JPH07120392B2 - 文字パターン切り出し装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、文字認識装置等に使用される文字パターン
切り出し装置に関するものである。

特に、文字列パターンにノイズが混入したり、文字同士
が接触したりしても、正確に文字を切り出すことができ
る文字パターン切り出し装置に関するものである。

［従来の技術］ 文字を認識するには、撮像した文字列を光電変換し、文
字の部分と背景の部分とを“1"（黒画素に対応）と“0"
（白画素に対応）の信号に２値化した文字列パターンか
ら、個々の文字を正確に切り出さなければならない。従
来、この種の装置においては、フォーマット情報により
文字の切り出し位置を指定して個々の文字を切り出す方
式がある。

しかしながら、この方式では、文字に対するフォーマッ
ト指定の制限が非常に厳しく、また位置ずれに極端に不
安定であるため、特に入力部分の位置合わせを高精度に
しなければならないという欠点があった。

上述した欠点を解決するために文字サイズ等の１文字の
大きさに関する標準文字サイズ情報をフォーマット情報
として入力し、１文字づつ切り出す方式が提案されてい
る。

提案されている従来例の構成を第７図を参照しながら説
明する。

第７図は、例えば「文字認識概論」橋本新一郎編著（昭
和57年３月20日オーム社発行）第62頁に示された従来の
文字パターン切り出し装置を示すブロック図である。

第７図において、従来の文字パターン切り出し装置は、
撮像手段（１）と、この撮像手段（１）に接続された文
字列パターン記憶手段（２）と、この文字列パターン記
憶手段（２）に接続されたヒストグラム作成手段（３）
と、標準文字幅格納手段（４）と、ヒストグラム作成手
段（３）及び標準文字幅格納手段（４）に接続された文
字領域検出手段（５）と、文字列パターン記憶手段
（２）及び文字領域検出手段（５）に接続された文字パ
ターン切り出し手段（６）とから構成されている。

つぎに、上述した従来例の動作を第８図及び第９図を参
照しながら説明する。

第８図（ａ）〜（ｃ）及び第９図（ａ）〜（ｃ）は、従
来の文字パターン切り出し装置の動作過程を示す説明図
である。

第８図（ａ）は、黒画素（＊）と白画素（・）によって
表される文字列パターン“足立46"を示し、第８図
（ｂ）は、文字列パターンの上下方向の走査毎の黒画素
の数を表すヒストグラムを示し、第８図（ｃ）は、文字
列パターンから切り出した文字“足”、“立”、“4"、
“6"を示している。

第９図（ａ）〜（ｃ）は、第８図（ａ）〜（ｃ）と同様
で、ノイズが混入している場合の文字列パターン“足立
22"を示している。

自動車のナンバープレート「足立46」を撮像したとき
に、読み取った文字列パターンにノイズ等がない場合の
文字の切り出しについて説明する。

まず、撮像手段（１）は、読み取った文字を光電変換
し、文字の部分と背景の部分とにそれぞれ対応する文字
列パターンに変換する。

文字列パターン記憶手段（２）は、文字列パターンを、
第８図（ａ）で示すように、１列分の文字が２値の電気
信号として、２次元マトリックス状に記憶する。

次に、ヒストグラム作成手段（３）は、文字列パターン
記憶手段（２）内に記憶されている文字列パターンをＹ
軸方向（矢印SY）に走査し、１列中の黒画素の数を計数
する。つづいて、走査経路の始点をＸ軸方向（矢印SX）
にずらし、各列について順次上下方向の走査を行い、第
８図（ｂ）で示すように、黒画素の数を度数とするヒス
トグラムを求める。

文字領域検出手段（５）は、ヒストグラムの値があらか
じめ定められたしきい値Ｋ（この例では、Ｋ＝１とす
る。）以上であり、Ｘ軸方向で連続している領域を調べ
る。そして、各領域について、その左端の座標をX_Sn、
右端の座標をX_Enとし、各領域の幅Wn（＝X_En−X_Sn＋
１）と、標準文字幅格納手段（４）にフォーマット情報
として格納されている標準文字幅Ｗとを比較する。

Wn−Ｗ＜δ …… 但し、δは正の定数である。

式の条件を満たす場合、その領域の左端の座標X_Sn及
び右端の座標X_Enを１つの文字の領域を特定するための
情報として文字パターン切り出し手段（６）に出力す
る。

文字パターン切り出し手段（６）は、文字領域検出手段
（５）から出力された情報に基づいて、第８図（ｃ）で
示すように、文字列パターン“足立46"から各文字パタ
ーン“足”、“立”、“4"、“6"を切り出す。

自動車のナンバープレート「足立22」を撮像したとき
に、読み取った文字列パターンにノイズが混入し文字同
士が接触した場合の文字の切り出しについて説明する。

第９図（ａ）で示す文字列パターンのヒストグラムを求
めると、第９図（ｂ）で示すようになる。ここで、しき
い値Ｋ以上の値を連続的に満たす領域は、W₅、W₆、W₇と
なり、それぞれノイズを含んだり、２文字分を含んだ領
域となる。

上述した領域の幅W₅は、上記式の条件を満足するた
め、ノイズを１文字として切り出すことになる。また、
上述した領域の幅W₆、W₇は、いずれも式の条件を満た
さないことになり、個々の文字を正しく分離して切り出
すことができない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したような従来の文字パターン切り出し装置では、
ノイズがのっている場合このノイズを文字として切り出
したり、また、２つ以上の文字が接触している場合個々
の文字を正しい位置で分離することが難しいという問題
点があった。

この発明は、上述した問題点を解決するためになされた
もので、文字列パターンにノイズがのっていたり、隣合
う文字が接触していても、１つ１つの文字を正しく切り
出すことができる文字パターン切り出し装置を得ること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る文字パターン切り出し装置は、２値化さ
れた複数の文字パターンからなる文字列パターンを記憶
する文字列パターン記憶手段と、上記文字列パターンを
走査し画素数を計数してヒストグラムを作成するヒスト
グラム作成手段と、切り出す文字配列の文字部をマスク
としその文字部の左右端の位置をマスク情報として格納
するマスク情報格納手段と、上記マスクを上記文字列パ
ターンの方向へずらしながら、上記マスクに対応する上
記ヒストグラムの画素数と上記マスク以外の領域に対応
する上記ヒストグラムの画素数との関数で定義されるマ
スク評価値を、各々求めるマスク評価値算出手段と、上
記マスク評価値算出手段により求めたマスク評価値の大
きさに基づいて切り出しマスクを決定する文字境界決定
手段と、上記切り出しマスクに基づいて上記文字列パタ
ーンから上記文字パターンを切り出す文字パターン切り
出し手段とを備えたものである。

［作用］ この発明においては、文字列パターン記憶手段によっ
て、２値化された複数の文字パターンからなる文字列パ
ターンが記憶され、ヒストグラム作成手段によって、上
記文字列パターンが走査され画素数が計数されてヒスト
グラムが作成される。また、マスク情報格納手段によっ
て、切り出す文字配列の文字部がマスクとされ、その文
字部の左右端の位置がマスク情報として格納される。さ
らに、マスク評価値算出手段によって、上記マスクが上
記文字列パターンの方向へずらされながら、上記マスク
に対応する上記ヒストグラムの画素数と上記マスク以外
の領域に対応する上記ヒストグラムの画素数との関数で
定義されるマスク評価値が、各々求められる。そして、
文字境界決定手段によって、上記マスク評価値算出手段
により求めたマスク評価値の大きさに基づいて切り出し
マスクが決定され、文字パターン切り出し手段によっ
て、上記切り出しマスクに基づいて上記文字列パターン
から上記文字パターンが切り出される。

［実施例］ この発明の実施例の構成を第１図を参照しながら説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例を示すブロック図であ
り、撮像手段（１）〜ヒストグラム作成手段（３）、文
字パターン切り出し手段（６）は上記従来装置のものと
全く同一である。

第１図において、この発明の一実施例は、上述した従来
装置のものと全く同一のものと、マスク情報格納手段
（７）と、ヒストグラム作成手段（３）及びマスク情報
格納手段（７）に接続されたマスク評価値算出手段
（８）と、このマスク評価値算出手段（８）に入力側が
接続されかつ文字パターン切り出し手段（６）に出力側
が接続された文字境界決定手段（９）とから構成されて
いる。

つぎに、上述した実施例の動作を第２図、第３図、第４
図、第５図及び第６図を参照しながら説明する。

第２図は、この発明の一実施例で用いるマスク情報を示
す説明図である。

第２図において、斜線部が切り出す文字配列の文字部を
示すマスクである。具体的なマスク情報としては、文字
配列の文字部の左端の座標M_SX1（ｉ＝1,2,…,N）と、右
端の座標M_EX1があり、それらをマスク情報格納手段
（７）に格納しておく。ここでは、Ｎ＝４の場合が示さ
れている。

第３図（ａ）〜（ｅ）は、この発明の一実施例の動作過
程を示す説明図である。

第３図（ａ）及び（ｂ）は、第９図（ａ）及び（ｂ）と
同一であり、第３図（ｃ）〜（ｅ）は、“ずらしマス
ク”を示している。

第４図は、この発明の一実施例のマスクのシフト量とマ
スク評価値との関係を示す特性図である。

第４図において、横軸はマスクのシフト量、縦軸はマス
ク評価値を示している。

第５図及び第６図は、この発明の一実施例の動作過程を
示す説明図である。

第５図（ａ）及び（ｂ）は、第３図（ｂ）及び（ｄ）と
同一であり、第５図（ｃ）はマスクの文字部に存在する
黒画素を示している。

撮像手段（１）からヒストグラム作成手段（３）までの
動作は、従来装置と同様である。

マスク評価値算出手段（８）は、フォーマット情報とし
て与えられた第２図に示す文字配列のマスクの情報と、
第３図（ｂ）で示すような、ヒストグラム作成手段
（３）で求めた文字列パターンのヒストグラムとに基づ
いて、マスクを１画素づつ右へずらして発生させたマス
ク（以後このマスクを“ずらしマスク”という。）と、
文字列パターンの配列とがどの程度正しく一致するかを
定量化した値であるマスク評価値を算出する。

すなわち、マスク評価値算出手段（８）は、まず、マス
クの左端つまり第１文字部の左端座標M_SX1を第３図
（ａ）で示す文字列パターンの左端の座標と対応づけ
て、第３図（ｃ）で示すような、第１のずらしマスクを
作成する。そして、この第１のずらしマスクと、第３図
（ｂ）で示すヒストグラムとの整合をとり、第１のずら
しマスクがどの程度正しく文字配列に一致するかを定量
化したマスク評価値Ｆ（１）を求める。

つづいて、第１のずらしマスクを１画素右にシフトして
得られる第２のずらしマスクを発生させ、この第２のず
らしマスクに対するマスク評価値Ｆ（２）を求める。

以下同様にして、第１のずらしマスクを２画素右にシフ
トして得られる第３のずらしマスクに対するマスク評価
値Ｆ（３）を求め、第３図（ｄ）で示すように、（ｉ−
１）画素右にシフトして得られる第ｉのずらしマスクに
対するマスク評価値Ｆ（ｉ）を順次求め、これらのマス
ク評価値を文字境界決定手段（９）に転送する。

ここで、マスク評価値を算出する一例を説明する。

第ｉのずらしマスクに対するマスク評価値は、マスクの
文字部に対応するヒストグラムの黒画素の総数Piと、マ
スクの文字部以外の領域に対応するヒストグラムの黒画
素の総数Qiの関数で定義する。具体的には、式でマス
ク評価値Ｆ（ｉ）を求める。

Ｆ（ｉ）＝Pi−Qi …… この式で求まるマスク評価値Ｆ（ｉ）は、第ｉのずら
しマスクの文字部に文字列パターンの黒画素が多く含ま
れ、文字部以外の領域に存在する黒画素の数が少ないほ
ど大きな値をとる。

一般に、文字は多くの黒画素から構成されている。ま
た、文字と文字の間には黒画素が存在しない場合がほと
んどであり、２つ以上の文字が接触している場合でも、
接触部に存在する黒画素の数は少ない。このため、第４
図で示すように、マスク評価値Ｆ（ｉ）は、ずらしマス
クの文字部と文字列パターンの文字部とが一致したとき
に最大の値をとる。

文字境界決定手段（９）は、マスク評価値が最大となる
ずらしマスクを最適な切り出しマスクとして決定する。
具体的には、上述したマスク評価値算出手段（８）から
転送された第１、第２、…、第ｉ、…、第Ｌのずらしマ
スクに対応するマスク評価値Ｆ（１）、Ｆ（２）、…、
Ｆ（ｉ）、…、Ｆ（Ｌ）の中で最大値をとる第ｉのずら
しマスクを求め、この第ｉのずらしマスクを切り出しマ
スクとして決定する。

そして、第６図で示すように、この切り出しマスクの文
字部の左端と右端の座標（X_S1 ^*、X_E1 ^*）、（X_S2 ^*、
X_E2 ^*）（X_S3 ^*、X_E3 ^*）、（X_S4 ^*、X_E4 ^*）を個々の文字パ
ターンの左端と右端の切り出し位置情報として、文字パ
ターン切り出し手段（６）に転送する。

最終的に、文字パターン切り出し手段（６）は、切り出
し位置情報に基づいて、文字列パターン記憶手段（２）
に記憶されている文字列パターンから、個々の文字に相
当する文字パターン“足”、“立”、“2"、“2"を切り
出す。

この発明の一実施例は、上述したようにフォーマット情
報としてあらかじめ与えられた文字配列のマスク情報を
格納しているマスク情報格納手段と、文字列パターンか
ら求めたヒストグラムと文字配列を示すマスクとの一致
度を評価値として計算するマスク評価値算出手段と、最
も高い一致度が得られるマスク評価値に基づいて文字パ
ターンの切り出し位置を決定する文字境界決定手段を備
えているので、文字同士が接触したり、ノイズがのって
いる場合でも、正確にし文字づつ文字パターンを切り出
すことができるという効果を奏する。

なお、上記実施例ではマスク情報格納手段に、４文字配
列のマスク情報だけを格納して文字を切り出す場合につ
いて説明したが、複数種類のマスク情報を格納して、こ
れらの複数種類のマスク情報を用いて切り出すことも可
能である。

また、上記実施例では横書きの文字列の場合について説
明したが、縦書きの文字列でも利用できることはいうま
でもない。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したとおり、２値化された複数の
文字パターンからなる文字列パターンを記憶する文字列
パターン記憶手段と、上記文字列パターンを走査し画素
数を計数してヒストグラムを作成するヒストグラム作成
手段と、切り出す文字配列の文字部をマスクとしその文
字部の左右端の位置をマスク情報として格納するマスク
情報格納手段と、上記マスクを上記文字列パターンの方
向へずらしながら、上記マスクに対応する上記ヒストグ
ラムの画素数と上記マスク以外の領域に対応する上記ヒ
ストグラムの画素数との関数で定義されるマスク評価値
を、各々求めるマスク評価値算出手段と、上記マスク評
価値算出手段により求めたマスク評価値の大きさに基づ
いて切り出しマスクを決定する文字境界決定手段と、上
記切り出しマスクに基づいて上記文字列パターンから上
記文字パターンを切り出す文字パターン切り出し手段と
を備えたので、文字列パターンにノイズがのっていた
り、隣合う文字が接触していても、１つ１つの文字を正
しく切り出すことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はこの発明の一実施例で用いるマスク情報を示す説明
図、第３図はこの発明の一実施例の動作過程を示す説明
図、第４図はこの発明の一実施例のマスクのシフト量と
マスク評価値との関係を示す特性図、第５図（ａ）〜
（ｃ）及び第６図はこの発明の一実施例の動作過程を示
す説明図、第７図は従来の文字パターン切り出し装置を
示すブロック図、第８図（ａ）〜（ｃ）及び第９図
（ａ）〜（ｃ）は従来の文字パターン切り出し装置の動
作過程を示す説明図である。 図において、 （１）……撮像手段、（２）……文字列パターン記憶手
段、（３）……ヒストグラム作成手段、（６）……文字
パターン切り出し手段、（７）……マスク情報格納手
段、（８）……マスク評価値算出手段、（９）……文字
境界決定手段である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２値化された複数の文字パターンからなる
   文字列パターンを記憶する文字列パターン記憶手段と、 上記文字列パターンを走査し画素数を計数してヒストグ
   ラムを作成するヒストグラム作成手段と、 切り出す文字配列の文字部をマスクとしその文字部の左
   右端の位置をマスク情報として格納するマスク情報格納
   手段と、 上記マスクを上記文字列パターンの方向へずらしなが
   ら、上記マスクに対応する上記ヒストグラムの画素数と
   上記マスク以外の領域に対応する上記ヒストグラムの画
   素数との関数で定義されるマスク評価値を、各々求める
   マスク評価値算出手段と、 上記マスク評価値算出手段により求めたマスク評価値の
   大きさに基づいて切り出しマスクを決定する文字境界決
   定手段と、 上記切り出しマスクに基づいて上記文字列パターンから
   上記文字パターンを切り出す文字パターン切り出し手段
   と を備えたことを特徴とする文字パターン切り出し装置。