JP3507720B2 - オンライン手書き文字認識装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ、携帯情報端末等の情報機器に用いられ、手書き
入力された文字を認識する文字認識装置に関し、特にオ
ンラインで手書き文字が入力されて認識されるオンライ
ン手書き文字認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、パーソナルコンピュータ、携帯情
報端末等に対して文字を入力する際にキーボード入力が
主流である。ところが、このキーボードを用いた文字入
力には一定の技量が必要であり、文字入力の対象となる
機器が携帯情報端末のように小型化が進んでいるために
キーボードを設ける領域を確保できない等の問題が生じ
ている。そこで、タブレット等を用いたオンライン手書
き文字入力が注目されている。

【０００３】さて、オンライン手書き文字認識技術を用
いて英単語等の入力を行う場合に、キーボード入力とは
異なって、手書き文字の認識結果には、「確からしさ」
が含まれ、通常、この「確からしさ」の順に単語候補が
生成される。そこで、このようなオンライン手書き文字
認識装置の単語生成について、３つの従来技術を以下に
説明する。

【０００４】単語で入力された文字を文字単位で認識し
て文字ラティスを作成し、この文字ラティスを組み合わ
せて単語候補を生成する。このとき、単語辞書にない単
語候補も生成されるため、生成された単語候補と単語辞
書との照合（以下、スペルチェックと呼ぶ）を順次行
い、辞書にない単語候補を棄却して、単語辞書に登録さ
れている単語候補を選択して生成する（従来技術１）。

【０００５】単語辞書を木構造化して構成し、単語で入
力された文字を文字単位で認識して文字ラティスを作成
し、この文字ラティスを組み合わせて単語候補を生成す
る際に単語辞書を参照して単語辞書に登録されている単
語候補を生成する（従来技術２）。

【０００６】単語で入力された文字を文字単位で認識し
て文字ラティスを作成し、この文字ラティスを統計処理
された言語辞書（例えば、３文字間の遷移確率を示すト
ライグラムなど）の情報を用いて順次組合せて単語候補
を生成する（従来技術３）。

【０００７】このようにして生成された単語候補は、文
字認識時における手書き入力された文字の入力パターン
と文字標準パターンとの距離の単語候補毎の合計値（以
下、このような「確からしさ」を示す数値をスコアと呼
ぶ）の順にメモリに記憶され、メモリに記憶された複数
の単語候補の中から、所定数の単語候補が認識結果とし
て表示される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術１では、文字
ラティスを組合せて生成した単語候補についてスペルチ
ェックを行っているので、固有名詞、専門用語、省略語
等のように単語辞書に登録されていないがユーザは使用
したい単語（ユーザ単語）は単語候補から除外されてし
まうという問題がある。

【０００９】従来技術２では、文字ラティスを単語辞書
を参照しながら順次組合せて単語候補を生成しているの
で、従来技術１と同様に、ユーザ単語は単語候補から除
外されてしまうという問題がある。

【００１０】従来技術３では、言語辞書の情報を利用し
ながら文字ラティスを順次組合せて単語候補を生成する
ので、ユーザ単語の入力も言語辞書にあれば可能である
が、その場合でも文字ラティス自身が誤認識されてしま
うと、結果的に入力不可になってしまい、かなり丁寧に
筆記しないとユーザ単語を入力しにくいという問題があ
る。

【００１１】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、手書
き入力文字を効率良く単語候補として生成できるオンラ
イン手書き文字認識装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のオンライ
ン手書き文字認識装置は、手書き入力文字の入力位置関
係と文字認識結果に基づいて単語候補を生成するオンラ
イン手書き文字認識装置であって、単語辞書と認識され
た文字間の位置関係の遷移を示す第１の遷移制御情報と
を用いて上記入力位置関係と文字認識結果から単語候補
を生成する第１の単語生成部と、第１の遷移制御情報を
用いて上記入力位置関係と文字認識結果から単語候補を
生成する第２の単語生成部と、第１の単語生成部及び第
２の単語生成部から生成された単語候補を統合して出力
する結果統合部と、を有することを特徴とする。

【００１３】請求項２記載のオンライン手書き文字認識
装置は、請求項１記載のオンライン手書き文字認識装置
において、第１の単語生成部または第２の単語生成部
は、文字間または文字種間で特定の遷移を許容する第２
の遷移制御情報を用いることを特徴とする。

【００１４】請求項３記載のオンライン手書き文字認識
装置は、請求項１記載のオンライン手書き文字認識装置
において、第２の単語生成部で生成された単語候補にペ
ナルティーを課す手段を有することを特徴とする。

【００１５】請求項４記載のオンライン手書き文字認識
装置は、請求項１記載のオンライン手書き文字認識装置
において、上記結果統合部から出力された単語候補を上
記単語辞書に登録されているか否かを識別する表示形態
で表示する表示手段を有することを特徴とする。

【００１６】請求項５記載のオンライン手書き文字認識
装置は、請求項４記載のオンライン手書き文字認識装置
において、上記単語辞書に登録されていない単語候補を
認識単語として確定すると、当該単語を上記単語辞書に
追加登録する登録手段を有することを特徴とする。

【００１７】請求項６記載のコンピュータ読み取り可能
な記録媒体は、手書き入力文字の文字認識結果に基づい
て単語候補を生成するオンライン手書き文字認識装置と
して機能させるコンピュータ読み取り可能な記録媒体で
あって、上記文字認識結果から単語辞書と認識された文
字間の位置関係の遷移を示す第１の遷移制御情報とを用
いて単語候補を生成する第１の単語生成部、上記文字認
識結果から第１の遷移制御情報を用いて単語候補を生成
する第２の単語生成部、第１の単語生成部及び第２の単
語生成部から生成された単語候補を統合して出力する結
果統合部、として機能させる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１に、本実施の形態に係るオン
ライン手書き文字認識装置のブロック構成を示す。この
オンライン手書き文字認識装置は、タブレット１、文字
切り出し部２、特徴抽出部３、文字認識部４、単語生成
部５、単語辞書部６、文字位置判定部７、本装置全体の
動作を制御する制御部８、及び表示部９で構成される。

【００１９】タブレット１は、例えば表示部９と表示一
体型に形成されており、筆記者がペン等を用いて時系列
で手書き入力した筆跡を電気信号で表現される座標デー
タ列に変換する。文字切り出し部２は、タブレット１か
らの座標データ列に基づいて単語や文字区間の検出を行
う。特徴抽出部３は、文字切り出し部２によって検出さ
れた文字区間について手書き入力された筆跡の特徴パラ
メータを抽出する。

【００２０】文字認識部４は、特徴抽出部３で抽出され
た特徴パラメータの入力パターンと予め記憶された文字
標準パターンとマッチングして文字認識して、類似度の
大きな順（マッチング距離の小さい順）に文字区間ごと
の文字認識候補を生成し、文字認識候補の組み合わせか
らなる文字候補列（文字ラティス）を生成する。

【００２１】単語生成部５は、文字認識部４からの文字
ラティスの中で単語辞書部６に合致する単語候補をスコ
アの高い順に生成する単語生成部５ａ、単語辞書部６で
の登録／未登録に関係なく、文字認識部４からの文字ラ
ティスの中から類似度の大きな順、つまりスコアの高い
順に単語候補を生成する単語生成部５ｂ、単語生成部５
ａと単語生成部５ｂからの単語候補をスコア順に統合す
る結果統合部５ｃからなる。結果統合部５ｃからの単語
候補は表示部９に表示される。

【００２２】単語辞書部６は、入力が予想される文法的
に正しい単語が予め登録されている一般辞書部６ａ、一
般辞書部６ａに当初登録されていないが後から追加され
るユーザ単語が登録されるユーザ辞書部６ｂからなる。
単語生成部５ａは、単語辞書部６全体を参照して単語候
補を生成する。

【００２３】文字位置判定部７は、遷移制御テーブルを
有しており、この遷移制御テーブルに基づいて生成され
た文字ラティスの妥当性を判定し、その結果を単語生成
部５ａと単語生成部５ｂに送り、各単語候補のスコアに
後述するペナルティーを課す。この遷移制御テーブルは
２種類の遷移制御情報からなり、第１の遷移制御情報
は、各文字の高さ方向の位置関係の遷移を示す情報であ
り、切り出された実際の文字間の位置関係とこの第１の
遷移制御情報とが比較されて、合致しない単語候補にペ
ナルティーを課す。

【００２４】第２の遷移制御情報は、文字間または文字
種間で特定の遷移を許容する情報をテーブルで有し、切
り出された実際の文字間の遷移と第２の遷移制御情報と
が比較されて、切り出された実際の文字間の遷移が上記
テーブルで許容されていない遷移である場合、その単語
候補にペナルティーを課す。このテーブルは、バイグラ
ム（２文字間の遷移確率）やトライグラムとしてもよ
い。

【００２５】従って、単語生成部５ａは、単語辞書部６
と文字位置判定部７の情報を用いて単語候補を生成し、
単語生成部５ｂは、文字位置判定部７からの情報のみを
用いて単語候補を生成する。

【００２６】次に、図２と図３を用いて、単語”ｐｌａ
ｃｅ”（単語辞書部６には登録されている単語）が手書
き入力された場合を具体例にして本装置の動作を説明す
る。ユーザがタブレット１上に図３（ａ）のように”ｐ
ｌａｃｅ”と筆記すると、ステップＳ１で、文字切り出
し部２によって、タブレット１からの座標データ列が取
り込まれる。ステップＳ２で、ストローク間の空白や、
最後に入力されたストロークのペンオフからの時間等に
よって、単語の終了判定が行われる。単語の終了でない
と判断された場合、ステップＳ３で、ストローク間の空
白やストロークのオーバーラップの度合い等によって、
文字の境界となりうる可能性があるか否かの判定が行わ
れる。文字境界となりうる可能性があると判断された場
合、その境界で文字の切り出しが行われ、ステップＳ４
で、特徴抽出部３によって、切り出された文字区間の座
標データ列から文字認識に必要な特徴パラメータが抽出
される。ステップＳ５で、文字認識部４によって、ステ
ップＳ４で抽出された特徴パラメータから入力パターン
が作成され、文字標準パターンとのマッチングが行われ
て、図３（ａ）に示すような認識結果が得られる。図３
（ａ）において、入力英単語”ｐｌａｃｅ”に対する各
文字の認識結果が類似度の大きな順に示されているが、
これらの認識結果は文字ラティスとして出力し記憶され
る。

【００２７】ステップＳ２で、単語の終了であると判断
された場合、ステップＳ６で、まず単語生成部５ａによ
って、文字認識部４によって生成された図３（ａ）に示
す文字ラティスの中から類似度の大きい順に組合せ、単
語辞書部６に登録されている単語に合致する単語候補が
生成され、具体的には図３（ｂ）に示す”ｐｅａｃ
ｅ”、”ｐｌａｃｅ”の単語候補が生成される。この
時、第１の遷移制御情報は、文字の高さを上中下の３段
階に分けた場合に、’ｐ’，’ｌ’，’ａ’の文字間の
位置は中→上→中のように遷移し、’ｐ’，’ｅ’，’
ａ’の文字間の位置は中→中→中のように遷移する。従
って、切り出された実際の文字間の位置が、中→上→中
のように遷移している場合には、文字位置判定部７で文
字間の位置関係を調べると’ｐ’，’ｅ’，’ａ’の間
で条件を満足してないため、単語候補”ｐｅａｃｅ”の
スコアにペナルティーが課され（スコアがペナルティー
により減少し）、この場合、単語候補の順位が、”ｐｌ
ａｃｅ”より下がる。また、文字位置判定部７は、第２
の遷移制御情報を用いて文字種が変わる場合にもペナル
ティーを課する機能を有するが、この例ではすべての単
語候補がアルファベットの小文字間の遷移であり、ペナ
ルティーは加算されない。

【００２８】また、ステップＳ６で、単語生成部５ｂに
よって、図３（ａ）の文字ラティスの中から類似度の大
きい順に組合せ、図３（ｃ）に示す”ｐｅａｃｃ”，”
ｐｌａｃｃ”，”ｐｅａｃｅ”などの単語候補が生成さ
れる。しかし、”ｐｅａｃｃ”や”ｐｅａｃｅ”などの
単語候補は、文字位置判定部７で文字間の位置関係を調
べると’ｐ’，’ｅ’，’ａ’の間で上記と同様に条件
を満足しないため、それらの単語候補にペナルティーが
課され、単語候補の順位が下がる。また、単語生成部５
ｂによって生成されたすべての単語候補のスコアに、単
語辞書部６に登録された単語を優先するために、ペナル
ティーが課される。そして、結果統合部５ｃによって、
単語生成部５ａの単語候補と単語生成部５ｂの単語候補
の結果が統合され、スコアが高い順に所定数の単語候補
が出力される。この時、単語生成部５ａと単語生成部５
ｂとで生成された単語候補が同じであれば、よりスコア
の高い方にまとめられる。

【００２９】ステップＳ７で、制御部８の制御にしたが
って、表示部９に単語生成部６によって生成された複数
の単語候補のうち、スコア順に単語候補が認識結果とし
て表示され、この場合、単語候補”ｐｌａｃｅ”が１位
候補として表示される。

【００３０】以上の実施の形態では、第２の遷移制御情
報を用いなかったが、アルファベットの大文字小文字が
同型の認識結果を含む場合、あるいはアルファベット以
外に数字、記号などの文字種が異なる認識結果も含む場
合には、第２の遷移制御情報を用いれば、より効率的に
単語候補を生成できる。例えば、大文字アルファベット
の’Ｃ’と小文字アルファベットの’ｃ’とが認識結果
に入る場合には、単語中に大文字がある単語候補のスコ
アにペナルティーが課され、記号の括弧’（’とアルフ
ァベットの’ｃ’とが、認識結果に入る場合には、括
弧’（’のある単語候補のスコアにペナルティーが課さ
れる。

【００３１】次に、図２と図４を用いて、単語”Ａｖｅ
ｎｕｅ”の省略語”Ａｖｅ”（単語辞書部６には登録さ
れていない単語）が手書き入力された場合を具体例にし
て本装置の単語生成動作を説明する。ステップＳ６まで
の動作は上述した通りであるので、説明は省略する。

【００３２】ステップＳ２で、単語の終了であると判断
された場合、ステップＳ６で、まず単語生成部５ａによ
って、文字認識部４によって生成された図４（ａ）に示
す文字ラティスの中から類似度の大きい順に組合せ、単
語辞書部６に登録されている単語に合致する単語候補、
具体的には図４（ｂ）に示す”Ａｒｅ”、”Ｈｕｅ”が
生成される。

【００３３】また、ステップＳ６で、単語生成部５ｂに
よって、図４（ａ）の文字ラティスの中から類似度の大
きい順に組合せ、図４（ｃ）に示す”Ａｖｅ”，”Ａｕ
ｅ”，”Ａｒｅ”などの単語候補が生成される。単語生
成部５ｂによって生成された単語候補すべてのスコア
に、単語辞書部６に登録された単語を優先するために、
ペナルティーが課される。そして、上記結果統合部５ｃ
によって、単語生成部５ａの単語候補と単語生成部５ｂ
の単語候補の結果が統合され、スコアが高い順に所定数
の単語候補が表示される。

【００３４】図５（ａ）に、表示部９での表示結果を示
す。表示部９の表示領域１１に、もっともスコア順位が
高い単語候補を表示するとともに、表示領域１１近くの
候補表示領域１２にスコア順位の高い順に所定数（本実
施の形態の場合には最大３候補）の単語候補を表示す
る。ユーザは候補表示領域１２内の”Ａｖｅ”をペン等
で選択することにより、省略語”Ａｖｅ”を表示領域１
１に表示されている”Ａｒｅ”に替えて入力する。

【００３５】このようにユーザが候補表示領域１２に表
示された単語候補をペン等の指示手段で選択することに
より、制御部８は、単語辞書部６に未登録の単語候補”
Ａｖｅ”が認識結果として確定されたので、単語辞書部
６のユーザ辞書部６ｂに単語”Ａｖｅ”を追加登録す
る。したがって、単語候補”Ａｖｅ”が単語辞書部６に
登録されているので、以降、省略語”Ａｖｅ”が多少ラ
フに筆記されて入力されても、単語生成部５ａで単語候
補として生成され単語生成部の違いによるペナルティー
が課されないので、１位の単語候補に入力可能になる。
このように、単語辞書に登録されていない単語であって
も、最初は１位に認識することが難しい場合があるが、
一度候補選択を行って認識結果を確定することにより、
その単語候補が単語辞書に自動的に追加されるので、次
回からの入力が容易になる。

【００３６】図５（ｂ）に、候補表示領域１２の異なる
表示例を示す。この表示例では、表示部９における表示
の際に、単語辞書部６に登録された単語候補であるか否
かをユーザが容易に区別できるように、単語候補の前に
マークを付けて候補表示領域１２に表示する。このよう
に単語辞書部６に登録された単語候補か否かを識別する
表示形態であれば、この例に限らず、反転表示、点滅表
示、異なる色での表示等でもよい。このように表示する
ことにより、ユーザは入力した単語が単語辞書部６に登
録されていないことを知ることができる。

【００３７】上記実施の形態においては、手書き入力さ
れた筆跡を文字認識部４で文字単位で認識し、その結果
に基づいて単語生成を行うようにしている。しかしなが
ら、この発明はこれに限定されるものではなく、手書き
入力された筆跡をストロークまたはサブパターン単位で
認識し、その結果に基づいて文字を認識して単語生成を
行うようにしてもよい。

【００３８】また、以上説明した処理は、プログラムに
より実行されるが、このプログラムの全部または一部
を、直接あるいは通信回線を介してフロッピーディスク
やハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録
媒体に予め記録媒体に格納しておき、必要に応じてイン
ストールして用いてもよい。

【００３９】

【発明の効果】請求項１または請求項６記載の発明によ
れば、手書き文字も単語候補として効率良く生成でき、
単語辞書に登録されている単語は多少ラフに筆記しても
出力でき、単語辞書に登録されていないユーザ単語もあ
る程度丁寧に筆記して出力することができる。

【００４０】請求項２記載の発明によれば、文字間の大
きさや文字種が異なっている場合に、より効率的に単語
候補を生成できる。

【００４１】請求項３記載の発明によれば、単語辞書に
未登録の単語候補に一定のペナルティーを加えることに
より、単語辞書と合致する単語候補を優先的に出力で
き、単語辞書に登録されている単語は多少ラフに筆記し
ても出力できる。

【００４２】請求項４記載の発明によれば、表示された
単語候補の中から単語辞書に未登録の単語候補を容易に
知ることができる。

【００４３】請求項５記載の発明によれば、単語辞書に
登録されていない単語候補が認識単語として登録されて
いるため、以降の手書き入力で当該登録単語が入力され
た場合には、単語候補として確実に出力できるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係るオンライン手書き文字認識
装置のブロック構成を示す図である。

【図２】本実施の形態に係るオンライン手書き文字認識
装置の動作を示すフローチャートである。

【図３】（ａ）は、”ｐｌａｃｅ”の入力筆記例とその
認識結果で生成される文字ラティス例を示す図であり、
（ｂ）は、単語生成部５ａで生成される単語候補例を示
す図であり、（ｃ）は、単語生成部５ｂで生成される単
語候補例を示す図である。

【図４】（ａ）は、”Ａｖｅ”の入力筆記例とその認識
結果で生成される文字ラティス例を示す図であり、
（ｂ）は、単語生成部５ａで生成される単語候補例を示
す図であり、（ｃ）は、単語生成部５ｂで生成される単
語候補例を示す図である。

【図５】（ａ）は、入力”Ａｖｅ”に対する単語候補の
表示例を示す図であり、（ｂ）は、単語辞書部６に未登
録である単語候補にマークを付加した表示例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ タブレット ２ 文字切り出し部 ３ 特徴抽出部 ４ 文字認識部 ５ 単語生成部 ６ 単語辞書部 ７ 文字位置判定部 ８ 制御部 ９ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06K 9/00 - 9/82

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手書き入力文字の入力位置関係と文字認
   識結果に基づいて単語候補を生成するオンライン手書き
   文字認識装置であって、 単語辞書と認識された文字間の位置関係の遷移を示す第
   １の遷移制御情報とを用いて上記入力位置関係と文字認
   識結果から単語候補を生成する第１の単語生成部と、 第１の遷移制御情報を用いて上記入力位置関係と文字認
   識結果から単語候補を生成する第２の単語生成部と、 第１の単語生成部及び第２の単語生成部から生成された
   単語候補を統合して出力する結果統合部と、を有するこ
   とを特徴とするオンライン手書き文字認識装置。
2. 【請求項２】 第１の単語生成部または第２の単語生成
   部は、文字間または文字種間で特定の遷移を許容する第
   ２の遷移制御情報を用いることを特徴とする請求項１記
   載のオンライン手書き文字認識装置。
3. 【請求項３】 第２の単語生成部で生成された単語候補
   にペナルティーを課す手段を有することを特徴とする請
   求項１記載のオンライン手書き文字認識装置。
4. 【請求項４】 上記結果統合部から出力された単語候補
   を上記単語辞書に登録されているか否かを識別する表示
   形態で表示する表示手段を有することを特徴とする請求
   項１記載のオンライン手書き文字認識装置。
5. 【請求項５】 上記単語辞書に登録されていない単語候
   補を認識単語として確定すると、当該単語を上記単語辞
   書に追加登録する登録手段を有することを特徴とする請
   求項４記載のオンライン手書き文字認識装置。
6. 【請求項６】 手書き入力文字の文字認識結果に基づい
   て単語候補を生成するオンライン手書き文字認識装置と
   して機能させるコンピュータ読み取り可能な記録媒体で
   あって、 上記文字認識結果から単語辞書と認識された文字間の位
   置関係の遷移を示す第１の遷移制御情報とを用いて単語
   候補を生成する第１の単語生成部、 上記文字認識結果から第１の遷移制御情報を用いて単語
   候補を生成する第２の単語生成部、 第１の単語生成部及び第２の単語生成部から生成された
   単語候補を統合して出力する結果統合部、として機能さ
   せるコンピュータ読み取り可能な記録媒体。