JPH03282791A - 文字認識方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、手書き文書等を光学的に読取る光学式文字読
取装置（Ｏｐｔｉｃａｌ　　Ｃｂｒａｃｔｅｒ　　Ｒｅ
ａｄｅｒ、以下、ＯＣＲという）等に用いられ、伝票等
に見られるような記入枠等の線形図形と文字とが描かれ
た入力媒体上で線形図形と文字とが互いに交わる部分が
ある場合においても、高速かつ操作性が良く、しかも高
精度で文字認識が可能な文字認識方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、この種の分野の技術としては、特開昭５５−１６
２１７６号公報（文献１）、特開昭５９１１９４８４号
公報（文献２）、特開昭６１−２５５４８３号公報（文
献３）等に記載されるものかあった。なお、以下では、
入力媒体上に描かれた文字、記号及び数字を「文字Ｊと
呼び、例えば、記入枠、アンダーライン、括弧、円、ハ
ツチング、及び網掛は等の文字の記入位置を示す線形図
形と区別する。

ＯＣＲ，では、］限票上に手書きされた文字をＭ’２ｐ
”ｆｊＡする場合、先ず、帳票上の文字を光電変換装置
により量子化された電気信号（ディジタル信号）である
２値画像に変換し、その２値画像から１文字分の矩形領
域の２値画像（以下、入力文字バタンという）を取出す
文字切出しを行い、さらに、切り出された入力文字パタ
ンについて認識処理を行っている。この文字切出しを容
易にするために、従来のＯＣＲでは、予め定められたフ
ォーマットで帳票にドロップアウトカラー（ＯＣＲの光
電変換部は検出しないが、人間には可視である色）の記
入枠を印刷しておき、記入者にはその記入枠内に入るよ
うに文字を記入させ、ＯＣＲは、前述のフォーマットに
従って文字切り出しを行っていた。

しかしながら、記入枠の印刷色にＯＣＲの機種ごとに規
定されたトラップアウトカラーを使用しなければならな
いので、帳票設計の自由度が狭くなり、その上、帳票の
設Ｊす及び製作コストが高くなるという問題があった。

また、複数の機種のＯＣＲで同時に使用できるような帳
票を設計しようとすると、記入枠の色が大幅１．こ限定
されてしまうという問題があった。

以上の理由から、記入枠の印刷色に対するＩＩＪ明除去
の要望が高かった。

ところが、記入枠の印刷にドロップアウトカラーを使用
しない場合、第２図（ａ＞、（ｂ）（ｃ）４こ示すよう
に、記入文字１が記入枠２に対して交差部分３のように
交差することがある。したがって、文字の部分から記入
枠を除去する処理が必要である。このような肥大枠除去
を考慮した文字認識方法として、上記の文献１、文献２
、文献３が提案されていた。

文献１に記載さｈか方法は、伝票等の線形図形と文字が
書かれた原稿の情報から、線形図形と文字とを抽出する
、あるいは文字のみを抽出することを目的とする。この
方法は、入力文字パタンを走査し、その黒ビットの連続
である黒ランを検出してこれを記憶部に残しておき、そ
の情報から当該線候補の太さと長さに関する条件を満た
す画像を線図形として抽出する。さらに、該線図形を消
去すると共に、該線図形と他の画像が交わっている部分
の画情報を得ようとするものである。

文献２に記載された方法は、記入枠を輪郭追跡して変位
が予め定められた閾値と比較し、輪郭位置を修正してい
くことにより、記入枠部分の輪郭を追跡抽出していくも
のである。記入枠を検出することにより、文字の部分と
記入枠部分とを分離することを目的とする。

文献３に記載された方法は、記入枠を含む１−文字分の
画像データから構成画素によって囲まれ全領域の抽出手
段、背景画素領域の抽出手段、及び記入枠に対応する画
素の検出手段を備え、前記画像データから検出された記
入枠に対応する画素を分離することにより、文字部分と
記入枠とを分離慶 するものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の文字認識方法では、次のような課
題があった。

上記文献１．及び文献３の方法では、入力媒体を何度も
走査なければならないので、処理時間がかかると共に、
中間情報をメモリに蓄える必要があり、そのためのハー
ドウェアが要求され、文字認識方法を実施するための装
置が大型化するという問題があった。

また、文献２の方法では、入力媒体について、複雑な処
理である輪郭追跡を行わなければならないので、処理時
間がかかると共に、実施用の装置が複雑になるという問
題があった。

本発明は、前記従来技術が侍っていた課題として、処理
時間がかかる点及び装置が大型化する点について解決し
た文字認識方法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記課題を解決するために、線形図形及び文字
が描かれた入力媒体を光電変換して２値画像を生成し、
その２値画像から該文字に対応した矩形領域の切出し処
理を行い、該矩形領域の２値画像を用いて前記文字の認
識を行う文字認識方法において、前記矩形領域の切出し
処理後、その矩形領域内における文字の背景部分に存在
する前記線形図形の特徴を抽出し、予め標準特徴メモリ
に格納された標準特徴に対して、前記線形図形の特徴に
基づき修正を施して修正標準特徴を生成すると共に、前
記矩形領域の２値画像の特徴を抽出し、前記矩形領域の
２値画像の特徴と修正標準特徴との照合を行うようにし
たものである。

さらに、前記線形図形の特徴を、前記線形図形の２次元
位置とし、前記標準特徴１．こ対する修正を、前記線形
図形の２次元位置で表す前記線形図形の特徴に基づき、
前記背景部分に存在する線形図形の特徴を付加して行う
ようにしてもよい。

（作用〉 本発明によれば、以上のように文字認識方法を構成した
ので、２値画像が入力されると、矩形領域の切出し処理
がなされ、その矩形領域内における文字の背景部分に存
在する線形図形の特徴を、例えば線形図形の２次元位置
として抽出する。その抽出結果に基づき標準特徴に対し
、例えば線形図形の２次元位置を表す前記背景部分に存
在する線形図形の特徴を付加するような修正を施して修
正標準特徴を生成する。と同時（、こ、矩形領域の特徴
を抽出して、その矩形領域の特徴と修正標準特徴の特徴
との照合を行えば、簡単かつ的確に文字の認識が行える
。

しながうて、前記課題を解決できるのである。

（実施例） 第１図は、本発明の実施例を示す文字認識方法を実施す
るための文字認識装置の構成ブロック図である。

この文字認識装置は、線形図形である記入枠及び文字が
描かれた所定形式の入力媒体（帳票等）からの光信号り
を入力するための入力端１０を有し、その入力端１０に
は、その光信号りを歎子化された電気信号（２値のディ
ジタル信号）に変換して２値画像Ｇを生成するＣＣＤセ
ンサ等の光電変換部１２が接続されている。光電変換１
１２の出力側には、２値画像Ｇから入力媒体上の１文字
に対応した矩形領域である入力文字バタンの切出し処理
をした後、その矩形領域内における文字の背景部分（、
こ存在する線形図形の特徴を抽出する前処理部１３が接
続されている。ここで、前処理部１３は、２値画像Ｇ中
の文字列１行分を格納するラインバッファと、そのライ
ンバッファから入力文字パタンを切出す切出し部と、切
出し部により切出しされた入力文字パタンを一時保持す
るバタンレジスタ（容量は、例えば６４Ｘ６４ビツト）
とを、備えている。

さらに、前処理部１３には、線形図形の特徴の抽出結果
に基づき、標準特徴メモリ１７ａに予め格納された標準
特徴に対して背景部分に存在する線形図形の特徴を付加
して修正標準特徴を生成する標準時微修正部１７と、入
力文字パタンから文字の認識に必要な特徴を抽出する特
徴抽出部１４とが接続されている。ここで、標準特徴メ
モリ１７ａは、ＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモリ
）等で構成され、数字を認識対象とした１０種類の標準
特徴が格納されている。

特徴抽出部１４の出力側には、その特徴抽出部１４から
抽出された入力文字パタンの特徴を格納するＲＡＭ等の
入力バタン特徴メモリ１５と、入力文字パタンの特徴と
修正標準特徴との照合を行って文字の識別を行う識別部
１６とが、接続されている。

ここで、特徴抽出部１４は、入力文字バタンの線幅を算
出する線幅計算部と、その入力文字パタンの文字線部（
黒画素の部分）に外接する文字枠を検出する文字枠検出
部と、入力文字パタンを格納するためのバタンレジスタ
と、各走査方向別のサブバタンを格納するサブバタンメ
モリとを備えている。バタンレジスタ及びサブバタンメ
モリ上にはＸ−Ｙ座標系を仮想的に設定している。

第３図は入力文字パタンの切出し処理を示す図、及び第
４図は切出された入力文字パタンの一例を示す図であり
、これらの図を参照しつつ、上記のように梼成される文
字認識装置を用いて実施される文字認識方法を説明する
。

例えば、第２図（ｂ）に示すような入力Ｗ：体の光信号
りが入力端１０より光電変換部１２に入力されると、そ
の光信号しは２値のディジタル信号に変換される。即ち
、文字線部は“１″とし、その文字線部以外の領域は○
′”とする２値画像Ｇが生成される。その後、前処理部
１３において、２値画像Ｇから入力文字バタンか次のよ
うにして切出される。

第３図において、ラインバッファ上１・こＸ軸及びＹ軸
を設定し、記入枠を表す直線をＸ＝ｘｐ、Ｘ＝ＸＣ１，
’ｙ’＝ｙｐ、ｙ＝ｙｑとする。なお、各直線は、左辺
、右辺、上辺、及び下辺をそ九ぞ九人している。

次６ミ記入枠のやや内側を走査して周辺分布を作成する
。走査範囲を表す座標として、Ｘｊ、＝ｘｐ＋ｅ、Ｘ２
＝ｘｑ−ｅ＋Ｙ１＝ｙｐ＋ｅ、Ｙ２ｙｑ−ｅを設定する
。本実施例では、ｅ＝５とする。そして、ラインバッフ
ァを垂直方向にｙｌ、１ ｙ２の区間について走査し、１ライン毎の黒ビットの和
より、周辺分布を得る。この周辺分布により文字の存在
するＸ軸方向の範囲ｘｓ、ｘｅを検出する。本実施例で
は、周辺分布が１以上の値を取る連続区間の長さを求め
、文字領域とする。また、ラインバッファを水平方向に
ｘｉ、ｘ２の区間について走査し、１ライン毎の黒ビッ
トの和より、周辺分布を得る。この周辺分布により文字
の存在するＹ軸方向の範囲ｙｓ、ｙｅを検出する。

さらに、前処理部１３は、ＸＳ、ｘｅ、ｙｓ。

ｙｅで定まる矩形領域を切出し、バタンレジスタに格納
する。その−例が第４図に示されている。

以上のような切出し処理の後、前記矩形領域に含まれる
記入枠があれば、標準特微修正部１７（、二対して、そ
の記入枠のバタンレジスタ上のアドレスを出力する。即
ち、第３図の例では、Ｘ＝ｘｑの右辺が前記文字領域に
含まれている。そこで、次式（１）に従ってｘｑを該記
入枠のバタンレジスタ上のアドレスに変換した値、ｘｑ
ｌを標準特微修正部１７へ出力する。

］２ ｘｑｌ＝ｘｑ−ｘｓ ・・・・・・（１） 特徴抽出部１４では、次のような処理を行う。

線１贋計算部において、入力文字バタンのバタンレジス
タへの格納と並行して、線幅ＷＬを算出する処理を行う
。線幅計算部は、例えば２×２の窓の全ての点が黒ビッ
トとなる状態の個数Ｑと、入力文字バタン中の全黒ビッ
トの個数とを計数し、従来周知の次式（２）にしたがっ
て線＠ＷＬを算出する。

ＷＬ＝Ａ／　（Ａ−Ｑ）　　　　　　　　・・・・・・
（２）この線幅Ｗｌ−に基づいて、サブバタンを抽出す
るために用いる閾値Ｌｔｈが次式（３）のように得られ
る。

Ｌ　ｔｈ＝　Ｎ・ＷＬ　　　　　　・・・・・・（３）
但し、Ｎ：サブバタン抽出時の主走査 　３ 方向毎に任意好適に設定さ れる定数 次に、ザブバタン抽出部はバタンレジスタの主走査方向
を、例えばＸ軸方向に垂直な方向（垂直方向）及び平行
な方向（水平方向）と、Ｘ軸から反時計方向４５°の方
向（右斜め方向）及び時計方向４５°の方向（左斜め方
向）とし、これら各方向毎に、バタンレジスタを走査し
て各方向別のサブパタンを抽出する。

例えば、垂直方向のサブパタンの抽出では５．バタンレ
ジスタの垂直方向の走査線上で連続する黒ビット（黒ラ
ン）を検出し、Ｌ≧Ｌｔｈとなる長さＬを有する黒ラン
を垂直方向のサブパタンの黒ビットとして抽出し、また
、バタンレジスタの走査線上の自ビット及びＬ≧Ｌｔｈ
を満足しない黒ランを垂直方向のサブパタンの白ビツト
部分として抽出する。

垂直方向のサブバタン抽出と同様にして、残りの他の方
向を主走査方向としたときのサブバタン４ の抽出も行う。抽出しな各サブバタンは各走査方向別に
サブバタンメモリへ格納される。

また、文字枠検出部は、バタンレジスタに格納し終えた
切出しバタンを走査して、従来周知の手法により、入力
文字バタンの文字の部分に外接する文字枠を検出する。

次に、特徴抽出部１４は、入力文字パタンの黒ビット・
部分に外接する文字枠に対応するサブバタンメモリ上の
領域をＮＸＭ個（例えばＮ＝Ｍ＝４）の分割領域に区分
し、線＠ＷＬと分割領域内の黒画素総個数ｂ　（ｉ、ｊ
、ｋ）とに基づいて各分割領域毎に分割領域内のサブパ
タンの文字ｆｉ景を表す特徴量Ｆ　（ｉ、、３．ｋ）を
抽出する。但し、ｊｌ、２．・・・・・・、　Ｍ、　Ｊ
＝１．２．曲・・、Ｎ、及びに＝１．２，３．４であり
、Ｉ〕（ｊ、　、ｊ、　Ｊ＜）及び丁（ｉ、ｊ、Ｊ＜）
は、第ｊ行第ｊ列の分割領域の黒画素総個数および特徴
量を表して、ｋ−１゜２．３．４のとき、水平、垂直、
左斜め及び右斜め方向のサブパタンの分割領域の特徴量
であることを表す。

５ 特徴量Ｆ（ｉ 定義される。

Ｊ。

ｋ）は次式（４）によって Ｆ　（ｉ、ｊ、１）−ｂ　（ｉ、ｊ、Ｌ　　／ＷＬＦ　
（ｉ、、ｊ、２＞−ｂ　（ｉ、ｊ、２　　／ｗｌ＝Ｆ　
　（ｉ、　　ｊ、　　３）＝ｂ　　（ｉ、　　ｊ、　　
３　　　／ＷＬＦ　（ｉ、ｊ、４＞＝ｂ　（ｉ、ｊ、４
　　／ＷＬ・・・・・・（４） そして、特徴抽出部１４は、認識対象の文字の大きさ例
えば、文字枠の高さ（文字列方向と直交する方向におけ
る文字枠の幅）ＹＷあるいは横幅（文字列方向に沿う方
向における文字枠の幅）ＸＷで各特＠量を正規化し、正
規化した特＠量からなるｍ次元（例えばｍ＝ＮＸＭＸ４
＝６４＞の特徴マトリックスを得る。特徴量Ｆ　（ｉ、
ｊ、ｋ）を正規化して得た特＠量ｆ　（ｉ、ｊ、ｋ）を
次式１式％ （５） 但し、Ｋ１．定数（本実施例では１００とする）以上の
ように、ｍ次元の特徴マトリクスを得る。

特徴抽出部１４は、以上のような処理を行って、入力文
字パタンから抽出した特徴を入力バタン特徴メモリ１５
に格納する。

標準特徴修止部１７は、標準特徴メモリ１７ａに格納さ
れた標準特徴を読み出し、前処理部１３より受は取った
記入枠座標位置に従って、該標準特徴に記入枠に相当す
る特徴を付加する処理を行つ。

第４図に示す例では、入力文字バタン上のＸｘｑｌに記
入枠右辺が存在する。まず、標準特徴修止部１７は、（
６）式を適用して、該記入枠右辺が含まれる特徴の要素
番号を求める。

ＸＱ＝　（ｘｑｌ　・Ｎ／ｘｗ＞＋１　　”−（６＞さ
らに、この要素番号の要素に当該記入枠右辺直線に相当
する特徴値が与えられた特徴を、入力文字パタンの特徴
に加算して修正する。その修正の一例が第５図（ａ）・
〜（ｃ＞ｌこ示されている。

第５図（ａ＞は数字［２Ｊの標準特徴の一例を示してい
る。水平、垂直、左斜め、及び右斜めのそれぞれ４×４
分割の特徴マトリクスである。同図（ｂ）は当該記入枠
右辺に相当する特徴の一例を示している。記入枠右辺は
垂直線なので、垂直特徴マトリクスのＸＱ＝４、即ち左
から４番目の縦列に、記入枠の直線に相当する要素値を
与える。

また、同図（Ｃ）は、同図（ａ）に示す特徴と同図（ｂ
）に示す特徴とを加算した修正標準特徴を示している。

本実施例では、用意されている１０種類の標準特徴１．
二ついて同様の処理を行う。

以上、入力文字パタンに記入枠が含まれる場合について
説明したが、左辺、上辺、及び下辺が含まれる場合の分
割領域番号は、それぞれ次式（７）％式％ （７ （８） （１ ） （９） 】 本実施例では、記入枠に相当する特徴マトリクスは、予
め捩準特微修正部Ｊ７に用意されている。

記入枠右辺または左辺に相当する特徴マトリクスは、第
５図（ｂ＞に示すようにＸＱまたはＸＰの縦列に記入枠
の垂直線に相当する要素値が与えられる。記入枠」二辺
または下辺に相当する特徴マトリクスは、ＹＰまたはＹ
Ｑの横列に記入枠の水平線に相当する要素値が与えられ
る。

識別部１６は、入力バタン特徴メモリ１５に格納された
特徴イＳと修正標準時＠ｇｓとの間に次式（１０）を適
用して距離りを計算する。全ての標準パタンについて距
離を計算し、最も距離の小さな標準パタンの標準特徴に
対応する文字名を出力端１１．へ出力する。

０ 徴抽出部１−４以降の処理を詳細に説明する。

まず、入力文字パタンは、前処理部１３から特徴抽出部
１４へ送出される。特徴抽出部１４は、特徴抽出を行い
入力バタン特徴メモリ１５に当該入力文字パタンの特徴
を格納する（ステップ５０５１）。続いてｊを０に初期
化する（ステップ５２）。１番目の標準特徴を標準特徴
メモリ１７ａから読み出し、その標準特徴を標準特微修
正部１７おいて修正して修正標準特徴を生成する。さら
に、修正標準特徴を識別部１６へ送出する。（ステップ
５３）。

識別部１６は、入力バタン特徴メモリ１５に格納された
特徴と修正標準特徴との距離を、上記（１０）式を適用
して計算し、その結果を保持する（ステップ５４）。続
いて、ステップ５３．５４の処理を全ての標準特徴につ
いて行ったか否かを判断する（ステップ５５）。ノーで
あれば、ｉを１−増した後（ステップ５６）、ステップ
５３を実行する。本実施例では、標準特徴が１０種類あ
るので、ステップ５５では、ｊが１０か否かを判断する
。全標準特徴について、ステップ５３．５４の判断が終
了した後、識別部１６に保持された距離のうち最も小さ
い標準特徴に対応する文字名を出力端１１へ出力する（
ステップ５７．５８＞。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。

（イ）上記実施例では、線形図形として記入枠のみを用
いたが、これに限定されず、アンダーライン、括弧、円
、ハツチング、及び網掛は等の文字の記入位置を示す線
形図形にも適用できる。即ち、これらの記号が入力文字
パタンに含まれる場合は、その記号の位置や形状を表す
特徴を抽出し、抽出された特徴に基づいて、標準特徴に
対して該記号に相当する特徴を加算する処理を上記実施
例と同様に行えばよい。

（ロ）上記実施例のラインバッファは、文字列１行分の
デジタル信号を格納するようにしたが、格納容量はこれ
に限定されない。

（ハ）ト記実施例（、こおいて、周辺分布を作成する際
の走査範囲を表す座標として、Ｘｌ−ｘｐ＋ｅ、Ｘ２＝
ｘｑ−ｅ、Ｙ１＝ｙｐ＋ｅ、Ｙ２＝ｙｑｅを設定し、そ
の際、ｅ＝５としノとが、本発明の趣旨に沿っていれば
゛、ｅ二５に限定されない。

（ニ）上記実施例では、周辺分布が１以上の値を収る連
続区間の長さを求めて文字領域としたが、本発明の趣旨
に沿っていれば、周辺分布の値は１以上でなくともよい
。

（ホ）上記実施例では、第３図に示すように、Ｘｘｑの
記入枠の右辺が文字の領域に含まれている。そこで、上
記の（１）式に従ってｘｑを記入枠のパタンレジスタ上
のアドレスに変換した値、ｘｑｌを標準特徴修止部Ｊ−
７へ出力するようにしたが、記入枠が左辺、上辺、また
は下辺に含まれている場合についても同様の処理をする
。

（へ）上記実施例は数字を認識対象としたが、これに限
定されず、例えば、漢字等の他の文字を認識対象として
もよい。

（ト）上記実施例では、特徴抽出部１４に入力文字パタ
ンの線幅を算出する線幅計算部を設けたが、３ 入力文字パタンの′ａ、幅をあらかしめ予測できる場合
には、線幅計算部を省略していもよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、矩形領域
内における文字の背景部分に存在する前記線形図形の特
徴を抽出し、線形図形の特徴の抽出結果に基づき標準特
徴に対して修正を施して修正標準特徴を生成すると共に
、前記矩形領域の２値画像の特徴を抽出し、該矩形領域
の２値画像の特徴と修正標準特徴との照合を行うように
したので、従来のように、文字に対応した矩形領域から
記入枠等の線形図形を除去するというような複雑な処理
を行わずに文字の認識を行うことができ、■処理の簡単
化、■高速化、■小形化、■認識精度の向上等の効果が
期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す文字認識装置の構成ブロ
ック図、第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は記入枠中の文
字記人例を示す図、第３図は入力文字パタンの切出し処
理を示す図、第４図は切出４ されな入力文字パタンの一例を示す図、第５図は特徴の
修正例を示す図、第６図は特徴抽出部以降の処理を示す
動作フローチャートである。 １−２・・・・・・光電変換部、１３・・・・・・前処
理部、１４・・特徴抽出部、１．５・・・・・・入力バ
タン特徴メモリ、１６・・・・・・認識部、１７・・・
・・・標準特徴修止部、１７計・・・・・標準特徴メモ
リ、Ｇ・・・・・・２値画像。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、線形図形及び文字が描かれた入力媒体を光電変換し
   て２値画像を生成し、その２値画像から該文字に対応し
   た矩形領域の切出し処理を行い、該矩形領域の２値画像
   を用いて前記文字の認識を行う文字認識方法において、 前記矩形領域の切出し処理後、その矩形領域内における
   文字の背景部分に存在する前記線形図形の特徴を抽出し
   、 予め標準特徴メモリに格納された標準特徴に対して、前
   記線形図形の特徴に基づき修正を施して修正標準特徴を
   生成すると共に、前記矩形領域の２値画像の特徴を抽出
   し、 前記矩形領域の２値画像の特徴と修正標準特徴との照合
   を行うことを特徴とする文字認識方法。 ２、請求項１記載の文字認識方法において、前記線形図
   形の特徴を、 前記線形図形の２次元位置とした文字認識方法。 ３、請求項１及び２記載の文字認識方法において、前記
   標準特徴に対する修正を、 前記線形図形の２次元位置で表す前記線形図形の特徴に
   基づき、前記背景部分に存在する線形図形の特徴を付加
   して行うようにした文字認識方法。