JPH1166235A - 文字認識方法及び文字認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同心円上に配列された文字を精度良くしか
も、同心円上に配列された文字を直交座標へ変換時も本
来の画像データを壊すことなく高速に認識処理可能にす
る文字認識方法を提供する。 【解決手段】 同心円上に配置された文字を撮像し、画
像データとして取り込む段階と、この画像データに対し
て円弧状切り出しウィンドウとして設定された外周の座
標値および内周の座標値から円弧状切り出しウインドウ
の円の中心座標と半径を求める段階と、円弧状切り出し
ウインドウにおける円弧状画像の外周円弧から内周円弧
までの間を、１画素分ごとに複数の半径の円弧の周囲長
を算出する段階と、円弧の周囲長を基に１画素分の画素
角度を算出する段階と、円弧ごとに、１画素分の画素角
度ごとに画素を取り出し、直線座標へ変換する段階と、
直線座標に変換された画像データに対して、その切り出
し枠から画像の特徴量を抽出し、文字の切り出し処理を
行う段階と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は文字またはシンボ
ルを認識する文字認識方法及び文字認識装置に関し、特
にＣＤ−ＲＯＭと呼ばれる光学ディスクの同心円上に配
列された製造番号や、ベアリングの外輪や内輪の側面に
同心円上に配列された文字、また、食品などのラベルに
同心円上に配列された文字を認識する文字認識方法及び
文字認識装置、また対象となる文字が重なっている場合
にも許容範囲内であれば文字を切り出し処理する文字認
識方法及び文字認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤ−ＲＯＭの様な光学ディスクの穴の
周りに同心円上に配列された文字を認識する方法につい
て、特開平８−１３７９９０号公報、特開平７―１４０
１０号公報に記載されたものがある。

【０００３】特開平８−１３７９９０号公報では、下記
の手順で同心円上に配列された文字列を直線状に変換す
る方法が記載されている。 ａ．光学ディスクを撮像する撮像手段を用いて、光学デ
ィスクのリング状鏡面部が十分入る程度の距離を置いて
配置する。 ｂ．リング状鏡面部に照明を当て、この部分の濃度ヒス
トグラムを作成した後、２値化処理し２値画像として抽
出する。 ｃ．抽出されたリング状画像をＸ方向，Ｙ方向それぞれ
走査し、リング状画像の中心部を見つけ円の中心座標を
求める。 ｄ．リング中心部に基づく極座標系から直交座標系へ変
換し、ＸＹ座標上に一直線状に配置する。

【０００４】上述の方法では、文字認識を実施させる行
程において、極座標系から直交座標系へ変換する場合、
認識ごとに一旦リング状鏡面部分の画像を求め、リング
状鏡面部の中心を検出して、極座標系から直交座標系へ
変換するための角度を求めている。

【０００５】また、実際に同心円上に配置された文字を
認識させる場合を考える。認識対象とする光学ディスク
のサイズがリング状鏡面部の中心からリング状鏡面部外
周の直径が約４６ｍｍの場合、モニタＴＶなど一般に使
用される画像処理装置の分解能は横方向５１２画素、縦
方向４８０画素程度であるため、若干の余裕をとり縦方
向に約４８ｍｍの長さで画像表示装置に表示させたとす
る。リング状鏡面部の幅が約３ｍｍ、その中に印刷され
てある文字の大きさを縦方向２ｍｍ、横方向１．５ｍｍ
程度とすると、文字部分が占める画素は縦２０画素、横
１５画素となる。さらに、文字が縦横方向とも１ｍｍ以
下と小さく印刷されている場合には、文字部分が占める
画素は縦横とも１０画素以下となり、特に「８」と
「Ｂ」、「５」と「Ｓ」などではわずかな膨らみ部分や
コーナーで構成されている穴の情報といった文字の特徴
的な部分が潰れてしまい、判別困難となる。

【０００６】また、特開平７―１４０１０号公報では、
円形状に配列された文字を直線状に配列された文字に変
換する下記の方法が記載されている。 ａ．円形状に配列された文字列を走査して、円形状配列
の位置に複数の走査画像点を割りつける。 ｂ．これらの点は直線状配列にマッピングされる。 ｃ．画像データの分解能を高めるため、これらの点がオ
リジナル画像の走査点よりも多くなるように選択され
る。 ｄ．これら分解能を高めた点の位置がアドレスアレイに
記憶される。 ｅ．オリジナル画像におけるピクセルの値が目標アレイ
に複写される。 ｆ．ピクセルの値が２進数の値に変換されて、その値が
文字認識用ニューラルネットワークに対する入力データ
として用いられる。

【０００７】上述の方法では、円形状に配列された文字
を構成するピクセルの値をサンプリングするための複数
のアドレスロケーションを発生させる。このアドレスロ
ケーションは、複数の同心円の円弧を発生させることに
よって構成されるものであり、この同心円の円弧は複数
のドットとその同心円の中心の位置から延びている放射
状の線（ラジアル方向の線）の付加的な組との間の点で
交差し、これらのドットはサンプリング点とされる。円
弧状の文字領域に対し、複数個のサンプリング点のアド
レスを発生させる。この時、円周方向，半径方向（ラジ
アル方向）とも、そのアドレス発生個数は矩形になるよ
うに設定される。

【０００８】サンプリング点を多くすると精度は向上す
るが、演算のオーバーヘッドが増加する。分解能を上げ
るには、円周方向と半径方向とを同時に同じ数だけ分割
数を増やすようにする。例えば、Δθおよびラジアル方
向のインクリメントを２で割り、ラジアル方向及び角度
方向（円周方向の意）の両者におけるサンプリング点の
数を２倍にすることによって適切な平衡が達成され、そ
れによってオリジナル画像における各々のピクセルにつ
いての目標画像において４個のピクセルが生成される。

【０００９】上述の方法においては、円に近い状態で配
列され、しかも文字の幅が文字列の長さ、すなわち円弧
の長さに比べて極端に短い場合（例えばサンプル数を円
周方向４個、半径方向４個にした場合）と、円周方向２
０個、半径方向２０個にした場合とでは文字認識できる
様な、すなわちニューラルネットワークにデータを入れ
て認識できる様な画像にはなり得ない。認識不可の理由
は画像の状態のみならず、ニューラルネットワークに入
れるデータのノード数に影響する事にも起因する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の様な従来の文字
認識方法及び文字認識装置では、同心円上に配置された
文字を認識させる場合、円弧状あるいは円状で文字が記
載されているエリアを直線状に引き延ばす手段は取られ
ているが、文字が記載されているエリアが小さいため、
文字が小さく文字認識させるには不十分であるという問
題点があった。

【００１１】これは同心円上に記載されている文字を直
線上に引き延ばす極座標変換処理において画像の傾き角
を求める必要があるが、光学ディスクの中心を常に検出
させることにより画像の傾き角を求めているため、実際
の文字部分がかなり小さくなってしまい、文字どうしの
接触や、文字の潰れなどが生じ、認識を困難にしている
ことによる。図２０，図２１，図２２は処理対象となる
同心円上に記載されている文字列の例を示したもので、
図２０は外周付近に複雑な文字列が存在する場合、図２
１は内周付近に複雑な文字列が存在する場合、図２２は
円弧状切り出しウィンドウの中央付近に複雑な文字列が
存在する場合である。

【００１２】また、一般的に光学ディスクはＸ−Ｙ方向
には位置決めされているにも拘らず、毎回の画像入力を
する必要があり、処理時間の遅延にもつながっていると
いう問題点があった。

【００１３】また、同心円上に配置された画像に複数個
のサンプル点のアドレスを発生させ、そのアドレスの画
像データを矩形領域に展開させる方法では、必要な画像
データが文字データとは限らず、本来必要とされている
画像データではない場合が生じる。結果として、サンプ
ルデータだけでは文字を構成させることができず、認識
を困難にするという問題点があった。

【００１４】また、円周方向、半径方向（ラジアル方
向）とも、そのアドレス発生個数は矩形になるように設
定される。すなわち、強制的に算術式よりアドレスを発
生させているため、本来ある画像データ、すなわちその
位置の濃度情報が無視され、しかも外周方向に比べ内周
方向では発生アドレスの間隔が狭くなり、本来の画像と
は異なる画像になるという問題点があった。

【００１５】さらに、図２３は文字同士が接触している
場合を示す図で、この場合には、文字を切り出すことが
できないため、認識することができないという問題点が
あった。

【００１６】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、第１の目的は、同心円上に配列
された文字を精度良くしかも、同心円上に配列された文
字を直交座標へ変換時も本来の画像データを壊すことな
く高速に認識処理可能にする文字認識方法及び文字認識
装置を提供するものである。

【００１７】また、第２の目的は、接触した文字も精度
良く高速認識処理可能にする文字認識方法及び文字認識
装置を提供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る文字認識
方法は、同心円上に配置された文字を撮像し、画像デー
タとして取り込む段階と、この画像データに対して円弧
状切り出しウィンドウとして設定された外周の座標値お
よび内周の座標値から円弧状切り出しウインドウの円の
中心座標と半径を求める段階と、前記円弧状切り出しウ
インドウにおける円弧状画像の外周円弧から内周円弧ま
での間を、１画素分ごとに複数の半径の円弧の周囲長を
算出する段階と、前記円弧の周囲長を基に１画素分の画
素角度を算出する段階と、前記円弧ごとに、１画素分の
画素角度ごとに画素を取り出し、直線座標へ変換する段
階と、前記直線座標に変換された画像データに対して、
その切り出し枠から画像の特徴量を抽出し、文字の切り
出し処理を行う段階と、を有するものである。

【００１９】また、この発明に係る文字認識装置は、同
心円上に配置された文字を撮像する撮像手段と、この撮
像手段で撮像された画像データを表示する表示手段と、
前記撮像手段で撮像された画像データを取り込む画像入
力手段と、前記撮像手段で撮像された画像データに対し
て円弧状切り出しウィンドウを設定する設定手段と、こ
の設定手段で設定された外周の座標値および内周の座標
値から円弧状切り出しウインドウの円の中心座標と半径
とをウィンドウ情報として算出し、保存するとともに、
前記円弧状切り出しウインドウにおける円弧状画像の外
周円弧から内周円弧までの間の円弧の周囲長を１画素分
ごとに算出するとともに、前記円弧の周囲長を基に１画
素分の画素角度を算出し、前記円弧ごとに、１画素分の
画素角度ごとに画素を取り出し、直線座標へ変換する円
周文字認識手段と、を備えたものである。

【００２０】また、この発明に係る文字認識方法は、円
弧ごとに１画素分の画素角度ごとに画素を取り出し、直
線座標へ変換する段階において、円弧切り出しウインド
ウ内の円弧状画像を外周から内周に向かって半径を１画
素づつ減少させながら直線画像に変換する時、最大半径
を持つ外周の画素数となるように補正をかけるようにし
たものである。

【００２１】また、この発明に係る文字認識方法は、円
弧ごとに１画素分の画素角度ごとに画素を取り出し、直
線座標へ変換する段階において、円弧切り出しウインド
ウ内の円弧状画像を内周から外周に向かって半径を１画
素づつ増加させながら直線画像に変換する時、直線画像
の長さが最小半径を持つ外周の画素数となるように補正
をかけるようにしたものである。

【００２２】また、この発明に係る文字認識方法は、円
弧ごとに１画素分の画素角度ごとに画素を取り出し、直
線座標へ変換する段階において、円弧切り出しウインド
ウ内の円弧状画像を外周から内周、あるいは内周から外
周に向かって半径を１画素づつ減少、あるいは増加させ
ながら直線画像に変換する時、変換される直線画像の長
さが最大半径と最小半径の１／２の長さとなるように補
正をかけるようにしたものである。

【００２３】さらに、この発明に係る文字認識方法は、
オフラインモードにおいて、設定された処理領域内で基
準となる文字のＸ方向およびＹ方向の投影データを作成
し、基準となる文字の座標を求める段階と、切り出した
基準となる文字の面積値、幅および高さを求める段階
と、この求めた文字の面積値、幅および高さなどの文字
の特徴量を基準文字のパラメータとしてメモリに格納す
る段階と、オンラインモードにおいて、認識対象となる
文字列を含む対象ワークの画像を取り込み、画像メモリ
に格納する段階と、取り込んだ画像に対して認識対象と
なる文字列の切り出しを行う段階と、前記設定された処
理領域内で前記文字列のＸ方向およびＹ方向の投影デー
タを作成し、文字列の座標を求める段階と、切り出した
認識対象となる文字列の面積値、幅および高さを求める
段階と、切り出した認識対象となる文字列の面積値と基
準文字の面積値の合計との差が許容範囲内か比較する段
階と、切り出した認識対象となる文字列の面積値と基準
文字の面積値の合計との差が許容範囲内の場合に、認識
対象となる文字列から文字の切り出しを行う段階と、を
有するものである。

【００２４】さらに、この発明に係る文字認識装置は、
オンラインモードで処理領域内に認識対象となる文字列
を含む対象ワークの画像を取り込み、認識対象となる文
字列を切り出し、切り出した文字列の面積値を求めると
ともに、この文字列の面積値とオフラインモードで求め
ておいた処理領域内の基準となる文字の面積値の合計と
の差が許容範囲内か比較し、この差が許容範囲内の場合
に、認識対象となる文字列から文字の切り出しを行うく
っつき文字切り出し手段を備えたものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の一実施の形態である画
像処理システムの構成を示す図である。図において、１
はこの文字認識装置としての画像処理システムに電源を
供給する電源ユニット、２はＣＰＵユニット、３は画像
処理装置、４は画像処理装置３に対し画像処理のパラメ
ータの設定や、画像処理装置３の操作を行う設定手段と
してのトラックボール、５は対象ワークの特徴量などを
あらかじめ記憶しておくメモリカード、６は計測結果を
表示するＣＲＴ等の表示手段としての表示装置、７は対
象ワークの画像を読み取る撮像手段としてのカメラ、８
はカメラ７に電源を供給するカメラ電源である。画像処
理装置３はＣＰＵユニット２からの制御命令に基づき、
カメラ７からのビデオ信号を処理し対象ワークの特徴量
を計測するものであり、画像処理システムは上記１〜８
によって構成されている。

【００２６】図２はこの発明の一実施の形態である画像
処理装置３のブロックを示す図である。図において、９
は各種画像処理や計測処理、コマンド処理を行う中央処
理装置、１０は中央処理装置９で実行されるコマンドや
データが格納される記憶装置、１１はカメラ７のアナロ
グ信号をデジタル信号に変換し入力する画像入力手段と
しての画像入力回路、１２は画像入力回路１１からの画
像や中央処理装置９で各種画像処理、計測処理した結果
を格納する画像メモリ、１３は各種画像処理を実行する
画像処理回路、１４は同心円上に配置された文字を認識
する円周文字認識手段、１５は接触あるいは多少の重な
りが発生した文字を切り出すくっつき文字切り出し手段
である。

【００２７】図３はこの発明の一実施の形態である画像
処理装置３における文字認識装置としての円周文字認識
手段１４の処理を中心に示したフローチャートである。
また、図４，図５，図６はこの発明の一実施の形態であ
る円弧状切り出しウィンドウの設定方法を示す説明図で
あり、図において、Ａ，Ｂ，Ｃは同心円上に配置された
文字、ｘ印はトラックボール４で指示された座標値であ
る。

【００２８】図７はこの発明の一実施の形態である同心
円上文字から直線上文字へ変換する処理を示す説明図で
ある。図において、Ｘ１，Ｙ１は基準点、θは１画素分
の画素角度、ｒａは外周円の半径、ｒｂは内周円の半
径、Ｗａはｒａの周囲長画素数、Ｗｂはｒｂの周囲長画
素数である。図８はこの発明の一実施の形態である同心
円上文字から直線上文字に変換された画像データを示す
図である。

【００２９】同心円上に配置された文字を認識する方法
について、図１〜図８により説明する。ステップＳ１０
１で、注目する半径座標を可変するための変数ｉを初期
化する。ステップＳ１０２で、同心円上に配置された文
字をカメラ７にて撮像し、その画像データを画像メモリ
１２へ取り込む。ステップＳ１０３で、オペレータは取
り込まれた原画像を表示装置６で確認しながら、円弧状
切り出しウィンドウを以下の手順で設定する。このと
き、外周と内周の円弧は同心円弧となるよう設定され
る。 （１）トラックボール４を使用して、図４に示すように
外周の円弧上の３点を指示する。 （２）トラックボール４を使用して、図５に示すように
内周の円弧上の３点を指示する。

【００３０】ステップＳ１０４で、トラックボール４で
指示された外周、内周の３点の座標値から図６に示すよ
うな円弧状切り出しウインドウの円の中心座標と半径を
求める。３点の座標値より、その３点を通る円弧の中心
座標、半径を求める手法については既知の技術であるた
め、ここでは説明を省略する。

【００３１】ステップＳ１０５で、外周円の半径ｒａか
ら変数ｉを減算し、注目している画素が存在している円
周の半径ｒｗ（以下、注目半径と記す）を算出する。ス
テップＳ１０６で、円弧状画像である外周から順に周囲
長（画素数）を算出する。ステップＳ１０７で、周囲長
（画素数）より１画素分の画素角度θを算出する。ステ
ップＳ１０８で、図７に示すように１画素分の画素角度
θごとに画素を取り出していき、下式を用いて、図８に
示すような直線座標へ変換し、画像メモリ１２へ格納し
ていく。 Ｘ ＝Ｘｗ × ＣＯＳθ − Ｙｗ × ＳＩＮθ Ｙ ＝Ｘｗ × ＳＩＮθ ＋ Ｙｗ × ＣＯＳθ ここで、Ｘ，Ｙは直線座標変換後の座標値、Ｘｗ，Ｙｗ
は直線座標変換前の円弧状座標値、θは画素角度を表
す。

【００３２】ステップＳ１０９で、注目半径ｒｗと内周
円の半径ｒｂとを比較し、注目半径ｒｗ≧内周円の半径
ｒｂの場合は、ステップＳ１１２で変数ｉに１を加算
し、円弧状画像の内周まで１画素ずつステップＳ１０５
〜ステップＳ１０８の処理を繰り返す。

【００３３】また、ステップＳ１０９で、注目半径ｒｗ
＜内周円の半径ｒｂの場合は、ステップＳ１１０に進
み、図６に示すような直線座標に変換された画像データ
に対して、その切り出し枠から画像の特徴量を抽出し、
文字の切り出し処理を行う。ステップＳ１１１で、ニュ
ーラルネットワークに入れ、文字を認識する。

【００３４】上述のステップＳ１０１〜ステップＳ１１
１により、同心円上に配置された文字を順次認識する。

【００３５】上述では、外周円の半径ｒａから変数ｉを
減算し、円弧状画像である外周から順に周囲長（画素
数）を算出する例を示したが、内周円の半径ｒｂから変
数ｉを加算し、円弧状画像である内周から順に周囲長
（画素数）を算出するようにしても、同様の効果が得ら
れる。

【００３６】実施の形態２．図９はこの発明の一実施の
形態に係る円周上の座標から直線上の座標へ変換する際
の補正処理方法を示す説明図である。図において、Ｘｗ
は注目画素のＸ座標、ｒａは最大半径、ｒｂは最小半
径、ｒｃは最大半径ｒａと最小半径ｒｂの１／２の半
径、ｒｗは注目画素Ｘｗが存在している円周の半径、Ｗ
ａはｒａの周囲長画素数、Ｗｂはｒｂの周囲長画素数、
Ｗｃはｒｃの周囲長画素数、Ｗｗはｒｗの周囲長画素数
である。また、図１０はこの発明の一実施の形態に係る
円周上の座標から直線上の座標へ変換後の補正処理結果
を示す説明図である。

【００３７】図９および図１０により円弧状画像を直線
座標に変換する際の補正処理について説明する。外周か
ら内周に向けてその各々の１画素の角度を算出し、直線
座標へ変換する点で上述の実施の形態１と同様である
が、図３のフローチャートのステップＳ１０８において
直線座標変換後、Ｘ座標に補正をかける下記処理を追加
したものである。

【００３８】１画素分の角度θを算出した後、注目して
いる画素の情報を調べ、直線座標に変換した後、最大半
径を持つ円弧（外周）の画素数となるように下式により
Ｘ座標に補正をかける。 Ｘａ＝Ｘｗ・Ｗｗ／Ｗａ （ただし、Ｘｗは直線座標変換後の画像データ） 補正をかけた画像データは補正後のＸ座標の位置へ格納
する。

【００３９】実施の形態１では、直線座標変換後の画像
データは図８に示すように外周と内周の画素数の違いで
台形型の直線座標に変換された画像データとなるが、こ
の実施の形態においては上述のように、円弧切り出しウ
インドウ内の円弧状画像を外周から内周に向かって半径
を１画素づつ減少させながら直線画像に変換する時、最
大半径を持つ外周の画素数となるように補正をかけ、最
大半径を持つ円弧（外周）の画素数に正規化させるよう
にしたものである。

【００４０】実施の形態３．図１１はこの発明の一実施
の形態に係る円周上の座標から直線上の座標へ変換後の
補正処理結果を示す説明図である。図９および図１１に
より円弧状画像を直線座標に変換する際の補正処理につ
いて説明する。直線座標に変換されたＸ座標を下式によ
りＸ座標に補正をかけることによって、図１１に示すよ
うな最小半径を持つ円弧（内周）の画素数に正規化され
た直線座標変換後画像データが得られる。 Ｘｂ＝Ｘｗ・Ｗｗ／Ｗｂ （ただし、Ｘｗは直線座標変換後の画像データ） 補正をかけた画像データは補正後のＸ座標の位置へ格納
する。

【００４１】上述の実施の形態２では、最大半径を持つ
円弧（外周）の画素数に正規化した例を示したが、実施
の形態３においては円弧切り出しウインドウ内の円弧状
画像を内周から外周に向かって半径を１画素づつ増加さ
せながら直線画像に変換する時、直線画像の長さが最大
半径を持つ外周の画素数となるように補正をかけ、最小
半径を持つ円弧（内周）の画素数に正規化させるように
したものである。

【００４２】実施の形態４．図１２はこの発明の一実施
の形態に係る円周上の座標から直線上の座標へ変換後の
補正処理結果を示す説明図である。図９および図１２に
より円弧状画像を直線座標に変換する際の補正処理につ
いて説明する。直線座標に変換されたＸ座標を下式によ
りＸ座標に補正をかけることによって、図１２に示すよ
うな最大半径と最小半径の１／２の半径を持つ円弧の画
素数に正規化された直線座標変換後画像データが得られ
る。 Ｘｃ＝Ｘｗ・Ｗｗ／Ｗｃ （ただし、Ｘｗは直線座標変換後の画像データ） 補正をかけた画像データは補正後のＸ座標の位置へ格納
する。

【００４３】上述の実施の形態２では最大半径を持つ円
弧（外周）の画素数に正規化した例を、また実施の形態
３では最小半径を持つ円弧（内周）の画素数に正規化し
た例を示したが、実施の形態４においては円弧切り出し
ウインドウ内の円弧状画像を外周から内周、あるいは内
周から外周に向かって半径を１画素づつ減少あるいは増
加させながら直線画像に変換する時、変換される直線画
像の長さが最大半径と最小半径の１／２の長さとなるよ
うに補正をかけ、最大半径と最小半径の１／２の半径を
持つ円弧の画素数に正規化させるようにしたものであ
る。

【００４４】実施の形態５．図１３はこの発明の一実施
の形態に係るオフラインモードの概略フローチャート
図、図１４はこの発明の一実施の形態に係るオンライン
モードの概略フローチャート図であり、図２のくっつき
文字切り出し手段１５の処理を中心に示すものである。

【００４５】図１５はこの発明の一実施の形態に係る画
像メモリ１２にあらかじめ格納された基準となる文字の
画像を示す図である。図において、２１は基準となる文
字を含む処理領域、ＴＨは投影データしきい値、Ｙ１は
基準となる文字列の上側の座標、Ｙ２は基準となる文字
列の下側の座標、Ｘ１，Ｘ３は基準となる文字の左側の
座標、Ｘ２，Ｘ４は基準となる文字の右側の座標であ
る。図１６はこの発明の一実施の形態に係る文字のパラ
メータを示す説明図である。図において、Ｈ１，Ｈ２は
切り出した文字の高さ、Ｗ１，Ｗ２は切り出した文字の
幅、Ａ１，Ａ２は切り出した文字の面積値である。図１
７はこの発明の一実施の形態に係る文字同士が接触して
いる場合の画像を示す説明図である。図において、Ｈ
１，Ｈ２は切り出した文字の高さ、Ｗ１，Ｗ２は切り出
した文字の幅、Ａ１，Ａ２は切り出した文字の面積値、
Ａはくっついた文字の面積値、Ｗはくっついた文字の
幅、Ｈはくっついた文字の高さである。

【００４６】画像処理システムで文字認識を実施する場
合、文字同士が接触、あるいは多少の重なりが発生して
も文字を切り出し、認識する方法について説明する。ま
ず、図１３のオフラインモードでは、あらかじめ基準と
なる文字の画像を入力し、文字の特徴量を記憶する。

【００４７】ステップＳ２０１でカメラ７から対象ワー
クの画像を取り込み、画像メモリ１２に格納する。ステ
ップＳ２０２では取り込んだ画像に対して文字の切り出
し処理を行う。表示装置６を見ながらトラックボール４
を用いて、基準となる文字を含む処理領域を設定する
（例えば、図１５の処理領域２１）。まず、処理領域内
でＸ方向の投影データを作成し、投影データがしきい値
ＴＨ以上となるＹ座標を調べることにより、基準となる
文字列の上側の座標Ｙ１と下側の座標Ｙ２を求めること
ができる。しきい値ＴＨは、投影データより文字の切り
出しができる値になるように、プログラム上で記述する
か、または、表示装置６を見ながらトラックボール４を
用いて設定する。同様に、Ｙ方向の投影データを作成
し、投影データがしきい値ＴＨ以上となるＸ座標を求め
ることにより基準となる文字の左側の座標Ｘ１、Ｘ３と
右側の座標Ｘ２、Ｘ４を求めることができる。

【００４８】ステップＳ２０３で、切り出したそれぞれ
の文字Ａ，Ｂの面積値Ａ１，Ａ２、幅Ｗ１，Ｗ２、高さ
Ｈ１，Ｈ２を求める。ステップＳ２０４で、切り出した
文字の面積値Ａ１，Ａ２、幅Ｗ１，Ｗ２、高さＨ１，Ｈ
２などの文字の特徴量を基準文字のパラメータとしてメ
モリに格納する。

【００４９】次に、図１４のオンラインモードでは、対
象ワークの画像を入力し、認識対象となる文字の認識を
行い、認識結果をＣＰＵユニット２に出力する。ステッ
プＳ２０１からステップＳ２０３は、上述の図１３のオ
フラインモードでの切り出し処理と同様にであり、その
説明を省略する。

【００５０】ステップＳ２１０で切り出した文字の面積
値と基準文字の面積値の合計との差が許容範囲内か下式
で比較する。 （Ａ１＋Ａ２）−ａ ＜ Ａ ＜ （Ａ１＋Ａ２）＋ａ ここで、Ａはくっついた文字の面積値、Ａ１，Ａ２はオ
フラインモードでメモリに格納された基準となる文字の
面積値、ａは許容範囲の値である。

【００５１】くっついた文字の面積値Ａが許容範囲外の
場合、処理を抜け終了する。くっついた文字の面積値Ａ
が許容範囲内の場合、ステップＳ２１１で左側の文字を
Ｗ１（基準となる文字の幅）として切り出しを行い、続
いてステップＳ２１２で右側の文字をＷ２（基準となる
文字の幅）として切り出しを行う。

【００５２】くっつき文字切り出し手段１５は、オフラ
インモードで処理領域内の文字を切り出し、切り出した
文字ごとの面積値、幅、高さなどを求め、面積値、幅、
高さなどのパラメータを基準文字パラメータとして記憶
装置に保存し、オンラインモードで切り出した文字ごと
の面積値、幅、高さなどの認識文字パラメータを求め、
求めた面積値と、保存された基準文字の合計の面積値の
差が許容範囲内に入っているかどうかを比較し、許容範
囲内に入っている場合に左側から文字の幅を基準文字パ
ラメータとして保存された幅の値として文字を切り出
す。

【００５３】実施の形態６．図１８はこの発明の一実施
の形態に係るオンラインモードの概略フローチャート図
である。図１９はこの発明の一実施の形態に係る文字の
重なりが発生している場合の画像を示す説明図である。
図において、Ｈ１，Ｈ２は切り出した文字の高さ、Ｗ
１，Ｗ２は切り出した文字の幅、Ａ１，Ａ２は切り出し
た文字の面積値、Ａは重なった文字の面積値、Ｗは重な
った文字の幅、Ｈは重なった文字の高さである。

【００５４】画像処理システムで文字認識を実施する場
合、文字の重なりが発生しても文字を切り出し、認識す
る方法について説明する。図１８のステップＳ２０１か
らステップＳ２０３は、上述の図１３のオフラインモー
ドでの切り出し処理と同様にであり、その説明を省略す
る。

【００５５】ステップＳ２２０で切り出した文字の面積
値と基準文字の面積値の合計との差が許容範囲内か下式
で比較する。 （Ａ１＋Ａ２）−ａ ＜ Ａ ＜ （Ａ１＋Ａ２）＋ａ ここで、Ａはくっついた文字の面積値、Ａ１，Ａ２はオ
フラインモードでメモリに格納された基準となる文字の
面積値、ａは許容範囲の値である。

【００５６】許容範囲外の場合、処理を抜け終了する。
許容範囲内の場合、ステップＳ２２１およびステップＳ
２２２で、Ａの値と（Ａ１＋Ａ２）の値の比率を求め、
文字の幅Ｗ１、Ｗ２（Ｗ１、Ｗ２は同様に基準となる文
字の幅）に対して面積値の比率を乗算して切り出しを行
う。

【００５７】ステップＳ２２１で左側の文字の幅を、Ｗ
１×Ａ／（Ａ１＋Ａ２）として求める。続いて、ステッ
プＳ２２２で右側の文字の幅を、Ｗ２×Ａ／（Ａ１＋Ａ
２）として求める。

【００５８】実施の形態５において、くっつき文字切り
出し手段１５は、オンラインモードで求めた認識文字パ
ラメータの面積値とオフラインモードで求めた基準文字
の合計の面積値との差が許容範囲内に入っている場合に
左側から文字の幅を基準文字パラメータとして保存され
た幅の値として文字を切り出すようにした例を示した
が、実施の形態６ではオンラインモードで求めた認識文
字パラメータの面積値とオフラインモードで求めた基準
文字の合計の面積値との面積値の比率を乗算して切り出
しを行うようにしたものである。この場合には、基準と
なる文字の合計値（Ａ１＋Ａ２）よりも重なっているた
め求めた文字の面積Ａは小さい値となる。

【００５９】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００６０】同心円上に配置された文字に対し、円弧状
切り出しウィンドウをはり、そのウィンドウ情報である
円弧の中心座標および半径より、円弧外周長画素数と１
画素ごとの角度を算出し、外周から内周に向かって半径
を１画素ずつ減少させながら、または内周から外周に向
かって半径を１画素ずつ増加させながら直線座標へ変換
するため、本来の画像データを壊すことなく同心円上に
配置された文字を直線上に変換可能である。

【００６１】また、同心円上に配置された文字に対し、
円弧状切り出しウィンドウをはり、そのウィンドウ情報
である円弧の中心座標および半径より、円弧外周長画素
数と１画素ごとの角度を算出し、外周から内周に向かっ
て半径を１画素ずつ減少させながら最大半径を持つ円弧
（外周）の画素数に正規化する補正を行いながら直線座
標へ変換するため、特に外周付近に複雑な形状を有する
文字（例えば、Ｐ、Ｒ）に対して、本来の画像データを
壊すことなく同心円上に配置された文字を直線上に変換
可能である。

【００６２】また、同心円上に配置された文字に対し、
円弧状切り出しウィンドウをはり、そのウィンドウ情報
である円弧の中心座標および半径より、円弧外周長画素
数と１画素ごとの角度を算出し、内周から外周に向かっ
て半径を１画素ずつ増加させながら最小半径を持つ円弧
（内周）の画素数に正規化する補正を行いながら直線座
標へ変換するため、特に内周付近に複雑な形状を有する
文字（例えば、Ｍ、Ｗ）に対して、本来の画像データを
壊すことなく同心円上に配置された文字を直線上に変換
可能である。

【００６３】また、同心円上に配置された文字に対し、
円弧状切り出しウィンドウをはり、そのウィンドウ情報
である円弧の中心座標および半径より、円弧外周長画素
数と１画素ごとの角度を算出し、外周から内周、あるい
は内周から外周に向かって半径を１画素ずつ減少あるい
は減少させながら最大半径と最小半径の１／２の半径を
持つ円弧の画素数に正規化する補正を行いながら直線座
標へ変換するため、特に円弧中央付近に複雑な形状を有
する文字（例えば、Ｇ、Ｋ）に対して、本来の画像デー
タを壊すことなく同心円上に配置された文字を直線上に
変換可能である。

【００６４】さらに、オフラインモードで処理領域内の
文字を切り出し、切り出した文字ごとの面積値、幅、高
さなどを求め、面積値、幅、高さなどのパラメータを基
準文字パラメータとして記憶装置に保存し、オンライン
モードで切り出した文字ごとの面積値、幅、高さなどの
認識文字パラメータを求め、求めた面積値と、保存され
た面積値の差が許容範囲内に入っているかどうかを比較
し、許容範囲内に入っている場合に左側から文字の幅を
基準文字パラメータとして保存された幅の値として文字
を切り出すので、文字がくっついている場合にも簡単に
文字を切り出すことができる。

【００６５】さらにまた、オフラインモードで処理領域
内の文字を切り出し、切り出した文字ごとの面積値、
幅、高さなどを求め、面積値、幅、高さなどのパラメー
タを基準文字パラメータとして記憶装置に保存し、オン
ラインモードで切り出した文字ごとの面積値、幅、高さ
などの認識文字パラメータを求め、求めた面積値と、保
存された面積値の差が許容範囲内に入っているかどうか
を比較し、許容範囲内に入っている場合に、左側から文
字の幅を基準パラメータとして保存された幅に、認識文
字の面積値と、保存された面積値の比を乗算した値を文
字の幅として切り出すので、文字がくっついている場合
にも重なり度合いによって文字の幅を補正して更に精度
よく文字を切り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施の形態である画像処理シス
テムの構成を示す図である。

【図２】 この発明の一実施の形態である画像処理装置
３のブロックを示す図である。

【図３】 この発明の一実施の形態である画像処理装置
３における文字認識装置としての円周文字認識手段１４
の処理を中心に示したフローチャートである。

【図４】 この発明の一実施の形態である円弧状切り出
しウィンドウの設定方法を示す説明図である。

【図５】 この発明の一実施の形態である円弧状切り出
しウィンドウの設定方法を示す説明図である。

【図６】 この発明の一実施の形態である円弧状切り出
しウィンドウの設定方法を示す説明図である。

【図７】 この発明の一実施の形態である同心円上文字
から直線上文字へ変換する処理を示す説明図である。

【図８】 この発明の一実施の形態である同心円上文字
から直線上文字に変換された画像データを示す図であ
る。

【図９】 この発明の一実施の形態に係る円周上の座標
から直線上の座標へ変換する際の補正処理方法を示す説
明図である。

【図１０】 この発明の一実施の形態に係る円周上の座
標から直線上の座標へ変換後の補正処理結果を示す説明
図である。

【図１１】 この発明の一実施の形態に係る円周上の座
標から直線上の座標へ変換後の補正処理結果を示す説明
図である。

【図１２】 この発明の一実施の形態に係る円周上の座
標から直線上の座標へ変換後の補正処理結果を示す説明
図である。

【図１３】 この発明の一実施の形態に係るオフライン
モードの概略フローチャート図である。

【図１４】 この発明の一実施の形態に係るオンライン
モードの概略フローチャート図であり、図２のくっつき
文字切り出し手段１５の処理を中心に示すものである。

【図１５】 この発明の一実施の形態に係る画像メモリ
１２にあらかじめ格納された基準となる文字の画像を示
す図である。

【図１６】 この発明の一実施の形態に係る文字のパラ
メータを示す説明図である。

【図１７】 この発明の一実施の形態に係る文字同士が
接触している場合の画像を示す説明図である。

【図１８】 この発明の一実施の形態に係るオンライン
モードの概略フローチャート図である。

【図１９】 この発明の一実施の形態に係る文字の重な
りが発生している場合の画像を示す説明図である。

【図２０】 処理対象となる同心円上に記載されている
文字列の例を示したもので、外周付近に複雑な文字列が
存在する場合の図である。

【図２１】 処理対象となる同心円上に記載されている
文字列の例を示したもので、内周付近に複雑な文字列が
存在する場合の図である。

【図２２】 処理対象となる同心円上に記載されている
文字列の例を示したもので、円弧状切り出しウィンドウ
の中央付近に複雑な文字列が存在する場合の図である。

【図２３】 文字同士が接触している場合を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 電源ユニット、 ２ ＣＰＵユニット、 ３ 画像
処理装置、 ４ トラックボール、 ５ メモリカー
ド、 ６ 表示装置、 ７ カメラ、 ８ カメラ電
源、 ９ 中央処理装置、 １０ 記憶装置、 １１
画像入力回路、 １２ 画像メモリ、 １３ 画像処理
回路、 １４ 円周文字認識手段、 １５くっつき文字
切り出し手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 一正 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同心円上に配置された文字を撮像し、画
   像データとして取り込む段階と、この画像データに対し
   て円弧状切り出しウィンドウとして設定された外周の座
   標値および内周の座標値から円弧状切り出しウインドウ
   の円の中心座標と半径を求める段階と、前記円弧状切り
   出しウインドウにおける円弧状画像の外周円弧から内周
   円弧までの間を、１画素分ごとに複数の半径の円弧の周
   囲長を算出する段階と、前記円弧の周囲長を基に１画素
   分の画素角度を算出する段階と、前記円弧ごとに、１画
   素分の画素角度ごとに画素を取り出し、直線座標へ変換
   する段階と、前記直線座標に変換された画像データに対
   して、その切り出し枠から画像の特徴量を抽出し、文字
   の切り出し処理を行う段階と、を有する文字認識方法。
2. 【請求項２】 同心円上に配置された文字を撮像する撮
   像手段と、この撮像手段で撮像された画像データを表示
   する表示手段と、前記撮像手段で撮像された画像データ
   を取り込む画像入力手段と、前記撮像手段で撮像された
   画像データに対して円弧状切り出しウィンドウを設定す
   る設定手段と、この設定手段で設定された外周の座標値
   および内周の座標値から円弧状切り出しウインドウの円
   の中心座標と半径とをウィンドウ情報として算出し、保
   存するとともに、前記円弧状切り出しウインドウにおけ
   る円弧状画像の外周円弧から内周円弧までの間の円弧の
   周囲長を１画素分ごとに算出するとともに、前記円弧の
   周囲長を基に１画素分の画素角度を算出し、前記円弧ご
   とに、１画素分の画素角度ごとに画素を取り出し、直線
   座標へ変換する円周文字認識手段と、を備えた文字認識
   装置。
3. 【請求項３】 前記円弧ごとに１画素分の画素角度ごと
   に画素を取り出し、直線座標へ変換する段階において、
   前記円弧切り出しウインドウ内の円弧状画像を外周から
   内周に向かって半径を１画素づつ減少させながら直線画
   像に変換する時、最大半径を持つ外周の画素数となるよ
   うに補正をかけることを特徴とする請求項１記載の文字
   認識方法。
4. 【請求項４】 前記円弧ごとに１画素分の画素角度ごと
   に画素を取り出し、直線座標へ変換する段階において、
   前記円弧切り出しウインドウ内の円弧状画像を内周から
   外周に向かって半径を１画素づつ増加させながら直線画
   像に変換する時、直線画像の長さが最小半径を持つ外周
   の画素数となるように補正をかけることを特徴とする請
   求項１記載の文字認識方法。
5. 【請求項５】 前記円弧ごとに１画素分の画素角度ごと
   に画素を取り出し、直線座標へ変換する段階において、
   前記円弧切り出しウインドウ内の円弧状画像を外周から
   内周、あるいは内周から外周に向かって半径を１画素づ
   つ減少、あるいは増加させながら直線画像に変換する
   時、変換される直線画像の長さが最大半径と最小半径の
   １／２の長さとなるように補正をかけることを特徴とす
   る請求項１記載の文字認識方法。
6. 【請求項６】 オフラインモードにおいて、設定された
   処理領域内で基準となる文字のＸ方向およびＹ方向の投
   影データを作成し、基準となる文字の座標を求める段階
   と、切り出した基準となる文字の面積値、幅および高さ
   を求める段階と、この求めた文字の面積値、幅および高
   さなどの文字の特徴量を基準文字のパラメータとしてメ
   モリに格納する段階と、オンラインモードにおいて、認
   識対象となる文字列を含む対象ワークの画像を取り込
   み、画像メモリに格納する段階と、取り込んだ画像に対
   して認識対象となる文字列の切り出しを行う段階と、前
   記設定された処理領域内で前記文字列のＸ方向およびＹ
   方向の投影データを作成し、文字列の座標を求める段階
   と、切り出した認識対象となる文字列の面積値、幅およ
   び高さを求める段階と、切り出した認識対象となる文字
   列の面積値と基準文字の面積値の合計との差が許容範囲
   内か比較する段階と、切り出した認識対象となる文字列
   の面積値と基準文字の面積値の合計との差が許容範囲内
   の場合に、認識対象となる文字列から文字の切り出しを
   行う段階と、を有する文字認識方法。
7. 【請求項７】 オンラインモードで処理領域内に認識対
   象となる文字列を含む対象ワークの画像を取り込み、認
   識対象となる文字列を切り出し、切り出した文字列の面
   積値を求めるとともに、この文字列の面積値とオフライ
   ンモードで求めておいた前記処理領域内の基準となる文
   字の面積値の合計との差が許容範囲内か比較し、この差
   が許容範囲内の場合に、認識対象となる文字列から文字
   の切り出しを行うくっつき文字切り出し手段を備えた事
   を特徴とする請求項２記載の文字認識装置。