JPH02206894A - 文字認識方法 - Google Patents

文字認識方法

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JPH02206894A
JPH02206894A JP1027016A JP2701689A JPH02206894A JP H02206894 A JPH02206894 A JP H02206894A JP 1027016 A JP1027016 A JP 1027016A JP 2701689 A JP2701689 A JP 2701689A JP H02206894 A JPH02206894 A JP H02206894A
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昭夫 塩
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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〕 本発明は文字認識方法に関し、より詳細には情景画像、
特に自動車のナンバープレート、交通標識、屋内の案内
標識など文字や図形を含む景観画像から文字領域を自動
的に抽出して認識する方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、景観中の文字を抽出して認識する方法としては、
文字の書かれたプレートの大きさ、形(矩形など)2色
などを足掛りに文字を抽出していた。
第12図は、従来の娯観中文字の認識法の処理を実現す
るブロック図の一例である。まず、前処理部121は、
図示しないTVカメラ等から入力された画像信号を微分
した後、2値化して縦方向および横方向の直線を検出す
る。プレート検出部122は、検出された縦・横の直線
のうち予め判っているプレートの大きさ、縦横比に合致
するものを選択し、プレート位置を決定する。
2値化処理部123は、検出されたプレート領域内部を
2si化して2値パターンを得る。文字列抽出部124
は、2値化されたプレート領域内部について黒画素に関
する縦・横周辺分布を求め文字列位置を決定する。文字
認識部125は、文字列に含まれる文字を認識辞書との
照合により認識する。
第13図は、文字列抽出部124における周辺分布によ
る文字列位置決定の概念図である。図中131はプレー
ト、132は横り向の周辺分布、133は縦方向の周辺
分布、134は検出された文字列、135は文字である
。このように、横方向の周辺分布132および縦方向の
周辺分布133を知ることで、文字列位置が特定できる
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら従来の方法では、文字プレートの大きさ、
形状(例えば長方形)2色(または濃度)などの不安定
要素に基づいて処理するため、精度良く文字列を抽出で
きない。特に、プレートの形が不定の場合や、プレート
とその背景が同一の色の場合には抽出が困難であった。
本発明の目的は、プレートの形が不定であり、かつプレ
ートとその背景との分離が困難な場合にも安定に景観画
像中から文字を検出して精度良く認識する方法を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は、本発明の手順を示すフローチャートである。
まず、2値化された文字列パターンの白部分および黒部
分のそれぞれについてラベル付け処理を行う(ステップ
81)。
次に、同一のラベルの付された領域として定義されるラ
ベル領域間の相対的位置関係を求める(ステップ82)
次に、該相対的位置関係から複数のラベル領域からなる
文字列候補を求める(ステップ83)。
次に、該文字列候補に含まれる各ラベル領域間のピッチ
を求める(ステップ84)。
次に、該ピッチと認識対象に固有な書式情報とを照合し
てピッチ整合度を求める(ステップS5)。
最後に、該ピッチ整合度から文字列を決定して認識する
(ステップS6)。
(作用) 本発明では、もともと背頓と明確なコントラストをもつ
文字の並びの情報をステップ$1〜S4で求め、これを
認識対象に固有な内式情報と照合して文字を油出し認識
している(ステップ85゜86)。
従って、プレートの形が不定であり、かつプレートの色
(または濃度)がその背景と同じであったも文字の抽出
・認識が可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
第2図は、本発明の一実施例のブロック図である。同図
において10は制御部、11はTVカメラ、12はA/
Dコンバータ、13は多値フレームメモリ、14は21
化処理部、15は2値パターンメモリ、16はラベル付
け処理部、17はラベルパターンメモリ、18はラベル
テーブル、19はラベル領域間の位置関係抽出処理部、
20はラベルマトリックス、21は位置関係による文字
列抽出部、22は文字列テーブル、23はピッチ整合度
算出部、および24は文字認識部である。
100〜105は制御部10が各部に送るタイミング信
号、106はTVカメラ11から出力されるビデオ信号
である。
以下、各部を詳細に説明する。
制御部10は、タイミング信号100〜105を生成し
てそれぞれ多値フレームメモリ13.2値化処理部14
、ラベル付け処理部16、文字列抽出部21、および文
字認識部24に与える。これらの各部は対応するタイミ
ング信号100〜105に基づいて動作する。
ビデオ信号106はTVカメラ11から出力され、A/
Dコンバータ12を介してディジタル化された後、多値
フレームメモリ13に格納される。
多値フレームメモリ13は、MXN画素(例えば、M=
N=512:8ビット/画素)の画像信号を格納する多
値のフレームメモリであって、制御部10から与えられ
るタイミング信号100により格納している濃淡画像を
フリーズする。
2値化処理部14は、ラベル付け処理部16の前処理と
して、多値フレームメモリ13から供給される入力濃淡
画像を2値化して2値パターンを求め、2値パターンメ
モリ15に出力する。この前処理を行う2値化処理部1
4は、制御部10からのタイミング信号101によりそ
の動作を開始する。2値化の方法は、文字情報を損なわ
なければ特に問わないが、明観画像を対象とする場合に
は画像内の位置によって同値が変わる動的2値化法(例
えば、特開昭59−114687号公報、特開昭61−
194580号公報など)が適当である。
2値パターンメモリ15は、MXN画s<’rピット/
画素)のメモリであって、例えば黒画素に対して0、白
画素に対しては1の値を保持する。
ラベル付け処理部16は、制御部10からのタイミング
信号102により動作を開始し、2値パターンメモリ1
5上で白点・黒点のそれぞれに関し、つながりを持った
点の集合をひとまとめにして番号付けしたラベルパター
ンを作成する処理を行う。
作成されたラベルパターンは、ラベルパターンメモリ1
7に格納される。
ラベルパターン17は、MXN画*(16ビツト/画素
)のメモリであり、各画素に対応するアドレスにはその
ラベル番号が格納される。
第3図は、ラベル付け処理部16の処理の説明図であっ
て、同図(A)は2値パターンメモリ15の記憶内容の
一例を示し、同図(B)はその黒点に関するラベルパタ
ーンメモリ17の記憶内容の一例を示す。第3図(B)
中、11111“2″、“3”などは第3図(A)の2
値パターンに対して付与されたラベル番号を示している
なお、第3図(B)には示していないが、白点に関して
も同様の処理を行う。更に、各ラベル番号の領域(以降
、ラベル領域また単にラベルと呼ぶ)の外接矩形の左上
および右上の頂点の座標(xl。
x2)、(x2.y2>を求め、これをラベルテーブル
18に格納する。
第4図は、ラベルテーブル18の内容の一例を示す図で
ある。同図において、41はラベル番号、42は黒白フ
ラグ、43は外接矩形の左上頂点のX座標、44は同y
座標、45は外接矩形の右下頂点のX座標、46は同y
座標、および47は除去フラグである。ラベル番号41
は1から始まる領域の番号であり、黒白フラグ42はそ
の領域が黒点(FbW=O)であるか白点(1:bw=
1)であるかの別を示し、外接矩形の頂点の座標43〜
46は正の整数値をとる。また、除去フラグ47は、初
期値0をとり、後述する位2?関係による文字列抽出部
21の処理により除去されると値が1に変更される。な
お、本発明では、ラベル付け処理部16の実現方法は特
に限定しないが、例えば特開昭61−214082号公
報に開示の方法が利用できる。
ラベル領域間の位置関係を抽出する位置関係抽出処理部
19は、制御部10からのタイミング信号103により
動伯を開始し、ラベルテーブル18を参照して任意の2
つの白または黒のラベル領域間の上下左右の位置関係(
後で定義する)を求め、結果をラベルマトリックス20
に田き込む。
ラベルマトリックス20は、2つのIXIの正方マトリ
ックスからなり、一方は左右マトリックス[hij]、
他方は上下マトリックス[V、]である。第5図は、ラ
ベルマトリックス20の構成例を示す図であって、20
−1は左右マトリックス、20−2は上下マトリックス
、51〜54はアドレスである。左右°?マトリックス
0−1のアドレス(i、j)の内容り、は、ラベル番号
iおよびjの領14間の左右関係の有無を示し、値が1
ならば左右関係にあること、値がOならば左右関係にな
いことを示す。同様に、上下マトリックス20−2のア
ドレス(i、j)の内容Vijは、ラベル番@iおよび
jの領域間の上)関係の有無を示し、値が1ならば上下
関係にあることを示し、値がOならば上下関係にないこ
とを示す。
次に、左右マトリックス[h、jlおよび上下マトリッ
クス[Vijlの求め方を説明する。第6図は、位置関
係抽出処理部19で行う相対的位置関係決定の説明図で
あって、61はラベル番号iの領域の外接矩形、62は
ラベル番号jの領域の外接矩形である。いま、第6図に
示す様に任意の2つの領域のラベル番号をi、lその外
接矩形の左上および右下の頂点の座標を(X、1. Y
、1) 。
(Xj2. Y、2) 、  (Xj、、 Yjl) 
、  (Xj2. Yll)とするとき、領域i、jの
左右関係は、[領域iが領域jの左側にある時] x il< Xjl   力ゝつ ・ Xjl−Xj2(Hth * Min(X、−xN−X
 jl−X jl) かつ、 HaX (Yll−Y、、 Y、−Yjl) /Min
(YB2−YHl、 Yll−Yjl) >vth[領
域jが領域:の左側にある時] xj1くxil かつ、 X1l−Xj2<Hth*H10(X1l−xll・X
j2−Xjl) かつ、 HaX (Y jl−Y Hl、 Y 72  Y j
l) /5in(Y、2−Y、、 Xj2−Yjl) 
〉Vthなる条件により決定され、これらの条件を満た
すとぎラベル領域i、jは左右の位置関係にあるとして
、 h、、−1,hj、−1 J が与えられる。ただし、Hthは文字列方向の領域間の
距離に関する閾値、Vthは文字列方向と直角な方向の
領域間の重なりに関する閾値であり、その値は実験的に
求められる。
又同様に、領域i、jの上下関係は、 [領域iが領域jの上側にある時] Yi1〈Yjl かつ、 Yjl−Xj2〈H1h*H1n(Xj2−Yll。
Yll−Yjl) かつ、 HaX (X jl−X il、 X 、2− X j
l) /Min(XH2−XHl、 Xj2−Xjl)
 〉Vth[領域jが領域iの上側にある時1 Yj1くYil かつ、 Yil  ’j2<Hth ” ”n(Xj2−Yil
Yll−Yjl) かつ、 HaX (X jl−X 、、 X 、−X jl) 
/Min(X、2−X、1. Xj2−Xjl) 〉V
thなる条件により決定され、これらの条件を満たすと
きラベル領域 して、 jは上下の位置関係にあると V 、j= 1 、 Vj1= 1 が与えられる。以上説明した条件は、位置関係を決定す
る方法の一例である。
なお、i=jの場合には、後の処理の関係上、V、、−
1,h・・=1 J        IJ としておく。
位WilII係により文字列を抽出する文字列抽出部2
1は、制御部10からのタイミング信号104により動
作を開始し、ラベルマトリックス20を参照して以下の
処理を行う。第7図は、位置関係により文字列を抽出す
る文字列抽出部21はの処理内容に関する説明図であっ
て、左右マトリックス20−1の内容の一例を示す。第
7図に示した左右マトリックス20−1の行ベクトルh
(N:h(1)= (1,0,1,1,0,0,0,0
・・・)h(2)= (0,1,O,0,1,0,0,
0・・・)h(3)= (1,0,1,0,0,1,1
,0・・・)を考える。上記行ベクトルh(i)は隣り
合うラベル番号i、jの左右関係のみを表わしたものな
ので、以下に説明する文字列抽出処理によりすべてのラ
ベル番号間の左右関係を調べて、文字列を抽出する。
この処理は、第8図に示す位置関係による文字列抽出処
理のフローに従って、文字列抽出部21で行なわれる。
はじめに、図中の記号の一部を説明すると1は第1の行
ベクトル番号、i′は第2の行ベクトル番号、L ma
Xは領域数の上限値を示す。
まず、1にOを入れ(ステップ1101) 、次にi+
1をiとする(ステップ1102)。このとき、=1で
ある。次にi −) i ’ としくステップ1103
)、i′+1→i′とする(ステップ1104)。ステ
ップ1102でi=1のとき、ステップ1104のi′
は−2となる。次に、ステップ1105で、行ベクトル
iとi′の各要素間の論理積を求める。次に、この演算
の結果110ベクトル(要素がすべて0)かどうかをチ
エツクする(ステップ1106)。ここで、ステップ1
105の演算結ikがOベクトルでない場合にはステッ
プ1107に進み、行ベクトル番5)iとi′の行ベク
トルの各要素間の論理和を求め、その結果を行ベクトル
番号1の行ベクトルに古き込むとともに、行ベクトルi
′の行ベクトルをOクリアする。そして、ステップ11
08で行ベクトル番号i′が領域数の上限値L wax
より大きいかどうかをチエツクする。もし、上限WIL
 laXが行ベクトル番号i′よりも大きいときはステ
ップ1104に戻り(ループ1)、i′を1インクリメ
ントして同様の処理を行う。他方ステップ1108で行
ベクトル番号jが上限値以下の場合はステップ1109
に進み、行ベクトル番号iが領域数の上限値L wax
より大きいかどうかをチエツクする。大きい場合には処
理は終了する。一方、行ベクトルW Ha iが上限値
L wax以下のときはステップ1102に戻り(ルー
プ2)、1を1インクリメントして同様の処理を行う。
以上のようにして、第7図の左右マトリックス20−1
に対し位1llIII係抽出処理を行うと、第9図のよ
うになる。第9図において、位置関係による文字列抽出
後の左右マトリックス20−1において、ラベル番号(
1,3,4,6,7)、(2゜5)はそれぞれ同一文字
列(横書き)上にあり、ラベル番号8は文字列に関係し
ないことを示している。以上の説明では、左右テーブル
に関するものであったが、上下テーブルに関しても全く
同様である。
ここで、文字列であることの条件を縦書き横書きとも 「同一行の文字数、1≧Cth   (Cthは、閾値
)とし、仮にCth= 4とすると、第9図の結果のう
ち、ラベル番号(1,3,4,6,7)の領域が同一文
字列を構成するラベル領域として抽出され、文字列テー
ブルに格納される。
第10図は、横1きの文字列に関する文字列テーブル2
2の内容の一例を示す図であって、81は文字列番号、
82はラベル領域数、83はラベル番号列、84はピッ
チ整合度(ピッチ整合度粋出部23で求められる)であ
る。例えば第9図に示す場合においては、文字列番号8
1が1の文7列中のラベル領域数82は5であり、ラベ
ル番号列83は1.3,4.6.7のとおりである。
ピッチ整合度算出部23は、文字列テーブル22に格納
された各文字列について、予め判っている認識対象の書
式情報(文字ピッチに関する)と合致する度合(ピップ
整合度)を求め文字列テーブル22のピッチ整合度格納
域84に与える。
文字列番号Cを構成するn個のラベル番号をり、L2.
L、・・・、L。
とする時、各ラベル領域にの外接矩形のX座標Xks、
xkeをラベルテーブル18から求め、これから各ラベ
ル領域の中心のX座IXkをXk= (x、S+ Xk
e)/ 2 により求める(ここでは、横書きの場合について述べる
が、縦書きでも同様である)。次に、異なるラベル領w
j、に、 k’間のX座標x、、xk’の差 Dkk’ =xk   x。
を全ての(k、に’ )の組合せについて求める。
いま、認識対象の書式情報に関して、以下のことが判っ
て入るとする。
[書式情報]:文字列はn′文字からなり、第1文字目
(横書きの場合は文字中心が最も左にある文字、横履き
では文字中心が最も上にある文字)から見た他の中心ま
での距離の比、 1 2   :a ′−1 a   :a   :a3    n が判つているとする。説明の都合上、 n′−4 の場合を考えると、書式情報から4つの文字ピッチ情報
は a 1: a 2 : a 3 または、alで正規化して 1:b :b2 (但し、b  −a  /a  、b  =a  /a
1)となる。
第11図は、ピッチ情報の説明図であって、91〜94
は第1〜第4の文字の外接矩形を示す。
以下に、先に述べた領域間距離り、k (k≠に′に、
に’−1,・・・n)と上のピッブー情報との整合方法
およびピッチ整合度の篩用法の一例につむXて述べる。
まず、任意の2つのラベル領域に、に’を選び、ラベル
良識にの中心から各ラベル領域中心までの距離の比 D’:D:D kk      kkl     kk2  。
をD kk’で正規化すると、 1 ” dkl” dk2”” が得られる(ただし、dbl:”+2・・・は、1≦d
k1≦dk2≦・・・となる様に選ばれる)。
この時、ピッチ整合度m0は例えば以下のように定義さ
れる。
[ピッチ整合度の定g1] mo−Max (fVID ’ ) p≦p′≦n′−ま ただし、p′はp≦p′≦n’ −1q)範囲で任意に
選ばれ、Mlは以下のように定義される。
n′−1 M  ’=Σ(dkp   ’I)) p=1 文字認識部24は、文字法テーブル22に格納された文
字列に含まれる各ラベル領域をその外接矩形で切り出し
、予め用意する文字テンプレートとの整合により文字認
識結果を求める。文字テンプレートとの整合は、例えば
文字テンプレートと切り出された外接矩形の大きさが等
しくなる様に正規化して重ね合わせ、両パターンが一致
しない画素数が最小になった文字カテゴリ名を認識結果
とする。ただし、不一致画素数が何れのテンプレートに
対しても一定値を越える場合には認識結果を棄却する。
この様にして、文字列C毎に認識された文字の数R6を
求め、これと文字列テーブル22に格納されているピッ
チ整合度m。とにより例えばR□ ” m 6 の値を求め、この値を最大とする文字列Cを決定し、そ
の認識結果を出力する。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明では、文字の書かれたプレ
ートの大きさ、形9色などを利用せずに景観中の文字を
抽出するため、安定な文字の抽出および認識を精度良く
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の文字認識方法の手順を示す図、第2図
は本発明の一実施例のブロック図、第3図はラベル付け
処理部の処理の説明図、第4図はラベルテーブルの記憶
内容の一例を示す図、 第5図はラベルマトリックスの構成例を示す図、第6図
は位置関係決定の説明図、 第7図は位置関係による文字列抽出部の処理内容に関す
る説明図、 第8図は位Mrgj係による文字列抽出処理部の処理フ
ローチャート、 第9図は、位置関係による文字列抽出結果の一例を示す
図、 第10図は横書きの文字列に関する文字列テーブルの内
容の一例を示す図、 第11図はピッチ情報の説明図、 第12図は従来の文字認識方法を実現するブロック図、
および 第13図は周辺分布による文字列位置決定の概急開であ
る。 10・・・制御部、11・・・TVカメラ、12・・・
A/Dコンバータ、13・・・多値フレームメモリ、1
4・・・2値化処理部、15・・・2IIパターンメモ
リ、16・・・ラベル付け処理部、17・・・ラベルパ
ターンメモリ、18・・・ラベルテーブル、19・・・
ラベル領域間の位置関係抽出処理部、20・・・ラベル
マトリックス、20−1・・・左右マトリックス、20
−2・・・上下マトリックス、21・・・位置関係によ
る文字列抽出部、22・・・文字列テーブル、23・・
・ピッチ整合度算出部、24・・・文字認識部、41・
・・ラベル番号、42・・・黒白フラグ、43・・・外
接矩形の左上頂点のX座標、44・・・外接矩形の左上
頂点のy座標、45・・・外接矩形の右下頂点のX座標
、46・・・外接矩形の右下頂点のy座標、47・・・
除去フラグ、61・・・ラベル番号iの領域の外接矩形
、62・・・ラベル番号jの領域の外接矩形、81・・
・文字列番号、82・・・ラベル領域数、83・・・ラ
ベル番号列、84・・・ピッチ整合度、91〜94・・
・第1〜第4の文字の外接矩形、100〜105・・・
タイミング信号、106・・・ビデオ信号。 本発明の手順を示すフローチャート 第1図 本発明の一実施例のブロック図 第2図 ラベル付け処理部の処理の説明図 41ニラベル番号       45:外接矩形の右下
頂点のx座槻42:黒白フラグ       46:外
接矩形の右下頂点のyIi欅43:外接矩形の左上頂点
のX!欅47:除去フラグ44=外接矩形の左上頂点の
yli標 ラベラベルテーブル憶内容の一例を示す図位置関係によ
る文字列抽出部の処理内容に関する説明図第7図 51:1m方向のアドレス 52:横方向の7ドレス 位置関係による文字列抽出の結果の一例を示す間第9図 左右マトリックス20−1 上下マトリックス20−2 ラベルマトリックスの構成例を示す間 第5図 61:ラベJL4IIti CrA―殿外賎影位置関係
決定の説明図 第6図 位置関係による文字列抽出部の処理フローチャート第8
111 1偉信号 横書きの文字列に関する文字列テーブル22の内容の一
例を示す同第10図 従来の文字認識方法を実現するブロック図第12図 ピッチ情報の説明図 第11図 周辺分布による文字列位置決定の概念図第13図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 2値化された文字列パターンの白部分および黒部分のそ
    れぞれについてラベル付け処理を行う工程と、 同一のラベルの付された領域として定義されるラベル領
    域間の相対的位置関係を求める工程と、該相対的位置関
    係から複数のラベル領域からなる文字列候補を求める工
    程と、 該文字列候補に含まれる各ラベル領域間のピッチを求め
    る工程と、 該ピッチと認識対象に固有な書式情報とを照合してピッ
    チ整合度を求める工程と、 該ピッチ整合度から文字列を決定して認識する工程とを
    有することを特徴とする文字認識方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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