JPS62154079A - 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） 本発明は文字図形を認識する文字認識方式に関し、更に
詳細には、文字図形パターンを複数のサブパターンに分
割して各サブパターン毎の特徴マトリクスを得、この特
徴マトリクスを辞書内の標準文字マスクと照合して識別
する方式に関する。

（従来の技術） 従来、文字図形認識装置に於ては文字図形パターンよシ
ストローフを抽出し、それら抽出てれたストロークの位
置、長さ、ストローク間の相互関係等を用いて認識する
方式が多く採用されている。

その手法は（１）文字図形の輪郭を追跡することにより
検出された輪郭点系列について曲率を計算し、その曲率
の大きな値の点を分割点として輪郭系列を分割し、分割
された系列を組合わせることによりストロークを抽出す
るか、（２）文字図形パターンに細線化処理を行なって
骨格化し、その骨格パターンの連結性及び骨格・ぐター
ンを追跡し急激な角度の変化点等を検出してストローク
を抽出し、前記（１）　（２）より抽出されたストロー
クについて幾何学的な特徴等を抽出して識別を行なって
いた。しかしながら（１）の方法は文字図形・ぐターン
が大きくなり、又文字図形・ぐターンが複雑化すると、
その処理量が増大し処理速度の低下を招いていた。又（
２）の方法は文字図形・ぐターンを細線化する必要があ
り、又その細線化による・ぐターンのひずみヒゲの発生
等の問題があり、その後の処理を複雑なものとしていた
。

これらの問題点を解決するだめに、本出願人は特開昭５
７−２３１８５号公報に開示の文字認識方式を提案して
いる。この方式は、（ａ）文字図形を光電変換して量子
化することにより黒ビット及び白ビットで表わされるデ
ィジタル信号の原パターンを作成し、（ｂ）この原パタ
ーンの文字図形全体の線幅（例えば平均値）を算出し、
（ｃ）この原・Ｐターンを複数の方向に走査を行って各
定食列毎の黒ビットの連続個数を検出し、この黒ビット
連続個数と前記線幅とに基づいて先の複数の方向毎に対
応した複数のサブ・！ターンを抽出し、（ｄ）先の原・
ぐターンの文字枠内領域をサブ・ンターンについて（Ｎ
ｘＭ）個の領域（Ｎ、Ｍは定数）に分割し、更に各領域
内の文字線長を表わす特徴量をセルを単位として計算し
、（ａ）この特徴量を文字の大きさで正規化して特徴マ
トリクスを作成し、（ｆ）この特徴マトリクスを予め用
意した文字図形・ぐターンの標準文字マスクと照合して
文字図形を認識する構成でおる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の文字認識方式は以下の問題点
を有する。

例えば、印刷文字のゴシック体と、明朝体について認識
する場合、ゴシック体は縦線幅、横線幅がほぼ一定であ
るため、文字全体の線幅が縦線幅又は横線幅と等しく、
セルを単位として文字全体の線幅で正規化しても特徴は
、安定している。一方明朝体は縦線幅、横線幅が大きく
異なるため、セルを単位として文字全体の線幅で正規化
すると、ゴシック体と同じ線長を持つ文字線でもゴシッ
ク体と比較して水平特徴マトリクスの量は小さく、垂直
特徴マ）　ＩＪクスの量は大きくなり付徴として不安定
である。

第２図にゴシック体と明朝体のサブ・ぐターンの例を示
す。同様の現象が手書文字にも当てはま久筆記用具の状
態、書き手が筆記用具に入れる力の具合で同一の線長を
持つ文字線でも各特徴量は異なり、特徴が不安定である
。この問題点を解決しようとすれば、その識別のだめの
辞書を増加させる必要があり、ひいては処理時間の低下
を招くことになる。

従って、本発明はこれらの問題点を解決し、高速で安定
な文字認識方式を提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、以下の構成要素（ａ）〜（ｆ）を具備して構
成される。

（ａ）　　文字図形を光電変換して量子化することによ
り黒ビット及び白ビットで表わされるディジタル信号の
原パターンを作成する。

（ｂ）　　次に、該層・ぐターンの線幅を算出する。

（ｃ）　　次に、前記原パターンを複数の方向に第１の
走査を行って各走査列毎の黒ビットの連続個数を検出し
、当該黒ビット連続個数と前記線幅とに基づいて第１の
走査の複数の方向毎に対応した複数のサブパターンを抽
出する。

（ｄ）　　次に、前記原パターンの文字枠内領域をサブ
パターンについて（ＮｘＭ）個の領域（Ｎ、Ｍは定数）
に分割し、更に各サブパターンの抽出の際に走査した第
１の走査の方向と所定の角度を成す方向にそれぞれ第２
の走査を行い、白ビットから黒ビット、黒ビットから白
ビットへ変化したときの黒ビットの座標位置を基に線長
マ）　ＩＪクスを作成する。

（ａ）　　次に、該線長マトリクスを文字の大きさで正
規化して特徴マトリクスを作成する。

（ｆ）　　そして、該特徴マトリクスを予め用意した文
字図形がターンの標準文字マスクと照合して文字図形を
認識する。

（作用） 上記構成要素（ａ）は識別すべき文字図形を２値化した
ディノタル信号に変換して原・ぐターンを作成する作用
を呈する。

構成要素（ｂ）は原・ぐターンの線幅（平均値）を算出
する作用を呈する。

構成要素（ｃ）は原・ぐターンから複数のサブノやター
ンを抽出する作用を呈する。

構成要素（ｄ）はサブパターン毎の特徴マ）　ＩＪクス
を作成する作用を呈する。特に、白→黒、黒→白の変化
時の黒ビットの座標を基に線長マトリクスを抽出するこ
とは文字幅変動等を吸収する作用を呈する。

構成要素（ａ）は特徴マトリクスを正規化する作用を呈
する。

構成要素（ｆ）は得られた特徴マトリクスを予め用意し
た文字図形パターンの標準文字マスクと照別して、入力
文字図形を識別する作用を呈する。

（実施例） 以下、本発明を一実施例に基づき図面を参照して詳細に
説明する。

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、１は光信号入力、２：は光電変換部、３
はパターンレノスタ、４は線幅計算部、５は文字枠検出
部、６は垂直・ぐターン抽出部、７は水平・ぐターン抽
出部、８は右斜めサブパターン抽出部、９は左斜めサブ
・ぐターン抽出部、１０は特徴マ）　ＩＪクス抽出部、
１１は識別部、１２は文字名出力である。

次に、各部の構成について説明する。光電変換部２は原
パターンの光信号入力を２値の量子化された電気信号に
変換する。・やターンレノスタ３はこの電気信号を格納
する。この格納の際、文字は例えば１００Ｘ１００個の
セルに分割されて１．各部の２値：ｆｆ−ドがノやター
ンレソスタ３に記憶嘔しる。線幅計算部４は入カバター
ン（原パターン）の線幅を計算する。垂直サブパターン
抽出部６はｉＰターンレジスタ３について垂直スキャン
を全面性なって、黒ビットの連続の長さと線幅計算部４
に於て計算された線幅との関係より垂直サブパターン（
ｖｓｐ）を抽出する。同様に水平サブパターン抽出部７
は水平スキャンによシ水平サブパターン（Ｈ８Ｐ）を、
右斜めサブパターン抽出部８は右斜め（４５’）スキャ
ンにより、右斜めサブ・ぐターン（ＲＳＰ）を、左斜め
サブパターン抽出部９は左斜め（４５’）スキャンによ
り、左斜めサブパターン（ＬＳＰ）を抽出する。第３図
に原パターンとサブ・ぐターンの例を示す。第３図の（
ａ）が原・ぐターン、（ｂ）がＶＳＰ、（ｃ）がＨ８Ｐ
　、　（ｄ）がＨ８Ｐ、（ｅ）がＬＳＰである。文字枠
検出部５は・ぐターンレノスタ内の文字ノやターンに外
接する文字枠を検出しその結果を特徴マトリクス抽出部
１０へ送る。特徴マトリクス抽出部１０はサブパターン
抽出部タについて原・ぐターンの文字枠に対応する領域
を（ＮｘＭ）の領域（本発明の実施例ではＮ＝Ｍ＝５）
に分割する。文字が１００Ｘ１００のセルに分割され、
Ｎ＝Ｍ＝５の場合には各領域は２０ｘ２０のセルを有す
る。

出する方法を説明する。特徴マトリクス抽出部１０は、
各分割領域毎に設けた図示しない内部の（Ｎ×Ｍ）個の
カウンタを°′０″にし、文字枠内を主走査方向は水平
に左から右へ走査し、走査列単位に、白ビット（文字背
影部）から黒ビット（文字線部）へ変化した時の黒ビッ
トの座標位置（ＸＷＢ　、　Ｙｎ）と、黒ビットから白
ビットへ変化した時の黒ビットの座標位置（ＸＢＷ　Ｉ
　Ｙｎ）を検出し、その中点座標位置（Ｘｓ、Ｙｎ）を
式（１）により計算する。

Ｘｓ　＝　（ＸＷＢ　＋　ＸＢＷ　）　／　２　　　−
　（１）前記中点座標位置が前記分割した領域のどこに
存在するかを決定し、決定した分割領域のカウンタの内
容を＋１する。

この処理を文字枠内全面について行い、各分割領域に設
けた（Ｎ×Ｍ）のカウンタ値がＶＳＰの（ＮｘＭ）次元
の線長マ）　ＩＪクスである。同様の処理をＨ３Ｐ　、
　Ｈ８Ｐ　、　ＬＳＰについて行う。ただしＨ８Ｐは主
走査方向を垂直に上から下・＼副走査方向を水平に左か
ら右へ走ｉする。ＲＳＰ　、　ＬＳＰ　Ｕ主走審す而か
訴方ｆμ砧、乙玉へ周１キ本文而か十二、ブｔから右へ
、又は、主走査方向を水平に左から右へ、副走査方向を
垂直に上から下・＼走査する。

次に、特徴マトリクス抽出部１０は、抽出した線長マト
リクスを文字の太き畑で正規化し、特徴マトリクスを作
成する。その方法は正規化前の線長マトリクスの１要素
をｔｉ　ｊ、正規化後の要素をＬｉｊ、文字枠の水平方
向の長烙をΔＸ、垂直方向の長さをΔＹとすると下記の
様な処理を行なう。

（１）垂直サブパターン（ｖｓｐ）マトリクスの場合Ｌ
ｉｊ＝ｔｉｊ／ΔＹ　　　　　　　・・・（２）（２）
水平サブ・にターン（Ｈ４Ｆ）マトリクスの場合Ｌｉｊ
＝ｔｉｊ／ΔＸ　　　　　・・・（３）（３）斜メサブ
ックターン（Ｈ８Ｆ、ＬＳＰ）マトリクスの場合 Ｌｉ　ｊ　＝　ｔｉ　ｊ　／　／（ΔＸ）＋（ΔＹ）　
　　　・・・（４）前記処理により、特徴マトリクス抽
出部１０は最終的に原パターンを表現する（（Ｎ×Ｍ）
Ｘ４）次元の正規化した特徴マ）　ＩＪクスを作成する
。

識別部１１は標準文字マスク（ｆｍ）と特徴マトリクス
抽出部１０に於て抽出された特徴マトリクス（ｆ、ｉ）
との間に従来から使用されている下式の距離（Ｄ）、す
なわち（Ｎ×Ｍ）Ｘ４次元特特徴間に於ける２つのベク
トルの差分ベクトルの長さが最小の値を与える標準文字
マスクのカテゴリ名を文字名出力１２として出力する。

Ｄ＝Ｘ（ｆｍ−ｔｉア　　　・・・（５）次に、動作を
説明する。光信号人力１は光電変換部２より光電変換さ
れ、パターンレノスタ３及び線幅計算部４に供給される
。線幅計算部４は原パターンの線幅を計算し、これを各
サブ・ンターン抽出部６〜９に出力する。垂直サブ・ン
ターン抽出部はパターンレジスタ３の出力及び線幅計算
部４の出力に基づき、前述した方法によりｖｓｐを抽出
する。同様にして、水平サブ・やターン抽出都７、右斜
めサブ・ゼターン抽出部８及び左斜めサブパターン抽出
部９はそれぞれＨ４Ｆ　、　Ｈ８Ｆ及びＬＳＰを抽出す
る。特徴マトリクス抽出部１０はＶＳＰ、Ｈ４Ｆ。

Ｈ８Ｆ及びＬＳＰ　Ｋ基づき線長マトリクスを抽出し、
これを文字枠検出部５から出力された文字の大きさで正
規化し、特徴マトリクスを作成する。このようにして作
成された特徴マトリクスは識別部１１で標準文字マスク
と比較され、最小の距離を与える標準文字マスクのカテ
がす名が文字名出力１２として出力される。

（発明の効果） 以上説明したように、原・ぐターンから抽出したサブパ
ターンについて文字枠領域を（ＮｘＭ）の領域に分割し
、更に垂直又は水平に走査して白ビットから黒ビット、
黒ビットから白ビットへ変化する座標を基に線長マトリ
クスを抽出し、更に線長マ）　ＩＪクスを文字の大きさ
で正規化した特徴マトリクスを使用して識別を行うこと
としたため、文字の変形、文字線幅の変動に対して安定
な文字認識が可能となる。また、原パターンから抽出し
たサブパターンについて単純な走査により特徴マトリク
スを抽出しているので、高速な文字認識が可能となる。

【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図は
ゴシツク体と明朝体のサブパターン例を示す図、第３図
は原ノやターンとサブ・ンターンの抽出例を示す図であ
る。 １・・・光信号入力、２・・・光電変換部、３・・・パ
ターンレジスタ、４・・・線幅計算部、５・・・文字枠
検出部、６・・・垂直サブパターン抽出部、７・・・水
平サブパターン抽出部、８・・・右斜めサブパターン抽
出部、９・・・左斜めサブパターン抽出部、１０・・・
特徴マ）　ＩＪクス抽出部、１１・・・識別部、１２・
・・文字名出力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）文字図形を光電変換して量子化することにより黒
   ビット及び白ビットで表わされるディジタル信号の原パ
   ターンを作成し、 （ｂ）該原パターンの線幅を算出し、 （ｃ）前記原パターンを複数の方向に第１の走査を行っ
   て各走査列毎の黒ビットの連続個数を検出し、当該黒ビ
   ット連続個数と前記線幅とに基づいて第１の走査の複数
   の方向毎に対応した複数のサブパターンを抽出し、 （ｄ）前記原パターンの文字枠内領域をサブパターンに
   ついて（Ｎ×Ｍ）個の領域（Ｎ、Ｍは定数）に分割し、
   更に各サブパターンの抽出の際に走査した第１の走査の
   方向と所定の角度を成す方向にそれぞれ第２の走査を行
   い、白ビットから黒ビット、黒ビットから白ビットへ変
   化したときの黒ビットの座標位置を基に線長マトリクス
   を作成し、（ｅ）該線長マトリクスを文字の大きさで正
   規化して特徴マトリクスを作成し、 （ｆ）該特徴マトリクスを予め用意した文字図形パター
   ンの標準文字マスクと照合して文字図形を認識すること
   を特徴とする文字認識方式。