JPH02156388A - オンライン手書文字認識方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目　次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術と発明が解決しようとする課題課題を解決す
るための手段 作用 実施例 発明の効果 〔概要〕 手書される入力パターンの筆跡情報を、辞書中の標準パ
ターンとの間で整合させて認識を行うオンライン手書文
字の認識方式に関し、 該整合を行う際に選択される標準パターンの数を制限す
ることを段階的に行うことで、パターン整合時の計算量
を削減することを目的とし、上記入力パターンと標準パ
ターンとの間で整合を行ってパターン間距離を計算する
パターン整合手段と、“ｌ”から予め規定された最大値
との間で変化する整数値をレベル数として保持する手段
と、該レベル数に応じて上記標準パターンを選択する手
段と、上記パターン整合手段によって計算された距離の
最小値を求める手段と、請求められた最小値が認識結果
として許容できるか否かを判定する手段とを具備し、上
記レベル数に応じて選択された複数個の標準パターンと
の間で計算された距離の最小値が許容できると判定され
た場合には、該最小距離を与える標準パターンの属する
文字コドを認識結果として出力し、上記距離の最小値が
許容できないと判定された場合には、上記レベル数を変
化させて、上記認識処理を繰り返すように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、手書される入力パターンの筆跡情報を、辞書
中の標準パターンとの間で整合させて認識を行うオンラ
イン手書文字の認識方式に関する。

従来から、計算機に対する自然な文字人力方式として、
手書文字入力方式の開発が進められている。

その初期段階においては、入力された手書文字の画数、
筆跡等を厳密に合わせて入力しないと認識できないとい
う制限の強いものであった。

然し、最近の手書文字の認識技術の進歩に伴い、画数、
筆跡等を実用レベルで自由に入力することができるよう
になってきた。

それに伴って、実用的なアプリケーション（例えば、住
所１氏名を扱うアプリケーション等）からの要求で、文
字認識の対象範囲を拡大することが求められるようにな
ってきた。

従って、認識対象が拡大された世界において、実用的な
計算量のレベルで、効果的に手書文字の認識ができるオ
ンライン手書文字認識方式が求められるようになってき
た。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕第３図は
従来のオンライン手書文字認識方式を説明する図である
。

従来のオンライン手書文字認識方式の１つとして、本願
出願人が先願している「オンライン手書文字認識方式Ｊ
特開昭６２−２１６０９２号公報がある。

この従来方式においては、タブレットｌから手書人力さ
れた文字を、前処理部２で正規化した後、そのパターン
の特徴点を抽出し、パターン整合のできる形式、例えば
、該抽出された特徴点をノドとする有向非巡回グラフ構
造の形式に変換した後、パターン整合を行う。

即ち、上記抽出され、変換された点列と、予め、作成さ
れている標準パターンの特徴点列とを、その始点から終
点に向かって順次比煎じて距離計算を行い、この距離が
、闇値よりも小さい場合に対応する点の対として対応付
けを行う。但し、対応付けられなかった場合は、距離無
限大とする。

（本図のノード対応づけ部参照） 次に、該対応する点列が終点に行き着いたことにより、
該対応付いた特徴点の座標値を元に、入力パターンと標
準パターン間の距離を計算し、該距離を最小とする標準
パターンの属する文字の文字コードを認識結果として出
力することで、認識処理を行うものである。　（本図の
パターン間距離計算部参照） この方式は、辞書（標準パターン記憶部）５中の各標準
パターンとの間で、特徴点の対応付けからパターン間距
離の計算に至る処理（これを、整合処理という）を行う
ので、該標準パターンの数に比例した認識計算量が必要
となる。

その為、認識対象が、ＪＩＳ第一水準の漢字、ひらがな
、カタカナ、英数字１等の場合には、該必要パターンの
数が、例えば、３０００を越え、膨大な計算量が必要と
なる問題があった。

この膨大な計算量を削減する為には、該整合処理を行う
標準パターンの数を少なくすることが最も効果的であり
、例えば、次のような方法が知られている。

文字は本来の画数に近い画数で筆記される場合が多く、
ある種の実験により「文字本来の画数＋１から、−３ｊ
程度で記入される確率が、例えば、９９．５％という結
果が得られている。このような統計的な性質を利用し、
入力された文字の画数Ｋを検出しく例えば、タブレット
１からペンがアップする回数を計数する、即ち、ストロ
ークの数を計数することで検出できる）、該標準パター
ンの画数Ｎが、 Ｋ−１≦Ｎ≦Ｋ　＋３　−・−・・−−−−−−−・・
・・（ａ）を満たすような標準パターンとのみ、該整合
処理を行う。（例えば、「選択的ストローク結合による
画数、筆順に依存しないオンライン文字認識」信学論り
、Ｊ　６６　Ｄ、５．ページ５９３〜６００参照）上記
の方法により、整合を行う標準パターンの数を平均で１
７３程度に削減することができるが、手書文字は必ずし
も、上記（ａ）の条件を満たすように筆記されるとは限
らない。

例えば、上記のように、［文字本来の画数＋１から、−
３」の範囲で記入される確率が９９．５％という実験結
果は、予め、収集した一定データ（精々数万〜数十万パ
ターン）に対してのみ得られた数字で、−Ｃ的に正しい
という保障はない。

即ち、文字はいくらでも続けて（１ストロークで）書け
るのであって、上記「文字本来の画数＋１から、−３」
の範囲外で記入された場合には、正しく認識することが
できないことになる。

一般に、何らかの条件で整合を行う標準パターンの数を
制限することは、計算量を削減する上で効果的であるが
、上記のように、入力された文字がこの条件に適合する
かは必ずしも保障されない。

又、あらゆる入力に対して条件が適合するようにしよう
とすると、条件は緩くせざるを得す、その場合には、該
計算量を削減する効果が減少してしまう。例えば、「＋
２から−４の範囲」に拡大すると、２７３程度にしか削
減されない。

本発明は上記従来の欠点に鑑み、手書される入力パター
ンの筆跡情報を、辞書中の標準パターンとの間で整合さ
せて認識を行うオンライン手書文字の認識方式において
、該整合を行う際に選択される標準パターンの数を制限
することを段階的に行うことで、パターン整合時の計算
量を、実用的なレベルで削減する方式を提供することを
目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明のオンライン手書文字認識方式の原理図
である。

上記の問題点は下記の如くに構成された手書文字認識方
式によって解決される。

（１）手書される入力パターンの筆跡情報を、辞書５中
の標準パターンとの間で整合させて認識を行うオンライ
ン手書文字認識方式であって、上記入力パターンと標準
パターンとの間で整合を行ってパターン間距離を計算す
るパターン整合部６と、 °１”から予め規定された最大値との間で変化する整数
値をレベル数りとして保持する手段３と、該レベル数り
に応じて上記標準パターンを選択する標準パターン選択
部４と、 上記パターン整合部６によって計算された距離の最小値
を求める最小値選択部７と、 請求められた最小値が認識結果として許容できるか否か
を判定する判定部８とを具備し、上記レベル数りに応じ
て選択された複数個の標準パターンとの間で計算された
距離の最小値が許容できると判定された場合には、該最
小距離を与える標準パターンの属する文字コードを認識
結果として出力し、 上記距離の最小値が許容できないと判定された場合には
、上記レベル数りを変化させて、上記認識処理を繰り返
すように構成する。

（２）上記レベル数しに応じて標準パターンを選択する
手段として、 入力された手書パターンの画数Ｋを検出する画数検出部
２１を備え、 上記辞書５中の標準パターンには、各レベル数５１０ａ
に対して、この標準パターンが選択されるべき上記手書
パターンの両数にの範囲を記述したビットパターン５１
０ｂをレベル数制御情報５１として付加し、 現在のレベル数りと、上記入力された手書パターンの画
数にを、上記標準パターンのレベル数制御情報５１き照
合して、該辞書５中の特定の標準パターンが選択される
ように構成する。

（３）上記レベル数りに応じて標準パターンを選択する
手段として、 文字を頻度順に複数個のグループに分類し、上記辞書５
中の各標準パターンには、上記グループ分けした頻度の
グループ番号を示す頻度情報５２０を上記レベル数制御
情報５１として付加し、現在のレベル数りと該標準パタ
ーンの頻度情報５２０が一致した場合、該標準パターン
が選択されるように構成する。

〔作用〕

即ち、本発明によれば、手書される人カバターンの筆跡
情報を、辞書中の標準パターンとの間で整合させて認識
を行うオンライン手書文字の認識方式において、該整合
を行う標準パターンの数の制限を何段階かに分けて、各
段階での整合結果を評価する手段を設け、その段階で満
足な整合が行えなかったと判定した場合には、次の段階
に進んで、該整合の範囲を拡大して、再整合を行うよう
にする。

具体的に述べると、第１図の原理図において、タブレッ
ト１より手書文字が入力されると、前処理部２で該手書
データは、パターン整合部６で処理できる形式、例えば
、特徴点をノードとする有向非巡回グラフ構造の形式に
変換される。

レベル保持手段３には、初期値として１”がセットされ
、標準パターン選択部４では、現在のレベル数りに応じ
て、辞書５より、適合する標準パターンを順次パターン
整合部６へ出力する。

該パターン整合部６では前処理部２から出力された手書
パターンと、標準パターン選択部４より出力された標準
パターンの対について整合演算を行い、該標準パターン
に対するパターン間距離を出力する。

次の最小値選択部７では、パターン整合部６から出力さ
れたパターン間距離の中の最小値を求め、その値を判定
部８に送出する。

該判定部８では、最小値選択部７より出力された最小パ
ターン間距離が、認識結果として許容できるか否かを判
定し、許容できる場合には、該最小パターン間距離をも
たらした標準パターンに属する文字の文字コードを認識
結果として出力する。

若し、上記の判定で、許容できないと判定された場合に
は、レベル保持手段３のレベル数りを、例えば、°＋１
゛だけ増加させて、該レベル数りに対して、予め、設定
された最大値を越えない範囲において、上記標準パター
ン選択処理から許容判定に至る過程の処理を繰り返す。

このようにして、最初のレベル数しての標準パターンの
制限で適合しなかった場合でも、該拡大されたレベル数
しての標準パターンとの再整合処理で正しい認識文字を
得ることができるようになる。

従って、標準的な画数で筆記された文字に対して、文字
認識に要する計算量を大幅に削減でき、実用的なレベル
の計算量で、手書文字の認識を行うことができる効果が
ある。

（実施例〕 以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

前述の第１図が本発明のオンライン手書文字認識方式の
原理図であり、第２図が本発明の一実施例を示した図で
あって、（ａ）は構成例を示し、（ｂ）は標準パターン
のレベル数制限情報の例を示し、（ｃ）は認識処理の動
作フローを示しており、第１図、第２図におけるレベル
保持手段３からのレベル数りと、画数検出部２１からの
タブレット１から入力された手書文字の画数にとに基づ
いて、辞書５に格納されている標準パターンを選択して
、段階的に、整合処理を行う手段が本発明を実施するの
に必要な手段である。尚、全図を通して同じ符号は同じ
対象物を示している。

以下、第１図を参照しながら第２図によって、本発明の
オンライン手書文字認識方式を説明する。

先ず、タブレット１から入力された手書データは画数検
出部２１において、前述のように、例えば、ペンアップ
の回数を計数して画数を検出すると共に、次の特徴点抽
出部２２において、該入力された手書データより各スト
ローク　（文字の１画）の始点、終点、及び、屈曲点を
抽出し、該抽出された特徴点をノードとして、筆順で前
後する特徴点間を有向の辺で結んだ線形のグラフ構造に
変換する。

次のパターン整合部６においては、上記特徴点抽出部２
２より出力された線形のグラフ構造と、同じく特徴点を
ノードとした有向非巡回グラフ構造で表現されている標
準パターンとの間でパターン間距離の計算を行う、所謂
パターン整合を行う。

（前述の特開昭６２−２１６０９２号公報参照）このパ
ターン整合部６においては、抽出された特徴点と、辞書
５中に格納されている標準パターン中の特徴点とを、始
点から終点に向かって順次比較して距離計算を行い、こ
の距離が闇値よりも小さい場合に、対応する点対として
対応付けを行い、該対応する点列が終点に行き着いたこ
とにより、入力パターンと標準パターンとの該対応付け
を完了（但し、対応付けられなかった場合は距離は無限
大となる）し、該対応付いた特徴点の座標値を元に、該
入力パターンと標準パターンとの間の距離を計算する。

この方式によれば、入力パターンが何画で筆記されてい
ても、該画数Ｋには関係なくパターン間の距離を計算す
ることができるので、該画数Ｋに依存しない距離計算が
可能である。

更に、本発明においては、レベル保持手段３で、タブレ
ット１から手書パターンが入力されると、最初に、レベ
ル数りが初期値として、例えば、‘１’がセットされる
。

又、上記辞書５に格納されている標準パターンは（ｂ）
図に示したフォーマットで格納されており、１つの標準
パターンは特徴点情報を保持する標準パターンデータ本
体と１文字コードと、本発明のレベル数制御情報５１　
とで構成されている。

該レベル数制御情報５１は、該（ｂ）からも明らかなよ
うに、各レベル数５１０ａとビットパターン５１０ｂの
組み合わせで表現される。

本図に示されているように、原則的には、レベル数５１
０ａが°１゛のときには、その文字が本来筆記されるべ
き画数に対応するビットが°ｌ゛になっており、レベル
数５１０ａが°２”では、その前後（−３から＋１）の
画数に対応するビットが°Ｉ゛になっており、レベル数
５１０ａが°３”では、その外側のビットが°１”にな
っている。

そこで、標準パターン選択部４では、現在のレベル数り
と、上記画数検出部２１より人力された入力パターンの
画数Ｋに基づき、辞書５中に格納されている、第２図（
ｂ）に示した標準パターンのレベル数制御情報５１であ
る上記レベル数５１０ａとピントパターン５１０ｂから
、該レベル数りに対応するビットパターン５１０ｂを取
り込み、画数Ｋに対応するビットが１゛である場合には
、この標準パターンをパターン整合部６へ出力するよう
に動作する。

パターン整合部６では、前述のようにして、標準パター
ン選択部４から順次出力される標準バタンと、特徴点抽
出部２２から出力された手書パターンとの間でパターン
間距離を計算し、該算出したパターン間距離と、標準パ
ターンの文字コード情報の対を最小値選択部７へ送出す
る。

該最小値選択部７では、入力されたパターン間距離と１
文字コード情報の対の情報に対して、該距離が最小とな
る対を選択する。

該選択された結果は、次の許容判定部８へ送出される。

（（Ｃ）図の動作フローのステツプ１００，１０１．１
０２参照） 該許容判定部８では、該入力された距離の最小値“ＭＩ
Ｎ−Ｄ”と、予め、与えられている闇値“Ｔｌ１−Ｄ”
との間で大小判定を行い、 ＭＩＮ−Ｄ≦Ｔｌ１−Ｄ ならば、この最小値と対になっている文字コードを認識
結果として出力する。

然し、上記の判定で ＭＩＮ−Ｄ　＞　Ｔｌ１−Ｄ ならば、そのレベル数りで許容される標準パターンは存
在しなかったと判定し、現在のレベル数りが、予め、与
えられている最大値（本例では、（ｂ）図からも明らか
なように、“３゛）未満の場合には、上記レベル保持手
段３に保持されているレベル数を、例えば、“＋ｌ゛さ
せて、標準パターン選択から許容判定部の上記認識処理
を繰り返す。

そして、現在のレベル数りが最大（Ｉｉｆ（ＭＡχ−Ｌ
ＩＥＶＥし）に達している場合には、許容できる標準パ
ターンは存在しないとして、認識候補なしくリジェクト
）とする。（（Ｃ）図の動作フローのステップ１０３〜
１０７参照） 又、図示しなかったが、他の実施例として、上記許容判
定部８において、それまでに、各レベル数り毎に、最小
値選択部７で選択された最小距離の標準パターンを全て
保持しておき、レベル数りが最大値に達しても許容でき
る標準パターンがなかった場合、それまでに保持されて
いる標準パタンの中から最小のパターン間距離のものを
認識結果として出力するように構成してもよい。

又、上記の実施例においては、レベル数りに応じて標準
パターンを選択する手段として、手書入力されたパター
ンの画数Ｋを検出し、該画数にと、現在のレベル数りに
対応じて決まる標準パターンを選択する方法で説明した
が、該標準パターンを例えば、 ゛１′：教育漢字。

°２”：常用漢字−教育漢字。

’３’　：　ＪＩＳ第−水準−常用漢字。

’４’　：　ＪＩＳ第二水準。

上記現在のレベル数り一頻度情 頻度情報５２０１ 頻度情報 頻度情報 頻度情報 頻度情報 を格納しておき、 応する文字を、実際によく使用される文字をグルプ分け
して、該頻度情報５２０と対応させるようにしてもよい
。

このように、本発明は、手書される入力バタンの筆跡情
報を、辞書中の標準パターンとの間で整合させて認識を
行うオンライン手書文字の認識方式において、該整合を
行う標準パターンの制限を段階的に分けて行い、この制
限に適合する手書文字パターンに対しては、認識に必要
な計算量を削減すると共に、該整合結果を評価する手段
を設け、該評価で許容できなかった手書文字に対しては
、上記整合を行う範囲を拡大して再整合を行うことで、
最初の標準パターンの制限で適合しなかった場合でも、
該拡大された範囲の標準パターンとの再整合により正し
く認識できるようにした所に特徴がある。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明のオンライン手書
文字認識方式は、手書される入力パターンの筆跡情報を
、辞書中の標準パターンとの間で整合させて認識を行う
オンライン手書文字の認識方式において、上記入力パタ
ーンと標準パターンとの間で整合を行ってパターン間距
離を計算するパターン整合手段と、“‘１’から予め規
定された最大値との間で変化する整数値をレベル数とし
て保持する手段と、該レベル数に応じて上記標準パター
ンを選択する手段と、上記パターン整合手段によって計
算された距離の最小値を求める手段と、請求められた最
小値が認識結果として許容できるか否かを判定する手段
とを具備し、上記レベル数に応じて選択された複数個の
標準パターンとの間で計算された距離の最小値が許容で
きると判定された場合には、該最小距離を与える標準パ
ターンの属する文字コードを認識結果として出力し、上
記距離の最小値が許容できないと判定された場合には、
上記レベル数を変化させて、上記認識処理を繰り返すよ
うにしたものであるので、標準的な画数で筆記された文
字に対して、文字認識に要する計算量を大幅に削減でき
、実用的なレベルの計算量で、手書文字の認識を行うこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のオンライン手書文字認識方式の原理図
。 第２図は本発明の一実施例を示した画 用３図は従来のオンライン手書文字認識方式を説明する
図。 である。 図面において、 １はタブレット。 ２１は画数検出部。 ３はレベル保持手段。 ４は標準パターン選択部。 ５は辞書、又は、標準パターン記憶部。 ２は前処理部。 ２２は特徴点抽出部 ５１はレベル数制御情報。 ５１０ａはレベル数、　　　　　５１０ｂはビットパタ
ーン。 ５２０は頻度情報。 ６はパターン整合部、　７は最小値選択部。 ８は判定部、又は、許容判定部。 １００〜１０７は処理ステップ。 をそれぞれ示す。 本発日月のオじライ）手書文雰冑驚割改力式逢り７累Ｊ
里１喝菊 図 （α） 本光明の一糺梵９”１と示し、ξ画 用２図（さの１） 木充明の一犬施例と示した図 菓２え（８Ｌの３） （第囮パット乃マｊめ日を、画板にで１選択される少（
ｂ） 本亮明の一＊穐イ列衰示した図 第２図（イ／ｆ）２） 従来のオシライ２２．呼書丈雰貌浜ヤ試と説巳月咳ろ図
ス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）手書される入力パターンの筆跡情報を、辞書（５
   ）中の標準パターンとの間で整合させて認識を行うオン
   ライン手書文字認識方式であって、上記入力パターンと
   標準パターンとの間で整合を行ってパターン間距離を計
   算するパターン整合手段（６）と、 ‘１’から予め規定された最大値との間で変化する整数
   値をレベル数Ｌとして保持する手段（３）と、該レベル
   数Ｌに応じて上記標準パターンを選択する手段（４）と
   、 上記パターン整合手段（６）によって計算された距離の
   最小値を求める手段（７）と、 該求められた最小値が認識結果として許容できるか否か
   を判定する手段（８）とを具備し、上記レベル数Ｌに応
   じて選択された複数個の標準パターンとの間で計算され
   た距離の最小値が許容できると判定された場合には、該
   最小距離を与える標準パターンの属する文字コードを認
   識結果として出力し、 上記距離の最小値が許容できないと判定された場合には
   、上記レベル数Ｌを変化させて、上記認識処理を繰り返
   すことを特徴とするオンライン手書文字認識方式。
2. （２）上記レベル数に応じて標準パターンを選択する手
   段として、 入力された手書パターンの画数を検出する手段（２１）
   を備え、 上記辞書（５）中の標準パターンには、各レベル数（５
   １０ａ）に対して、この標準パターンが選択されるべき
   上記手書パターンの画数にの範囲を記述したビットパタ
   ーン（５１０ｂ）をレベル数制御情報（５１）として付
   加し、 現在のレベル数Ｌと、上記入力された手書パターンの画
   数にを、上記標準パターンのレベル数制御情報（５１）
   と照合して、該辞書（５）中の特定の標準パターンが選
   択されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の
   オンライン手書文字認識方式。
3. （３）上記レベル数に応じて標準パターンを選択する手
   段として、 文字を頻度順に複数個のグループに分類し、上記辞書（
   ５）中の各標準パターンには、上記グループ分けした頻
   度のグループ番号を示す頻度情報（５２０）をレベル数
   制御情報（５１）として付加し、現在のレベル数Ｌと該
   標準パターンの頻度情報（５２０）が一致した場合、該
   標準パターンが選択されるようにしたことを特徴とする
   請求項１に記載のオンライン手書文字認識方式。