[doc格式] 基于笔顺自由及连笔的联机手写汉字识别

[doc格式] 基于笔顺自由及连笔的联机手写汉字识别 基于笔顺自由及连笔的联机手写汉字识别 2009年第5期计算机系统应用 基于笔顺自由及连笔的联机手写汉字识别? On-LineChineseCharacterRecognitionBasedonFreeOrderingand ConnectiveStrokes 崔景楠邢长征(辽宁工程技术大学计算机应用技术专业辽宁葫芦岛125105) 摘要:提出了一种基于笔顺重排算法的手写汉字识别.将手写汉字的可见线段和不可见线段进行联合编码,并 采用了一种基于单字切分及基本笔顺的识别方法.首先将单字分解为部件,根据分解的结构,对字典 进行粗略的过滤,将字典中不符合待识别汉字拆分结构的字排除,然后根据笔划编码进行识别,有效提 高了笔划的匹配速度,较好地解决了联机手写汉字识别中连笔及笔顺自由问题. 关键词:连笔笔顺联机手写汉字识别笔顺重排单字拆分 联机手写汉字识别技术涉及模式识别,图象处理, 自然语言理解,人工智能等多种学科,是一门综合性技 术,在中文信息处理,办公自动化,机器翻译,等高技 术领域,都有着重要的实用价值和理论意义. 1引言 为解决连笔书写汉字的轨迹编码问题,本文将落 笔到提笔的可见线段称为stroke线,从提笔到下一次 的落笔所经过的不可见线段称为connection线.将输 入汉字所有的stroke线和connection线都作为汉字 书写轨迹而进行笔画编码.这样将stroke线和 connection线一同编码,在进行汉字识别时等于匹配 汉字的行笔方向和位置等信息,而避开了落笔和提笔 等信息,能有效地解决汉字连笔书写的问题. 由于将stroke线和connection线的引入,匹配 只依据整体的行笔方向,走势,位置等信息,而没有 用到落笔,提笔的信息,很自然地解决了连笔的问题. 甚至可以很好地识别完全连笔的汉字,即一笔书写而 成的汉字【1l. 上述算法的明显缺点是它的连笔自由是建立在笔 顺不自由的基础上的.虽然,通过向字典里添加笔顺 变种的模版,可在一定程度上解决笔顺自由的问题, 但是,会带来字典过于庞大,匹配速度减慢等问题, 而且也不可能穷尽所有可能的笔顺变化.因此,必须 ?收稿时间:2008—10—11 加以改进才能用于笔顺自由的识别系统上. 文献【1】提出:”为了实现笔顺自由,待识汉字同 标准模式匹配时,可以首先找出它们之间的正确的笔 画对应关系,把输入汉字的笔顺和标准模式的笔顺调 整一致,就可以同时解决笔顺自由和连笔自由的问 题”,将待识别汉字的与标准模版笔顺的匹配问题转换 为了指派问题. 这种方法的好处是”能较好地同时解决笔顺自由 和连笔自由的问题”.缺点是:待识别汉字必须针对字 典中的每一个标准模板,改变其笔顺以获得最小的匹 配距离,这就大大增加了识别时的系统开销,降低了 识别效率. 本文提出了一种基于单字切分及基本笔顺表的识 别方法.首先将单字分解为部件,根据分解的结构, 对字典进行粗略的过滤,将字典中不符合待识别汉字 拆分结构的字排除,然后根据笔划编码进行识别,有 效的提高了笔划的匹配速度. 2局部笔顺重排 如果字典中只存放一种笔顺,或者不是存放所有 的笔顺变化而只存放几种笔顺的模版,为了实现笔顺 自由,需要对笔顺进行重新排列.但是由于汉字字型 复杂,手写汉字更是于变万化,对整个汉字进行笔划 重新排列是不现实的.因此,本文采用对汉字先分块, Resea.rchandDevelopment研究开发29 2009年第5期计算机系统应用 2.2笔顺排列基本规则 这里我们介绍如何将块内的笔划排序.我们列出 了所有的笔划,并且根据他们之间的位置关系决定他 们的先后顺序., 2.2.1笔划的分类 表1列出了汉字笔顺的基本规I~lJ[6].笔划集合中 与表1的顺序不_致时,便按照汉字基本笔顺表将之 纠正过来.对于可能存在的一些例外情况,我们可以 在程序中用case语句特殊处理. 表1笔顺的基本规则 RuleExamp1eOrderofstroke Firsthorizontal.then十l一十 verticaI Firstleft-falling,then人I人 right-falling? FrOmtoptobottom广=三f Fromlefttoright州I州卅州 Firstoutside,then月lJ月月月 inside Finishinside,then四lII-IKI四四 close Middle.thenthetwo小IlJ,J小 sides 在定制笔顺表之前,应该先定制基本笔划表.表 2列举了7种笔划,所有的笔划兜被映射成这7种笔 划.笔划的类型根据笔划长度,笔划的斜率以及笔划 和笔划之间的向量角来决定.确定笔划类型的算法如 图1所示: /变量定义T为笔划长度门限Tvar两个笔划之间 的向量夹角Tvar笔划最大斜率Tvar笔划最小斜率 | T:thresholdofstrokelength(1O0pixe1) Tvar:themaximumanglebetweentwovectors inastroke Tvar:maximumslopeofstroke Tva:minjmumslopeofstroke foralIstrokesinthesetofstrokesQ={S1,s2… sn}{ /*定义笔划”点”/ if(1engthofsi<TL)labelofsi=DOT /定义笔划”钩”/ elseif(vectorangleofsi>Tvar) labeIofsi=HOOK /定义笔划”竖”/ elseif(slopeofsi<Tmin) Iabelofsi=VERTIC:AL /定义笔划”横”/ elseif(slopeofsi>Tmax) labelofsi=HORIZONTAL /定义笔划”捺”/ elseif(X—valueofsi>0) labelofsi=RIGHTFALLING /定义笔划”撇”/ elselabelofsi=LEFTFALLING f0rallstrokesinthesetofstrokesQ={s1,s2…sn} /定义笔划”折”/ if(1abelofsi=VETICAL&& labelofsj=HORIZONTAL&& Intersect(si,sj)=TRUE) Labelofsisj=TURNING } 图1笔划分类算法 表2基本笔划表 LabeIStroke ,D0T 1.dHORIZONTAL 1lII VERTICALII LEFTFALLINGl/ RIGHTFALLING TURNING.11— 2.2.2笔划重排算法 根据笔划之间的位置关系对笔划做出了更细致的 划分.我们定义了笔划结合表(表3),并且定义了他们 之间的相对位置关系.对于一个笔划集合Q= {S1,s2…sn),其中si将根据与其他笔划的位置关系在 表中定位.算法如图2所示: /定义Q为笔划集合L为表序号集合/ Q={S1,s2…sn}:thesetofstrokes L=fI1.I2…ln}:thesetofIabels /确定笔划在基本表中的序号/ 1.ForallstrokesinQ={S1,s2…sn},determine ResearchandDevelopment研究开发31 计算机系统应用2009年第S期 theIabelofsi. /确定笔划在子表中的序号/ 2.SubdividetheIabeIofSi Iabels). 身的,反对称的和可传递的.我们在这里所考虑的笔 划顺序如同是将笔划集合Q中的元素进行排序.”<” (simayhaveseveral的定义规则如表4所示. /删除在基本表和子表中不一致的笔划/ 3.Deletethelabelsofsiwhichdonotkeep consistency. /循环,直到笔划序号si唯一/ 4.Repeat3,untilthelabelofsiisunique. 图2笔划细分类算法 表3笔划细分类 BaseLabelEx.Description DOT,Notdivided NONEGeneraI CROSSIntefSeCtiOn IHORIZONTALLEF_rjLeftofother strokes RIGHTRightofother strokes CLOSE0l口or日 NONEIGeneral VERTICUTfVerticaIof王 CROSSlIntersection LEF_r,jVerticalof口 NONEJGeneraI HO0KCROSSLIntersection CROSS2】Hookof子 NONE/:GeneraI LEF.rFSYMSymmetry ALLINGSYM2Abovethe-—— RIGHTIntersection RIGHTFNONEGeneraI ALUNGSYMSymmetry SYM2Abovethe-—— TURNlNGNONE1GeneraI FTurningof民 当所有笔划都在表中定位完成后,我们定义笔划 的顺序.我们在两个笔划之间定义”<”.”<”应该是反 32研究开发ResearchandDevelopment 表4笔顺信息表 AheadLater DOTH0RIZ0NTALCLOSE H0RIZ0NTALCROSSVERTICALCL0SE HORIZONTALCROSSHOOK—CROSS VERTICAL—NONEHORIZONTALLEFT NONEHORIZONTALRIGHT VERTICAL— VERTlCALTHORIZONTALCROSS VERTlCAL—LEFTTURNING—NONE VERTICAL—NONELEF_rFALLING—SYM VERTICALN0NERIGHTFALLING—SYM HOOK—NONEHORIZONTALLEFT NONEHORIZONTALRlGHT H0OK— HOOK—CROSS2HORIZONTALCROSS H0OK—NONELEFEFALLING—SYM H0OK—NONERIGHTFALLlNG—SYM2 RIGHTFALUNG—NON LEFEFALLING—NONE E LEFEFALLlNG—SYMHORIZONTALNONE LEFEFALLING—SYM2HORIZONTALCROSS RIGHTFALLING—NON LEFEFALLING—RIGHT E RIGHTFALLING—SYM2HORIZON.T-ALNONE RIGHTFALUNG—SYM2HORIZON1’ALCR0SS TURNlNG—FVERTICAL—NONE TURNING—FHOOK—N0NE 2.3块与块的排列 被识别汉字被切分为Block之后,Block和Block 之间的顺序依照汉字的书写习惯,即:从左到右,从 上到下,先里后外排列即可. 3编码与识别 按照表4的笔划顺序基本表以及块间排列顺序, 我们用排序算法得到了待识别汉字的笔划序列s,则S = (s1,s2,…,s)n为待识别汉字的笔划数目,T为标准 模版的笔划序列T=(tl,t2,…,tm)m为标准模版的笔 划数.S和T的匹配算法采用文献【1】提到的DP算法. 即通过如下的DP迭代式计算出一条最佳的输入序列 2009年第5期计算机系统应用 和标准序列的匹配路径. D(sj,)=miIl{D(一l,f『一1)+2?(,),D(,一1)+(,), D(s『_I,ti)+d(s,,f,)}(1) 待识别笔划序列与标准序列之间的最小距离即为 识别结果. 4性能分析和测试实验 基于部件内的笔顺重排,通过将单字拆分成若干 部件,分析待识别汉字的部件间分布机构,缩小了标 准字典中模版匹配的个数,减少了匹配次数,缩短了 识别时间. 本文采用visualstudio2005编写联机手写汉字 输入识别系统,利用前面提出的方法从8套GB2312 的6763个单字样本中,将笔划进行随机打乱.用没 有进行笔划排序的联机识别算法进行识别,识别率为 47.27jl;:进行单字切分,粗分类,部件内部排序, 部件之间的排序后,识别率为98.22茗.在配置为 Pentium4CPU,3.2GHz,512MB内存的pc机上 对这些汉字进行识别,平均耗时为203宇/秒. 参考,.J吠 1曹醋炯,王永成.笔顺连笔自由的联机手写汉字识别. 计算机工程与应用.2005,29:167—169. 2余楚中,赵学军,彭静,等.联机手写体汉字识别中的笔 划分类及笔划识别.重庆大学,1998,2(2):131— 134. 3SangOkKooHyunGyuJang,KwangHeeWon,Soon KiJung.AutomaticStrokeExtractionandStroke OrderingBasedonTrueTypeFontEGUKTheoryand PracticeofComputerGraphics. (上接第24页) Voice 厂—]l Voice;l{ 1.. VXMHTTP .I_cIicI1I Voice XMI Serv VXML 图9VXML消息处理 的请求,在应答中产生VXML文档,该文档在VXML 解释器中处理.VXML解释器上下文(VXML interpretercontext)是VXML解释器(VXML interpreter)的执行环境.VXML解释器上下文可以在 监视用户输入的同时,解释执行V×ML文档.比如, 一 个V×ML解释器上下文可以一直监听一个用户需要 帮助的事件,同时监听改变语音合成参数(如音量或者 不S特征)的事件. VoiceBrowser能够产生用户响应和动作(比如: 讲话或输入字符,挂机)的事件和系统事件(比如:事件 超时).这些事件中一些由VXML解释器本身进行处 理,另外一些由V×ML解释器上下文进行处理. 4结束语 在各种各样的增值服务中,智能化,移动化和个 性化成为未来服务发展的一个重要方面.这些方兴未 艾的增值服务必将给运营商带来新的业务增长点. 我们开发的移动通信增值应用平台及应用系统采用先 进的开放的软硬件体系结构,开发工具非常灵活易用 而且能够快速灵活地开面向2G/3G的移动增值新业 务,快速而且有效地满足移动增值应用市场需求. - J.~-文献 1N.S0018厂rIA/EIA/IS.826W琢EI.ESSINTELLIGENT NETWORKCAPAB?IT?SFORPRE.PAID CHARGING.2oo0. 2N.S0ol3厂】?A/EIA,IS771WirelessIntelligentNetwork AN_sIT1.114-1988SignalingSystemNumber7(SS7)- TransactionCapabilitiesApplicationPart(TCPd~),2000. 33GS32.200:Telecommunicationmanagement; Chargingmanagement;Chargingprinciples,2003. 43GPPTS32.240:Telecommunicationmanagement; Chargingmanagement;ChargingArchitectureand Principles,2003. 53GPPTS32.297:Telecommunicationmanagement; Chargingmanagement;ChargingDataRecords(CDR) fileformatandtransfer.2002. 63GPPTR32.815:OnlineChargingSystem(OCS) architecturestudy.20o3.