JPS6238753B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、文字認識処理方式、特に認識対象と
なる文字パターンの幾つかを標準文字パターンと
して記憶部にあらかじめ格納しておき、標準文字
パターンと入力文字パターンとの特徴点対応から
解析写像関数を決定し、この解析写像関数を用い
て入力文字パターンを変形操作し、解析写像関数
で写像された入力文字パターンと標準文字パター
ンとを２次元平面上でマツチングし、その２つの
パターンの類似度により認識の成否を決定し文字
認識をするようにした文字認識処理方式に関する
ものである。 従来の文字認識処理方式としては、構造解析法
等に代表される特徴空間上でのマツチング方式と
２次元平面上での直接マツチング方式とが存在す
る。そして前者の構造解析法等に代表される特徴
空間上でのマツチング方式はその文字パターンの
情報損失が生じ易い特徴空間でのマツチングであ
り、文字構成要素の接続関係を利用しすぎている
ため２次元図形として見れば問題にならないよう
な接続関係の乱れにも大きな影響を受ける。また
後者の２次元平面上での直接マツチング方式は文
字パターンの変形に弱く、従がつて手書き文字や
低品質の印刷文字には適用できない欠点がある。 本発明は、文字パターンの変形に弱いという欠
点をもつ直接マツチング法に解析写像関数を導入
し、入力文字パターンに該解析写像関数を用いて
写像を行ない入力文字の変形に対して対処できる
ようにするとともに認識率の向上をはかることが
可能となる文字認識処理方式を提供することを目
的としている。そしてそのため本発明の文字認識
処理方式は標準文字パターンをあらかじめ記憶部
に格納しておき、入力文字のパターンが前処理
部、特徴抽出部、認識照合部の各処理過程を経て
上記記憶部の内容と照合されて上記入力文字パタ
ーンに相当する標準文字を判定認識する文字認識
処理装置において、上記入力文字パターンと標準
文字パターンとの特徴点を対応させ、その特徴点
対応づけ処理から解析写像関数を決定する解析写
像関数計算部をそなえるとともに、該解析写像関
数を用いて上記入力文字パターンを変形する入力
文字パターン変形操作部をそなえ、該入力文字パ
ターンと標準文字パターンとを２次元平面上でマ
ツチングをとり、当該マツチングにおける類似度
を計算する類似度計算部の計算結果に基づいて入
力文字の認識を行なうようにしたことを特徴とし
ている。以下図面を参照しつつ説明する。 第１図は入力文字を一般的に２値化されたビツ
ト・パターンの配列をもつて表わした配列例、第
２図は第１図の配列を複素平面Ｚに変換する座標
系を示す複素平面図、第３図は複素平面上での移
動に対応する解析写像関数を定義するための説明
図、第４図は２値化された入力文字のビツト・パ
ターン配列の複素平面における文字パターンの一
例、第５図は第４図の文字に相当する複素平面に
おける標準文字パターン、第６図イないしニは文
字パターンに特徴を表わしている特徴点の例、第
７図は入力文字パターンの変形操作後の変形文字
パターンと標準文字パターンとのマツチングを説
明する説明図、第８図は本発明の文字認識処理方
式の一実施例構成を示す。 今説明を簡単にするため切り出された入力文字
の２値化パターンについて例えば所定の４個の点
を選び出し、標準文字パターンについても標準文
字パターン枠の中のそれに対する点をあらかじめ
決めておき、これらの各対応点（特徴点）を対応
づけて認識処理を行なうものとして説明する。 入力文字パターンは第１図に示す如き配列で表
わすことができ、一般に次の式のＮ×Ｎ次元の配
列で表わされる。 次にこのＮ×Ｎ次元の配例Ａ（Ｉ、Ｊ）を配列
要素（（Ｎ＋１）／２、（Ｎ＋１）／２）に原点座
標をもつ第２図の複素平面Ｚに変換する即ち重心
位置の変換を行なうとともに上記入力文字パター
ン（骨格線で表わされている）について複素平面
Ｚに変換する。複素平面Ｚに変換することによ
り、実座標系で直接パターン・マツチング方式で
行ないにくい文字の変形例えば平行移動、拡大と
縮小、文字の回転等の変形操作が可能となる。 配列要素（Ｉ、Ｊ）〓（Ｉ、Ｊ）
……（式２） 配列Ａ（Ｉ、Ｊ）は上記重心位置を原点とする
ように変換され、配列Ａ（Ｉ、Ｊ）の各要素は次
式で与えられる複素平面上の座標Ｚ（Ｉ、Ｚ）に
変換される。 〓＝（Ｉ、Ｊ）＝｛（Ｉ−Ｎ＋１／２）＋（Ｊ−Ｎ＋１／２）ｉ｝／ｉ ……（式３） ここでｉで割つたのは第１図における配列
（Ｉ、Ｊ）と第２図における複素平面の座標軸と
を一致させるためである。このようにして入力文
字パターンは複素平面上に変換される。 なお、逆変換は次式で定義する。 次に複素平面上において解析写像関数ｆ（Ｚ）
を次の如く定義する。即ち第３図における複素平
面上Z₁がZ₂に移動したときの移動量をｆ（Ｚ）と
おき （式５）で定義された解析写像関数ｆ（Ｚ）は
一般に良く知られている如く例えば定数項は平行
移動の作用を有し、また１次項は回転移動の作用
をもつものである。そこで（式５）で定義された
複数多項式を用いて例えば第４図の入力文字パタ
ーンと第５図の標準文字パターンとをパターン・
マツチングさせたときの移動量を求める。ここで
第４図の入力パターンと第５図の標準文字パター
ンとを対応させる点を見出し、これらの対応する
点即ちその文字が有する特有の特徴点を一致させ
パターン・マツチングを行なう。そして入力文字
パターンと標準文字パターンとの特徴点は の様に１：１に対応するものとする。またこの特
徴点は文字パターンにおいて安定的な特徴である
ことが望れ、例えば第６図イないしニの如き特徴
点が用いられる。第６図においてイの場合は端点
を示し第４図で示されているパターン「い」はこ
の端点が特徴点として使用されている。ロの場合
は十字点、ハの場合はＴ字点、ニの場合はホール
点をそれぞれ表わしている。従がつてパターン
「は」などにおいてはイの端点、ロの十字点、ニ
のホール点が特徴点として用いることができる。 上記Ｚ_IKとＺ_SKが１対１に対応するとの仮定の
下で、入力文字パターンの特徴点Ｚ_IKを標準文字
パターンの対応する特徴点Ｚ_SKに一致させること
から次式の連立多項式が成立する。 Ｚ_IK、Ｚ_SK（Ｋ＝１、……４）は複素定数であ
るから実際には（式６）は連立１次複素方程式と
なり、この連立複素方程式を解くことによつて解
析写像関数ｆ（Ｚ）の係数ａ_r（ｒ＝１、……
４）が決定される。 このようにして入力文字パターンの各特徴点を
標準文字パターンの各特徴点に一致させるような
解析写像関数

【式】が求められ る。この解析写像関数ｆ（Ｚ）を入力文字パター
ンの文字線構成要素すべてに適用することにより
写像が行なわれ、入力文字パターンの上記各特徴
点を標準文字パターンの対応する特徴点にいわば
強引に合致せしめた結果のパターン即ち入力文字
パターンの変形操作後の変形パターンが得られ
る。 第７図は入力文字パターンの変形操作後の変形
文字パターンと標準文字パターンとのマツチング
を説明する説明図で、図中実線は標準文字パター
ンを表わし、破線は第４図の入力文字パターンの
変形操作後の変形文字パターンを表わしている。 第７図において特徴点は標準文字パターン、入
力文字パターンの変形操作後の変形文字パターン
の両方とも一致するようにとられているからこれ
らの特徴点は一致している。そして入力文字が比
較対象にされている標準文字に相当するか否かの
照合として類似度を定量化する距離の概念を導入
する。即ち上記入力文字パターンの変形操作後の
変形文字パターンと標準文字パターンとの距離を
計算する。該距離を求めるため上記変形文字パタ
ーンと標準文字パターンとを該複素平面から上記
（式４）を用いて配列要素に逆変換する。逆変換
された配列要素の文字線に対し例えば３×３メツ
シユのマスクを用い例えば中央メツシユ以外の８
個のメツシユにおける配列要素の２値化の「１」
の数をかぞえて当該中央メツシユの値とするよう
にして全画素に対してそれぞれ値を求めてゆくよ
うにする。このような各配列要素の８近傍からの
ぼかしを行なうぼかし操作を上記変形文字パター
ンと標準文字パターンとの逆変換された配列要素
の各パターンに適用した上で次式の一般距離計算
式を用いて距離計算を行なう。 （式７）を用いて得られた距離の値に閾値をあ
らかじめ設定しておき、該距離の値で文字認識の
成否を決定する。なお、Ａ（Ｉ、Ｊ）は入力文字
パターンに対応するものであり、Ｂ（Ｉ、Ｊ）は
標準文字パターンに対応するものであると考えて
よい。 第８図は本発明に係る文字認識処理方式の一実
施例構成で、図中符号１は前処理部、２は入力文
字パターンの記憶部、３は特徴点抽出決定部、４
は解析写像関数計算部、５は標準文字パターン群
の記憶部、６は入力文字パターン変形操作部、７
はぼかし操作部、８は類似度計算部、９は判定部
を表わしている。 第８図において入力文字パターンは前処理部１
で２値化、細線化処理または骨格線抽出を行なつ
て入力文字の骨格線化した入力文字パターンを得
る。該入力文字の骨格線化された入力文字パター
ンは入力文字パターンの記憶部２に記憶される。
そして該入力文字パターンから特徴点抽出決定部
３で特徴点抽出操作が行なわれる。一方標準文字
パターン群が各標準文字のどの特徴点を複素平面
上で対応させるかを前もつて定められた上でその
特徴点と一緒に標準文字パターン群の記憶部５に
記憶されており、特徴点抽出決定部３で得られた
入力文字パターンの特徴点と上記標準文字パター
ン群の記憶部５の標準文字パターンの特徴点とか
ら解析写像関数計算部４で解析写像関数を求める
（式６による処理を行なつて）。該解析写像関数を
用いて上記入力文字パターンの記憶部２に記憶さ
れている入力文字パターンにその写像を入力文字
パターン変形操作部６でほどこし変形操作がなさ
れる。該変形操作が行なわれた変形入力文字パタ
ーンと標準文字パターン群の記憶部５からの標準
文字パターンとはぼかし操作部７でそれぞれぼか
されたパターンとされ、入力文字パターンと標準
文字パターンとの類似度を定量的に計算する距離
が類似度計算部８で計算され、あらかじめ設定さ
れた閾値を有する判定部９で上記距離が判定され
る。上記距離が小さいとき認識判定の結果が判定
部９から出力される。上記距離が大きいとき非類
似との判定が出力され、解析写像関数計算部４か
らの各処理が行なわれる。 なお上記においては、第４図図示のＺ_IKと第５
図図示のＺ_SKとの対応づけが定まつているものと
して説明したが、Ｚ_IKとＺ_SKとが予め固定的に定
められた座標位置の点として定められているもの
としてもよい。 以上説明した如く、本発明によれば、標準文字
パターンと入力文字パターンとの特徴点対応から
解析写像関数を決定し、該解析写像関数を用いて
上記入力文字パターンを変形操作するとともに解
析写像関数で写像された入力文字パターンと標準
文字パターンとを２次元平面上で直接的にマツチ
ングさせ、その距離を定量化して閾値と比較する
ようにしている。このため、文字の変形に影響さ
れることの少ない認識処理を行なうことが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は入力文字が２値化されたビツト・パタ
ーンの配列を示すことになる一般表示による配列
図、第２図は第１図の配列を複素平面に変換する
座標系を示す複素平面図、第３図は解析写像関数
を定義するための複素平面図形、第４図は２値化
された入力文字のビツト・パターン配列の複素平
面における文字パターンの一例、第５図は第４図
の文字に相当する複素平面における標準パター
ン、第６図イないしニは文字パターンにおける特
徴点を表わしている特徴点の一例、第７図は入力
文字パターンの変形操作後の変形文字パターンと
標準文字パターンとのマツチングを説明する説明
図、第８図は本発明の文字認識処理方式における
処理動作を説明する一実施例構成を示す。 図中１は前処理部、２は入力文字パターンの記
憶部、３は特徴点抽出決定部、４は解析写像関数
計算部、５は標準文字パターン群の記憶部、６は
入力文字パターン変形操作部、７はぼかし操作
部、８は類似度計算部、９は判定部をそれぞれ表
わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 標準文字パターンをあらかじめ記憶部に格納
   しておき、入力文字のパターンが前処理部、特徴
   抽出部、認識照合部の各処理過程を経て上記記憶
   部の内容と照合されて上記入力文字パターンに相
   当する標準文字を判定認識する文字認識処理装置
   において、上記入力文字パターンと標準文字パタ
   ーンとの特徴点を対応させ、その特徴点対応づけ
   処理から解析写像関数を決定する解析写像関数計
   算部をそなえるとともに、該解析写像関数を用い
   て上記入力文字パターンを変形する入力文字パタ
   ーン変形操作部をそなえ、該入力文字パターンと
   標準文字パターンとを２次元平面上でマツチング
   をとり、当該マツチングにおける類似度を計算す
   る類似度計算部の計算結果に基づいて入力文字の
   認識を行なうようにしたことを特徴とする文字認
   識処理方式。