JPH0719278B2

JPH0719278B2 - 手書き文字認識方法

Info

Publication number: JPH0719278B2
Application number: JP60209685A
Authority: JP
Inventors: 正義岡本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1985-09-20
Filing date: 1985-09-20
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPS6269388A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、たとえば日本語ワードプロセッサ等の文字入
力装置として利用される手書き文字入力装置にて手書き
入力された文字を認識するための方法に関する。

〔従来技術〕

近年、たとえばワードプロセッサの入力装置として、そ
の操作にある程度の熟練を要するキーボードに代わっ
て、たとえばタブレット上に入力ペンにて手書き入力さ
れた文字を認識し、この文字の入力を受付けるように構
成された手書き文字入力装置が開発され、実用化されて
いる。

ところで、従来のこの種の装置では、文字入力用のタブ
レット上での入力ペンの軌跡として手書き入力された文
字の各ストロークのタブレット上における時系列座標の
データを基に、それぞれのストロークの特徴を表す座標
値を選択的に検出して特徴点とし、これらの特徴点列に
て各ストロークを点近似し、この各ストロークに近似さ
れた特徴点列の座標値または特徴点列の位置関係から求
められるストロークの特徴により、入力ペンにて手書き
入力された文字を認識するものである。

さて、上述の各ストロークの特徴点を検出する方法とし
て従来は以下に説明する二つの方法が主として採られて
いた。

その第１は、入力された時系列座標データを等距離間隔
にて順次分割した各点と、ストロークの始点及び終点と
を特徴点として文字認識を行うものである。

その第２は、入力された時系列座標データから座標値の
時系列的な移動方向が変化する点を極点として検出し、
これとストロークの始点及び終点とを特徴点として文字
認識を行うものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述の第１の方法では、ストロークの特徴点を
検出する処理は比較的簡単であるが、検出された特徴点
とストロークの屈曲点とが一致する可能性は少なく、従
ってストロークの中途の屈曲点を的確に検出することは
困難であり、このため屈曲点を有するストロークの形状
を正確に検出することが出来ない。

また、第２の方法では、読取られたストロークの時系列
座標データから座標値の時系列的な移動方向をその都度
演算する必要があり、このため入力処理に要するデータ
処理量が過大となって入力処理に時間を要し、またデー
タ処理装置も必要以上に大容量のものが必要となる。ま
たこの方法では、座標値の微細な移動方向の変化等に影
響され易く、不必要な特徴点が数多く検出される虞があ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は以上に説明した如き事情に鑑みてなされたもの
であり、手書き文字入力に際しては、ストロークの屈曲
点において入力ペンが停留する、換言すれば手書き文字
入力装置の入力面上を移動する入力ペンの軌跡を時系列
座標データとして検出した場合にある程度以上の時間に
亘って継続して同一座標値が検出される、という点に着
目してこの入力ペンの停留点を特徴点とすることによ
り、比較的少ない演算量にて各ストロークの屈曲点を的
確に検出して高精度にて手書き入力された文字を認識し
得る手書き文字認識方法の提供を目的とする。

本発明は、文字入力装置の文字入力面上における位置を
表す時系列座標データとして読取られた入力ペンの軌跡
を文字として認識する手書き文字認識方法において、前記入力ペンの一文字分の軌跡を構成する各ストローク
の始点、終点及び前記時系列座標データが同一値を所定
回数以上連続して反復する座標位置として検出される入
力ペンの停留点とを検出し、近傍位置に複数の停留点が存在する場合は、この複数の
停留点から１点の停留点を求め、前記始点、終点、近傍位置に複数の停留点が存在しない
場合の停留点、及び近傍位置に複数の停留点が存在した
場合に前述の処理により求められた停留点をそれぞれ特
徴点とし、これらの特徴点にて構成される特徴点列座標値または各
特徴点相互の位置関係から求められた各ストロークの特
徴を基に、入力ペンの軌跡として手書き入力された文字
を認識することを特徴とする。

更に、本発明は、前記１点の停留点を求める処理は、前
記複数の停留点の前記時系列座標データが同一値を連続
して反復した反復回数が最大の停留点を前記求められた
停留点とすることを特徴とする。

〔発明の原理〕

まず、本発明に係る手書き文字認識方法の原理について
説明する。

第１図は一例として漢字「扱」を手書き文字入力用タプ
レットにて入力した場合の時系列座標データの実測値を
示している。なお、測定データは時間分解能が100点／
秒、空間分解能が10点/mmである。図中、各数字はそれ
ぞれの位置の座標値が連続して検出された回数を示して
おり、また○印を付した部分は上述の数字が４以上であ
る部分を、更に○印に隣接してアンダーラインを付した
数字はその○印が付された位置での同一座標値の重複回
数をそれぞれ示している。

この第１図に示した実測データからは以下の事実が明瞭
に読取れる。即ち、同一ストローク途中における屈曲点
では同一座標値の重複が相当程度高い数値を示している
こと、また各ストロークの始点及び終点においても最低
４以上の重複が生じていること、等である。従って、重
複回数４以上の座標値の位置を特徴点とすれば、ストロ
ークの屈曲点は勿論のこと、始点及び終点をも的確に検
出し得ることになる。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明す
る。

第２図は上述の如き原理に従って本発明を実施するため
に用いる手書き文字認識装置のブロック図である。

図中１は手書き文字入力装置であり、その文字入力面上
を移動する入力ペンの軌跡が入力面上に設定されたＸ−
Ｙ座標系における時系列座標データとして検出される。
そして、この時系列座標データは停留点検出装置２に与
えられる。

停留点検出装置２は、手書き文字入力装置１から与えら
れた時系列座標データを処理して各ストロークの始点，
終点及びその間に存在する停留点とを検出し、その座標
値をストローク特徴量算出装置３に出力する。なお、こ
の停留点検出装置２のデータ処理動作については後述す
る。

ストローク特徴量算出装置３は、停留点検出装置２から
与えられた各ストロークそれぞれの始点，終点及び停留
点の座標値を各ストロークの特徴点とし、これらの特徴
点列の座標値からそのストロークの特徴を算出する。な
お、各ストロークの検出されるべき特徴としては、特徴
点間を結ぶ線分の角度，長さ（相対的な），特徴点間を
結ぶ線分の繋がり方（右回りあるいは左回り等）等であ
る。そして、これらの検出された各ストロークの特徴は
ストローク識別装置４に与えられる。

ストローク識別装置４は、上述のストローク特徴量算出
装置３から与えられた各ストロークの特徴を基に、その
ストロークを特定の標準ストローク、たとえば「−」，
「｜」，「／」…等の特徴点が始終点のみのストロー
ク、あるいは「」，「」，「＜」，「＞」…等の屈
曲点（本発明方法においては始終点間の停留点として検
出される）をも含むストロークの標準パターンにそれぞ
れ特定するものである。

なお、ストロークの標準パターンは、漢字、仮名、数
字、アルファベット等の各文字を手書き筆記する場合の
筆順に従って各ストロークに分解したものそれぞれを上
記の如き標準ストロークとして分解し、各標準ストロー
クの特徴がストローク識別装置４に付属するストローク
辞書41に予め格納されている。そして、ストローク特徴
量算出装置３はストローク特徴量算出装置３から与えら
れたストロークの特徴を、ストローク辞書41に格納され
ている標準ストロークの特徴と比較することにより標準
ストロークの内の一として特定し、その標準ストローク
のたとえばコード番号が文字識別装置５に出力される。

文字識別装置５は、上述のストローク識別装置４から与
えられる一文字分の標準ストロークのコード番号の組合
せにより手書き文字入力装置１に手書き入力された文字
を特定の文字として認識する装置である。この文字識別
装置５には、漢字，仮名，数字，アルファベット等の各
文字を前述の標準ストロークの組合せとしてそれぞれ表
したデータを格納した文字辞書51が付属している。そし
て、前述のストローク識別装置４から一文字分のストロ
ークの特定結果が与えられる都度、これを文字識別装置
５は文字辞書51に格納されている各文字のストロークの
組合せのデータと比較することにより、手書き文字入力
装置１から手書き入力された文字を特定の文字として認
識する。

本発明方法は、以上のように構成された装置により実施
されるのであるが、停留点検出装置２による停留点の検
出動作について、第３図のフローチャートに従ってより
具体的に説明する。

停留点検出装置２は、手書き文字入力装置１から順次入
力される手書き文字の時系列座標データの各データ値
を、前回入力されたデータ値と比較し、同一値である場
合には重複回数Ｎを１加算してデータを読込むステップ
に戻って次のデータを読込み、同一値でない場合には重
複回数Ｎが４以上であるか否かの判断を行う。そして、
重複回数Ｎが４以上（Ｎ≧４）の場合にはその座標値を
停留点として一旦付属のメモリ内に格納して重複回数Ｎ
を０（Ｎ＝０）にリセットした後、次のデータを読込む
ステップに戻る。また重複回数Ｎが４以上でない（Ｎ＜
４）の場合には重複回数Ｎを０（Ｎ＝０）にリセットし
て次のデータを読込むステップに戻る。

さて、停留点は基本的には上述の如き処理により検出さ
れるのであるが、しかし手書き文字入力の場合には、ス
トローク途中の屈曲点においては入力ペンの移動が停留
する停留点が一個所であることはむしろ稀であり、通常
は極く狭い範囲に停留点が複数現れることが多い。従っ
て、このような場合には停留点検出装置２は、以下の原
則に従って、メモリに一旦格納した複数の停留点の中か
ら一点の停留点を選択して特徴点とする。

たとえば第４図（ａ）の如き中途に屈曲点を有するスト
ローク「」を具体例として考えると、まず第４図
（ｂ）はストローク中途の屈曲点の近傍に４点の停留点
が検出された場合を示している。即ち、「」型のスト
ロークの屈曲点にはそれぞれ所定距離内にA,B,C,Dの４
点の停留点が検出され、それぞれの重複回数AN,BN,CN,D
NはAN＝4,BN＝5,CN＝10,DN＝６である。このような場合
には停留点検出装置２は重複回数Ｎが最大の停留点Ｃ
（CN＝10）をこの屈曲点を代表する特徴点として選択
し、その座標値をストローク特徴量算出装置３に出力す
る。

第４図（ｃ）は上述の場合と同様にして５点の停留点Ａ
〜Ｅが検出された際に、Ｃ点とＤ点の重複回数CN,DNが
共に８で同数（CN＝8,DN＝８）であった場合を示してい
る。このような場合には、停留点検出装置２はたとえば
（１）時間的に最初に現れた停留点を選択する。（２）
時間的に最後に現れた停留点を選択する、（３）両者の
中間を停留点として新に設定する、等のいずれかの方法
により一点を特徴点として選択し、その座標値をストロ
ーク特徴量算出装置３に出力する。

第４図（ｄ）は同一座標値の点Ｃが停留点として二度検
出された場合を示している。即ち、ストロークの屈曲点
において時系列座標データが点Ａ（重複回数AN＝４）か
ら点Ｂ（重複回数BN＝５），点Ｃ（重複回数CN₁＝８）
に移動し、次に点Ｃ′に一旦移動した後再度点Ｃに戻っ
て（重複回数CN₂＝３）更に点Ｄ（重複回数DN＝８），
点Ｅ（重複回数EN＝５）の順に移動した場合には、停留
点検出装置２は停留点Ｃにおける一回目の重複回数CN₁
と二回目の重複回数CN₂とを加算した重複回数CN₀（＝1
1）をその点Ｃの重複回数CNとする。そして停留点検出
装置２はこの後上述の第４図（ｃ）の場合と同様に重複
回数Ｎが最大の点をこの屈曲点を代表する特徴点として
その座標値をストローク特徴量算出装置３に出力する。

従って、第４図（ｄ）の例では、点Ｃの一回目の重複回
数CN₁と点Ｄの重複回数DNとが共に８で最大であるが、
点Ｃの一回目と二回目の合計の重複回数CN₀が11となる
ので、この点Ｃがこの屈曲点の停留点、即ちこの屈曲点
を代表する特徴点として選択されてその座標値がストロ
ーク特徴量算出装置３に入力される。

次に、停留点検出装置２による始終点の検出について説
明する。

手書き文字入力に際しては、一般的には各ストロークの
始点及び終点においては入力ペンの移動が一旦停止し、
あるいは移動速度がやや遅くなるため、本発明方法を適
用した場合には当然停留点が発生する。このため、たと
えば第５図（ａ）及び（ｂ）に示す如く（○は時系列座
標データ、●は停留点をそれぞれ現す）、ストロークの
始点及び終点近傍には始点SP及び終点EPが検出されるこ
とは勿論、始点SP及び終点EPから所定距離内に停留点A,
B,C及びD,E,F等も検出される場合があり得る。このよう
な場合には、停留点検出装置２は始点SP及び終点EPを特
徴点としては採用せず、各停留点A,B,C及びD,E,Fの内か
ら前述の処理により一点を選択してそれぞれ始点及び終
点を現す特徴点としてそれらの座標値をストローク特徴
量算出装置３に出力する。

一方、第５図（ｃ）に示す如く、始点SP及び終点EP（第
５図（ｃ）には終点EPのみ示す）近傍の所定距離内に停
留点が存在しない場合には、停留点検出装置２は終点EP
をそのまま終点を現す特徴点として検出し、その座標値
をストローク特徴量算出装置３に出力する。

更に、第５図（ｄ）に示す如く、ストロークの終端部分
が「はね」で終わる場合には、「はね」の開始部分はス
トローク中途における屈曲点であるから停留点が検出さ
れるが、「はね」の終端部分に停留点が現れることは無
い。従って、「はね」の終点、即ちストロークの終点EP
の所定距離内には停留点は存在せず、「はね」の終点が
ストロークの終点EPを現す特徴点として検出され、また
「はね」そのものも屈曲点から終点EP間の長さを有する
ストロークの一部分として検出されるため、より正確な
ストロークの認識が可能となる。

第６図は本発明方法の実施に使用される装置の第２の構
成例を示すブロック図である。

この第２の装置構成例では、前述の第１の装置構成例同
様に手書き文字入力装置１の入力面上に入力ペンの軌跡
として手書き入力された文字の時系列座標データが停留
点検出装置２に与えられ、各ストロークの特徴点、即ち
始点，終点及び停留点が検出される。そして、本装置構
成例ではこの停留点検出装置２により検出された一文字
分の各ストロークの始終点及び停留点の座標列を一括し
て文字識別装置６により標準文字座標パターンと比較す
ることにより、手書き文字入力装置１に入力された手書
き文字を識別する構成となっている。

第７図は本発明方法の実施に使用される装置の第３の構
成例を示すブロック図である。

この第３の装置構成例では、前述の第1,2の装置構成例
同様に手書き文字入力装置１の入力面上に入力ペンの軌
跡として手書き入力された文字の時系列座標データが停
留点検出装置２に与えられ、各ストロークの特徴点、即
ち始点，終点及び停留点が検出される。そして本装置構
成例では、手書き文字入力装置１から出力される時系列
座標データは上述の停留点検出装置２の他に、〔従来技
術〕の項で説明した各ストローク上の等距離間隔の点を
特徴点として検出する特徴点検出装置７にも与えられて
いる。そして、停留点検出装置２にて検出された各スト
ロークの始終点及び停留点それぞれの座標値、及び特徴
点検出装置７にて検出された各ストロークの特徴点の座
標値は特徴点補正装置８に与えられる。

第８図はこの特徴点補正装置による補正処理の説明図で
ある。いまたとえば、手書き文字入力装置１にストロー
ク（たとえば漢字「力」，片仮名「カ」等の一部）が手書
き入力された場合には、手書き文字入力装置１から出力
された時系列座標データは第８図（ａ）に示す如き状態
となる。

この手書き文字入力装置１から出力された時系列座標デ
ータを停留点検出装置２にて処理した特徴点、即ち始終
点及び停留点の検出結果は第８図（ｂ）（但し、●は停
留点として検出された特徴点、即ち始終点及び屈曲点
を、○停留点を伴わない始終点である特徴点をそれぞれ
表す）に示す如く、始終点及び屈曲点がそれぞれ特徴点
として検出されている。

一方、手書き文字入力装置１から出力された時系列座標
データを特徴点補正装置８により等距離間隔にて分割し
て特徴点検出を行った結果は第８図（ｃ）に示す如く、
ストロークの屈曲点は検出されていない代わりに、スト
ロークの曲率部分が表されている。

特徴点補正装置８には、上述の両方のデータが与えられ
るので、特徴点補正装置８は第８図（ｄ）に示す如く、
両データを比較して特徴点検出装置７により検出された
特徴点の内、停留点検出装置２により検出された各停留
点それぞれに最も近い特徴点をそれぞれの停留点の座標
に置代える。このような特徴点補正装置８による補正に
より、従来一般的に行われている各ストローク上の等距
離間隔の位置を特徴点として検出する方法における屈曲
点を的確に検出し難いという欠点が補えることとなる。

なお、この第３の装置構成例における手書き入力文字の
最終的な認識は前述の第２の装置構成例と同様の文字識
別装置６により、特徴点補正装置８による補正結果を標
準文字座標パターンと比較して特定の文字として識別す
る構成となっている。

〔効果〕

以上に詳述した如く本発明によれば、手書き文字入力装
置の入力面上に入力ペンの軌跡として手書き入力された
文字の時系列座標データの中から、同一の座標値が所定
回数以上継続して反復される座標値を入力ペンの軌跡の
停留点として検出し、近傍位置に複数の停留点が存在す
る場合は、この複数の停留点から１点の停留点を求め、
前記始点、終点、近傍位置に複数の停留点が存在しない
場合の停留点、及び近傍位置に複数の停留点が存在した
場合に前記の処理により求められた停留点をそれぞれ特
徴点として捉え、これを基に手書き入力された文字を認
識している。

このように本発明方法を実施するに際しては比較的簡単
な構成にて、また比較的少ない演算量にて手書き入力さ
れた文字の各ストロークの屈曲点を確実に検出して高精
度での手書き文字認識が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであり、第１図は本発
明の原子を説明するための模式図、第２図は本発明の実
施に用いられる装置のブロック図、第３図は停留点検出
装置のデータ処理内容を示すフローチャート、第4,5図
は停留点検出装置のデータ処理内容の説明図、第6,7図
は本発明の実施に用いられる第2.第３の装置のブロック
図、第８図はその動作説明のための模式図である。１……手書き文字入力装置、２……停留点検出装置、３
……ストローク特徴量算出装置、４……ストローク識別
装置、５……文字識別装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】文字入力装置の文字入力面上における位置
を表す時系列座標データとして読取られた入力ペンの軌
跡を文字として認識する手書き文字認識方法において、前記入力ペンの一文字分の軌跡を構成する各ストローク
の始点、終点及び前記時系列座標データが同一値を所定
回数以上連続して反復する座標位置として検出される入
力ペンの停留点とを検出し、近傍位置に複数の停留点が存在する場合は、この複数の
停留点から１点の停留点を求め、前記始点、終点、近傍位置に複数の停留点が存在しない
場合の停留点、及び近傍位置に複数の停留点が存在した
場合に前述の処理により求められた停留点をそれぞれ特
徴点とし、これらの特徴点にて構成される特徴点列座標値または各
特徴点相互の位置関係から求められた各ストロークの特
徴を基に、入力ペンの軌跡として手書き入力された文字
を認識することを特徴とする手書き文字認識方法。
【請求項２】前記所定回数は４であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の手書き文字認識方法。
【請求項３】前記１点の停留点を求める処理は、前記複
数の停留点が前記時系列座標データが同一値を連続して
反復した反復回数に基づいて行われることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の手書き文字認識方法。
【請求項４】前記１点の停留点を求める処理は、前記反
復回数が最大の停留点を前記求められた停留点とするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の手書き文
字認識方法。
【請求項５】前記反復回数が最大の停留点が複数存在す
る場合、時間的に最初に表れた停留点を、前記求められ
た停留点とすることを特徴とする特許請求の範囲第４項
に記載の手書き文字認識方法。
【請求項６】前記反復回数が最大の停留点が複数存在す
る場合、時間的に最後に表れた停留点を、前記求められ
た停留点とすることを特徴とする特許請求の範囲第４項
に記載の手書き文字認識方法。
【請求項７】前記反復回数が最大の停留点が複数存在す
る場合、その中間を前記求められた停留点とすることを
特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の手書き文字認
識方法。