(57)【要約】【課題】新たな辞書テンプレートの追加を行わずに文字の形状の変形を吸収する文字輪郭部分のノイズに影響されにくい文字認識方法の提供【解決手段】２値化された文字パターンに対し縦横座標系及び斜め座標系での矩形情報を抽出し（Ｓ１）、方向別に文字パターンの外郭特徴を抽出し（Ｓ２）、文字パターンのエッジ特徴を抽出し（Ｓ３）、取得したエッジ特徴から方向別に文字パターンのエッジ間密度を抽出する（Ｓ４）。次に、矩形情報及びエッジ間密度に応じてエッジ間密度の割合を示す重みを抽出し（Ｓ５）、各走査方向に対して垂直な方向の分割位置情報とその方向の外郭特徴を用いて分割位置情報に格納されている各座標における外郭特徴の座標ラインの各外郭点でのエッジ方向別のエッジ強度に分割位置における重みを付加して累積し（Ｓ６）、各特徴格納位置内でエッジ方向別に累積されたエッジ強度を正規化し、特徴量を得て（Ｓ７）、辞書テンプレートとのマッチングをとり、文字パターンの分類を行う（Ｓ８）。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２値化された文字パターンに対し縦横座標系及び斜め座標系での矩形情報を抽出するステップと、
方向別に前記文字パターンの外郭特徴を抽出するステップと、
前記文字パターンのエッジ特徴を抽出するステップと、
抽出したエッジ特徴から方向別に前記文字パターンのエッジ間密度を抽出するステップと、
抽出した矩形情報及びエッジ間密度に応じて、方向別に前記文字パターンの矩形を分割する分割枠を決定するステップと、矩形内の方向座標それぞれについて各座標ラインの分割位置及び座標ラインが分割位置を占めるエッジ間密度の割合を示す重みを抽出するステップと、
方向別に抽出した各方向に対して垂直な方向の分割位置情報と抽出した方向毎の外郭特徴を用いて、前記分割位置情報に格納されている各座標における外郭特徴の座標ラインの各外郭点におけるエッジ方向とエッジ強度を前記エッジ特徴から得るステップと、外郭特徴抽出時の座標ラインの走査時における外郭点抽出順番から決まる外郭点の次数情報、方向、前記分割位置情報に格納されている座標ラインの分割位置とで決まる特徴格納位置に対して、前記エッジ方向別のエッジ強度に前記分割位置情報に格納されている各座標ラインの分割位置における重みを付加して累積することにより、全方向に対して特徴を合成するステップと、
前記エッジ強度の累積した後、累積されたエッジ強度を正規化した特徴量を得るステップと、
正規化された前記文字パターンの特徴量と各文字の辞書テンプレートの特徴量とのマッチングをとって類似の度合いを抽出するステップと、前記文字パターンの分類を行うステップと、
を備えたことを特徴とする文字認識方法。
【請求項２】
２値化された文字パターンに対し縦横座標系及び斜め座標系での矩形情報を抽出するステップと、
方向別に前記文字パターンの外郭特徴を抽出するステップと、
前記文字パターンのエッジ特徴を抽出するステップと、
抽出したエッジ特徴から方向別に前記文字パターンのエッジ間密度を抽出するステッップと
抽出した矩形情報及びエッジ間密度に応じて、方向別に前記文字パターンの矩形を分割する分割枠を決定するステップと、矩形内の方向座標それぞれについて各座標ラインの分割位置及び座標ラインが分割位置を占めるエッジ間密度の割合を示す重みを抽出するステップと、
方向別に抽出した各方向に対して垂直な方向の分割位置情報と抽出した方向毎の外郭特徴を用いて、前記分割位置情報に格納されている各座標における外郭特徴の座標ラインの各外郭点におけるエッジ方向とエッジ強度を前記エッジ特徴から得るステップと、外郭特徴抽出時の座標ラインの走査時における外郭点抽出順番から決まる外郭点の次数情報、方向、前記分割位置情報に格納されている座標ラインの分割位置とで決まる特徴格納位置に対して、前記エッジ方向別のエッジ強度に前記分割位置情報に格納されている各座標ラインの分割位置における重みを付加して累積することにより、全方向に対して特徴を合成するステップと、
前記文字パターンの傾きを検出するステップと、検出した傾きに応じて、エッジ強度の正規化前又は正規化後に前記累積したエッジ強度に重みを付加するステップと、
累積されたエッジ強度を正規化した特徴量を得るステップと、
正規化された前記文字パターンの特徴量と各文字の辞書テンプレートの特徴量とのマッチングをとって類似の度合いを抽出するステップと、前記文字パターンの分類を行うステップと、
を備えたことを特徴とする文字認識方法。
【請求項３】
前記矩形情報を抽出するステップにおいて、斜め方向の特徴抽出を縦横座標系で抽出した前記文字パターンの矩形の対角線の方向の特徴抽出とし、斜め座標系及び各ステップにおける処理対象方向を変更する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の文字認識方法。
【請求項４】
前記文字パターンの矩形を分割する分割枠を決定するステップは、斜め方向について前記文字パターンの矩形を分割する分割枠を決定するときに、中央の分割線を縦横座標系で抽出した前記文字パターンの矩形を２等分するように中央で区切って固定するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の文字認識方法。
【請求項５】
前記類似の度合いを抽出するステップは、斜め方向の特徴量の類似の度合いには、斜め方向の特徴量の特徴格納位置の分割位置情報と縦横座標系で抽出した前記文字パターンの矩形の対角線の中心を中心とした斜め４５°の線に関して左右対称な重み関数とで決まる重みをかけて重み付けするステップを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の文字認識方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文字認識技術に関し、特に、２値化された文字パターンから文字の特徴量を抽出し、その特徴量を用いて文字を認識する文字認識技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
文字認識において、文字の局所的な方向をノイズの影響がなく求めるエッジ特徴と文字の大局的特徴を求める外郭特徴を合成し、その合成した特徴と各文字の辞書テンプレートとのマッチングをとり文字パターンの分類を行うことで、文字輪郭部分のノイズに影響されることなく高い認識性能を有する文字認識方法がある（特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、エッジ特徴とは、文字パターンのエッジの方向及び強度を求めた特徴である。エッジ特徴の方向は文字の輪郭線に対して垂直な方向を示し、文字輪郭部分のノイズによって大きく変動することはない。また、外郭特徴とは、文字パターンを複数方向から走査したときの白（背景）から黒（文字）へ変化する点（外郭点）を求めた特徴であり、文字の大局的な特徴を表す。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３１１３７６９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の文字認識方法では、文字の形状が変形している場合において、認識率が低下する場合があるという問題点がある。例えば、図１７（ｂ）に示すように文字のはらいが長い場合、または図１７（ｇ）に示すように文字が右上がりの場合、において認識率が低下する場合がある。
【０００６】
この問題点の解決方法として、例えば、そのような文字の形状の変形パターンを予測して文字の辞書テンプレートの数を増やす方法が考えられるが、全ての変形パターンを予測することは不可能であること、辞書テンプレートの数が増えてマッチング速度が遅くなること、辞書サイズが拡大すること、などの欠点がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、新たな辞書テンプレートの追加を行わずに、文字の形状の変形を吸収する、文字輪郭部分のノイズに影響されにくい文字認識方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明では、２値化された文字パターンに対し縦横座標系及び斜め座標系での矩形情報を抽出するステップと、方向別に文字パターンの外郭特徴を抽出するステップと、文字パターンのエッジ特徴を抽出するステップと、抽出したエッジ特徴から方向別に文字パターンのエッジ間密度を抽出するステップと、抽出した矩形情報及びエッジ間密度に応じて、方向別に文字パターンの矩形を分割する分割枠を決定するステップと、矩形内の方向座標それぞれについて各座標ラインの分割位置及び座標ラインが分割位置を占めるエッジ間密度の割合を示す重みを抽出するステップと、方向別に抽出した各方向に対して垂直な方向の分割位置情報と抽出した方向毎の外郭特徴を用いて、分割位置情報に格納されている各座標における外郭特徴の座標ラインの各外郭点におけるエッジ方向とエッジ強度をエッジ特徴から得るステップと、外郭特徴抽出時の座標ラインの走査時における外郭点抽出順番から決まる外郭点の次数情報、方向、分割位置情報に格納されている座標ラインの分割位置とで決まる特徴格納位置に対して、エッジ方向別のエッジ強度に分割位置情報に格納されている各座標ラインの分割位置における重みを付加して累積することにより、全方向に対して特徴を合成するステップと、エッジ強度の累積した後、累積されたエッジ強度を正規化した特徴量を得るステップと、正規化された文字パターンの特徴量と各文字の辞書テンプレートの特徴量とのマッチングをとって類似の度合いを抽出するステップと、文字パターンの分類を行うステップと、を備えたことを特徴とする文字認識方法を提供する。
これにより、文字の局所的な方向をノイズの影響がなく求めるエッジ特徴と文字の大局的特徴を求める外郭特徴を、文字の矩形情報と、エッジ特徴から抽出した文字の方向別のエッジ間密度と、に応じて抽出した方向別の分割位置情報を用いて合成し、その合成した特徴に基づいて文字パターンの分類を行うので、文字の形状が変形している場合でも、新たな辞書テンプレートの追加を行わずに、文字の形状の変形を吸収し、かつ文字輪郭部分のノイズに影響されることなく高い認識性能を有することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、２値化された文字パターンに対し縦横座標系及び斜め座標系での矩形情報を抽出するステップと、方向別に文字パターンの外郭特徴を抽出するステップと、文字パターンのエッジ特徴を抽出するステップと、抽出したエッジ特徴から方向別に文字パターンのエッジ間密度を抽出するステッップと、抽出した矩形情報及びエッジ間密度に応じて、方向別に文字パターンの矩形を分割する分割枠を決定するステップと、矩形内の方向座標それぞれについて各座標ラインの分割位置及び座標ラインが分割位置を占めるエッジ間密度の割合を示す重みを抽出するステップと、方向別に抽出した各方向に対して垂直な方向の分割位置情報と抽出した方向毎の外郭特徴を用いて、分割位置情報に格納されている各座標における外郭特徴の座標ラインの各外郭点におけるエッジ方向とエッジ強度をエッジ特徴から得るステップと、外郭特徴抽出時の座標ラインの走査時における外郭点抽出順番から決まる外郭点の次数情報、方向、分割位置情報に格納されている座標ラインの分割位置とで決まる特徴格納位置に対して、エッジ方向別のエッジ強度に分割位置情報に格納されている各座標ラインの分割位置における重みを付加して累積することにより、全方向に対して特徴を合成するステップと、文字パターンの傾きを検出するステップと、検出した傾きに応じて、エッジ強度の正規化前又は正規化後に累積したエッジ強度に重みを付加するステップと、累積されたエッジ強度を正規化した特徴量を得るステップと、正規化された文字パターンの特徴量と各文字の辞書テンプレートの特徴量とのマッチングをとって類似の度合いを抽出するステップと、文字パターンの分類を行うステップと、を備えたことを特徴とする文字認識方法を提供する。
これにより、上記請求項１記載の発明の効果に加え、右上がり文字などの傾いた文字に対しても特徴を安定的に求めることができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、矩形情報を抽出するステップにおいて、斜め方向の特徴抽出を縦横座標系で抽出した文字パターンの矩形の対角線の方向の特徴抽出とし、斜め座標系及び各ステップにおける処理対象方向を変更する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の文字認識方法を提供する。これにより、斜め方向の特徴を安定的に求めることができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明では、文字パターンの矩形を分割する分割枠を決定するステップは、斜め方向について文字パターンの矩形を分割する分割枠を決定するときに、中央の分割線を縦横座標系で抽出した文字パターンの矩形を２等分するように中央で区切って固定するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の文字認識方法を提供する。これにより、斜め方向の特徴を安定的に求めることができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明では、類似の度合いを抽出するステップは、斜め方向の特徴量の類似の度合いには、斜め方向の特徴量の特徴格納位置の分割位置情報と縦横座標系で抽出した文字パターンの矩形の対角線の中心を中心とした斜め４５°の線に関して左右対称な重み関数とで決まる重みをかけて重み付けするステップを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の文字認識方法を提供する。これにより、斜め方向の特徴を安定的に求めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
＜実施例１＞
図１は、本発明の文字認識方法を適用可能な文字認識装置の構成例を示すブロック図であり、文字認識装置５０は、制御部５１、読み取り部５２、文字切出し部５３、特徴抽出部５５及び文字識別部５６から構成される文字認識部５４、文字認識辞書５７、及び表示部５８を備えている。
【００１４】
制御部５１は、ＣＰＵ、プログラム格納メモリ、及びＲＡＭ等の周辺回路（図示せず）からなり、上述の文字認識装置５０の各構成部分の制御及び文字認識装置５０全体の動作を制御する。
【００１５】
読み取り部５２は認識対象文字を含む原稿を読みとってイメージデータ（２値化データ）に変換して文字切出し部５３に渡し、文字切出し部５３は読み取り部５２で得た原稿イメージから１文字単位に文字イメージを切り出して特徴抽出部５５に渡す。特徴抽出部５５は文字切出し部５３から受け取った文字イメージから文字の特徴抽出を行い、特徴量を得る。文字識別部５６は、特徴抽出部５５で抽出した特徴量を文字認識辞書５７に格納されている複数の辞書テンプレートと比較し、認識結果を得る。また、表示部５８は原稿１枚分の文字イメージと認識結果を表示する。
【００１６】
また、実施例では、上記文字切出し部５３、特徴抽出部５５及び文字識別部５６から構成される文字認識部５４をプログラムで構成し、文字認識制御用プログラムと共に上述したプログラム格納メモリ（又は、ハードディスク等の保存メモリ）に格納し、制御部５１によって適時読み出して実行制御するように構成している。
【００１７】
図２は本発明に基く文字認識方法の一実施例のフローチャートであり、文字認識部５４の文字認識動作に相当する。また、図３は認識対象文字の例であり、図３（ｂ）の‘・’は背景部（白）を‘１’は文字部（黒）を表している。
【００１８】
ステップＳ１：（矩形情報抽出）
先ず、２値化された文字パターンに対し縦横座標系及び斜め座標系での矩形情報を抽出する。ここで、２値化された文字パターンとは、読み取り部５２で得た原稿イメージから文字切出し部５３によって１文字単位に文字イメージを切り出したイメージデータ（２値化データ）を意味する。
図４は図３に示す認識対象文字の矩形情報を抽出した例であり、図４（ａ）に示すように縦横座標系（ｘ軸、ｙ軸）のｘ軸を水平方向、ｙ軸を垂直方向とし、斜め座標系（ｒｘ軸、ｒｙ軸）を縦横座標系（ｘ軸、ｙ軸）を４５度回転させた座標系とすると、図４（ｂ）に示すように縦横座標系での矩形１１、斜め座標系での矩形１２が抽出される。
【００１９】
ステップＳ２：（外郭特徴抽出）
次に、方向別に２値化された文字パターンの外郭特徴を抽出する。外郭特徴の抽出は、よく知られている外郭特徴を用いる文字認識方式で用いられる外郭特徴抽出処理と同様の動作で行うことができる。即ち、文字パターンを複数方向から走査し、ある走査方向に対して文字線を最初に横切る点（外郭点）を第１次特徴とし、同様に２回目、３回目、・・・、ｎ回目に横切る点（外郭点）をそれぞれ第２次特徴、第３次特徴、・・・、第ｎ次特徴として外郭特徴テーブルに格納する。
図５は図３に示す認識対象文字の外郭特徴を抽出した結果の一例であり、走査方向のうち図６（ａ）に示す走査方向６による外郭特徴抽出の例である。また、図６は走査方向及び外郭特徴テーブルの構成例を示す図であり、図６（ａ）は走査方向を、図６（ｂ）は外郭特徴テーブルの構成例である。ここで、外郭特徴テーブルは前述したプログラム格納メモリ（又は、ハードディスク）に格納し、制御部５１によって適時読み出して実行制御するように構成している。
【００２０】
図６の例では外郭特徴は走査方向Ｓ、外郭点の座標（ｘ、ｙ）、次数Ｍで構成されている。
【００２１】
ステップＳ３：（エッジ特徴抽出）
次に、前記２値化された文字パターンのエッジ特徴（エッジ方向及びエッジ強度）を抽出する。エッジ方向及びエッジ強度の抽出は、例えば、次の方法により抽出する。
ｘ軸を水平方向、ｙ軸を垂直方向とし、ｘ方向のある座標をｉ、ｙ方向のある座標をｊとすると、ｘ方向の微分値ｆｘ（ｉ、ｊ）及びｙ方向の微分値ｆｙ（ｉ、ｊ）は次式（式１）、（式２）のように表される。
【００２２】
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上式（式１）、（式２）からエッジ方向θ（ｉ，ｊ）及びエッジ強度Ｖ（ｉ，ｊ）は次式のように表される物理量で定義される。
【００２３】
θ（ｉ，ｊ）＝ｔａｎ−１｛ｆｙ（ｉ，ｊ）／ｆｘ（ｉ，ｊ）｝  ・・・（式３）
Ｖ（ｉ，ｊ）＝｛ｆｘ（ｉ，ｊ）２＋ｆｙ（ｉ，ｊ）２｝１／２    ・・・（式４）
ここで、ｆ（ｉ，ｊ）は座標（ｉ，ｊ）における画像の明るさであり、１が黒（文字部）であり、０が白（背景部）である。なお、２値化された文字パターンがメモリ上にビットマップ展開された場合には、上記ｉ，ｊはメモリのアドレスに相当することとなる。
【００２４】
図７、図８は図３に示す認識対象文字のエッジ特徴を抽出した結果の例であり、図７はエッジ方向を、図８はエッジ強度をそれぞれ示している。図９はエッジ特徴と方向コードの説明及びエッジ特徴テーブルの構成例を示す図である。ここで、エッジ特徴テーブルは前述したプログラム格納メモリ（又は、ハードディスク）に格納し、制御部５１によって適時読み出して実行制御するように構成している。  エッジ方向θ（ｉ，ｊ）は、図９（ａ）に示すように背景部から文字部に向かう方向を示しており、コンピュータ処理に供するべく、図９（ｂ）に示すような４つの方向コードに量子化している。また、方向が不定の場合は方向コードを５としている。また、エッジ強度Ｖ（ｉ，ｊ）は８段階に量子化しており、エッジ方向が不定の場合はエッジ強度を４としている。図９（ｃ）はエッジ特徴テーブルの構成例であり、特徴点の座標（ｉ，ｊ）、４つの方向コードに量子化されたエッジ方向θ、８段階に量子化されたエッジ強度Ｖで構成されている。
【００２５】
ステップＳ４：（エッジ間密度抽出）
次に、上記ステップＳ３で得たエッジ特徴から方向別に文字パターンのエッジ間密度を抽出する。ここで、エッジ間密度とは、走査方向別のエッジの相対関係を表す。エッジ間密度の抽出は、例えば、方向別に文字パターンを走査し、エッジ間の間隔、黒画素数、線の本数、などを用いて抽出する。
【００２６】
図１０は、エッジ間密度、分割位置情報抽出例及び分割位置情報テーブルの構成例を示す図である。ここで、分割位置情報テーブルは前述したプログラム格納メモリ（又は、ハードディスク）に格納し、制御部５１によって適時読み出して実行制御するように構成している。
【００２７】
実施例では、エッジ間密度はエッジ間の間隔から抽出し、上記ステップＳ２の外郭特徴抽出での各走査方向に対して垂直な方向について、エッジ間密度を求めエッジ間密度ヒストグラムを作成している。ここで、ヒストグラムには度数分布を表す表の意味と長方形の面積が量を表す意味とがあるが、本明細書では長方形の面積が量を表す意味で用いている。具体的には、走査方向ごとにエッジ間密度の量（物理量）を面積で表している。
【００２８】
図１０（ａ）は図３に示す認識対象文字のエッジ間密度を抽出した結果の一例であり、上記ステップＳ２の外郭特徴抽出での図６（ａ）に示す走査方向２、走査方向６に対して垂直な方向（水平方向）、及び走査方向０、走査方向４に対して垂直な方向（垂直方向）のエッジ間密度抽出の例である。ここで、符号２１は垂直方向のエッジ間密度ヒストグラムを示し、符号２２は水平方向のエッジ間密度ヒストグラムを示す。これらのヒストグラムは２値化されてメモリに保存され、以下のステップで制御部５１によって適時読み出され、使用される。
【００２９】
ステップＳ５：（分割位置情報抽出）
次に、上記ステップＳ１で得た矩形情報、及び上記ステップＳ４で得たエッジ間密度に応じて、方向別に前記２値化文字パターンの矩形を分割数Ｎ個に分割する分割枠を決定し、矩形内の方向座標のそれぞれについて各座標ラインの分割位置及び座標ラインが分割位置を占めるエッジ間密度の割合を示す重みを抽出する。
【００３０】
例えば、分割数Ｎ＝８としたとき、図３に示す認識対象文字の水平方向の分割位置情報の抽出動作について説明すると、
先ず、図１０（ａ）に示す上記ステップＳ４で得た水平方向のエッジ間密度ヒストグラム２２の総和を８等分するように分割して、図１０（ｂ）の符号２４に示すような分割枠を決定する。次に、図４（ｂ）に示す上記ステップＳ１で得た縦横座標系での矩形１１内の水平方向座標それぞれについて、分割枠２４より座標ラインの分割位置を決定し、座標ラインのエッジ間密度ヒストグラムの内で決定された分割位置に割り当てられるエッジ間密度ヒストグラムと、その分割位置のエッジ間密度ヒストグラム総和より、各座標ラインの分割位置における重みを抽出する。
【００３１】
図１０（ｃ）は分割位置情報テーブルの構成例であり、水平方向の分割位置情報テーブルの例である。この例では水平方向の分割位置情報は、水平方向の座標ｘ、分割位置Ｐ、重みＷで構成されている。なお、この実施例では、重みを座標ラインが分割位置を占めるエッジ間密度の割合としたが、重みは任意に設定可能であり、各座標ラインの重みＷをＷ＝１として均等にしてもよい。
【００３２】
ステップＳ６：（方向別特徴合成）
次に、ステップＳ２での各走査方向に対して、ステップＳ５で得たその方向に対して垂直な方向の分割位置情報とステップＳ２で得た走査方向の外郭特徴を用いて、上記分割位置情報に格納されている各座標における外郭特徴の座標ラインの各外郭点において、当該外郭点におけるエッジ方向とエッジ強度を上記ステップＳ３で得たエッジ特徴から得て、その外郭点の次数情報、方向、分割位置情報に格納されている座標ラインの分割位置、とで決まる特徴格納位置に対して、エッジ方向別にそのエッジ強度に分割位置情報に格納されている座標ラインの分割位置における重みを付加して累積する。
【００３３】
具体例として、図３に示した認識対象文字に関して図６（ａ）に示す走査方向６での特徴の合成について説明すると、図１０（ｃ）に示した走査方向６に対して垂直な方向（水平方向）の分割位置情報テーブル３２と図６（ｂ）に示した走査方向６の外郭特徴テーブル３０を用いて、分割位置情報テーブル３２に格納されている各座標における外郭特徴テーブル３０の座標ラインの各外郭点において、それぞれの外郭点におけるエッジ方向θとエッジ強度Ｖを上記ステップＳ３で得たエッジ特徴テーブル３１から得て、それら外郭点の次数Ｍ、走査方向６、分割位置情報テーブル３２に格納されている座標ラインの分割位置Ｐ、とで決まる特徴格納位置に対して、エッジ方向別にそのエッジ強度に分割位置情報テーブル３２に格納されている座標ラインの分割位置における重みＷを付加して累積する。
【００３４】
例えば、分割位置情報テーブル３２に格納されている水平方向の座標ｘ＝１における外郭特徴テーブル３０の座標ｘ＝１ラインの外郭点（１、３９）において、エッジ特徴テーブル３１の座標（１、３９）からエッジ方向θ＝１、エッジ強度Ｖ＝７を得て、外郭点（１、３９）の次数Ｍ＝１、走査方向Ｓ＝６、座標ｘ＝１ラインの分割位置Ｐ＝１、とで決まる特徴格納位置のエッジ方向θ＝１に、エッジ強度Ｖ＝７に座標ｘ＝１ラインの分割位置Ｐ＝１における前記重みＷ＝ｗ１１を付加して累積する。ここで、エッジ方向θが不定方向コードの場合（エッジ方向θ＝５の場合）は、走査方向Ｓと平行なエッジ方向に累積するものとする。
【００３５】
ステップＳ７：（特徴正規化）
次に、各特徴格納位置内でエッジ方向別に上記ステップＳ６で累積されたエッジ強度を正規化し、特徴量を得る。
あるエッジ方向ｉにおける正規化後の特徴量Ｄｉは正規化前の特徴量（エッジ強度の累積値）をＥＤｉとすると、次式で表される。
Ｄｉ＝（ＥＤｉ／ｍａｘｊ（ＥＤｊ））          （式５）
ここで、ＥＤｊは特徴量（ベクトル）を表し、例えば、エッジ方向コード数が４個の場合ｊ＝１〜４となる。
また、式（５）の分母は４つのエッジ方向のうち最大の値（エッジ強度の累積値）を持つエッジ方向を選択することを意味する。（即ち、式（５）では、各特徴格納位置内において最大のエッジ方向が１になるように正規化することを意味する）。
【００３６】
ステップＳ８：（文字識別）
最後に、上記ステップＳ７で得た特徴量と予め用意した各文字の辞書テンプレートとのマッチングをとり文字パターンの分類を行う。
【００３７】
前記特許文献１記載の発明の文字認識方法では、分割枠は矩形を均等に分割して固定していたのに対し、本発明では、図１０（ｂ）に示すように、エッジ間密度により分割枠を変動させるので、図１７（ｂ）に示すような文字のはらいが長い場合などの文字の形状の変形を吸収した特徴の抽出を可能とする。
【００３８】
＜実施例２＞
本実施例では、図１７（ｇ）に示すような右上がり文字などの傾いた文字に対しても、特徴を安定的に求める。
図１１は文字認識方法の一実施例を示すフローチャートである。また、実施例においては、右上がり文字についての対応を説明する。また、図１１で、ステップＴ１〜Ｔ６は前述した図２のステップＳ１〜Ｓ６と同様な動作を行うので、以下、ステップＴ７以降の動作について説明する。
【００３９】
ステップＴ７（傾き検出）
ここでは、ステップＴ３（＝図２のステップＳ３のエッジ特徴抽出処理）で得たエッジ特徴（文字パターンそのものから直接得る特徴）、或いは、ステップＴ６（＝図２のステップＳ６の方向別特徴合成処理）で全方向に対して特徴を合成しエッジ方向別にエッジ強度を累積した累積エッジ強度（文字の変形を吸収した特徴）より、文字パターンの傾きを検出する。
【００４０】
例えば、ステップＴ３（＝図２のステップＳ３のエッジ特徴抽出処理）で得たエッジ特徴をエッジ方向別にカウントし、エッジ方向が右下がり方向（文字の輪郭線が右上がり方向）のカウント数の全体に占める割合（割合Ａ）、及び、エッジ方向が縦方向（文字の輪郭線が横方向）のカウント数の全体に占める割合（割合Ｂ）、及び、割合Ａと割合Ｂの比率（比率Ｃ）から、文字パターンが右上がり文字であるかどうか所定の右上がり判定条件で判定し、右上がり文字であると判定された場合において、上記比率Ｃより傾きを検出する。ここで、前述したように、エッジ特徴の方向は文字の輪郭線に対して垂直な方向を示している。
【００４１】
ステップＴ８（特徴正規化）
次に、ステップＴ６（＝図２のステップＳ６の方向別特徴合成処理）での累積エッジ強度の正規化を行う前、或いは、正規化後において、上記ステップＴ７で得た傾きに応じて、累積エッジ強度（正規化後は特徴量）に重みを付加する。
【００４２】
例えば、右上がり文字の対応に関しては、累積エッジ強度の正規化を行う前に、前記ステップＴ７で得た傾きに応じて、各特徴格納位置内でエッジ方向が右下がり方向（文字の輪郭線が右上がり方向）の累積エッジ強度でエッジ方向が縦方向（文字の輪郭線が横方向）の累積エッジ強度に重みを付加する。
【００４３】
図１２は右上がり文字に対応した重み付けの説明図である。
例えば、エッジ方向ｊを図９（ｂ）に示すエッジ方向コード（ｊ＝１〜４）とし、ある特徴格納位置ｉ内のあるエッジ方向ｊの正規化前の累積エッジ強度をＥＤｉｊとし、前記ステップＴ７で右上がり文字であると判定された場合において検出した文字パターンの傾きをθ（図１２（ａ）に示すようにθは水平方向に対して反時計回りの方向の角度とする）とし、次の式６を用いて、傾きθに応じて、エッジ方向が右下がり方向の累積エッジ強度ＥＤｉ４でエッジ方向が縦方向の累積エッジ強度ＥＤｉ３に重みを付加する。
ＥＤｉ３  ＝  ＥＤｉ３  ＋  ２  ＥＤｉ４  ｓｉｎθ      （式６）
なお、この方法は右上がり文字に関してのみ限定されるものではなく、全体に傾いた文字にも対応できるし、あらゆる傾きに対して対応可能である。また、その他に傾き文字の対応に関しては、座標系を文字の傾きに合わせて設定し、外郭特徴抽出の走査方向をその設定した座標系の座標軸方向として外郭特徴を抽出するようにしてもよい。この場合、右上がり文字の対応に関しては、例えば、図１２（ｂ）に示すように縦横座標系（ｘ軸、ｙ軸）を垂直方向と傾き方向として設定し、縦横方向の外郭特徴抽出は走査方向を縦横座標系の座標軸方向として外郭特徴を抽出するようにする。
【００４４】
＜変形例１＞
上記図２のフローチャートのステップＳ１（又は図１１のステップＴ１）の矩形情報抽出処理において、縦横座標系で文字パターンの矩形を抽出した後に、縦横座標系での矩形の２対角線を求め、各対角線に対して、斜め座標系を対角線方向とその対角線の垂直線方向の座標系として設定し、各ステップの処理対象方向を変更して、斜め方向の特徴抽出を縦横座標系での矩形の対角線の方向の特徴抽出とするように構成することにより、図１７（ｄ）、（ｅ）に示すように文字が縦長、横長の場合において、斜め方向の特徴を安定に求めることができる。
【００４５】
図１３は図３に示す認識対象文字の矩形情報抽出の一実施例であり、図１４はエッジ間密度抽出、分割位置情報抽出の一実施例である。
【００４６】
図２のステップＳ１（又は図１１のステップＴ１）で、まず、縦横座標系（ｘ軸、ｙ軸）での矩形１１を抽出した後に、矩形１１の２対角線（図１３（ａ）に示す対角線１３、対角線１４）を求め、対角線１３に対しての斜め座標系（ｒｘ１軸、ｒｙ１軸）のｒｘ１軸を対角線１３の方向、ｒｙ１軸を対角線１３の垂直線方向として設定し、その斜め座標系での矩形１５（図１３（ｂ））を抽出する。同様に、対角線１４に対しての斜め座標系（ｒｘ２軸、ｒｙ２軸）を設定し、矩形１６（図１３（ｃ））を抽出する。
【００４７】
次に、ステップＳ２（又は図１１のステップＴ２）で、斜め方向の外郭特徴抽出は走査方向を縦横座標系での矩形の対角線の方向として外郭特徴を抽出し、ステップＳ３（又は図１１のステップＴ３）では、前述したと同様に、文字パターンのエッジ特徴（エッジ方向及びエッジ強度）を抽出する。
【００４８】
また、ステップＳ４（又は図１１のステップＴ４）では、前述したと同様に、ステップＳ２（又は図１１のステップＴ２）の外郭特徴抽出での斜め走査方向に対して垂直な方向について、エッジ間密度（図１４の符号２５、２６で示す部分）を抽出する。
【００４９】
ステップＳ５（又は図１１のステップＴ５）では、ステップＳ１（又は図１１のステップＴ１）で得た斜め座標系での矩形情報、及びステップＳ４（又は図１１のステップＴ４）で得た斜め走査方向に対して垂直な方向のエッジ間密度に応じて、前述したと同様に、斜め走査方向に対して垂直な方向の分割位置（図１４の符号２７、２８で示す部分）情報を抽出する。
【００５０】
ステップＳ６（又は図１１のステップＴ６）は、斜め方向については、上記ステップＳ５（又は図１１のステップＴ５）で得た斜め走査方向に対して垂直な方向の分割位置情報、及び上記ステップＳ２（又は図１１のステップＴ２）で得た斜め走査方向の外郭特徴を用いて、前述したと同様に、分割位置情報に格納されている各座標における外郭特徴の座標ラインの各外郭点において、その外郭点におけるエッジ方向とエッジ強度を上記ステップＳ３（又は図１１のステップＴ３）で得たエッジ特徴から得て、外郭点の次数情報、方向、分割位置情報に格納されている座標ラインの分割位置、とで決まる特徴格納位置に対して、エッジ方向別にそのエッジ強度に分割位置情報に格納されている座標ラインの分割位置における重みを付加して累積する。
【００５１】
上記ステップＳ７では、前述したと同様に、各特徴格納位置内でエッジ方向別に上記ステップＳ６で累積されたエッジ強度を正規化し、特徴量を得る。
【００５２】
また、上記ステップＳ８では、上記ステップＳ７で得た特徴量と予め用意した各文字の辞書テンプレートとのマッチングをとり文字パターンの分類を行う。
【００５３】
このように、図２のステップＳ１で斜め方向の特徴抽出を縦横座標系で抽出した文字パターンの矩形の対角線の方向の特徴抽出とするように斜め座標系及び各ステップの処理対象方向を変更し、ステップＳ２〜Ｓ８を上述のように構成することにより、図１７（ｄ）、（ｅ）に示すように文字が縦長、横長の場合において、斜め方向の特徴を安定に求めることができる。
【００５４】
なお、上記実施例では、斜め座標系を対角線方向と対角線の垂直線方向の座標系としたが、斜め座標系を対角線方向ともう一方の対角線方向の座標系として設定し、各ステップの処理対象方向を変更して斜め方向の特徴抽出を行ってもよい。
【００５５】
＜変形例２＞
図１５は、図３に示す認識対象文字の斜め方向の分割位置情報の抽出についての説明図であり、図１５（ａ）は実施例１に関して、図１５（ｂ）は変形例１に関して本実施例を適応した場合の説明図である。
【００５６】
本実施例では、図２のステップＳ５（又は図１１のステップＴ５）の分割位置情報抽出動作において、斜め座標系での矩形（図１５（ａ）符号１２、図１５（ｂ）符号１５、１６）を分割する分割枠を決定するときに中央の分割線（符号４１、４２、４３、４４）を縦横座標系で抽出した矩形１１を２等分するように真ん中で区切った矩形２等分線（符号４５、４６、４７、４８）で固定し、他の分割枠については、上記矩形２等分線で２分割されたエッジ間密度ヒストグラムそれぞれを４等分（分割数Ｎ＝８の場合）するように分割して分割枠を決定する。このように構成しても斜め方向の特徴を安定に求めることができる。
【００５７】
＜変形例３＞
図１６は文字識別処理における斜め方向の特徴量の類似の度合いに対する重み付け方法の説明図である。
【００５８】
本実施例は、図２のステップＳ８（又は図１１のステップＴ９）の文字識別処理で、斜め方向の特徴量の類似の度合いのうち、縦横座標系での矩形の対角線付近（図１６（ａ）の斜線部分）からの距離に応じて特徴量の類似の度合いを弱く扱うようにする例であり、上記対角線付近の特徴は変動が大きいので重要度を下げて扱うようにする。本実施例の方法により、斜め方向の特徴を安定に求めることができる。
【００５９】
斜め方向の特徴量の類似の度合いの重み付けは、例えば、類似の度合いの計算前に、図１６（ｂ）に示すように、各対角線の中心を中心とした斜め４５°の線に関して左右対称な重み関数ｆＷＲ（ｒｙ）、ｆＷＬ（ｒｘ）を設定し（重み関数は任意に設定可能）、各分割枠の中央の座標と重み関数とで、分割枠の重みを決定しておき、類似の度合いの計算において、その分割枠に該当する特徴格納位置の特徴量の類似の度合いの計算時に分割枠の重みを付加した類似の度合いの計算を行うようにする。
【００６０】
例えば、類似の度合いの計算をユークリッド距離で行うと、次の式７により計算できる。
ｄＤＥ＝｛ΣｉΣｊ（Ｄｉｊ−Ｅｉｊ）２｝１／２              （式７）
ここで、Ｄｉｊは文字パターンのある特徴格納位置ｉ内の特徴量（エッジ方向コード数４個の場合（ｊ＝１〜４））を表し、Ｅｉｊは同様にある辞書テンプレートの特徴格納位置ｉ内の特徴量を表し、Σｉは特徴格納位置ｉに関しての総和を表し、Σｊはエッジ方向ｊに関しての総和を表す。
【００６１】
これに対して、分割数Ｎ＝８とし図１６（ｂ）に示すように各分割枠の重みＷをＷＲＭ 、ＷＬＭ  （Ｍ＝１、２、・・・、Ｎ）とすると、斜め方向の特徴量の重みを付加したユークリッド距離の計算は、右上がり方向（図６（ａ）に示す走査方向１、５）については次の式８、式１０により計算できる。
ｄＤＥ１＝｛ΣｉΣｊＷＲＭ（Ｄｉｊ−Ｅｉｊ）２｝１／２        （式８）
また、左上がり方向（図６（ａ）に示す走査方向３、７）については次の式９、式１０により計算できる。
【００６２】
ｄＤＥ２＝｛ΣｉΣｊ  ＷＬＭ（Ｄｉｊ−Ｅｉｊ）２｝１／２        （式９）
Ｍ  ＝  ｍｏｄ（ｉ、Ｎ）＋１                                                （式１０）
ここで、Ｍは図１６（ｂ）で８分割で示される分割位置を示し、ｍｏｄ（ｉ、Ｎ）はｉをＮで割ったときの余りを表す。
【００６３】
また、対角線の中心を中心とした斜め４５°の線に関して左右対称な重み関数の設定の方法は、例えば、図１６（ｃ）に示すように、縦横座標系での矩形を斜め座標系で外接する矩形を求めて、重み関数の両端位置を決定することで行う。
【００６４】
本実施例の方法により、斜め方向の特徴を安定に求めることができる。
【００６５】
【発明の効果】
上記説明したように本発明の文字認識方法によれば、新たな辞書テンプレートの追加を行わずに、文字の形状の変形を吸収することができる。また、文字輪郭部分のノイズに影響されにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の文字認識方法を適用可能な文字認識装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】文字認識方法の一実施例のフローチャートである。
【図３】認識対象文字の例を示す図である。
【図４】矩形情報の抽出例を示す図である。
【図５】外郭特徴の抽出例を示す図である。
【図６】走査方向、及び外郭特徴テーブルの構成例を示す図である。
【図７】エッジ特徴（エッジ方向）抽出例を示す図である。
【図８】エッジ特徴（エッジ強度）抽出例を示す図である。
【図９】エッジ特徴と方向コードの説明、及びエッジ特徴テーブルの構成例を示す図である。
【図１０】エッジ間密度抽出の例、分割位置情報抽出の例、及び分割位置情報テーブルの構成例を示す図である。
【図１１】文字認識方法の一実施例を示すフローチャートである。
【図１２】右上がり文字に対応した重み付けの説明図である。
【図１３】斜め方向の矩形情報の抽出例を示す図である。
【図１４】エッジ間密度抽出、分割位置情報の抽出例を示す図である。
【図１５】分割位置情報の抽出例を示す図である。
【図１６】文字識別処理における斜め方向の特徴量の類似の度合いに対する重み付け方法の説明図である。
【図１７】文字パターンの例を示す図である。
【符号の説明】
１１  縦横座標系での矩形
１２  斜め座標系での矩形
１３、１４  縦横座標系での矩形の対角線
１５、１６  斜め座標系での矩形
２１  垂直方向のエッジ間密度ヒストグラム
２２  水平方向のエッジ間密度ヒストグラム
２３  垂直方向の分割枠
２４  水平方向の分割枠
２５、２６  斜め走査方向に対して垂直な方向のエッジ間密度ヒストグラム
２７、２８  斜め走査方向に対して垂直な方向の分割枠
３０  外郭特徴テーブル
３１  エッジ特徴テーブル
３２  分割位置情報テーブル（分割位置情報）
４１、４２、４３、４４  斜め座標系での矩形の中央の分割線
４５、４６、４７、４８  縦横座標系での矩形の矩形２等分線
５０  文字認識装置
５１  制御部
５２  読み取り部
５３  文字切出し部
５４  文字認識部
５５  特徴抽出部
５６  文字識別部
５７  文字認識辞書
５８  表示部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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