JP2902904B2

JP2902904B2 - 文字認識装置

Info

Publication number: JP2902904B2
Application number: JP5140747A
Authority: JP
Inventors: 徹宮前; 浩一樋口
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1993-06-11
Publication date: 1999-06-07
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: JPH06348899A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一部がかすれたよう
な局所的に線幅の異なる文字パタンに対処した高精度な
文字認識装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、入力文字パタンの特徴を抽出し、
予め用意した辞書との照合によって、認識結果を出力す
る文字認識装置としては、例えば特公昭６０−３８７５
６に開示されるものがあった。この文字認識装置による
処理の概要について以下に説明する。

【０００３】先ず、入力文字パタンの各セルの明るさを
光電変換によって、量子化された電気信号である２値画
像に変換し、パタンレジスタに格納しておく。そして前
記パタンレジスタ内の文字パタンの外接枠を検出し、外
接枠内の文字パタンの線幅を計算する。次に外接枠内の
文字パタンに対して、水平、垂直、右斜め、左斜め方向
に走査し、前記線幅を閾値とする連続黒画素成分を検出
することによって、該入力文字パタンに対する４種のサ
ブパタンを抽出する。また、前記パタンレジスタの外接
枠内の文字パタンに対して、各分割領域内の黒画素数が
同数になるようにＮ×Ｍ個の格子状の部分領域に非線形
分割する。次に４種のサブパタンのそれぞれについて、
分割された部分領域内における該サブパタンの黒画素数
を計数し、これを文字パタンの大きさで正規化すること
によって、各方向における文字線の分布状態を反映する
Ｎ×Ｍ×４次元の特徴マトリクスを抽出する。この特徴
マトリクスと予め用意された複数の標準文字の特徴マト
リクスである辞書とを照合し、該照合結果より該入力文
字パタンの認識結果を出力する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記文字認識
装置においては、以下のような問題点があった。即ち、
従来技術では、入力された文字パタンの外接枠内の２値
画像に対して、水平、垂直、右斜め、左斜めの４方向に
それぞれ走査し、当該文字パタンの平均線幅の２倍を閾
値として、連続した黒画素よりなるストロ−クを抽出
し、それらの分布を表わす４種のサブパタンを抽出して
いた。しかし、従来のサブパタンの抽出方法では、当然
ながら前記線幅の２倍より小さい連続黒画素数を持つス
トロ−ク成分は、抽出されない。従って、一部がかすれ
たような文字パタン、即ち、局所的な線幅が他の部分と
比較して極めて小さくなっている文字パタン等は、その
かすれた部分がサブパタン及びサブパタンに基づいて抽
出される特徴マトリクスに反映されず、その結果、認識
性能の低下の一因を為していたという問題点があった。

【０００５】このような場合の例を図４及び図６（ａ）
に示す。図４では、アルファベットの「Ｑ」の字のひげ
の部分、即ち波線４０１で囲まれた領域内のセグメント
がかすれて３つに分裂してしまった場合を表している。
このかすれたひげの部分は、本来ならば、左斜め方向の
走査によって、ストロ−クの一部として検出されるわけ
であるが、この例では、いかなる方向の走査においても
サブパタンの一部としては検出されない。従って、ひげ
の部分は特徴に反映されず、ひげのない類似文字、例え
ば、「Ｏ」等に誤読する確率が増大することになる。

【０００６】また図６（ａ）では、漢字の「因」の字を
扱っている。この場合、「因」を構成する要素の内、外
側の部分である「口」に対し、内側の部分である「大」
が通常より小さく書かれ、文字全体の平均線幅の２倍以
下の大きさしか持たないため、平均線幅を用いた走査で
は、図６（ｂ）、図６（ｃ）、図６（ｄ）、図６（ｅ）
に示したように「大」の字がどのサブパタンにも反映さ
れないといった事態が生じ、大きな問題点となる。

【０００７】また、上述のように一部がかすれたり、小
さく書かれたりした文字パタンではないときでも、一部
がつぶれたことにより平均線幅の値が非常に大きくな
り、その結果、通常のストロ−クが走査によってサブパ
タンとして検出されず、故に特徴マトリクスに反映され
ず、認識性能の低下をもたらすという問題点があった。
このような場合の例を図５に示す。図５は、数字の
「５」において、下部がル−プを作りつぶれてしまった
例であるが、このとき、文字全体の平均線幅は大きな値
となり、その結果、例えば、波線５０１で示されたよう
な通常に書かれたストロ−クの部分等は線幅の２倍以下
の大きさとなってしまい、結局、サブパタンとして抽出
されなくなる。従って、波線５０１が示すストロ−クが
ないパタンとして、特徴抽出されるので、例えば「６」
等に極めて類似してくることになり、「６」に誤読する
確率が増大する。

【０００８】本発明は、前記従来のサブパタン抽出方法
において、文字を構成する各ストロ−ク成分の線幅が平
均線幅に近いところで分布する場合には、有効な特徴抽
出となり得る一方、局所的なストロ−クの線幅が他の部
分の線幅と大きな差がある場合、即ち、一部がつぶれて
いたり、かすれていたりするような文字パタンに対して
は、適切な特徴抽出ができず認識性能の低下をもたらす
といった問題点を除去し、局所線幅の異なる各ストロ−
ク成分のそれぞれに対して、最適な閾値で各方向から走
査してサブパタンを抽出し、該サブパタンに基づいた特
徴抽出、認識処理を行うことによって、局所的な線幅に
大きなばらつきのある品質の良くない文字パタンに対し
ても、高精度で、安定な認識性能の得られる文字認識装
置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、帳票等に記入された文字パタンを光学的
に走査して、量子化された電気信号である２値画像に変
換する光電変換部と、前記２値画像に変換された文字パ
タンを格納するパタンレジスタと、前記パタンレジスタ
内の文字パタンの外接枠を検出する外接枠検出部と、前
記パタンレジスタの外接枠内の文字パタンの線幅を算出
する文字パタン線幅計算部と、前記パタンレジスタの外
接枠内の文字パタンに対して、各々、水平、垂直、右斜
め、左斜め方向に走査して得られた黒画素の連続数が前
記線幅に基づいて定められた閾値を超えた場合にストロ
−クとして検出し、これらのストロ−クの分布を表わす
サブパタンを各方向毎に４種類抽出するサブパタン抽出
部と、前記パタンレジスタの外接枠内の２値画像及び前
記４種類のサブパタンより、文字パタンを構成する黒画
素の中で、前記４種類のサブパタンのいずれにも属さな
い黒画素をかすれパタンとして抽出するかすれパタン抽
出部と、前記かすれパタンを構成する各々独立したセグ
メントのうち、微小セグメントを除去する微小セグメン
ト除去部と、前記かすれパタンの線幅を算出するかすれ
パタン線幅計算部と、微小セグメントを除去したかすれ
パタンについてサブパタンの抽出の必要が有りと判定さ
れた場合に、前記かすれパタンの線幅に基づいてかすれ
パタンのストロ−クの分布を表わすかすれサブパタンを
前記同様に各走査方向毎に４種類抽出するかすれサブパ
タン抽出部と、前記サブパタン或は前記サブパタンとか
すれサブパタンを各走査方向毎に合成した合成サブパタ
ンの何れか一方のサブパタンを特徴抽出部に出力する制
御部と、前記サブパタン或は合成サブパタンの特徴マト
リクスを抽出する特徴抽出部と、前記特徴マトリクスと
予め用意された辞書マトリクスとを照合した結果に基づ
き認識結果を出力する識別部とを有することを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】この発明によれば、原文字パタンの平均線幅に
基づいた文字のストロークの分布状態を表わすサブパタ
ンが各走査方向毎に４種類抽出され、更に抽出されたサ
ブパタンの何れにも属さないパタンから成るかすれパタ
ンが抽出される。このかすれパタンから微小セグメント
を除去した残りのパタンに対しサブパタンの抽出の必要
の有無が判定され、抽出の必要有りと判定された場合に
は当該かすれパタンの平均線幅に基づいたかすれサブパ
タンが抽出される。その後、前記サブパタン或はかすれ
サブパタンが抽出された場合には前記サブパタンとかす
れサブパタンとの合成サブパタンの何れか一方が制御部
の制御の下に特徴抽出部に出力されて当該文字パタンに
関する特徴抽出が行われ、この特徴が辞書の特徴と照合
されることにより文字認識がおこなわれる。従って、文
字パタンを構成するストローク成分で文字認識に本質的
な役割を果たすものの一部がかすれたり或は小さくなっ
たような場合でもかすれサブパタンとして救済し抽出す
ることが可能となるため局所的な線幅にばらつきの有る
ような低品質の文字パタンに対し他も高精度で、安定し
た認識性能を得ることが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明による文字認識装置の実施例１
及び実施例２を説明するが、ここでは例えば図４の４０
１，図５の５０１及び図６（ａ）の「因」を構成する要
素「大」等は、便宜上、かすれパタンという名称で一括
して呼称する。また実施例１では、図６（ａ）の漢字
「因」という字の２値画像に対して、本実施例を適用し
た例について併せて説明していく。

【００１２】図１は、本発明による文字認識装置の実施
例１を示すブロック図である。ここで、１０１は、文字
パタンをスキャナで走査して得られた光信号入力、１０
２は光電変換部、１０３はパタンレジスタ、１０４は外
接枠検出部、１０５は文字パタン線幅計算部、１０６は
水平方向走査部、１０７は水平サブパタン１メモリ、１
０８は垂直方向走査部、１０９は垂直サブパタン１メモ
リ、１１０は右斜め方向走査部、１１１は右斜めサブパ
タン１メモリ、１１２は左斜め方向走査部、１１３は左
斜めサブパタン１メモリ、１１４はかすれパタン抽出
部、１１５はかすれパタンメモリ、１１６はかすれパタ
ン線幅計算部、１１７は水平方向走査部、１１８は水平
かすれサブパタンメモリ、１１９は垂直方向走査部、１
２０は垂直かすれサブパタンメモリ、１２１は右斜め方
向走査部、１２２は右斜めかすれサブパタンメモリ、１
２３は左斜め方向走査部、１２４は左斜めかすれサブパ
タンメモリ、１２５は水平サブパタン合成部、１２６は
水平サブパタン２メモリ、１２７は垂直サブパタン合成
部、１２８は垂直サブパタン２メモリ、１２９は右斜め
サブパタン合成部、１３０は右斜めサブパタン２メモ
リ、１３１は左斜めサブパタン合成部、１３２は左斜め
サブパタン２メモリ、１３３は出力制御部、１３４は線
幅判定部、１３５は特徴抽出部、１３６は識別部、１３
７は辞書メモリ、１３８は認識結果、１３９は微小セグ
メント除去部である。

【００１３】帳票等に手書きまたは印刷された文字パタ
ンをスキャナで走査して得られた光信号１０１は、光電
変換部１０２において、電気信号に変換され、さらに量
子化れて２値の信号からなる２値画像に変換されパタン
レジスタ１０３に格納される。

【００１４】外接枠検出部１０４は、パタンレジスタ１
０３に蓄えられた２値画像に対し、水平走査により前記
２値画像の上端及び下端を検出し、垂直走査により前記
２値画像の左端及び右端を検出し、その結果、当該入力
文字パタンに外接する矩形である外接枠を得る。そし
て、外接枠に関する座標値を文字パタン線幅計算部１０
５、水平方向走査部１０６、垂直方向走査部１０８、右
斜め方向走査部１１０、左斜め方向走査部１１２及びか
すれパタン抽出部１１４に出力し、文字パタンの領域を
指定する。以下の処理において、パタンレジスタ１０３
の２値画像を用いる場合は、全て外接枠内にある２値画
像を対象とする。

【００１５】文字パタン線幅計算部１０５では、当該文
字パタンの平均線幅が計算される。ここで、平均線幅の
求め方の一つの例として、本実施例では、次の方法を採
用した。即ち、パタンレジスタ１０３の外接枠内の文字
パタンの２値画像の黒画素数をＡ、４黒画素数をＱとし
た時、平均線幅Ｗｒを次式で計算する方法である。Ｗｒ＝Ａ／（Ａ − Ｑ）（１）但し、４黒画素とは、２値画像を２×２の窓で走査した
時に２×２の窓の全てが黒画素となる点であり、４黒画
素数Ｑとは、そのような４黒画素を計数したものであ
る。

【００１６】次にパタンレジスタ１０３の外接枠内の文
字パタンに対して、水平方向走査部１０６において水平
方向に、垂直方向走査部１０８において垂直方向に、右
斜め方向走査部１１０において右斜め方向に、左斜め方
向走査部１１２において左斜め方向に、それぞれ走査
し、前記線幅に基づいた値を閾値として、連続した黒画
素であるストロ−クを検出していき、それらの分布状態
を反映するサブパタンを生成する。この時、その連続し
た黒画素がサブパタンを構成するストロ−ク成分である
ことの条件は、連続黒画素数をＬとしたとき、次式で与
えられる。Ｌ＞２ × Ｗｒ（２）ここで、Ｗｒは前述の平均線幅である。即ち、それぞれ
の方向の走査において平均線幅の２倍を超える長さを持
つストロ−クが当該方向のサブパタンを構成するストロ
−クとして抽出されるのである。以上のように検出され
た外接枠内における連続黒画素としてのストロ−クの分
布状態は、各々の走査方向毎に、水平サブパタン１、垂
直サブパタン１、右斜めサブパタン１、左斜めサブパタ
ン１として、それぞれ水平サブパタン１メモリ１０７、
垂直サブパタン１メモリ１０９、右斜めサブパタン１メ
モリ１１１、左斜めサブパタン１メモリ１１３に格納さ
れる。

【００１７】図６を例にとると、走査前の原２値画像が
図６（ａ）に、水平サブパタン１が図６（ｂ）に、垂直
サブパタン１が図６（ｃ）に、右斜めサブパタン１が図
６（ｄ）に、左斜めサブパタン１が図６（ｅ）に各々表
されている。前述したように「因」を構成する要素
「大」は、平均線幅の２倍以下のスケ−ルであるため各
サブパタンには全く反映されていないことがわかる。

【００１８】次のかすれパタン抽出部１１４は、パタン
レジスタ１０３の外接枠内の２値画像及び水平サブパタ
ン１、垂直サブパタン１、右斜めサブパタン１、左斜め
サブパタン１とを用いて、サブパタンとして抽出されな
かったストロ−ク成分の分布状態をかすれパタンとして
抽出する。図３はかすれパタン抽出部の構成例を示すブ
ロック図であり、点線で示された枠内がかすれパタン抽
出部１１４の内部を表している。３０１はＯＲ回路部、
３０２はメモリ、３０３はＮＯＴ回路部、３０４は文字
パタンメモリ、３０５はＡＮＤ回路部である。

【００１９】図３に示されたかすれパタン抽出部１１４
における各ブロックの機能及び処理の流れについて以下
で説明する。先ず、各方向のサブパタンメモリ１０７，
１０９，１１１，１１３に格納された水平サブパタン
１、垂直サブパタン１、右斜めサブパタン１及び左斜め
サブパタン１は、ＯＲ回路部３０１に入力される。ＯＲ
回路部３０１では、各サブパタンの黒画素を１、白画素
を０としたとき、外接枠で囲まれたサブパタン領域の画
素１つ１つについて、４つのサブパタン１の画素値のＯ
Ｒ論理演算が実行され、当該演算結果が、予めメモリ３
０２に用意されたサブパタン領域と同じ句形領域の対応
する画素についてそれぞれ出力されていき、最終的に
は、４つのサブパタン１の和集合であるパタンがメモリ
３０２上に生成される。このパタンは、当該領域の各画
素において、４つのサブパタンの内、少なくとも１つの
サブパタンの画素値が１、即ち、黒画素である時に、黒
画素であり、４つのサブパタン１のいずれも画素値が
０、即ち、白画素である時に白画素となっている。従っ
て、このサブパタンの和集合のパタンの白画素部分は、
もともと文字パタンの２値画像で白画素であったか或い
は、２値画像では黒画素であるがサブパタンとしては抽
出されなかったかのどちらかである。

【００２０】次にメモリ３０２上に生成された前記パタ
ンについて、ＮＯＴ回路部３０３によるＮＯＴ演算が実
行される。ＮＯＴ回路部３０３では、メモリ３０２上の
パタンを構成する画素の一つ一つについて、順次、画素
値０の画素を画素値１に、画素値１の画素を画素値０に
変換し、即ち、白画素を黒画素に、黒画素を白画素に変
換するＮＯＴ演算を実行し、当該演算結果をメモリ３０
２における当該画素上に出力する。以上のようにして、
メモリ３０２上には、ＯＲ回路部３０１によって生成さ
れたサブパタンの和集合であるパタンを白黒反転させた
パタンが生成される。

【００２１】一方、上述の処理とは独立に、パタンレジ
スタ１０３の２値画像の内、外接枠検出部１０４によっ
て検出された外接枠内の２値画像のみが文字パタンメモ
リ３０４に転送される。

【００２２】次にメモリ３０２上のパタンと文字パタン
メモリ３０４上の文字パタンに対して、ＡＮＤ回路部３
０５によって、ＡＮＤ演算が実行される。ＡＮＤ回路部
３０５では、パタン領域内の個々の画素について、メモ
リ３０２上のパタンの画素値と該画素に対応する文字パ
タンメモリ３０４上の文字パタンの画素値とのＡＮＤ演
算、即ち、両者の画素値が１であったときのみに、画素
値１を出力し、少なくともどちらかが０であったとき
は、画素値０を出力する演算を実行していき、当該演算
結果をかすれパタンとして、かすれパタンメモリ１１５
に出力する。

【００２３】このかすれパタンは、上述の説明で理解で
きるように、文字パタンを構成する黒画素の中で、４つ
のサブパタン１の黒画素のいずれにも所属しないものを
抽出してできたものである。即ち、かすれパタンは、例
えば、図４の４０１が示すようにストロ−クの一部がか
すれ、いくつかのセグメントに分裂してできたストロ−
クや図５の５０１が示すように元々孤立したストロ−ク
であって、式（２）で示された平均線幅の２倍という閾
値に達しないもの等から構成されている。尚、このかす
れパタン抽出部の処理を図６（ａ）の原２値画像に適用
すると、図６（ａ）から図６（ｂ），（ｃ），（ｄ），
（ｅ）の各サブパタンの黒画素を全て除去することにな
り、従って、図６（ｆ）のように、サブパタンとして抽
出されなかった要素「大」だけからなるかすれパタンが
得られる。

【００２４】かすれパタン抽出部１１４で抽出されたか
すれパタンは、かすれパタンメモリ１１５に格納されて
いるが、必要に応じて、このかすれパタンにおける微小
セグメントを除去するための微小セグメント除去部１３
９を設置することも可能である。例えば、この微小セグ
メント除去部１３９による微小セグメントの除去ル−ル
として、次のものが考えられる。即ち、かすれパタンを
構成する各セグメントの輪郭を構成する輪郭黒画素数ま
たは、各セグメントの全黒画素数が、所定の閾値、例え
ば、当該入力文字パタンの線幅Ｗｒのβ倍（β＞０）以
下であったとき、微小セグメントとみなすというル−ル
である。ここで微小と判定されたセグメントは、かすれ
パタンメモリ上で消去されるか、あるいは処理の対象外
とされる。以上のように微小セグメントが消去されるこ
とによって、それに起因する認識性能の低下を未然に防
止することができる。

【００２５】かすれパタン線幅計算部１１６において
は、かすれパタンの線幅が計算される。この線幅の計算
方法としては、例えば、文字パタン線幅計算部１０５で
使用した式（１）に基づく方法が用いられる。

【００２６】次にかすれパタンメモリ１１５内のかすれ
パタンに対して、水平方向走査部１１７、垂直方向走査
部１１９、右斜め方向走査部１２１及び左斜め方向走査
部１２３によって、それぞれ水平、垂直、右斜め、左斜
め方向に走査され、所定の閾値を超えて連続した黒画素
がストロ−クとして検出されていく。その結果、今度は
かすれパタンのサブパタン、即ち、かすれサブパタンが
抽出され、それぞれ水平かすれサブパタンメモリ１１
８、垂直かすれサブパタンメモリ１２０、右斜めかすれ
サブパタンメモリ１２２及び左斜めかすれサブパタンメ
モリ１２４に格納される。尚、ここで、サブパタンを構
成するストロ−ク成分であるための条件は、式（２）で
与えられるのではなく、連続した黒画素数をＬとしたと
き、次式で与えられる。

【００２７】

【数１】

【００２８】但し、Ｗｓは、かすれパタン線幅計算部１
１６によって計算されたかすれパタンの線幅値である。
また（４）式で、γ＝２としなかったのは、通常より小
さな領域で線幅を計算すること等に由来する誤差を考慮
したからであり、γに補正因子が乗じられているとみな
す。この補正因子は、経験的に求められるが、勿論、通
常はγ＝２として閾値を設定してもよい。

【００２９】かすれサブパタンの抽出処理を図６を例に
とって説明する。先ず、「因」の字からかすれパタンと
して抽出された部分パタン「大」は図６（ｆ）に示され
ており、このかすれパタンに対して、水平、垂直、右斜
め、左斜め方向に走査して得られたかすれサブパタン
が、それぞれ、図６（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）に
示されている。前述したように、当該走査における閾値
は、図６（ａ）の原２値画像「因」の線幅ではなく、図
６（ｆ）のかすれパタン「大」の線幅に基づいて決定さ
れる。従って、図６（ａ）の原２値画像の走査時では、
線幅値が大きかったため抽出されなかった「大」の字の
サブパタンが、好適な線幅値による走査によって適切に
抽出されていることがわかる。

【００３０】次に、原２値画像に対する走査によって抽
出された水平サブパタン１、垂直サブパタン１、右斜め
サブパタン１、左斜めサブパタン１と、かすれパタンに
対する走査によって抽出された水平かすれサブパタン、
垂直かすれサブパタン、右斜めかすれサブパタン、左斜
めかすれサブパタンとをそれぞれ合成する処理を行う。
この合成処理は、各方向のサブパタンに対して、それぞ
れ独立に水平サブパタン合成部１２５、垂直サブパタン
合成部１２７、右斜めサブパタン合成部１２９、左斜め
サブパタン合成部１３１によって実行される。合成され
たパタンは、それぞれ水平サブパタン２、垂直サブパタ
ン２、右斜めサブパタン２、左斜めサブパタン２とし
て、各々、水平サブパタン２メモリ１２６、垂直サブパ
タン２メモリ１２８、右斜めサブパタン２メモリ１３
０、左斜めサブパタンメモリ１３２に格納される。

【００３１】ここで前記合成部におけるパタンの合成
は、例えば、２つのサブパタンの個々の画素についてＯ
Ｒ演算を行う方法等が用いられる。つまり、２つの２値
パタンを合成する場合、各々を構成する個々の画素にお
いて、少なくともどちらかが、画素値１、即ち、黒画素
であれば画素値１を出力し、両者ともに画素値０、即
ち、白画素であったときに画素値０を出力するという方
法で合成パタンを作成する。図６の例の場合、原２値画
像のサブパタンとして、それぞれ、図６（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）が与えられ、かすれパタンのサ
ブパタンとしてはそれぞれ図６（ｇ）、（ｈ）、
（ｉ）、（ｊ）が与えられているときに前記合成部によ
って、合成されたサブパタン２は、各々図６（ｋ）、
（ｌ）、（ｍ）、（ｎ）となる。これらの合成されたサ
ブパタン２は、原２値画像のサブパタンと比較して、局
所的なスケ−ルの小さい部分が正確に反映されているの
で、そのサブパタンに基づいて計算される特徴マトリク
スにも当然それが反映され、従って、従来のサブパタン
抽出にともなう情報劣化による誤読等が防止できる。

【００３２】さて、上述の方法により作成されたサブパ
タンは、特徴抽出部１３５においてさらに圧縮された特
徴に変換されるわけであるが、本実施例では、出力制御
部１３３の制御の下に特徴抽出部１３５に入力させるサ
ブパタンを選択できるようにしている。この出力制御部
１３３は、前記微小セグメント除去部１３９においてか
すれパタンを構成する各セグメントが全て微小であると
判定された場合に、それ以降のかすれパタンに対する処
理を中止させ、原２値画像から得られた各方向のサブパ
タン１をそれぞれのメモリ１０７、１０９、１１１、１
１３から読取り、特徴抽出部１３５に出力する。また、
前記かすれパタン線幅計算部１１６で計算されたかすれ
パタンの線幅は、常時、線幅判定部１３４で判定されて
おり、前記線幅が所定の閾値以下であると判定された場
合、その判定結果は出力制御部１３３に伝達される。こ
の時、前記線幅に対する閾値としては、例えば、次式が
与えられる。Ｗｓ＜ δ × Ｗｒ（５）０＜ δ 《１（６）但し、Ｗｓはかすれパタンの平均線幅、Ｗｒは原２値画
像の平均線幅であって、式（５）及び式（６）の条件が
満たされる時は、ＷｓがＷｒに比べて極端に小さいこと
を意味している。

【００３３】前記線幅判定部１３４からＷｓがＷｒに比
べて極端に小さい場合には出力制御部１３３はかすれパ
タンに対する走査を中止させ、原２値画像に対する走査
によって得られた各方向のサブパタン１をそれぞれのメ
モリ１０７、１０９、１１１、１１３から読取り、特徴
抽出部１３５に出力する。以上の出力制御部１３３の処
理は、以下に述べる問題点に鑑みてなされたものであ
る。

【００３４】かすれサブパタンを原２値画像の走査によ
って得られたサブパタン１に合成することは、除去され
た重要な情報を回復させる一方でストロ−クのノイズ的
な成分をもつけ加えてしまうおそれがある。従って本実
施例では、非本質的なストロ−ク成分の除去を目指すた
めに、前述したように先ず、微小セグメント除去部１３
９においてかすれパタン内の微小セグメントを除去し、
また当然のことながら全てのセグメントが微小と判定さ
れた場合には、原２値画像に対する走査によって得られ
たサブパタン１だけを特徴抽出部１３５に出力するよう
にしたのである。さらに線幅判定部１３４を設け、かす
れパタンの線幅が所定の閾値に達しない場合にも当該か
すれパタンは、認識上、非本質的であると判定すること
にして、かかる場合にかすれパタンの走査を実行せず、
サブパタン１のみを特徴抽出部１３５に出力するように
したものである。このようにすることで、非本質的なス
トロ−ク成分はサブパタンから除去され、それによる誤
読等を未然に防止することが可能となる。

【００３５】特徴抽出部１３５では、入力された原２値
画像のサブパタンあるいは合成されたサブパタン４種に
基づいた特徴抽出を行うが、この特徴抽出を行う前に、
予め前記パタンレジスタ１０３の外接枠内の文字パタン
に対して、例えば各分割領域内の黒画素数が同数になる
ように垂直方向、水平方向に格子状となるＮ×Ｍ個の部
分領域に非線形分割しておく。次に前記４種のサブパタ
ンのそれぞれについて、前記分割された部分領域内にお
ける該サブパタンの黒画素数を計数し、これを文字パタ
ンの大きさで正規化することによって、各方向における
文字線の分布状態を反映するＮ×Ｍ×４次元の特徴マト
リクスを抽出し、識別部１３６に出力する。

【００３６】識別部１３６では、入力された前記特徴マ
トリクスと辞書メモリ１３７に予め格納しておいた複数
の標準文字の特徴マトリクスとを照合し、該照合結果か
ら判断して、最終的に一つの候補カテゴリを該入力文字
パタンの認識結果１３８として出力する。以上が本発明
による文字認識装置の実施例１である。

【００３７】ここで実施例１は、文字や図形を構成する
ストロ−クの局所線幅が２つに分類できるときに極めて
有効な方法であった。しかし、通常の簡単な文字は、２
種類の線幅による走査でもサブパタンにほぼ反映できる
とみなせる一方、３種類以上のスケ−ルのストロ−クか
ら構成される複雑な図形や漢字等では、２段階の走査で
もとらえきれないストロ−ク成分がある場合が有り得
る。実施例２は、このような問題点に対処し得るもので
あり、実施例１が２段階の線幅による走査であったのに
対し、実施例２は、これをさらに一般化し、Ｎ段階（Ｎ
≧２）の走査が可能となっている。この実施例２につい
て以下に説明する。

【００３８】図２は本発明による実施例２を示すブロッ
ク図である。ここで、２０１は光信号入力、２０２は光
電変換部、２０３はパタンレジスタ、２０４は外接枠検
出部、２０５はレジスタ、２０６は線幅計算部、２０７
は水平方向走査部、２０８は水平パタンメモリ、２０９
は垂直方向走査部、２１０は垂直パタンメモリ、２１１
は右斜め方向走査部、２１２は右斜めパタンメモリ、２
１３は左斜め方向走査部、２１４は左斜めパタンメモ
リ、２１５はかすれパタン抽出部、２１６は微小セグメ
ント除去部、２１７は線幅判定部、２１８は水平パタン
合成部、２１９は水平合成パタンメモリ、２２０は垂直
パタン合成部、２２１は垂直合成パタンメモリ、２２２
は右斜めパタン合成部、２２３は右斜め合成パタンメモ
リ、２２４は左斜めパタン合成部、２２５は左斜め合成
パタンメモリ、２２６はル−プカウンタ、２２７は出力
制御部、２２８は特徴抽出部、２２９は識別部、２３０
は辞書メモリ、２３１は認識結果である。

【００３９】ここでは、主として実施例１との相違点に
ついて説明する。先ず、２０１、２０２、２０３、２０
４は実施例１に準じ、パタンレジスタ２０３の２値画像
のうち、外接枠内のデ−タだけが、レジスタ２０５に転
送される。後述するようにこのレジスタ２０５には、文
字パタンの２値デ−タだけでなく、かすれパタンも順
次、上書きされる。線幅計算部２０６はこのレジスタ２
０５内のデ−タに対し、線幅の計算を行う。今は、文字
パタンの２値デ−タが格納されているので、文字パタン
の平均線幅が計算される。この線幅の算出も実施例１の
方法を準用する。

【００４０】次に、実施例１と同様に、このレジスタ２
０５内の２値デ−タに対して、水平方向走査部２０７、
垂直方向走査部２０９、右斜め方向走査部２１１、左斜
め方向走査部２１３により、それぞれ水平、垂直、右斜
め、左斜め方向に走査し、前記線幅を閾値として、サブ
パタンを抽出し、各々、水平サブパタンメモリ２０８、
垂直サブパタンメモリ２１０、右斜めサブパタンメモリ
２１２、左斜めサブパタンメモリ２１４に格納する。

【００４１】次に、かすれパタン抽出部２１５におい
て、レジスタ２０５の文字パタンの２値デ−タとメモリ
２０８、２１０、２１２、２１４に格納されたサブパタ
ンより、かすれパタンを抽出し、レジスタ２０５に転送
する。この時、かすれパタンの抽出は、実施例１の図３
に示した方法によって行い、このかすれパタンを便宜
上、かすれパタン１としておく。そして、微小セグメン
ト除去部２１６でかすれパタン１の微小セグメントの除
去を行い、残ったセグメント数等をチェックした後、線
幅計算部２０６においてかすれパタン１の線幅の計算を
行い、さらに線幅判定部２１７で、前記線幅値に基づい
てかすれパタン１の走査を行うか否かを判定する。但
し、微小セグメント除去部２１６または線幅判定部２１
７の判定は、実施例１に準用する。ここでかすれパタン
１について、走査をする必要はないと判定されると、メ
モリ２０８、２１０、２１２、２１４に格納されたサブ
パタンは、出力制御部２２７を通じて特徴抽出部２２８
に出力され、また走査する必要ありと判定された場合に
は、各々、水平合成サブパタンメモリ２１９、垂直合成
サブパタンメモリ２２１、右斜め合成サブパタンメモリ
２２３、左斜め合成サブパタンメモリ２２５に転送され
る。次に実施例１と同様に、レジスタ２０５内のかすれ
パタン１に対して、各方向の走査部２０７、２０９、２
１１、２１３により再度走査され、かすれパタン１の線
幅に基づいて、かすれパタン１のサブパタン、即ち、か
すれサブパタン１が抽出され、各々、メモリ２０８、２
１０、２１２、２１４に格納される。

【００４２】次に水平サブパタン合成部２１８、垂直サ
ブパタン合成部２２０、右斜めサブパタン合成部２２
２、左斜めサブパタン合成部２２４において、メモリ２
０８、２１０、２１２、２１４に格納されたかすれサブ
パタン１とメモリ２１９、２２１、２２３、２２５に格
納されたサブパタンとが合成され、合成サブパタン１と
して、再び、メモリ２１９、２２１、２２３、２２５に
出力される。

【００４３】前記合成サブパタン１は、実施例１におい
て、２度のサブパタン抽出の結果合成されたものと同一
のものであるが、実施例２では、さらにかすれパタン抽
出部２１５において、現時点でレジスタ２０５に格納さ
れたかすれパタン１とメモリ２０８、２１０、２１２、
２１４に格納されたかすれサブパタン１とを用いて、２
度目の走査によっても検出されなかったストロ−ク成分
を抽出し、これをかすれパタン２としてレジスタ２０５
に格納する。ここで、図３において、メモリ１０７、１
０９、１１１、１１３は、図２におけるメモリ２０８、
２１０、２１２、２１４に相当し、文字パタンメモリ３
０４は、レジスタ２０５に相当する。

【００４４】次にかすれパタン２に対しても、かすれパ
タン２の線幅を閾値とした走査によってかすれサブパタ
ン２を求め、合成部２１８、２２０、２２２、２２４に
おいて、メモリ２１９、２２１、２２３、２２５に格納
された合成サブパタン１との合成を行い、再びメモリ２
１９、２２１、２２３、２２５に合成サブパタン２とし
て出力する。全く同様にして、かすれパタンＫに対し
て、かすれパタンＫの線幅を閾値とした走査によってか
すれサブパタンＫを求め、合成部２１８、２２０、２２
２、２２４において、メモリ２１９、２２１、２２３、
２２５に格納された合成サブパタンＫ−１との合成を行
い、再びメモリ２１９、２２１、２２３、２２５に合成
サブパタンＫとして出力する。

【００４５】ル−プカウンタ２２６は、サブパタンの合
成回数Ｋをカウントし、Ｋが所定の閾値Ｍに達した場
合、出力制御部２２７にそのことを伝達する。その時、
出力制御部２２７では、メモリ２１９、２２１、２２
３、２２５に格納されていた合成サブパタンＭを特徴抽
出部２２８に転送する。尚、合成回数ＫがＭに達しない
場合でも、微小セグメント除去部２１６または線幅判定
部２１７において、かすれパタンＫを走査する必要がな
いと判定された場合は、その時点の合成サブパタンＫが
特徴抽出部２２８に転送される。

【００４６】以下、特徴抽出部２２８、識別部２２９、
辞書メモリ２３０、認識結果２３１は、全て実施例１と
同様であるので、ここでは説明を省略する。

【００４７】以上、実施例２によれば、Ｍ回の走査によ
って、それぞれ線幅の異なるＭ種のストロ−ク成分を反
映したサブパタンが作成でき、従って、Ｍ種の線幅のス
トロ−クからなる複雑な漢字や図形等に対しても高精度
な認識性能を安定に維持できる。また、実施例１は、実
施例２においてＭ＝１としたものと同等であり、実施例
２の特殊な場合に相当している。

【００４８】尚、実施例１及び実施例２は、上述した例
のみに限定されるものではない。例えば、かすれパタン
抽出部１１４または２１５におけるかすれパタン抽出手
段は図３に示された方法だけでなく、ＯＲ、ＮＯＲ、Ａ
ＮＤ，ＮＡＮＤ、ＮＯＴ回路等を組み合わせることによ
って、また原２値画像と４種のサブパタンの黒画素を画
素毎にカウントし、そのカウント数が１のものを抽出し
ていくことによって同一の結果を出力する方法がいくつ
か考えられるが、如何なる方法であっても本実施例で定
義されたかすれパタンを抽出できれば、それらは全て本
発明に属する。

【００４９】また非本質的なストロ−ク成分を除去する
方法として、微小セグメントの除去や線幅による判定等
を用意したが、これらの条件式及び閾値の設定等は、本
発明の範囲内で任意に変更できる。尚、線幅判定部１３
４及び微小セグメント除去部１３９は、かすれパタンと
して残された部分が文字の本質的特徴を表わすものであ
るか否かを、かすれパタンのセグメントの大きさや線幅
という特徴を用いて判定するという点では両者とも同様
な機能を持つので、いづれか一方のみを実施してもよ
い。更に前記特徴以外の特徴、例えばセグメントの分布
状態や黒画素密度等を用いて前記判定と同様な効果が得
られる手段であれば全て本発明に属する。また、入力す
る文字が高品質であり局所線幅が一定であるということ
が予め判っている場合にはかすれパタンの抽出を行わ
ず、逆に文字品質が低品質であり、かすれ文字が多いと
いうことが予め判っている場合には、常に、或は前記判
定を実施しながらかすれパタンの抽出、合成を行うとい
う具合いに、トップダウン的に行う実施例も本発明に属
する。

【００５０】またパタンレジスタや各メモリの構成、線
幅の計算方法、特徴マトリクスの抽出方法、外接枠分割
方法等も本発明の範囲内で適宜変更可能である。さらに
図１のブロック図において、各構成部分に分担された処
理や動作、入出力信号の流れ、設置個数、位置その他の
条件も任意好適に変更可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、入力文字パタンを２値画像に変換し、この２値
画像の外接枠内の２値画像の線幅を計算し、外接枠内の
２値画像に対して水平、垂直、右斜め、左斜め方向に走
査して、前記線幅に基づくストロ−クの分布状態を反映
する４種類のサブパタンを抽出し、前記外接枠内の２値
画像及び前記サブパタン４種とを用いて、サブパタンと
して抽出されなかった画素部分から構成されるかすれパ
タンを検出し、このかすれパタンの線幅を計算する。更
にかすれパタンに対して、その線幅に基づいて設定され
た閾値を用いて、水平、垂直、右斜め、左斜め方向に走
査し、検出されたストロ−クの分布状態を反映する４種
類のかすれサブパタンを抽出し、前記サブパタン及び前
記かすれサブパタンとをそれぞれの種類毎に合成するこ
とによって、合成サブパタンを作成し、前記合成サブパ
タンに基づいて特徴マトリクスを抽出し、前記特徴マト
リクスと辞書とを照合した結果より、認識結果を出力す
るようにしたので、文字パタンを構成するストロ−クで
あって、認識に本質的な役割を果たすものの一部が、他
の部分との局所線幅と比較して小さくなった場合でも、
サブパタンの一部として抽出され、従って、局所線幅に
大きな相違のある品質の悪い文字パタンや様々なスケ−
ルのストロ−クから構成される複雑な漢字文字や図形等
に対しても高精度な認識性能を安定に維持できる文字認
識装置が実現可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による文字認識装置の実施例１を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明による文字認識装置の実施例２を示すブ
ロック図である。

【図３】かすれパタン抽出部の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】かすれ部分の存在するパタンの一例である。

【図５】つぶれによりサブパタンとして抽出されない部
分があるパタンの一例である。

【図６】本発明の適用例の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０１光信号１０２光電変換部１０３パタンレジスタ１０４外接枠検出部１０５文字パタン線幅計算部１０６水平方向走査部１０７水平サブパタン１メモリ１０８垂直方向走査部１０９垂直サブパタン１メモリ１１０右斜め方向走査部１１１右斜めサブパタン１メモリ１１２左斜め方向走査部１１３左斜めサブパタン１メモリ１１４かすれパタン抽出部１１５かすれパタンメモリ１１６かすれパタン線幅計算部１１７水平方向走査部１１８水平かすれサブパタンメモリ１１９垂直方向走査部１２０垂直かすれサブパタンメモリ１２１右斜め方向走査部１２２右斜めかすれサブパタンメモリ１２３左斜め方向走査部１２４左斜めかすれサブパタンメモリ１２５水平サブパタン合成部１２６水平サブパタン２メモリ１２７垂直サブパタン合成部１２８垂直サブパタン２メモリ１２９右斜めサブパタン合成部１３０右斜めサブパタン２メモリ１３１左斜めサブパタン合成部１３２左斜めサブパタン２メモリ１３３出力制御部１３４線幅判定部１３５特徴抽出部１３６識別部１３７辞書メモリ１３８認識結果１３９微小セグメント除去部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】帳票等に記入された文字パタンを光学的
に走査して、量子化された電気信号である２値画像に変
換する光電変換部と、前記２値画像に変換された文字パタンを格納するパタン
レジスタと、前記パタンレジスタ内の文字パタンの外接枠を検出する
外接枠検出部と、前記パタンレジスタの外接枠内の文字パタンの線幅を算
出する文字パタン線幅計算部と、前記パタンレジスタの外接枠内の文字パタンに対して、
各々、水平、垂直、右斜め、左斜め方向に走査して得ら
れた黒画素の連続数が前記線幅に基づいて定められた閾
値を超えた場合にストロ−クとして検出し、これらのス
トロ−クの分布を表わすサブパタンを各方向毎に４種類
抽出するサブパタン抽出部と、前記パタンレジスタの外接枠内の２値画像及び前記４種
類のサブパタンより、文字パタンを構成する黒画素の中
で、前記４種類のサブパタンのいずれにも属さない黒画
素をかすれパタンとして抽出するかすれパタン抽出部
と、前記かすれパタンを構成する各々独立したセグメントの
うち、微小セグメントを除去する微小セグメント除去部
と、前記かすれパタンの線幅を算出するかすれパタン線幅計
算部と、微小セグメントを除去したかすれパタンについてサブパ
タンの抽出の必要が有りと判定された場合に、前記かす
れパタンの線幅に基づいてかすれパタンのストロ−クの
分布を表わすかすれサブパタンを前記同様に各走査方向
毎に４種類抽出するかすれサブパタン抽出部と、前記サブパタン或は前記サブパタンとかすれサブパタン
を各走査方向毎に合成した合成サブパタンの何れか一方
のサブパタンを特徴抽出部に出力する制御部と、前記サブパタン或は合成サブパタンの特徴マトリクスを
抽出する特徴抽出部と、前記特徴マトリクスと予め用意された辞書マトリクスと
を照合した結果に基づき認識結果を出力する識別部とを
有することを特徴とする文字認識装置。