JP2011108025A - 文字認識方法及び文字認識装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蛇行している文字列や複数行に亘る文字列の中から、確実に所定の文字を抽出（切り出す）ことができるようにする。
【解決手段】文字列１１ａ、１１ｂが複数有する２次元画像Ｐを取得し、２次元画像Ｐの中から文字列１１ａに存在する所定文字１２を抽出して当該所定文字１２を画像処理により認識する文字認識方法であって、２次元画像Ｐにおける文字列１１ａ、１１ｂの配置ラインＬ１、Ｌ２を推定し、配置ラインＬ１、Ｌ２上の文字列１１ａ、１１ｂの中から所定文字１２の位置を推定し、所定文字１２の位置に対して文字認識処理を行うことで、当該所定文字１２を認識する。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、２次元画像を用いた文字認識において、対象物上に施された一連の文字列から所定の文字を抽出（切り出す）ことが可能な文字認識方法及び文字認識装置に関する。

工場等における生産管理の一例として、個々の製品等に対して刻印により固有の識別番号を施し、それをＣＣＤカメラやラインセンサ等の計測機器を用いて検出し、コンピュータを用いて自動的に文字を認識させることで、製造工程及び在庫を管理することが行なわれている。
ＣＣＤカメラで得られた画像は２次元画像である。ラインセンサで得られた画像はライン画像であるものの、フレームメモリ等に蓄えられることで、２次元画像とすることができる。係る２次元画像内には、「製造番号ＸＸＸ」「重量ＹＹＹ］「高さＺＺＺ］といったように複数の文字からなる文字列が写り込んでおり、現場で行われる画像処理としては、例えば、製造番号ＸＸＸのみを抽出・認識し、製品の管理等を行っている。

このように一連の文字列が写り込んでいる２次元画像の中から、ある特定の文字を抽出する（文字領域の切り出す）ための技術として、特許文献１及び特許文献２に開示されたものがある。
例えば、特許文献１は、１又は複数の文字列を撮像してディジタル画像信号を得、これを処理して得た画像内の文字を認識すべく画像内の文字を切り出す方法において、予め文字を切り出すための文字の高さに相当する列サイズ、文字の幅に相当する行サイズ、及び同じ文字列の高い位置にある文字と低い位置にある文字との最大高低差を求めておき、文字列の画像を文字列の方向に投影して得た濃淡に関連する値の文字高さ方向の中央に相当する位置である第１基準点を求め、第１基準点を中心に前記列サイズと前記最大高低差との和に相当する高さで文字列を切り出すステップと、切り出した文字列に対して、文字列と直交する方向に投影して得た濃淡に関連する値の各文字幅方向の中央に相当する位置である第２基準点をそれぞれ求め、第２基準点を中心に、前記行サイズで各文字を切り出すステップと、切り出した各文字それぞれに対して、文字列の方向に投影して得た濃淡に関連する値の文字高さ方向の中央に相当する位置である第３基準点を求め、各第３基準点を中心に前記列サイズで各文字を切り出すステップとを備える文字切り出し方法を開示する。

特許文献２は、文字列画像から文字切り出し候補を生成する文字切り出し装置において、前記文字列画像を入力して記憶する文字列画像記憶部と、前記文字列画像を二値化して連結成分を抽出する連結成分抽出部と、全ての前記連結成分に対して接触しているかどうかの判定を行い、連結成分が接触していない判定されたときに該連結成分自体を最小単位とし、連結成分が接触していると判定されたときに該連結成分を切断して新たに最小単位を作成する最小単位作成部と、２次元空間上に配置された状態の前記最小単位同士の２次元的な接続関係を求める２次元接続関係作成部と、互いに接続関係にある複数の前記最小単位同士を組み合わせて組み合わせパターンを作成し、正しい文字である可能性の高い組み合わせパターンを文字切り出し候補として出力する文字切り出し候補出力部と、を少なくとも有する文字切り出し装置を開示する。

特許第３０６６４４８号公報 特開２００２−３１２７１９号公報

特許文献１に記載された技術は、Ｙ方向の投影機度分布に基づいて全文字を含むように行領域を取得し、続いて、Ｘ方向の投影機度分布に基づいて各文字のＸ座標と特定することで、文字領域を概略で取得するものである。その後、再びＹ方向の投影機度分布に基づいて、１文字ごとにＹ方向座標と特定する。この技術を用いることで、切り出したい特定文字列を含む文字列が１行であるならば、当該文字列が蛇行していても問題なく特定文字列を抽出可能であるし、仮に文字列が複数行存在しても、各文字列のズレ量が行間隔未満ならば、特定文字列の切り出しが可能なものとなっている。

特許文献２に記載された技術は、取得した文字画像を２値化して、ブロブといわれる連結成分を抽出する。その後、全ブロブにおいて、接触・非接触の判定をかけ、接触判定されたブロブは接触部位を切断して、また非接触判定のブロブはそのままで「最小単位」とする。次に「最小単位」同士の接続関係を求めて組み合わせることで「組み合わせパターン」を作成して「文字切り出し候補」として出力し、認識処理と言語知識処理とレイアウト解析を行った上で文字抽出結果を出力する。この技術は、複数行の手書き文字も想定しており、文字が歪んでいても文字抽出が可能である。

しかしながら、実際の現場においては、製品に対して、複数の工程で文字を刻印して文字列全体を構成することが多々あり、文字の位置ズレが発生することは否めない。位置ズレ量は場合によっては行間以上の幅になる可能性もある。
例えば、図２（ａ）に示すように、ある工程で「製造番号」「重量」「高さ」の刻印を製品の表面に施し、その後の別の工程で「００３」「１０２」「２００．０」を刻印することがある。その場合、「製造番号」「重量」「高さ」は同じ水平位置に存在するものの、「００３」「１０２」「２００．０」の文字は異なった水平位置に存在し、全体として文字列が蛇行することとなる。このような文字列は複数行あることが多く、図３のような文字列を画像で撮像し、画像処理・文字認識を施した場合、製造番号「００３」を切り出したいにもかかわらず、１つ下の文字列に含まれる管理番号である「１２３」を抽出する可能性を否めない。

一方で、円筒状の製品に施された刻印をラインセンサ（光切断法）による機械走査で検出をする場合などでは、機械走査の精度の問題で検出文字列が行間以上に蛇行する場合がある。このような光切断法で得られ、２次元画像とされたものに対し、上記同様に、画像処理・文字認識を施した場合も、製造番号「００３」を切り出したいにもかかわらず、１つ下の文字列に含まれる管理番号である「１２３」を抽出する可能性を否めない。

このような状況下において、従来の技術を適用した場合、まず特許文献１の技術では、最初に行領域を抽出する時に、他の行の文字が行領域内に混入する事を想定していないため、混入したほかの行の文字はノイズとなって各文字のＸ方向座標特定を妨げ、正確な文字抽出が不可能なものとなる。
特許文献２の技術では、ブロブの抽出において、誤った「最小単位」の組み合わせが行われ、その結果として誤抽出が発生する可能性がある。「認識処理」や「言語知識処理」、「レイアウト解析」を厳格化すれば上記問題を低減もしくは無くせるが、これらの処理・解析を厳格化すると計算ステップが膨大になる問題がある。

そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、蛇行している文字列や複数行に亘る文字列の中から、確実に所定の文字を抽出（切り出す）ことが可能な文字認識方法及び文字認識装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係る画像処理を用いた文字認識方法は、文字列を複数有する２次元画像を取得し、前記２次元画像の中から前記文字列に存在する所定文字を抽出して当該所定文字を画像処理により認識する文字認識方法であって、前記２次元画像における前記文字列の配置ラインを推定し、前記配置ライン上の文字列の中から所定文字の位置を推定し、前記所定文字の位置に対して文字認識処理を行うことで、当該所定文字を認識する点にある。

前記文字列の配置ラインを推定を行うにあたっては、前記２次元画像において前記文字列を含む探索領域を設定し、この探索領域のＹ座標毎にＸ方向に沿って輝度積算を行うことでＹ方向の投影輝度分布を算出し、この投影輝度分布を基に前記探索領域における各文字の中心Ｙ座標を推定し、この各文字の中心Ｙ座標をＸ方向に結ぶことで文字列の配置ラインを推定し、前記所定文字の位置を推定するにあたっては、推定した文字列の配置ラインに沿いつつＹ方向に沿って輝度積算を行うことで配置ラインにおけるＸ方向の投影輝度分布を算出し、このＸ方向の投影輝度分布と予め設定されたマスクとの相互相関から所定文字の位置を推定することが好ましい。

本発明に係る文字認識装置は、文字列を複数有する２次元画像を取得する撮像手段と、前記撮像手段で取得した２次元画像の中から所定文字を抽出すると共に画像処理により所定文字を認識する画像処理手段とを備えており、前記画像処理手段は、前記２次元画像における前記文字列の配置ラインを推定する配置ライン推定部と、前記配置ライン推定部が推定した配置ライン上の文字列の中から所定文字の位置を推定する文字位置推定部と、前記文字位置推定部が推定した所定文字の位置に対して文字認識処理を行うことで当該所定文字を認識する文字認識部とを備えている点にある。

前記配置ライン推定部は、２次元画像のＹ座標毎にＸ方向に沿って輝度積算を行うことでＹ方向の投影輝度分布を算出し、この投影輝度分布を基に文字の中心Ｙ座標を推定して文字の中心Ｙ座標をＸ方向に結ぶことで文字列の配置ラインを推定することが好ましい。 前記文字位置推定部は、文字列の配置ラインに沿いつつＹ方向に沿って輝度積算することで配置ラインにおけるＸ方向の投影輝度分布を算出し、このＸ方向の投影輝度分布と予め設定されたマスクとの相互相関から所定文字の位置を推定することが好ましい。

本発明に係る文字認識方法によると、蛇行している文字列や複数行に亘る文字列の中から、確実に所定の文字を抽出（切り出す）ことができる。

本発明の実施形態に係る文字認識装置の概略図である。 撮像手段で撮像した２次元画像の一例である。 本発明に係る文字認識の処理を説明するための図である。 本発明に係る文字認識の処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を、図を基に説明する。
なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
本実施形態に係る文字認識装置の全体システム構成について説明する。
図１（ａ）に示すように、文字認識装置１は、対象物Ａ上に円弧状に施された凹凸状の文字（凹凸文字）を読取る装置である。この文字認識装置１は、対象物Ａ上に施された凹凸文字の２次元画像Ｐを取得する撮像手段２を備えている。具体的には、この撮像手段２は、光切断法を適用したラインセンサにより構成されている。

ラインセンサ２は、対象物Ａにライン状の光切断線（ライン状のレーザ光）を投射する投射部３と、対象物Ａの表面から反射してきた光切断線を撮像する撮像部４とを有している。
また、文字認識装置１は、ラインセンサ２を対象物Ａに沿って走査するために、対象物Ａを回転させる回転用モータ５（回転機構）を有している。これは、ラインセンサ２による１回の計測では、光切断線が当たった部分しか凹凸情報を取得できないため、当該回転用モータ５を用いてラインセンサ２を、対象物Ａの円周に倣う方向に走査させることにより、対象物Ａ全体を計測するためである。

さらに、文字認識装置１は、ラインセンサ２で取得した２次元画像Ｐを処理する画像処理手段６を備えている。画像処理手段６は、コンピュータ（例えば、パーソナルコンピュータ）により構成されており、コンピュータ６は、配置ライン推定部７と、文字位置推定部８と、文字認識部９とを備えている。本発明によれば、後述するように、配置ライン推定部７、文字位置推定部８によって、蛇行している文字列や複数行に亘る文字列の中から、確実に所定の文字を抽出（切り出す）ことができる。そして、切り出した文字を文字認識部９によって認識することができる。

本実施形態に係る文字認識装置１は、円盤状の対象物Ａを回転用モータ５で回転させることによって、対象物Ａの表面を走査していき、その表面形状を取得する。ラインセンサ２の設置向きは、円盤状の対象物Ａの半径方向に沿うように（後述するＹ軸に平行になるように）設置される。そして、取得した凹凸文字データ（１ライン画像データ）をコンピュータ６内のフレームメモリに蓄えることで、複数の文字列を含む２次元画像Ｐを取得する。なお、図１（ｂ）に示すように、撮像手段２は、対象物Ａ上の凹凸文字を直接、２次元ＣＣＤカメラ等にて撮像するものであってもよい。

以下、文字認識装置によって実行される文字認識方法について説明する。
図２（ａ）は、文字認識装置１のラインセンサ２によって撮像した２次元画像Ｐの一例を示している。
図２（ａ）に示すように、２次元画像Ｐ内には、「製造番号 ００３ 重量 １００ 高さ２００．０」という文字列１１ａが存在していると共に、「管理番号 １２３ ＡＢＣ １２６３８９５」という文字列１１ｂが存在している。２次元画像Ｐを見ると、それぞれの文字列１１ａ、１１ｂは波打った状態で当該２次元画像Ｐに写り込んでおり、通常、円盤状の対象物Ａ上の凹凸文字（単に文字ということがある）を撮像し、得られた２次元画像Ｐは、このように波打つのが実情である。

文字が波打つ原因は、対象物Ａの文字を撮像したときにおける対象物Ａの中心の偏心の影響であったり、又は、対象物（製品）Ａに文字を複数の工程にてそれぞれ刻印してしまうことがあげられる。例えば、ある工程で、製品上に「製造番号」「重量］「高さ］を刻印し、その後、別の工程で、「００３」「１００］「２００．０］といった刻印を施す。それぞれの工程は、現場乃至は現場に近い環境で行われるため、厳密な位置あわせを行うことは現実不可能であり、図２（ａ）に示すように、波打った文字列１１ａ、１１ｂが形成されることとなる。

従来の文字認識処理では、このように、一連の文字列１１ａ、１１ｂが写り込んでいる２次元画像Ｐの中から、ある文字を抽出する（文字領域の切り出す）ことは困難なことが多く、例えば、製造番号である「００３」を抽出したいにもかかわらず、「１２３」を抽出することがあった。
そこで、本実施形態の文字認識方法及び文字認識装置では、文字切り取り処理により切り出したい所望の文字、即ち、所定文字１２の位置を確実に特定することができるようにしている。なお、所定文字１２は、１字に限らず、「００３」のように複数の字からなるものであってもよいことを前提に、処理手順等について説明する。

本発明の文字認識方法では、まず、ラインセンサ２を用いて対象物Ａ上の凹凸文字を撮像して２次元画像Ｐを取得する（図４、Ｓ１）。２次元画像は、縦がＭピクセル、横Ｎピクセルの２次元画像Ｐであり、複数（２つの）の文字列１１ａ、１１ｂを含んでいる。
図２（ａ）に示すように、例えば、２次元画像Ｐには、「製造番号 ００３ 重量 １０２ 高２００．０」という文字列１１ａと、この文字列１１ａの一列下に配置された「管理番号 １２３ ＡＢＣ １２６３８９５」という文字列１１ｂとを含んでいる。

次に、図２（ａ）のような複数の文字列１１ａ、１１ｂを含む２次元画像Ｐに対し、縦Ｍピクセル、横ｎピクセル（例えば３０ピクセルであり、ｎ＜Ｍ）の探索領域Ｑを設定する（図４、Ｓ２）。探索領域Ｑの範囲の設定はコンピュータ６により行うことができる。
探索領域Ｑの幅（Ｘ方向の長さ）に関しては、ｎを狭くとりすぎると文字種の影響や、文字間隔の影響を受けてしまうので、文字幅や文字間隔以上の値である事が望ましい。逆にｎを大きく取りすぎると、文字列１１ａ、１１ｂの位置ズレが発生した境界部位の文字高さを正確に求められない場合があるので、例えば、印字仕様上の文字間隔の最大値が１文字程度、文字列１１ａ、１１ｂの位置ズレ量が半文字分程度であるなら、ｎ＝（３文字分の幅）と設定するなどすればよい。

そして、探索領域Ｑにおいて、Ｙ座標毎にＸ方向に沿った輝度積算を行うことでＹ方向の投影輝度分布を算出する（図４、Ｓ３）。図２（ａ）に示すように、例えば、所定の探索領域Ｑと重なる２次元画像Ｐ（撮像画像）において、その各Ｙ座標に沿って並んでいる複数の画素の輝度値をＸ軸方向に沿って足し合わせる（輝度値の積算を行う）ことで、Ｙ方向の投影輝度分布を得る。積算により得られた輝度分布を投影輝度分布Ｐｘ（ｙ）とすると、２次元画像Ｐにおいて文字が存在する付近のＹ方向の輝度は、極大値（ピーク値）となる。

Ｓ３にて得られた投影輝度分布Ｐｘ（ｙ）を基に、探索領域Ｑにおける各文字の中心Ｙ座標を推定する（図４、Ｓ４）。図２（ｂ）に示すように、具体的には、投影輝度分布Ｐｘ（ｙ）について文字高さＨの幅のウインドを考え、このウインドをＹ方向に移動させて移動平均をとり、この移動平均の値が極大値（ピーク）となる高値（例えば、ウインドのＹ方向の中央座標）を文字の中心を示す中心Ｙ座標とする。また、Ｓ４では、探索領域Ｑを２次元画像Ｐの左端（Ｘ＝０）から右端（Ｘ＝Ｎ）に向かって移動させながら中心位置の推定処理を行うことで、文字列１１ａ、１１ｂに含まれる全ての文字における中心Ｙ座標を求める。

なお、Ｓ４の処理では、投影輝度分布Ｐｘ（ｙ）において移動平均をとることにより、各文字の中心Ｙ座標を求めているが、投影輝度分布Ｐｘ（ｙ）に対して微分処理等を行うことによって各文字の中心Ｙ座標を求めてもよい。
次に、図３（ａ）に示すように、推定した各文字の中心Ｙ座標をＸ方向に結ぶことで、各文字列１１ａ、１１ｂの配置ラインＬ１、Ｌ２を推定する（図４、Ｓ５）。

上述したＳ３〜Ｓ５の処理は、コンピュータ６の配置ライン推定部７により行う。即ち、配置ライン推定部７は、２次元画像ＰのＹ座標毎にＸ方向に沿った輝度積算を行うことでＹ方向の投影輝度分布Ｐｘ（ｙ）を算出し、この投影輝度分布Ｐｘ（ｙ）を基に文字の中心Ｙ座標を推定して文字の中心Ｙ座標をＸ方向に結ぶことで文字列１１ａ、１１ｂの配置ラインＬ１、Ｌ２を推定する（求める）ものである。

さて、図２、図３に示した２次元画像Ｐにおいて、上述した処理により、文字列１１ａ、１１ｂの配置ラインＬ１、Ｌ２の推定を行うと、２つの文字列１１ａ、１１ｂが存在することから配置ラインＬ１、Ｌ２は２本となる。切り出したい所定文字１２を「００３」とすると、当該所定文字１２は、上側の文字列１１ａにあるため、所定文字１２を切り出すためには、当該所定文字１２を含む文字列１１ａにおける配置ラインＬ１を用いる。

そこで、図３（ｂ）に示すように、まず、所定文字１２を含む文字列１１ａに対して、当該文字列１１ａの配置ラインＬ１に沿いつつＹ方向に沿って輝度積算を行うことで、配置ラインＬ１のＸ方向の投影輝度分布を算出する（図４、Ｓ６）。
具体的には、所定文字１２（「００３」）を含む文字列１１ａの配置ラインＬ１に沿ってＸ座標の各値ごとに、Ｙ方向の各輝度値の積算を行う。この計算により、切り取り対象行の領域のみのＸ座標別の投影輝度分布Ｐｙ（ｘ）が得られる。投影輝度分布Ｐｙ（ｘ）は、例えば、式（１）で算出する。

なお、図４のＳ６では、切り取り対象行の領域のみのＸ座標別の投影輝度分布Ｐｙ（ｘ）を得られれば良いため、Ｙ方向に積算する輝度の範囲を、例えば、式（１）に示すように、文字の高さＨ分行うことが好ましい。言い換えれば、図４のＳ６の処理では、所定文字１２を含む文字列１１ａのみに対する投影輝度分布Ｐｙ（ｘ）を得られればよいことから、当該処理においてＹ方向に積算する輝度の範囲は、輝度を積算したときに他の文字列１１ｂ内の文字の輝度を含まない程度に設定すれば良い。

これにより、目的の行の文字のみを含んだｘ座標別の投影輝度分布Ｐｙ（ｘ）を取得することができ、他の行の文字がノイズとなる事を防ぎ、高性能な文字抽出を実現することができる。
次に、Ｘ方向の投影輝度分布Ｐｙ（ｘ）を基に所定文字１２の位置を推定する。具体的には、下記に示すＳ７〜Ｓ９までの処理を行う。

まず、所定文字１２（「００３」）を含む文字列１１ａに対応するＸ座標別の投影輝度分布Ｐｙ（ｘ）に基づき、所定文字１２を含む切り取り対象行の文字列全体のＸ方向の位置の特定を行う（図４、Ｓ７）。
具体的には、Ｘ座標別の投影輝度分布Ｐｙ（ｘ）について、文字列１１ａにおける全体の幅（Ｘ方向の長さ）をＷallとして、この幅でウインドを作り、このウインドをＸ方向に移動して移動平均を取り、そのピークを探索する事によって行う。

なお、文字列全体の幅（長さ）Ｗallは、本実施形態の場合、製造番号の先頭文字である「製」から、高さを示す末尾文字の「０」までのピクセル間の距離である。文字列全体の幅（長さ）Ｗallは、予め知り得る情報である。
図４のＳ７の処理を行うことによって、文字列１１ａの存在する位置（Ｘ座標における始点と終点）を求める。

そして、所定文字１２は、文字列１１ａの先頭文字や末尾文字から何文字目に存在するかに関しても予め分かっているため、Ｓ７の処理にて文字列１１ａの存在する位置を特定した後は、当該文字列１１ａの先頭文字や末尾文字のＸ座標等に基づいて、所定文字１２が存在すると思われるＸ座標の範囲（所定文字１２の大凡の位置）を求める（図４、Ｓ８）。

Ｓ８の処理では、所定文字１２の大凡の位置（ｘ座標、ｙ座標）が分かるものの、上述したように文字列１１ａは蛇行していることから、Ｓ８の処理だけでは、所定文字１２の中心位置、先頭位置、末尾位置などの特定は難しい。そこで、この実施形態では、次に示す処理を行うことにより、所定文字１２の位置をより正確に特定することにしている。
図４のＳ８により求めたＸ座標の範囲における投影輝度分布Ｐｙ（ｘ）の波形と、当該所定文字１２に対応して予め定められたマスクデータ（マスク波形）との相互相関を取る（図４、Ｓ９）。即ち、図４のＳ９では、マスク波形をＸ方向に、例えば、文字の幅の半文字分ずつシフトさせながら、当該シフトしたマスク波形と、図４のＳ８により割り出したＸ座標の範囲における投影輝度分布Ｐｙ（ｘ）の波形との相関（相互相関）を計算し、相互相関値がピークとなるマスクの位置（Ｘ座標）に、所定文字１２が存在することとして、当該所定文字１２の位置（例えば、中心位置、先頭位置、末尾位置）を特定する。つまり、この実施形態では、Ｓ８の処理とＳ９の処理との両方を行うことによって、所定文字１２のより正確な位置を求めている。

なお、マスクデータは、所定文字１２のＸ方向の輝度分布を示すものであり、このマスクデータは、所定文字１２を正確に印字（刻印）したときの仕様から予め割り出しておくことができる。なお、マスクデータは、所定文字１２を特定するためのものであるため、当然に文字の種類や数により、ぞれぞれ異なるものである。
Ｓ６〜Ｓ９までの処理は、コンピュータ６の文字位置推定部８により行う。即ち、文字位置推定部８は、文字列１１ａの配置ラインＬ１に沿いつつＹ方向に沿って輝度積算することで、配置ラインＬ１のＸ方向における投影輝度分布Ｐｙ（ｘ）を算出し、この投影輝度分布Ｐｙ（ｘ）に基づいて所定文字１２の位置を推定する。また、文字位置推定部８は、Ｘ方向の投影輝度分布Ｐｙ（ｘ）と所定文字１２に対応して予め設定されたマスクとの相互相関から求める。

そして、所定文字１２の位置を求めた後は、所定文字１２の位置に対して文字認識処理を行うことで、所定文字１２を認識する（図４、Ｓ１０）。つまり、所定文字１２の位置が分かったあとは、その領域のみをターゲットとして、テンプレートマッチング等の文字認識を行うことで、所定文字１２である「００３」を確実に認識することができる。
なお、所定文字１２の位置を正確に特定した後の文字認識処理は、従来からの文字認識方法を用いて所定文字１２の位置を認識すればよく、文字認識方法は、この実施形態に限定されない。

本発明の文字認識方法及び文字認識装置によれば、対象物に印字された複数の文字列１１ａ、１１ｂの中から所定文字１２が存在する文字列１１ａの行（文字列１１ａのＹ座標）を求めて、その文字列１１ａから文字を切り出す処理を行うため、行間隔以上の幅で位置ズレ・蛇行した複数行の文字列１１ａ、１１ｂからも文字を切り出すことができる。行領域に他の行の文字が混入して文字抽出性能を低下させることはない。また、文字の認識処理や言語知識処理などを用いないため、必要最小限の計算ステップで文字抽出を実現できる。

また、文字列１１ａの中から所定文字１２を切り出す（位置を特定する）にあたっては、印字仕様上の「理想位置」と「文字の並び」から所定文字１２の位置を特定しているため、例え１文字がかすれ気味であっても、正確に文字位置を特定することができる。逆に、本発明の手法を用いないならば、例えば、（ａ）理想位置から単純に文字抽出を行うような処理を行ったり、（ｂ）文字列の全体の中で、文字を抽出し、先頭から所定番目の文字を抽出するなどの処理を行うことになるが、文字列単位で位置ズレが生じると、（ａ）の方法では正確な文字抽出ができない場合が多く、（ｂ）の方法を行おうとすると、かすれ気味の文字の抽出に失敗した時に誤った文字を読み取るなどの誤検知を起こす可能性がある。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。上記の実施形態では、探索領域Ｑに重なった２次元画像Ｐ内の全ての文字列１１ａ、１１ｂについて、文字列１１ａ、１１ｂの配置ラインＬ１、Ｌ２を求めるようにしているが、所定文字１２が存在する文字列１１ａのみの配置ラインＬ１を求めるようにしてもよい。

１ 文字認識装置
２ 撮像手段（ラインセンサ）
３ 投射部
４ 撮像部
５ 回転用モータ
６ 画像処理手段（コンピュータ）
７ 配置ライン推定部
８ 文字位置推定部
９ 文字認識部
１０ カメラ
１１ａ 文字列
１１ｂ 文字列
１２ 所定文字

Claims (5)

1. 文字列を複数有する２次元画像を取得し、前記２次元画像の中から前記文字列に存在する所定文字を抽出して当該所定文字を画像処理により認識する文字認識方法であって、
   前記２次元画像における前記文字列の配置ラインを推定し、
   前記配置ライン上の文字列の中から所定文字の位置を推定し、
   前記所定文字の位置に対して文字認識処理を行うことで、当該所定文字を認識することを特徴とする文字認識方法。
2. 前記文字列の配置ラインを推定を行うにあたっては、前記２次元画像において前記文字列を含む探索領域を設定し、この探索領域のＹ座標毎にＸ方向に沿って輝度積算を行うことでＹ方向の投影輝度分布を算出し、この投影輝度分布を基に前記探索領域における各文字の中心Ｙ座標を推定し、この各文字の中心Ｙ座標をＸ方向に結ぶことで文字列の配置ラインを推定し、
   前記所定文字の位置を推定するにあたっては、推定した文字列の配置ラインに沿いつつＹ方向に沿って輝度積算を行うことで配置ラインにおけるＸ方向の投影輝度分布を算出し、このＸ方向の投影輝度分布と予め設定されたマスクとの相互相関から所定文字の位置を推定することを特徴とする請求項１に記載の文字認識方法。
3. 文字列を複数有する２次元画像を取得する撮像手段と、前記撮像手段で取得した２次元画像の中から所定文字を抽出すると共に画像処理により所定文字を認識する画像処理手段とを備えており、
   前記画像処理手段は、
   前記２次元画像における前記文字列の配置ラインを推定する配置ライン推定部と、
   前記配置ライン推定部が推定した配置ライン上の文字列の中から所定文字の位置を推定する文字位置推定部と、
   前記文字位置推定部が推定した所定文字の位置に対して文字認識処理を行うことで当該所定文字を認識する文字認識部と、
   を備えていることを特徴とする文字認識装置。
4. 前記配置ライン推定部は、２次元画像のＹ座標毎にＸ方向に沿って輝度積算を行うことでＹ方向の投影輝度分布を算出し、この投影輝度分布を基に文字の中心Ｙ座標を推定して文字の中心Ｙ座標をＸ方向に結ぶことで文字列の配置ラインを推定することを特徴とする請求項３に記載の文字認識装置。
5. 前記文字位置推定部は、文字列の配置ラインに沿いつつＹ方向に沿って輝度積算することで配置ラインにおけるＸ方向の投影輝度分布を算出し、このＸ方向の投影輝度分布と予め設定されたマスクとの相互相関から所定文字の位置を推定することを特徴とする請求項３又は４に記載の文字認識装置。