JPS6015994B2 - パタ−ンの特徴抽出方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学的文字認識装置（以下ＯＣＲと称す）の特
徴抽出方式、特にパターンの有するループ部の丸みと屈
折を区別する特徴を抽出する方式に関する。

紙上に書かれた文字を認識する場合に、一般的に光学的
に走査し文字部を“１”、紙の白部を“０”というよう
に２値パターンに量子化し１文字分づつに分離してから
雑音除去、細線化等の前処理を経て特徴抽出部、判定部
を通るといった順序で行なわれている。

特徴抽出部では、通常、線の端点、分岐点、屈折点、凹
部、凸部等を特徴として抽出し、判定部ではこれらの特
徴の存否あるいは量によって入力された文字を判定する
ようになっている。この特徴抽出に関しては様々な特徴
抽出方法が提案され実用化されて釆た。

ところが読取り対象文字を、数字の他に英字、カタカナ
、記号等まで拡げると、異なったカテゴリーで類似した
パターンが更に増加する。お互いに類似したパターンを
区別するには殆んどこれらの類似パターンどうしだけを
区別するための特殊な特徴を抽出する必要が生れるよう
になる。そのために、最初に議取り対象文字全体を識別
するために比較的有効な特徴（以下の文では基本特徴と
称することにする。）を抽出し、この抽出された基本特
徴によって候補カテゴリーを決め、続いてこの候補カテ
ゴリーについてだけ各カテゴリー毎に記述された複数個
の特徴のリスト（以下、特徴リストと称する）に従って
、基本特徴あるいは入力パターンから特徴を抽出し特徴
リストを満足する候補カテゴリーを１つにいまる、とい
う手段が採用されるようになった。このような手段によ
って判定しなければ区別が困難な例に○，Ｄ，Ｖの区別
がある。第１図のような英字Ｄを読むには、第２図のよ
うな３つのパターンの区別が可能であることが前提とな
る。第２図１は手書きの０（ゼロ）で左上にストローク
が突き出たパターンであり、第２図２は手書きのＤ（デ
ー）で左下のストロークの突き出しが無い場合であり、
第２図３は手書きのＶ（ブィ）で右上のストロークの突
き出しが無い場合である。数字だけを読むＯＣＲではこ
れら３種とも数字０として認識しても支障は無かったが
、英字、数字を読む〇ＣＲでは、これらを正確に区別す
る必要がある。これらのパターンの区別が可能になると
、第１図のような入力パターンは基本特徴では左上に端
点から分岐点までの右下りの短かし、ストロークがある
ということで第２図のような３つのパターンのいずれか
であるとされ候補カテゴリー○，Ｄ，Ｖが決定される。
これら３つの候補カテゴリーにまでいまられた後は、入
力パターンの左方に丸みがないことで第２図１の字形で
ないことが判り、右方の丸みがあることで第２図３の字
形でないことが判る。従って第１図のパターンは第２図
２の字形のＤと判る。しかし、従釆文字パターンのルー
プの部分に丸みがある屈折があるか検出することは想像
以上に困難で、安定な決定方法は無かった。本発明の目
的はループの丸みと屈折とが相違点であるような文字パ
ターンを区別するために有効な特徴を抽出する方式を提
供することにある。

本発明は１文字分の２値パターンを記憶するパターンメ
モリ、このパタ−ンメモリの２値パターンからストロー
クの端点や分母も点のような特殊点や、ストロークの方
向といった基本特徴を抽出する基本特徴抽出手段、前記
基本特徴抽出手段で抽出された基本特徴を記憶する基本
特徴レジスタ、基本特徴と類似の形式をした多数の標準
パターンを記憶する候補決定用辞書、榛準パターンと前
記基本特徴レジスタに記憶してある入力文字の基本特徴
とを照合して適合する標準パターンの文字名を候補文字
名として取り出すための候補決定手段、前記候補決定手
段で得られた候補文字名を順次記憶する候補文字名レジ
スタ、各文字に認識するために必要な１個以上の特徴リ
ストを記憶する判定用辞書、前記候補文字名レジスタに
記憶されている候補文字名に対する特徴リストを判定用
辞書より取り出し、特徴リストの特徴を前記パターンメ
モリの入力パターンあるいは前記基本特徴レジスタに記
憶された基本特徴から抽出し、特徴リスト中の特徴が全
て抽出されたら、その候補文字名を入力パターンの文字
と判定する判定手段からなるＯＣＲの最後の構成要素た
る判定手段に、判定辞書から取り出された特徴リストの
中の１つの特徴が指定された分岐点から、指定された方
向のところに丸みまたは角（かど）があるかを検議する
ことである場合に指定された分岐点の行座標値から前記
パターンメモリを第１の方向へ走査を行ないつつ、前記
第１の方向に直交し互いに方向の異なる第二及び第三の
方向にそれぞれ読み出し最初に入力パターンと交差しな
い走査行より−走査前の走査行を前記第二の方向、第三
の方向の第一の行座標値及びに第二の行座標値として検
出する手段と、前記検出された第一の行座標値と第二の
行座標値とが示す間を前記パターンメモリの列の端より
前記第二の方向又は第三の方向に走査を行ないつつ第一
の方向または前記第一の方向に対して逆の方向のうちの
指定された方向に議取り入力パターンに初めて１回だけ
交差する走査列の座標値を検出し、更に前記列座標値の
位置において指定により前記第三の方向に前記第一の行
座標値の位置よりまたは前記第二の行座標値の位置より
走査して入力パターンの端の行座標値を検出する第一の
特徴値抽出手段と、指定により前記分岐点の行座標値と
前記第一の行座標値又は第二の行座標値との差の値と前
記第一の特徴値抽出手段で得られる行座標値と前記第一
の行座標値又は第二の行座標値との差の値とによる比の
値が指定された値と指定された大４・関係にあるかを検
証する手段とを、１つの特徴抽出手段として含むように
したものである。本発明によれば第１図のような入力パ
ターンに端点Ｔ，から分岐点Ｂ，迄右下りの線がある場
合に、第２図のような３つの候補文字が決定された後に
３つの中の１つに割り当てられる。

第２図１には分岐点Ｂ，の下のループの下端から分岐Ｂ
までの高さａに対して、前記ループの下端からループの
技左列の中のパターンの下端までの高さｂの比ｂ／ａが
１／３以上である時に割り当てられ、第２図２には右側
のｂ／ａは２／槌亥下である時に、また第２図３には右
側のｂ／ａは４′５以上である時に割り当てられる。

第３図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

１０は１文字分のパターンを記憶するためのパターンメ
モリで、ＯＣＲの光蟹変換や切出し等の処理を経たパタ
ーン情報が貯えられる。

基本特徴抽出手段１ １はパターンメモリ１０に記憶さ
れている文字パターンから総点、分岐点、屈折点、スト
ロークの方向等の基本特徴を抽出し基本特徴レジスタ１
２に記憶する。特徴抽出の方法については、例えば第４
図１のような文字パターンから第４図２に示すように総
点Ｔ、分岐点Ｂ、屈折点Ｋ，２，５，５等の数字で示さ
れるストロークの方向（矢印で示してある）が検出され
検出順に兆班斑ＩＢのような記号列とされる。

第４図３は、ストロークの方向と数字０，１，２・・・
・・・７の対応関係を示している。この基本特徴は全て
の文字に共適していることが出来るような特徴なので後
の処理において不要になるようなものは殆んど無い。従
って基本特徴抽出手段１１では、全ての入力文字に対し
て一様な特徴を抽出している。基本特徴が抽出されると
、コントロールは候補決定手段１４に渡り基本特徴レジ
スタ１２に記憶された基本特徴と、候補決定用辞書１３
に記憶されている標準パターンとが照合される。この標
準パターンは例えばァ：１２巡（４歌） ４斑２＄（０１Ｋ）０１Ｂ のような形をしており、この形式に於いて最初のアはこ
の標準パターンの文字名を示し、Ｋ，Ｂ、数字（０〜７
）は第４図２と同様に屈折点、分岐点、ストロークの方
向を示し、特に１２雛の数字１２３は方向１，２，３の
いずれかを示し、その後のＫは屈折点のあることを示し
ている。

また（ ）の内部の部分はあってもなくとも良いストロ
ークを示している。この形式のような標準パターンには
、第４図２のような基本特徴２Ｋ５Ｂ３ＢＩＢ は含まれているので、この標準パターンの文字名アは候
補文字となる。

尚、候補決定用辞書１３には、認識対象とする文字毎に
１つあるいは複数個の標準パターンを含ませてある。候
補決定手段１４は候補決定用辞書１３の標準パターンと
の照合を行ない、レジスタ１２内の基本特徴の含まれる
標準パターンの文字名が候補文字名レジス夕１５に記憶
される。このレジスタ１５には１個以上の候補文字がセ
ットされることもあるし、全く無い場合もある。基本特
徴による候補文字名が決定されると判定手段１７にコン
トロールが渡る。

判定手段１７に於いては候補文字レジスタ１５に記憶さ
れた候補文字名が無い場合は、謙取不能を示す信号を出
力レジスタ１９に出力するが候補文字が１個以上の場合
はその文字名をキーとて判定用辞書１８の内容を索引し
、そこから読み出された特徴リストに従って必要なパタ
ーンメモリ１０や基本特徴レジスタ１２から抽出し、特
徴リストを満足する文字名を入力文字名として出力レジ
スタ１９に出力する。判定用辞書１８の各項副ま特徴の
種類とパラメータを表現しており、複数個の特徴の全て
が満足される必要のある時にはまとめてリストされてい
る。

例えば第４図のようなカタカナの“ァ”の特徴リストに
は王にマと区別するに必要な特徴×，８，Ｔ３，３が指
定されている。

これはＸという特徴を使った例で、分岐点Ｂ、の×座標
が総点ｔのＸ座標より３ビット以上右にあればアとなる
ための１つの特徴を満足することを示している。このよ
うな特徴は１文字に対して１個あるいは複数個まとめら
夕れて特徴リストして用意されており、１個ならばそれ
だけでも満足されたら判定して良く、複数個の時にはリ
スト上の特徴全てが満足されることを意味している。こ
の場合、基本特徴間のＸ座標間の関係を特徴０として用
いものであるが、基本特徴では抽出されていない特徴を
入力パターンから改めて抽出する特徴抽出方法を必要で
ある。

その１つが本願である。第５図は本願の具体的な実施例
を示したプロック図である。

判定手段１７には判定制御回路２０の制御のもとにいく
つかの特徴抽出手段４０，５０，６０が含まれ、本願は
これら複数個の特徴抽出手段のうちの１つの手段４０で
あることを示している。尚、第３図と共通部分の一部は
図示を省略する。候補文字レジスタ１５にセットされた
候補文字に対応した特徴リストが判定制御回路２０１こ
よって解読され、その結果特徴リストの１つとして特徴
ＲすなわちＲ，Ｂ，ｄ，ｔ’ｒ が選ばれた時、パラメータとしての分岐点＆の座標値が
レジスタ２１に、分岐点の右か左かを示すパラメータ値
ｄがレジスタ２８に、入力パターンから検出される比と
比較するための閥値パラメータ値ｔがレジスタ３２に、
更に大小関係を示すパラメータ値ｒがレジスタ３３にセ
ットされる。

分岐点‘ま基本特徴抽出手段１１によって検出された順
に基本特徴レジスター２の分岐点を記憶する部分に、そ
の座標値が記憶されており、分岐点の番号が与えられる
と指定された分岐点の座標値が読み出され、Ｘ及びＹ座
標値が各々レジスタ２７及び２２にセットされる。上行
検出手段２３はしジスタ２２にセットされた分岐点のＹ
座標値より上の位置にあるパターンの行をパターンメモ
リ１０から順次取り出して初めて入力パターンと交差し
ない行より一行前の行座標値を上行とて検出しその座標
値Ｙｐをレジスタ２４にセットする。

下行検出手段２５はしジスタ２２にセットされたＹ座標
値よりも下の位置にあるパターンの行をパターンメモリ
１０から取り出し初めて入力パターンの“１”と交差し
ない行の一行前の行座標値を下行として検出してその下
行の行座標値Ｙｑをレジスタ２６にセットする。交差列
検出手段２９は入力パターンのレジスタ２４にセットさ
れた上行座標値と、レジスタ２６にセットされた下行座
標値との間でパターンメモリ１０をレジスタ２７にセッ
トされた基本特徴である分岐点のＸ座標値から垂直方向
に謙出しながらレジスタ２８にセットされた方向のパラ
メータ２値ａで指定される方向に議出しを進め最初に入
力パターンの“１”と１回だけ交差する列座際値を検出
し、検出された列座榛値の位置で入力パターンと交差す
る垂直方向での座標値Ｙｃを検出してレジスタ３０にセ
ットする。検証手段３１はしジスタ２４、レジスタ２６
及びレジスタ３０の各々にセットされたＹ座標Ｙｐ，Ｙ
ｑ、及びＹｃを用いて至−ｈＣ−Ｙｐ！ａ・Ｎｑ−Ｙｐ
ｌ を計算しこのｂ／ａがレジス夕３２にセットされた値ｔ
としジスタ３３にセットされた大小関係のパラメータ値
ｒの条件を満足するなら“１”を、しないならば‘‘０
”を判定制御回路２０に出力する。

尚、第５図に於いてレジスタ２２に×座標、レジスタ２
７にＹ座標、レジスタ２８に上または下の方向をセット
するように手段２３をレジスタ２２のＸ座標より左方に
垂直走査しつつ、最初に入力パターンと交差しない列の
一列前の列座標値を左列Ｘｐとして検出する手段に、手
段２４をレジスタ２２のＸ座標より右方に垂直走査しつ
つ最初に入力パターンと交差しない列の一列前の列の座
標値Ｘｑとして検出する手段に変え、更に手段２９を左
列Ｘｐと右乳収ｑに狭まれた領域内でレジスタ２８にセ
ットされた方向（上または下）に水平走査しつつ最初に
入力パターンと１回交差する行座標値を検出し、更にこ
の検出された行座標値の位置で入力パターンと交差する
水平方向での座標Ｘｃを検出してレジスタ３０‘こセッ
トする手段に変える。このように変えることによって検
証手段３１ではｂ／ａ＝ＩＸｃ−Ｘｐｌ／ＩＸｑ−Ｘｐ
ｌを計算しこの値がレジスタ３２にセットされた値ｔと
、レジスタ３３にセットされた大小関係のパラメータ値
Ｙの条件を満足するか否かを検証する機能に変える。

即ち、このように変えることによって第６図のような数
字９と４を区別するに有効な上端の丸みまたは角を検出
する機能を与えることが出来る。

また、以上の説明では入力パターンは走査された２値パ
タ−ンとしたが、太さの影響を除くために細線化された
パターンに置きかえることには大きな意義がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は認識した入力文字の１つを示す図、第２図及び
第６図は本発明を適用することによって区別出来るパタ
ーンの例を示す図、第３図及び第５図は本発明の実施例
を示すブロック図、第４図は基本特徴を説明する図であ
る。 図において１０はパターンメモリ、１１は基本特徴抽出
手段、１２は基本特徴レジスタ、１３は候補決定用辞書
、１４は候補決定手段、１５は候補文字レジスタ、１７
は判定手段、１８は判定用辞書、１９は出力レジスタ、
２川ま判定制御回路、２３，２５は上行及び下行検出手
段、２９は交差列検出手段、３１は検証手段である。 オー図 オ２図 才３図 才４図 オ５図 汁６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １文字分の入力パターンから端点、分岐点、及びス
   トロークの方向等の基本特徴を抽出し、基本特徴を用い
   た複数個の標準パターンと照合して候補文字名が備える
   べき条件として記述された複数個の特徴を基本特徴及び
   入力パターンから抽出して前記複数個の特徴の条件を満
   たした候補文字名を入力文字名として決定するようにし
   た文字認識装置において、入力パターンを記憶したメモ
   リの内指定された分岐点の行座標値から前記メモリを第
   一の方向へ走査を行ないつつ前記第一の方向に直交し互
   いに方向の異なる第二および第三の行方向にそれぞれ読
   み出し、初めて入力パターンと交差しない走査行より一
   走査前の行座標値を、前記第二の方向、第三の方向の第
   一の行座標値及び第二の行座標値として検出し、検出さ
   れた前記２個の行座標値が示す間を前記メモリの列の端
   より前記第二の方向または第三の方向の行方向に走査を
   行ないつゝ前記第一の方向または第一の方向に対して逆
   の方向のうちの指定された列方向に読み出し初めて入力
   パターンに１回交差する走査列の列座標値を検出し、前
   記列座標値上で指定する前記第二の方向または第三の方
   向と同じ方向に走査して最初に検出される入力パターン
   の行座標値と前記指定の第二、第三の方向に対応する前
   記検出の第一、第二の行座標値との差の値と、前記分岐
   点の行座標値と前記指定と同じ第二、第三の方向に対応
   する前記第一、第二の行座標値との差の値との比である
   値を入力パターンの認識用特徴として検出するようにし
   たことを特徴とするパターンの特徴抽出方式。