JP3705216B2 - 文字記入枠検出方法、文字記入枠検出装置及びプログラム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、文字を記入するための文字記入枠、特に葉書などの郵便物に記載された郵便番号枠を検出する文字記入枠検出方法、文字記入枠検出装置及びプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
郵便番号枠検出方法及び郵便番号枠検出装置として、例えば特開2000−268126号公報に記載されたものがある。図8は、特開2000−268126号公報に記載された従来の枠検出装置の概略構成を示すブロック図である。以下、図8を参照して従来の郵便番号枠検出方法及び郵便番号枠検出装置を説明する。
【0003】
一般に、郵便番号枠群は郵便物(書状)の右上部分等の固定領域に記載されている。そこで、郵便物の固定領域内においてラベリング処理部101によってラベリング処理が行われる。ラベリング処理によって検出されたラベル(枠)のサイズ及び位置関係に基づいて、検出されたラベルが規定枠(規定の郵便番号枠)に該当するかどうかが、枠検出部102によりチェックされる。
【0004】
枠検出部102によるチェックの際に、図12に示すように、枠検出部102は、枠座標を正確に検出するために、ラベルに対してX,Y方向の両端から射影を取り、所定のしきい値以上のものを規定枠として検出する。枠検出部102は、郵便番号枠群の中から、規定枠に該当するラベルが5個(旧郵便番号枠、5桁)または7個(新郵便番号枠、7桁)検出された場合には、郵便番号枠群に含まれる郵便番号枠が全て検出されたと認識する。
【0005】
一方、図9に示すように、黒色の郵便番号枠群において、上3桁枠とハイフン(−)と下4桁枠の1番左の枠が接触している第1のケースでは、ラベリング処理により検出されたラベルのサイズ及び位置関係から、上3桁枠とハイフンと下4桁枠の1番左の枠が1つのラベルになる。従って、ラベルは合計4つと枠検出部102によって認識される。つまり、第1のケースの場合には、枠検出部102は、規定枠3つと異枠1つを検出する。異枠とは、規定枠と異なるサイズの枠のことである。第1のケースでは、上3桁枠とハイフンと下4桁枠の1番左の枠が、1つの異枠として検出される。
【0006】
下4桁枠を検出する際、図9に示すように、ラベル2,3,4の短手方向の長さ(H1)及び長手方向の長さ(W1)が規定枠の条件を満たし、3つのラベル2,3,4のサイズがほぼ同じであれば、サイズ検出部103は、下4桁枠の短手方向の長さ及び長手方向の長さを、それぞれH1,W1と検出する。
【0007】
そして、第1の規定枠検出部104は、ラベル1(異枠)の右上座標(長手方向の一端)から短手方向にH1及び長手方向にW1を除くことによって、下4桁を検出する。つまり、第1の規定枠検出部104により、ラベル1(異枠)の右上座標(長手方向の一端)から短手方向にH1及び長手方向にW1が1つの規定枠として検出される。このとき、第1の規定枠検出部104によって検出された規定枠(下4桁枠の1番左の規定枠)は、図12に示すように、X,Y方向の両端から射影を取り、所定のしきい値以上であることが確認される。
【0008】
この時点で、下4桁枠が検出されている。また、第1の規定枠検出部104により検出された1つの規定枠が切り離されると、切り離し後に残った残存異枠は、上3桁枠がハイフンと接触したものであると予想される。このため、上3桁枠からハイフンが取り除かれる。
【0009】
ハイフンの除去は、次のようにして行われる。まず、異枠両端検出部105が、図10に示す残存異枠(ラベル1)の短手方向(Y方向)から射影を求め、所定のしきい値以上のものを上残存異枠(上3桁枠)の長手方向の両端として検出する。そして、上3桁枠のサイズは均等であるから、第2の規定枠検出部106が、残存異枠(ハイフンを取り除いたラベル1)を3等分して3つの規定枠を検出する。
【0010】
3等分された枠(ラベル)がそれぞれ真の規定枠であるかどうかをチェックする必要がある。そこで、枠確定部107は、図12に示すように、X,Y方向の両端から射影を取り、真の規定枠であるかどうかを判断する。真の規定枠であると判断すると、当該枠を規定枠として確定させる。以上のように、枠確定部107により規定枠が確定されると、7桁の郵便番号枠の検出が完了する。
【0011】
次に、図11に示すように、黒色の郵便番号枠群において、3桁目の枠(上3桁枠の1番右の枠)とハイフンと4桁目の枠(下4桁枠の1番左の枠)が接触している第2のケースについて説明する。
【0012】
第2のケースでは、ラベリング処理部101及び枠検出部102によるラベリング処理及び枠検出処理の結果、ラベルの位置座標とサイズから3桁目の枠とハイフンと4桁目の枠が接触して1つのラベルになる。従って、ラベルは合計6つと認識される。つまり、第2のケースの場合には、枠検出部102は、規定枠5つと異枠1つを検出する。第2のケースでは、3桁目の枠とハイフンと4桁目の枠が、1つの異枠として検出される。
【0013】
ここで、枠検出部102により検出された5つの規定枠(ラベル1,2,4,5,6)が、真の規定枠としての条件を満たしているかどうかチェックされる。つまり、図12に示すように、X,Y方向の両端から射影を取り、所定のしきい値以上であることが確認されることによって、規定枠であると認識される。
【0014】
ラベル1,2,4,5,6については規定枠として検出され、サイズ検出部103によって、ラベル1及びラベル6の短手方向の長さ(H2,H3)と長手方向の長さ(W2,W3)がそれぞれ検出される。
【0015】
そして、異枠と予想されるラベル3の左端の上から長さH2,W2が取り除かれ、また、右端の上から長さH3,W3が取り除かれる。つまり、異枠の長手方向の両端から2個の規定枠が第2の規定枠検出部106によって検出される。2個の規定枠の検出処理によって、結果的にハイフンが除去される。
【0016】
第2の規定枠検出部106により検出された2個の規定枠が、それぞれ真の規定枠であるかどうかをチェックする必要がある。そこで、枠確定部107は、図12に示すように、X,Y方向の両端から射影を取り、真の規定枠であるかどうかを判断する。真の規定枠であると判断すると、当該枠を規定枠として確定させる。以上のように、枠確定部107により規定枠が確定されると、7桁の郵便番号枠の検出が完了する。
【0017】
図12に示したように、接触したラベルの両端から射影を取って検出することにより、文字(郵便番号)が枠ぎりぎりに書かれていたり、枠からはみ出していても、文字の縦が枠線であると誤検出されることはない。また、ラベルのサイズと位置関係から、どの枠が何個接触しているかが認識できるため、接触した黒枠についても正確に枠座標が検出される。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の枠検出方法及び装置は、黒色の郵便番号枠同士が接触している場合を想定する。検出した郵便番号枠候補(ラベル)が規定サイズ(郵便番号枠サイズ)でなく、また郵便番号枠候補が規定数(5個または7個)以外であった場合には、接触枠が存在していると判断する。そして、検出した規定外のサイズの郵便番号枠候補を所定数に分割して郵便番号枠を検出している。その結果、従来の枠検出方法及び装置は、次のような課題を有している。
【0019】
第1に、図9に示したような上3桁枠とハイフンと4桁目の枠(下4桁枠の1番左の枠)が接触している第1のケース、及び図11に示したような3桁目の枠(上3桁枠の1番右の枠)とハイフンと4桁目の枠(下4桁枠の1番左の枠)が接触している第2のケース以外の異枠が存在するケース、例えば上3桁枠が接触するとともに下4桁枠が接触しているようなケースについては、予め想定されていないため、郵便番号枠を検出することができない。
【0020】
第2に、ラベリング処理部101のラベリング処理によって検出されたラベルの情報に基づいて、郵便番号枠が規定枠に該当するか否かが判定され、また上記の第1のケースや第2のケース以外のケースについては予め想定されていないので、画像データにノイズや背景などの郵便番号枠以外のものが含まれている場合には、郵便番号枠以外のノイズなどの存在によって郵便番号枠を検出できないことが起こり得る。
【0021】
第3に、検出された郵便番号枠が規定枠であるかどうかを、ラベルのX,Y方向の両端から射影を取り、その射影が所定のしきい値以上であるか否かで判定しているので、郵便番号枠の線がかすれていたり、枠線の一辺が欠如している場合には、郵便番号枠を検出できないことが起こり得る。
【0022】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、様々なケースに柔軟に対応して文字記入枠(郵便番号枠)を正確に検出することができる文字記入枠検出方法、文字記入枠検出装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【0023】
また、ノイズや背景などの文字記入枠(郵便番号枠)以外のものが含まれていても、文字記入枠を正確に検出することができる文字記入枠検出方法、文字記入枠検出装置及びプログラムを提供することも本発明の目的である。
【0024】
さらに、枠線がかすれていたり、枠線の一辺が欠如している文字記入枠(郵便番号枠)でも検出することができる文字記入枠検出方法、文字記入枠検出装置及びプログラムを提供することも本発明の目的である。
【0025】
【課題を解決するための手段】
本発明の文字記入枠検出方法は、入力した画像(濃淡画像)内のエッジ部分を強調して画素単位で抽出するエッジ抽出ステップと、画像から抽出された画素単位のエッジ部分の情報を基に、直交座標系の投票空間において枠の中心点が投票値V(i,j)の極大点になるように、投票空間に対して画素単位で投票を行う投票ステップと、投票空間における枠の中心点に相当する投票値V(i,j)の極大点を検出するピーク検出ステップとを備え、エッジ抽出ステップでは、画像における水平方向(X軸方向)及び垂直方向(Y軸方向)の隣の画素との濃淡値A(i,j)の差に基づくエッジ強度(すなわち微分値F(i,j))を画素単位で求め、投票ステップでは、各画素のエッジ強度F(i,j)の勾配方向θ(i,j)を求め、勾配方向θ(i,j)が上下左右のいずれかの方向に属するか否かを判定し、勾配方向θ(i,j)が上下左右のいずれかの方向に属する場合は、投票空間における上下左右の勾配方向θ(i,j)に対応した所定のエリア内の各画素の投票値V(i,j)に「1」を加えて(投票値をインクリメントして)投票するように構成されている。
【0026】
また、本発明の文字記入枠検出方法は、さらに、検出された枠の中心点に相当する複数の極大点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成する枠列生成ステップと、生成された枠列に含まれる複数の極大点の投票値V(i,j)を合計することによってスコア計算を行う枠列スコア計算ステップと、計算されたスコアSCを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定する枠判定ステップとを備えていてもよい。
【0028】
また、投票ステップでは、エッジ強度の勾配方向θ(i,j)を求める前に、エッジ強度F(i,j)が所定のしきい値TF以上であるか否かを判定し、所定のしきい値TF以上の場合に、エッジ強度の勾配方向θ(i,j)を求めるように構成されていてもよい。
【0029】
また、ピーク検出ステップでは、検出した投票値V(i,j)の極大点が所定のしきい値TV以上であるか否かを判定し、所定のしきい値TV以上の投票値V(i,j)の極大点を枠の中心点の候補である枠候補点として登録し、枠列生成ステップでは、登録された複数の枠候補点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成するように構成されていてもよい。
【0030】
また、枠列生成ステップでは、登録された複数の枠候補点から所定の桁数の枠候補点を抽出して、当該所定の桁数の枠候補点の組み合わせを一組とした複数の枠列候補を生成し、枠列スコア計算ステップでは、生成された複数の枠列候補について、枠列候補に含まれる複数の枠候補点の投票値V(i,j)を合計することによってスコア計算を行い、最もスコアSCの高い枠列候補を抽出し、枠判定ステップでは、抽出された枠列候補のスコアSCを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定するように構成されていてもよい。
【0031】
また、枠列スコア計算ステップでは、複数の枠候補点の等間隔度INT及び水平度HORを考慮したスコアSCを求めるように構成されていてもよい。
【0032】
本発明の文字記入枠検出装置は、入力した画像内のエッジ部分を強調して画素単位で抽出するエッジ抽出部(2)と、画像から抽出された画素単位のエッジ部分の情報を基に、直交座標系の投票空間において枠の中心点が投票値V(i,j)の極大点になるように、投票空間に対して画素単位で投票を行う投票処理部(3)と、投票空間における枠の中心点に相当する投票値V(i,j)の極大点を検出するピーク検出部(4)とを備え、エッジ抽出部(2)が、画像における水平方向(X軸方向)及び垂直方向(Y軸方向)の隣の画素との濃淡値A(i,j)の差に基づくエッジ強度を画素単位で求め、投票処理部(3)が、各画素のエッジ強度の勾配方向θ(i,j)を求め、勾配方向θ(i,j)が上下左右のいずれかの方向に属するか否かを判定し、勾配方向θ(i,j)が上下左右のいずれかの方向に属する場合は、投票空間における上下左右の勾配方向θ(i,j)に対応した所定のエリア内の各画素の投票値V(i,j)に「1」を加えて(投票値をインクリメントして)投票するように構成されている。
【0033】
また、本発明の文字記入枠検出装置は、さらに、検出された枠の中心点に相当する複数の極大点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成する枠列生成部(5)と、生成された枠列に含まれる複数の極大点の投票値V(i,j)を合計することによってスコア計算を行う枠列スコア計算部(6)と、計算されたスコアSCを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定する枠判定部(7)とを備えていてもよい。
【0035】
また、投票処理部(3)が、エッジ強度F(i,j)の勾配方向θ(i,j)を求める前に、エッジ強度F(i,j)が所定のしきい値TF以上であるか否かを判定し、所定のしきい値TF以上の場合に、エッジ強度F(i,j)の勾配方向θ(i,j)を求めるように構成されていてもよい。
【0036】
また、ピーク検出部(4)が、検出した投票値V(i,j)の極大点が所定のしきい値TV以上であるか否かを判定し、所定のしきい値TV以上の投票値V(i,j)の極大点を枠の中心点の候補である枠候補点として登録し、枠列生成部(5)が、登録された複数の枠候補点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成するように構成されていてもよい。
【0037】
また、枠列生成部(5)が、登録された複数の枠候補点から所定の桁数の枠候補点を抽出して、当該所定の桁数の枠候補点の組み合わせを一組とした複数の枠列候補を生成し、枠列スコア計算部(6)が、生成された複数の枠列候補について、枠列候補に含まれる複数の枠候補点の投票値V(i,j)を合計することによってスコア計算を行い、最もスコアSCの高い枠列候補を抽出し、枠判定部(7)が、抽出された枠列候補のスコアSCを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定するように構成されていてもよい。
【0038】
また、枠列スコア計算部(6)が、複数の枠候補点の等間隔度INT及び水平度HORを考慮したスコアSCを求めるように構成されていてもよい。
【0039】
本発明のプログラムは、コンピュータに実行させる処理として、入力した画像内のエッジ部分を強調して画素単位で抽出するエッジ抽出処理、画像から抽出された画素単位のエッジ部分の情報を基に、直交座標系の投票空間において枠の中心点が投票値V(i,j)の極大点になるように、投票空間に対して画素単位で投票を行う投票処理、および投票空間における枠の中心点に相当する投票値V(i,j)の極大点を検出するピーク検出処理を備え、エッジ抽出処理において、画像における水平方向(X軸方向)及び垂直方向(Y軸方向)の隣の画素との濃淡値A(i,j)の差に基づくエッジ強度F(i,j)を画素単位で求めさせ、投票処理において、各画素のエッジ強度F(i,j)の勾配方向θ(i,j)を求め、勾配方向θ(i,j)が上下左右のいずれかの方向に属するか否かを判定し、勾配方向θ(i,j)が上下左右のいずれかの方向に属する場合は、投票空間における上下左右の勾配方向θ(i,j)に対応した所定のエリア内の各画素の投票値V(i,j)に「1」を加えて(投票値をインクリメントして)投票させるように構成されている。
【0040】
また、本発明のプログラムは、コンピュータに実行させる処理として、さらに、検出された枠の中心点に相当する複数の極大点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成する枠列生成処理、生成された枠列に含まれる複数の極大点の投票値V(i,j)を合計することによってスコア計算を行う枠列スコア計算処理、および計算されたスコアSCを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定する枠判定処理を備えていてもよい。
【0042】
また、投票処理において、エッジ強度の勾配方向θ(i,j)を求める前に、エッジ強度F(i,j)が所定のしきい値TF以上であるか否かを判定し、所定のしきい値TF以上の場合に、エッジ強度の勾配方向θ(i,j)を求めるように構成されていてもよい。
【0043】
また、ピーク検出処理において、検出した投票値V(i,j)の極大点が所定のしきい値TV以上であるか否かを判定し、所定のしきい値TV以上の投票値の極大点を枠の中心点の候補である枠候補点として登録し、枠列生成処理において、登録された複数の枠候補点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成するように構成されていてもよい。
【0044】
また、枠列生成処理において、登録された複数の枠候補点から所定の桁数の枠候補点を抽出して、当該所定の桁数の枠候補点の組み合わせを一組とした複数の枠列候補を生成し、枠列スコア計算処理において、生成された複数の枠列候補について、枠列候補に含まれる複数の枠候補点の投票値V(i,j)を合計することによってスコア計算を行い、最もスコアSCの高い枠列候補を抽出し、枠判定処理において、抽出された枠列候補のスコアSCを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定するように構成されていてもよい。
【0045】
さらに、枠列スコア計算処理において、複数の枠候補点の等間隔度INT及び水平度HORを考慮したスコアSCを求めるように構成されていてもよい。
【0046】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の文字記入枠検出装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本発明の文字記入枠検出装置は、画像入力部1、エッジ抽出部2、投票処理部3、ピーク検出部4、枠列生成部5、枠列スコア計算部6及び枠判定部7を備えている。
【0047】
図1に示す構成において、画像入力部1は、スキャナ(イメージリーダ)等より取り込まれた濃淡画像の画像データを装置内部に入力する。以下、画像入力部1から入力される文字記入枠の検出対象である濃淡画像として、例えば図5に示すような7桁の郵便番号枠が右上部分に記載された葉書の表面の画像を例にする。
【0048】
葉書の濃淡画像は、図5に示すように、幅IW、高さIHである。ここで、葉書の濃淡画像において、左上を原点として、幅IWの方向をX軸方向(水平方向)、高さIHの方向をY軸方向(垂直方向)とする。濃淡画像の画像データは所定の解像度を有する。原点からX軸方向にi番目、Y軸方向にj番目の画素(ピクセル)の濃淡値(グレイスケール)をA(i,j)で表す。以下、実施の形態1では、図5に示す葉書の表面の濃淡画像から右上部分の7桁の郵便番号枠を検出する場合について説明する。すなわち、文字記入枠検出方法および文字記入枠検出装置として、郵便番号枠検出方法および郵便番号枠検出装置を例にする。
【0049】
エッジ抽出部2は、画像入力部1より入力された濃淡画像の郵便番号枠の枠線等のエッジ部分(輪郭部分)を強調して抽出する。具体的には、エッジ抽出部2は、画像入力部1から入力された濃淡画像の画像データに基づいて、濃淡画像の各画素のエッジ強度、すなわち、後述する式1で求められる各画素の微分値F(i,j)を計算する。
【0050】
投票処理部3は、エッジ抽出部2によって濃淡画像から抽出されたエッジ部分の情報を基に、直交座標系の投票空間に対して投票処理を実行し、枠の中心点が投票空間における投票値V(i,j)の極大点(極大ピークポイント)になるようにする。
【0051】
具体的には、投票処理部3は、エッジ抽出部2によって計算された濃淡画像の各画素のエッジ強度、すなわち微分値F(i,j)が所定のしきい値TF以上であるか否かを判定する。投票処理部3は、微分値F(i,j)が所定のしきい値TF以上である場合には、当該微分値F(i,j)について後述する式2を基に勾配方向θ(i,j)を計算し、その勾配方向θ(i,j)が上下左右のいずれの方向であるかを判定する。
【0052】
投票処理部3は、直交座標系の投票空間上において、図3(a)〜(d)に示すように上下左右の4つの勾配方向の先に位置する所定の投票エリア内の各画素(各座標)の投票値V(i,j)に「1」を加えて投票する。ここで、投票空間の所定の投票エリアは、枠の中心点付近の領域になるように設定されている。よって、投票処理部3による濃淡画像の全領域の投票処理の結果、投票空間における投票値V(i,j)の極大点が枠の中心点と一致する。
【0053】
ピーク検出部4は、投票処理部3によって投票処理された結果、投票空間上に存在する枠の中心点に相当する複数の投票値V(i,j)の極大点を検出する。具体的には、ピーク検出部4は、投票処理部3によって求められた投票空間より、当該投票空間上の投票値V(i,j)の極大点を複数検出し、その複数の極大点について投票値V(i,j)が所定のしきい値TV以上であるか否かを判定する。そして、所定のしきい値TV以上の投票値V(i,j)の極大点を枠候補点として登録する。
【0054】
枠列生成部5は、ピーク検出部4によって検出された枠の中心点に相当する複数の極大点(枠候補点)に基づいて、7桁の極大点の組み合わせから成る複数の枠列候補群を生成する。具体的には、枠列生成部5は、ピーク検出部4によって検出され登録された複数の枠候補点が7点以上であるか否かを判定する。そして、例えば、7点以上である場合には、7点以上の枠候補点の中から7点の枠候補点を抽出して、7桁の枠列候補を複数生成する。
【0055】
枠列スコア計算部6は、枠列生成部5によって生成された複数の枠列候補について、枠列候補毎にスコア計算を行う。なお、枠列スコア計算部6は、後述する式3〜式8に基づいてスコア計算を行う。
【0056】
枠判定部7は、枠列スコア計算部6によって計算されたスコアを基準にして、入力した濃淡画像内に郵便番号枠(文字記入枠)が存在するかどうかを判定する。具体的には、枠判定部7は、枠列スコア計算部6で計算された各枠列のスコアのうち最も高いスコアが所定のしきい値TS以上であるか否かを判定する。そして、最も高いスコアが所定のしきい値TS以上である場合には、郵便番号枠が存在すると判定し、最もスコアの高い枠列候補の枠座標を出力する。
【0057】
なお、上記のエッジ抽出部2、投票処理部3、ピーク検出部4、枠列生成部5、枠列スコア計算部6及び枠判定部7は、それぞれ、プログラム制御によって動作するCPU(Central Processing Unit )から構成されている。また、エッジ抽出部2、投票処理部3、ピーク検出部4、枠列生成部5、枠列スコア計算部6及び枠判定部7の処理を制御するプログラムは、ROM(Read Only Memory)に格納されている。
【0058】
次に、動作について説明する。
図2は、本発明による文字記入枠検出装置の実施の形態1の動作を説明するためのフローチャートである。
【0059】
まず、画像入力部1は、スキャナ(図示せず)等より取り込まれた図5に示すような葉書の濃淡画像の画像データを装置内部に入力する。画像入力部1から入力された濃淡画像の画像データは、エッジ抽出部2に供給される。
【0060】
エッジ抽出部2は、画像入力部1から供給される濃淡画像の画像データを受け取ると、濃淡画像の各画素について、エッジ強度としての微分値F(i,j)を式1に基づいて計算する(ステップA1)。
【0061】
F(i,j)={A(i,j)−A(i+1,j)}2 +{A(i,j)−A(i,j+1)}2 ・・・(式1)
【0062】
A(i,j)は、上記したように、濃淡画像における各画素(i,j)の濃淡値を表している。ここで、i=IWまたはj=IHの場合には、微分値F(i,j)=0とする。
【0063】
各画素のエッジ強度すなわち微分値F(i,j)は、式1で示されているように、X軸方向の隣の画素との濃淡値の差の二乗と、Y軸方向の隣の画素との濃淡値の差の二乗とを足し合わせたものである。
【0064】
なお、式1で求めた値の平方根(√)をとった値が一般に微分値と呼ばれるが、ここでは、相対的な各画素の微分値の大きさを利用するだけであるため、便宜上、式1で求めた値を微分値とする。但し、必要に応じて、式1で求めた値の平方根をとった値を微分値すなわちエッジ強度として利用してもよい。
【0065】
エッジ抽出部2が上記の式1に基づいて求めた濃淡画像の各画素の微分値F(i,j)は、投票処理部3に供給される。投票処理部3は、エッジ抽出部2から供給される濃淡画像の各画素の微分値F(i,j)を受け取ると、濃淡画像の各画素について、微分値F(i,j)が一定のしきい値TF以上であるか否かを判定する(ステップA2)。なお、しきい値TFは、事前に投票処理部3に設定された値である。
【0066】
ステップA2の判定の結果、微分値F(i,j)が一定のしきい値TF以上でない場合は、投票処理部3は、当該画素の微分値F(i,j)について後述する投票空間に対する投票処理(ステップA3〜A11)を行わない。
【0067】
このように、しきい値TF以下の微分値F(i,j)については、投票空間に対する投票処理を行わないようにすることによって、濃淡画像内のノイズによる悪影響を抑制することができる。特に、全体的に紙面が暗い場合には、枠線のエッジ部分が現れにくくなるため、投票処理後の投票値V(i,j)の極大点が出にくくなってノイズの影響を受けやすくなるが、しきい値TF以下の微分値F(i,j)について投票処理を行わないようにすれば、ノイズによって投票値V(i,j)の極大点が現れなくなるなどの悪影響を抑えることができる。また、しきい値TF以下の微分値F(i,j)について投票処理を行わないようにすることにより、投票処理の高速化を図ることができる。
【0068】
一方、ステップA2の判定の結果、微分値F(i,j)が一定のしきい値TF以上である場合には、投票処理部3は、当該画素のエッジ強度の勾配方向θ(i,j)を式2に基づいて計算する(ステップA3)。
【0069】
θ(i,j)=arctan[{A(i,j)−A(i,j+1)}/{A(i,j)−A(i+1,j)}]・・・(式2)
【0070】
次に、投票処理部3は、式2で求めた勾配方向θ(i,j)が上方向に属するか否かについて判定する(ステップA4)。投票処理部3は、例えば、−π/2−t≦θ(i,j)≦−π/2+tという条件を満足するか否かで判定する。なお、tは事前に投票処理部3に設定されたパラメータであって、方向判定の許容範囲を示す。
【0071】
上記条件を満足する場合は、投票処理部3は、勾配方向θ(i,j)が上方向に属すると判定し、上方向への投票処理を実行する(ステップA5)。上方向への投票処理は、次のように行われる。投票は、図5に示した入力濃淡画像の直交座標系と等価な直交座標系の投票空間に対して行われる。
【0072】
なお、投票空間は、入力濃淡画像の直交座標系と等価な直交座標系に限られるものではなく、入力濃淡画像の直交座標系と相似的な直交座標系とすることも可能である。例えば、入力濃淡画像の直交座標系を1/2または1/4に圧縮した直交座標系(入力濃淡画像の画素をX軸方向及びY軸方向に2個または4個ごとに間引いたもの)を投票空間として用いてもよい。
【0073】
勾配方向θ(i,j)が上方向に属する場合には、図3(a)に示すように、投票処理部3は、投票空間において対象画素(i,j)の上方向に配置された投票エリア内の各座標(各画素)の投票値Vに「1」を加えて(インクリメントして)投票する。より具体的には、対象画素の座標を(i,j)とすると、始点座標(i−W/2,j−(H+d)/2)で、幅W及び高さdの投票エリア(i−W/2〜i+W/2,j−(H+d)/2〜j−(H−d)/2)内の投票値Vに「1」が加えられる。
【0074】
投票エリアは、図3(a)に示すように、対象画素(i,j)から上方向にH/2の距離の点を中心とした幅W、高さdの方形状の領域である。ここで、W,Hは、それぞれ、事前に設定された基準郵便番号枠のサイズの幅、高さである。また、dは、事前に設定されたパラメータであって、投票エリアの大きさ(高さ)を調整するためのパラメータである。すなわち、基準郵便番号枠の高さHと実際の濃淡画像の郵便番号枠の高さとの差によって生じる対象画素(i,j)からH/2の位置と実際の郵便番号枠の中心位置とのずれを調整するためのパラメータである。
【0075】
エッジ部分の勾配方向θ(i,j)が上方向に属する場合、当該対象画素(i,j)におけるエッジ部分(輪郭部分)は郵便番号枠の下辺の枠線の上側のエッジ(輪郭)である可能性が高い。枠線が下辺の枠線である場合には、その枠線の上側のエッジから上方向に略H/2の距離の位置に郵便番号枠の中心点が存在する。そこで、投票エリアは対象画素(i,j)から上方向にH/2だけ離れた位置に設けられている。
【0076】
また、対象画素(i,j)が郵便番号枠の下辺の枠線のどの位置(例えば右端、中央、左端などのいずれの位置)であっても、投票エリア内に郵便番号枠の中心点が存在するようにするために、投票エリアの幅を基準郵便番号枠の幅Wとする。さらに、対象画素(i,j)からH/2の位置と実際の郵便番号枠の中心位置とのずれを調整するために、投票エリアの高さを調整用の高さdとする。
【0077】
対象画素(i,j)のエッジ部分が郵便番号枠の枠線の内側のエッジである場合には、投票エリアが郵便番号枠の中心点付近に配置され、常に投票エリア内に郵便番号枠の中心点が含まれることになる。従って、投票処理部3によって投票エリア内の各座標(各画素)の投票値Vに「1」が加えられて投票されることによって、郵便番号枠の中心点の画素の投票値Vは常に投票される。上方向への投票処理が終了すると、後述するステップA12の処理に移行する。
【0078】
勾配方向θ(i,j)が上方向に属さない場合には、投票処理部3は、次に、勾配方向θ(i,j)が下方向に属するか否かについて判定する(ステップA6)。投票処理部3は、例えば、π/2−t≦θ(i,j)≦π/2+tという条件を満足するか否かで判定する。なお、tは事前に投票処理部3に設定されたパラメータであって、方向判定の許容範囲を示す。
【0079】
上記条件を満足する場合は、投票処理部3は、勾配方向θ(i,j)が下方向に属すると判定し、下方向への投票処理を実行する(ステップA7)。すなわち、勾配方向θ(i,j)が下方向に属する場合には、図3(b)に示すように、投票処理部3は、投票空間において対象画素(i,j)の下方向に配置された投票エリア内の各座標(各画素)の投票値Vに「1」を加えて投票する。より具体的には、対象画素の座標を(i,j)とすると、始点座標(i−W/2,j+(H−d)/2)で、幅W及び高さdの投票エリア(i−W/2〜i+W/2,j+(H−d)/2〜j+(H+d)/2)内の投票値Vに「1」が加えられる。
【0080】
投票エリアは、図3(b)に示すように、対象画素(i,j)から下方向にH/2の距離の点を中心とした幅W、高さdの方形状の領域である。ここで、W,Hは、上記したように、それぞれ、事前に設定された基準郵便番号枠のサイズの幅、高さである。また、dは、上記したように、投票エリアの大きさ(高さ)を調整するために、事前に設定されたパラメータである。
【0081】
エッジ部分の勾配方向θ(i,j)が下方向に属する場合、当該対象画素(i,j)におけるエッジ部分(輪郭部分)は郵便番号枠の上辺の枠線の下側のエッジ(輪郭)である可能性が高い。枠線が上辺の枠線である場合には、その枠線の下側のエッジから下方向に略H/2の距離の位置に郵便番号枠の中心点が存在する。そこで、投票エリアは対象画素(i,j)から下方向にH/2だけ離れた位置に設けられる。
【0082】
また、対象画素(i,j)が郵便番号枠の上辺の枠線のどの位置(例えば右端、中央、左端などのいずれの位置)であっても、投票エリア内に郵便番号枠の中心点が存在するようにするために、投票エリアの幅を基準郵便番号枠の幅Wとする。さらに、対象画素(i,j)からH/2の位置と実際の郵便番号枠の中心位置とのずれを調整するために、投票エリアの高さを調整用の高さdとする。
【0083】
対象画素(i,j)のエッジ部分が郵便番号枠の枠線の内側のエッジであるときは、投票エリアが郵便番号枠の中心点付近に配置され、常に投票エリア内に郵便番号枠の中心点が含まれることになる。従って、投票処理部3によって投票エリア内の各座標(各画素)の投票値Vに「1」が加えられて投票されることにより、郵便番号枠の中心点の画素の投票値Vは常に投票される。下方向への投票処理が終了すると、後述するステップA12の処理に移行する。
【0084】
勾配方向θ(i,j)が下方向に属さない場合には、投票処理部3は、次に、勾配方向θ(i,j)が左方向に属するか否かについて判定する(ステップA8)。投票処理部3は、例えば、−t≦θ(i,j)≦tという条件を満足するか否かで判断する。なお、tは事前に投票処理部3に設定されたパラメータであって、方向判定の許容範囲を示す。
【0085】
上記条件を満足する場合は、投票処理部3は、勾配方向θ(i,j)が左方向に属すると判定し、左方向への投票処理を実行する(ステップA9)。すなわち、勾配方向θ(i,j)が左方向に属する場合には、図3(c)に示すように、投票処理部3は、投票空間において対象画素(i,j)の左方向に配置された投票エリア内の各座標(各画素)の投票値Vに「1」を加えて投票する。より具体的には、対象画素の座標を(i,j)とすると、始点座標(i−(W+d)/2,j−H/2)で、幅d及び高さHの投票エリア(i−(W+d)/2〜i−(W−d)/2,j−H/2〜j+H/2)内の投票値Vに「1」が加えられる。
【0086】
投票エリアは、図3(c)に示すように、対象画素(i,j)から左方向にW/2の距離の点を中心とした幅d、高さHの方形状の領域である。ここで、W,Hは、上記したように、それぞれ、事前に設定された基準郵便番号枠のサイズの幅、高さである。また、dは、上記したように、投票エリアの大きさ(幅)を調整するために、事前に設定されたパラメータである。
【0087】
エッジ部分の勾配方向θ(i,j)が左方向に属する場合、当該対象画素(i,j)におけるエッジ部分(輪郭部分)は郵便番号枠の右辺の枠線の左側のエッジ(輪郭)である可能性が高い。枠線がの右辺の枠線である場合には、その枠線の左側のエッジから左方向に略W/2の距離の位置に郵便番号枠の中心点が存在する。そこで、投票エリアは対象画素(i,j)から左方向にW/2だけ離れた位置に設けられる。
【0088】
また、対象画素(i,j)が郵便番号枠の右辺の枠線のどの位置(例えば上端、中央、下端などのいずれの位置)であっても、投票エリア内に郵便番号枠の中心点が存在するようにするために、投票エリアの高さを基準郵便番号枠の高さHとする。さらに、対象画素(i,j)からW/2の位置と実際の郵便番号枠の中心位置とのずれを調整するために、投票エリアの幅を調整用の幅dとする。
【0089】
対象画素(i,j)のエッジ部分が郵便番号枠の枠線の内側のエッジであるときは、投票エリアが郵便番号枠の中心点付近に配置され、常に投票エリア内に郵便番号枠の中心点が含まれる。従って、投票処理部3によって投票エリア内の各座標(各画素)の投票値Vに「1」が加えられて投票されることによって、郵便番号枠の中心点の画素の投票値Vは常に投票される。左方向への投票処理が終了すると、後述するステップA12の処理に移行する。
【0090】
勾配方向θ(i,j)が左方向に属さない場合には、投票処理部3は、次に、勾配方向θ(i,j)が右方向に属するか否かについて判定する(ステップA10)。投票処理部3は、例えば、π−t≦θ(i,j)≦π+tという条件を満足するか否かで判定する。なお、tは事前に投票処理部3に設定されたパラメータであって、方向判定の許容範囲を示す。
【0091】
上記条件を満足する場合は、投票処理部3は、勾配方向θ(i,j)が右方向に属すると判定し、右方向への投票処理を実行する(ステップA11)。すなわち、勾配方向θ(i,j)が右方向に属する場合には、図3(d)に示すように、投票処理部3は、投票空間において対象画素(i,j)の右方向に配置された投票エリア内の各座標(各画素)の投票値Vに「1」を加えて投票する。より具体的には、対象画素の座標を(i,j)とすると、始点座標(i+(W−d)/2,j−H/2)で、幅d及び高さHの投票エリア(i+(W−d)/2〜i+(W+d)/2,j−H/2〜j+H/2)内の投票値Vに「1」が加えられる。
【0092】
投票エリアは、図3(d)に示すように、対象画素(i,j)から右方向にW/2の距離の点を中心とした幅d、高さHの方形状の領域である。ここで、W,Hは、上記したように、それぞれ、事前に設定された基準郵便番号枠のサイズの幅、高さである。また、dは、上記したように、投票エリアの大きさ(幅)を調整するために、事前に設定されたパラメータである。
【0093】
エッジ部分の勾配方向θ(i,j)が右方向に属する場合、当該対象画素(i,j)におけるエッジ部分(輪郭部分)は郵便番号枠の左辺の枠線の右側のエッジ(輪郭)である可能性が高い。枠線がの左辺の枠線である場合には、その枠線の右側のエッジから右方向に略W/2の距離の位置に郵便番号枠の中心点が存在するので、投票エリアは対象画素(i,j)から右方向にW/2だけ離れた位置に設けられている。
【0094】
また、対象画素(i,j)が郵便番号枠の左辺の枠線のどの位置(例えば上端、中央、下端などのいずれの位置)であっても、投票エリア内に郵便番号枠の中心点が存在するようにするために、投票エリアの高さを基準郵便番号枠の高さHとする。さらに、対象画素(i,j)からW/2の位置と実際の郵便番号枠の中心位置とのずれを調整するために、投票エリアの幅を調整用の幅dとする。
【0095】
対象画素(i,j)のエッジ部分が郵便番号枠の枠線の内側のエッジであるときは、投票エリアが郵便番号枠の中心点付近に配置され、常に投票エリア内に郵便番号枠の中心点が含まれる。従って、投票処理部3によって投票エリア内の各座標(各画素)の投票値Vに「1」が加えられて投票されることにより、郵便番号枠の中心点の画素の投票値Vは常に投票される。右方向への投票処理が終了すると、後述するステップA12の処理に移行する。
【0096】
配方向θ(i,j)が右方向に属さない場合、すなわち、勾配方向θ(i,j)が上下左右の4方向のいずれにも属さない場合は、当該画素(i,j)のエッジ強度すなわち微分値F(i,j)については投票処理(ステップA5,A7,A9,A11)が行われずに、後述するステップA12の処理に移行される。
【0097】
以上のように、投票処理部3が、勾配方向θ(i,j)が上下左右のいずれかの方向に属するか否かを判定し(ステップA4,A6,A8,A10)、上下左右のいずれの方向にも属さない場合には、投票処理(ステップA5,A7,A9,A11)を行わないように構成されている。その理由は、郵便番号枠は縦線及び横線の枠線で構成され、斜め線や曲線などを想定する必要がないので、すなわち、斜め線や曲線などは郵便番号枠の枠線以外の線である考えられるので、枠線以外の線を投票処理の対象から除外するためである。
【0098】
投票処理部3は、濃淡画像の全領域(全ての画素)について、上記の微分値F(i,j)のしきい値判定(ステップA2)、勾配方向θ(i,j)の計算(ステップA3)、勾配方向θ(i,j)の方向判定(ステップA4,A6,A8,A10)及び各方向への投票処理(ステップA5,A7,A9,A11)を行う。
【0099】
図4(a)のような郵便番号枠が濃淡画像内に存在する場合、図4(b)に示すように、郵便番号枠の四辺の内側のエッジ(輪郭)では、その勾配方向が常に枠の内側に向いている。逆に、郵便番号枠の四辺の外側のエッジ(輪郭)では、その勾配方向が常に枠の外側に向いている。
【0100】
従って、郵便番号枠の四辺の内側のエッジにおいて上記のような投票処理が実行されることにより、図4(c)に示すように、投票空間では郵便番号枠の中心点が最も数多く投票されて投票値Vが大きくなる。なお、郵便番号枠の四辺の外側のエッジにおいても上記のような投票処理が実行される。その場合、投票空間において郵便番号枠の中心点に投票されず、郵便番号枠外に投票されてしまう。しかし、一辺の枠線のエッジによる投票値Vが合計されても大きな値とはならず、後述する極大点の検出(ステップA12)にあまり影響を与えない。
【0101】
次に、ピーク検出部4は、投票処理部3によって投票空間に投票処理された結果、投票空間上に存在する郵便番号枠の中心点の候補になる複数の投票値V(i,j)の極大点を検出する(ステップA12)。投票値V(i,j)が次の条件を満足する場合、その投票値V(i,j)の座標(i,j)を極大点とする。
【0102】
V(i,j)>V(i−1,j) and
V(i,j)>V(i,j−1) and
V(i,j)>V(i+1,j) and
V(i,j)>V(i,j+1)
【0103】
ピーク検出部4は、上記条件を満足した座標(i,j)を極大点として抽出する。その後、ピーク検出部4は、検出した極大点の投票値V(i,j)を所定のしきい値TVと比較し、当該投票値V(i,j)がしきい値TV以上であるか否かを判定する(ステップA13)。
【0104】
ここで、しきい値TVは、事前にピーク検出部4に設定される投票値Vに対するしきい値である。すなわち、枠線のかすれや欠損などに対して、どの程度まで枠の中心点候補としての極大点を検出するかを調整するためのパラメータである。例えば、枠線の左辺の一辺が完全に欠損していても、その枠の中心点を極大点として検出したい場合は、しきい値TVは、W×2+H程度に定める。また、例えば、枠線の上辺と左辺の二辺が欠損していても、その枠の中心点を極大点として検出したい場合は、しきい値TVは、W+H程度に定める。
【0105】
ピーク検出部4は、投票値V(i,j)が所定のしきい値TV以上である場合には、投票値V(i,j)の極大点を枠候補点として登録する(ステップA14)。なお、投票値V(i,j)が所定のしきい値TV以下である場合には、ピーク検出部4は、投票値V(i,j)の極大点を枠候補点として登録せずに、ステップA15の処理に移行する。
【0106】
次に、枠列生成部5は、ピーク検出部4によって検出され登録された複数の枠候補点が7点以上存在するか否かを判定する(ステップA15)。枠候補点が7点以上存在しなかった場合(7点未である場合)には、枠列生成部5は、濃淡画像に7桁の郵便番号枠が存在しなかったものとみなして処理を終了する。
【0107】
枠候補点が7点以上存在している場合は、枠列生成部5は、7点以上の枠候補点群の中から7点の枠候補点を抽出する。そして、7点の枠候補点を1組とする組み合わせを枠列候補として全て生成する。さらに、枠列候補毎に7点の枠候補点をX軸方向(図5のIW方向)の昇順にソートし直す(ステップA16)。
【0108】
枠列スコア計算部6は、枠列生成部5によって生成された枠列候補に対して、式3に基づいてスコア計算(スコア付け)を行う(ステップA17)。
【0109】
SC=S1×SUM+S2×INT+S3×HOR・・・(式3)
【0110】
ここで、SCは、枠列候補に対するスコアである。SUMは、枠列候補内の枠候補点の投票値Vの合計値である。INTは、枠列候補内の枠候補点の等間隔度である。HORは、枠列候補内の枠候補点の水平度である。
【0111】
また、S1は、各枠候補点の投票値Vの合計値SUMに対する重み係数を表している。S2は、等間隔度INTに対する重み係数を表している。S3は、水平度HORに対する重み係数を表している。S1は正の値で与えられ、S2は負の値で与えられ、S3も負の値で与えられる。なお、S1〜S3は、ぞれぞれ、事前に枠列スコア計算部6に設定された値である。
【0112】
式3のスコア計算において等間隔度INT及び水平度HORが考慮されるのは、郵便番号枠は水平(X軸方向)に横並びし、上1桁目から上3桁目と上4桁目から上7桁目がほぼ等間隔であるという性質をスコア計算に利用するためである。従って、各枠列候補に対するスコアSCが式3に基づいて計算されるために、等間隔度INT及び水平度HORが求められる。
【0113】
一つの枠列候補Cを{P1(i1,j1)、P2(i2,j2)、P3(i3,j3)、P4(i4,j4)、P5(i5,j5)、P6(i6,j6)、P7(i7,j7)}と表現した場合、等間隔度INTは、式4で求められる。
【0114】
INT={AVE1−(i2−i1)}2 +{AVE1−(i3−i2)}2 +{AVE2−(i5−i4)}2 +{AVE2−(i6−i5)}2 +{AVE2−(i7−i6)}2 ・・・(式4)
【0115】
AVE1=(i3−i1)/2・・・(式5)
【0116】
AVE2=(i7−i4)/3・・・(式6)
【0117】
ここで、式5に示すように、AVE1は郵便番号枠の上1桁目から3桁目までの枠間平均間隔を示す。また、式6に示すように、AVE2は郵便番号枠の上4桁目から7桁目までの枠間平均間隔を示す。
【0118】
等間隔度INTは、郵便番号枠の枠間(枠候補点の間)が等間隔に並んでいる程小さい値になり、枠間が等間隔でなくなると大きい値になる。また、水平度HORは、式7で求められる。
【0119】
HOR=(j2−j1)2 +(j3−j2)2 +(j4−j3)2 +(j5−j4)2 +(j6−j5)2 +(j7−j6)2 ・・・(式7)
【0120】
水平度HORは、郵便番号枠が水平に横並びしている程小さい値になり、上下にずれがあると大きい値になる。また、投票値Vの合計値SUMは、式8で求められる。
【0121】
SUM=V(i1,j1)+V(i2,j2)+V(i3,j3)+V(i4,j4)+V(i5,j5)+V(i6,j6)+V(i7,j7)・・・(式8)
【0122】
投票値Vの合計値SUMは、郵便番号枠の存在の可能性が高いと大きい値になり、郵便番号枠の存在の可能性が低くなる程小さい値になる。よって、最終的な枠列候補CのスコアSCは、上記の式3で与えられる。
【0123】
枠列スコア計算部6は、各枠列候補に対して、式3に基づいてスコア計算を行った後、最もスコアの高い枠列候補を抽出する。
【0124】
次に、枠判定部7は、枠列スコア計算部6によって抽出された最も高いスコアを事前に設定された所定のしきい値TSと比較する。そして、スコアが所定のしきい値TS以上である場合には、郵便番号枠が存在すると判定し、最もスコアの高い枠列候補の枠座標を出力する(ステップA18)。一方、スコアが所定のしきい値TS未満である場合には、枠判定部7は、郵便番号枠が存在しないと判定して処理を終了する(ステップA18)。
【0125】
以上のように、本実施の形態では、文字記入枠検出方法は、入力濃淡画像内の郵便番号枠の枠線等のエッジ部分を強調して画素単位で抽出するエッジ抽出処理と、濃淡画像から抽出された画素単位のエッジ部分の情報を基に、投票空間に対して画素単位で投票を行う投票処理と、郵便番号枠の中心点に相当する投票空間における各画素の投票値V(i,j)の極大点を複数検出するピーク検出処理とを含む。
【0126】
そのような構成によって、郵便番号枠同士が接触していたり、ハイフンが設けられているような様々なケースに柔軟に対応して郵便番号枠を正確に検出することができる。また、郵便番号枠がかすれ等で一部が欠損している場合などであっても、郵便番号枠を正確に検出することができる。
【0127】
また、本実施の形態では、文字記入枠検出方法は、検出された郵便番号枠の中心点に相当する複数の極大点に基づいて、7桁の枠列候補群の組み合わせを生成する枠列生成処理と、生成された複数の枠列候補毎に所定の計算式に基づいてスコア計算を行う枠列スコア計算処理と、計算されたスコアを基準にして、入力した濃淡画像内に郵便番号枠が存在するかどうかを判定する枠判定処理とを含む。
【0128】
そのような構成によって、濃淡画像内のノイズ等の影響により極大点が誤検出された場合でも、そのような誤検出された極大点を除外して、7桁の郵便番号枠を正確に検出することができる。
【0129】
実施の形態2.
実施の形態1では、7桁の郵便番号枠を検出する場合について説明したが、実施の形態2では、一般的な任意n桁の文字記入枠を検出する場合について説明する。
【0130】
実施の形態2における文字記入枠検出装置の構成については、図1に示した構成と同様である。但し、枠列生成部5及び枠列スコア計算部6の内部処理については、実施の形態1で説明したものとは異なる。
【0131】
実施の形態1では、枠列生成部5は、7桁の郵便番号枠を検出対象として、7桁の枠列の組み合わせを生成した。しかし、実施の形態2では、枠列生成部5は、例えば図6に示すようなはしご状の任意n桁の文字記入枠を検出対象として、任意n桁の枠候補点の組み合わせから成る複数の枠列(枠列候補)を生成する。
【0132】
また、実施の形態1では、枠列スコア計算部6は、7桁の郵便番号枠を検出対象として、7桁の枠列に対してスコアを計算した。しかし、実施の形態2では、枠列生成部5は、例えば図6に示すようなはしご状の任意n桁の文字記入枠を検出対象として、任意n桁の枠列(枠列候補)に対してスコアを計算する。
【0133】
次に、動作について説明する。
図7は、本発明による文字記入枠検出装置の実施の形態2の動作を説明するためのフローチャートである。
【0134】
なお、画像入力部1、エッジ抽出部2、投票処理部3及びピーク検出部4における処理、すなわち、画像入力部1から濃淡画像を入力して、エッジ抽出部2によって濃淡画像の各画素の微分値F(i,j)を計算してからピーク検出部4によって枠列候補点を登録するまでの処理(ステップA1〜ステップA14)については、図2で説明した実施の形態1の動作と同様である。
【0135】
枠列生成部5は、ピーク検出部4によって検出され登録された複数の枠候補点がn点以上存在するか否かを判定する(ステップB15)。なお、検出対象の文字記入枠の桁数nは、任意の数でよいが、枠列生成部5に予め設定された数である。枠候補点がn点以上存在しなかった場合(n点未である場合)は、枠列生成部5は、濃淡画像に任意n桁の文字記入枠が存在しなかったものとみなして処理を終了する。
【0136】
枠候補点がn点以上存在している場合には、枠列生成部5は、n点以上の枠候補点群の中からn点の枠候補点を抽出し、n点の枠候補点を1組とする組み合わせを枠列候補として全て生成し、枠列候補毎にn点の枠候補点をX軸方向の昇順にソートし直す(ステップB16)。
【0137】
枠列スコア計算部6は、枠列生成部5によって生成された枠列候補に対して、上記の式3に基づいてスコア計算(スコア付け)を行う(ステップB17)。
【0138】
一つの枠列候補Cを{P1(i1,j1)、P2(i2,j2)、P3(i3,j3)、・・・、Pn−1(in−1,jn−1)、Pn(in,jn)}と表現すると、等間隔度INTは、式9で求められる。
【0139】
INT={AVE−(i2−i1)}2 +{AVE−(i3−i2)}2 +{AVE−(i4−i3)}2 +・・・+{AVE−(in−1−in−2)}2 +{AVE−(in−in−1)}2 ・・・(式9)
【0140】
ここで、AVE=(in −i1)/(n−1)である。すなわち、AVEは文字記入枠の上1桁目からn桁目までの枠間平均間隔を示す。
【0141】
等間隔度INTは、文字記入枠の枠候補点の間が等間隔に並んでいる程小さい値になり、等間隔でなくなると大きい値になる。また、水平度HORは、式10で求められる。
【0142】
HOR=(j2−j1)2 +(j3−j2)2 +(j4−j3)2 +・・・+(jn−1−jn−2)2 +(jn−jn−1)2 ・・・(式10)
【0143】
水平度HORは、文字記入枠が水平に横並びしている程小さい値になり、上下にずれがあると大きい値になる。また、投票値Vの合計値SUMは、式11で求められる。
【0144】
SUM=V(i1,j1)+V(i2,j2)+V(i3,j3)+・・・+V(in−1,jn−1)+V(in,jn)・・・(式11)
【0145】
投票値Vの合計値SUMは、文字記入枠の存在の可能性が高いと大きい値になり、文字記入枠の存在の可能性が低くなる程小さい値になる。よって、この実施の形態でも、最終的な枠列候補CのスコアSCは、上記の式3で与えられる。
【0146】
なお、上記したように、S1は、投票値Vの合計値SUMに対する重み係数であって正の値で与えられる。S2は、等間隔度INTに対する重み係数であって負の値で与えられる。S3は、水平度HORに対する重み係数であって負の値で与えられる。なお、S1,S2,S3は、それぞれ事前に枠列スコア計算部6に設定されている値である。
【0147】
枠列スコア計算部6は、各枠列候補に対して、式3に基づいてスコア計算を行った後、最もスコアの高い枠列候補を抽出する。
【0148】
枠判定部7は、実施の形態1で説明したように、枠列スコア計算部6によって抽出された最も高いスコアを事前に設定された所定のしきい値TSと比較する。そして、スコアが所定のしきい値TS以上である場合には、郵便番号枠が存在すると判定し、その最もスコアの高い枠列候補の枠座標を出力する(ステップA18)。一方、スコアが所定のしきい値TS未満である場合には、枠判定部7は、郵便番号枠が存在しないと判定して処理を終了する(ステップA18)。
【0149】
以上のように、本実施の形態では、枠列生成処理及び枠列スコア計算処理において、任意の桁数nを事前に設定して、検出対象の枠の桁を拡張可能にする。その結果、7桁の郵便番号枠に限られず、任意の桁数nの文字記入枠についても正確に検出することができる。
【0150】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、文字記入枠検出方法および文字記入枠検出装置を、入力した画像内の枠線等のエッジ部分を強調して画素単位で抽出し、画像から抽出された画素単位のエッジ部分の情報を基に、直交座標系の投票空間において枠の中心点が投票値の極大点になるように、投票空間に対して画素単位で投票を行い、投票空間における枠の中心点に相当する投票値の極大点を検出するように構成した。
【0151】
そのような構成によって、枠同士が接触していたり、ハイフンが設けられているような様々なケースに柔軟に対応して複数の枠を正確に検出することができる。また、かすれ等により枠の一部が欠損している場合などであっても、枠を正確に検出することができる。
【0152】
また、検出された枠の中心点に相当する複数の極大点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成し、生成された枠列に含まれる複数の極大点の投票値を合計することによってスコア計算を行い、計算されたスコアを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定するように構成した場合には、画像内のノイズ等の影響を受けることなく、正確に画像内の枠を検出することができる。
【0153】
また、画像における水平及び垂直方向の隣の画素との濃淡値の差に基づくエッジ強度を画素単位で求めるとともに、各画素のエッジ強度の勾配方向を求め、勾配方向が上下左右のいずれかの方向に属するか否かを判定して、投票空間における上下左右の勾配方向に対応した所定のエリア内の各画素に「1」を加えて投票するように構成した場合には、枠線以外の不要な線を投票処理の対象から除外して、枠線のエッジ情報に基づいて確実に投票処理を行うことができるようになる。従って、画像内の枠を一層正確に検出することができることになる。
【0154】
また、エッジ強度の勾配方向を求める前に、エッジ強度が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、所定のしきい値以上の場合に、エッジ強度の勾配方向を求めるように構成した場合には、画像内のノイズによる悪影響を抑制することができる。また、しきい値以下のエッジ強度について投票を行わないようにすることにより、投票処理の高速化を図ることができる。
【0155】
また、検出した投票値の極大点が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、所定のしきい値以上の投票値の極大点を枠の中心点の候補である枠候補点として登録し、登録された複数の枠候補点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成するように構成した場合には、枠の中心点に相当する極大点以外のノイズなど影響によって生じた極大点を処理の対象から除外することができる。その結果、一層正確に枠の検出を行うことが可能になる。
【0156】
また、登録された複数の枠候補点から所定の桁数の枠候補点を抽出して、当該所定の桁数の枠候補点の組み合わせを一組とした複数の枠列候補を生成し、生成された複数の枠列候補について、枠列候補に含まれる複数の枠候補点の投票値を合計することによってスコア計算を行い、最もスコアの高い枠列候補を抽出し、抽出された枠列候補のスコアを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定するように構成した場合には、画像内のノイズ等の影響により極大点が誤って枠候補点として登録された場合でも、そのような枠候補点を除外した枠列候補に基づいて枠を正確に検出することができる。
【0157】
さらに、複数の枠候補点の等間隔度及び水平度を考慮したスコアを求めるように構成した場合には、求められるスコアの基準の精度が向上するため、一層正確な枠検出を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の文字記入枠検出装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 本発明による文字記入枠検出装置の実施の形態1の動作を説明するためのフローチャートである。
【図3】 投票処理部における上下左右毎の投票方法の具体例を示す概念図である。
【図4】 エッジ抽出前後の郵便番号枠イメージ及び投票処理後の投票空間イメージを示す概念図である。
【図5】 画像入力部によって入力される濃淡画像の一例を示す図である。
【図6】 n桁の文字記入枠の一例を示す図である。
【図7】 本発明による文字記入枠検出装置の実施の形態2の動作を説明するためのフローチャートである。
【図8】 従来の枠検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図9】 郵便番号枠群において上3桁とハイフンが接触している第1のケースを示す図である。
【図10】 ラベルからハイフンを除去する処理を示す図である。
【図11】 郵便番号枠群において3桁目とハイフンと4桁目が接触している第2のケースを示す図である。
【図12】 郵便番号枠のX方向及びY方向の射影を示す図である。
【符号の説明】
1 画像入力部
2 エッジ抽出部
3 投票処理部
4 ピーク検出部
5 枠列生成部
6 枠列スコア計算部
7 枠判定部
Claims (18)
- 文字を記入するための文字記入枠を検出する文字記入枠検出方法であって、
入力した画像内のエッジ部分を強調して画素単位で抽出するエッジ抽出ステップと、
前記画像から抽出された画素単位の前記エッジ部分の情報を基に、直交座標系の投票空間において枠の中心点が投票値の極大点になるように、前記投票空間に対して画素単位で投票を行う投票ステップと、
前記投票空間における前記枠の中心点に相当する前記投票値の前記極大点を検出するピーク検出ステップとを備え、
前記エッジ抽出ステップでは、画像における水平及び垂直方向の隣の画素との濃淡値の差に基づくエッジ強度を画素単位で求め、
前記投票ステップでは、各画素の前記エッジ強度の勾配方向を求め、前記勾配方向が上下左右のいずれかの方向に属するか否かを判定し、前記勾配方向が上下左右のいずれかの方向に属する場合は、投票空間における上下左右の前記勾配方向に対応した所定のエリア内の各画素の投票値に「1」を加えて投票する
ことを特徴とする文字記入枠検出方法。 - 検出された枠の中心点に相当する複数の極大点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成する枠列生成ステップと、
生成された前記枠列に含まれる前記複数の極大点の投票値を合計することによってスコア計算を行う枠列スコア計算ステップと、
計算されたスコアを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定する枠判定ステップと
を備えたことを特徴とする請求項1記載の文字記入枠検出方法。 - 投票ステップにおいて、エッジ強度の勾配方向を求める前に、前記エッジ強度が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、前記所定のしきい値以上の場合に、前記エッジ強度の勾配方向を求めることを特徴とする請求項1または請求項2記載の文字記入枠検出方法。
- ピーク検出ステップでは、検出した投票値の極大点が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、前記所定のしきい値以上の前記投票値の極大点を枠の中心点の候補である枠候補点として登録し、
枠列生成ステップでは、登録された複数の前記枠候補点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の文字記入枠検出方法。 - 枠列生成ステップでは、登録された複数の枠候補点から所定の桁数の前記枠候補点を抽出して、当該所定の桁数の前記枠候補点の組み合わせを一組とした複数の枠列候補を生成し、
枠列スコア計算ステップでは、生成された前記複数の枠列候補について、前記枠列候補に含まれる前記複数の枠候補点の投票値を合計することによってスコア計算を行い、最もスコアの高い枠列候補を抽出し、
枠判定ステップでは、抽出された前記枠列候補のスコアを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項4記載の文字記入枠検出方法。 - 枠列スコア計算ステップでは、複数の枠候補点の等間隔度及び水平度を考慮したスコアを求めることを特徴とする請求項2から請求項5のうちのいずれか1項記載の文字記入枠検出方法。
- 文字を記入するための文字記入枠を検出する文字記入枠検出装置であって、
入力した画像内のエッジ部分を強調して画素単位で抽出するエッジ抽出部と、
前記画像から抽出された画素単位の前記エッジ部分の情報を基に、直交座標系の投票空間において枠の中心点が投票値の極大点になるように、前記投票空間に対して画素単位で投票を行う投票処理部と、
前記投票空間における前記枠の中心点に相当する前記投票値の前記極大点を検出するピーク検出部とを備え、
前記エッジ抽出部は、画像における水平及び垂直方向の隣の画素との濃淡値の差に基づくエッジ強度を画素単位で求め、
前記投票処理部は、各画素の前記エッジ強度の勾配方向を求め、前記勾配方向が上下左右のいずれかの方向に属するか否かを判定し、前記勾配方向が上下左右のいずれかの方向に属する場合は、投票空間における上下左右の前記勾配方向に対応した所定のエリア内の各画素の投票値に「1」を加えて投票する
ことを特徴とする文字記入枠検出装置。 - 検出された枠の中心点に相当する複数の極大点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成する枠列生成部と、
生成された前記枠列に含まれる複数の極大点の投票値を合計することによってスコア計算を行う枠列スコア計算部と、
計算されたスコアを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定する枠判定部と
を備えたことを特徴とする請求項7記載の文字記入枠検出装置。 - 投票処理部は、エッジ強度の勾配方向を求める前に、前記エッジ強度が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、前記所定のしきい値以上の場合に、前記エッジ強度の勾配方向を求めることを特徴とする請求項7または請求項8記載の文字記入枠検出装置。
- ピーク検出部は、検出した投票値の極大点が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、前記所定のしきい値以上の前記投票値の極大点を枠の中心点の候補である枠候補点として登録し、
枠列生成部は、登録された複数の前記枠候補点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成する
ことを特徴とする請求項7から請求項9のうちのいずれか1項記載の文字記入枠検出装置。 - 枠列生成部は、登録された複数の枠候補点から所定の桁数の前記枠候補点を抽出して、当該所定の桁数の前記枠候補点の組み合わせを一組とした複数の枠列候補を生成し、
枠列スコア計算部は、生成された前記複数の枠列候補について、前記枠列候補に含まれる前記複数の枠候補点の投票値を合計することによってスコア計算を行い、最もスコアの高い枠列候補を抽出し、
枠判定部は、抽出された前記枠列候補のスコアを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項10記載の文字記入枠検出装置。 - 枠列スコア計算部は、複数の枠候補点の等間隔度及び水平度を考慮したスコアを求めることを特徴とする請求項8から請求項11のうちのいずれか1項記載の文字記入枠検出装置。
- コンピュータに文字を記入するための文字記入枠を検出させるためのプログラムであって、
入力した画像内のエッジ部分を強調して画素単位で抽出するエッジ抽出処理、
前記画像から抽出された画素単位の前記エッジ部分の情報を基に、直交座標系の投票空間において枠の中心点が投票値の極大点になるように、前記投票空間に対して画素単位で投票を行う投票処理、
および前記投票空間における前記枠の中心点に相当する前記投票値の前記極大点を検出するピーク検出処理を実行させ、
前記エッジ抽出処理において、画像における水平及び垂直方向の隣の画素との濃淡値の 差に基づくエッジ強度を画素単位で求めさせ、
前記投票処理において、各画素の前記エッジ強度の勾配方向を求め、前記勾配方向が上下左右のいずれかの方向に属するか否かを判定し、前記勾配方向が上下左右のいずれかの方向に属する場合は、投票空間における上下左右の前記勾配方向に対応した所定のエリア内の各画素の投票値に「1」を加えて投票させる
ことを特徴とするプログラム。 - 検出された枠の中心点に相当する複数の極大点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成する枠列生成処理、
生成された前記枠列に含まれる複数の極大点の投票値を合計することによってスコア計算を行う枠列スコア計算処理、
および計算されたスコアを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定する枠判定処理
をも実行させることを特徴とする請求項13記載のプログラム。 - 投票処理において、エッジ強度の勾配方向を求める前に、前記エッジ強度が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、前記所定のしきい値以上の場合に、前記エッジ強度の勾配方向を求めることを特徴とする請求項13または請求項14記載のプログラム。
- ピーク検出処理において、検出した投票値の極大点が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、前記所定のしきい値以上の前記投票値の極大点を枠の中心点の候補である枠候補点として登録し、
枠列生成処理において、登録された複数の前記枠候補点に基づいて、所定の桁数の枠列を生成する
ことを特徴とする請求項13から請求項15のうちのいずれか1項記載のプログラム。 - 枠列生成処理において、登録された複数の枠候補点から所定の桁数の前記枠候補点を抽出して、当該所定の桁数の前記枠候補点の組み合わせを一組とした複数の枠列候補を生成し、
枠列スコア計算処理において、生成された前記複数の枠列候補について、前記枠列候補に含まれる前記複数の枠候補点の投票値を合計することによってスコア計算を行い、最もスコアの高い枠列候補を抽出し、
枠判定処理において、抽出された前記枠列候補のスコアを基準にして、入力した画像内に枠が存在するか否かを判定する
ことを特徴とする請求項16記載のプログラム。 - 枠列スコア計算処理において、複数の枠候補点の等間隔度及び水平度を考慮したスコアを求めることを特徴とする請求項14から請求項17のうちのいずれか1項記載のプログラム。
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