JPH0668302A

JPH0668302A - 傾き正規化装置

Info

Publication number: JPH0668302A
Application number: JP4220171A
Authority: JP
Inventors: Haruo Akimoto; 晴雄秋元; Toshiyuki Yoshitake; 敏幸吉武; 東善 ▲はい▼; Touzen Hai; Misako Suwa; 美佐子諏訪
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-08-19
Filing date: 1992-08-19
Publication date: 1994-03-11

Abstract

(57)【要約】【目的】手書き文字を認識する場合に、文字図形の傾
きを正規化するために、比較的に短時間で処理できる傾
き正規化装置の提供を目的とする。【構成】手書き文字を読み取り、これを２値化し、正
規化後特徴抽出し、文字認識を行う文字認識装置の正規
化装置において、文字図形の長方形文字枠を抽出する文
字枠抽出手段１１と、文字図形の外接多角形を抽出する
外接多角形抽出手段１２と、長方形文字枠の各頂点を含
む４つの多角形の面積を求める面積計算手段１３と、前
記各多角形の面積より文字図形の傾きを得る傾き計算手
段１４と、得られた傾きにもとづき文字図形の傾きを正
規化する傾き補正手段１５を具備し、これにより文字図
形の傾きを補正するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は傾き正規化装置に係り、
特に手書き文字を認識する場合に、正確に認識を行うた
めに必要な文字の傾きを正規化するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に文字認識装置は図８に示す如き
構成を有する。紙等に書かれた文字を観測部１により光
電変換して得られた文字図形を表す信号は、２値化回路
２により「０」又は「１」を表す信号に変換され、正規
化部３に送出される。ここで「０」は白点を示す信号で
あり、「１」は黒点を示す信号である。

【０００３】正規化部３ではこの２値信号により示され
る文字図形に対し正規化処理を行う。正規化処理は、例
えばサイズを一定にするとか、傾きを正規化する等の処
理を行う。

【０００４】正規化処理を行った文字図形は特徴抽出部
４により特徴抽出を行い、抽出された特徴と、認識辞書
６に格納された各文字の特徴とを照合部５において比較
し、最もよく一致した文字を入力文字と判定し、認識出
力部７に出力する。

【０００５】このような文字認識装置において、認識性
能を向上するため、手書き文字認識において、文字の様
々な変形を補正し、理想的な文字図形に近づけることが
重要である。

【０００６】一般的に手書き文字の変形としては、理想
的な図形からある計算式により定式化可能な変形と、書
き手により複雑に変形する定式化できない変形がある。
傾きは定式化できる変形の１つであり、手書き文字にお
ける顕著な変形の１つである。

【０００７】傾いた文字図形を復元する方式としては、
文字線の局所的な傾きを測定し、その分布から全体の傾
きを推定する方式や、２次元図形から方向スペクトルを
抽出する方式がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】文字線の局部的な傾き
を測定しそのヒストグラムから全体の傾きを推定する方
式は、方向成分の抽出のために局所的なマスク演算を文
字画像全面にわたって行うことが必要のため、処理時間
が長くなるという欠点がある。

【０００９】また、２次元図形から方向スペクトルを抽
出する方式は、比較的安定な傾きを抽出できる反面、ス
ペクトルを求めるために多数の積和演算を必要とし、多
大な処理時間を要するという欠点がある。

【００１０】したがって本発明の目的は、短時間で手書
き文字の傾きを得ることができる傾き正規化装置を提供
することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、図１（Ａ）に示す如く、長方形文字枠
抽出回路１１により、同（Ｂ）のＣｏで示す文字図形に
対する長方形文字枠１６を作成し、外接多角形抽出回路
１２により、同（Ｂ）の点線と、長方形文字枠の一部と
により外接多角形を作成する。

【００１２】そして面積計算回路１３により、文字図形
の外接長方形１６の各頂点を含む多角形の面積Ｓ₁、Ｓ
₂、Ｓ₃、Ｓ₄を計算する。次に傾き計算回路１４にお
いて（Ｓ₁＋Ｓ₄）−（Ｓ₂＋Ｓ₃）を演算して定数を
かけ、傾きを推定する。これは、文字図形が右に傾いて
いる場合はＳ₁、Ｓ ₄が大となり、Ｓ₂、Ｓ₃が小とな
ることから傾きを推定している。文字が左に傾いている
場合は、逆の関係となる。

【００１３】このようにして得られた傾きにより、傾き
補正回路１５において文字図形Ｃｏの傾きを補正し、図
１（Ｂ）のＣ₁に示す如き正規化した文字図形を得る。

【００１４】

【作用】このようにして短時間で正規化できる。そして
この正規化した文字図形により認識照合を行うので、手
書き文字の変形の影響を軽減し、少数の標準パターンに
より高性能の認識性能を得ることができる。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例を図１、図２、図３等にも
とづき説明する。図１（Ａ）は本発明の一実施例構成図
であり、図７の正規化部３に関するものである。図２は
図１（Ａ）の面積計算回路１３の動作説明図、図３はそ
の面積Ｓ ₁の計算状態説明図である。

【００１６】図１（Ａ）において長方形文字枠抽出回路
１１は、一般に文字枠と呼ばれる文字図形Ｃｏに外接す
る長方形（正方形を含む）を抽出する公知の回路であ
る。外接多角形抽出回路１２は文字を囲む多角形を抽出
するものであり、特開平１−２５８０８４号公報に記載
されているようなものである。外接多角形は８角形ない
し１６角形が多く用いられるが、何により近似するかは
適宜決定できる。

【００１７】面積計算回路１３は、長方形文字枠１６の
４隅の面積Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃、Ｓ₄を計算するものであ
り、その動作制御については後述する。傾き計算回路１
４は文字図形Ｃｏの傾きを計算するものであって、前記
面積計算回路１３において算出した面積Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ
₃、Ｓ₄を用いて次式の計算を行い、傾きを推測する。

【００１８】 θ＝Ｋ｛（Ｓ₁＋Ｓ₄）−（Ｓ₂＋Ｓ₃）｝ここでθは傾きを示し、Ｋは定数である。この式は、前
記の如く、文字図形Ｃｏが右に傾いている場合はＳ₁と
Ｓ₄が大となり、Ｓ₂とＳ₃が小となることより傾きを
推定している。逆に文字図形が左に傾いている場合は、
Ｓ₁とＳ₄が小さく、Ｓ₂とＳ₃が大きくなる。

【００１９】傾き補正回路１５は、前記傾き計算回路１
４により算出された傾きθにより文字図形を補正して正
規化するものであり、例えば図１（Ｂ）における文字図
形ＣｏをＣ₁の如く補正する。

【００２０】次に、前記面積計算回路１３の動作を図
２、図３（Ａ）にもとづき説明する。図３（Ａ）におい
てＳ₁のスタート点０のＸ、Ｙ座標を（１、１）とす
る。なお、図２のフローチャートはＳ₁を求める場合の
動作制御を示すフローチャートである。

【００２１】まずカウンタｓ₁に初期値Ｓ₁＝０を設
定し、Ｙ座標カウンタにＹ＝１を設定する。次にＸ座標カウンタにＸ＝１を設定する。このとき座
標（１、１）が外接多角形に一致すると、処理を終了す
るが、図３（Ａ）の状態では外接多角形に一致しないの
で次のの制御が行われることになる。

【００２２】すなわち、カウンタｓ₁を＋１し、さら
にＸ座標カウンタを＋１する。このＸ座標カウンタを＋
１しても外接多角形と一致しなければさらにカウンタｓ
₁を＋１し、Ｘ座標カウンタを＋１する。このようにし
て外接多角形に接触するまでカウンタｓ₁とＸ座標カウ
ンタを＋１する。このようにして初めの走査線について
の処理が行われる。

【００２３】外接多角形と一致すれば、Ｙ座標カウン
タを＋１し、Ｘ座標カウンタを初期値のＸ＝１に戻し、
次の走査線に対する処理を行い、カウンタｓ₁を＋１
し、Ｘ座標を＋１して外接多角形と接触するまで同様の
処理を行う。このようにして順次各走査線についての処
理を行い、Ｘ＝１に初期設定したとき外接多角形に接触
したときその面積Ｓ₁の処理を終了し、そのときのカウ
ンタｓ₁の値が面積Ｓ₁の大きさを示す。

【００２４】なお面積Ｓ₂、Ｓ₃、Ｓ₄についても同様
の制御により求めることができる。この場合スタート座
の座標はそれぞれの長方形文字枠の角位置とし、Ｘ、Ｙ
方向を＋１あるいは−１に適宜選択することにより得る
ことができる。

【００２５】なお外接多角形としては、例えば図３
（Ｂ）に示す如く、長方形文字枠１６の各頂点を含みこ
れに対する三角形の底辺として長方形文字枠と４５度で
交わりかつ文字図形Ｃｏと接する線分を底辺とする三角
形の面積を計測し、Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃、Ｓ₄を得て、こ
れにより前記の式により傾きを推定することもできる。

【００２６】また、文字図形の傾きを抽出する手法とし
て、重心を利用する方式もある。図４、図５により重心
により傾きを求める例について説明する。図４に示す、
長方形文字枠抽出回路１１により、図５に示す長方形文
字枠１６を求める。次に重心計算回路２１により、この
長方形文字枠１６を上部領域Ａ₁と下部領域Ａ₂に２等
分し、分割した上側領域Ａ₁における文字図形の重心Ｇ
₁及び下側の文字図形の重心Ｇ₂を求める。

【００２７】このようにして得られた重心Ｇ₁、Ｇ₂を
連結する線分Ｌを、重心連結線分計算回路２２により求
め、傾き計算回路２３によりこの線分Ｌの傾き推定す
る。そして傾き補正回路１５により文字図形Ｃｏの傾き
の補正を行う。

【００２８】なお、推定された傾きにより文字の傾きを
補正する手法として、図６（Ａ）に示すように、例えば
文字図形を、文字枠の中心又は文字図形の重心を中心と
して回転することにより補正する方式や、同（Ｂ）に示
す如く、文字枠が長方形から点線で示す平行四辺形に変
形したと仮定し、この傾きθに相当する量Ｌｏだけ平行
四辺形の上部に力を加えて移動する方式等がある。前記
傾き補正回路１５は、このような回転または平行四辺形
を長方形に変換する操作を数学上知られたアフィン変換
により行う回路である。

【００２９】このようにして、図７（Ａ）に示す如き回
転により、あるいは同（Ｂ）に示す如き、平行四辺形を
正方形に変換する操作により、それぞれ傾いた文字図形
を正規化することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な処理制御により
手書き文字に多く発生する傾きによる変形を復元するこ
とができるので、少数の認識辞書により高精度の文字認
識が可能となり、手書き文字の変形に対して安定な認識
性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部構成図を示す。

【図２】面積計算回路の動作説明図を示す。

【図３】外接多角形又は文字枠四隅の面積による正規化
説明図を示す。

【図４】重心による傾き正規化を行う正規化部の構成図
を示す。

【図５】重心による傾き正規化状態説明図を示す。

【図６】傾き補正状態説明図を示す。

【図７】正規化状態説明図を示す。

【図８】文字認識装置の構成図を示す。

【符号の説明】

１１長方形文字枠抽出回路１２外接多角形抽出回路。１３面積計算回路１４傾き計算回路１５傾き補正回路２１重心計算回路２２重心連結線分計算回路２３傾き計算回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者諏訪美佐子神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】手書き文字を読み取り、これを２値化
し、正規化後特徴抽出し、文字認識を行う文字認識装置
の正規化装置において、文字図形の長方形文字枠を抽出する文字枠抽出手段（１
１）と、文字図形の外接多角形を抽出する外接多角形抽出手段
（１２）と、長方形文字枠の各頂点を含む４つの多角形の面積を求め
る面積計算手段（１３）と、前記各多角形の面積より文字図形の傾きを得る傾き計算
手段（１４）と、得られた傾きにもとづき文字図形の傾きを正規化する傾
き補正手段（１５）を具備することを特徴とする傾き正
規化装置。
【請求項２】前記傾き補正手段として、補正すべき傾
きを文字図形の回転によって補正することを特徴とする
請求項１記載の傾き正規化装置。
【請求項３】前記傾き補正手段として、補正すべき傾
きをもつ平行四辺形を長方形に変換することにより補正
することを特徴とする請求項１記載の傾き正規化装置。
【請求項４】前記外接多角形抽出手段として、文字図
形の長方形枠の各頂点より各辺に４５度に交わる線分を
文字図形の方向に走査せしめ、この線分が文字図形に接
するようにし、また前記４つの多角形の面積として、前記４５度の線分
が文字図形と接したときに該線分を底辺とし、長方形文
字枠の２つの辺を他の２辺とする三角形の面積として用
いたことを特徴とする請求項１記載の傾き正規化装置。
【請求項５】手書き文字を読み取り、これを２値化
し、正規化後特徴抽出し、文字認識を行う文字認識装置
の正規化装置において、文字図形の長方形文字枠を抽出する文字枠抽出手段（１
１）と、文字図形を上下２つの領域に分割し、該分割した領域に
おいてそれぞれ重心を求める重心計算手段（２１）と、これらの重心を結ぶ線分を求める重心連結線分計算手段
（２２）と、この重心連結線分の傾きを求める傾き計算手段（２３）
と、この重心連結線分の傾きにもとづき文字図形の傾きを正
規化する傾き補正手段（１５）を具備することを特徴と
する傾き正規化装置。
【請求項６】前記傾き補正手段として補正すべき傾き
を文字図形の回転によって補正することを特徴とする請
求項５記載の傾き正規化装置。
【請求項７】前記傾き補正手段として、補正すべき傾
きをもつ平行四辺形を長方形に変換することにより補正
することを特徴とする請求項５記載の傾き正規化装置。