JPH11175659A

JPH11175659A - 文字認識装置

Info

Publication number: JPH11175659A
Application number: JP9363975A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Nagata; 政晴永田; Koichi Higuchi; 浩一樋口
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【解決手段】入力文字パタン１を走査してその走査方
向の文字線成分を表すサブパタンをサブパタン抽出部２
２と２３で抽出する。このとき、それぞれ異なる文字線
成分判定基準を適用し、２種のサブパタンを抽出して特
徴マトリクス抽出部２８に送る。【効果】２種以上の異なる基準を適用して、２組以上
の入力文字パタンの特徴を得て、標準パタンと比較すれ
ば、標準パタンを多数用意しなくても、入力文字のかす
れや汚れ等が原因となる誤認識を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、文書や帳票等に記
入された文字のイメージを読み取って文字認識処理を実
行する文字認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報処理装置へのデータ入力を簡略化し
効率化するために、文字認識装置が広く使用されてい
る。この装置は、文書や帳票に印刷された文字あるいは
手書き文字をイメージデータとして読み取り、１文字分
ずつ切り出した文字パタンから特徴抽出を行い、得られ
た特徴と予め用意した標準パタンの特徴とを比較し、文
字を認識する。認識された文字について、文字コードが
その認識結果として取り出される。

【０００３】文字パタンから抽出される特徴は、同一の
文字であっても文字の種類によって異なる。従って、同
一の文字に対して複数種類の標準パタンを用意して、異
なるフォントを使用した文書に対応するようにしてい
る。また、字が潰れたりあるいはかすれたりしたような
場合に、認識を誤ることがある。そこで、数種類の想定
される状態ごとに文字認識を行うための標準パタンを用
意して、認識率を高めるといった方法が採用されていた
（共立出版株式会社「パタン認識第５ページの図１．３
パタン認識過程」）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術には次のような解決すべき課題があった。
手書き文字も用紙等に印刷された文字も、コピーをした
り汚れが付着した場合には、文字のイメージがかすれた
り途切れたりあるいは汚れによる点や線が加わることに
よって、誤認識を生じることが多い。即ち、汚れを文字
を構成する点や線と認識したり、あるいは連続する線が
かすれているためこれを不連続な線と認識したりするこ
とによって、誤認識を生じる。

【０００５】こうした誤認識を防ぐために、文字認識の
ための標準パタンを同一文字について何種類も用意する
と、標準パタンを記憶させておくための記憶装置が大容
量化する。これでは装置の大規模化を招き、高価格化の
要因となる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の点を解決
するため次の構成を採用する。〈構成１〉文字を含むイメージデータから切り取った入
力文字パタンの特徴を抽出する特徴抽出部と、標準文字
パタンの特徴を記憶する辞書部と、上記特徴抽出部の出
力する入力文字パタンの特徴と上記辞書部に記憶した標
準文字パタンの特徴とを比較して、文字識別を行う識別
部とを備え、上記特徴抽出部は、少なくとも２種以上の
異なる基準を適用して、同一の入力文字パタンに対し
て、それぞれ内容の異なる２組以上の特徴を出力するこ
とを特徴とする文字認識装置。

【０００７】〈構成２〉構成１に記載の装置において、
入力文字パタンを走査して、その走査方向の文字線成分
を表すサブパタンを抽出するサブパタン抽出部と、この
サブパタン抽出部の出力から上記入力文字パタンの特徴
を抽出する特徴マトリクス抽出部とを備え、上記サブパ
タン抽出部が少なくとも２つ以上設けられ、各サブパタ
ン抽出部は、それぞれ異なる文字線成分判定基準を適用
して上記サブパタンを抽出することを特徴とする文字認
識装置。

【０００８】〈構成３〉構成１に記載の装置において、
入力文字パタンの輪郭線の歪みを修正するフィルタ部
と、このフィルタ部の出力から上記入力文字パタンの特
徴を抽出する特徴マトリクス抽出部とを備え、上記フィ
ルタ部が少なくとも２つ以上設けられ、各フィルタ部
は、それぞれ異なる修正基準を適用して上記入力文字パ
タンの修正をすることを特徴とする文字認識装置。

【０００９】〈構成４〉構成１に記載の装置において、
入力文字パタンを２値化する２値化部と、この２値化部
の出力から上記入力文字パタンの特徴を抽出する特徴マ
トリクス抽出部とを備え、上記２値化部が少なくとも２
つ以上設けられ、各２値化部は、それぞれ異なる閾値を
適用して上記入力文字パタンの２値化することを特徴と
する文字認識装置。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて説明する。〈具体例１〉図１は、本発明の具体例１による特徴抽出
部のブロック図を示す。この図は、文字認識装置に組み
込まれた特徴抽出部分を詳細に示したブロック図であ
る。まず、この図の説明を行う前に、文字認識部全体の
構成を説明する。図２は、一般の文字認識装置のブロッ
ク図である。この装置は、走査部１０、イメージ記憶部
１１、文字切り出し部１２、特徴抽出部１３、識別部１
４、辞書部１５、結果比較部１６、結果出力部１７によ
り構成される。

【００１１】走査部１０は、例えば帳票５に記入された
文字６を読み取って、これをイメージデータとして電気
信号化する部分である。イメージ記憶部１１は、走査部
１０が取り込んだイメージデータを一時記憶するバッフ
ァメモリから構成される。文字切り出し部１２は、イメ
ージ記憶部１１に記憶されているイメージから１文字単
位に文字パタンを切り出す処理を行う部分である。特徴
抽出部１３は、文字切り出し部１２から得られた入力文
字パタンの特徴を抽出する部分である。

【００１２】識別部１４は、辞書部１５に記憶されてい
る標準文字パタンの特徴と特徴抽出部１３から出力され
た入力文字パタンの特徴とを比較して、文字識別を行う
部分である。結果記憶部１６は、識別部１４で文字識別
を行った結果を文字コード群として記憶する部分であ
る。結果出力部１７は、結果記憶部１６に記憶されたデ
ータを外部装置に出力する処理を行う部分である。

【００１３】再び図１に戻って、上記特徴抽出部１３
は、この図に示すように、パタンレジスタ２０、線幅計
算部２１、サブパタン抽出部２２，２３、文字枠検出部
２４、文字枠分割決定部２５、切換部２６、制御部２７
及び特徴マトリクス抽出部２８から構成される。パタン
レジスタ２０は、図２に示した文字切り出し部１２から
入力する入力文字パタン１を一時記憶するためのメモリ
である。

【００１４】線幅計算部２１は、入力文字パタン中の文
字の線幅Ｗを計算する部分である。この線幅Ｗは、例え
ば文字パタンを２×２ドットに対応する窓で走査したと
きに２×２ドット分の窓中の全ての点が黒ドットになる
ような窓の個数Ｑと、文字パタンの全黒ドット数Ａに基
づいて次のようにして計算される。Ｗ＝Ａ／（Ａ−Ｑ）

【００１５】サブパタン抽出部２２，２３は、それぞれ
後で説明するような異なる文字線成分判定基準を適用し
て、サブパタンを抽出する部分である。文字枠検出部２
４は、パタンレジスタ２０に格納された文字パタンに外
接する文字枠を検出し、その結果を文字枠分割決定部２
５へ出力する部分である。文字枠分割決定部２５は、そ
の文字枠の中をＸ軸方向とＹ軸方向に所定数に分割する
部分である。

【００１６】切換部２６は、サブパタン抽出部２２とサ
ブパタン抽出部２３の出力を受け入れていずれか一方を
特徴マトリクス抽出部２８に向けて出力する部分であ
る。制御部２７は、切換部２６の出力を交互に切り換え
る制御を行う部分である。この切り換えによって、サブ
パタン抽出部２２から得られた特徴マトリクスとサブパ
タン抽出部２３から得られた特徴マトリクスに基づいて
図に示すように入力文字パタンの特徴２−１，２−２
が、それぞれ識別部へ出力される構成となっている。

【００１７】次に、以上の構成の装置の動作を説明す
る。図３には、具体例１の特徴抽出部動作説明図を示
す。図において、入力文字パタンは、例えば「土」とい
う文字とする。ここには、当初図に示すような汚れ３０
が付着しているものとする。ここで、サブパタン抽出部
２２，２３（図１）は、パタンレジスタ２０に記憶され
た入力文字パタンを取り出して、文字線成分の抽出処理
を行う。例えば、図３に示すように、走査方向７を水平
方向に設定した場合に、全面に渡ってスキャンを実行
し、黒ドットの連続する長さが閾値Ｔ以上の部分を検出
し、その部分の黒ドットを残してサブパタンを得るとい
う動作を行う。この閾値Ｔは、ｎを任意の整数とした場
合に、Ｔ＝ｎ×Ｗというように選定する。

【００１８】例えば、図１に示したサブパタン抽出部２
２ではＴ＝２Ｗ、サブパタン抽出部２３ではＴ＝３Ｗと
したとき、図３（ｂ）と（ｃ）に示したようなサブパタ
ンが得られる。（ｂ）はサブパタン抽出部２２の出力で
あって、閾値Ｔがサブパタン抽出部２３のそれよりも小
さいことから、汚れ３０に相当する黒ドット３２，３３
がサブパタンとして抽出されている。

【００１９】一方、サブパタン抽出部２３の出力は、
（ｃ）に示すように、「土」という文字の水平方向のス
トローク３１と３４のみを抽出している。サブパタン抽
出部２２,２３は、こうした処理を走査方向を変更しな
がら複数回繰り返す。

【００２０】上記のような水平方向の走査により得られ
たサブパタンを水平サブパタン（ＨＳＰ）と呼ぶ。垂直
方向に走査されて得られたサブパタンは垂直サブパタン
（ＶＳＰ）と呼ぶ。更に、右斜め４５゜方向に走査され
たサブパタンを右斜めサブパタン（ＲＳＰ）、左斜め４
５゜の操作により得られたサブパタンを左斜めサブパタ
ン（ＬＳＰ）と呼ぶ。これらは図示していないが、いず
れも図１に示すサブパタン抽出部２２，２３から出力さ
れ、切換部２６を通じて特徴マトリクス抽出部２８に入
力する。

【００２１】文字枠分割決定部２５は、文字枠検出部２
４から検出された文字パタンに外接する文字枠内をＮ×
Ｍの領域に分割する。例えば、この例では、Ｎ＝Ｍ＝５
というように選定する。そして、文字枠の水平方向Ｘ
軸、垂直方向をＹ軸とした場合に、分割点の座標（ｘ，
ｙ）を決定する。

【００２２】特徴マトリクス抽出部２８は、文字枠分割
決定部２５により決定された分割点座標によって、切換
部２６から出力されるＶＳＰ、ＨＳＰ、ＲＳＰ、ＬＳＰ
の各サブパタンの文字枠領域をＮ×Ｍの領域に分割す
る。そして、各領域の黒ドット数Ｂijを計数する。次
に、線幅Ｗを使用して、文字線長Ｌijを次の式により求
める。Ｌij＝Ｂij／Ｗ

【００２３】上記の式は、（Ｎ×Ｍ）×４次元の特徴マ
トリクスである。その後、ＶＳＰ特徴マトリクスは文字
枠のＹ軸方向の長さΔｙで、ＨＳＰ特徴マトリクスはＸ
軸方向の長さΔｘで、ＲＳＰとＬＳＰの特徴マトリクス
は、（Δｘ＋Δｙ）／２で正規化を行う。こうして、最
終的に（Ｎ×Ｍ）×４次元の文字パタンの大きさで正規
化した特徴マトリクスを作成する。

【００２４】こうして得られた特徴マトリクスは、図２
に示した特徴抽出部１３から識別部１４に入力される。
識別部１４は、特徴抽出部１３から出力される特徴マト
リクスｆｉと辞書部１５に格納された標準文字パタンの
特徴マトリクスｆｍとを比較する。これらの比較は、両
者の対応する部分の数値を比較して、その差の２乗を総
和して平方根を求めることより距離Ｄを得る。Ｄ＝｛Σ（ｆｍ−ｆｉ）＾２｝＾（１／２）この結果は、図２に示す結果記憶部１６に記憶される。
図１に示した制御部２７は、サブパタン抽出部２２の出
力について、上記の処理を行った後、サブパタン抽出部
２３の出力について同様の処理を行わせる。そして、両
方の結果を結果記憶部１６に記憶させる。

【００２５】こうして、結果記憶部１６には同一の入力
文字パタンに対し、２組の特徴と標準文字パタンとの比
較結果が記憶される。結果記憶部１６に記憶されたこれ
らの距離計算結果に対して距離の小さいものから順に順
位分けを行い、これを認識結果として結果出力部１７を
通じて外部回路に送り出す。こうして文字認識用の候補
が得られることになる。

【００２６】なお、上記の例では、サブパタン抽出部を
２種類設けるようにしたが、それぞれ文字線成分判定基
準の異なる３種類以上のサブパタン抽出部を設けてもよ
い。また、各サブパタン抽出部は、走査方向毎に異なる
閾値を用いてサブパタンを抽出するようにしてもよい。

【００２７】〈具体例１の効果〉以上のように、サブパ
タン抽出部の文字線成分判定基準を変化させて、入力文
字パタンに対して複数種類のサブパタンを抽出すること
により、入力文字パタンが変形したり汚れを伴った場合
でも、これらの影響を緩和したサブパタンを得ることが
可能になる。従って、より標準文字パタンに近い特徴抽
出結果が得られる。このため、標準文字パタンは、こう
した変形や汚れに対応したものを別に用意する必要がな
くなり、辞書部の記憶容量を小型化することが可能にな
る。

【００２８】〈具体例２〉図４には、具体例２の特徴抽
出部ブロック図を示す。この図に示す特徴抽出部１３
は、図２に示した特徴抽出部１３を変形したもので、フ
ィルタ部４０，４１、パタンレジスタ４２，４３、切換
部４４、制御部４５、線幅計算部４６、サブパタン抽出
部４７、文字枠検出部４８、文字枠分割決定部４９、特
徴マトリクス抽出部５０によって構成されている。

【００２９】フィルタ部４０は、入力文字パタンの輪郭
線の歪みを修正する機能を持つ部分である。図５を用い
て、このフィルタ部の機能を説明する。図５は、具体例
２の特徴抽出部動作説明図である。図の（ａ）に示す入
力文字パタンは、「土」という文字であって、かすれを
生じたことによってパタンの各部に欠損が生じている。
例えば、図４に示したフィルタ部４０は、こうした入力
文字パタンの輪郭線の歪みを修正し、滑らかにする機能
を持つ。従って、図５（ａ）に示した入力文字パタン
を、図５（ｂ）に示したようなパタンに修正して出力を
する。これが図４に示すパタンレジスタ４２に記憶され
る。

【００３０】一方、フィルタ部４１は、例えばこのよう
なフィルタ機能を持たないものとし、入力文字パタンが
そのままパタンレジスタ４３に記憶されるものとする。
切換部４４は、パタンレジスタ４２の出力とパタンレジ
スタ４３の出力とを受け入れていずれか一方を選択し、
後続回路に出力する機能を持つ。制御部４５は、この切
換部４４の切り換えを制御する部分である。

【００３１】線幅計算部４６の機能は、図１に示した線
幅計算部２１と同一である。また、文字枠検出部４８の
機能は、図１に示した文字枠検出部２４と同一で、文字
枠分割決定部４９の機能は、図１に示した文字枠分割決
定部２５と同一であるものとする。更に、サブパタン抽
出部２２と同一で、特徴マトリクス抽出部５０の機能
は、図１に示した特徴マトリクス抽出部２８と同一とす
る。以上の構成の装置は次のように動作する。

【００３２】図４において、まず制御部４５は切換部４
４を制御し、フィルタ処理が行われた入力文字パタンを
格納したパタンレジスタ４２の出力を後続回路に出力す
る。線幅計算部４６は、その文字の線幅を計算し、サブ
パタン抽出部４７は、走査方向の文字線成分を抽出す
る。文字枠検出部４８は文字の外枠を検出し、文字枠分
割決定部４９は文字枠分割のための座標を決定する。特
徴マトリクス抽出部５０は、既に具体例１で説明したと
同様にして、入力文字パタンの特徴マトリクスを作成す
る。以下の処理は具体例１と全く同一であるので、重複
する説明は省略する。

【００３３】次に、制御部４５は切換部４４を走査し
て、パタンレジスタ４３に記憶されたフィルタ処理をさ
れていない入力文字パタンを後続回路に出力する。そし
て、その入力文字パタンについても同様にして特徴マト
リクスが抽出され、特徴抽出部１３から後続回路に送ら
れる。上記の例では、図５（ａ）と（ｂ）を比較して明
らかなように、フィルタ処理を行った後の文字パタンを
標準文字パタンと比較した場合に、最も距離が短い値が
得られるということが明らかである。

【００３４】しかしながら、文字の形状やその他の条件
によって、フィルタ処理の程度に差を付けた場合、いず
れか一方のフィルタ処理を行った場合に、最も標準文字
パタンに近い結果が得られることがある。即ち、この具
体例では、２種以上の異なる修正基準を持つフィルタ部
を用意し、いずれかのフィルタ部を選択することによっ
てより標準パタンに近い特徴の抽出が可能となる。な
お、上記のフィルタ部は、２種類を設け、一方は図５に
示すようなフィルタ機能を持たない構成としたが、２種
以上のそれぞれ程度の異なるフィルタ機能を持つフィル
タを用いて２組以上の特徴を得て処理を行うことが好ま
しい。

【００３５】〈具体例２の効果〉以上のように、フィル
タ処理方法を変化させ、入力文字パタンに対し複数種類
のフィルタ処理を施し、入力文字パタンのかすれやノイ
ズを緩和することが可能になる。これによって、具体例
１と同様に、辞書部に記憶しておく標準文字パタンの記
憶容量を少なくすることができる。更に、例えばファク
シミリ等により送信された文字について、入力文字パタ
ンのかすれやノイズを効果的に緩和し、正確な文字認識
が可能となるという効果がある。

【００３６】〈具体例３〉図６には、具体例３の特徴抽
出部ブロック図を示す。この特徴抽出部は、２値化部６
０と、制御部６１、パタンレジスタ６２、線幅計算部６
３、サブパタン抽出部６４、文字枠検出部６５、文字枠
分割決定部６６及び特徴マトリクス抽出部６７から構成
される。２値化部６０は、入力文字パタンのイメージを
走査して、２値化しビットマップデータを得る部分であ
る。

【００３７】図７には、具体例３の特徴抽出部動作説明
図を示す。図の（ａ）は、入力文字イメージを示し、
（ｂ）と（ｃ）は、それぞれ異なる閾値を用いて２値化
処理を行った処理結果を示す。図６に示した２値化部６
０は、制御部６１の制御によって、それぞれ異なる閾値
で２値化処理を繰り返し実行するよう構成されている。

【００３８】図７（ａ）に示す入力文字イメージは、か
すれ等の原因によって、濃淡を持つものと仮定する。従
って、このイメージを２値化処理する場合に、閾値を高
く、即ち濃度の濃いもののみを黒ドットにするような処
理を行うと、図７（ｂ）に示すように、線幅が実質的に
細い文字パタンが得られる。また、濃度の薄いものまで
黒ドットとするように２値化をすると、（ｃ）に示すよ
うに、（ａ）に示す画像に近いビットマップデータが得
られる。

【００３９】なお、（ｃ）の場合には、比較的薄い色の
汚れ等も文字パタンの一部として２値化してしまうこと
がある。従って、（ｂ）、（ｃ）のいずれの処理を行っ
た場合に元の文字に最も近いビットマップデータが得ら
れるかは、元の文字の汚れや変形の度合いによって異な
る。いずれの場合においても、こうして２値化処理の際
の閾値を異ならせた出力を後続回路に出力し、これまで
説明したと同様の処理によって2組以上の特徴抽出を行
う。その他の動作はこれまでの具体例と全く同様であ
る。

【００４０】〈具体例３の効果〉以上のように、例えば
濃淡のある多値イメージが入力文字パタンとして入力さ
れた場合、そのイメージからそれぞれ閾値の異なる２値
化処理を行ったビットマップデータを得て、特徴抽出を
行うようにすれば、入力文字のかすれや潰れ、汚れ等が
緩和された文字パタンを得ることが可能になる。従っ
て、これまでの具体例と同様に、標準文字パタンを記憶
した辞書部を小型化することが可能になる。更に、いわ
ゆるグレースケールを含む多値イメージによって記入さ
れた文字等をより正確に認識処理することができるとい
う効果がある。

【００４１】〈その他〉以上のように、具体例１、具体
例２、具体例３は、それぞれ特徴抽出部に、サブパタン
抽出部やフィルタ部あるいは２値化部を設けて、少なく
とも２種以上の異なる基準を適用して、同一の入力文字
パタンに対して内容の異なる２組以上の特徴を出力する
ようにした。この場合に、上記以外の各種の条件によっ
て特徴を抽出するようにしてもよいし、また例えば上記
のサブパタン抽出部とフィルタ部を合わせて持ち、これ
らの条件をそれぞれ組み合わせて多種の特徴を得るよう
にしても同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】具体例１の特徴抽出部ブロック図である。

【図２】文字認識装置のブロック図である。

【図３】具体例１の特徴抽出部動作説明図である。

【図４】具体例２の特徴抽出部ブロック図である。

【図５】具体例２の特徴抽出部動作説明図である。

【図６】具体例３の特徴抽出部ブロック図である。

【図７】具体例３の特徴抽出部動作説明図である。

【符号の説明】

１入力文字パタン２−１，２−２入力文字パタンの特徴１３特徴抽出部２２，２３サブパタン抽出部２８特徴マトリクス抽出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】文字を含むイメージデータから切り取っ
た入力文字パタンの特徴を抽出する特徴抽出部と、標準文字パタンの特徴を記憶する辞書部と、前記特徴抽出部の出力する入力文字パタンの特徴と前記
辞書部に記憶した標準文字パタンの特徴とを比較して、
文字識別を行う識別部とを備え、前記特徴抽出部は、少なくとも２種以上の異なる基準を
適用して、同一の入力文字パタンに対して、それぞれ内
容の異なる２組以上の特徴を出力することを特徴とする
文字認識装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、入力文字パタンを走査して、その走査方向の文字線成分
を表すサブパタンを抽出するサブパタン抽出部と、この
サブパタン抽出部の出力から前記入力文字パタンの特徴
を抽出する特徴マトリクス抽出部とを備え、前記サブパタン抽出部が少なくとも２つ以上設けられ、
各サブパタン抽出部は、それぞれ異なる文字線成分判定
基準を適用して前記サブパタンを抽出することを特徴と
する文字認識装置。
【請求項３】請求項１に記載の装置において、入力文字パタンの輪郭線の歪みを修正するフィルタ部
と、このフィルタ部の出力から前記入力文字パタンの特
徴を抽出する特徴マトリクス抽出部とを備え、前記フィルタ部が少なくとも２つ以上設けられ、各フィ
ルタ部は、それぞれ異なる修正基準を適用して前記入力
文字パタンの修正をすることを特徴とする文字認識装
置。
【請求項４】請求項１に記載の装置において、入力文字パタンを２値化する２値化部と、この２値化部
の出力から前記入力文字パタンの特徴を抽出する特徴マ
トリクス抽出部とを備え、前記２値化部が少なくとも２つ以上設けられ、各２値化
部は、それぞれ異なる閾値を適用して前記入力文字パタ
ンの２値化することを特徴とする文字認識装置。