JP3361905B2 - 光学的文字読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的文字読取装置に
関し、より詳しくは、多値（濃淡）画像の２値化方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】光学的文字読取装置は、帳票に光源から
光を照射し、その反射光を光電変換器（イメージセン
サ）にて光電変換して帳票の多値画像を得た後、その多
値画像を２値化し、その２値画像から１文字毎に文字パ
ターンを切り出し、この文字パターンついて文字認識処
理を行って帳票に記入された文字を読み取るものであ
る。

【０００３】この種の光学的文字読取装置が読取対象と
している帳票は、一般に、文字記入位置を示す記入枠を
光学系固有の色（以下、ドロップアウトカラーと呼ぶ）
で予め印刷されている。そして、このような装置におい
ては、上記ドロップアウトカラーで印刷された部分を光
学的には白色とみなすように、多値画像を２値化するた
めの閾値が予め設定されている。

【０００４】一般に、イメージセンサの閾値は、帳票の
背景色（白色）とのコントラストで設定するが、読取対
象の文字が多少淡く記入されている場合でも読み取るこ
とができるように、閾値は低い値に設定するのが好まし
い。一方、ドロップアウトカラーで印刷された記入枠の
部分は、読取時に光学的には白色としてみなされなけれ
ばならないため、ドロップアウトカラーの印刷濃度に応
じて閾値の下限値が決まるが、記入者が記入し易い帳票
を作成するためには、ある程度ドロップアウトカラーの
印刷濃度が濃いことが望ましいため、閾値は高い値に設
定せざるを得ない。従って、淡い文字を読み取ること
と、記入枠を濃く印刷することとは、閾値に関しては相
反する関係にあるといえる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
装置においては、ドロップアウトカラーの印刷濃度のば
らつきや、イメージセンサの閾値のばらつきを考慮し
て、ドロップアウトカラーで印刷された記入枠の部分が
確実に白色とみなされるように、閾値を比較的高めに設
定する必要があった。この場合には、淡く記入された文
字を読み取ることができないという問題点があった。

【０００６】また、記入枠の印刷濃度が濃い場合に閾値
を低めに設定することによって文字も記入枠も黒色とし
てみなし、２値画像処理にて記入枠を検出して記入枠内
の文字を切り出して読み取る方法（黒枠読取処理）が知
られているが、文字が記入枠と重なって記入されている
場合には、文字を読み取ることができないという問題点
があった。

【０００７】また、帳票の記入枠以外の特定の部分にド
ロップアウトカラーで印刷された領域を用意して、この
領域の印刷濃度の検出結果に基づいて、帳票毎に閾値を
決定して、この閾値で帳票画像全体を２値化する方法
（特開平２−３０７１７９号）が知られているが、文字
の濃度が（ドロップアウトカラーの濃度と同程度に）淡
い場合には読み取ることができず、また、専用の帳票を
作成しなければならないという問題点があった。

【０００８】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであり、記入枠が濃い場合や文字が記入枠と
同程度に淡い場合、さらに文字が記入枠と重なっている
場合でも、その文字を読み取ることが可能な光学的文字
読取装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の光学的文
字読取装置は、帳票上の記入枠内に記入された文字を読
み取る光学的文字読取装置において、前記帳票を走査し
て多値画像を検出するスキャナ手段と、前記多値画像を
基に帳票上の記入枠の位置を検出する記入枠位置検出手
段と、この記入枠位置検出部が検出した記入枠の位置情
報に基づいて前記多値画像から記入枠の濃度を検出する
記入枠濃度検出手段と、前記多値画像のうち記入枠の部
分は前記検出された記入枠の濃度に基づいて設定した所
定範囲内の濃度の部分を白画素とし、それ以外の濃度の
部分を黒画素として２値化し、記入枠以外の部分は帳票
の背景の濃度を閾値として２値化する２値化手段と、こ
の２値化手段が２値化した画像から文字パターンを切り
出して帳票に記入された文字の認識処理を行う文字認識
手段とを有することを特徴とするものである。

【００１０】請求項２記載の光学的文字読取装置は、帳
票上の記入枠内に記入された文字を読み取る光学的文字
読取装置において、前記帳票を走査して多値画像を検出
するスキャナ手段と、帳票の背景の濃度を閾値として前
記多値画像を２値化する第１の２値化手段と、この第１
の２値化手段が２値化した画像を基に帳票上の記入枠の
位置を検出する記入枠位置検出手段と、この記入枠位置
検出部が検出した記入枠の位置情報に基づいて前記多値
画像から記入枠の濃度を検出する記入枠濃度検出手段
と、前記多値画像のうち記入枠の部分を前記検出された
記入枠の濃度に基づいて設定した所定範囲内の濃度の部
分を白画素とし、それ以外の濃度の部分を黒画素として
２値化する第２の２値化手段と、前記第１の２値化手段
が２値化した画像のうち記入枠以外の部分の画像及び前
記第２の２値化手段が２値化した記入枠の部分の画像か
ら文字パターンを切り出して帳票に記入された文字の認
識処理を行う文字認識手段とを有することを特徴とする
ものである。

【００１１】

【００１２】

【作用】請求項１記載の光学的文字読取装置によれば、
スキャナ部が、帳票を走査して多値画像を検出すると、
記入枠位置検出部は、多値画像を基に帳票上の記入枠の
位置を検出し、記入枠濃度検出部は、多値画像から記入
枠の濃度を検出する。２値化部は、多値画像のうち記入
枠の部分は検出された記入枠の濃度を閾値とし、記入枠
以外の部分は帳票の背景の濃度を閾値として多値画像を
２値化する。文字認識部は、２値画像を基に文字の認識
処理を行う。記入枠の部分とその他の部分との閾値を各
々別個に設定して２値化処理を行っているので、文字が
記入枠と同程度に淡い場合でも、記入枠内に記入された
文字を読み取ることが可能となり、また、文字と記入枠
とが重なっている場合でも、文字が記入枠より濃い場合
や文字の重なっている部分と記入枠の部分とに濃度差が
ある場合には、文字だけを黒色とみなして文字を読み取
ることが可能となる。

【００１３】請求項２記載の光学的文字読取装置によれ
ば、スキャナ部が、帳票を走査して多値画像を検出する
と、２値化部は、帳票の背景の濃度を閾値として多値画
像を２値化する。記入枠位置検出部は、２値画像を基に
帳票上の記入枠の位置を検出し、記入枠濃度検出部は、
多値画像から記入枠の濃度を検出する。２値化部は、制
御部の制御の下に、多値画像のうち記入枠の部分を検出
された記入枠の濃度を閾値として再度２値化する。文字
認識部は、２値化部が最初に２値化した画像及び再度２
値化した画像を基に文字の文字認識処理を行う。これに
より、請求項２記載と同様、記入枠が濃い場合や、文字
が記入枠と同程度に淡い場合でも、記入枠内に記入され
た文字を読み取ることが可能となり、また、文字と記入
枠とが重なっている場合でも、文字が記入枠より濃い場
合や文字の重なっている部分と記入枠の部分とに濃度差
がある場合には、文字だけを黒色とみなして文字を読み
取ることが可能となる。

【００１４】

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００１６】図１は本発明の光学的文字読取装置の第１
の実施例を示すブロック図である。

【００１７】この第１の実施例の光学的文字読取装置１
Ａは、帳票を光学的に走査して帳票画像（多値画像）を
検出するスキャナ部２と、このスキャナ部２が検出した
１帳票分の多値画像を格納する多値画像メモリ３と、入
力された画像を基に帳票上の記入枠の位置を検出する記
入枠位置検出部４と、この記入枠位置検出部４が検出し
た記入枠の位置情報に基づいて多値画像から記入枠の濃
度を検出する記入枠濃度検出部５と、多値画像を指定さ
れた閾値で２値化する２値化部６と、２値化された帳票
画像（２値画像）を格納する２値画像メモリ７と、２値
画像から文字パターンを切り出して帳票に記入された文
字の認識処理を行う文字認識部８と、本装置１Ａの各部
を制御する制御部９とを具備している。

【００１８】次に、上記各部の詳細を説明する。

【００１９】前記制御部９は、本装置１Ａ全体を制御す
るＣＰＵと、後述する図４のフローチャートで説明する
ような制御プログラムが格納されたＲＯＭと、各種の情
報を記憶するＲＡＭとから構成されている。ＣＰＵは、
ＲＯＭに格納された制御プログラムに従い、多値画像か
ら記入枠の位置及び記入枠の濃度を検出し、多値画像の
うち記入枠の部分は記入枠の濃度を第１の閾値とし、記
入枠以外の部分は帳票の背景の濃度を第２の閾値として
多値画像を２値化し、２値化された画像を基に文字認識
処理を行うよう本装置１Ａ各部を制御するものである。
なお、第２の閾値は、予め設定された値でもよく、検出
された多値画像の記入枠及び文字以外の部分例えば帳票
の先端又は後端部分の濃度としてもよい。

【００２０】前記スキャナ部２は、帳票上に光を照射す
る光源と、帳票からの反射光を受けてその光量に応じた
電気信号に変換する光電変換器と、その変換された電気
信号を例えば２５６階調の多値のデジタルデータに変換
するＡ／Ｄ変換器とを備え、帳票全体を光学的に走査し
て帳票全体の多値画像を検出するものである。

【００２１】前記記入枠位置検出部４は、制御部９の制
御により、多値画像を基にハフ変換などの直線検出方法
や、予め登録してある記入枠の形状情報（テンプレー
ト）との重ね合わせ法などの公知の方法により、記入枠
の位置を検出し、例えば帳票画像の各画素毎に、その画
素が記入枠を構成する画素であるか否かという形式で記
入枠の位置情報を検出結果として出力するものである。
また、記入枠位置検出部４は、文字と記入枠とが重なっ
ている画素も記入枠を構成する画素とみなすようになっ
ている。なお、記入枠の検出方法及び検出結果の出力形
式は、上記の方法及び形式に限定されるものではなく、
他の方法及び形式でもよい。

【００２２】前記記入枠濃度検出部５は、予め文字と記
入枠との重なりの状態を調べることにより、記入枠位置
検出部４で検出された記入枠のうち文字との重なりが無
い部分についての記入枠の濃度を検出するものである。
これには種々の方法が考えられるが、例えば、図２の記
入例において、記入枠位置検出部４が検出した記入枠１
０ａ，１０ｂの両直線の周辺の画素を調べることによ
り、各直線が文字と重なっている否かを判定し、重なっ
ていないと判定した方の直線（同図では１０ａ）の濃度
を以て、この記入フィールドの記入枠１０の濃度とする
ものである。また、記入枠濃度検出部５で検出する記入
枠の濃度は、後述する２値化処理の際に記入枠が全て白
色とみなされるようにするためには、記入枠位置検出部
４が検出した記入枠を構成する画素の中でもっとも濃い
画素の濃度（記入枠上最大濃度）であることが望ましい
が、記入枠上最大濃度よりも適宜小さな値でもよい。こ
れにより、スポット的な汚れなどによる、２値化の際の
わずかなノイズの出現を許容するならば、このような調
整によって記入枠と重なった淡い濃度の文字が白色とみ
なされてしまうことを軽減することができる。また、記
入枠濃度検出部５において、読取フィールド毎に記入枠
の濃度を検出するようにしてもよい。これにより、読取
フィールド毎に記入枠の濃度がばらついても、そのばら
つきに追従して文字を認識するすることができる。

【００２３】前記２値化部６は、記入枠位置検出部４が
検出した記入枠の位置情報に基づいて、多値画像の各画
素のうち、記入枠を構成する画素については、制御部９
から与えられた第１の閾値（記入枠の濃度）以下の濃度
のときは白画素、第１の閾値を越える濃度のときは黒画
素になるように２値化を行い、記入枠以外の画素につい
ては、制御部９から与えられた第２の閾値（帳票の背景
色（白色）の濃度）以下の濃度のときは白画素、第２の
閾値を越える濃度のときは黒画素になるように２値化を
行うものである。

【００２４】前記文字認識部８は、２値画像メモリ７に
格納された２値画像から文字パターンを切り出し、その
文字パターンと認識辞書とを照合して類似度値を演算し
て求め、その類似度値を点数に換算して、点数の最も大
きい第１候補文字から順に第ｎ候補文字まで複数の候補
文字を選択し、第１候補文字を認識結果として決定する
ものである。また、文字認識部８は、例えば第１候補文
字と第２候補文字との点数が同点となった場合の如く認
識結果が誤読となるおそれが高い場合は、その文字の認
識結果として第１候補文字の代わりにリジェクト文字
（例えば「？」）を出力するようになっている。

【００２５】次に、第１の実施例の動作を図２及び図３
をも参照して図４のフローチャートに従って説明する。
なお、読取対象となる帳票は、文字記入位置を示す記入
枠が予め印刷されているとする。

【００２６】まず、スキャナ部２は、読取対象の帳票を
光学的に走査して多値画像を検出し、多値画像メモリ３
に格納する（Ｓ１）。なお、多値画像メモリ３には、図
２に示すように、記入枠１０に記入枠１０より濃く記入
された文字１１が一部重なった多値画像が格納されたと
する。

【００２７】次に、記入枠位置検出部４は、多値画像を
基に記入枠１０の位置を検出して、帳票画像の各画素毎
に、その画素が記入枠１０を構成する画素であるか否か
の形式で記入枠の位置情報を制御部９に出力する（Ｓ
２）。

【００２８】続いて、記入枠濃度検出部５は、制御部９
の制御の下に、記入枠位置検出部４が検出した記入枠１
０の位置情報に基づいて、多値画像から記入枠１０の濃
度を検出する（Ｓ３）。

【００２９】次に、２値化部６は、制御部９の制御によ
り、記入枠位置検出部４が検出した記入枠１０の位置情
報に基づいて、多値画像の各画素のうち、記入枠を構成
する画素については、第１の閾値（記入枠の濃度）以下
の濃度のときは白画素、第１の閾値を越える濃度のとき
は黒画素になるように２値化を行い、記入枠以外の画素
については、第２の閾値（帳票の背景色（白色）の濃
度）以下の濃度のときは白画素、第２の閾値を越える濃
度のときは黒画素になるように２値化を行い、その結果
を２値画像メモリ７へ格納する（Ｓ４）。２値画像メモ
リ７には、図３に示すように、記入枠１０が白色とみな
され、文字１１のみが黒色とみなされた２値画像が格納
される。

【００３０】最後に、文字認識部８は、従来例と同様
に、２値画像から文字パターンを切り出し、認識辞書と
照合して文字認識処理を行う（Ｓ５）。

【００３１】このような第１の実施例によれば、記入枠
の部分とその他の部分との閾値を各々別個に設定して２
値化処理を行っているので、記入枠のうち文字と重なっ
ていない部分は、白色としてみなされ、文字と重なって
いる部分は、その重なっている画素が検出された記入枠
の濃度よりもわずかでも濃ければ、黒色としてみなされ
る。さらに、記入枠以外の画素は、従来どおり、文字が
黒色、背景が白色としてみなされるが、記入枠以外の画
素だけを扱えばよいので、従来方式のように閾値を背景
色レベルより高めに設定する必要がなく、淡い文字でも
黒色としてみなすことができる。また、帳票の記入枠以
外の特定の部分にドロップアウトカラーで印刷された領
域を用意した専用の帳票を作成する必要もなくなる等の
効果が得られる。

【００３２】図５は本発明の光学的文字読取装置の第２
の実施例を示すブロック図である。

【００３３】この第２の実施例の光学的文字読取装置１
Ｂは、第１の実施例とは異なる制御部９Ｂを具備し、他
は第１の実施例と同様に、スキャナ部２，多値画像メモ
リ３，記入枠位置検出部４，記入枠濃度検出部５，２値
化部６，２値画像メモリ７及び文字認識部８を具備して
いる。

【００３４】この第２の実施例の制御部９Ｂは、本装置
１Ｂ全体を制御するＣＰＵと、後述する図６のフローチ
ャートで説明するような制御プログラムが格納されたＲ
ＯＭと、各種の情報を記憶するＲＡＭとから構成されて
いる。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムに
従い、多値画像を帳票の背景の濃度を閾値として２値化
して記入枠の位置を検出した後、多値画像から記入枠の
濃度を検出し、多値画像のうち記入枠の部分を記入枠の
濃度を閾値として多値画像を２値化し、最初に２値化し
た画像及び再度２値化した画像を基に文字認識処理を行
うよう本装置１Ｂの各部を制御するものである。

【００３５】次に、第２の実施例を図６のフローチャー
トに従って説明する。第１の実施例と同様に、読取対象
となる帳票は、文字記入位置を示す記入枠が予め印刷さ
れているとする。

【００３６】まず、スキャナ部２は、読取対象の帳票を
光学的に走査して多値画像を検出し、多値画像メモリ３
に格納する（Ｓ１１）。

【００３７】次に、２値化部６は、制御部９Ｂの制御の
下に、従来通り多値画像全体を帳票の背景色（白色）の
濃度を閾値として２値化を行い、その結果を２値画像メ
モリ７へ格納する（Ｓ１２）。

【００３８】続いて、記入枠位置検出部４は、制御部９
Ｂの制御により、２値画像を調べることにより記入枠の
位置を検出する（Ｓ１３）。

【００３９】次に、記入枠濃度検出部５は、記入枠位置
検出部４が記入枠であると判定した部分に対応する多値
画像を調べることにより、記入枠の印刷濃度を検出する
（Ｓ１４）。

【００４０】次に、２値化部６は、制御部９Ｂの制御の
下に、記入枠位置検出部４が検出した記入枠の位置情報
に基づいて、記入枠を構成する画素についてのみ、記入
枠濃度検出部５で検出された記入枠の濃度を閾値とし、
２値化をやり直し、その結果を２値画像メモリ７へ格納
する（Ｓ１５）。

【００４１】最後に、文字認識部８は、第１の実施例と
同様に、２値画像から文字パターンを切り出し、認識辞
書と照合して文字認識処理を行う（Ｓ１６）。

【００４２】このような第２の実施例によれば、第１の
実施例と同様の効果が得られるとともに、記入枠の位置
の検出を２値画像を基に行うことによって、記入枠位置
検出部４の構成の簡素化を図れ、記入枠の位置の検出を
高速に行うことができる。

【００４３】図７は本発明の光学的文字読取装置の第３
の実施例を示すブロック図である。

【００４４】この第３の実施例の光学的文字読取装置１
Ｃは、第１の実施例とは異なる記入枠濃度検出部１５
と、２値化部１６とを具備し、他は第１の実施例と同様
のスキャナ部２，多値画像メモリ３，記入枠位置検出部
４，２値画像メモリ７及び文字認識部８、さらに第１又
は第２の実施例と同様の制御部９（９Ｂ）を具備してい
る。

【００４５】前記記入枠濃度検出部１５は、記入枠位置
検出部４が記入枠と判定した部分の濃度の分布を調べる
ことにより、記入枠の濃度がどの範囲に含まれるか、す
なわち記入枠を構成する画素の中でもっとも濃い画素の
濃度（記入枠上最大濃度）、及びもっとも淡い画素の濃
度（記入枠上最小濃度）を検出するものである。なお、
これらの値を適宜補正した値を用いてもよい。

【００４６】前記２値化部１６は、記入枠を構成する画
素について、記入枠濃度検出部１５が検出した濃度範囲
内の画素は白画素、この範囲よりも濃い画素又はこの範
囲よりも淡い画素は黒画素になるように再度２値化を行
い、その結果を２値画像メモリ７へ格納するものであ
る。なお、２値化部１６は、検出された記入枠の濃度に
基づいて所定範囲を設定し、その設定した所定範囲内の
濃度の部分を白画素とし、それ以外の濃度の部分を黒画
素となるように２値化してもよい。

【００４７】この第３の実施例の動作は、記入枠濃度検
出部１５の検出方法及び２値化部１６の２値化方法を除
いて第１又は第２の実施例と同様である。

【００４８】このような第３の実施例によれば、文字が
記入枠と同程度に淡く、かつ、文字と記入枠とが重なっ
ている場合でも、文字の重なっている部分と記入枠の部
分とに濃度差があれば、文字だけを黒色としてみなすこ
とができる。従って、筆記具、インク、用紙等の特性に
よっては、第３の実施例で示した方法がよい結果が得ら
れることがある。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、以下の効
果を奏する。

【００５０】請求項１記載の発明によれば、記入枠の部
分とその他の部分との閾値を各々別個に設定して２値化
処理を行っているので、記入枠が濃い場合や、文字が記
入枠と同程度に淡い場合でも、記入枠内に記入された文
字を読み取ることが可能となり、また、文字と記入枠と
が重なっている場合でも、文字が記入枠より濃い場合や
文字の重なっている部分と記入枠の部分とに濃度差があ
る場合には、文字だけを黒色とみなして文字を読み取る
ことが可能となる。

【００５１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の効果に加えて、２値画像を基に記入枠の位置を検出
しているので、少ない処理量で記入枠の位置を検出する
ことができることから、記入枠位置検出部の構成の簡素
化を図れ、記入枠の位置の検出を高速に行うことができ
る。

【００５２】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のブロック図

【図２】第１の実施例の動作を説明するための図

【図３】第１の実施例の動作を説明するための図

【図４】第１の実施例の動作を示すフローチャート

【図５】第２の実施例のブロック図

【図６】第２の実施例の動作を示すフローチャート

【図７】第３の実施例のブロック図

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 光学的文字読取装置 ２ スキャナ部 ４ 記入枠位置検出部 ５，１５ 記入枠濃度検出部 ６，１６ ２値化部 ８ 文字認識部 ９，９Ｂ 制御部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帳票上の記入枠内に記入された文字を読
   み取る光学的文字読取装置において、 前記帳票を走査して多値画像を検出するスキャナ手段
   と、 前記多値画像を基に帳票上の記入枠の位置を検出する記
   入枠位置検出手段と、 この記入枠位置検出部が検出した記入枠の位置情報に基
   づいて前記多値画像から記入枠の濃度を検出する記入枠
   濃度検出手段と、前記 多値画像のうち記入枠の部分は前記検出された記入
   枠の濃度に基づいて設定した所定範囲内の濃度の部分を
   白画素とし、それ以外の濃度の部分を黒画素として２値
   化し、記入枠以外の部分は帳票の背景の濃度を閾値とし
   て２値化する２値化手段と、 この２値化手段が２値化した画像から文字パターンを切
   り出して帳票に記入された文字の認識処理を行う文字認
   識手段とを有することを特徴とする光学的文字読取装
   置。
2. 【請求項２】 帳票上の記入枠内に記入された文字を読
   み取る光学的文字読取装置において、 前記帳票を走査して多値画像を検出するスキャナ手段
   と、 帳票の背景の濃度を閾値として前記多値画像を２値化す
   る第１の２値化手段と、 この第１の２値化手段が２値化した画像を基に帳票上の
   記入枠の位置を検出する記入枠位置検出手段と、 この記入枠位置検出部が検出した記入枠の位置情報に基
   づいて前記多値画像から記入枠の濃度を検出する記入枠
   濃度検出手段と、前記 多値画像のうち記入枠の部分を前記検出された記入
   枠の濃度に基づいて設定した所定範囲内の濃度の部分を
   白画素とし、それ以外の濃度の部分を黒画素として２値
   化する第２の２値化手段と、 前記第１の２値化手段が２値化した画像のうち記入枠以
   外の部分の画像及び前記第２の２値化手段が２値化した
   記入枠の部分の画像から文字パターンを切り出して帳票
   に記入された文字の認識処理を行う文字認識手段とを有
   することを特徴とする光学的文字読取装置。