DE3246631A1

DE3246631A1 - Zeichenerkennungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3246631A1
Application number: DE19823246631
Authority: DE
Inventors: Tooru Yokohama Yoshimura
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-12-16
Filing date: 1982-12-16
Publication date: 1983-06-23
Also published as: JPS58103075A; US4491965A; DE3246631C2; IT1157344B; IT8224753A0

Description

3 24 6 6 31 Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig Patentanwälte

*-^ European Patent Atiomevs

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TeL-089/982085-87 Telex. 05 2S 802 hnk'd Teieg^ramne: ellipsoid

ENS-57P-1 246-2

Zeichenerkennunqsvorrichtung

BAD ORIGINAL

Die Erfindung betrifft eine Zeichenerkennungsvorrichtung für die optische Erkennung eines Satzes von auf einen

Beleg o.dgl. aufgedruckten Zeichen. Insbesondere be-5

trifft die Erfindung eine Zeichenerkennungsvorrichtung, die ein Mindestmaß an Erkennungsfehlern gewährleistet.

Bei bisherigen Zeichenerkennungsvorrichtungen wird jedes Zeichenmuster zum geometrischen und metrischen Ausziehen seines Erkennungsmerkmals f-kennzeichen) vorverarbeitet und umgesetzt. Das Erkennungsmerkmal wird mit. einem entsprechenden Satz von Merkmalen (Verzeichnis, Bezugszeichenmustersatz oder Erkennungstabelle) eines 2£ Bezugszeichens jeder Kategorie verglichen, um eine entsprechende -Antwort (Bezeichnung-^:de^r Kategorie, zu _:£§£··ϊ;^.^, das Zeichen gehört) zu erhalten.

Zur Erkennung einer Vielzahl von Formen von Buchstaben 2Q oder Schrift-Zeichen unter Verwendung eines Verzeichnisses minimaler Größe werden die Zeichengrößen normalisiert, um Änderungen der Zeichengröße zu berücksichtigen. Bei dieser Normalisierung werden Teilinformationen von den Zeichenmerkmalen absichtlich bzw. gewollt vernachlässigt. Aus diesem Grund hat diese Normalisierung eine Verschlechterung der Erkennungsgenauigkeit bei Änderungen von Zeichen anderer Kategorien zur Folge, so daß sich häufig eine Fehlerkennung ergibt. ■----.■■■.-■ :>^w -;-■

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer verbesserten Zeichenerkennungsvorrichtung, die unter Verwendung eines Erkennungsteils mit einfachem Algorithmus ein Mindestmaß an Fehlererkennung bei verschiedenartigen Merkmalsabweichungen in Schriftzeichen gewährleistet.

BAD

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Diese Aufgabe wird bei einer Zeichenerkennungsvorrichtung mit einer Unterteilungs- oder Segmentiereinheit zum Segmentierenpbzw.. Unterteilen eines Eingangszeichensatzes in Einzelzeichen, einer mit der Segmentiereinheit verbundenen Vorverarbeitungs-Umsetzeinheit zur Durchführung einer vorbestimmten Umsetzung an jedem Einzelzeichen zwecks Ermöglichung einfacher nachfolgender Erkennungsoperationen und einer mit dieser Umsetzeinheit verbundenen Erkennungseinheit zum Vorabspeichern eines Bezugserkennungsmerkmals'(-kennzeichens) und einer diesem entsprechenden Antwort,zum Ausziehen eines Erkennungsmerkmals aus jedem durch die Umsetz-

,_ einheit umgesetzten Einzelzeichen, zum Vergleichen des Erkennungsmerkmals mit dem Bezugserkennungsmerkmal und zur Bestimmung einer Antwort für jedes Einzel*- zeichen erfindungsgemäß gelöst durch eine mit der Segmentiereinheit verbundene Originalmerkmal-Ausζieh-

„_ einheit, die als originales bzw. ursprüngliches Merkmal aus den Merkmalen (Kennzeichen) jedes durch die Segmentiereinheit unterteilten Einzelzeichens mindestens ein durch die Vorverarbeitungs-Umsetzeinheit absichtlich (deliberately) vernachlässigtes oder ausgelassenes Merkmal auszieht, durch eine mit der Erkennungseinheit und der Auszieheirineit verbundene Speichereinheit zur Speicherung der durch die Erkennungseinheit bestimmten Antwort und des durch die Auszieheinheit ausgezogenen ursprünglichen Merkmals, und durch eine mit der Speichereinheit verbundene Kompilereinheit zum Auslesen der ursprünglichen Merkmale entsprechend Zeichen, welche dieselbe Größe bzw. denselben Wert besitzen, aus den in der Speichereinheit (ab)gespeicherten Antworten nach Beendigung des Einlesens des Zeichensatzes sowie zum Zurückweisen von Zeichen entsprechend den ursprünglichen Merkmalen, die eine vorbestimmte zulässige Größe übersteigen, um die endgültigen Antworten für den Zeichensatz zu bestimmen.

Erfindungsgemäß bleibt das bei der Vorverarbeitungsümsetzung und Erkennungsmerkmal-Extraktion vernachlässigte Merkmal (Kennzeichen) in seiner ursprünglichen-Form erhalten. Wenn der Zeichensatz erkannt (worden) ist, erfolgt eine abschließende Zeichenerkennung unter Heranziehung des ursprünglichen Merkmals. Die Zeichenerkennungsvorrichtung arbeitet daher auch bei verschiedenartigen Merkmalsänderungen oder -abweichungen 10

in den Zeichen stabil bzw. sicher, so daß weniger Erkennungsfehler auftreten. Auch wenn der Erkennungsprozeß im Erkennungsteil etwas grob erfolgt, wird: schließlich das ursprüngliche Merkmal (Kennzeichen)

dafür

zur Prüfung/benutzt, ob die Zeichenerkennung einwandfrei erfolgt ist oder nicht. Im Erkennungsteil kann infolgedessen ein einfacher Algorithmus angewandt werden.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: . ;'\

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Zeichenerkennungs-.vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1,

QQ Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung der

in einem Originalmerkmal-Ausziehteil der Vorrichtung nach Fig. 1 durchgeführten Operationen,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Lage von

im Speicherteil gemäß Fig. 1 gespeicherten Daten,

4 6 6

:,. Fig. 5 ein Ablauf diagramm zur Erläuterung der durch : " einen Vorverarbeitungs-Umsetzteil gemäß Fig.

durchgeführten Operationen,

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der in einem .Erkennungsteil gemäß Fig. 1 durchgeführten Operationen und

ίο ■■■■■■...■ ■

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der durch einen Kompilerteil (compiling section) gemäß Fig. 1 durchgeführten Operationen. ·

Fig. 1 veranschaulicht in Blockschaltbildform schematisch den Aufbau einer Zeichenerkennungsvorrichtung gemäß der Erfindung. Wenn ein durch einen nicht.dargestellten optischen Lesekopf ausgelesener Zeichensatz einem ünterteilungs- bzw. Segmentierteil 1 gemäß Fig. 1 eingegeben wird, segmentiert" bzw. unterteilt letzterer den Zeichensatz in Einzelzeichen. Ein Originalmerkmal-Ausziehteil 2 zieht mindestens ein bei der Vorverarbeitungs-Umsetzung m^d. Erkennungszeichenausziehung

vernachlässigtes originales: bzw. ursprüngliches Merkmal aus den Merkmalen des unterteilten Zeichens aus. Ein Vorverarbeitungs-Umsetzteil 3 führt eine Vorverarbeitungs- oder Vorrechnungs-Umsetzung, z.B. Operationen zum Normalisieren des unterteilten Zeichens, durch.

Ein Erkennungsteil 4 zieht ein Erkennungsmerkmal aus dem dieser Umsetzung unterworfenen Zeichen aus. Das ausgezogene Merkmal "(Kennzeichen) wird dann mit einem in einem Verzeichnis- oder Diktionärteil 5 abgespeicherten Diktionär bzw. Verzeichnis verglichen, um ein Erkennungsergebnis bzw. eine Antwort entsprechend dem ausgezogenen Merkmal zu liefern. Im Diktionärteil 5 ist ein Verzeichnis, d.h. ein Bezugszeichenmustersatz für Bezugszeichen jeder Kategorie vorabgespeichert.

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Ein Speicherteil 6 speichert das durch den Ausziehteil 2 ausgezogene ursprüngliche Merkmal sowie das vom

Erkennungsteil 4 gelieferte Erkennungsergebnis. Ein 5

Kompilerteil7 bestimmt schließlich nach Maßgabe des Speicherinhalts des Speicherteils 6, ob das Erkennungsergebnis bzw. die Antwort richtig ist oder nicht.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Zeichenerkennungsvorrichtung erläutert. Es sei angenommen, daß ein (dreistelliger) Satz 8 aus Zeichen gemäß.Fig. 2 dem Segmentierteil 1 zugeliefert, wird. Letzterer segmentiert bzw.' unterteilt den

, f- Zeichensatz 8 in Einzelzeichen und erzeugt Zeichenmuster 9, die jeweils den Einzelzeichen entsprechen und die jeweils einzeln (nacheinander) dem Originalmerkmal-Ausziehteil 2 zugeführt und in Schritten S1 , S2, S3 gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 3 jeweils entsprechend ihrer Höhe, Breite und dgl. verarbeitet werden. In Fig. 2 ist insbesondere ein Fall veranschaulicht, bei dem als ursprüngliches Merkmal des Zeichenmusters eine Zeichenhöhe gewählt ist. Die Einzelzeichen enthalten dabei Höheninformationen 12, wie sie bei h1, h2 bzw. h3 angedeutet sind. Diese ^; Höhendaten 12 werden auf die in Fig. 4 gezeigte Weise im Speicherteil 6 abgespeichert.

Die Zeichenmuster 9 werden auch jeweils einzeln (nacheinander) zum Vorverarbeitungs-Umsetzteil 3 übertragen und dann entsprechend den Schritten S4 - S12 gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 5 verarbeitet. Insbesondere werden in Schritten S4 - S7 die Zeichenhöhe normalisiert, in Schritten S8 - S11 die Zeichenbreite normalisiert und im Schritt S12 die normalisierten Muster 10 gemäß Fig. 2 geliefert. In Fig. 5 stehen im Schritt S5 das Symbol H für eine vorbestimmte Zeichenhöhe und im Schritt S9 das Symbol W für eine

vorbestimmte Zeichenbreite. Es ist darauf hinzuweisen, daß beim Normalisieren der Zeichenhöhe die Zeichenhöheninformation und beim Normalisieren der Zeichen-5

breite auch die Zeichenbreiteninformation verlorengehen. Außerdem ist darauf hinzuweisen, daß die im genannten Umsatzteil 3 verlorene Information im Ausziehteil 2 im voraus ausgezogen (pre-extracted) und im Speicherteil 6 abgespeichert wird. Die durch den Vorverarbeitungs-Umsetzteil 3 durchgeführten Höhen- und Breitennormalisierungsoperationen ermöglichen die Vereinfachung des anschließenden Erkennungsprozesses des Erkennungsteils 4 sowie des Verzeichnisses des . _c Diktionärteils 5.

Die auf die beschriebene Weise erhaltenen normalisierten Muster 10 werden jeweils einzeln (nacheinander) dem Erkennungsteil 4 zugeführt und dann jeweils entsprechend

2Q dem Schritt S13 des Ablaufdiagramms nach Fig. 6 verarbeitet. Insbesondere wird dabei das durch den Erkennungsteil 4 ausgezogene E.r.kennungsmerkmal des normalisierten Musters 10 mit dem im Diktionärteil 5 gespeicherten Verzeichnis (dictionary) verglichen.

Dabei werden Antworten 11 in Form von al, a2 bzw. a3 erhalten, die den normalisierten Mustern 10 entsprechen. Wenn der obere Teil des zweiten Zeichens "6" des Eingangszeichensatzes 8, wie in Fig. 2 dargestellt, unscharf ist, wird das bei der Normalisierung erhaltene Muster als "0" wiedergegeben. Der Erkennungsteil 4 bestimmt mithin die Antwort zu a2 - 0. Die Antworten al =2, a2 = 0 und a3 = 0 werden auf die in Fig. 4 dargestellte Weise im Speicherteil 6 abgespeichert.

Um eine solche Fehlerkennung auszuschalten, ist erfindungsgemäß der Kompilerteil 7 an letzter Stelle nachgeschaltet, um nach der Erkennung des Zeichensatzes zu bestimmen, ob die Antworten,,für die Zeichensätze

richtig sind oder nicht. Der Kompilerteil 7 führt die Endbestimmung auf der Grundlage der im Speicherteil 6 enthaltenen Daten gemäß Fig. 4 entsprechend dem Ablaufdiagramm nach Fig. 7 durch. Insbesondere werden dabei unter den den betreffenden Zeichen entsprechenden Antworten 11 identische oder gleiche Antworten gesucht, deren Daten im Speicherteil 6 abgespeichert sind (Schritt S14). Die identische Antworten liefernden

ursprünglichen Merkmale werden dann verglichen, wobei eine Differenz zwischen ihnen abgeleitet wird (Schritt S15). Die Differenz wird mit einem vorgegebenen Bezugswert verglichen (Schritt S16). Wenn die Differenz größer ist als der Bezugswert, werden die Zeichen, 5

welche die Differenz ergeben, zurückgewiesen (Schritt S17). Wenn dagegen alle diese Differenzen kleiner sind als der Bezugswert, werden alle Antworten, deren Daten im Speicherteil 6 gespeichert sind, als richtige

Antworten für den betreffenden Zeichensatz betrachtet. 20

Bei dem in Fig. 2 und 3 dargestellten Beispiel sind die dem zweiten und dem dritten Zeichen entsprechenden.ν Antworten a2 bzw. a3 jeweils "0". Die Differenz zwischen

_oc, den ursprünglichen Merkmalen h2 und h3 beträgt jedoch 5, so daß diese Zeichen zurückgewiesen werden können, wenn der Bezugswert auf 3 gesetzt ist. Auch wenn der obere Teil des zweiten Zeichens "6" unscharf oder undeutlich ist, wird dieses Zeichen daher nicht

QQ fälschlich als "0" erkannt. Der Grad der Verhinderung einer Fehlerkennung bzw. eines Erkennungsfehlers steigt mit zunehmender Zeichenzahl an. ,; - -

Die Erfindung ist keineswegs auf die_; vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, die sich auf den Fall bezieht, bei dem zwei Zeichen eines Zeichensatzes gleich sind. Wenn jedoch die Zeichenzahl groß ist und wenn mehr als drei identische Antworten vor-

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liegen, wird das Mehrheitsprinzip angewandt, um nur die möglicherweise falsch erkannten Zeichen zurückzuweisen.

5. _: ■■ ■ . ■■■■':

Bei der beschriebenen Ausführungsform werden nach der Normalisierung der Zeichengröße im Vorverarbeitungs- .,-umsetzten durch den Erkennungsteil· Antworten bestimmt, Aus diesem Grund wird die Zeichenhöheninformation als ursprüngliches Merkmal herangezogen. Letzteres ist^: jedoch nicht hierauf beschränkt, vielmehr können allgemein absichtlich vernachlässigte bzw. ausgelassene (neglected) Informationen als ursprüngliches Merkmal gewählt werden, um eine höchst genaue Zeichenerkennung auch im Fall von (against) Änderungen von Zeichenmerkmalen bei verschiedenen Zeichenerkennungs-Algorithmen zu gewährleisten oder den Erkennungs-Algorithmus zu vereinfachen. Aus diesem Grund kann

unter Gewährleistung derselben Wirkung wie bei der 20

beschriebenen Ausführungsform jede (beliebige) andere Information als ursprüngliches Merkmal (Kennzeichen) benutzt werden.

_o_ Dem Fachmann sind innerhalb des Erfindungsrahmens 25

selbstverständlich weitere Änderungen und Abwandlungen möglich. ,

BAD ORiGINAL

Leerseite

Claims

Patentansprüche

/1J Zeichenerkennungsvorrichtung mit einer Unterteilungs- *■—s

oder Segmentiereinheit zum Segmentieren bzw. Unterteilen eines Eingangszeichensatzes in Einzelzeichen, - ' - - '' einer mit der Segmentiereinheit verbundenen Vorverarbeitungs-Umsetzeinheit zur Durchführung einer vorbestimmten Umsetzung an jedem Einzelzeichen zwecks Ermöglichung einfacher nachfolgender Erkennungsoperationen und

einer mit dieser Umsetzeinheit verbundenen Erkennungseinheit zum Vorabspeichern eines Bezugserkennungs-15

merkmals (-kennzeichens) und einer diesem entsprechenden Antwort, zum Ausziehen eines Erkennungsmerkmals aus jedem durch die Umsetzeinheit umgesetzten Einzelzeichen, zum Vergleichen des Er- __ kennungsmerkmals mit dem Bezügserkennungsmerkmal und zur Bestimmung einer Antwort für jedes Einzelzeichen,
gekennzeichnet durch

eine mit der Segmentiereinheit (1) verbundene Originalmerkmal-Auszieheinheit (2), die als originales bzw. ursprüngliches Merkmal aus den Merkmalen (Kennzeichen) jedes durch die Segmentiereinheit (1) unterteilten Einzelzeichens mindestens ein durch die Vorverarbeitungs-Umsetzeinheit (3) absichtlich (deliberately) vernachlässigtes oder ausgelassenes Merkmal auszieht, - durch eine mit der Erkennungseinheit (4, 5) und der Auszieheinheit (2) verbundene Speichereinheit (6) zur Speicherung der durch die Erkennungseinheit (4, 5) bestimmten Antwort und des durch die Auszieheinheit (2) ausgezogenen ursprünglichen Merkmals, und
durch eine mit der Speichereinheit (6) verbundene

Kompilereinheit (7) zum Auslesen der ursprünglichen Merkmale entsprechend Zeichen, welche dieselbe

Größe bzw. denselben Wert besitzen, aus den in der 5

Speichereinheit (6) (ab)gespeicherten Antworten

nach Beendigung des Einlesens des Zeichensatzes sowie zum Zurückweisen von Zeichen entsprechend den ursprünglichen Merkmalen, die eine vorbestimmte zulässige Größe übersteigen, um die endgültigen Antworten für den Zeichensatz zu bestimmen.
2. Vorrichtung' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kompilereinheit (7) ein vorbestimmtes 15

Bezugsmerkmal mit jedem der ursprünglichen Merkmale der Zeichen entsprechend den von der Erkennungseinheit (4, 5) gelieferten identischen Antworten vergleicht und die einer die vorbestimmte zulässige Größe übersteigenden Differenz entsprechenden Zeichen zurückweist und damit .die endgültige oder Endantwort für den Zeichensatz bestimmt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

__ daß die durch die Vorverarbeitungs-Umsetzeinheit (.3) 25

durchgeführte vorbestimmte Umsetzung eine solche in Form einer Normalisierung einer Zeichengröße ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, QQ daß das in der Kompilereinheit (7) benutzte vorbestimmte Bezugsmerkmal eines der ursprünglichen, den identischen Antworten entsprechenden Merkmale ist.

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