JP4923225B2

JP4923225B2 - 文字切り出し方法及び文字切り出し装置

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Publication number: JP4923225B2
Application number: JP2007284350A
Authority: JP
Inventors: 宏中村
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: JP2009110448A

Description

本発明は、磁気インク文字で印刷された文字列を読み取って、磁気再生波形を生成し、その磁気再生波形から磁気文字１文字ごとの文字波形を切り出す文字切り出し方法及び文字切り出し装置に関し、特に、切り出し精度を向上させるものに関する。

従来から、磁気インク文字（ＭＩＣＲ文字）が印刷された媒体表面の文字印刷部分を、磁気ヘッドで読み取って磁気再生信号を取得し、これを用いて文字認識を行う様々な方法が開示されている。磁気インク文字（ＭＩＣＲ文字）は、金融機関などで扱われる小切手等で用いられ、文字タイプとしてはＥ１３Ｂ、ＣＭＣ７が代表的であり、ＩＳＯ１００４などで規格化されている。

ＭＩＣＲ文字認識技術発展の初期段階では、磁気文字ラインを磁気ヘッドで読取り、その磁気再生信号波形を論理回路に入力してピーク位置やその出力レベルの特徴に基づいて文字認識をする方法が主流であったが、マイクロプロセッサの高性能化や記憶素子の高速化・大容量化に伴い、近年は、ソフトウエアで磁気信号を処理することによって文字認識するものが増えてきている。また、磁気信号のみならず、媒体をイメージスキャンして得られる画像を併用する例もある。

磁気信号による方法としては、例えば、磁気再生信号波形を予め用意しておいた文字ごとの基準波形と比較して、その類似性から文字を決定する方法が開示されている（特許文献１参照）。また、他にも、波形のピーク位置の対応関係を調べて、そのずれが最小なものを認識結果に用いる方法なども開示されている（特許文献２参照）。

特開平９−３１１９０６号公報特開２００４−３１０３４６号公報

しかしながら、実際に市場で流通している小切手等の中には、公差内にはあるものの、磁気インク文字の印刷状態が良くないものがある。そのため、文字認識技術は、この境界線上の文字を認識することができ、間違った文字認識を行わないことが要求される。

より詳細には、実際の磁気インク文字は、磁気インクの品質、印刷装置、再生磁気ヘッド及び着磁ヘッドの磁気特性によってばらつき、高磁力、低磁力、太文字・細文字、傾斜等の変化が生じる。さらに、小切手の使用状態、保管状態によっては、穴あき、かすれ、にじみなどの変化が生じることもあり、磁気インク文字の磁気再生波形は様々に変形することとなる。特に、折り曲げて保管されていた場合は、折り目の部分をスキャンする際に、文字幅や文字ピッチが変化し、認識精度の低下に繋がる虞がある。

そこで、上述した特許文献１に開示された方法では、文字単位の波形を伸縮させることで読み取りエラーを防ぎ、上述した特許文献２に開示された方法では、ピーク位置の基準位置とのずれを定量化することで読み取りエラーを防ごうとしている。ところが、これらの方法は、１文字分に相当する波形の正確な切り出しが前提となっているにも拘わらず、この点については明確に言及されていない。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気再生波形にランダムノイズや波形の変形がある場合であっても、精度良く磁気文字認識を行うべく、文字波形をより的確に切り出すことが可能な文字切り出し方法及び文字切り出し装置を提供することにある。

以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。

（１）情報記録媒体上に磁気インクを用いて印字された複数の磁気文字からなる文字列を磁気ヘッドで読み取り、当該磁気文字の文字列から磁気再生波形を生成し、当該磁気再生波形から当該磁気文字の１文字ごとの文字波形を切り出す文字切り出し方法であって、前記磁気再生波形を平滑化する工程と、平滑化された前記磁気再生波形のピークを検出する工程と、前記ピークの検出によって得られた複数のピーク値から、少なくとも第一ピーク閾値及び第二ピーク閾値を算出する工程と、前記第一ピーク閾値に基づいて、前記磁気再生波形の第一の先頭ピークを決定する工程と、前記第一ピーク閾値とは異なる前記第二ピーク閾値を用いて、前記磁気再生波形の第二の先頭ピークを検出する工程と、前記第一の先頭ピークと前記第二の先頭ピークとを比較して、真の先頭ピークを決定する工程と、前記真の先頭ピークに基づいて、前記文字列を前記磁気ヘッドで読み取る方向における最先の１文字を切り出す工程と、を備えることを特徴とする文字切り出し方法。

本発明によれば、磁気ヘッドで読み取られた磁気文字の文字列から磁気再生波形を生成し、それを平滑化し、平滑化後の磁気再生波形のピークを検出し、複数のピーク値から、少なくとも第一ピーク閾値と第二ピーク閾値を算出する。そして、第一ピーク閾値に基づいて、磁気再生波形の第一の先頭ピークを決定し、第一ピーク閾値とは異なる第二ピーク閾値を用いて、磁気再生波形の第二の先頭ピークを検出し、第一の先頭ピークと第二の先頭ピークとを比較して、真の先頭ピークを決定し、その真の先頭ピークに基づいて、文字列を前記磁気ヘッドで読み取る方向における最先の１文字を切り出すこととしたので、文字波形を的確に切り出すことができる。

すなわち、文字セグメントの先頭ピークを略検出するための第一ピーク閾値と、それを詳細検出するための第二ピーク閾値を用いることによって、真の先頭ピークを決定するので、情報記録媒体の劣化やノイズによる波形変形の影響を受けにくい。したがって、磁気再生波形にランダムノイズや波形の変形がある場合であっても、文字波形をより的確に切り出すことができ、ひいては精度良く磁気文字認識を行うことができる。

（２）前記第一ピーク閾値は、前記磁気再生波形に含まれるピークに関して、各ピーク値から波形の平均値を差し引いたものの分散を求め、その分散値に基づいて算出されることを特徴とする文字切り出し方法。

本発明によれば、上述した第一ピーク閾値は、磁気再生波形に含まれるピークに関して、各ピーク値から波形の平均値を差し引いたものの分散値に基づいて算出されるので、ピーク以外のサンプル点の値を算入する必要がなくなる。これにより、波形全体としてのピーク特性がより強調された値として得られるとともに、計算コストを低く抑えることができる。

（３）前記第二ピーク閾値は、前記第一ピーク閾値よりも小さな値であって、定常的な磁気ノイズの数値よりは大きい値であることを特徴とする文字切り出し方法。

本発明によれば、上述した第二ピーク閾値は、第一ピーク閾値よりも小さな値であって、定常的な磁気ノイズの数値よりは大きい値であるので、先頭ピークを略検出する第一ピーク閾値よりも詳細な検出が可能になる一方、磁気ノイズを拾って文字切り出しの精度が低下するのを防ぐことができる。

（４）所定番目の文字区間で先頭ピークが確定している場合において、前記所定番目の文字区間の終端付近に、前記第一ピーク閾値より大きなピーク値をもつピークが存在するときには、当該ピークを前記所定番目の次の文字区間の先頭ピークとする一方で、前記所定番目の文字区間の終端付近を超えた位置に、前記第一ピーク閾値より大きなピーク値をもつピークが存在するときには、前記第二ピーク閾値を用いて、前記所定番目の次の文字区間における先頭ピークを検出することを特徴とする文字切り出し方法。

本発明によれば、所定番目の文字区間で先頭ピークが確定している場合において、所定番目の文字区間の終端付近に、第一ピーク閾値より大きなピーク値をもつピークが存在するときには、ピークを所定番目の次の文字区間の先頭ピークとする一方で、所定番目の文字区間の終端付近を超えた位置に、第一ピーク閾値より大きなピーク値をもつピークが存在するときには、第二ピーク閾値を用いて、所定番目の次の文字区間における先頭ピークを検出することとしたので、上述した最先の１文字を切り出す際に使用した第一ピーク閾値及び第二ピーク閾値を流用することができ、ひいては計算コストを抑えた上で、２番目以降の１文字を切り出す精度を向上させることができる。

（５）情報記録媒体を搬送する媒体搬送機構と、前記情報記録媒体上に磁気インクを用いて印字された複数の磁気文字からなる文字列を読み取る磁気ヘッドと、前記磁気文字の文字列から磁気再生波形を生成し、当該磁気再生波形から当該磁気文字の１文字ごとの文字波形を切り出す文字境界検出部と、を有する文字切り出し装置であって、前記磁気再生波形を平滑化する前処理部と、平滑化された前記磁気再生波形のピークを検出するとともに、当該ピークの検出によって得られた複数のピーク値から、少なくとも第一ピーク閾値及び第二ピーク閾値を算出するピーク検出部と、を備え、前記文字境界検出部は、前記第一ピーク閾値に基づいて前記磁気再生波形の第一の先頭ピークを決定するとともに、前記第一ピーク閾値とは異なる前記第二ピーク閾値に基づいて前記磁気再生波形の第二の先頭ピークを決定して、前記第一の先頭ピークと前記第二の先頭ピークとを比較することで真の先頭ピークを決定し、前記真の先頭ピークに基づいて、前記文字列を前記磁気ヘッドで読み取る方向における最先の１文字を切り出すことを特徴とする文字切り出し装置。

本発明によれば、媒体搬送機構と、磁気ヘッドと、磁気再生波形から文字波形を切り出す文字境界検出部と、を有する文字切り出し装置に、磁気再生波形を平滑化する前処理部と、平滑化された磁気再生波形のピークを検出し、それによって得られた複数のピーク値から少なくとも第一ピーク閾値及び第二ピーク閾値を算出するピーク検出部とが設けられている。そして、文字境界検出部は、第一ピーク閾値に基づいて磁気再生波形の第一の先頭ピークを決定するとともに、第一ピーク閾値とは異なる第二ピーク閾値に基づいて磁気再生波形の第二の先頭ピークを決定して、第一の先頭ピークと第二の先頭ピークとを比較することで真の先頭ピークを決定し、真の先頭ピークに基づいて、文字列を磁気ヘッドで読み取る方向における最先の１文字を切り出すこととしたので、磁気再生波形にランダムノイズや波形の変形がある場合であっても、文字波形を的確に切り出すことができ、ひいては精度良く磁気文字認識を行うことができる。

本発明によれば、値の異なる第一ピーク閾値と第二ピーク閾値を用いて、第一の先頭ピークと第二の先頭ピークを決定・検出し、これらを比較することで真の先頭ピークを決定することとしたので、情報記録媒体の劣化やノイズによる波形変形の影響を受けにくくなる。その結果、磁気再生波形にランダムノイズや波形の変形がある場合であっても、文字波形をより的確に切り出すことができ、ひいては精度良く磁気文字認識を行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

［文字切り出し装置］
図１は、本発明の実施の形態に係る文字切り出し装置１の構成を示す模式図である。なお、本発明の実施の形態では、ＭＩＣＲ認識機能を備えた小切手リーダを例にとって説明する。図１では、文字切り出し装置１のＭＩＣＲ文字認識処理に関する部分を中心とした構成を示している。

図１において、文字切り出し装置１は、紙媒体搬送路１１と、ＭＩＣＲ文字（磁気インクを用いて印字された磁気インク文字）を再磁化する着磁ヘッド１２と、ＭＩＣＲ文字の磁気を検出する磁気ヘッド１３と、紙媒体を搬送するローラ１４と、磁気ヘッド駆動・増幅回路１５と、媒体搬送制御回路１６と、マイクロプロセッサ１７と、ＲＡＭ１８と、を有している。

磁気ヘッド１３は、磁気ヘッド駆動・増幅回路１５によって、ローラ１４は、媒体搬送制御回路１６によって、それぞれ制御されている。また、磁気ヘッド駆動・増幅回路１５及び媒体搬送制御回路１６は、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサ１７の指令に基づいて動作し、マイクロプロセッサ１７は、ＲＡＭ１８をワーキングメモリとして使用する。

紙媒体搬送路１１に挿入された小切手（情報記録媒体）は、情報記録媒体を搬送する媒体搬送機構（ローラ１４等）によって搬送され、着磁ヘッド１２及び磁気ヘッド１３を通過する。着磁ヘッド１２は、小切手に印字されたＭＩＣＲ文字を再磁化し、磁気ヘッド１３は、着磁ヘッド１２によって再磁化されたＭＩＣＲ文字の磁気を検出する。すなわち、磁気ヘッド１３は、情報記録媒体上に磁気インクを用いて印字された複数の磁気文字からなる文字列を読み取る機能を有している。

磁気ヘッド１３によって読み取られたＭＩＣＲ文字からは磁気再生波形が生成され、生成された磁気再生波形は、デジタル化されてＭＩＣＲ波形メモリ（例えばＲＡＭ１８）に記録される。このＭＩＣＲ波形メモリに記憶されたＭＩＣＲ磁気再生波形データを用いて、文字切り出し装置１に内蔵されたマイクロプロセッサ１７において磁気文字認識処理が行われる。磁気文字認識の詳細については、後述する［文字切り出し方法］において詳述する。

なお、本実施の形態においては、文字切り出し装置１に内蔵されたマイクロプロセッサ１７において磁気文字認識が行われるが、ＭＩＣＲ磁気再生波形を上位制御装置（例えばＡＴＭなど）に転送して、上位制御装置において磁気文字認識を行うこととしてもよい。また、小切手の表面の画像を読取るための密着型１次元撮像素子を、紙媒体搬送路１１の上部または下部または両側に配置することとしてもよい。さらに、小切手表面に所定の事項を印字するための印字ブロックを配置することとしてもよい。

図２は、文字切り出し装置１の電気的構成を示すブロック図である。図２では、ＭＩＣＲ文字認識処理に関する部分を中心とした構成を示している。

図２において、文字切り出し装置１は、認識制御部１００と、ＭＩＣＲ波形メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭなど）１０１と、基準波形データベース（例えばＥＥＰＲＯＭなど）１０２と、前処理部１０３と、ピーク検出部１０４と、文字境界検出部１０５と、文字認識部１０７と、を有している。なお、前処理部１０３、ピーク検出部１０４、文字境界検出部１０５、文字認識部１０７などの各電気要素は、上述したマイクロプロセッサ１７やＲＡＭ１８等によって構成することができる。

ＭＩＣＲ波形メモリ１０１に格納されたＭＩＣＲ磁気再生波形は、まず、前処理部１０３において、平滑化によるＭＩＣＲ磁気再生波形全体のノイズ除去が行われ、ノイズが除去された整形波形が生成される。

次いで、ピーク検出部１０４において、整形されたＭＩＣＲ磁気再生波形に含まれる全てのピーク情報が検出され、その各々のピークの極性（正・負）、強度、尖頭位置等のピーク情報が記憶される。このとき、ピークの強度が一定値に満たないピークの除外処理も同時に行われる。

次いで、これらのピーク情報に基づいて、文字境界検出部１０５において、ＭＩＣＲ磁気再生波形から、磁気インク文字１文字ごとの先頭ピークの検出が行われ、１文字に対応する文字波形が切り出される（文字境界検出部１０５）。すなわち、文字境界検出部１０５は、磁気文字の文字列から磁気再生波形を生成し、その磁気再生波形から磁気文字の１文字ごとの文字波形を切り出す機能を有している。

文字認識部１０７において、この文字の１区間分の波形パターンと、予め定めておいた標準波形パターンとの逐次相関を求める。より具体的には、この文字の１区間分の波形パターンと、基準波形データベース１０２に格納された標準波形パターンとの比較が行われ、磁気文字認識が行われる。

ここで、上述した基準波形データベース１０２は、例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等からなる記憶手段である。具体的には、基準波形データベース１０２は、磁気インクを用いて印字された複数の磁気文字からなる文字列を磁気ヘッドで読み取る際の基準となる基準波形に基づいて、磁気文字の１文字ごとの基準文字波形を構成するピークに含まれる複数のピーク間の間隔の配列パターンを、基準ピーク間隔配列データとして記憶する。

なお、本実施形態に係る文字切り出し装置１では、基準波形データベース１０２以外にも、例えば、各種の変形要因に対応した基準ピーク間隔の配列データを記憶するデータベースを備えていてもよい。すなわち、初期段階において一意的に文字が決定できなかった場合は、第二，三のデータベースとの比較を行うこととしてもよい。

［文字切り出し方法］
図３は、本発明の実施の形態に係る文字切り出し方法（磁気文字認識方法）の全体的な流れを示すフローチャートである。

図３に示すように、本実施の形態に係る文字切り出し方法では、まず、スムージングが行われる（ステップＳ１）。具体的には、移動平均法などを用いてＭＩＣＲ波形全体の平滑化を行い、高周波ノイズを除去することにより、ノイズの影響を受けることなく波形比較ができるように処理を行う。

次いで、ピーク検出が行われる（ステップＳ２）。具体的には、ＭＩＣＲ磁気再生波形に含まれる全てのピーク、すなわち、極大値及び極小値が検出される。

正のピークは上側に凸のパターンとして検出される。すなわち、現時点ｔにおける信号出力Ａｍｐ（ｔ）とひとつ先の信号出力Ａｍｐ（ｔ＋１）との差を△（ｔ）＝Ａｍｐ（ｔ＋１）−Ａｍｐ（ｔ）とし、△（ｔ）＞０かつ△（ｔ＋１）＜０のとき、Ａｍｐ（ｔ＋１）は正の極大値であると判定される。また負のピークは下側に凸のパターンとして検出される。すなわち、△（ｔ）＜０かつ△（ｔ＋１）＞０のとき、Ａｍｐ（ｔ＋１）は負の極大値（極小値）であると判定される。

この正と負のピークは交互に出現する。ピークが検出されるごとにそのインデクスtと信号出力Ａｍｐ（ｔ）と極性Ｓｇｎが記憶される。なお、同一の信号出力値が連続してひとつのピークが形成されている場合には、ピークの形状は台形状となるので、ピークの平坦部の開始位置と終了位置を求め、両者の中間点をピーク位置と判定するようにする。こうすることにより、小切手のＭＩＣＲ磁気再生出力が飽和した場合でも正確にピーク位置を検出することができる。

次に、ピーク閾値決定処理が行われる（ステップＳ３）。ピーク閾値は、磁気再生波形に含まれるピークがノイズであるか、真のピークであるかを判定するのに使用される。ある信号出力値がピークであると判定された場合であっても、その信号出力レベルが一定値に満たない場合には、その信号はノイズであると判断して、採用しないようにすることにより、ノイズの影響を受けることなく、精度の良い磁気文字認識を行うことができる。

ここで、このピーク閾値決定処理（ステップＳ３）について詳述する。ピーク閾値決定処理は、まず、磁気再生波形全体の平均値Ｐａｖを求める。そして、ピーク検出処理（ステップＳ２）によって得られた全ピーク値Ｐｉ（ｉ＝１，２，３，・・・，Ｎｐ）に関して、次式によって標準偏差Ｐｓを計算する。

このように、ここでは波形全体を検出して標準偏差を計算するのではなく、主としてピーク値のみで標準偏差を計算する。これにより、計算コストを削減することができる。換言すれば、このＰｓは実効値に相当するものであるが、ピーク以外のサンプル点の値は算入しない。そのため、波形全体としてのピークの特性がより強調された値として得られるとともに、計算コストを低く抑えることができる。

次に、第一ピーク閾値は、Ｐ_０＝Ｐ_ａｖ＋δ_０×Ｐｓ、で定義され、ここでδ_０は、例えば１を用いる。これにより、平均的な信号レベルの大小に影響されることなく、適正なピーク閾値を設定することができる。この閾値は、文字の先頭ピーク検出に用いる。このように、磁気再生波形に含まれるピークに関して、各ピーク値から波形の平均値を差し引いたものの分散を求め、その分散値に基づいて算出する。

また、第二ピーク閾値は、Ｐ_１＝Ｐ_ａｖ＋δ_１×Ｐｓ、とする。ここで、δ_０＞δ_１の関係が成立するように、例えば、δ_１＝０．５とする。この第二のピーク閾値は、文字の先頭ピークを検出した後の詳細ピーク検出で用いる。このＰ_１は、この形で直接扱ってもよいが、実際には、ＳＬＥＶ＝（δ_１×Ｐｓ＞ＳＬＥＶ０？δ_１×Ｐｓ：ＳＬＥＶ０）、すなわち、δ_１×Ｐｓ＞ＳＬＥＶ０であるならばＳＬＥＶ＝δ_１×Ｐｓ、そうでなければＳＬＥＶ＝ＳＬＥＶ０、のような形で用いることができる。なお、ＳＬＥＶ０は、ランダムノイズのピーク波高値であって、これは磁気信号入力系により決まる一定値である。このようにして、ピークの検出によって得られた複数のピーク値から、少なくとも第一ピーク閾値及び第二ピーク閾値を算出する。

次いで、文字切り出しが行われる（図３のステップ４）。図４は、図３に示すフローチャートにおいて、「文字切り出し」（ステップＳ４）の詳細な流れを示すフローチャートであり、図５は、ＭＩＣＲ磁気再生波形データの先頭部付近の一例を示す図である。

文字切り出しにおいては、まず、文字の先頭ピーク位置の検出を行う。文字の先頭ピークは、ＭＩＣＲ文字の印字に関する規格により、正極であって一定レベル以上の信号出力値をもつ主要なピークであると規定されているため、ＭＩＣＲ磁気再生波形を先頭からスキャンして、そのレベル値Ｐｋ（ｉ）が正であってピーク閾値Ｐ_０を超えるか否かを判定する。このピーク閾値は、前述の決定式から得られたものである。図５において、ＭＩＣＲ磁気再生波形のスキャンを開始してから最初に検出される主要ピークは、ピークＢである。なぜなら、時間軸上で手前にあるピークＡは、レベル値がＰ_０以下だからである。

これまでの処理を、図４に示すフローチャートを用いて説明すると、まず、変数ｉ及び変数ｋに１を代入する（ステップＳ１１）。そして、レベル値Ｐｋ（ｉ）が正であって（極性関数Ｓｇｎ（ｉ）を用いて正負を検出する）、かつ、ピーク閾値Ｐ_０より大きいか否かを判断する（ステップＳ１２）。レベル値Ｐｋ（ｉ）が正であって、かつ、ピーク閾値Ｐ_０より大きいとき、レベル値Ｐｋ（ｉ）は、仮の先頭ピークとして、Ｐｘに代入される（ステップＳ１３）。

一方で、図５において、ピークＢが検出されると、仮の先頭ピークＰｘが決定されるとともに、ピークＢから１文字分の長さの区間が前方（図５中の左方）に向かってとられる。この区間が、無信号区間であるか有信号区間であるかを判定し、検出されているピークが真正であるかどうかを決定する。より具体的には、この区間に存在するピークの最大値と最小値の差を求め、これがＳＬＥＶ×２よりも大きければ、有意な振幅変動であるとみなして信号が存在すると判定する。この区間が無信号区間であれば、ピークＢが最初の先頭ピークに決定される。図５の例を用いて説明すると、第一の区間ＷＮＤ_１にピークが存在し、振幅変動幅＞ＳＬＥＶ×２であるので、ピークＢが新たに仮の先頭ピークＰｘになる。そして、この点から更に１文字分遡った点との区間ＷＮＤ_２において、同様に有意な振幅変動があるかどうかを調べる。このようなことを繰り返し、振幅変動がＳＬＥＶ×２以下になったら処理を打ち切り、その時点における仮の先頭ピークを正式な先頭ピーク（最先の１文字の先頭ピーク）に決定する。図５の例でいえば、ＷＮＤ_２に有意な振幅変動が見られないため、この時点でのＰｘ、すなわちピークＡが正規の先頭ピークとなる。

これまでの処理（既に説明した処理は除く）を、図４に示すフローチャートを用いて説明すると、仮の先頭ピークＰｘを変数Ｐｅｎｄに代入し、そのＰｅｎｄから一文字分の長さの区間であるＰＩＴＣＨを引いた値をＰｂｑｎに代入する（ステップＳ１３）。そして、Ｐｂｑｎ〜Ｐｅｎｄの間のピークの変動幅（振幅変動幅）がＳＬＥＶ×２よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１４）。Ｐｂｑｎ〜Ｐｅｎｄの間のピークの変動幅がＳＬＥＶ×２よりも大きいときには、この区間の正ピークをＰｘに代入し（ステップＳ１５）、ＰｂｑｎをＰｅｎｄに代入し、Ｐｅｎｄ−ＰＩＴＣＨをＰｂｑｎに代入した後（ステップＳ１６）、処理をステップＳ１４に戻す。一方で、Ｐｂｑｎ〜Ｐｅｎｄの間のピークの変動幅がＳＬＥＶ×２よりも大きくないときには、Ｐｘを第一の先頭ピークに決定し（ステップＳ１７）、第一先頭ピークを決定するための一連の処理を終了する。

このように、第一ピーク閾値Ｐ_０に基づいて、磁気再生波形の第一の先頭ピークを決定する。そして、第一ピーク閾値Ｐ_０とは異なる第二ピーク閾値Ｐ_１を用いて、磁気再生波形の第二の先頭ピークを検出する。検出された第二の先頭ピークと、上述した第一の先頭ピークとを比較することで、真の先頭ピークを決定することができる。なお、第二ピーク閾値Ｐ_１は、第一ピーク閾値Ｐ_０よりも小さな値であって、定常的な磁気ノイズの数値よりは大きい値としている（図５参照）。

次に、２番目以降の文字の先頭ピークを検出する処理について説明する。図６は、２番目以降の文字の先頭ピークを検出する処理の流れを示すフローチャートであり、図７は、ｋ番目の文字区間ＳＥＧｋの先頭ピークＣが確定しているときに、その次の文字区間ＳＥＧｋ＋１の先頭ピークＤを検出しようとしている様子を示す図である。なお、ＳＥＧｋの後ろのかっこ書は、文字列によって表現される文字を示している。

図７において、ピークＣを起点として、１文字分の長さの区間ＷＮＤ_３＝（Ｃ，Ｃ＋ＰＩＴＣＨ）を設け、ピーク閾値Ｐ_０を用いてこの区間の終端近傍にＰ_０を超えるレベル値をもつピークが存在するか否かを調べる。仮に、ピークが存在し、かつ、その位置が区間の終端近傍であれば、そのピークがＳＥＧｋ＋１の先頭ピークになる。また、仮に、ピークは検出されたが、区間の終端近傍を超えた位置であった場合には、間に無信号区間が存在する可能性があるため、終端近傍を起点として新たに１文字分の長さをもつ区間ＷＮＤ_４＝（Ｄ，Ｄ＋ＰＩＴＣＨ）を設け、この区間に有意な振幅変動があるかどうかを、ＳＬＥＶ×２を閾値として調べる。図７では、レベル値がＰ_０を超えるピークＥが検出されるが、これは、ＷＮＤ_３の終端近傍を超えているため、新たなＷＮＤ_４が設定される。この区間内のピークの変動幅を調べると、明らかにＳＬＥＶ×２を超えているため、ＷＮＤ_４は空白期間ではないとし、この区間で検出される最初の正ピークＤが求めるＳＥＧｋ＋１の先頭ピークに決定される。

これまでの処理を、図６に示すフローチャートを用いて説明すると、まず、変数ｉ及び変数ｋに１を代入するとともに、ＮＥＸＴＰＥＡＫに、ピークのレベル値Ｐｋ（ｉ）の位置情報を示すＩＤＸ（ｉ）を代入する（ステップＳ２１）。そして、レベル値Ｐｋ（ｉ）が正であって（極性関数Ｓｇｎ（ｉ）を用いて正負を検出する）、かつ、ピーク閾値Ｐ_０より大きく、かつ、ＩＤＸ（ｉ）がＮＥＸＴＰＥＡＫ−ＵＳＩＺＥよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２２）。

なお、ＵＳＩＺＥは、文字波形の切り出しを先頭ピークの何ポイント手前から切り出すかを表すものである。すなわち、基準波形データは、その先頭からＵＳＩＺＥ番目に第１ピークが来るように作成されている。したがって、先頭ピークからＵＳＩＺＥ手前の地点を切り出し開始点とし、基準波形の長さと同じ長さの波形を切り出すようにする。

ステップＳ２２で示した条件が成立しない場合には、ＩＤＸ（ｉ）は区間の終端近傍でないとして、ｉを１だけインクリメントし（ステップＳ３０）、ｉが最後の値でなければ（ステップＳ３１：ＮＯ）、処理はステップＳ２２に戻される。一方で、ステップＳ２２で示した条件が成立した場合には、ＩＤＸ（ｉ）がＮＥＸＴＰＥＡＫ＋ＵＳＩＺＥよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２３）。これは、ＩＤＸ（ｉ）が区間の終端近傍を超えていないかどうかを確認するための処理である。

ＩＤＸ（ｉ）がＮＥＸＴＰＥＡＫ＋ＵＳＩＺＥよりも大きくないときには、そのＩＤＸ（ｉ）を文字の先頭ピークの位置情報を示すＢＧＮ（ｋ）に代入され（ステップＳ２４）、ＢＧＮ（ｋ）＋ＰＩＴＣＨが新たなＮＥＸＴＰＥＡＫに設定され、ｋが１だけインクリメントされる（ステップＳ２５）。その後、ｉを１だけインクリメントし（ステップＳ３０）、ｉが最後の値でなければ（ステップＳ３１：ＮＯ）、処理はステップＳ２２に戻される。

一方で、ＩＤＸ（ｉ）がＮＥＸＴＰＥＡＫ＋ＵＳＩＺＥよりも大きいときには、ピークは検出されたが、区間の終端近傍を超えた位置であることになる。このとき、変数ＢｇｎにはＮＥＸＴＰＥＡＫ−ＵＳＩＺＥが代入され、変数ＥｎｄにはＢｇｎ＋ＰＩＴＣＨが代入される（ステップＳ２６）。そして、区間（Ｂｇｎ，Ｅｎｄ）のピーク変動幅がＳＬＥＶ×２を超えているか否かが判断され（ステップＳ２７）、これが超えていれば、区間の最初のピークをＢＧＮ（ｋ）に代入し、上述したステップＳ２５，ステップＳ３０，ステップＳ３１の処理を繰り返す。逆に、これが超えていなければ、ＢｇｎにＥｎｄを代入し、ＥｎｄにＢｇｎ＋ＰＩＴＣＨを代入し（ステップＳ２９）、再びステップＳ２７の処理を繰り返す。

このように、ステップＳ２２〜ステップＳ３１までの処理を所定回数繰り返した後、ｉがｌａｓｔを超えたとき、２番目以降の先頭ピークを検出する一連の処理が終了する。換言すれば、所定番目の文字区間で先頭ピークが確定している場合において（図７のピークＣ）、所定番目の文字区間の終端付近に、第一ピーク閾値より大きなピーク値をもつピークが存在するときには、当該ピークを所定番目の次の文字区間の先頭ピークとする。一方で、所定番目の文字区間の終端付近を超えた位置には、第一ピーク閾値より大きなピーク値をもつピークが存在する可能性があるので、第二ピーク閾値を用いて、所定番目の次の文字区間における先頭ピークを検出する

最後に、文字認識が行われる（図３のステップＳ５）。図８は、図３に示すフローチャートにおいて、「文字認識」（ステップＳ５）の詳細な流れを示すフローチャートである。

まず、磁気ヘッドによって読み取られた磁気再生波形を、前述の文字切り出しステップで処理することによって、文字の１区間分の波形パターンを取り出す（ステップＳ３１）。そして、標準波形パターンと逐次相関演算を行う（ステップＳ３２）。このとき、一致度（一致係数）の尺度としては、例えば正規化相関を用いることができる。

相関係数が最も大きな値が求まったら、そのときの文字が求める認識結果となる。そして、その値が所定の値よりも大きいか小さいかによって、一致度が十分か否かが判断される（ステップＳ３３）。所定の値よりも小さい場合は、波形に異常があるとして、文字特定不能とする一方で（ステップＳ３５）、所定の値よりも大きい場合は、文字決定が行われる（ステップＳ３４）。なお、ステップＳ３５の「文字特定不能」とする以外には、例えば、類似度が接近したものだけに絞って更に波形解析をすることとしてもよい。

次に、最後の文字か否かが判断され（ステップＳ３６）、最後の文字でなければ、処理はステップＳ３１に移される。一方、最後の文字である場合には、本サブルーチンを終了する。なお、類似性の尺度としては、本実施形態で用いた正規化相関の他、必要に応じて差分絶対値和なども適宜用いることができる。また、ＭＩＣＲ文字には、Ｅ１３−Ｂや、ＣＭＣ−７等の規格があるが、本発明は、どちらのＭＩＣＲ文字であっても適用することができる。

［実施形態の効果］
以上説明したような文字切り出し方法及び文字切り出し装置（文字切り出し装置１）によれば、図５を用いて説明したように、第一ピーク閾値と第二ピーク閾値を用いて最先の１文字を切り出すこととしているので、情報記録媒体の劣化やノイズによる波形変形の影響を受けにくい。これにより、多少の波形変形があったとしても、文字波形をより的確に切り出すことができ、ひいては精度良く磁気文字認識を行うことができる。

また、第一ピーク閾値として分散値を用いることで、ピーク以外のサンプル点の値を考慮することなく、最先の１文字を切り出すことができる。その結果、計算量の削減、ひいては計算コストの削減に寄与することができる。

また、第二ピーク閾値は、先頭ピークが検知されたら、その前後に空白区間があるか又は正規ピークの見落としがあるかないかを再度決定するために、第一の閾値よりも小さくし、かつ、モータノイズ等の外来ノイズに反応することを避けるために、定常的な磁気ノイズのレベルより大きく設定しているので、ノイズの影響を受け難くなる。その結果、文字波形をより的確に切り出すことができ、ひいては精度良く磁気文字認識を行うことができる。なお、ここでいう「磁気ノイズ」は、モータノイズ等の外来ノイズに限ってもよいし、磁性体が移動・振動することによって生じる移動性磁気ノイズや、商用電源に伴う商用電源磁気ノイズ、電子機器から発生する高周波磁気ノイズなどであってもよい。

さらに、最先の１文字だけではなく、２番目以降の１文字を切り出す際にも、第一ピーク閾値及び／又は第二ピーク閾値を用いるので、文字切り出しの更なる精度向上に資することができる。

本発明に係る文字切り出し方法及び文字切り出し装置は、より的確な文字切り出しを可能とし、ひいては磁気文字認識の精度を向上させることが可能なものとして有用である。

本発明の実施の形態に係る文字切り出し装置の構成を示す模式図である。文字切り出し装置の電気的構成を示すブロック図である。図２では、ＭＩＣＲ文字認識処理に関する部分を中心とした構成を示している。本発明の実施の形態に係る文字切り出し方法の全体的な流れを示すフローチャートである。図３に示すフローチャートにおいて、「文字切り出し」（ステップＳ４）の詳細な流れを示すフローチャートである。ＭＩＣＲ磁気再生波形データの先頭部付近の一例を示す図である２番目以降の文字の先頭ピークを検出する処理の流れを示すフローチャートである。ｋ番目の文字区間ＳＥＧｋの先頭ピークＣが確定しているときに、その次の文字区間ＳＥＧｋ＋１の先頭ピークＤを検出しようとしている様子を示す図である図３に示すフローチャートにおいて、「文字認識」（ステップＳ５）の詳細な流れを示すフローチャートである

符号の説明

１文字切り出し装置
１１紙媒体搬送路
１２着磁ヘッド
１３磁気ヘッド
１４ローラ

Claims

情報記録媒体上に磁気インクを用いて印字された複数の磁気文字からなる文字列を磁気ヘッドで読み取り、当該磁気文字の文字列から磁気再生波形を生成し、当該磁気再生波形から当該磁気文字の１文字ごとの文字波形を切り出す文字切り出し方法であって、
前記磁気再生波形を平滑化する工程と、
平滑化された前記磁気再生波形のピークを検出する工程と、
前記ピークの検出によって得られた複数のピーク値から、少なくとも第一ピーク閾値及び第二ピーク閾値を算出する工程と、
前記第一ピーク閾値に基づいて、前記磁気再生波形の第一の先頭ピークを決定する工程と、
前記第一ピーク閾値とは異なる前記第二ピーク閾値を用いて、前記磁気再生波形の第二の先頭ピークを検出する工程と、
前記第一の先頭ピークと前記第二の先頭ピークとを比較して、真の先頭ピークを決定する工程と、
前記真の先頭ピークに基づいて、前記文字列を前記磁気ヘッドで読み取る方向における最先の１文字を切り出す工程と、を備えることを特徴とする文字切り出し方法。
前記第一ピーク閾値は、前記磁気再生波形に含まれるピークに関して、各ピーク値から波形の平均値を差し引いたものの分散を求め、その分散値に基づいて算出されることを特徴とする請求項１記載の文字切り出し方法。
前記第二ピーク閾値は、前記第一ピーク閾値よりも小さな値であって、定常的な磁気ノイズの数値よりは大きい値であることを特徴とする請求項１又は２記載の文字切り出し方法。
所定番目の文字区間で先頭ピークが確定している場合において、
前記所定番目の文字区間の終端付近に、前記第一ピーク閾値より大きなピーク値をもつピークが存在するときには、当該ピークを前記所定番目の次の文字区間の先頭ピークとする一方で、
前記所定番目の文字区間の終端付近を超えた位置に、前記第一ピーク閾値より大きなピーク値をもつピークが存在するときには、前記第二ピーク閾値を用いて、前記所定番目の次の文字区間における先頭ピークを検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の文字切り出し方法。
情報記録媒体を搬送する媒体搬送機構と、
前記情報記録媒体上に磁気インクを用いて印字された複数の磁気文字からなる文字列を読み取る磁気ヘッドと、
前記磁気文字の文字列から磁気再生波形を生成し、当該磁気再生波形から当該磁気文字の１文字ごとの文字波形を切り出す文字境界検出部と、を有する文字切り出し装置であって、
前記磁気再生波形を平滑化する前処理部と、
平滑化された前記磁気再生波形のピークを検出するとともに、当該ピークの検出によって得られた複数のピーク値から、少なくとも第一ピーク閾値及び第二ピーク閾値を算出するピーク検出部と、を備え、
前記文字境界検出部は、前記第一ピーク閾値に基づいて前記磁気再生波形の第一の先頭ピークを決定するとともに、前記第一ピーク閾値とは異なる前記第二ピーク閾値に基づいて前記磁気再生波形の第二の先頭ピークを決定して、前記第一の先頭ピークと前記第二の先頭ピークとを比較することで真の先頭ピークを決定し、前記真の先頭ピークに基づいて、前記文字列を前記磁気ヘッドで読み取る方向における最先の１文字を切り出すことを特徴とする文字切り出し装置。