WO1998025230A1 - Systeme de reconnaissance de caracteres manuscrits - Google Patents

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WO1998025230A1
WO1998025230A1 PCT/FR1997/002184 FR9702184W WO9825230A1 WO 1998025230 A1 WO1998025230 A1 WO 1998025230A1 FR 9702184 W FR9702184 W FR 9702184W WO 9825230 A1 WO9825230 A1 WO 9825230A1
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Inventor
Didier Charpentier
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Itesoft
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V30/00—Character recognition; Recognising digital ink; Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/10—Character recognition
    • G06V30/14—Image acquisition
    • G06V30/1444—Selective acquisition, locating or processing of specific regions, e.g. highlighted text, fiducial marks or predetermined fields
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V30/00—Character recognition; Recognising digital ink; Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/10—Character recognition

Definitions

  • the present invention relates to the recognition of handwritten characters, and in particular a method and a system for recognizing handwritten characters on documents of the form type to be completed.
  • the pre-casing obliges a user, or writer, who fills out a document of the form type to correctly position its characters and to write legibly one character in each box.
  • the writer is invited to write a letter (generally in capital letters), a number or a cross.
  • the handwritten document is then read by an electro-optical sensor which generally delivers a signal which can take two levels, a first level corresponding to the color of the handwritten characters, and a second level corresponding to the color of the paper in the boxes.
  • An image processing means then performs a recognition of the handwritten characters found in the boxes and matches each box with a series of binary information according to known techniques.
  • the main object of the invention is to provide a system for recognizing handwritten characters using a form in which no surface is used to enter information relating to the boxes to be filled.
  • the main object of the invention is therefore a method of recognizing the characters handwritten on a document of the form type containing printed boxes as well as characters pre-inscribed inside the boxes for writing there handwritten characters corresponding to the indications provided by the pre-registered characters, the printed boxes and the pre-registered characters being made up of predetermined elements characterized by at least one parameter verifying a predetermined relation whereas the predetermined relation is not verified for the handwritten characters.
  • the method comprises the steps of reading the document in successive elementary areas using a character recognition device, determining that the parameter or parameters characterizing an object read in a set of elementary areas verify the predetermined relationship, and eliminating the objects for which the predetermined relation is verified as being predetermined elements.
  • Another object of the invention is a document of the form type containing boxes printed for writing handwritten characters therein intended to be read by an optical recognition device, the boxes containing pre-registered characters providing indications to the user for write the handwritten characters and both the printed boxes and the pre-written characters are made up of predetermined elements characterized by at least one parameter verifying a predetermined relationship while the predetermined relationship is not verified for the handwritten characters, so as to be able to easily eliminate, when reading the document by an optical recognition device, objects whose parameter or parameters verify the predetermined relationship as being predetermined elements.
  • FIG. 1 represents a portion of a form used in the prior art
  • FIG. 2 represents a portion a form implementing the principles of the invention
  • FIG. 3 schematically represents a character recognition device used for reading the form according to the invention.
  • the invention avoids occupying an area of the form to register the indications mentioned above by first using the process which is the subject of patent application 95 10031.
  • the boxes 10 , 12, 14 or 16 consist of elements which are characterized by one or more parameters verifying a predetermined relationship, such as the dimensions of the elements, their surface, their position, the spacing between two elements or even parameters characterizing the shape of the elements.
  • the processing carried out consists in eliminating the elements of the pattern from each box when there is detection of the parameters verifying said predetermined relationship, in order to recognize the character therein.
  • the invention consists in writing the indications capable of helping the writer directly in the boxes and not in front of or below the boxes as it was the case before, and using the same principles as those described in the Patent application 95 10031. Indications such as those illustrated in FIG. 2 occupy part of the rows of boxes in which the writer will write the requested information.
  • NAME is written in the row of boxes 20 intended to write the name
  • FIRST NAME is written in row 22
  • ADRESS is written in row 24
  • POSTAL CODE is written in row 26
  • COMMUNE is written in row 28
  • AGE is written in the two boxes 30 intended for recording the age of the writer.
  • One of the two boxes 32 and 34 for sex and containing respectively an "M” (male) and an “F” (female) must be filled with a cross.
  • the indications inside the boxes are intended, like the boxes themselves, to be eliminated during reading by the character recognition device.
  • One embodiment consists in that the boxes and / or the pre-registered characters are formed of elements characterized by one or more parameters verifying a predetermined relationship which is recognized when the form is read.
  • the pre-registered characters So that the characters written by the writer stand out well despite the existence of the pre-registered characters, it is advisable that the latter be of a sufficiently light shade so that they appear very little when the boxes are completed by the writer while being legible before registration.
  • FIG. 3 An optical recognition device used in the context of the invention is shown in FIG. 3.
  • the device has a light source 40 providing the document 42 with determined illumination.
  • an electro-optical sensor 44 Adjacent to the light source 40, an electro-optical sensor 44 is placed responsible for collecting the illumination reflected by the document as it advances in the direction of the arrow.
  • the signals supplied by the sensor 44 are then converted into digital signals by the analog-digital converter 46.
  • the resulting digital signals are supplied to a processor (or microprocessor) 48 so as to eliminate the positioning patterns, or to store them. in a memory 50.
  • the elimination treatment is carried out by the electro-optical sensor 44, the latter can act analogically (that is to say in the manner of a photocopier).
  • the patterns to be used for pre-shading the form and the characters pre-written inside the boxes must be composed of elements whose dimension is less than the resolution threshold of the sensor.
  • the elements of the pattern that have not been read by the sensor due to its low resolution will have disappeared and the signals supplied will only represent the only handwritten characters whose width is generally well above the threshold sensor resolution.
  • the signals can then be converted to digital signals for further processing and character recognition.
  • the elimination processing can take place directly by the electronic sensor of the character recognition device when the sensor has a low resolution, or after the capture of the image, by means of digital processing when the sensor has a high resolution.
  • a simple software can be implemented when the patterns of the boxes and the characters pre-written in the boxes consist of simple elements, for example thin vertical or oblique lines.
  • the post-processing carried out by the processor 48 of the recognition device then uses software for which the sequences of bits where the first and the fourth bits are 0, in particular the sequences 0110 corresponding to the elements of the pattern, are replaced by strings of bits 0.
  • the elements of the printed pattern and the characters pre-written in the boxes will therefore be eliminated.
  • the sequences comprising at least three consecutive bits 1 of the type 01110 corresponding to the image of a handwritten character trait will not be eliminated.
  • Such treatment making it possible to eliminate the patterns, the elements of which are characterized by their shape, uses a matrix as explained in patent application 95.10031. It should be noted that, although in the above example the reference matrix takes into account only one element, one can imagine using a reference matrix taking into account two or more elements constituting the patterns and the characters pre-registered without departing from the scope of the invention.

Abstract

Procédé de reconnaissance des caractères manuscrits sur un type de formulaire contenant des cases imprimées (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34) pour y écrire des caractères manuscrits destinés à être lus par un dispositif de reconnaissance optique, les cases contenant des caractères pré-inscrits fournissant des indications à l'utilisateur pour y écrire les caractères et les caractères pré-inscrits étant constitutés d'éléments caractérisés par au moins un paramètre d'élimination permettant de les éliminer facilement lors de la lecture du document par un dispositif de reconnaissance optique. Le procédé comprend les étapes de lecture du document par zones élémentaires successives à l'aide d'un dispositif de reconnaissance de caractères, détection des paramètres d'élimination caractérisant un objet lu dans un ensemble de zones élémentaires, et élimination des objets pour lesquels ont été détectés des paramètres d'élimination.

Description

Système de reconnaissance de caractères manuscrits
Domaine technique :
La présente invention concerne la reconnaissance de caractères écrits à la main, et en particulier un procédé et un système de reconnaissance de caractères manuscrits sur des documents de type formulaire à remplir.
Etat de la technique : Les technologies modernes liées à l'informatique permettent de nos jours la lecture automatique de documents manuscrits dans des conditions où le coût de revient est très inférieur au coût d'une saisie manuelle.
Toutefois le traitement automatique de documents manuscrits n'est possible avec une grande efficacité que si on utilise des documents de type formulaire qui ont été préalablement imprimés en pré-casant les zones utiles qui devront être lues.
Le pré-casage oblige un utilisateur, ou scripteur, qui remplit un document du type formulaire à bien positionner ses caractères et à écrire lisiblement un caractère dans chaque case. Dans chacune des cases, le scripteur est invité à écrire une lettre (généralement en lettre majuscule), un chiffre ou une croix. Le document manuscrit est ensuite lu par un capteur électro-optique qui délivre généralement un signal pouvant prendre deux niveaux, un premier niveau correspondant à la teinte des caractères manuscrits, et un deuxième niveau correspondant à la couleur du papier dans les cases. Un moyen de traitement d'images effectue ensuite une reconnaissance des caractères manuscrits se trouvant dans les cases et fait correspondre à chaque case une suite d'informations binaires selon des techniques connues.
Lors du traitement, il est évidemment nécessaire de séparer ou d'éliminer le pré-casage préalablement imprimé sur le document. Plusieurs procédés ont été employés pour effectuer cette élimination, et notamment l'utilisation d'un pré-casage inactinique. Ce procédé présente toutefois des inconvénients, et en particulier la nécessité d'imprimer le formulaire en au mois deux couleurs.
Un autre procédé ne présentant pas ces inconvénients est décrit dans la demande de brevet français 95 10031. Le procédé décrit dans cette demande de brevet consiste à utiliser un formulaire contenant des cases imprimées pour y écrire des caractères manuscrits destinés à être lus par un dispositif de reconnaissance optique, les cases étant prédéfinies par des motifs prédéterminés constitués d'éléments caractérisés par au moins un paramètre vérifiant une relation prédéterminée de manière à pouvoir éliminer facilement, lors de la lecture du document, les objets dont le ou les paramètres vérifiant la relation prédéterminée comme étant des éléments constituants les motifs prédéterminés .
Bien qu'efficace, ce précédé exige cependant que le formulaire comporte en face ou sous les cases à remplir la nature des informations à écrire dans lesdites cases, telles que "NOM", PRENOM", "ADRESSE", etc.. Cette impression indispensable pour que les informations correctes soient écrites par le scripteur dans les bonnes cases, a évidemment l'inconvénient majeur d'occuper une surface non négligeable du formulaire et donc de gaspiller du papier.
Exposé de l' invention :
C'est pourquoi le but principal de l'invention est de fournir un système de reconnaissance de caractères manuscrits utilisant un formulaire dans lequel aucune surface n'est utilisée pour inscrire des informations relatives aux cases à remplir.
L'objet principal de l'invention est donc un procédé de reconnaissance des caractères manuscrits sur un document de type formulaire contenant des cases imprimées ainsi que des caractères pré-inscrits à l'intérieur des cases pour y écrire des caractères manuscrits correspondant aux indications fournies par les caractères pré-inscrits, les cases imprimées et les caractères pré-inscrits étant constitués d'éléments prédéterminés caractérisés par au moins un paramètre vérifiant une relation prédéterminée alors que la relation prédéterminée n'est pas vérifiée pour les caractères manuscrits. Le procédé comprend les étapes de lecture du document par zones élémentaires successives à l'aide d'un dispositif de reconnaissance de caractères, détermination que le ou les paramètres caractérisant un objet lu dans un ensemble de zones élémentaires vérifient la relation prédéterminée, et élimination des objets pour lesquels la relation prédéterminée est vérifiée comme étant des éléments prédéterminés.
Un autre objet de l'invention est un document de type formulaire contenant des cases imprimées pour y écrire des caractères manuscrits destinés à être lus par un dispositif de reconnaissance optique, les cases contenant des caractères pré-inscrits fournissant des indications à l'utilisateur pour y écrire les caractères manuscrits et aussi bien les cases imprimées que les caractères préinscrits sont constitués d'éléments prédéterminés caractérisés par au moins un paramètre vérifiant une relation prédéterminée alors que la relation prédéterminée n'est pas vérifiée pour les caractères manuscrits, de manière à pouvoir éliminer facilement, lors de la lecture du document par un dispositif de reconnaissance optique, les objets dont le ou les paramètres vérifient la relation prédéterminée comme étant des éléments prédéterminés.
Description brève des figures :
Les buts, objets et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 représente une portion d'un formulaire utilisé dans la technique antérieure, la figure 2 représente une portion d'un formulaire mettant en oeuvre les principes de l'invention, et la figure 3 représente schématiquement un dispositif de reconnaissance de caractères utilisés pour la lecture du formulaire selon l'invention.
Description détaillée de l'invention :
Un formulaire classique se présente généralement comme illustré sur la figure 1. Le scripteur doit remplir des cases en suivant les indications imprimées pour chaque groupe de cases. Ainsi il doit inscrire son nom dans les cases de la première ligne 10, généralement en lettres majuscules, puis son prénom dans les cases de la deuxième ligne 12. Dans la troisième ligne 14, il doit indiquer son âge en inscrivant deux chiffres. Dans certaines lignes comme la ligne 16 indiquée "SEXE", il doit mettre une croix dans une case, soit celle indiquée "M" (pour masculin) , soit celle indiquée "F" (pour féminin) .
Comme on le constate, il faut prévoir dans le formulaire des zones contiguës aux cases (comme sur la figure 1) ou sous les cases, pour indiquer les informations à écrire dans les cases telles que le nom, le prénom, l'âge, le sexe, etc..
L'invention évite d'occuper une surface du formulaire pour y inscrire les indications mentionnées ci-dessus en se servant tout d'abord du procédé faisant l'objet de la demande de brevet 95 10031. En d'autres termes, les cases 10, 12, 14 ou 16 sont constituées d'éléments qui sont caractérisés par un ou plusieurs paramètres vérifiant une relation prédéterminée, tels les dimensions des éléments, leur surface, leur position, l'écartement entre deux éléments ou encore des paramètres caractérisant le forme des éléments.
Au moment de la lecture par le dispositif de reconnaissance de caractères, le traitement effectué consiste à éliminer les éléments du motif de chaque case lorsqu'il y a détection des paramètres vérifiant ladite relation prédéterminée, pour en reconnaître le caractère qui s'y trouve. En utilisant ce concept, l'invention consiste à inscrire les indications propres à aider le scripteur directement dans les cases et non pas en face ou dessous les cases comme c'était le cas auparavant, et en utilisant les mêmes principes que ceux décrits dans la demande de brevet 95 10031. Les indications telles que celles illustrées sur la figure 2, occupent une partie des rangées de cases dans lesquelles le scripteur écrira les informations demandées. Ainsi, "NOM" est écrit dans la rangée de cases 20 destinées à écrire le nom, "PRENOM" est écrit dans la rangée 22, "ADRESSE" est écrit dans la rangée 24, "CODE POSTAL" est écrit dans la rangée 26, "COMMUNE" est écrit dans la rangée 28 et "AGE" est écrit dans les deux cases 30 destinées à l'inscription de l'âge du scripteur. L'une des deux cases 32 et 34 pour le sexe et comportant respectivement un "M" (masculin) et un "F" (féminin) doit être remplie d'une croix.
Les indications inscrites à 1 ' intérieur des cases sont destinées, comme les cases elles-mêmes, à être éliminées lors de la lecture par le dispositif de reconnaissance de caractères.
Un mode de réalisation consiste à ce que les cases et/ou les caractères pré-inscrits soient formés d'éléments caractérisés par un ou plusieurs paramètres vérifiant une relation prédéterminée qui est reconnue au moment de la lecture du formulaire.
De manière à ce que les caractères écrits par le scripteur ressortent bien malgré l'existence des caractères pré-inscrits, il est judicieux que ces derniers soient d'une teinte suffisamment claire de manière à ce qu'ils apparaissent très peu lorsque les cases sont remplies par le scripteur tout en étant lisibles avant l'inscription. On peut par exemple imprimer les cases du formulaire et les caractères qui sont pré-inscrits dans une teinte bleu clair et demander à ce que le remplissage par le scripteur soit effectué avec un stylo à encre noire. On doit noter qu'un mode de réalisation entrant dans le cadre de l'invention tel qu'il vient d'être exposé, est de prévoir que les caractères pré-inscrits figurant dans les cases et/ou les cases elles-mêmes soient imprimés à l'aide d'une encre inactinique et donc éliminés d'emblée à la lecture par le dispositif de reconnaissance de caractères .
Un dispositif de reconnaissance optique utilisé dans le cadre de l'invention est représenté sur la figure 3. Le dispositif dispose d'une source lumineuse 40 fournissant au document 42 un éclairement déterminé. Adjacent à la source lumineuse 40, est placé un capteur électro-optique 44 chargé de recueillir 1 ' éclairement réfléchi par le document au fur et à mesure qu'il avance dans le sens de la flèche. Les signaux fournis par le capteur 44 sont ensuite convertis en signaux numériques par le convertisseur analogique-numérique 46. Les signaux numériques résultants sont fournis à un processeur (ou micro-processeur) 48 de façon à éliminer les motifs de positionnement, ou pour les emmagasiner dans une mémoire 50.
Lorsque le traitement d'élimination est effectué par le capteur électro-optique 44, ce dernier peut agir de façon analogique (c'est à dire à la manière d'un photocopieur) . Dans ce cas, les motifs à utiliser pour le precasage du formulaire et des caractères pré-inscrits à l'intérieur des cases devront être composés d'éléments dont une dimension est inférieure au seuil de résolution du capteur. A la sortie du capteur, les éléments du motif n'ayant pas été lus par le capteur du fait de sa faible résolution, auront disparu et les signaux fournis ne représenteront que les seuls caractères manuscrits dont la largeur est généralement bien au-dessus du seuil de résolution du capteur.
Les signaux peuvent ensuite être convertis en signaux numériques pour traitement ultérieur et reconnaissance des caractères . Le traitement d'élimination peut avoir lieu directement par le capteur électronique du dispositif de reconnaissance de caractères lorsque le capteur a une faible résolution, ou postérieurement à la capture de l'image, au moyen d'un traitement numérique lorsque le capteur a une forte résolution.
Ainsi, on peut mettre en oeuvre un logiciel simple lorsque les motifs des cases et les caractères pré-inscrits dans les case sont constitués d'éléments simples par exemple des lignes fines verticales ou obliques.
Le traitement à posteriori, effectué par le processeur 48 du dispositif de reconnaissance fait alors appel à un logiciel pour lequel les suites de bits où le premier et le quatrième bits sont 0, en particulier les suites 0110 correspondant aux éléments du motif, sont remplacées par des suites de bits 0. Les éléments du motif imprimé et des caractères pré-inscrits dans les case seront donc éliminés. A l'inverse, les suites comportant au moins trois bits 1 consécutifs du type 01110 correspondant à l'image d'un trait de caractère manuscrit ne seront pas éliminées. Un tel traitement permettant d'éliminer les motifs dont les éléments sont caractérisés par leur forme, fait appel à une matrice comme expliqué dans la demande de brevet 95.10031. On doit noter que, bien que dans l'exemple ci-dessus la matrice de référence ne prend en compte qu'un élément, on peut imaginer d'utiliser une matrice de référence prenant en compte deux ou plusieurs éléments constituant les motifs et les caractères pré-inscrits sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Document de type formulaire contenant des cases imprimées (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34) pour y écrire des caractères manuscrits destinés à être lus par un dispositif de reconnaissance optique ; ledit document étant caractérisé en ce que lesdites cases contiennent des caractères pré-inscrits fournissant des indications à l'utilisateur pour écrire les caractères manuscrits dans lesdites cases, et en ce que au moins lesdits caractères pré-inscrits sont constitués d'éléments caractérisés par au moins un paramètre d'élimination permettant de les éliminer facilement lors de la lecture du document par un dispositif de reconnaissance optique.
2. Document selon la revendication 1, dans lequel les éléments composant lesdits caractères pré-inscrits sont caractérisés en ce qu'ils sont imprimés en une encre inactinique .
3. Document selon la revendication 2, dans lequel lesdites cases sont également imprimées en une encre inactinique .
4. Document selon la revendication 1, dans lequel lesdits caractères pré-inscrits sont constitués d'éléments caractérisés par au moins un paramètre vérifiant une relation prédéterminée alors que ladite relation prédéterminée n'est pas vérifiée pour les caractères manuscrits, de manière à pouvoir éliminer facilement, lors de la lecture du document par un dispositif de reconnaissance optique, les objets dont le ou les paramètres vérifient ladite relation prédéterminée comme étant des éléments à éliminer.
5. Document selon la revendication 4, dans lequel lesdites cases sont également constituées d'éléments caractérisés par au moins un paramètre vérifiant une relation prédéterminée alors que ladite relation prédéterminée n'est pas vérifiée pour les caractères manuscrits, de manière à pouvoir éliminer facilement, lors de la lecture du document par un dispositif de reconnaissance optique, les objets dont le ou les paramètres vérifient ladite relation prédéterminée comme étant des éléments à éliminer.
6. Procédé de reconnaissance des caractères manuscrits sur un document selon la revendication 1 contenant des cases imprimées (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34) ainsi que des caractères pré-inscrits à l'intérieur desdites cases imprimées pour y écrire des caractères manuscrits correspondant aux indications fournies par lesdits caractères pré-inscrits, , ledit procédé étant caractérisé par les étapes suivantes: lecture du document par zones élémentaires successives à l'aide d'un dispositif de reconnaissance de caractères (44, 46, 48), détection d'un ou plusieurs paramètres d'élimination caractérisant un objet lu dans un ensemble de zones élémentaires, et élimination des objets constitués d'éléments caractérisés par lesdits paramètres d'élimination.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel lesdits éléments prédéterminés ont une forme prédéterminée et l'étape de détermination consiste à comparer 1 ' éclairement réfléchi par un ensemble de zones élémentaires du document pouvant contenir entièrement un ou plusieurs desdits éléments à une matrice de référence dont les éléments correspondent respectivement aux zones élémentaires dudit ensemble, de manière à éliminer, lors de l'étape d'élimination, les objets entièrement contenus dans tout ensemble dont la comparaison avec ladite matrice donne un résultat donné comme étant des éléments desdits motifs prédéterminés, et à ne conserver que les objets pour lesquels la comparaison avec ladite matrice donne un résultat opposé comme étant des portions de caractères manuscrits.
8. Système de reconnaissance de caractères manuscrits se trouvant dans des cases prédéfinies d'un document (22) selon l'une des revendications 1 à 5, au moyen d'un dispositif de reconnaissance optique apte à reconnaître lesdits caractères manuscrits; ledit système étant caractérisé en ce que : - ledit dispositif de reconnaissance optique comprend une source lumineuse (40) pour éclairer le document, un capteur (44) pour effectuer la lecture des objets se trouvant dans des zones successives dudit document, un moyen d'analyse (46, 48) pour détecter si les objets lus sont constitués d'éléments caractérisés par le ou lesdits paramètres d'élimination, et un moyen d'élimination pour éliminer les objets constitués desdits éléments de manière à ce que seuls les caractères manuscrits soient conservés en sortie dudit dispositif de reconnaissance optique.
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