JPH08180135A - 図形認識装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】角張った頂点と丸みを帯びた曲線部分が混在す
る筆跡を的確に捉えることを可能にする。 【構成】ストロークの特徴点を結ぶ多角線の外角をもと
に、方向成分の変化率が単調なストロークに分解するス
トローク切り出し部２４と、ストローク切り出し部２４
により切り出された各ストロークの開始方向と終了方向
を抽出するストローク情報抽出部２５と、認識対象図形
毎に、図形を構成する方向成分の変化率が単調な各スト
ロークの開始方向と終了方向の情報を蓄えた図形特徴辞
書４１と、ストローク情報抽出部２５によって抽出され
た各ストロークの開始方向と終了方向を用いて、認識対
象図形を判定するパターンマッチング部２６とを具備し
て構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タブレットなどの座標
入力装置を介して筆記入力された手書き図形を認識する
図形認識方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、タブレットなどの座標入力装置な
どからオンライン入力された手書き図形を、ワードプロ
セッサや図形プロセッサなどで作成するドキュメント中
の図形要素として認識する装置が登場してきた。

【０００３】これらの装置では、図形入力の際に必要と
なる図形の特徴を示す座標情報のみを入力する従来の方
法とは異なり、図形そのものを紙の上に描く感覚で入力
できるインタフェースを提供している。

【０００４】すなわち、座標入力装置を介して入力され
た座標情報（座標データ系列）を表示装置に筆跡として
表示する一方で座標情報を保持し、入力の終了時点など
の所定のタイミングで図形認識処理を起動し、保持して
いた座標情報に対して図形認識を行ない、認識結果（図
形）をドキュメント上に表示することができる。

【０００５】手描き図形の認識は、まず図形全体の筆跡
情報から代表点となる特徴点を取り出した後、特徴点の
位置関係や特徴点間の角度情報により入力筆跡について
の特徴情報を抽出する。そして、その情報と認識対象と
する基本図形の特徴情報を予め登録されている辞書情報
と照合して認識判定する。

【０００６】筆跡情報から特徴点を取り出す方法は、
（１）筆跡の両端を結ぶ直線から最も離れた点を特徴点
とし、新たな特徴点と隣接する点とを結ぶ直線から最も
離れた点を同様に特徴点として順次取り出す方法や、
（２）筆跡上を辿りながら一定距離毎に取り出す方法な
どが考えられている。また、これらの方法によって取り
出された特徴点の情報をもとに、図形認識する方法も考
えられている。

【０００７】特徴点を取り出す方法は、認識対象とする
図形や曲線の形状によって一長一短がある。例えば前述
した（１）の方法では、折れ線の頂点を特徴点として示
すことはできる反面、丸みを帯びた部分を的確に示すこ
とは難しい。また、前述した（２）の方法では、筆跡全
体の特徴をまんべんなく捉えることができる反面、
（１）の方法による長所は得られない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の図形
認識方法では、特徴点を取り出す（１）（２）の方法に
一長一短があり、角張った頂点と丸みを帯びた曲線部分
が混在する筆跡の特徴を的確に示すことが難しいため、
対象とした図形認識処理ができなかったり、認識精度が
向上しなかった。

【０００９】本発明は前記のような事情を考慮してなさ
れたもので、特徴点を取り出す方法に変更を加えること
なく、角張った頂点と丸みを帯びた曲線部分が混在する
筆跡を的確に捉えることが可能な図形認識装置及び方法
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】本発明は、座標入力装置
を介して筆記入力されたストロークを図形認識する図形
認識装置において、ストロークの特徴点を結ぶ多角線の
外角をもとに、方向成分の変化率が単調なストロークに
分解するストローク切り出し手段と、前記ストローク切
り出し手段により切り出された各ストロークの開始方向
と終了方向を抽出するストローク情報抽出手段と、認識
対象図形毎に、図形を構成する方向成分の変化率が単調
な各ストロークの開始方向と終了方向の情報を蓄えた図
形特徴辞書と、前記ストローク情報抽出手段によって抽
出された各ストロークの開始方向と終了方向を用いて、
認識対象図形を判定するパターンマッチング手段とを具
備したことを特徴とする。

【００１１】また本発明は、座標入力装置を介して筆記
入力されたストロークを図形認識する図形認識装置にお
いて、ストロークの特徴点を結ぶ多角線の外角をもと
に、方向成分の変化率が単調なストロークに分解するス
トローク切り出し手段と、前記ストローク切り出し手段
により切り出された各ストロークについて、ストローク
と同ストロークを囲む外接矩形とが接する座標を抽出す
るストローク情報抽出手段と、認識対象図形毎に、図形
を構成する方向成分の変化率が単調な各ストロークにつ
いて、ストロークと同ストロークを囲む外接矩形とが接
する位置を示す情報を蓄えた図形特徴辞書と、前記スト
ローク情報抽出手段により抽出された座標を用いて、認
識対象図形を判定するパターンマッチング手段とを具備
したことを特徴とする。

【００１２】また本発明は、座標入力装置を介して筆記
入力されたストロークを認識する図形認識装置におい
て、ストロークの特徴点を結ぶ多角線の外角をもとに、
方向成分の変化率が単調なストロークに分解するストロ
ーク切り出し手段と、前記ストローク切り出し手段によ
って切り出された各ストロークを小領域で区切った矩形
領域によって正規化し、ストロークが含まれる小領域を
抽出するストローク情報抽出手段と、認識対象図形毎
に、図形を構成する方向成分の変化率が単調な各ストロ
ークについて、ストロークを小領域で区切った矩形領域
によって正規化した時にストロークが含まれる小領域を
示す情報を蓄えた図形特徴辞書と、前記ストローク情報
抽出手段により抽出された小領域を用いて、認識対象図
形を判定するパターンマッチング手段とを具備したこと
を特徴とする。

【００１３】また本発明は、座標入力装置に筆記入力さ
れたストロークを図形認識する図形認識装置において、
ストロークの特徴点を結ぶ多角線の外角をもとに、方向
成分の変化率が単調なストロークに分解するストローク
切り出し手段と、前記ストローク切り出し手段により切
り出された各ストロークの開始方向と終了方向を抽出す
る第１のストローク情報抽出手段と、認識対象図形毎
に、図形を構成する方向成分の変化率が単調な各ストロ
ークの開始方向と終了方向の情報を蓄えた図形特徴辞書
と、前記ストローク情報抽出手段によって抽出された各
ストロークの開始方向と終了方向を用いて、認識対象図
形を判定する第１のパターンマッチング手段と、前記ス
トローク切り出し手段により切り出された各ストローク
について、ストロークと同ストロークを囲む外接矩形と
が接する座標を抽出する第２のストローク情報抽出手段
と、認識対象図形毎に、図形を構成する方向成分の変化
率が単調な各ストロークについて、ストロークと同スト
ロークを囲む外接矩形とが接する位置を示す情報を蓄え
た図形特徴辞書と、前記ストローク情報抽出手段により
抽出された座標を用いて、認識対象図形を判定する第２
のパターンマッチング手段と、前記ストローク切り出し
手段によって切り出された各ストロークを小領域で区切
った矩形領域によって正規化し、ストロークが含まれる
小領域を抽出する第３のストローク情報抽出手段と、認
識対象図形毎に、図形を構成する方向成分の変化率が単
調な各ストロークについて、ストロークを小領域で区切
った矩形領域によって正規化した時にストロークが含ま
れる小領域を示す情報を蓄えた図形特徴辞書と、前記ス
トローク情報抽出手段により抽出された小領域を用い
て、認識対象図形を判定する第３のパターンマッチング
手段とを具備し、前記各パターンマッチング手段による
判定結果に基づいて、最終的に図形認識することを特徴
とする。

【００１４】

【作用】このような構成によれば、丸みを帯びた曲線の
特徴を抽出するために、曲線の方向成分の変化率が一定
または単調であるストロークが切り出される。この時、
筆跡の角張った頂点の部分は、分解された切り出しスト
ロークの始点、終点となる。また、丸みを帯びた曲線部
分の特徴量の抽出は、単調な曲線のみを扱えばよいので
処理が単純化され、的確な特徴情報抽出が期待できる。

【００１５】切り出されたストロークから、ストローク
の開始方向、終了方向、ストロークを囲む外接矩形、ス
トロークが正規化矩形に重なる小領域座標などを抽出す
るストローク情報抽出手段が設け、また各ストローク情
報の抽出に対応した図形認識辞書を用意することで、角
張った頂点と丸みを帯びた曲線部分が混在するストロー
クが的確に認識される。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
について説明する。図１は本実施例に係わる図形認識装
置の概略的な構成を示すブロック図、図２は図形認識装
置の外観構造を説明するための図である。

【００１７】図１に示す図形認識装置は、座標入力装置
１、制御装置２、表示装置３、及び外部記憶装置４によ
り構成されている。座標入力装置１は、後述するスタイ
ラスペン１ｂを用いて筆記入力された２次元の座標点列
（筆跡を表わす）の情報を入力するためのものである。

【００１８】制御装置２は、図形認識装置全体の制御を
司るもので、マイクロプロセッサ及びメモリを主体とし
て構成され、外部記憶装置４に格納されたプログラムや
データ等をロードして各種処理を実行する。制御装置２
の内部には、各種制御部と記憶部が設けられている（詳
細については後述する）。

【００１９】表示装置３は、液晶ディスプレイやプラズ
マディスプレイなどから構成され、座標入力装置１を介
して入力された座標点列の情報（図形や文字を表わす筆
跡）、及び制御装置２で処理された情報（図形や文字）
を表示するためのものである。

【００２０】外部記憶装置４は、本装置を動作させるた
めのプログラムやデータ等の他に、座標入力装置１を介
して入力された座標点列に対して図形認識する際に参照
される図形特徴辞書４１（後述する）等を格納するため
のものである。

【００２１】本実施例において、座標入力装置１と表示
装置３の表示画面は同一寸法、同一座標面を形成するも
のであり、座標入力装置１が図２に示すように、表示装
置３の表示画面上に重ね合わされて制御装置２を収容し
ている装置本体と積層一体化される透明タブレット１ａ
として構成される。

【００２２】透明タブレット１ａ上でスタイラスペン１
ｂを用いて文字や図形等のパターンが筆記されると、そ
の筆跡がスタイラスペン１ｂで指示された位置座標値の
つながり（位置座標系列、座標データ系列）として一定
時間毎に検出・入力される。

【００２３】スタイラスペン１ｂの先端にはスイッチが
ついており、筆記入力の際に透明タブレット１ａへの筆
圧によってスイッチがｏｎ／ｏｆｆするようになってい
る。本実施例では座標入力装置１から入力される座標デ
ータ系列（スイッチｏｎの間に入力されるデータ）をも
とに、表示装置３の透明タブレット１ａ上で指示された
位置と同一座標が、制御装置２によって表示駆動される
ようになっている。この表示制御により、透明タブレッ
ト１ａ上で筆記されたパターンが筆記入力軌跡として同
時表示される。

【００２４】次に、制御装置２の詳細な機能構成につい
て説明する。制御装置２は、図１に示すように、座標検
出部２１、筆跡データ蓄積部２２、特徴点抽出部２３、
ストローク切り出し部２４、ストローク情報抽出部２
５、パターンマッチング部２６、図形作成部２７、及び
記憶部２８によって構成されている。

【００２５】座標検出部２１は、座標入力装置１からの
情報の入力を司るもので、座標入力装置１からの座標デ
ータを一定時間毎にサンプリングし、スタイラスペン１
ｂによって指示される位置座標を獲得する。

【００２６】筆跡データ蓄積部２２は、座標検出部２１
によって入力された座標データ列を筆跡データとして筆
跡データバッファ２８１に格納する。座標検出部２１か
らスタイラスペン１ｂのペン先のスイッチのｏｆｆによ
り筆記終了を検出すると筆跡データの格納を終了する。

【００２７】特徴点抽出部２３は、筆跡データ蓄積部２
２によって筆跡データバッファ２８１に格納された座標
データ列（筆跡データ）をもとに、ストロークの特徴点
を抽出し、特徴点データバッファ２８２に格納する。

【００２８】ストローク切り出し部２４は、特徴点抽出
部２３によって特徴点データバッファ２８２に格納され
たストロークの特徴点、及び特徴点を結ぶ多角線の外角
をもとに、ストローク形状情報の抽出を容易にするため
に、ストロークの曲がり具合が大きいところでストロー
クを分解し、ストロークを切り出す。この結果、方向成
分の変化率が一定または単調である曲線が切り出され
る。ストローク切り出し部２４は、ストロークの切り出
し結果（切り出されたストローク毎の特徴点データ）を
切り出し結果バッファ２８３に格納する。

【００２９】ストローク情報抽出部２５は、ストローク
切り出し部２４によって切り出し結果バッファ２８３に
格納された切り出された各ストロークの特徴点データを
もとに、ストローク特徴を示す情報を抽出して丸み特徴
バッファ２８４に格納する。

【００３０】パターンマッチング部２６は、ストローク
情報抽出部２５によって丸み特徴バッファ２８４に格納
されたストローク特徴について、外部記憶装置４中の図
形特徴辞書４１に格納された認識対象図形の特徴情報と
のマッチング処理を行ない、結果を認識結果バッファ２
８５に格納する。

【００３１】図形作成部２７は、パターンマッチング部
２６によって認識結果バッファ２８５に格納された図形
認識の結果から、表示装置３における表示や編集対象と
する図形情報を作成して図形情報バッファ２８６に格納
する。

【００３２】記憶部２８は、制御装置２内の各種制御部
により用いられるものであり、筆跡データバッファ２８
１、特徴点データバッファ２８２、切り出し結果バッフ
ァ２８３、丸み特徴バッファ２８４、認識結果バッファ
２８５、及び図形情報バッファ２８６を含んでいる。

【００３３】筆跡データバッファ２８１は、座標検出部
２１から入力された筆跡データ（ストローク）を格納す
るためのものである。特徴点データバッファ２８２は、
特徴点抽出部２３により抽出されたストロークの特徴点
を格納するためのものである。

【００３４】切り出し結果バッファ２８３は、ストロー
ク切り出し部２４によって切り出されたストローク毎の
特徴点を格納するためのものである。丸み特徴バッファ
２８４は、ストローク情報抽出部２５によって抽出され
たストローク特徴を格納するためのものである。

【００３５】認識結果バッファ２８５は、パターンマッ
チング部２６によって求められた図形認識結果を格納す
るためのものである。図形情報バッファ２８６は、図形
作成部２７によって作成された図形情報を格納するため
のものである。

【００３６】次に、本実施例の動作について、図３に示
すフローチャートを参照しながら説明する。図３は本実
施例における図形認識処理全体の概略的な処理の流れを
示すフローチャートである。

【００３７】まず、座標入力装置１（透明タブレット１
ａ）の上でスタイラスペン１ｂを用いて、例えば図形を
表わすストロークが筆記されると、座標検出部２１は、
ペン先スイッチの状態を示すデータを入力すると共に、
座標入力装置１から入力されたる座標データを一定時間
毎にサンプリングし、スタイラスペン１ｂのペン先が示
す位置座標を獲得する（ステップＡ１）。

【００３８】筆跡データ蓄積部２２は、座標検出部２１
によって入力された座標データ列を筆跡データとして筆
跡データバッファ２８１に格納する（ステップＡ２）。
筆跡データ蓄積部２２は、座標検出部２１によってスタ
イラスペン１ｂのペン先スイッチがｏｆｆになったこと
を示すデータが入力されることにより、筆記終了を検出
すると筆跡データの格納を終了する。

【００３９】図４（ａ）には筆跡データバッファ２８１
に格納された筆跡データの一例を示している。ここで
は、図４（ｂ）に示すようなストロークが筆記入力さ
れ、座標点数１２（Ｐ０〜Ｐ１１）の座標データが検出
されたものとする。筆跡データバッファ２８１には筆跡
データの各点（Ｐ０〜Ｐ１１）のＸ座標値（ｘp0〜ｘp1
1）とＹ座標値（ｙp0〜ｙp11 ）が格納される。

【００４０】特徴点抽出部２３は、筆跡データ蓄積部２
２によって筆跡データバッファ２８１に格納された筆跡
データからストロークの特徴点を抽出し、特徴点データ
バッファ２８２に格納する（ステップＡ３）。特徴点の
抽出は、例えば「２種類の特徴点解析によるオンライン
手書き漢字認識」電子情報通信学会論文誌 Ｄ−II Vo
l.J72-D-II Ｎｏ．９，１９８９に記載された特徴点抽
出方法を用いるものとする。

【００４１】すなわち、例えば図５に示すようなストロ
ークがあった場合、始点Ｐ1 と終点Ｐn を結ぶ線分Ｌを
仮定し、各点Ｐi （１＜ｉ＜ｎ）から両端点Ｐ1 ，Ｐn
までの距離の和を計算し、その和が最大値Ｌmax をとる
点Ｐi を求める。そして、 δ＝（Ｌmax −Ｌ）／Ｌ …（２） によりδを計算し、δがしきい値ε以下の場合には（δ
≦ε）、Ｐ1 とＰn の間には特徴点が存在しないものと
する。δ＞εの場合には、Ｐi を特徴点として採用す
る。ここで再びＰ1 を始点としＰi を終点とするチェイ
ンと、Ｐi を始点としＰn を終点とするチェインの２つ
に分割し、それぞれに対し同様の処理を行なう。以上の
処理を、これ以上分割されなくなるまで繰り返す。こう
して得られた点を特徴点とする。

【００４２】なお、特徴点の抽出では、筆跡データ中の
座標点から特徴点を選んでもよいし、筆跡データ中には
ない座標値を計算で求めてもよい。また、前述した方法
と異なる他の方法を用いても良い。

【００４３】図６には筆跡データＰ０〜Ｐ１１に対して
特徴点Ｑ０〜Ｑ６が抜き出された例を示している。図６
に示すように、特徴点Ｑ０〜Ｑ６は、筆跡データのＰ
０，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８，Ｐ１０，Ｐ１１の各点に
対応している。なお、Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５の各点は、筆跡
データのＰ２，Ｐ６，Ｐ１０のかわりに、Ｑ０，Ｑ２，
の中点，Ｑ２，Ｑ４の中点，Ｑ４，Ｑ６の中点座標を計
算し、Ｐ２，Ｐ６，Ｐ１０とは異なる座標点座標を特徴
点座標としてもよい。

【００４４】特徴点抽出部２３によって抽出された特徴
点は、特徴点データバッファ２８２に格納される。座標
情報は、例えば図７に示すように、特徴点数７（Ｑ０〜
Ｑ６）のそれぞれの特徴点のＸ座標値（ｘq0〜ｘq6）と
Ｙ座標値（ｙq0〜ｙq6）が格納される。

【００４５】次に、ストローク切り出し部２４は、後段
の処理においてストロークの形状の特徴を示すストロー
ク情報の抽出を容易にするために、ストロークの曲がり
具合が大きいところでストロークを分解する（ステップ
Ａ４）。本実施例では、ストローク中の曲がり具合の大
きい特徴点を偏曲点と名付ける。また、偏曲点は、特徴
点を線分で接続した多角線の頂点のなす外角の大きさに
よって判定するものとし、偏曲点とする場合の外角の大
きさを偏曲点角と名付ける。

【００４６】ストローク切り出し部２４によるストロー
クを切り出す処理について、図８に示すフローチャート
を参照しながら説明する。まず、ストローク切り出し部
２４は、特徴点の座標データを特徴点データバッファ２
８２から取り出し、特徴点間を結ぶ直線を求める（ステ
ップＢ１〜Ｂ３）。

【００４７】ストローク切り出し部２４は、２直線が求
まったら、２直線が交差する角度、すなわちストローク
線分の外角の角度を計算する（ステップＢ４，Ｂ５）。
この求めた外角の角度が、予め定めた偏曲点角より大き
いときは、その点でストロークを切断するものと判別す
る（ステップＢ６）。

【００４８】ストローク切り出し部２４は、切断すべき
と判別した点から、ストロークを切断し、それぞれのス
トローク毎に特徴点を切り出し結果バッファ２８３に格
納する（ステップＢ７）。

【００４９】ストローク切り出し部２４は、以上の処理
をストローク全体について行ない、複数の点で切断が可
能であれば、それぞれの点で切断して得られる複数のス
トロークを求める。

【００５０】図９には、ストローク切り出し部２４によ
るストローク切り出しの具体例を示している。図９に示
すように、特徴点Ｑ０〜Ｑ６に対して特徴点間を結ぶ直
線ｌ１〜ｌ６が求められ、２直線によってできる外角θ
１〜θ５の角度が求められる。ストローク切り出し部２
４は、外角θ１〜θ５のそれぞれについて、予め定めた
偏曲点角θｄと大きさを比較した結果、θ４＞θｄとな
り、特徴点Ｑ４が偏曲点として求めている。

【００５１】この結果、ストローク切り出し部２４は、
ストロークの切り出し結果として例えば図１０（ａ）に
示すように、切断して得られた２つのストロークのそれ
ぞれについて、特徴点の座標値を切り出し結果バッファ
２８３に格納する。すなわち、入力されたストロークか
ら、図１０（ｂ）に示すような２つのストロークを切り
出したことになる。

【００５２】ここで、特徴的なストロークを例にして、
ストローク切り出しについて説明する。図１１には、円
形、ハート形、かまぼこ形、矩形を表わすストロークを
入力した時のそれぞれについてストローク切り出し例を
示している。

【００５３】図１１（ａ−１）に示す円形のストローク
では、条件を満たす（予め定めた偏曲点角θｄより大き
い外角をなす）特徴点（偏角点）が存在しないので、ス
トローク分解数１となり、図１１（ａ−２）に示すよう
に、特徴点の座標値が切り出し結果バッファ２８３に格
納される。

【００５４】図１１（ｂ−１）に示すハート形のストロ
ークでは、条件を満たす特徴点（偏角点）が１点（特徴
点Ｑ５）存在するので、ストローク分解数２となり、図
１１（ｂ−２）に示すように、２つのストロークのそれ
ぞれの特徴点の座標値が切り出し結果バッファ２８３に
格納される（２つの曲線を表わすストローク）。

【００５５】図１１（ｃ−１）に示すかまぼこ形のスト
ロークでは、条件を満たす特徴点（偏角点）が１点（特
徴点Ｑ５）存在するので、ストローク分解数２となり、
図１１（ｃ−２）に示すように、２つのストロークのそ
れぞれの特徴点の座標値が切り出し結果バッファ２８３
に格納される（曲線を表わすストロークと直線を表わす
ストローク）。

【００５６】図１１（ｄ−１）に示す矩形のストローク
では、条件を満たす特徴点（偏角点）が３点（特徴点Ｑ
１，Ｑ２，Ｑ３）存在するので、ストローク分解数４と
なり、図１１（ｄ−２）に示すように、４つのストロー
クのそれぞれの特徴点の座標値が切り出し結果バッファ
２８３に格納される（４つの直線を表わすストロー
ク）。

【００５７】次に、ストローク情報抽出部２５は、スト
ローク切り出し部２４で切り出されたストロークのそれ
ぞれについて、ストロークの特徴を示す情報を抽出し、
丸み特徴バッファ２８４に格納する（ステップＡ５）。

【００５８】本実施例におけるストロークの特徴を示す
情報（ストローク情報）は、次の通りであり、図１２に
各特徴の特徴量を図示している。ストロークの始点座標
Ａ（ｘ、ｙ）、ストロークの終点座標Ｂ（ｘ、ｙ）、開
始ベクトルＶａ、終了ベクトルＶｂ、ストロークの回転
量Ｃｓ（詳細については後述する）、ストロークの長さ
ｌ、始点終点間距離Ｌ、始点終点間を結んだ線分上から
ストロークまでの最長距離Ｈ、始点終点を結ぶベクトル
Ｖｌ、ストロークの偏り方向Ｖｐとし、またストローク
を囲む外接矩形をｒｂｘとして、矩形ｒｂｘの左上頂点
座標Ｒ（ｘ、ｙ）、矩形ｒｂｘの幅ＲＷ、矩形ｒｂｘの
高さＲＨ、矩形ｒｂｘとストロークが接する座標Ｐ
（ｘ、ｙ）とし、さらにストロークと始点終点を結んだ
線分によって囲まれる領域の面積Ｓ、矩形ｒｂｘの面積
から面積Ｓを除いた面積Ｓｏとする。

【００５９】次に、パターンマッチング部２６は、丸み
特徴バッファ２８４に格納されたストローク情報に対し
て、図形特徴辞書４１に格納された認識対象図形のスト
ローク情報とのマッチング処理を行ない、ストロークが
表わす図形を認識する（ステップＡ６）。パターンマッ
チング部２６は、図形認識の結果を認識結果バッファ２
８５に格納する。

【００６０】最後に図形作成部２７は、認識結果バッフ
ァ２８５に格納された図形認識の結果から、表示や編集
対象とする図形情報を作成して、図形情報バッファ２８
６に格納して一連の図形認識処理を終了する（ステップ
Ａ７）。

【００６１】次に、本発明における図形認識方法の詳細
について説明する。ここでは、切り出し結果バッファ２
８３に格納された内容をもとに、ストローク情報抽出部
２５によって丸み特徴バッファ２８４に格納するデータ
の構成例と、丸み特徴バッファ２８４に格納されたデー
タを用いたパターンマッチング部２６の処理、及び図形
特徴辞書４１の辞書構成例について、方法１〜方法３に
分けて説明する。

【００６２】方法１ 方法１は、切り出した各ストロークの開始ベクトルＶ
ａ、終了ベクトルＶｂ、及びストロークの回転量Ｃｓに
基づいてマッチングを行なう方法である。

【００６３】図１３にはストローク情報抽出部２５によ
るストローク特徴を求める手順を示している。ここで
は、図１１に示す各図形を表わすストロークが入力され
たものとして説明する。従って、切り出し結果バッファ
２８３には、図１１（ａ−２）（ｂ−２）（ｃ−２）
（ｄ−２）に示すように、各図形に対応してするストロ
ーク分解数と特徴点の座標が格納される。

【００６４】ここで始点をＱ０，終点をＱｎとすると、
ストローク情報抽出部２５は、始点Ｑ０と次の特徴点Ｑ
１を結んで開始ベクトルＶａとし、終点Ｑｎの前の特徴
点Ｑｎ−１と終点Ｑｎを結んで終了ベクトルＶｂとする
（ステップＣ１〜Ｃ３）。

【００６５】続いて、ストローク情報抽出部２５は、特
徴点Ｑｎでの外角を、図１４（ａ）に示すθｎとして、
始点及び終点を除く各特徴点での外角の合計を求め、ス
トロークの回転量Ｃｓとして求める（ステップＣ４）。
すなわち、図１４（ｂ）に示す例では、始点Ｑn-2 の次
の特徴点Ｑn-1 から終点Ｑn+2 の前の特徴点Ｑn+1 まで
の各点の外角θn-1 ，θn ，θn+1 を合計してストロー
クの回転量Ｃｓとする。

【００６６】ストローク情報抽出部２５は、切り出し結
果バッファ２８３に格納された、分解によって得られた
各ストロークそれぞれについて、前述したように開始ベ
クトルＶａ、終了ベクトルＶｂ、及びストローク回転量
Ｃｓを求める（ステップＣ５）。

【００６７】図１５及び図１６には、図１１に示す各図
形を表わすストロークについてのストローク特徴の抽出
結果を示している。図１１（ａ−１）に示す円形のスト
ロークでは、図１５（ａ−１）に示すように、特徴点Ｑ
１〜Ｑ１０のそれぞれの外角θ１〜θ１０の合計がスト
ローク回転量Ｃｓとして求められる。丸み特徴バッファ
２８４には、図１５（ａ−２）に示すように、開始ベク
トルＶａがベクトルＱ０Ｑ１、終了ベクトルＶｂがベク
トルＱ１０Ｑ１１、ストローク回転量Ｃｓがθ１〜θ１
０の合計として格納される。

【００６８】図１１（ｂ−１）に示すハート形のストロ
ークでは、図１５（ｂ−１）に示すように、第１のスト
ロークの特徴点Ｑ１〜Ｑ４、第２のストロークのＱ６〜
Ｑ９のそれぞれの外角θ１〜θ４、θ６〜θ９の合計が
各ストロークのストローク回転量Ｃｓとして求められ
る。丸み特徴バッファ２８４には、図１５（ｂ−２）に
示すように、第１のストロークについて開始ベクトルＶ
ａがベクトルＱ０Ｑ１、終了ベクトルＶｂがベクトルＱ
４Ｑ５、ストローク回転量Ｃｓがθ１〜θ４の合計とし
て格納され、第２のストロークについて開始ベクトルＶ
ａがベクトルＱ５Ｑ６、終了ベクトルＶｂがベクトルＱ
９Ｑ１０、ストローク回転量Ｃｓがθ６〜θ９の合計と
して格納される。

【００６９】図１１（ｃ−１）に示すカマボコ形のスト
ロークでは、図１６（ｃ−１）に示すように、第１のス
トロークの特徴点Ｑ１〜Ｑ４の外角θ１〜θ４の合計が
第１のストロークのストローク回転量Ｃｓとして求めら
れる。第２のストロークについては外角が求められない
のでストローク回転量Ｃｓは０°となる。丸み特徴バッ
ファ２８４には、図１６（ｃ−２）に示すように、第１
のストロークについて開始ベクトルＶａがベクトルＱ０
Ｑ１、終了ベクトルＶｂがベクトルＱ４Ｑ５、ストロー
ク回転量Ｃｓがθ１〜θ４の合計として格納され、第２
のストロークについて開始ベクトルＶａがベクトルＱ５
Ｑ６、終了ベクトルＶｂがベクトルＱ５Ｑ６、ストロー
ク回転量Ｃｓが０°として格納される。

【００７０】図１１（ｄ−１）に示す矩形のストローク
では、図１６（ｄ−１）に示すように、第１〜第４のス
トロークの何れについても外角が求められないので、各
ストロークのストローク回転量Ｃｓは０°となる。丸み
特徴バッファ２８４には、図１６（ｄ−２）に示すよう
に、第１のストロークについて開始ベクトルＶａ及び終
了ベクトルＶｂともにベクトルＱ０Ｑ１、第２のストロ
ークについて開始ベクトルＶａ及び終了ベクトルＶｂと
もにベクトルＱ１Ｑ２、第３のストロークについて開始
ベクトルＶａ及び終了ベクトルＶｂともにベクトルＱ２
Ｑ３、第４のストロークについて開始ベクトルＶａ及び
終了ベクトルＶｂともにベクトルＱ３Ｑ４が格納され、
各ストロークのストローク回転量Ｃｓが０°として格納
される。

【００７１】次に、方法１における図形特徴辞書４１に
格納される情報の構成例について説明する。図１７は図
形特徴辞書４１の内容の一例を示している。図１７に示
すように、認識対象図形の図形種に対応させて、ストロ
ーク分解数、それぞれのストロークの開始方向、終了方
向、回転量を示す情報（図形情報）が登録されている。

【００７２】ストロークの開始方向及び終了方向の情報
は、例えば図１８に示すように、４５°単位で８方向で
コード化（Ｅ，ＮＥ，Ｎ，ＮＷ，Ｗ，ＳＷ，Ｓ，ＳＥ）
しておく。また、図形種が円形のように開始終了方向を
特定しない場合は、方向自由であることを示す特別なコ
ード（ＡＮＹ）を用意する。

【００７３】なお、図形特徴辞書４１に格納される辞書
の内容を構成する際のストロークの分解手順は、例えば
図８のフローチャートに示す手順で行なう。次に、図１
７に示すような構成の図形特徴辞書４１を用いたパター
ンマッチング部２６の処理動作について、図１９に示す
フローチャートを参照しながら説明する。

【００７４】まず、パターンマッチング部２６は、外部
記憶装置４内の図形特徴辞書４１から、丸み特徴バッフ
ァ２８４に格納されている図形認識の対象とするストロ
ークのストローク分解数と等しい図形情報を読み出す
（ステップＤ１）。

【００７５】次に、パターンマッチング部２６は、１つ
のストロークに対して、開始ベクトルＶａと開始方向と
が同方向であるかを判定する。同様に、終了ベクトルＶ
ｂと終了方向とが同方向であるか判定する（ステップＤ
３，Ｄ４）。

【００７６】同方向の判定は、例えば丸み特徴バッファ
２８４中のストロークの開始ベクトルＶａとｘ軸方向の
基準ベクトルから算術的に計算した角度θｑと、図形特
徴辞書４１中の方向コードとを比較すればよい。ここで
対象としている辞書中の方向コードが、図１８に示す方
向コードＷのとき、θｑとの比較判定において、予め許
容値α１を設けて、以下に示す式（３）を満たせば方向
が同じものと判定する。

【００７７】 ｜θ（Ｗ）−θｑ｜＜α１ …（３） なお、θ（Ｗ）は、方向コードＷの角度を示している。
このように許容値α１を設けることにより、図形特徴辞
書４１に登録する方向コードは、大まかに方向を示す内
容であっても同方向の判別に対応することができる。

【００７８】また、パターンマッチング部２６は、スト
ロークの回転領域Ｃｓと図形特徴辞書４１に登録された
回転量が等しいかを判定する（ステップＤ５）。ステッ
プＤ３〜Ｄ５の各比較判定によって、１つでも等しくな
いと判定されると、ステップＤ１において読み出した図
形情報の図形種ではないものとする。

【００７９】１つのストロークについて比較判定が終了
したら、次のストロークについても同様に行なう（ステ
ップＤ６，Ｄ７）。全てのストロークについての比較判
定が成功した時、図形認識が成功したとして、パターン
マッチング部２６は、認識結果バッファ２８５に、比較
判定の対象とした（ステップＤ１において読み出した）
図形情報に対応する図形種を加える（ステップＤ８）。

【００８０】続いてパターンマッチング部２６は、図形
特徴辞書４１に他の図形情報があれば（ステップＤ
９）、この図形情報を読み出して（ステップＤ１）、マ
ッチング処理を繰り返す（ステップＤ２〜Ｄ８）。

【００８１】パターンマッチング部２６による処理が終
了すると、認識結果バッファ２８５には、パターンマッ
チングに成功した図形種を示す情報が格納されている。
図形作成部２７は、認識結果バッファ２８５と丸み特徴
バッファ２８４の内容から、図形情報を作成して図形情
報バッファ２８６に格納する。

【００８２】例えば、認識結果バッファ２８５に格納さ
れた図形種の内容が「矩形」、丸み特徴バッファ２８４
に格納された内容が図１６（ｄ−２）に示す場合の時
は、特徴点Ｑ０〜Ｑ４によって表わされるストロークを
囲む外接矩形を求め、この外接矩形を定義するデータを
図形情報とする。

【００８３】この場合、図形情報バッファ２８６に格納
される図形情報の内容は図２０に示すようになる。すな
わち、図形種「矩形」を示すデータと、矩形の１頂点の
座標位置を示すデータ（ｘ，ｙ）及び座標位置（ｘ，
ｙ）を基準とする矩形の幅「ｗ」、高さ「Ｈ」を示すデ
ータが含まれる。図形情報バッファ２８６には、図形種
に応じた所定のデータが格納される。

【００８４】方法２ 方法２は、切り出したストロークを囲む外接矩形を求め
て、ストロークと外接矩形が接する座標値に基づいてマ
ッチングを行なう方法である。

【００８５】図２１及び図２２にはストローク情報抽出
部２５によるストローク特徴を求める手順を示してい
る。まず、ストローク情報抽出部２５は、切り出された
ストロークを囲む外接矩形が、上辺、左辺、下辺、右辺
で接する座標値を示すＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を初期化
する（ステップＥ１）。

【００８６】次に、ストローク情報抽出部２５は、対象
とするストロークの１点（例えば始点）の座標値（ｘ，
ｙ）を取り出し、ｘ座標、ｙ座標をＲ１〜Ｒ４と順次比
較し、条件に一致したら該当するＲ１〜Ｒ４の値を更新
する（ステップＥ３〜Ｅ１０）。ストロークの対象とす
る１点を変更しながら終端まで、同様にステップＥ３〜
Ｅ１０の処理を繰り返すことにより、ストロークに外接
矩形枠が接する座標値を示すＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が
求まる（ステップＥ１１）。

【００８７】以上の処理を切り出しストロークの終端ま
で行なった後、Ｒ４とＲ２との差を求め、この値が予め
設定されたしきい値α２以下であれば、Ｒ４，Ｒ２の座
標情報を無効（Ｒ４，Ｒ２ともに０）にする（ステップ
Ｅ１３）。この処理は、切り出されたストロークがｙ軸
から傾きが少しずれたストロークの場合であっても、ｙ
軸に平行なストロークとしてマッチング対象としたい場
合に役立つ（ステップＥ１２〜Ｅ１３）。

【００８８】Ｒ３とＲ１についても同様に、Ｒ３とＲ１
との差を求め、この値が予め設定されたしきい値α３以
下であれば、Ｒ３，Ｒ１の座標情報を無効（Ｒ３，Ｒ１
ともに０）にする（ステップＥ１５）。こうして、ｘ軸
についての補正を行なうことにより、切り出されたスト
ロークがｘ軸から傾きが少しずれたストロークの場合で
あっても、ｘ軸に平行なストロークとしてマッチング対
象としたい場合に役立つ（ステップＥ１４〜Ｅ１５）。

【００８９】最後にＲ４、Ｒ２から外接矩形の幅Ｗ，Ｒ
３、Ｒ１から外接矩形の高さＨを求める（ステップＥ１
６，Ｅ１７）。そして、切り出しストロークが他にあれ
ば、前述したステップＥ１〜Ｅ１７の処理を同様にして
行なう（ステップＥ１８）。

【００９０】切り出し結果バッファ２８３には、例えば
図１１に示すようなストローク分解数と特徴点座標値が
各図形について格納されているものとすると、ストロー
クを囲む外接矩形は、図２３及び図２４に示すように求
められる。

【００９１】図２３（ａ−１）においては、図２３（ａ
−２）に示すように、ストロークと外接矩形の接する座
標値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４について、Ｑ１１のｙ座
標、Ｑ４のｘ座標、Ｑ６のｙ座標、Ｑ８のｘ座標が求め
られたことを示す。

【００９２】次に、方法２における図形特徴辞書４１に
格納される情報の構成例について説明する。図２５は図
形特徴辞書４１の内容の一例を示している。図２５に示
すように、図形特徴辞書４１には、認識対象とする図形
種の基本パターンでの切り出しストロークの分解数、外
接矩形の縦横比（Ｗ／Ｈ）、切り出しストロークと外接
矩形が接する座標Ｒ１〜Ｒ４が登録されている。座標Ｒ
１〜Ｒ４は、次のようなマッチング・ゾーン番号で記述
する。

【００９３】マッチング・ゾーン番号は、図２６に示す
ように、外接矩形の位置を示すために縦と横に等間隔に
分割した領域に付けた記号で、例えば、左上から右方向
にＹ１、Ｙ２、Ｙ３、…、左上から下方向にＴ１、Ｔ
２、Ｔ３、…としておく。

【００９４】マッチング・ゾーン番号の大きさは、マッ
チングパターンの切り出しストロークによって異なり、
外接矩形の縦横の大きさに応じて設定しておく。切り出
しストロークが外接矩形と接する座標は、複数の領域で
示すことができる。

【００９５】例えば、図２６（ａ）に示す円形の場合、
Ｒ１はＹ５〜Ｙ７、Ｒ２はＴ５〜Ｔ７、Ｒ３はＹ５〜Ｙ
７、Ｒ４はＴ５〜Ｔ７の範囲に入ると記述される。ま
た、マッチング・ゾーン番号は連続している必要はな
く、例えば図２６（ｂ−１）（ｂ−２）に示すハート形
の場合、左の切り出しストローク（図２６（ｂ−１））
のＲ４は、Ｔ５〜Ｔ７の他にＴ２２を設定しておく。図
２６（ｃ）に示すカマボコ形の場合（第１ストロークの
みを示す）、Ｒ３はＹ１、Ｙ２２が設定される。

【００９６】次に、図２５に示すような構成の図形特徴
辞書４１を用いたパターンマッチング部２６の処理動作
について、図２７に示すフローチャートを参照しながら
説明する。なお、パターンマッチング部２６の処理は、
図１９に示すフローチャートのステップＤ３〜Ｄ５の処
理が異なっている。

【００９７】まず、パターンマッチング部２６は、外部
記憶装置４内の図形特徴辞書４１から、丸み特徴バッフ
ァ２８４に格納されている図形認識の対象とするストロ
ークのストローク分解数と等しい図形情報を読み出す
（ステップＦ１）。

【００９８】次に、パターンマッチング部２６は、１つ
のストロークに対して、外接矩形の横長ＲＷ、縦長ＲＨ
比と、図形特徴辞書４１中の外接矩形の縦横比（Ｗ／
Ｈ）、及び予め設定された許容値α４を設けて、以下に
示す式（４）を満たせばマッチング許容範囲内と判定す
る（ステップＦ３）。

【００９９】 ｜（ＲＷ／ＲＨ）−（Ｗ／Ｈ）｜＜α４ …（４） 続いてパターンマッチング部２６は、外接矩形と接する
座標Ｒ１〜Ｒ４の各点が、図形特徴辞書４１中のＲ１〜
Ｒ４が示すマッチング・ゾーン内であるかどうか判定す
る（ステップＦ４〜Ｆ７）。

【０１００】ステップＦ４〜Ｆ７の各比較判定によっ
て、１つでも等しくないと判定されると、ステップＦ１
において読み出した図形情報の図形種ではないものとす
る。１つのストロークについて比較判定が終了したら、
次のストロークについても同様に行なう（ステップＦ
８，Ｆ９）。全てのストロークについての比較判定が成
功した時、図形認識が成功したとして、パターンマッチ
ング部２６は、認識結果バッファ２８５に、比較判定の
対象とした（ステップＦ１において読み出した）図形情
報に対応する図形種を加える（ステップＦ１０）。

【０１０１】パターンマッチング部２６は、図形特徴辞
書４１に他の図形情報があれば（ステップＦ１１）、こ
の図形情報を読み出して（ステップＦ１）、マッチング
処理を繰り返す（ステップＦ２〜Ｆ１０）。

【０１０２】パターンマッチング部２６による処理が終
了すると、認識結果バッファ２８５には、パターンマッ
チングに成功した図形種を示す情報が格納され、図形作
成部２７は、認識結果バッファ２８５と丸み特徴バッフ
ァ２８４の内容から、図形情報を作成して図形情報バッ
ファ２８６に格納する。

【０１０３】方法３ 方法３は、切り出したストロークを正規化し、ストロー
クが含まれる小領域と辞書で示す小領域情報とが重なる
領域をカウントすることによりマッチングする方法であ
る。

【０１０４】図２８は、図１１に示した各ストロークを
正規化し、小領域で区切った正方形領域に図示した例で
ある。ストローク情報抽出部２５は、図２８に示すスト
ロークについて、ストロークが横切った小領域を示す小
領域情報を丸み特徴バッファ２８４に格納する。図２８
（ａ）に示すストローク（円形）について丸み特徴バッ
ファ２８４に格納される内容は、例えば図２９に示すよ
うになる。すなわち、図２８に示す正方形領域の左上か
ら右下方向に各小領域に対して小領域番号が付され、丸
み特徴バッファ２８４には、ストロークが横切った小領
域の小領域番号の列（小領域番号数分）が格納される。
図２８（ｂ）〜（ｄ）に示す各図形についても、切り出
された各ストロークについて求められる。

【０１０５】次に、方法３における図形特徴辞書４１に
格納される情報の構成例について説明する。図３０は図
形特徴辞書４１の内容の一例を示している。図３０に示
すように、認識対象図形の図形種に対応させて、認識対
象とする図形種の基本パターンでの切り出しストローク
の分解数、それぞれのストロークについて正規化正方形
上で通過する小領域数（マッチング対象座標数）、及び
各小領域の位置情報（小領域番号）から構成される。な
お、図３０（ｂ）〜（ｄ）について、各小領域の位置情
報（小領域番号）の図示を省略している。

【０１０６】次に、図３０に示すような構成の図形特徴
辞書４１を用いたパターンマッチング部２６の処理動作
について、図３１に示すフローチャートを参照しながら
説明する。なお、パターンマッチング部２６の処理は、
図１９に示すフローチャートのステップＤ３〜Ｄ５の処
理が異なっている。

【０１０７】パターンマッチング部２６は、マッチング
する小領域数をカウントする総マッチングカウンタと、
小領域と図形特徴辞書４１に格納された位置情報とが一
致した領域数をカウントするヒットカウンタとを、認識
結果バッファ２８５内に確保して、マッチング処理に先
立って初期化処理をしておく。

【０１０８】まず、パターンマッチング部２６は、外部
記憶装置４内の図形特徴辞書４１から、丸み特徴バッフ
ァ２８４に格納されている図形認識の対象とするストロ
ークのストローク分解数と等しい図形情報を読み出す
（ステップＧ１）。

【０１０９】次に、パターンマッチング部２６は、１つ
のストロークについて、丸み特徴バッファ２８４から小
領域情報を取り出し、この小領域の座標と一致する位置
情報が辞書にあるか否かを判別する。一致する位置情報
が辞書にあれば、パターンマッチング部２６は、認識結
果バッファ２８５内のヒットカウントをインクリメント
する（ステップＧ３〜Ｇ５）。

【０１１０】また、取り出した小領域情報が辞書にある
なしに関係なく、パターンマッチング部２６は、認識結
果バッファ２８５内の総マッチングカウンタをインクリ
メントする（ステップＧ６）。

【０１１１】全ての切り出しストロークについて、前述
のような各小領域情報のマッチング処理が終了したら
（ステップＧ８，Ｇ９）、総マッチングカウンタによっ
てカウントされた総マッチング数ＭＴと、ヒットカウン
タによってカウントされたヒットカウンタ数Ｍｈの比を
計算する（ステップＧ１０）。

【０１１２】そして、しきい値α５を設けて、以下の式
（５）を満たすとき図形認識に成功したものと判定する
（ステップＧ１１）。 Ｍｈ／ＭＴ＞α５ …（５） パターンマッチング部２６は、認識結果バッファ２８５
に、比較判定の対象とした（ステップＧ１において読み
出した）図形情報に対応する図形種を加える（ステップ
Ｇ１２）。

【０１１３】この後の処理は、方法２における図２７の
フローチャートによって示した処理（ステップＦ１０，
Ｆ１１）と同様であるので説明を省略する。以上で方法
１〜方法３のそれぞれについての説明を終了するが、本
実施例では、３つの方法を個別に用いるのではなく、パ
ターンマッチング部２６の処理において、方法１、方法
２、及び方法３を全て使用したマッチング方法を用いる
こともできる。

【０１１４】この場合、それぞれの方法での図形判定に
おいて、認識対象とする図形情報（図形種）を直接出力
する代わりに評価点数をつけておき、各方法での全ての
特徴量の判定処理が終わった後で評価合計点を求め、点
数に応じて相違判定を行なう方法とすることができる。

【０１１５】図３２には方法１、方法２、及び方法３を
用いたパターンマッチング処理のフローチャートを示し
ている。まず、パターンマッチング部２６は、図形特徴
辞書４１から丸み特徴バッファ２８４に格納されている
図形認識の対象とするストロークのストローク分解数と
等しい図形情報を読み出す（ステップＨ１）。

【０１１６】次に、パターンマッチング部２６は、１つ
のストロークに対して、前述した方法１〜方法３による
ストロークのマッチング度を示す評価値Ｅ１，Ｅ２，Ｅ
３を求め、全ての評価値Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の合計をスト
ロークの評価値とする（ステップＨ３〜Ｈ６）。評価値
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の詳細については後述する。

【０１１７】１つのストロークについて評価値を求めた
ら、他に切り出したストロークがあれば、次のストロー
クについても同様にして行なう（ステップＨ７，Ｈ
８）。このような手順で全てのストロークについて評価
値を求めたら、各ストロークの評価点の平均点を求め、
平均点と判定基準点とを比較することで認識判定を行な
う（ステップＨ９，Ｈ１０）。

【０１１８】この結果、判定処理基準を満たせば認識が
成功したとして、パターンマッチング部２６は、認識結
果バッファ２８５にマッチング判定を行なった図形種を
加える（ステップＨ１１）。

【０１１９】続いて、図形特徴辞書４１を参照して他に
図形情報があれば、その図形情報を読み出して、前述の
ようなマッチング処理を繰り返す（ステップＨ１２）。
方法１〜方法３によるそれぞれの評価値Ｅ１〜Ｅ３は、
例えば次のようにして計算する。

【０１２０】評価値Ｅ１ 図１５（ｂ−１）に示すストロークの開始ベクトルＱ０
Ｑ１とｘ軸とのなす角度をθp 、終了ベクトルＱ４Ｑ５
とｘ軸とのなす角度をθq 、図１７中のハード形の第１
ストロークに対応する開始方向コードＮＷの角度θNW、
終了方向コードＳＥの角度θSE、及び予め設定されたス
トロークマッチング許容値α６から、以下のようにして
判別する。

【０１２１】 ｜θNW−θp ｜＜α６、｜θSE−θq ｜＜α６ …（６） の時、Ｅ１は以下の式（７）より求める。 Ｅ１＝｛（１−｜θNW−θp ｜／α６） ＋（１−｜θSE−θq ｜／α６）｝／２ …（７） 式（６）を満たさないときは、Ｅ１＝１とする。

【０１２２】評価値Ｅ２ 図１５（ｂ−１）に示すストロークとストロークを囲む
外接矩形との接する座標点Ｒ１〜Ｒ４がＱ１，Ｑ３，Ｑ
５，Ｑ５（図２４（ｂ−２）中の第１ストロークに対応
する）で、図２５中（ハート形の第１ストロークに対
応）に示す基準ストロークのＷ／Ｈ値が１／２の時、予
め設定された縦横比のマッチング許容値α７から、ｖを
以下の式（８）から求める。

【０１２３】 ｖ＝ＲＷ／ＲＨ−Ｗ／Ｈ ＝（Ｑ５−Ｑ３）／（Ｑ５−Ｑ１）−１／２ …（８） ここで、 ｖ＜α７ …（９） の時、外接矩形と接する座標点Ｒ１〜Ｒ４と、辞書の基
準ストローク（ハート形の第１ストロークに対応）のゾ
ーン番号Ｙ５−７，Ｔ８−１０，Ｙ９−１１，Ｔ５−
７；Ｔ２２の一致度個数Ｍから、Ｅ２は以下の式（１
０）から求める。

【０１２４】Ｅ２＝（４−Ｍ）／４ …（１０） 式（９）を満たさないときはＥ２＝２とする。評価値Ｅ
３図２８（ｂ）に示すストロークの小領域Ｐst、図３０
（ｂ）に示す辞書の基準ストロークとのマッチング対象
座標Ｍt とし、ＰstとＭt の位置情報が一致した領域数
をＭh とすると、評価値Ｅ３は、以下の式（１１）から
求める。

【０１２５】 Ｅ３＝（Ｍt −Ｍh ）／Ｍt …（１１） 式（１１）では、各評価値は０≦Ｅ１２３≦１となり、
０の時は最大マッチングを示し、１のときは最小マッチ
ングを示す。同様にして、ストロークの評価値の平均Ｅ
meanも以下の式（１２）のようになる。

【０１２６】０≦Ｅmean≦１ …（１２） このようにしておき、基準点数Ｅmax を設定しておけば
図３２（ステップＨ１０）の処理として、以下の式（１
３）で対象図形の認識可否を判定することができる。

【０１２７】Ｅmean≦Ｅmax …（１３） こうして、方法１〜方法３で使用した特徴量を全て使用
したマッチング方法を用いることができる。また、方法
１〜方法３の全てを用いずに、２つの方法を選択的に用
いることもできる。

【０１２８】なお、図１２で示したストロークの特徴量
のうち、ストロークとストロークの始点終点（Ａ，Ｂ）
を結んだ線分によって囲まれた面積Ｓを使用するには、
前述した方法３において、図２９に示すように、丸み特
徴バッファ２８４に格納される小領域の領域番号の代わ
りに、ストロークによって囲まれた小領域数をカウント
することで面積Ｓの代わりとすることもできる。さら
に、他の特徴量も筆跡データバッファ２８１に格納され
ている筆跡座標情報を併用するなどして計算し、丸み特
徴量とすることができる。

【０１２９】また、偏曲点の判定は次の方法を用いても
よい。例えば図１４において、特徴点Ｑｎについて偏曲
点の判定を行なう場合、Ｑn-1 とＱn を結ぶ直線ｌn
と、Ｑn とＱn+1 を結ぶ直線ｌn+1 のなす角度θn と偏
曲点角θd により、以下の式（１４）の条件を満たす場
合に偏曲点と判定する。

【０１３０】θn ＞θd …（１４） また、式（１４）の代わりに、図１４（ｂ）において以
下の式（１５）とすることもできる。

【０１３１】 ｜（θn+1 −θn ）−（θn −θn-1 ）｜＜α８ …（１５） すなわち、参照する特徴点数を多くして曲り具合を全体
から判定することもできる。要するに本発明はその要旨
を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる
ものである。

【０１３２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、特
徴点を取り出す方法に変更を加えることなく、角張った
頂点と丸みを帯びた曲線部分が混在する筆跡を的確に捉
えることが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる図形認識装置の概略的
な構成を示すブロック図。

【図２】図１に示す図形認識装置の外観構造を説明する
ための図。

【図３】本実施例の図形認識処理全体の概略的な処理の
流れを示すフローチャート。

【図４】本実施例における筆跡データバッファ２８１に
格納された筆跡データの一例を示す図。

【図５】本実施例における特徴点抽出を説明するための
図。

【図６】筆跡データと特徴点との対応関係を示す図。

【図７】本実施例における特徴点データバッファ２８２
の内容を示す図。

【図８】本実施例におけるストローク切り出し部２４に
よるストロークの切り出し手順を示すフローチャート。

【図９】本実施例におけるストローク切り出し部２４に
よるストローク切り出しの具体例を示す図。

【図１０】本実施例における切り出し結果バッファ２８
３の内容を示す図。

【図１１】本実施例を説明するためのストロークの一例
を示す図。

【図１２】本実施例におけるストロークの特徴を示す情
報（ストローク情報）を説明するための図。

【図１３】本実施例におけるストローク情報抽出部２５
によるストローク特徴を求める手順を示すフローチャー
ト。

【図１４】本実施例における特徴点Ｑn での外角を示す
図。

【図１５】本実施例の方法１による図１１（ａ−１）
（ｂ−１）に示す各図形を表わすストロークについての
ストローク特徴の抽出結果を示す図。

【図１６】本実施例の方法１による図１１（ｃ−１）
（ｄ−１）に示す各図形を表わすストロークについての
ストローク特徴の抽出結果を示す図。

【図１７】本実施例の方法１における図形特徴辞書４１
の内容の一例を示す図。

【図１８】本実施例の方法１におけるコード化情報の一
例を示す図。

【図１９】本実施例の方法１におけるパターンマッチン
グ処理の手順を示すフローチャート。

【図２０】図形情報バッファ２８６に格納される図形情
報の内容の一例を示す図。

【図２１】本実施例の方法２におけるストローク情報抽
出部２５によるストローク特徴を求める手順の一部を示
すフローチャート。

【図２２】本実施例の方法２におけるストローク情報抽
出部２５によるストローク特徴を求める手順の一部を示
すフローチャート。

【図２３】本実施例の方法２における図１１（ａ−１）
（ｂ−１）に示す各ストロークに対して求められる外接
矩形の一例を示す図。

【図２４】本実施例の方法２における図１１（ｃ−１）
（ｄ−１）に示す各ストロークに対して求められる外接
矩形の一例を示す図。

【図２５】本実施例の方法２における図形特徴辞書４１
の内容の一例を示す図。

【図２６】図２５に示す方法２における図形特徴辞書４
１のマッチング・ゾーン番号を説明するための図。

【図２７】本実施例の方法２におけるパターンマッチン
グ処理の手順を示すフローチャート。

【図２８】本実施例の方法３における図１１に示した各
ストロークを正規化して小領域で区切った正方形領域に
示す図。

【図２９】本実施例の方法３における丸み特徴バッファ
２８４に格納される内容の一例を示す図。

【図３０】本実施例の方法３における図形特徴辞書４１
の内容の一例を示す図。

【図３１】本実施例の方法３におけるパターンマッチン
グ処理の手順を示すフローチャート。

【図３２】本実施例の方法１、方法２、及び方法３を用
いたパターンマッチング処理の手順を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

１…座標入力装置、１ａ…透明タブレット、１ｂ…スタ
イラスペン、２…制御装置、３…表示装置、４…外部記
憶装置、２１…座標検出部、２２…筆跡データ蓄積部、
２３…特徴点抽出部、２４…ストローク切り出し部、２
５…ストローク情報抽出部、２６…パターンマッチング
部、２７…図形作成部、２８…記憶部、２８１…筆跡デ
ータバッファ、２８２…特徴点データバッファ、２８３
…切り出し結果バッファ、２８４…丸み特徴バッファ、
２８５…認識結果バッファ、２８６…図形情報バッフ
ァ、４１…図形特徴辞書。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂井 一郎 東京都青梅市新町1381番地１ 東芝コンピ ュ―タエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 由良 浩司 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内 (72)発明者 河村 聡典 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 座標入力装置を介して筆記入力されたス
   トロークを図形認識する図形認識装置において、 ストロークの特徴点を結ぶ多角線の外角をもとに、方向
   成分の変化率が単調なストロークに分解するストローク
   切り出し手段と、 前記ストローク切り出し手段により切り出された各スト
   ロークの開始方向と終了方向を抽出するストローク情報
   抽出手段と、 認識対象図形毎に、図形を構成する方向成分の変化率が
   単調な各ストロークの開始方向と終了方向の情報を蓄え
   た図形特徴辞書と、前記ストローク情報抽出手段によっ
   て抽出された各ストロークの開始方向と終了方向を用い
   て、認識対象図形を判定するパターンマッチング手段
   と、 を具備したことを特徴とする図形認識装置。
2. 【請求項２】 座標入力装置を介して筆記入力されたス
   トロークを図形認識する図形認識装置において、 ストロークの特徴点を結ぶ多角線の外角をもとに、方向
   成分の変化率が単調なストロークに分解するストローク
   切り出し手段と、 前記ストローク切り出し手段により切り出された各スト
   ロークについて、ストロークと同ストロークを囲む外接
   矩形とが接する座標を抽出するストローク情報抽出手段
   と、 認識対象図形毎に、図形を構成する方向成分の変化率が
   単調な各ストロークについて、ストロークと同ストロー
   クを囲む外接矩形とが接する位置を示す情報を蓄えた図
   形特徴辞書と、前記ストローク情報抽出手段により抽出
   された座標を用いて、認識対象図形を判定するパターン
   マッチング手段と、 を具備したことを特徴とする図形認識装置。
3. 【請求項３】 座標入力装置を介して筆記入力されたス
   トロークを認識する図形認識装置において、 ストロークの特徴点を結ぶ多角線の外角をもとに、方向
   成分の変化率が単調なストロークに分解するストローク
   切り出し手段と、 前記ストローク切り出し手段によって切り出された各ス
   トロークを小領域で区切った矩形領域によって正規化
   し、ストロークが含まれる小領域を抽出するストローク
   情報抽出手段と、 認識対象図形毎に、図形を構成する方向成分の変化率が
   単調な各ストロークについて、ストロークを小領域で区
   切った矩形領域によって正規化した時にストロークが含
   まれる小領域を示す情報を蓄えた図形特徴辞書と、前記
   ストローク情報抽出手段により抽出された小領域を用い
   て、認識対象図形を判定するパターンマッチング手段
   と、 を具備したことを特徴とする図形認識装置。
4. 【請求項４】 座標入力装置に筆記入力されたストロー
   クを図形認識する図形認識装置において、 ストロークの特徴点を結ぶ多角線の外角をもとに、方向
   成分の変化率が単調なストロークに分解するストローク
   切り出し手段と、 前記ストローク切り出し手段により切り出された各スト
   ロークの開始方向と終了方向を抽出する第１のストロー
   ク情報抽出手段と、 認識対象図形毎に、図形を構成する方向成分の変化率が
   単調な各ストロークの開始方向と終了方向の情報を蓄え
   た図形特徴辞書と、前記ストローク情報抽出手段によっ
   て抽出された各ストロークの開始方向と終了方向を用い
   て、認識対象図形を判定する第１のパターンマッチング
   手段と、 前記ストローク切り出し手段により切り出された各スト
   ロークについて、ストロークと同ストロークを囲む外接
   矩形とが接する座標を抽出する第２のストローク情報抽
   出手段と、 認識対象図形毎に、図形を構成する方向成分の変化率が
   単調な各ストロークについて、ストロークと同ストロー
   クを囲む外接矩形とが接する位置を示す情報を蓄えた図
   形特徴辞書と、前記ストローク情報抽出手段により抽出
   された座標を用いて、認識対象図形を判定する第２のパ
   ターンマッチング手段と、 前記ストローク切り出し手段によって切り出された各ス
   トロークを小領域で区切った矩形領域によって正規化
   し、ストロークが含まれる小領域を抽出する第３のスト
   ローク情報抽出手段と、 認識対象図形毎に、図形を構成する方向成分の変化率が
   単調な各ストロークについて、ストロークを小領域で区
   切った矩形領域によって正規化した時にストロークが含
   まれる小領域を示す情報を蓄えた図形特徴辞書と、前記
   ストローク情報抽出手段により抽出された小領域を用い
   て、認識対象図形を判定する第３のパターンマッチング
   手段と、 を具備し、 前記各パターンマッチング手段による判定結果に基づい
   て、最終的に図形認識することを特徴とする図形認識装
   置。
5. 【請求項５】 座標入力装置を介して筆記入力されたス
   トロークを図形認識する図形認識方法であって、 ストロークの特徴点を結ぶ多角線の外角をもとに、方向
   成分の変化率が単調なストロークに分解し、 分解して得られた各ストロークの開始方向と終了方向を
   抽出し、 認識対象図形毎に、図形を構成する方向成分の変化率が
   単調な各ストロークの開始方向と終了方向の情報を蓄え
   た図形特徴辞書と、抽出された各ストロークの開始方向
   と終了方向を用いて、認識対象図形を判定することを特
   徴とする図形認識方法。
6. 【請求項６】 座標入力装置を介して筆記入力されたス
   トロークを図形認識する図形認識方法であって、 ストロークの特徴点を結ぶ多角線の外角をもとに、方向
   成分の変化率が単調なストロークに分解し、 分解によって得られた各ストロークについて、ストロー
   クと同ストロークを囲む外接矩形とが接する座標を抽出
   し、 認識対象図形毎に、図形を構成する方向成分の変化率が
   単調な各ストロークについて、ストロークと同ストロー
   クを囲む外接矩形とが接する位置を示す情報を蓄えた図
   形特徴辞書と、抽出された座標を用いて、認識対象図形
   を判定することを特徴とする図形認識方法。
7. 【請求項７】 座標入力装置を介して筆記入力されたス
   トロークを認識する図形認識装置であって、 ストロークの特徴点を結ぶ多角線の外角をもとに、方向
   成分の変化率が単調なストロークに分解し、 分解によって得られた各ストロークを小領域で区切った
   矩形領域によって正規化し、ストロークが含まれる小領
   域を抽出し、 認識対象図形毎に、図形を構成する方向成分の変化率が
   単調な各ストロークについて、ストロークを小領域で区
   切った矩形領域によって正規化した時にストロークが含
   まれる小領域を示す情報を蓄えた図形特徴辞書と、抽出
   された小領域を用いて、認識対象図形を判定することを
   特徴とする図形認識方法。
8. 【請求項８】 座標入力装置に筆記入力されたストロー
   クを図形認識する図形認識装置であって、 ストロークの特徴点を結ぶ多角線の外角をもとに、方向
   成分の変化率が単調なストロークに分解し、 分解によって得られた各ストロークの開始方向と終了方
   向を抽出して、認識対象図形毎に、図形を構成する方向
   成分の変化率が単調な各ストロークの開始方向と終了方
   向の情報を蓄えた図形特徴辞書と、抽出された各ストロ
   ークの開始方向と終了方向を用いて、認識対象図形を判
   定するための第１の評価値を求める第１のステップと、 分解によって得られた各ストロークについて、ストロー
   クと同ストロークを囲む外接矩形とが接する座標を抽出
   して、認識対象図形毎に、図形を構成する方向成分の変
   化率が単調な各ストロークについて、ストロークと同ス
   トロークを囲む外接矩形とが接する位置を示す情報を蓄
   えた図形特徴辞書と、抽出された座標を用いて、認識対
   象図形を判定するための第２の評価値を求める第２のス
   テップと、 分解によって得られた各ストロークを小領域で区切った
   矩形領域によって正規化し、ストロークが含まれる小領
   域を抽出して、認識対象図形毎に、図形を構成する方向
   成分の変化率が単調な各ストロークについて、ストロー
   クを小領域で区切った矩形領域によって正規化した時に
   ストロークが含まれる小領域を示す情報を蓄えた図形特
   徴辞書と、抽出された小領域を用いて、認識対象図形を
   判定するための第３の評価値を求める第３のステップ
   と、 前記第１〜第３の評価値に基づいて、最終的に図形認識
   することを特徴とする図形認識方法。