JPH05290221A

JPH05290221A - オンライン手書文字認識装置

Info

Publication number: JPH05290221A
Application number: JP4095571A
Authority: JP
Inventors: Toshio Suzuki; 敏雄鈴木
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1992-04-15
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1993-11-05
Also published as: US5481625A

Abstract

(57)【要約】【目的】入力パターンの変形に対して強いとともに、
辞書の容量を低減することができるオンライン手書文字
認識装置を提供する。【構成】筆跡をＸ軸方向並びに前記Ｘ軸方向と交差す
るＹ軸方向とに分離し、Ｘ軸及びＹ軸方向入力ストロー
クを抽出するストローク抽出手段と、抽出したＸ軸及び
Ｙ軸方向入力ストロークを１または複数の記号からなる
Ｘ軸及びＹ軸方向記号列にそれそれ変換し出力する記号
化手段と、基本文字に対応するＸ軸及びＹ軸方向基本記
号列を予め記憶する第１記憶手段と、記号間の相関係数
を予め記憶する第２記憶手段と、Ｘ軸、Ｙ軸方向記号列
を構成する各記号とＸ軸、Ｙ軸方向基本記号列を構成す
る各記号との間の相関係数を第１記憶手段及び第２記憶
手段を参照してそれぞれ求め、当該入力ストロークと基
本ストロークとのＸ軸方向およびＹ軸方向のマッチング
度を求めるマッチング度判別手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、手書文字認識装置に係
り、特にオンラインで入力された手書文字を認識するオ
ンライン手書文字認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２４に一般的なオンライン手書文字認
識装置の概要処理ブロックを示す。まずオンライン手書
き文字認識装置に、タブレットなどの入力装置で文字を
入力すると（ステップＳ１００）、ノイズ除去などの前
処理をおこなって（ステップＳ１０１）、入力パターン
を抽出し易くする。前処理が行われた入力文字は、当該
文字を構成する入力基本パターンを抽出し、各入力基本
パターンごとに特徴抽出を行う（ステップＳ１０２）。
また、必要に応じ、この後に後処理を行う。次に、文字
レベルでの構造解析を行い、文字を特定し（ステップＳ
１０３）、ディスプレイ、プリンタ等の出力装置により
出力する（ステップＳ１０４）。

【０００３】オンライン手書文字認識装置における文字
認識の方法としては、パターンマッチング法や動的計画
法（Dynamic Programing法：以下、ＤＰという。）を用
いたＤＰマッチング法（以下、ＤＰ法という。）が用い
られている。パターンマッチング法パターンマッチング法は、パターン識別でも最も原理的
なもので、ある２つのパターン（入力パターンおよび基
本パターン）をそのまま直接比較するものであり、より
詳細には最短距離識別法、類似度法等がある。

【０００４】図２５（ｂ）および図２５（ｃ）にパター
ンマッチング法の最短距離識別法に用いられる入力パタ
ーンａ及び基本パターンｓの例を示す。これらを用い、
次式で表されるマッチング度ｇ^(a,s)を求める。

【０００５】

【数１】

【０００６】ここで、Ｘａｉは入力パターンの画素デー
タ、Ｘｓｉは基本パターンの画素データである。求めた
マッチング度ｇ^(a,s)の値が最小となる基本パターンが
求める基本パターンである。ＤＰ法ＤＰ法は、入力パターンを部分にわけて、それぞれに含
まれるパターンを記号化し、その記号列を識別オートマ
トン理論等を用いて基本パターンを求めるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記パターンマッチン
グ法によれば、入力パターンの変形に弱いため、その変
形を補正するための前処理および後処理が必要になると
いう問題点があった。また、通常比較用の辞書に格納さ
れる基本パターンは、一般に画素で構成されているた
め、辞書の容量は、少なくとも縦の画素数Ｐ_l×横の画素数Ｐ_c×基本パターン数が必要となり（図２５（ａ）参照）、辞書サイズが大き
くなってしまうという問題点があった。

【０００８】また、ＤＰ法によれば、入力パターンの変
形に対しては強くはなるが、演算時間がかかるという問
題点があった。そこで、本発明の目的は、入力パターン
の変形に対して強いとともに、辞書の容量を低減するこ
とができるオンライン手書文字認識装置を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、入力手段を介して手書き入力された文字
の筆跡を検出し、前記筆跡の特徴を抽出して入力文字を
認識するオンライン手書文字認識装置において、前記筆
跡をＸ軸方向並びに前記Ｘ軸方向と交差するＹ軸方向と
に分離し、それぞれの筆跡からＸ軸方向入力ストローク
及びＹ軸方向入力ストロークを抽出するストローク抽出
手段と、前記抽出されたＸ軸方向入力ストロークおよび
Ｙ軸方向入力ストロークを１または複数の記号からなる
Ｘ軸方向記号列およびＹ軸方向記号列に変換して出力す
る記号化手段と、基本文字を構成するＸ軸方向基本スト
ロークおよびＹ軸方向基本ストロークに対応する１また
は複数の記号からなるＸ軸方向基本記号列およびＹ軸方
向基本記号列を予め記憶する第１記憶手段と、前記記号
間の相関係数を予め記憶する第２記憶手段と、前記Ｘ軸
方向記号列を構成する各記号と前記Ｘ軸方向基本記号列
を構成する各記号並びに前記Ｙ軸方向記号列を構成する
各記号と前記Ｙ軸方向基本記号列を構成する各記号との
間の相関係数を前記第１記憶手段および前記第２記憶手
段を参照することにより求め、当該入力ストロークと基
本ストロークとのＸ軸方向およびＹ軸方向それぞれのマ
ッチング度を求めるマッチング度判別手段と、を備えて
構成する。

【００１０】

【作用】本発明によれば、ストローク抽出手段は、タブ
レットなどの入力手段を介して入力された手書文字の筆
跡（連続する−筆跡を−入力ストロークとする）をＸ軸
方向並びにＸ軸方向と交差するＹ軸方向とに分離し、そ
れぞれの筆跡からＸ軸方向入力ストローク及びＹ軸方向
入力ストロークを抽出し、記号化手段に出力する。記号
化手段は、抽出されたＸ軸方向入力ストロークおよびＹ
軸方向入力ストロークを１または複数の記号からなるＸ
軸方向記号列およびＹ軸方向記号列に変換してマッチン
グ度判別手段に出力する。

【００１１】また、第１記憶手段は、基本文字を構成す
るＸ軸方向基本ストロークおよびＹ軸方向基本ストロー
クに対応する１または複数の記号からなるＸ軸方向基本
記号列およびＹ軸方向基本記号列を予め記憶し、第２記
憶手段は、前記記号間の相関係数を予め記憶する。

【００１２】一方、記号化手段からＸ軸方向記号列およ
びＹ軸方向記号列が入力されたマッチング度判別手段
は、Ｘ軸方向記号列を構成する各記号と前記Ｘ軸方向基
本記号列を構成する各記号並びに前記Ｙ軸方向記号列を
構成する各記号と前記Ｙ軸方向基本記号列を構成する各
記号との間の相関係数を前記第１記憶手段および前記第
２記憶手段を参照することにより求め、当該入力ストロ
ークと基本ストロークとのＸ軸方向及びＹ軸方向それぞ
れのマッチング度を求める。

【００１３】これによりマッチング度の高い基本ストロ
ーク及び基本ストローク群によって、入力文字の各入力
ストロークを特定し記述する。

【００１４】

【実施例】次に、図１乃至図２３を参照して本発明の実
施例を説明する。Ｉ．原理説明まず、具体例の説明に先立ち、本発明の実施例の原理に
ついて図１乃至図１２を参照して説明する。

【００１５】まず始めに図１乃至図６を参照して入力ス
トロークの検出と記号化について説明する。図１にタブ
レットに直線を引いたときに検出される検出パターンの
一例を示す。図１において、各検出パターンで表される
各直線をベクトルＶ₁〜Ｖ₇とし、タブレットの最小の
検出単位を□で示すものとする。

【００１６】この場合において、以下の条件１）〜４）
で各ベクトルＶ₁〜Ｖ₇を記述するものとする。１）横軸をＸ軸、縦軸をＹ軸とする。

【００１７】２）入力用ペン、指等のタブレット上の検
出位置がＸ軸方向へ連続して移動（Ｘ座標が変化）する
ことにより検出された検出単位数が連続して４個以上の
場合を記号“ｒ”で示し、検出単位数が連続して２〜３
個の場合を記号“ｑ”で示し、検出単位数が１個の場合
を記号“ｐ”で示す。

【００１８】３）入力用ペン、指等のタブレット上の検
出位置がＹ軸方向へ連続して移動（Ｙ座標が変化）する
ことにより検出された検出単位数が連続して４個以上の
場合を記号“ｕ”で示し、検出単位数が連続して２〜３
個の場合を記号“ｖ”で示し、検出単位数が１個の場合
を記号“ｗ”で示す。

【００１９】４）Ｘ軸方向またはＹ軸方向のいずれか一
方の検出位置が変動せず、他方の軸方向への検出位置が
連続して変動することにより検出された検出単位数が連
続して４個以上の場合を記号“Ｓ”で示し、連続して２
〜３個の場合を記号“ｓ”で示し、１個の場合を記号
“ｔ”で示す。

【００２０】なお、以下の説明において、［記号列］n
の表示は、記号列がｎ個繰り返されることを意味するも
のとする。より具体的には、例えば、［ｒｔ］3 は、ｒｔｒｔｒｔを意味するものとする。

【００２１】以上の条件より、ベクトルＶ₁、Ｖ₄、Ｖ
₇は、以下のように容易に記述できる。Ｖ₁：Ｘ方向：ｒＹ方向：ＳＶ₄：Ｘ方向：ｒＹ方向：ｕＶ₇：Ｘ方向：ＳＹ方向：ｕまた、ベクトルＶ₂、Ｖ₃、Ｖ₅、Ｖ₆については、そ
れぞれ、Ｖ₂：Ｘ方向：［ｒｔ］7 ｐＹ方向：［Ｓｗ］6 ［ｓｗ］4 ［Ｓｗ］2 ｔＶ₃：Ｘ方向：ｒＹ方向：ｓ［ｗｔ］23 Ｖ₅：Ｘ方向：ｓ［ｐｔ］23 Ｙ方向：ｕＶ₆：Ｘ方向：［Ｓｐ］6 ［ｓｐ］4 ［Ｓｐ］2 ｔＹ方向：［ｕｔ］7 ｗとなる。

【００２２】上述した４つのベクトルＶ₂、Ｖ₃、
Ｖ₅、Ｖ₆のうち、ベクトルＶ₂及びＶ ₆並びにベクト
ルＶ₃及びＶ₅はそれぞれＸ方向とＹ方向を入れ替えれ
ば、同様の変動が検出されている。そこで、以下ではベ
クトルＶ₂及びＶ₃を中心として、記号列の簡略化につ
いて説明する。

【００２３】ｉ）ベクトルＶ₂の場合ベクトルＶ₂の場合、Ｘ方向は最後の記号ｐを除けば、
記号列ｒｔが７個連続している。そこで、記号ｔに着目
して、前後の記号に基づいて再グループ化を行う。

【００２４】この場合の記号ｔの前後はすべて記号ｒで
あるから、記号ｔを記号ｗとみなし、さらに記号列ｒｗ
を記号ｒとみなすと、ベクトルのＶ₂のＸ方向は、Ｘ方向：ｒ［ｒ］6 ｐと表すことができる。さらに、入力ストロークの最初の
部分および最後の部分は、当該入力ストロークの特徴を
表すことにおいては、本質的なものでは無いので、これ
らを省略すると、最終的には、Ｘ方向：ｒと表せることとなる。

【００２５】また、Ｙ方向についても記号ｗを記号ｔと
みなして簡略化を行うと、最終的には、Ｙ方向：Ｓと表せる。この場合において、記号Ｓの意味するところ
は、記号ｖよりもさらに穏やかな上方への移動となる。

【００２６】同様にしてベクトルＶ₆のＸ方向およびＹ
方向の記号列の簡略化を行い、ベクトルＶ₂およびＶ₆
の最終的な記述を示すと、Ｖ₂：Ｘ方向：ｒＹ方向：ＳＶ₆：Ｘ方向：ＳＹ方向：ｕとなる。

【００２７】ｉｉ）ベクトルＶ₃の場合ベクトルＶ₃の場合、Ｘ方向は記号列の簡略化が必要で
はない（すでに１つの記号で表されている。）と考えら
れるので、Ｙ方向についてのみ記号列の簡略化を行う。

【００２８】Ｙ方向は、最初の記号ｓを除くと記号列ｗ
ｔが２３個連続しているので、ベクトルＶ₂と同様に記
号ｔに着目して、前後の記号に基づいて再グループ化を
行う。この場合、記号ｔの前後の記号はすべて記号ｗで
あるから記号ｔを記号ｗとみなし、記号列ｗｗを記号ｖ
とみなすと、ベクトルＶ₃のＹ方向は、Ｙ方向：ｓ［ｖ］21ｖｗｔとあらわすことができる。さらに、入力ストロークの最
初の部分および最後の部分は、当該入力ストロークの特
徴を表すことにおいては、本質的なものでは無いので、
これらを省略すると、最終的には、Ｙ方向：ｖと表せることとなる。この場合において、この記号ｖの
意味するところは、緩やかな上方への移動を示すことと
なる。

【００２９】同様にしてベクトルＶ₅のＸ方向の記号列
を簡略化すると、Ｘ方向：ｑと表せることとなる。

【００３０】したがって、ベクトルＶ₃およびＶ₅の最
終的な記述は、Ｖ₃：Ｘ方向：ｒＹ方向：ｖＶ₅：Ｘ方向：ｑＹ方向：ｕとなる。

【００３１】ここで、ベクトルＶ₁とベクトルＶ₂並び
にベクトルＶ₇とベクトルＶ₆がそれぞれ同じ記述
（ｒ、Ｓ）、（Ｓ、ｕ）で表わされているが、実際にタ
ブレットに入力された直線は図１からも明らかな様に異
なっている。このことは各記述（ｒ、Ｓ）、（Ｓ、ｕ）
はある範囲内に含まれるベクトルを表わしていることを
意味する。すなわちベクトルＶ₃、Ｖ₄、Ｖ₅の記述
（ｒ、ｖ）、（ｒ、ｕ）、（ｇ、ｕ）も同様にベクトル
Ｖ₃、Ｖ₄、Ｖ₅を特定するものではなく図２に斜線で
示すようにベクトルＶ₃、Ｖ₄、Ｖ₅を中心とするある
領域内のベクトルを表わすものとなっている。この領域
が広ければ２つの異なる領域は交差すること、例えば記
述（ｒ、ｖ）、（ｒ、ｕ）は交差することがあり、逆に
狭ければ遷移領域が発生する。各記述（＝記号列）がカ
バーする領域を特定することは様々な状態がある為困難
であり意味がない。そこで、記号間に実験的に求めた相
関係数を用いることにする。これにより、前述の記述
（ｒ、ｖ）、（ｒ、ｕ）を調べると（例えば、記号ｖと
ｕの間の相関係数０．８とし、記号ｒとｒの間の相関係
数は１とする）、ベクトルＶ₄＝（ｒ、ｕ）と入力スト
ローク＝（ｒ、ｖ）は相関係数（１、０．８）を持ち、
ベクトルＶ₄＝（ｒ、ｕ）と入力ストローク＝（ｒ、
ｕ）は相関係数（１、１）を持つから、入力ストローク
＝（ｒ、ｕ）はベクトルＶ₄と同じであり、入力ストロ
ーク＝（ｒ、ｖ）はベクトルＶ₄に近いといった意味を
持たすことができる。

【００３２】ところで、手書き文字の場合入力ストロー
クから得られる特微には冗長度があり、ベクトルＶ₄と
ベクトルＶ₅が確実に異なる訳ではない。そこで前述の
様な記号間に相関係数を持つ記号及び記号列を用いて基
本ストローク及び入力ストロークを記述して、基本スト
ロークの記述である記号列と入力ストロークの記述であ
る記号列とのマッチング度を調べる。その結果、この方
法は、入力ストロークの変形に対して強いマッチング方
法となる。

【００３３】以上の説明のように、本実施例の記号化方
法によれば、検出位置（中心点）の移動方向を表す記号
および当該同一の記号が連続して専有する範囲に基づい
て、記号列のグループ化を行い、さらに得られたグルー
プ間の関係を調べることにより再グループ化を行ってな
るべく少ない記号列で、入力ストロークを記述すること
が可能となっている。

【００３４】また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向で別々に記
号化しているため、入力ストロークのサンプリング間隔
を厳密に設定する必要がなく、容易に最小の記号列で入
力ストロークを記述することが可能となる。

【００３５】ここで、記号再定義のより一般的な概念に
ついて図３乃至図６を参照して説明する。図３に示すよ
うに検出位置（中心点）が移動したとすると、移動に伴
う２点間のＸ方向の差分Δｘ_iおよびＹ方向の差分Δｙ
_iは、 Δｘ_i＝ｘ_i+1−ｘ_i Δｙ_i＝ｙ_i+1−ｙ_i として求められる。

【００３６】次に、求めた差分Δｘ_i、Δｙ_iをそれぞ
れ符号が反転するか、零になるまで加算して、それぞれ
総和｜ｄｘ｜、｜ｄｙ｜を求める。例えば、Δｘ₀＝
３、Δｘ₁＝２、Δｘ₂＝−１とすると、｜ｄｘ｜＝３＋２＝５であり、Δｙ₀＝−２、Δｙ₁＝−１、Δｙ₂＝−３と
すると、｜ｄｙ｜＝１−２＋（−１）＝３である。

【００３７】なお、差分Δｘ_i＝０が連続する場合に
は、その間については差分Δｙ_iを順次加算し、逆に差
分Δｙ_i＝０が連続する場合には、その間は差分Δｘ_i
を順次加算する。

【００３８】このようにして求めた総和｜ｄｘ｜、｜ｄ
ｙ｜の値からグループを次の３つに分類する。ｉ）ｇｌグループＮ：符号（−） α≦｜ｄｘ｜、｜ｄｙ｜Ｐ：符号（＋）Ｚ：０ｉｉ）ｇｍグループＭ：符号（−）Ｏ：符号（＋）Ｙ：０１≦｜ｄｘ｜、｜ｄｙ｜＜α ｉｉｉ）ｇｓグループＬ：符号（−）Ｑ：符号（＋）Ｘ：０｜ｄｘ｜、｜ｄｙ｜＝１この場合において、しきい値αは実験的に求めたもので
ある。上記、図１の説明においては、α＝４を用いてい
る。図４および図５にｇｌグループおよびｇｍグルー
プについての再グループ化ルールの一例を示す。この場
合において、長方形の枠（図中、□。）で囲まれた記号
は着目すべき調査記号を示し、空きスペースは記号列の
終端を示すとともに調査記号が空きスペースの前にある
場合は記号列の始端を示し、記号列の上のバー（図中、
￣。）はバーの下に記載された記号以外の場合を示して
いる。この再グループ化は、ｇｍグループおよびｇｓグ
ループについて行い、最終的な記号列はｇｌグループお
よびｇｍグループのみに属するようにする。

【００３９】再グループ化のルールは、例えば、図５の
最上段の場合を説明すると、前後がＺであり、調査記号
がＯ以外の場合には、そのＯ以外の記号をＺに変更する
ということを示している。他の記号Ｑ、Ｘについてもほ
ぼ同様なルールで変更を行っている。

【００４０】以上の処理をまとめると、記号再定義の処
理は図６に示すように、まず、移動方向および専有領域
によるグループ化を行って（ステップＳ１）、３つのグ
ループｇｌ、ｇｍ、ｇｓに分類する。これにより、入力
ストロークは全て３つのグループｇｌ、ｇｍ、ｇｓに属
する記号列で記述される。

【００４１】次に、グループｇｍ、ｇｓを前後のグルー
プにより再定義し（ステップＳ２）、２つのグループｇ
ｌ、ｇｍに属する記号列で記述する。以上の説明のよう
に、より少ない記号列で入力ストロークを記述すること
が可能となる。

【００４２】次に、図７乃至図９を参照してストローク
判定に関する処理を説明する。この場合において、基本
ストロークの呼び出し条件として次の３条件を用いる。

【００４３】条件Ｉ：移動方向が反転しないもの。
（分類Ｉとする。具体例は図９参照。）条件ＩＩ：移動方向は反転するが交差する点はないも
の。

【００４４】（分類ＩＩとする。具体例は図９参照。）条件ＩＩＩ：移動方向が反転し、かつ、交差する点があ
るもの。（分類ＩＩＩとする。具体例は図９参照。）まず、上記３条件のいずれかを満たす特徴を入力ストロ
ークから抽出する（ステップＳ１０）。

【００４５】次に、候補となる基本ストローク群をｋ個
呼び出す（ステップＳ１１）。より具体的には、図８に
示すように抽出した特徴が条件Ｉを満たすか否かを判別
し（ステップＳ１５）、条件Ｉを満たす場合には分類Ｉ
の基本ストロークをｋ＝ｋ_I個呼び出す（ステップＳ１
９）。

【００４６】抽出した特徴が条件Ｉを満たさない場合に
は、条件ＩＩを満たすか否かを判別し（ステップＳ１
６）、条件ＩＩを満たす場合には分類ＩＩの基本ストロ
ークをｋ＝ｋ_II個呼び出す（ステップＳ１８）。

【００４７】さらに抽出した特徴が条件ＩＩを満たさな
い場合には、分類ＩＩＩの基本ストロークをｋ＝ｋ_III
個呼び出す（ステップＳ１７）。続いて、呼び出したｋ
個の基本ストロークと入力ストロークとのマッチング計
算を行い（ステップＳ１２：詳細は後述する。）、マッ
チング度の高い順に基本ストローク番号を予め定めたｌ
個だけ登録する（ステップＳ１３）。

【００４８】次に、図１０乃至図１２を参照して、基本
ストロークと入力ストロークとの間のマッチング度計算
処理について説明する。本実施例においては、ある２つ
の記号で示される２つのストローク間には、１つの相関
係数があらかじめ設定されている。この相関係数の値は
２つのストロークのマッチング度に対応しており、両者
が同一の場合が一番大きな値を有している。そして、入
力ストロークを構成する記号列とあらかじめデータベー
スとして保持している基本ストロークを構成する記号列
との間の相関係数を求め、より両者の相関係数の平均値
が大きいものをマッチング度が高いものとして扱ってい
る。

【００４９】マッチング度計算処理においては、まず、
初期設定を行う（ステップＳ２０〜Ｓ２３）。ここで、Ｎ：入力ストローク記号列の記号数Ｍ：基本ストローク記号列の記号数ｎｅｘｔ＿ｎ、ｍ、ｎ：ループ用変数ｆｎｚ：相関係数が零であるか否かを示すフラグｆ₁：相関係数が１であるか否かを示すフラグである。なお、以下の説明においては、Ｘ軸方向及びＹ
軸方向の双方とも同じ処理を行うことから、Ｘ軸方向の
処理でＮ≧Ｍの場合について説明する。

【００５０】ステップＳ２４の処理においては、演算処
理高速化の為必要最低限の入力ストローク記号別と基本
ストローク記号別の相関係数を求める処理を行う（ステ
ップＳ２４１）。

【００５１】次に、変数ｆｎｚが零か否かを判別する
（ステップＳ２４２）。変数ｆｎｚが零である場合に
は、ループ用変数ｎｅｘｔ＿ｎに１を加え、変数ｆｎｚ
及び変数ｆ₁を零にする（ステップＳ２４３）。

【００５２】変数ｆｎｚが零では無い場合には、変数ｆ
ｎｚ及び変数ｆ₁を零にする（ステップＳ２４５）。ス
テップＳ２４１の処理においては、まず入力ストローク
を構成する１つの記号ＳＳｘｊおよび基本ストロークを
構成する１つの記号ＢＳｘｊを変数として、記号間の相
関係数を求める関数ｍａｔｃｈを用いて求め、その結果
を配列変数ｍｄ（ｉ、ｊ）に格納する（ステップＳ２
５）次に、求めた両記号間の相関係数の値を判別し（ステッ
プＳ２６、２７）、求めた両記号間の相関係数の値が０
である場合の処理（ステップＳ２８〜Ｓ３０）、求めた
相関係数の値が１である場合の処理（ステップＳ３２〜
Ｓ３５）および求めた相関係数の値が０より大きく１よ
り小さい場合の処理（ステップＳ３６〜Ｓ３７）を行
う。

【００５３】このようにして求めた相関係数の一覧を図
１２に示す。以下の説明においては、説明の簡略化のた
め図１２（ａ）を中心に説明する。図１２（ａ）は基本
ストローク番号５７のＸ軸方向の相関係数の一覧であ
り、横方向の記号列（ｍ、ｎ、ｍ、ｙ、ｏ、ｐ、ｏ、
ｙ、ｍ）は入力ストロークの記号列を示し、縦方向の記
号列（ｍ、ｎ、ｙ、ｐ、ｙ）は基本ストロークの記号列
を示す。この場合において、各記号ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、
ｙ、ｚはそれぞれ、ｍ：緩やかな上方向（または右方向）への移動ｎ：上方向（または右方向）への移動ｏ：緩やかな下方向（または左方向）への移動ｐ：下方向（または左方向）への移動ｙ：短い停止ｚ：停止を意味するものとする。

【００５４】また、図中楕円で囲まれた数値はマッチン
グ度計算に用いる相関係数のデータであり、Ｍ_x（０≦
Ｍ_x≦１）はＸ軸方向のマッチング度データであり値が
大きいほどマッチング度が高いことを示し、“……”は
計算を省略した部分を示している。

【００５５】同様にして、Ｍ_yは、Ｙ軸方向のマッチン
グ度データである。図１１のマッチング度を評価する
と、基本ストローク番号５７：Ｍ_x＝０．９１、Ｍ_y＝０．
９０であり、基本ストローク番号４９：Ｍ_x＝０．３６、Ｍ_y＝０．
５２と比較すると、Ｍ_x、Ｍ_yとも大きくマッチング度が高
いので、入力ストロークは、より基本ストローク番号５
７の基本ストロークに近い（似ている）ということにな
る。ＩＩ．具体例次に、図１３乃至図２４を参照して本実施例の具体例を
説明する。

【００５６】オンライン手書文字認識装置１は、ユーザ
が手書文字を入力することによりストロークデータを出
力するタブレット２と、入力されたストロークデータに
基づいて文字認識処理を行う認識処理装置３と、認識処
理装置の認識結果等を表示するための表示装置４と、認
識処理装置３の認識結果等のハードコピー等を出力する
出力装置５とを備えて構成されている。

【００５７】ここで、図１４乃至図２０を参照してタブ
レットの構成について詳細に説明する。図１４にタブレ
ットの使用状態の一例を示す。

【００５８】本実施例のタブレット２は、皮膚抵抗検出
方式を用いており、指で直接タブレット２の入力面２Ｆ
をなぞることにより文字を入力するようになっている。
入力面２Ｆには図１５に示すようにＸ方向およびＹ方向
のタッチプレートが設けられており、例えば２４×２４
ドットの分解能で検出することができる。

【００５９】図１５（ａ）にタブレット上のタッチプレ
ート（図中○、●で示す）が存在する領域のうち、ユー
ザの指が現在接触している領域を破線枠で示す。なお、
以下の説明においては、タブレットにより入力文字を２
４×２４の領域に分けて検出する場合について説明す
る。

【００６０】この場合において、Ｙ方向のタッチプレー
ト（図中、●で示す。）には、ダイオードＤ_10a〜Ｄ
_13aを介して図１５（ｂ）〜（ｅ）に示す入力信号ｙ
_10a、ｙ _11a、ｙ_12a、ｙ_13aがそれぞれ加えられ、ダ
イオードＤ_10b〜Ｄ_13bを介して図１５（ｆ）に示す信
号ｙ_b（＝ｙ₁₀〜ｙ₁₃）が加えられている。ここで、信
号ｙ_bは、図１６に示す基本クロック信号の反転信号で
あり、ユーザの指の有する容量やその他の浮遊容量によ
りチャージされた電荷をディスチャージするために加え
られているものであり、出力信号ｘ₁₅〜ｘ₁₈（図１５
（ｇ）参照）の立ち下がりを図１７（ａ）に破線で示す
ように急峻なものにしている。もし、信号ｙ_bを印加し
ない場合には、出力信号のうちラッチパルス信号Ａは図
１７（ｂ）に実線で示すようにパルス列とはならず、図
１７（ｃ）の信号Ｙ₁₀のみがラッチされ、信号Ｙ₁₁〜Ｙ
₁₃（図１７（ｄ）〜（ｆ）参照）はラッチされないこと
となる。

【００６１】図１８乃至図２０に検出回路の構成を示
す。実際の動作は、ユーザの指が有する抵抗を介してＸ
方向のタッチプレート（図中、○で示す。）にパルスが
伝達され、図１５（ｇ）に示す信号Ｘ₁₅〜Ｘ₁₈が出力さ
れる。これらの信号Ｘ₁₅〜Ｘ₁₈より図１８に示すＯＲ回
路ＯＲ₂またはＯＲ回路ＯＲ₃、及びＯＲ₁₀によりラッ
チパルス信号Ａを生成して、Ｘ方向データとして信号Ｘ
₁₅〜Ｘ₁₈を保持し、Ｙ方向データとして信号Ｙ₁₀〜Ｙ₁₃
を保持する。その後、これらの信号は図１６に示すクリ
ア信号Ｃによりクリアされることとなる。なお、信号Ｘ
₀〜Ｘ₇が入力される場合には、ＯＲ回路ＯＲ₁及びＯ
Ｒ回路ＯＲ₁₀によりラッチパルス信号Ａが生成される。

【００６２】信号Ｘ_i（i ＝0 〜23）およびＹ_i（i ＝
0 〜23）は、図１８乃至図２０に示すように、対応する
ＯＲ回路ＯＣ₀₀〜ＯＣ₀₇、ＯＣ₁₀〜ＯＣ₁₇を介して、ラ
ッチパルス信号Ａに基づくタイミングで対応するＤフリ
ップフロップＦＦ₀₀〜ＦＦ₀₇、ＦＦ₁₀〜ＦＦ₁₇にラッチ
され、その後、保持信号Ｂに基づくタイミングでそれぞ
れ対応するＤフリップフロップＦＦ₁、ＦＦ₂に保持さ
れ、更新される。より具体的には、この保持信号Ｂは図
１６に示す基本クロック信号の３２倍の周期で発生し、
保持したデータを更新する。

【００６３】一方、処理装置側では保持信号Ｂの反転信
号ＸＢ、Ｘtn（Ｘ00∪Ｘ01∪…∪Ｘ22∪Ｘ23）及びＹtn
（Ｙ00∪Ｙ01∪…∪Ｙ22∪Ｙ23）のＡＮＤ信号を得るこ
とによりこれをデータ取り込み開始信号として、データ
を取り込み、ディスプレイへの表示等を行うこととな
る。

【００６４】次に、図２１乃至図２２を参照して、入力
ストロークの記号化の具体例について説明する。以下の
説明においては、説明の簡略化のため、ｘ方向の移動の
場合には、Ｒ：右方向移動、Ｌ：左方向移動、Ｓ：移動無しの３種類の記号を用い、ｙ方向の移動の場合には、Ｕ：上方向移動、Ｄ：下方向移動、Ｓ：移動無しの３種類の記号を用いるものとする。

【００６５】上述した基本ストローク抽出用記号の任意
の２つは図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示すような
相関係数を有しており、各相関係数ω₀、ω₁、ω₂の
関係は、例えば、 ω₀（＝１）＞ω₁＞ω₂（＝０）となっている。

【００６６】このように、マッチング度計算に相関係数
を導入することにより基本ストローク抽出用記号はそれ
ぞれ冗長度を有することとなり、ある特定のストローク
に対応する基本ストロークの基本ストローク抽出用記号
列は１つあれば良いこととなる。

【００６７】入力パターンが図２２（ａ）に示すような
ものであるとすると、始点Ｓから入力され、終点Ｅで入
力が終了したとすると、入力パターンのＸ方向の移動
は、右→移動無し→左→移動無し→右となり、対応する基本ストローク抽出用記号は、Ｒ→Ｓ→Ｌ→Ｓ→Ｒとなる。同様にして入力パターンのＹ方向の移動は、上→移動無し→下→移動無しとなり、対応する基本ストローク抽出用記号は、Ｕ→Ｓ→Ｄ→Ｓとなる。

【００６８】上記入力パターンの識別について、図２２
を参照して説明する。基本パターンイメージが図２２
（ｂ）に示すようなものの場合、基本パターンのＸ方向
の移動は、右→左→移動無し→右となり、対応する基本ストローク抽出用記号列は、Ｒ→Ｌ→Ｓ→Ｒとなる。

【００６９】同様にして、基本パターンのｙ方向の移動
は、上→移動無し→下→移動無しとなり、対応する基本ストローク抽出用記号列は、Ｕ→Ｓ→Ｄ→Ｓとなる。

【００７０】まず、両記号列を構成する記号ごとに比較
する（図２３参照）。図２１（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、基本パターンに対応する基本ストローク抽出用記号
列の最初の記号“Ｒ”と、入力パターンに対応する基本
ストローク抽出用記号列の最初の記号“Ｒ”とを比較
し、相関係数を得る。この場合、両者が等しいので相関
係数はω₀となる。この場合において、基本ストローク
抽出用記号列を構成する各記号は隣り合う場合には互い
に異なるので、相関係数がω₀の場合には、当該基本パ
ターンの記号についてはその後の比較を行わず、次の記
号の比較へと移行することとなる。

【００７１】次に、基本パターンに対応する基本ストロ
ーク抽出用記号列の第２番目の記号“Ｌ”と、入力パタ
ーンに対応する基本ストローク抽出容器号列の第２番目
の記号“Ｓ”とを比較し、相関係数を得るが、この場合
得られる相関係数はω₁であるので、基本パターンに対
応する基本ストローク抽出用記号列の第２番目の記号
“Ｌ”と、入力パターンに対応する基本ストローク抽出
容器号列の第３番目の記号“Ｌ”と比較する。この場合
も、両者が等しいので、相関係数はω₀となり、次の記
号の比較へと移行する。

【００７２】基本パターンに対応する基本ストローク抽
出用記号列の第３番目の記号“Ｓ”と、入力パターンに
対応する基本ストローク抽出用記号列の第４番目の記号
“Ｓ”とを比較し、相関係数を得る。この場合、両者が
等しいので相関係数はω₀となる。同様にして、基本パ
ターンに対応する基本ストローク抽出用記号列の第４番
目の記号“Ｒ”と、入力パターンに対応する基本ストロ
ーク抽出用記号列の第５番目の記号“Ｒ”とは等しいの
で相関係数は、ω₀となる。

【００７３】以上のようにして、求めた相関係数を入力
パターンの記号列に対応して並べると、Ｒ →Ｓ →Ｌ →Ｓ →Ｒ ω₀→ω₁→ω₀→ω₀→ω₀ となるので、当該入力パターンを比較した基本パターン
に対するｘ方向移動のマッチング度Ω_xを求めた相関係
数の算術平均とすれば、 Ω_x＝（ω₀＋ω₁＋ω₀＋ω₀＋ω₀）／記号列の数＝（ω₀＋ω₁＋ω₀＋ω₀＋ω₀）／５となり、この場合、Ω_x＜ω₀となる。

【００７４】同様にして、当該入力パターンの比較基本
パターンに対するｙ方向移動のマッチング度Ω_yを求め
る。例えば、上述の例（図２２参照）の場合、Ω_y＝ω
₀となる。

【００７５】以上説明したように、入力パターンの比較
基本パターンに対するマッチング度Ω(x,y) をすべての
基本パターン（もしくは、予め大分類を行うことにより
選択した基本パターン）に対して求め、あらかじめ定め
たスレッショルド値を越えるマッチング度Ω(x,y) を有
する基本パターンを当該入力パターンに対応する候補文
字とする。

【００７６】以上の説明のように、本実施例によれば、
入力ストロークをＸ軸方向、Ｙ軸方向毎に記号化するの
で容易に最適な記号かが行なえるとともに、ある２つの
記号間に所定の相関係数を設定することにより、辞書に
記憶すべき基本ストロークの記号列に冗長度を持たせる
ことができ、ある文字に対応する基本ストローク数を削
減することとなって辞書の容量を削減することができ
る。

【００７７】また、以上の実施例においては、Ｘ軸とＹ
軸は直交していたが、他の角度で交差しても本発明の適
用が可能である。また、実施例においてはマッチング度
を求めるのに算桁平均を用いたが、各々の相関係数に重
み付けを行って求めてもよい。

【００７８】

【発明の効果】本発明によれば、入力された手書文字の
筆跡をＸ軸方向並びにＸ軸方向と交差するＹ軸方向とに
分離し、それぞれの筆跡からＸ軸方向入力ストローク及
びＹ軸方向入力ストロークを抽出して一次元的に入力手
書文字の特徴抽出を行うので特徴抽出のためのサンプリ
ング間隔の決定が容易となり、誤った特徴抽出を行うこ
とが少なくなる。

【００７９】また、特徴を抽出するための任意の２つ記
号間に相関係数の概念を導入したため、これらの記号で
構成される記号列に冗長度を持たせることができ、辞書
として記憶する基本文字に対応する記号列の数を少なく
（最小１つ）することができ、辞書の容量を減少させる
ことができる。さらに、文字の変形に容易に対応するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】入力ストロークの記号化を説明する図（１）で
ある。

【図２】入力ストロークの記号化を説明する図（２）で
ある。

【図３】記号の再定義を説明する図（１）である。

【図４】記号の再定義を説明する図（２）である。

【図５】記号の再定義を説明する図（３）である。

【図６】記号の再定義処理のフローチャートである。

【図７】ストローク判定処理のフローチャート（１）で
ある。

【図８】ストローク判定処理のフローチャート（２）で
ある。

【図９】特徴抽出に用いる条件（分類）を説明する図で
ある。

【図１０】マッチング度演算処理フローチャートであ
る。

【図１１】相関係数処理フローチャートである。

【図１２】マッチング度演算処理結果を説明する図であ
る。

【図１３】オンライン手書文字認識装置の概要構成を示
すブロック図である。

【図１４】タブレットの操作状態を説明する図である。

【図１５】検出回路を説明する図である。

【図１６】検出回路の入出力信号のタイミングチャート
（１）である。

【図１７】検出回路の入出力信号のタイミングチャート
（２）である。

【図１８】検出回路の概要ブロック図である。

【図１９】検出回路の詳細ブロック図（１）である。

【図２０】検出回路の詳細ブロック図（２）である。

【図２１】相関係数を説明する図である。

【図２２】入力パターンのマッチング処理を説明する図
である。

【図２３】相関係数を求めた結果を説明する図である。

【図２４】オンライン手書文字認識の概要処理を説明す
る図である。

【図２５】パターンマッチング法を説明する図である。

【符号の説明】

１…オンライン手書文字認識装置２…タブレット２Ｆ…入力面３…認識処理装置４…表示装置５…出力装置Ａ…ラッチパルス信号Ｂ…保持信号Ｘ₀₀〜Ｘ₂₃、Ｙ₀₀〜Ｙ₂₃…出力信号Ｖ₁〜Ｖ₇…検出パターンのベクトル ω₀〜ω₂…相関係数 Ω_x、Ω_y…マッチング度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力手段を介して手書き入力された文字
の筆跡を検出し、前記筆跡の特徴を抽出、識別して入力
文字を認識するオンライン手書文字認識装置において、前記筆跡をＸ軸方向と前記Ｘ軸方向と交差するＹ軸方向
とに分離し、それぞれの筆跡からＸ軸方向入力ストロー
ク及びＹ軸方向入力ストロークを抽出するストローク抽
出手段と、前記抽出されたＸ軸方向入力ストロークおよびＹ軸方向
入力ストロークを１または複数の記号からなるＸ軸方向
記号列およびＹ軸方向記号列に変換して出力する記号化
手段と、基本文字を構成するＸ軸方向基本ストロークおよびＹ軸
方向基本ストロークに対応する１または複数の記号から
なるＸ軸方向基本記号列およびＹ軸方向基本記号列を予
め記憶する第１記憶手段と、前記記号間の相関係数を予め記憶する第２記憶手段と、前記Ｘ軸方向記号列を構成する各記号と前記Ｘ軸方向基
本記号列を構成する各記号との間の相関係数、並びに前
記Ｙ軸方向記号列を構成する各記号と前記Ｙ軸方向基本
記号列を構成する各記号との間の相関係数を前記第１記
憶手段および前記第２記憶手段を参照することにより求
め、当該入力ストロークと基本ストロークとのＸ軸方向
及びＹ軸方向それぞれのマッチング度を求めるマッチン
グ度判別手段と、を備えたことを特徴とするオンライン手書文字認識装
置。