JPS6022792B2 - 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、特にパターンの丸みと直線性を区別する特
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、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つてい
る。この特徴抽出に関しては様々な特徴抽出方法が提案
され実用化されてきた。

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。互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同志だけを区別す
るための特殊な特徴を抽出する必要が生れる。そのため
に最初に論取り対象文字全体を講捉りするために比較的
有効な特徴（以下基本特徴と称す）を抽出し、抽出され
た基本特徴により候補文字を決め、続いてこの候補文字
についてだけ各文字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）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
る候補文字を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，ロの区別がある。

第１図のような英字Ｄ（ディ）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は数字０（ゼロ）で、２は英字Ｄ（ディ）で
、３は片仮名ｏである。数字だけを読むＯＣＲでは、こ
れら３種のどの形の場合も数字０と認識しても支障は無
かったが、数字、英字、片仮名を読むＯＣＲ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、分岐点、端点がないということで第２図のよう
な３つのパターンのいずれかであるとされ、候補文字、
０，Ｄ，ロが決定される。これら３つの候補文字にまで
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分り、右方に丸みがある
ことで第２図３の字形でないことが分る。従って第１図
のパターンは第２図２の字形のＤと分る。しかし従来文
字パターンに丸みがあるかないかを検出することは困難
で、安定な決定方法は無かった。本発明の目的は丸みが
あるかないかあるいは直線かどうかが相違点であるよう
な文字パターンを区別するの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、このパターンメモリの２値パターンからストロー
クの端点、分岐点、屈折点の特徴点の座標値及びストロ
ークを折れ線近似する複数個の方向値といった基本特徴
を抽出する基本特徴抽出手段、基本特徴抽出手段で得ら
れた座標値及び方向値をめる基本特徴抽出手段、各カテ
ゴリーの基本特徴で表した標準パターンを記憶する候補
決定用辞書、入力パターンからの基本特徴と候補決定用
辞書の各標準パターンの基本特徴とを比較して適合する
標準パターンの文字名を候補文字名とする候補決定手段
、候補文字名を記憶する候補文字名記憶手段、各文字に
判定するために必要な１個以上の特徴リストを記憶する
判定用辞書、候補文字名の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入力パタ−ンあるいは基
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名と判定する判
定手段からなるＯＣＲの、最後の構成要素たる判定手段
を、判定辞書から取り出された特徴リストの中の１つの
特徴として、前記パターンメモリをパターンメモリの端
の座標値より指定した方向値に従い順次読みだし最初に
検出されるパターン位置の座標値を求める交差点検出部
と、パターンメモリを２点の座標値からの中点の座標値
より指定方向値に従い順次読みだし最初に検出されるパ
ターン位置の座標値までの距離の値を求める到達検出部
と、到達検出部で得られた距離の値と指定された閥値と
の比較を行う検証部とを備え、特徴リストでの指定によ
り基本特徴である特徴点の座標値又は交差点検出部で得
られる座標値を到達検出部の２点の座標値とし得られる
距離の値を入力パターンの判定用特徴として検出するよ
うにしたものである。

次に本発明について図面を参照して説明しよつ。

第３図１は斜め走査を行うための走査の方向ｄｌ〜ｄ８
を表わし、第３図２は前記方向ｄｌの斜め走査を行う際
の走査線の順番を示し、ＳＩ，Ｓ２の順である。

他の方向（ｄ２〜ｄ８）も同機に走査線の順番はパター
ンメモリの中心に向ってである。方向ｄｌ〜ｄ８の斜め
走査を行い初めて入力パターンに交差する交差点をＰＩ
〜Ｐ８とする。第８図に例示されているように方向ｄｌ
とｄ７（又は方向ｄ２とｄ８）の斜め走査で得られる２
つの交差点Ｐ１，Ｐ７（又はＰ２，Ｐ８）の中点を左方
向に水平走査して入力パターンに到達するまでの距離を
ａ、方向ｄ３とｄ５（又は方向ｄ４とｄ６）の斜め走査
で得られる２つの交差点Ｐ３，Ｐ５（又はＰ４，Ｐ６）
の中点を右方向に水平走査して入力パターンに到達する
までの距離をｂ，方向ｄｌとｄ７（又は方向ｄ２とｄ８
）の斜め走査で得られる２つの交差点Ｐ１，Ｐ７（又は
Ｐ２，Ｐ８）の中点を左方向及び右方向に水平走査して
入力パターンに到達するまでの短い方の距離をｃ、及び
に方向ｄ３とｄ５（又は方向ｄ４とｄ６）の斜め走査で
得られる２つの交差点Ｐ＆ Ｐ５（又はＰ４，Ｐ６）の
中点を左方向及び右方向に水平走査して入力パターンに
到達するまでの短い方の距離をｅとすると、第２図１に
はａ及びｂが閥値ｔｌ以上のときに割り当てられ、第２
図２にはｃが関値ｔ沙〆下でかつｂが閥値ｔｌ以上のと
きに割り当てられ、第２図３にはｃ及びｅが閥値ｔａ〆
下のときに割り当てられる。ここでｔｌ＞ｔ２とする。
第４図は本発明のパターンの特徴抽出方式を実現するた
め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
光電変換や切り出し等の処理を経たパタ−ン情報が貯え
られる。

基本特徴抽出手段１１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端点、分岐点、屈折点の座標値
やストロークを折れ線近似する方向値の基本特徴を抽出
し基本特徴レジスタ１２に記憶する。特徴抽出の方法に
ついては、例えば第７図１のような文字パターンから第
７図２に示すように端点Ｔ、分岐点Ｂ、屈折点Ｋ、２，
３，５等の数字で示されるストロ−クの方向値（矢印で
示してある）が検出され検出順に狐由紐ＩＢのような記
号列とされる。第７図３はストロークの方向値と数字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通して用いることが出来る
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
のはほとんどない。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文字決定手
段１４にわたり、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洲（４歌）４＄２＄（０１Ｋ）０１Ｂのような形を
しており、この形式にお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７図２
と同様に、屈折点、分岐点名及びストロークの方向値を
示し、特に１２靴の数字１２３は方向値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（ ）内部の部分はあってもなくても良し、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７図２のような基本特徴２Ｋ粥箱ＩＢは含まれいる
ので、この標準パターンの文字名アは候補文字となる。

なお候補決定用辞書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
照合を行い、レジスタ１２内の基本特徴の含まれる標準
／ぐ０ターンの文字名が候補文字名レジスター５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
特徴により候補文字名が決定されると、判定手段１７に
コントロールが移る。判定手タ段１７においては、候補
文字名レジスター５に記憶された候補文字名が無い場合
は読取不能を示す信号と、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
して判定用辞書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特徴をパターンメモリー
０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ー９に出
力する。判定用辞書１８の各項目は特徴の種類とパラメ
ータを表現しており、複数個の特徴すべてが満足される
必要のある時には、まとめてリストにされている。たと
えば第７図１のようなカタカナの“ア”の特徴リストに
は王にマと区別するに必要な特徴Ｘ，Ｂ１，Ｔ３，５ が指定されている。

これは×という特徴を使った例で、分岐点ＢＩの×座標
が端点Ｔ３の×座標より５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
められて特徴リストと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
はリスト上の特徴すべ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として
用いたものであるが、基本特徴では抽出されない特徴を
、入力パターンから改めて抽出する特徴抽出方式も必要
である。その１つが本発明である。第５図は本発明のパ
ターンの特徴抽出方式における判定手段１７の具体的な
一実施例示したブロック図である。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、本発明はこれ
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。なお第４図と共通部分の一部は図示
を省略する。候補文字名レジスタ１５にセットされた得
補文字に対応した特徴リストが判定制御回路２０‘こよ
って解読され、特徴リストの１つとして特徴Ｒすなわち
Ｒ，ｍ，ｎ，ｃ，ｔ，ｒ〔但しｍ＝Ｐｉ（ｉ＝１〜８）
．ｎ＝Ｐｊ（ｉ＝１〜８）又はｍ，ｎは分岐点、端点〕
が選ばれた時、ｍ＝Ｐｉ，ｎ＝Ｐｉであると斜め走査の
方向を決めるパラメータとしてｉがレジスタ２１に、斜
め走査の方向を決めるパラメータとしてｉがレジスタ２
２に、指定された２点の中点からの走査方向を決めるパ
ラメータとしてｃがレジスタ３１に、前記中点の座標値
から走査して入力パターンに到達するまでの距離の値と
比較するための関値パラメータｔがレジスタ３川こ、及
びに大小関係を示すパラメータｒがレジスタ３２にセッ
トされる。

交差点検出手段２３と２４は、レジスタ２１と２２にセ
ットされた斜め走査の方向を決めるパラメータによりパ
ターンメモリー０を走査して最初に入力パターンと交差
する点を検出しその座標値をレジスタ２５としジスタ２
６にセットする。

到達検出手段２７は指定された点の座標値がセットされ
たレジスタ２５と２６の値より中点の座標値を求め、パ
ターンメモリ１０においてレジスタ３１にセットされた
方向に走査して入力パターンに到達するまでの中点から
の距離の値をレジスタ２８にセットする。検証手段２９
はしジスタ２８にセットされる値がレジスタ３０にセッ
トされた閥値ｔとしジスタ３２にセットされた大小関係
ｒを満足するなら“１”を、しなければ“０”を判定制
御回路２川こ出力する。特徴Ｒのパラメータをｃ＝１な
ら左走査、ｃ；２なら右走査、ｃ＝３なら左右走査、ｃ
＝４なら上走査、ｃコ５なら下走査、ｃ＝６なら上下走
査、ｒ＝１なら以上、ｒ：２なら以下とすると第２図各
々を判定のためのＩＪストは、例えば第２図１に対して
は０：Ｒ，Ｐ１，Ｐ７，１，ｔｌ，Ｉ Ｒ，Ｐ３，Ｐ５，２，ｔｌ，１ または ０：Ｒ，Ｐ２．Ｐ＆ １，ｔｌ，Ｉ Ｒ，Ｐ４，Ｐ６ ２，ｔｌ，１ 第２図２に対しては Ｄ：Ｒ，Ｐ１，Ｐ７，３，ｔ２，２ Ｒ，Ｐ３，Ｐ５，２，ｔｌ，１ または Ｄ：Ｒ，Ｐ２，Ｐ８，３，【２，２ Ｒ，Ｐ４，Ｐ０ ２，ｔｌ，１ ０第２図３に対しては ロ：Ｒ，ＰＩ，Ｐ７，３，ｔ２，２ Ｒ，Ｐ３，Ｐ５，３，ｔ２，２ または ロ：Ｒ，Ｐ２，Ｐ＆ ３，ｔ２，２ タ Ｒ，Ｐ４，Ｐ６，３，ｔ２，２となる。

ここでは特徴リストは各々２つの特徴で記述され両方の
特徴を満足したとき、入力文字名として特徴リストにつ
いたカテゴリー名を与える。０ 第５図においてｍ又は
ｎに端点又は分岐点の指定がなされていたら斜め走査に
よらず直接端点又は分岐点の座標値をレジスタ２５又は
２６にセットして上記と同じ機能をもたすこともできる
。

たとえば第６図のパターンにおいて方向値ｄ３の斜夕め
走査で得られる点Ｐ３と分岐点ＢＩの中点の座標値から
右方向に水平走査して距離ｂが関値ｔ３以上であれば第
６図２、閥値り以下であれば第６図１として判定するこ
とができる。第６図判定のための特徴Ｒは次の様になる
。０ １：Ｒ，Ｐ３ Ｂ１，２，ｔ４，２２：Ｒ，
Ｐ３，Ｂ１，２，ｔ３，１また以上の説明では、入力パ
ターンは走査された２値パターンとしたが、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は
大きなタ意義がある。

【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、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図は斜め走０査に関する図、第４
図は本発明のパターンの特徴抽出方式を実現するための
一実施例を示すブロック図、第５図は判定手段１７の一
実施例示すブロック図、第７図は基本特徴を説明する図
、第８図は斜め走査で得られる２つの交差点の中点およ
び水平方向走査を説明する図である。 図において、１川まパターンメモリ、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は候補文字名レジスタ、
１７は判定手段、１８は判定用辞書、１９は出力レジス
タ、２０は判定制御回路、２３，２４は交差点検出手段
、２７は到達検出手段、２９は検証手段である。 オー図 オ２図 才３図 オ４図 オ６図 オ５図 オ７図 オ８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力パターンを記憶するパターン記憶手段と、前記
   パターン記憶手段からのパターンが持つ複数種類の特徴
   点を座標値及びストロークを折れ線近似する複数個の方
   向値を求める基本特徴抽出手段と、基本特徴抽出手段で
   得られる座標値及び方向値を記憶する基本特徴記憶手段
   と各カテゴリーの基本特徴で表わした標準パターンを記
   憶した候補決定用辞書と、前記基本特徴記憶手段に記憶
   された入力パターンからの基本特徴と前記候補決定用辞
   書の各標準パターンの基本特徴とを比較して適合する標
   準パターンの文字名を候補文字名とする候補決定手段と
   、候補文字名を記憶する候補文字名記憶手段と、各文字
   に判定するために必要な１個以上の特徴リストを記憶す
   る判定用辞書と、前記判定用辞書の特徴リストにより前
   記候補文字名記憶手段から入力パターンの文字名を決定
   する判定手段と、判定手段で決定される入力パターンの
   文字名を記憶する出力記憶手段とを備え、特徴リストで
   指定した特徴は前記基本特徴及び入力パターンから抽出
   するようにした文字認識方式において、前記判定手段は
   前記パターン記憶手段をパターン記憶領域の端の座標値
   より特徴リストで指定された方向値に従い順次読みだし
   最初に検出されるパターン位置の座標値を求める交差点
   検出部と、前記パターン記憶手段を２点の座標値より得
   られる中点の座標値より指定の方向値に従い順次読みだ
   し最初に検出されるパターン位置の座標値までの距離の
   値を求める到達検出部と、前記到達検出部で得られた距
   離の値と指定された値との比較を行う検証部とを備え特
   徴リストでの指定による前記基本特徴記憶手段の特徴点
   の座標値又は前記交差点検出部で得られる座標値を前記
   到達検出部における２点の座標値とし得られる距離の値
   を入力パターンの判定用特徴として検出するようにした
   パターンの特徴抽出方式。