JPH0149998B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、文字入力装置に係わり、特に、入
力される文字パターンを１文字毎に分離抽出しう
る手書き文字入力装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕 エレクトロニクス技術の進歩は、オフイスに
迄、合理化をもたらした。フアクシミリ、ワード
プロセツサは、その代表例である。

特にワードプロセツサは、文書作成が容易であ
り、しかも、修正又は追加等の編集処理が簡易に
行える利点を有している。事務作業は、文書に関
する義務がほとんどであり、ワードプロセツサの
果たす役割は大きい。このワードプロセツサは修
正又は追加する情報をキー入力し、装置内で自動
的に編集処理する方法を採用している。しかし、
情報をキー入力しなければならないのは、非常に
不便である。これは、キー入力すること自体が、
煩雑であるのと同時に、通常の用紙上での編集作
業と全く形態が異なるからである。

そこで、情報を手書きで装置に入力することが
できれば、ワードプロセツサ等の情報処理装置を
使用することが非常に容易となる。

これに応える技術として、タブレツト等を用い
て情報を直接入力するものがある。この技術で
は、タブレツトに指定される座標情報から、文字
パターンを発生させている。この時、タブレツト
を介して入力される情報は、ひとつの画像データ
として扱われるため、配列を変えたり、文字の
個々を拡大・縮小を自由に行うことができなかつ
た。

一方、文字認識装置に於いては、手書き文字を
認識する技術が開発されつつある。通常は、特徴
を抽出することにより文字を認識している。その
中で、特開昭54−91148号公報では、特徴抽出に
必要な辞書の記憶容量を減少させるために、文字
ストローク間の時間幅を検出し、予め定めた閾値
を超えた場合に、各文字構成要素として分離し、
これらの構成要素に基づき手書き文字の認識処理
を行つていた。

しかし、この技術では、閾値を一定にしている
ため文字の大きさが決つていないと、分離が不可
能でなるばかりか、各文字は他の文字とは明確に
区別された状態で認識される必要があつた。言い
換えると、文字を記入する枠が既に決まつてお
り、この枠内の情報がひとつの文字であるという
前提が必要であつた。

〔発明の目的〕

この発明は、以上の欠点を除去し、手書きによ
り次々と入力される文字を個々に分離抽出する手
書き文字入力装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、タブレツト等から文字を次々と入
力していく際に、１つの曲線（ストローク）を書
き終えた点と、次の曲線（ストローク）を書き始
めた点との距離、及びこの間の時間間隔がある閾
値を越えたら、異なる文字である判定する。そし
て、この閾値を、入力された文字の大きさ及びそ
の文字を書く速度を基にして、順次設定してい
く。

〔発明の効果〕

この発明は、タブレツト等に入力される曲線の
時間間隔及び距離間隔がある閾値を越えたら、異
なる文字であると判定するので、タブレツト等に
次々と入力される文字群を、画像データとしてで
はなく、１つ１つの分離された文字データとして
扱える。

更に、この判定での閾値を、入力された文字か
ら得られる情報を基にして決定するので、タブレ
ツト等から文字を入力するオペレータは、文字の
大きさ、間隔等を気にすることなく、文字を書き
込んでいつても、判定は、柔軟にかつ正確に対応
することができる。

又、このタブレツト等の表面には、光学文字認
識（Optical character recognition）の場合の
ように、文字の大きさ及び記入位置を規定する枠
を設ける必要はない。

〔発明の実施例〕

実施例の説明の前に、この発明での文字分離の
原理について若干説明する。必要な情報は筆記速
度Ｖと文字の大きさＳである。判定時間は筆記速
度Ｖと文字の大きさＳとの関数ｆ（Ｖ、Ｓ）であ
り、判定距離は主に文字の大きさＳの関数ｇ
（Ｓ）とみなすことができる。便宜上以下の実施
例ではｆ（Ｖ、Ｓ）ｇ（Ｓ）とも変数の一次関数
とみなしている。

筆記速度Ｖと文字の大きさＳは、一定時間間隔
で送出されるタブレツトからの座標値データから
求まる。従つて、最初の文字の場合以外は、Ｖ、
Ｓが求まり、判定時間、判定距離も求まる。逆
に、最初の文字の場合は、このようなデータがな
いので、初期値を設定しておく。

又、この実施例では、判定時間Ｔ、判定距離Ｄ
も２種類設けておく。更に、オペレータは気まぐ
れ等から文字の大きさを途中で変更することも多
いので文字の大きさの変更にも対処しうることを
特徴としている。

以下、具体的に実施例を説明する。

以下の実施例は、本発明を画像フアイル装置に
適用したものである。

この画像フアイル装置は従来の画像フアイル装
置の特徴の他に、手書きにより文書の編集等がで
きるという特徴を有する。

このような画像フアイル装置は、第１図に示さ
れるように、セントラル・プロセツシング・ユニ
ツト（Central processing unit；以下CPUと略
す）１１、このCPU１１を中心とした処理系に、
インターフエース１２を介して手書文字による情
報を供給する手書き文字入力装置１３、この手書
き文字入力装置１３からのデータを記憶する手書
き文字用メモリ１４、大量の文書画像を記憶する
画像メモリ１５、この画像メモリ１５と手書き文
字用メモリ１４からのデータをCPU１１の指令
に従つて格納する編集用メモリ１６、必要な画像
情報を可視化する表示装置１７とから成る。

この画像フアイル装置は、文書画登録、文書画
検索、文書画削除の能力を有する。画像メモリ１
５として、プラスチツク基盤上に記録膜を形成し
た光デイスクを用いると、レーザーにより記録再
生が可能となる。使用者の多くは、文書画を画像
メモリ１５に記録しておき、必要に応じて、文書
画を検索し利用する。この時、情報を付加する必
要性が高い。この要求に応えるのが本実施例での
画像フアイル装置である。

文書画は、英字、数字、カナ等で構成されたタ
イトルが付され、画像メモリ１５に記録されてい
る。検索時には必要な文書画のタイトルをキーボ
ード（図示しない）から入力する。すると、
CPU１１は、画像メモリ１５から指示された文
書画を検索し、表示装置１７、例えばCRT、に
表示する。オペレータは、この表示された文書画
を見ながら、付け加えたい文字を後述するように
して手書き文字入力装置１３から入力する。手書
き文字入力装置１３は、入力された文字を１文字
毎の画像情報に文離し、Ｉ／０を介してバスライ
ンに供給する。この画像情報は、CPU１１の制
御の下、手書き文字用メモリ１４に収納する。

オペレータは、同時に、表示装置１７の画面
上、どの位置に文字を表示するかを、キーボード
から指示する。この時、各文字は、文字毎に分離
され、記憶されているので、種々の利点を有す
る。例えば、表示装置１７の画面上、１ラインに
何文字表示できるか等のフオーマツトに全く留意
することなく、後述するように手書き文字入力装
置１３のタブレツト上に文章を書き込んでいく。
すると、入力された文字群は個々に分離され手書
き文字用メモリ１４に記憶されているので、この
手書き文字用メモリ１４からCPU１１は、文字
を個々に取り出し、表示装置１７に表示してい
く。ここで、１ラインに表示される文字数を
CPU１１が制御し表示するので、表示装置１７
の画面上に途中で切れることなく表示する。

又、画像メモリ１５に記憶された画像に、手書
き情報を付加する場合には手書き文字毎の大きさ
を画像上の場所に応じて変化させる必要性があ
り、それも実現できる。

更に、タブレツトから、横書きで入力したが、
画面上では、縦書きに変更したい場合にも容易に
変更できる。

次に手書き文字入力装置１３について説明す
る。この手書文字入力装置１３は、第２図に示す
ように、この装置１３の機能を司るCPU３１と、
手書き文字がペンで入力されるタブレツト３２、
このタブレツト３２からの情報をCPU３１を中
心とする処理系に送るインターフエース３３、タ
ブレツト３２から文字が入力されない時間を計測
するタイマ３４、タブレツト３２からの情報を一
且蓄える一時記憶装置３５、タブレツト３２から
入力された文字を１文字毎に分離した後に記憶す
る主記憶装置３６及び分離した文字を見やすい文
字に変換するパターン発生器３７とから成る。

タブレツト３２は、タブレツト３２表面とペン
先とが接し、文字を手書き入力すると、ペン先の
接している点のＸ座標値及びｙ座標値を、一定時
間間隔で、インターフエース３３を介しバスライ
ンに送る。この情報を受け、CPU３１は、後述
するような文字分離の処理を行う。文字分離が完
了したなら、一文字毎に分離した状態で、主記憶
装置３６に記憶させていく。そしてパターン発生
器３７で座標値データから、見やすい線の太さか
らなる文字のパターンを発生させる。

次に「あ」「い」を手書きする場合を例にあげ
文字分離の処理について図面を用いて説明する。
まずフローチヤートである第４図に示されるよう
に、タブレツト３２から手書きにより文字を入力
する。タブレツト３２とペンとが接すると、タブ
レツト３２はその接点のｘ及びｙ座標値を送出す
る。例えば「あ」の第１画を書くと、ペンが接し
ている間だけ座標値を送出する。第５図ａは、こ
の座標値データの送出頻度を示し、ペンが接して
いる間だけ、一定間隔を以つて、ｘ座標値及びｙ
座標値のデータを送出する。

このデータは、CPU３１を中心とする処理系
に取りこまれ、一時記憶装置３５に収納される。
タブレツト３２から文字入力をするとストローク
の開始及び終了は明確なので、ストロークの開始
に伴い、第６図ａに示すようにストローク開始フ
ラツグを、一時記憶装置３５にまず立て、その
後、タブレツト３２からの座標データを、ｘ、ｙ
の順番で次々と収納していく。ストローク開始フ
ラツグは、ストロークが終了した時点で立てても
構わない。この一時記憶装置３５にデータが収納
された時点ではストロークの判別はついている
が、各文字毎の分離はできていない。

ストローク終了したなら、CPU３１は、タイ
マー３４の始動を開始させ次のストロークが開始
する迄の時間ｔを計測する。同時に、文字の大き
さが変更されたかどうかを検出する。文字を始め
て入力する時には、文字の大きさを初期設定して
おく。

２回目以降では、後述するように文字の大きさ
が算出されるので、その値を用いる。今、文字の
大きさを、第７図に示すように、その文字を完全
に内包することのできる矩形で表わし、ｘ方向の
長さをS_x、ｙ方向の長さをS_yとする。但し、S_x、
S_yは通常の長さの単位で扱うのではなく、タブレ
ツトからの座標値を表わす単位を用いて表わす。
又、以下では、文字の大きさを、S_x、S_yのうち大
きいものによつて表わす。更に、以下の説明で
は、既に、ストロークの入力がされているものと
し、初めて装置を使用する時の説明ではない。

同一ストロークの入力が終了したら、文字の大
きさの変更を調べる。そこで、一時記憶装置３５
に一旦記憶された同一ストローク内のデータにつ
いて、最大値X_nio、Y_nio、最小値X_nio、Y_nioを算
出する。

次に X_nio−X_nio＞S′ …(A) 又は Y_nio−Y_nio＞S′ …(B) （但し、S′＝Max〔S_x、S_y〕） を調べる。(A)式、(B)式の左辺はｘ、ｙ方向のスト
ロークの大きさを示している。この(A)式及び(B)式
を満足しなければ、文字の大きさに変更はない。
この時には Ｖ＝Max〔｜X_i−X_i−₁｜、｜Y_i−Y_i−₁｜〕 …(C) Ｓ＝Max〔（X_nio−X_nio）、（Y_nio−Y_nio）〕 …(D) S₁＝αS …(E) S₂＝βS …(F) 但し、β＞α＞１ の演算を行う。(C)式は、最大筆記速度に相当し、
この演算は、同一ストローク内の座標データに対
して行う。(D)式は、文字の大きさを表わし、この
演算も同一ストローク内の座標データに対して行
う。S₁，S₂は文字を分離するための長さである。
これらのS₁，S₂に対して、次のような領域A₁，
A₂を定義する。

A₁＝｛（ｘ、ｙ）｜X_nio−S₁≦Ｘ≦X_nio＋S₁、Y_nio−
S₁≦Ｙ≦Y_nio＋S₁｝…（Ｇ） A₂＝｛（ｘ、ｙ）｜X_nio−S₂≦Ｘ≦X_nio＋S₂、Y_nio−
S₂≦Ｙ≦Y_nio＋S₂｝…（Ｈ） （Ｇ）式で示される領域A₁は第７図に示され
るように実際の文字の大きさよりも若干大きく、
文字を包みうる領域である。この領域A₁を完全
に含むのが、第７図に示されるように、領域A₂
である。以下ではこの２つの領域A₁，A₂を用い
て、文字分離を行う。

一方、文字分離のために、判定時間T₁，T₂を
用いる。

T₁，T₂は T₁＝k₁V＋k₂S＋k₃ …（Ｉ） T₂＝k₄V＋k₅S＋k₆ …（Ｊ） で定義され、T₁＜T₂である。ここでは、文字の
最後のストロークと、次の文字の最初のストロー
クとの空き時間は、同一文字内のストローク間の
空き時間よりも長いことに着目して文字を分離す
る。そこで、その判定時間は、筆記速度Ｖが大き
ければ、小さくし、文字の大きさＶが大きけれ
ば、大きくなるということを着目して判定時間を
設定したのが、（Ｉ）、（Ｊ）式である。

この実施例では、ストロークを構成する点の座
標値データと、ストローク間の空き時間ｔとが実
測値として求まつている。これらの値に対して、
まず判定時間T₂と、判定領域A₂とを用いて、文
字分離の第１の判定を行う。この第１の判定は、 ｔ＞T₂ …（Ｋ） 又は Ｐ（ｘ、ｙ）∈＼A₂ …（Ｌ） を満たすか否かの判定である。

但し、Ｐ（ｘ、ｙ）は、ストロークを構成する
点の集合である。（Ｋ）式は、ストローク間の時
間がT₂よりも大きければ異なる文字であると判
定する。（Ｌ）式は、領域A₂内にストロークを構
成する点が含まれない時は、異なる文字であると
判定する。この第１の判定では文字の大きさに比
べかなり広い領A₂及びかなり長い時間を用い
（Ｋ）式又は（Ｌ）式のどちらかを満たせば、異
なる文字と判定する。

この第１の判定での（Ｋ）式及び（Ｌ）式を満
たさなければ、第２の判定を施す。第２の判定
は、 ｔ＞T₁ …（Ｍ） 及び Ｐ（ｘ、ｙ）∈＼A₁ …（Ｎ） である。この第２の判定では、ストローク間の空
き時間がT₂＞T₁なるT₁よりも大きく、かつ、領
域A₁にストロークを構成する点が含まれなかつ
たら、異なる文字であると判定する。

領域A₁及び判定時間T₁は、前述のように選ば
れているから丁寧に書かれた文字は、この第２の
判定によつて、文字分離ができる。この第２の判
定の条件は、（Ｍ）式と（Ｎ）式によつて示され
るように時間及び領域に関する条件が同時に満た
されなければならず、かなり厳しい。これに対
し、第１の判定では、第２の判定に用いた時間及
び距離の範囲よりも大きな値を用い、たとえ前の
文字にいくら近いた距離範囲に書いたとしても、
かなりの時間経過した時は、異なる文字と判断す
る。同時に、前の文字を書き終えてからいくら短
時間後に書いたとしても、間隔が離れていたら異
なる文字と判断するものである。

前者の判断では、文字を書いている途中に、ペ
ンを落としてしまつた場合には、文字の書き込み
が終了したと判断してしまう。この場合には、オ
ペレータがこの文字の入力を中止し、キーボード
等からこの文字の削除命令を出し、文字入力をや
り直す。

第１の判定又は第２の判定により、異なる文字
の分離ができると、一時記憶装置３５から１文字
の情報を、主記憶装置３６に収納する。但し、こ
の収納に際して、ｘ、ｙ座標値を正規化する。即
ち、同一文字情報のうち、例えば、最初のストロ
ークを構成する最初の点の座標値が零になるよう
に、全ての座標値を相対的に変化させる。従つ
て、主記憶装置３６には、第６図ｂに示されるよ
うに、まず、判定によつて得られた文字分離の情
報としての文字開始フラツグが立てられ次にスト
ローク開始フラツグが立てられる。これに続き、
（０、０）が収納され、以下、文字のストローク
に従つた座標値が収納される。

このように文字情報を記憶しておくと、CRT
等の表示装置１７で表示する際に各文字毎に表示
位置を指定する際に装置内部での扱いが容易にな
る。

一方、第１及び第２の判定により、そのストロ
ークが同一文字を構成しているものと認定される
と、次のストロークについて判定を行う。但し、
その前に、判定に用いる距離及び時間をより正確
にするために平均値をとる。即ち、 Ｔ←αt S′₁←αS₁ S′₂←βS₂ T₁←T₁＋１／Ｎ（Ｔ−T₁） T₂←T₂＋１／Ｎ（Ｔ−T₂） …（Ｏ） S₁←S₁＋１／Ｎ（S′₁−S₁） S₂←S₂＋１／Ｎ（S′₂−S₂） という演算を行い、T₁，T₂，S₁，S₂を更新する。
但し、Ｎはストロークが入力された回数である。
これにより、T₁，T₂，S₁，S₂の信頼性が高まる。

以上の処理は、現在のCPUの処理速度で充分
リアルタイムに行える。更にCPUの性能向上が
期待されることから、より複雑な処理をリアルタ
イムで行いうる。

この実施例では１つのストロークについてデー
タ収集を終了したなら、前述のようにタイマー３
４を作動させておく。そして一定時間T₃以上経
過しても、次のストロークの入力がされなかつた
ら、その時点で、別の文字と判断する。この時間
T₃はT₂以上にしておく。この場合には、判定を
することなく、主記憶装置３６に収納する。

次に、この分離された文字毎の座標値データ
を、パターン発生器３７に供給する。座標値デー
タは不連続な値の集合であり、しかも、ペンの筆
記速度に対して、サンプリングが充分に行われな
いので、表示装置１７での表示には、不充分であ
る。そこで、表示に適したパターンを、このパタ
ーン発生器３７で生成する。まず、座標値データ
の補間である。これは、座標値を１次関数を用い
て補間すれば充分である。更に点と点を結んだだ
けでは、CRT上細くて見にくいので、これを一
様に太くする。各座標値に対して一定数を加減し
た範囲を、文字情報とすればよい。

このようにして得られた情報をＩ／Ｏを介して
CPU１１を中心とした処理系に供給し前述の処
理を行う。

一方、ストロークの大きさが、用意された判定
の大きさＳよりも大きい場合、即ち、最初の判定
である(A)式及び(B)式を満たした場合には、文字の
大きさに変更があつたものとみなし、以下の判定
を変更する。今までのデータは、使用することが
できないので、判定時間Ｔ、判定の大きさＳも新
たに設定する。Ｖは(C)式で求まり、Ｓは(D)式によ
り設定する。但し、判定の大きさS′は、 S′＝α′S …（Ｐ） で求める。α′は１以上で1.5以下に設定しておけ
ばよい。T₁，T₂，S₁，S₂も（Ｉ）、（Ｊ）、（Ｅ）、
（Ｆ）に従つて設定される。

以下の処理は、前述と同様に行つていく。但
し、平均をとる処理ではＮ＝１と設定する。もつ
とも、Ｎ＝１では、平均は実質上とられていな
い。

以上この発明の実施例について説明したが、こ
の手書き文字入力装置１３をOCRの入力装置と
することも効果が大きい。又、判定時間Ｔ、判定
距離Ｓも、任意に選ぶことができ、オペレータに
応じた複雑な関数を選択することが好ましい。

又、筆記速度として、同一ストローク内の最大
筆記速度としたが、平均速度でもよい。演算も、
実質上はデータの収納と同時に行われている。

このように、この発明の趣旨を逸脱しない限
り、どのような変形をも、この発明に含まれるの
は、当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例に係る画像フアイル装置の構
成を示すブロツク図、第２図は、手書き文字入力
装置の構成を示すブロツク図、第３図乃至第６図
は、第２図に示される手書き文字入力装置を説明
するための図であり、第３図は文字分離の処理手
順を示すフローチヤート、第４図は、装置内の信
号を示すタイムチヤート、第５図は座標値データ
の記憶装置への収納位置を示す図、第６図は、
「あ」を例にとり大きさに関する判定基準を示す
図である。 ３１…CPU、３２…タブレツト、３４…タイ
マ、３５…時記憶装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 手書き入力される曲線の大きさを検出する曲
   線領域検出手段と、 前記手書き入力される曲線の筆記速度を検出す
   る曲線筆記速度検出手段と、 前記手書き入力される曲線の終点と次に入力さ
   れる曲線の始点との間の距離を測定する曲線間隔
   測定手段と、 前記手書き入力される曲線の終点と次に入力さ
   れる曲線の始点との間の時間間隔を測定する曲線
   時間間隔測定手段と、 前記曲線領域検出手段により検出された曲線の
   大きさ及び前記曲線筆記速度検出手段により検出
   された曲線の筆記速度に基づいて画像分離のため
   の判定距離を設定する第１の判定基準設定手段
   と、 少なくとも前記曲線領域検出手段により検出さ
   れた曲線の大きさに基づいて、画像分離のための
   判定時間を設定する第２の判定基準設定手段とを
   備え、 この第２の判定基準設定手段により設定された
   判定時間より前記曲線時間間隔測定手段により測
   定された時間間隔が大きく、かつ、 前記第１の判定基準設定手段により設定された
   判定距離より前記曲線間隔測定手段により測定さ
   れた距離が大きい場合に、 前記手書き入力される曲線群を１つの文字、記
   号を表わす画像情報として、他の曲線群と分離し
   て出力することを特徴とする手書き文字入力装
   置。 ２ 第１の判定基準設定手段により設定される判
   定距離を可変とすることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の手書き文字入力装置。 ３ 第２の判定基準設定手段により設定される判
   定時間を可変とすることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の手書き文字入力装置。