JP4338058B2

JP4338058B2 - 文字認識装置

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Publication number: JP4338058B2
Application number: JP11074598A
Authority: JP
Inventors: 滋子金一
Original assignee: Glory Ltd
Current assignee: Glory Ltd
Priority date: 1998-04-21
Filing date: 1998-04-21
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2018-04-21
Also published as: JPH11306286A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、あらかじめ標準パターンを登録しておき、認識対象となる入力パターンを受け付けた際に該入力パターンを標準パターンと照合して入力パターンの文字認識を行う文字認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、あらかじめ入力パターンの比較の対象となる文字パターン（以下「標準パターン」）を文字認識辞書に辞書登録しておき、この文字認識辞書を用いて文字認識を行う技術が知られている。
【０００３】
例えば、特開平８−２７２９０４号公報には、標準パターンのサンプルをクラスタリングして大分類辞書及び分類辞書という２種類の文字認識辞書を作成し、これらの文字認識辞書を用いて高精度かつ高速な認識処理を行うパターン認識装置が開示されている。
【０００４】
しかし、実際に市場でユーザが文字認識装置を使用するに際しては、文字認識辞書内に登録された標準パターン以外の字体の入力パターンが出現する場合が多いため、該入力パターンがリジェクトされたり、意図しない標準パターンに誤読される結果が生ずる。
【０００５】
このため、従来の文字認識装置では、これらの正しく読めない文字を収集し辞書サンプルに追加したうえであらためて、文字認識辞書を再構築することにより、かかるリジェクトや誤読を避けていた。
【０００６】
しかしながら、かかる文字認識辞書の再構築には、多大の時間及び労力を要し、ユーザ自身がその役割を担うには負担が大きすぎる。このため、特開平８−２８７１９０号公報では、上記大分類辞書及び分類辞書のような標準パターンを記憶した基本辞書のほかに追加辞書を設けている。
【０００７】
具体的には、上記基本辞書の他にリジェクト辞書及び孤立辞書を新たに設け、リジェクト辞書には誤読となった文字パターンに対応してリジェクトを示すコードを登録するとともに、孤立辞書にはリジェクトが発生した文字パターンに対応して正解の文字コードを登録する。
【０００８】
そして、文字認識に際しては、入力パターンと基本辞書及びリジェクト辞書とを照合し、リジェクト辞書に該当するときにはリジェクトとし、該当しないときには文字コードを出力する。また、基本辞書に該当しない場合には、孤立辞書と照合する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術を用いた場合には、一旦誤読された文字パターンはリジェクト辞書に登録されるため、この文字パターンに対応する入力パターンは常にリジェクトと判定され、出力するしかなく正解が得られない。
【００１０】
また、かかるリジェクト辞書や孤立辞書のような追加辞書を使用する場合には、登録される文字パターンの数が増えれば増える程、文字パターンの照合に要する演算量が累増するため、認識時間が遅延するという問題が生ずる。
【００１１】
なお、例えば特開平８−２８７２５０号公報のように、辞書に２分木の構造を持たせ、単純な条件をチェックして照合する標準パターンの集合を小さくして、入力パターンと辞書パターンとの照合回数を低減する技術も知られているが、かかる技術を適用するためには、２分木を構成するためにクラスタリング処理が必要となり、誤読あるいはリジェクトした文字パターンを追加登録する処理に時間がかかるという問題がある。
【００１２】
以上のことから、文字認識辞書を用いて文字認識を行う際に、基本辞書の再構築を伴うことなく、追加辞書に登録した文字パターンから正解を取得でき、登録文字が増加した場合であっても文字パターンの照合を迅速に行うことができる文字認識装置をいかに実現するかが極めて重要な課題となっている。
【００１３】
そこで、本発明では、上記課題を解決し、文字認識辞書を用いて文字認識を行う際に、基本辞書の再構築を伴うことなく、追加辞書に登録した文字パターンから正解を取得でき、登録文字が増加した場合であっても文字パターンの照合を迅速に行うことができる文字認識装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、あらかじめ標準パターンを登録しておき、認識対象となる入力パターンを受け付けた際に該入力パターンを前記標準パターンと照合して入力パターンの文字認識を行う文字認識装置において、前記入力パターンの比較の対象となる標準パターン及びその特徴量を記憶する基本辞書と、前記基本辞書に存在せず追加登録された標準パターンである追加パターン及びその特徴量を記憶する追加辞書と、前記基本辞書に記憶した標準パターンのうち、前記入力パターンとの特徴量の距離が最も近い第１パターン及び第１の距離と、前記入力パターンとの特徴量の距離が２番目に近い第２パターン及び第２距離とを算定する算定手段と、前記算定手段が算定した第１の距離が第１のしきい値よりも大きい第１の条件を満たす場合、又は、第２の距離と第１の距離との差が第２のしきい値よりも小さい第２の条件を満たす場合には、前記第１の距離及び第２の距離をそれぞれ前記入力パターンとともに追加パターンとして前記追加辞書に登録する追加辞書登録手段と、前記入力パターンと前記基本辞書に記憶した標準パターンとの特徴量の距離に基づいて該入力パターンを前記追加辞書と照合する必要があるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段が前記追加辞書との照合が必要と判断した場合に限り、前記入力パターンを前記追加辞書と照合する照合手段とを備え、前記判断手段は、前記基本辞書に登録されている標準パターンと前記入力パターンとの距離をａとし、前記追加パターンと前記基本辞書に登録されている標準パターンとの距離をｃとし、前記第２の距離をd_min(2)とし、前記第１の距離のしきい値をＴＨ1とし、該第２の距離と第１の距離の差のしきい値をＴＨ2とした場合に、
ａ−ｃ＞d_min(2) 又はａ−ｃ＞ＴＨ1＋ＴＨ2
が成立すれば、前記入力パターンと前記追加パターンとの距離を算定しないものと判断する
ことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記追加辞書登録手段は、前記第１の条件及び第２の条件を満たさず、かつ、誤読している場合にも、前記第１の距離及び第２の距離をそれぞれ前記入力パターンとともに追加パターンとして前記追加辞書に登録することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では、大分類辞書及び分類辞書という２種類の辞書を基本辞書として用いた場合を示すこととする。
【００１９】
図１は、本実施の形態で用いる文字認識装置の全体構成を示す機能ブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、この文字認識装置１０は、画像入力部１１から入力した文字イメージから特徴量を抽出した文字パターンを、基本辞書１５にあらかじめ登録した標準パターン及び追加辞書に登録したパターンと照合して入力文字を認識する装置であり、画像入力部１１と、特徴抽出部１２と、辞書登録部１３と、追加辞書１４と、大分類辞書１５ａ及び分類辞書１５ｂからなる基本辞書１５と、認識処理部１６とからなる。
【００２１】
ここで、基本辞書１５は請求項１の基本辞書に対応し、追加辞書１４は請求項１の追加辞書に対応し、認識処理部１６は請求項１の判断手段及び照合手段に対応する。また、認識処理部１６は請求項２及び３の算定手段に対応し、辞書登録部１３が請求項２及び３の追加辞書登録手段に対応する。
【００２２】
なお、この文字認識装置１０は、基本辞書に存在する文字以外であって追加の標準パターン（以下「追加パターン」と言う。）を追加辞書１４に登録する登録モードと、入力文字の認識を行う認識モードを有し、これらのモード切り替えは図示しないハードウエアスイッチ又はソフトウエアスイッチによって指示される。
【００２３】
画像入力部１１は、認識対象又は登録対象となる文字イメージを光学的に読み取るイメージスキャナ等の入力デバイスである。
【００２４】
特徴抽出部１２は、画像入力部１１が読み取った文字イメージから当該文字の特徴量を抽出する処理部であり、登録モードの場合には当該特徴量を辞書登録部１３に出力し、認識モードの場合にはこの特徴量を認識処理部１６に出力する。
【００２５】
具体的には、この特徴量は、入力イメージの画素毎の濃度勾配方向及び濃度勾配強度成分からなる画素成分を抽出し、これをｍ×ｎの複数のブロックに分割して各ブロックの濃度勾配成分ごとの濃度勾配強度成分の総和を求めたものである。
【００２６】
例えば、１文字を５×５のブロックに分割した場合には、１ブロックにつき８方向の濃度勾配方向を有するので、２００次元のベクトルで表現される。
【００２７】
辞書登録部１３は、登録モードにおいて動作する処理部であり、特徴量抽出部１２から受け取った特徴量に基づいて入力した文字パターンを追加辞書１４に登録するか否かを判断し、後述する所定の条件を満たす場合に、該文字パターンに係わる所定の事項を追加辞書に登録する。なお、かかる条件は、特徴量相互間のシティブロック距離又はユークリッド距離（以下単に「距離」と言う。）に基づいて定められる。
【００２８】
具体的には、５×５のブロックに分割した場合のシティブロック距離は、標準パターンＦＳを

の算定式により算定される。
【００２９】
例えば、図２に示すような標準パターンＦＮと入力パターンＩＰとのシティブロック距離ｃを求めると、
ｃ1＝｜ＦＮ1−ＩＰ1｜＝｜１５− ０｜＝１５
ｃ2＝｜ＦＮ2−ＩＰ2｜＝｜２４−５１｜＝２７
・・・
ｃ200＝｜ＦＮ200−ＩＰ200｜＝｜３−０｜＝３
となるため、
ｃ＝１５＋２７＋…＋３＝１８５６
が得られる。
【００３０】
追加辞書１４は、追加パターンとして辞書登録したい文字の特徴量等を記憶する辞書であり、辞書登録部１３によって登録され、認識処理部１６によって参照される。
【００３１】
基本辞書１５は、辞書登録部１３による辞書登録の可否の判断及び認識処理部１６による入力パターンの認識を行う際に参照される標準パターンの特徴量等からなる辞書であり、大分類辞書１５ａ及び分類辞書１５ｂからなる。
【００３２】
ここで、分類辞書１５ｂとは、例えばゴシック体の’３’、明朝体の’３’というように、’３’という同じ意味内容（カテゴリー）に属するフォントパターンの集合のことを指す。したがって、例えば’３’の分類辞書には、図３に示すようにそれぞれ書体等が異なる複数のフォントパターンが属する。
【００３３】
また、大分類辞書１５ａとは、この分類辞書１５ｂに属する集合を特徴量によって複数のフォントパターン群に分割し、各フォントパターン群に属する複数のフォントパターンの特徴量の平均値をその群の代表フォントの特徴量としたものである。例えば、図３に示すフォントＩ、フォントＡ、フォントＢ及びフォントＦのフォントパターン群の大分類辞書パターン（番号１０）の特徴量は、これらのフォントパターンの特徴量の平均値となる。
【００３４】
なお、このように大分類辞書１５ａ及び分類辞書１５ｂという２段階の辞書で基本辞書１５を形成した理由は、入力パターンの特徴量に近い特徴量を持つフォントパターンを高速に特定して、文字認識の高速化を実現するためである。
【００３５】
認識処理部１６は、基本辞書１５及び追加辞書１４に記憶した各標準パターン及び追加パターンの特徴量と入力パターンの特徴量とを照合して、入力文字の文字認識を行う処理部である。
【００３６】
以上、文字認識装置１０の全体構成について説明した。
【００３７】
次に、図１に示す辞書登録部１３の具体的な処理について説明する。
【００３８】
図４は、図１に示す辞書登録部１３の処理手順を示すフローチャートである。
【００３９】
同図に示すように、この辞書登録部１３は、まず最初に入力パターンを大分類辞書１５ａに所在する各標準パターンと照合し、入力パターンとの距離が最も近いパターン（以下「第１パターン」と言う。）及び該第１パターンとはカテゴリーが異なる最も距離が近いパターン（以下「第２パターン」と言う。）を見つける（ステップ４０１）。なお、追加辞書１４に登録された追加パターンが存在する場合には、この追加パターンについても同様に入力パターンと照合する。ここで、入力パターンと第１パターンとの距離をd_min(1)で表しこれを第１の距離と呼び、また、該入力パターンと第２パターンとの距離をd_min(2)で表しこれを第２の距離と呼ぶことにする。
【００４０】
その結果、入力パターンがリジェクト若しくはエラーとなったときに入力パターンを新たな追加パターンとして追加辞書１４に登録する（ステップ４０２）。
【００４１】
なお、入力パターンがリジェクトとなる場合としては、第１の距離（d_min(1)）が所定のしきい値を越えたときのみが該当し、また入力パターンがエラーになる場合としては、d_min(1)が所定のしきい値以下でかつd_min(2)−d_min(1)が所定のしきい値を越えるときであっても意図したカテゴリーに属さず誤読されている場合が該当する。
【００４２】
そして、かかる大分類辞書１５ａとの照合が終了したならば、入力パターンを追加パターンとして追加辞書に登録するか否かを問わず、分類辞書１５ｂに記憶した標準パターンとの照合に移行する（ステップ４０３）。なお、追加辞書１４に登録された追加パターンが存在する場合には、この追加パターンについても同様に入力パターンと照合し、リジェクト又はエラーのときに追加辞書１４に追加パターンとして登録する（ステップ４０４）。なお、入力パターンがリジェクトとなる場合としては、第１の距離（d_min(1)）が所定のしきい値を越え、あるいは第１の距離と第２の距離の差が所定のしきい値以下であるようなときが該当し、つまりこのときは入力パターンを第１パターンであると判定できないことを意味する。
【００４３】
上記一連の処理を行うことにより、入力パターンを追加パターンとして追加辞書に登録できる。
【００４４】
次に、この辞書登録部１３による追加辞書１４への追加パターンの登録についてさらに具体的に説明する。なお、以下で用いる「Ａ^(X)ij 」の表記では、Ｘがパターン番号を示し、ｉ＝１が大分類辞書を、ｉ＝２が分類辞書をそれぞれ示し、ｊ＝１が第１パターンを、ｊ＝２が第２パターンをそれぞれ示すものとする。
【００４５】
図５は、図１に示す追加辞書１４へ登録する文字パターンの一例を示す図であり、図６は、図１に示す追加辞書１４及び基本辞書１５の一例である。
【００４６】
例えば、図５に示す辞書登録されていないパターン０が入力された場合に大分類辞書１５ａとの照合を行った結果、第１パターン（パターン番号１３）との距離d_min(1)が1856であり、あらかじめ定められたしきい値ＴＨ11（1836）よりも大きな場合には、入力パターンはリジェクトされ、追加辞書１４への追加登録の対象となる。
【００４７】
このとき、この入力パターンを確認し、ノイズがあるなど品質の悪いパターンを登録すると悪影響を及ぼすおそれがあるためそのようなパターンを省き、正しいカテゴリー’３’を与えて追加辞書１４に書き込む。
【００４８】
これにより、図６（ｂ）に示す追加辞書の（１）の番号０に登録パターンの特徴量ｆ０とカテゴリー’３’が書き込まれる。この特徴量ｆ０は例えば図２に示す入力パターンＩＰの各値である。この際、大分類辞書１５の第１パターン及び第２パターンの大分類辞書番号（Ａ⁽⁰⁾11(=13)、Ａ⁽⁰⁾12(=25)）と、入力パターンから各パターンへの距離（Ｃ⁽⁰⁾11(=1856)、Ｃ⁽⁰⁾12(=1930)）とが、追加辞書１４の（２）に書き込まれる。
【００４９】
その後、このパターン０を分類辞書１５ｂと照合した結果、第１パターンとの距離d_min(1)がＴＨ21（1786）よりも大きくなれば、追加辞書１４への追加登録を行う。ただし、このパターン０は既に追加辞書１４に登録されているので、分類辞書の第１パターン及び第２パターンの分類番号（Ａ⁽⁰⁾21(=40)、Ａ⁽⁰⁾22(=65)）と、それぞれの距離（Ｃ⁽⁰⁾21(=1794)、Ｃ⁽⁰⁾22(=1930)）を（３）の部分に付加する。これにより、パターン０の追加辞書１４への追加登録を終了する。
【００５０】
また、図５に示すパターン１が入力された場合に大分類辞書１５ａとの照合を行った結果、第１パターンとの距離d_min(1)が1361であり、あらかじめ定められたしきい値ＴＨ11（1836）よりも小さな場合には、d_min(2)−d_min(1)を算出して、しきい値ＴＨ12（152 ）と比較する。この場合しきい値ＴＨ12より大きくなり、その結果、入力パターンはリジェクトされず、入力パターンは第１パターンに属することになるが、入力パターンのカテゴリーが’６’であるのにも係わらず、第１パターンのカテゴリーが’５’であるため、誤読によるエラーとなる。
【００５１】
このため、その文字パターンを確認し、正しいカテゴリー’６’を与えて追加辞書１４に書き込む。
【００５２】
これにより、図６（ｂ）に示す追加辞書１４の（１）の番号１に登録パターンの特徴量ｆ１とカテゴリー’６’が書き込まれる。この際、大分類辞書１５の第１パターン及び第２パターンの大分類辞書番号（Ａ⁽¹⁾11(=23)、Ａ⁽¹⁾12(=28)）と、入力パターンから各パターンへの距離（Ｃ⁽¹⁾11(=1361)、Ｃ⁽¹⁾12(=1523)）とが、追加辞書１４の（２）に書き込まれる。
【００５３】
その後、このパターン１を分類辞書１５ｂと照合した結果、第１パターンとの距離d_min(1)がＴＨ21（1786）よりも小さいので、d_min(2)−d_min(1)を算出し、このd_min(2)−d_min(1)をしきい値ＴＨ22と比較する。この場合もしきい値ＴＨ22より大きくなり、その結果、入力パターンはリジェクトされず、入力パターンは第１パターンに属することになるが、入力パターンのカテゴリーが’６’であるのにも係わらず、第１パターンのカテゴリーが’５’であるため、誤読によるエラーとなる。
【００５４】
ただし、このパターン１は既に追加辞書１４に登録されているので、分類辞書の第１パターン及び第２パターンの分類番号（Ａ⁽¹⁾21(=68)、Ａ⁽¹⁾22(=74)）と、それぞれの距離（Ｃ⁽¹⁾21(=1178)、Ｃ⁽¹⁾22(=1350)）を（３）の部分に付加する。これにより、パターン１の追加辞書１４への追加登録を終了する。
【００５５】
また、図５に示すパターン２が入力された場合に大分類辞書１５ａとの照合を行った結果、第１パターンとの距離d_min(1)が1378であり、あらかじめ定められたしきい値ＴＨ11（1836）よりも小さな場合には、d_min(2)−d_min(1)を算出して、しきい値ＴＨ12（152 ）と比較する。
【００５６】
その結果は、しきい値ＴＨ12より小さいが、次の分類照合へ進むため、追加辞書１４へ追加登録する必要は生じない。
【００５７】
その後、このパターン２を分類辞書１５ｂと照合した結果、第１パターンとの距離d_min(1)がＴＨ21（1786）よりも小さいので、d_min(2)−d_min(1)を算出し、このd_min(2)−d_min(1)をしきい値ＴＨ22と比較する。
【００５８】
その結果、d_min(2)−d_min(1)がＴＨ22よりも小さく、リジェクトとなるので追加辞書１４に追加登録する。なお、このパターン２はまだ登録されていないので、正しいカテゴリー’３’を与える。
【００５９】
これにより、図６（ｂ）に示す追加辞書１４の（１）の番号２に特徴量ｆ２とカテゴリー’３’が書き込まれる。この際、分類辞書１５ｂの分類辞書番号（Ａ⁽²⁾21(=65)、Ａ⁽²⁾22(=98)）とそれぞれの距離（Ｃ⁽²⁾21(=1307)、Ｃ⁽²⁾22(=1467)）が追加辞書１４の（３）に書き込まれる。これにより、パターン２の追加辞書１４への追加登録が終了する。
【００６０】
以上、図１に示す辞書登録部１３の処理手順について説明した。
【００６１】
次に、図１に示す認識処理部１６による文字認識処理手順について説明する。
【００６２】
図７は、図１に示す認識処理部１６による文字認識処理手順を示すフローチャートである。
【００６３】
同図に示すように、この認識処理部１６では、特徴抽出部１２が抽出した入力パターンの特徴量を受け取ったならば（ステップ７０１）、まず大分類辞書１５ａを用いた大分類照合を行い（ステップ７０２）、第１パターン及び第２パターンとの距離d_min(1)及びd_min(2)を取得する。
【００６４】
そして、このd_min(1)及びd_min(2)と、追加辞書１４に登録した追加パターンの番号ｉ、特徴量ｆｉ、カテゴリーCatｉ、辞書番号Ａ⁽ⁱ⁾11、Ａ⁽ⁱ⁾12、Ａ⁽ⁱ⁾21、Ａ⁽ⁱ⁾22および距離ｃ⁽ⁱ⁾11、ｃ⁽ⁱ⁾12、ｃ⁽ⁱ⁾21、ｃ⁽ⁱ⁾22を用いて、距離計算をできるだけ省略して高速化を図りつつ、追加辞書１４との照合を行う（ステップ７０３）。
【００６５】
その後、d_min(1)がしきい値ＴＨ11より大きいかどうかをチェックし（ステップ７０４）、大きいときはそのままリジェクトする。そうでないときは、さらにd_min(2)−d_min(1)がしきい値ＴＨ12より大きいかどうかをチェックし（ステップ７０５）、大きいときはアクセプトとし、第１パターンのカテゴリーを出力する。つまり、d_min(1)がしきい値ＴＨ11より大きければ、文字が似ていないということになり、また、d_min(1)がしきい値ＴＨ11より小さければ２番目に似ているカテゴリーのパターンとの距離d_min(2)とd_min(1)とが離れているかを見て、離れていれば（ＴＨ12より大きければ）第１パターンのカテゴリーに決定するが、離れていなければ第２番目の文字にも似ているということになり第１パターンのカテゴリーに決定せずに更に次の分類照合を行うことになる。
【００６６】
一方、上式が成立しない場合には、入力パターンと分類辞書１５ｂとの照合を行い（ステップ７０６）、入力パターンと分類辞書１５ｂ内の標準パターンとの距離を計算してd_min(1)及びd_min(2)を改めて計算して、分類照合を行った後に（ステップ７０６）、上記ステップ７０３と同様に追加辞書１４との照合を行う（ステップ７０７）。
【００６７】
その後、d_min(1)がしきい値ＴＨ21より大きいかどうかをチェックし（ステップ７０８）、大きいときはリジェクトし、そうでないときはd_min(2)−d_min(1)がしきい値ＴＨ22より大きいかどうかをチェックする（ステップ７０９）。そして、上式が成立する場合には、第１パターンのカテゴリーを出力し、上式が成立しない場合にはリジェクトとする。
【００６８】
次に、上記ステップ７０３及び７０７に示す追加辞書１４との照合について図８〜図１１を用いて説明する。
【００６９】
まず、かかる追加辞書１４との照合を行う概念について説明する。
【００７０】
いま、入力パターンと追加パターンとの距離が、仮にｂである場合を考えると、しきい値判定においてd_min(1)及びd_min(2)が用いられるため、ｂがd_min(2)より大きい場合は、ｂを計算する必要はない。
【００７１】
また、しきい値としてＴＨ1（d_min(1)のしきい値）とＴＨ2（d_min(2)−d_min(1)のしきい値）を用いるため、ｂがＴＨ1＋ＴＨ2より大きい場合は、この追加パターンを認識結果として出力することはない。
【００７２】
つまり、ｂ＞d_min(2)またはｂ＞TH1＋TH2であることが明らかであれば、この追加パターンが認識結果に影響を及ぼすことはないので、ｂを計算する必要がないことになる。
【００７３】
そこで、入力パターンと標準パターンとの距離をａ、追加辞書に登録されている追加パターンと標準パターンとの距離をｃとすると、距離の公理より、ａ−ｃ＜ｂなので、ａ−ｃ＞d_min(2)のときｂ＞d_min(2)で、ａ−ｃ＞ＴＨ1＋ＴＨ2のときｂ＞ＴＨ1＋ＴＨ2である。
【００７４】
このことは、ａ−ｃ＞d_min(2)又はａ−ｃ＞ＴＨ1＋ＴＨ2のいずれかが成り立つとき、ｂの計算は不要となることを意味するため、ａ−ｃ＞εが成立すると入力パターンと追加パターンの距離計算はする必要がないことが分かる。なお、ε＝min（ＴＨ1＋ＴＨ2、d_min(2)）とする。
【００７５】
次に、図８を用いて、かかる距離計算の必要の有無についてさらに具体的に説明する。
【００７６】
図８に示すように、入力パターンに最も近い標準パターンがＪであり、２番目に近い標準パターンがＫである場合に、もし、追加パターンＬがＴＨ11＋ＴＨ12を半径とする円よりも外側にあれば、たとえ、Ｋよりも近いとしても、最終的にはＪとは近くにないとして（Ｊを中心とする半径ＴＨ12の内側にはない）、一意にＪに決まるので、この追加パターンＬとの距離を算出しなくとも問題はない。
【００７７】
しかし、追加パターンＭのように、ＴＨ11＋ＴＨ12を半径とする円の内側にあれば、Ｊを中心とする半径ＴＨ12の中に存在する可能性が出てくるため、追加パターンＭと入力パターンとの距離計算が必要となる。
【００７８】
もし、ＫがＪを中心とする半径ＴＨ12の内側に入っていれば、d_min(2)−d_min(1)がＴＨ12よりも小さくなるので、第１パターンと第２パターンとが接近しすぎているとしてリジェクトする。
【００７９】
なお、追加パターンとの比較照合時に距離計算を行うこととなったときは、第１パターンのカテゴリーと一致するか否かを問わず距離計算を行う。その理由は、同一カテゴリーであっても、演算の結果、距離がd_min(1)より小さくなればd_min(1)が更新され、d_min(2)との差が開くことになり、より照合結果（認識率）が良くなるからである。
【００８０】
次に、図９を用いて、この距離計算が不要となる場合をさらに詳細に説明する。
【００８１】
なお、図１０（１）及び（２）に示す追加パターンＢ(0) 及びＢ(1) が追加辞書１４に登録済みであり、入力パターンＸが同図（３）に示すものであるとし、Ｂ(0)は、Ａ⁽⁰⁾11（=13）、Ａ⁽⁰⁾12（=25）、ｃ⁽⁰⁾11（=1856）、ｃ⁽⁰⁾12（=1930）を有し、Ｂ(1) はＡ⁽¹⁾11（=23）、Ａ⁽¹⁾12（=28）、ｃ⁽¹⁾11（=1361）、ｃ⁽¹⁾12（=1523）を有するものとする（図６（ｂ）参照）。
【００８２】
図９は、追加パターン(△)と標準パターン(●)の関係を示す図であり、同図に示すように、標準パターン(●)のボロノイ境界付近に、追加パターン(△)が張り付けられていると考えられる。また、ε＝ min（ＴＨ11+ＴＨ12, d_min(2)）である。
【００８３】
そして、入力パターン×とＡ⁽⁰⁾11との距離をａ⁽⁰⁾11、Ａ⁽⁰⁾12との距離をａ⁽⁰⁾12、Ａ⁽¹⁾11との距離をａ⁽¹⁾11、Ａ⁽¹⁾12との距離をａ⁽¹⁾12とする。
【００８４】
ここで、入力パターンＸと追加パターンＢ(0)との距離計算を行う前に、a⁽⁰⁾11−c⁽⁰⁾11＞εまたはa⁽⁰⁾12−c⁽⁰⁾12＞εに該当するかどうかをチェックする。a⁽⁰⁾11、a⁽⁰⁾12の各値は標準パターンとの距離計算を既に行なっているので既知であり、c⁽⁰⁾11、c⁽⁰⁾12の各値は追加パターンＢ(0)の中に既に持っており、εも算出済みであるので上記判定式を直ちに確認でき、いずれの不等式にも該当しないので、入力パターンと追加パターンＢ(0)との距離計算を行い、d_min(1)とd_min(2)の更新を行う。
【００８５】
次に、追加パターンＢ(1)との距離計算を行う前に、a⁽¹⁾11−c⁽¹⁾11＞εまたはa⁽¹⁾12−c⁽¹⁾12＞εに該当するかどうかをチェックする。この場合も同様に各値は既に求められているので判定式はすぐに確認でき、判定式が成立することになるので、入力パターンと追加パターンＢ(1)との距離計算を行わない。
【００８６】
図１１は、上記概念に基づく追加辞書１４との照合手順を示すフローチャートである。
【００８７】
同図に示すように、全ての追加パターンとの照合が終了するまでの間（ステップ１１０１）、ε＝ｍｉｎ（ＴＨ1＋ＴＨ2、d_min(2)）によりεを求め（ステップ１１０２）、ａ1−ｃ1＞εまたはａ2−ｃ2＞εが成立するか否かを確認する（ステップ１１０３）。
【００８８】
そして、ａ1−ｃ1＞εまたはａ2−ｃ2＞εが成立しない場合には、入力パターンと追加パターンとの距離計算を行い（ステップ１１０４）、d_min(1)及びd_min(2)を更新する（ステップ１１０５）。
【００８９】
そして、全ての追加パターンとの照合が終了したならば、追加辞書１４との照合を終了する。
【００９０】
このように、かかる追加辞書１４との照合では、追加辞書１４内の全ての追加パターンと入力パターンとの間の距離を求めるのではなく、ａ1−ｃ1＞εまたはａ2−ｃ2＞εが成立しない場合にのみ、入力パターンと追加パターンとの距離計算を行っているので、高速に追加辞書１４と入力パターンとの照合を行うことができる。
【００９１】
なお、本実施の形態では、大分類辞書１５ａ及び分類辞書１５ｂからなる基本辞書１５を用いる場合に本発明を適用することとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、入力パターンの比較の対象となる標準パターン及びその特徴量を基本辞書に記憶するとともに、基本辞書に存在しない追加パターン及びその特徴量を追加辞書に記憶しておき、基本辞書に記憶した標準パターンのうち、入力パターンとの特徴量の距離が最も近い第１パターン及び第１の距離と、入力パターンとの特徴量の距離が２番目に近い第２パターン及び第２の距離とを算定し、該算定した第１の距離が第１のしきい値よりも大きい第１の条件を満たす場合、又は、第２の距離と第１の距離との差が第２のしきい値よりも小さい第２の条件を満たす場合には、第１の距離及び第２の距離をそれぞれ入力パターンとともに追加パターンとして追加辞書に登録し、入力パターンと標準パターンとの特徴量の距離に基づいて該入力パターンを追加辞書と照合する必要があるか否かを判断手段により判断し、照合が必要と判断した場合に限り、入力パターンを追加辞書と照合するよう構成し、上記判断手段は、基本辞書に登録されている標準パターンと入力パターンとの距離をａとし、追加パターンと基本辞書に登録されている標準パターンとの距離をｃとし、第２の距離をd_min(2)とし、第１の距離のしきい値をＴＨ1とし、該第２の距離と第１の距離の差のしきい値をＴＨ2とした場合に、ａ−ｃ＞d_min(2) 又はａ−ｃ＞ＴＨ1＋ＴＨ2が成立すれば、入力パターンと追加パターンとの距離を算定しないものと判断するよう構成したので、基本辞書の再構築を伴うことなく、追加辞書に登録した文字パターンから正解を取得でき、登録文字が増加した場合であっても文字パターンの照合を迅速に行うことができるとともに、追加パターンとの照合回数を低減し、迅速かつ効率的に文字認識を行うことができる。
【００９４】
また、請求項２に記載の発明によれば、第１の条件及び第２の条件を満たさず、かつ、誤読している場合にも、第１の距離及び第２の距離をそれぞれ入力パターンとともに追加パターンとして追加辞書に登録するよう構成したので、誤読が生じている場合にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態で用いる文字認識装置の全体構成を示す機能ブロック図。
【図２】図１に示す辞書登録部が行う距離の算定を説明するための図。
【図３】図１に示す大分類辞書及び分類辞書に記憶する標準パターンの一例を示す図。
【図４】図１に示す辞書登録部の処理手順を示すフローチャート。
【図５】図１に示す追加辞書へ登録する文字パターンの一例を示す図。
【図６】図１に示す追加辞書及び基本辞書の一例を示す図。
【図７】図１に示す認識処理部による文字認識処理手順を示すフローチャート。
【図８】図１に示す認識処理部が行う距離計算の概念を説明するための図。
【図９】追加パターンと標準パターンの関係を示す概念図。
【図１０】追加パターン及び入力パターンの一例を示す図。
【図１１】追加辞書との照合手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０…文字認識装置
１１…画像入力部
１２…特徴抽出部
１３…辞書登録部
１４…追加辞書
１５…基本辞書
１５ａ…大分類辞書
１５ｂ…分類辞書
１６…認識処理部

Claims

あらかじめ標準パターンを登録しておき、認識対象となる入力パターンを受け付けた際に該入力パターンを前記標準パターンと照合して入力パターンの文字認識を行う文字認識装置において、
前記入力パターンの比較の対象となる標準パターン及びその特徴量を記憶する基本辞書と、
前記基本辞書に存在せず追加登録された標準パターンである追加パターン及びその特徴量を記憶する追加辞書と、
前記基本辞書に記憶した標準パターンのうち、前記入力パターンとの特徴量の距離が最も近い第１パターン及び第１の距離と、前記入力パターンとの特徴量の距離が２番目に近い第２パターン及び第２距離とを算定する算定手段と、
前記算定手段が算定した第１の距離が第１のしきい値よりも大きい第１の条件を満たす場合、又は、第２の距離と第１の距離との差が第２のしきい値よりも小さい第２の条件を満たす場合には、前記第１の距離及び第２の距離をそれぞれ前記入力パターンとともに追加パターンとして前記追加辞書に登録する追加辞書登録手段と、
前記入力パターンと前記基本辞書に記憶した標準パターンとの特徴量の距離に基づいて該入力パターンを前記追加辞書と照合する必要があるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段が前記追加辞書との照合が必要と判断した場合に限り、前記入力パターンを前記追加辞書と照合する照合手段と
を備え、
前記判断手段は、
前記基本辞書に登録されている標準パターンと前記入力パターンとの距離をａとし、前記追加パターンと前記基本辞書に登録されている標準パターンとの距離をｃとし、前記第２の距離をd_min(2)とし、前記第１の距離のしきい値をＴＨ1とし、該第２の距離と第１の距離の差のしきい値をＴＨ2とした場合に、
ａ−ｃ＞d_min(2) 又はａ−ｃ＞ＴＨ1＋ＴＨ2
が成立すれば、前記入力パターンと前記追加パターンとの距離を算定しないものと判断する
ことを特徴とする文字認識装置。
前記追加辞書登録手段は、
前記第１の条件及び第２の条件を満たさず、かつ、誤読している場合にも、前記第１の距離及び第２の距離をそれぞれ前記入力パターンとともに追加パターンとして前記追加辞書に登録する
ことを特徴とする請求項１記載の文字認識装置。