JP3115075B2 - 読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば文字認識の
前処理として、被読取物より文字だけを読み取る文字読
取装置などの読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、光学式文字読取装置で
は、読み取りの対象となる被読取物への記載が任意のフ
ォーマットとされている場合、高度な読取技術を必要と
する。したがって、従来の光学式文字読取装置には、被
読取物として、文字などの記載位置を制限するための記
入枠が設けられたものが用意されている。

【０００３】通常、被読取物上の記入枠は、文字認識の
段階では不要なものである。このため、消去（ドロップ
アウト）し易いように独特な色で印刷されている。しか
し、その色の選択は狭い、つまり記入枠として用いるこ
とが可能な色には制限があった。

【０００４】そこで、記入枠の配色の制限を拡げること
が可能なものとして、たとえば特開昭５７−１４３６８
３号公報や特願平２−２５４３０８号に示されるよう
に、各種の方式が提案されている。

【０００５】しかしながら、これらは、単色からなる記
入枠を消去するものであり、いずれも２種類以上の配色
の記入枠をもつ被読取物については、それを消去するこ
とが困難なものとなっていた。特に、光学フィルタを用
いる方式の場合、着色されている被読取物の配色に対し
ての柔軟性が乏しいという欠点があった。

【０００６】一方、銀行券などの有価証券類から絵柄部
の上に重ねて印刷されている記番号を抽出するための技
術として、たとえば特開平３−１９１４８２号公報また
は特開平２−７３４７６号公報に示される方法が知られ
ている。前者の方法は、色彩情報を用いて特定色を抽出
するもので、２種類以上の配色の絵柄部を対象とするこ
とができるが、その抽出出力（カラー情報により分割し
た文字）は２値の画像である。これに対し、後者の方法
は、文字を濃淡情報をも含んで抽出することができる
が、１種類の配色（単色）の絵柄部を対象とするもので
あった。

【０００７】また、たとえば記入枠と速達印または切手
代用印とが存在する郵便物から郵便番号を抽出するため
の技術としても、前記した前者（特開平３−１９１４８
２号公報）の方法は有用であるが、抽出出力が２値の画
像であるため、かすれた郵便番号を抽出したり、濃淡の
変化をもった速達印などを完全に排除することができな
いという欠点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、２種類以上の配色の消去すべき情報をもつ
被読取物については、それをうまく消去できないという
欠点があった。

【０００９】そこで、この発明の第１は、複数の配色の
消去すべき情報をもつ被読取物からも抽出すべき情報だ
けを上手に読み取ることができるとともに、被読取物の
配色に対する柔軟性および被読取物における消去すべき
情報の配色の自由度を向上することが可能な読取装置を
提供することを目的としている。また、この発明の第２
は、後段の処理における精度を向上させることが可能な
読取装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の読取装置にあっては、第１の色で表現
される地色を有し、この上に第２の色で表現される抽出
すべき情報と、この抽出すべき情報とは異なる少なくと
も第３および第４の色で表現される情報とが混在して形
成される被読取物を読取ることにより、複数の色成分か
らなる色彩データを収集する収集手段と、この収集手段
から収集され得る前記色成分空間において、予め設定さ
れている除去すべき前記第１、第３及び第４の色に対応
する色彩データがほぼ同じ値で表せる分布に前記収集手
段により収集された色彩データを変換する変換手段と、
この変換手段の結果から、前記第２の色で表現される抽
出すべき情報の色成分に関するデータのみを抽出する抽
出手段とから構成されている。

【００１１】また、この発明の読取装置にあっては、第
１の色で表現される地色を有し、この上に第２の色で表
現される抽出すべき情報と、この抽出すべき情報とは異
なる少なくとも第３および第４の色で表現される情報と
が混在して形成される被読取物を読取ることにより、複
数の色成分からなる色彩データを収集する収集手段と、
この収集手段から収集され得る前記色成分空間におい
て、予め設定されている除去すべき前記第１、第３及び
第４の色に対応する色彩データを含む第１の面を算出
し、前記収集手段で収集され得る前記色彩データで表現
される点から前記第１の面までの距離に関連する情報を
算出し、算出した距離に関する情報を前記点を表現する
色彩データに対応させて記憶する記憶手段と、前記収集
手段で収集された前記色彩データに基づいて前記記憶手
段にて記憶された算出結果を出力することにより前記第
２の色で表現される抽出すべき情報の色成分に関するデ
ータのみを抽出する抽出手段とから構成されている。

【００１２】

【作用】この発明は、上記した手段により、消去すべき
情報の配色とその種類数とを無制限とすることができる
ようになるため、いかなる被読取物をも処理の対象とし
得るものである。また、上記した手段により、特定の色
の情報を濃淡情報を含んで抽出することが可能となるも
のである。

【００１３】

【実施例】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。図１は、この発明にかかる文字読取装
置の構成を示すものである。

【００１４】同図において、１１は本装置の全体を制御
するＣＰＵであり、このＣＰＵ１１には、アドレスバス
およびデータバスを介して、データ入力回路１２、プロ
グラムメモリ１３、ワークメモリ１４、ルックアップテ
ーブル回路１５が接続されている。

【００１５】一方、図示矢印方向に搬送される、読取対
象としての被読取物（たとえば、カラー印刷物）Ｐ´に
は図示しない光源からの光が照射される。被読取物Ｐ´
の表面で反射された光は、カラーイメージセンサ２１に
結像される。この場合、カラーイメージセンサ２１は、
たとえば赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）構成のＣＣＤア
レイによって構成されている。したがって、反射光強度
の光電変換により、各色成分の色彩データ、つまりＲ，
Ｇ，Ｂのアナログ画像信号が生成される。

【００１６】上記カラーイメージセンサ２１の出力は、
ＣＣＤ駆動回路２２からの信号にしたがって読み出され
る。そして、カラー画像入力回路２３によってＲ，Ｇ，
Ｂのディジタル画像信号に変換される。このカラー画像
入力回路２３の各出力は、ＣＣＤ駆動回路２２からの信
号の出力に同期して、上記ルックアップテーブル回路１
５に供給される。

【００１７】ルックアップテーブル回路１５は、上記カ
ラー画像入力回路２３からの出力を、被読取物Ｐ´にお
ける読み取るべき文字への影響が小さくなるように画像
変換するためのものであり、これにより最終的には文字
だけが抽出された濃淡画像が画像出力として得られる。

【００１８】ここで、上記ルックアップテーブル回路１
５は、上記データ入力回路１２より入力される、前記被
読取物Ｐ´の地色を代表するＲＧＢ値（Ｒｐ，Ｇｐ，Ｂ
ｐ）および消去すべき情報としてのたとえば第１，第２
の模様を代表するＲＧＢ値（Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍ）および
（Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎ）をもとに算出される演算パラメー
タを記憶するものである。この演算パラメータは、前記
ＣＰＵ１１により前記プログラムメモリ１３内に格納さ
れている処理プログラムにしたがって書き換えられる。
図２は、この文字読取装置で処理される被読取物Ｐ´の
一例を示すものである。

【００１９】被読取物Ｐ´の表面には、読み取るべき第
１の色で表現される文字３１と、この文字３１とは異な
る少なくとも第２，第３の色で表現される消去すべき情
報としての第１，第２の模様３２，３３とが存在する。

【００２０】この被読取物Ｐ´に対しては、前記データ
入力回路１２への入力データとして、たとえばその地色
３４および第１，第２の模様３２，３３を代表するＲＧ
Ｂ値（Ｒｐ，Ｇｐ，Ｂｐ）、（Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍ）、お
よび（Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎ）があらかじめ求められる。次
に、ルックアップテーブル回路１５を書き換えるための
演算パラメータの求め方について説明する。

【００２１】被読取物Ｐ´における、地色３４を代表す
るＲＧＢ値（Ｒｐ，Ｇｐ，Ｂｐ）、第１の模様３２を代
表するＲＧＢ値（Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍ）、および第２の模
様３３を代表するＲＧＢ値（Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎ）は、図
３に示すように、ＲＧＢの色空間において、３つの点
Ｐ，Ｍ，Ｎとしてそれぞれ配置される。この、３次元空
間における３つの点Ｐ，Ｍ，Ｎは、平面Ａを張る。

【００２２】ＲＧＢ空間において、この平面Ａから各点
Ｐ，Ｍ，Ｎまでの距離はいずれも「０」であり、逆に抽
出したい文字の点Ｃまでの距離は「≠０」の値をとる。
したがって、この平面Ａからの距離を利用することによ
り、文字だけを容易に取り出すことが可能である。

【００２３】上記した平面Ａは、４つの定数ｃ，ｄ，
ｅ，ｆを用いると、後掲する表１の式（１）の如く表わ
すことができる。この場合、平面Ａが３つの点Ｐ，Ｍ，
Ｎを通るため、この３つの点Ｐ，Ｍ，Ｎの座標を上記式
（１）に代入すると、後掲する表１の式（２），式
（３），式（４）がそれぞれ成立する。

【００２４】上記の式（１）〜式（４）では、定数ｃ，
ｄ，ｅ，ｆについて、ともに「≠０」の値、つまりｃ＝
０，ｄ＝０，ｅ＝０，ｆ＝０以外の解をもつはずであ
る。すなわち、上記した４つの式は、斉次一次連立方程
式の自明な解以外の解をもつ場合に相当する。ここで
は、係数行列の行列式が「０」になることから、後掲す
る表１の式（５）に示す行列式の関係が成り立つ。この
式（５）の行列式を第１次で展開すると、後掲する表１
の式（６）および後掲する表２の式（７），式（８），
式（９），式（１０）が得られる。

【００２５】上記した式（１）と式（６）とは、定数
ｃ，ｄ，ｅ，ｆをそれぞれｃ＝Ｑ，ｄ＝Ｓ，ｅ＝Ｔ，ｆ
＝Ｕとすることにより、一致する。したがって、この式
（６）が、求めようとする平面Ａの方程式となる。な
お、この平面Ａにたてた法線の方向比がＱ：Ｓ：Ｔであ
ることは、公知である。

【００２６】一方、平面Ａからの距離は、この平面Ａに
垂直な直線Ｌへの写像より求めることができる。したが
って、図３に示した大きさ１のベクトルＳ→（以下、本
文では同様にしてベクトルを定義する）に、後掲する表
２の式（１１）のような値を用いると、図４に示すよう
な任意の色座標空間の点Ｃ（Ｒｃ，Ｇｃ，Ｂｃ）に対し
て、ベクトルの内積により平面Ａとの距離と関係のある
値（直線Ｌへの写像値）Ｙを求めることができる。

【００２７】上記の写像値Ｙは、後掲する表２の式（１
２）により示される。この写像値Ｙは、色空間の０点で
「０」をとり、かつ平面Ａで最大の値をとるような、平
面Ａからの距離を反映したものとなる。

【００２８】このように、入力される被読取物Ｐ´の地
色３４および第１，第２の模様３２，３３を代表するＲ
ＧＢ値を上記式（６）に代入してＱ、Ｓ、Ｔをそれぞれ
求めれば、上記式（７）により、ディジタル画像信号を
文字だけが抽出された濃淡画像に変化させることができ
る。すなわち、上記した方法によれば、図５に示すよう
に、被読取物Ｐ´の地色３４および第１，第２の模様３
２，３３の各点Ｐ，Ｍ，Ｎはほぼ同じ濃度値となり、文
字３１の点Ｃと容易に区別することができる濃度分布の
画像への変換が可能となる。

【００２９】本実施例では、上述の画像変換を高速に実
行するため、入力されるＲＧＢ値のすべての組み合わせ
についてあらかじめ計算によって求められた演算パラメ
ータが、ルックアップテーブル回路１５内に書き込まれ
るようになっている。次に、上記した構成において、被
読取物Ｐ´より文字だけを読み取る際の動作について説
明する。

【００３０】たとえば今、被読取物Ｐ´上の第１，第２
の模様３２，３３を消去する場合、被読取物Ｐ´から読
み取ったＲ，Ｇ，Ｂの各ディジタル画像信号がルックア
ップテーブル回路１５に送られる。

【００３１】このとき、被読取物Ｐ´の地色３４および
第１，第２の模様３２，３３のＲＧＢ値がデータ入力回
路１２より与えられおり、ルックアップテーブル回路１
５内の、上記したディジタル画像データを文字３１だけ
が抽出された濃淡画像に変化させるための演算パラメー
タは、ＣＰＵ１１によってすでに書き換えられている。

【００３２】したがって、ルックアップテーブル回路１
５に送られたＲ，Ｇ，Ｂの各ディジタル画像信号は、そ
こで文字３１だけが抽出された濃淡画像に高速に変換さ
れて出力される。上記したように、消去すべき情報の配
色とその種類数とを無制限とすることができるようにし
ている。

【００３３】すなわち、被読取物の地色および消去すべ
き模様のＲＧＢ値をもとに演算パラメータを算出し、こ
の演算パラメータを使って文字だけが抽出された濃淡画
像を得るようにしている。これにより、被読取物の種類
ごとに上記演算パラメータを書き換えることで、いかな
る被読取物をも処理の対象とし得る。したがって、異な
る配色の消去すべき模様を複数もつ被読取物からも文字
だけを容易に読み取ることができ、被読取物における消
去すべき模様の配色の自由度を向上することが可能とな
るものである。次に、この発明の他の実施例について説
明する。図６は、この発明にかかる文字抽出装置の構成
を示すものである。

【００３４】同図において、１１０は本装置の全体を制
御するＣＰＵであり、このＣＰＵ１１０には、アドレス
バスおよびデータバスを介して、プログラムメモリ１２
０、作業用メモリ１３０、出力回路１４０、および第１
ないし第３のフレームメモリ２４０，２４１，２４２が
接続されている。

【００３５】一方、図示矢印方向に搬送される、読取対
象としての被読取物（たとえば、有価証券などのカラー
印刷物）Ｐ''には図示しない光源からの光が照射され
る。被読取物Ｐ''の表面で反射された光は、カラーライ
ンセンサ２１０に結像される。この場合、カラーライン
センサ２１０は、たとえば赤（Ｒ），緑（Ｇ），青
（Ｂ）構成のＣＣＤアレイによって構成されている。し
たがって、反射光強度の光電変換により、各色成分の色
彩データ、つまりＲ，Ｇ，Ｂのアナログ画像信号が生成
される。

【００３６】上記カラーラインセンサ２１０の出力は、
カラー画像入力装置２２０によってＲ，Ｇ，Ｂのディジ
タル画像信号、つまり被読取物Ｐ''の全体に対するＲＧ
Ｂ３成分の画像データに変換される。このカラー画像入
力装置２２０の各出力は、メモリ制御回路２３０の制御
にしたがって上記第１ないし第３のフレームメモリ２４
０，２４１，２４２上に書き込まれる。

【００３７】上記フレームメモリ２４０，２４１，２４
２への書き込みが終了すると、その制御がメモリ制御回
路２３０からＣＰＵ１１０に切り換えられる。そして、
プログラムメモリ１２０に格納されている処理プログラ
ムにしたがって、被読取物Ｐ''に用いられている文字の
抽出（後述する）が行われる。図７は、この文字抽出装
置で処理される被読取物Ｐ''の一例を示すものである。

【００３８】被読取物Ｐ''の表面（下地１３４上）に
は、たとえば第２，第３の色で表現される情報としての
第１，第２の模様１３２，１３３が個々に印刷され、そ
の上にまたがるようにして、これら第１，第２の模様１
３２，１３３とは異なる第１の色で表現される情報とし
ての文字１３１が重ねて印刷されている。次に、上記し
た構成における動作について説明する。図８は、文字の
抽出にかかる処理の流れを示すものである。

【００３９】ここでは、入力したカラー画像について、
まず、印刷に用いられている各色の配色の認識（ステッ
プＳＴ１）を行い、ついで、その結果を用いてカラー画
像変換（ステップＳＴ２）を行った後に、最終的に文字
１３１の抽出（ステップＳＴ３）を行うようになってい
る。図９は、上記した配色の認識にかかる処理の流れを
示すものである。

【００４０】上記の如くして、ＲＧＢ画像入力の処理が
完了すると、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ディジタル画像信号につい
ての頻度を示す濃度ヒストグラムが作成される（ステッ
プＳＴ１１）。これは、カラー画像の全画素について、
Ｒ，Ｇ，Ｂの３変量についての３次元出現頻度値として
のヒストグラムデータＨｔ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を求めること
により、実現される。

【００４１】このヒストグラムデータＨｔ（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）は、たとえば図１０に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの３
つの軸で張られる空間に存在する数量（球の直径）とし
て理解することができる。

【００４２】ＲＧＢ濃度ヒストグラム作成の処理が完了
すると、このヒストグラムデータＨｔ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の
極大点の検出が行われる（ステップＳＴ１２）。これ
は、図１０に示した３次元空間における各値４１，４
２，４３，４４のそれぞれについて、図１１に二重枠で
示すような近傍点の頻度に対して極大であるかどうかを
調べることによって、実現される。

【００４３】すなわち、後掲する表３の式（１３）によ
り変換されるデータＨｐ（ｉ，ｊ，ｋ）について、後掲
する表３の式（１４）の関係を満足するすべてのｉ，
ｊ，ｋのヒストグラムデータＨｔ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が極大
点５１として求められる。なお、図１１におけるｉ，
ｊ，ｋは、図１０に示したＲ，Ｂ，Ｇの各軸にそれぞれ
対応されている。

【００４４】この極大点５１は、図７に示した被読取物
Ｐ''の場合には、たとえば図１２に示すように、被読取
物Ｐ''の下地１３４の色、および印刷に用いられている
文字１３１と模様１３２，１３３との３つの色の合計４
色が、点（球）もしくは線分（棒）として色空間上に配
置されることになる。なお、この図１２は、Ｒ成分およ
びＧ成分についての頻度分布を示したものであり、０〜
９，ａ〜ｆは頻度数を示し、＊印は極大点を示してい
る。

【００４５】上記した頻度分布のうち、線分状に配置さ
れるのは、カラー画像入力装置２２０にて発生した誤差
で、本来、２つの色の分布であるものが重畳されたもの
である。したがって、図１２の例では、被読取物Ｐ''の
下地１３４の色に対応すると思われる点６１から印刷に
用いられている色への、極大点の線分状の分布が存在す
る。

【００４６】この極大点の線分状と点状の分布とから、
印刷に用いられている３つの色を正確に分類するために
は、上記したカラー画像入力装置２２０の誤差による影
響を排除する必要がある。そこで、すべての極大点につ
いて、被読取物Ｐ''の下地１３４の色からの方向に注目
する。この場合、線分状の極大点をすべて同一の方向デ
ータに変換することにより、極大点の分類を容易なもの
とする。

【００４７】この変換は、被読取物Ｐ''の下地１３４の
色をＰａ（Ｒｐ，Ｇｐ，Ｂｐ）、任意の極大点の色をＫ
ｉ（Ｒｋｉ，Ｇｋｉ，Ｂｋｉ）とすると、後掲する表３
の式（１５）によって求められる（ステップＳＴ１
４）。この結果、たとえば図１３における、被読取物
Ｐ''の下地１３４の色Ｐａを基準点７４としたときの、
各点７１，７２，７３に対する３つのデータ７５，７
６，７７は同じ値となる。

【００４８】ここで、上述した式（１５）を計算するた
めには、被読取物Ｐ''の下地１３４の色Ｐａを求める必
要がある（ステップＳＴ１３）。これは、最も明度の高
いＲＧＢデータを持つ極大点として、後掲する表３の式
（１６）より求めることができる。なお、この式（１
６）で選択された極大点は、上記した式（１５）の変換
において無限大となるため、極大点の集合ＡＡより排除
される。

【００４９】こうして、ステップＳＴ１３の基準色選択
の処理にて、上記した式（１６）より被読取物Ｐ''の下
地１３４の色Ｐａが求められ、続いてステップＳＴ１４
において、上記した式（１５）にしたがって極大点のベ
クトルデータへの変換が行われた後、この変換データを
３つのグループに分類するクラスタ分析が行われる（ス
テップＳＴ１５）。ここで、図１４を参照して、クラス
タ分析について説明する。

【００５０】まず、ｎケのデータを１つずつ含むｎケの
クラスタが作成される（ステップＳＴ２１）。そして、
ｎケのクラスタの総数をＤとおき（ステップＳＴ２
２）、このクラスタ総数Ｄをｎから３まで統合する処理
が繰り返される（ステップＳＴ２３〜４３）。

【００５１】すなわち、ステップＳＴ２３〜４１までの
処理を一通り行うことで、Ｋ個あるクラスタのうち、２
つの最も近いクラスタを１つに統合してＫ−１個のクラ
スタとすることができる。

【００５２】この統合は、クラスタ間の距離をすべての
クラスタについて求め、最も小さい距離をとる２つのク
ラスタを同一クラスタとすることにより、実現される。
この場合、クラスタを構成するデータの間で最も短い距
離をクラスタ間の距離としている。

【００５３】本実施例では、データ数ｎ₁ 個をもつクラ
スタｉのデータｆｉ（Ｋ）（０≦Ｋ＜ｎ₁ ）と、データ
数ｎ₂ 個をもつクラスタｊのデータｆｊ（Ｅ）（０≦Ｅ
＜ｎ₂ ）との距離Ｌを求めることを、全データ、さらに
全クラスタの組み合わせについて調べ、距離Ｌの最小値
Ｌｍｉｎをとるクラスタｘとクラスタｙとを得るように
している。なお、データ間の距離Ｌは、後掲する表４の
式（１７）にしたがって計算により求められる。

【００５４】こうして求められた最短距離Ｌｍｉｎをも
つ２つのクラスタｘ，ｙのデータは１つに統合され、１
クラスタとされる。そして、この統合は、最終的にクラ
スタ数Ｄが３になるまで行われる。

【００５５】上記したクラスタ分析の結果として得られ
る３つのクラスタには、それぞれ近い値のデータが集め
られることになる。したがって、図１２を上記式（１
６）により変換したデータは、図１５に示す如く、３つ
のクラスタに応じて３つに分類される。この３つのクラ
スタ８１，８２，８３は、それぞれ被読取物Ｐ''の印刷
に用いられている色に対応したものとなっている。な
お、式（１５）にしたがったデータの変換を行わない場
合には、図１６に示す如く、誤った３つのクラスタ９
１，９２，９３に分類されることになる。

【００５６】さて、上記したクラスタ分析の処理が完了
すると、３つのクラスタ８１，８２，８３における各デ
ータの、それぞれ式（１５）で変換する前のＲＧＢデー
タとの対応が取られる。そして、ＲＧＢデータの「０」
から最も近い３点が選択される、つまり図１５において
は、極大点８４，８５，８６がそれぞれ求められる（ス
テップＳＴ１６）。これは、ある極大点におけるＲＧＢ
データをＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉとして、後掲する表４の式
（１８）により、各クラスタデータの最小値を求めたも
のである。

【００５７】この求められた３点８４、８５、８６が印
刷に用いられている色を示すデータとなる。例えば、図
２、図７に示すように、被読取物Ｐ´´に印刷されてい
る文字は背景（模様）よりも濃く印刷されているので、
文字に対応するＲＧＢデータは、図３におけるＣのによ
うに、最も（０、０、０）に近い点であることが明らか
である。従って、図１５において、極大点８４、８５、
８６のうち最もＲＧＢデータが（０、０、０）に近い点
が文字に対応するＲＧＢデータであると容易に類推でき
る。このため、ＲＧＢデータが最も（０、０、０）に近
い極大点８４が文字に対応するＲＧＢデータと判断し、
残りの極大点８５、８６が背景に対応するＲＧＢデータ
であると判断する。これにより、ＲＧＢデータが色判別
結果として出力回路１４０により出力されることにな
る。

【００５８】このように、出現頻度の極大点と基準色か
らの方向性とから色を分類する、つまり読取対象のカラ
ー画像の各画素について、特徴的なＲＧＢ値を抽出する
とともに、その抽出した特徴的なＲＧＢ値を基準色から
の方向データに変換し、この方向データをグループに分
類することで印刷に用いられている色の判別（配色の認
識）が行われる。

【００５９】この場合、カラー画像入力装置２２０の誤
差による影響を排除することが可能となる。このため、
たとえば収集される色彩データにカラー画像入力装置２
２０の特性から不必要なデータが含まれてしまうような
場合においても、印刷に用いられている色を正確に判別
できるようになる。この結果、異なる色で印刷された２
つの模様１３２，１３３と、その上に重ねて印刷された
文字１３１とが存在するような被読取物Ｐ''からも、そ
の配色にかかわらず、印刷に用いられている３つの色を
容易に認識し得るものである。次に、上記したカラー画
像変換にかかる処理の流れについて説明する。

【００６０】上記の如くして、色判別の結果が得られた
とすると、たとえばＲＧＢデータ（点８４）から文字１
３１の色Ｃ、ＲＧＢデータ（点８１）から被読取物Ｐ''
の下地１３４の色Ｐ、さらにＲＧＢデータ（点８５また
は点８６）から第１，第２の模様１３２，１３３の色Ｆ
１，Ｆ２が認識される。

【００６１】ここで、被読取物Ｐ''における、下地１３
４の色Ｐを代表するＲＧＢデータ（Ｒｐ，Ｇｐ，Ｂ
ｐ）、第１，第２の模様１３２，１３３の色Ｆ１，Ｆ２
を代表するＲＧＢデータ（Ｒｆ１，Ｇｆ１，Ｂｆ１），
（Ｒｆ２，Ｇｆ２，Ｂｆ２）は、図１７に示すように、
ＲＧＢの色空間において、３つの点Ｐ，Ｆ１，Ｆ２とし
てそれぞれ配置され、この３次元空間において、平面Ａ
´を張る。

【００６２】ＲＧＢ空間において、この平面Ａ´から各
点Ｐ，Ｆ１，Ｆ２までの距離はいずれも「０」であり、
逆に抽出したい文字１３１の点Ｃまでの距離は「≠０」
の値をとる。したがって、この平面Ａ´からの距離を利
用することにより、文字１３１だけを容易に取り出すこ
とが可能である。なお、文字１３１のかすれなどの濃淡
情報も、上記の平面Ａ´と点Ｃとの間に位置するため、
この距離によりその濃淡情報も保存されることになる。
平面Ａ´からの距離は、この平面Ａ´に垂直なベクトル
Ｓ→への射影の大きさにより、相関のある値を得ること
ができる。

【００６３】すなわち、図１８に示すように、任意の色
座標空間上の点Ｃ（Ｒｃ，Ｇｃ，Ｂｃ）の平面Ａ´から
の距離Ｌｘに対して、原点Ｏから平面Ａ´までの距離Ｌ
_A が一定であることから、Ｌｘ´＝Ｌ_A −Ｌｘは、平面
Ａ´からの距離を反映した値となる。この値Ｌｘ´は、
平面Ａ´に垂直なベクトルＳ→への、ベクトルＣ→の射
影の大きさとして求めることができる。

【００６４】ここで、平面Ａ´に垂直なベクトルＳ→
は、平面を構成する２つのベクトル、たとえば図１９に
示す下地１３４の点Ｐから第１，第２の模様１３２，１
３３の点Ｆ１，Ｆ２へのベクトルＪ→，Ｔ→の両方に垂
直なベクトルである。このため、平面Ａ´に垂直なベク
トルＳ→を求めるということは、２つのベクトルＪ→，
Ｔ→にともに垂直なベクトルを求めることにほかなら
ず、これは２つのベクトルＪ→，Ｔ→の外積により求め
ることができる。

【００６５】この場合、ベクトルＪ→は、（Ｒｆ１−Ｒ
ｐ，Ｇｆ１−Ｇｐ，Ｂｆ１−Ｂｐ）、ベクトルＴ→は、
（Ｒｆ２−Ｒｐ，Ｇｆ２−Ｇｐ，Ｂｆ２−Ｂｐ）により
それぞれ求められる。したがって、平面Ａ´に垂直なベ
クトルＳ→は、ベクトルＪ→とベクトルＴ→との外積と
して、後掲する表５の式（１９）により計算できる。

【００６６】また、任意の点のＲＧＢデータ（Ｒｉ，Ｇ
ｉ，Ｂｉ）について、平面Ａ´からの距離が反映された
値Ｌｘ´を求めるには、上記式（１９）により得られる
ベクトルＳ→への射影の大きさを求めれば良いことか
ら、このときの変換（射影）値Ｙは、後掲する表５の式
（２０）として計算できる。この変換値Ｙは、色空間上
の原点Ｏで「０」をとり、かつ平面Ａ´で最大の値をと
るような、平面Ａ´からの距離を反映したものとなる。

【００６７】このように、入力される被読取物Ｐ''の下
地１３４の色Ｐ、および第１，第２の模様１３２，１３
３の色Ｆ１，Ｆ２を代表するＲＧＢ値を上記式（１９）
に代入して射影ベクトルＳ→を求めれば、上記式（２
０）により、Ｒ，Ｇ，Ｂのディジタル画像信号を文字１
３１だけが抽出された濃淡画像に変換することができ
る。すなわち、上記した方法によれば、図２０に示すよ
うに、被読取物Ｐ''の下地１３４の色Ｐおよび第１，第
２の模様１３２，１３３の色Ｆ１，Ｆ２はほぼ同じ濃度
値となり、文字１３１の点Ｃと容易に区別することが可
能な濃度分布の画像への変換が行える。なお、印刷のか
すれなど、文字１３１の濃淡情報は、たとえばＣ´部分
の値を取ることで、その情報を保存できる。

【００６８】こうして、上記した式（２０）にしたがっ
てカラー画像変換が施されることにより、抽出しようと
する文字１３１の背景、つまり第１，第２の模様１３
２，１３３を排除できるのと同時に、濃淡情報を含んで
文字１３１を抽出することができるものである。上記し
たように、文字を濃淡情報を含んで抽出することができ
るようにしている。

【００６９】すなわち、入力される被読取物の下地の色
および第１，第２の模様の色を代表するＲＧＢ値より射
影ベクトルを求め、これをもとにＲ，Ｇ，Ｂのディジタ
ル画像信号を文字だけが抽出された濃淡画像に変換する
ようにしている。これにより、濃淡情報を保存したまま
で、文字だけを忠実に読み取ることが可能となる。した
がって、異なる配色の消去すべき模様を複数もつ有価証
券などからも記番号だけを正確に読み取ることができ、
後の検査などにおける処理の精度を向上させることが可
能となるものである。また、本実施例においては、たと
えば郵便物からは郵便番号などを正確に読み取ることが
できるようになる。

【００７０】すなわち、図２１に示すように、被読取物
Ｐ''としての郵便物上に、たとえば郵便番号１０１とそ
の記入枠１０２、および速達印１０３がそれぞれ異なる
配色により存在する場合、上記した方法により、記入枠
１０２と速達印１０３とを下地１０４の色に影響される
ことなく排除し得ると同時に、郵便番号１０１だけをそ
の濃淡情報を含んで抽出することができるものである。

【００７１】同様に、図２２に示すように、被読取物Ｐ
´´としての郵便物上に、たとえば郵便番号１０１とそ
の記入枠１０２、および切手の代用となるスタンプ（切
手代用印）１０５がそれぞれ異なる配色により存在する
場合、図２に示す被読取物Ｐ´´の場合と同様に、一般
的に郵便番号１０１などの文字は、記入枠１０２および
スタンプ１０５などの背景（模様）よりも濃く記載され
ているので、郵便番号１０１などの文字に対応するＲＧ
Ｂデータが最も（０、０、０）に近い点であることが容
易に類推できる。従って、郵便番号１０１とその記入枠
１０２、およびスタンプ１０５に対応する極大点のうち
最も（０、０、０）に近い点が文字に対応するＲＧＢデ
ータであると判断する。これにより、上記した方法を用
いて、記入枠１０２とスタンプ１０５とを下地１０４の
色に影響されることなく排除し得ると同時に、郵便番号
１０１だけをその濃淡情報を含んで抽出することができ
るものである。

【００７２】このように、郵便物からは郵便番号などを
正確に読み取ることができるようになるため、郵便番号
の読み取り後の認識などにおける処理の精度を向上させ
ることが可能となる。

【００７３】さらに、上記した実施例によれば、たとえ
ば図２３に示すような郵便番号１０１とその記入枠１０
２とが存在する被読取物Ｐ''としての郵便物に対し、下
地１０４の色の変化、記入枠１０２の色の変化または郵
便番号１０１の記入色の変化に容易に対応できる。

【００７４】この場合、図２４に示すように、郵便物の
下地１０４の色Ｐと記入枠１０２の色Ｆおよび郵便番号
１０１の色Ｃとが、ＲＧＢの色空間中に存在するとする
と、郵便物の下地１０４の色Ｐと記入枠１０２の色Ｆと
を含む平面のうち、郵便番号１０１の色Ｃとの距離が最
も大きくなる平面Ａ''を求める。そして、この平面Ａ''
に垂直なベクトルＳ→への射影を、上記した方法により
同様に求めることで、明度情報だけでは十分な抽出が不
可能であった低コントラストの郵便番号１０１について
も、その濃淡情報を保存したままの形で抽出することが
可能となる。

【００７５】すなわち、まず、各点Ｐ，Ｆ，Ｃに対応す
るＲＧＢデータ（Ｒｐ，Ｇｐ，Ｂｐ），（Ｒｆ，Ｇｆ，
Ｂｆ），（Ｒｃ，Ｇｃ，Ｂｃ）を、上記したカラー画像
変換によって求める。ついで、図２５に示すように、点
Ｐから点Ｆへの方向ベクトルをＣＶ１→、点Ｐから点Ｃ
への方向ベクトルをＣＶ２→とする。そして、この２つ
の方向ベクトルＣＶ１→，ＣＶ２→をもとに、後掲する
表５の式（２１）にしたがって上記の平面Ａ''に垂直な
射影ベクトルＳ→を求め、さらに後掲する表５の式（２
２）にしたがって任意の点のＲＧＢデータ（Ｒｉ，Ｇ
ｉ，Ｂｉ）への変換を行うことで、郵便番号１０１だけ
を正確に抽出することができるようになるものである。
このように、速達印や切手代用印などの有無にかかわら
ず、郵便物から郵便番号だけを抽出でき、かつ下地の色
の変化にも柔軟に対応することが可能となる。

【００７６】なお、いずれの場合においても、郵便番号
を抽出するものに限らず、たとえば住所や氏名などの郵
便物上に記載されている各種の情報を抽出するものに適
用できる。その他、この発明の要旨を変えない範囲にお
いて、種々変形実施可能なことは勿論である。

【００７７】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、複数の配色の消去すべき情報をもつ被読取物からも
抽出すべき情報だけを上手に読み取ることができるとと
もに、被読取物の配色に対する柔軟性および被読取物に
おける消去すべき情報の配色の自由度を向上することが
可能な読取装置を提供できる。また、この発明によれ
ば、後段の処理における精度を向上させることが可能な
読取装置を提供することを目的としている。

【００７８】

【表１】

【００７９】

【表２】

【００８０】

【表３】

【００８１】

【表４】

【００８２】

【表５】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる文字読取装置の構
成の要部を示すブロック図。

【図２】同じく、文字読取装置で処理される被読取物の
一例を示す図。

【図３】同じく、演算パラメータの算出方法について説
明するために示す図。

【図４】同じく、演算パラメータの算出にかかる写像値
の求め方を説明するために示す図。

【図５】同じく、濃淡画像における濃度分布の一例を示
す図。

【図６】この発明の他の実施例にかかる文字抽出装置の
構成を示すブロック図。

【図７】同じく、文字抽出装置で処理される被読取物の
一例を示す図。

【図８】同じく、抽出動作にかかる処理の流れを説明す
るために示すフローチャート。

【図９】同じく、配色の認識にかかる処理の流れを説明
するために示すフローチャート。

【図１０】同じく、印刷に用いられた３色の生起頻度の
様子を概念的に示す図。

【図１１】同じく、極大点検出の処理に用いられる近傍
点の配置例を示す図。

【図１２】同じく、極大点の分布の例を示す図。

【図１３】同じく、極大点データの方向ベクトルへの変
換を概念的に示す図。

【図１４】同じく、クラスタ分析にかかる処理の手順を
説明するために示すフローチャート。

【図１５】同じく、方向ベクトルへの変換を行った後に
極大点データを分類した場合を例に示す図。

【図１６】方向ベクトルへの変換を行わずに極大点デー
タを分類した場合を例に示す図。

【図１７】同じく、演算パラメータの算出方法について
説明するために示す図。

【図１８】同じく、演算パラメータの算出にかかる射影
の大きさの求め方について説明するために示す図。

【図１９】同じく、演算パラメータの算出にかかる射影
ベクトルの求め方について説明するために示す図。

【図２０】同じく、変換後の濃淡画像における濃度分布
の一例を示す図。

【図２１】同じく、被読取物として速達印のある郵便物
を例に示す図。

【図２２】同じく、被読取物として切手代用印のある郵
便物を例に示す図。

【図２３】同じく、被読取物として速達印や切手代用印
のない郵便物を例に示す図。

【図２４】同じく、演算パラメータの算出方法について
説明するために示す図。

【図２５】同じく、演算パラメータの算出にかかる射影
ベクトルの求め方について説明するために示す図。

【符号の説明】

１１，１１０…ＣＰＵ、１２…データ入力回路、１３，
１２０…プログラムメモリ、１５…ルックアップテーブ
ル回路、２１…カラーイメージセンサ、２２…ＣＣＤ駆
動回路、２３…カラー画像入力回路、３１，１３１…文
字、３２，１３２…第１の模様、３３，１３３…第２の
模様、１０１…郵便番号、１０２…郵便番号記入枠、１
０３…速達印、１０５…スタンプ、１４０…出力回路、
２１０…カラーラインセンサ、２２０…カラー画像入力
装置、２３０…メモリ制御回路、２４０，２４１，２４
２…フレームメモリ、Ｐ，Ｐ´，Ｐ''…被読取物。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の色で表現される地色を有し、この
   上に第２の色で表現される抽出すべき情報と、この抽出
   すべき情報とは異なる少なくとも第３および第４の色で
   表現される情報とが混在して形成される被読取物を読取
   ることにより、複数の色成分からなる色彩データを収集
   する収集手段と、 この収集手段から収集され得る前記色成分空間におい
   て、予め設定されている除去すべき前記第１、第３及び
   第４の色に対応する色彩データがほぼ同じ値で表せる分
   布に前記収集手段により収集された色彩データを変換す
   る変換手段と、 この変換手段の結果から、 前記第２の色で表現される抽
   出すべき情報の色成分に関するデータのみを抽出する抽
   出手段と、 を具備したことを特徴とする読取装置。
2. 【請求項２】 第１の色で表現される地色を有し、この
   上に第２の色で表現される抽出すべき情報と、この抽出
   すべき情報とは異なる少なくとも第３および第４の色で
   表現される情報とが混在して形成される被読取物を読取
   ることにより、複数の色成分からなる色彩データを収集
   する収集手段と、 この収集手段から収集され得る前記色成分空間におい
   て、予め設定されている除去すべき前記第１、第３及び
   第４の色に対応する色彩データを含む第１の面を算出
   し、前記収集手段で収集され得る前記色彩データで表現
   される点から前記第１の面までの距離に関連する情報を
   算出し、算出した距離に関する情報を前記点を表現する
   色彩データに対応させて記憶する記憶手段と、 前記収集手段で収集された前記色彩データに基づいて前
   記記憶手段にて記憶された算出結果を出力することによ
   り前記第２の色で表現される抽出すべき情報の色成分に
   関するデータのみを抽出する抽出手段と、 を具備したことを特徴とする読取装置。
3. 【請求項３】 前記抽出手段は、前記第２の色で表現さ
   れる抽出すべき情報の色成分に関するデータを濃淡画像
   で抽出することを特徴とする前記請求項１に記載の読取
   装置。