JP2963321B2 - 文字認識における枠切り処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】ＯＣＲ用紙等の枠に書き込まれた
文字、数字、記号等（以下、これらをまとめて「文字」
と表現する）をイメージ情報として読み取り、読み取っ
たイメージ情報から文字パターンを切り出して文字認識
を行う文字認識処理が種々の分野で行われている。

【０００２】上記文字認識処理においては、文字を書き
込む枠の位置が特定されないと文字パターンを切り出す
ことができず、また、読み取った文字が傾いていると正
確な文字の切り出しができず文字認識率が低下する。本
発明は、文字を書き込む枠の位置が特定されていない用
紙に書き込まれた文字をスキャナー等で読み取り認識処
理を行う文字認識処理において、枠の位置を見つけ出
し、文字パターンの切り出しを行う枠切り処理方法に関
し、特に、本発明は、文字枠の角の４点を見つけ出し、
文字枠の傾き補正を行うことにより、正しい向きで文字
を切り出し、高い文字認識率を得ることができる文字認
識における枠切り処理方法に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】ＯＣＲ用紙には、通常、文字を記入する
ための文字記入枠が設けられ、また、用紙の周辺部に文
字記入枠の位置を識別するための位置情報マークが記録
されている。そして、文字は予め定められた上記文字記
入枠に書ま込れる。図１３は上記したＯＣＲ用紙の一例
を示す図であり、同図に示すように、ＯＣＲ用紙１００
には文字を書き込む枠１０１と位置情報マーク１０２が
記録されている。

【０００４】そして、記入された文字を読み取る場合に
は、位置情報マーク１０２に基づき枠１０１の位置を算
定して枠１０１内の文字を切り出し、文字認識処理を行
っている。上記のような従来の方式においては、ＯＣＲ
用紙のように文字を書く位置が特定された用紙を用いな
ければ文字を切り出すことができず、枠が特定の位置に
設けられていない通常の用紙に書き込まれた文字を切り
出し、認識することは困難であった。

【０００５】特に位置情報マークが付せられていない通
常の用紙をスキャナー等で読み取る場合には、用紙の傾
きを判定することができないので、用紙が斜めに読み取
られ枠が傾いている場合には、文字が書き込まれた枠の
位置が用紙上で特定されていたとしても、正しい向きで
文字を切り出すことができず、文字の認識率が低下す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
技術の問題点を解決するためになされたものであって、
本発明の第１の目的は、文字を書き込む枠の位置が特定
されていない用紙に書き込まれた文字を高い認識率で認
識することができる文字認識における枠切り処理方法を
提供することである。

【０００７】本発明の第２の目的は、用紙の枠の位置を
探索して枠の傾きを求めて補正することにより、枠が傾
いて読み取られた場合であっても、文字を正しい向きで
切り出すことができる文字認識における枠切り処理方法
を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
あり、同図において、１は文字、数字、記号等を書き込
む枠を備えた用紙、２は用紙１に記録された枠、,
, , は探索して求めた枠２の角４点、３はイメー
ジ情報から切り出した文字、数字、記号等のパターンで
ある。

【０００９】上記課題を解決するため、図１に示すよう
に、本発明の請求項１の発明は、文字、数字、記号等を
書き込む枠２を備え、該枠２に文字、数字、記号等が記
入された用紙１からイメージ情報を読み取り、読み取っ
たイメージ情報から文字、数字、記号等のパターン３を
切り出して文字認識を行う、文字認識における枠切り処
理方法において、上記イメージ情報を探索して枠２の一
部を見つけ、見つけた枠２をたどって、枠の角４点,
, , を見つけ出し、枠の角４点, ,, の
情報に基づき用紙上の枠２の位置を求め、求めた枠２内
の文字、数字、記号等のパターン３を切り出すようにし
たものである。

【００１０】本発明の請求項２の発明は請求項１の発明
において、見つけた枠の角４点,, , の情報か
ら枠２の傾きを求め、求めた傾きに基づき枠２を回転補
正し、上記回転補正された枠２から文字、数字、記号等
のパターン３を切り出すようにしたものである。

【００１１】

【作用】図１において、該枠２に文字、数字、記号等が
記入された用紙１からイメージ情報を読み取り、イメー
ジ情報の下（もしくは上）の設定位置から同図矢印に示
すように枠２を探索する。枠２を発見すると、枠２をた
どって枠２の角４点,, , を見つける。

【００１２】求めた角４点, , , から枠２の位
置と傾きを求め、枠２の傾きを回転補正する。ついで、
回転補正された枠から文字、数字、記号等のパターンを
切り出し、文字認識を行う。本発明の請求項１の発明に
おいては、上記のように、イメージ情報を探索して枠２
の一部を見つけ、見つけた枠２をたどって、枠の角４点
, , , を見つけ出し、枠の角４点, , ,
の情報に基づき用紙上の枠２の位置を求めるようにし
たので、文字を書き込む枠の位置が特定されていない用
紙に書き込まれた文字であっても、文字パターンを正確
に切り出すことができ、高い認識率で文字を認識するこ
とができる。

【００１３】本発明の請求項２の発明においては、請求
項１の発明において、見つけた枠の角４点, , ,
の情報から枠２の傾きを求め、求めた傾きに基づき枠
２を回転補正するようにしたので、枠が傾いて読み取ら
れた場合であっても、文字を正しい向きで切り出すこと
ができ、文字認識率を向上することができる。

【００１４】

【実施例】図２は本発明の実施例のシステムの全体構成
を示す図であり、同図において、１１はスキャナ、１１
ａは光学的に用紙に記録されたイメージ情報を読み取る
ＣＣＤ等の光学センサ、１２は光学センサ１１ａにより
読み取ったイメージ情報を量子化する量子化部、１３は
量子化された情報をイメージ画像データとして記憶する
画像メモリ、１４は後述する枠探索部であり、枠探索部
１４は読み取ったイメージ情報における枠の位置を探索
し、その傾きを求める。

【００１５】１５は傾き補正部であり、枠探索部１４に
より求めた枠の傾きに基づき枠の傾きを補正する。１６
は枠から文字パターンの部分を切り出すための切り出し
処理部、１７は切り出した各文字パターンについて文字
認識を行う文字認識部である。同図において、スキャナ
ー１１の光学センサ１１ａは用紙の任意の位置に設けら
れた枠に記入された文字をイメージ情報として読み取
る。読み取られたイメージ情報は量子化部１２でデジタ
ル信号に変換されイメージ画像データとして画像メモリ
１３に蓄積される。

【００１６】枠探索部１４は、後述するセンサにより、
画像メモリに蓄積されたイメージ画像データにおける枠
の位置をサーチする。そして、枠の一部を発見すると、
枠をたどって枠の４角を見つけ枠の傾きを求める。傾き
補正部１５は枠探索部１４において求めた枠の傾きに基
づき枠の傾きを回転補正する。図３は上記した枠探索部
１４と傾き補正部１５における枠探索と傾き補正処理の
概念を示す図であり、枠探索部１４は同図（ａ）に示す
ように、枠探索開始点Ａから同図矢印に示すように枠探
索を開始し、同図ので枠の一部を発見すると、に示
すように枠をたどり、において枠の最初の角を見つけ
る。

【００１７】以下同様にして、枠を→→→→
→の順序で枠をたどり４角を見つける。そして、求め
た角の位置から文字枠の位置と枠の傾きを求め、同図
（ｂ）に示すように傾きを回転補正する。切り出し処理
部１６は傾き補正部１５において傾きが補正された枠か
ら文字パターンを切り出し、切り出した文字パターンか
らさらに一文字毎の文字パターンを切り出す。文字認識
部１７は、切り出し処理部１６により切り出した各文字
パターンについて文字認識を行う。

【００１８】図４，図５は本実施例における文字認識処
理のフローチャートを示す図であり、同図により、本実
施例における文字認識処理を説明する。図４のステップ
Ｓ１，Ｓ２において、イメージ画像データ内の枠と同じ
データを探索し、枠の一部を発見した場合には、ステッ
プＳ３において、枠の傾き具合（たどり角という）によ
り枠線のある場所を推定し、たどり角を平均化しながら
枠をたどっていく。

【００１９】ステップＳ４において、たどった方向に枠
と同じデータがなくなったら、一つめの角を発見したと
して、ステップＳ５において、垂直方向に方向変換して
再び枠をたどっていく。ステップＳ６において、たどっ
た方向に枠と同じデータがなくなったら、二つめの角を
発見したとして、ステップＳ７において、上記と同様、
垂直方向に方向変換して再び枠をたどっていく。

【００２０】図５のステップＳ８において、上記と同
様、たどった方向に枠と同じデータがなくなったら、三
つめの角を発見したとして、ステップＳ９において、垂
直方向に方向変換して再び枠をたどっていく。ステップ
Ｓ１０において、たどった方向に枠と同じデータがなく
なったら、ステップＳ１１において、求めた４点が枠と
しての４角形の条件（辺の長さ、縦横比）を満たしてい
るか否かを判定し、満たしていない場合には、ステップ
Ｓ１に戻り上記処理を繰り返す。

【００２１】条件を満たしている場合には、ステップＳ
１２に行き、枠の傾きを求めて、枠を回転補正するた
め、アフィン変換を行う。ついで、ステップＳ１３にお
いて、回転補正した枠の角４点に基づき文字を切り出
し、ステップＳ１４において切り出した文字パターンに
ついて文字認識処理を行う。

【００２２】図６は枠を探索するセンサおよびセンサに
よる枠探索の様子を示す図、図７〜図８は枠の一部を発
見する処理(1) を示す図、図９〜図１２は枠をたどる処
理(2) 、および、枠の角を発見する処理(3) を示す図で
あり、図７，図８、図１０〜図１２はイメージ画像デー
タをドットレベルに拡大した図である。次に上記枠探索
部１４における枠探索処理の実施例について、図６〜図
１２により説明する。 (1) 枠の一部を発見する処理 図６（ａ）は「枠の一部を発見するためのセンサ」を示
す図であり、センサにおけるセンサ・ビットはそれぞれ
イメージ画像データの１ドットに対応しており、本実施
例におけるセンサ・ビットの幅は同図に示すように１バ
イト幅である。

【００２３】上記センサにより枠を探索するには、セン
サ・ビット位置におけるイメージ画像データのドットを
判定する。その際、センサ・ビットは、そのドットのデ
ータが枠と同じデータの場合に反応する。例えば、枠が
黒の場合には、センサ・ビット位置におけるイメージ画
像データのドットが同じ黒のとき、センサ・ビットは反
応する。

【００２４】なお、センサ・ビットの幅は処理速度、ゴ
ミとの識別能力等に関係し、センサ・ビットの幅が１バ
イト幅という大きさは処理スピードに貢献するととも
に、小さなゴミを枠と勘違いしにくくするのに適当であ
るが、イメージ画像データ内の枠のサイズによってはセ
ンサビットの幅を変更することもできる。図６（ｂ）は
センサによる枠発見処理を示す図であり、同図に示すよ
うに、センサをイメージ画像データの下（もしくは上）
の設定位置から一段づつ動かして枠をサーチしていく。

【００２５】そして、左もしくは右のセンサ・ビットが
枠と同じデータになったら、反応したセンサ・ビットを
進行方向へ、枠と同じデータがなくなるまで動かしてい
き、その間のビット数を計算し、予め定められた線幅条
件範囲と比較する〔図７（ａ）参照〕。すなわち、枠の
線幅の許容差に入っているか否かを確認する。次に、反
応していない方のセンサ・ビット〔図７（ａ）において
は右側のビット〕を反応したセンサ・ビットの反応した
高さから進行方向に設定量分動かしてサーチし、センサ
・ビットに反応があれば、上記と同様にドット数を計算
して線幅条件範囲と比較する〔図７（ｂ）参照〕。

【００２６】そして、さらに左と右のドット数（線幅）
の差を予め定められた左右線幅誤差条件範囲と比較す
る。計算したドット数が線幅条件範囲をクリアし、か
つ、その差が左右線幅誤差条件範囲をクリアすれば、左
右のセンサ・ビットの反応順により枠の傾きを予想し、
左と右のセンサ・ビットの反応点のドット差より傾き具
合（たどり角という）を得る〔図８参照〕。また、左右
の線幅の平均線幅を求めておく。

【００２７】そして、センサ・ビットが反応したデータ
が枠のデータの可能性有ということで、データをたどり
始める。上記処理を行うことにより、ゴミ（ノイズ）に
反応しにくく、比較的早い処理スピードで枠の一部を発
見することができ、その枠の特徴を予想することができ
る。 (2) 枠をたどる処理 枠の一部を発見したのち、枠の傾きによりたどる方向を
決定する。図９は枠の傾きとたどる方向との関係を示す
図であり、同図において、○は枠の一部を発見した点、
●は枠の角を発見した点である。

【００２８】図９に示すように枠の傾きが左下がりなら
反時計回り、右下がりなら時計回りで枠をたどらせる。
すなわち、枠の外側のゴミに影響を減らすためにたどる
方向を定める。次に、たどり角が上記(1) で用いたセン
サの大きさに対する値であることを考慮して、「枠をた
どるためのセンサ」の大きさを決める。なお、「枠をた
どるためのセンサ」の大きさは「枠の一部を発見するた
めのセンサ」と同じ大きさが好ましい。

【００２９】図１０は上記センサとイメージ画像データ
の関係を示す図であり、同図に示すように、「枠をたど
るためのセンサ」のセンサ・ビットはたどる方向の端に
設けられ、そのセンサ・ビットは、「枠の一部を発見す
るためのセンサ」のセンサ・ビットと同様、イメージ画
像データのドットが枠と同じデータであるときに反応す
る。

【００３０】枠をたどる際、センサは、図１１（ａ）に
示すように、たどる方向とたどり角により枠線のある場
所を推定し、その内側と外側を設定量だけ探索する。セ
ンサ・ビットが反応したら、前記(1) の場合と同様、線
幅を計算し、(1) で求めた平均線幅の許容誤差内であれ
ば〔図１１（ｂ）参照〕、枠線の一部と認めその線幅を
平均線幅にフィードバックさせる。さらに現在のセンサ
が反応した点とその一つ前の反応点のドット差をたどり
角にフィードバックし、次の探索に進む。 (3) 枠の角を発見する処理 枠線をたどり、センサを動かしていき推定した場所の探
索範囲に反応がなくなったら、角が存在範囲に入ったと
考え、現在のセンサ位置のセンサ・ビットの反対の方か
ら１ビットづつセンサ・ビットを動かして、たどり角、
線幅の条件を元に前記と同様に、枠線をたどる。そして
反応がなくなった位置を角とする〔図１２参照〕。

【００３１】上記のようにして角を見つけ、角を見つけ
る度に探索の方向を直角に方向変換して、平均線幅、た
どり角をフィードバックさせながら(2) 、(3) に示した
処理をあと３回行う。そして、４つの角を見つけたら枠
の縦長さ、横長さを計算し、そのサイズ、比率等を予め
設定されている条件と比較し、満足していれば枠を認識
したとする。

【００３２】以上の(2) 、(3) の処理を行うことによ
り、外側のゴミの影響を比較的受けることなく、枠のた
どり角を発見して、安定に枠を認識することが可能とな
る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、イメージ情報を探索して枠の一部を見つけ、見つけ
た枠をたどって、枠の角４点を見つけ出し、用紙上の枠
の位置を求めるようにしたので、文字を書き込む枠の位
置が特定されていない用紙に書き込まれた文字であって
も、文字パターンを正確に切り出すことができ、高い認
識率で文字を認識することができる。

【００３４】また、見つけた枠の角４点の情報から枠の
傾きを求め、求めた傾きに基づき枠を回転補正すること
により、枠が傾いて読み取られた場合であっても、文字
を正しい向きで切り出すことができ、文字認識率を向上
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の実施例のシステムの全体構成を示す図
である。

【図３】実施例における枠探索と傾き補正処理の概念を
示す図である。

【図４】本発明の実施例のフローチャートである。

【図５】本発明の実施例のフローチャート（続き）であ
る。

【図６】枠を探索するセンサおよびセンサによる枠探索
の様子を示す図である。

【図７】枠の一部を発見する処理を示す図である。

【図８】枠の一部を発見する処理を示す図（続き）であ
る。

【図９】枠をたどる処理を示す図である。

【図１０】枠をたどる処理を示す図（続き）である。

【図１１】枠をたどる処理を示す図（続き）である。

【図１２】枠の角を発見する処理を示す図である。

【図１３】従来のＯＣＲ用紙の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 用紙 ２ 枠 ３ 切り出した文字、数字、記号等のパ
ターン １１ スキャナ １１ａ 光学センサ １２ 量子化部 １３ 画像メモリ １４ 枠探索部 １５ 傾き補正部 １６ 切り出し処理部 １７ 文字認識部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 文字、数字、記号等を書き込む枠(2) を
   備え、該枠(2) に文字、数字、記号等が記入された用紙
   (1) からイメージ情報を読み取り、読み取ったイメージ
   情報から文字、数字、記号等のパターン(3) を切り出し
   て文字認識を行う、文字認識における枠切り処理方法に
   おいて、 上記イメージ情報を探索して枠(2) の一部を見つけ、見
   つけた枠(2) をたどって、枠の角４点( , , ,
   ) を見つけ出し、 上記枠の角４点( , , , ) の情報に基づき用紙
   上の枠(2) の位置を求め、求めた枠(2) 内の文字、数
   字、記号等のパターン(3) を切り出すことを特徴とする
   文字認識における枠切り処理方法。
2. 【請求項２】 見つけた枠の角４点( , , , )
   の情報から枠(2) の傾きを求め、求めた傾きに基づき枠
   (2) を回転補正し、 上記回転補正された枠(2) から文字、数字、記号等のパ
   ターン(3) を切り出すことを特徴とする請求項１の文字
   認識における枠切り処理方法。