JPH0236993B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ ドキユメント上に異なる第１および第２のフ
オント形式で表示された一連の文字列からそれぞ
れの文字を認識する文字認識装置であつて、 前記ドキユメントに表示されたそれぞれの文字
の特徴を表わす特徴ベクトルを抽出する抽出手段
と、 前記第１のフオントの文字に対応する固有ベク
トルを記憶する第１の記憶領域と前記第２のフオ
ントの文字に対応する固有ベクトルを記憶する第
２の記憶領域とを含む記憶手段とを備え、 前記第１および第２の記憶領域の少なくとも一
方は所定の切替文字に対応する固有ベクトルを記
憶し、 前記第１および第２の記憶領域の一方を参照
し、前記抽出手段により抽出された特徴ベクトル
と、前記一方の記憶領域から得られた固有ベクト
ルとの類似度に基いて、対応するコードデータを
出力するコードデータ出力手段と、 前記コードデータ出力手段から出力されるコー
ドデータをモニタし、前記切替文字に対応するコ
ードデータを検出したときに、前記コードデータ
出力手段による前記一方の記憶領域の参照を他方
の記憶領域の参照に切替える切替手段とをさらに
備えた、マルチフオント文字認識装置。

２ 前記抽出手段は、 前記特徴ベクトルを規定する予め定められた信
号の組合せを発生する発生手段を含み、 前記コードデータ出力手段は、 前記発生手段から発生された前記信号の組合せ
を、前記一方の記憶領域から得られた固有ベクト
ルに対応する多次元サブスペース上に投影する投
影手段と、 前記投影手段の投影結果に基いて、対応するコ
ードデータを出力するセレクタ手段とを含む、請
求の範囲第１項に記載のマルチフオント文字認識
装置。

３ 前記切替手段は、 前記コードデータ出力手段の出力を前記切替文
字に対応するコードデータと比較して一致を示す
出力を供給する比較手段と、 前記比較手段の前記出力に応答して、前記一方
の記憶領域の参照を前記他方の記憶領域の参照に
切替え、前記比較手段が再び出力を供給するまで
または新たなドキユメントが提示されるまでその
切替を維持する記憶領域切替手段とを備えた、請
求の範囲第１項または第２項に記載のマルチフオ
ント文字認識装置。

４ 前記記憶領域切替手段は、 ドキユメントの提示により第１の状態に設定さ
れかつ前記比較手段の前記出力により第２の状態
に設定されるＪ―Ｋフリツプフロツプからなる、
請求の範囲第３項に記載のマルチフオント文字認
識装置。

５ 文字の認識が行なわれるべきドキユメントの
存在を検出しかつそれを示す出力を与える検出手
段をさらに備え、 前記切替手段は、前記検出手段の出力をモニタ
し、各ドキユメントに対する前記検出手段の前記
出力の最初の提示において、前記第１および第２
の記憶領域のうち、デフオルトのフオントのため
に予め定めた一方の記憶領域を参照する、請求の
範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のマル
チフオント文字認識装置。

６ 前記切替文字は、前記第２のフオント形式の
文字の構成要素である、請求の範囲第１項ないし
第５項のいずれかに記載のマルチフオント文字認
識装置。

７ 前記切替文字は、前記第１のフオント形式の
文字の構成要素でありかつ前記第２のフオント形
式の文字の構成要素である、請求の範囲第１項な
いし第５項のいずれかに記載のマルチフオント文
字認識装置。

発明の背景 １ 発明の分野 この発明は一般にはマルチフオント文字認識装
置に関し、とくにマルチフオント自動文字読取装
置におけるフオントまたはフオント群間の動的切
替の装置に関する。

２ 先行技術の説明 多くのドキユメント処理アプリケーシヨンで
は、種々のフオントで符号化された連続するドキ
ユメント読取りが必要となる。たとえば、送金処
理ドキユメント分類機の通常操作では、特定口座
に充当される小切手金額のオペレータによる手動
打鍵が必要である。たとえば、或る期間（１日な
ど）に受取る送金を処理する時、受取つた封筒は
すべて開封する。各送金人の小切手は、各特定口
座に関する情報を含んだ各々のカードまたはスタ
ブと共に積み重ねられる。このカードまたはスタ
ブは、典型的には、送金人に送付され、送金人の
小切手と共に返却される。次に、積み重ねられた
小切手とスタブは、ドキユメント分類機のドキユ
メント送り機構に入れられ、まずスタブがドキユ
メント分類機によつて読取られる。スタブの次に
一定額の小切手が次に続く。ドキユメント分類機
のオペレータは小切手金額の視覚的読取りを行な
い、当該金額の小切手を符号化する。たいていの
ドキユメント分類機が１種類のフオントの読取り
ができるだけであり、小切手と送金スタブに使用
されたフオントはほとんど常に異なつたものなの
で、上記操作が行なわれる。

オペレータの労力を省くために、先行技術にお
いては、オペレータ操作式キーボード・スイツチ
を備え、それによつてマルチフオントドキユメン
ト分類機がスタブを読取つた後、ドキユメント分
類機がトリガされて小切手の磁気インク文字を読
取ることが周知である。小切手の文字は、トラン
シツト・ルーチング・ナンバに従つて小切手を分
類できるように読取られる。次にオペレータはド
キユメント分類機をトリガして次のスタブを読取
る。しかし、この手順は依然として、オペレータ
が連続的にドキユメント分類機をトリガして特定
のフオントを読取らねばならないという点におい
てオペレータの努力がかなり必要である。

したがつて、オペレータが介在せずに異なつた
フオント間でドキユメント分類機が自動に切替さ
れる方法および装置が得られることが望ましい。

発明の概要 この発明の目的は、自動光学文字読取装置にお
いてフオントまたはフオント群間の動的切替の方
法および装置を与えることによつてオペレータの
労力の軽減をはかることである。基本的文字認識
法は、この発明の譲受人に譲渡されたRobert
Toddによる1978年９月１日に出願のアメリカ合
衆国特許出願連続番号第938850号「マルチフオン
ト文字認識技術」という名称の特許出願に十分に
説明されており、当該出願は参照することによつ
てここに援用する。

この発明に係るマルチフオント文字認識装置
は、ドキユメント上に異なる第１および第２のフ
オント形式で表示された一連の文字列からそれぞ
れの文字を認識する文字認識装置であつて、抽出
手段、記憶手段、コードデータ出力手段、および
切替手段を備える。

抽出手段は、ドキユメントに表示されたそれぞ
れの文字の特徴を表わす特徴ベクトルを抽出す
る。記憶手段は、第１のフオントの文字に対応す
る固有ベクトルを記憶する第１の記憶領域と、第
２のフオントの文字に対応する固有ベクトルを記
憶する第２の記憶領域とを含む。第１および第２
の記憶領域の少なくとも一方は、所定の切替文字
に対応する固有ベクトルを記憶する。コードデー
タ出力手段は、第１および第２の記憶領域の一方
を参照し、抽出手段により抽出された特徴ベクト
ルと、一方の記憶領域から得られた固有ベクトル
との類似度に基いて、対応するコードデータを出
力する。切替手段は、コードデータ出力手段から
出力されるコードデータをモニタし、切替文字に
対応するコードデータを検出したときに、コード
データ出力手段による一方の記憶領域の参照を他
方の記憶領域の参照に切替える。

一般に、文字読取装置の記憶装置は数種のフオ
ントの固有ベクトルを含むことができる。文字読
取装置は、一定フオントの１組の文字の末尾に配
置される切替文字を認識する。切替文字が認識さ
れると必らず文字読取装置がトリガされて特定種
類のフオントを読取る。当該フオントの文字が読
取られると、文字読取装置は、特定のあらかじめ
選定したフオントを読取るため戻る。本発明は、
どんなドキユメントの混合およびどんなフオント
数に対しても適用可能であると理解されねばなら
ない。しかし、説明のために、本発明の好ましい
実施態様では２種類のフオントの読取りが行なわ
れる装置を示す。

好ましい実施例の説明 第１図は、この発明の好ましい実施例を使用し
た文字認識システムのブロツク図を一般に10で示
す。第１図のシステムは「マルチフオント文字認
識技術」という名称の前記特許出願に詳細に説明
されているが、そのシストムの基本的説明を以下
に行なう。

ドキユメント運動照射および像感知ブロツク１
２は、光学式走査機構を通つてドキユメントを駆
動する機構を示し、ドキユメントを照射する光源
を含む。光学式走査機構は、ドキユメントから反
射した光を焦点合わせするレンズ，アパーチヤお
よび光電装置を含む。光電装置は、アナログ信号
条件づけおよびアナログ／デイジタル変換ブロツ
ク１４に逐次シーケースを与える。ドキユメント
指示信号は、第２図のJKフリツプ・フロツプを
制御するためＣで与えられる。

ブロツク１４は、ブロツク１２から直列のアナ
ログ・ビデオ信号を受信し、これらの直列のアナ
ログ・ビデオ信号をデイジタル・ビデオ信号（２
ビツト並列）に変換し、かつ入力でアナログ信号
を受信したのと同速度で出力部でデイジタル信号
を与える。これらのデイジタル・ビデオ信号は、
デイジタル像記憶ブロツク１６に入力される。

ブロツク１６は、連鎖状シフト・レジスタのマ
トリツクスで、このシフト・レジスタを介して２
ビツト並列ビデオ信号がシフトされる。文字がシ
フト・レジスタを介して回転するときただちに認
識されるべき全文字を含むことができるようにブ
ロツク１６は十分な記憶装置を与える。ブロツク
１６には、エツジ検出およびセグメンテーシヨン
制御ブロツク１８が付属している。

ブロツク１８はブロツク１６の内容をモニタ
し、各文字がブロツク１６を介して回転するにつ
れて各文字の上下左右のエツジを位置決めし追跡
する。文字のすべてのエツジが位置決めされる
と、文字の高さと幅がわかり、ブロツク１８は、
文字を５×５の形で25のサブ領域に分割する。各
サブ領域の高さと幅はほぼ同じである。

２ビツト並列ビデオ信号が逐次的に記憶ブロツ
ク１６から出てくると、セグメント合計ブロツク
２０がこれらのビデオ信号を、２５のサブ領域の
どれに属するかに基づいて合計する。ブロツク２
０はその出力部で２５のナンバ（各８ビツト長）
を与える。各々のナンバは、２５のサブ領域のう
ち対応する１個のサブ領域の総インキ強度を示
す。これら２５のナンバは次にセグメント合計面
積正規化ブロツク２２に入力される。

物理的制約のために必ずしもすべてのサブ領域
が完全に同一サイズではないので、ブロツク２２
は各ナンバを対応するサブ領域の面積で割る。こ
のようにして、ブロツク２２は２５のナンバ（各
８ビツト長）を出力し、各ナンバは２５のサブ領
域のうち対応する１個のサブ領域の平均インク強
度を示す。これら２５のナンバはブロツク２２か
ら出力され、文字認識を目的とする25次元直交ス
ペースにおける特徴ベクトルとして処理される。
ブロツク２２の出力は、特徴ベクトル正規化ブロ
ツク２４へ入力される。

ブロツク２４は、25次元直交スペースにある特
徴ベクトルを受け、この特徴ベクトルが25次元直
交スペースにおける単位長さとなるように特徴ベ
クトルを正規化する。単位長さへの正規化は、ベ
クトルの各成分に対して２進値点を固定し、かつ
これによつて特徴ベクトルが後に固有ベクトルに
投影された時必要なハードウエアを単純化するの
で、極めて望ましい。

ブロツク２６は、固有ベクトルを記憶し、この
固有ベクトルには特徴ベクトルが投影される。ブ
ロツク２６に記憶されるのは、最低２セツトの20
クラスの固有ベクトル（認識すべき20クラスの文
字に対応する）で、各クラスごとに５つの最上位
固有ベクトルが含まれている。各固有ベクトルは
２５（８ビツト）の成分を有し、投影ハードウエ
アを単純化するための単位長さを有している。各
セツトは特定のフオントに対応している。

投影ブロツク２８は、ブロツク２４からの（25
成分の）特徴ベクトルをブロツク２６からの（25
成分の）の固有ベクトル上に１次元を一度に投影
する。すなわち、特徴ベクトルは先ず、認識すべ
きプロトタイプ文字の20クラスの各々の最上位な
固有ベクトル上に投影される。第１投影終了後、
決定アルゴリズム・ブロツク３０が文字が認識さ
れたか否か決定する。認識された場合、投影プロ
セスは停止となる。認識されない場合、このブロ
ツクからの特徴ベクトルは、ブロツク２６からの
受信時、各クラスの最上位固有ベクトル上に投影
される。こうした第２投影プロセスでは各クラス
の第１投影と第２投影とを組合わせ、２つの次元
に対して十分な投影を発生させている。次に、ブ
ロツク３０の決定アルゴリズムは、２０の正味投
影に適用されて文字が認識されたかどうか決定す
る。文字が認識されなかつた場合、５つの最上位
固有ベクトル（５つの次元サブスペースに対する
投影と対応する）となるまで、投影および決定プ
ロセスが継続される。５つの次元の投影と決定の
後、文字が認識されなければ、文字は拒否され
る。２または２以上の固有ベクトル上への特徴ベ
クトルの投影は、これ以降、あらかじめ定めた多
次元サブスペース上への特徴ベクトルの投影と称
す。ORゲート３１は、ブロツク３０とブロツク
２６（第２図に詳細に示す）との間のインターフ
エースとしてはたらく。

簡単に、第１図の実施例を参照して、ブロツク
１２から２４は、特徴ベクトルを発生する発生手
段を提供し、ブロツク２６は、各クラスまたは文
字を示す信号のアレイのセツトを記憶する記憶手
段を提供し、ブロツク２８は、あらかじめ定めた
クラスのセツト上に特徴ベクトルを１次元に一度
に投影する投影装置を提供し、ブロツク３０は、
あらかじめ定めたアルゴリズムに従つて文字の１
つを提示文字として選択し、かつサブスペースの
次元上への各投影後、投影結果を適用するセレク
タ手段を提供する。

第２図について説明すると、記憶された固有ベ
クトル２６からなる多クラス内の記憶装置３２の
構成が詳細に示されている。記憶装置３２は１対
のバンク３４と３６とに構成されている。第１バ
ンク３６には、フオント１からの文字の固有ベク
トルに加えてフオント２からの記号f² _S1の固有ベ
クトルが含まれている。このようにして、文字
f² _S1（ここでは切替文字と呼ばれる）はフオント１
の文字の認識に含められる。第２バンク３４は、
フオント２の文字の固有ベクトルのみを含む。デ
イジツト（０〜９）と数個の記号（Ｓ１，Ｓ２で
示す）が両フオントのために含まれていることに
注意されたい。ドキユメントがない場合、Ｊ―Ｋ
フリツプ・フロツプ３８はリセツトされる。フオ
ント１が選択され、そのためドキユメントがシス
テム１０に入る時、システム１０はフオント１の
固有ベクトル（f² _S1を含む）と共に作動する。或
る文字を認識した場合、当該文字用コードは、ド
キユメント読取システム１０にストローブされ
る。同時に、当該コードは比較器４０によつて切
替文字f² _S1用コードと比較される。コードとコー
ドが等しくない場合、フオント１の固有ベクトル
が選択されたままである。しかしながら、コード
とコードが等しい場合には、文字f² _S1が認識され
たことを示し、Ｊ―Ｋフリツプ・フロツプ３８が
状態を変化させる。次にフオント２の固有ベクト
ルが選択され、ドキユメントの残りのために選択
された状態を保つ。

さて、第２図，第３図，第４図および第５図に
ついてその動作を説明するにあたり、読取られる
べきドキユメントが、２種のフオントの混合であ
り、この２種のフオントには情報（すなわち、コ
ード・ライン）がドキユメントの下側からほぼ同
じ高さで印刷されているという特定の場合を考え
てみる。フオントについては単にフオント１とフ
オント２と名付ける。フオント１の文字はf¹ _j1，
f¹ _j2……f¹ _joとし、フオント２の文字はf² _l1，f² _l2……
f² _lo
とする。この２種のフオントのドキユメントは第
３図と第４図に示されたようなものとなる。ドキ
ユメントは右から左へと読取られる。

第４図に戻つて、すべてのフオント２のドキユ
メントの第１文字が切替文字f² _S1と対応すると想
定する。フオント２のドキユメントが読取装置に
入る場合、第１文字はフオント１のロジツクを使
用して認識される。文字をf² _S1として認識すると、
フオント２の認識ロジツクが選択される。次に、
残りの文字f² _l2〜f² _lnがフオント２の固有ベクトルを
使用して認識される。切替文字がないので、フオ
ント１のドキユメントはフオント１の固有ベクト
ルを使用して読取られる。これによつてフオント
１とフオント２のドキユメントのどんな混合も可
能となり、システム１０によつて単一パスで自動
読取りがなされる。

さて、第５図のように、２種のフオント（ここ
でもまたフオント１とフオント２）で印刷された
情報を含む単一ドキユメントを考えてみる。２種
のフオントはドキユメントの下側から同一距離に
印刷されており、何らかの切替文字（単にＳと呼
ぶ）によつて分離されているとする。

第２図に示したのと同じロジツクがこの混合フ
オントのドキユメントに適用される。切替文字Ｓ
（以前にはf² _S1）はフオント１の固有ベクトルに含
まれている。ドキユメントが読取装置に入つた時
にフオント１の固有ベクトルが選択されるので、
フオント１の文字のストリングは正確に読取られ
る。切替文字はフオント１の固有ベクトルを使用
して認識され、その後にフオント２が選択され
る。次に残りの文字はフオント２の固有ベクトル
に使用して認識される。切替文字が必ずしもフオ
ント２の文字ではないことに注目されたい。唯一
の要件は、文字Ｓがフオント１の固有ベクトルと
共に含まれていることである。ストリングには１
以上の切替が含まれることがある。この切替は、
第１の認識可能な切替文字で発生する。別の切替
文字は、Ｓの固有ベクトルがフオント２の記憶装
置に含まれる場合に認識される。

動的フオント切替についてはその他多くのバリ
エーシヨンが可能であり容易に実行される。同一
ドキユメントでの２つ（またはそれ以上）の切替
は、Ｊ―Ｋフリツプフロツプをトグルすることに
よつて実行できる（第２図のＪとＫの入力を接
続）。この場合、切替文字が認識されるたびごと
に、フオントは切替えられる。これは切替文字の
固有ベクトルが両方のフオントに含まれているこ
とを想定する。異なる文字についての多重切替
は、もう１つの比較器を加え、等しいラインをＫ
入力に接続し、かつ記憶装置を構成することによ
つて実行できる。

第１図および第２図に示された実施例において
は、切替文字f² _S1がフオント１に含まれるので、
その切替文字f² _S1は、他の文字と同様に、ブロツ
ク２６からの固有ベクトルを使用して投影ブロツ
ク２８および決定アルゴリズムブロツク３０によ
り認識され、文字コードに変換される。このよう
にして得られた文字コードが、比較器４０により
切替文字用コードと比較されることによつて、認
識された文字が切替文字であるか否かが判別され
る。

そのため、切替文字の認識のために、複雑な構
造を有する投影ブロツク２８および決定アルゴリ
ズムブロツク３０と同様のブロツクを別個に設け
る必要がなく、ASCIIコードの比較を行なうため
の簡単な比較器４０を設けるだけでよい。したが
つて、装置全体の構造が簡易化され、小型化が図
られる。

要約すると、この発明による動的フオント切替
は、単一パスでの混合フオント・ドキユメントの
自動的読取り用の多方向にわたる方法および装置
を与える。フオントはドキユメントごとに異なつ
てもよく、あるいは同一ドキユメントについて異
なつてもよい。ドキユメントにおける唯一の要件
は、コード化データがドキユメントの下端縁から
ほぼ同一距離に位置決めされることおよび切替文
字（単数または複数）が利用できることである。

以上、特定の実施例に関して本発明を記述して
きた。この実施例は、この特許出願の出願時点で
発明者に知られている最良の発明実施形態を示し
ているが、種々の変更態様と追加が可能であり、
従つて上記説明は限定された意味で解釈してはな
らないと理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の好ましい実施例を使用し
たシステムのブロツク図である。第２図は、この
発明の好ましい実施例を詳しく示すブロツク図で
ある。第３図は、フオント１と呼ばれるフオント
の第１形式を使用したドキユメントの正面図であ
る。第４図は、フオント２と呼ばれるフオントの
第２形式を使用したドキユメントの正面図であ
る。第５図は、フオント１およびフオント２の両
者を使用したドキユメントの正面図である。