JP2781150B2

JP2781150B2 - 文字分割方法

Info

Publication number: JP2781150B2
Application number: JP7053009A
Authority: JP
Inventors: 政欽江; 光良戴
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 1995-03-13
Filing date: 1995-03-13
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: CN1131301A; JPH08263589A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は文字識別システムに係
り、特に独立した文字成分を生成、識別するための文字
分割方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の光学文字識別システム中で、文字
の分割処理は相当重要な地位を占めており、図１に示す
光学文字識別フローチャートにその一部を垣間見ること
ができる。この識別プロセスでは、先ず文字上の図形と
文字部分を分離し、文字部分を独立させて識別に回し
（ステップ１）、次が識別プロセスで最も重要な分割で
ある。文章中の各文字を分割し、文字部分中の各文字を
すべて独立型式で比較対照、識別するのである（ステッ
プ２）。

【０００３】従って、文字分割の結果は識別のフィジビ
リティと正確さに重大な影響を及ぼすことになる。プリ
映像処理（ステップ３）は分割後の独立した各文字成分
への処理であり、例えばスムージングなどである。この
処理により文字識別動作（ステップ４）を更に容易に実
行することが期待できるのである。最後に既に発展した
各種の識別モデルにより文字識別及び識別完了後の言語
後処理（ステップ５）を実施するのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これまで文字の分割に
採用されていた方法、例えば投影法、スモールエリア区
分法及びランレングスコード法などはすべて規則的に配
列された文字を処理の第一義的条件とするという点から
逃れられなかった。つまり各種の方法はそれ自身の長所
を持ってはいたが、下記の三種類の文章に対しては文字
の分割処理を実施する方策が皆無であった。１．図２のような行が斜め配列または湾曲配列の文章２．図３のような一部重複しているが、文字列が非連続
な文章３．図４のような文章中の文字の大きさが不統一なものこれは、印刷された文章のように整った文章を除き、一
般の手書きによる文章が作り出す不規則な状態では文字
の分割を実施することが難しいことを意味しており、ま
して識別を実施することの難しさは言うまでもない。

【０００５】従って本発明の主な目的は一種の文字分割
の方法を提供する点にあり、画素連結成分とフィードバ
ック式連結成分結合演算法により文字の分割処理を行
い、重複しているが非連続な文字列または大きさが不統
一な文字で形成されている文章を分割し、独立した文字
成分の抽出、識別を提供することにある。本発明のもう
一つの目的は文字分割の方法を提供し、特殊な行配列及
び文字配列処理により、各種の斜めまたは湾曲配列の文
字列も分割し、組替え、識別することを提供することに
ある。

【０００６】本発明の更にもう一つの目的は一種の文字
分割の方法を提供し、手書き文字で構成される文章も文
字識別システムで識別及び処理することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明では一種の文字分割の方法を提供している
が、それには文章中のすべての画素連結成分のサーチ、
フィードバック式連結成分結合演算法によるすべての画
素連結成分の複数個の独立した文字成分への処理及び各
独立文字成分の配列処理が含まれている。このうちフィ
ードバック式連結成分結合演算法は各画素連結成分間の
幾何学的関係を利用し、自動的に見積もった文字幅、文
字ピッチ、行幅及び行ピッチの参考値設定の条件に基づ
き、繰返し比較した後、適当な画素連結成分を独立した
文字成分に結合させるものである。本発明では文章の組
替えに便利なよう、斜めに湾曲した文字列の文字成分の
配列方法も提供している。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。本発明の文字分割方法は、独立した各画
素連結成分のサーチ及び結合を基礎としており、既存の
処理モデルとは別個のものである。漢字を主とするグラ
フィック文字には日本語やハングルなども含まれるが、
これらの各文字の多くは幾つかの独立した画素連結成分
に分解することが可能である。例えば「明」はそれ自身
で２つの画素連結成分「日」「月」を含んでいる。そし
て「日」はそれ自身で一つの文字でありまた画素連結成
分でもある。従ってもしこの独立した文字成分を文章中
からサーチできるならば、文字の分割処理には大きな助
けとなるのである。

【０００９】先ず文章の映像中から任意のドット画素を
サーチし、次にこの画素から出発し、このドット画素と
直接または間接的に結び付くすべてのドット画素をサー
チし独立した画素連結成分を構成させるのである。この
後、再度他のドット画素の中から逐次すべての画素連結
成分をサーチし、画素連結成分のサーチを完了させてゆ
くのである。上記の独立した画素連結成分のサーチ方法
は所謂画素追跡法であるが、この技術を熟知している人
であれば、この他のいずれかの方法で文章中からすべて
の画素連結成分をサーチすることが可能である。従って
画素連結成分のサーチ方式に本発明の目的があると言う
わけではない。

【００１０】次に、本発明が採用しているフィードバッ
ク式インテリジェント型連結成分結合演算法は、同一の
文字成分に属している各個に独立した画素連結成分を結
合させるものである。このフィードバック式結合演算法
の作用原理は主に各サイクル中で統計的に文章中の文字
幅、文字ピッチ、行幅、及び行ピッチなどの重要パラメ
ータを見積もり、同時にある種の規則を応用し異なった
連結成分を結合させるものである。本フィードバック法
の特色は後のサイクルに行けば行くほど、予測するパラ
メータがより正確になる点にあり、より正確な結合が可
能であり、より正確な分割が得られるのである。

【００１１】図５に示したこのフィードバック式結合演
算法に関するフローチャートを参照して頂きたいが、そ
こには簡易結合（ステップ201)、文字幅、文字ピッチ、
行幅、及び行ピッチの見積もり（ステップ203)、細部の
結合（ステップ205)及び結合するか否かの検査（ステッ
プ207)などの処理過程が含まれている。簡易結合（ステ
ップ201)中では、文章中から分離した各画素連結成分を
相互の重複量の大きさに基づき初歩的に結合させてい
る。所謂重複量は水平重複量及び垂直重複量に分けるこ
とができるが、図６に示す通り、連結成分ｉと連結成分
ｊの水平重複量はoh、垂直重複量はovである。この初歩
的結合に於いては、以下の規則に合致する連結成分だけ
が結合されるのである。

【００１２】oh=min(wi,wj)and ov=min(Hi,Hj) その内wiとwjは連結成分ｊの幅であり、HiとHjはこの2
つの連結成分の高さである。以上の条件はそのうちの一
方の連結成分エリアが他方の連結成分エリアを含んでし
まう場合に限り結合が起こることを意味している。例え
ば「的」という字は3個の独立した画素連結成分「白」
「勹」「丶」で構成されているが、このうち「丶」は上
記の条件に合致するため、このステップ201 で「勹」と
結合し一つの画素となる。しかし「白」と「勺」の結合
は起こらない。

【００１３】同一の文字成分中の各画素を結合させるた
めには、一定の規則を採用し画素間の関係を規範化させ
なければならない。そこで本発明では文字ピッチ、文字
幅、行幅、及び行ピッチの見積もりを利用し、細部結合
の根拠としている。このうち文字ピッチ及び文字幅の見
積もり方法はすべての連結成分の幅及び高さの統計をと
り、その分布を調べた後、数値を決定、得られたもので
ある。分布のうち最多の文字幅数値がｗであると仮定
し、cw＝1.2w(1.2は経験値）と設定することにする。

【００１４】行幅数値の決定も類似した方法で実施す
る。文字ピッチ及び行ピッチの見積もりは少し複雑なの
で、まずは文字ピッチの見積もりについて説明を加える
ことにする。文字ピッチを見積もるにはまず最初に各連
結成分の左右に隣接する連結成分を決定することが必要
である。ここで連結成分ｉの左側の座標をLi、右側の座
標をRi、上側の座標をTi、下側の座標をBi（原点は文章
の左上隅）と仮定すると、連結成分ｉの左側に隣接する
連結成分ｊの検索方法は以下の通りである。（ａ）下記の条件に合致するすべての連結成分ｋをサー
チする。

【００１５】

【数１】

【００１６】（ｂ）ステップ（ａ）でサーチした連結成
分で一つの集合Ｎを構成すると、連結成分ｉの左側に隣
接する連結成分ｊは下記の条件に合致する連結成分とな
る。

【００１７】

【数２】

【００１８】ステップ（ａ）の条件中の分子は２個の連
結成分の垂直重複量を算出するものであり、当該条件は
垂直重複量がその高さの１／３を越えた場合に限り、考
慮の範囲内に入れると言うことを意味している。ステッ
プ（ｂ）は右側で連結成分ｉに最も接近している（しか
し重複はしていない）連結成分をサーチすることを意味
している。連結成分ｉの右側で隣接している連結成分を
サーチするためには、ステップ（ｂ）の条件を下記の通
り修正するだけでよい。

【００１９】

【数３】

【００２０】行ピッチの見積もり方法は文字ピッチの見
積もり方法とかなり類似しており、先ず水平重複量に基
づき、上側に隣接する連結成分と下側で隣接する連結成
分をサーチすることから始まる。その条件はステップ
（ａ）及び（ｂ）の条件を参照し、決定することができ
るため、ここでは多くを述べないことにする。隣接する
連結成分（上、下、左、右）をサーチした後では、すべ
ての連結成分とその隣接する連結成分間の距離の分布を
検索することが可能となる。本実施例では分布の４／５
を占めるポイントで見積もり数値を設定している。

【００２１】上記の見積もり数値は画素の結合を更に一
歩進めるための根拠とすることが可能である。細部結合
（ステップ205)中では、おおよそ下記の３条件を結合す
る必要があるかないかの判断基準としている。条件１：（１）結合後、幅（高さ）のトータルが文字幅（高さ）
の見積もり数値の1.５倍を越えてはならない。（２）水平（または垂直）重複量は相対的に小さい方の
連結成分の文字幅（または高さ）の半分を越えていなけ
ればならない。（３）両者の水平及び垂直距離が見積もった文字ピッチ
及び行ピッチの３／４より小さい。それを数式で表すと次の通りである。

【００２２】

【数４】

【００２３】条件２：（１）結合後、幅（高さ）のトータルが文字幅（高さ）
の見積もり数値の1.５倍を超過するが、見積もり数値の
２倍よりは小さい。（２）水平（または垂直）重複量は相対的に小さい方の
連結成分の文字幅（または高さ）の半分を越えていなけ
ればならない。（３）両者の水平及び垂直距離が見積もった文字ピッチ
及び行ピッチの３／４より小さい。（４）結合後の幅と長さの比が０．６〜２．５の間にあ
る。それを数式で表すと以下の通りである。

【００２４】

【数５】

【００２５】条件３：（１）単一の連結成分の幅（高さ）が文字幅（高さ）の
見積もり数値の0.25倍より小さい。（２）水平（または垂直）重複量は相対的に小さい方の
連結成分の文字幅（または高さ）の半分を越えていなけ
ればならない。（３）結合後の幅と長さの比が０．６〜２．５の間にあ
る。それを数式に変換すると以下の通りである。

【００２６】

【数６】

【００２７】上記の３条件を利用し、任意の連結成分に
対する測定を実施し、要求に合致するすべての連結成分
をサーチしてゆく。このうち条件１の目的は、結合後の
高さ及び幅が1.５Lw及び1.５Cwを越えず、水平距離及び
垂直距離も文字ピッチ及び行ピッチの見積もり数値の３
／４を越えない連結成分をピックアップすることにあ
る。このほかその水平（または垂直）重複量は相対的に
狭い（または低い）方の連結成分の半分の幅（または高
さ）を越えていなければならないと規定する必要があ
る。

【００２８】条件２では文章中に少し大きな文字を含ん
でいるため、結合後の高さ及び幅が1.５Lwまたは1.５Cw
を越えてしまう可能性を考慮に入れている。この場合は
同様に、水平距離及び垂直距離は共に文字ピッチ及び行
ピッチの見積もり数値の３／４倍を越えないと制限し、
水平（垂直）重複量の制限の対象外であるとしなければ
ならない。また結合後は正方形に近似した形状を形成し
なければならないとも制限する必要がある（一般に手書
き文字は縦長であるため、設定値は０．６である）。条
件３の目的は、“二”、“三”、“川”……等の細長い
連結成分を含んだ文字を処理することにある。

【００２９】次に、条件に合致する連結成分で一つの集
合Ｃを構成し、続いて集合Ｃの中の連結成分Ｋをサーチ
し、連結成分ｉと連結成分Ｋ間の重複面積を最大とさせ
る。重複面積（Ａ）の計算方法は以下の通りである。

【００３０】

【数７】

【００３１】このうちＳの定義は次の通りである。

【００３２】

【数８】

【００３３】次に、連結成分ｉと連結成分Ｋを結合す
る。重複面積はある場合には図７（Ａ）に示す通りプラ
スであり、またある場合には図７（Ｂ）及び同図（Ｃ）
に示す通りマイナスである。いずれも文字成分の結合の
参考数値とすることが可能である。ステップ207 では結
合作業がすでに完了したか否かをチェックしている。も
し適当な連結成分が集合Ｃを構成することを発見した場
合は、上記のステップ201からステップ205 を繰返し実
行し、Ｃが空集合になるまでその作業を続けてゆく。

【００３４】上記のフィードバック式結合演算法の実際
の作動状況については、図８（Ａ）〜（Ｄ）を参照して
頂きたい。このうち図８（Ａ）では文章中の独立した各
画素連結成分を画素追跡法で検索している。第１次の簡
易結合及び細部結合などのプロセスを経て、図８（Ｂ）
のような状態を形成することになる。まだ結合が発生す
るため、第２次の簡易結合及び細部結合が引続き実施さ
れ、図８（Ｃ）の結果が生み出される。そして最後の結
合の結果が図８（Ｄ）である。もはや結合条件に合致す
る連結成分が存在しないため、フィードバック式の結合
動作はここで終了となる。

【００３５】それぞれに独立した文字成分のピックアッ
プ後には、事実上文字成分間に順序関係は存在しない。
従ってこれに続くステップはこれら文字成分間の順序関
係（行列関係）の確定であり、これがあって始めて文字
成分を順番に識別ユニットに送り込み、識別にかけるこ
とができるのである。左から右、上から下というモデル
文章で言えば、本発明が採用している配列方法は先ず最
初にすべての文字を上から投影し、他の文字と互いに重
複している画素の個数が設定値を越えていない文字を取
り出し、仮にこれらの文字で集合Ａを形成する。図２を
例にとると、Ａ＝｛中、華、民、國、影、像、處、理、
識、別、協、會、達｝である。続いてＡの中から最上者
のものをサーチする。この場合、最上は“影”である。
引続きＡの中から最上のものとの垂直重複量が別の設定
値（５画素）を越える文字をサーチし、文字グループB0
を形成する。

【００３６】次に再度A-B0の文字の中からB0との垂直重
複量が設定値を越える文字をピックアップしB0に追加
し、新たな文字グループB1を形成する。この作業は新た
な文字が追加されなくなるまで繰り返される。この方法
に基づき、図２からサーチできる文字グループＢは
｛中、華、民、國、影、像、處、理、識、別、協、會｝
である。このＢが我々の第１文字列である。そしてこの
文字列の中で、文字の順序は左端境界線の数値に基づき
配列する。文字列のサーチ後、当該列の文字は削除さ
れ、続いて同様の方法で次の文字列がサーチされる。こ
のように類推してゆき、すべての文字の配列が決定され
るまで続けられることになる。

【００３７】上記の文字分割及び配列方法に基づくと、
図２から図４の文章は特殊で不規則な配列になっている
が、すべて分割処理を施され、図９から図１１の通りの
結果となる。図９から図１１までの各々の手書き文字は
すべて長方形の外枠で囲むことができ、各文字はすべて
適切に分割、独立している。ここからはこれらの図は次
の識別ステップに提供することが可能であり、更に処理
を進めることができることが見て取れる。図１２と図１
３のような更に複雑な文章も、本発明の文字分割方法で
処理すると、それぞれに独立した文字を形成し、識別に
かけることが可能である。

【００３８】典型的な実施例を利用し、以上の通り本発
明を紹介してきたが、これは何も本実施例に限定したも
のではない。この技術分野に習熟した者であれば、本発
明の精神と範囲を外れることなく、より一層鮮明な手の
込んだものを作成することが可能である。

【００３９】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、画素連結成
分とフィードバック式連結成分結合演算法により文字の
分割処理を行い、重複しているが非連続な文字列または
大きさが不統一な文字で形成されている文章を分割し、
独立した文字成分の抽出、識別を提供することができる
とともに、特殊な行配列及び文字配列処理により、各種
の斜めまたは湾曲配列の文字列も分割し、組替え、識別
することを提供することができ、且つ、手書き文字で構
成される文章も文字識別システムで識別及び処理するこ
とができる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学文字識別のフローチャートである。

【図２】文字列が斜めに湾曲した文章を示す図である。

【図３】一部重複しているが、文字列が非連続な文章を
示す図である。

【図４】文字の大きさが不統一な文章を示す図である。

【図５】本発明のフィードバック式連結成分結合演算法
に基づくフローチャートである。

【図６】画素連結成分間のパラメータの定義を示す図で
ある。

【図７】画素連結成分間の各種重複面積の可能性を示す
図である。

【図８】本発明に基づく文字分割の実施例を示す図であ
る。

【図９】本発明の方法に基づき図２の文章に文字分割を
実施した結果を示す図である。

【図１０】本発明の方法に基づき図３の文章に文字分割
を実施した結果を示す図である。

【図１１】本発明の方法に基づき図４の文章に文字分割
を実施した結果を示す図である。

【図１２】本発明の方法に基づき少し複雑な文章に文字
分割を実施した結果を示す図である。

【図１３】本発明の方法に基づき少し複雑な文章に文字
分割を実施した結果を示す図である。

【符号の説明】

１〜５，２０１，２０３，２０５，２０７ステップｉ，ｊ連結成分

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の文字を含む文書における文字分割
方法であって、（ａ）文書における全ての画素連結成分を抽出し；（ｂ）反復連結成分結合法を使用してそれらの画素連
結成分を結合して複数の個々の文字にし；（ｃ）それらの個々の文字を順番に配列して複数の文
字列を形成する段階よりなり、更に上記段階（ｂ）の反
復連結成分結合法は： (1) 他の画素連結成分の矩形範囲に完全に含まれる画
素連結成分をその含んでいる画素連結成分と結合し； (2) 文字幅、文字間隔、列高さ及び列間隔の値の見積
りをし； (3) 文字幅、文字間隔、列高さ及び列間隔の見積られ
た値によってそれらが同じ文字であると定義された場
合、画素連結成分を他の画素連結成分と結合し； (4) 結合が発生することが無くなるまで上記段階(1)
乃至(3) を繰り返す段階よりなる文字分割方法。
【請求項２】前記段階（ｃ）は： (1) 前記文書中の最上に配列された文字中の水平投影重
複量が第１有効範囲を下回るものを一つの集合とし； (2) 前記集合の文字中で、隣接する文字との垂直投影重
複量が第２有効範囲を下回るものを除外し； (3) 前記集合中の文字を順番に配列するとともに、１字
ずつ前記文書から削除し； (4) すべての文字が前記文書から削除されるまで上記段
階(1) 、 (2) 及び(3)を繰り返し続ける段階を含むことを
特徴とする請求項１記載の文字分割方法。
【請求項３】前記段階（ａ）は、画素追跡法により実
施されることを特徴とする請求項１記載の文字分割方
法。
【請求項４】前記反復連結成分結合法には前記段階
(2) の値の見積のための統計過程も含まれていることを
特徴とする請求項１記載の文字分割方法。