JPH0425987A - 文字認識装置 - 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、認識対象の文字列を撮像して得た画像より
各文字の切出しを行って、切り出された各文字の文字パ
ターンを標準パターンと比較して文字認識を実行する文
字認識装置に関する。

〈従来の技術〉 例えば生産現場では、製品の種別などを識別するために
各製品や包装箱の表面に数字や英字などの活字文字より
成る文字列を印刷、捺印。

刻印などの方法で表示している。これら製品の生産ライ
ン上には文字認識装置が配備してあり、生産ラインを流
れる各製品につき前記文字列の認識を行って製品の振分
けなどを行っている。

第５図は、製品に表示された４個の活字文字より成る文
字列１を例示している。通常この種の文字列１は、各構
成文字が同一の文字高さを有し、同一の文字ピッチＰで
配列されるものであって、文字と文字との間に余白Ｇ、
〜Ｇ、が確保されている。この文字列１の各構成文字を
認識するには、文字列１を撮像して得た入力画像を２　
（ｉ化した後、その２値函像につき各文字の切出しを行
うことが必要となる。

第６図は、上記文字列１の２値画像２から各文字を切り
出すための具体的方法を示している。

同図中、ＨＳ、は２値画像２の水平方向ａのヒストグラ
ムであって、２値画像２の各水平ライン毎の文字構成画
素数（この例では黒画素数）の分布状態を示すものであ
る。またＨＳ、〜Ｈ５ｂａは２値画像２の垂直方向すの
ヒストグラムであって、２値画像２の各垂直ライン毎の
文字構成画素数の分布状態を示すものである。

文字列の２値画像２が水平であると仮定すると、水平方
向のヒストグラムＩＩｓ、の分布幅Ｈは各文字の文字高
さに相当するもので、文字の切出しに際しては、このヒ
ストグラムＨ５，より文字列の文字高さ方向の位置を求
める。また垂直方向のヒストグラムＨＳｂ＋〜Ｈ５ｂａ
の各分布幅Ｗ〜Ｗ４は各文字の文字幅に相当するもので
、文字の切出しに際しては、各ヒストグラムＨＳｂｌ〜
）Ｉ３１．、間の空白部Ｇ、〜Ｇ３より各文字の文字幅
方向の位置を求めるや 〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら上記の文字切出し方法によれば、第７図に
示す如く、文字列３中のいずれか文字（同図の例ではｒ
３．の文字）が傾いているような場合、各文字の垂直方
向のヒストグラムＨＳｂ＋、　ＨＳｂｚが一連に連結し
て空白部が確保できず、２文字が１文字として切り出さ
れることになる。

また第８図に示す如く、文字列４の文字間隔が狭いよう
な場合、製品上では空白部Ｇが存在していても、その人
力画像を２値化処理すると、量子化誤差に起因して前記
空白部Ｇが消失し、２文字が１文字として切り出される
虞がある。

第８図中、５は文字間の近接部分６の入力画像を拡大し
て示したものである。各折目７はＣＣＤカメラの撮像面
における最小単位の受光エリアを示すもので、近接部分
６の各受光エリア７に画像の一部がかかるため、これを
２値化したとき、その２値画像８では黒画素となって画
像が連続することになる。

このときカメラと撮像対象の製品との距離やカメラのレ
ンズ系の倍率が固定であれば、予め既知の文字ピッチＰ
を用い、垂直方向のヒストグラムより求めた文字幅Ｗ□
が前記文字ピッチＰ以上であるとき、この文字ピッチＰ
で強制的に文字の切出しを行う方法がとられる。

ところが生産現場では、カメラの設置環境。

製品の大きさ３文字の桁数などによりカメラと撮像対象
の製品との距離やレンズ系の倍率が設置場所毎に変わっ
て、撮像して得た２Ｍ画像上の文字ピッチＰが変わって
しまうため、上記の方法では正常に文字を切り出すこと
が困難である。

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、撮像
対象とカメラとの距離やカメラのレンズ系の倍率が固定
できない設置条件下で、認識対象の文字が傾いていたり
、文字列の文字間隔が狭かったりしても、適正に文字を
切り出して文字認識できる文字認識装置を提供すること
を目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 この発明は、認識対象の文字列を撮像して得た画像より
各文字の切出しを行って、切り出された各文字の文字パ
ターンを標準パターンと比較して文字認識を行う文字認
識装置において、各文字の標準パターンの平均文字高さ
と平均文字幅または平均文字ピッチとを記憶する記憶手
段と、認識対象の文字列の画像につき水平方向および垂
直方向のヒストグラムを求めて各文字の文字高さと文字
幅または文字ピッチを計測する計測手段と、記憶手段に
記憶させた標準バタ−ンについての平均文字高さと計測
手段で計測された認識対象文字の文字高さとの比率を算
出する演算手段と、記憶手段に記憶させた標準パターン
についての平均文字幅または平均文字ピッチを前記演算
手段で求めた比率を用いて補正する補正手段と、補正手
段で求めた補正データを参照して計測手段により計測さ
れた認識対象の文字列についての各文字の文字幅または
文字ピッチの適否を判別する判別手段とを備えて成るも
のである。

〈作用〉 撮像対象とカメラとの距離やカメラのレンズ系の倍率が
変わっても、標準パターンについての平均文字幅または
平均文字ピッチが演算手段で求められた比率を用いて補
正されるので、もし認識対象の文字列についての各文字
の文字幅や文字ピッチが補正後の標準パターンの平均文
字幅や平均文字ピッチより大きければ、その文字幅や文
字ピッチは複数の文字に相当すると判断し得、前記平均
文字幅や平均文字ピッチを用いて文字の切出しを強制的
に行うことになる。

〈実施例〉 第１図は、この発明の一実施例にかかる文字認識装置の
構成を示すもので、生産ライン上の製品９に向けてＣＣ
Ｄカメラ１１が位置決め配置されている。

このＣＣＤカメラ１１は製品９上に表示された４個の活
字文字より成る文字列１０を撮像して入力画像を生成し
、その画像信号を２値化回路１２へ与える。２値化回路
１２は画像信号を所定のしきい値で２値化して２値画像
を生成する。この実施例の場合、２値画像を構成する各
画素は文字の部分が黒画素、背景の部分が白画素である
。この２値画像は画像メモリ１３に格納される。

アドレス制御回路１４はタイミング発生回路１５からの
タイミング信号を受けて画像メモリ１３へ２値画像デー
タを書き込むためのアドレスや、画像メモリ１３から２
値画像データを読み出すためのアドレスを生成する。タ
イミング発生回路１５はアドレス制御回路１４の他にＣ
ＣＤカメラ１１やＣＰＵ１６へ動作タイミングを決定す
るためのタイミング信号を出力する。

ＣＰＵ１６は、画像メモリ１３に格納された２値画像に
つき所定のプログラムに従って辞書の作成１文字の切出
しなどの文字認識に付随する各種の処理を実行する。制
御用メモリ１７にはプログラムが格納され、また条件メ
モリ１８には認識処理のための各種の条件データ、例え
ば文字部分が黒画素か白画素かを指定するデータや画像
メモリ１．３の認識対象エリアを指定するデータなどが
格納される。なおこれら条件データは図示しないキーボ
ードより入力される。

認識処理回路２０は、画像メモリ１３に取り込まれた認
識対象の文字列の２値画像から各文字の特徴データを抽
出した後、その特徴データを各文字の標準パターンの特
徴データと比較することにより文字列の認識処理を実行
する。

標準パターンメモリ１９は、第３図に示す如く、各文字
の標準パターンにつき識別コード＋Ｄと特徴データを格
納する他、全ての標準パターンについての平均文字高さ
Ｈ８と平均文字幅Ｗ、とが格納される。

なおアドレス制御回路２１〜２３は制御用メモリ１７．
条件メモリ１８．標準パターンメモリ１９をアクセスす
るためのアドレスを生成する。

第２図は、ＣＰＵ１６による辞書作成の手順を示してい
る。

同図のスタートでは、例えば傾きなどがない適正状態の
文字列１０が表示された良品の製品９を用意し、その製
品９の文字列１０をＣＣＤカメラ１１で撮像する。この
場合、文字列１０における文字間の空白部が狭い場合を
考慮してＣＣＤカメラ１１のレンズ系の倍率を大きくす
ることにより、各文字が拡大された入力画像を生成する
。この入力画像は２値化回路１２で２値化され、その２
（Ｉ！画像データは画像メモリ１３に格納される。

まずステップ１（図中ｒｓＴ１．Ｊで示す）において、
ＣＰｔＪ１６は画像メモリ１３の２値画像につき所定の
対象エリア内を走査して各水平ライン毎の黒画素数を計
数し、水平方向のヒストグラムＨ５，（第６図参照）を
生成する。なお前記対象エリアの指定データは条件メモ
リ１８に記憶させである。つぎのステップ２では、ＣＰ
Ｕ１６は生成されたヒストグラムＨＳ、より文字高さＨ
と文字高さ方向の文字位置とを求める。

つぎにステップ３において、ＣＰＵ１６は画像メモリ１
３の２値画像につき所定の対象エリア内を走査して各垂
直ライン毎の黒画素数を計数し、、垂直方向のヒストグ
ラムＨＳｂ＋−Ｈ５ｂ４（第６図参照）を生成する。つ
ぎのステップ４では、ＣＰＵ１６は生成されたヒストグ
ラムＨ３ｂＩ〜Ｈ５ｂａより文字幅Ｗｉ（この実施例で
は、ｉ＝１゜２、・・・・、４）と文字幅方向の文字位
置を求める。

つぎにステップ５において、ＣＰＵ１６はステップ１，
４で得られた文字位置データを認識処理回路２０へ送る
。認識処理回路２０ではそのデータに基づき画像メモリ
１３内の文字列の２値画像から各文字の特徴データを抽
出する。

これら特徴データは標準パターンメモリ１９に格納され
るが、このときキーボードより各文字の種別、すなわち
各文字が何という文字かを示す識別符号ＩＤを入力し、
対応する特徴データと関連させて標準パターンメモリ１
９に記憶させる（ステップ６）。

つぎのステップ７はつぎのステップ８で平均値算出処理
を実行するのに十分なデータが得られた否かを判別して
おり、その判定が“”Ｎｏ”であればステップ１へ戻り
、同し良品の製品もしくは他の良品の製品を用いて同様
の手順を繰り返し実行する。

その結果、ステップ７の判定力＜”ｙＥｓ”になればス
テップ８へ進み、ステップ２で得られた文字高さＨの平
均値Ｈ３とステップ４で得られた全文字の文字幅Ｗ８の
平均値Ｗ、とを算出して標準パターンメモリ１９に記憶
させる。

このようにして辞書の作成が完了すると、つぎに第４図
に示す文字切出手順を含む文字認識処理へ移行する。

同図のスタートで、認識対象の製品９０文字列１０がＣ
ＣＤカメラ１１で撮像されると、その入力画像は２値化
回路１２で２値化された後、その２値画像データは画像
メモリ１３に格納される。

まずステップ１ではＣＰＵ１６は画像メモリ１３の２値
画像につき所定の対象エリア内を走査して各水平ライン
毎の黒画素数を計数し、水平方向のヒストグラムＩｓ、
　　（第６図参照）を生成する。つぎにステップ２でＣ
ＰＵ１６は生成されたヒストグラムＨ５，より文字高さ
Ｈと文字高さ方向の文字位置とを求めた後、つぎのステ
ップ３でこの文字高さＨと標準パターンについての平均
文字高さＨ４との比率、すなわち文字高さＨの平均文字
高さＨ８に対する倍率Ｍを算出する。つぎのステップ４
ではＣＰＵ１６は、標準パターンについての平均文字幅
Ｗ、に前記倍率Ｍを掛けて平均文字幅の補正値Ｗ８を算
出する。

つぎにステップ５において、ＣＰＵ　ｌ　６は画像メモ
リ１３の２値画像につき所定の対象エリア内を走査して
各垂直ライン毎の黒画素数を計数し、垂直方向のヒスト
グラムＨ５ｂ＋〜Ｈ５ｂａ　（第６図参照）を生成した
後、続くステップ６でこのヒストグラムＨ５ｂ　＋〜Ｈ
５ｂａより文字幅Ｗ、　　（この実施例では、ｉ　＝Ｌ
、２．−９・６．４）と文字幅方向の文字位置とを求め
る。

つぎのステップ７では、ＣＰＵ１６は各文字の文字幅Ｗ
、が平均文字幅の補正値Ｗ、の１．２倍以上か否かを判
別しており、その判定が°’ＮＯ”であれば、各文字の
文字幅ＷＮが１文字分に相当する適正値であると判断し
、ステ・ンプ１０において、認識処理回路２０に対し各
文字毎に文字認識を実行させる。

もしステップ７でいずれか文字の文字幅Ｗｉが平均文字
幅の補正値Ｗ、４の１．２倍以上であると判断されると
、２個以上の文字が１文字として切り出されていると判
断して、ステップ７からステップ８へ移行し、該当する
文字の文字幅を平均文字幅の補正値Ｗ、４に置き換えて
文字幅方向の文字位置を修正する。

つぎのステップ９は、前記文字幅Ｗ１より修正された文
字幅（補正値ＷＮ）を差し引いた残りの値が平均文字幅
の補正値ＷＭの１．２倍以上であるかを判断するもので
、もしこの判定が”ＮＯ″゛であれば、先の修正手順で
文字の切出しが適正化されたものと判断し、ステップ１
００文字認識処理へ移行する。

一方ステップ９の判定が“ＹＥＳ”であれば、３個以上
の文字が１文字として切り出されていたことになり、ス
テップ８へ戻って、ステップ９がＮＯ″゛となるまで、
さらに同様の修正処理が実行されることになる。

なお上記において、文字幅に代えて文字ピッチを用いて
同様の辞書の作成や文字の切出しが実行できることは言
うまでもない。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、各文字の標準パターンの平均文
字高さと認識対象の文字列についての文字高さとの比率
を算出し、標準パターンについての平均文字幅または平
均文字ピッチを前記比率を用いて補正すると共に、その
補正データを参照して認識対象の文字列についての各文
字の文字幅または文字ピッチの適否を判別するようにし
たから、撮像対象とカメラとの距離やカメラのレンズ系
の倍率が固定しない設置条件下であっても、もし認識対
象の文字列についての各文字の文字幅や文字ピッチが標
準パターンについての平均文字幅または平均文字ピッチ
の補正値より大きいような場合は、その文字幅や文字ピ
ッチは適正でないと判断でき、前記平均文字幅または平
均文字ピッチの補正値を用いて適正な文字の切出しを強
制的に行うことが可能である。このためたとえ文字が傾
いていたり、また文字列の文字間隔が狭い場合でも、適
正に文字を切り出して認識が可能であり、しかもカメラ
の設置位置やレンズの選択も任意に行えるなど、顕著な
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる文字認識装置の回
路構成を示すブロック図、第２図は第１図の装置による
辞書作成手順を示すフローチャート、第３図は標準パタ
ーンメモリの記憶内容を示す説明図、第４図は第１図の
装置による文字の切出し手順を示すフローチャート、第
５図は文字列の一例を示す説明図、第６図は文字の切出
し方法を示す説明図、第７図および第８図は従来の文字
の切出し方法の課題を説明するための説明図である。 １１・・・・ＣＣＤカメラ　　１３・・・・画像メモリ
１６・・・・ＣＰＵ １９・・・・標準パターンメモリ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 認識対象の文字列を撮像して得た画像より各文字の切出
   しを行って、切り出された各文字の文字パターンを標準
   パターンと比較して文字認識を行う文字認識装置におい
   て、 各文字の標準パターンの平均文字高さと平均文字幅また
   は平均文字ピッチとを記憶する記憶手段と、 認識対象の文字列の画像につき水平方向および垂直方向
   のヒストグラムを求めて各文字の文字高さと文字幅また
   は文字ピッチを計測する計測手段と、 記憶手段に記憶させた標準パターンについての平均文字
   高さと計測手段で計測された認識対象の文字列について
   の文字高さとの比率を算出する演算手段と、 記憶手段に記憶させた標準パターンについての平均文字
   幅または平均文字ピッチを前記演算手段で求めた比率を
   用いて補正する補正手段と、補正手段で求めた補正デー
   タを参照して計測手段により計測された認識対象の文字
   列についての各文字の文字幅または文字ピッチの適否を
   判別する判別手段とを備えて成る文字認識装置。