JPS6027082A - 文字列の傾斜角検出装置 - 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】 の物体（以降円筒状物体と称する）に書かれた文字や数
字列の自動読取装置，等に応用される文字列の傾斜角検
出装置に関するものである。

まず、従来の文字や数字を認識する装置について第１図
から第５図で説明する。

ある物体に書かれた文字や数字を認識する際従来第１図
のように二次元カメラ１によって物体２に書かれた文字
列３を走査しそのビデオ信号を二値化回路４で二値化し
、メモリ５に入力し、そのメモリのビットパターンによ
って文字認識回路６で文字を認識している。“この場合
第２図のように文字列３がカメラの走査線７に対して傾
いていると従来のパターンマツチング法や特徴抽出法に
よる文字認識が困ばてあり、それを避けるだめに文字の
書かれた物体を強制的に常に一定方向に向ける方法が用
いられている。

その−例として光学文字読取装置では文字の位置が決っ
ているカードを両端で支持して送る機構がよく用いられ
る。しかしカメラから見て物体が円形に見えるものでは
その上下関係がわからずこの方法が使えない。

又２文字が走査線に対して傾いている場合でも認識でき
るようにパターンマッヂングのパターンとして例えば、
第３図のように数度ずつ回転させたパターンとして８ａ
、８１）、８Ｃ，８ｄを用意しておき、それらと認識す
べき文字９とを順次比較することによって文字認識を行
なう方法もあるが処理時間がかかりメモリ量も多くなっ
てし１う。

又９文字列の傾斜を検出する方法として第４図、第５図
のようにカメラで取り込んだ文字列３　ＶＣ対応スるメ
モリのビットパターンＩＣ１ｎＸｎピツ゛トのブロック
１１で分割し、各ブロン゛りに於いて文字のあるブロッ
クを「１」とし、ないブロックを「０」として区別した
後、「１」のつイタフロックの連結の状態を調べること
によって文字列３の傾斜角θを検出する方法がある。

しかしこれはそのアルゴリズムが＋Ｍ　ｌであり処理時
間がかかる。

本発明はこのような点を改善してなされたも円 ので１層筒状物体の上側平面に書かれている文字列をカ
メラの走査線でとらえて画像信号を二値化信号に変換し
てこれらを記憶しＸこの記憶しだ二値化信号のデータか
ら同筒状物体の上側平面の円内部の二値化信号のデータ
のみを切り出す内辺出回路と、当該円内部の二値化信号
のデータの中の文字列の二値化信号のデータのみを選び
これらデータで文字列の図心点をめる図心点計算回路と
２図心点を中心としてカメラの走査線から傾斜角を有す
る文字列の部分を包含する長方形のテンプレートの頂点
の座標を計ηするテンプレート座標計算回路と、テンプ
レート座標計算回路で計算されたテンプレートを図心点
に重ねてテンプレートを数度きざみの角度で変化したと
きのテンプレート内に存在する文字列の二値化信号のデ
ータの数をカウントし当該カウント値が最大値をきると
きの傾斜角をカメラの走査線からの文字列の傾斜角とし
てめるマツチング回路とを備えて文字列の図心点と傾斜
角をめ瓢文字列の二値化信号のデータを図心点を中心と
して座標移動しカメラの走延線と平行な座標に座標変換
する回路へ入力することを特徴とする文字列の傾斜角検
出装置を提供するものである。本発明の装置によれば円
筒状物体の上面に書かれた文字や数字列が上方から見て
任意の方向へ傾いても図心点を中心としり長方形のテン
プレートを考え、このテンプレートをその中心の回りに
回転させながら文字列とマツチングをとり、テンプレー
トの中に最も多く文字列の部分が入ったときのテンプレ
ートの角度を文字列の傾斜角として検出する七のである
。

次に第６図から第１２図に従って本発明の文字列の傾斜
角検出装置について説明する。第６図は本発明の装置の
全体の構成を示したブロック図で、平面１２の上にある
円筒状物体Ｉ３の上面に書かれた文字列又は数字列３（
以下文字列と称する）を上方から二次元カメラ１で撮像
するものとする。二値化回路４はカメーラ１より出力さ
れるビデオ信号を二値化する回路であり、その信号は適
当な時間間隔でサンプリングされてメモリ５に入力され
記憶される。内辺出回路１４はメモリ５」二で円筒状物
体１３の上面２０とその背景即ち平面１２とを分離して
上面２０だけを切り出す回路である。図心点計算回路１
５は上１ｍ２０上に書かれた文字列３を１つの図形と考
えその図心点を計算する回路であり、１６はその図心点
を中心として図形を包含する長方形のテンプレートを作
成するテンプレート座標１３１１回路であり、ｊ７はそ
のテンプレートと文字列３の写った像とのマツチング回
路である。座標変換回路１８はマツチング回路】７でめ
る傾斜角を元に文字列３をメモリ上で回転させる回路で
あり５ａは座標変換回路１８で座標変換されたデータを
記憶するメモリであり、１９は従来の文字認識回路であ
る。

次に本発明の詳しい機能を説明する。

第６図で二次元カメラ１が捕えた画面２６は第７図のよ
うに映っている。ここで第７図の画面２６上では平面１
２は１２ａ、物体１３の上面２ｏは２０　ａ及び文字列
３は３ａとそれぞれ示されている。

このビデオ信号は二値化、サンプリングされた後、メモ
リ５に入力され記憶されるがその時。

平面１２と文字例３の部分はメモリ５上では論理「１」
２円筒状物体１３の上面２ｏのうも文字例３のない部分
は論理ｒＯＪに対応している。そこでまず口切出回路１
４によって上面２ｏを背景（平面１２）から分離する。

この方法は第８図〆示す如くメモリ５上でカメラ１の各
水平走査線（７けその１本を示している）に対応するビ
ットパターン２７に於いて最初に「１」がらｒＯＪへ変
化しだ点Ａ、及び最後に「ｏ」から「１」に変化した点
Ｂを検出すればよい。同じ方法ですべての走査線に対応
するビットパターンに於ても検出することが出来る。

次に第９図に示す如く切出される円に対応するビットパ
ターン上で文字列３の部分即ち「１」の部分を１つの複
雑な形状をした図形２８と考えその図心点Ｃを図心点計
算回路１５でめる。この図心点のめ方は第１０図のよう
に画面にＸ。

ｙ軸をとり、Ｘ、ｙ座標をそれぞれｉ＝１．２゜・・・
ｍ、　Ｊ　””　１　＋　２　＋　”’　ｎとし、（ｘ
、ｙ）　−（ｉ、ｊ）で表わされる画素が論理「１」の
ときｄｉｊ＝１゜「０」のときｄｉｊ＝’Ｑとすると図
心点Ｃ（ＸＣ’。

ｙＣ）の座標は次式で割算される。

次に第１１図に示すようなこの図心点Ｃを中心とする幅
Ｗ、高さ１〕の長方形２９をテンプレート座標計算回路
１６によって作成する。この長方形２９は角度θを測定
することによって任意の傾斜をつけることが出来る。具
体的Ｕこけテンプレート座標割算回路１６は角度θを変
えた時の長方形の頂点の座標を引算する回路であり捷ず
図心点Ｃを中心としてθ−０の任意の長方形を想定する
。

例えば１図心点Ｃ（１０，１，０）　、幅Ｗ−５．高さ
ｈ−３、θ−００長方形は第１２図のようになる。

テンプレートとなる長方形の太ききは出来るだけ画像メ
モリ上の文字の大きさと同じ方が精度がよいので概略文
字列の大きさの寸法を選べばヨイ。θがＯでない場合は
このテンブレー）座標計算回路１６はθ−０の時の長方
形の頂点座標を座標変換して頂点をめる。これらの長方
形２９をめる１例としては、長方形の大きさは一般的に
文字列の形状、大きさ等により１′ちまちで文字列の大
きさと一致しない。そこであらかじめ判別すべき文字列
の大きさに等しい長方形をカメラで撮像しておきテンプ
レート座標計算回路１６内に記憶しておき画像メモリ上
でそれと比較しどの程度の大きさになるか調べてテンプ
レートを選定する方法がある。

さて１以上のよう圧して、メモリ５に記憶している図形
２８に対応するビットパターンとテンプレート座標計算
回路１６でめた長方形２９とをマツチング回路１７へ入
力し図心点Ｃが一致するように重ねてみる。この時マツ
チング回路Ｊ７で長方形２９の中に図形２８のビットが
何１固あるかをカウントする。この値は１図形２８の傾
斜と長方形２９の傾斜が等しいとき最大になるはずであ
る。

この傾斜角θが図形２８のカメラ走査線に対する傾斜に
等しいことは明らかである。故に数匹きざみでθの異な
る長方形の頂点の座標をテンプレート座標計算回路１６
で作りそれをマツチング回路に入力しそれと図形２８の
ビットパターンをマツチング回路】７でマツチングさせ
そのカウント値が最大となるθの値θＫをめる。この方
法はマツチング回路１７ヘテンプレートの頂点の座標を
入力し２円切出回路■４が順次切り出す各走査剖Ｊに対
応するビットパターン上で文字列の部分を示す「１」の
値を持つ画素の中で設定したテンプレートの頂点の座標
内に存在するものをカウントし、これを逐次繰り返しテ
ンプレートの座標内に対応するすべての画素を調べるこ
とにより行われる。

設定したθにつきカウントした値を記憶しこの値と次に
θを変化した時のカウント値と比較し逐次最大値を選ん
でいけばあるθの（＋Ｕでの最大のカウント値がまる。

こうして図心点計算回路１５でめた図心点Ｃとマツチン
グ回路、１７でめた傾斜角θＫがまると座標変換回路１
８は口切出回路１４から逐次入力されるビットパターン
のうち図形２８（文字列３）の画素の部分を図心点計算
回路１５でめた図心点Ｃを中心としてθにだけ時計回り
′に座標を変換しメモＩＪ　５　ａに順次一時記憶して
ゆく。

このメモリ５ａの座標変換された画像データはカメラ走
査線に平行に文字列を置いた場合に得られる画像ビット
パターンであり、このビットパターンを従来の文字認識
装置（例えばパターンマツチング法、ストロークアナリ
シス法）１９によって文字を読取って行けばよい。

本発明の方式により図形２８を回転させるとその結果と
して文字列３ｆ−ｉ第１３図のようにｔａ＋正常文字列
又はｆｂｌｌ下逆文下列文字列れになるかは不明である
。この不具合を避けるために従来の文字認識回路１９に
おいて正常文字に対応する標準パターンだけでなく上下
逆文字に対応する標鵡パターンをも記憶しておいて文字
認識すればよい。

以上説明の本発明による文字列の傾斜角検出装置によれ
ば２円筒状物体の上面に書かれた文字列を識別する際、
その文字列が内筒状物体の」二面からみて任意の方向へ
傾いていてもテンプレートを作成しこの座標をめ２文字
列のビ・シトパターンと比較することによりテンプレー
ト内のビットデータの数が最大となるテンプレートの傾
斜角をめれば文字列の、二次元カメラの水平走査線に対
する傾斜角θを、　１７？ｉ単な処理で短時間で検出す
ることが出来る。さらに従来の文字認識装置と組合せる
ことにより１文字列の傾斜を考慮した極めて複雑な認識
アルフ゛リズムを用いることなく、任意の角度で１かれ
た文字列の文字認識が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の文字認識装置のプロ・ンク図。 第２図は文字列の傾斜している場合とカメラの走査線と
の関係を示す平面図、第３図は回転パターンによる文字
の認識方式の説明図、第４図は傾斜した文字列の映像の
平面図、第５図は第３図の映像のビットパターンを示し
た平面図。 第６図は不発ＩＵノの文字列の傾斜角検出装置の全体の
構成を示すブロック図、第７図はカメラでとらえた円筒
状物体の傾斜した文字列の映像の平面図、第８図は第７
図の走査線如対するビットパターン、第９図は文字列を
図形と考えた場合の説明図、第１０図は画像の座標上で
のビットパターン、第１１図は文字列を包含するテンプ
レートの示例説明図、第１２図は座標上での傾斜角θ−
０のテンプレートの１例説明図、第１３図は文字列の上
下逆となった場合の説明図をそれぞれ示す。 ■、カメラ、３：文字例、５：メモリ、５ａ：メモリ、
１４：口切出回路、１５：図心点計算回路、１６：テン
プレート座標割算回路、ｊ７：マツチング回路、１８二
座標変換回路、１９：従来の文字認識回路（ａ＞　Ａｌ
２３ （ｂ）　９６トｖ 第１３図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 日 へ筒状物体の上側平面に書がれている文字列をベカメラ
   の走査線でとらえて画像信号を二値化信号に変換しこれ
   らをメモリ装置ＶＣ記憶しこの記憶した二値化信号のデ
   ータから同筒状物体の上側平面の円内部の二値化信号の
   データのみを切り出す口切出回路と、当該円内部の二値
   化信号のデータの中の文字列の二値化信号のデータのみ
   を選びこれらデータで文字列の図心点をめる図心点計算
   回路と、図心点を中心としてカメラの走査線から傾斜角
   −を有する文字列の部分を包含する長方形のテンプレー
   トの頂点の座標を割算するテンプレート座標割算回路と
   、テンプレート座標」１算回路で割算されたテンプレー
   トを図心点に重ねてテンプレートを数匹きざみの角度で
   変化したときのテンプレート内に存在する文字列の二値
   化信号のデータの数をカウントし当該カウント値が最大
   値をとるときの傾斜角をカメラの走査線からの文字列の
   傾斜角としてめるマツチング回路とを備えて文字列の図
   心点と傾斜角をめ成文字列の二値化信号のデータを図心
   点を中心として座標移動しカメラの走査線と平行な座標
   に座標変換する回路へ入力することを特徴とする文字列
   の傾斜角検出装置。