JPS6113384A - 手書文字認識装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は９人力された手書き文字の筆順や画数が変動し
ても安定に前記手書き文字を認識する手書文字認識装置
に関する。

文字はパターン認識の分野で認識装置が実用化されてい
る数少ない対象の１つであり、情報処理技術の進歩に伴
い文字認識技術も目覚ましく進歩した。これにより、英
数字、かな文字を対象とする印刷及び常用手書き文字の
光学的文字読取り装置！！　（ＯＣＲ）は多く市販され
、帳票処理業務に限定されているとはいえ広（実用に供
されている。

手書き文字認識に関する技術には、前述のＯＣＲに代表
される技術（すでに筆記されてしまった文字を読取る技
術）と９文字の筆記途上の情報を逐次処理して文字の筆
記完了後直ちに認識してしまうオンライン手書文字認識
技術とがある。

これらの技術は、いずれも手書き伝票を自動処理しよう
とすることから開発されたものである。

特に我が国においては、タイプライタを使用する習慣が
ないため、情報処理システムの入力装置として手書き文
字を読取る装置への強い需要があり。

認識精度が高く使用に簡便な手書文字認識装置の開発実
用化が強く要望されている。

〔従来の技術〕

従来技術として、オンライン手書文字認識装置を例に取
り説明する。

第２図は入力パタンと辞書パタンを示す図で。

（Ａ）は入力パタン、　（Ｂ）は辞書パタン、第３図は
ストローク対応図で、　（Ａ）は１次ストローク対応、
　（Ｂ）は最終的なストローク対応、第４図は２つのス
トロークに跨るストロークを持つパタン図で、　（Ａ）
は入力パタン、　（Ｂ）は辞書パタン、第５図は正しく
結合されないパタン例で。

（Ａ）は入力パタン、　（Ｂ）は辞書パタン、　　（Ｃ
）は結合対応表をそれぞれ示す。

オンライン手書文字認識装置の認識方法として。

手書文字の画数・筆順により認識する方法がある。

しかし１手書文字の画数・筆順は記入する人によってか
なり変動し、これに対応する認識方式として昭和５８年
の電子通信学会誌上（５８年４月発行・分冊５）に「選
択的ストローク結合法によるオンライン手書文字認識」
　（日本電信電話公社武蔵野通信研究所発表）と題して
掲載された方式が知られている。

この方式は１次の４段階のステップで構成される。即ち
。

（１）等間隔刻みで抽出した特徴点列でストロークを表
現し、全てのストローク対についてストローク間距離の
算出を行う。

（２）重複なく、ストローク間距離和を最小にする条件
で少ない方の画数に等しい個数のストローク対を決定す
る。（筆順変動吸収） （３）画数の多い方のパタン中の未対応ストロークを既
対応ストロークに選択的に結合（筆順が連続するように
結合する）シ、双方のパタンの画数を揃える。（画数変
動吸収） （４）１対１に対応したストローク対ごとにＤＰマツチ
ング（ダイナミック・プログラミングを用いたパターン
照合方式）によるストローク間距離を算出して、それら
の和をパタン間距離とする。

方式である。

例えば、第２図（Ａ）のようなパタン（Ｓｌ、Ｓ２）が
人力されると、第２図（Ｂ）の辞書パタン（ＴＩ、Ｔ２
．Ｔ３）　との間で全てのストローク対についてストロ
ーク間距離が計算きれる。このストローク間距離は、書
き出しの部分が一致するストローク対が小さな値となる
ように計算されるので、第３図（Ａ）のように対応関係
が決定する。

次に、未対応ストロークＴ２は筆順が連続する既対応の
ストロークＴ１に結合されて、最終的には第３図（Ｂ）
のような対応関係が決定する。最後に１対１に対応した
ストローク対の間で距離が計算され、それらの和がパタ
ン間距離として決定される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の方式は、多くの画数・筆順変動を吸収しているが
、必ずしも全ての画数・筆順変動に対応しているとは限
らない。例えば。

（１１画数の多い方の各ストロークは１画数の少ない方
の１つのストロークに包含されていなければならない。

即ち、第４図（Ａ）に示すＳ２のように、第４図（Ｂ）
の２つのストローク（Ｔｌ、Ｔ２　）にまたがるような
ストロークを正しく対応させることが出来ない。

（２）結合されるストロークは、筆順で連続したもので
なければならない。即ち、第′５図（Ｂ）のＴ３は辞書
パタン上からは筆順で先行するＴ２に結合されるべきで
あるが、第５図（Ａ）の入力パタンの連続した筆順から
はＴ１と結合す、る形となるため、正しく結合すること
が出来ない。

と言う問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解消した新規な手書き文字認識
装置の実現を目的としており、該問題点は、タブレット
から入力された手書き文字の各ストロークから屈曲点を
抽出し、いくつかの線分に分割する屈曲点抽出手段と、
予め線分に分割された辞書パターンとの間ですべての線
分対に対して線分間距離を計算する線分間距離計算手段
と、４１分間の距離和を最小とする条件で小さい方の線
分の個数に等しい数の線分対を重複なく決定する線分対
応づけ手段と、線分数の多い方の未対応の線分の延べ距
離を計算し、その距離に係数を乗じたものに、対応づけ
た線分間距離和を加えたものをパタン間距離として計算
するパタン間距離計算手段とを設けてなる本発明による
手書き文字認識装置により解決される。

〔作用〕

即ち９本発明におけるオンライン手書き文字の認識は次
の４段階の動作手順により行われる。

（１１人カパタンを構成する各ストロークから屈曲点を
抽出し、ストロークを幾つかの線分で分割して表現する
。

（２）分割された線分どうしの間で、全ての線分対に対
して線分間距離の算出を行う。

（３）重複なくしかも線分間距離和を最小とする条件で
、小さい方の線分数に等しい個数の線分対を決定する。

（４）未対応の線分の延べ距離を算出し、その延べ距離
に係数を乗じたものに、既に対応づけられた線分間の距
離の和を加えたものをパタン間距離とする。

このようにして得られた線分の数は１文字の形状にのみ
依存し、単なるペンの上げ下げから生ずる画数には全く
依存しない。

従って、第４図で指摘したような２つのストロークを持
つ場合でも、全体の形状が同じである限り同じような線
分に分解される。又画数をあわせ込むためにストローク
を結合するような操作は不要となる。

〔実施例〕

以下本発明の要旨を第１図番こ示す実施例により具体的
に説明する。

第１図は本発明に係る“手書き文字認識装置の一実施例
で、　（Ａ）オンライン手書き文字認識装置のブロック
ダイヤグラム、　　（Ｂ）、　　（Ｃ）は屈曲点による
ストロークの分解例、第６図は屈曲点抽出図、第７図は
再帰的屈曲点抽出によるストローク分割図、第８図は線
分の表現図をそれぞれ示す。

尚図中において、■は入力パタン、■は辞書パタンを示
し、又全図を通じて同一記号は同一対象物又は内容を示
す。

第１図（Ａ）は。

文字を特定のペンで記入するタブレット１゜タブレット
１に入力されたデータのノイズ除去や大きさの正規化を
行う前処理回路２゜ 前処理回路２から出力される入力パタン■から屈曲点を
抽出し１個以上の線分に分割する屈曲点抽出回路３゜ 屈曲点抽出回路３の出力パタンを一時的に格納する人力
パタン格納回路４゜ 屈曲点で線分に分割されたあらゆるパタンか貯蔵されて
いる辞書パタンメモリ５゜ 辞書パタンメモリ５から取出した辞書パタン■を一時的
に格納する辞書パタン格納回路６゜入力パタン格納回路
４と辞書パタン格納回路６との出力により全ての線分対
の距離計算を行う線分間距離計算回路７゜ 線分間距離計算回路７の出力データを一時的に格納する
線分間距離格納回路８゜ 入力パタン■と辞書パタン■との線分の対応づけを行う
線分対応づけ回路９゜ 入力パタン■と辞書パタン■とのパタン間距離を計算す
るパタン間距離計算回路１０゜ パタン間距離計算回路１０の出力を小さい順にソーティ
ングするソーティング回路１１゜ から構成されている。

次番こ本実施例の動作を説明する。

−タブレット１から人力されたデータ（手書き文字）は
、前処理回路２によってデータ上に付加されているノイ
ズの除去や大きさの正規化を行った後、屈曲点抽出回路
３へ送出される。屈曲点抽出回路３では、入力された手
書き文字パタンを構成する各ストロークから屈曲点を抽
出し、各ストロークを１個以上の線分に分割する。

本実施例では、屈曲点を以下のようにして計算する。

即ち、第６図に示す如く、１つのストロークａの始点Ｐ
ｏと終点Ｐｎを。

Ｐｏ＝　　（ｘｏ＋ｙｏ　）　、　　Ｐｎ＝　　（ｘｎ
、ｙｎ　）とする。ストロークａを構成する各点。

Ｐｉ＝　（ｘｉ、ｙｉ　）但し、１≦ｉ≦ｎ−１に関し
て、　Ｐｉから線分Ｐｏ−Ｐｎ（点線で示す）へ下ろし
た垂線の長さｄｉを計算する。

この垂線の長さｄｉが最大値を取るような点Ｐｍ　（ｄ
ｍ＝ｍａｘ　ｄｉ）を求め、この時のｄａが予め設定さ
れ屈曲点抽出回路３で記憶されている値ｄｔｈ　　（屈
曲点であるかどうかを判定するための闇値）よりも大き
い場合に１点ＰＩ１１を屈曲点として抽出する。′次に
、　Ｐｏ、Ｐｔｓ及びＰｍ、Ｐｏを始点、終点とする２
つのストローク（ストロークａを２つに分割）に前記と
同様な操作を再帰的に繰り返し適用する。

又この操作は、屈曲点（Ｐｍ）が抽出されなくなるまで
繰り返される。尚本屈曲点抽出方式は「ストローク近似
方式」として別途特許出願予定。

′　再帰的に抽出された屈曲点（Ｐｓｉ〜Ｐｍ３　）で
ストロークをいくつかの線分に分割した例を第７図に示
す。尚分割された線分は第８図で示すように。

１１）始点座標Ｐｓ＝　（ｘｓ＋ｙｓ　）　、　（２）
始点から終点に向かうベクトルす＝　　（ｘｖ、ｙｖ　
）　、　＋３）ベクトルＶの長さし＝［？Ｉの３要素で
表現、する。

屈曲点抽出回路３で屈曲点ごとに線分に分割された入力
パタンは、入力パタン格納回路４に送出され格納される
。

一方２．辞書パタンメモリ５には、予め屈曲点で線分に
分割されたパタンか貯蔵されており、それらのパタンか
１つずつ辞書パタン格納回路６に送出される。辞書パタ
ン格納回路６に１つずつ格納さ−れると、線分間距離計
算回路７が起動され、全ての線分対についてその距離が
計算される。

例えば、１つの線分対（（Ｐｓ、Ｖ、Ｌ）　、　　（Ｐ
ｓ′。

Ｖ’、Ｌ’）の距離は次の式で計算される。

但し、　、Ｐｓｘ　（ｘｓ、ｙｓ　） Ｖ　＝　（ＸＶ、ｙＶ　） Ｐｓ’　＝　（ｘｓ’　、３１５　’　）７　’　＝　
（ｘｖ’　、ｙｖ　　’　）このようにして計算された
線分間距離は、線分間距離格納回路８へ記憶される。

線分間距離の計算が終了すると、線分対応づけ回路９が
起動されて、線分間距離和を最小とするような線分対が
重複しないように選択される。例えば、入力パタンの線
分数をｎｉ、辞書パタンの線分数をｎｄとすると。

線分対ｎ＝ｍ１ｎ　　（ｎｉ、　ｎｄ）　。

個の線分対が決定される。

このようにして決定されたｎ個の線分対の距離の和Ｄ＝
、２ｄｉ、とｎｌ−ｎ個（又はｎｄ−ｎ個）の未対応線
分情報がパタン間距離計算回路１０へ送出される。

パタン間距離計算回路１０では、ｎｌ−ｎ個の未対応の
入力パタンの線分（ｎｄ＜ｎｉの場合であり、ｎｉ＜ｎ
ｄの場合はｎｄ−ｎ個の未対応の線分）の長さの和し＝
ΣＬｉを計算し、この長さに係数αを乗じた値をｎ個の
線分対の距離の和りに加えた値Ｄ＋α・Ｌをパタン間距
離としてソーティング回路１１に送出する。

ソーティング回路１１では、パタン間距離を小さい順に
ソーティングし、最も小さい値を持つ辞書パタンのコー
ドを認識結果として出力する。

〔発明の効果〕

以上のような本発明によれば、入力された手書き文字パ
タンの任意の場所でのストローク分断や。

筆順の変動に依存せずに安定な認識を行うことが出来る
と言う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る手書き文字認識装置の一実施例。 第２図は入力パタンと辞書パタンを示す図。 第３図はストローク対応図。 第４図は２つのストロークに跨るストロークを持つパタ
ン図。 第５図は正しく結合されないパタン例。 第６図は屈曲点抽出図。 第７図は再帰的屈曲点抽出によるストローク分割図。 第８図は線分の表現図。 をそれぞれ示す。 図において。 １はタブレット、　　　　２は前処理回路。 ３は屈曲点抽出回路、　　４は入力パタン格納回路５は
辞書パタンメモリ、６は辞書パタン格納回路７は線分間
距離計算回路。 ８は線分間距離格納回路。 ９は線分対応づけ回路。 ＩＯ−はパタン間距離計算回路。 １１はソーティング回路。 をそれぞれ示す。 革１図 割先数、踏果 ＋＋（ 控 縛 革３図 茎を図 茎２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タブレットに記入された手書き文字をに認識する装置に
   おいて、前記タブレットから入力された手書き文字の各
   ストロークから屈曲点を抽出し、いくつかの線分に分割
   する屈曲点抽出手段と、予め線分に分割された辞書パタ
   ーンとの間ですべての線分対に対して線分間距離を計算
   する線分間距離計算手段と、線分間の距離和を最小とす
   る条件で小さい方の線分の個数に等しい数の線分対を重
   複なく決定する線分対応づけ手段と、線分数の多い方の
   未対応の線分の延べ距離を計算し、その距離に係数を乗
   じたものに、対応づけた線分間距離和を加えたものをパ
   タン間距離として計算するパタン間距離計算手段とを設
   けたことを特徴とする手書文字認識装置。