JPS6195481A

JPS6195481A - パタ−ン切り出し及び認識方法

Info

Publication number: JPS6195481A
Application number: JP59216139A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Nakano; 中野　康明; Hiromichi Fujisawa; 藤沢　浩道; Osamu Kunisaki; 国崎　修; Kiyomichi Kurino; 栗野　清道; Akizo Kadota; 門田　彰三
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1984-10-17
Publication date: 1986-05-14
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: JP2550012B2

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】〔発明の利用分野〕本発明はパターン切り出し及び認識方法に関し。

たとえば光学文字読み取り装置において、自然な筆記条
件で書かれた帳票のパータンを切り出す方法及びそれを
認識する方法に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の文字読み取り装置（以下、ＯＣＲと略する）に読
ませる文字は、第１図（ａ）に示すように、文字ごとに
設定された文字枠１１内に正しく筆記する必要がある。

その場合、多少の枠からのはみ出しは許容されているが
、その程度は第１図（ｂ）に示すように、上下方向につ
いては１．０〜１．５＋ａｍ程度、左右方向については
隣の枠に入らない程度である。

ところで、ＯＣＲを益々普及させるためには、上記のよ
うにＯＣＲ独特な文字枠内部に文字を筆記させることな
く、第２図、第３図に示すように文字枠にあまりこだわ
らず、通常我々が記入しているような筆記条件を可能に
することが必要である。

従来の文字枠は５寸法が大きいとともに、文字枠間ギャ
ップ５が１．０〜１．５ｍｍであるのに対し、条件の緩
和された文字枠は第２図の１２で示すように、寸法が小
さくなるとともに、文字枠間ギャップ６．７が０１１１
１となる。その結果として、文字の枠１２からのはみ出
しが大きくなり、また文字相互が縦方向にオーバラップ
したり、あるいは文字相互間が接触し易くなるという問
題が生ずる。さらに文字パターン成分が分離しているよ
うな場合、例えば、第２図における文字「化」等では、
その成分の大部分が隣の枠に入ることがあり、文字読取
上困難な問題となる。

従来技術では、例えば（中研ＪＢ８４０５　）において
、１文字パターンへの切り出しの際に、１文字パターン
を区切る境界の判断に曖昧性が生じている場合には、パ
ターン間の境界に複数の仮説を作って、各仮説の単位パ
ターンの認識部に送り、該ＬＫｍ部では各仮説の単位パ
ターンの認識結果を総合的に判断して各仮説の中から単
一の仮説を選択する方法が開示され、英字・数字・片仮
名の範囲では有効であることが知られている。しかし、
認識対象を漢字にまで拡張すると、この方法では第３図
に示すように漢字「化学」の中の文字「化」の偏と秀が
大きく離れて書かれた場合、切り出し・認識部がこれを
片仮名の「イヒ」と切り出し部及び認識部がこれを片仮
名の「イヒ」と切り出し・認識する仮説は妥当であると
判断され、漢字としての認識結果「化」を単一の仮説と
して選択できない問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような従来の問題を解決するため
文字枠から大きくはみ出したり、隣接文字と接触してい
るような自然な筆記条件で書かれた帳票上の漢字を含む
パターンを切り出し、それらのパターンを認識する手段
を提供することに基る。

〔発明の概要〕

本発明のパターン切り出し及び認識方式は、電気的信号
に変換された映像パターンから所定の単位パターンを抽
出して認識部に供給し、認識部でき供給された映像パタ
ーンから同一属性をもつ連続した部分映像パターンを抽
出した後、これらを組み合わせて入カバターンとするパ
ターン切り出し及び認識方式において、入カバターンが
１カテゴリを表わすパターンの一部分と判断された場合
は１部分表示と本来のカテゴリを表示する信号を出力し
、入カバターンが完備していると判断された場合は、完
備表示と上記入カバターンのカテゴリ表示の信号を出力
し、さらに複数のパターンが接触したものと判断された
場合には、接触表示と各々のパターンのカテゴリ表示の
信号を出力することを特徴とする。また、所定の単位パ
ターンへの切り出しに曖昧性が存在する場合は、複数の
仮説を作り、各仮説の単位パターンを認識部に供給し、
認識部で部分表示と本来のカテゴリを表示する信号、完
備表示と入カバターンのカテゴリ表示の信号、あるいは
接触表示と各々のパターンのカテゴリ表示の信号を言語
処理部に送り、該言語処理部において各仮説の中から単
一の仮説を選択することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の原理及び実施例を図面により説明する。

本発明の原理は１次の三つの点にある。すなわち、（１
）パターンの切り出しにおいて、曖昧性が生じた場合は
、無理に判断をすることなく、まず複数の仮説を立てて
、各々の仮説による単位パターンを認識部に送る。（２
）認識部では部分パターンや接触パターンの識別を行い
、総合的判断にもとづいて認識し、単一の候補カテゴリ
が決定できない場合は各単位パターンに対して複数の候
補カテゴリを言語処理部に送る。（３）言語処理部では
複数の候補カテゴリの複数の仮説の系列から言語知識を
用いて総合判断を行い、その結果から切り出し及び認識
の妥当性のチェックを行い曖昧性を解消する。

第４図は、隣接文字パターンの種々の状態を示す図であ
る。

まず、第４図（、）ではパターン３１と３２とが縦方向
にオーバーラツプしている。この場合には、連続した黒
領域をパターン成分として抽出すれば正しいパターンを
切り出すことができる。連続した黒領域をパターン成分
として抽出する方法は従来より知られており、枠内に正
しく文字が書かれている場合は勿論のこと、単純にオー
バーラツプしている場合でも、黒領域に沿って枠外には
み出している部分まで抽出するので、単位パターンに正
しく切り出すことができる。

次に、第４図（ｂ）では、パターンが部分３３と３４に
分離していて、分離した成分３４の大部分が隣接の枠に
入っている。パターン３４が枠２１に属するのか、枠２
２に属するのか不明の場合は、双方をあり得るケースと
して多重の仮説を作る。そして、双方のケースを別個に
認識部さらに言語処理部に送って、その結果からどちら
の仮説が正しかったかを決定する。

次に、第４図（Ｃ）では、分離文字パターン３６が接触
したケースである。

第４図（ｄ）では１分離パターン相互で接触したケース
である。すなわち第４図（ｂ）の場合は、分離パターン
が文字「非」のみであるのに対し、第４図（ｄ）の場合
は、文字「非」と「凡」の両方が分離パターンであり、
それらの分離パターンが接触している。

第４図（ｅ）では、完備なパターン相互が接触したケー
スである。つまり、分離していないパターンであるが、
隣接パターンが接触している場合である。

第４図（ｆ）では、（ｂ）と同様であるが、分離パター
ン４０．４１自体が正しい文字パターン「イ」、「ヒ」
として存在し、これらを統合したパターンも文字「化」
として存在する場合である。

第４図（ｂ）〜（ｆ）のケースに対して認識する方法を
次に説明する。

第５図〜第９図は、それぞれ本発明の認識原理を示す図
であって、第５図は、切り出し部が複数の仮説を立てた
場合の動作説明図、第６図は、分離したパターン成分が
隣接文字と接触した場合の認識結果を示す図、第７図は
、分離したパターン成分相互で接触したときの動作説明
図、第８図は、完備なパターン相互で接触したときの認
識結果を示す図である。第９図は、分離したパターンも
、統合したパターンも文字として存在する場合の動作説
明図である。

まず、第４図（ｂ）のように、分離したパターン成分３
４が隣接枠に入っている場合の認識方法を第５図により
説明する。

第５図において、５１．５３は切り出し部が出力した二
つの仮説である。２００は認識部、１００はパターン辞
書、１０１〜１０４はパターン辞書内の部分辞書である
。認識部２００は二つの仮説５１．５３を入力して文字
認識を行い、それぞれに対する認識結果５２．５４を出
力する。すなわち、第一の仮説に対する結果は（ＳＰ、
非）と（ＲＪ、？）である。ここで（ｓｐ、非）は。

「非」のサブ・パターンの意味であり、部分パターンの
辞書１０１を参照して認識されたものであり、また（Ｒ
Ｊ、？）はりジエクト（不読）である、さらに、第二の
仮説に対する結果は、（ＡＣ。

非）と（ＡＣ，凡）であって、文字「非」あるいは「凡
」としてアクセプト（受理）したことを意味する。した
がって、第二の仮説が妥当であり、認識結果は、文字「
非、凡Ｊとなる。なお、パターン辞書１００に設けられ
る四つの部分辞書１０１〜１０４は、新しく設けられた
ものであって、従来は正常なパターンの辞書１０４のみ
が設けられていた０部分辞書１０１は、部分パターンの
辞書、部分辞書１０２は１部分パターンと他の文字とが
接触したパターンの辞書、部分辞書１０３は、接触文字
パターンの辞書である。

次に、第４図（ｃ）の分離文字パターン成分が隣接文字
に接触している場合の認識方法を説明する。

この場合、第６図に示すように、切り出し結果は５５の
ようになり、認識結果５６は（ＳＰ、非）、（ＳＣ，非
、凡）となる。ここで、（ＳＣ。

非、凡）が文字「非」の部分パターンと文字「凡」が接
触したものであることを意味し５部分パターン辞書１０
２を参照して認識したものである。この結果から、読み
取り文字は文字「非、凡」であることが判断できる。

次に、第４図（ｃｌ）の分離パターン成分相互で接触し
ている場合の認識方法を説明する。

この場合には、第７図（ａ）に示すように、二つの仮説
５７．５９が立ち、認識結果５８．６０を得る。また、
この場合には、特にサブ・パターン６１、すなわち第４
図（ｄ）の３８を単独で認識して、その結果６２の（Ｓ
Ｓ、非、凡）を得る。

仮説５７はサブ・パターン３８が右側に付加されたもの
と仮定した場合であり、仮説５９はサブ・パターン３８
が左側が付加されたものと仮定した場合である。（ＳＰ
、非）（ＲＪ、？）は「非」のサブ・パターンとりジェ
ツト（全く不明）であり、　（ＲＪ、？）（ＳＰ、凡）
はりジェツト（全く不明）と「凡」のサブ・パターンで
ある。また。

（ＳＳ、非、凡）は「非」のサブ・パターンと文字「凡
」のサブ・パターンの接触したパターンであることを意
味し、部分パターンと他の文字とが接触したパターンの
辞書１０２が参照される。これらの結果を総合すること
により、答えは文字「非」、「凡」であると判断される
。

次に、第４図（ｅ）の完備パターン相互が接触した場合
の認識方法を説明する。

この場合、第８図に示すように、無理に分割せずに全体
を認識部に送り、部分パターン辞書１０３を参照して同
じものを捜し、認識する。その結果（ＣＣ，大、山）が
得られたが、これは文字の「大Ｊと「山」が接触したも
のであることが判断できる。

次に、第４図（ｆ）の、部分パターン自体も部分パター
ンを統合したパターンも、文字パターンとして存在する
場合の認識方法を説明する。

この場合、第９図に示すように、６３．６４の二つの仮
説が立ち、６３の認識結果として（ＡＣ・イ）、（ＡＣ
・ヒ）、（ＡＣ・学）が、６４の認識結果として（ＡＣ
・化）、（ＡＣ・学）が、得られる。この両者は認識結
果としては対等であり、いずれを採用すべきかはこの段
階では判断できない、そのため言語辞書を参照し、「イ
ヒ学」という単語は存在しないが、「化学Ｊという単語
は存在することから、認識対象文字（群）は「化学」で
あることが判断できる。言語辞書としては。

単語のみならず文法、修辞２語用など各種の知識をデー
タ化したものが利用できる。

上述のように、本発明の動作原理として、認識結果と言
語処理結果を総合的に判断して最終的な答を出す方法の
概略説明を行ったが、実際には次のような規則に従って
処理することにより実現される。

まず、第４図（、）〜（ｆ）に対して、第５図〜第９図
で処理したことを整理すると、次のようになる。

（ａ）　（ＡＣ，大）　（ＡＣ，山）→（ＡＣ，大）　
（ＡＣ，山）（ｃ）　（ＳＰ、非）　（ＳＣ，非、凡）
→（ＡＣ，非）　（ＡＣ，凡）（ｅ）　（ｃｃ、非、凡
）　　　　→（ＡＣ，非）　（ＡＣ，凡）左辺の仮説ご
との認識結果コードは、左辺のような認識結果コードに
書換えがなされる。

これらを−膜化して法則にしたものを、書換え規則（ｒ
ｅｗｒｉｔ、ｉｎｇ　ｒｕｌｅｓ）と呼ぶことにする。

本発明による切り出し方式では、書換え規則が次のよう
になる。

Ｒｌ　：　（ＡＣ，ａ）　（ＡＣ，ｂ）＋（ＡＣ，ａ）
　（ＡＣ，ｂ）→（ＡＣ，ａ）　（Ａｃ、ｂ）Ｒ２：　（ＳＰ、ａ）　（ＳＣ，ａ、ｂ）→（ＡＣ，ａ
）　（ＡＣ，ｂ）Ｒ３：　（ＳＰ、ａ）　（ＡＣ，＊）
＋（ＡＣ，＊）　（ＳＰ、ｂ）→（ＲＣＧ）Ｒ４：　（ＳＰ、ａ）　（ＡＣ，＊　）＋　（ＡＣ，＊
　）　（ＳＰ、ｂ）　＋　（ＳＳ、ａ、ｂ）→（ＡＣ，
ａ）　（ＡＣ，ｂ）Ｒ５：　（ＣＣ，ａ、ｂ）　　　　→（ＡＣ，ａ）　（
ＡＣ，ｂ）Ｒ６：　（ＡＣ，ｐ）　（ＡＣ，ｑ）　（Ｓ
Ｐ、ｂ）＋（ＡＣ，ａ）　（ＡＣ，ｂ）→（ＤＣＴ）ここで、ＡＣはＡＣでないことを意味し、ＡＣ以外のす
べてを示す、また、＊は任意の値を取り得る。（ＲＣＧ
）は切り出しの曖昧性を与えているサブ・パターンのみ
を認識せよという意味である。（ＤＣＴ）は認識で曖昧
性が残っている場合、言語規則を参照して決定せよとい
う意味である。

規則Ｒ１は、前式の（、）と（ｂ）に対応するもので、
ａ、ｂを７クセプト（認ｉａ）　してぃない場所があっ
ても、他に一つでもアクセプトした場所があれば、認識
できたことにする。規則Ｒ２は、前式の（ｃ）に対応す
るもので、ａのサブ・パターンが認識される一方、ａの
サブ・パターンとｂのパターンの接触が認識されたとき
には、ａとｂがアクセプト（認識）されたことにする、
規則Ｒ３は、前式の（ｄ）に対応するもので、ａのサブ
・パターンが認識され、アクセプト以外の例えばリジェ
クタで任意の値の候補が与えられる一方、ｂのサブ・パ
ターンが認識され、アクセプト以外の任意の値の候補が
与えられる場合には、分離されているサブ・パターンの
みを認識してみることを指示する。また、規則Ｒ４も、
（ｄ）に対応するものであり、Ｒ３の規則によって処理
されたサブ・パターンのみを認識結果を含めて、総合的
に認識する場合を示している。すなわち、ａのサブ・パ
ターンと認識できないパターン、及びｂのサブ・パター
ンと認識できないパターン、及びａのサブ・パターンと
ｂのパターンの接触したパターンの三つが認識さ九た場
合には、総合的な認識によりａアクセプト、ｂリジェク
トとなる。規則Ｒ５は、（ｅ）に対応するもので、ａと
ｂの接触したパターンは、ａアクセプト、ｂリジェクト
となることを示す、規則Ｒ６は、（ｆ）に対応するもの
で、Ｐアクセプト、ｑアクセプト、ｂアクセプトなる認
識結果が与えられる場合と、ａアクセプト、ｂアクセプ
トなる認識結果が与えられる場合との二つの仮説が肯定
された場合には、言語的な知識を参照してａアクセプト
、ｂリジェクトとなる。

第１０図は本発明の実施例を示す文字読み取り装置のブ
ロック図である。

この文字読み取り装置は、パターン観測部８００゜切り
出し部９００．帳票フォーマット辞書９５０、パターン
認識部２００、パターン辞書１００、認識結果最終判定
部４００、認識結果書換え規則辞書３００、言語辞書５
００、言語処理部ＳＯＯから構成される。

帳票７５には、第２図に示すような自然な筆記条件で文
字が記入されている。帳票７５がパターン観測部８００
に入力され、光電変換及び前処理（二値化、帳票スキュ
ー補正ンを受けると、二次元映像パターンが電気的信号
としてパターン切り出し部９００に送出される。パター
ン切り出し部９００では、帳票フォーマット辞書９５０
からの枠位置パラメータを参照して、一枚の帳票の映像
から一文字に該当すると判断されるパターンを一組ずつ
切り出してパターン認識部２００に送出する。パターン
認識部２００では、入力された一文字分のパターン（前
述のようにサブ・パターンや接触した二文字分のパター
ンの場合もある）と、第５図に示したパターン辞書１０
０に記憶されている各パターンと比較照合し、認識結果
を最終判定部４００に送出する。最終判定部４００は、
認識結果に対して書換え規則辞書３００内の各書換え規
則を適用できる書換え規則がなくなるまで順次適用し、
書換えの結果に応じた処理を行う。すなわち、前記規則
Ｒ１〜Ｒ５の条件の中から記号化された認識結果がこれ
に合致するものを選択適用し、その結果を採用する。言
語処理部６００は、認識結果に対して言語辞書５００を
参照し、未確定のまま残っている場合すなわち前記規則
Ｒ６に相当する結果に対する処理を行う。

第１０図のうち、パターン観測部８００は公知の技術で
実現できるので説明を省略する。

パターン切り出し部９００以降の処理を、さらに詳しく
説明する。

第１１図は、第１０図の切り出し処理及び認識処理のフ
ローチャートと対応するデータの内容を示す図である。

ステップ７０１では、帳Ｈ１枚分の映像パターン７１１
より１行分の映像パターン７１２を切り出す６次に、ス
テップ７０２では、黒地パターンの連続性を利用して、
黒地ごとのパターン成分を抽出し、横方向に関して順序
付けを行った後、成分リストア１３を作成する。さらに
、各成分の属性を計算し、成分属性リストア１４を作成
する。

なお、成分の属性とは、各成分の上下端、左右端の座標
１輪郭総長等である。

次に、ステップ７０３では、成分属性リストア１４と、
帳票フォーマット辞書９５０の情報から文字間の境界の
仮説を立て、文字リストア１５を作成する。このリスト
ア１５は各文字パターンがどの成分から構成されている
かを示すもので、第１１図では、第一の仮説は順序１．
２．３でそれぞれ一つの文字、４と５を合わせて一つの
文字。

３だけで一つの文字、４と５を合わせて一つの文字と仮
定する。

次に、認識部のステップ７０４では、成分リストア１３
．成分属性リストア１４及び文字リストア１５を入力し
、文字リストア１５に含まれる成分を集めてパターン整
合を行い、その結果を結果リストア１６に書き込む、整
合結果を表す結果コードは、（ＳＰ、ａ）、　（ＳＣ，
ａ、ｂ）、（ＳＳ、ａ、ｂ）、　（ＣＣ，ａ、ｂ）、　
　（ＡＣ。

ａ）、（ＲＪ、ａ、ｂ）等の記号形式をとる。これらの
意味は、前述のようにそれぞれカテゴリａのサブ・パタ
ーン、カテゴリａのサブ・パターンとカテゴリｂのサブ
・パターンの接触したもの、カテゴリ８とｂのサブ・パ
ターン相互が接触したもの、カテゴリａとｂの接触した
もの、カテゴリａのパターン、候補はカテゴリａである
がリジェクトという意味を持っている。

ステップ７０５では、結果リストア１６に対して、書換
え規則辞書３００内部のすべての規則を参照し、適用で
きる規則がなくなるまで順次適用し、最終的に得られた
結果に応じた処理を行い、その結果を結果リストア１７
に書き込む。

ステップ７０６では、結果リストア１７を調べて、ステ
ップ７０５で（ＤＣＴ）なる判定が下されていたか否か
を判定し、（Ｄ　ＣＴ）が存在したときには、言語辞書
５００との整合を行って、ｍ合した結果を結果リストア
１８に書き込む、結果リストア１８が最終出力となる。

ステップ７０７では、帳票上のすべての行が終了したか
否かを判断し、終了していなければステップ７０１に戻
って終了するまで以上の処理を繰り返し行う。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく、本発明によれば帳票の筆記条件が
緩和されて、隣接パターン相互がオーバラップした場合
、パターンの一部が本来の位置より大幅にずれて存在す
る場合、さらに隣接パターン相互が接触した場合等でも
、文字読取装置において妥当なパターンの切出し及び認
識ができるので、ユーザにとりきわめて便利となり、益
々ＯＣＲを普及させることが可能となる。

なお実施例では、文字読取装置における文字の切出し及
び認識について説明したが、本発明は文字に限らず、音
声等一般のパターンにも適用可能であることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＯＣＲ用帳票の文字枠を示す図、第２図
は制限を緩和したときの文字枠を示す図。第３図は漢字パターンの状態を示す図、第４図は隣接文
字パターンの種々の状態を示す図、第５゜６．７，８．
９図はそれぞれ本発明の認識原理を示す説明図、第１０
図は本発明の実施例を示す文字読取装置の機能ブロック
図、第１１図は第１０図の切出し及び認識処理の流れを
示す図である。７５・・・帳票、１００・・・パターン辞書、２００・
・・パターン認識部、３００・・・認識結果ＩＦ換え規
則辞書、４００・・・認識結果最終判定部、５００・・
・言語辞書、６００・・・言語処理部、８００・・・パ
ターン観測部、９００・・・パターン切出し部、９５０
・・・帳票フォー第　１　　回第２ｚ第　３　口第４（！ｌ第　７１！１第　８　凹第　９　■ 第　７１　　口

Claims

【特許請求の範囲】

１、電気的信号に変換された２次元映像パターンから１
文字の単位パターンを切り出して認識部に送り、該認識
部では入力された映像パターンをパターン辞書内部の各
パターンと比較して認識し認識結果を言語処理部に送り
、該当言語処理部では複数個の文字系列を言語知識と比
較して誤読あるいは不読を検出あるいは修正するパター
ン切り出し及び認識方法において、１単位パターンへの
切り出しの際に、１単位パターンを区切る境界の判断に
曖昧性が生じている場合には、パターン間の境界に複数
の仮説を作つて、各仮説の単位パターンを認識部に送り
、該認識部では各仮説の単位パターンの認識結果を言語
処理部に送り、該言語処理部において各仮説の中から単
一の仮説を選択することを特徴とするパターン切り出し
及び認識方法。