JPH067393B2

JPH067393B2 - 文字認識装置

Info

Publication number: JPH067393B2
Application number: JP59083518A
Authority: JP
Inventors: 実永尾
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1984-04-24
Filing date: 1984-04-24
Publication date: 1994-01-26
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPS60225984A

Description

【発明の詳細な説明】＜発明の技術分野＞本発明は、未知のカナ、英字、数字等の文字を自動的に
読取って認識する文字認識装置に関する。

＜発明の背景＞従来この種の文字認識装置では、第１図に示す如く、用
紙Ｐ上に未知文字を読取装置１で読み取り、読取出力を
Ａ／Ｄ変換器２でデジタル信号に変換し、これを前処理
回路３にてさらに“１”，“０”の２値パターンに変換
している。またこの前処理回路３では、上記２値パター
ンにつき後の処理を効果的にするための前処理、すなわ
ち文字が記録されている用紙Ｐ上の黒点などのノイズ処
理や文字図形境界面の平滑化などを含む一連の処理がな
される。次に特徴抽出回路４において、文字認識を行な
うのに必要ないくつかの特徴（交点、分岐点、ループ
数、ストロークの長さ情報など）を抽出する特徴抽出処
理が行なわれる。そしてこの抽出結果に応じて、つぎの
辞書照合回路５では、多数の文字より特徴が共通する文
字のいくつかが候補文字として絞り込まれる。この絞り
込みにより第１段階の認識が終了するが、候補文字が複
数ある場合にはさらにその中から唯一の文字の選択を行
なうための詳細な識別処理がなされる。この詳細な識別
処理は一般には辞書照合処理といわれる。ここで辞書６
とは各文字の特徴を一定の系列で格納したもので通常Ｒ
ＯＭで構成されている。それゆえ上述した候補文字の絞
り込みは、特徴抽出によって得られた特徴群に基づき、
辞書の中から特定の文字群を選定することをいい、辞書
誘導処理と呼ばれる。

上述したようにこの辞書誘道処理に続いて、辞書６中に
予め記憶される各文字の標準となる特徴系列（以下、標
準パターンという）と認識対象文字の対応する特徴系列
の一致度を検出する照合処理がなされる。この照合処理
結果に基づき読取った文字が特定されたり、或いは認識
不能として認識結果が出力される。

次に、辞書の一例について説明する。

第２図(A)は，同図(B)のカナ文字「ア」の標準パターン
Ｄ１を図形化したものであり、ここに示した標準パター
ンＤ１が辞書として記憶されている。すなわちこの辞書
において文字「ア」は、３つの端点と、１個の分岐点
と、番号値であらわされる１０個の方向成分（ベクト
ル）とで構成されている。なおここに示すベクトル番号
値は文字のストローク方向がそれぞれ第３図に示す０か
ら７までの８方向のいずれの方向であるか区別するため
のものである。したがって、上記標準パターンＤ１は文
字「ア」が端点から始まって２・１・２・３・４・５
というベクトルをこの順番で有した後、分岐点で終了
する要素と、端点から始まりベクトル２・３・４・５
および端点をこの順番で有する要素とを含むことを示
している。これらの各要素を図示したものが第２図(B)
の下段に示すものである。

次に照合処理の一例について説明する。

第４図に示す照合例では、入力された未知文字「ア」
（第５図に示す）の持つベクトル番号値と、辞書「ア」
の標準パターンが持つベクトル番号値とを比較してい
る。この例では未知文字「ア」のベクトル番号値が標準
パターンのベクトル番号値に全て含まれ且つ順番も一致
しているから、入力された未知文字はカナ文字「ア」と
認識される。このことから照合処理、殊に複数の候補文
字が絞り込まれた場合の照合処理では文字を構成するベ
クトル番号値の順番が重要となることが理解できる。

ところで、絞り込まれた複数の候補文字から唯一の文字
を選択する照合処理では、第６図(A)(B)に示す如く、例
えば絞り込まれた候補文字が「ラ」と「ヲ」であるとす
ると、「ラ」を構成する要素の前半部（特徴系列Ｄ₂）
は１であり、一方「ヲ」を構成する要素の前半部
（特徴系列Ｄ₃）は１４である。従ってこの両者は
不一致であるから、これらの文字が異なる文字であると
識別し得、必ずしも全ストロークについて照合する必要
はない。

ところが、従来の照合方式では、斯る場合においても未
知文字の全ストロークをベクトル変換し、この全ベクト
ル番号値を辞書の標準パターンと照合することが行なわ
れる結果、ストロークのベクトル変換処理に余分な時間
がかかる許りでなく照合処理に長時間を必要とする等、
の欠点があった。

＜発明の目的＞本発明は絞り込まれた候補文字の特定ストロークのみを
ベクトル変換することによって、ベクトル変換処理の簡
略化と照合処理時間の短縮化を図った文字認識装置を提
供することを目的とする。」＜発明の構成および効果＞上記目的を達成するため、本発明では標準パターンを格
納する辞書記憶手段に、各文字毎に探索時のストローク
端点位置情報と、探索回数の指定情報とを記憶させ、辞
書照合手段により、ストローク端点位置情報と探索の回
数情報とに基づき未知パターンの特徴を探索しつつ標準
パターンと比較するようにした。

本発明によれば辞書照合処理等、最少数のストロークを
ベクトル変換し、このベクトル列の一致度を判定するこ
とによって唯一の候補文字を特定できる。これにより、
本発明ではストロークのベクトル変換処理や照合処理が
簡略化されるのみならず、必要なストロークについての
特徴系列のみを辞書パターンとして用意するだけでよ
く、照合処理時間の短縮、辞書メモリ容量の節減を実現
する等、発明目的を達成した効果を奏する。

＜実施例の説明＞第８図は、本発明にかかる文字認識装置を示し、用紙Ｐ
上の文字はＡ／Ｄ変換器７で光学的に読取られデジタル
データに変換されて画像メモリ８に記憶される。Ａ／Ｄ
変換器７にはCPU９およびストローク検出回路１０が接
続されており、ＣＰＵ９は照合処理を含む文字認識装置
をプログラムにしたがい実行し、またストローク検出回
路１０は読取られた文字を例えば第９図に示すＡ〜Ｄの
４方向ストローク（第１１図参照）に変換する。また図
中、ＲＯＭ１１は認識対象文字の標準パターンを記憶す
る辞書および文字認識処理プログラム格納用のメモリで
あり、ＲＡＭ１２は、入力文字の４方向ストロークや８
方向変換データの記憶用およびプログラム実行時のワー
クエリヤ用のメモリである。ＲＡＭ１２の記憶内容は、
第９図に示すストローク抽出後のイメージに対応して格
納されており、その具体的な内容は第１０図に示してあ
る。

第１０図中、ＴＥＲＭは文字図形の端点情報の格納領域
であり、Ｔ１は１つの端点、ＳＡはＡ方向のストローク
を、Ｓ１はそのＡ方向の追番を夫々示す。同様にＴ２〜
Ｔ４は他の端点を示しており、ＳＣはＣ方向のストロー
クであることを、また、ＳＢはＢ方向のストロークであ
ることを示す。更に、Ｌ，Ｒ，Ｕ，Ｄは文字端点のスト
ロークに対する位置を示しており、Ｌは端点位置がスト
ロークの左側であることを、またＲは同様に右側である
ことを示し、Ｕ，ＤはＢストロークの場合に適用され、
Ｕは上側、Ｄは下側であることを示している。ＣＨＫＮ
は、ストローク間の接続情報（屈折点）が格納される領
域であり、図示例ではＫ１は追番Ｓ１のＡ方向ストロー
クのＲ（右側）と追番Ｓ１のＢ方向ストロークのＵ（上
側）とが屈折点として接続されていることを意味し、ま
たＫ２は追番Ｓ１のＢ方向ストロークのＤ（下側）と追
番Ｓ１のＣストロークのＲ（右側）とが屈折点として接
続されていることを、意味している。ＡＳＴＭはＡスト
ロークの端点の２次元座標アドレス情報が格納される領
域であり、ＢＳＴＭはＢストロークの端点の２次元座標
アドレス情報が格納される領域であり、同様にＣＳＴＭ
はＣストロークの端点の２次元座標アドレス情報が格納
される領域である。

なお、ストロークの端点の２次元座標アドレス情報を格
納する領域としては、Ｄストロークの端点アドレス情報
を格納する領域ＤＳＴＭも設けられるが、ここでは第９
図の文字例にＤストロークを含んでいないので図示され
ていない。また、ＰＯＮＴは未知パターンのストローク
追跡過程におけるストローク情報を格納する領域、ＳＣ
Ｍは認識対象文字すなわち未知文字のストロークの８方
向に変換されたデータを格納する領域、ＳＣＯＮＴは後
記のストローク追跡の回数指定情報を格納する領域であ
る。

第１２図は、ＲＯＭ１１の記憶内容のうち、辞書部分を
例示したものであり、図示例は第１３図のカナ文字
「ラ」を示している。この辞書には各文字格納領域毎
に、ストローク追跡の回数指定情報、ストロークの端点
位置情報、および標準パターンの特徴系列がそれぞれ格
納されている。図中、ＡＬは第１５図に示す如くカナ文
字「ヲ」を上側から走査するとき最初に出会うストロー
ク端点位置がＡ方向のストロークの左側であり、この文
字端点からストローク追跡を開始することを意味する。
同様に、それがＡ方向ストロークの右側であるときは
「ＡＲ」と指定され、また、Ｂ方向ストロークの上側、
下側のときは「ＢＵ」、「ＢＤ」、Ｃ方向ストロークの
左側、右側のときは「ＣＬ」「ＣＲ」、およびＤ方向の
ストロークの左側、右側のときは「ＤＬ」「ＤＲ」、と
して指定される。

第１４図は、上記実施例にかかる装置の照合処理動作を
示し、以下、辞書誘導処理により絞られた候補文字
「ヲ」，「ラ」のうち、候補文字「ヲ」と辞書「ラ」と
の照合処理について説明する。先ず、第７図に基づいて
基本説明を行う。第７図(A)(B)に示す照合処理例におい
て、カナ文字「ラ」の辞書にはＴ０１０Ｔの特徴系列が
格納されており、これと、未知文字「ヲ」のストローク
Ｐ２にかかる特徴系列（Ｔ１４Ｔ）とを照合すると、こ
の両者は不一致であり、従って、未知文字はカナ文字
「ラ」でないと判定される（第７図(A)参照）。一方、
前記「ラ」の辞書と未知文字「ラ」のストロークＰ３に
かかる特徴系列（Ｔ１Ｔ）とを照合すると両者は一致
し、従って未知文字はカナ文字「ラ」であると判定され
る（第７図(B)参照）。

実施例では、第８図および第９図に示すように入力され
た文字は「ヲ」の場合であり、上記辞書誘導処理により
絞り込まれた候補文字は「ラ」，「ヲ」の２文字であ
る。そこで第１４図では入力文字「ヲ」をＲＯＭ１１内
の「ラ」の辞書（第１２図参照）と照合するための処理
動作を説明する。

先ず、ステップ２１（以下、「ＳＴ２１」の如く示す）
において、ＲＯＭ１１の「ラ」の辞書（第１２図）を参
照し、走査回数１をＳＣＯＮＴ領域にロードする。つぎ
に、ＳＴ２２で同様にＲＯＭ１１の辞書を参照し、第１
回目走査のストローク端点位置情報ＡＬをロードした
後、上側辺の左端に相当するアドレスを走査カウンタに
格納して初期化する（ＳＴ２３）。次に走査モードにし
たがって第１５図に示したイメージをＲＡＭ１２上で走
査する。図示例では、第１５図に示す如く、上側辺左側
から右端に走査してゆくことになる。この時、各走査点
毎にＲＡＭ１２のＡＳＴＭ領域、ＢＳＴＭ領域、ＣＳＴ
Ｍ領域のストローク端点の２次元アドレスと走査カウン
タの座標が一致するか比較される（ＳＴ２４）。比較の
結果、両座標が一致しない限り走査カウンタが更新され
この座標アドレス比較が繰り返される（ＳＴ２４、ＳＴ
２８、ＳＴ２９）。そして、走査カウンタの内容とＲＡ
Ｍ１２の端点２次元アドレスが例えば座標（３，３）に
て一致すると、このストローク端点を仮の起点とし、次
にこのストローク端点が文字端点であるか否かを判定す
る（ＳＴ２５）。この座標（３，３）はＡＳＴＭ領域に
格納されており、Ａ方向ストロークのストローク番号１
の左側端点に該当する。更に、この端点情報はＴＥＲＭ
領域において、文字端点Ｔ１の情報として存在してい
る。そこで、ＳＴ２５は“ＹＥＳ”と判定され、このス
トローク端点を文字端点とし、前記走査時の仮の起点と
してＰＯＮＴ領域にこの情報（ＳＡ，Ｓ１，Ｌ）を格納
する。

つぎに、ＳＴ２６でこの文字端点を前記辞書よりロード
したストローク端点位置情報と比較し、ストロークの種
類および端点位置が一致するか否かを判定する。本実施
例の場合、辞書よりロードした情報はＡストロークの左
側端点を意味するＡＬであるから、この両者は一致し、
したがって、この文字端点を走査時に起点とし、文字端
点マークをＲＡＭ１２のＳＣＭ領域に格納する。

ところで、第９図における文字接続点（屈折点）Ｋ₁が
仮に文字端点であると仮定し、上記のようにこの接続点
（端点とする）が仮りの起点となったとき、これはＡ方
向ストロークの右側端点に相当し、この場合、辞書より
ロードしたストローク端点位置情報と不一致となる。こ
の場合にはＳＴ２６の判定が“ＮＯ”ＳＴ２７の判定が
“ＹＥＳ”となり、走査カウンタはその内容が端点Ｔ₁
のＹ座標アドレスに達するまで更新が繰り返されること
になる。

尚、ＳＴ２７の判定が“ＮＯ”の場合は、全く目的外の
文字端点が抽出されたものとして処理を終了し、照合不
一致としてリジェクト処理される。

他方ＳＴ２４において一致判定を得た座標データが文字
端点格納領域ＴＥＲＭ中に発見されない場合には、これ
は検出された座標が文字端点ではないことを示すからＳ
Ｔ２５の判定が“ＮＯ”となり、走査カウンタを更新す
べく制御はＳＴ２８に移される。

次に文字端点であることが検出された場合には前記ＰＯ
ＮＴ領域のストローク情報を用いて、第３図に示す８方
向データ（Ａ方向ストロークで左から右へのストローク
は方向１）に変換し、この方向データ“１”をＲＡＭ１
２の８方向変換データ格納領域ＳＣＭに格納する（ＳＴ
３０）。

続いてＰＯＮＴ領域に格納したストロークからさらに接
続情報を探すために、このストロークのもう一方のスト
ローク端点情報（ＳＡ，Ｓ１，Ｒ）にＰＯＮＴ領域を変
更する。そして検出されたＡ方向ストロークのストロー
ク番号１の右側端(R)が文字端点であるか、あるいは接
続点を構成しているかをＰＯＮＴ領域のデータを参照し
て、文字端点格納領域ＴＥＲＭおよび接続点格納領域Ｃ
ＨＫＮ内の登録内容を調べてチェックする。

図示例では、変更後のストローク端点（ＳＡ，Ｓ１，
Ｒ）がストロークＢの上側端点（ＳＢ，Ｓ１，Ｕ）と接
続していることがＣＨＫＮ領域のデータでわかる。従っ
て、接続情報の有無をチェックするＳＴ３１の判定が
“ＹＥＳ”となり、ＰＯＮＴ領域のストローク情報を
（ＳＢ，Ｓ１，Ｕ）に変更した後、制御はＳＴ３０へ移
され、以後、文字端点が検出されるまでＳＴ３０、ＳＴ
３１が繰り返し実行される。その結果、図示例では１
３４がＲＡＭ１２のＳＣＭ領域に格納される。

尚、上記の動作において８方向変換の終了したストロー
クはＲＡＭ１２のデータの適宜の場所において、抹消
（ストロークのベクトル番号値をスペースコードに変
換）処理され、同一ストロークの重複検出が防止され
る。

次に、文字端点が検出され「接続情報の有無」をチェッ
クするＳＴ３１の判定が“ＮＯ”となると、ＳＴ３２に
おいてＳＣＯＮＴ領域にロードされた走査回数から
「１」減算される。実施例の場合、ロードされた走査回
数が１であったからＳＣＯＮＴ領域は０になる。従って
つぎのＳＴ３３の「ＳＣＯＮＴ＝０」の判定は“ＹＥ
Ｓ”となってＳＴ３４へ移行し、ＲＡＭ１２上の８方向
変換データ格納領域（ＳＣＭ）の内容とＲＯＭ１１の辞
書「ラ」の標準パターンとが比較される。実施例の場合
は、ＳＣＭの内容が「１３４」であり、比較される
ＲＯＭ１１の辞書「ラ」の標準パターンは第１２図に示
すごとく、「０１」であるため、不一致として判定
される。

尚、ＳＴ３３の判定が“ＮＯ”の場合はロードされた回
数の走査が実行されていないことを意味するから、次の
ストロークを走査するためＳＴ３５へ移行し、つぎのス
トローク端点情報をＲＯＭ１１の辞書からロードした
後、ＳＴ２３へ戻り前記動作をＳＣＯＮＴ領域の内容が
「０」になるまで実行する。第１６図は、ＲＯＭ１１に
おけるカナ文字「ヲ」の辞書のデータ配置例を示す。こ
のデータを第１２図のカナ文字「ラ」の辞書と比較する
と、走査回数および端点位置情報については両者が一致
するが、標準パターンの特徴系列については、「ラ」の
標準パターンが「０１０」であるのに対し、「ヲ」
では「０１３４５」である。

したがって、前記第９図に示す入力文字とこの「ヲ」の
辞書とを第１４図の手順で照合すると、ＲＡＭ１２内の
ＳＣＭには「ラ」の辞書との照合時と同様、「１３４
」が格納される。このパターンは上記した「ヲ」の標
準パターンと一致するものとみなされるので、入力文字
は「ヲ」であると判断される。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な文字認識装置の全体構成を示すブロッ
ク図、第２図(A)，(B)は文字例「ア」を方向成分に変換
した標準パターン例を説明するための図、第３図は文字
のストロークの方向成分を８方向に正規化する場合の方
向番号を示す図、第４図は第２図に示す文字「ア」の標
準パターンと第５図に示す文字との照合結果を説明する
ための図、第５図は文字「ア」をストロークの骨格のみ
で示した図、第６図(A)，(B)は未知文字「ラ」「ヲ」の
特徴系列を説明するための図、第７図(A)，(B)は辞書
「ラ」と未知文字「ラ」，「ヲ」との照合処理例を説明
するための図、第８図はこの発明が実施される文字認識
装置の回路ブロック図、第９図は、入力された文字を４
方向ストロークに変換したイメージの一例を示す図、第
１０図は第８図に示す文字認識装置のＲＡＭの格納領域
配置例を示す図、第１１図は４方向成分を説明するため
の図、第１２図はＲＯＭの辞書格納領域のカナ文字
「ラ」についてのデータ配置例を示す図、第１３図は文
字「ラ」の特徴系列を説明するための図、第１４図は第
８図に示す文字認識装置の動作を説明するためのフロー
チャート、第１５図は第９図に示す文字イメージをＲＡ
Ｍ上で走査する動作を説明する図、第１６図はＲＯＭの
辞書格納領域のカナ文字「ヲ」についてのデータ配置例
を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未知文字を光学的に読み取って文字パター
ンを求める読取手段と、文字パターンの特徴を抽出する
特徴抽出手段と、抽出された特徴を記憶する特徴記憶手
段と、抽出された文字特徴を共通にする文字グループを
認識候補文字として絞り込む辞書誘導手段と、各文字毎
に固有の標準パターンを記憶すると共に探索時のストロ
ークの端点位置情報および探索回数の指定情報を予め規
定して記憶する辞書記憶手段と、前記誘導された文字グ
ループの各文字についてストロークの端点位置情報およ
び探索の回数情報に基づき、未知パターンの特徴を探索
しつつ標準パターンと比較する辞書照合手段とを具備し
て成る文字認識装置。