JP6901334B2

JP6901334B2 - 光学的数字読取り方法及び装置

Info

Publication number: JP6901334B2
Application number: JP2017130826A
Authority: JP
Inventors: 芳郎今井; 晃治細川
Original assignee: 中国計器工業株式会社
Priority date: 2017-07-04
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2021-07-14
Anticipated expiration: 2037-07-04
Also published as: JP2019016027A

Description

本発明は、電力使用量を積算し表示する電力量計の表示数字をカメラで撮影して読み取る数字読取り方法及び装置に関する。

特許文献１に、積算量メータの表示部を撮像する撮像部と、上記撮像部が撮像した表示部の内容を文字認識して数字データを出力する文字認識部と、上記数字データを記録する記録部と、上記撮像部及び文字認識部を所定の時間間隔によって起動させ、該文字認識部より数字データを出力させる制御
手段とを備え、上記制御手段は、上記記録部内の数字データと文字認識部からの数字データとを比較して、該文字認識部からの数字データが確からしいと判断した場合に上記記録部内の数字データを更新するメータ自動読取り装置が開示されている。

特開２０００−２００３２２号公報

特許文献１に記載の発明は、引用文献１の段落［０００４］に記載されているように「メータの指示値を光学的に撮像し、この撮像情報を文字認識にて文字として認識して読み取りデータとしているために、誤った読み取りをする可能性があった。」との問題を解消するために、引用文献１の段落［００２０］に記載されているように「積算量メータのメータ値が、記録部内のメータ値よりも大きく、かつ前回計測時間から今回計測時間までの間に最大に使用した場合の予測量との和より小さい場合に確からしいと判断する。」という技術であります。しかし、この技術では撮像した数字の誤読取りそのものを解消するという効果が期待できないという問題があった。

また、メータの数字以外の背景域は同一色であるのに照明や太陽光等の光の照射によってグラデーションが形成されることがあり、グラデーションが形成された背景域の色が濃い部分に数字の一部が存すると、数字と背景との色の濃淡の差が少なくなりデジタル数字を構成する辺があるのにないと誤読取りされたり辺がないのにあると誤読取りされたりし、例えばデジタル数字で「０と８」、「８と９」、「６と８」、「５と６」、「３と９」のような一つの辺の有無によって数字が変わるような数字を誤読取りする問題があった。

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、メータの背景域にグラデーションが形成されても、メータの数字自体を正確に読み取ることのできる光学的数字読取り方法及び装置を提供することを課題とする。

本発明で使用する「辺枠」とは、デジタル数字列が表示される領域であって、図１１（ｂ）に示す略８字状の構成体の縦の４つの辺枠及び横の３つの辺枠のうちの辺枠イ〜辺枠トのいずれかの辺枠を意味し、「辺有」とは図５（ｂ）において例えば数字０を表示する構成体の最も上側の横になっている部分のように数字の構成部分となって辺枠内の色の濃淡レベルが背景の色の濃淡レベルとは明らかに異なって例えば黒色で表示された辺枠内の領域を意味し、「辺無」とは図５（ｂ）において例えば数字１を示す構成体の最も上側の横になっている辺枠のように数字の構成部分ではなく辺枠内の色の濃淡レベルが背景と同じ例えば白色で表示された辺枠内の領域を意味する。また、「背景」とは、デジタル数字列が表示される領域であって辺枠内でない領域を意味する。

請求項１に記載の光学的数字読取り方法は、各桁ごとに縦４辺枠及び横３辺枠からなる略８字状の構成体により０〜９のいずれかの数字を表示可能なデジタル数字表示部に表示された数字列を撮影手段による撮像により読み取る光学的数字読取り方法であって、前記構成体の各辺枠ごとに、辺有無を識別する対象の辺枠内の色濃淡レベルが、識別対象以外の辺枠で辺有の辺枠内の色濃淡レベルと前記識別対象の辺枠の近傍域の背景の色濃淡レベルとのうちの近い方と識別対象の辺枠内の辺有無状態が同じと判断して辺有無を判別し、前記辺有無判定を前記構成体の全辺枠分繰り返し実施して前記構成体に表示された数字を読取る辺有無数字読取りステップと、前記辺有無数字読取りステップを前記数字列の全桁分繰り返して前記数字列を読取る数字列読取りステップと、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の光学的数字読取り方法は、請求項１において、前記辺有無数字読取りステップが、撮像された前記数字列の画像の各桁ごとに、各桁の前記略８字状の構成体の位置及び大きさに関連付けて、第一に前記縦４辺枠及び横３辺枠の７つのそれぞれの辺枠ごとに、前記辺枠の範囲内で予め定めた範囲を辺色濃淡測定個所と設定し、かつ第二に前記辺枠の長辺側の両側であってかつ前記長辺の周縁より外方向の近傍で予め定めた２つの範囲を背景色濃淡測定個所と設定し記憶する色濃淡測定個所設定ステップと、前記０〜９の数字の形態を予め記憶する数字形態記憶ステップと、前記色濃淡測定個所設定ステップ後に、撮像された前記数字列の画像の一つの桁の前記構成体の７つの辺枠ごとに、前記辺枠内の前記辺色濃淡測定個所の全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を辺色濃淡レベルとして算出し、前記２つの背景色濃淡測定個所の全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を背景色濃淡レベルとして算出する辺枠別色濃淡算出ステップと、前記辺枠別色濃淡算出ステップ後に、辺有無を識別する辺枠ごとに、識別対象以外の辺有の辺枠が含まれるように複数の辺枠を予め選択し、前記選択した複数の辺枠の中で辺色濃淡レベルが最も濃い辺枠の前記辺色濃淡レベルを辺有色濃淡レベルとし、前記識別対象の辺枠の前記背景色濃淡レベルを辺無色濃淡レベルとし、前記辺有色濃淡レベルと前記辺無色濃淡レベルとの間であって前記辺有色濃淡レベル寄りで予め定めた色濃淡レベルを辺有無判定の閾値として、前記識別対象の辺枠の前記辺色濃淡レベルが前記閾値より濃い場合は辺有と判定し、前記閾値未満で淡い場合は辺無と判定する辺有無判定ステップと、前記辺有無判定ステップを前記構成体の全辺枠分の７回実施して、前記数字形態記憶ステップで予め記憶している数字の形態に一致する数字を桁の数字として読取る数字読取りステップと、を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の光学的数字読取り方法は、請求項２において、前記辺枠別色濃淡算出ステップより前のステップにおいて、表示画面に表示した撮像による数字列の各桁の略８字状の辺枠の画像構成体に、前記色濃淡測定個所設定ステップで記憶させ前記表示画面に表示した略８字状の辺枠の表示構成体が一致するように、前記表示構成体の拡大又は縮小を可能とし、前記表示構成体の上下左右方向への移動を可能とし、及び、前記表示構成体からなる数字列を一体として上下左右方向への移動を可能とする構成体一致化ステップを備えたことを特徴とする。

請求項４に記載の光学的数字読取り方法は、請求項２又は３において、前記色濃淡測定個所設定ステップにおいて、撮像された前記数字列の画像の各桁ごとに、各桁の前記略８字状の構成体の位置及び大きさに関連付けて、各桁の数字をそれぞれ囲繞する数字枠を設定することを備えたことを特徴とする。

請求項５に記載の光学的数字読取り装置は、各桁ごとに縦４辺枠及び横３辺枠からなる略８字状の構成体により０〜９のいずれかの数字を表示可能なデジタル数字表示部に表示された数字列を撮影手段による撮像により読み取る光学的数字読取り装置であって、前記構成体の各辺枠ごとに、辺有無を識別する対象の辺枠内の色濃淡レベルが、識別対象以外の辺枠で辺有の辺枠内の色濃淡レベルと前記識別対象の辺枠の近傍域の背景の色濃淡レベルとのうちの近い方と識別対象の辺枠内の辺有無状態が同じと判断して辺有無を判別し、前記辺有無判定を前記構成体の全辺枠分繰り返し実施して前記構成体に表示された数字を読取る辺有無数字読取り部と、前記辺有無数字読取り部の作動を前記数字列の全桁分繰り返して前記数字列を読取る数字列読取り部と、を備えることを特徴とする。

請求項６に記載の光学的数字読取り装置は、請求項５において、前記辺有無数字読取り部が、撮像された前記数字列の画像の各桁ごとに、各桁の前記略８字状の構成体の位置及び大きさに関連付けて、第一に前記縦４辺枠及び横３辺枠の７つのそれぞれの辺枠ごとに、前記辺枠の範囲内で予め定めた範囲を辺色濃淡測定個所と設定し、かつ第二に前記辺枠の長辺側の両側であってかつ前記長辺の周縁より外方向の近傍で予め定めた２つの範囲を背景色濃淡測定個所と設定し記憶する色濃淡測定個所設定部と、前記０〜９の数字の形態を予め記憶する数字形態記憶部と、前記撮像された前記数字列の画像の一つの桁の前記構成体の７つの辺枠ごとに、前記辺枠内の前記辺色濃淡測定個所の全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を辺色濃淡レベルとして算出し、前記２つの背景色濃淡測定個所の全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を背景色濃淡レベルとして算出する辺枠別色濃淡算出部と、辺有無を識別する辺枠ごとに、識別対象以外の辺有の辺枠が含まれるように複数の辺枠を予め選択し、前記選択した複数の辺枠の中で辺色濃淡レベルが最も濃い辺枠の前記辺色濃淡レベルを辺有色濃淡レベルとし、前記識別対象の辺枠の前記背景色濃淡レベルを辺無色濃淡レベルとし、前記辺有色濃淡レベルと前記辺無色濃淡レベルとの間であって前記辺有色濃淡レベル寄りで予め定めた色濃淡レベルを辺有無判定の閾値として、前記識別対象の辺枠の前記辺色濃淡レベルが前記閾値より濃い場合は辺有と判定し、前記閾値未満で淡い場合は辺無と判定する辺有無判定部と、前記辺有無判定部を前記構成体の全辺枠分の７回実施して、前記数字形態記憶部で予め記憶している数字の形態に一致する数字を桁の数字として読取る数字読取り部と、を備えることを特徴とする。

請求項７に記載の光学的数字読取り装置は、請求項６において、前記辺枠別色濃淡算出部を作動させる前において、表示画面に表示した撮像による数字列の各桁の略８字状の辺枠の画像構成体に、前記色濃淡測定個所設定部で記憶させ前記表示画面に表示した略８字状の辺枠の表示構成体が一致するように、前記表示構成体の拡大又は縮小を可能とし、前記表示構成体の上下左右方向への移動を可能とし、及び、前記表示構成体からなる数字列を一体として上下左右方向への移動を可能とする構成体一致化部を作動完了していることを特徴とする。

請求項８に記載の光学的数字読取り装置は、請求項６又は７において、前記色濃淡測定個所設定部において、撮像された前記数字列の画像の各桁ごとに、各桁の前記略８字状の構成体の位置及び大きさに関連付けて、各桁の数字をそれぞれ囲繞する数字枠を設定することを備えたことを特徴とする。

請求項１、２、５又は６に記載の発明は、撮影手段により撮像したデジタル数字表示部の背景領域に光の反射や影の影響によりグラデーションが形成されたときであっても、電力量計の積算量を表示するデジタル数字表示部の数字を確実に正確に読み取ることができるという効果を奏する。

請求項３又は７に記載の発明は、魚眼レンズで撮影した電力量計のデジタル数字表示部の各桁ごとの各数字を構成する画像構成体４８が小さくなったり位置がずれた状態で画面に表示されたときに、記憶したデジタル数字表示部の各桁ごとの数字を構成する表示構成体４９の位置及び大きさを前記画像構成体４８の位置及び大きさに一致するように調整でき、これにより色濃淡レベルの測定を測定位置をずらすことなく正確にすることができ数字を正確に読み取ることができるという効果を奏する。

請求項４又は８に記載の発明は、記憶したデジタル数字表示部の各桁ごとの構成体の位置及び大きさと、撮影対象の電力量計のデジタル数字表示部の各桁ごとの構成体の位置及び大きさとを一致させやすくするという効果を奏する。

本発明を構成する各種機器の配置例を示す概要説明図である。本発明の光学的数字読取り方法のステップを示すフロー図である。本発明の光学的数字読取り方法のステップを示すフロー図である。本発明の光学的数字読取り装置のシステム構成を示す図である。縦４辺枠及び横３辺枠からなる略８字状の構成体の説明図であり、（ａ）は辺枠のみを表示した図で、（ｂ）はデジタル数字の０〜９を表示した図で、（ｃ）は電力量計などに表示されたデジタル数字の１例を示す図である。デジタル数字の背景にグラデーションが形成された状態の１例を示す図である。色濃淡レベルが同一であっても背景の色濃淡レベルの違いにより色濃淡レベルが異なって見えることを説明する図である。カメラ等の撮影手段により撮像され画面表示された電力量計のデジタル数字表示部の形態の事例を説明する図で、（ａ）が撮影対象の電力量計のデジタル数字表示部の状態を示す図で、（ｂ）が魚眼レンズのカメラで撮影した画像の電力量計のデジタル数字表示部の状態を示す図である。色濃淡測定個所設定ステップで記憶させた構成体列の説明図である。撮影した電力量計のデジタル数字表示部の画像の位置・大きさに、装置に記憶しているデジタル数字列の位置・大きさを一致化させるときの説明図で、（ａ）がカメラで撮影した電力量計のデジタル数字表示部の画像の位置・大きさがすべて同じ場合を示す図で、（ｂ）が魚眼レンズで撮影した電力量計のデジタル数字表示部の画像の位置・大きさを示す図で、（ｃ）が撮影した電力量計のデジタル数字表示部の画像の位置・大きさに、装置に記憶しているデジタル数字列の位置・大きさを一致化を示す図である。縦４辺枠及び横３辺枠からなる略８字状の構成体の説明図であり、（ａ）が色濃淡測定個所を説明する図で、（ｂ）が辺枠と数字枠との説明図である。一つの辺枠に対する辺色濃淡測定個所及び２つの背景色濃淡測定個所の色濃淡を算出するときの説明図である。辺有無判定ステップの説明図である。電力量計を多数設置した場合の本発明を構成する機器の配置例を示す図である。

電力量計の積算量を表示すデジタル数字表示部２６を撮像すると、図６に示すように、メータの数字以外の背景４５は同一色であるのに照明や太陽光等の光の照射によってグラデーションが形成されることがある。背景４５にグラデーションが形成されると、例えば図７に示すように、色の濃度が右側が濃く左側が淡くなるように背景ｇにグラデーションが形成されていると、範囲ｍ１と範囲ｍ２の色濃淡レベルが同じであっても、背景ｇの色濃淡レベルが濃い方に置かれた範囲ｍ２は淡く見え、背景ｇの色濃淡レベルが淡い方に置かれた範囲ｍ１は濃く見える。このように、図６において、グラデーションが形成された背景４５の色が濃い部分に数字を構成する辺が存すると、数字を構成する辺と背景４５との色の濃淡の差が少なくなりデジタル数字を構成する辺があるのにないと誤読取りされたり辺がないのにあると誤読取りされたりし、例えば図６の場合では「８」を「６」と誤読取りする問題があった。

本発明の光学的数字読取り方法１、１０及び装置３０は、図１に示すように、電力量計２１の積算量を表示すデジタル数字表示部２６、カメラ等の撮影手段２２、撮影した画像を記憶する画像記録装置２３、撮像した前記デジタル表示部２６の画像を表示する画像表示部２５、並びに、制御部２４を備える。また、電力量計２１を複数設置する場合は、図１４に示すように、電力量計２１ごとに対向させてカメラ等の撮影手段２２を設置し、一つの前記画像記録装置２３に記憶し一つの画像表示部２５に画像を表示する。

本発明の光学的数字読取り方法１は、図２に示すように、各桁ごとに縦４辺枠４１及び横３辺枠４１からなる略８字状の構成体４０により０〜９のいずれかの数字を表示可能なデジタル数字表示部２６に表示された数字列を撮影手段による撮像により読み取る光学的数字読取り方法１であって、前記構成体４０の各辺枠４１ごとに、辺有無を識別する対象の辺枠４１内の色濃淡レベルが、識別対象以外の辺枠４１で辺有の辺枠内の色濃淡レベルと前記識別対象の辺枠４１の近傍域の背景４５の色濃淡レベルとのうちの近い方と識別対象の辺枠４１内の辺有無状態が同じと判断して辺有無を判別し、前記辺有無判定を前記構成体４０の全辺枠分繰り返し実施して前記構成体４０に表示された数字を読取る辺有無数字読取りステップ２と、前記辺有無数字読取りステップ２を前記数字列の全桁分繰り返して前記数字列を読取る数字列読取りステップ８と、を備える。

前記撮影手段２２による撮像された画像は、光学的数字読取り方法１０を表す図３に示すように、電力量計２１の積算量を表示すデジタル数字表示部２６をカメラ等の撮影手段２２で撮像する撮影ステップ１２、前記撮影ステップ１２で撮影された画像を記憶する画像記憶ステップ１３、前記記憶した画像を画面等の画像表示手段に表示する画像表示ステップ１４により画像表示部２５の画面に表示される。

本発明の光学的数字読取り方法１、１０は、図５（ａ）に示すように各桁ごとに縦４辺枠４１及び横３辺枠４１からなる略８字状の構成体４０により、図５（ｂ）に示すような０〜９のいずれかのデジタル数字４３を表示可能なデジタル数字表示部２６に、図５（ｃ）に示すように表示された数字列を撮影手段による撮像により読み取る方法である。なお、図５（ｃ）に示すように小数点４２の有無の判別も辺有無の判別と同じ方法で可能である。

そして、前記辺有無数字読取りステップ２が、撮像された前記数字列の画像の各桁ごとに、各桁の前記略８字状の構成体４０の位置及び大きさに関連付けて、第一に前記縦４辺枠４１及び横３辺枠４１の７つのそれぞれの辺枠４１ごとに、前記辺枠４１の範囲内で予め定めた範囲（例えば図１２における範囲Ａ）を辺色濃淡測定個所と設定し、かつ第二に前記辺枠４１の長辺側の両側であってかつ前記長辺の周縁より外方向の近傍で予め定めた２つの範囲（例えば図１２における範囲Ｂ及び範囲Ｃ）を背景色濃淡測定個所と設定し記憶する色濃淡測定個所設定ステップ４と、前記０〜９の数字の形態を予め記憶する数字形態記憶ステップ３と、前記色濃淡測定個所設定ステップ４後に、撮像された前記数字列の画像の一つの桁の前記構成体４０の７つの辺枠４１ごとに、前記辺枠４１内の前記辺色濃淡測定個所の全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を辺色濃淡レベルとして算出し、前記２つの背景色濃淡測定個所の全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を背景色濃淡レベルとして算出する辺枠別色濃淡算出ステップ５と、前記辺枠別色濃淡算出ステップ５後に、辺有無を識別する辺枠４１ごとに、識別対象以外の辺有の辺枠４１が含まれるように複数の辺枠４１を予め選択し、前記選択した複数の辺枠４１の中で辺色濃淡レベルが最も濃い辺枠４１の前記辺色濃淡レベルを辺有色濃淡レベルとし、前記識別対象の辺枠４１の前記背景色濃淡レベルを辺無色濃淡レベルとし、前記辺有色濃淡レベルと前記辺無色濃淡レベルとの間であって前記辺有色濃淡レベル寄りで予め定めた色濃淡レベルを辺有無判定の閾値として、前記識別対象の辺枠４１の前記辺色濃淡レベルが前記閾値より濃い場合は辺有と判定し、前記閾値未満で淡い場合は辺無と判定する辺有無判定ステップ６と、前記辺有無判定ステップ６を前記構成体４０の全辺枠４１分の７回実施して、前記数字形態記憶ステップ３で予め記憶している数字の形態に一致する数字を桁の数字として読取る数字読取りステップ７と、を備える。

前記色濃淡測定個所設定ステップ４は、撮像された前記数字列４４の画像の各桁ごとに、各桁の前記略８字状の構成体４０の位置及び大きさに関連付けて、第一に図１１（ａ）の辺枠イ〜トのいずれかや図１２の範囲Ａに示すように前記縦４辺枠４１及び横３辺枠４１の７つのそれぞれの辺枠４１ごとに、一つの辺枠４１の範囲内で予め定めた範囲を辺色濃淡測定個所と設定し、かつ第二に図１１（ａ）の範囲ａ及びｂや図１２の範囲Ｂ及びＣに示すように前記一つの辺枠の長辺側の両側であってかつ前記長辺の周縁より外方向の近傍で予め定めた２つの範囲を背景色濃淡測定個所と設定し記憶する。色濃淡の測定値として例えばＲＢＧ値を使用する。

ここで、前記色濃淡測定個所設定ステップ４において、撮像された前記数字列の画像の各桁ごとに、各桁の前記略８字状の構成体４０の位置及び大きさに関連付けて、さらに図１１（ｂ）に示すように第三に各桁の数字をそれぞれ囲繞する数字枠４６を設定する。

次に、前記数字形態記憶ステップ３は、撮像された前記数字列４４の画像に表示される、例えば図５（ｂ）に示すような０〜９のデジタル数字４３の形態を予め記憶する。

次に、前記辺枠別色濃淡算出ステップ５は、撮像された前記数字列４４の画像の一つの桁の前記縦４辺枠４１及び横３辺枠４１の７つの辺枠４１ごとに、図１２に示すように、一つの辺枠４１の前記辺色濃淡測定個所の範囲Ａの全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を辺領域色濃淡レベルとして算出し、前記２つの背景色濃淡測定個所の範囲Ｂ及び範囲Ｃの全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を背景色濃淡レベルとして算出する。例えば、図１２において１マス目が１画素の場合に、一つの辺枠４１の前記辺色濃淡測定個所の全画素の範囲は黒線で囲まれた範囲Ａに該当し、前記２つの背景色濃淡測定個所の全画素の範囲は黒線で囲まれた範囲Ｂ及び範囲Ｃに該当する。

次に、前記辺有無判定ステップ６は辺有無を識別する辺枠４１ごとに、前記画像に表示された数字を構成する辺枠４１が含まれるように他の複数の辺枠４１を予め選択し、前記選択した複数の辺枠４１の中で辺色濃淡レベルが最も濃い辺枠４１の前記辺色濃淡レベルを辺有色濃淡レベルとし、前記辺有無を識別する辺枠４１の前記背景色濃淡レベルを辺無色濃淡レベルとし、該辺有色濃淡レベルと該辺無色濃淡レベルとの間であって前記辺有色濃淡レベル寄りで予め定めた色濃淡レベルを辺有無判定の閾値として、前記辺有無を識別する辺の前記辺領域色濃淡レベルが前記閾値より濃い場合は辺が有と判定し、前記閾値未満で淡い場合は辺が無と判定する。なお、図３に示すように、前記辺有無判定ステップ６は、画像の大きさが図８（ｂ）に示すように不均一である場合には前記構成体一致化ステップ１１や画像表示ステップ１４の後に実施する。

前記他の複数の辺枠４１を予め選択する例として、辺有無を識別する辺枠４１の範囲イとする場合は辺枠イを辺有とした場合には隣接する辺枠ロ又は辺枠ヘのうちの少なくとも一つの辺枠４１は辺有であるから辺枠ロ及び辺枠ヘを選択し、辺有無を識別する辺枠４１を辺枠ロとする場合は辺枠ロを辺有とした場合には隣接する辺枠イ又は辺枠ハのうちの少なくとも一つの辺枠４１は辺有であるから辺枠イ及び辺枠ハを選択し、辺有無を識別する辺枠４１を辺枠ハとする場合は辺枠ハを辺有とした場合には隣接する辺枠ロ又は辺枠ニのうちの少なくとも一つの辺枠４１は辺有であるから辺枠ロ及び辺枠ニを選択し、辺有無を識別する辺枠４１を辺枠ニとする場合は辺枠ニを辺有とした場合には隣接する辺枠ハ又は辺枠ホのうちの少なくとも一つの辺枠４１は辺有であるから辺枠ハ及び辺枠ホを選択し、辺有無を識別する辺枠４１を辺枠ホとする場合は辺枠ホを辺有とした場合には隣接する辺枠ニ又は辺枠ヘ及び対向する辺枠ハのうちの少なくとも一つの辺枠４１は辺有であるから辺枠ニ、辺枠ヘ及び辺枠ハを選択し、辺有無を識別する辺枠４１を辺枠ヘとする場合は辺枠ヘを辺有とした場合には隣接する辺枠イ又は辺枠トのうちの少なくとも一つの辺枠４１は辺有であるから辺枠イ及び辺枠トを選択し、辺有無を識別する辺枠４１を辺枠トとする場合は辺枠トを辺有とした場合には隣接する辺枠ロ又は辺枠ヘのうちの少なくとも一つの辺枠４１は辺有であるから辺枠ロ及び辺枠ヘを選択する。

辺の有無の識別は、図１１（ａ）や図１３に示すように、前記選択した複数の辺枠４１の中で辺色濃淡レベルが最も濃い辺枠の前記辺色濃淡レベルを辺有色濃淡レベルＵとし、例えば、図１１（ａ）において辺枠イに対しての辺有無識別をするとした場合は、辺枠ロの辺色濃淡レベルと辺枠ヘの辺色濃淡レベルを比較し最も濃い辺枠４１の辺色濃淡レベルを辺有色濃淡レベルＵとする。ここで、辺枠イが辺有の場合は０、２、３、５、６、７、８及び９の数字は必ず辺枠ロ及び辺枠ヘの少なくとも１辺が辺有であるので例えば辺有を黒色で表示する場合には黒色のＲＢＧ値が辺有色濃淡レベルとなる。一方、辺枠イが辺無の場合は１の４の数字は必ず辺枠ロ及び辺枠ヘの少なくとも１辺が辺有であるので例えば辺色を黒色で表示する場合には黒色のＲＢＧ値が辺有色濃淡レベルとなる。

また、辺枠イの背景色濃淡レベルは、図１１（ａ）で示す範囲ａ及び範囲ｂであるので、前記範囲ａ及び範囲ｂの背景色濃淡レベルを辺無色濃淡レベルＷとする。ここで、背景色を白色とすると前記背景色濃淡レベルは白色のＲＢＧ値となる。

そして、前記辺有色濃淡レベルＵの黒色のＲＢＧ値と前記辺無色濃淡レベルＷの白色のＲＢＧ値との間であって前記辺有色濃淡レベルＵ寄りで予め定めた色濃淡レベルを辺有無判定の閾値Ｓとして、前記辺有無を識別する辺の前記辺色濃淡レベルが前記閾値Ｓより濃い場合は辺有と判定し、前記閾値Ｓ未満で淡い場合は辺無と判定する。この閾値Ｓは、辺有を背景と判断し辺無と誤判断をしないように、また辺無を辺有と誤判断をしないように色濃淡レベルを事前に求めて設定する。

次に、前記閾値Ｓを例えば白色と黒色との中間Ｔより辺有色濃淡レベルＵ寄りのＲＢＧ値と設定した場合には、辺枠イの辺色濃淡レベルが図１３に示すように矢印Ｆの場合は前記閾値Ｓより濃い場合となるので辺有と判定し、矢印Ｇの場合、前記閾値Ｓより辺無色濃淡レベルＷ寄りの淡い場合となるので辺無と判定する。このように辺枠４１単位で辺有無判定を実施する。

次に、前記数字読取りステップ７は、前記辺有無判定ステップ６を縦４辺枠４１及び横３辺枠４１の全辺枠分の７回実施して、前記数字形態記憶ステップ３で予め記憶している数字の形態に一致する数字を前記７回実施した桁の数字として確定する。このようにして一つの桁の数字を読取る。

次に、前記数字列読取りステップ８は、前記辺有無判定ステップ６から前記数字読取りステップ７までを前記数字列の桁数分だけ繰り返して前記数字列の全桁の数字を読取る。このようにして前記デジタル数字表示部２６に表示された数字列を正確に読み取ることができる。

前記構成体一致化ステップ１１について説明する。まず、電力量計の積算量を表示すデジタル数字表示部２６をカメラ等の撮影手段２２により撮影した画像の構成体４０を図８に示すように画像構成体４８として黒色で表示する。前記画像構成体４８は、図８（ａ）に示すように構成体列４７の画像構成体４８の大きさが同じ場合や、図８（ｂ）に示すように魚眼レンズで撮影した場合は構成体列４７の画像構成体４８の大きさが中央部に比べて左右端側にいくほど小さくなる場合がある。次に、前記色濃淡測定個所設定ステップ４で記憶させて画面に表示した構成体列４７の構成体４０を図９に示すように表示構成体４９として黒色抜きで表示する。図９に示すように構成体列４７の表示構成体４９の大きさは同じである。

前記構成体一致化ステップ１１では、まず図８に示すような撮影した画像の構成体列４７に、図９に示すような記憶させている構成体列４７を重ね合せる。すると、図８（ａ）に示すような構成体列４７の画像構成体４８の大きさが同じ画像の場合は図１０（ａ）に示すように撮像された画像の構成体列４７と記憶させた構成体列４７の大きさ・位置が一致し、各桁の画像構成体４８と表示構成体４９との大きさ・位置が一致する。しかし、図８（ｂ）に示すように魚眼レンズなどの撮影手段２２で撮像された画像の画像構成体４８の大きさ・位置が異なる構成体列４７の場合は、図１０（ｂ）に示すように構成体列４７の大きさ・位置が不一致となり、各桁の画像構成体４８と表示構成体４９との大きさ・位置が不一致の桁が生ずる。この場合に構成体一致化ステップ１１で撮像された画像の構成体列４７の画像構成体４８に、記憶させ画面に表示させた構成体列４７の表示構成体４９の大きさ・位置を調整して図１０（ｃ）に示すように一致させる。この一致させるときに表示構成体４９の各桁の数字枠４６を、画像構成体４８の各桁の数字を囲繞するように調整することにより容易に一致させることができる。

すなわち、前記辺枠別色濃淡算出ステップ５より前のステップにおいて、表示画面に表示した撮像による数字列の各桁の略８字状の辺枠４１の画像構成体４８に、前記色濃淡測定個所設定ステップ４で記憶させ前記表示画面に表示した略８字状の辺枠４１の表示構成体４９の一つ一つが一致するように、前記一つ一つの表示構成体４９の拡大又は縮小を可能とし、前記一つ一つの表示構成体４９の上下左右方向への移動を可能とし、及び、前記複数の表示構成体４９からなる構成体列４７を一体として上下左右方向への移動を可能とする構成体一致化ステップ１１を備える。これにより、撮像された画像の画像構成体４８からなる構成体列４７と記憶させた表示構成体４９からなる構成体列４７の大きさ・位置を一致させる。

次に、光学的数字読取り装置３０は、各桁ごとに縦４辺枠及び横３辺枠からなる略８字状の構成体により０〜９のいずれかの数字を表示可能なデジタル数字表示部に表示された数字列を撮影手段による撮像により読み取る光学的数字読取り装置であって、前記構成体の各辺枠ごとに、辺有無を識別する対象の辺枠内の色濃淡レベルが、識別対象以外の辺枠で辺有の辺枠内の色濃淡レベルと前記識別対象の辺枠の近傍域の背景の色濃淡レベルとのうちの近い方と識別対象の辺枠内の辺有無状態が同じと判断して辺有無を判別し、前記辺有無判定を前記構成体の全辺枠分繰り返し実施して前記構成体に表示された数字を読取る辺有無数字読取り部と、前記辺有無数字読取り部の作動を前記数字列の全桁分繰り返して前記数字列を読取る数字列読取り部と、を備える。

そして、前記辺有無数字読取り部が、撮像された前記数字列の画像の各桁ごとに、各桁の前記略８字状の構成体の位置及び大きさに関連付けて、第一に前記縦４辺枠及び横３辺枠の７つのそれぞれの辺枠ごとに、前記辺枠の範囲内で予め定めた範囲を辺色濃淡測定個所と設定し、かつ第二に前記辺枠の長辺側の両側であってかつ前記長辺の周縁より外方向の近傍で予め定めた２つの範囲を背景色濃淡測定個所と設定し記憶する色濃淡測定個所設定部と、前記０〜９の数字の形態を予め記憶する数字形態記憶部と、前記撮像された前記数字列の画像の一つの桁の前記構成体の７つの辺枠ごとに、前記辺枠内の前記辺色濃淡測定個所の全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を辺色濃淡レベルとして算出し、前記２つの背景色濃淡測定個所の全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を背景色濃淡レベルとして算出する辺枠別色濃淡算出部と、辺有無を識別する辺枠ごとに、識別対象以外の辺有の辺枠が含まれるように複数の辺枠を予め選択し、前記選択した複数の辺枠の中で辺色濃淡レベルが最も濃い辺枠の前記辺色濃淡レベルを辺有色濃淡レベルとし、前記識別対象の辺枠の前記背景色濃淡レベルを辺無色濃淡レベルとし、前記辺有色濃淡レベルと前記辺無色濃淡レベルとの間であって前記辺有色濃淡レベル寄りで予め定めた色濃淡レベルを辺有無判定の閾値として、前記識別対象の辺枠の前記辺色濃淡レベルが前記閾値より濃い場合は辺有と判定し、前記閾値未満で淡い場合は辺無と判定する辺有無判定部と、前記辺有無判定部を前記構成体の全辺枠分の７回実施して、前記数字形態記憶部で予め記憶している数字の形態に一致する数字を桁の数字として読取る数字読取り部と、を備える。

前記辺枠別色濃淡算出部を作動させる前において、表示画面に表示した撮像による数字列の各桁の略８字状の辺枠の画像構成体に、前記色濃淡測定個所設定部で記憶させ前記表示画面に表示した略８字状の辺枠の表示構成体が一致するように、前記表示構成体の拡大又は縮小を可能とし、前記表示構成体の上下左右方向への移動を可能とし、及び、前記表示構成体からなる数字列を一体として上下左右方向への移動を可能とする構成体一致化部を作動完了している。

そして、前記色濃淡測定個所設定部３３において、撮像された前記数字列４４の画像の各桁ごとに、各桁の前記略８字状の構成体の位置及び大きさに関連付けて、各桁の数字をそれぞれ囲繞する数字枠４６を設定することを備える。

１光学的数字読取り方法
２辺有無数字読取りステップ
３数字形態記憶ステップ
４色濃淡測定個所設定ステップ
５辺枠別色濃淡算出ステップ
６辺有無判定ステップ
７数字読取りステップ
８数字列読取りステップ
１０光学的数字読取り方法
１１構成体一致化ステップ
２１電力量計
２２撮影手段
２３画像記憶装置
２４制御部
２５画像表示部
２６デジタル数字表示部
３０光学的数字読取り装置
３１辺有無数字読取り部
３２数字列読取り部
３３色濃淡測定個所設定部
３４数字形態記憶部
３５辺枠別色濃淡算出部
３６辺有無判定部
３７数字読取り部
３８構成体一致化部
４０構成体
４１辺枠
４２小数点
４３デジタル数字
４４数字列
４５背景
４６数字枠
４７構成体列
４８画像構成体
４９表示構成体
Ａ範囲
Ｂ範囲
Ｃ範囲
Ｓ閾値
Ｔ中間
Ｕ辺有色濃淡レベル
Ｗ辺無色濃淡レベル
ｇ背景
ｍ１範囲
ｍ２範囲

Claims

各桁ごとに縦４辺枠及び横３辺枠からなる略８字状の構成体により０〜９のいずれかの数字を表示可能なデジタル数字表示部に表示された数字列を撮影手段による撮像により読み取る光学的数字読取り方法であって、
前記構成体の各辺枠ごとに、辺有無を識別する対象の辺枠内の色濃淡レベルが、識別対象以外の辺枠で辺有の辺枠内の色濃淡レベルと前記識別対象の辺枠の近傍域の背景の色濃淡レベルとのうちの近い方と識別対象の辺枠内の辺有無状態が同じと判断して辺有無を判別し、前記辺有無判定を前記構成体の全辺枠分繰り返し実施して前記構成体に表示された数字を読取る辺有無数字読取りステップと、前記辺有無数字読取りステップを前記数字列の全桁分繰り返して前記数字列を読取る数字列読取りステップと、を備えることを特徴とする光学的数字読取り方法。
前記辺有無数字読取りステップが、
撮像された前記数字列の画像の各桁ごとに、各桁の前記略８字状の構成体の位置及び大きさに関連付けて、第一に前記縦４辺枠及び横３辺枠の７つのそれぞれの辺枠ごとに、前記辺枠の範囲内で予め定めた範囲を辺色濃淡測定個所と設定し、かつ第二に前記辺枠の長辺側の両側であってかつ前記長辺の周縁より外方向の近傍で予め定めた２つの範囲を背景色濃淡測定個所と設定し記憶する色濃淡測定個所設定ステップと、
前記０〜９の数字の形態を予め記憶する数字形態記憶ステップと、
前記色濃淡測定個所設定ステップ後に、撮像された前記数字列の画像の一つの桁の前記構成体の７つの辺枠ごとに、前記辺枠内の前記辺色濃淡測定個所の全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を辺色濃淡レベルとして算出し、前記２つの背景色濃淡測定個所の全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を背景色濃淡レベルとして算出する辺枠別色濃淡算出ステップと、
前記辺枠別色濃淡算出ステップ後に、辺有無を識別する辺枠ごとに、識別対象以外の辺有の辺枠が含まれるように複数の辺枠を予め選択し、前記選択した複数の辺枠の中で辺色濃淡レベルが最も濃い辺枠の前記辺色濃淡レベルを辺有色濃淡レベルとし、前記識別対象の辺枠の前記背景色濃淡レベルを辺無色濃淡レベルとし、前記辺有色濃淡レベルと前記辺無色濃淡レベルとの間であって前記辺有色濃淡レベル寄りで予め定めた色濃淡レベルを辺有無判定の閾値として、前記識別対象の辺枠の前記辺色濃淡レベルが前記閾値より濃い場合は辺有と判定し、前記閾値未満で淡い場合は辺無と判定する辺有無判定ステップと、
前記辺有無判定ステップを前記構成体の全辺枠分の７回実施して、前記数字形態記憶ステップで予め記憶している数字の形態に一致する数字を桁の数字として読取る数字読取りステップと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の光学的数字読取り方法。
前記辺枠別色濃淡算出ステップより前のステップにおいて、
表示画面に表示した撮像による数字列の各桁の略８字状の辺枠の画像構成体に、前記色濃淡測定個所設定ステップで記憶させ前記表示画面に表示した略８字状の辺枠の表示構成体が一致するように、前記表示構成体の拡大又は縮小を可能とし、前記表示構成体の上下左右方向への移動を可能とし、及び、前記表示構成体からなる数字列を一体として上下左右方向への移動を可能とする構成体一致化ステップを備えたことを特徴とする請求項２に記載の光学的数字読取り方法。
前記色濃淡測定個所設定ステップにおいて、撮像された前記数字列の画像の各桁ごとに、各桁の前記略８字状の構成体の位置及び大きさに関連付けて、各桁の数字をそれぞれ囲繞する数字枠を設定することを備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載の光学的数字読取り方法。
各桁ごとに縦４辺枠及び横３辺枠からなる略８字状の構成体により０〜９のいずれかの数字を表示可能なデジタル数字表示部に表示された数字列を撮影手段による撮像により読み取る光学的数字読取り装置であって、
前記構成体の各辺枠ごとに、辺有無を識別する対象の辺枠内の色濃淡レベルが、識別対象以外の辺枠で辺有の辺枠内の色濃淡レベルと前記識別対象の辺枠の近傍域の背景の色濃淡レベルとのうちの近い方と識別対象の辺枠内の辺有無状態が同じと判断して辺有無を判別し、前記辺有無判定を前記構成体の全辺枠分繰り返し実施して前記構成体に表示された数字を読取る辺有無数字読取り部と、前記辺有無数字読取り部の作動を前記数字列の全桁分繰り返して前記数字列を読取る数字列読取り部と、を備えることを特徴とする光学的数字読取り装置。
前記辺有無数字読取り部が、
撮像された前記数字列の画像の各桁ごとに、各桁の前記略８字状の構成体の位置及び大きさに関連付けて、第一に前記縦４辺枠及び横３辺枠の７つのそれぞれの辺枠ごとに、前記辺枠の範囲内で予め定めた範囲を辺色濃淡測定個所と設定し、かつ第二に前記辺枠の長辺側の両側であってかつ前記長辺の周縁より外方向の近傍で予め定めた２つの範囲を背景色濃淡測定個所と設定し記憶する色濃淡測定個所設定部と、
前記０〜９の数字の形態を予め記憶する数字形態記憶部と、
前記撮像された前記数字列の画像の一つの桁の前記構成体の７つの辺枠ごとに、前記辺枠内の前記辺色濃淡測定個所の全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を辺色濃淡レベルとして算出し、前記２つの背景色濃淡測定個所の全画素で測定した画素ごとの色濃淡レベルの平均値を背景色濃淡レベルとして算出する辺枠別色濃淡算出部と、
辺有無を識別する辺枠ごとに、識別対象以外の辺有の辺枠が含まれるように複数の辺枠を予め選択し、前記選択した複数の辺枠の中で辺色濃淡レベルが最も濃い辺枠の前記辺色濃淡レベルを辺有色濃淡レベルとし、前記識別対象の辺枠の前記背景色濃淡レベルを辺無色濃淡レベルとし、前記辺有色濃淡レベルと前記辺無色濃淡レベルとの間であって前記辺有色濃淡レベル寄りで予め定めた色濃淡レベルを辺有無判定の閾値として、前記識別対象の辺枠の前記辺色濃淡レベルが前記閾値より濃い場合は辺有と判定し、前記閾値未満で淡い場合は辺無と判定する辺有無判定部と、
前記辺有無判定部を前記構成体の全辺枠分の７回実施して、前記数字形態記憶部で予め記憶している数字の形態に一致する数字を桁の数字として読取る数字読取り部と、を備えることを特徴とする請求項５に記載の光学的数字読取り装置。
前記辺枠別色濃淡算出部を作動させる前において、
表示画面に表示した撮像による数字列の各桁の略８字状の辺枠の画像構成体に、前記色濃淡測定個所設定部で記憶させ前記表示画面に表示した略８字状の辺枠の表示構成体が一致するように、前記表示構成体の拡大又は縮小を可能とし、前記表示構成体の上下左右方向への移動を可能とし、及び、前記表示構成体からなる数字列を一体として上下左右方向への移動を可能とする構成体一致化部を作動完了していることを特徴とする請求項６に記載の光学的数字読取り装置。
前記色濃淡測定個所設定部において、撮像された前記数字列の画像の各桁ごとに、各桁の前記略８字状の構成体の位置及び大きさに関連付けて、各桁の数字をそれぞれ囲繞する数字枠を設定することを備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の光学的数字読取り装置。