JPH0142028B2 - - Google Patents

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JPH0142028B2
JPH0142028B2 JP58095132A JP9513283A JPH0142028B2 JP H0142028 B2 JPH0142028 B2 JP H0142028B2 JP 58095132 A JP58095132 A JP 58095132A JP 9513283 A JP9513283 A JP 9513283A JP H0142028 B2 JPH0142028 B2 JP H0142028B2
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JP
Japan
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pel
pattern
node
library
input
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JP58095132A
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JPS593690A (ja
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Jooji Keishii Richaado
Deebitsudo Furiidoman Seodoa
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPS593690A publication Critical patent/JPS593690A/ja
Publication of JPH0142028B2 publication Critical patent/JPH0142028B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00Pattern recognition
    • G06F18/20Analysing
    • G06F18/24Classification techniques
    • G06F18/243Classification techniques relating to the number of classes
    • G06F18/24323Tree-organised classifiers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Character Discrimination (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はドツト・マトリツクスの文字を適応的
方法及び装置によつて符号ベクトル形に変化させ
る方法に関する。 〔背景技法〕 1974年11月刊23 IEEE Transactionsの第1174
〜79頁のAscher等著の論文はフアクシミリ転送
もしくは記憶のために光学的に走査文書を圧縮す
るための機械で具体化可能な適応性パターン一致
法を開示している。この点に関して、Ascherは
内蔵プログラム制御機械を使用し、類似のクラス
を形成しクラスの原型を誘導し、流れの各文字を
最も近いクラスの原型として符号化する事によつ
て圧縮を達成している。 この方法ではデイジタル像はドツト・パターン
領域、即ち黒−白ペルの副配列体に分割される。
パターンはハミング距離の如き類似性の基準に従
つて順次に分類されている。クラスの中に入れら
れる第1のパターンがクラスの原型として登録さ
れる。この過程が続くにつれ、各新しい分類パタ
ーンはこの点迄に累積された原型と比較される。
もしこのパターンが原型のどれかと一致すれば、
全パターンでなくクラス・インデツクスが出力デ
ータ流れ中に記録される。これによつて圧縮比が
増大される。 一致が発見されない場合には、分割された全パ
ターンが出力の流れの中に記録され、このパター
ンは新しいパターン及び有効な集合の中に加えら
れる原型を形成するのに使用される。 1980年3月刊のVol.22IBM Tech.Disclosure
Bulletin、第4429頁のGoddard著の論文は計算機
を使用して実行されるトリー認識、これに続くテ
ンプレート比較を開示している。即ち、入力パタ
ーンはライブラリ中の文字をトリー状に探索する
事によつて同定されている。探索出力は入力文字
の仮の同定である。次いで原文字は探索によつて
提示された原型と比較される。もし2つの文字が
或る安全な距離内で一致すると同定が確定され
る。 1979年8月刊のVol.22IBM Technical
Disclosure Bulletin、第1189〜90頁のCasey著の
論文はOCRアルゴリズムと共に使用される決定
トリーを構成するための計算機で具体化される方
法を開示している。この方法は各文字のための絵
素(ペル)統計の評価を含み、OCR決定トリー
の変更はこの統計を使用している。ペルは2つの
色値、即ち黒もしくは白のいずれか一方を占めて
いる。 上述の技法の欠点は一致を見出するの多数の原
型を使用して大部分のパターンがペル毎に比較さ
れる点にある。従つてかなりの計算時間が必要と
され、情報源と情報シンク間に速度の一致が必要
とされる場合にはかなりのバツフア動作が必要と
される。 〔本発明の説明〕 本発明は走査され、閾値によつて区別され、分
割される文書から得られる様な光学文字認識
(OCR)プロセスに適合する。さらに具体的に
は、本発明は印加される順に、各区別可能な入力
文字のペル配列体パターンに一意的なインデツク
ス番号を適応的に割当てられる、機械で具体化さ
れる方法に関する。パターン自身でなくインデツ
クス番号(符号化ベクトル)の系列を使用して転
送もしくは記憶の目的のための情報圧縮が達成さ
れる。 本発明は「信頼できるペル」なる用語を使用す
る。信頼できるペルとはその近隣のペルのすべて
が同一色値を有するペルである。信頼できるペル
は白色もしくは黒色のいずれかである。 相次ぐ入力文字ペル配列体パターンに対してイ
ンデツクス番号を適応的に割当てるための本発明
の機械で具体化可能な方法では、最初の入力パタ
ーンがパターンのライブラリと決定トリ―の両方
を初期設定するのに使用される。決定トリーの葉
ノードがパターンに割当てられるインデツクス番
号である。 第2及びその後の入力PEL配列体パターンに
関しては、本発明はライブラリ・パターンの1つ
として入力パターンを分類し、この分類を検証
し、一致した場合にはインデツクス番号を発生
し、一致しない場合にはこのパターンをライブラ
リに加え、インデツクス番号を割当て、更に決定
トリーを拡張する段階を使用する。 入力パターンを分類する段階はそのノードがペ
ルの配列体中での位置を同定する決定トリーを使
用する。各ベルの色値は葉のノードに遭遇する
迄、根−葉のノード方向に後続のノードへの分岐
を生ずる。分類の検証は分類ライブラリ及び入力
パターン間の重畳比較により、重み付けられたペ
ル色値の差が予定の相関の範囲内もしくは外にあ
るかを決定する事によつて行われる。上述の如
く、比較の結果が相関の範囲内にある事がわかる
と、インデツクス番号が発生され、次の入力パタ
ーンが処理される。 比較の結果が相関の範囲外にある事がわかる
と、新しいパターンがライブラリに加えられる。
同様に信頼できるペル配列体が入力パターンから
形成される。この時点で、挿入点が同定され、文
字の信頼できるペル配列体からノード副ネツトワ
ークが形成され、この副ネツトワークを挿入点で
トリーに結合する事によつて決定トリーが拡張さ
れる。挿入点は対応する入力パターンの位置にお
いて信頼できないペルを指定する様に分類中に遭
遇する最初のノードとして同定されるものであ
る。 この後に、プロセスは分類段階に戻る。 決定トリー・ネツトワークは1つのパターンが
ライブラリに加えられる毎に単一のノートだけで
修正される。信頼できるペルが問題となるのは決
定トリーの更新の場合だけである。これに関連し
て、入力文字がトリーに沿つて処理される時に、
根から端末ノードへの経路は入力パターンと信頼
できるペル間に色値の一致が存在して葉ノードに
関連してクラス即ちパターンが決定され、不一致
の場合には他のクラスの各々が決定されるという
動作に導く。 従来の技術はトリーによつて選択されるライブ
ラリと入力パターン間の不一致に基いてトリーを
拡張する段階を開示していない。更にトリー認識
は統計的符号の特徴付け以外の重み付けられた属
性に基いている。トリー認識はいくつかの利点を
有する。先ず極めて複雑な高速符号化を必要とし
ない。第2にソース記号統計が静的なものもしく
は動的なものであるにかかわらず動作可能であ
る。本発明の方法は新しい文字の外見を取入れる
ために単に副トリー(副ネツトワーク)を成長さ
せるだけである。 〔好ましい実施例及び工業的応用の説明〕 〔設計上の仮定〕 本発明は幾つかの仮定に基いている。第1に同
じ型のフオント中の同一ペル配列体の文字の例
は、文字の端においてのみ著しい差を示す。これ
により同一文字の誤分類が制限される。第2に、
区別可能なパターン間の信頼できるペルは少なく
共1ペル異なつているので、トリーの如き決定ネ
ツトワークもしくはグラフはパターンを一意的に
表わしている。第3に、少なく共3つのペルの平
均ストローク幅が得られる場合にはパターンの比
較の目的にとつて、常に最小の解像力が得られ
る。この最小の値が信頼できるペルを生ずるのに
必要である。解像力は常に増大するので、この事
は1つ以上のペル変化に遭遇する迄、判別子とし
て信頼できるペルの使用を可能としている。 〔ペル及び信頼できるペル配列体〕 ここで第1表を参照するに、入力パターン及び
その信頼できるペル配列体のビツト表示が示され
ている。信頼できるペルは連続する近隣のすべて
が同一の色値を有する場合に存在する事を想起さ
れたい。左側の1及び0の入力パターンは文字
“1”を定義する。信頼できるペルの決定のため
には、入力パターンは白ペルによつて全体が取巻
かれていると考えられる。 入力パターン配列体において「1」は黒ペルを
表わし「0」は白ペルを表わす。これに対し、右
側の配列体においては、1が信頼できるペルを示
し、0はいわゆる灰色のペル(信頼できないペ
ル)を示している。信頼できるペルの存在を決定
するにあたつて、入力パターンにおける行2、列
7にある黒ペルが他の黒ペルによつて取巻かれて
いることに注意されたい。従つてこのペルは右手
の信頼できるペル配列体にある対応する位置の1
によつて表わされている。更に入力パターンにお
ける行9、列3にある白ペルは白ペルによつて取
囲まれている事に注意されたい。このペルは右手
の配列体の同一位置中の対応する1によつて表わ
されている。灰色のペルの大部分は画定的な端に
おいて現われる。これ等は右手の配列体の対応す
る位置における0によつて表わされている。
【表】
〔APL言語及び等価言語プロセツサで実行可能な方法〕
本発明はAPL言語プロセツサによつて定義さ
れるAPLインタプリタで実行されるIBM370/
3033計算機で実施される。この新規な機械におい
ては、光学的に走査され、分割され、閾値によつ
て1、0が分けられた文書から得られるドツト・
マトリツクス文字によつて、一時に1入力パター
ンが分析され、その後の伝送もしくは記憶のため
に符号化されたベクトルに変換される。
IBM3033のオペレーテイング・システムは
IBM370システムのアーキテクチユアに適合して
いる。この事は米国特許第3226689号に説明され
ている。更に詳しくは米国特許第4181952号を参
照されたい。直接にAPLステートメントを実行
し得る他のCPUはAPLインタプリタ及びフアー
ムウエアを含むIBM5100である。 〔組識化の方法〕 説明は2つの段階で与えられる。第1の段階は
入力パターン、ライブラリに記憶されるパターン
を指定する適応性決定トリーの予備分類、検証及
び不一致の時に決定トリーの適応を説明する定性
的な段階である。この第1の段階は6個の異なる
パターンの入力シリーズに応答する段階を述べて
いる。第2の段階は任意のAPL言語プロセツサ
のAPLソース符号語による概略的分析を含んで
いる。 〔本発明の方法の各段階〕 第1図を参照するに、入力ペル文字配列体を符
号化されたベクトル(インデツクス番号)出力に
変換するための処理サイクルを定義する流れ図が
示されている。各入力文書が走査され、閾値によ
つて1、0に分けられ、文字がペルに分割され
る。この方法はノードの決定トリーにおける根ノ
ードに位置する色値を使用する事によつて開始さ
れる。次にペルの色値がどの枝、後続ノード及び
位置をテストすべきかを決定する。トリー及びパ
ターンのライブラリが初期設定されたと仮定する
と、比較の繰返し、色値のテスト、後続ノードの
呼出しは究極的に葉ノードで終わる。葉ノードの
各々は現在ライブラリに存在するパターンを決定
するインデツクス番号を示す。次いでこのパター
ンが検索ぐれ、入力パターンに重畳される。もし
文字端における色値の差が予定の相関関係内にあ
ると、プロセスは終了し、インデツクス番号が発
生され、次の入力パターンが処理される。 原型の突き合せの段階は入力パターンにちりば
められた雑音ペルから生ずる誤分類を減少するた
めに行及び列の方向の制限されたシフトを含む。
強い相関が存在するかどうかについての決定は実
際に内部(字の肉部)の信頼できるペルの間の色
値の対応が端ペルよりも一層重く重み付けられる
様な重み付け動作である。もし例えば決定トリー
の予備分類が入力パターン「J」に応答してライ
ブラリー・パターン「O」を選択すると、入力パ
タJがライブラリに加えられ、インデツクス番号
が割当てられる如き突き合せは存在しない事は直
観的に明らかであろう。 重要な事は、不一致が存在すると、先ずトリー
中の適切な挿入点を同定し、ノードの各々が内部
の信頼できるペルの配列体位置を決定する様な副
ネツトワークを形成し、次いでこの副ネツトワー
クをトリーに加える事によつて決定トリーが拡張
される点にある。この時点で、トリーの比較がな
され、一致条件が発見されると、インデツクス番
号が出力される。次にプロセスは次の入力パター
ンを受取る準備状態である基準状態に戻される。 〔決定トリー〕 上述の如く、本発明の方法は一連のペルが分類
器(決定トリー)によつて調べられる予備分類段
階を含む。検査されるべき次のペルの選択は前に
検査されたペルの値に依存する。各ペルは1乃至
それ以上のクラスを考察の対象から除き、唯一つ
の候補のクラスが残つた時に、その同定子が出力
として挿入される。この手順は例えば第3、第5
図及び次の第2表に示されている。ペルの座標は
ノードに記憶され、各内部ノードからは2本の枝
が出ている。1つの枝は該ペルが白(w)即ち0
である事、他の枝は黒(b)即ち1である事に対応す
る。端末ノードは決定同定子もしくはクラス同定
子を含んでいる。このネツトワークは根ノードと
呼ばれる単一の出発点を含んでいる。決定トリー
は前の入力文字ペル配列体パターンをもとにして
予め決定される。上述のトリーはメモリ中に表と
して記憶される。この決定トリー及びライブラリ
はこれ等の決定がその後のパターン突き合せ段階
によつて検証されない限り、ルーチン動作中一定
に保持される。 第2表に示された如きトリーは整数の配列体を
なしている。最左列はノード番号を示している。
次の一対の列はその色値がテストされるべき入力
パターンのペル配列体のアドレスを示している。
最右の一対の列は現在のペルの色値が白もしくは
黒のいずれであるかに従つて決定される次のノー
ドへの枝を示している。これ等の表と関連して、
第3図及び第4図に拡大して示された入力ペル・
パターンの任意の系列が存在している。入力パタ
ーン配列体の各々は行及び列インデツクスを有す
る事に注意されたい。この入力パターンの系列は
INTRODUCである。
〔初期設定及び動的トリーの成長〕
本発明の方法は動的であるので、決定トリーは
入力パターン文字配列体の流れにおける非類似性
もしくは繰返し可能性の欠如の関数として急速に
成長する。第2図にはグラフの形で決定トリーが
示されており、その表にした表示は第2表に示さ
れている。最初の入力パターンはトリー及びパタ
ーンのライブラリの両方を初期設定する。その後
の非対応パターンはトリーを成長せしめ、より複
雑なネツトワークを生ずる。 次に第4図を参照するに、黒/白文字ペル配列
体が示されている。各配列体は順次に番号が付さ
れた行及び列座標を有する。最初のパターンIが
システムの初期設定に使用されるので、このパタ
ーンは決定トリーを任意の行1として表わす表に
導入される。行の最左の記入項目00は葉即ち端末
ノードを示している事に注意されたい。このパタ
ーン自体はその元のままのペル配列体形でパター
ン・ライブラリ中に記憶される。 〔決定トリー並びに第2及びその後の入力処理〕 第2図及び第3図並びに第2表を参照する事に
よつて、第2のパターンNは決定トリーによつて
文字Iであると見做される。この事はトリーが唯
一つの記入項目、即ち初期入力Iしか有さないた
めである。この時点でI配列体がライブラリから
引出され、N配列体と重畳される。今の場合、実
質的な相関関係はないと推定されるので、トリ
ー・ネツトワークを修正する必要がある。この修
正は根ノードに葉ノードを加える事である。新し
い葉ノードは第2の入力パターンNに関連付けら
れる。根ノードは第2のパターンより内部の任意
の黒に信頼できるペル位置であり、その色値は最
初のパターン中の対応する配列体部分では信頼で
きる白ペル位置であつたものである。具体的に説
明すると、入力配列体Nにおいては、位置7,1
4に黒の信頼できるペルが存在している。I配列
体における対応位置には白い信頼できるペルが存
在する。表は配列体の位置7,14を定義するノ
ード2のための第2行の記入項目によつて修正さ
れる(〇印)。もしこの位置にある信頼できるペ
ルが白であるならば、検査されるべき次のノード
は1である。もしこの位置のペルが信頼できる黒
(1)ならば、検査すべき次のノードは行3にある事
がわかる。これによつて第2の入力に関連する端
末即ち葉ノードが決定される。ノード3に対する
記入項目は左手の列の対の00及びインデツクス番
号2である。3が第2の像に割当てられたもので
ある。 第3の入力パターンは「T」のための文字配列
体である。この時点における表は唯3つの記入項
目を有する。根ノード2から出発して、第3図の
Tに関連するペル・パターンにおける位置7,1
4における色値を得る事が必要である。このペル
は白ペルであるから、次のノードは1である。こ
のノードは葉即ち端末ノードであり、ライブラ
リ・パターンIと一致する。Iがライブラリから
検索され、そのペル配列体が入力パターンTの配
列体と重畳される。 〔予備分類の検証〕 選択されたライブラリ・パターンと入力パター
ンを関連付ける段階は1つの配列体を他の配列体
の上に重畳し、次いで対応する位置にある配列体
の色値を比較する事を含む。入力パターンは文字
の端において特に雑音を有するので、いくつかの
比較を行う事が必要である。この比較は正確に重
畳され、次いで1行だけ上に、1行だけ下に、1
列だけ左に、1列だけ右にシフトされた配列体を
比較する事より成る。重み付け動作が使用され
る。この重み付けはもし両パターンが一致するな
らば0の如き値を用い、1つのパターンのペルが
信頼できないものであり且つ対応するペルが信頼
できるものであるときには、第1の値を用い、も
しペルの色が異なり且つ両パターンにおいて信頼
できるものであるならば第2の値が用いられる。
この後者の場合は強い不一致を示している。入力
パターンTとライブラリ・パターンI間には強い
相関が存在しない事は明らかである。この結果、
新しいパターンTがライブラリに加えられる。同
様に加えられる。同様に信頼できるペル配列体が
この入力パターンから形成される。 〔決定トリーの修正〕 次に、決定トリーは挿入点を同定し、文字の内
部にある信頼できるペル位置からノードの副ネツ
トワークを形成し、この副ネツトワークを挿入点
においてトリーに結合する事によつて拡大されな
ければならない。挿入点は対応する入力パターン
の位置における信頼できないペルを指定するノー
ドとして同定される。 挿入点を同定するために、決定トリー中の各ノ
ードを順次に調べる事が望まれる。ここで、ノー
ドによつて指定される入力配列体の位置にあるペ
ルが検査され、この位置にあるペルは信頼できる
かどうかと、その色が確かめられる。もしペルが
信頼できないものであれば、入力パターンが信頼
できるペルである事を示した最後のノードの同定
のみならず、その後続ノードが示される。これ等
の2つのノードの同定は副ネツトワークが挿入さ
るべき枝を指定する。さらに、信頼できるペルと
は位置XIYJにあるペルの色値の1つが位置XI
YJ+1、XIYJ+1、XI-1YJ、XI+1YJにあるペルの色
値と一致するペルを伝う事を想起されたい。 〔挿入点〕 これ等の原理は第2図、第2表、第3図及び第
5図を参照する事によつて適用され得る。根ノー
ド2で開始する。第3図の入力パターンT中の位
置7,14にある色値は信頼できる白ペルであ
る。従つて、適切なノードの記入項目はLであ
る。ノード1もしくは行1は端末ノードを示して
いるので、これ以上進む事が出来ず、従つてこの
枝は切断されて、ここに副ネツトワークが挿入さ
れる。 〔副ネツトワーク〕 副ネツトワークを設計する目的は葉ノードに割
当てられる文字パターン間を区別する如く信頼で
きるペルを選択する事にある。このペルは単一の
内部トリー位置を参照する。例えば、第3図のT
のための配列体において、位置21,17のペル
は信頼できる黒である。I配列体中の対応ペルは
白である。従つて、決定トリー表の第4行として
働く新しいノードはペル位置21,17を有する
様に導入される。もしこの位置における入力パタ
ーン中のペル値が白ならば、決定トリー中で端末
ノード1に向う分岐がなされる。もしこのペル値
が黒ならば、端末ノード5に向う分岐が示され
る。ノード1は最初のパターンIと一致するので
ノード5は入力Tと一致する端末ノードでなけれ
ばならない。 〔挿入及び後処理〕 端末ノード1及び5のための根として、ノード
4より成る副ネツトワークを挿入する際には、プ
ロセスはノード2で開始し、入力パターンTの位
置7,14における色値を調べる事によつて続け
られる。これは白ペルであるから、次のノードは
4である。位置7,14にあるペル値は黒であ
り、従つてTを示すネツトワークが誘導される。
Tはここでライブラリ中にあるので、これが引出
され、入力パターンのT上に重畳される。この事
は一致と発生された最後のライブラリの導入文字
に対するインデツクス番号よりも1だけ多い関連
するインデツクス番号を示す。この時点で処理は
次の入力文字Rの処理に進む。 〔内部の白ペルによる対象物の処理〕 初期分類のための処理はR7,14で開始す
る。第3図及びRに関連するペル配列体を参照す
るに、黒ペルに遭遇する。ノード2に対する表に
従えば、黒ペルは考慮すべき次のノードが3であ
る事を示している。このノードはライブラリ・パ
ターンNに一致する端末ノードである。R及びN
のための配列体を視察するに、これ等は相関関係
がない事が明らかである。この時点で新しいパタ
ーンRを収容する様にトリーを修正するため、副
ネツトワークを挿入する点を同定するために決定
トリーが使用される。位置R7,14にあるペル
を注目するに、このペルは信頼できないペルであ
る事は明らかである。これは既に、位置7,13
にある白ペルにつながる端ペルである。換言する
に、ノード2は信頼できないペルで終つている。
この結果、入力パターンRのためのペル値が信頼
できる内部ペルとなる様な位置に追加のノードを
必要とする。第3図を参照するに、位置15,1
5で瞬間及び前のパターンの間のペルを比較する
と、Rでの色は信頼できる黒ペルであり、他方3
つの先行する入力パターンの各々での色は信頼で
きる白ペルである事は明らかである。従つて、ノ
ード6が新しい根ノードとして導入され、位置1
5,15におけるペルが決定される。ノード6が
白ペルならば後続ノード2に続き、他方黒ペルは
端末ノード7に続く。ノード7は入力パターンR
と一致する。このパターンはライブラリRに加え
られ、新しいインデツクス番号がこれに関連づけ
られる。プロセスはRを選択する決定トリーを通
して戻され、検証と一致が認められる。 次の入力パターンはOである。第4図に示され
た入力パターンを参照されたい。決定トリーは根
ノード6で出発して、修正される。O15,15
におけるペルは白である。同じ事は位置O7,1
4及びO21,17にも云える。従つてトリーは
最も近いライブラリ・パターンがIであることを
同定する。その後の重畳、比較は一致を示さな
い。従つてトリーが修正され、挿入点が発見され
なければならない。先ず、O15,15で開始す
る挿入点は信頼できない白ペルを決定する。これ
はO15,16に黒ペルが存在するからである。
ノード6は信頼できないペルで終るので、新しい
ノード8が加えられる。信頼できる黒ペルはO1
0,2にある事が発見される。対応する信頼でき
る白ペルはI10,2、N10,2、T10,2
及びR10,2で示される。トリーは10,2に
あるペル位置を発見し、もしこのペルが白ならば
ノード6に分岐し、黒ならば端末ノード9に向う
他の分岐が選択される様に行8が挿入される事に
よつて修正される。ノード9は入力Oと一致す
る。Oはパターン・ライブラリに加えられ、連続
するインデツクス番号が割当てられる。サイクル
動作は上述の如く続けられる。 〔副ネツトワークの複雑さ〕 第4図に見出される次の入力パターンはDであ
る。根ノード8で開始するノード決定トリーを使
用してこのパターンを調べると、D10,2、D
15,15、D7,14は連続する白ペルで、他
方端末ペルD21,17はライブラリ・パターン
Tを指定する黒ペルである事がわかる。非相関性
を検証する際には問題が存在しなかつたと仮定す
ると、ネツトワークの修正点はD7,14及びD
15,15間にある事が明らかである。D7,1
5は反対の色値のものであるので、ノード2は信
頼できるペルを同定する。 Dを他のパターンから区別するためにはD5,
17及びD17,9にある2つの内部レペルが必
要とされる事が明らかである。即ち、D5,17
はN5,17及びR5,17の場合と同様内部の
黒ペルである。I5,17、T5,17及びO
5,17は白ペルである。 白い信頼できる内部ペルはD17,9に存在す
る。同様に、白い信頼できる内部ペルは閉じた穴
を有する残りの入力パターン即ちO及びR中に存
在する。黒い内部ペルがT17,9、N17,9
に発見され、他方灰色ペルはI17,9に存在す
る。決定トリー表はペル位置17,9をもしペル
の色値が白ならばノード12に、もし黒ならば2
に分岐する様に行11を挿入する事によつて修正
される。葉を表わす12番目のノードはパターンD
のための一致を与える。入力パターンU及びCに
応答するトリー修正も上述の原理を使用する。 〔トリーを修正する事による枝の再ラベル付け〕 第5図を参照するに、第2図及び第2表の決定
トリー拡張及び挿入機構が示されている。副ネツ
トワークの挿入は通常2乃至それ以上の枝の再ラ
ベル付けを含んでいる。折られるべきノードN,
N′間の枝が与えられているものとすると、先行
ノードと新ノード、新ノードと後続ノード間に適
切なラベルが与えられなければならない。この様
な変更の表示は図の左方に示されている。ノード
N′に関連する入力パターンの位置のペルが白な
らば、分岐はノードL+1になされる。同様にし
てノードL+1で表わされた位置にある色値が白
であると、次のノードはNである。 〔副ネツトワークの形成〕 これ迄に完全に答えられなかつた問題の1つは
決定トリーを修正する時に副ネツトワークを形成
するための内部の信頼できるペルの選択方法に関
する。ここで決定トリーの適応の流れ図を示す第
6図を参照されたい。この図は重み付け機構によ
つてノードとして働く内部黒ペル位置を選択する
事に向けられている。 第6図においてノードNとして参照されるノー
ドは他のパターンから新しいライブラリ・パター
ンXを区別するためにネツトワークが修正される
べきノードである。候補ノードと呼ばれる新しい
ノードが決定ネツトワークに加えられる。現ネツ
トワーク中のノードNへの任意の枝は候補ノード
への枝によつて置換される。後続ノードと呼ばれ
る第2の新しいノードは同様にこの点で決定され
る。第6図で機能的に重要な意味をもつ次の段階
は決定プロセス中にノード端にどのクラスが到達
し得るかを決定する事より成る。入力パターンX
のペルは任意のシーケンスとして番号が付されて
いる。これ等のクラスを表わすライブラリ・パタ
ーンからXを区別する信頼できるペルを同定する
様にマトリツクスQが形成される。従つて、もし
X及びK番目のライブラリ・パターン中のM番目
のペルが信頼できるペルで、色値が異なるなら
ば、Qの行K、列Nへの記入項目は1となる。他
の場合の記入項目は0である。即ち、もしペルが
X及び問題としているライブラリ・パターンの両
者において同一色であるか、2つのうち少なく共
一方が信頼できない場合には0となる。 次に、修正プロセスはXを他のライブラリ・パ
ターンから区別するために相次いでペルを選択す
る相互作用段階に導入する。 Q中の各ペルはXと色値が異なるライブラリ・
パターンの数に等しいスコアが割当てられる。最
大のスコアを有するペルがネツトワークの修正に
選択される。このペルの座標が候補ノードに対し
て挿入される。X中の選択ペルの色に対応する候
補ノードからの枝は後続ノードに向けられる。他
の枝はノードNに向う。次に配列体Qは選択され
たペルがXと信頼性において区別されるライブラ
リ・パターンに対応する行を除去する事によつて
縮少される。もしすべてのライブラリ・パターン
がこの動作よつて除去されるならば次いで現在の
後続ノードは端末ノードにされ、Xに対するクラ
ス番号ID(X)が割当てられ、適応性ルーチン
TREECORが終る。そうでない場合は後続ノー
ドは新しい候補ノードとなり、新しい後続ノード
が形成され、流れはペルのスコア付け及び選択段
階に戻される。 〔本発明を実施するためのAPL実行可能シーケ
ンス〕 次に第3表乃至第7表を参照して従来の如く常
駐のAPL言語システムを有する適切に装備され
たプロセツサによつて本発明に従う方法の段階を
実行するためのAPLソース・コード・シーケン
スを説明する。 APLコードは極端に緻密であり、実際に実施
されているので、記号毎の解釈は与えられない。
さらに、説明は定性的段階とその相互関係を同定
しているだけである。コードを適切な機械内で複
製し、正規の動作モードで実行させる事は当業者
にとつて明らかであろう。 第3表を参照するに、分類を定義する完全サイ
クル及び各新しい入力パターンに応答する任意の
トリー拡張の主な繰返しシーケンスが示されてい
る。左側は連続的に(大かつこ内の)番号が付さ
れたステートメントである。各セグメントはVに
よつて開始され、終つている。一番上の行はプロ
グラム名、パラメータ及びルーチンに汎用される
変数を定義している。 主シーケンスCLASS 〔1〕はルーチンの一を実行するためのCPU
の時間を測定するためのクロツクを開始する。こ
の様なステートメントは実行する者が便利な様に
与えられたものであり、本発明の実施のためには
必ずしも必要とされるものではない。一番上のス
テートメントにおいて、出力はCLASSとラベル
が付され、入力パターンを現存のパターンに割当
てられるものである。 〔2〕は配列体の寸法を与えられるものであ
る。必要な処理は〔3〕と〔42〕との間で生ず
る。1つの繰返しは各文字を分類するものであ
る。〔7〕、〔11〕は単なるコメント・フイールド
であり、実行に影響を与えるものではない。 主なシーケンスは次の如く分割し得る。〔11〕
乃至〔19〕は最初の入力パターンのみを使用する
決定トリー及びライブラリを初期設定する。第2
及びその後のパターンは〔3〕と〔10〕との間で
読取られ、処理される。次にルーチン
TREECORR3を呼出す〔20〕乃至〔22〕にスキ
ツプがなされる。このルーチンは決定回路網に入
力パターンXを通過させて予備分類を遂行し、こ
の予備分類されたライブラリ・パターンと入力パ
ターンを突き合せる事によつて検証を行う。〔24〕
はTREECORR3の出力をテストして一致もしく
は不一致条件を確かめる。もし不一致があれば
〔26〕のNOCにスキツプがなされる。もし〔24〕
で一致が発見されると、〔40〕にスキツプがなさ
れる。〔40〕の実行後、制御は〔3〕に戻され、
次のパターンが処理される。 第3表に示されている残りの部分について概略
的に説明すると、〔11〕乃至〔19〕では、初期設
定が行われる。〔3〕乃至〔10〕及び〔20〕乃至
〔40〕によつて決定されるループは第2及びその
後の入力パターンのための単一の処理サイクルを
構成する。〔40〕はさらに他の処理サイクルを初
期設定するための〔3〕のラベルBRに戻る分岐
を含んでいる。 〔3〕において、各入力パターンを処理するた
めの基本線が定めらている。〔4〕はIBM3270シ
ステムのビデオ・モニタのスクリーンをクリアす
る命令である。 実質上の処理は〔5〕で始まる。この機能を右
から左へと読むと、配列体CHARSが処理さるべ
き入力パターンのシーケンスのためのメモリとし
て定義されている。次いで、メモリ中に限られた
長方形領域が創生され、この中に入力パターンX
が読込まれ、回転される。〔6〕から〔8〕迄は
入力パターンを明瞭にする。
〔9〕は通常のタイ
ミング機能である。 PROTOは複数の配列体の中の1つの配列体を
示す。各入力パターン自体が1つの配列体である
から、この事は複数のパターンのライブラリが配
列体型のデータ構造である事を示す。この点につ
いて、〔7〕はライブラリ中に任意の入力パター
ン(同様にプログラム型とも呼ばれる)が存在す
るかどうかについて質問する事によつて初期設定
過程をテストする。もし入力パターンが存在しな
ければ〔8〕が実行される。もし初期設定が完了
すると、ステートメント〔20〕への分岐がなされ
る。〔11〕乃至〔13〕は自明のオーバヘツドを実
行するので、初期設定段階は〔14〕乃至〔18〕を
含む。このフエイズは初期設定であるから、〔14〕
は第4表に述べられたルーチンTREEGROを呼
出す。作動的段階はTREEGRO〔6〕であり、こ
れは後に第6表に示されたTREEPLUGを呼出
す。初期設定の場合に、このルーチンは単に決定
トリー(配列体NODESによつて示される)中に
端末葉を割当るだけである。これはTREEPLUG
〔3〕及び〔4〕によつて実行される。次に制御
はTREEGROに戻され、実際の挿入は
TREEGRO〔10〕によつてなされる。この後、処
理はCLASS〔15〕へと続く。ここでSは入力パタ
ーンの信頼できるペルの配列体である。CLASS
〔15〕によつて入力パターンXがパターン・ライ
ブラリPROTOに連結される。CLASS〔16〕乃至
〔18〕はハウスキーピング機能を示している。
CLASS〔19〕は〔40〕への分岐を示す。CLASS
〔40〕はパターンがテキスト行の入力内にあるか
どうかを定義するインデツクスに基づいて条件付
けられた〔3〕への分岐である。これは決定トリ
ー配列体NODES及びライブラリPROTOを初期
設定する事を含む。 第2の及びその後の入力パターンを処理する際
には、文字はCLASS〔5〕によつて読込まれ、
〔7〕によつてテストされ、ライブラリPROTO
中にパターンが存在する事によつて条件付けられ
て〔20〕へ分岐する。CLASS〔20〕乃至〔25〕は
PROTO中に現存するライブラリ・パターンの1
つに従つて入力パターンを予備分類し、一致する
かどうかを検証し、不一致の場合には、〔26〕へ
分岐し、他方パターンが一致する場合には〔40〕
へ分岐する。 CLASS〔20〕乃至〔25〕はTREECORR3を呼
出す。セグメントTREECORR3は第4表に示さ
れている。 TREECORR〔6〕は第7表中のTREEFOL2
を呼出し、入力パターンXを決定トリーNODES
に対して処理し、初期パターンUに到達する。制
御は比の測定基準MPTSによつて一致を検証す
るために、ライブラリ・パターンを入力パターン
X上に重畳させるTREECORR
〔9〕に戻される。
これによつて不一致度Mが発生される。もし商M
が予定の閾値以下ならばTREECORR〔11〕は突
き合せを終了し、そうでない場合は〔6〕への条
件付き分岐を実行させるTREECORR〔12〕へ進
む。このループはパターン間で同一位置(X1Y1
に対する色が異なるならば、周囲のペルを注目す
るといつた重み付けを行う。 次に、一致が存在しない事によつて〔26〕に条
件付き分岐を実行するCLASS〔24〕に制御が戻さ
れる。もし一致が存在すれば、〔25〕は〔40〕へ
の分岐を実行する。 CLASS〔27〕において、入力パターンをクラス
即ちインデツクス番号に割当てる配列体CLASS
が更新される。新しいライブラリのパターンは最
後のインデツクス番号よりも1だけ多いインデツ
クス番号を有する。〔30〕及び〔15〕は共に入力
パターンに適した寸法を有し、これを連結する配
列体HIGH Yを創生する。この点において、L
及びWはオフライン・ルーチンで計算された高さ
及び幅である事に注意されたい。 パターンの突き合せによつて分類を検証するた
めに、一致度は2つのパターンを重畳させ、比較
する事によつてテストされる。もし一致しなけれ
ば、パターンは相対的にプラズマもしくはマイナ
ス1行及び/もしくはプラスもしくはマイナス1
列だけシフトされ、一致がテストされる。配列体
Yと共にすべての先行するライブラリ・パターン
について相対的シフトを行い、信頼できるペルの
配列体の比較はトリー中の挿入点を同定し、副ネ
ツトワークを形成し、この副ネツトワークをトリ
ー中に位置付けるために行われる。即ち
TREEGROはYの信頼できるペルをSのすべて
の前のパターンと比較する事によつてトリーの更
新を実行する。 ここで第4表を参照するに、TREEGRO中に
は重要な3つの処理段階がある。これ等は〔4〕、
〔6〕及び〔10〕である。〔4〕はTREEGRAY
を呼出す。TREEGRAY(第5表)はトリー配列
体NODES中に定義された各ノード位置を順番に
調べる。次いでこれはノードによつて指定された
座標にあるペルの色値を比較し、ペルが信頼でき
るかどうかを確かめる。もしペルが信頼できない
ものであれば、TREEGRAYはその入力パター
ンの位置が信頼できるペルを示した最後のノード
を同定する。2つのノードが副ネツトワークを挿
入すべき区域即ち切断点を指定する。
TREEGROW〔6〕に戻るに、トリー内に含まれ
る時にXをSから区別する副ネツトワークを設計
するための第6表のTREEPLUGが呼出される。
TREEPLUG中の作動的ステートメントは〔10〕
乃至〔13〕を含む。これ等は新しいライブラリ・
パターンX中の各信頼できるペルに対応する1つ
の列を含むマトリツクスFSを形成する。信頼で
きるペル配列体YはTREEPLUGへの入力への1
つである。FSの各行は信頼できるペル配列体
PELS中に表わされた現存のライブラリ・パター
ンの1つに対応する。 パターンの第J番目のペルと、これに対して比
較されるXの第J番目のペルが共に信頼できるも
のであり、色値が異なるならば、SSの行I、列
Jの記入項目は1となる。そうでない時は記入項
目は0となる。従つてSSの1は他のパターンと
区別する際に有用なXの信頼できるペルを同定す
る。SS中に表示されたペルの行、列の位置は2
列配列体AMAP中に記憶される。 SS及びAMAPを形成する予備的段階の後に、
判別用副ネツトワークZが繰返しシーケンス
TREEPLUG〔14〕乃至〔28〕中で計算される。
TREEPLUG〔14〕はSSが少く共1を含むかどう
かをテストする。もし含まなければ、区別は信頼
できるペルに基づいては可能ではなく、ルーチン
はTREEPLUG〔32〕乃至〔40〕に分岐する。例
外的な場合にはTREEADD3が呼出され、信頼で
きないペルに基づいて区別が行われる。もしパタ
ーンが十分な解像力を有するならばこの様な逃げ
路は禁止されなければならない。この様な事は極
めて多くの場合に生ずる。 もしTREEPLUG〔14〕中でFSに1を含む事が
発見されると、〔16〕は最大数の1を含むFSの1
列を選択する。これは機能SELECT〓PELを呼
出す事によつて行われる。選択されたペルの座標
はAMAPを参照する事によつて決定され、副ネ
ツトワークZ中に挿入される。行TREEPLUG
〔19〕乃至〔22〕を実行する事によつて、FSから
選択された列中に1を含む任意の行が除去され、
同様にその列自体も除去される。ここで縮減され
た配列体FSは副ネツトワークによつてはXから
未だ区別されていないパターンから区別されるペ
ルを表わす。 TREEPLUG〔23〕はX中の選択されたペルを
調べ、その色値を決定する。副ネツトワーク中の
他の色に対する分岐アドレスは〔25〕もしくは
〔27〕中において0にセツトされる。ついでなが
ら、両方の色値に対応する分岐は段階〔18〕中で
後続のノード・アドレスにセツトされる。その後
の処理段階で、これ等の0は副ルーチンが主決定
ネツトワーク中に組込まれるノードのアドレスに
よつて置換される。最後に、分岐アドレスをセツ
トした後に、制御は〔28〕に移され、ここでもし
FSがNULL(空)マトリツクスに縮減されている
ならば、その機能が呼出され、そうでなければ繰
返しシーケンスの出発点であるTREEPLUG〔14〕
に戻される。 TREEGRO中の最後のステートメント〔10〕
は第7表中に示されたルーチンADJNODESを呼
出す。ADJNODESは副ネツトワーク配列体を前
に存在したネツトワークを表わす配列体の下部に
付加する。同様にこれは副ネツトワークのアドレ
スを修正して全配列体中にその位置に適合する様
にする。副ネツトワークの挿入の完了によつて、
制御はCLASSに戻され、ここで配列体のクラス
の適切な連結が〔38〕及び〔39〕で行われる。 〔一般的な再説明〕 入力パターンは文書上の発生順の文字を走査し
た2値的、2次元配列体の系列である。文字は任
意のフオントの型で印刷されている。その形状も
しくは外見についての制限はほとんどなく、所与
のパターンのクラス内のサンプル毎の変動につい
ていくつかの仮定がなされているだけである。最
も強い仮定はこの様な変動は主にパターンの端で
生ずるというものである。従つて、決定トリー
(ネツトワーク)は内部の白もしくは黒ペルにの
み基づいて区別を行える様に設計されている。本
発明の方法の適応性分類は前のパターンの系列に
よつて決定される内部の黒及び白のペルに基づい
て予測される。従つて、端ペルのみでライブラ
リ・パターン(前のパターン)と異なつている入
力パターンはこのライブラリ・パターンで同定さ
れるクラスに割当てられる。適応性であるのは新
しいネツトワークがライブラリ・パターンと同じ
性質を有し、さらに追加のメンバを有する如く、
成長するネツトワークが修正される点にある。修
正手順に課せられる第2の制約は修正がノードが
現存のネツトワークに加える事によつてだけで遂
行されなければならない点にある。既存のノード
から出る枝は新しいノードを挿入するために向き
が変えられる事はあつても、ノードが変更さた
り、削除されたりする事はない。決定トリーがG
1,G2,……GKと記されるK個のパターンの
各々に対して構成されたものと仮定する。ここで
もし新しい入力パターンGK+1が提示されたと
すると、ネツトワークは拡張されなければならな
い。クラスK+1に割当てられるべきパターンの
集合は幅広い内部ペルに値0を、黒の内部ペルに
1をそして、その端のペルに任意に0もしくは1
を割当てる事によつてパターンGK+1から得ら
れるすべての2進配列体より成る。もしGK+1
がE個の端ペルを含むならば、クラスK+1の
2E個のメンバがこの様にして決定される。この
パターンの集合はRK+1によつて示される。分
類過程はNK中のメンバRK+1について考えら
れる。ここでNKはGK+1に対して適応される
前の決定トリーである。もし根のペルX1がGX
+1の内部ペルならば、次にRK+1のすべての
メンバはこのペル位置で同一値を有する。テスト
さるべき次のペルX2はRK+1のすべてのメン
バについて同一値を有する。もしX2はGK+1
の内部ならば、第3のペルX3もRK+1中の各
パターンに対して同一値を有する。検査されるペ
ルのシーケンスはネツトワーク中を通過する1つ
の経路を構成する。この経路はGK+1の端ペル
を同定するノードに遭遇する迄RK+1の各メン
バに対して同じである。RK+1のメンバの或る
ものはこのノードが白であるための分岐(白分
岐)に従い、残りのものは黒分岐に従う。このノ
ードはRK+1を部分集合に分割する。これ等の
部分集合の各々はネツトワーク中で異なる経路に
従う。もしこの部分集合のどれかが、その経路に
沿つてさらに他の端ペルに遭遇すると、さらに分
割が生じなけれならない。究極的にRK+1の部
分集合は端末ネツトワークの種々の端末ノードに
到達する。もしこのネツトワークが未修正である
と、これ等の端末ノードに関連する分類は誤つて
クラスK+1のメンバに割当てられる事になる。
決定トリーを修正する際には、パターンGK+1
は出発根ノードNKに対する入力と見なされる。
この経路はパターンの端ペル(信頼性のないペ
ル)を指示するノードNに到達する迄ネツトワー
クを通して追跡される。この時点でライブラリ・
パターンG1,G2,……GKのどれが(1個も
しくはそれ以上)ノードNに到達し得るかどうか
が決定される。このパターンは部分集合Hと呼ば
れる。ノードNへの分岐はGK+1の内部にあ
り、GK+1をHのメンバから区別する一連の信
頼あるペルより成る副ネツトワークに再結合され
る。この副ネツトワークの性質は全ライブラリの
集合でなくHのメンバがパターンGK+1から区
別される必要がある事を要求する。クラスK+1
のための端末ノードに導く新しい経路が与えら
れ、他の分岐がノードNに接続される。 容易に明らかな如く、決定トリーの経路に沿う
ノードによつて定められる位置における色値を調
べる事によつて、入力文字を処理する際には、根
から端末ノードへの径路は入力文字とそのクラス
即ち原型を定義する信頼あるペル間のペル値に一
致が存在する事を意味している。本発明の方法及
び手段を特徴付けるのはこの様な知見に基づいて
いる。上述の本発明はその基本的精神を離れる事
なく変更され得る事は明らかであろう。例えば、
入力パターンの集合は例えば日本語の如き表意文
字言語中の文字の如くラテン系のアルフアベツト
型フオント以外の対象を認識する事が出来る。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に従うドツト・マトリツクスか
ら符号化ベクトルへ変換する方法の流れ図であ
る。第2図は相次ぐ入力パターンに応答してプラ
グ状に決定トリーが拡張される様子を示した図で
ある。第3図及び第4図は第2図の決定トリーを
拡大するために使用されるビツト配列体レベルの
端が雑音でおおわれた入力パターンを示した図で
ある。第5図は第2図の決定トリー拡張/挿入機
構を示した図である。第6図は決定トリー適応過
程の流れ図を示した図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入力ペル配列体パターンの集合の各入力パタ
    ーンを受取り、パターン・ライブラリ中のパター
    ンの1つに従い、決定トリー・ノードによつて指
    定される各位置にあるパターンの色値を使用し、
    根ノードから葉ノード方向に向つて、パターン・
    ライブラリ中にあるライブラリ・パターンを指定
    するインデツクス番号に終る迄後続ノードを決定
    する様に入力パターンを予備分類し、入力パター
    ンと指定されたライブラリ・パターンと比較し、
    一致すれば、インデツクス番号を発生して、次の
    入力パターンを処理し、一致しなければ、新しい
    インデツクス番号を発生し、該入力パターンをラ
    イブラリに付加し、決定トリーを拡張して次の入
    力パターンを処理する段階より成る入力パターン
    にインデツクス番号を適応的に割当てる方法。
JP58095132A 1982-06-28 1983-05-31 入力パタ−ンにインデツクス番号を適応的に割当てる方法 Granted JPS593690A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/392,839 US4499596A (en) 1982-06-28 1982-06-28 Adaptive facsimile compression using a dynamic extendable decision network
US392839 1982-06-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS593690A JPS593690A (ja) 1984-01-10
JPH0142028B2 true JPH0142028B2 (ja) 1989-09-08

Family

ID=23552210

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58095132A Granted JPS593690A (ja) 1982-06-28 1983-05-31 入力パタ−ンにインデツクス番号を適応的に割当てる方法

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EP (1) EP0097820B1 (ja)
JP (1) JPS593690A (ja)
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