JP2637762B2

JP2637762B2 - パターン詳細同定方式

Info

Publication number: JP2637762B2
Application number: JP63092820A
Authority: JP
Inventors: 洋鎌田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-04-15
Filing date: 1988-04-15
Publication date: 1997-08-06
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JPH01263888A

Description

【発明の詳細な説明】［概要］文字・図形および音声等のパターン認識装置における
詳細同定方式に関し、同定条件を用いて詳細同定における同定精度を上げる
とともに同定速度を速くするパターン詳細同定方式を提
供することを目的とし、パターン入力部からの入力パターンについて大分類認
識により得られた複数の認識候補から一つの認識結果を
出力するための詳細同定方式において、詳細同定部に、
各認識候補コードとこれに付随する認識対象カテゴリー
に属する識別コード毎の同定条件を格納した同定条件格
納部と、条件判定部とを備え、認識候補保持部からの認
識候補コードおよび認識対象指示部からの認識対象カテ
ゴリーに対応する識別コードに基づいて前記同定条件格
納部から同定条件を取り出し、条件判定部は前記入力パ
ターンについて該同定条件を満たす認識候補コードを認
識結果とするよう構成する。

［産業上の利用分野］本発明は文字・図形および音声等のパターン認識装置
における詳細同定方式に関する。

一般に、パターン認識装置は文字（手書文字を含む）
や、図形等の視覚的なパターンや、音声などの可聴的な
パターンの認識に用いられる。

一般に、パターン認識装置は認識候補を出力する大分
類部と該認識候補を入力として認識結果を出力する詳細
同定部から構成され、近年、パターン認識装置の性能が
向上してきており、実用化にあと一歩という段階にきて
いる。

すなわち、パターン認識において類似するパターンを
誤って認識結果とする場合がまだ多くあり、類似パター
ンに対する同定性能の向上が強く要求されており、さら
に同定スピードの向上も要望されている。

［従来の技術］第７図に従来のパターン認識装置の構成図を示す。第
７図において、70は認識対象入力部、71は認識対象格納
部、72はパターン入力部、73は入力パターン格納部、74
は大分類部、75は認識候補格納部、76は同定部、77は認
識結果格納部を表す。

従来の構成の動作を説明すると、パターン入力部72か
らパターンを入力し、入力パターン格納部73に格納す
る。

認識対象入力部70からは認識対象カテゴリー、すなわ
ち認識すべきパターンのカテゴリーの種類に関する情報
が入力され、認識対象格納部71に格納しておく。認識対
象格納部71に格納された認識対象カテゴリーの種類情報
は大分類部74に入力される。入力パターン格納部73から
の入力パターンは大分類部74において認識候補を求めて
大まかなパターン認識（入力パターンの特徴を表すデー
タと辞書のデータを比較する等の公知の技術による精度
の低い認識）を行い、ある程度以上辞書のパターンと近
似している（公知のDP法等により入力パターンと辞書の
パターンの距離が一定の範囲内である）とそれを認識候
補とし、複数個の認識候補が得られる。１つだけの場合
もあるが、その場合は詳細同定を行う必要がない。

認識候補格納部75には大分類部74から認識する確率の
高い順に認識候補が格納され、同定部76ではその認識候
補について同定条件を用いて入力パターン格納部73に格
納されたパターンが条件を満たすかどうかを判別し、条
件を満たさないと、別の候補についての同定条件により
同様の処理を行って、条件を全て満たす認識候補のコー
ドを認識結果コードとして出力し、認識結果格納部77に
格納する。

第８図に上記従来のパターン認識装置の構成中の同定
部76の構成図が示されている。

その動作を説明すると、認識候補格納部75に格納した
認識候補第１位のコードを候補コード格納部761に格納
する。同定条件検索部762は候補コード格納部761に格納
したパターンのコードに対する同定条件プログラムを同
定条件格納部764から検索し、条件判定部763中のメモリ
（図示せず）に格納する。条件判定部763は該同定条件
プラグラムを起動し、入力パターン格納部73に格納され
た入力パターンが該コードに属するかどうかを判定す
る。該コードに属すると判定された時は、該コードを認
識結果コードとして認識結果格納部77に格納する。

そのコードに属すると判定されなかった時は、条件判
定部763はその情報を候補コード格納部761に伝達する。
候補コード格納部761は、認識候補格納部75から次の順
位の候補コードを求めて格納する。同定条件が満たされ
るか、候補コードが尽きるまで、以上の処理を繰り返
す。

第８図の同定部76内に設けられた同定条件格納部764
の構成図を第９図に示す。

同定条件格納部764は同定条件アドレス部765と条件プ
ログラム格納部766とで構成される。

従来のパターン認識装置では認識対象パターンコード
毎に同定条件を設けており、認識候補に対して該同定条
件を満たした認識候補を認識結果として出力している。

これを記号を用いて詳しく説明すると、全ての認識対
象パターンコードの集合をΩとする。

パターンコードＰがΩに属する時、Ｐ∈Ωと表す。Ｐ
の同定条件をＣ（Ｐ）と記すと、この時、Ｃ（Ｐ）は下
記の性質をもつことが要請される。

Ｃ（Ｐ）:Pに属するパターンは満たし、Ｐ′（Ｐ′≠P,
P′∈Ω）に属するパターンは満たさない。

この従来例の同定動作の例を第10図（ａ）に示す。

この例は、パターン認識を手書文字認識に実施した例
であり、入力パターンが図のように入力され、大分類に
よる識別動作の結果、候補文字として順位をつけて、１
位に「ア」、２位に「マ」、３位に「Ｔ」、４位に
「了」の各文字コードが出力され認識候補格納部（第８
図の75）に格納されたものとする。

この認識候補についてそれぞれの同定条件が同定条件
格納部（第８図の764）に格納されている。入力パター
ンが候補文字であると同定（識別）するための従来の同
定条件を例を第10図（ｂ）に示す。

この図には、第10図（ａ）の第１位の候補文字「ア」
の同定条件が示されており、その内容を説明すると、第
２画目の方向が下、または左下方向であること、第１画
目の終点付近に大きなはねがあること、第２画目の終点
付近に「はね」がない、というものである。

第10図（ａ）の入力パターンに対して、上記の条件を
満たすかどうかを条件判定部（第８図の763）において
判定して、全ての条件を満たすと、この入力パターンに
ついての識別結果として大分類の第１順位である候補文
字「ア」のコードを出力し、全ての条件が適合しないと
第２順位の候補文字「マ」についての詳細同定を同様に
行う。

［発明が解決しようとする課題］上記従来例の説明で用いた記号により説明すると、Ω
の任意の真の部分集合をωとする。即ち、とする。Ｐを注意のパターンコードとするとき、パター
ンコードＰがωに属する時はＰ∈ωと表す。

認識対象カテゴリーは各状況によって変化し、一般に
ωかΩである。ωの中の、Ｐの同定条件Ｃω（Ｐ）は次
の性質を持つことが要請される。

Ｃω（Ｐ）:Pに属するパターンは満たし、Ｐ′（Ｐ′≠
P,P′∈ω）に属するパターンは満たされない。

この時、であるから、Ｃω（Ｐ）の条件の制限の強さ＜Ｃ（Ｐ）の条件の強さＣω（Ｐ）の処理量＜Ｃ（Ｐ）の処理量となる。一般に条件の制限が強いほど同定率は低下する
ので、条件Ｃ（Ｐ）の替わりに、条件Ｃω（Ｐ）を用い
た時の性能の関係は次のようになる。

Ｃω（Ｐ）を用いた時の同定率＞Ｃ（Ｐ）を用いた時の
同定率Ｃω（Ｐ）を用いた時の処理速度＞Ｃ（Ｐ）を用いた時
の処理速度即ち、従来装置の欠点として、Ｃω（Ｐ）でなくＣ
（Ｐ）を用いるために同定率が低く、しかも余分な処理
を行うために同定速度が遅いという欠点がある。

明らかに、Ｃ（Ｐ）だけでなくＣω（Ｐ）も格納して
おき、適用するという方法があるが、この場合、膨大の
記憶量が必要になるという欠点がある。

具体的にはΩに属するパターンコードの数をｎとする
時、Ｐの組み合わせがｎ通りであり、ωに関するω＝
｛Ｐ｝となる自明な場合を除く組み合わせが、2^n-1−１
通りなので、Ｃω（Ｐ）の数は、次のようになる。

ｎ×（2^n-1−１）上記の考え方を具体的に説明すると、従来例の同定の
説明において引用した第10（ａ）乃至（ｂ）において、
「ア」の同定条件が示されている。この条件に対して、
第10図（ｃ）のイ．に示すような入力パターンについて
「ア」であるかどうかを同定する場合、条件の２行目に
不適合となり、「ア」でないと判定され得る。また、同
図ロ．の入力パターンについては、条件の３行目に不適
合と判定され得る。これはカタカナだけを認識対象とし
た場合も同じである。本来、第10図（ｃ）のイ．ロ．は
カタカナだけを認識対象とした場合は、「ア」と正読す
べきものである。

本発明は従来の欠点を解消し、同定条件を用いて詳細
同定における同定精度を上げるとともに同定速度を速く
するパターン詳細同定方式を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］〔原理の説明〕本発明の原理を従来例の説明と同じ記号を用いて説明
する。

パターンコードＰがΩに属する時、Ｐ∈ωと表し、認
識対象カテゴリーをω（⊆Ω）とする。

P1を同定すべきパターンコード、P2をP1と識別（区
別）すべきパターンコードとする。

そしてP2と識別するためのP1の同定条件としてＣ（P
1,P2）を定義すると、Ｃ（P1,P2）は次の性質を備える
ことを要請される。

Ｃ（P1,P2）:P1に属するパターンは満たし、P2に属する
パターンは満たさない。

従来例の同定条件をＣ（P1,P2）を用いて表現する
と、Ｃ（Ｐ）＝AND｛Ｃ（P,P2）;P2≠P,P2∈Ω｝となる。これに対し、本発明で用いる同定条件は、Ｃω（Ｐ）＝AND｛Ｃ（P,P2）;P2≠P,P2∈ω｝である。即ち、認識対象カテゴリーω（⊆Ω）に対応し
て、本発明では同定条件を同定率と同定スピードの点で
最適化できる。

これに対応して同定条件を格納する場合、従来のよう
に条件をＣ（Ｐ）の形で記憶せず、本発明ではＣ（P1,P
2）の形で記憶しているので、同定条件を最適化しても
条件の記憶容量は一定である。具体的にはΩに属するパ
ターンコードの数をｎとする時、格納すべき条件の数は
ｎ（ｎ−１）通りである。

上記本発明の原理を具体例で説明すると、第10図
（ｃ）の同定条件として、従来の「ア」の同定条件とし
て第10図（ｂ）の条件に適合するかどうかを判定してい
たが、これにより不適合となる確率が高くなったが、こ
れらの条件の１行目は、「マ」と区別するための条件で
あり、２行目はアルファベット「Ｔ」と区別するための
条件であり、３行目は漢字「了」と区別するための条件
である。

この同定において、予め同定すべき対象のカテゴリー
が片仮名であるものと指定されている場合は、前記の条
件のうち２行目と３行目を除外してもよいことが明らか
であり、１行目だけの適合を判別するだけで同定の可否
が決定される。

この例の各事象を上記の記号に対応させると、P1が
「ア」、P2が「マ」となり、認識対象カデゴリーが片仮
名（前記のωに対応）に対応する。

この例では、同定条件を１つに限定することにより同
定処理量は３分の１になり、しかも第10図（ｃ）のイ．
およびロ．のパターンを従来のように他の文字と誤認識
することがなく、「ア」と認識することができる。

〔原理的構成〕

第１図（ａ）に本発明の原理的構成図を示し、第１図
（ｂ）に同定条件格納部の基本構成を示す。

第１図（ａ）において、10は認識対象指示部、11は認
識候補保持部、12はパターン入力部、13は詳細同定部、
14は同定条件格納部、15は条件判定部を表す。

本発明は、認識対象を指示する入力により同定コード
に付随する複数の識別コードから指令に合った識別コー
ドを選択し、その識別コードに対応する同定条件を取り
出して、入力パターンがその同定条件に適合するかどう
かを判断することにより詳細同定を行うものである。

［作用］パターン入力部12からは文字・図形または音声等のパ
ターンが入力され、図示しない大分類部により認識候補
が順位を付して出力されると認識候補保持部11に保持さ
れ、詳細同定部13に入力される。他方、認識対象指示部
10からは入力されるパターンの対象カテゴリーを表す指
示が詳細同定部13に入力される。

詳細同定部13では認識候補保持部11の候補コードと認
識対象指示部10からの指示コードにより、同定条件格納
部14の中の特定の同定条件を取り出して、条件判定部15
に供給する。条件判定部15ではパターン入力部からの入
力パターンが同定条件格納部14から供給された同定条件
に適合するかどうかを判定し、適合したら認識結果とし
て候補コードを出力する。適合しない場合は、次の順序
の候補コードについて同様の手順により条件判定を行
う。

認識候補保持部11に保持された順位が付された複数の
候補に対して、順番に詳細同定を行うが、もし複数の候
補についての詳細同定が適合した場合、認識結果として
出力するのは候補順位の上位のものを出力する。

第１図（ｂ）に同定条件格納部（第１図（ａ）の14）
の基本構成図を示す。

同図には第10図（ｂ）に示す同定条件を本発明に適用
した場合を例にしたもので、その最初の同定文字コード
（候補コード）の欄140には同定すべき文字のコードが
格納され、次の識別対象文字コード（識別コード）の欄
141には候補コードの文字と識別されるべき識別コード
（図の例では文字コードが使用されるが、何らかのカテ
ゴリーの情報を含むコードであればよい）が格納され、
さらに各識別コード毎にそれぞれの同定条件が欄142に
格納されている。

第１図（ａ）の認識候補保持部11から取り出した候補
が第１図（ｂ）に示す同定コード（ア）であれば、同定
条件格納部14の行（または番地）143〜145の何れかの同
定条件が対象となり、認識対象指示部10からの対象を指
示する入力により、識別コードとの一致が取られる。す
なわち、識別コード（漢字、アルファベット、片仮名の
種別によりコードに特徴がある）と指示された種別が一
致すると、その一致がとれた行の同定条件（欄142の）
が読出される。

認識対象指示部10から入力される情報としては前記の
文字の種別（カテゴリー）である場合や、品詞を指示す
る場合、または文法や書式等の規則情報の場合等種々の
指定が可能であり、第１図（ｂ）に示す同定条件格納部
14に格納される識別情報はその指定に対応するコードを
含むものとなる。

［実施例］本発明の実施例１の構成図を第２図に示す。

第２図において20は認識対象入力部、21は認識対象格
納部、22はパターン入力部、23は入力パターン格納部、
24は大分類部、25は認識候補格納部、26は同定部、27は
認識結果格納部を表す。

この実施例のブロック構成の構成要素は従来例と変わ
らないが、同定部の内部構成および認識対象格納部の出
力が同定部に供給されている点が相違する。即ち、従来
は認識対象格納部21の出力が大分類部24に入力されて或
る程度の認識を行う際に認識対象のカテゴリーが認識候
補の順位を形成するために利用されていたが、本発明で
はこの認識対象格納部21の出力を同定部26にも入力する
ものである。

第３図に同定部の構成図、第４図に同定条件格納部の
構成図がそれぞれ示されている。

第３図の同定部26において、261は候補コード格納
部、262は同定条件検索部、263は条件判定部、264は同
定条件格納部を表す。

第４図の同定条件格納部264は、同定条件アドレス部2
65と条件プログラム格納部266とで構成される。

実施例の動作について同定部26を中心に説明する。た
だし、従来と同様の動作については重複するので省略
し、従来と異なる点について述べる。

同定条件検索部262は、候補コード格納部261に格納し
た候補コードに対し、認識対象格納部25に格納された認
識範囲中の認識対象コードと識別する同定条件プラグラ
ムを、同定条件格納部264中に検索して、条件判定部263
中のメモリに格納する。条件判定部263は該同定条件プ
ログラムを起動し、入力パターン格納部22に格納された
入力パターンに対して判定を実行する。

判定結果が合格（適合）の場合は、同定条件検索部26
2は同定条件格納部264から条件判定部263に次の該同定
条件プラグラムをロードして判定を繰り返す。判定結果
が全て合格であり、新しい該同定条件プログラムが無く
なった時に、該認識候補コードを認識結果格納部27に格
納する。

該同定条件プログラムの判定が不合格になった場合
は、直ちに条件判定部263はその情報を候補コード格納
部261に伝達する。候補コード格納部261はこれにより、
認識候補格納部21から次の順位の候補コードを取り出し
て格納し同定条件検索部262に供給する。

第４図の同定条件格納部264の同定条件アドレス部264
は、次のように構成されている。

同定コード欄2651に同定すべき認識候補のコード１〜
ｍ（第４図のｉの後にｍまで続くが図示省略した）が格
納され、識別コード欄2652には各同定コードに対し１乃
至複数の識別すべきコードＣ（1,1）、Ｃ（1,2）・・・
が格納され、アドレス欄2653には入力パターンが、該同
定コードであり、識別コードでないことを判定する条件
プログラムの条件プログラム格納部266における先頭ア
ドレスＡ（1,1）、Ａ（1,2）・・・が格納されている。
そして、条件プログラム格納部266の各アドレスＡ（1,
1）、Ａ（1,2）・・・にはパターンを同定するための各
プログラムが格納され、第３図の条件判定部263におけ
る判定動作に使用される。

本発明の実施例２の構成図を第５図に示す。

この実施例２の構成のうち、第２図の実施例１の構成
と異なる点は第２図の認識対象入力部20、認識対象格納
部21が、実施例２では文法入力部50、文法格納部51、文
法処理部52に変更された点であり、他のパターン入力部
53、入力パターン格納部54、大分類部55、認識候補格納
部56、同定部57、認識結果格納部58は実施例１の符号22
〜27の各部と同様のものである。

この実施例２により変更された構成に関係する動作を
説明すると、認識すべきパターンのカテゴリーの種類や
その前後関係に関する情報を、文法入力部50から入力
し、文法格納部51に格納しておく。文法処理部52は文法
格納部51に格納された認識すべきパターンのカテゴリー
の種類を大分類部55に入力する。文法格納部51に格納さ
れた認識対象カテゴリー情報は文法処理部52により同定
部57にも入力される。

文法処理部52は認識結果格納部58に格納された認識結
果が、文法格納部51に格納された文法情報と合致するか
どうかを検査し、合致しなければ認識対象カテゴリーを
再度指定し直して大分類部55、同定部57を起動する処理
を行う。

この実施例２の構成は、認識対象カテゴリーだけでな
く文法情報を指定して、認識結果格納部58に格納した認
識結果と文法格納部51に格納した文法が合致しない時
に、文法処理部52が認識対象カテゴリーを再度指定し直
して、大分類部55、認識候補格納部56を起動する点に特
徴がある。

第６図に本発明の実施例３の構成図を示す。

この実施例３の構成のうち、第２図の実施例１と異な
る点は第２図の大分類部24と認識候補格納部25が無くな
った構成となったことである。

この構成は、認識すべき入力パターンが予め限定され
ている場合（例えば、数字の０〜９の何れかしか入力で
きない場合）、は大分類部を設けて予め候補を選ぶ必要
がなく、同定部の一段でパターンを同定（識別）するも
のである。

第６図の認識対象格納部61は実施例１の認識候補格納
部25の機能を備えている。すなわち、認識対象格納部61
に格納された認識対象範囲のパターンコードをそのまま
認識候補（数字なら０〜９が候補コード）とし、入力パ
ターン格納部63のパターンについて同定部64において順
次各候補について同定を行う。

この実施例３の構成は、大分類部がないので、小型の
装置によりパターンの同定（認識）を実現するのに適し
ている。英数字などの少ない認識対象の場合に有効な構
成である。

また、第５図の実施例２において、認識対象入力部6
0、認識対象格納部61を文法入力部、文法格納部、文法
処理部に置き換えた別の構成とすることができる。

［発明の効果］本発明によれば任意の認識対象のパターン認識におい
て、パターンの詳細同定を少ない記憶容量で高い同定率
と同定速度を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の原理的構成図、第１図（ｂ）は
同定条件格納部の基本構成図、第２図は本発明の実施例
１の構成図、第３図は実施例１における同定部の構成
図、第４図は実施例１における同定条件格納部の構成
図、第５図は本発明の実施例２の構成図、第６図は本発
明の実施例３の構成図、第７図は従来例の構成図、第８
図は従来例の同定部の構成図、第９図は従来例の同定条
件格納部の構成図、第10図（ａ）は従来例の同定動作の
例を示す図、第10図（ｂ）は従来の同定条件の例を示す
図、第10図（ｃ）は同定条件に不適合となる例を示す図
である。第１図（ａ）中、 10:認識対象指示部 11:認識候補保持部 12:パターン入力部 13:詳細同定部 14:同定条件格納部 15:条件判定部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】パターン入力部（12）からの入力パターン
について大分類認識により得られた複数の認識候補から
一つの認識結果を出力するための詳細同定方式におい
て、詳細同定部（13）に、各認識候補コードとこれに付随す
る認識対象カテゴリーに属する識別コード毎の同定条件
を格納した同定条件格納部（14）と条件判定部（15）と
を備え、認識候補保持部（11）からの認識候補コードおよび認識
対象指示部（10）からの認識対象カテゴリーに対応する
識別コードに基づいて前記同定条件格納部（14）から同
定条件を取り出し、条件判定部（15）は前記入力パターンについて該同定条
件を満たす認識候補コードを認識結果とすることを特徴
とするパターン詳細同定方式。
【請求項２】請求項１のパターン詳細同定方式におい
て、文法入力部（50）により認識結果の文法規則を指示
し、認識候補コードが該文法規則に適合するかどうかを
文法処理部（52）により判断し、該文法規則に合致する
認識候補コードに制限し、同定を行うことを特徴とする
パターン詳細同定方式。