JPH0714011A - 文字認識装置および文字認識方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速、高精度な文字認識装置を実現する。 【構成】 グループ毎の代表特徴と各グループに属する
コードを記憶する第１辞書１３、入力パターンから特徴
を抽出する特徴抽出部１１、この特徴と第１辞書１３に
記憶された各グループの代表特徴との距離が小さい順に
グループの順位を決定する第１認識部１２’、この順位
を記憶するグループ順位記憶部１４、コード毎に対応す
る特徴を記憶する第２辞書１６、所定の上位グループに
属するコードの特徴を第２辞書１６から読みだし、これ
と入力パターンの特徴との距離を計算し、最小距離およ
び２番目に小さい距離のコードを認識文字として出力す
る第２認識部１５、第２認識部１５より得られた候補文
字が正解文字の可能性が低く、かつ反復回数が所定回数
以内であれば、前回の順位より下位のグループに属する
コードに対して第２認識部１５で距離を再び計算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、文字パターンを読み取
って、その文字パターンに対応する文字コードを出力す
る文字認識装置および文字認識方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、文字認識装置は普及期を迎えつつ
あり、高精度かつ低価格の文字認識装置が求められてい
る。

【０００３】以下に従来の文字認識装置について説明す
る。図５は従来の文字認識装置の機能ブロック図を示す
ものである。図５において、１１は入力文字パターンか
ら特徴を抽出する特徴抽出部、１３は特徴の似た文字を
グループ分けしたグループ毎にそれぞれのグループを代
表する特徴（以下、代表特徴）と各グループに属する文
字コードを記憶する第１辞書、１２は特徴抽出部１１に
よって抽出された特徴と第１辞書１３に記憶された各グ
ループの代表特徴との距離を計算する第１認識部、１９
は第１認識部によって得られた距離に対して、これが小
さい順番に上位の所定順位までに該当するグループを選
択する選択部、１６は文字コード毎に対応する特徴を記
憶する第２辞書、１５は選択部１９によって選択された
文字コードに対応する特徴を第２辞書１６から読みだ
し、この特徴と特徴抽出部１１で抽出された入力文字パ
ターンの特徴との距離を計算し、最小距離の文字コード
を認識文字として出力する第２認識部である。

【０００４】以上のように構成された文字認識装置につ
いて、以下その動作について説明する。

【０００５】まず、特徴抽出部１１で入力文字パターン
から特徴を抽出する。次に特徴抽出部１１によって抽出
された特徴と第１辞書１３に記憶された各グループの代
表特徴との距離を計算する。

【０００６】次に、この距離の小さい順番に上位の所定
位までのグループを選択部１９で選択する。

【０００７】最後に、選択部１９によって選択されたグ
ループに属する文字コードの特徴を第２辞書１６から読
みだし、この特徴と特徴抽出部１１で抽出された入力文
字パターンの特徴との距離を計算し、最小距離の文字コ
ードを認識文字として出力する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、選択部１９で選択されたグループ内に
正解文字が存在しないことが少なくなく、この場合、認
識精度が低下するという問題点を有していた。

【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、高速処理で、かつ高い認識精度の文字認識装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、グループ毎の代表特徴と各グループに属す
る文字コードを記憶する第１辞書と、入力文字パターン
から特徴を抽出する特徴抽出部と、この特徴と第１辞書
に記憶された各グループの代表特徴との距離を計算し、
この距離が小さい順番にグループの順位を決定する第１
認識部１２’と、この順位を記憶するグループ順位記憶
部と、文字コード毎に対応するの特徴を記憶する第２辞
書と、所定の上位グループに属する文字コードの特徴を
第２辞書から読みだし、この特徴と入力文字パターンの
特徴との距離を計算し、最小距離および２番目に小さい
距離の文字コードを認識文字として出力する第２認識部
と、第２認識部より得られた候補文字が正解文字の可能
性が高いか否か、または反復回数が所定回数を超えるか
否かを判定し、正解文字の可能性が高い場合または反復
回数が所定回数を超える場合は処理を終了し、それ以外
の場合は、前回に距離計算を行った順位より下位のグル
ープに属する文字コードに対して第２認識部で距離を再
び計算し、今回計算した最小距離の値が前回に計算した
最小距離の値より小さい場合はこれに対応する文字コー
ドを認識文字として出力することにより精度を向上でき
るように処理を反復させる制御部を有している。

【００１１】

【作用】この構成において、第１認識部１２’により距
離の小さい順に順序づけられたグループのうち、所定の
上位グループに属する文字コードに対して、第２認識部
１５で距離計算を行って候補文字を出力する。この候補
文字が正解である可能性が高いとき、または反復回数が
所定回数を超えるときは処理を終了し、それ以外のとき
はグループ内に正解が含まれなかった可能性が高いの
で、前回に距離計算を行った順位より下位のグループに
属する文字コードに対しても第２認識部１５で距離を再
び計算し、今回計算した最小距離の値が前回に計算した
最小距離の値より小さい場合はこれに対応する文字コー
ドを認識文字として出力することにより精度を向上でき
るように制御部１７が処理を反復させる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例における文字認識
装置の機能ブロック図であり、図５と共通する符号は同
一の対象物を指す。１２’は特徴抽出部１１で入力文字
パターンから抽出した特徴と第１辞書１３に記憶された
特徴の似た文字を分類した各グループの代表特徴との距
離を計算し、この距離が小さい順番にグループの順位を
決定する第１認識部、１４は第１認識部１２’によって
決められたグループの順番を記憶するグループ順位記憶
部、１７は第２認識部１５より得られた候補文字が正解
である可能性が高いか否かまたは反復回数が所定の回数
を越えるか否かを判定し、可能性が高い場合または反復
回数が所定回数を超える場合は処理を終了し、それ以外
の場合は前回より下位のグループに属する文字コードに
対しても第２認識部１５で再度距離を計算するように処
理を反復させる制御部である。

【００１４】以上のように構成された文字認識装置につ
いて、図２の装置ブロック図を用いてその動作を説明す
る。

【００１５】まず、イメージスキャナ１００より文字パ
ターンを読みだし、これを画像記憶領域１０６に保存す
る。

【００１６】次に、この文字パターンから特徴を抽出
し、特徴記憶部１０７に記憶する。次に、この特徴と第
１辞書１３に記憶された各グループの代表特徴との距離
を計算し、第１距離記憶部１０８に格納する。

【００１７】次に、この距離の小さい順番にグループの
順位を決定し、この順位をグループ順位記憶部１４に記
憶する。

【００１８】次に、グループ順位記憶部１４に記憶され
たグループのうち、設定値記憶部１１２から読みだした
所定の順位までのグループに属する文字コードに対応す
る特徴を第２辞書１６から読みだす。

【００１９】次に、この特徴と特徴記憶部１０７に記憶
した入力文字パターンの特徴との距離を計算し、最小お
よび２番目に小さい距離の値と対応する文字コードを第
２距離記憶部１０９に格納する。

【００２０】最小距離に対応する文字コードが不正解の
可能性が高い場合または反復回数が設定値記憶部１１２
に記憶した所定の反復回数よりも少ない場合は、グルー
プ順位記憶部１４に格納された所定の順位グループに属
する文字コードに対応する特徴を第２辞書１６から読み
だし、同様の処理を繰り返す。

【００２１】最後に、最小距離に対応する文字コードが
正解であれば結果を表示部１１１に出力する。

【００２２】中央演算処理装置１０１はプログラム記憶
領域１０４に記憶された内容に従ってイメージスキャナ
１００やリードオンリメモリ１０３からのデータ読み込
み、ランダムアクセスメモリ１０５からのデータの読み
書き等の処理を行う。

【００２３】１０２は文字やコマンドの入力を行うキー
ボードである。プログラム記憶領域１０４には図３のフ
ローチャートに示す手続きをはじめとする制御部１７の
内容、特徴抽出部１１、第１認識部１２’および第２認
識部１５の手続き等が記憶してある。

【００２４】作業領域１１０には反復回数を計数するカ
ウンタなど処理に必要な変数がとられる。

【００２５】次に図３のフローチャートと図４の説明図
を用いて動作を説明する。ステップＳ１で、入力文字パ
ターンからの特徴を抽出する。

【００２６】ステップＳ２で、この特徴と各グループの
代表特徴との距離を第１認識部１２’で計算する。代表
特徴の例としては、グループに属するコードの特徴の平
均値、グループを代表するコードの特徴などがある。第
１辞書１３は２つの領域に分割され、図４（ａ）に示す
ように、一方はグループ毎に含まれるコードを記憶した
領域と、他方はグループの代表特徴とそれに含まれるコ
ード数、記憶されるコードの先頭番地を示すポインタか
ら構成される。

【００２７】ステップＳ３で、距離値の小さい順番に、
グループに番号を付与する。ステップＳ４で、反復回数
を計数するカウンタｉに初期値１を代入する。

【００２８】ステップＳ５で、距離値の小さい順に上位
Ａ［ｉ］位からＢ［ｉ］位までのグループに属する文字
コードの特徴と入力文字パターンの特徴との距離を計算
する。ここで、Ａ［ｉ］，Ｂ［ｉ］は設定値記憶部１１
２に予め設定された値である。このとき第２認識部１５
で参照される第２辞書には図４（ｂ）のようにコードと
それに対応する特徴が記憶されている。

【００２９】ステップＳ６で、ステップＳ５で求めた距
離のうち、最小の距離（ｄ１）、２番目に小さい距離
（ｄ２）、およびこれらに対応する文字コードを求め
る。

【００３０】ステップＳ７で、ｉが１であるかどうかの
判定を行い、真のときはステップＳ８に、誤のときはス
テップＳ９に進む。

【００３１】ステップＳ８では、ステップＳ６で求めた
最小距離（ｄ１）、２番目に小さい距離（ｄ２）とそれ
ぞれに対応する文字コードを第２距離記憶部１０９に記
憶し、ステップＳ１１に進む。第２距離記憶部１０９は
図４（ｃ）のように最小距離の距離値とコードを１位の
欄に、２番目に小さい距離値とコードを２位の欄に記憶
しておく。ステップＳ８が終了した時点ではｄ１，ｄ２
が各々、第２距離記憶部１０９の１位の距離の欄（Ｄ
１）、２位の距離の欄（Ｄ２）に記憶される。

【００３２】ステップＳ９にきた時点では、すでに第２
距離記憶部１０９にｉ−１回目までに計算した距離の最
小値（Ｄ１）、２番目に小さい値（Ｄ２）とこれらに対
応する文字コードが記憶されている。このうち前者の値
（Ｄ１）がｉ番目のステップＳ６で計算した２番目に小
さい距離（ｄ２）より小さければステップＳ１０に進
み、それ以外のときはステップＳ１１に進む。

【００３３】ステップＳ１０では、第２距離記憶部１０
９に記憶された最小距離（Ｄ１）、２番目に小さい距離
（Ｄ２）、およびこれらに対応する文字コードを更新す
る。

【００３４】すなわち、ｄ１，ｄ２，Ｄ１，Ｄ２の中か
ら最小の距離、２番目に小さい距離を求め、かつこれら
の２つの距離に対応するコードを第２距離記憶部１０９
に記憶する。

【００３５】ステップＳ１１では、第２距離記憶部１０
９に記憶された最小距離（Ｄ１）に対応する文字コード
が正解である可能性が高いかどうかを判断する。この判
断の規則として、最小距離の絶対値がある値より小さい
ときは正解である、最小距離（Ｄ１）と２番目に小さい
距離（Ｄ２）との比または差がある値より小さい場合は
正解である、あるいは最小距離（Ｄ１）の絶対値がある
値より小さく、かつ最小距離（Ｄ１）と２番目に小さい
距離（Ｄ２）との比または差がある値より小さい場合は
正解である等があげられる。

【００３６】ステップＳ１２で、反復回数が所定の回数
(MAX＿LOOP）以内であるかを判断し、回数を越えた場合
には、たとえステップＳ１１の条件を満足しなくても処
理を終了する。所定の回数に満たない場合はステップＳ
１３に、それ以外はステップＳ１４に進む。ここで、 M
AX＿LOOPの値は設定値記憶部１１２に予め設定されてい
る。

【００３７】ステップＳ１３では、カウンタの値を１だ
け増加してステップＳ５に戻る。本実施例による文字認
識装置の特性と従来の文字認識装置の特性を表１に比較
して示している。例として、６個の入力文字パターンに
対して、コードが４０００種類、グループの数を１００
個、各グループ内に含まれるコードの数は４０コード
（一定とする）である場合を考える。ここで、設定値記
憶部１１２の内容を、Ａ［０］＝１、Ｂ［０］＝２、Ａ
［１］＝３、Ｂ［１］＝５、 MAX＿LOOP＝２と設定し
た。

【００３８】

【表１】

【００３９】（表１）に示すように、正解文字は１位や
２位のグループに含まれる場合が多いが、５位とかそれ
以下の順位に含まれることも少なくない。従来の方法で
は認識精度を確保するためには上位５位までのグループ
に属する文字コードを各文字パターン毎に距離計算しな
ければならない。このときの１文字パターンあたりの計
算回数は、各グループの代表特徴との計算で１００回、
５グループ内の文字コードとの計算で２００回（＝５グ
ループ×４０字）で、合計３００回である。一方、本発
明では２位までに正解文字が存在する場合は、各グルー
プの代表特徴との計算で１００回、２グループ内の文字
コードとの計算で８０回（＝２グループ×４０字）の合
計１８０回であり、２位までに正解文字がない場合は３
位から５位までのグループ内の文字コードとの計算に１
２０回（＝３グループ×４０字）分だけ多い３００回で
ある。結局、６つの入力文字を認識したときの合計回数
は従来方法が１８００回、本発明による方法が１２００
回であり、本発明では従来方法の３分の２に減少でき
る。従来方法での処理速度を本発明と同等にするために
は計算対象とするグループ数を５位より少なくするしか
ないが、この場合には５位以下のグループに正解文字が
存在する場合は誤認識となり、精度が低下する。

【００４０】この（表１）から明らかなように、本実施
例による文字認識装置は距離計算回数を削減できるとい
う点で優れた効果が得られる。

【００４１】なお、グループの決定方法としては、任意
のコードをグループの中心としてこの中心との距離がし
きい値以内であれば同一グループとし、それ以上の場合
は新たにグループの中心を作る「単純クラスタリング」
とよばれる方法、これ以外にも「最大距離アルゴリズ
ム」、「Ｋ平均アルゴリズム」など公知の方法があり、
これらの方法によってグループを決定できる。

【００４２】また、第２距離記憶部１０９に記憶された
最小距離に対応する文字コードが正解である可能性が高
いかどうかを判断するために、制御部１７では最小距離
と２番目に小さい距離を参照しているが、これは判断の
信頼性を高めるために２つの距離を使っており、特に信
頼性が問われなければ最小距離だけを使っても良い。

【００４３】以上のように本実施例によれば、グループ
毎にそれぞれのグループの代表特徴と各グループに属す
る文字コードを記憶する第１辞書１３と、入力文字パタ
ーンから特徴を抽出する特徴抽出部１１と、この特徴と
第１辞書１３に記憶された各グループの代表特徴との距
離を計算し、この距離が小さい順番にグループの順位を
決定する第１認識部１２’と、この順位を記憶するグル
ープ順位記憶部１４と、この順位の上位グループに属す
る文字コードの特徴を記憶する第２辞書１６と、この特
徴と入力文字パターンの特徴との距離を計算する第２認
識部１５と、第２認識部１５より得られた候補文字が正
解文字の可能性が高いか否かを判定し、可能性が高い場
合または反復回数が所定回数を超える場合は処理を終了
し、それ以外の場合は前回より下位のグループに属する
文字コードに対しても第２認識部１５で再度距離を計算
するように処理を反復させる制御部１７を設けることに
より、高速処理で、かつ高い認識精度を有す文字認識装
置および文字認識方法を実現することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明は、グループ毎にそ
れぞれのグループの代表特徴と各グループに属する文字
コードを記憶する第１辞書１３と、入力文字パターンか
ら特徴を抽出する特徴抽出部１１と、この特徴と第１辞
書１３に記憶された各グループの代表特徴との距離を計
算し、この距離が小さい順番にグループの順位を決定す
る第１認識部１２’と、この順位を記憶するグループ順
位記憶部１４と、この順位の上位グループに属する文字
コードの特徴を記憶する第２辞書１６と、この特徴と入
力文字パターンの特徴との距離を計算する第２認識部１
５と、第２認識部１５より得られた候補文字が正解文字
の可能性が高いか否かを判定し、可能性が高い場合また
は反復回数が所定回数を超える場合は処理を終了し、そ
れ以外の場合は前回より下位のグループに属する文字コ
ードに対しても第２認識部１５で再度距離を計算するよ
うに処理を反復させる制御部１７を設けることにより、
第１認識部１２’により距離の小さい順に順序づけられ
たグループのうち、所定の上位グループに属する文字コ
ードに対して、第２認識部１５で距離計算を行って候補
文字を出力する。この候補文字が正解である可能性が高
いとき、または反復回数が所定回数を超えるときは処理
を終了し、それ以外のときはグループ内に正解が含まれ
なかった可能性が高いので、前回に距離計算を行った順
位より下位のグループに属する文字コードに対しても第
２認識部１５で距離を再び計算し、今回計算した最小距
離の値が前回に計算した最小距離の値より小さい場合は
これに対応する文字コードを認識文字として出力するこ
とにより、高速処理で、かつ高い認識精度に文字を認識
することができる優れた文字認識装置を実現できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における文字認識装置の説明
のための機能ブロック図

【図２】本発明の一実施例における文字認識装置の説明
のための装置ブロック図

【図３】本発明の一実施例における文字認識装置の説明
のためのフローチャート

【図４】（ａ）本発明の一実施例における文字認識装置
の第１辞書１３の内容を示す図 （ｂ）本発明の一実施例における文字認識装置の第２辞
書１６の内容を示す図 （ｃ）本発明の一実施例における文字認識装置の第２距
離記憶部１０８の内容を示す図

【図５】従来の文字認識装置の機能ブロック図

【符号の説明】 １１ 特徴抽出部 １２’ 第１認識部 １３ 第１辞書 １４ グループ順位記憶部 １５ 第２認識部 １６ 第２辞書 １７ 制御部 １００ イメージスキャナ １０１ 中央演算処理装置 １０２ キーボード １０３ リードオンリメモリ １０４ プログラム記憶領域 １０５ ランダムアクセスメモリ １０６ 画像記憶領域 １０７ 特徴記憶部 １０８ 第１距離記憶部 １０９ 第２距離記憶部 １１０ 作業領域 １１１ 表示部 １１２ 設定値記憶部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力パターンから特徴を抽出した後、 上記抽出された特徴と、類似するカテゴリ同士をグルー
   プにまとめこのグループを代表する特徴とこのグループ
   に属する文字コードの情報を記憶する第二の辞書に記憶
   された特徴との距離によって、グループに正解のコード
   が含まれる可能性が高い順番を決定し、 当該順番に対して、複数のコードと当該各コードに対応
   する特徴を記憶する第一の辞書の中で、所定の順位に該
   当するグループに含まれるコードに対応する特徴と上記
   抽出された特徴との距離によって、上記入力パターンに
   対応するコードを決定し、 当該コードが正解でない可能性が高い場合には、上記入
   力パターンに対応するコードと、上記所定の順位より下
   位の順位に該当するグループに含まれるコードに対応す
   る特徴と上記抽出された特徴により求めたコードとから
   コードを決定することを特徴とする文字認識方法。
2. 【請求項２】入力パターンから特徴を抽出する手段と、 複数のコードと当該各コードに対応する特徴を記憶する
   第一の辞書と、 類似するコード同士をグループにまとめ、このグループ
   を代表する特徴とこのグループに属する文字コードの情
   報を記憶する第二の辞書と、 上記抽出された特徴と第二の辞書に記憶された特徴との
   距離によって、グループに正解のコードが含まれる可能
   性が高い順番を決定する手段と、 当該順番に対して、第一の辞書の中で、所定の順位に該
   当するグループに含まれるコードに対応する特徴と上記
   抽出された特徴との距離によって、上記入力パターンに
   対応するコードを決定する手段と、 当該コードが正解でない可能性が高い場合には、上記入
   力パターンに対応するコードと、上記所定の順位より下
   位の順位に該当するグループに含まれるコードに対応す
   る特徴と上記抽出された特徴により求めたコードとから
   コードを決定する手段とを有することを特徴とする文字
   認識装置。