JPH01220075A - 表示部読取方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、被写体が例えばびん鉢底面の表示部のよう
に回転して方向が定まらないような場合に適する表示部
読取方法に係る。

（従来の技術） 例えば、びん体の底面に設けられた会社マークや型番等
の表示部のように回転し方向が定まらない読取対象には
、帳票やハガキ類に用いられる通常の読取方法は使用で
きない。

そこで、従来においてはびん鉢底面の表示部を方向性の
ないコード等により形成して自動的な読取を可能にする
方法が試みられている。しかしながら、コード等の専用
の記号によって形成した表示部は人間には不便であり、
また専用の金型が必要になるなどの不都合もあった。

（発明か解決しようとする課題） この発明は、びん鉢底面の表示部のように方向がさだま
らない表示部がたとえ数字やローマ字、マーク等により
表示されていても読取可能な表示部読取方法を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） すなわち、この発明の表示部読取方法はＴＶカメラによ
り撮像した被写体の映像の画素信号をデジタル変換後２
イ１化して２値化画素信号を求め、前記２値化画素信号
から被処理画像となる原画像を作成する原画像作成手段
と、前記原画像をあらかじめ定めた複数の矩形領域に分
割し、前記各矩形領域毎に領域内の２値化画素信号のう
ち画像との前記被写体の背景側と区別される表示部パタ
ーンの側の出力の２値化画素信号の数を計数して数量デ
ータを求め、前記各数量データを対応する前記矩形領域
に関係付けてならべて前記数量データを構成単位とする
ワードマツプを作成するワードマツプ作成手段と、前記
ワードマツプの各数量データを２値化して２値化数量信
号を求め、前記各ｚ値化数量信号を対応する前記数量デ
ータに関係付けてならべて前記２値化数量信号を構成単
位とするビットマツプを作成するビットマツプ作成手段
と、前記ビットマップの２値化数量信号のうち前記ワー
ドマツプの数量データが２値化の際に２値化数量レベル
以上あった各２値化数量信号と対応する前記ワードマツ
プの数量データおよび該数量データに対応する前記原画
像の矩形領域の座標から前記原画像上の表示部パターン
の概ねの重心および傾き角度を求める第１計算手段と、
前記原画像の表示部パターンを前記重心を中心に前記傾
き角度だけ回転して画像上の水平位置に表示部パターン
を有する第２画像を求める第２画像作成手／ 段と、前記第２画像の表示部パターンの水平方向と垂直
方向の写像をとり前記第２画像上の表示部パターンの傾
き補正角度を求める第２計算手段と。

前記第２画像の表示部パターンを前記傾き補正角度たけ
回転して画像上の表示部パターンの水平位置を補正した
第３画像を求める第３画像作成手段と、前記第３画像の
表示部パターンを基にしてマスターパターンとのマツチ
ングをパターン姿勢が正しい正立マスターパターンと逆
さまの倒立マスターパターンとの双方により行ない前記
表示部パターンの読み取りを行なう読取手段とからなる
ことを特徴とする方法である。

（作用） この方法においては、ＴＶカメラによる被写体の映像か
−ら原画像を作成する。前記原画像からはその２値化画
素信号を加工してワードマツプを作成し、ワードマツプ
からはビットマツプを作成する。そして、傾いた原画像
上の表示部パターンを水平位置になおす処理を可能にす
るために、まず第１計算手段では原画像上の表示部パタ
ーンの重心と傾き角度を計算し、第２画像作成手段によ
り表示部パターンを前記重心を中心に前記傾き角度たけ
回転して水平位置にした第２画像を求める。

この際、第１計算手段において扱う計算データはビット
マツプにより選択されたワードマツプの数量データおよ
び原画像上の矩形領域の座標を中心とし、決して原画像
の各２値化画素信号の信号出力と座標のデータから計算
するのではないから。

極めて高速で行なわれる。第２計算手段ては、水平にし
た表示部パターンの水平方向と垂直方向の写像をとり前
記表示部パターンの傾き補正角度を求め、第３画像作成
手段において表示部パターンを前記傾き補正角度回転し
て、表示部パターンの水平位置を補正した第３画像を得
る。

読取手段においては、表示部パターンのマスターパター
ンとのマツチングを正立マスターパターンと倒立マスタ
ーパターンとの双方により行なうことにより、水平ては
あるか正逆がわからない表示部パターンのマツチングを
可億にしている。

（実施例） 以下この発明の実施例を図面にしたかって説明する。添
付の図面第１図はこの発明方法を実施する装置の一例を
示すびん底の表示部のための読取装欝のブロック図、第
２図および第３図はこの発明方法の実施例のフローチャ
ート、第４図ないし第１１図は画像処理過程を示すイメ
ージ図である。

第１図に図示したこの表示部読取方法を実施する装置は
、−例としてびん体の底面の表示部を読み取る装置を示
す、この装置は図示したようにＣＰＵボードｌＯと光源
１１、センサ１２．ＴＶ左カメラ３、外部端末装置１４
および外部メモリ装２１１５を備えている。また、前記
ＣＰＵボードｌＯとマルチパス１６を介して接続した画
像入力ボート１７画像処理ボード１８、バッファメモリ
ボード１９を備えている。

光１ＩＡｌｌはびん体Ｂの底面Ｂｌに向けて方向性の強
い光を照射するものである。方向性の光は例えば拡散光
を反射鏡の組合せにより得られる。

センサ１２はびん体Ｂを検知するもので、ＴＶ左カメラ
３のシャッタタイミングかとられる。

ＴＶ左カメラ３は、実施例では画素が２５６行５１２列
のマトリックス状に配列されている。

（作動） 以下この装置かびん底の表示部を読み取る方法を、第２
図および第３図のフローチャートと、第４図ないし第１
４図の画像のイメージ図にしたがい説明する。

まず、第２図のフローチャートから、原画像作成手段（
Ｆ２）から読取手段（ＦＩＯ）に至るまでの過程を説明
する。

原画像作成手段（Ｆ２）においては、ＴＶカメラにより
びん体底面の映像が取り込まれると（Ｆｌ）、前記映像
を構成する２５６行５１２列の各画素信号が多値にデジ
タル変換後、あらかじめ定めた２値化レベルに基いて２
値化され、２値化画素信号か求められる。この２値化画
素信号から原画像は作成される。なお、この原画像作成
手段においては、前記２値化レベルを可変することによ
り不要な情報、例えば表示部パターンより濃淡レベルが
淡いノイズ成分等が除去される。

第４図は原画像の一例を示すイメージ図である。

原画像２０は上述した手段により２５６行５１２列の各
２値化画素信号がら構成されている。

図中細点で表わした黒、地出力の２値化画素信号「０」
により示されるのは、ここでは表示パターン２１である
。微細なノイズ成分等も、ここてはｒＯＪにより示され
る。白地出力の２値化画素信号ｒｌＪにより示されるの
は、背景パターン２２である。なお、実施例において説
明するびん体底面の表示部読取では、２値化画素信号「
０」が出力される部分に上述の表示部パターン２１のほ
かびん体底面の周縁部による周縁ノイズ部２３が含まれ
る。これは、第１図に図示したようにびん体Ｂの底面Ｂ
ｌの表示部Ｂ２および底面周縁部Ｂ３は、光源１１から
の光が乱反射して映像が黒地に結ばれるからである。底
面中央部Ｂ４は、光源ｌｌからの光が通過して映像が白
地の背景パターンとして結ばれる。この周縁ノイズ部２
３は後の周縁ノイズ部除去手段（Ｆ５）において除かれ
る。

ワードマツプ作成手段（Ｆ３）では、前記原画像から、
ワードマツプを作成する。第５図はワードマツプの一例
を示すイメージ図である。

ワードマツプ２５を作成する手段では、前記原画像２０
かあらかじめ定めた複数の矩形領域に分割される。実施
例では、ｇ４５図に図示したように１つの矩形領域は８
ｘ１６）’ットとされ、原画像全体が３２行３２列のマ
トリックス状の複数の矩形領域に区分される。そして、
前記各矩形領域毎に領域内の２値化画素信号ｒＯＪの数
が係数され数量データが求められる。数量データは実施
例では、第７図に図示したように１Ｘ１６ビツトのワー
ドを単位とし、第６図に図示したように対応する矩形領
域の原画像上の位置に関係付けて３２行３２列のマトリ
ックス状に並べられ、３２Ｘ５１２ビ・ントのワードマ
ツプ２５が作成される。

ビットマツプ作成手段（Ｆ４）では前記ワードマツプ２
５からビットマツプが作成される。第８図はビットマツ
プの一例を示すイメージ図である。

ビットマツプ３０を作成する手段では、ワードマツプ２
５の各数量データをあらかじめ定めた２値化数量レベル
に基いて２値化して２値化数量信号が求められる。実施
例では原画像２０上の表示部パターン２１と周縁ノイズ
部２３に該当する矩形領域は、対応する前記ワードマツ
プの数量データが前記２値化レベル以上となるから２値
化数量信号はｒｌＪとなる。一方、原画像２０上の背景
パターン２２に該当する矩形領域は、２値化画素信号の
うち表示部パターン２１と同じ側の２値化画素信号「０
」を含んでいても、大抵は光の乱反射等のばらつきなど
によるノイズ成分であって前記２値化レベルに満たない
から２値化数量信号は「０」となる、前記２１１化数量
信号は、第９図に図示したように１ビツトを単位とし、
第８図に図示したように前記ワードマツプの対応する数
量データに関係付けて３２Ｘ３２ビツトに並べられ、ビ
ットマツプ３０が作成される。なお、このビットマツプ
作成手段においては、前記２値化ｆｉ！レベルを可変す
ることにより不要な情報例えばノイズ成分が除去がされ
る。

次に実施例では、上述した周縁ノイズ部２３の周縁ノイ
ズ部除去手段（Ｆ５）が行なわれる。

第１Ｏ図はビットマツプについて２値化数量信号「１」
を図中細点により示し、ｒＯＪを図中白地により示した
ものである。同図から理解されるように１周縁ノイズ部
対応部３２は１周囲の信号と連続している。そこで、ビ
ットマツプの左右辺からおよび上下辺から連続してｒｌ
Ｊを出力する２値化数量信号を反転して出力「０」にす
ることにより１周縁ノイズ部対応部３２を検知しビット
マツプから除去する。

第１計算手段（Ｆ６）では、これまでに作成したワード
マツプのデータ、周縁ノイズ部を除去したビットマツプ
のデータ、そして原画像の矩形領域の座標データから、
原画像上の表示部パターンの概ねの重心Ｇと傾き角度θ
ｇが求められる。

重心Ｇは例えば次式により与えられる。

水平の座標成分Ｘｇは 垂直の座標成分Ｙｇは ただし、成分Ｗｘｙはワードマツプの数量データ、Ｂｘ
ｙはビットマツプの２値化数量信号のｒｌＪあるいはｒ
ＯＪである。

Ｘ　ｘｙ、　Ｙ　ｘｙは原画像における矩形領域の中心
座標であつて次式により与えられる。

Ｘｘｙ＝　ａ　ｘｘｙ＋　ｂ　、　Ｙｘｙ＝　ｃ　ｙｘ
ｙ＋　ｄただし、ｘｘｙは矩形領域の列番号、ｙｘｙは
矩形領域の行番号、ａ、ｂ、ｃ、ｄは第５図に図示した
ように、ａは矩形領域の横間隔ここでは１６、ｂは横間
隔初期値で半分の８．ｃは矩形領域の縦間隔の８．ｄは
縦間隔初期値で半分の４である。

また、傾き角度θｇは例えば次式により与えられる。

Ｍ　２０−　Ｍ　０２ Ｍ２０＝Σ（（Ｘｘｙ　−Ｘｇ　）”ｘ　Ｗｘｙｘ　Ｂ
ｘｙ）Ｍ１１＝Σ（（Ｘｘｙ−Ｘｇ　）　（Ｙｘｙ−Ｙ
ｇ　）ｘ　ＷｘｙＸ　Ｂ　ｘｙ） Ｍ０２＝Σ（（Ｙ　ｘｙ　−Ｙ　ｇ　）２ｘ　Ｗｘｙｘ
　Ｂ　ｘｙ）ただし、各成分、定数は重心Ｇの計算式と
同じである。

これらの式からも理解されるように１重心と傾き角度の
計算てはビットマウプの２値化数？信号か「０」に係る
原画像矩形領域の座標データとワードマツプデータ（表
示部パターンが存在しないと思われる領域のデータ）は
計算から除外される。

次に、ｔｊＳ２画像作成手段（Ｆ７）では、原画像上の
表示部パターン２１が先に求めた重心を中心に傾き角度
だけ回転され、画像上の水平位置に表示部パターンを有
する第２画像が作成される。

第１１図は回転する前の状態を示すイメージ図である。

実施例では回転処理の前に１図示したように原画像から
表示部パターンを抽出した元画像３５を作成している。

すなわち、まずビットマツプデータ（２値化数量信号）
を考慮し表示部パターンが存在すると思われる原画像上
の領域のみをアクセスすることにより、表示部パターン
を抽出する。そして１表示部パターンの重心Ｇを画像中
心となるように画像サイズか原画像の横サイズを１７２
にした２５８Ｘ２５６ビツトの元画像３５を作成する。

この元画像の作成により、ｙＸ画像２０における周縁ノ
イズ部２３やその他のノイズ領域を除き、表示部パター
ン領域のみを処理対象として限定することができ、かつ
回転処理のスピードアップを図ることができる。

第１２図はこうして求めた元画像を回転処理して（りた
第２画像４０を示すイメージ図である。

次に、第２計算手段（Ｆ８）では、第２画像４０から水
平にした表示部パターン４１の水平方向および垂直方向
の写像がとられ、表示部パターン４１の図形中心から傾
き補正角度が求められる。

ｗＳ１２図に図示したように、ここては表示部パターン
は３文字から構成されており各文字について写像がとら
れるが、文字がかすれたり不鮮明である場合を考慮して
３文字のなかから写像パターンの長いもの上位２つの文
字を計算対象とし、２つの文字の図形中心Ｃから傾き補
正角度Ｏｃを求めている。

図形中心Ｃは、計算対象となる文字の水平方向および垂
直方向の写像中心から求める。

そこで、傾き補正角度θＣは例えば次式により求められ
る。

ただし、ｘＣＲは計算対象のうち右側文字の水平方向の
写像中心、ＹＣＲは右側文字の垂直方向の写像中心、Ｘ
ＣＬは左側文字の水平方向の写像中心、ＹＣＬは左側文
字の垂直方向の写像中心である。

なお、この第２計算手段では、垂直方向および水平方向
の写像パターンが短い例えば図中対象４５が発見される
と、その２値化画素信号を反転して出力を「０」にする
、写像パターンが短ければノイズと判定できるからであ
る。

第３画像作成手段（Ｆ９）では、第２画像の表示部パタ
ーン４１を、実施例では重心Ｇを中心に傾き補正角度θ
Ｃだけ回転して表示部パターンの水平位置が補正された
第３画像が作成される０回転の中心には重心Ｇの他にも
例えば文字の図形中ゝ心Ｃ等が考えられる。

第１３図は第３画像の一例を示すイメージ図である。第
３画像５０において、実施例では表示部パターン５１の
各文字を先の第２計算手段にて求めた水平方向の写像パ
ターンをもとに左右に移動して、以降の読取手段（Ｆ　
１０）のために左右のマツチング位置を合わせる。

なお、先に説明した第２画像（第１２図）や第３画像に
おいて１表示部パターンの水平位置が補正されると画像
の上下に空きスペースができる。

そこで、実施例では図中矢印ａで示したように、上下の
スペースをつめアクセスするデータを減らし処理を一層
、高速化している。

第１４図は、こうして第３画像の上下を詰めた第４画像
のイメージ図である。各文字は第２計算手段で求めた垂
直方向の写像もしくは図形中心のデータをもとに同じ量
だけ上下され、全部の文字の上下のマツチング位置を合
わせる。

以上により第２図のフローチャートから示される手段は
終り１次に、第３図のフローチャートから示される読取
手段（Ｆ　１０）が始まる。

まず、第４画像を１７４に縮小する（Ｆｌｌ）。

この際、ノイズをスレッシュホールド値によるカットの
他、スムージングにより除去する。

次に、各文字について、Ｏ〜９までパターン姿勢か正し
い正立マスターパターンと０〜９までパターン姿勢か逆
さまの倒立マスターパターンとの双方によりマツチング
を行なう（Ｆ１２）。これらマスターパターンは、ここ
ては表示部パターンの画像と同様に１／４に縮小しスム
ージング処理をかけだものである。

そして、正立マスターパターンと倒立マスターパターン
の各組について、最もよくマツチングした文字をそれぞ
れ３文字まとめる（Ｆ１ａ）。

正立マスターパターンと倒立マスターパターン毎にまと
めた２組の３文字について、画像上の各文字とマスター
パターンとのマツチング値の合計を比較する（Ｆ１４）
。

最後に、マツチング値の大きい方の組の３文字を出力す
る（Ｆ１５）、なお、正確を期するため、あらかじめ既
知の３文字の文字列を登録しておき、チエツクを行なっ
てもよい、読み取った結果は外部端末装置に表示するな
どして活用される。

（効果） 以上図示し説明したように、この発明によれば従来は読
取困難てあった方向が定まらない被写体、例えばびん体
の底面の表示部も確実に読取可スタになる。しかも、こ
の発明は表示部が通常の数字やローマ字、マーク等によ
り施されていても読み取ることができ、扱いやすくなっ
ている。

また、この発明は読み取りに際し、表示部を水平位置に
配するときには原画像から加工したワードマツプとビッ
トマツプとを用いて重要でないデータを除去し、さらに
支障のない範囲で表示部の情報も選択して処理するよう
にしたものであるから、計算量を極端に減らすことがで
き読取の高速化が図られ、ライン上の物品の検査などに
も的確に対応でき、極めて実用性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法を実施する装置の一例を示すびん
底の表示部のための読取装置のブロック図、第２図およ
び第３図はこの発明方法の実施例のフローチャート、第
４図ないし第１１図は画像処理の過程を示すイメージ図
であって、第４図は原画像の一例を示すイメージ図、第
６図はワードマツプの一例を示すイメージ図、第８図は
ビットマツプの一例を示すイメージ図である。 ２０・・・原画像、２１・・・表示部パターン、２２・
・・背景パターン、２３・・・周縁ノイズ部、２５・・
・ワードマツプ、３０・・・ビットマツプ、４０・・・
第２画像、４１・・・水平にした表示部パターン、５０
・・・第３画像、５１・・・水平位置を補正した表示部
パターン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＴＶカメラにより撮像した被写体の映像の画素信号をデ
   ジタル変換後２値化して２値化画素信号を求め、前記２
   値化画素信号から被処理画像となる原画像を作成する原
   画像作成手段と、 前記原画像をあらかじめ定めた複数の矩形領域に分割し
   、前記各矩形領域毎に領域内の２値化画素信号のうち画
   像上の前記被写体の背景側と区別される表示部パターン
   の側の出力の２値化画素信号の数を計数して数量データ
   を求め、前記各数量データを対応する前記矩形領域に関
   係付けてならべて前記数量データを構成単位とするワー
   ドマップを作成するワードマップ作成手段と、 前記ワードマップの各数量データを２値化して２値化数
   量信号を求め、前記各２値化数量信号を対応する前記数
   量データに関係付けてならべて前記２値化数量信号を構
   成単位とするビットマップを作成するビットマップ作成
   手段と、 前記ビットマップの２値化数量信号のうち前記ワードマ
   ップの数量データが２値化の際に２値化数量レベル以上
   あった各２値化数量信号と対応する前記ワードマップの
   数量データおよび該数量データに対応する前記原画像の
   矩形領域の座標から前記原画像上の表示部パターンの概
   ねの重心および傾き角度を求める第１計算手段と、 前記原画像の表示部パターンを前記重心を中心に前記傾
   き角度だけ回転して画像上の水平位置に表示部パターン
   を有する第２画像を求める第２画像作成手段と、 前記第２画像の表示部パターンの水平方向と垂直方向の
   写像をとり前記第２画像上の表示部パターンの傾き補正
   角度を求める第２計算手段と、前記第２画像の表示部パ
   ターンを前記傾き補正角度だけ回転して画像上の表示部
   パターンの水平位置を補正した第３画像を求める第３画
   像作成手段と、 前記第３画像の表示部パターンを基にしてマスターパタ
   ーンとのマッチングをパターン姿勢が正しい正立マスタ
   ーパターンと逆さまの倒立マスターパターンとの双方に
   より行ない前記表示部パターンの読み取りを行なう読取
   手段 とからなることを特徴とする表示部読取方法。