JP4852592B2 - Character image correcting apparatus and character image correcting method - Google Patents
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Description
本発明は、撮影された文字画像の歪補正に係る文字画像補正装置及び文字画像補正方法に関する。 The present invention relates to a character image correction apparatus and a character image correction method related to distortion correction of a captured character image.
従来、デジタルカメラは、広く普及し、風景や人物に限らず時刻表やポスターなどの文字を含む画像を撮影する際にも用いられるようになってきた。さらには、手書き文字や印刷された文字を、デジタルカメラを用いて光学的に読み取り、前もって記憶されたパターンとのマッチングにより文字を特定する光学式文字読み取り装置（ＯＣＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ Ｒｅａｄｅｒ）にも用いられている。しかしながら、撮影された文字画像は、撮影する位置により撮影対象に対する「アオリ」や「回転ズレ」が生じて歪むので、その文字の特定が困難であって（読みづらく）、そのまま使用するには最適なものではなかった。 2. Description of the Related Art Conventionally, digital cameras have become widespread and have been used not only for landscapes and people but also for shooting images including characters such as timetables and posters. Furthermore, it is also used for an optical character reader (OCR) that optically reads handwritten characters and printed characters using a digital camera and identifies the characters by matching with a previously stored pattern. It has been. However, the captured character image is distorted due to “tilt” or “rotation shift” with respect to the object to be photographed depending on the shooting position, so it is difficult to specify the character (it is difficult to read) and is optimal for use as it is. It was not something.
例えば、書画カメラによる手書き文字や印刷物の撮影、デジタルカメラによるホワイトボードに記述された図形や文字の撮影等において、認識度を向上させるためには、カメラと撮影対象との水平線を合わせ、且つ、カメラの視点を対象物の中心位置の垂直方向から見えるように撮影条件を設定する必要がある。 For example, in order to improve recognition in shooting of handwritten characters and printed matter by a document camera, shooting of graphics and characters described on a white board by a digital camera, the horizontal line of the camera and the shooting target are aligned, and It is necessary to set shooting conditions so that the viewpoint of the camera can be seen from the vertical direction of the center position of the object.
書画カメラを用いる際には、撮影位置や被写体の位置を調整することによって、前述の「カメラと撮影対象との水平線を合わせ、且つ、カメラの視点を対象物の中心位置の垂直方向から見えるように設置する」という撮影条件を比較的容易に設定できるが、撮影したい原稿が大きくて書画カメラに載置できない場合には、この撮影条件を設定することが困難であった。また、ホワイトボードに記述された図形や文字を撮影する際には、手持ちカメラを用いることが多く、前述の撮影条件を設定することが困難であった。 When using a document camera, adjust the shooting position and the position of the subject so that the horizontal line between the camera and the subject is aligned and the camera viewpoint can be seen from the vertical direction of the center position of the subject. However, it is difficult to set the photographing condition when the original to be photographed is large and cannot be placed on the document camera. Further, when photographing figures and characters described on a whiteboard, a hand-held camera is often used, and it has been difficult to set the above-described photographing conditions.
「アオリ」は、例えば被写体が矩形であるのに対し、撮影される画像が撮影する位置によって台形に歪む現象である。そこで、文字画像をデジタルカメラで撮影する際には、あたかも被写体に正対した位置から撮影したように、「アオリ」を補正する（所謂、画像変換を行う）技術が知られている。 The “tilt” is a phenomenon in which, for example, the subject is rectangular, but the captured image is distorted into a trapezoid depending on the shooting position. Therefore, when a character image is photographed with a digital camera, a technique for correcting “tilt” (so-called image conversion) is known as if it was photographed from a position facing a subject.
例えば、ホワイドボードの外形が長方形であるという前提に立ち、ホワイトボードの各辺を撮影し、撮影されたホワイドボードの長方形の変形度合いから、撮影の視点のズレを検出し、このズレを打ち消すように歪みを補正する。 For example, on the premise that the outside of the wide board is rectangular, each side of the white board is photographed, and the deviation of the photographing viewpoint is detected from the degree of deformation of the photographed rectangular wide board. Correct distortion to cancel.
図１１（ａ）が横書きの文字列が印刷された元画像、図１１（ｂ）が図１１（ａ）の文字列が撮影方向からみて仰角方向及び回転方向に傾いて撮影された画像、図１１（ｃ）が元画像に対する撮影装置の位置を表した図である。この際、図１１（ｂ）の撮影状態でＯＣＲに入力すると、文字が傾いて歪んでおり、文字の回転補正やパターンマッチングによる文字の特定が有効に働かず、文字を認識することができない。即ち、一般に、ＯＣＲは、文字列の回転補正の機能を備え、回転補正された水平及び垂直方向、上下反転（天地反転）の文字列を認識することができるが、回転補正しても歪んでいる（例えば、台形に歪んでいる）文字を認識することが困難である。 FIG. 11A is an original image in which a horizontally written character string is printed, FIG. 11B is an image in which the character string in FIG. 11A is photographed while being tilted in the elevation angle direction and the rotation direction as viewed from the photographing direction. FIG. 11C illustrates the position of the photographing apparatus with respect to the original image. At this time, if the image is input to the OCR in the shooting state of FIG. 11B, the character is tilted and distorted, the character rotation correction and the character matching by pattern matching do not work effectively, and the character cannot be recognized. That is, in general, the OCR has a function of correcting the rotation of the character string, and can recognize the character string that has been rotated and corrected in the horizontal and vertical directions and upside down (upside down), but is distorted even if the rotation is corrected. It is difficult to recognize a character (for example, distorted into a trapezoid).
そこで、このような「アオリ」を伴う画像を補正する際に、射影変換が用いられている。射影変換は、視点（ビューポイント）を変えて、既知の対応点（例えば、長方形領域だった部分）を抽出し、変形された対応点の座標を決定することにより変換行列を求め、この変換行列を用いて文字列等の撮影対象の画像を補正する（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, projective transformation is used when correcting an image with such “tilt”. In the projective transformation, a viewpoint (viewpoint) is changed, a known corresponding point (for example, a portion that was a rectangular region) is extracted, and a transformation matrix is obtained by determining coordinates of the transformed corresponding point. Is used to correct an image to be photographed such as a character string (see, for example, Patent Document 1).
平面に配置されている物体（例えば、文字が印刷された用紙である）をデジタルカメラで撮影した際には、２次元射影変換が用いられる。２次元射影変換は、撮影された画像における座標を（ｕ，ｖ）、撮影された実空間における座標を（ｘ，ｙ）、変換行列における係数をａ１〜ａ８とすると、式１で表すことができる。
しかしながら、従来の射影変換を用いた文字画像補正の技術によれば、（式１）のように、未知の変換係数が８個（ａ１〜ａ８）なので、この変換係数を求めるには、撮影された画像座標と実空間の座標とを関連付けできる対応点（基準となる目印）が４点以上必要になる。その結果、例えば長方形内の領域にあって既知の対応点を４点以上関連付けることができない状況では、射影変換による補正が困難であった。 However, according to the conventional character image correction technique using projective transformation, since there are eight unknown conversion coefficients (a1 to a8) as shown in (Equation 1), a photograph is taken to obtain this conversion coefficient. Four or more corresponding points (reference marks) that can associate the image coordinates with the coordinates in the real space are required. As a result, for example, in a situation where there are four or more known corresponding points in a rectangular area, correction by projective transformation is difficult.
そこで、本発明は、文字が印刷された撮影対象に対して傾斜されて撮影され、元の文字画像から歪んで得られた文字画像を補正する際に、元の文字画像と撮影された文字画像との既知の対応点を必要とせず、文字の傾き及び歪みを品位良く補正できる文字画像補正装置及び文字画像補正方法を提供することを目的とする。 The present invention, therefore, corrects a character image obtained by distorting an original character image, which is photographed with respect to the subject on which the character is printed, and the character image photographed with the original character image. It is an object of the present invention to provide a character image correction apparatus and a character image correction method that can correct the inclination and distortion of characters with high quality without requiring known corresponding points.
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、撮影された文字画像の歪みを補正する文字画像補正装置において、撮影した画像から文字領域を検出する文字領域検出手段と、前記文字領域検出手段によって検出された文字領域から文字列の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、前記傾斜角が所定の角度になるように前記文字列の傾斜角を補正する傾斜角補正手段と、前記傾斜角補正手段によって傾斜角が補正された文字列において、文字のアスペクト比を検出する文字列アスペクト比検出手段と、前記文字列アスペクト比検出手段で検出されたアスペクト比が所定の値になるように、前記傾斜角が補正された文字列の、文字のアスペクト比を補正するアスペクト比補正手段と、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 1, which has been made to achieve the above object, is a character image correction device for correcting distortion of a photographed character image, and a character region detection means for detecting a character region from a photographed image, An inclination angle detecting means for detecting an inclination angle of the character string from the character area detected by the character area detecting means; an inclination angle correcting means for correcting the inclination angle of the character string so that the inclination angle becomes a predetermined angle; The character string aspect ratio detecting means for detecting the aspect ratio of the character in the character string whose inclination angle is corrected by the inclination angle correcting means, and the aspect ratio detected by the character string aspect ratio detecting means is set to a predetermined value. The aspect ratio correction means for correcting the aspect ratio of the character of the character string with the tilt angle corrected.
請求項１に記載の文字画像補正装置によれば、文字列の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、傾斜角が所定の角度になるように文字列の傾斜角を補正する傾斜角補正手段と、傾斜角補正手段によって傾斜角が補正された文字列において、文字のアスペクト比を検出する文字列アスペクト比検出手段と、文字列アスペクト比検出手段で検出されたアスペクト比が所定の値になるように、傾斜角が補正された文字列の、文字のアスペクト比を補正するアスペクト比補正手段と、を備えているので、文字が印刷された撮影対象に対して傾斜されて撮影され、元の文字画像から歪んで得られた文字画像を補正する際に、元の文字画像と撮影された文字画像との既知の対応点を必要とせず、文字の傾き及び歪みを品位良く補正できる。また、請求項１に記載の文字画像補正装置は、補正する文字領域の大きさが撮影距離に比べて、所定の範囲以下（例えば、撮影距離が２ｍの際には、１０ｃｍ以下）であることが好ましい。 According to the character image correcting apparatus of claim 1, an inclination angle detecting means for detecting an inclination angle of the character string, and an inclination angle correcting means for correcting the inclination angle of the character string so that the inclination angle becomes a predetermined angle. In the character string whose inclination angle is corrected by the inclination angle correction means, the character string aspect ratio detection means for detecting the aspect ratio of the character and the aspect ratio detected by the character string aspect ratio detection means become a predetermined value. As described above, the aspect ratio correction means for correcting the aspect ratio of the character string with the tilt angle corrected is provided. When correcting a character image obtained by distorting a character image, known correspondence points between the original character image and the captured character image are not required, and the character inclination and distortion can be corrected with high quality. Further, in the character image correcting apparatus according to claim 1, the size of the character area to be corrected is less than a predetermined range compared to the shooting distance (for example, 10 cm or less when the shooting distance is 2 m). Is preferred.
また、請求項１に記載の文字画像補正装置は、請求項２に記載の発明のように、予め所定の異なる傾斜角の文字列が形成された複数の基準画像を備え、前記傾斜角検出手段が、前記複数の基準画像における文字列に対して、前記文字領域検出手段で検出された文字領域における文字列の傾斜角の相似を表す相関度を算出し、複数の基準画像の内で相関度の高い基準画像の文字列の傾斜角に基づいて、前記文字領域検出手段で検出された文字領域における文字列の傾斜角を検出するように構成されていることにより、撮影された文字画像における文字列の傾斜角を検出できる。 Moreover, the character image correction apparatus according to claim 1 includes a plurality of reference images in which character strings having predetermined different inclination angles are formed in advance, as in the invention according to claim 2, and the inclination angle detection unit. Calculating a correlation degree representing the similarity of the inclination angle of the character string in the character area detected by the character area detection unit with respect to the character string in the plurality of reference images, and calculating a correlation degree among the plurality of reference images. The character in the photographed character image is configured to detect the inclination angle of the character string in the character region detected by the character region detection means based on the inclination angle of the character string in the high reference image. The tilt angle of the row can be detected.
また、請求項１又は請求項２に記載の文字画像補正装置は、請求項３に記載の発明のように、前記文字列アスペクト比検出手段が、前記文字列を文字列方向及び文字列方向に直交する文字列直交方向の夫々に投影して、前記投影された前記文字列方向及び前記文字列直交方向の夫々における画素分布を検出する画素分布検出手段と、前記画素分布検出手段によって検出された前記文字列方向の画素分布に基づいて、前記文字列の前記文字列方向に直交する方向における文字サイズを検出する第１の文字サイズ検出手段と、前記画素分布検出手段によって検出された前記前記文字列直交方向の画素分布に基づいて、前記文字列の前記文字列方向における文字サイズを検出する第２の文字サイズ検出手段と、を備え、前記第１の文字サイズ検出手段で検出された文字サイズと前記第２の文字サイズ検出手段で検出された文字サイズとの比によって、前記アスペクト比を検出するように構成されていることにより、傾斜角が補正された文字画像における文字列の、文字のアスペクト比を検出できる。
Further, in the character image correction apparatus according to claim 1 or 2, as in the invention according to claim 3, the character string aspect ratio detection unit causes the character string to be in the character string direction and the character string direction. by projecting each string direction orthogonal people, and pixel distribution detecting means for detecting a pixel distribution in each of the projected the string direction and the string orthogonal direction, detected by the pixel distribution detecting means based on the pixel distribution of the character string direction, the string the a first character size detection means for detecting a character size in a direction perpendicular to the character string direction, wherein the character detected by the pixel distribution detecting means Second character size detecting means for detecting a character size of the character string in the character string direction based on a pixel distribution in a column orthogonal direction, and the first character size detecting means In the character image in which the inclination angle is corrected, the aspect ratio is detected based on the ratio between the character size detected in step 2 and the character size detected by the second character size detection unit. The aspect ratio of characters can be detected.
次に、請求項４に記載の発明は、撮影された文字画像の歪みを補正する文字画像補正方法において、撮影した画像から文字領域を検出する文字領域検出手順と、前記文字領域検出手順によって検出された文字領域から文字列の傾斜角を検出する傾斜角検出手順と、前記傾斜角が所定の角度になるように前記文字列の傾斜角を補正する傾斜角補正手順と、前記傾斜角補正手順によって傾斜角が補正された文字列において、文字のアスペクト比を検出する文字列アスペクト比検出手順と、前記文字列アスペクト比検出手順で検出されたアスペクト比が所定の値になるように、前記傾斜角が補正された文字列の、文字のアスペクト比を補正するアスペクト比補正手順と、を備えることを特徴とする。
Next, the invention according to claim 4 is a character image correction method for correcting distortion of a photographed character image, and a character region detection procedure for detecting a character region from the photographed image, and the character region detection procedure. An inclination angle detection procedure for detecting an inclination angle of a character string from the character area formed, an inclination angle correction procedure for correcting the inclination angle of the character string so that the inclination angle becomes a predetermined angle, and the inclination angle correction procedure by the character string corrected tilt angle, so that the string aspect ratio detecting step of detecting the aspect ratio of the character, the aspect ratio which is detected by the character string aspect ratio detection procedure reaches a predetermined value, the slope And an aspect ratio correction procedure for correcting the character aspect ratio of the character string with corrected corners.
請求項４に記載の文字画像補正方法によれば、文字列の傾斜角を検出する傾斜角検出手順と、傾斜角が所定の角度になるように文字列の傾斜角を補正する傾斜角補正手順と、傾斜角補正手段によって傾斜角が補正された文字列において、文字のアスペクト比を検出する文字列アスペクト比検出手順と、文字列アスペクト比検出手順で検出されたアスペクト比が所定の値になるように、前記傾斜角が補正された文字列の、文字のアスペクト比を補正するアスペクト比補正手順とを用いることにより、請求項１に記載の発明と同様に、文字が印刷された撮影対象に対して傾斜されて撮影され、元の文字画像から歪んで得られた文字画像を補正する際に、元の文字画像と撮影された文字画像との既知の対応点を必要とせず、文字の傾き及び歪みを品位良く補正できる。 According to the character image correction method of claim 4, an inclination angle detection procedure for detecting the inclination angle of the character string, and an inclination angle correction procedure for correcting the inclination angle of the character string so that the inclination angle becomes a predetermined angle. In the character string whose inclination angle is corrected by the inclination angle correction means, the character string aspect ratio detection procedure for detecting the aspect ratio of the character and the aspect ratio detected by the character string aspect ratio detection procedure become a predetermined value. As described above, by using the aspect ratio correction procedure for correcting the aspect ratio of the character of the character string with the tilt angle corrected, similarly to the invention according to claim 1, the character string is printed on the photographing target. When correcting a character image obtained by tilting the original character image and distorting the original character image, a known corresponding point between the original character image and the captured character image is not required, and the character inclination is corrected. And distortion the goods Well it can be corrected.
また、請求項４に記載の文字画像補正方法は、請求項５に記載の発明のように、予め所定の異なる傾斜角が形成された複数の基準画像を用い、前記傾斜角検出手順において、前記複数の基準画像における文字列に対して、前記文字領域検出手順で検出された文字領域における文字列の傾斜角の相似を表す相関度を算出し、複数の基準画像の内で相関度の高い基準画像の文字列の傾斜角に基づいて、前記文字領域検出手順で検出された文字領域における文字列の傾斜角を検出することにより、請求項２に記載の発明と同様に、撮影された文字画像における文字列の傾斜角を検出できる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a character image correction method using a plurality of reference images in which predetermined different inclination angles are formed in advance as in the invention according to the fifth aspect. For a character string in a plurality of reference images, a correlation degree representing similarity of the inclination angle of the character string in the character area detected by the character area detection procedure is calculated, and a reference having a high correlation degree among the plurality of reference images The photographed character image is detected in the same manner as in the invention of claim 2 by detecting the inclination angle of the character string in the character area detected by the character area detection procedure based on the inclination angle of the character string of the image. The inclination angle of the character string can be detected.
また、請求項４又は請求項５に記載の文字画像補正方法は、請求項６に記載の発明のように、前記文字列アスペクト比検出手順において、前記文字列を文字列方向及び文字列方向に直交する文字列直交方向の夫々に投影して、前記投影された前記文字列方向及び前記文字列直交方向の夫々における画素分布を検出する画素分布検出手順と、前記画素分布検出手順によって検出された前記文字列方向の画素分布に基づいて、前記文字列の前記文字列方向に直交する方向における文字サイズを検出する第１の文字サイズ検出手順と、前記画素分布検出手順によって検出された前記文字列直交方向の画素分布に基づいて、前記文字列の前記文字列方向における文字サイズを検出する第２の文字サイズ検出手順と、を用い、前記第１の文字サイズ検出手順で検出された文字サイズと前記第２の文字サイズ検出手順で検出された文字サイズとの比によって、前記アスペクト比を検出することにより、請求項３に記載の発明と同様に、傾斜角が補正された文字画像における文字列の、文字のアスペクト比を検出できる。
According to a fourth or fifth aspect of the present invention, in the character image correction method according to the sixth aspect , in the character string aspect ratio detection procedure, the character string is moved in the character string direction and the character string direction. by projecting each string direction orthogonal people, and the pixel distribution detecting step of detecting a pixel distribution in each of the projected the string direction and the string orthogonal direction, detected by said pixel distribution detection procedure A first character size detection procedure for detecting a character size in a direction orthogonal to the character string direction of the character string based on the pixel distribution in the character string direction, and the character string detected by the pixel distribution detection procedure And a second character size detection procedure for detecting a character size in the character string direction of the character string based on a pixel distribution in an orthogonal direction, and the first character size detection By detecting the aspect ratio based on the ratio between the character size detected in order and the character size detected in the second character size detection procedure, the inclination angle is set as in the invention of claim 3. It is possible to detect the character aspect ratio of the character string in the corrected character image.
本発明の文字画像補正装置及び文字画像補正方法は、文字列の傾斜角を検出してこの傾斜角が所定の角度になるように文字列の傾斜角を補正し、次いで、傾斜角が補正された文字列において、文字のアスペクト比を検出して検出されたアスペクト比が所定の値になるように、傾斜角が補正された文字列における文字のアスペクト比を補正することにより、文字が印刷された撮影対象に対して傾斜されて撮影され、元の文字画像から歪んで得られた文字画像を補正する際に、元の文字画像と撮影された文字画像との既知の対応点を必要とせず、文字の傾き及び歪みを品位良く補正できる。 The character image correction apparatus and the character image correction method of the present invention detect the inclination angle of a character string, correct the inclination angle of the character string so that the inclination angle becomes a predetermined angle, and then correct the inclination angle. The character is printed by correcting the aspect ratio of the character in the character string with the tilt angle corrected so that the detected aspect ratio becomes a predetermined value. When correcting a character image obtained by tilting the original image and distorting the original character image, there is no need for a known corresponding point between the original character image and the captured character image. It is possible to correct the inclination and distortion of characters with high quality.
また、本発明の文字画像補正装置及び文字画像補正方法は、予め所定の異なる傾斜角の文字列が形成された複数の基準画像を備え、複数の基準画像における文字列に対して、撮影された文字画像の文字列の傾斜角の相似を表す相関度を算出し、複数の基準画像の内で相関度の高い基準画像の文字列の傾斜角に基づいて、文字列の傾斜角を検出することにより、撮影された文字画像における文字列の傾斜角を検出できる。 Moreover, the character image correction apparatus and the character image correction method of the present invention include a plurality of reference images in which character strings having predetermined different inclination angles are formed in advance, and are photographed with respect to character strings in the plurality of reference images. Calculating the degree of correlation indicating the similarity of the inclination angle of the character string of the character image, and detecting the inclination angle of the character string based on the inclination angle of the character string of the reference image having a high correlation degree among the plurality of reference images Thus, the inclination angle of the character string in the photographed character image can be detected.
また、本発明の文字画像補正装置及び文字画像補正方法は、文字画像の文字列を文字列方向及び文字列方向に直交する文字列直交方向の夫々に投影して、投影された文字列方向及び文字列直交方向の夫々における画素分布を検出し、次いで、この検出された文字列方向の画素分布に基づいて、文字列の前記文字列方向に直交する方向における第１の文字サイズを検出すると共に、検出された文字列直交方向の画素分布に基づいて、文字列の文字列方向における第２の文字サイズを検出し、次いで、文字列方向の文字サイズと文字列に直交する方向の文字サイズとの比によって、文字のアスペクト比を検出することにより、傾斜角が補正された文字画像における文字列の、文字のアスペクト比を検出できる。
The character image correction apparatus and a character image correction method of the present invention, by projecting the character image string string direction and the s string direction orthogonal to the character string direction respectively, projected character string direction and A pixel distribution in each of the character string orthogonal directions is detected, and then a first character size in a direction orthogonal to the character string direction of the character string is detected based on the detected pixel distribution in the character string direction. A second character size in the character string direction of the character string is detected based on the detected pixel distribution in the direction orthogonal to the character string, and then the character size in the character string direction and the character size in the direction orthogonal to the character string are By detecting the aspect ratio of the character based on the ratio, it is possible to detect the character aspect ratio of the character string in the character image with the tilt angle corrected.
次に、本発明の文字画像補正装置及び文字画像補正方法の一実施例を図面に基づいて説明する。図１が、本発明の一実施例の文字画像補正装置の構成を表すブロック図、図２が、同実施例の文字画像補正装置における、文字列の傾斜角検出の説明図、図３が、同実施例の文字画像補正装置における、文字列の傾斜角を検出するために備えられた複数の基準画像を表した図、図４が、同実施例の文字画像補正装置における、複数の基準画像に対する文字列の、傾斜角の相関係数の演算結果を表した図である。 Next, an embodiment of a character image correction apparatus and a character image correction method according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a character image correction apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of detecting a tilt angle of a character string in the character image correction apparatus according to the embodiment, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing a plurality of reference images provided for detecting the inclination angle of a character string in the character image correction apparatus of the embodiment, and FIG. 4 is a plurality of reference images in the character image correction apparatus of the embodiment. It is a figure showing the calculation result of the correlation coefficient of the inclination | tilt angle of the character string with respect to.
また、図５が、同実施例の文字画像補正装置における、文字列のアスペクト比検出の説明図、図６が、同実施例の文字画像補正装置における、文字列のアスペクト比補正の説明図、図７が、同実施例の文字画像補正装置における、補正された文字画像を表した図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram of character string aspect ratio detection in the character image correction apparatus of the embodiment. FIG. 6 is an explanatory diagram of character string aspect ratio correction in the character image correction apparatus of the embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a corrected character image in the character image correction apparatus of the embodiment.
また、図８〜図１０が、同実施例の文字画像補正装置及び文字画像補正方法における、文字画像補正の手順を表したフローチャートであって、図９が、図８における文字領域検出ステップの詳細を表したフローチャート、図１０が、図８における基準画像取得ステップの詳細を表したフローチャートである。 8 to 10 are flowcharts showing the procedure of character image correction in the character image correction apparatus and character image correction method of the embodiment, and FIG. 9 shows details of the character region detection step in FIG. FIG. 10 is a flowchart showing details of the reference image acquisition step in FIG.
図１に表したように、本実施例の文字画像補正装置１００は、デジタルカメラ１０１で撮影された文字画像の歪みを補正する。 As illustrated in FIG. 1, the character image correction apparatus 100 according to the present exemplary embodiment corrects distortion of a character image captured by the digital camera 101.
文字画像補正装置１００は、デジタルカメラ１０１で撮影した画像から文字領域を検出する文字領域検出部１、所定の相異なる傾斜角が形成された複数の基準画像を格納する基準画像格納部２、基準画像における文字列に対して文字領域検出部１によって検出された文字領域の文字列の傾斜角の相関度を算出し、文字領域の文字列の傾斜角を検出する傾斜角検出部３、傾斜角が所定の角度になるように文字列の傾斜角を補正する傾斜角補正部４、傾斜角補正部４によって傾斜角が補正された文字列において、文字のアスペクト比を検出する文字列アスペクト比検出部５、傾斜角が補正された文字列の文字のアスペクト比を補正するアスペクト比補正部９、等によって構成されている。
なお、本発明における文字領域検出手段の機能が文字領域検出部１によって発現し、本発明における傾斜角検出手段の機能が傾斜角検出部３によって発現し、本発明における傾斜角補正手段の機能が傾斜角補正部４によって発現し、本発明における文字列アスペクト比検出手段の機能が文字列アスペクト比検出部５によって発現し、本発明におけるアスペクト比補正手段の機能がアスペクト比補正部９によって発現する。
A character image correction apparatus 100 includes a character region detection unit 1 that detects a character region from an image photographed by a digital camera 101, a reference image storage unit 2 that stores a plurality of reference images formed with predetermined different inclination angles, and a reference An inclination angle detection unit 3 that calculates a correlation between the inclination angle of the character string in the character area detected by the character area detection unit 1 with respect to the character string in the image, and detects the inclination angle of the character string in the character area; A tilt angle correction unit 4 that corrects the tilt angle of the character string so that the angle becomes a predetermined angle, and a character string aspect ratio detection that detects the character aspect ratio in the character string whose tilt angle is corrected by the tilt angle correction unit 4 Part 5, an aspect ratio correction part 9 for correcting the aspect ratio of the character of the character string whose inclination angle is corrected, and the like.
It should be noted that the function of the character area detecting means in the present invention is expressed by the character area detecting section 1, the function of the tilt angle detecting means in the present invention is expressed by the tilt angle detecting section 3, and the function of the tilt angle correcting means in the present invention is The function of the character string aspect ratio detecting means in the present invention is expressed by the character string aspect ratio detecting section 5 and the function of the aspect ratio correcting means in the present invention is expressed by the aspect ratio correcting section 9. .
図２（ａ）に表したように、デジタルカメラにはｕ、ｖ方向に複数の光電変換素子（画素）が配置された撮像素子が備えられており、この撮像素子を介して文字画像が撮影される。この際、文字画像には、被写体に対するデジタルカメラの回転方向に応じた傾斜及び仰角に応じた歪みが発生している。また、本実施例では、白用紙に黒文字が記載されている。そして、デジタルカメラ１０１の撮像素子を介して画素毎の輝度が検出され、黒文字部の輝度が０、用紙の白部の輝度が２５５である。 As shown in FIG. 2A, the digital camera includes an image sensor in which a plurality of photoelectric conversion elements (pixels) are arranged in the u and v directions, and a character image is photographed through the image sensor. Is done. At this time, the character image is distorted according to the inclination and the elevation angle according to the rotation direction of the digital camera with respect to the subject. In this embodiment, black characters are written on white paper. The luminance of each pixel is detected via the image sensor of the digital camera 101, the luminance of the black character portion is 0, and the luminance of the white portion of the paper is 255.
文字領域検出部１は、文字画像をｕ方向及びｖ方向に走査して各画素の輝度を検出し、文字Ｐ ０ 〜Ｐ ３ で囲まれた文字領域を検出する。具体的には、水平方向に走査して垂直列毎に黒画素の密度を検出し、この黒画素密度を所定の閾値と比較して水平方向の文字領域の先端位置（Ｐ０〜Ｐ２）と末端位置（Ｐ１〜Ｐ３）を検出すると共に、垂直方向に走査して水平列毎に黒画素の密度を検出し、この黒画素密度を所定の閾値と比較して垂直方向の文字領域の先端位置（Ｐ０〜Ｐ１）と末端位置（Ｐ２〜Ｐ３）を検出する。
Character region detecting unit 1 scans the character image in the u and v directions to detect the brightness of each pixel, detects a character region surrounded by the letter P 0 to P 3. Specifically, the density of black pixels is detected for each vertical column by scanning in the horizontal direction, and the black pixel density is compared with a predetermined threshold value to compare the leading end position (P 0 to P 2 ) of the character area in the horizontal direction. And the end positions (P 1 to P 3 ), scan in the vertical direction, detect the density of black pixels for each horizontal column, and compare the black pixel density with a predetermined threshold to determine the vertical character area. The tip position (P 0 to P 1 ) and the end position (P 2 to P 3 ) are detected.
本実施例では、文字列領域を検出する閾値として、文字領域の４辺の夫々に対応付けて、第１の閾値から第４の閾値が設定されている。 In the present embodiment, as the threshold value for detecting the character string region, the first threshold value to the fourth threshold value are set in association with each of the four sides of the character region.
基準画像格納部２は、図２（ｂ）に表したように、画素の水平方向に対して傾斜する基準画像が５度間隔で格納されている。図３（ａ）に表したように、傾斜０度に対応する基準画像は、黒の画素が水平方向に傾きなく黒画素ラインを有し、この黒画素ラインが垂直方向に所定の間隔を介して複数並設されている。また、図４（ｂ）〜（ｇ）に表したように、傾斜１５度、傾斜３０度、傾斜４５度、傾斜６０度、傾斜７５度、傾斜９０度に対応する基準画像は、図４（ａ）の黒画素ラインが夫々の傾斜角度だけ傾いて並設されている。ここで、黒画素ラインの代わりに所定の文字列を並設してもよい。 As shown in FIG. 2B, the reference image storage unit 2 stores reference images that are inclined with respect to the horizontal direction of the pixels at intervals of 5 degrees. As shown in FIG. 3A, in the reference image corresponding to the inclination of 0 degree, the black pixels have black pixel lines with no inclination in the horizontal direction, and the black pixel lines pass through a predetermined interval in the vertical direction. Are installed side by side. Further, as shown in FIGS. 4B to 4G, the reference images corresponding to the inclination of 15 degrees, the inclination of 30 degrees, the inclination of 45 degrees, the inclination of 60 degrees, the inclination of 75 degrees, and the inclination of 90 degrees are shown in FIG. The black pixel lines in a) are arranged side by side at an inclination angle. Here, a predetermined character string may be arranged in parallel instead of the black pixel line.
傾斜角検出部３は、複数の基準画像における黒画素ラインに対して、文字領域検出部１で検出された文字領域における文字列の傾斜角の相似を表す相関度を算出し、複数の基準画像の内で相関度の高い基準画像の傾斜角に基づいて、文字領域検出部１で検出された文字領域における文字列の傾斜角を検出する。 The inclination angle detection unit 3 calculates the degree of correlation indicating the similarity of the inclination angle of the character string in the character area detected by the character area detection unit 1 with respect to the black pixel lines in the plurality of reference images. The inclination angle of the character string in the character area detected by the character area detection unit 1 is detected based on the inclination angle of the reference image having a high degree of correlation.
詳しくは、撮影された文字画像をｆ、基準画像をｇ、相関係数をｒ、文字画像の文字領域のサイズをＭ×Ｎと表した際に、（式２）を用いて、各基準画像との相関係数ｒを算出し、最も相関係数が高い基準画像の傾斜角を、文字領域検出部１で検出された文字領域における文字列の傾斜角とする。
本実施例は、文字画像ｆ及び基準画像ｇが白と黒の２値画像であって、文字画像ｆと基準画像ｇの各画素の濃淡値から求めた相関係数ｒを相関の判定に用いている。また、（式２）において、ｍが文字領域Ｍ×ＮにおけるＭ軸（図２（ａ）中の横軸）方向の座標、ｎが文字領域Ｍ×ＮにおけるＮ軸（図２（ａ）中の縦軸）方向の座標に対応する。
In this embodiment, the character image f and the reference image g are binary images of white and black, and the correlation coefficient r obtained from the gray value of each pixel of the character image f and the reference image g is used for the correlation determination. ing. In (Expression 2), m is the coordinate in the direction of the M axis in the character area M × N (horizontal axis in FIG. 2A), and n is the N axis in the character area M × N (in FIG. 2A). Corresponds to the coordinates of the vertical axis).
図４は、（式２）を用いて得られた相関係数ｒの算出結果を表している。横軸が基準画像の傾斜角度、縦軸が相関係数ｒを表している。図４に表したように、本実施例では、傾斜角が３０度の際に相関係数ｒが大きく、撮影された文字画像における文字列の傾斜角を３０度として検出した。 FIG. 4 shows a calculation result of the correlation coefficient r obtained by using (Expression 2). The horizontal axis represents the inclination angle of the reference image, and the vertical axis represents the correlation coefficient r. As shown in FIG. 4, in this example, the correlation coefficient r was large when the inclination angle was 30 degrees, and the inclination angle of the character string in the photographed character image was detected as 30 degrees.
次に、傾斜角補正部４は、傾斜角検出部３によって文字列の傾斜角度をθ、傾斜補正前の文字画像の座標を（ｕ，ｖ）、傾斜補正後の文字画像の座標を（ｕ´，ｖ´）と表した際に、（式３）を用いて、文字列の傾斜角が０度になるように、文字画像の座標を補正する。
次に、図１に表したように、文字列アスペクト比検出部５は、図５（ａ）のように傾斜角が補正された文字列において、文字列を文字列方向に投影して文字列方向の画素分布を検出する文字列方向画素分布検出部６ａ、文字列を文字列と直交する方向に投影して直交方向の画素分布を検出する文字列直方向画素分布検出部６ｂ、文字列方向の画素分布に基づいて文字列に直交する方向における文字サイズを検出する文字列直方向の文字サイズ検出部７ａ、文字列に直交する方向の画素分布に基づいて文字列方向における文字サイズを検出する文字列方向の文字サイズ検出部７ｂ、文字列方向の文字サイズと文字列直方向の文字サイズとの比によって文字列における文字のアスペクト比を演算する文字アスペクト比演算部８、等によって構成されている。
なお、本発明における画素分布検出手段の機能が文字列方向画素分布検出部６ａ及び文字列直方向画素分布検出部６ｂによって発現され、本発明における第１の文字サイズ検出手段の機能が文字サイズ検出部７ａによって発現され、本発明における第２の文字サイズ検出手段の機能が文字サイズ検出部７ｂによって発現される。
Next, as shown in FIG. 1, the character string aspect ratio detection unit 5 projects the character string in the character string direction in the character string with the tilt angle corrected as shown in FIG. A character string direction pixel distribution detection unit 6a for detecting a pixel distribution in the direction, a character string direct direction pixel distribution detection unit 6b for detecting a pixel distribution in the orthogonal direction by projecting the character string in a direction orthogonal to the character string, and the character string direction A character size detecting unit 7a for detecting the character size in the direction orthogonal to the character string based on the pixel distribution of the character string, and detecting the character size in the character string direction based on the pixel distribution in the direction orthogonal to the character string. A character size detecting unit 7b in the character string direction, a character aspect ratio calculating unit 8 for calculating the aspect ratio of the character in the character string based on the ratio of the character size in the character string direction and the character size in the character string direct direction, and the like. To have.
The function of the pixel distribution detection means in the present invention is expressed by the character string direction pixel distribution detection unit 6a and the character string direct direction pixel distribution detection unit 6b, and the function of the first character size detection means in the present invention is the character size detection. Expressed by the unit 7a, the function of the second character size detecting means in the present invention is expressed by the character size detecting unit 7b.
図５（ｂ）において、文字画像に対して右側に配置された図が文字列を水平方向に投影した際の画素分布を表し、文字画像に対して下側に配置された図が文字列を垂直方向に投影した際の画素分布を表し、夫々、黒文字の画素値が小さく表れている。 In FIG. 5B, the diagram arranged on the right side of the character image represents the pixel distribution when the character string is projected in the horizontal direction, and the diagram arranged below the character image represents the character string. The pixel distribution when projected in the vertical direction is represented, and the pixel value of the black character is small.
文字列直方向の文字サイズ検出部７ａは、文字列が複数あるときには、それらの平均値や中央値を検出して文字高さ（画素値が低い範囲であって矩形の谷の幅）とする。一方、文字列方向の文字サイズ検出部７ｂは、文字列毎に文字幅（画素値が低い範囲であって矩形の谷の幅）の平均値や中央値を検出して文字幅とし、文字列が複数あるときには、さらに複数の文字列毎の値の平均値や中央値を文字幅として検出する。 When there are a plurality of character strings, the character size detection unit 7a in the straight direction of the character string detects the average value or median value of the character strings to obtain the character height (the width of the rectangular valley within a low pixel value range). . On the other hand, the character size detection unit 7b in the character string direction detects the average value or median value of the character width (the width of the rectangular valley in the range where the pixel value is low) for each character string, and determines the character width. When there are a plurality of characters, an average value or a median value of the values of the plurality of character strings is further detected as the character width.
アスペクト比演算部８は、文字サイズ検出部７ａで得られた文字サイズ（文字高さ）をＡ、文字列方向の文字サイズ検出部７ｂで得られた文字サイズ（文字幅）をＢとすると、アスペクト比αを、α＝Ａ／Ｂ、の演算式を用いて算出する。 The aspect ratio calculation unit 8 assumes that the character size (character height) obtained by the character size detection unit 7a is A, and the character size (character width) obtained by the character size detection unit 7b in the character string direction is B. The aspect ratio α is calculated using an arithmetic expression of α = A / B.
次に、アスペクト比補正部９は、アスペクト比演算部８で得られたアスペクト比が所定の値を満足しない際に、１文字の高さと幅の比が文字として認識しやすい値、例えば１になるように対象画素を画素補間して補正し、文字画像を垂直方向へ補正する。この際、画素補間の方法として図６（ａ）及び（式４）に表した共１次内挿入法を用いることができる。図６（ａ）において、Ｐ（ｕ，ｖ）が内挿したい座標であって、Ｐｉ， ｊ、Ｐｉ＋１，ｊ、Ｐｉ，ｊ＋１、Ｐｉ＋１，ｊ＋１が内挿点Ｐ（ｕ，ｖ）を囲む観測点である。
また、画素補間として、図６（ｂ）及び（式５）〜（式７）に表した３次畳み込み内挿法を用いることもできる。図６（ｂ）において、Ｐ（ｕ，ｖ）が内挿したい座標であって、Ｐ１１〜Ｐ４４が観測点である。
例えば、文字高さが３０画素、文字幅が５０画素の際には、アスペクト比を１に補正するために、傾斜角が０度に補正された文字画像領域を、前述の補間式を用いて、５０／３０＝５／３倍だけ垂直方向に補間する。また、垂直方向に５／３倍の補間する代わりに、文字幅を３／５に縮小する補間を行っても良い。 For example, when the character height is 30 pixels and the character width is 50 pixels, in order to correct the aspect ratio to 1, a character image region whose inclination angle is corrected to 0 degree is used by using the above-described interpolation formula. , 50/30 = 5/3 times in the vertical direction. Further, instead of performing an interpolation of 5/3 times in the vertical direction, an interpolation for reducing the character width to 3/5 may be performed.
図７は、本実施例における、撮影された文字画像領域の傾斜角を補正し（本実施例では傾斜角３０度を０度に補正し）て、その補正された文字画像領域の文字のアスペクト比を１に補正した結果得られた文字画像である。文字の傾きや歪みが無く、品位良く補正できていることが判る。 FIG. 7 shows the aspect of the character in the corrected character image area after correcting the inclination angle of the captured character image area in this embodiment (in this embodiment, the inclination angle is corrected to 30 degrees to 0 degree). It is a character image obtained as a result of correcting the ratio to 1. It can be seen that there is no inclination or distortion of the characters and that the correction can be made with good quality.
以上のように、本実施例に記載の文字画像補正装置１００は、文字列の傾斜角を検出する傾斜角検出部３と、傾斜角が所定の角度になるように文字列傾斜角を補正する傾斜角補正部４と、傾斜角補正部４によって傾斜角が補正された文字列において、文字のアスペクト比を検出する文字列アスペクト比検出部５と、文字列アスペクト比検出部５で検出されたアスペクト比が所定の値になるように、傾斜角が補正された文字列の、文字のアスペクト比を補正するアスペクト比補正部９と、を備えているので、文字が印刷された撮影対象に対して傾斜されて撮影され、元の文字画像から歪んで得られた文字画像を補正する際に、元の文字画像と撮影された文字画像との既知の対応点を必要とせず、文字の傾き及び歪みを品位良く補正できる。 As described above, the character image correction apparatus 100 described in the present embodiment corrects the character string inclination angle so that the inclination angle detection unit 3 detects the inclination angle of the character string and the inclination angle becomes a predetermined angle. The inclination angle correction unit 4, the character string aspect ratio detection unit 5 that detects the aspect ratio of the character in the character string whose inclination angle is corrected by the inclination angle correction unit 4, and the character string aspect ratio detection unit 5 And an aspect ratio correction unit 9 that corrects the character aspect ratio of the character string with the inclination angle corrected so that the aspect ratio becomes a predetermined value. When correcting a character image obtained by distorting the original character image and distorting the original character image, a known corresponding point between the original character image and the captured character image is not required. Distortion can be corrected with high quality.
また、本実施例に記載の文字画像補正装置１００は、基準画像格納部２に所定の異なる傾斜角の文字列が形成された複数の基準画像を備え、傾斜角検出部３が、複数の基準画像における文字列に対して、文字領域検出部１で検出された文字領域における文字列の傾斜角の相似を表す相関度を算出し、複数の基準画像の内で相関度の高い基準画像の文字列の傾斜角に対応付けて、文字領域検出部１で検出された文字領域における文字列の傾斜角を検出できる。 In addition, the character image correcting apparatus 100 described in the present embodiment includes a plurality of reference images in which character strings having predetermined different inclination angles are formed in the reference image storage unit 2, and the inclination angle detection unit 3 includes a plurality of reference images. A correlation degree representing similarity of the inclination angle of the character string in the character area detected by the character area detection unit 1 is calculated with respect to the character string in the image, and the character of the reference image having a high correlation degree among the plurality of reference images The inclination angle of the character string in the character area detected by the character area detection unit 1 can be detected in association with the inclination angle of the line.
また、本実施例に記載の文字画像補正装置１００は、文字列アスペクト比検出部５が、文字列を文字列方向及び文字列方向に直交する文字列直交方向の夫々に投影して、文字列方向の画素分布を検出する文字列方向画素分布検出部６ａ及び文字列直交方向の画素分布を検出する文字列直方向画素分布検出部６ｂと、文字列方向の画素分布に基づいて、文字列方向に直交する方向における文字サイズを検出する文字列直方向の文字サイズ検出部７ａと、文字列直交方向の画素分布に基づいて、文字列の文字列方向における文字サイズを検出する文字列方向の文字サイズ検出部７ｂと、を備え、文字列直方向の文字サイズと文字列方向の文字サイズとの比によって、アスペクト比を検出するアスペクト比演算部８と、によって構成されていることにより、傾斜角が補正された文字画像における文字列の、文字のアスペクト比を検出できる。
Further, in the character image correction apparatus 100 described in the present embodiment, the character string aspect ratio detection unit 5 projects the character string in the character string direction and the character string orthogonal direction orthogonal to the character string direction. A character string direction pixel distribution detecting unit 6a for detecting a pixel distribution in the direction, a character string direct direction pixel distribution detecting unit 6b for detecting a pixel distribution in a direction orthogonal to the character string, and a character string direction based on the pixel distribution in the character string direction A character size detection unit 7a for detecting a character size in a direction orthogonal to the character string and a character in the character string direction for detecting a character size in the character string direction of the character string based on a pixel distribution in the character string orthogonal direction. includes a size detection unit 7b, and that the ratio of the string straight direction of the character size and the character string direction of the character size, the aspect ratio calculating unit 8 which detects the aspect ratio, it is constituted by More, the character string in the character image tilt angle is corrected, it can detect the aspect ratio of the character.
次に、図８〜図１０を用いて、第１の実施形態における文字画像補正方法の手順を説明する。この手順は、図示されないＣＰＵが図示されないＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて、各機能部に指令信号を与えて実行する。また、図８〜図１０におけるＳは、ステップを表している。 Next, the procedure of the character image correction method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. This procedure is executed by giving a command signal to each functional unit based on a program stored in a ROM (not shown) by a CPU (not shown). Moreover, S in FIGS. 8-10 represents the step.
先ず、この手順は、図８に表したように、オペレータによって文字画像補正装置１００に起動信号が入力された際にスタートする。 First, as shown in FIG. 8, this procedure starts when an activation signal is input to the character image correction apparatus 100 by the operator.
次いで、Ｓ１００において、デジタルカメラ１０１で撮影された文字画像を画素アドレスに対応付けて入力し、その後、Ｓ２００の文字領域検出ステップに移る。 Next, in S100, a character image photographed by the digital camera 101 is input in association with a pixel address, and then the process proceeds to a character region detection step in S200.
次いで、Ｓ２００の文字領域検出ステップは、図９のフローチャートに表したように、Ｓ２０１において文字画像を水平方向に走査し、その後、Ｓ２０２に移る。 Next, in the character region detection step of S200, as shown in the flowchart of FIG. 9, the character image is scanned in the horizontal direction in S201, and then the process proceeds to S202.
次いで、Ｓ２０２において垂直列毎の黒画素の密度を検出し、その後、Ｓ２０３に移る。 Next, in S202, the density of black pixels for each vertical column is detected, and thereafter, the process proceeds to S203.
次いで、Ｓ２０３において、黒画素の密度を第１の閾値と比較し、黒画素の密度が第１
の閾値よりも大きいときはＳ２０４に移り、一方、黒画素の密度が第１の閾値よりも小さいときは、Ｓ２０２に戻り黒画素の密度が第１の閾値よりも大きくなるまでＳ２０２〜Ｓ２０３を繰り返す。
Next, in S203, the density of the black pixels is compared with the first threshold value, and the density of the black pixels is the first.
If the black pixel density is smaller than the first threshold value, the process returns to S202 and repeats S202 to S203 until the black pixel density becomes larger than the first threshold value. .
次いで、Ｓ２０４において、黒画素の密度が第１の閾値よりも大きくなった画素列に対応付けて水平方向の文字領域の先端位置（図２（ａ）中のＰ０〜Ｐ２）を検出し、その後、Ｓ２０５に移り、水平方向に走査を続行し、その後、Ｓ２０６に移る。 Next, in S204, the leading end position of the character region in the horizontal direction (P 0 to P 2 in FIG. 2A) is detected in association with the pixel column in which the density of black pixels is greater than the first threshold value. Thereafter, the process proceeds to S205, the scanning is continued in the horizontal direction, and then the process proceeds to S206.
次いで、Ｓ２０６において垂直列毎の黒画素の密度を検出し、その後、Ｓ２０７に移る。 Next, in S206, the density of black pixels for each vertical column is detected, and thereafter, the process proceeds to S207.
次いで、Ｓ２０７において、黒画素の密度を第２の閾値と比較し、黒画素の密度が第１
の閾値よりも小さいときはＳ２０８に移り、一方、黒画素の密度が第２の閾値よりも大きいときいは、Ｓ２０６に戻り黒画素の密度が第２の閾値よりも小さくなるまでＳ２０６〜Ｓ２０７を繰り返す。
Next, in S207, the density of the black pixels is compared with the second threshold value, and the density of the black pixels is the first density.
When the black pixel density is smaller than the second threshold value, the process proceeds to S208. When the black pixel density is larger than the second threshold value, the process returns to S206 and S206 to S207 are performed until the black pixel density becomes smaller than the second threshold value. repeat.
次いで、Ｓ２０８において、黒画素の密度が第２の閾値よりも小さくなった画素列に対応付けて水平方向の文字領域の末端位置（Ｐ１〜Ｐ３）を検出し、その後、Ｓ２０９に移る。 Next, in S208, the end position (P 1 to P 3 ) of the character region in the horizontal direction is detected in association with the pixel column in which the density of black pixels is smaller than the second threshold value, and then the process proceeds to S209.
次いで、Ｓ２０９において、文字画像を垂直方向に走査し、その後、Ｓ２１０に移る。 Next, in S209, the character image is scanned in the vertical direction, and then the process proceeds to S210.
次いで、Ｓ２１０において水平列毎の黒画素の密度を検出し、その後、Ｓ２１１に移る。 Next, in S210, the density of black pixels for each horizontal column is detected, and then the process proceeds to S211.
次いで、Ｓ２１１において黒画素の密度を第３の閾値と比較し、黒画素の密度が第３
の閾値よりも大きいときはＳ２１２に移り、一方、黒画素の密度が第３の閾値よりも小さいときは、Ｓ２１０に戻り、黒画素の密度が第３の閾値よりも大きくなるまでＳ２１０〜Ｓ２１１を繰り返す。
Next, in S211, the density of the black pixels is compared with the third threshold value, and the density of the black pixels is the third density.
If the black pixel density is smaller than the third threshold value, the process proceeds to S212. If the black pixel density is smaller than the third threshold value, the process returns to S210, and S210 to S211 are performed until the black pixel density becomes larger than the third threshold value. repeat.
次いで、Ｓ２１２において、黒画素の密度が第３の閾値よりも大きくなった画素列に対応付けて垂直方向の文字領域の先端位置（Ｐ０〜Ｐ１）を検出し、その後、Ｓ２１３に移り、垂直方向に走査を続行し、その後、Ｓ２１４に移る。 Next, in S212, the front end position (P 0 to P 1 ) of the vertical character region is detected in association with the pixel row in which the density of black pixels is larger than the third threshold, and then the process proceeds to S213. The scanning is continued in the vertical direction, and then the process proceeds to S214.
次いで、Ｓ２１４において水平列毎の黒画素の密度を検出し、その後、Ｓ２１５に移る。 Next, in S214, the density of black pixels for each horizontal column is detected, and thereafter, the process proceeds to S215.
次いで、Ｓ２１５において、黒画素の密度を第４の閾値と比較し、黒画素の密度が第４
の閾値よりも小さいときはＳ２１６に移り、一方、黒画素の密度が第４の閾値よりも大きいときは、Ｓ２１４に戻り、黒画素の密度が第４の閾値よりも小さくなるまでＳ２１４〜Ｓ２１５を繰り返す。
Next, in S215, the density of the black pixels is compared with the fourth threshold value, and the density of the black pixels is the fourth density.
If the black pixel density is higher than the fourth threshold value, the process returns to S214, and steps S214 to S215 are performed until the black pixel density is lower than the fourth threshold value. repeat.
次いで、Ｓ２１６において、黒画素の密度が第４の閾値よりも小さくなった画素列に対応付けて垂直方向の文字領域の末端位置（Ｐ２〜Ｐ３）を検出し、その後、図８のＳ３００に移る。 Next, in S216, the end position (P 2 to P 3 ) of the vertical character region is detected in association with the pixel row in which the density of black pixels is smaller than the fourth threshold value, and then S300 in FIG. Move on.
次いで、Ｓ３００の基準画像取得ステップは、図１０のフローチャートに表したように、まずＳ３０１において、基準画像格納部２に格納された複数の基準画像から所定の２枚の基準画像を取得し、その後、Ｓ３０２に移る。 Next, in the reference image acquisition step of S300, as shown in the flowchart of FIG. 10, first, in S301, two predetermined reference images are acquired from a plurality of reference images stored in the reference image storage unit 2, and thereafter To S302.
次いで、Ｓ３０２において、（式２）を用いて２枚の基準画像の夫々に対して文字画像の文字列との相関度Ｍ１、Ｍ２を算出し、その後、Ｓ３０３に移る。ここで、Ｍ１、Ｍ２は、（式２）における相関係数ｒに相当する。 Next, in S302, the correlations M1 and M2 with the character string of the character image are calculated for each of the two reference images using (Equation 2), and then the process proceeds to S303. Here, M1 and M2 correspond to the correlation coefficient r in (Expression 2).
次いで、Ｓ３０３において、Ｍ１とＭ２との比較により、相関度が高い選択になるように基準画像の選択順を設定する。つまり、２枚の基準画像の文字列の傾斜角が０度と９０度であって、９０度の基準画像の相関度が０度の基準画像の相関度よりも大きいときには、基準画像の選択を、傾斜角が０度から反時計周りに５度間隔になるように選択する。一方、９０度の基準画像の相関度が０度の基準画像の相関度よりも小さいときには、基準画像の選択を、傾斜角が９０度から時計周りに５度間隔になるように選択する。 Next, in S303, the selection order of the reference images is set so that selection with a high degree of correlation is made by comparing M1 and M2. That is, when the inclination angles of the character strings of the two reference images are 0 degrees and 90 degrees and the correlation degree of the 90 degree reference image is larger than the correlation degree of the 0 degree reference image, the reference image is selected. The inclination angle is selected to be 5 degrees from 0 degrees counterclockwise. On the other hand, when the correlation degree of the 90 degree reference image is smaller than the correlation degree of the 0 degree reference image, the selection of the reference image is selected so that the inclination angle is 5 degrees clockwise from 90 degrees.
次いで、Ｓ３０４において、選択順に基準画像を取得し、その後、Ｓ３０５に移る。 Next, in S304, reference images are acquired in the order of selection, and thereafter, the process proceeds to S305.
次いで、Ｓ３０５において、選択された基準画像に対して文字領域における文字列の傾斜角の相似を表す相関度Ｍ（ｎ）を算出し、その後、Ｓ３０６に移る。 Next, in S305, the degree of correlation M (n) representing the similarity of the inclination angle of the character string in the character region with respect to the selected reference image is calculated, and then the process proceeds to S306.
次いで、Ｓ３０６において、直前のＳ３０５で算出された相関度Ｍ（ｎ）と、その前に算出された相関度Ｍ（ｎ−１）とを比較し、Ｍ（ｎ）がＭ（ｎ−１）よりも小さいときにはＳ３０７に移り、一方、Ｍ（ｎ）がＭ（ｎ−１）よりも大きいときにはＳ３０４に戻ってＳ３０４〜Ｓ３０６を繰り返し、Ｓ３０６でＭ（ｎ）がＭ（ｎ−１）よりも小さくなったときにＳ３０７に移る。 Next, in S306, the correlation degree M (n) calculated in the immediately preceding S305 is compared with the correlation degree M (n-1) calculated before that, and M (n) is M (n-1). If it is smaller, the process proceeds to S307. On the other hand, if M (n) is larger than M (n-1), the process returns to S304 and S304 to S306 are repeated. When it becomes small, it moves to S307.
次いで、Ｓ３０７において、Ｍ（ｎ）が算出された基準画像を、撮影された文字領域の文字列の傾き検出用の基準画像として取得し、その後、図８のＳ４００に移る。 Next, in S307, the reference image for which M (n) has been calculated is acquired as a reference image for detecting the inclination of the captured character string of the character region, and then the process proceeds to S400 in FIG.
次いで、Ｓ４００において、Ｓ３０７で取得された基準画像における黒画素列の傾斜角を撮影された文字領域の文字列の傾斜角として検出し、その後、Ｓ５００に移る。 Next, in S400, the inclination angle of the black pixel column in the reference image acquired in S307 is detected as the inclination angle of the character string of the photographed character area, and then the process proceeds to S500.
次いで、Ｓ５００において、傾斜角補正部４を用い、撮影された文字領域の文字列が水平になるように（式３）により文字画像を補正し、その後、Ｓ６００に移る。 Next, in S500, the inclination angle correction unit 4 is used to correct the character image according to (Equation 3) so that the character string of the photographed character area is horizontal, and then the process proceeds to S600.
次いで、Ｓ６００において、文字列アスペクト比検出部５を用い、傾斜角が補正された文字列における文字のアスペクト比を検出し、その後、Ｓ７００に移る。
Next, in S600, the character string aspect ratio detection unit 5 is used to detect the character aspect ratio in the character string whose inclination angle is corrected, and then the process proceeds to S700.
次いで、Ｓ７００において、文字アスペクト比補正部９を用い、文字のアスペクト比が所定の値になるように文字画像を補正し、本文字画像補正方法の処理手順を終了する。
なお、本発明における文字領域検出手順がＳ２００及びＳ２０１〜Ｓ２１６によって発現し、本発明における傾斜角検出手順がＳ４００によって発現し、本発明における傾斜角補正手順がＳ５００によって発現し、本発明における文字列アスペクト比検出手順がＳ６００によって発現し、本発明におけるアスペクト比補正手順がＳ７００によって発現する。
Next, in step S700, the character aspect ratio correction unit 9 is used to correct the character image so that the character aspect ratio becomes a predetermined value, and the processing procedure of the character image correction method ends.
The character region detection procedure in the present invention is expressed by S200 and S201 to S216, the tilt angle detection procedure in the present invention is expressed by S400, the tilt angle correction procedure in the present invention is expressed by S500, and the character string in the present invention The aspect ratio detection procedure is expressed by S600, and the aspect ratio correction procedure in the present invention is expressed by S700.
以上のように、本実施例に記載の文字画像補正方法は、文字領域検出ステップ（Ｓ２００）において、撮影した画像から文字領域を検出し、次いで、基準画像取得ステップ（Ｓ３００）及び文字列の傾き角度算出ステップ（Ｓ４００）において、文字列の傾斜角を検出し、次いで、画像傾き補正ステップ（Ｓ５００）において、文字列の傾斜角を所定の角度になるように補正し、次いで、文字列アスペクト比検出ステップ（Ｓ６００）において、傾斜角が補正された文字列における文字のアスペクト比を検出し、次いで、アスペクト比補正ステップ（Ｓ７００）において、文字列の検出されたアスペクト比が所定の値になるように文字画像を補正することにより、元の文字画像から歪んで得られた文字画像を補正する際に、元の文字画像と撮影された文字画像との既知の対応点を必要とせず、文字の傾き及び歪みを品位良く補正できる。
As described above, in the character image correction method described in the present embodiment, the character region is detected from the captured image in the character region detection step (S200), and then the reference image acquisition step (S300) and the inclination of the character string are detected. In the angle calculation step (S400), the inclination angle of the character string is detected, and in the image inclination correction step (S500), the inclination angle of the character string is corrected to be a predetermined angle, and then the character string aspect ratio is corrected. In the detection step (S600), the aspect ratio of the character in the character string whose inclination angle is corrected is detected, and then in the aspect ratio correction step (S700), the detected aspect ratio of the character string becomes a predetermined value. When correcting a character image obtained by distorting the original character image by correcting the original character image, Have been without the character image requires a known corresponding points, the slope and distortion of the characters can quality be corrected.
また、本実施例に記載の文字画像補正方法は、予め所定の異なる傾斜角が形成された複数の基準画像を用い、Ｓ４００において、複数の基準画像における文字列に対して、文字領域における文字列の傾斜角の相似を表す相関度を算出し、複数の基準画像の内で相関度の高い基準画像の文字列の傾斜角に基づいて、文字列の傾斜角を検出することにより、撮影された文字画像における文字列の傾斜角を検出できる。 In addition, the character image correction method described in the present embodiment uses a plurality of reference images in which predetermined different inclination angles are formed in advance. In S400, a character string in the character region is compared with a character string in the plurality of reference images. The degree of correlation was calculated by calculating the degree of correlation representing the similarity of the inclination angle of the character string, and the inclination angle of the character string was detected based on the inclination angle of the character string of the reference image having a high degree of correlation among the plurality of reference images. The inclination angle of the character string in the character image can be detected.
また、本実施例に記載の文字画像補正方法は、文字列アスペクト比検出ステップ（Ｓ６００）において、文字列を文字列方向及び文字列方向に直交する文字列直交方向の夫々に投影して、文字列方向及び前記文字列直交方向の夫々に画素分布を検出し、文字列方向の画素分布に基づいて、文字列の文字列方向に直交する方向における文字サイズを検出すると共に、文字列直交方向の画素分布に基づいて、文字列方向における文字サイズを検出し、文字列直方向の文字サイズと文字列方向の文字サイズとの比によって、傾斜角が補正された文字画像における文字列の、文字のアスペクト比を検出できる。
In the character image correction method described in the present embodiment, in the character string aspect ratio detection step (S600), the character string is projected onto each of the character string direction and the character string orthogonal direction orthogonal to the character string direction. The pixel distribution is detected in each of the column direction and the character string orthogonal direction, and the character size in the direction orthogonal to the character string direction of the character string is detected based on the pixel distribution in the character string direction. Based on the pixel distribution, the character size in the character string direction is detected, and the character string of the character string in the character image in which the inclination angle is corrected by the ratio of the character size in the character string direct direction and the character size in the character string direction. Aspect ratio can be detected.
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものでなく、各種の態様をとることができる。本実施例では、横書きの文字画像であるが、縦書きの文字画像であっても水平と垂直を入れ替えることにより、同様に補正できる。 As mentioned above, although one Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, Various aspects can be taken. In this embodiment, the character image is written horizontally, but even a character image written vertically can be corrected in the same manner by switching the horizontal and vertical.
１…文字領域検出部、２…基準画像格納部、３…傾斜角検出部、４…傾斜角補正部、５…文字列アスペクト比検出部、６ａ…文字列方向画素分布検出部、６ｂ…文字列直方向画素分布検出部、７ａ…文字列直方向の文字サイズ検出部、７ｂ…文字列方向の文字サイズ検出部、８…文字アスペクト比演算部、９…文字アスペクト比補正部、１００…文字画像補正装置、１０１…デジタルカメラ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Character area detection part, 2 ... Reference | standard image storage part, 3 ... Inclination angle detection part, 4 ... Inclination angle correction part, 5 ... Character string aspect ratio detection part, 6a ... Character string direction pixel distribution detection part, 6b ... Character Straight line pixel distribution detection unit, 7a: Character size detection unit in the straight line direction, 7b: Character size detection unit in the character string direction, 8: Character aspect ratio calculation unit, 9: Character aspect ratio correction unit, 100: Character Image correction apparatus, 101... Digital camera.
Claims (6)
前記文字領域検出手段によって検出された文字領域から文字列の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、
前記傾斜角が所定の角度になるように前記文字列の傾斜角を補正する傾斜角補正手段と、
前記傾斜角補正手段によって傾斜角が補正された文字列において、文字のアスペクト比を検出する文字列アスペクト比検出手段と、
前記文字列アスペクト比検出手段で検出されたアスペクト比が所定の値になるように、前記傾斜角が補正された文字列の、文字のアスペクト比を補正するアスペクト比補正手段と、
を備えることを特徴とする文字画像補正装置。 A character area detecting means for detecting a character area from the photographed image;
An inclination angle detecting means for detecting an inclination angle of a character string from the character area detected by the character area detecting means;
Inclination angle correcting means for correcting the inclination angle of the character string so that the inclination angle becomes a predetermined angle;
Character string aspect ratio detection means for detecting an aspect ratio of a character in a character string whose inclination angle is corrected by the inclination angle correction means,
An aspect ratio correction unit that corrects the character aspect ratio of the character string with the tilt angle corrected so that the aspect ratio detected by the character string aspect ratio detection unit is a predetermined value;
A character image correction apparatus comprising:
前記傾斜角検出手段が、
前記複数の基準画像における文字列に対して、前記文字領域検出手段で検出された文字領域における文字列の傾斜角の相似を表す相関度を算出し、
前記複数の基準画像の内で相関度の高い基準画像の文字列の傾斜角に基づいて、前記文字領域検出手段で検出された文字領域における文字列の傾斜角を検出するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の文字画像補正装置。 A plurality of reference images in which character strings having predetermined different inclination angles are formed in advance,
The inclination angle detecting means is
For the character strings in the plurality of reference images, calculate a degree of correlation representing the similarity of the inclination angle of the character string in the character area detected by the character area detection means,
Based on the inclination angle of the character string of the reference image having a high degree of correlation among the plurality of reference images, the inclination angle of the character string in the character area detected by the character area detection means is detected. ,
The character image correction apparatus according to claim 1, wherein
前記文字列を文字列方向及び文字列方向に直交する文字列直交方向の夫々に投影して、前記投影された前記文字列方向及び前記文字列直交方向の夫々における画素分布を検出する画素分布検出手段と、
前記画素分布検出手段によって検出された前記文字列方向の画素分布に基づいて、前記文字列の前記文字列方向に直交する方向における文字サイズを検出する第１の文字サイズ検出手段と、
前記画素分布検出手段によって検出された前記文字列直交方向の画素分布に基づいて、前記文字列の前記文字列方向における文字サイズを検出する第２の文字サイズ検出手段と、
を備え、
前記第１の文字サイズ検出手段で検出された文字サイズと前記第２の文字サイズ検出手段で検出された文字サイズとの比によって、前記アスペクト比を検出するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の文字画像補正装置。 The character string aspect ratio detecting means is
The character string character string direction and projected to each of the character string direction orthogonal to the character string direction, said projected the character string direction, and the character string direction perpendicular to each pixel distribution detection for detecting the pixel distribution in the Means,
First character size detection means for detecting a character size in a direction orthogonal to the character string direction of the character string based on the pixel distribution in the character string direction detected by the pixel distribution detection means;
Second character size detection means for detecting a character size in the character string direction of the character string based on the pixel distribution in the character string orthogonal direction detected by the pixel distribution detection means;
With
The aspect ratio is detected based on a ratio between the character size detected by the first character size detecting unit and the character size detected by the second character size detecting unit.
The character image correction apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記文字領域検出手順によって検出された文字領域から文字列の傾斜角を検出する傾斜角検出手順と、
前記傾斜角が所定の角度になるように前記文字列の傾斜角を補正する傾斜角補正手順と、
前記傾斜角補正手順によって傾斜角が補正された文字列において、文字のアスペクト比を検出する文字列アスペクト比検出手順と、
前記文字列アスペクト比検出手順で検出されたアスペクト比が所定の値になるように、前記傾斜角が補正された文字列の、文字のアスペクト比を補正するアスペクト比補正手順と、
を備えることを特徴とする文字画像補正方法。 A character area detection procedure for detecting a character area from a captured image;
An inclination angle detection procedure for detecting an inclination angle of a character string from the character area detected by the character area detection procedure;
An inclination angle correction procedure for correcting the inclination angle of the character string so that the inclination angle becomes a predetermined angle;
A character string aspect ratio detection procedure for detecting an aspect ratio of a character in a character string whose inclination angle is corrected by the inclination angle correction procedure;
An aspect ratio correction procedure for correcting the character aspect ratio of the character string whose tilt angle has been corrected so that the aspect ratio detected in the character string aspect ratio detection procedure has a predetermined value;
A character image correction method comprising:
前記傾斜角検出手順において、
前記複数の基準画像における文字列に対して、前記文字領域検出手順で検出された文字領域における文字列の傾斜角の相似を表す相関度を算出し、
複数の基準画像の内で相関度の高い基準画像の文字列の傾斜角に基づいて、前記文字領域検出手順で検出された文字領域における文字列の傾斜角を検出する、
ことを特徴とする請求項４に記載の文字画像補正方法。 Using a plurality of reference images in which character strings having different inclination angles are formed in advance,
In the inclination angle detection procedure,
For the character strings in the plurality of reference images, calculate a correlation indicating the similarity of the inclination angle of the character string in the character area detected in the character area detection procedure,
Based on the inclination angle of the character string of the reference image having a high degree of correlation among the plurality of reference images, the inclination angle of the character string in the character area detected in the character area detection procedure is detected.
The character image correction method according to claim 4, wherein:
前記文字列を文字列方向及び文字列方向に直交する文字列直交方向の夫々に投影して、前記投影された前記文字列方向及び前記文字列直交方向の夫々における画素分布を検出する画素分布検出手順と、
前記画素分布検出手順によって検出された前記文字列方向の画素分布に基づいて、前記文字列の前記文字列方向に直交する方向における文字サイズを検出する第１の文字サイズ検出手順と、
前記画素分布検出手順によって検出された前記文字列直交方向の画素分布に基づいて、前記文字列の前記文字列方向における文字サイズを検出する第２の文字サイズ検出手順と、
を用い、
前記第１の文字サイズ検出手順で検出された文字サイズと前記第２の文字サイズ検出手順で検出された文字サイズとの比によって、前記アスペクト比を検出する、
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の文字画像補正方法。
In the character string aspect ratio detection procedure,
The character string character string direction and projected to each of the character string direction orthogonal to the character string direction, said projected the character string direction, and the character string direction perpendicular to each pixel distribution detection for detecting the pixel distribution in the Procedure and
A first character size detection procedure for detecting a character size in a direction orthogonal to the character string direction of the character string based on the pixel distribution in the character string direction detected by the pixel distribution detection procedure;
A second character size detection procedure for detecting a character size of the character string in the character string direction based on the pixel distribution in the character string orthogonal direction detected by the pixel distribution detection procedure;
Use
Detecting the aspect ratio based on a ratio between the character size detected in the first character size detection procedure and the character size detected in the second character size detection procedure;
6. The character image correction method according to claim 4, wherein
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