JPS6198486A - オンライン手書き文字認識方式 - Google Patents

オンライン手書き文字認識方式

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JPS6198486A
JPS6198486A JP59218398A JP21839884A JPS6198486A JP S6198486 A JPS6198486 A JP S6198486A JP 59218398 A JP59218398 A JP 59218398A JP 21839884 A JP21839884 A JP 21839884A JP S6198486 A JPS6198486 A JP S6198486A
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Akihiro Asada
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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、文字が書かれているときに、画かれるその文
字の筆跡を表わすTW報を逐次処理し、迅速に該文字を
認識するようにしたオンライン手書き文字認識方弐釦関
する。
〔発明の背景〕
オンライン手書き文字認識方式は、文字の誉よ始め、J
よ終り、筆記具の上下動(すなわち、タブレットなどの
筆記器に筆記具が当ったか否か)、筆誘の座標位置など
を表わす情報を逐次入力して処理し、これら情報をもと
廻して迅速に文字認識の着果を出力する文字認識方式で
ある。
従来のオンライン手書き文字認識の一般的な方式は、筆
記具の上下動を表わす情報をもとくして曹かれた文字の
画数および各画を検出し、同一画数の全ての文字標準パ
ターンとの類似度を計算し、類似度が最大となる文字標
準パターンを認識結果として出力するものであった。こ
の類似度の一例としては、文字の各画をm(但し、mは
自然数)等分点で表わしく以下、この画の近似を画の(
fi+1)点近似という)、書かれた文字(以下、入力
文字という)と文字種1    準パターンとの互いに
対応する大忙おける互いに対応する点間の距離(たとえ
ば、ユークy2ト距陥)の総和の逆数で表わすものがあ
る。
しかし、この方式によると、入力文字と、これと同−画
数の全文字標準パターンとの間の類似度を計算しなけれ
ばならないから、その計算回数は莫大なものとなる。た
とえば、入力文字が8画の漢字とすると、8画の漢字は
教育漢字だけで94文字であシ、94回の類似度計算が
必要となって演算所要時間が非常に長大なものと木材等
が電子通信学会論文誌VtJ、J64D No 11(
1984年11月)に「手書き漢字の部分パターン抽出
と認識」と題して発表した論文に記載される方式がある
この方式は、嘗よ終った入力文字の左半分や右半分など
の一部分だけを抽出して偏、骨などの部首を検出し、こ
の部首によシ、入力文字を分類して候補となる標準文字
を限定するものである。この方式洗よると、たとえば、
入力文字”’ 8 Un f) ”3C’A 1 h 
−v ”C″”S rVJ (lfl、゛)  。
である場合、この「シ」を検出することにより、この「
シヨをもつ8画の漢字(たとえば、教育漢字「非コなど
のように、代表的な部首をもたない入力文字や部首の部
分の変形が大きい文字ばついては分類が困難であシ、分
頑誤りによって誤った認識をするか、あるいは分類不能
と判断し、改めて同一画数の全ての文字標準パターンと
の類似度の計算をしなければならないという問題がある
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消−し、入
力文字が分類誤シ、分類不能となることを低減し、認−
〇ための演A時間を大1贋に短縮することができるよう
にしたオンライン手書♂文字認識方式を提供するにある
〔発明の概要〕
この目的を達成するために、本発明は、筆記中の手J入
力文字の誉キ始めの数−の形状とこの形状と同じ画数の
文字標準パターンとの類似度から、該入力文字が該文字
標準パターンによって決まる分類カテゴリーのいずれか
に入るかいずれの分層カテゴ9−にも入らないかを判定
して該入力文字を分類し、いずれかの分類カテゴリーに
入る該入力文字に対しては、該入力文字が入る該分類力
テゴ9−に属する該入力文字と同一画数の候補文字と該
入力文字との最大の類似度となる該候補文字を検出して
認識結果とし、前記分類カテゴリーのいずれにも入らな
い前記入力大手に対しては、該入力文字と同一画数の全
ての文字標準パターンと該入力文字との類似度を粗い精
度で得、得られた類似度のうちの上位複数個の類似度を
選出し、選出された該上位の類似度を与えかつ核入力文
字と同一画数の該文字標準パターンのうちの該入力文字
とで最大の類似度を与える文字標準パターンを認識結果
と決定するようにした点に特徴がある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。第1図
は本発明によるオンライン手書S文字認識方式の一実施
例を示すブロック図であって、1は入力端子、2はCP
U (中央処理抜型へ3はインターフェース回路、4,
5はメモ9、6はインターフェース回路、7は出力端子
でろる。
同図にかいて、タブレットなどの単記器(図示せず)で
画かれる入力文字の誉よ始め、書ヨ終シを表わすディジ
タル信号、筆記中、短かい時間間隔(たとえば、107
FL44G程度)でペンなどの筆記具の上がシ下がりの
状態を表わすディジタル信号および筆記器上での筆記具
の座標位置を表わすディジタル信号が、入力端子1から
インターフェース回路3を介してCPU2に送られてく
る。
CPU2は、入力文字の書き始めを衣わすディジタル信
号(以下、書き始め信号という)を受は取ると、この入
力文字に対する認識動作を開始し、筆記具の上が9下が
シの状態を表わすディジタル信号(以下、上下動状態信
号という)(を受は収って、筆記具の上がりから下がり
への)□ 最初の変化を判別することにより、入力文字の最初の1
画の開始を検出し、以後、入力される筆記具の座標位置
を表わすディジタル信号(以下、座標位TIt信号とい
うンを全てメモリ4に記憶する。メモ94はデータを一
時的に記憶するためのものでアク、たとえば、汎用のR
A M (ランダムアクセスメモリ9などを用いる。
上下動状態信号により、−J記憶の下がシから上がシへ
の変化を判別して最初の1画の終了を検出する。この1
画の終了が検出されると、メモ94への座標位置信号の
書き込みを中断する。
これ釦よって、メモ94には、最初の117の全座標位
置のデータが記憶される。
次に、次の1画の開始が検出されるまでに、この最初の
1画に関する全座標位置データによ!0、CPU2にお
いて、この1画をm(但し、飢は自然数)点近似する演
算を行ない、この演算によって得られた1点の座標位置
データをメモリ4に蒼き込む。画の1点近似の演算とは
、画の両端および?PL −1等分点の座標を計算する
   !ものである。
このようにして、入力文字の書?始めのah(最初の数
置。以下同様)について1点近似を行ない、これら数置
によって形成される形状から入力文字を分類するが、こ
こで、−例として、誓よ始めの2画および3画による形
状からの入力文字の分類について説明する。
第2図はかかる分類に際してのCPU2の演算動作の一
具体例を示すフローチャートである。
先に説明したように、メモリ4への座標位置信号の曾ヨ
込み、画の1点近似が行なわれるとともに% CPU2
は入力文字の画数もカウントする。そして、そのカクン
ト値が2となって2画の1点近似を終了すると、CPU
2はメモリ4から1点近似された2画の座標位置データ
(すなわち、m×2個)を読み取る。一方、メモリ5に
は、あらゆる形状の標準パターンがパターンコードとと
もに記憶されてお、り、CPU2は、また、メモ95か
ら2画からなる標準パターン(たとえば、r+J 、r
イ」など)の座標位置データを読み取シ、入力文字の上
記2画による形状と2画標準パターンとの類似度を計算
する。
メモ95はデータを半永久的に記録するものであり、た
とえば、汎用のF ROM (プログラマブル9−ドオ
ン9メモリ)などが用いられる。
類似度の尺度の例として、この実施例では、相互相関係
数を用いる。すなわち、人力文字の最初の2画と2画標
準パターンとの27PL点のχ座標の相互相関係C1と
y座標の相互相関係数C7とを計算し、これらを加算し
たcp=cχ+C2を類似度の尺度とする。
なお、2点例IX)、(XS)間の相互相関係数Cxx
 sは次式で表わされる(以上5−1)。
次に、全ての2画標準パターンとの類似度(相互相関係
数)の中から最大坂を選び出す(S−2)。そして、こ
の最大値を与える2画像準パターンを入力文字の最初の
2画に対応した2画標準パターンとする。但し、この最
大値を予め設けた類似度のしきい値と比較し、この最大
値がこのしきい値を下回わるときKは、入力文字はいず
れの2画標準パターンとも対応がつかないものとする(
以下、5−3)。
次に、入力文字が最初の3画まで乳点近似された段階で
、この入力文字に対応づけられた上記の2画顕準パター
ンを含む3画標準パターンを、メモ95に記憶されてい
る2画と3画の関連表から選び出す。この標準パターン
の関連表の一具体例を第3図忙示す。
この関連表は、ろる2画標準パターンが入力文字に対応
づけられた場合、この2画標準パターンを含みこの入力
文字に対応づけられる可能性のある3画標準パターンを
列挙したものでろ(シ、たとえば、2画標準パターン「
+」に対し;  ア9.!、、3つ@$A fi −:
y 「−ヨ(、あ。、え。、。
や「イ」(てへん)などがあげられる(以下、S−4)
このようKして、入力文字に対応づけられた2画標準パ
ターンのパターンコープとこの入力文字との類似度を計
算すべき3画標準パターンのパターンコードとがメモ!
14に書き込まれる。
なお、入力文字に対応する2画標準パターンがないとき
には、これを表わすコードをメモリ4に書き込む。この
場合には、この入力文字と全ての3画標準パターンとの
類似度が計算されるが、このために、メモ95から全て
の3画標゛準パターンのパターンコードが読み出されて
メモリ4に書き込まれる。
次に、入力文字と上記の3画標準パターンとの対応づけ
を行なうが、そのためのCPU2の演算動作を第4図の
フローチャートを用いて説明する。
CPU2は、画のカウント数が3となると、メモリ4か
ら乳点近似された最初の3画分の座標位置データを読み
0、また、メモリ4力・ら   !先に書き込んだパタ
ーンコードを読み収る。そして、これらバタンコードに
対応した3画標準パターンの座標位置データをメモリ5
から読み取り、入力文字の最初の3画による形状とこれ
ら3画標準パターンとの類似度(相互相関係数)を計算
する(T−1)。次に、22画の対応づけの場合と全く
同様に、類似度の最大値を選出しくT−2)、この最大
値が予め設定されたしきい値以上のとき、この最大値を
与える3画標準パターンを入力文字に対応づけ(T −
s ) 、この対応づけられた3画標準パターンのパタ
ーンコードをメモリ5から読み出してメモリ4に書き込
む。
なお、ある2画標準パターン(たとえば、「+」)K対
応づけられるが、この2画a準パターンと関連づけられ
た3画標準パターン(たとえば、「→」、「才コなど)
のいずれとも対応づけられない(すなわち、上記類似度
の最大値が上記しよい1直を下回わる場合)入力文字に
対しては、それを示すコードをメモ!14Kt&込む。
また、たとえば、2画標準パターン「イJ(にんべん)
のように%関連する3画標準パターンが存在しない場合
には、CPU2は3画の対応づけのための演算動作は行
なわず、2画の対応づけで得られた2画標準パターンの
パターンコードなそのままメモリ4に記憶しておく。
以上のようにして、入力文字の分類が完了する。
次に、CPU2は入力文字の書き終シを表わすディジタ
ル信号(以下、書き終シ信号という)を入力するまで画
数をカウントし、入力文字の画数を検出する。
入力文字に対応づけられる“2画標準パターンあるいは
、3画標準パターンが存在する場合には、入力文字の画
数を検出すると、CPU2は、これら標準パターンのパ
ターンコードによシ、メモ95からこれら標準パターン
に関連した(すなわち、書き始めの2画あるいは3画に
よる形状がこの2画あるいは3面標準パターンと一致す
る)候補文字の標準パターンの座標位置データを読み取
り、また、メモ94から入力文字の全ての画の全ての座
標位置データをdみ取り、これら座標位置データから入
力文字と候補文字との類似度(たとえば、出互相関係数
ユークyッド距離の逆数など)を計算する。この類似度
の計算は全ての候補文字毎に行ない、類似度が最大とな
る候補文字を入力文字の認識結果と決定してその文字コ
ードを出力する。
メモ95に記憶される画数別および2,3画標準パター
ン別の候補文字と文字コードを示す候補文字表の一具体
例を第5図に示す。
次に、2画、3画標準パターンのいずれとの類似度の最
大値がしよい直未膚である入力文字の認識のためのCP
U2の演算動作を、第6図のフローチャートを用いて説
明する。
かρ\る入力文字は、2画標準パターンとの対応づけが
できないことが判定されると、次に、全ての3画標準パ
ターンとの対応づけがなされ1   るが、これでも、
対応づけができなかったものゼ である。
これらの対応づけに対する演算が完了すると、入力文字
は全ての画についてm点近頭され、これらの点を表わす
座標位置データがメモ94に書き込まれる。
次に、CPU2はメモ94から画毎に1点(但し、1く
風であって、1は1,2程度と小さな数である)づつ座
標データを読み−tシ、各画をJ−薫近似する(U−1
)。一方、入力文字の画数を九とすると、これと同一画
数の1画文字標準パターンを各画毎に1点近似してメモ
リ5から読み取り、1点近似された入力文字との類似度
(たとえば、対応する画の対応する点間のユークリッド
距離の逆数)を計算する。この計算は1画の全ての文字
標準パターンについて行なう(U−2)。そして、得ら
れた類似度のうちの上位4個(たとえば、A=10 )
を選び出しくU−3)、これら4個の類似度を与える夫
々の九画文字標準パターン忙対して、1点近似による入
力文字との類似度を計算する(U−4)。   !しか
る後、得られた類似度のうちの最大のものを選出しくU
−5)、この最大の類似度を与えるn画大文字標準パタ
ーン認識結果として出力する。
ここで、入力文字を具体的に設定してCPU2の動作を
、第2図および第4図を参照しながら説明する。なお、
”= 3(すなわち、3点近似)とし、また、1;1(
すなわち、1点近似)とする。
まず、入力文字を「板」とする。
CPU2は、入力文字「板」の最初の2画「+」を入力
し、これらを3点近似した後、メモ95から読み出され
る全ての2画文字標準パターンとの類似度を計算し、最
も類似度が高い2画文字標準パターンとしてr+J (
パターンコード201)を選出する。この最大の類似度
は一定のしきい値以上であシ、そこで、この入力文字「
板」に対応した2画標準パターンを「+」と決定し、こ
のパターンr+Jのパターンコード201をメモ94に
*!込み、これとともに、このパターン「+」に関連し
、類似度を計算すべき3画文字標準パターン(「←J、
rfJ、「オ」など)をメモリ5から見つけ出し、それ
らのパターンコード301.502,505などをメモ
リ4に誉よ込む。
次いで、CPU2は入力文字「板」の最初のsrtmr
t」を入力し、これらを3点近似した後、メモリ4に記
憶されているパターンコー)”301゜302.305
などに対応した3画文字標準パターン「←」、「才」、
「オ」などの類似度の計算をし、最大の類似度を与える
文字標準パターン「オ」わ選出する。この文字標準パタ
ーン「オ」を与える類似度は先のしきい値以上であシ、
このため、文字標準パターン「才コは入力文字「板」に
対応した文字標準パターンと決定し、そのパターンコー
ド303をメモ94 K誉#込ム。
次いで、CP U 2は入力文字「板コと同一画数8と
、対応づけられた標準文字パターンのパターンコード3
03とKよシ、メモ95から候補文字「板」と「林」の
座標位置データを入力し、夫々忙ついて入力文字との類
似度を計算し、類似度がよシ高い候補文字「板コを認識
結果と決定してそのパターンコード4844をインター
フェ−ス回路6を介して出力端子7に出力する。
次に、入力文字を[非Jとする。
CPU2は、入力文字「非」の最初の2画「グ」を入力
し、これらを3点近似した後、メモ!I5から読み出さ
れる全ての2画文字標準パターンとの類似度を計算し、
最も高い類似度を選び出す。しかし、この類似度は先の
しきい値未満であ)、このために、入力文字「非」K対
応づけられる2画文字標準パターンは存在しないものと
し、これを示すコード200をメモリに書き込む。これ
とともに、メモ95から全ての5画文字標準パターンの
パターンコード301 、302 。
−−一−−−が読み出され、メモ!I4に書き込まれる
次いで、CPU2は入力文字「非」の最初の5画「ノ」
を入力し、これらを3点近似した後、メモリ4に記憶さ
れているパターンコードに対(応した3画文字標準パタ
ーンとの類似度の計算)゛   ヶい最大8ヶ81度ヶ
選び出す。、912、この最大の類似度は先のしきい値
未満であシ、このため、入力文字「非」に対応づけられ
る3画文字標準パターンも存在しないものとし、これを
示すコード300をメモ94に書キ込む。
次いで、CPU2は、入力文字「非コの全一入力すると
ともに、各画を3点近似し、さらに、各画から1点づつ
抽出して1点近似する。一方、メモ95から8画の全て
の文字e4< 3’Jパターンを1点近似して読み出し
、入力文字「非」との類似度を計算して上位10個の類
似度を選び出す。
そして、これら101固の類似度を与える8画の候補文
字に対してのみ、3点近似によシ、入力文字「非Jとの
類似度を計算し、そのうらの最大となる類似度を選出し
てその類似度を与える候補文字「非」を認識結果とし、
その文字コードを出力端子7に出力する。
以上のように、この実施例では、入力文字を誉よ始めの
2画、3画で入力文字の分類が行な#′1・−″’i、
!j″″′″4”1”11“・74′  !算が開始し
、ある程度以上の画数の文字に対しては、文字全体が画
かれないうちに、分類演算は完了する。すなわち、入力
文字が蒼き終るまでに、この入力文字がどの分類カテゴ
リーに属するか、いずれの分58カテゴリーにも属さな
いかが判定でよる。
また、入力文字がある分類カテゴ9−に属すると判廻さ
れた場合、類似度を計算すべき候補文字が大幅に限定さ
れるので、類似度の計算回数が大幅に低減される。たと
えば、入力文字の最初の3画と文字標準パターン「才」
(てへんンとの類似Uが高いと判定された場合、入力文
字と同一画数で最初の3画が「才」との類似度が高い文
字標準パターンとのみ類似度を計算すればよい。たとえ
ば、入力文字が8画とした場合、8画の赦H漢字は94
字あるが、そのうちの最初の3#Jが「才」との類似度
が高い文字は高々15字程度であシ、類似度計算因数は
、94字全てKついて計算した場合の約にとなる。
さらに、入力文字がいずれの分類カラゴ9−に属さない
と判定された場合には、入力文字と同一画数の全文字標
準パターンとの類似度を低い精度で計算し、得られた類
似度のうらの上位数個の類似度を与える文字標準パター
ンとのみ、よシ高い精度で類似度を計算するから、始め
から全文字標準パターンとの類似度を筒い精度で計算す
る場合に比べ、類似度の計其回畝を大幅に低減でよる。
この点に関して、本発明の3名の発明者の氏名を表わす
4画、8#1.14画の教育漢字を入力文字とし、各画
を1点近似して文字係準パターンとの対応する点間のコ
ーク9.ド距離の総和の逆数で類似度を茨わし、入力文
字と同じ文字標準パターンとの類似度が上位何位以内に
入ったかの実装を行なったところ、オフ図に示すような
実、A結果を得た。
これによると、各画を1点近似して類似度を計算すると
、上位12位以内の類似度を与える文字4 準パターン
中に、はぼ100%入力文字と同じ文字標準パターンが
含まれることがわかる。
したがって、たとえば、8画教育漢字の場合、各画を1
点近似して対応する点間のユーク92ド距離を計KL、
、その総和の逆数が上位12恒以内となる文字標準パタ
ーンについてのみ各画を3点近似して同はの距離計算を
行なうと、その#j回数は、94X8X1+12X8X
3=1040回となる。これに対して、各画を3点近似
し、同様の距離計lを全ての8m文字標準パターンと行
なうと、その計昇回数は、94 X 8 X 3 = 
2256回となり、したがって、点間の距離計算回数は
/2以下に低減される。
なお、上記実施例では、m= 3 、 n == 13
 、 J−= 1゜4=10としたが、本発明はこれら
に限定されるものではなく、また、類似度についても、
光の説明のみに限定されるものではないことはいうまで
もない。
〔発明の効果〕
以上説明したように1本発明によれは、いかなる入力文
字も、該入力文字が書♂終るまでに!   は、設定さ
れた分類カテゴ9−に入るか否かが2′ 判走されるものであるから、優ヨ終るまでに、必ず分類
され、しかも分類後には、比較対象となる1莢補文字の
数が大幅に低減されるから、認識のための演算時間を大
幅に短縮することかできて、しかも、いかなる入力文字
も正確に認識でき、上記従来技術の問題点を解消して浸
れた機能のオンライン手dよ文字認識方式を提供するこ
とがでよる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるオンライン手蓄キ文字認識方式の
一実施例を示すプロ、り図、第2図は入力文字と2画文
字標準パターンとの対応づけのための第1図の中央処理
装置の演算動作を示すフローチャート、第3図ば2画文
字標準パターンと3画文字標準パターンとの関連表の一
具体例を示す説明図、第4図は入力文字と3画文字標準
パターンとの対応づけのための第1図の中央処理装置の
演算動作を示すフローチャート、第5図は各分類カテゴ
9−における候補文字の一具体例を示す説明図、第6図
はいずれの   !分層カテゴ9−にも入らない入力文
字の認、yl果を得るための第1図の中央処理装置の演
算動作を示すフローチャート、オフ図は入力文字の各画
を一点近似した場合の累債分類率を示すグラフ図である
。 1・・・入力端子、2・・・中央処理装置、3・・・イ
ンターフェース回路、4.5・・・メモリ、6・・・イ
ンターフェース回路、7・・・出力端子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 筆記中のn(但し、nは自然数)画入力文字の筆跡情報
    を逐次入力し、該情報にもとづいて該n画入力文字を認
    識するようにしたオンライン手書き文字認識方式におい
    て、筆記中の該n画入力文字の筆跡情報から該n画入力
    文字の最初のj画(但し、jはnよりも小さい自然数で
    あるが、一般に、複数である)とj画の文字標準パター
    ンとの類似度を、m(但し、mは自然数)点近似して、
    算出し、得られた類似度のうちの最大類似度が予め設定
    されたしきい値以上であるか未満であるかを判定して前
    記n画入力文字を分類し、該最大類似度が該しきい値以
    上である該n画入力文字に対しては、該最大類似度を与
    えるj画の前記文字標準パターンを最初のj画とするn
    画の候補文字とで類似度を算出し、得られた該類似度の
    うちの最大となる類似値を与える該候補文字を認識結果
    と決定し、前記最大類似度が前記しきい値未満である前
    記n画入力文字に対しては、全てのn画文字標準パター
    ンとで、l(但し、lは自然数であって、l<m)点近
    似して、類似度を算出し、得られた類似度のうちの上位
    h(但し、hは自然数)個の類似度を選出し、選出され
    た該類似度を与えるn画の前記文字標準パターンとでの
    み、m点近似して、類似度を算出し、得られた類似度の
    うち最大の類似度を選出して該最大の類似度を与える前
    記n画の文字標準パターンを認識結果としたことを特徴
    とするオンライン手書き文字認識方式。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62271087A (ja) * 1986-05-20 1987-11-25 Canon Inc パタ−ン認識装置

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JPS62271087A (ja) * 1986-05-20 1987-11-25 Canon Inc パタ−ン認識装置

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JPH0462112B2 (ja) 1992-10-05

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