶ個の文字ピッチの平均値Ｐａｖを
求めると、 ｔ’ａｖ＝　　　（ｈａｘ（ｖ〕）　　／Ｖ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　、、、、、（９）
となる。この文字ピッチの平均値Ｐａｖより小さな文字
ピッチｄ　Ｘ　Ｍは再び候補から除く。すなわち、ｄｘ
（ｖ）＞Ｐａｙ　　　　　　　　　　　　　　　−α１
を満たすペンアップストロークのみを文字間の候補とす
る。また、αＣ式を満たす文字ピッチｄ　ｘ　（ｖ）と
時刻ｓ　（ｖ）を更新して、 ｄ　ｘ　Ｈ＝　ｄ　ｘ　（ｖ）　　　　　　　　　　　
　　　　　αＤＳ（ロ）＝　ｓ　（ｖ） （１≦ｖ≦Ｖ、ｌ≦ｗ≦Ｗ、Ｗ≦Ｖ）ａ！ｌとする。

ここで、入力パターンＡをこの文字間の候補で分割する
。すなわち、時刻Ｓ（ト）で入力パターンＡを区切ると
、 Ａｗ　＝　（（ｘｔ、ｙ＋、ｐｕ）　ｌ　ｓ□≦ｌ≦Ｓ
（Ｗ＋１））αＪただし、１≦Ｗ≦Ｗ、Ｗ＋１＝Ｉ のようにＷ個の部分文字列に分割される。この各部分文
字列に従来と同様なパターンマツチングを行うことによ
って人力文字列を認識することができる。

たとえば、ｎ個の文字からなる文字列が人力され、標準
パターンのカテゴリ数かに個とすると、従来の方法では
合成する標準パターンの組合わせ数は Ｋ１１　　　　　　　　　　　　　　　　　　０Ｏとな
る。しかし、これが等しくｎ／Ｗ文字ずつＷ個の部分文
字列に分割されたとすると、部分文字列ごとの組合わせ
数は Ｋ　ＩＩ／ＩＩ　　　　　　　　　　　　　　　　　α
りとなり、人力文字列全体では Ｗ　−Ｋ″／’　　　　　　　　　　　　　　　　　α
■となるＫ”≧２のとき（通常、Ｋ＞２、ｎ＞ｌである
のでこれは成り立つ。） Ｋ”　≧Ｗ−Ｋ””　　　　　　　　　　　　　０７）
が成り立ち、人力文字列を分割することで標準パターン
の組合わせ数が減少する。そこで、各標準パターンごと
に行う（１）式の漸化式演算の回数も減少し、パターン
マツチングのための演算量が減少する。

また、入力文字列中の全てのペンアップストロークは文
字間となる可能性を必ず試されており、文字量情報が使
用される。

以上、本発明の原理について説明した。以上の説明では
文字間ピッチのペンアップストロークのＸ方向の変化量
で定義したが、この他にもペンアップストロークで分離
された部分文字列間のＸ方向の間隔で定義するなどの方
法がある。

また、文字量候補を求めるために文字間ピッチの平均値
Ｐａｖを用いたが、平均値だけでな（分散などの統計量
や文字列のＸ方向の高さから求めた値を用いることもで
きる。

′さらに、基本的な孤立文字の認識方式について、方向
角データを用いた場合について述べたが、この他にもた
とえば、日経エレクトロニクス誌昭和５８年１２月５日
号１１５ページから１３３ページに「くずし字など筆記
制限を緩和する方向に進むオンライン手書き漢字認識」
と題されて発表されている文献中に述べられている様々
な方式が使用できる。

また、連続文字認識の方式についても、たとえば電子通
信学会技術研究報告ＰＲＬ８４−１３の６７ページかう
７６ページに「候補文字ラティス法によるオンライン手
書き文字列の認識」と題して発表された論文の方式など
他に様々なものが使用できる。

〔作用〕

入力手段で、文字列データは入力パターンに変換され、
この入力パターンは部分文字列分割部で文字ピッチ情報
を用いて複数の部分文字列に分割され認識手段に送られ
る。認識手段では、孤立文字パターン記憶部と文字間ス
トロークパターン記憶部に保持されているパターンを合
成し、部分文字列とパターンマツチングを行って入力パ
ターンを認識する。これにより演算量をいちじるしく低
減できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第１
図は、この実施例の構成を示すブロック構成図である。

第２図は、第１図に示す部分文字列分割部の構成を示す
ブロック構成図である。

この実施例は、筆記された文字列の筆跡を時系列の入力
パターンとして読み込む入力手段であるタブレット１０
０および前処理部２００と、一文字の書き始めから書き
終わりまでの筆跡を表す孤立文字パターンを保持する孤
立文字パターン記憶部６００と、一文字の書き終わりか
ら次の文字の書き始めまでの筆跡を表す文字間ストロー
クパターンを保持する文字間ストロークパターン記憶部
７００　と、１個以上の孤立文字パターンと０個以上の
文字間ストロークのパターンを交互に矛盾なく連結させ
たパターンに基づきこの手段に与えられるパターンを認
識する認識手段であるデータ変換部４００および認識部
５００と、入力手段からの入力パターンの文字ピッチ情
報に基づきこの入力パターンを複数の部分文字列に分割
して上記認識手段に与える部分文字列分割部３００とを
備え、この部分文字列分割部３００が本発明の特徴とす
るところである。

第１図で、タブレット１００から入力された文字列デー
タは前処理部２００で（３〕式に示されるＸ座標、Ｘ座
標およびペンデータの時系列である入力パターンＡに変
換され、部分文字列分割部３００に送られる。部分文字
列分割部３００は文字ピッチ情報を用いて入力パターン
へを複数の部分文字列Ａｗに分割し、順次データ変換部
４００に転送する。データ変換部４００ではＸ座標、Ｘ
座標およびペンデータの時系列で構成される部分文字列
を文献（２）に示される方向角の時系列データに変換し
、認識部５００に送る。認識部５００は文献（１）に示
されているように孤立文字パターン記憶部６００と文字
間ストロークパターン記憶部７００に保持されている標
準パターンを合成し、部分文字列とパターンマツチング
を行うことによって入力パターンを認識し、結果Ｒを出
力する。この結果Ｒは部分文字列Ａｗの認識結果を合わ
せたものになる。

第２図を用いて部分文字列分割部３００の動作を詳細に
説明する。前処理部２００から送られてくる入力パター
ンＡはいったんデータバッファ３０１に格納される。こ
こで、制御部３１１から時刻信号ｌがデータバッファ３
０１およびペンアップ検出部３０２に送られる。データ
バッファ３０１はこの時刻信号ｌに同期して入力パター
ンＡ＝　（ｘｉ、ｙｉ、ｐｉ）を順次ペンアップ検出部
３０２に送る。ペンアップ検出部３０２は入力パターン
Ａの中でｐ１＝２かつｐｉ＋１＝１となるペンアップス
トロークを検出し、その時刻信号ｉ＝ｍをスイッチ３０
４に送り、またそのＸ座標Ｘｌｌ　、Ｘ１１＊１を減算
器３０３に送る。減算器３０３では減算ｄ　＝　Ｘｓ＋
ｌ　　　ｘｆｉを計算し、ｄ≧０が成り立つときに減算
結果ｄをＤメモリ３０５に送る。同時に、減算器３０３
はｄ≧０が成り立つときに切替信号ｓｗをスイッチ３０
４に送り、線路を導通させる。そこで、ペンアップ検出
部３０２から送られてくる時刻信号ｍがスイッチ３０４
を通してＶメモリ３０６に送られ、ここに保持される。

Ｄメモリ３０５とＶメモリ３０６はどちらも一次元配列
のメモリであり、入力パターンへがペンアップとなる時
刻ｍとそのときの文字ピッチｄとが互いに対応付けられ
て記憶される。時刻信号ｉが１からＩまで変化すると、
（７）、（８）式におけるｄ　ｘ　（ｖ）がＤメモリに
、Ｓ　（Ｖ）がＶメモリに格納される。

時刻信号ｉが１からＩまで変化し林わると、制御部３１
１は信号ｔ１をＤメモリ３０５と平均化部３０７に送る
。この信号ｔ、に対応してＤメモリ３０５からは文字ピ
ッチｄが順次読み出され、平均化部３０７に送られる。

平均化部３０７は（９）式のような演算を行い、文字ピ
ッチｄの平均値ＰａｙをＰａｖメモリ３０９に送り、こ
こに記憶される。

平均値Ｐａｖが決定されると、制御部３１１は信号ｔ２
をＤメモ！７３０５　、Ｖメモリ３０６および比較部３
０８に送る。この信号ｔ２に対応し、Ｄメモリ３０５か
らは文字ピッチｄが、またＶメモリ３０６からは時刻ｍ
が順次読み出され、比較部３０８に送られる。

比較部３０８はＰａｖメモリ３０９に記憶されているＰ
ａｖＯ値とＤメモリ３０５から読み出される文字ピッチ
ｄの値を比較し、ｄ＞Ｐａｖすなわちα０式が成り立つ
ときにその時刻ｍをＷメモリ３１０に送る。

Ｗメモリ３１０はＤメモリ３０５やＶメモリ３０６　と
同様な一次元配列のメモリであり、文字間の候補となる
時刻すなわち（支）式のＳ（ロ）が記憶される。Ｗメモ
リ３１０に文字間の候補がすべてそろうと、制御部３１
１は信号ｔ、をＷメモリ３１０に送る。データバッフ’
７３０１はこの時刻で入力パターンＡを区切って０３式
のような部分文字配列Ａｖｌｌとしてデータ変換部４０
０に送る。

以上説明したように、部分文字列分割部３００に人力さ
れた入力パターンＡが部分文字列Ａｗに分割される。こ
の部分文字列Ａｗがデータ変換部４００を通して認識部
５００に人力され、認識結果Ｒが出力される。この認識
部５００の構成は文献（１）の中に示されている。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように１、使用者による文字を分
割するための特別な操作を必要とせずに、かつ演算量を
低減し文字分割精度を向上するので、高速で認識精度の
高い連続文字認識装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の連続文字認識装置の一実施例の構成を
示す構成図。 第２図は第１図の部分文字列分割部の構成を示す詳細構
成図。 １００・・・タブレット、２００・・・前処理部、３０
０・・・部分文字列分割部、３０１・・・データバッフ
ァ、３０２・・・ペンアップ検出部、３０３・・・減算
器、３０４・・・スイッチ、３０５・・・Ｄメモリ、３
０６・・・Ｖメモリ、３ｏ７・・・平均化部、３０８・
・・比較部、３０９・・・Ｐａｖメモリ、３１０・・・
Ｗメモリ、３１１・・・制御部、４００・・・データ変
換部、５００・・・認識部、６００・・・孤立文字パタ
ーン記憶部、７００・・・文字間ストロークパターン記
憶部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）筆記された文字列の筆跡を時系列の入力パターン
   として読み込む入力手段（１００、２００）と、一文字
   の書き始めから書き終わりまでの筆跡を表す孤立文字パ
   ターンを保持する孤立文字パターン記憶部（６００）と
   、 一文字の書き終わりから次の文字の書き始めまでの筆跡
   を表す文字間ストロークパターンを保持する文字間スト
   ロークパターン記憶部（７００）と、１個以上の孤立文
   字パターンと０個以上の文字間ストロークパターンを交
   互に矛盾なく連結させたパターンに基づきこの手段に与
   えられるパターンを認識する認識手段（５００）と を備えた連続文字認識装置において、 上記入力手段からの入力パターンの文字ピッチ情報に基
   づきこの入力パターンを複数の部分文字列に分割して上
   記認識手段に与える部分文字列分割部（３００） を備えたことを特徴とする連続文字認識装置。