(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字入力用ガイドパターンに含まれている複数のガイドラインのうち、いずれかのガイドラインを特定することにより入力された文字を識別する装置であって、
前記複数のガイドラインにそれぞれ対応して設けられている既設セグメントを、時系列的に特定されたガイドラインに従って順次検知する検知手段と、
前記検知手段から順次出力された検知データを記憶する記憶手段と、
前記順次出力された検知データを蓄積した蓄積データに基づいて、入力された文字を識別する識別手段とを具備し、
前記記憶手段は、前記検知手段により検知された前記既設セグメントごとに蓄積ポインタを割り当てると同時に、該蓄積ポインタに対応させて前記検知データを記憶し、且つ、前記蓄積ポインタは、前記検知手段により前記ガイドラインの特定が検知されるたびに逐次インクリメントされた値を有し、
前記識別手段は、文字ごとに予め記憶されている標準パターンデータと、前記検知手段から順次出力された検知データを蓄積した蓄積データとを比較するにあたり、
前記標準パターンデータ各々の蓄積ポインタの個数と、前記記憶手段に記憶された前記蓄積データの蓄積ポインタの個数との差を距離値Ｄとして定義し、
各々の前記蓄積ポインタに対応して前記標準パターンデータと前記蓄積データとを比較し、等しくなければ前記距離値Ｄに所定数を加える処理を、Ｎ回（Ｎは、前記標準パターンデータ各々の蓄積ポインタの個数および前記蓄積データの蓄積ポインタの個数のうち小さい方の値）繰り返すことにより、最終的に得られたそれぞれの距離値Ｄのうち、最も距離値Ｄが小さかった標準パタンデータの文字を識別結果として出力する、
ことを特徴とする文字識別装置。
【請求項２】
文字入力用ガイドパターンに含まれている複数のガイドラインのうち、いずれかのガイドラインを特定することにより文字を入力する装置であって、
請求項１に記載の文字識別装置を備え、該文字識別装置により識別された文字データを外部に供給することを特徴とする文字入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、数字あるいはアルファベットなどの文字を識別するための文字識別装置、および、数字あるいはアルファベットなどの文字を入力するための文字入力装置に関する。
【０００２】
さらに詳述すると、本発明は、手書きなどにより入力されたセグメント状の文字を識別するのに好適な文字識別装置、および、入力した文字を文字識別装置で識別して文字データ供給する文字入力装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
数字あるいはアルファベットなどの文字を入力するために最も普及しているものとして、テンキーに代表されるキーボードがあるが、設置のために大きなスペースが必要となる。
【０００４】
また、キーを配列するためのスペースがない装置の入力手法として音声認識技術を用いることもあるが、音声認識を実行するためには、高性能なプロセッサが必要とされる。しかし、高騒音下においては音声認識率が低下するので、確実かつ手軽に情報を入力するのには適していない。
【０００５】
その他の入力手法として、タッチパッドやペンを用いて指定した文字を認識させることが知られているが、ユーザーがフリーハンドで書いた文字を認識するためには、複雑なアルゴリズムを実行するための、高性能なプロセッサを用いる必要がある。
【０００６】
そこで、用紙に文字記入のための７セグメント型ガイドパターンを予め印刷しておき、ユーザーは、そのガイドパターンに沿って線分を手書き記入するという、現実的な技術が知られている（特開平６−２８２６８２号「文字認識方法」参照）。この技術では、ガイドパターンを構成する各セグメントから線分がずれて記入されたとしても、各セグメントに対応して設けられている線分検出用ウインドウからはみ出さない限り、手書き文字を認識することが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セグメント型のガイドパターンに沿って手書き文字を入力する場合には、完全な手書き文字と異なり、セグメント文字としたときに同じ形になってしまう文字が存在する。例えば、７セグメントで文字を表示しようとすると、数字の「５」とアルファベットの「Ｓ］は同じ形になってしまうので、両者を識別することは不可能である。同様に、数字の「８］とアルファベットの「Ｂ］も同じ形になってしまい、識別不能である。さらに、数字の「６」とアルファベットの「ｂ」も、セグメント文字によっては、同一形状となる場合がある。具体的には、数字の「６」について、最上部のセグメントを使用しない場合には、アルファベットの「ｂ」と同じ形になってしまい、両者を識別することは不可能である。
【０００８】
これらの識別能力については、入力用ガイドパターンのセグメント形状を複雑にすることにより解決することも可能であるが、実際にガイドパターンに対応して光学センサを設けることを考えると、複雑なセンサ配置は現実でない。
【０００９】
よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、セグメント型の文字が同じ形状になる場合にも、各セグメントの書き順情報を併せて考慮することにより、確実な文字識別を可能とした文字識別装置および文字入力装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る文字識別装置は、文字入力用ガイドパターンに含まれている複数のガイドラインのうち、いずれかのガイドラインを特定することにより入力された文字を識別する装置であって、前記複数のガイドラインにそれぞれ対応して設けられている既設セグメントを、時系列的に特定されたガイドラインに従って順次検知する検知手段と、前記検知手段から順次出力された検知データを記憶する記憶手段と、前記順次出力された検知データを蓄積した蓄積データに基づいて、入力された文字を識別する識別手段とを具備し、前記記憶手段は、前記検知手段により検知された前記既設セグメントごとに蓄積ポインタを割り当てると同時に、該蓄積ポインタに対応させて前記検知データを記憶し、且つ、前記蓄積ポインタは、前記検知手段により前記ガイドラインの特定が検知されるたびに逐次インクリメントされた値を有し、前記識別手段は、文字ごとに予め記憶されている標準パターンデータと、前記検知手段から順次出力された検知データを蓄積した蓄積データとを比較するにあたり、前記標準パタンデータ各々の蓄積ポインタの個数と、前記記憶手段に記憶された前記蓄積データの蓄積ポインタの個数との差を距離値Ｄとして定義し、各々の前記蓄積ポインタに対応して前記標準パターンデータと前記蓄積データとを比較し、等しくなければ前記距離値Ｄに所定数を加える処理を、Ｎ回（Ｎは、前記標準パターンデータ各々の蓄積ポインタの個数および前記蓄積データの蓄積ポインタの個数のうち小さい方の値）繰り返すことにより、最終的に得られたそれぞれの距離値Ｄのうち、最も距離値Ｄが小さかった標準パタンの文字を識別結果として出力する、ものである。
請求項２に係る文字入力装置は、文字入力用ガイドパターンに含まれている複数のガイドラインのうち、いずれかのガイドラインを特定することにより文字を入力する装置であって、請求項１に記載の文字識別装置を備え、該文字識別装置により識別された文字データを外部に供給する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
実施の形態１
図１は、本発明を適用した文字入力装置の全体構成を示す。本図において、２は８個のエリア感知センサ（以下、単にセンサという）を含んだ入力センサ部であり、これらセンサに指が接触したとき各センサ出力に対応した８ビットの信号が出力される。これら８個のセンサは、図２の（Ａ）に示すように、セグメント型ガイドラインを形成する各セグメントに対応して設けられている７個のセンサと、７セグメントの右下にあるドットに対応して設けられているセンサとから成り、センサ１からの出力は上記８ビットの最下位ビット（ＬＳＢ）、センサ８からの出力は上記８ビットの最上位ビット（ＭＳＢ）に対応する。
【００２２】
換言すると、入力センサ部２の各センサは、ユーザーの指をガイドライン（図２（Ａ）参照）に沿って接触させたとき、その指の軌跡を検出するために用いる。但し、各センサとして上述の如く「エリア感知センサ」を用いているので、指が厳密にガイドライン上を動かず、若干ずれたとしても、指の軌跡を検出することが可能である。
【００２３】
なお、認識文字数を増やしたいときには、図２の（Ｂ）に示すように、１６本の各セグメントに対応させた１６個のセンサを用いることも可能であるが、本実施の形態では図２（Ａ）に示す７セグメント型ガイドラインを、指でなぞって文字を入力する場合について説明していく。
【００２４】
４は状態検出部であり、指が新たなセンサに触れたときに、接触検知信号をセンサ出力蓄積部６（後に説明する）および入力終了判定部８（後に説明する）に出力する。例えば、図２（Ａ）のセンサ１に初めて指が接触したときには接触検知信号が出力されるが、続けて同センサ１に触れた場合には接触検知信号が出力されないように、入力センサ部２からの８ビット出力を連続的に入力して排他的論理和演算を行う。
【００２５】
センサ出力蓄積部６は、入力センサ部２から出力された８ビットの信号を、状態検出部４からの接触検知信号に同期して、記憶する。
【００２６】
例えば、指で図２（Ａ）のセンサ１，センサ２を続けて触れる場合、始めは、センサ１に指が触れていないので、入力センサ部２の出力は、「００００００００」である。その後、指がセンサ１に触れた瞬間、入力センサ部２からの出力は「０００００００１」となり、この「０００００００１」が「蓄積ポインタＰ＝０」として、センサ出力蓄積部６に記憶される。上述した通り、センサ１は、ＬＳＢに対応している。そして、指がセンサ１から離れるまで、入力センサ部２からは「０００００００１」が出力される。次に、センサ１から指が離れると、入力センサ部２の出力は「００００００００」に戻る。さらにセンサ２に指が移動すると、入力センサ部２の出力は「００００００００」から「００００００１０」へと変化するので、状態検出部４からの接触検知信号に同期して、この「００００００１０」が「蓄積ポインタＰ＝１」として、センサ出力蓄積部６に記憶される。
【００２７】
図３は、センサ出力蓄積部６に上記８ビットデータを蓄積する手順を示したフローチャートである。本図から明らかなように、まず、蓄積ポインタＰをクリアして０に初期設定する（ステップＳ１）。次に、入力センサ部２の出力が「００００００００」から変化した場合（ステップＳ２）、接触したセンサに対応した８ビットデータを入力し（ステップＳ３）、蓄積ポインタＰ＝０に対応して、その８ビットデータを記憶させる（ステップＳ４）。その後、状態検出部４からの接触検知信号に応答して蓄積ポインタＰをインクリメントし（ステップＳ５，Ｓ６）、以下同様の蓄積処理を繰り返す。
【００２８】
図４は、ガイドラインに沿って指を接触させたときの蓄積ポインタＰと８ビットの蓄積データとの関係を例示した図である。なお本図において、「指操作による入力例」欄の『  』内における表記は、実際に７セグメント型ガイドラインに沿って指を動かしたときの描画状態を示している。この『  』内における表記から明らかなように、数字の「５」とアルファベットの「Ｓ」は、書き順は異なるものの、同一の表記になる。同様なことは、数字の「６」とアルファベットの「ｂ」にも該当する。
【００２９】
再び図１に戻り、残りのブロックについて説明する。
【００３０】
図１において、８は入力終了判定部であり、図３に示したステップＳ５での入力終了判定処理を行う。このステップＳ５における入力終了判定処理を詳細に示したフローチャートが図５である。入力終了判定部８では、１文字の入力終了を判定するにあたり、センサ出力に変化があればタイマをリセットし（ステップＳ１０，Ｓ１１）、変化がなければタイマを進ませ（ステップＳ１２，Ｓ１４）、指定された時間になってもセンサ出力に変化が生じない時には、１文字の入力が終了したと判断し（ステップＳ１５，Ｓ１６）、センサ出力蓄積部６およびパターン識別部１０（後に説明する）に入力終了通知を行う。
【００３１】
図１に示す上記パターン識別部１０は、メモリ部１２に記憶されている識別制御プログラムに従って、センサ出力蓄積部６に記憶されているデータから入力文字を識別する。
【００３２】
図６は、パターン識別部１０における識別処理手順を示したフローチャートである。パターン識別部１０では、センサ出力蓄積部６に蓄えられている蓄積パターン（蓄積ポインタＰと、８ビットの蓄積データから成る：図４参照）と、予めメモリ部１２に記憶させてある標準パターンとのマッチングを行い、最も標準パターンに近い入力文字を識別結果として出力する。
【００３３】
上記の標準パターンは、図４に示した蓄積ポインタＰおよび蓄積データ（８ビット）と同様な考えで作成されたものであって、図４では「＊マーク」を付した部分が標準パターンに相当する。
【００３４】
入力文字を識別するに際しては、標準パターンの長さ（すなわち、標準セグメントの個数：例えば、数字の「１」は長さ＝２、数字の「５」は長さ＝５）をＬｒｅｆ、蓄積パターンの長さ（すなわち、入力セグメントの個数）をＬｓｔｏｒとし、その差を示す距離値（すなわち、標準セグメントの個数と、入力セグメントの個数の差）をＤとする。従って、距離値Ｄは、次式で与えられる（ステップＳ２０）。
【００３５】
【数１】
Ｄ＝｜Ｌｒｅｆ−Ｌｓｔｏｒ｜
また、図６では、標準パターンの蓄積ポインタをＰ’とし、蓄積パターンの蓄積ポインタをＰと定義してある（ステップＳ２１）。
【００３６】
次に、ＬｒｅｆとＬｓｔｏｒの小さい方の値をＮとする（ステップＳ２２）。このことにより、両パターン比較をするにあたり、各ポインタに対応した蓄積データ（８ビット）の比較を何回繰り返すかを決める（ステップＳ２３）。
【００３７】
そして、各々のポインタに対応した蓄積データ（８ビット）を比較し（ステップＳ２４）、等しければそれぞれの蓄積ポインタをインクリメントし（ステップＳ２５，Ｓ２７）、そうでなければ、距離値Ｄに１を加えた後（ステップＳ２６）、それぞれの蓄積ポインタをインクリメントする（ステップＳ２７）。この比較をＮ回繰り返し、得られた距離値Ｄを記憶しておく（ステップＳ２８）。
【００３８】
その後、次の標準パターンに変えて、蓄積パターンとの比較を繰り返し（ステップＳ２９，Ｓ３０）、最も距離値Ｄが小さかった入力文字を識別結果として出力する（ステップＳ３１）。
【００３９】
上記の識別処理を具体的に示すと、以下の通りである。ここでは、図４の「５」を入力文字とした場合について、説明する。
【００４０】
まず、標準パターン「１」と蓄積パターン「５」を比較する場合について述べる。標準パターン「１」の長さは２であり、蓄積パターン「５」の長さは５であるので、距離値Ｄの初期値として、３がセットされる。次に、蓄積ポインタ０，１の蓄積データ（８ビット）を順次比較すると、共に違っているので、２が距離値Ｄに加算され、結果としてＤ＝５が記憶される。
【００４１】
次に、標準パターン「５」と蓄積パターン「５」を比較する場合について述べる。この場合は、共にパターンの長さが５であり（Ｄの初期値＝０）、各蓄積ポインタの蓄積データ（８ビット）も同じであるので、最終的に得られる距離値Ｄは０となり、Ｄ＝０が記憶される。
【００４２】
次に、標準パターン「Ｓ」と蓄積パターン「５」を比較する場合について述べる。標準パターン「Ｓ」の長さは５であり、蓄積パターン「５」の長さと同じであるので、距離値Ｄの初期値は０となる。しかし各蓄積ポインタの蓄積データ（８ビット）を比較すると、いずれも異なっているので、最終的な距離値Ｄは５となり、Ｄ＝５が記憶される。
【００４３】
上述した３つの比較のうち、記憶された距離値Ｄが最も小さかった標準パターンは「５」のときであるので、識別結果として、「５」が出力される。
【００４４】
これらの事から判るように、数字の「５」とアルファベットの「Ｓ」は、静的に見れば同じ形のパターンであるが、本実施の形態では書き順を考慮に入れたパターン識別を行っているので、両者の判別が可能となる。同様に、数字の「６」とアルファベットの「ｂ」も判別が可能である。
【００４５】
なお、通常最も小さい距離値Ｄは「０」であるので、標準パターンを変えて比較している時に、距離値Ｄ＝０が得られた時点で識別処理を終了し、その時に対応する文字を識別結果として出力しても良い。
【００４６】
実施の形態２
パターン識別部１０における、他の識別処理について説明する。
【００４７】
ここで述べる実施の形態２では、予め図７に示すようなツリー構造をメモリ部１２にテーブルとして記憶させておき、状態検出部４から接触検知信号が出力された時に、指が触れているセンサの番号を取得し、その番号に合致する状態に遷移する。なお、図７に示した「＊マーク」および「＊＊マーク」は、それぞれ、セグメント表記とした場合に同じ形になる文字を表している。
【００４８】
図８は、ツリーを用いた文字識別処理手順を示すフローチャートである。
【００４９】
本実施の形態では、状態検出部４からの接触検知信号が得られるたびに状態を遷移させていき（ステップＳ４０，Ｓ４１，Ｓ４３，Ｓ４４）、ツリーの最後に到達した時点で入力文字を識別する（ステップＳ４１，Ｓ４２）。また、入力終了判定部８から終了通知がなされた時点で、入力文字を識別する。この方法によれば、入力文字をリアルタイムで識別することができる。
【００５０】
実施の形態３
上述した２つの実施の形態では、図２に示したガイドラインを指でなぞる場合について説明したが、他の手法を採り得ることは勿論である。例えば、
▲１▼指の替わりにタッチペンを用いる：
▲２▼各ガイドラインに対応して設けてあるセンサとして、光反応型のセンサを用い、光ペンをガイドラインに沿って移動させる：
といった各種の形態を採ることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、セグメント型の文字が同じ形状になる場合にも、各セグメントの書き順情報を併せて考慮することにより、確実な文字識別を可能とした文字識別装置および文字入力装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した文字入力装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】入力センサ部２の詳細な構成を示す図である。
【図３】センサ出力蓄積部６に対して、入力センサ部２からの出力データを蓄積する手順を示したフローチャートである。
【図４】ガイドラインに沿って指を接触させたときの蓄積ポインタＰと８ビットの蓄積データとの関係を例示した図である。
【図５】入力終了判定部８での入力終了判定手順を詳細に示したフローチャートである。
【図６】パターン識別部１０における識別処理手順を示したフローチャートである。
【図７】メモリ部１２にテーブルとして記憶されているツリー構造を示す図である。
【図８】ツリーを用いた文字識別処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２    入力センサ部
４    状態検出部
６    センサ出力蓄積部
８    入力終了判定部
１０    パターン識別部
１２    メモリ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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