JPS61292787A - オンライン手書き文字認識方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、文字の筆跡を筆記の際の筆点（ペン位置）座
標の時系列で表現し、得られた該位置座標の時系列から
当該文字を認識するオンライン手書き文字認識方式に関
するものであり、更に詳しくは、横書体で筆記された文
字のみならず続は字で書かれた文字をも認識することの
できる、かかるオンライン文字認識方式に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

オンライン手書き文字認識においては、標準パターンお
よび入力文字パターンを構成する各ストロークを対応付
け、対応付けられた各ストローク間の距離の総和を基に
してパターン間の距離を求めることにより認識するのが
有効である。

しかるに、続は書きされた入力文字パターンにおいては
、入力文字パターンと標準パターンとの間でストローク
の対応付けができず、したがって正しくパターン間の距
離を求めることができないため認識が困難になるという
問題点があった。

これに対する解決策として、続は書きされた文字を予め
標準パターンとして辞書に登録しておく方式と、ストロ
ークの結合規則により正しい画数で書かれた標準パター
ンから続は書きされた標準パターンを生成することによ
り認識する方式（文献として、電子通信学会論文誌（Ｄ
）分冊Ｊ６７−Ｄ、１１．ＰＰ１２８５−１２９２　（
昭５９−１１）参照）がある。

しかし、前者の方式には、続は書きされた標準パターン
の登録数の増加に伴い辞書規模が増大するとともに、認
識処理速度が低下すること、また、生じ得るすべての続
は字を辞書に登録することは不可能であり、現実的では
ないという欠点があった。

また、後者の方式では、結合規則の中に規定されていな
い続は書きに対しては続は字が生成されないため、誤認
識となる。さらに、結合規則から生成され得るすべての
続は書きされた標準パターンとの間で認識処理が行われ
るため、処理量が膨大になるという問題点があった。加
えて結合規則は人手で作成しなければならないため、多
くの時間と労力が必要であり、また、結合規則作成作業
に主観が入るという問題点があり、認識システムを自動
作成することが困難であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明は、オンライン手書き文字認識において、
生じ得るすべての続は字の文字認識を現実的な方法で可
能にし、しかも認識のための処理量が膨大とならず、誤
認識が生ぜず、その上、認識システムの自動作成をも可
能にすること、を解決すべき問題点としている。従って
本発明は、上述のことを可能にするオンライン手書き文
字認識方式を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段および方法〕上記目的を
達成するため、本発明は、文字の筆跡を筆記の際の筆点
（ペン位置）座標の時系列で表現し、得られた該位置座
標の時系列から当該文字を認識するオンライン手書き文
字認識方式において、入力文字パターンおよび予め記憶
されている標準パターンについて、そのペンアップ点か
らペンダウン点に向う仮想ストロークを抽出し、前記入
力文字パターンと前記標準パターンとの間の仮想ストロ
ーク間の距離（又は類似度）を要素とする仮想ストロー
ク間距離（又は類似度）行列を作成し、該仮想ストロー
ク間距離（又は類似度）行列のすべての列（又は行）に
ついて最小（又は最大）な行列要素を検出することによ
り１．前記入力文字パターンと前記標準パターンの対応
点を抽出する第１の段階と、前記最小（又は最大）行列
要素をすべての行（又は列）について加算して得た仮想
ストローク間距離（又は類似度）の総和を求める第２の
段階と、第１の段階で得た前記入力文字パターンと前記
標準パターンとの間の対応点のうち、それぞれのパター
ン毎に、互いに隣り合う対応点により対応区間を規定し
、前記入力文字パターンと前記標準パターンとの間の各
対応区間に対して対応区間ストローク間距離（又は類似
度）を計算し、該対応区間ストローク間距離（又は類似
度）をすべての対応区間について加算することにより前
記入力文字パターンと前記標準パターンとの間の距離（
又は類似度）を求める第３の段階と、第２の段階で得た
距Ｍ（又は類似度）の総和および第３の段階で得た距離
（又は類似度）を用いて前記入力文字パターンを分類お
よびＬＲ識する第４の段階とから成ることを特徴として
いる。

〔実施例〕

次に図を参照して本発明の実施例を板間する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

同図において、■は文字情報メモリ部、２は対応点抽出
部、３は標準パターンメモリ部、４は仮想ストローク間
総和距離計算部、５はパターン間距離計算部、６は判定
部、７は制御部である。

文字情報メモリ部１は、タブレット（筆記の際のペンの
位置座標を刻々電気信号に変換する機器）等を用いて構
成される文字入力装置から得られる入力文字パターンの
筆点（ペン位置）座標系列に対し、公知の技術で構成さ
れる文字の位置や大きさ等の正規化や雑音除去等から成
る前処理を施して得られる入力文字パターンの筆点座標
系列を記憶する。

２は本発明の主要な構成要素を成す対応点抽出部であり
、入力文字パターンと標準パターンの仮想ストローク間
の距離を計算することにより入力文字パターンの仮想ス
トロークに対応する標準パターンの仮想ストロークを決
定し、この結集に基いて入力文字パターンと標準パター
ンの対応点を決定する。ここで仮想ストロークとは、ペ
ンアップ点からペンダウン点へ向う筆記されないストロ
ークのことであり、その−列を第２図、第３図に示す。

第２図においてＸ＋　、Ｘｉ　、・・・・・・＋Ｘｆｆ
はそれぞれ入力文字パターンの仮想ストロークを示して
いる。第３図においてＳ、、Ｓ、、・・・・・・＋３９
はそれぞれ標準パターンの仮想ストロークを示している
。

以下に、第１図における対応点抽出部２の詳細な構成な
らびに動作を説明する。

第４図は、第１図における対応点抽出部２の詳細を示す
ブロック図である。同図において、２１は仮想ストロー
ク間距離計算回路、２２は仮想ストローク間距離蓄積部
、２３は列要素最小検出回路である。

まず制御部７からの信号により、文字情報メモリ部１か
らは入力文字パターンの仮想ストロークＸ、（ｉ＝１．
２．・・・・・・、Ｎ）の座標が、また標準パターンメ
モリ部３からは標準パターンの仮想ストロークＳｊ　（
Ｊ＝１，２．・・・・・・、Ｍ）の座標が、それぞれ仮
想ストローク間距離計算回路２１に転送される。

仮想ストローク間距離計算回路２１では、入力文字パタ
ーンについてのＮ個の仮想ストローク間ム（ｉ＝１．２
．・・・・・・、Ｎ）と、標準パターンについてのＭ個
の仮想ストロークＳｊ　（ｊ＝１．２゜・・・・・・、
Ｍ）とから、各ストロークＸ、とＳ、との間の距離ｄｉ
ｊを、例えば次の（１）式のようにして、Ｘ座標成分と
Ｙ座標成分とから成るものとして算出する。

・・・・・・（１） ここで（Ｘｉ’＋）’ｉ’）；入力文字パターンの仮想
ストロークの始点座標。

（Ｘｉ”＋３’１２）ｉ入力文字パターンの仮想ストロ
ークの終点座標 （ｘｊ’＋　）’ｊ’）　；標準パターンの仮想ストロ
ークの始点座標 （ｘｊ２＋　Ｘｉ２）　；標準パターンの仮想ストロー
クの終点座標 である。

上記（１）式では、距離ｄｉｊを仮想ストローク間のＸ
−Ｙ座標の差の絶対値の和で定義したが、距離ｄｉｊ　
はこの他にも、２乗距離や方向で重み付けした距離等を
採用することができる。また、ｄｉｊに入力文字パター
ンと標準パターンの仮想ストローク間の類似度を距離の
代りに採用することも可能である。

各々の距離ｄｉｊの計算結果は、仮想ストローク間距離
蓄積部２２に第５図に示す如く、Ｍ行Ｎ列の仮想ストロ
ーク間距離行列として格納される。

第５図の行列においては、横方向に入力文字パターンの
各仮想ストロークＸ、を配置し、縦方向に標準パターン
の各仮想ストロークＳ、を配置し、交点に、それぞれ対
応するストローク間の距離ｄｉｊを示している。

次に、列要素最小検出回路２３により、入力文字パター
ンの各仮想ストロークＸ、に対し、距離ｄｉｊが最小と
なる標準パターンの仮想ストロークＳｊが決定される。

第５図においてＯ印を付した距離ｄｉｊが、最小な列要
素である。

このようにして、入力文字パターンのすべての仮想スト
ロークＸＬに対して、標準パターンの仮想ストロークＳ
、との対応をとることにより、入力文字パターンと標準
パターンとの対応点が抽出される。

例えば仮想ストロークＸ５とＳ？について云えば、ｄ７
．にＯ印が付されていることから分かるように、両スト
ローク間の距離が最小になっているので、入力文字パタ
ーンの第５ストロークの終点（仮想ストロークＸ、の始
点に対応）と標準パターンの第７ストロークの終点（仮
想ストロークＳ。

の始点に対応）とが対応点として決定され、また入力文
字パターンの第６ストロークの始点（仮想ストロークＸ
、の終点に対応）とＮ準パターンの第８ストロークの始
点（仮想ストロークＳ、の終点に対応）とが対応点とし
て決定される。

抽出された対応点の一例を第６図に示す。第６図で入力
文字パターンのストロークの端点ａ１゜ａ２＋　・・・
・・・、ａ１６が標準パターンのストロークの端点す、
、ｂ２．・・・・・・、ｂ、６にそれぞれ対応付けられ
ている。

入力文字パターンと標準パターンとの対応点抽出結果は
、仮想ストローク間総和距離計算部４およびパターン間
距離計算部５に送出される。仮想ストローク間総和距離
計算部４は、対応付けられた仮想ストロークＸ、とＳｊ
との間の距離ｄｉｊ　の総和を例えば次の（２）式で示
す距離りとして計算し、結果を判定部６へ送出する。

上記（２）式において、距ＨＤは第５図に示した仮想ス
トローク間距離行列の最小列要素の総和を用いたが、距
離りはこの他にも、最小列要素の２乗和や、荷重付き総
和等を採用することができる。

判定部６は距離りを受信すると、受信信号を制御部７に
送出する。制御部７は、判定部６からの信号により、以
上の処理を次の標準パターンについて開始するという指
令を対応点抽出部２に送出する。これらの処理を繰り返
すことによりすべての標準パターンについて距離りが得
られる。

５はパターン間距離計算部であり、例えば特許第１１３
００８０号において提案された如く、入力文字パターン
と標準パターンとのストロークの形状の差をパターン間
の距離として計算する。即ち、対応点抽出部２で得られ
た対応点のうち、相互に隣接する対応点の間を対応区間
とみなし、対応区間のストローク（仮想ストロークも実
ストロークの如くみなす）をｎ個の点で近似する。

第７図（イ）、（ロ）に、第６図における入力文字パタ
ーン（イ）および標準パターン（ロ）の各対応区間を点
近似した一例を示す。

第７図（イ）では、入力文字パターンの対応区間Ω１．
Ω２．・・・川が、第７図（ロ）に示す標準パターンの
対応区間Δ１．Δ２．・・・・・・にそれぞれ対応して
おり、各対応区間は５点（白の四角点３個と黒の四角点
２個）で近似されている。

パターンを構成する対応区間について入力文字パターン
の近似点列と、標準パターンの近似点列との間の対応区
間ストローク間距離を計算し、その総和をとることによ
り、パターン間距離Ｒを例えば次の（３）式で求める。

＋ｌＸＬ’　　ＰＬ’ｌ＋ｌ）’Ｌ’　　ＱＬ’１・・
・・・・（３） ここで（ｘ　、　ｋ　、　　ｙカリ　；第β対応区間Ω
２（／＝１．２．・・・、Ｌ）におけ る入力文字パターンの 近似点列（ｈ＝１．２．・・・＋ｎ） の座標 （１’ｌ’＋　　ｑ、、’）；第１対応区間Δｌ１（Ａ
＝１．２．川、Ｌ）におけ る標準パターンの近僚 点列（ｈ＝１．２．・・・＋ｎ）の 座標 である。

上記（３）式において、パターン間距離Ｒを入力文字パ
ターンと標準パターンの近似点列のＸ−Ｙ座標の差の絶
対値の総和で定義したが、パターン間距離Ｒはこの他に
も２乗距離や方向で重み付−けした距離等を採用するこ
とができる。

対応点抽出部２における処理が終了すると、制御部７か
らパターン間距離計算部５に距離Ｒの計算開始の信号が
送出される。最初の標準パターンについて距離計算終了
後、パターン間距離計算部５は、距離Ｒを判定部６に送
出する。判定部６は距離Ｒを受信すると、受信信号を制
御部７に送出する。制御部７は判定部６からの信号によ
り、以上の処理を次の標準パターンについて開始すると
いう指令をパターン間距離計算部５に送出する。

これらの処理を繰り返すことによりすべての標準パター
ンについて距離Ｒが得られる。

６は判定部であり、仮想ストローク間総和距離計算部４
で得られた距離りおよびパターン間距離計算部５で得ら
れた距離Ｒと予め蓄えられている２種の閾値θ１．θ２
を用いて以下のようにして、認識結果となるべき候補を
決定する。

制御部７からの信号により判定部６では、距離　　　］
Ｄ、距離Ｒの重み付き総和をとり新たな距離Ｓを次の式
（４）で設定する。

Ｓ＝α・Ｄ十β・Ｒ・・・・・・（４）ここでα、βは
荷重であり、この指定を行うパラメータは予め制御部７
に設定されている。

次に、各パターンカテゴリ　（文字種）の距離Ｓについ
てその最小値から順に抽出して任意の個数であるに個を
抽出する（分類処理）。分類処理終了後、制御部７から
の信号により、判定部６では例えば第８図に示す判定フ
ローに従って認識処理を開始する。

分類処理で得られたに個の候補カテゴリに対する各距離
をρｋ　　（ｋ＝１．２．・・・、Ｋ）とする。

まず第８図のステップ■において、ρ、の中がら最小値
ρ１および次小値ρ２を選出する。次にステップ■に進
み、ρ１が成る閾値θ１より大きい場合は、ステップ■
に進み、候補なしとしてリジェクトとする。ρ１がステ
ップ■において閾値θ１以下、かつ、ステップ■におい
て、（ρ１−ρ２）が成る閾値０２以上の場合は、ρ１
に対応するカテゴリを候補とする。（ρ１−ρ２）が閾
値８２未満の場合は、ρ、の値が小さいものから上位Ｑ
個を候補とする。

かくして認識結果となるべき候補が決定される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によるオンライン手書き文
字認識方式においては、仮想ストロークを用いて入力文
字パターンと標準パターンの間で対応する点を抽出する
ことにより入力文字パターンと標準パターンとの間で距
離を正しく計算することができるようにしたため、続は
字認識が可能になるという利点がある。また、本方式で
はへ入力文字パターンから標準パターンにおける対応点
を決定し、両パターン間で距離計算を行うので、続は字
の標準パターンを登録する方式に比して、処理量の低減
、辞書の小規模化を図ることができるという利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図、
第３図はそれぞれ仮想ストロークについての説明図、第
４図は第１図における対応点抽出部の詳細を示すブロッ
ク図、第５図は本発明にお゛いて用いる仮想ストローク
間距離行列の説明図、第６図は入力文字パターンと標準
パターンとの間の対応点の説明図、第７図は入力文字パ
ターンと標準パターンとの間の対応区間における点近似
の説明図、第８図は候補判定フローの一例を示すチャー
トである。 符号の説明 １・・・文字情報メモリ部、２・・・対応点、抽出部、
３・・・標準パターンメモリ部゛、４・・・仮想ストロ
ーク間総和距離計算部、５・・・パターン間距離計算部
、６・・・判定部、７・・・制御部 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　清 ５ｇ　５　図 ＄１８１１ Ｍ　２　図 第　３　図 （イ） 第７図 （イン （口〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）文字の筆跡を筆記の際の筆点（ペン位置）座標の時
   系列で表現し、得られた該位置座標の時系列から当該文
   字を認識するオンライン手書き文字認識方式において、
   入力文字パターンおよび予め記憶されている標準パター
   ンについて、そのペンアップ点からペンダウン点に向う
   仮想ストロークを抽出し、前記入力文字パターンと前記
   標準パターンとの間の仮想ストローク間の距離（又は類
   似度）を要素とする仮想ストローク間距離（又は類似度
   ）行列を作成し、該仮想ストローク間距離（又は類似度
   ）行列のすべての列（又は行）について最小（又は最大
   ）な行列要素を検出することにより、前記入力文字パタ
   ーンと前記標準パターンの対応点を抽出する第１の段階
   と、前記最小（又は最大）行列要素をすべての行（又は
   列）について加算して得た仮想ストローク間距離（又は
   類似度）の総和を求める第２の段階と、第１の段階で得
   た前記入力文字パターンと前記標準パターンとの間の対
   応点のうち、それぞれのパターン毎に、互いに隣り合う
   対応点により対応区間を規定し、前記入力文字パターン
   と前記標準パターンとの間の各対応区間に対して対応区
   間ストローク間距離（又は類似度）を計算し、該対応区
   間ストローク間距離（又は類似度）をすべての対応区間
   について加算することにより前記入力文字パターンと前
   記標準パターンとの間の距離（又は類似度）を求める第
   ３の段階と、第２の段階で得た距離（又は類似度）の総
   和および第３の段階で得た距離（又は類似度）を用いて
   前記入力文字パターンを分類および認識する第４の段階
   とから成ることを特徴とするオンライン手書き文字認識
   方式。