JPS6015784A - オンラインくずし字大分類方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の属する分野の説明 本発明は、くずし書きによる誤画数あるいは誤筆順での
筆記に対しても安定に候補文字を選出するオンライン手
書き文字認識システムにおけるくずし字大分類方式に関
するものである。

（２）従来の技術の説明 従来のオンライン手書き文字認識においては、措書体で
の筆記を前提とし、かつ画数すなわちストローク数を正
しく守るという灸件のもとで認識処理を行っていた。し
かし、漢字など画数の多℃・文字を筆記する際に、正し
い画数を覚えて℃・ることは筆記者にとって大きな負担
となっていた。

これを解決する１つの方法としては、画数の異なる様々
な筆記のしかたをすべて標準ノくターンとして登録して
おくことが考えられる。しかし、すべてを列挙すること
は実際上不可能であり、また標準パターン数が膨大にな
るという欠点があった。

もう１つの解決方法として、標準）（ターンとしては一
筆書きパターンを格納しておき、入カッくターンも一筆
書きに変換してから）くターン整合を行うことが考えら
れたが、画数情報を全く活用しない点および一筆書きパ
ターンが手書き変形に敏感である点から、認識精度が不
十分になるという欠点があった。

さらにもう１つの解決方法として、正しい画数の標準パ
ターンのみ格納しておき、入カバターンと標準パターン
との画数を等しくするためのストローク結合をパターン
整合に基づくストローク間距離和が最小と１【るように
選択的に実行し、そのストローク間距離和をパターン間
距離として認識を行うことが考えられた（％願昭５８−
１３２５９参照）。この方法は、指書体での自然１よ筆
記によるストロークの分断・統合には十分に有効であっ
たが、くずし書きによる字形の変形を生じた入カバター
ンに対してはパターン整合に基づく標準パターンとの間
でのス）１＝−り対応決定を誤り易いという欠点があっ
た。

以上述べたように、指書体での画数変動に対する解決方
法は幾つか考えられてきたが、そのままくずし書きに適
用することは不可能である。また、行書体のようなくず
し書きに対しては、まず安定に候補文字を選出し、次い
で詳細識別を行うという方法が必要になると考えられる
が、従来はそのような段階的アプローチが取られていな
い。

（３）発明の目的 本発明は、上述した従来の問題点を解決して、標準パタ
ーンとしては正し℃・画数・筆順のもののみ格納し、各
文字カテゴリーについてくずし■−きによるストローク
間の結合のしやすさをストロークのランク情報として表
現するとともにランクに基づくストロークの結合規則を
予め記述しておくことにより、くずしによる誤篭順−誤
画数を許し、とくにくずしによる手書き変形に対処して
安定に候補文字を選出するオンラインくずし字大分類方
式を提供することを目的とする。

（４）発明の構成および作用の説明 以下に、本発明の詳細を実施例によって説明する０ 第１図は、本発明の１実施例に使用する装置の機能ブロ
ック図であって、１は文字情報入力装置、２は前処理装
置、３はストローク特徴点抽出装置、４は標準パターン
（始点・終点）格納装置、５は始点・終点のみによるス
トローク間距離η−出装置、６はストローク対応づけ装
置、７は選択的ストローク結合装置へ、８はパターン間
距離蓄積装置、９は候補文字群決定装置、１０はストロ
ークランク情報格納装置、１１はストローク結合規則格
納装置、１２はストローク結合発生装置、１３は標準パ
ターン（特徴点）格納装置、１４は特徴点によるストロ
ーク間距離算出装置、１５は１対１ストローク対応づけ
装置、１６はパターン間距離蓄積装置、１７は候補文字
並べ換え装置であり、図中点線で囲んだ部分がくずし字
大分類方式の第１段階と第２段階に該当する。以下各装
置の動作について具体的に説明する。

文字情報入力装置１は、既存のデータ・タブレットから
構成され、各ストロークの筆跡のＸ、Ｙ座標値を時系列
として入力し、前処理装置２に送出する。前処理装置２
は、文字情報入力装置１から送出された筆点列に対して
、公知の技術に基づき雑音除去や平滑化や位置番大きさ
の正規化などの処理を施してからストローク特徴点抽出
装置３に送出する。

ストローク特徴点抽出装置３は、前処理装置２す１ら送
出された各ストロークの堕点列に対し、始点・終点に加
えてストローク上での曲線に沿う長さを予め定めた刻み
距離値△で等間隔に刻んで、その位置に最も近い筆点な
順次抽出して特徴点列として格納する。

入カバターンをＳと記し、ＳはＮ個のストロークＳｌｌ
　・１８＄１　・、　ＳＮから成っており、各ストロー
クの特徴点はＸ、Ｙ座標値を連ねて５ｉ＝（π３．。

’、ｉ、　−、”ｎｉ、　’ｎｉ　）と表わす。ここで
ｎはＳｉに含まれる特徴点の個数で、ｉは１≦ｉ≦Ｎで
筆順を表わす。また、各ストロークの特徴点から始点・
終点のみを取り出した表現としてＳ患−＜πｓｉ。

’１１Ｂｉ＋　”ａｉ、　１ｇ４　）　（１≦ｉ≦Ｎ）
をも格納する。

但し・”８ｉ　＝ｉ　１．＋　’８ｉ　＝　７１ｊ＋　
”ａｔ　＝　”’　Ｖｅｉ＝’ｓｉである。ストローク
始点・終点列Ｓ↑、　。

Ｓｉは始点・終点のみによるストローク間距離算出装置
５と選択的ストローク結合装置７へ送出される。一方、
ストローク特徴点列Ｓ１．・・、ＳＮは、特徴点による
ストローク間距離算出装置１４へ送出される。

標準パターン（始点・終点）格納装置４は、照合すべき
すべての文字カテゴリーについて、正しい画数・筆順で
笹記された平均文字パターンの各ストロークから始点・
終点のみを抽出して格納しており、該ストローク始点・
終点列は始点・終点のみによるストローク間距離算出装
置５と選択的ストローク結合装置７へ送出される。

標準パターンを五と記し、五はＭ個のストロークＲ↑、
・・・　Ｒ７，・・・、瑠から成っており、第ｊストロ
ークＲ＊７（±始点・終点のＸ、Ｙ座標値を連ねて「＝
（”Ｂｊｊｕ’Ｂｊ＋π−ｊ９　Ｖ’ｇｊ　）と表わす
。

始点・終点のみによるストローク間距離算出装置５は、
入カバターン＆のストローク始点・悼点り間距離を算出
する。ｓ：ＰとＲ’Ｆとの距離をｄ？、と記すと、例え
ば２乗距離を用いて （１） により算出する。算出された始点・終点のみによるスト
ローク間距離値は、ストローク対応づケ装置６へ送出さ
れる。

ストローク対応づけ装＠６は、入カバターンと標準パタ
ーンとの間で、ストローク数の少ない方のパターンのす
べてのストロークに対して相手パターンの中からストロ
ーク間距離相を最小とじかつ重複のない同数のストロー
クを対応づける。具体的にはストローク数Ｍ　、　Ｎの
大小に応じて、Ｍないという条件を満たずＮ個のストロ
ーク対を重複がないという条件を満たずＭ個のストロー
ク対を決定して、対応結果を選択的ストローク結合装置
７へ送出する。

選択的ストローク結合装置７は、ストローク対応づけ装
置６より送出されたストローク対応結果に基づき、スト
ローク数の多い方のパターンの中で前記対応づけでは未
対応として残ったすべてのストロークについてそれぞれ
筆１県で前後す４）該パターン中の２本の既対応ストロ
ークのいずれか一方との結合を行うこととして、結合を
行って前記始点・終点のみによるストローク間圧Ｎｆｆ
ｔ　：ｌ’ｏがより小さくなる方の結合を選択して実行
する。

具体的には、Ｍ≧Ｎのときはストローク対応づけ装置６
により決定されたｊＨ＋　ｊ２＋　”’＋　ｊＨを並べ
かえ、１≦ｊ′□＜　ｊ／２＜・・〈ｊ′Ｎ≦Ｍとして
から、棚列へパターン中の未対応ストローク截に対して
、ノ １≦工≦Ｎ）の対応ストロークをＳ、？　（１≦Ｊ≦Ｎ
）、と・記ルて、式（］）のストローク間距離の定義に
基づき、 −ｍ　ｇ’ｊ％　、、３″＋（ｙ　ａ　ｓｚ、、、　−
ｙＺ　ｊ／に＋、　）　”　（２）一方、ＭＡＨのとき
は、ストローク対応づけ装置６により決定された＜１．
　＜２．・・、（８を並べかえ、１≦”１　〈’２　＜
・・・〈指≦Ｎとしてがら、入カパタと記して、式（１
）のストローク間距離の定義に基づき、 Ｓ？はＳ？Ｍに結合する。

上記処理により、選択的ストローク結合装置７は、入カ
バターンと標準パターンの画数なＫ（＝ｍｉｎ（Ｍ　、
　Ｎ　）　）にそろえ、筆順変動をも吸収したに個のス
トローク対−＋　１％　（１≦に≦Ｋ）を決定し、この
結果をパターン間距離蓄積装置−８に送出する。

パターン間距離蓄積装置８は、選択的ストローク結合装
置７から送出されたに個のストローク対Ｓ？’ｈ　＋　
ｎ’ｈ　（１≦に≦Ｋ）に対して、式（１）に基づき積
する。該入カバターンに対し、標準パターン（始点・終
点）格納装置４内の照合すべきすべての標準パターンに
ついて上述のすべての段階を反復実行して前記パターン
間距離を順次蓄積し、それら蓄積されたパターン間距離
値は、候補文字群決定装置９へ送出される。

候補文字群決定装置９は、パターン間距離蓄積装置８か
ら送出されたパターン間距離から、値の小さい順に複数
個選出して該当する標準パターンの文字カテゴリーを候
補文字群として決定する。

以上がくずし字大分類方式の第１段階であり、前記候補
文字群は、ストローク結合発生装置１２に送出されて、
以後くずし字大分類方式の第２段階の処理に移行する。

ストロークランク情報格納装置ｊＯは、入力対象となる
すべての文字カテゴリーについてくずし書きによるスト
ローク間の結合のしやすさを、各ストローク毎にランク
情報で表現して予め格納しておく装置である。例えば、
漢字を行書体でくずし書きする場合、文字が複数の部分
パターンに分れる点に着目する。しかし、部分パターン
への分れ方には変動があり、一般に安定では１よいので
、以下の定義により、各ストロークにランクを伺与する
。例えば３段階のランク付けを行うこととし、ランク１
：部首のように安定に出現する部分パターンの先頭スト
ローク、 ランク２：安定には出現しない部分パターンについて核
となるストローク、 ランク３：その他のストローク とする。

第２図（α）に、「知」に対するくずし書きの一例を示
し、第２図（ｂ）に正しい画数で筆記された「知」の各
ストロークに対するランク付けを示す。太い実線がラン
ク１、細い実線がランク２、点線が２ンク３を示す。

ストローク結合規則格納装置１１は、ストロークランク
情報格納装置１０に格納された各文字カテゴリーのスト
ロークランク情報に基づき、ストロークの結合を実行し
入力さ′れたくずし字パターンと整合すべき標準パター
ンを発生する際の、ストローク結合規則を予め格納して
おく装置である。上述の３段階のストロークランク付け
の定義に対しては、例えば次の様なストローク結合規則
を設ける。

■　筆順に従い結合する。

■　ランク１または２のストローク同志は結合しない、 ■　ランク１のストロークは必ず先頭になる、■　ラン
ク１または２０ストロークは分断しな（）。

ストロークランク情報格納装置１０およびストローク結
合規則格納装置１１に格納された各情報は、ストローク
結合発生装置１２および１対１ストローク対応づけ装置
１５へ送出される。

ストローク結合発生装置１２は、くずし字大分類方式の
第１段階より送出された前記候補文字群の各々について
、該入カバターンと該候補文字の標準パターンとの画数
を等しくするためのストローク結合の発生のしかたをす
べてめる装置である。

該候補文字の標準パターンの画数Ｍが、該入カバターン
の画数Ｎを上回りＭ　＞　Ｎを満たす場合は、該標準パ
ターンの各ストロークのランク情報に前記ストローク結
合規則■、■及び■を適用して、画数がＮとなるストロ
ーク結合の発生のしかたをすべてめる。一方、Ｍ＜Ｎの
場合は、該入カバターンをＭ画とするような前記ストロ
ーク結合規則■による結合のしかたをとり、１対１スト
ローク対応づけ装置１５で該候補文字の標準パターンと
のストローク対応が決定された段階において前記ストロ
ーク結合規則■と矛盾する該ストローク結合の発生のし
かたを棄却する。

第３図（α）に１知」に対するくずし書きの一例を示し
、第３図（６）に、正しい画数で筆記された「知」のス
トロークランク情報にストローク結合規則■、■及び■
を適用して発生したストローク結合の例を示す。この「
知」の例では、Ｍ＝８．Ｎ＝５である。

標準パターン（特徴点）格納装置１３は、すべての文字
カテゴリーについて正しい画数・筆順で筆記させた多数
サンプルより作成する平均文字パターンの各ストローク
から抽出した始点・終点を含む特徴点の位置情報を格納
しておき、該候補文字に対する該特徴点位置情報を標準
パターンとして、特徴点によるストローク間距離算出装
置１４へ送出する。

特徴点によるストローク間距離算出装置１４は、ストロ
ーク特徴点抽出装置３から送出された該入カバターンの
特徴点位置情報と標準パターン（特徴点）格納装置１３
から送出された該候補文字の特徴点位置情報に対してス
トローク結合発生装置１２から送出されたストローク結
合のしかたを適用し画数を同一化した入カバターンおよ
び標準パターンを生成してから、すべてのストローク対
についてストローク間距離算出を行うが、以下詳述する
。

該入カバターンＳは、Ｎ個のストロークＳ、　Ｓ２・・
・、ＳＮから成り、各ストロークは特徴点のＸ、Ｙ座標
値を連ねてＳｉ　＝　（”、ｉ＋　１１□ｉ＋　”’＋
　”ｎｉ＋　１／ｎｉ）と表わす。ここでｎはＳｉに含
まれる特徴点の個数で、ｉは１≦イ≦Ｎで筆順を表わさ
れる。

一方、該候補文字の標準パターンＲはＭ個のスト日−り
Ｒ１，・、ＲＭから成り、各ストロークは特徴点位置座
標ヲ連ねてＲｊ＝　（！’：’Ｈｊｒ　Ｖ’１ｊ＋　”
’＋　、ｚ、、ｊツ”ｍｊ　）と表わされる。ここで餌
はＲｊに庁まれる特徴点の個数で、ｊは１≦ｊ≦Ｍで正
しい筆順を表わす。

ストローク結合発生装置１２から選出された該ストロー
ク結合のしかたに基づき、核入カバターンおよび該標準
パターンの画数をＫ　（＝　ｍ　（Ｍ　、　Ｎ））とす
べくＭ〜Ｎの場合罠一方のパターン内でストローク結合
を実行するが、結合によりストロークの特徴点表現は次
の様に変換される。前記スト四−り結合規則のにより、
筆順で連続する複数本のストロークが結合して１本のス
トロークになるが、逐次２本ずつ結合していくと考えて
よいので、ここでは２本のス）１−−りＲ６とＲｋ＋１
が結合”’５＋−１’　”′Ｐ−１”’１に中”１＆”
ｌ’　””　”ｔｍｋ、、ｋ”１゜Ｖ′−２゜、ｋ・・
）（４） △はストロークの等間隔側み距離値を表わす。

〔・〕は・を越えない整数を表わす。

”’＝　’ｒｎ　ｈ”’Ｉｋ”１−”’ｒｒｇｋ””７
”　’　””’　−’　）”’ｊ−”’　”ｍ　ｋ＋（
’ＩＩ’１に＋１”１／’ｍ、ｋ）・’／ｐ　（１≦Ｊ
≦ｐ−１）により決定する。

入カバターン内でストローク結合を行うＭ＜Ｎの場合も
、式（４）を同様に適用し゛Ｃ結合ストロークの表現を
決定する。式（４）による定義は１例であり、ストロー
ク端点部を滑らかに結合することも可能である。

ス）・ローフ結合を実行してともにに画とｌフった該入
カバターンおよび該標準パターンを構成ずろストローク
を改めてそれぞれＳＩＴ　８２１　”’＋　Ｓ７．およ
びＲ１，ｒｔ２９．ＦＬｋと記し、１１“°１徴点によ
るストローク表現を用いてずべての５ストローク対につ
いてストローク間距離を算出する。ストローク間距離と
しては公知の技術である始点・終点を合せて少ない方の
特徴点数に基づ＜ＤＰマツチング手法に例えば２乗用１
１：ｉを用いた次式を採用する。

”　−ｒ　Ａ　”＆（−’ｒＪ）”（Ｖ、１７−龜ｊ）
２）　（５）但し、”’（＝　（”ｔＣ’１（＋　”’
＋　”ｎｉ、！’ｎｉ　Ｌ■・＝（２′・、ν′・’　
””　”ｒｎｊ　”Ｉｎｎ、ｊ　）夕　１ｊ　ｌｊ τｔ１）　＝　ｌ　、τＩｎ＝ｙｎ（ｆｒＬ≧ｎの場合
に相当する）算出された特徴点によるストローク間距離
値は１対１ストローク対応づけ装置Ｊ５へ送出される。

１対１ストローク対応づけ装置１５は、画数が等しくＫ
となった該入カバターンと該標準パターンとの間でスト
ローク間距離和を最小としかつ対応洩れのないに個のス
トローク対を決定する。すなわち、式（５）を用いて 、Σｄ４ｊ、−＋ｍｉｎ　かッｊｌ＋ｊ２＋　”’ｙ　
３１　ハすヘテ７４＄＝１ なる　（６） の場合は、ここで得られたス）＋−−り対応結果に対し
て、ストローク結合規則格納装置１１に格納さレタ前記
ストローク結合規則■を適用し、ストロークランク情報
格納装置１ｏから送出された該標準パターンのストロー
クランク情報との矛盾の有無を判定し、矛盾が有る場合
は該ストローク結合のしかたを棄却し、矛盾が無ければ
、ストローク対応結果をパターン間距離蓄積装置工６へ
送出する。

一方、Ｍ≧Ｎの場合は、そのままス（ローフ対応結果を
パターン間距離蓄積装置１６へ送出する。

パターン間距離蓄積装置１６は、前記１対１ストパター
ン間距離として蓄積する。

上述の装置１２〜１６までの操作を、候補文字群決定装
置９から選出されたすべての候補文字につイテ行い、か
つ各候補文字に対してストローク結合発生装置１２で発
生されるすべてのストローク結合のしかたにつ−・て行
う。この操作力を完了した時点で、蓄積されたすべての
パターン間距離値が候補文字並べ換え装置１７へ送出さ
れる。

候補文字並べ換え装置１７は、前記パターン間距離値を
値の小さい順に並べ換えて、該当する標準パターンの文
字カテゴリーを順序づけた候補文字の形で大分類結果と
して出力する。

第４図に１行書体の文字サンプルに対する太分類結果を
示す。

（５）効果の説明 以上詳細に説明したように、本発明によれば。

これまで不可能とされてきたくずし書きによる誤画数あ
るいは誤筆順での筆記に対しても安定に候補文字を選出
することができ、オンライン手書き文字認１洸機能を格
段に向上させる。とくに、標章パターンとしては正しい
画数・午順で筆記された平均文字パターンから抽出した
特徴点の位置情報のみ格納しておき、また（ずし質きに
よるストロークの結合のしやすさを表現したストローク
ランク情報およびストローク結合規則を予め格納してお
くことにより、まず第１段階でくずし書きにおいても安
定なストロークの始点・終点のみを用いた粗い整合法に
より候補文字群を決定し、次いで第２段階において各候
補文字に対して入カバターンと同一画数になるようにス
トロークランク情報およびストローク結合規則に基づき
ストローク結合のしかたを発生し、画数がそろった入カ
バターンおよび標準パターン間で細かい特徴点を用いた
整合法によりくずし招きによる手怖き変形および筆順変
動を吸収したパターン間距離を算出し安定に候補文字の
順序を決定して大分類出力とできることから、様々なく
ずし書きを含む不特定多θの筆記者を相手とするオンラ
イン手省き文字認識の分野で適用されると利点が大きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に使用する装置の機能ブロッ
ク図、第２図（ｃＬｌ　、　＜ｂ）は第１図の装ｊ６．
１０の動作を説明するための具体°例による概念図、第
３図（α）　、　（Ｉ＋）は第１図の装置１２の動作を
説明するための具体例による概念図、第４図は本発明を
行書体の文字サンプルに適用した大分類結果の一例であ
る。 図中、′１は文字情報入力装置、２は前処理装置べ、３
はストローク特徴点抽出装置、４は標準パターン（始点
・終点）格納装置、５は始点・終点のみによるストロー
ク間距離算出装置、６はストローク対応づけ装置、７は
選択的ストローク結合装置、８はパターン間距離蓄積装
置、９は候補文字群決定装置、１０はストロークランク
情報格納装置、１１はストローク結合規則格納装置、１
２はストローク結合発生装置、１３は標準パターン（特
徴点）格納装置、１４は特徴点によるストローク間距離
算出装置、１５は１対１ストローク対応づけ装置、１６
−はパターン間距離蓄積装置、１７は候補文字並べ換え
装置を示す。 特許出願人　日本電信電話公社 代理人弁理士　森　１）　寛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）標準パターンとして各文字カテゴリーについて正
   しい画数・筆順で筆記させた多数サンプルより平均文字
   パターンを作成して各ストロークの始点・終点位置情報
   を格納しておく手段と、認識すべき入カバターンの各ス
   トロークについテモ始点・終点位置情報を抽出して一時
   格納する手段と、該標準パターンと該入カバターンとの
   間ですべてのストローク対について始点・終点位置情報
   に基づくストローク間距離を計算しておいてからストロ
   ーク数の少ない方のパターンのすべてのストロークに対
   して相手パターンの中からストローク間距離箱を最小と
   しかつ重複のない同数のストロークを対応づける手段と
   、ストｏ−り数の多い方のパターンの中で前記対応づけ
   では未対応として残ったすべてのストロークについてそ
   れぞれ筆順で前後する該パターン中の２本の既対応スト
   ロークの一方との結合を想定して前記ストローク間距離
   箱がより小さくなる方の結合を実行しストローク数が等
   しくなった時点でのストローク間距離箱をパターン間距
   離として算出する手段と、前記照合すべきすべての標準
   パターンについて算出したパターン間距離を蓄積する手
   段と前記蓄積されたパターン間距離から値の小さい順に
   複数個選出して該当する標準パターンの文字カテゴリー
   を候補文字群として出力する手段と、標準パターンとし
   て各文字カテゴリーについて正しい画数・筆順で筆記さ
   せた多数サンプルより作成する平均文字パターンの各ス
   トロークから抽出した始点・終点を含む特徴点の位置情
   報を格納しておく手段と、各文字カテゴリーについてく
   ずし書きによるストローク間の結合のしやすさをストロ
   ークのランク情報で表現し格納するとともに各ランクを
   持つストローク間での結合規則を記述しておく手段と、
   前記候補文字群のそれぞれについて標準パターンと入カ
   バターンとのストローク数が等しくなるように前記ラン
   ク情報に基づき前記結合規則と矛盾しないようにストロ
   ーク結合を実行する手段と、ストローク数が等しくなっ
   た該入カバターンと該標準パターンとの間で始点・終点
   を含む特徴点の位置情報に基づくストローク間距離の総
   和を最小とするような１対１０ストローク対応を決定し
   て前記ストローク間距離和をパターン間距離として算出
   する手段と、前記照合すべきすべての候補文字について
   算出したパターン間距離を蓄積する手段と前記蓄積され
   たパターン間距離を値の小さい順に並べ換えて該当する
   標準パターンの文字カテゴリーを順序づげた候補文字列
   として出力する手段とを含むことを特徴とするオンライ
   ンくずし字大分類方式。