JP2002157552A - 光学式文字読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 適切な２値化閾値で２値化処理を行い、処理
時間が短く、認識率が高いＯＣＲを提供する。 【解決手段】 読取部１で読み取られた帳票の多値のイ
メージデータは、イメージメモリ２に格納される。イメ
ージデータは２値化処理部３で２値化されて２値画像が
生成され、線幅算出部４で文字の平均線幅が算出され
る。また。文字切出部６で、２値画像から文字パターン
が切り出され、文字認識部８で文字認識が行われる。こ
こで、線幅算出部４で算出された平均線幅が許容範囲外
であったり、文字認識部８で文字認識ができないと、閾
値制御部９によって、平均線幅と所定の許容値との差に
応じて２値化閾値の値が変更される。更に、認識制御部
１０の制御に従い、変更後の２値化閾値に基づいて、２
値化処理部３、線幅算出部４、文字切出部６及び文字認
識部８の処理が繰り返される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的に入力され
た画像の文字認識を行う光学式文字読取装置（以下、
「ＯＣＲ」という）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来のＯＣＲの一例を示す構成
図である。このＯＣＲは、読み取り対象の文字が記入又
は印字された帳票を、周知の技術で搬送しながら光学的
に画像を得る読取部１を有している。読取部１の出力側
には、読み取られた帳票の画素の輝度に対応した多値の
イメージを格納するイメージメモリ２が接続されてい
る。イメージメモリ２には、設定された２値化閾値に基
づいて、多値のイメージを白・黒の２値のパターンに変
換する２値化処理部３が接続されている。２値化処理部
３の出力側には、２値化されたパターンの平均線幅を計
算する線幅算出部４、及び２値化されたパターンの汚れ
や欠けを補正するフィルタ処理部５が接続されている。

【０００３】フィルタ処理部５の出力側には、認識可能
な１文字単位にパターンを切り出す文字切出部６と、切
り出された１文字分の文字パターンを格納するパターン
メモリ７が接続されている。更にパターンメモリ７に
は、文字パターンの特徴を抽出し、抽出した特徴と文字
辞書に格納された標準パターンの特徴とを比較して文字
認識を行う文字認識部８が接続されている。また、この
ＯＣＲは認識制御部１０を備え、この認識制御部１０に
よって各処理部に対する制御が行われるようになってい
る。

【０００４】このようなＯＣＲでは、次のようにして帳
票上の文字が読み取られる。帳票表面のイメージは、読
取部１によって画素に分解されて読み取られ、多値（例
えば、１２８階調）のイメージでイメージメモリ２に格
納される。イメージメモリ２に格納されたイメージは、
２値化処理部３によって読み出され、予め設定された２
値化閾値を用いて各画素が白また黒に２値化されたパタ
ーンに変換される。２値化されたパターンは、線幅算出
部４によって文字の平均線幅が算出されると共に、フィ
ルタ処理部５によって黒点が除去され、文字パターン内
の白抜けが埋められる。フィルタ処理されたパターン
は、文字切出部６によって、予め与えられた図示しない
文字位置情報（帳票フォーマット）に基づいて１文字毎
に切り出され、パターンメモリ７に格納される。

【０００５】次に、認識制御部１０によって、文字認識
を行うか否かの判定が次のように行われる。

【０００６】まず、パターンメモリ７に格納された文字
イメージについて、線幅算出部４で算出された平均線幅
が、予め設定されている線幅許容値に収まっているか否
かがチェックされる。平均線幅が線幅許容値に収まって
いれば、文字認識部８が起動される。

【０００７】一方、平均線幅が線幅許容値に収まってい
なければ、２値化閾値が予め設定された補正量だけ増減
され、２値化処理部３が再起動される。このような平均
線幅のチェックと、２値化閾値の増減と、増減された２
値化閾値による２値化処理は、この平均線幅が線幅許容
範囲に収まるまで、または予め設定された回数だけ繰り
返えされる。そして、２値化処理が予め設定された回数
だけ繰り返えされたときには、たとえ平均線幅が線幅許
容範囲に収まらなくても、文字認識部８が起動される。

【０００８】文字認識部８において、パターンメモリ７
に格納された文字パターンの特徴が抽出され、抽出した
特徴と文字辞書に格納された標準パターンの特徴とが比
較される。文字認識部８の認識結果は認識制御部１０に
与えられ、正しく認識されていれば認識結果の文字コー
ドが出力される。認識できなかった場合には、２値化処
理が予め設定された回数だけ繰り返えされた結果のとき
は、そのまま不読の旨の情報が出力される。また、２値
化処理が予め設定された回数だけ繰り返えされていなけ
れば、２値化の閾値が更に補正値だけ増減され、再度、
２値化処理が繰り返される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＯＣＲでは、次のような課題があった。線幅算出部４で
算出された平均線幅が線幅許容範囲に収まるように、２
値化処理部３による２値化処理が繰り返される。このと
き、２値化閾値は、認識制御部１０によって、繰り返し
の都度一定の補正量だけ増減される。

【００１０】このため、補正量が小さいと、非常に濃い
文字や非常に薄い文字の場合、平均線幅が線幅許容範囲
に収まるまでの繰り返し回数が多くなり、処理時間が長
くなるという課題があった。また、予め設定された回数
だけ繰り返しても、線幅許容範囲に収まらず、不読また
は誤読となる場合もあった。

【００１１】一方、補正量が大きいと２値化閾値の間隔
が大きくなるので、標準的な濃度の文字の場合、線幅許
容範囲内での２値化処理の回数が少なくなり、期待する
認識率が得られなくなるという課題があった。

【００１２】このような課題は、例えばフェルトペンの
ように、ペンが太字用のものであったり、漢字のよう
に、文字の形が書く人の癖に影響され易い場合に、特に
顕著にあらわれる。

【００１３】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
を解決し、適切な２値化閾値によって２値化処理を行う
ことができるＯＣＲを提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、ＯＣＲにおいて、文字が記載された媒体
の画像を画素に分解して光学的に読み取り、各画素の濃
度に応じた多値のイメージデータを出力する読取部と、
前記イメージデータを格納するイメージメモリと、前記
イメージメモリに格納されたイメージデータを、２値化
閾値を用いて２値化して２値画像を生成する２値化処理
部と、前記２値画像中の文字を構成する線の平均線幅を
算出する線幅算出部と、前記２値画像から１文字単位に
文字パターンを切り出す文字切出部と、前記文字パター
ンの特徴データを抽出して該特徴データに基づいて文字
を認識する文字認識部を備えている。

【００１５】更に、このＯＣＲは、前記線幅算出部で算
出された平均線幅が許容範囲外の場合、または前記文字
認識部で文字認識ができなかった場合に、該平均線幅と
所定の許容値との差に応じて前記２値化閾値の値を変更
する閾値制御部と、前記閾値制御部で変更された２値化
閾値に基づいて、前記２値化処理部、線幅算出部、文字
切出部及び文字認識部による処理を繰り返すように制御
する認識制御部を備えている。

【００１６】本発明によれば、以上のようにＯＣＲを構
成したので、次のような作用が行われる。

【００１７】媒体の画像は、読取部によって画素に分解
して光学的に読み取られ、各画素の濃度に応じた多値の
イメージデータがイメージメモリに格納される。イメー
ジメモリに格納されたイメージデータは、２値化処理部
によって２値化されて２値画像が生成される。線幅算出
部によって、２値画像中の文字を構成する線の平均線幅
が算出されると共に、文字切出部によって、この２値画
像から１文字単位に文字パターンが切り出される。切り
出された文字パターンの特徴データが文字認識部で抽出
され、この特徴データに基づいて文字認識が行われる。

【００１８】ここで、線幅算出部で算出された平均線幅
が許容範囲外であったり、文字認識部で文字認識ができ
なかった場合、閾値制御部によって、平均線幅と所定の
許容値との差に応じて２値化閾値の値が変更される。更
に、認識制御部の制御に従って、変更後の２値化閾値に
よる２値化処理部、線幅算出部、文字切出部及び文字認
識部の処理が繰り返される。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
ＯＣＲの構成図であり、図２中の要素と共通の要素には
共通の符号が付されている。

【００２０】このＯＣＲは、図２のＯＣＲと同様に、読
み取り対象の文字が記入又は印字された帳票を、搬送し
ながら光学的に画像を得る読取部１を有している。読取
部１の出力側には、読み取られた帳票の画素の輝度に対
応した多値のイメージデータを格納するイメージメモリ
２が接続されている。イメージメモリ２には、設定され
た２値化閾値に基づいて、多値のイメージデータを、白
・黒の２値画像に変換する２値化処理部３が接続されて
いる。２値化処理部３の出力側には、２値画像中の文字
を構成する線の平均線幅を計算する線幅算出部４、及び
２値化画像の汚れや欠けを補正するフィルタ処理部５が
接続されている。

【００２１】フィルタ処理部５の出力側には、認識可能
な１文字単位に文字パターンを切り出す文字切出部６
と、切り出された１文字分の文字パターンを格納するパ
ターンメモリ７が接続されている。更にパターンメモリ
７には、文字パターンの特徴を抽出し、抽出した特徴と
文字辞書に格納された標準パターンの特徴とを比較して
文字認識を行う文字認識部８が接続されている。

【００２２】また、このＯＣＲは、２値画像の平均線幅
と線幅許容範囲との差に応じて、次の２値化処理のため
の２値化閾値をダイナミックに制御して２値化処理部３
に与える閾値制御部９を有している。更に、このＯＣＲ
は、認識制御部１０を備え、この認識制御部１０によっ
て、読取部１、２値化処理部３、線幅算出部４、フィル
タ処理部５、文字切出部６及び文字認識部８等の各処理
部に対する制御が行われるようになっている。

【００２３】図３（ａ）〜（ｃ）は、図１中の線幅算出
部４における平均線幅算出処理の説明図である。

【００２４】例えば、２値化処理部３による２値化処理
の結果、図３（ａ）に示すような２値画像のパターンが
得られたとする。この図に示すように、黒画素の数（こ
こでは、黒画素を黒点、黒画素の数を黒点数という）Ａ
は、４０である。

【００２５】次に、図３（ｂ）に示す２×２画素の格子
窓を用いて、図３（ａ）中の各画素を走査する。そし
て、２×２画素の格子窓のすべての画素が黒点となった
ときに、この格子窓の左上の窓に対応する黒点を基準黒
点とする。図３（ｃ）は、格子窓の走査によって検出さ
れた基準黒点を示している。これらの基準黒点の総和を
四黒点とし、その四黒点数Ｑは、図３（ａ）のパターン
の場合、図３（ｃ）に示すように２７となる。

【００２６】これらの黒点数Ａと四黒点数Ｑを用いて、
平均線幅Ｗは次式で算出される。 Ｗ＝Ａ／（Ａ−Ｑ） 従って、図３（ａ）のパターンの平均線幅Ｗは、４０／
（４０−２７）＝３．１となる。

【００２７】図４は、図１の動作を示すフローチャート
であり、図５は、図１における２値化処理の説明図であ
る。以下、これらの図４及び図５を参照しつつ、図１の
動作を説明する。

【００２８】図４のステップＳ１において、読取部１が
起動され、読み取り対象の帳票の表面の画像が画素に分
解されて読み取られ、例えば、１２８階調の多値のイメ
ージデータがイメージメモリ２に格納される。

【００２９】ステップＳ２において、イメージメモリ２
に格納されたイメージデータが、２値化処理部３によっ
て読み出され、予め設定された２値化閾値を用いて各画
素が白また黒に２値化された２値画像に変換される。

【００３０】ステップＳ３において、２値画像が線幅算
出部４に与えられ、文字毎の平均線幅が算出される。

【００３１】ステップＳ４において、２値画像がフィル
タ処理部５に与えられ、汚れによる黒点が除去されると
共に、文字部分の白抜けが埋められる。

【００３２】ステップＳ５において、文字切出部６が起
動され、予め与えられた図示しない文字位置情報（帳票
フォーマット）に基づいて、文字パターンが１文字単位
に切り出され、パターンメモリ７に格納される。

【００３３】ステップＳ６において、認識制御部１０が
起動され、２値化処理の回数が規定値に達しているか否
かが判定される。もしも、既に規定回数だけ２値化処理
が繰り返されていれば、ステップＳ８へ進み、まだ規定
回数の２値化処理が行われていなければ、次のステップ
Ｓ７へ進む。

【００３４】ステップＳ７において、ステップＳ３で算
出された平均線幅が、線幅許容範囲内であるか否かが判
定される。平均線幅が線幅許容範囲内であれば、ステッ
プＳ８へ進み、範囲外であればステップＳ１２へ進む。

【００３５】ステップＳ８において、文字認識部８が起
動され、パターンメモリ７に格納された文字パターンの
特徴データが抽出され、抽出された特徴データと文字辞
書に格納された標準パターンの特徴が比較される。文字
認識部８の認識結果は認識制御部１０に与えられ、ステ
ップＳ９へ進む。

【００３６】ステップＳ９において、認識制御部１０が
起動され、文字認識部８によって良好な認識結果が得ら
れているか否かが判定される。良好な認識結果が得られ
ている場合は、ステップＳ１０へ進み、認識結果が不良
の場合はステップＳ１１へ進む。

【００３７】良好な認識結果が得られたときは、ステッ
プＳ１０において、その認識結果が出力されてこのＯＣ
Ｒの処理は終了する。

【００３８】一方、認識結果が不良の場合は、ステップ
Ｓ１１において、２値化処理の回数が規定値に達してい
るか否かが判定される。まだ規定回数の２値化処理が行
われていなければ、ステップＳ１２へ進む。もしも、既
に規定回数だけ２値化処理が繰り返されていれば、ステ
ップＳ１４へ進み、不読結果が出力されてこのＯＣＲの
処理は終了する。

【００３９】ステップＳ７，Ｓ１１の判定結果により、
ステップＳ１２の２値化閾値補正量制御処理へ進んだ場
合には、閾値制御部９が起動され、２値化閾値の補正量
の制御が、次のように行われる。

【００４０】例えば、図５（ａ）に示すように、最初の
２値化処理において、予め設定された２値化閾値ｔ１を
使用し、フエルトペンで記載された太字が２値化されて
平均線幅ＬＷ１が得られたとする。この平均線幅ＬＷ１
は、予め設定された線幅許容範囲の外側で、更にこの線
幅許容範囲よりも広く設定された振幅許容範囲よりも大
きくなっている。このため、ステップＳ１２において、
２値化閾値の補正量が−２Δに制御され、更にステップ
Ｓ１３において、２回目の２値化処理における２値化閾
値ｔ２が、ｔ１−２Δに設定される。そして、ステップ
Ｓ２〜Ｓ７の処理が繰り返される。

【００４１】２回目の２値化処理で得られた２値化パタ
ーンの平均線幅ＬＷ２が、振幅許容範囲よりも大きい
と、３回目の２値化閾値の補正量も、−２Δに制御され
る。これにより、３回目の２値化処理における２値化閾
値ｔ３は、ｔ２−２Δに設定され、ステップＳ２〜Ｓ７
の処理が繰り返される。

【００４２】３回目の２値化処理で得られた２値化パタ
ーンの平均線幅ＬＷ３は、振幅許容範囲内に収まってい
るが、線幅許容範囲外となっているので、ステップＳ１
２において、更に２値化閾値補正量制御処理が行われ
る。この場合、平均線幅ＬＷ３が振幅許容範囲内に収ま
っているので、２値化閾値の補正量は−Δに制御され
る。これにより、ステップＳ１３において、４回目の２
値化処理における２値化閾値ｔ４がｔ３−Δに設定さ
れ、ステップＳ２〜Ｓ７の処理が繰り返される。

【００４３】４回目の２値化処理で得られた２値化パタ
ーンの平均線幅ＬＷ４は、線幅許容範囲に収まっている
ので、ステップＳ７の後、ステップＳ８の文字認識処理
へ進む。その後の処理は、前述のとおりである。

【００４４】また、例えば、図５（ｂ）に示すように、
最初の２値化処理において、予め設定された２値化閾値
ｔ１を使用し、通常のシャープペン等で記載された細字
を２値化して平均線幅ＬＷ１が得られたとする。この平
均線幅ＬＷ１は、予め設定された線幅許容範囲の範囲内
であるので、ステップＳ７の後、ステップＳ８へ進んで
文字認識処理が行われる。

【００４５】ステップＳ９において認識結果が不良であ
ると判定されると、ステップＳ１１へ進んで２値化処理
が規定回数行われたかがチェックされる。この場合は、
規定値未満であるので、ステップＳ１２へ進む。このと
きの平均線幅ＬＷ１は、線幅許容範囲内であり、かつこ
の線幅許容範囲の中央値よりも小さいので、ステップＳ
１２において２値化閾値の補正量は、＋Δに制御され
る。更に、ステップＳ１３において、２回目の２値化処
理における２値化閾値ｔ２が、ｔ１＋Δに設定される。
そして、ステップＳ２〜Ｓ７の処理が繰り返される。

【００４６】このように、正しい認識結果が得られるま
で、または規定回数だけステップＳ１２，Ｓ１３におけ
る２値化閾値の変更処理が行われて、２値化処理と文字
認識処理が繰り返される。

【００４７】このように、本実施形態のＯＣＲは、２値
化パターンの平均線幅と線幅許容範囲との差に応じて、
次の２値化処理のための２値化閾値をダイナミックに制
御する閾値制御部９を有している。これにより、少ない
回数の２値化処理で、適切な２値化閾値を得ることが可
能になり、迅速な認識処理と認識率の向上が可能になる
という利点がある。

【００４８】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例
えば、次のようなものがある。

【００４９】（ａ） 線幅算出部４における平均線幅算
出処理は、図３に例示した四黒点による方法に限定され
ない。

【００５０】（ｂ） 閾値制御部９における２値化閾値
の制御は、図５に示すようにΔ，２Δの２段階の切り替
え方法に限定されず、例えば、線幅算出部４で得られた
平均線幅と、予め設定された線幅許容範囲の中央値との
差に応じた値で、多段階に切り替えるようにしても良
い。

【００５１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、平均線幅が許容範囲外であったり文字認識部で文
字認識ができなかった場合に、この平均線幅と所定の許
容値との差に応じて２値化閾値の値を変更する閾値制御
部と、この閾値制御部で変更された２値化閾値に基づい
て、２値化処理部、線幅算出部、文字切出部及び文字認
識部による処理を繰り返すように制御する認識制御部を
有している。これにより、少ない回数の２値化処理で、
適切な２値化閾値を得ることが可能になり、迅速な認識
処理と認識率の向上が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すＯＣＲの構成図であ
る。

【図２】従来のＯＣＲの一例を示す構成図である。

【図３】図１中の線幅算出部４における平均線幅算出処
理の説明図である。

【図４】図１の動作を示すフローチャートである。

【図５】図１における２値化処理の説明図である。

【符号の説明】

１ 読取部 ２ イメージメモリ ３ ２値化処理部 ４ 線幅算出部 ５ フィルタ処理部 ６ 文字切出部 ７ パターンメモリ ８ 文字認識部 ９ 閾値制御部 １０ 認識制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 文字が記載された媒体の画像を画素に分
   解して光学的に読み取り、各画素の濃度に応じた多値の
   イメージデータを出力する読取部と、 前記イメージデータを格納するイメージメモリと、 前記イメージメモリに格納されたイメージデータを、２
   値化閾値を用いて２値化して２値画像を生成する２値化
   処理部と、 前記２値画像中の文字を構成する線の平均線幅を算出す
   る線幅算出部と、 前記２値画像から１文字単位に文字パターンを切り出す
   文字切出部と、 前記文字パターンの特徴データを抽出して該特徴データ
   に基づいて文字を認識する文字認識部と、 前記線幅算出部で算出された平均線幅が許容範囲外の場
   合、または前記文字認識部で文字認識ができなかった場
   合に、該平均線幅と所定の許容値との差に応じて前記２
   値化閾値の値を変更する閾値制御部と、 前記閾値制御部で変更された２値化閾値に基づいて、前
   記２値化処理部、線幅算出部、文字切出部及び文字認識
   部による処理を繰り返すように制御する認識制御部と
   を、 備えたことを特徴とする光学式文字読取装置。