JPH0991384A - 文字認識システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 手書きや印刷文字の線幅の違いにより生ずる
認識率の低下を防止すること。 【構成】 手書き、印刷文字を入力する入力手段と、前
記入力された文字データの文字を構成する線幅の太さを
推定する線幅推定手段と、線幅の太さ別の文字パターン
を有する複数の辞書と、前記線幅推定手段により推定さ
れた太さの文字パターンの辞書に切り替える辞書切り替
え手段と、前記入力手段で入力された文字データと前記
辞書の文字パターンとを比較して文字を認識する手段と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、手書きや印刷文字のイ
メージを入力して、文字の認識を行う文字認識システム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の文字認識システムにおいて、手書
きや印刷文字の認識を行う場合は、例えば、図１２に示
す文献「パターン認識」（電子情報通信学会）のＰ３５
のＯＣＲシステム構成図にあるように、入力データと辞
書データとの間でマッチングを行う方法が用いられてい
る。

【０００３】入力データは、イメージ・スキャナなどで
読み込まれ、太い線状パターン、あるいは塊状パターン
がいくつか連結したものとしてパターン化される。

【０００４】しかし、手書き文字においては、鉛筆やボ
ールペンで書かれるように線幅の細いものからフェルト
ペンや筆で書かれるように線幅の太いものまであるた
め、つねに線幅を一定に保っていないため、文字の特徴
量を得易くする目的で線幅を細める正規化処理が行われ
ている。

【０００５】この正規化処理は、文字パターンの持つパ
ターン情報を削り方によっては文字パターンを認識する
のに必要なパターン情報までもが損なわれてしまう可能
性があり、文字パターンの認識に必要とするパターン情
報の損失率を抑えた正規化法法が必要である。

【０００６】そのような正規化処理方法としては、例え
ば、特開昭５２−６７５２７号公報で開示された、幅の
ある線の外側の画素を削り、中心の画素だけを抽出する
図１３に示した細線化処理法と、文献「パターン認識」
の４５ページにある幅のある線に対しての輪郭に着目し
て内側の画素を取り除くように輪郭を抽出する図１４に
示した輪郭抽出方法とが挙げられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記細線化処
理の場合は、一般に、図１５に示すように、文字パター
ンを構成する線の幅を無視して線幅が細められること
で、同一の文字でも文字を構成する線分の太さが明らか
に異なると、細線化後の文字パターンが大きく異なると
いう現象が発生し、誤認識してしまう場合が生ずるとい
う問題点があった。

【０００８】また、輪郭抽出処理の場合は、一般に、図
１６に示すように、輪郭抽出前の線幅によって抽出され
る輪郭線の数が、１本であったり２本であったりと変化
することで、同一の文字であっても線幅が違ったりする
と、違ったパターン情報を持った文字パターンができ、
文字の誤認識が生ずるという問題点があった。

【０００９】本発明の目的は、手書きや印刷文字の線幅
の違いにより生ずる認識率の低下を防止することが可能
な技術を提供することにある。

【００１０】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１２】手書き、印刷文字を入力する入力手段と、
前記入力された文字データの文字を構成する線幅の太さ
を推定する線幅推定手段と、線幅の太さ別の文字パター
ンを有する複数の辞書と、前記線幅推定手段により推定
された太さの文字パターンの辞書に切り替える辞書切り
替え手段と、前記入力手段で入力された文字データと前
記辞書の文字パターンとを比較して文字を認識する手段
とを備える。

【００１３】

【作用】上述した手段によれば、入力された文字パター
ンの線幅を推定し、その線幅によって認識に使用する辞
書を切替えて文字認識を行うため、入力された文字パタ
ーンと辞書に登録されている文字パターンとのマッチン
グにおける誤認識を少なくできるので、手書きや印刷文
字の線幅の違いにより生ずる認識率の低下を防止するこ
とが可能となる。

【００１４】以下、本発明について、実施例とともに説
明する。

【００１５】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である文字認識シ
ステムの構成を説明するためのブロック図である。

【００１７】図１に示すように、本実施例の文字認識シ
ステム１００は、手書き文字や印刷文字を入力するイメ
ージスキャナ等の入力装置１０１と、その入力装置１０
１で入力され、ディジタル変換されたディジタルデータ
を格納する画像メモリ１０２と、文字パターンの記入さ
れている領域を特定し、文字単位の切り出し位置を特定
する切り出し装置１０３と、画像メモリ１０２から切り
出し装置１０３で特定した文字の位置情報を用いて一文
字分のデータを抽出し、その抽出したデータを画像ワー
クメモリ１０５へ格納する文字抽出装置１０４と、画像
ワークメモリ１０５に格納されている一文字分のディジ
タルデータから、例えば、文献「パターン認識」（電子
情報通信学会）の４４ページの文字パターン表にあるよ
うな線素方向分布、濃度分布や、部分ストロークといっ
た特徴量を抽出する特徴抽出装置１０６と、画像ワーク
メモリ１０５に格納されている一文字分のディジタルデ
ータから文字パターンの線幅を測定する線幅測定装置
（線幅推定手段）１０７と、その線幅測定装置１０７に
よって測定された線幅に合わせて、線幅毎に分けて登録
してある文字パターンを認識するときに評価の基準とな
る辞書データ１０９を切替え、特徴抽出装置１０６と同
様の方法で特徴抽出を行う辞書切り替え装置１０８と、
特徴抽出装置１０６で得られた特徴量と、辞書切替え装
置１０８で切替えられた辞書データの特徴量とを用いて
パターンマッチングを行う認識処理装置１１０と、その
認識処理装置１１０により得られた認識結果を出力する
結果出力装置１１１とからなる。

【００１８】上述した画像メモリ１０２中に取り込まれ
たデータは、図２に示すように、文字を構成している黒
画素を１に、文字を構成していない背景の白画素を０と
する２値の２次元配列になっている。

【００１９】また、辞書データ１０９は、例えば、図３
（ａ）に示すような線幅１の辞書データ、図３（ｂ）に
示すような線幅２の辞書データとかの各線幅毎のデータ
を格納している。

【００２０】本実施例の線幅測定装置１０７における線
幅測定手段は、図４（ａ）に示すように、一文字分のデ
ィジタルデータのビットマップ（ｉ，ｊ座標で示してあ
る）上の着目する特定の点の位置を任意に決めて、その
特定の点を通る水平垂直方向、及び斜め方向に画素を走
査し、それぞれの走査線上に存在する隣接して連なる黒
画素（ここでは、一画素幅を一線幅とする）をその連な
り幅と共に検出し、図４（ｂ）に示す配列ｗｉｄｔｈ４
０１の表にまとめ、それらの全ての要素を図４（ｃ）に
示す線幅に対するカウント値で示し、その最頻値を求
め、文字の線幅を決定する。

【００２１】この図４（ａ）に示す例では、特定の点に
垂直な線４０１では、２連の黒画素２つと１連の黒画素
１つが検出され、図４（ｂ）に示すように、配列ｗｉｄ
ｔｈ４１０の表に線幅１が１つ、線幅２が２つがそれぞ
れ要素として格納され、斜め４５゜線４０２は、２連の
黒画素１つと５連の黒画素１つが検出され、図４（ｂ）
に示すように、配列ｗｉｄｔｈ４１０の表に線幅２が１
つ、線幅５が１つがそれぞれ要素として格納される。

【００２２】そして、配列ｗｉｄｔｈ４１０に格納され
た全ての要素を基に生成した図４（ｃ）に示すような線
幅のカウント数（出現数）のグラフから最頻の線幅が２
であることがわかり、文字の線幅を２と推定する。

【００２３】また、線幅測定手段は、上述したものに限
定されるのではなく、例えば、図５（ａ）に示すよう
に、ランダムに線を生成し、その線上に存在する隣接し
て連なる黒画素をそれぞれ検出し、上述と同様に、図５
（ｂ）に示す配列ｗｉｄｔｈ４１０の表にまとめ、それ
らの全ての要素を図４（ｃ）に示す線幅に対するカウン
ト値で示し、その最頻値を求め、文字の線幅を決定する
ようにしても構わない。

【００２４】この場合も同様に、図５（ａ）に示す例に
おけるランダム線線５０１では、２連の黒画素３つが検
出され、図５（ｂ）に示すように、配列ｗｉｄｔｈ４１
０の表に線幅２が３つがそれぞれ要素として格納され、
ランダム線５０２は、４連の黒画素１つと２連の黒画素
１つが検出され、図５（ｂ）に示すように、配列ｗｉｄ
ｔｈ４１０の表に線幅２が１つ、線幅４が１つがそれぞ
れ要素として格納される。

【００２５】そして、配列ｗｉｄｔｈ４１０に格納され
た全ての要素を基に生成した図２（ｃ）に示すような線
幅のカウント数のグラフから最頻の線幅が２であること
がわかり、文字の線幅を２と推定する。

【００２６】次に、上述した本実施例の線幅測定装置の
処理について説明する。ここでは着目する特定の点を決
定して行う線幅測定を取り挙げる。

【００２７】図６は、本実施例の線幅測定装置における
線幅測定の処理の流れを説明するためのフロー図であ
る。

【００２８】まず、画像処理ワークメモリ１０５内の文
字のビットマップの行数をＭに、列数をＮに、予め線幅
を測定するための処理回数をＬＯＯＰとして代入し、実
際にループした回数をｌｏｏｐとする。そのため、ま
ず、ｌｏｏｐを０とし、測定した線幅数を格納するため
の配列：Ｗｉｄｔｈの全ての要素を０で初期化する（ス
テップ６０１）。

【００２９】ｌｏｏｐがＬＯＯＰ以上になったらステッ
プ６１０へ、未満だったらステップ６０３へ処理を進め
る（ステップ６０２）。

【００３０】その後、線幅を測定するためのビットマッ
プ上の着目する行位置を決めるため、［０，Ｍ）の乱数
を発生させ、それをｍに代入する（ステップ６０３）。

【００３１】同様に、線幅を測定するためのビットマッ
プ上の着目する列位置を決めるため、［０，Ｎ）の乱数
を発生させ、それをｎに代入する（ステップ６０４）。

【００３２】その後、その着目した位置（ｍ，ｎ）を通
るように水平方向に画素を走査して線幅の測定を行う
（図１２に後述）（ステップ６０５）。

【００３３】同様に、着目した位置（ｍ，ｎ）を通るよ
うに垂直方向に画素を走査して線幅の測定を行う（図１
３に後述）（ステップ６０６）。

【００３４】同様に、着目した位置（ｍ，ｎ）を通るよ
うに斜め４５度方向に画素を走査して線幅の測定を行う
（図１４に後述）（ステップ６０７）。

【００３５】同様に、着目した位置（ｍ，ｎ）を通るよ
うに斜め−４５度方向に画素を走査して線幅の測定を行
う（図１５に後述）（ステップ６０８）。

【００３６】ｌｏｏｐに１加え、ステップ４０２へ進む
（ステップ６０９）。

【００３７】そして、配列Ｗｉｄｔｈの要素中で最大の
ものを線幅として決定する（ステップ６１０）。

【００３８】次に、上述したステップ６０５〜ステップ
６０８の測定処理を図７〜図１０を用いて詳細に説明す
る。

【００３９】ステップ６０５における着目した位置
（ｍ，ｎ）を通る水平方向走査による線幅の測定は、図
７に示すように、まず、行の位置を表すｉをステップ６
０３で得られた値に、列の位置を表すｊと黒画素のカウ
ント値を表すｃｏｕｎｔを０で初期化する（ステップ７
０１）。

【００４０】ここでｊがＮ以上なら６０５の処理を終了
し、未満であったらステップ７０３からステップ７０８
の処理を続ける（ステップ７０２）。

【００４１】ビットマップ上で行位置がｉ、列位置がｊ
の画素が黒画素である場合はステップ７０７へ進み白画
素である場合はステップ７０４へ進む（ステップ７０
３）。

【００４２】その後、ｃｏｕｎｔが０である場合はステ
ップ７０８に進み（ステップ７０４）、Ｗｉｄｔｈ［ｃ
ｏｕｎｔ］の値に１を加え（ステップ７０５）、ｃｏｕ
ｎｔに０を代入しステップ７０８に進む（ステップ７０
６）。

【００４３】そして、ステップ７０３でｉ行、ｊ列の画
素が黒画素だった場合、ｃｏｕｎｔの値に１を加え、ス
テップ７０８に進む（ステップ７０７）。

【００４４】ステップ７０８では、ｊに１を加え、ステ
ップ７０２へ進む。

【００４５】次に、ステップ６０６における着目した位
置（ｍ，ｎ）を通る垂直方向走査による線幅の測定は、
図８に示すように、まず、列の位置を表すｊをステップ
６０４で得られた値に、行の位置を表すｉと黒画素のカ
ウント値を表すｃｏｕｎｔを０で初期化する（ステップ
８０１）。

【００４６】ここで、ｉがＭ以上なら６０６の処理を終
了し、未満であったらステップ８０３からステップ８０
８の処理を続ける（ステップ８０２）。

【００４７】ビットマップ上で行位置がｉ、列位置がｊ
の画素が黒画素である場合はステップ８０７へ進み白画
素である場合はステップ８０４へ進む（ステップ８０
３）。

【００４８】その後、ｃｏｕｎｔが０である場合はステ
ップ８０８に進み（ステップ８０４）、Ｗｉｄｔｈ［ｃ
ｏｕｎｔ］の値に１を加え（ステップ８０５）、ｃｏｕ
ｎｔに０を代入しステップ８０８に進む（ステップ８０
６）。

【００４９】そして、ステップ８０３でｉ行、ｊ列の画
素が黒画素だった場合、ｃｏｕｎｔの値に１を加える
（ステップ８０７）。

【００５０】ステップ８０８では、ｉに１を加え、ステ
ップ８０２へ進む。

【００５１】次に、ステップ６０７における着目した位
置（ｍ，ｎ）を通る斜め４５度方向走査による線幅の測
定は、図９に示すように、まず、行の位置を表すｉをス
テップ６０３で得られた値に、列の位置を表すｊをステ
ップ６０４で得られた値に、行の位置を表すｉと黒画素
のカウント値を表すｃｏｕｎｔを０で初期化する（ステ
ップ９０１）。

【００５２】ｉが０以下又はｊがＮ以上であればステッ
プ９０４に進み（ステップ９０２）、ｉを１つ減らし、
ｊに１を加えてステップ９０２に進む（ステップ９０
３）。

【００５３】ｉがＭ未満かつｊが０以上であればステッ
プ９０５に進み、それ以外のときは、６０７の処理を終
了する（ステップ９０４）。

【００５４】ビットマップ上で行位置がｉ、列位置がｊ
の画素が黒画素である場合はステップ９０９へ進み白画
素である場合はステップ９０６へ進む（ステップ９０
５）。

【００５５】ここで、ｃｏｕｎｔが０である場合はステ
ップ９１０に進み（ステップ９０６）、Ｗｉｄｔｈ［ｃ
ｏｕｎｔ］の値に１を加え（ステップ９０７）、ｃｏｕ
ｎｔを０に設定し、ステップ９１０に進む（ステップ９
０８）。

【００５６】そして、ステップ９０５でｉ行、ｊ列の画
素が黒画素だった場合、ｃｏｕｎｔに１を加える（ステ
ップ９０９）。

【００５７】その後、ｉに１を加える（ステップ９１
０）、ｊを１減らし、ステップ９０４へ進む（ステップ
９１１）。

【００５８】次に、ステップ６０８における着目した位
置（ｍ，ｎ）を通る斜め−４５度方向走査による線幅の
測定は、図１０に示すように、まず、行の位置を表すｉ
をステップ６０３で得られた値で、列の位置を表すｊを
ステップ６０４で得られた値で、行の位置を表すｉと黒
画素のカウント値を表すｃｏｕｎｔを０で初期化する
（ステップ１００１）。

【００５９】ｉが０以下又はｊが０以下であればステッ
プ１００４に進む（ステップ１００２）、それ以外のと
きは、ｉ、ｊを共に１減らしてステップ１００２に進む
（ステップ１００３）。

【００６０】その後、ｉがＭ未満かつｊがＮ未満であれ
ばステップ１００５に進み、それ以外のときは、６０８
の処理を終了する（ステップ１００４）。

【００６１】ビットマップ上で行位置がｉ、列位置がｊ
の画素が黒画素である場合は１００９へ進み白画素であ
る場合は１００６へ進む（ステップ１００５）。

【００６２】ここで、ｃｏｕｎｔが０である場合は、１
０１０に進む（ステップ１００６）、Ｗｉｄｔｈ［ｃｏ
ｕｎｔ］の値に１を加え（ステップ１００７）、ｃｏｕ
ｎｔを０に設定し、ステップ１０１０に進む（ステップ
１００８）。

【００６３】そして、ステップ１００５でｉ行、ｊ列の
画素が黒画素だった場合、ｃｏｕｎｔに１を加える（ス
テップ１００９）。

【００６４】その後、ｉに１を加え（ステップ１０１
０）、ｊに１を加え、ステップ１００４へ進む（ステッ
プ１０１１）。

【００６５】次に、辞書切替え装置１０８の処理につい
て説明する。

【００６６】図１１は、本実施例の辞書切替え装置１０
８における文字パターンのマッチングに使用する辞書を
線幅によって切替えるための処理の流れを示すフロー図
である。

【００６７】本実施例の辞書切替えは、まず、図１１に
示すように、推定した線幅をＬＷｉｄｔｈに代入する。
このときまだマッチング処理が行われていなければ、メ
モリにロードされている辞書データの線幅であるＭｅｍ
ＬＷｉｄｔｈは０で初期化されたままである（ステップ
１１０１）。

【００６８】その後、メモリにロードされている辞書デ
ータの線幅：ＭｅｍＬＷｉｄｔｈと入力文字パターンか
ら推定した線幅：ＬＷｉｄｔｈとを比較して、等しけれ
ば辞書切替え処理を終了させる（ステップ１１０２）。

【００６９】比較して、異なれば、ＭｅｍＬＷｉｄｔｈ
の線幅でメモリにロードしてある辞書データを破棄する
（ステップ１１０３）。

【００７０】ここで、ＬＷｉｄｔｈが辞書データ中の最
大線幅値を超えているときはステップ１１０６へ進み、
超えていないときはステップ１１０５へ進む（ステップ
１１０４）。

【００７１】ステップ１１０５では、ＭｅｍＬＷｉｄｔ
ｈにＬＷｉｄｔｈを代入し、ステップ１１０７へ進む。

【００７２】ステップ１１０６では、ＭｅｍＬＷｉｄｔ
ｈに辞書データ中の最大線幅値を代入し、ステップ１１
０７へ進む。

【００７３】そして、メモリにＭｅｍＬＷｉｄｔｈの線
幅で登録してある辞書データをロードする（ステップ１
１０７）。

【００７４】そして、その辞書の切替え後、認識処理装
置１１０でパターンマッチングを行い、文字を認識す
る。このパターンマッチングに関する技術は、文献「パ
ターン認識」（電子情報通信学会）に開示されている。

【００７５】したがって、説明してきたように、入力さ
れた文字パターンの線幅を推定し、その線幅によって認
識に使用する辞書を切替えて文字認識を行うため、入力
された文字パターンと辞書に登録されている文字パター
ンとのマッチングにおける誤認識を少なくできるので、
手書きや印刷文字の線幅の違いにより生ずる認識率の低
下を防止することが可能となる。

【００７６】また、手書き、印刷された文字の幅にあっ
た辞書を用いることで、その文字の有する属性を壊さず
に、正しく認識できる。

【００７７】さらに、文字の線幅に応じた辞書を利用す
ることで細線化処理を用いた認識より、認識速度を向上
させることができ、特に、太さが同一と判っている多数
の文字を扱う場合は、線幅の測定及び辞書の切替えを１
度行うだけで認識を行うことができるので、さらに認識
速度を向上させることができる。

【００７８】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

【００７９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【００８０】手書きや印刷文字の線幅の違いにより生ず
る認識率の低下を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である文字認識システムの構
成を説明するためのブロック図である。

【図２】本実施例の画像メモリ１０２中に取り込まれた
データについて説明するための図である。

【図３】本実施例の辞書データ１０９について説明する
ための図である。

【図４】本実施例の線幅測定装置１０７における線幅測
定手段について説明するための図である。

【図５】本実施例の線幅測定装置１０７における他の線
幅測定手段について説明するための図である。

【図６】本実施例の線幅測定装置における線幅測定の処
理の流れを説明するためのフロー図である。

【図７】図６に示したフロー図のステップ６０５の測定
処理について説明するためのフロー図である。

【図８】図６に示したフロー図のステップ６０６の測定
処理について説明するためのフロー図である。

【図９】図６に示したフロー図のステップ６０７の測定
処理について説明するためのフロー図である。

【図１０】図６に示したフロー図のステップ６０８の測
定処理について説明するためのフロー図である。

【図１１】本実施例の辞書切替え装置１０８における辞
書データ１０９の線幅による切替え処理の流れを示すフ
ロー図である。

【図１２】従来の文字認識システムの構成について説明
するための図である。

【図１３】従来の細線化処理法による文字認識を説明す
るための図である。

【図１４】従来の輪郭抽出法による文字認識を説明する
ための図である。

【図１５】従来の細線化処理法による文字パターン例を
示した図である。

【図１６】従来の輪郭抽出法による文字パターン例を示
した図である。

【符号の説明】

１００…文字認識システム、１０１…入力装置、１０２
…画像メモリ、１０３…切り出し装置、１０４…文字抽
出装置、１０５…画像ワークメモリ、１０６…特徴抽出
装置、１０７…線幅測定装置、１０８…辞書切り替え装
置、１０９…辞書データ、１１０…認識処理装置、１１
１…結果出力装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手書き、印刷文字を入力する入力手段
   と、前記入力された文字データの文字を構成する線幅の
   太さを推定する線幅推定手段と、線幅の太さ別の文字パ
   ターンを有する複数の辞書と、前記線幅推定手段により
   推定された太さの文字パターンの辞書に切り替える辞書
   切り替え手段と、前記入力手段で入力された文字データ
   と前記辞書の文字パターンとを比較して文字を認識する
   手段とを備えたことを特徴とする文字認識システム。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の文字認識システム
   において、 前記線幅推定手段は、前記文字データのビットマップ上
   に着目する特定の点の位置を任意に決定する特定点決定
   手段と、その決定された特定の点を通る水平垂直方向、
   及び斜め方向に画素を走査する手段と、それぞれの走査
   線上に存在する隣接して連なる黒画素を検出してその連
   なる黒画素数毎の出現数としてまとめ、最頻の連なる黒
   画素数を求める手段とを備えたことを特徴とする文字認
   識システム。
3. 【請求項３】 前記請求項１に記載の文字認識システム
   において、 前記線幅推定手段は、前記文字データのビットマップ上
   に走査する方向を任意に複数経路決定する手段と、その
   決定された走査方向に存在する隣接して連なる黒画素を
   検出し、その連なる黒画素数毎の出現数としてまとめ、
   最頻の連なる黒画素数を求める手段とを備えたことを特
   徴とする文字認識システム。