JP2990716B2

JP2990716B2 - 文字認識方法及び文字認識装置

Info

Publication number: JP2990716B2
Application number: JP1339233A
Authority: JP
Inventors: 寛文田守; 暢明井上; 政行安黒; 秀和田中
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1999-12-13
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: JPH03198179A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は文字認識方法及び文字認識装置に係わり、
特に手書き文字等の認識装置の筆跡追跡機構に関する。

〔発明の概要〕

この発明は文字認識方法及び文字認識装置の特に手書
き文字等で筆跡が指定した長さになるまで、その筆跡の
不安定部分を無視することにより、認識率の向上をはか
るようにしたものである。

〔従来の技術〕

手書き文字の認識装置は、入力された筆跡と、あらか
じめ文字認識辞書に登録されている文字の特徴とを比較
し、最も類似している文字を認識結果として出力するよ
うにしている。

一般には、筆跡を先頭から追跡していくとともに、そ
の筆跡から評価したい部分を取り出し、その特徴を認識
辞書に記述されている評価項目と突き合わせることによ
り、類似度を計算している。

そして、認識辞書に記述される命令には、上述の筆跡
の追跡及び評価に使用される「筆跡追跡命令」と呼ばれ
る命令が何種類かあるが、そのうちの代表例を第５図に
より説明しよう。

すなわち、同図Ａにおいて、HSは、入力された筆跡を
折れ線近似（量子化）したものであり、この入力筆跡HS
及びその追跡は点Ｓからスタートする。

さらに、同図Ｂの円のうち、斜線を付けた角範囲が、
この例の場合の指定ないし許容された方向範囲DR（以
下、「指定方向範囲DR」と呼ぶ）である。

そして、この例における筆跡追跡命令においては、入
力筆跡（近似した折れ線）HSが指定方向範囲DRに入るま
で追跡し、指定方向範囲DRに入ったら、今度は指定方向
範囲DRからはずれるまで追跡する。つまり、同図Ａにお
いては、点Ｓから点Ｂまでは指定方向範囲DRからはずれ
ているが、点Ｂから点Ｅまでは指定方向範囲DRに入って
いる。そして、点Ｅから指定方向範囲DRから再びはずれ
るので、この点Ｅが追跡の終了点となる。

こうして、今の場合の筆跡追跡命令においては、点Ｓ
から点Ｂを通じて点Ｅまで追跡を行うとともに、このと
き、点Ｓから点Ｂまでの長さ（以下、「前置長PROL」と
呼ぶ）と、点Ｂから点Ｅまでの長さ（以下、「一致長MA
TL」と呼ぶ）とを求める。そして、これら前置長PROL
と、一致長MATLとの比率を求め、この比率に基づいて類
似度を算出する。

ところが、入力される筆跡HSは、筆記者の書きぐせや
入力ペンのタッチの関係などのため、本来ならばその文
字が持たない特徴、すなわち、不安定部分（筆跡ノイ
ズ）を持つことが多い。例えば、一筆の書き始めの部分
を、毛筆のように押さえたり、曲がり方の急な部分で筆
跡が小さなループを描いたりするなどが、そのような不
安定部分である。

そして、このような不安定部分を考慮しないで、上述
の筆跡追跡を用いて認識辞書を記述すると、各部を正し
く取り出すことができず、認識精度が低下する。

第６図は、第５図Ａの入力筆跡HSに対して、点Ｂと点
Ｅとの間の区間Ｘ−Ｙが、不安定部分となっている場合
であるが、この場合には、点Ｘから指定方向範囲DRをは
ずれるので、入力筆跡HSの追跡は、本来の終了点である
点Ｅではなく、点Ｘで終了してしまう。したがって、こ
のような不安定部分があると、認識精度が低下してしま
う。

そこで、一般には、不安定部分の出現箇所がある程度
予想できることを利用して不安定部分を含む部分を比較する場合、評価の基準
を下げる。

不安定部分の変化を見込んで何通りかの認識辞書を
並列に記述する。

特に不安定部分の含まれやすい部分を、入力時にカ
ットする。

などの方法で対処し、認識精度を改善するようにしてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、項の方法によるときには、目的の文字を他
の文字と区別するための特徴の記述が、あいまいになる
ので、結果として誤認識が増えてしまう。

また、項の方法においては、記述量が増えるので、
認識辞書の大きさの増大や認識速度の低下を招いてしま
う。

さらに、項の方法では、入力された筆跡HSの持つ特
徴のうちの必要な特徴まで取り除いてしまうことがあ
り、やはり誤認識が増えてしまう。

この発明は、このような問題点を解決しようとするも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

ところで、不安定部分は、筆記者の書きぐせや入力ペ
ンのタッチの関係などにより生じたものであり、筆記者
が意図して書いたものではない。このため、不安定部分
は、本来のストロークの長さや文字全体の大きさに比べ
て、小さい。

これに対して、筆記者が意図的に書いた有意な変化部
分は、本来のストロークの長さや文字全体の大きさに比
べて、不安定部分よりも大きい。

この発明は、このような点に着目して不安定部分と、
筆跡の有意な変化部分と弁別するようにしたものであ
る。

〔作用〕

入力筆跡に含まれる不安定部分が、筆跡の持つ主要部
分と弁別されて除去され、認識率が向上する。

〔実施例〕

第１図において、（11）は認識されるべき文字などを
入力するためのタブレット、（12）はその入力ペン、
（13）は表示装置を示す。そして、タブレット（11）が
透明のタッチパネルにより構成されるとともに、表示装
置（13）が例えばLCDにより構成され、この表示装置（1
3）の表示面の前面に、タブレット（11）が一体化され
ている。

また、（15）はシステムマネージャ、（16）は手書き
文字認識回路、（17）は文字認識辞書データベースを示
し、システムマネージャ（15）は、この装置全体の動作
及び処理を制御するものであり、このマネージャ（15）
及び認識回路（16）は、例えばマイクロコンピュータに
より構成されている。さらに、データベース（17）は、
文字の形状や筆順など文字を認識するために必要な命令
及びデータと、その文字コードとが記述された文字認識
辞書のデータベースであり、認識回路（16）は、そのデ
ータベース（17）を参照して筆記者の入力した筆跡（文
字）を認識するものである。

そして、ペン（12）によりタブレット（11）に文字を
書くと、そのタブレット（11）の出力がマネージャ（1
5）を通じて認識回路（16）に供給され、認識回路（1
6）において、データベース（17）の認識辞書を参照し
てその入力筆跡の認識が行われる。そして、この認識の
結果が、マネージャ（15）を通じて表示装置（13）に供
給され、その入力筆跡に対する認識結果の文字が表示さ
れる。

そして、この発明においては、認識回路（16）におけ
る筆跡の追跡は、例えば第２図に示すように行われる。

すなわち、認識回路（16）には、前置長PROLを保持す
る前置長レジスタPRORと、一致長MATLを保持する一致長
レジスタMATRと、一時点な値AUXLを保持する補助レジス
タAUXRとが用意される。なお、第２図において、レジス
タPROR、MATR、AUXRは、これらの保持内容PROL、MATL、
AUXLの大きさを棒グラフ状に示している。

そして、筆跡追跡命令が開始されると、まず、すべて
のレジスタPROR、MATR、AUXRは、ゼロクリアされる。

続いて、第２図Ａに示すように、筆跡HSの追跡が点Ｓ
からスタートし、点Ｂまでは、追跡の方向が指定方向範
囲DRに入っていないので、区間Ｓ−Ｂの長さは、追跡に
つれて前置長レジスタPRORに積算されていく。

そして、追跡は点Ｂに達するが、この点Ｂから点Ｘま
では、追跡の方向が指定方向範囲DRに入っているので、
この区間Ｂ−Ｅの長さが、追跡につれて補助レジスタAU
XRに積算されていく。

そして、追跡が点Ｘに達すると、その方向が指定方向
範囲DRから再びはずれるので、この点Ｘで追跡はいった
ん打ち切られる。

続いて、補助レジスタAUXRの内容（積算値）AUXLが、
許容無効長Ｋと比較される。この場合、許容無効長Ｋ
は、補助レジスタAUXRの内容AUXLが、意図的に書かれて
有意であるか、不安定部分によるものであるかを弁別す
るときのスレッシュホールドレベルを示すものであり、
データベース（17）の認識辞書に、対象となる文字ごと
に、あらかじめ設定しておいたものである。

そして、この比較の結果、補助レジスタAUXRの内容AU
XLが、許容無効長Ｋよりも長かった場合には、補助レジ
スタAUXRの内容AUXLは、意図的に書かれて有意であると
判断し、第２図Ｂに示すように、補助レジスタAUXRの内
容AUXLを、一致長レジスタMATRの一致長MATLに加算して
筆跡追跡命令を完了する。

しかし、比較の結果、補助レジスタAUXRの内容AUXL
が、許容無効長Ｋよりも短かった場合には、補助レジス
タAUXRの内容AUXLは、不安定部分によるものであると判
断し、かつ、追跡方向のはずれは、１回のみ認め、第２
図Ｃに示すように、補助レジスタAUXRの内容AUXLを、前
置長レジスタPRORの前置長PROLに加算するとともに、補
助レジスタAUXRの内容AUXLをゼロクリアし、その後、第
２図Ｄに示すように、点Ｘから筆跡HSの追跡を続行す
る。

したがって、この場合には、第２図Ｅに示すように、
結果として、点Ｅまで追跡が行われ、このとき、前置長
レジスタPRORの前置長PROLは、区間Ｓ−Ｙの長さを示
し、一致長レジスタMATRの一致長MATLは、区間Ｙ−Ｅの
長さを示すことになる。

なお、以上のようにして求めた前置長PROL及び一致長
MATLから、例えば MATL/（PROL＋MATL）の演算が行われ、類似度の算出に使用される。

第３図は、上述の手法により前置長PROL及び一致長MA
TLを求める場合の、マイクロコンピュータの処理ルーチ
ンを示す。なお、前置長PROL、一致長MATL、補助レジス
タ値AUXLを、それぞれ値Ｐ、Ｍ、Ａとする。

すなわち、このルーチンにおける処理は、ステップ
（21）からスタートし、ステップ（22）において、値
Ｐ、Ｍ、Ａがゼロクリアされ、次にステップ（23）にお
いて、引き数Ｉがゼロクリアされる。この場合、引き数
Ｉは、例えば第４図に示す筆跡の折れ線情報のテーブル
INFTの後述する各データを与えるための変数であり、こ
のテーブルINFTは、折れ線（筆跡）の方向データＤ及び
長さデータＬのテーブルである。

続いて、ステップ（32）において、引き数Ｉがテーブ
ルINFTの最大値（ｎ−１）を越えていないかどうかがチ
ェックされ、今の場合は越えていないので、処理はステ
ップ（32）からステップ（33）に進む。そして、このス
テップ（33）において、テーブルINFTの第Ｉ番目の方向
データＤ（Ｉ）を参照することにより、追跡の方向が、
第Ｉ番目の方向範囲に入っているかどうかがチェックさ
れ、入っていないときには、処理はステップ（33）から
ステップ（34）に進み、このステップ（34）において、
それまでの値Ｐに第Ｉ番目の長さデータＬ（Ｉ）が加算
されるとともに、引き数Ｉは「１」だけインクリメント
され、その後、ステップ（32）に戻る。

したがって、ステップ（32）〜（34）により、筆跡HS
の区間Ｓ−Ｂにおける前置長PROLが求められることにな
る。

そして、ステップ（33）において、追跡の方向が、第
Ｉ番目の方向範囲に入ったときには（点Ｂのとき）、処
理はステップ（33）からステップ（41）に進む。そし
て、今の場合は、追跡の方向が、第Ｉ番目の方向範囲に
入っているので、ステップ（41）において、それまでの
値Ａに第Ｉ番目の長さデータＬ（Ｉ）が加算されるとと
もに、引き数Ｉは「１」だけインクリメントされる。

続いてステップ（42）において、ステップ（32）と同
様、引き数ＩがテーブルINFTの最大値（ｎ−１）を越え
ていないかどうかがチェックされ、今の場合は越えてい
ないので、処理はステップ（42）からステップ（43）に
進む。そして、このステップ（43）において、ステップ
（33）と同様、テーブルINFTの第Ｉ番目の方向データＤ
（Ｉ）を参照することにより、追跡の方向が、第Ｉ番目
の方向範囲に入っているかどうかがチェックされ、入っ
ているときには、処理はステップ（43）からステップ
（41）に戻る。

したがって、ステップ（41）〜（43）により、筆跡HS
の区間Ｂ−Ｘにおける長さが、値Ａ、すなわち、補助レ
ジスタAUXRの内容AUXLとして求められることになる（第
２図Ａ）。

そして、ステップ（43）において、追跡の方向が、第
Ｉ番目の方向範囲からはずれたときには（点Ｘのと
き）、処理はステップ（43）からステップ（44）に進
み、この場合、ステップ（43）における追跡方向のはず
れの判断は、１回のみであるので、ここで追跡方向のは
ずれを１回のみ認めることになる。そして、このステッ
プ（44）において、値ＡとＫとの大小関係、すなわち、
補助レジスタAUXRの内容AUXLと、許容無効長Ｋとが比較
され、Ａ≧Ｋのときには、処理はステップ（44）からス
テップ（51）に進み、このステップ（51）において、そ
れまでの値Ｍに値Ａが加算され、その後、ステップ（8
3）において、このルーチンを終了する。

したがって、このときの値Ｍは、区間Ｓ−Ｘの一致長
MATLを示していることになる（第２図Ｂ）。

また、ステップ（44）において、Ａ＜Ｋのときには、
処理はステップ（44）からステップ（52）に進み、この
ステップ（52）において、それまでの値Ｐに値Ａが加算
される。

したがって、このときの値Ｐは、区間Ｓ−Ｘの前置長
PROLを示していることになる（第２図Ｃ）。

そして、処理はステップ（52）に続いてステップ（6
1）に進み、このステップ（61）において、値Ａがゼロ
クリアされ、次にステップ（62）に進むが、この場合、
ステップ（43）からステップ（52）を介してステップ
（63）に進む場合、引き数を増加させることなくＤ
（Ｉ）の方向判断をするのは、入力筆跡の追跡処理の続
行を意味するものである。このステップ（62）及び続く
ステップ（63）〜（74）は、ステップ（32）〜（44）と
同様の処理を行うものであり、したがって、ステップ
（62）〜（64）において、区間Ｘ−Ｅにおける前置長PR
OL（値Ｐ）が求められ、ステップ（71）〜（73）におい
て、区間Ｘ−Ｅにおける一致長MATL（値Ｍ）が、補助レ
ジスタAUXRの内容AUXL（値Ａ）として求められる（第２
図Ｄ）。

そして、ステップ（74）において、値Ａが許容無効長
Ｋと比較され、Ａ＜Ｋのときには処理はステップ（74）
からステップ（82）に進み、このステップ（82）におい
てそれまでの値Ｐに値Ａが加算されてから処理はステッ
プ（61）に戻る。

しかし、ステップ（74）において、Ａ≧Ｋのときに
は、処理はステップ（74）からステップ（81）に進み、
このステップ（81）において、それまでの値Ｍに値Ａが
加算されて区間Ｘ−Ｅにおける一致長MATL（値Ｍ）が求
められ（第２図Ｅ）、次のステップ（83）において、こ
のルーチンを終了する。

なお、ステップ（32）、（42）、（62）において、引
き数ＩがテーブルINFTの最大値（ｎ−１）を越えたとき
には、処理はそれらのステップからステップ（83）に進
む。

こうして、この発明によれば、手書き文字の認識時に
おける入力筆跡の追跡を行うことができるが、この場
合、特にこの発明によれば、筆跡の追跡時、不安定部分
と有意の変化部分とを許容無効長Ｋを基準にして弁別し
ているので、入力筆跡中に含まれる不安定部分を除去し
て筆跡の持つ主要部分だけを取り出すことができる。し
たがって、筆記者の書きくせやペン（12）のタッチなど
により生じる不安定部分にかかわらず認識率を向上させ
ることができる。

しかも、許容無効長Ｋは、データベース（17）の認識
辞書に、対象となる文字ごとに、その特徴を反映してあ
らかじめ設定しておくことができるので、どの文字であ
っても有効に、かつ、確実に認識率を向上させることが
きる。

なお、上述において、それまでの一致長レジスタMATR
の内容MATLを補助レジスタAUXRに一時的に待避させ、筆
跡追跡命令の実行中は、指定方向範囲DRに入っている区
間の長さを一致長レジスタMATLに積算していき、一致長
レジスタMATRの内容MATLを許容無効長Ｋと比較し、最後
に待避しておいた補助レジスタAUXLの内容を一致長レジ
スタMATRの内容MATLに加算するなどの方法とすることも
できる。

また、ステップ（22）において、値Ｐ、Ｍはかならず
しもゼロクリアしなくてもよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、筆跡の追跡時、不安定部分と有意
の変化部分とを許容無効長Ｋを基準にして弁別している
ので、入力筆跡中に含まれる不安定部分を除去して筆跡
の持つ主要部分だけを取り出すことができる。したがっ
て、筆記者の書きくせやペン（12）のタッチなどにより
生じる不安定部分にかかわらず認識率を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明の一例の機能構成図、第２図、第４図
〜第６図はその説明のための図、第３図はこの発明の一
例の流れ図である。（11）はタブレット、（12）は入力ペン、（13）は表示
装置、（15）はシステムマネージャ、（16）は手書き文
字認識回路、（17）は文字認識辞書データベース、PROR
は前置長レジスタ、MATRは一致長レジスタ、AUXRは補助
レジスタである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中秀和東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06K 9/62

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力筆跡が指定された方向範囲に入るまで
追跡し、上記入力筆跡が上記指定された方向範囲に入ったときに
は、入力筆跡が上記指定された方向範囲からはずれるま
で追跡し、上記入力筆跡が上記指定された方向範囲から外れたとき
には、外れるまでの筆跡長Ｕを求め、筆跡長Ｕを、予め設定された許容無効長と比較し、比較の結果、筆跡長Ｕが許容無効長より大きいと判断さ
れたときには入力筆跡が上記指定方向範囲から外れた点
で入力筆跡の追跡を打ち切り、上記比較の結果、筆跡長Ｕが許容無効長より小さいと判
断されたときには上記入力筆跡の追跡を続行することを特徴とする文字認識方法。
【請求項２】入力筆跡が指定方向範囲に入っている筆跡
の長さを表す一致長を保持する一致長記憶手段と、入力筆跡の筆跡方向が指定方向範囲に入ってから、指定
方向範囲からはずれるまでの筆跡の長さを表す一時的な
筆跡長を保持する補助記憶手段と、上記一時的な筆跡長と予め設定された許容無効長とを比
較する比較手段と、上記比較手段によって上記一時的な筆跡長が許容無効長
より大きいと判断されたときには入力筆跡が上記指定方
向範囲から外れた点で入力筆跡の追跡を打ち切り、上記
比較手段によって筆跡長Ｕが許容無効長より小さいと判
断されたときには入力筆跡の追跡を続行する制御手段とを具備したことを特徴とする文字認識装置。