JP2000099627A - 文字読取装置 - Google Patents

文字読取装置

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JP2000099627A
JP2000099627A JP10266912A JP26691298A JP2000099627A JP 2000099627 A JP2000099627 A JP 2000099627A JP 10266912 A JP10266912 A JP 10266912A JP 26691298 A JP26691298 A JP 26691298A JP 2000099627 A JP2000099627 A JP 2000099627A
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Kei Takizawa
圭 滝沢
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 文字の背景画像にかかわらず、また文字色の
変動にもかかわらず、読取り対象である文字を確実に読
取ることができる信頼性にすぐれた文字読取装置を提供
する。 【解決手段】 入力カラー画像Ａをグレイ画像Ｂに変換
し、このグレイ画像Ｂを二値画像Ｃに変換し、この二値
画像Ｃから文字パターンを抽出し、この抽出した文字パ
ターンの色を推定し、この推定結果および上記入力カラ
ー画像Ａに応じて色差画像Ｄを生成し、この生成した色
差画像Ｄを二値画像Ｅに変換し、この二値画像Ｅから文
字パターンを抽出し、この抽出した文字パターンを認識
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、カラー画像中の
文字パターンを読取る文字読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】カラー画像中の文字パターンを読取る文
字読取装置として、図４に示すものがある。
【０００３】紙葉類上のカラー画像がカラー画像入力部
１で読取られ、その読取られたカラー画像がグレイ画像
化部２でグレイ画像に変換される。グレイ画像は、画素
が多値の階調を持つ画像である。変換の方法としては、
次式のように、入力カラー画像の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ
（レッド，グリーン，ブルー）の平均をグレイ画像の画
素値とする方法が挙げられる。
【０００４】g(x,y)＝（R(x,y)＋G(x,y)＋B(x,y)）／３ 入力カラー画像はc(x,y)= （R(x,y),G(x,y),B(x,y)）
で、g(x,y) がグレイ画像である。
【０００５】グレイ画像g(x,y)は二値化部３に供給さ
れ、そこで二値画像に変換されて文字検出切出部４に供
給される。文字検出切出部４では、二値画像から、予め
分かっている文字のサイズおよびピッチに基づき、文字
パターンが検出して切出される。この検切により抽出さ
れる文字パターンは文字認識部５で認識される。
【０００６】入力カラー画像c(x,y)としては、たとえば
図５に示すように、黒色主体の網目模様、白色無地、赤
色文字列（数桁の数字配列）を有するカラー画像Ａがあ
る。このカラー画像Ａは図６のようなグレイ画像Ｂに変
換され、そのグレイ画像Ｂが図７のような二値画像Ｃに
変換される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】カラー画像中の文字パ
ターン列を読取る際の問題は、グレイ画像化にある。
【０００８】ｇ(x,y) をグレイ画像とする方法では、文
字パターンに接している背景模様と文字パターンとのコ
ントラストが高いという仮定の下、グレイ画像ｇ(x,y)
を二値化することで文字パターンを背景模様と分離する
ことができる。
【０００９】紙葉類上の文字パターンはそもそも人間が
読むことを目的として印字されていると考えられるの
で、文字パターンに接する背景模様と文字パターンとの
コントラストが高いという仮定は妥当であると考えられ
る。
【００１０】しかしながら、印刷ずれ等により、文字パ
ターンの一部が同文字パターンに対してコントラストが
低い背景模様と接触したり、重なることがある。この場
合、二値化しても背景模様が残り、文字の検切に誤りを
生じる。
【００１１】すなわち、図７の２値画像の場合、文字列
“８２３９０４２３”のうち、右側４つの文字パターン
“０４２３”のみが文字パターンとして抽出される。左
側４つの文字パターン“８２３９”については、背景模
様と重なっていることから、文字パターンとしてのサイ
ズが適当でないとの判定の下に、文字パターンとして抽
出されない。
【００１２】この発明は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、文字の背景画像にかかわら
ず、また文字色の変動にもかかわらず、読取り対象であ
る文字を確実に読取ることができる信頼性にすぐれた文
字読取装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の文
字読取装置は、入力カラー画像をグレイ画像に変換する
グレイ画像化手段と、このグレイ画像化手段によるグレ
イ画像を二値画像に変換する第１の二値化手段と、この
第１の二値化手段による二値画像から文字パターンを抽
出する第１の抽出手段と、この第１の抽出手段で抽出さ
れる文字パターンの色を推定する文字色推定手段と、こ
の文字色推定手段の推定結果および上記入力カラー画像
に応じて色差画像を生成する色差画像生成手段と、この
色差画像生成手段で生成される色差画像を二値画像に変
換する第２の二値化手段と、この第２の二値化手段によ
る二値画像から文字パターンを抽出する第２の抽出手段
と、この第２の抽出手段で抽出される文字パターンを認
識する文字認識手段と、を備える。
【００１４】請求項２に係る発明の文字読取装置は、請
求項１に係る発明において、文字色推定手段が、入力カ
ラー画像のうち、第１の文字検出切出手段で切出される
文字パターンに対応する部分について各画素の色の平均
を求め、この求めた平均に基づき、第１の文字検出切出
手段で切出される文字パターンの色を推定する。
【００１５】請求項３に係る発明の文字読取装置は、請
求項２に係る発明において、色差画像生成手段が、文字
色推定手段で推定される文字パターンの色を持ち且つ前
記入力カラー画像の画素値の均等色空間での距離値を持
つ画素値の色差画像を生成する。
【００１６】請求項４に係る発明の文字読取装置は、請
求項１に係る発明において、抽出手段として、文字パタ
ーンを検出して切出す文字検出切出手段を備える。
【００１７】請求項５に係る発明の文字読取装置は、請
求項２に係る発明において、抽出手段として、文字パタ
ーンを検出して切出す文字検出切出手段を備える。
【００１８】請求項６に係る発明の文字読取装置は、請
求項３に係る発明において、抽出手段として、文字パタ
ーンを検出して切出す文字検出切出手段を備える。
【００１９】請求項７に係る発明の文字読取装置は、請
求項１に係る発明において、カラー画像を入力するため
のカラー画像入力手段を備える。
【００２０】請求項８に係る発明の文字読取装置は、請
求項２に係る発明において、カラー画像を入力するため
のカラー画像入力手段を備える。
【００２１】請求項９に係る発明の文字読取装置は、請
求項３に係る発明において、カラー画像を入力するため
のカラー画像入力手段を備える。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て図面を参照して説明する。
【００２３】図１において、１１はカラー画像を入力す
るためのカラー画像入力部で、紙葉類上のカラー画像を
光学的に読取る。この読取りによる入力カラー画像が、
グレイ画像化部１２、文字色推定部１５、色差画像生成
部１６に供給される。
【００２４】グレイ画像化部１２は、入力カラー画像を
グレイ画像に変換する。グレイ画像は、多値の階調を持
つグレイ色の画像である。すなわち、次式のように、入
力カラー画像の各画素のＲ，Ｇ，Ｂ（レッド，グリー
ン，ブルー）の平均がグレイ画像の画素値となる。
【００２５】g(x,y)＝（R(x,y)＋G(x,y)＋B(x,y)）／３ 入力カラー画像はc(x,y)= （R(x,y),G(x,y),B(x,y)）
で、g(x,y) がグレイ画像である。
【００２６】グレイ画像g(x,y)は二値化部（第１の二値
化手段）１３に供給され、そこで二値画像に変換されて
文字検出切出部（第１の抽出手段、第１の文字検出切出
手段）１４に供給される。
【００２７】文字検出切出部１４では、二値画像から、
予め分かっている文字のサイズおよびピッチに基づき、
文字パターンを検出して切出す。この検切により抽出さ
れる文字パターンが文字色推定部１５に供給される。
【００２８】文字色推定部１５は、入力カラー画像のう
ち、文字検出切出部１４で抽出される文字パターンに対
応する部分について画素の色の平均を後述するＬ* ａ*
ｂ*空間において求め、この求めた平均に基づき、同文
字検出切出部１４で抽出される文字パターンの色（Rc,G
c,Bc）を推定する。この推定結果が色差画像生成部１６
に供給される。
【００２９】色差画像生成部１６は、文字色推定部１５
で推定される文字パターンの色（Rc,Gc,Bc）と入力カラ
ー画像c(x,y)= （R(x,y),G(x,y),B(x,y)）とから、色差
画像d(x,y)を生成する。色差画像d(x,y)は、文字パター
ンの色（Rc,Gc,Bc）を持ち且つ入力カラー画像c(x,y)の
画素値（R(x,y),G(x,y),B(x,y)）の均等色空間での距離
値を持つ画素値の色差画像d(x,y)を生成する。均等色空
間とは、その空間内での距離値が、人間の感覚の色差に
合うように作られた色空間である。
【００３０】具体例としてＬ* ａ* ｂ* 空間が挙げられ
る。Ｌ* ａ* ｂ* 空間は、数１および数２の式で求めら
れる。
【００３１】
【数１】
【００３２】
【数２】
【００３３】色差画像d(x,y)は、数３の式で求められ
る。
【００３４】
【数３】
【００３５】ここで、（Rc,Gc,Bc）と、（R(x,y),G(x,
y),B(x,y)）は、それぞれ、Ｌ* ａ*ｂ* 空間では、（L
c,ac,bc）、（L(x,y),a(x,y),b(x,y)）で表わされるも
のとする。
【００３６】生成された色差画像d(x,y)は二値化部（第
２の二値化手段）１７に供給され、そこで二値画像に変
換されて文字検出切出部（第２の抽出手段、第２の文字
検出切出手段）１８に供給される。
【００３７】文字検出切出部１８では、二値画像から、
予め分かっている文字のサイズおよびピッチに基づき、
文字パターンを検出して切出す。この検切により抽出さ
れる文字パターンが文字認識部１９に供給される。
【００３８】文字認識部１９は、文字検出切出部１８で
抽出された文字パターンを認識する。
【００３９】つぎに、上記の構成の作用を説明する。
【００４０】カラー画像入力部１１への入力カラー画像
c(x,y)としては、たとえば図５に示すように、黒色主体
の網目模様、白色無地、赤色文字列（数桁の数字配列）
を有するカラー画像Ａがある。
【００４１】入力カラー画像Ａはグレイ画像化部１２で
図６のようなグレイ画像Ｂに変換され、そのグレイ画像
Ｂが二値化部１３により図７のような二値画像Ｃに変換
される。
【００４２】文字検出切出部１４では、右側４つの文字
パターン“０４２３”のみが抽出される。文字色推定部
１５では、入力カラー画像Ａのうち、文字パターン“０
４２３”に対応する部分について各画素の色の平均が求
められ、この求められた平均に基づき、文字パターン
“０４２３”の色（Rc,Gc,Bc）が推定される。
【００４３】そして、色差画像生成部１６により、図２
のような色差画像Ｄが得られる。得られた色差画像Ｄで
は、背景模様と文字パターンとの間に、大きな輝度差が
存在する。この色差画像Ｄが二値化部１７で二値化され
ることにより、図３の二値画像Ｅが得られる。この二値
画像Ｅにおいて、背景模様と接触あるいは重なる文字パ
ターンは無く、全ての文字パターン“８２３９０４２
３”がくっきりと現われる。
【００４４】この全ての文字パターン“８２３９０４２
３”が文字検出切出部１８で抽出され、それが文字認識
部１９で認識される。つまり、認識結果として、８２３
９０４２３が得られる。
【００４５】以上、文字パターンの背景画像にかかわら
ず、また紙葉類ごとに文字パターンの色が変動する（未
知である）ような状況でも、読取り対象である文字パタ
ーンを確実に読取ることができ、信頼性の向上が図れ
る。
【００４６】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能
である。
【００４７】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、入
力カラー画像をグレイ画像に変換し、このグレイ画像を
二値画像に変換し、この二値画像から文字パターンを抽
出し、この抽出した文字パターンの色を推定し、この推
定結果および上記入力カラー画像に応じて色差画像を生
成し、この生成した色差画像を二値画像に変換し、この
二値画像から文字パターンを抽出し、この抽出した文字
パターンを認識する構成としたので、文字の背景画像に
かかわらず、また文字色の変動にもかかわらず、読取り
対象である文字を確実に読取ることができる信頼性にす
ぐれた文字読取装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の構成を示すブロック図。
【図２】同実施例における色差画像Ｄの例を示す図。
【図３】同実施例における二値画像Ｅの例を示す図。
【図４】従来装置の構成を示すブロック図。
【図５】従来および同実施例における入力カラー画像Ａ
の例を示す図。
【図６】従来および同実施例におけるグレイ画像Ｂの例
を示す図。
【図７】従来および同実施例における二値画像Ｃの例を
示す図。
【符号の説明】
１１…カラー画像入力部 １２…グレイ画像化部 １３…二値化部 １４…文字検出切出部（抽出手段） １５…文字色推定部 １６…色差画像生成部 １７…二値化部 １８…文字検出切出部（抽出手段） １９…文字認識部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力カラー画像をグレイ画像に変換する
    グレイ画像化手段と、 このグレイ画像化手段によるグレイ画像を二値画像に変
    換する第１の二値化手段と、 この第１の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を抽出する第１の抽出手段と、 この第１の抽出手段で抽出される文字パターンの色を推
    定する文字色推定手段と、 この文字色推定手段の推定結果および前記入力カラー画
    像に応じて色差画像を生成する色差画像生成手段と、 この色差画像生成手段で生成される色差画像を二値画像
    に変換する第２の二値化手段と、 この第２の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を抽出する第２の抽出手段と、 この第２の抽出手段で抽出される文字パターンを認識す
    る文字認識手段と、 を具備したことを特徴とする文字読取装置。
  2. 【請求項２】 入力カラー画像をグレイ画像に変換する
    グレイ画像化手段と、 このグレイ画像化手段によるグレイ画像を二値画像に変
    換する第１の二値化手段と、 この第１の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を抽出する第１の抽出手段と、 前記入力カラー画像のうち、前記第１の文字検出切出手
    段で切出される文字パターンに対応する部分について各
    画素の色の平均を求め、この求めた平均に基づき、前記
    第１の文字検出切出手段で切出される文字パターンの色
    を推定する文字色推定手段と、 この文字色推定手段の推定結果および前記入力カラー画
    像に応じて色差画像を生成する色差画像生成手段と、 この色差画像生成手段で生成される色差画像を二値画像
    に変換する第２の二値化手段と、 この第２の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を抽出する第２の抽出手段と、 この第２の抽出手段で抽出される文字パターンを認識す
    る文字認識手段と、 を具備したことを特徴とする文字読取装置。
  3. 【請求項３】 入力カラー画像をグレイ画像に変換する
    グレイ画像化手段と、 このグレイ画像化手段によるグレイ画像を二値画像に変
    換する第１の二値化手段と、 この第１の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を抽出する第１の抽出手段と、 前記入力カラー画像のうち、前記第１の文字検出切出手
    段で切出される文字パターンに対応する部分について各
    画素の色の平均を求め、この求めた平均に基づき、前記
    第１の文字検出切出手段で切出される文字パターンの色
    を推定する文字色推定手段と、 この文字色推定手段で推定される文字パターンの色を持
    ち且つ前記入力カラー画像の画素値の均等色空間での距
    離値を持つ画素値の色差画像を生成する色差画像生成手
    段と、 この色差画像生成手段で生成される色差画像を二値画像
    に変換する第２の二値化手段と、 この第２の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を抽出する第２の抽出手段と、 この第２の抽出手段で抽出される文字パターンを認識す
    る文字認識手段と、 を具備したことを特徴とする文字読取装置。
  4. 【請求項４】 入力カラー画像をグレイ画像に変換する
    グレイ画像化手段と、 このグレイ画像化手段によるグレイ画像を二値画像に変
    換する第１の二値化手段と、 この第１の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を検出して切出す第１の文字検出切出手段と、 この第１の文字検出切出手段で切出される文字パターン
    の色を推定する文字色推定手段と、 この文字色推定手段の推定結果および前記入力カラー画
    像に応じて色差画像を生成する色差画像生成手段と、 この色差画像生成手段で生成される色差画像を二値画像
    に変換する第２の二値化手段と、 この第２の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を検出して切出す第２の文字検出切出手段と、 この第２の文字検出切出手段で切出される文字パターン
    を認識する文字認識手段と、 を具備したことを特徴とする文字読取装置。
  5. 【請求項５】 入力カラー画像をグレイ画像に変換する
    グレイ画像化手段と、 このグレイ画像化手段によるグレイ画像を二値画像に変
    換する第１の二値化手段と、 この第１の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を検出して切出す第１の文字検出切出手段と、 前記入力カラー画像のうち、前記第１の文字検出切出手
    段で切出される文字パターンに対応する部分について各
    画素の色の平均を求め、この求めた平均に基づき、前記
    第１の文字検出切出手段で切出される文字パターンの色
    を推定する文字色推定手段と、 この文字色推定手段の推定結果および前記入力カラー画
    像に応じて色差画像を生成する色差画像生成手段と、 この色差画像生成手段で生成される色差画像を二値画像
    に変換する第２の二値化手段と、 この第２の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を検出して切出す第２の文字検出切出手段と、 この第２の文字検出切出手段で切出される文字パターン
    を認識する文字認識手段と、 を具備したことを特徴とする文字読取装置。
  6. 【請求項６】 入力カラー画像をグレイ画像に変換する
    グレイ画像化手段と、 このグレイ画像化手段によるグレイ画像を二値画像に変
    換する第１の二値化手段と、 この第１の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を検出して切出す第１の文字検出切出手段と、 前記入力カラー画像のうち、前記第１の文字検出切出手
    段で切出される文字パターンに対応する部分について各
    画素の色の平均を求め、この求めた平均に基づき、前記
    第１の文字検出切出手段で切出される文字パターンの色
    を推定する文字色推定手段と、 この文字色推定手段で推定される文字パターンの色を持
    ち且つ前記入力カラー画像の画素値の均等色空間での距
    離値を持つ画素値の色差画像を生成する色差画像生成手
    段と、 この色差画像生成手段で生成される色差画像を二値画像
    に変換する第２の二値化手段と、 この第２の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を検出して切出す第２の文字検出切出手段と、 この第２の文字検出切出手段で切出される文字パターン
    を認識する文字認識手段と、 を具備したことを特徴とする文字読取装置。
  7. 【請求項７】 カラー画像を入力するための入力手段
    と、 この入力手段で入力されるカラー画像をグレイ画像に変
    換するグレイ画像化手段と、 このグレイ画像化手段によるグレイ画像を二値画像に変
    換する第１の二値化手段と、 この第１の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を検出して切出す第１の文字検出切出手段と、 この第１の文字検出切出手段で切出される文字パターン
    の色を推定する文字色推定手段と、 この文字色推定手段の推定結果および前記入力手段で入
    力されるカラー画像に応じて色差画像を生成する色差画
    像生成手段と、 この色差画像生成手段で生成される色差画像を二値画像
    に変換する第２の二値化手段と、 この第２の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を検出して切出す第２の文字検出切出手段と、 この第２の文字検出切出手段で切出される文字パターン
    を認識する文字認識手段と、 を具備したことを特徴とする文字読取装置。
  8. 【請求項８】 カラー画像を入力するための入力手段
    と、 この入力手段で入力されるカラー画像をグレイ画像に変
    換するグレイ画像化手段と、 このグレイ画像化手段によるグレイ画像を二値画像に変
    換する第１の二値化手段と、 この第１の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を検出して切出す第１の文字検出切出手段と、 前記入力手段で入力されるカラー画像のうち、前記第１
    の文字検出切出手段で切出される文字パターンに対応す
    る部分について各画素の色の平均を求め、この求めた平
    均に基づき、前記第１の文字検出切出手段で切出される
    文字パターンの色を推定する文字色推定手段と、 この文字色推定手段の推定結果および前記入力手段で入
    力されるカラー画像に応じて色差画像を生成する色差画
    像生成手段と、 この色差画像生成手段で生成される色差画像を二値画像
    に変換する第２の二値化手段と、 この第２の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を検出して切出す第２の文字検出切出手段と、 この第２の文字検出切出手段で切出される文字パターン
    を認識する文字認識手段と、 を具備したことを特徴とする文字読取装置。
  9. 【請求項９】 カラー画像を入力するための入力手段
    と、 この入力手段で入力されるカラー画像をグレイ画像に変
    換するグレイ画像化手段と、 このグレイ画像化手段によるグレイ画像を二値画像に変
    換する第１の二値化手段と、 この第１の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を検出して切出す第１の文字検出切出手段と、 前記入力手段で入力されるカラー画像のうち、前記第１
    の文字検出切出手段で切出される文字パターンに対応す
    る部分について各画素の色の平均を求め、この求めた平
    均に基づき、前記第１の文字検出切出手段で切出される
    文字パターンの色を推定する文字色推定手段と、 この文字色推定手段で推定される文字パターンの色を持
    ち且つ前記入力手段で入力されるカラー画像の画素値の
    均等色空間での距離値を持つ画素値の色差画像を生成す
    る色差画像生成手段と、 この色差画像生成手段で生成される色差画像を二値画像
    に変換する第２の二値化手段と、 この第２の二値化手段による二値画像から文字パターン
    を検出して切出す第２の文字検出切出手段と、 この第２の文字検出切出手段で切出される文字パターン
    を認識する文字認識手段と、 を具備したことを特徴とする文字読取装置。
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