JPS6395591A - 手書き文字認識方法 - 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〕 この発明は、タブレット上に記入された手書き文字を認
識する手書き文字認識方法に関し、特に詳しく言うと、
偕書体はもとより草書体や続は書きの文字あるいは傾い
て記入された文字も認識することができる手書き文字認
識方法に関する。

〔発明の技術的背景〕

タブレット上を入力ペンで所望の文字やアルファベット
を手書きすると、この入力ペンの座標位置を逐次検出す
ることによりそのパターンやストロークを読取り、記入
された文字やアルファベットを認識する方法が提案され
ている。

前者のパターンマツチングによる認識方法は、入力ペン
がタブレット上にペンダウンしてからペンアップするま
での１ストローク毎のパターンを検出し、予め辞書メモ
リに記憶されているｇ　１％　／＜ターンとの類似度を
求めるとともに、ストローク間の相対位置パターンを検
出し、これも予め辞書メモリに記憶されている標準相対
位置パターンとの類似度を求めてそれから文字の判定を
おこなっている。

後者のストロークマツチングによる認識方法は、タブレ
ットに記入された文字等のストロークの形状を何種類か
の基本ストロークに分類するとともにその出現順序や相
互位置関係等を検出し、予め辞書メモリに記憶されてい
る基本ストロークの種類、出現順序、相互位置関係等と
を比較検討して、文字の判別を行っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、手書き文字の字形は書く人によって異な
り、前者の場合は標準パターンとの差異が大きい字形の
場合や、続は字や大きく傾けて記入した字形の場合は、
いずれも当然大きく字形が変わってくるので、標準パタ
ーンに記憶されているパターンと比較できず、認識不可
能となってしまう。

また、後者にあっては記入された文字等にはねる部分が
あると、このばねを正確に検出でき難く、誤判別の原因
となるばかりでなく、前者と同様に続は文字や傾いて記
入された文字の判別ができないという欠点がある。

そこでこの発明は、各文字やアルファベットをその筆順
に沿って一筆書にするとともに、その筆路を複数に分割
し所定数の方向ベクトルに割当て。

その運動グラフから方向ベクトルの差分を求めていくと
、その集合体は文字毎に異なることを見出し、この特徴
を利用して手書き文字を認識する新規な手書き文字認識
方法を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の手書き文字認識方法は、記入すべき各文字を
その筆順に沿って１つの連続する線に構成し、この線を
任意の間隔で等分化し、これら各間隔間をｎ等分された
ｎ方向ベクトルにあてはめてｎ方向ベクトルを求め、こ
の求まったｎ方向ベクトルに各方向ベクトルを表す数値
をベクトルの大きさとしてあてはめ、１つのベクトルと
次のベクトルとの角度変化を一方向の場合はプラスとし
てそして他方向の場合はマイナスとしてｎ方向ベクトル
の微分値を求め、これら各微分値の組合わせを記号化し
、これら記号を各文字に対応させて予め記憶しておき、
タブレット上に記入された手書き文字をこの順序でベク
トル化しかつ記号化して記憶されている各種文字の記号
と比較して、その文字の認識を行うものである。

〔作　　　用〕

記入される各文字をその筆順に沿って１つの連続する線
に構成し、この線を任意の間隔で等分化し、これら各間
隔間を例えば８方向ベクトルにあてはめてその方向ベク
トルを求め、この求まった８方向ベクトルを各方向ベク
トルを表す数値、例えば１から８をベクトルの大きさと
してあてはめ、１つの前記ベクトルと次のベクトルとの
角度変化が一方向の場合はプラスとしてそして他方向の
場合はマイナスとして８方向ベクトルの微分値を求め、
これら各微分値の組合わせを記号化すると各文字によっ
てその記号の組合わせは全て異なる。

そこでこれら記号の組合わせを各文字に対応させて予め
辞書メモリ等に記憶しておき、タブレット上に記入され
た手書き文字を上述した順序でベクトル化しかつ記号化
して記憶されている各種文字の記号と比較して、その文
字の認識を行う。

〔実　施　例〕

以下、この発明を図面に示す一実施例について説明する
。先ず第１図および第２図によりこの発明の手書き文字
認識方法を実施する装置の一例を説明すると、入力ペン
１０１によるペンのアップダウン情報およびこの入力ペ
ン１０１によって指示された座標位置を読取るタブレッ
ト１０２を有している。このタブレット１０２は手書き
文字認識用に広く用いられている電磁誘導型、静電容量
型あるいは磁歪型タブレットを用いればよく、その構成
は公知であるので、詳細な説明は省略する。タブレット
１０２には一文字分の文字記入枠が予め設定されており
、入力された位置座標Ｘ、Ｙは、次の切り出し部１０３
において文字記入枠内にある場合、入力ペンｌＯＬがオ
ン状態における座標データを記憶部１０４に送る。記憶
部１０４はこれら座標データを一時的に格納するための
もので、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等で構成さ
れている。この記憶部１０４に記憶された一文字分の座
標データは次の検出部１０５で予め定められた間隔でサ
ンプリングするとともに１筆毎の始終および１文字の始
終を検出する。１筆毎の始終の座標データは１次の直線
補間演算部１０６において始端座標および終端座標を用
いてその間を直線で結び、上記の間隔で同様に区切り、
順次座標データを補間する。このようにして、−筆で書
かれた文字として取扱うことにする。

１文字の始点から終点間のｎ個のサンプルされたＸ座標
およびＸ座標は。

と書くことができる。この座標をもとに２点間の相対座
標における方向角θを求める。

（１＝ｔａｎ〜・ｙｎ−ｙｎ−一〜 ｎｘｎ−１ これをもとに３６０°を角度で８等分した８方向ベクト
ル（第３図）に基づいてｎ個のサンプル間隔についてそ
れぞれ移動方向ベクトルを第２図の８方向ベモ 向ベクトルは１つのサンプルＲ隔が第３１４のどの方向
にあてはめることができるかを判定し、その方向を１か
ら８までの数値で表している。次いで。

１路運動グラフ演算回路１１２により次のサンプル間隔
のベクトル角度変化が時計方向に１８０°以内の場合は
プラスとして、そして反時計方向に１８０°以内の場合
はマイナスとして、隣接するサンプル間隔との移動方向
ベクトルの差分（微分値）を求める。

このようにして求められた差分は次の微分グラフ演算回
路１１３において、隣接するサンプル間隔との移動方向
ベクトルの差分が同一方向の場合は順次足し込み、隣接
するサンプル間隔との移動方向ベクトルの差分が逆方向
になるまで足し込んでいく。逆方向になったら移動方向
ベクトルの差分が再度それと逆方向になるまで足し込ん
でいく。このようにして始点から終点までの１路に沿っ
た移動方向ベクトルの差分の足し込みを行い、次の記号
化演算回路１１４において記号化し、ＲＯＭ（り一ドオ
ンメモリ）１１５に各文字に対応して記憶させておく。

このＲＯＭ　１１５は辞再メモリとなるとともに、タブ
レット１０２に入力ペン１０１により手書き入力された
文字を同様な処理を行って記号化された手書き文字の記
号と比較し、該当する文字を認識する。　この記号化を
第４図から第７図により３筆で書かれた平仮名の「あ」
を例にとり説明すると、−１目の終端と二筆目の始端、
二筆目の終端と三筆目の始端は直線補間演算部１０６に
より直線補間され、その間は点線で示している。そして
、その筆順に沿って、サンプリング速度にしたがって送
られてきたデータをもとにした間隔で区切っていく。こ
の場合は始点の１から終点の２４までの２３区間に区切
られている。直線補間部分もタブレット１０２に設定さ
れた最大サンプリング速度にしたがった間隔で区切って
いく。その時のサンプル点は三角印で示している。サン
プルして得られた点と丸印で示す点１から点２に対する
角度をＸｚ−Ｘ□ で求めて、この第３図の８方向ベクトルに宛てはめて、
その方向ベクトルを求めると７となる。

同様に点２から点３に対する８方向ベクトルは、７とな
る。以下筆順に沿って順次方向ベクトルを求めていくと
、方向ベクトルの数値を棒グラフの高さで表すと第５図
に示すようになる。

次に、第５図の８方向ベクトルのグラフをもとに、隣合
う移動方向ベクトルの差分を求める。すなわち、８方向
ベクトルの回転が反時計方向に１８０°以内の場合は正
として、時計方向に１８０°以内の場合は負として差分
を求め、１つ手前の方向ベクトルに対して時計方向に回
転している場合は減算、反時計方向に回転している場合
は加算していき、第６図に示すような１路の運動グラフ
を得る。

例えば、第５図の第３番目の方向ベクトルと第４番目の
方向ベクトルは７と２であるので、方向ベクトルの差が
３だけ違い反時計方向に回転していることが分る。反時
計方向に回転しているので、７の方向ベクトルに、３を
加算して１０として第６図のようなグラフを作成する。

第５番目の方向ベクトルは２であり、第６番目の方向ベ
クトルは４であるため、方向ベクトルの差は２であり、
反時計方向に回転しているので、先程求まった１０に対
して更に２を加算して１２とする。同様にして最後の２
３番目の方向ベクトルまで求めていく。

このようにして「あ」の文字の１路の方向の動きを表現
した１路の運動グラフができる。

この運動グラフを各文字毎に記憶しておいて、手Ｓき文
字とのパターンマツチングすれば、文字を認識できる。

したがって、ＲＯＭ１１５を記憶容量の大きいものを使
用すればよいが、この実施例では、以下のようにして記
憶容量を低減化するとともに、第１２図のように「あ」
を傾けて書いても認識できるようにしている。

すなわち、１路の運動グラフから方向ベクトルの微分グ
ラフを求めると、第７図のようになる。

ここで、方向ベクトルの微分値を足したものが、６であ
ることは、筆の動きが「あ」の第−１目から第２筆目へ
の動きｕ、、Ｆｕのように反時計方向に２７０”回転し
ていることを意味する。日本語の場合、このような筆の
動きが多いため、方向ベクトルの微分値を足したものが
、６であることは、“ｆ”の筆の動きを表すものとして
、６を基準に分類していく、また−６であることは、「
よ」の第二１目の“よ”のように１時計方向に２７０°
回転していることを意味することになる。

第７図の方向ベクトルの微分グラフから、正の微分値と
負の微分値を足し合せると、３，２，１゜４、−４．−
２．−２．−１．−１．−１．−１なので、１０と−１
２となる。これを６または−６を基準にして分類すると
、６，４．−６゜−６となる。「あ」のいろいろな字形
のための方向ベクトルの変動を吸収するため、方向ベク
トルの微分値の６と５を０に、４と３を１に、１，０そ
して−１を２に、−２と−３を３に、−５と−６を４に
宛てはめて記号化すると、第４図の「あ」は、０１４４
に記号化される。

第８図は、「は」の場合を示しており、上述「あ」と同
様に一筆目の終端と二筆目の始端、二筆目の終端と三筆
目の始端は直線補間演算部１０６により直線補間し、所
定の間隔で区切っていくと。

点１から点２６までの２５区間となる。この「は」の８
方向ベクトルは、第９図のようになり、１路の運動グラ
フは第１０図のようになり、上述「あ」の場合と全く異
なっていることが判るであろう。更に第１０図の１路の
運動グラフから、方向ベクトルの微分グラフを求めると
第１１図のようになる。したがって、「は」の微分グラ
フも「あ」の場合と全く異なっていることが判る。第１
１図の方向ベクトルの微分グラフから、正の微分値と負
の微分値を足し合せると、３，１．−２．３，３．−２
゜−１，−３，−１なので、４．−２．６．−７となる
。これを上記と同様に６または−６を基準にして記号化
すると、第゛８図の「あ」は、１３０４２と記号化され
る。この場合、記号は５桁になるが、平仮名の場合、多
数の曲線すなわち大きく変化する文字はせいぜい５，６
文字であるので、最後の５桁目は省略してもよい。

以下同様にして全ての平仮名について行ったところ、１
路の運動グラフと微分グラフはそれぞれ異なっているこ
とが判った。

更に、第１２図に示すように「あ」を傾けて記入すると
、その１路の運動グラフは第１４図のようになり、第６
図の１路の運動グラフとは異なったものになってしまう
。そこで上述したと同様に微分グラフを得てみると、第
１５図のようになり、第７図の微分グラフと略同じにな
る。この微分グラフから、正の微分値と負の微分値を足
し合せると、３．２，１，３．−４．−１．−１．−２
．−１−１．−１なので、９と−１１となる。これを上
述と同様に６または−６を基準に分類すると、６゜３、
−６．−５となり、記号化を行うと、第４図の傾けてい
ない「あ」と同様に、０１４４と記号化される。したが
って、「あ」と認識できる。

第１６図は、漢字の「父」を記入する場合を示しており
、その８方向ベクトルを第１７図に、その酢路の運動グ
ラフは第１４図に、そして方向ベクトルの微分グラフを
第１９図に示す。

なお、平仮名、カタ仮名、アルファベットそして数字と
の間にはそれぞれ１路の運動グラフや、方向ベクトルの
微分グラフに類似する場合があるので、それらの切替え
用のファンクションスイッチを設けて、切替るようにす
ればよい。

このようにして、各文字の１路の運動グラフや、方向ベ
クトルの微分グラフを求め、それらをＲＯＭ１１５に予
め記憶させておき、入力ペン１０１によってタブレット
１０２に記入された文字を上述と同様な処理を行い、そ
の文字の１路の運動グラフや、方向ベクトルの微分グラ
フを求め、ＲＯＭ１１５でその記号に対応する文字を検
出して、その文字を認識すればよい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明の手書き文字認識方法は、その筆
順に沿って一′ｉ書にするとともに、その１路を複数に
分割し所定数の方向ベクトルに割当て。

その運動グラフから方向ベクトルの差分を求めていくと
、その集合体は文字毎に異なることを見出してこの特徴
を利用して手書き文字を認識する新規な方法である。こ
れにより、Ｗｔ書体はもとより草書体や続は書きの文字
あるいは傾いて記入された文字も正確に認識することが
できる。更に上述実施例のように、方向ベクトルの差分
は隣接するベクトルの方向が異なるまで足し込み、異な
る方向のベクトルが隣接するベクトルの方向が異なるま
で異なる方向のベクトルを足し込むようにすれば記憶装
置の記憶容量は小さくてすみ、この方法を実施する装置
は小型かつ安価に提供することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実施する装置の一例を示すブロッ
ク線図、第２図はその方向ベクトルを演算する演算回路
を示すブロック線図、第３図は、８方向ベクトルを示す
図、第４図は「あ」のサンプル点を説明するための図、
第５図はその８方向ベクトル値のグラフ、第６図はその
１路の運動グラフを示す図、第７図はその方向ベクトル
の微分グラフを示す図、第８図は「は」のサンプル点を
説明するための図、第９図はその８方向ベクトル値のグ
ラフ、第１０図はその１路の運動グラフを示す図、第１
１図はその方向ベクトルの微分グラフを示す図、第１２
図は「あ」を傾けて記入した場合のサンプル点を説明す
るための図、第１３図はその８方向ベクトル値のグラフ
、第１４図はその１路の運動グラフを示す図、第１５図
はその方向ベクトルの微分グラフを示す図、第１６図は
「父」のサンプル点を説明するための図、第１７図はそ
の８方向ベクトル値のグラフ、第１８図はその１路の運
動グラフを示す図、第１９図はその方向ベクトルの微分
グラフを示す図である。 図面において、１０１は入力ペン、１０２はタブレット
、１０３は切り出し部、１０４は記憶部、１０５は検出
部、１０６は直線補間演算部、１１１は８方向ベモ演算
回路、１１２は筆路′Ｍ動グラフ演算回路、１１３は微
分グラフ演算回路、１１４は記号化演算回路、１１５は
ＲＯＭである。 代理人　弁理士　　大　原　　拓　也 第１図 第３図 ８方向ベクトル 点間領域 第９図 第１３図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力ペンでタブレット上に記入され手書き文字を
   前記タブレットの座標位置を検出することによりその文
   字を認識する手書き文字認識方法であって、記入すべき
   各文字をその筆順に沿って１つの連続する線に構成し、
   この線を任意の間隔で等分化し、これら各間隔間をｎ等
   分されたｎ方向ベクトルにあてはめてｎ方向ベクトルを
   求め、この求まったｎ方向ベクトルに各方向ベクトルを
   表す数値を前記ベクトルの大きさとしてあてはめ、１つ
   の前記ベクトルと次の前記ベクトルとの角度変化を一方
   向の場合はプラスとしてそして他方向の場合はマイナス
   として前記ｎ方向ベクトルの微分値を求め、これら各微
   分値の組合わせを記号化し、これら記号を各文字に対応
   させて予め記憶しておき、前記タブレット上に記入され
   た手書き文字をこの順序でベクトル化しかつ記号化して
   前記記憶されている各種文字の記号と比較して、その文
   字の認識を行う手書き文字認識方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記１つの文字
   を記入するため前記入力ペンが前記タブレットから離れ
   、再び前記タブレットに接触した時その間は直線補間で
   つなぐ手書き文字認識方法。
3. （３）特許請求の範囲第１項において、前記方向ベクト
   ルは８方向ベクトルに等分割され、前記各方向ベクトル
   を表す前記数値は１から８の数値で構成されている手書
   き文字認識方法。
4. （４）特許請求の範囲第１項において、前記ｎ方向ベク
   トルの差分は隣接する前記ベクトルの方向が異なるまで
   足し込み、異なる方向の前記ベクトルが隣接する前記ベ
   クトルの方向が異なるまで異なる方向の前記ベクトルを
   足し込むようにしている手書き文字認識方法。
5. （５）特許請求の範囲第１項において、前記角度変化は
   時計方向に１８０°以内の時をプラスに、反時計方向に
   １８０°以内の時をマイナスとして前記ｎ方向の差分を
   求める手書き文字認識方法。