JPH09106440A - 手書き文字認識の特徴点検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本願は、等間隔の座標データを特徴点として
文字認識を行う手書き文字認識において、屈曲点を的確
に検出し、且つ、演算量を低減し、認識精度を向上させ
ることを目的とする。 【解決手段】 本願では、等間隔検出点の内、検出した
停留点の近傍の等間隔検出点の座標を、この停留点の座
標に置換する。このために、等間隔検出点の感覚を狭く
しなくても的確に屈曲点を検出出来る。且つ、等間隔点
の数を少なくできる。且つ、認識に必要となる特徴点の
みにより文字認識を行うので、認識精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手書き文字認識の
特徴点検出方法に関する。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
するための特徴点を検出するものである。

【０００２】

【従来の技術】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け付けるよう
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。

【０００３】この種の装置は、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。

【０００４】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、以下に説明する２つの方法が主として
採られていた。

【０００５】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(等間隔検出点)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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】また第２の方法では、読み取られたストロ
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る。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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本願は、文字認識に適
切な特徴点を検出することを目的とする。つまり、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文字入力された文字を認識し得る手
書き文字認識方法が、考えられる。

【００１０】本願は、このような手法を等間隔検出の手
法に付加するとともに、不必要な特徴点を間引くことに
より、文字認識のための演算量を削減すると共に文字認
識の精度を向上させることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願発明は、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構成する各ストロー
クを等間隔で検出した等間隔検出点を少なくとも検出
し、この等間隔検出点を特徴点とし、これらの特徴点に
て構成される特徴点列の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手書
き文字認識の特徴点検出方法において、前記各ストロー
クの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
点を検出し、前記停留点に近接する前記等間隔検出点の
座標をこの停留点の座標に置換することを特徴とする。

【００１２】［作用］本願発明は、上記の構成なので、
等間隔検出点の内、検出した停留点に近接する等間隔検
出点の座標は、この停留点の座標に置換される。

【００１３】

【発明の実施の形態】まず、手書き文字認識における停
留点検出の意味について説明する。図1は、一例として
漢字「扱」を手書き文字入力用のタブ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。

【００１４】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、さらに○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。この図1に示した実測データからは、以下の事実
が明瞭に読み取れる。

【００１５】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、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。

【００１６】以下に、本発明をその実施例を示す図面に
基づいて説明する。図2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2において、(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。

【００１７】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
トロークの特徴量を算出する。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。

【００１８】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、例えば図9の(a)(b)
(c)に示す様な特徴点が始終点のみのストローク、ある
いは図9の(d)(e)(f)(g)に示す様な屈曲点(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。

【００１９】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
れぞれを上記の如く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、
ストローク識別装置(4)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つとして特定し、
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。

【００２０】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
コード番号の組み合わせにより手書き文字認識装置(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,かな, 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
の組み合わ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１文字分のストロークの特定結果が与
えられる都度、これを文字認識装置(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み合わせのデ
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。

【００２１】本実施例は、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、図3のフローチャートに
従って具体的に説明する。停留点検出回路(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
してデータを読み込むステップに戻って次のデータを読
み込み、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。

【００２２】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
タを読み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み込むステップに戻る。

【００２３】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、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。

【００２４】たとえば、図4(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、図4
(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、このストロークの
屈曲点にはそれぞれ所定の距離内に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,DNは、A
N=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、
この屈曲点を代表と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。

【００２５】図4(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,D
Nがともに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、(A)時間的に最初に現れた停留点を選択する。(B)
時間的に最後に現れた停留点を選択する。(C)両者の中
間を停留点として新たに設定する、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。

【００２６】図4(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CN
2とを加算した重複回数CN0(=11)をその点Cの重複回数CN
とする。

【００２７】そして停留点検出装置(2)は、この後、上
述の図4(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。

【００２８】従って、図4(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)に出力される。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。

【００２９】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、
この始点及び終点には当然停留点が発生する。このた
め、たとえば、図5(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表す)、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
点を表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。

【００３０】一方、図5(c)に示す如く、始点SP及び終点
EP(図5(c)には終点EPのみを示す)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E
Pをそのまま終点を表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、
図5(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、「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を表す特徴点として、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。

【００３１】図6は本願の第２の実施例の構成例を示す
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。

【００３２】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。図7は、本願の第３の実施例の
構成例を示すブロック図である。

【００３３】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、この実施例では、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、従来の技術の項で説明した各ストロークの
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。

【００３４】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
座標値は特徴点補正装置(8)に与えられる。図8は、この
特徴点補正装置(8)による補正処理の説明である。い
ま、例えば、手書き文字入力装置(1)に図10の如きスト
ローク(例えば漢字「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図8(a)に示す如き状態とな
る。

【００３５】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図8(b)(但
し●は停留点として検出された特徴点、即ち、始終点及
び屈曲点を表す、○は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。

【００３６】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図8(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
正回路(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、図8(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に置き代
える。このような特徴点補正装置(8)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
し難いという欠点を補えることとなる。

【００３７】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して比較して特定
の文字として識別する構成となっている。

【００３８】

【発明の効果】本願によれば、複数の等間隔検出点の
内、停留点に近い等間隔検出点の座標は、この停留点の
座標に置換される。このため、この置換された等間隔検
出点は、屈曲位置を的確にあらわすので、文字認識の精
度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】停留点検出の原理を説明する為の模式図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施例の装置のブロック図であ
る。

【図３】停留点検出装置のデータ処理内容を示すフロー
チャートである。

【図４】停留点検出装置のデータ処理内容の説明図であ
る。

【図５】停留点検出装置のデータ処理内容の説明図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施例の装置のブロック図であ
る。

【図７】本発明の第３の実施例の装置のブロック図であ
る。

【図８】第３の実施例の動作説明のための模式図であ
る。

【図９】標準ストロークの例を示す図である。

【図１０】入力されたストロークの一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

(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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   軌跡を構成する各ストロークを等間隔で検出した等間隔
   検出点を少なくても検出し、 この等間隔検出点を特徴点とし、 これらの特徴点にて構成される特徴点列の座標値または
   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
   字を認識する手書き文字認識の特徴点検出方法におい
   て、 前記各ストロークの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
   入力ペンの停留点を検出し、 前記停留点に近接する前記等間隔検出点の座標をこの停
   留点の座標に置換することを特徴とする手書き文字認識
   の特徴点検出方法。