JPS5924470B2 - オンライン文字特徴抽出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオンラインによる文字特徴抽出方法に関し、特
に記入盤上の紙面に記入される文字の筆点運動の解析に
より各文字の形状や筆順にもとづく特徴を抽出しその特
徴により記入文字を識別するオンライン文字認識方法に
関するものである。

従来の技術及び本発明を説明するために始めにいくつか
の用語を説明する。（１）１ストローク：記入ペンが紙
面に「着」の状態からペンにより図形が書かれ記入ペン
が紙面より「離脱」の状態までの間の図形を１ストロー
クと定義する。

文字ストローク数とは１文字記入領域内に記入された１
ストロークの代数和で「画数」に相当する。（２）変化
量ｄ：図形のＸＹ座標点系列よＶ）３点一つ座標（Ｐｉ
、Ｐｉ＋１、Ｐｉ＋２）を読出し、ベクトルＰｉ２Ｐｉ
＋ｌとＰｉ＋１、Ｐｉ＋２との方向差を方向量子化回路
により求めた量子化係数（時計方向０〜−８、反時計方
向に０〜７）と長さ１Ｐｉ＋１、Ｐｉ＋２１との積で曲
率を近似したもの。

ｉ二０〜（ｎ−１）。（３）素特徴コード：１ストロー
クを直線・曲線の部分ストロークに分割した時、始点Ｐ
ｓから分割点（Ｐｓ＋に）までの変化量の和をＤとする
。（Ｄ＝Ｄ８＋Ｄｓ＋，＋・・・＋Ｄｓ＋ｒ）、各座標
点間距離Ｔｉの和をＬとして（Ｌ＝Ｔ８＋ＤｔＳ＋１＋
・・・＋Ｔ８＋ｒ）、ｌ［ｌ＞．ＴＨｔを満たせば曲線
とし、上式を満たさねば直線としＰ８からＰｓ＋ｒの方
向と曲線の場合Ｄの符号から第１図に示すような直線８
種、曲線１６種を素特徴としてＯ〜７，１６〜３１の素
特徴コードを与える。

ＴＨｔは一定値。第１図に素特徴コードを示す。（４）
識別特徴：素特徴コードを時間系列出現順序に結合して
、ストロークの中での出現順位、次の素特徴との接続、
最終素特徴コードなどを指定し文字の識別特徴としたも
の。

従来の技術において素特徴コードの抽出は次のごとく行
なわれる。

（１）変化量１ｄｊＩ≧ＴＨＯなる座標ＰｊがあればＰ
ｉにより１ストロークを分割して始点とＰｊ点との間で
素特徴コードを抽出した。

これによジ急激に変化した点において、部分ストローク
に分割する。（２）急激な変化点がない場合、：Ｄｊｌ
）＞ＴＨＯとなる座標点は検出されず、その場合、１ス
トローク長の全長を３〜４分割した一定長ＴＨｔにより
始点からＰｑまでの部分ストローク長χＬが来Ｌ≧ＴＨ
ｔを満たした時、始点とＰｑ点との間で素特徴コードを
抽出しＰｑ＋１を次の始点として同様の方法によ杉次の
部分ストロークの素特徴コードを抽出する。

なお、素特徴は１つのストロークを直線・曲線の部分ス
トロークに分割して抽出しようとするものなので、１ス
トロークを３〜４分割してその部分ストロークの素特徴
を抽出した場合、同一の素特徴コードが隣接して抽出さ
れたときは、その一方で代表させ、重複しないようにす
る。以上の方法によつていたために直線か曲線かどちら
ともとれるように記入された文字図形や比較的大形に記
入された文字などは素特徴コードの抽出に変動が生じ、
識別特徴内の素特徴組合せ、結合を論理的０Ｒ結合にて
吸収していたがそのため識別特徴の内容を記憶させてお
く記憶回路が大容量化すると同時に識別特徴計算に時間
が長く要し文字記入速度が制限されるという欠点があつ
た。

従つて本発明は従来の技術の上記欠点を改善することを
目的とし、記入文字の変形によつて生ずる素特徴の検出
の変動に素特徴の統合処理をおこなうことにより記入文
字図形を直線と曲線とに効果的に分割近似し、経済的な
特徴抽出装置を提供するものである。本発明は、従来と
同様に予め定められた基準に従つて１つのストロークを
部分ストロークに分割してそれら部分ストロークの素特
徴コードを出現順序に従つて検出した後、出現順序の順
に３個の素特徴コードを取ジ出し、それらの直線素特徴
と曲線素特徴とに関する組合せ形態を判定し、予め定め
られた組合せになつている３個の素特徴を２個の素特徴
を２個の素特徴コードへ統合変換するようにし、統合さ
れた素特徴コード系列を対象として更に同様の統合を繰
り返すことによつて文字識別に用いる素特徴の数を低減
するようにしたものである。なお、この統合処理は、１
つのストロークを４〜５程度に細かく部分ストロークへ
分割した場合、曲線は複数の直線素特徴の組として検出
されがちであり、また、２つの直線の間には曲線素特徴
が検出されがちであり、更には、間のびした２つの曲線
の間では直線素特徴が検出されがちであることを考慮し
、なるべくは一定で少ない数の素特徴で表現することに
よつて、文字識別処理の簡易化を行おうとするものであ
る。第１表は統合処理を行う素特徴の出現順序と組合せ
を説明する表である。第１表にて「直」は直線素特徴、
「曲」は曲線素特徴を表わす。順序１，２，３，４，５
の４，５欄の「−」はこの位置の素特徴が直／曲いずれ
であつても統合処理の説明には関係ないことを意味する
。処理欄の○印は処理を行うもの、ｘ印は行わないもの
を示す。第２図から第４図・｝ま統合の原理を説明する
図である。第２図〜第４図（α先て点線は元の素特徴の
結合を表わし実線が処理後の素特徴の結合を表わす。第
５図は本発明の第１の実施例のプロック図で、４００は
座標メモリ、４０１は変化量検出回路、４０２は変化量
メモリ、４０３は制御回路Ａ、４０４は素特徴コード判
定検出回路、４０５は切換器、４０６は素特徴コードと
各素特徴コードの始・終点座標メモリ、４０７は統合処
理モード判定回路、４０８は中間座標点検出回路、４０
９は最大値検出回路、．４１０は制御回路Ｂｌ４ｌｌは
素特徴コード検出回路、Ｓ４ＯＯは入力座標信号線で４
００へ入力する。Ｓ４Ｏｌ，Ｓ４Ｏ２，Ｓ４Ｏ３は４０
０の出力線でＳ４Ｏｌは４０１と４０８へ入力する。Ｓ
４Ｏ４は４０１の出力線で４０２へ入力する。Ｓ４Ｏ５
，Ｓ４Ｏ７，Ｓ４Ｏ６，Ｓ４Ｏ８はそれぞれメモリ４０
０，４０２の制御線で４０３，４１０から出力する。Ｓ
４Ｏ９は４０３から出力されて４０４へ入力する。Ｓ４
ｌＯは４０２の出力で４０４と４０９へ入力する。Ｓ４
ｌｌは４０４の制御信号線で４０３から出力する。Ｓ４
ｌ２，Ｓ４ｌ５は素特徴コードの出力線でそれぞれ４０
４，４１１から出力される。Ｓ４ｌ３，Ｓ４ｌ４は始・
終点座標信号線で４０４，４１１より出力する。Ｓ４ｌ
６は４０５の制御線で４０３から出力され４０５と４１
０へ入力する。Ｓ４ｌ７，Ｓ４ｌ８は４０５の出力で４
０６へ入力する。Ｓ４ｌ９は４０６の出力で４１０へ入
力する。Ｓ４２Ｏは４０６の出力で４０７へ入力し、ま
た識別特徴計算部への入力となる。Ｓ４２ｌ，Ｓ４２２
，Ｓ４２３はそれぞれ４０ｒ，４０８，４０９の出力で
４１０へ入力する。Ｓ４２４，Ｓ４２５は制御線で４１
０から出力され４０８，４０９へ入力する。Ｓ４２６，
Ｓ４２７は制御線でそれぞれ４１０，４０３から出力し
４０６へ入力する。Ｓ４２８，Ｓ４２９は４１０の出力
で４１１へ入力する。Ｓ４３Ｏは外部から与える一定値
で４０７へ入力する。Ｓ４３ｌは４１０の出力線で４０
３へ入力する。第５図において点線部内は従来の技術に
属するもので本実施例の動作を説明する必要のため概略
をプロツク図化したものである。

第１表及び第２図〜第５図を用いて統合処理の手順と動
作・作用を説明する。

統合処理は１ストロークが３以上の場合についておこな
い第１表に示すような組合せの場合順序１，２の間につ
いて統合し統合したものを１とすれば１と順序３，４と
の間について組合せにより統合する。（モード１）組合
せ１，２の場合：第２図に示すように直線ｔ１の始点Ｔ
，Ｓと直線の終点Ｔ２Ｅとを結ぶ曲線Ｃ１の曲線特徴コ
ードを抽出する。

すなわち、直線Ｔ，の素特徴コードｒと直線Ｔ２の素特
徴コード６とから曲線素特徴コードの一方の組（右回り
、左回りに対応したコード１６〜２３もしくはコード２
４〜３１）を指定し、始終点Ｔｌｓ，ｔ２Ｅの座標から
その方向に類似した１つの曲線素特徴コードを抽出する
。（モード２）組合せ３の場合：第３図に示すように直
線ｔ１とＴ２に狭まれる曲線Ｃがある場合。

１１！，，ｉ）−Ｔ２（至）ｌ≧ＴＨｄを満たす時Ｃの
最大変化量点の座標をＰｄとすると直線素特徴（Ｔｌｓ
，Ｐｄ），直線素特徴（Ｐｄ，ｔ２Ｅ）の各素特徴コー
ドを抽出する。

ここでＴｌｂ），Ｔ２（ロ）は各直線素特徴コード番号
でＴＨｄは一定値で通常は３である。（モード３）組合
せ６の場合：第４図のように曲線Ｃ，，Ｃ２で挟まれる
直線ｔの中点座標をＰｍとすると、曲線素特徴（ＣｌＳ
，Ｐｍ）の素特徴コードと曲線素特徴（Ｐｍ，Ｃ２Ｅ）
の素特徴コードとを抽出する。

すなわち、曲線素特徴Ｃｌ，Ｃ２のコード２２，３０か
ら曲線素特徴（ＣｌＳ，Ｐｍ），（Ｐｍ，ＣｌＳ）のコ
ードの組（右回り、左回りに対応したコード１６〜２３
もしくはコード２４〜３１）を指定し、始終点Ｃｌｓ：
Ｐｍ，ｐｍ，ｃ２ｓの方向が類似した各々１つの曲線素
特徴コードを抽出する。第５図を用いて動作・作用を順
を追つて説明する。

第５図において制御部Ａ４Ｏ３は、各ストロークの素特
徴数を計数して一時記憶しておき素特徴数が３以上の時
、Ｓ４ｌ６の制御線で制御部Ｂ４ｌＯを起動し４０５の
切換器をＳ４ｌ４，Ｓ４ｌ５がＳ４ｌｒ，Ｓ４ｌ８に出
力するよう制御する。４１０は動作の起動を受けてＳ４
２６により４０６を制御しメモリ内容を部分的に読出し
統合処理の組合せのモードを４０７にて判定し、Ｓ４３
Ｏによジ一定値ＴＨｄが入力しておジモード２の検出の
場合は２つの直線素特徴コードの差絶対値検出が行われ
条件を満たした時モード２が出力する。

４０ｒからはＳ４２ｌを通じてモード番号が４１０に入
力し４１０は処理モードに応じて処理の制御動作をする
。

モード１の場合、４１０は制御線Ｓ４２６を通じてｔ１
の始点座標（ＴｌＳ）とＴ２の終点座標（Ｔ２Ｅ）を読
出し、Ｓ４２９により４１１へＴ，ｓ，ｔ２Ｅを出力し
制御線Ｓ４２８の起動により曲線素特徴コードを抽出し
、Ｓ４ｌ５にて素特徴コード、Ｓ４ｌ４にてＴｌｓ，ｔ
２Ｅ座標を切換器４０５に入力しＳ４ｌｒ，Ｓ４ｌ８に
より４０６へ記憶させる。モード２の場合は制御線Ｓ４
Ｏ６を通じて４１０はメモリ４０２より部分的に必要な
区間の変化量Ｄｉを読出し４０９へ入力させる。

４０９は入力したＤｉの中から最大値をとる座標点Ｐｄ
を検出しＳ４２３を通じて４１０へ入力する。

制御線Ｓ４２６を通じて４１０はメモリ４０６からＡＳ
とＴ２Ｅを読出し（Ｔｌｓ，Ｐｄ），（Ｐｄ，ｔ２Ｅ）
の組合せの始・終点座標をＳ４２９を通じて４１１に入
力し制御線Ｓ４２８の起動により直線素特徴コードを抽
出する。以後はモード１の場合と同じである。モード３
の場合は制御線Ｓ４Ｏ５を通じて４１０はメモリ４００
より部分的に必要な区間の座標点を読出し４０８へ入力
？せる。

４０８は入力された座標点数より中点座標を検出しＳ４
２２を通じて４１０へ入力する。

４１０は制御線Ｓ４２６を通じてメモリ４０６からＣｌ
Ｓ，Ｃ２Ｅを読出し（Ｃ，Ｓ，Ｐｍ），（Ｐｍ，Ｃ２Ｅ
）の組合せの始・終点座標をＳ４２９を通じて４１１に
入力し制御線Ｓ４２８の起動により曲線素特徴コードを
抽出する。

以後はモード１の場合と同じ。このようにしてメモリ４
０６には統合処理▲れた新しい素特徴コードと始・終点
座標が記憶される。

４１０は１回の統合処理が終了したことをＳ４３ｌを通
じて４０３へ入力する。

指定モード以外が４０ｒによ勺検出された場合４１０は
処理が終了したこととみなし終了をＳ４３ｌを通じて４
０３へ入力する。４０３は１ストローク中の素特徴数を
一時記憶しているからすべての統合処理が終了するまで
Ｓ４ｌ６を通じて４１０を動作起動する。

すべての統合処理が終了するとメモリ４０６から素特徴
コードをＳ４２Ｏにて読出し識別特徴の計算に入る。以
上説明したように第１の実施例のような統合処理をおこ
なうことによシ文字の大小変形や直線、曲線に区分が難
しいような形状における素特徴の抽出の変動が吸収され
従来素特徴抽出の変動を論理的０Ｒ結合で吸収した部分
が減少し識別特徴の作成が容易になり識別特徴の記憶容
量を減少することができ経済的な装置にすることができ
る。

識別特徴の計算時間も減少するのでこのような装置を使
用したオンライン文字認識装置の機能をより効果的にす
る利点がある。モード２の場合、曲線の変化量Ｄｉの最
大値点座標により曲線を分割して直線に統合したが曲線
が滑らかで変化量に明らかな差異がない場合は第６図の
ように曲線の中点をＰｄとして統合することもできる。

またモード３の場合曲線に狭まれた直線部分を除き第７
図のようにＣｌ，Ｃ２の曲線そのままに統合しても原図
形に近似していることから同様な効果があることが予想
される。

本発明は文字の形状から直線、曲線の部分形状を抽出し
その出現順序により直線、曲線を組合せて文字の識別特
徴を構成することができるので直線・曲線混合の文字た
とえば数字アルフアベツト、その他の一部記号文字など
のオンライン認識装置に利用できる。

図面の簡串な説明 第１図は素特徴コードの説明図、第２図，第３図及び第
４図は本発明の統合処理を図形的に説明する図、第５図
は本発明の実施例のプロツク図、第６図と第７図は統合
処理の他の実施例を説明する図である。

４００，４０２，４０６・・・記憶回路、４０１・・・
変化量検出回路、４０３，４１０・・・制御回路、４０
４・・・素特徴コード判定検出回路、４０５・・・切換
器、４０ｒ・・・統合処理モード判定回路、４０８・・
・中間座標点検出回路、４０９・・・最大値検出回路、
４１１・・・素特徴コード検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ａ）記入盤における文字記入の筆点運動を各ストロ
   ーク毎にＸＹ座標の座標点系列として検出し、メモリに
   記憶する過程と、ｂ）１つのストロークの座標点系列を
   順次１点ずつずらして３点ずつ前記メモリから取り出し
   、各３点で与えられる２つのベクトルの方向差の量子化
   係数と一方のベクトルの長さとの積を変化量ｄとして検
   出する過程と、ｃ）１つのストロークの変化量を検査し
   て、予め定められた値ＴＨｏよりも大きい変化量がある
   ときは、その変化量に対応した座標点で分割し、予め定
   められた前記値よりも大きい変化量がないときは、１つ
   のストロークの全長に応じて決められる長さで分割する
   ことによつて各ストロークを部分ストロークに分割する
   過程と、ｄ）各部分ストロークを直線と曲線との予め定
   められた素特徴に対応させて各ストローク毎に素特徴コ
   ードの系列を作る過程と、を備えたオンライン文字特徴
   抽出方法において、各ストローク毎に３個の素特徴コー
   ドを取り出して各素特徴コードが直線であるか曲線であ
   るかを判定したのち、ｅ）直線−直線−直線もしくは直
   線−直線−曲線の素特徴コード系列である場合に、最初
   の２つの直線素特徴コードを統合して１つの曲線素特徴
   コードへ変換し、ｆ）直線−曲線−直線の素特徴コード
   系列である場合に、３つの素特徴コードを統合して２つ
   の直線素特徴コードへ変換し、ｇ）曲線−直線−曲線の
   素特徴コード系列である場合に、３つの素特徴コードを
   統合して２つの素特徴コードへ変換する過程を含むこと
   を特徴とするオンライン文字特徴抽出方法。