JPS61187085A - 数字読取方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、物品に記述されあるいは表示された数字を認
識するための数字認識方法に関するものである。

〔発明の背景〕

物品等に印刷等の手段によって数字を記述したりあるい
は数字を表示することは広く行なわれている。このよう
な数字を認識するために、被認識数字が、画像入力され
記憶された位Ｗ（領域）に認識用ウィンドウを発生し、
このウィンドウ内にセグメントが存在するかしないかを
判別し、セグメントの存在するウィンドウのパターンと
予め用意した基準のパターンとを比較することによって
その数字を認識するものが考えられている。

なお、関連するものとして、例えば、特開昭５８−１３
４３７２号がある。

ところで１例えば列車の側面に取付けられた列車ナンバ
ーの読取り等のアプリケーションのように数字の高さ方
向の位置は変わらないが、進行方向（水平方向）の位置
は時々刻々と変化するものにおいては、その数字を画像
情報として画像メモリに入力した際に、画像メモリ内の
数字の存在する位置が毎回ずれる可能性が高い。

もし、ずれた状態で画像情報が画像メモリに記憶された
場合、各数字の各セグメントのあるべき位置に適切にウ
ィンドウを発生することができず、結果的に数字を正確
に読取ることができない場合も予想される。。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、数字を画像入力した際、入力した画像
情報が水平方向にずれた場合においても正確に数字！読
取ることができる数字読取方法を提供することである。

〔発明の概要〕

本発明は、各数字のセグメントの有無を　１別するため
のウィンドウの発生位置を固定化せず、画像メモリに記
憶された数字の位置を検出し、この検出した数字の位置
から各数字のセグメントの存在位置に対して適切な位置
にウィンドウを発生するようにしている。すなわち、本
発明は、画像メモＩＪ　ｌこ記憶された数字列の画像情
報を記憶すると予測される領域に対し、数字位置検出用
の上ウィンドウおよび下ウィンドウを発生し、これら上
下のウィンドウ領域内のＸ方向およびＹ方向のヒストグ
ラムを求め、該ヒストグラムが所定レベル以上となるブ
ロックのＸ方向およびＹ方向における開始点と終了点に
基づいて画像入力された数字の画像メモリ内での位置に
対して適当な位置に認識のためのウィンドウを発生し、
該ウィンドウ内にセグメントが存在するかしないかを判
別し、これから得られる被認識数字のパターンと予め記
憶されている基準パターンとを比較することによって数
字を認識するものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照し、て本発明の一実施例を説明する。

まず、第１図は本発明の適用例である列車ナンバー読取
の例である。列車３に取付ける７セグメント方式の数字
表示器４と、数字表示器４の明暗情報を得るためのテレ
ビカメラと、テレビカメラ５からの信号を増幅する増幅
器６と、増幅器６の出力を設定したしきい値と比較し、
例えば出力が、しきい値より高い場合には”　ｌ　”を
、しきい値より低い場合には＠Ｏ″を出力する２値化回
路７と、２値化回路５の出力である画像情報を記憶する
画像メモリ８と、数字認識の処理手順を記憶したプログ
ラムメモリ９と、プログラムメモリ９の手順にのっとっ
て処理を進めるマイクロプロセッサ１０と、マイクロプ
ロセッサｌＯが処理を行う際に使用する一時記憶メモリ
１１と、マイクロプロセッサ１０へのデータの入力ある
いは、マイクロプロセッサ１０が処理した結果を表示器
あるいは上位コンピュータへ出力する外部入出力インタ
フェース回路１２と、列車３の到着を検出する検出器１
３と、マイクロプロセッサ１０．プログラムメモリ９．
一時記憶メモリ１１．外部入出力インタフェース回路丘
。

画像メモリ８を結ぶシステムバス１４から成る。

次に本装置の動作を説明する。列車３がホームに入り所
定の位置に来ると検出器１３により列車３の到着を検出
する。検出器１３は、列車３の到着を検出すると、外部
入出力インタフェース回路戎を経て、それをマイクロプ
ロセッサｌＯへ知らせる。

これにより、マイクロプロセ１すｌＯは、テレビカメラ
５からの信号を増幅器６，２値化回路７を経て画像メモ
リ８へ記憶する。その後、マイクロプロセッサ１０は、
プログラムメモリ９にあらかじめ設定された手順にのっ
とって画像メモリ８の中の情報を処理し、処理した結果
、例えば、読取った数字を外部入出力回路セを経て、外
部へ出力する。

以下、マイクロプロセッサ１０における画像メモリ８内
の情報の処理手順、すなわち、数字の読取り手順を詳細
に説明する。

第２図に列車ナンバーの一例を示す。第２図の数字列は
、テレビカメラから画像入力され、その２値化情報が画
像メモリ８に記憶される。！Ｊ３図は画像メモリ８に記
憶した数字データの状態を表わす。ここで、斜線部分は
明るい部分を示す“ｌ＃レベルの画素の集合領域であり
、それ以外の部分は暗い部分を示す１０”レベルの画素
の領域とする。

また、図中１５と１６は、画像入力された数字の上部と
下部に水平方向に複数の数字をカバーする領域に設定さ
れた水平方向における数字位置検出用のチェブク領域で
ある。ここでは、１５を上ウィンドゥ、１６を下ウィン
ドウと呼ぶ。

さて、画像メモリに被認識数字の２値化情報（画像情報
）が記憶された段階で、マイクロプロセッサ１０は、第
８Ａ図、第８Ｂ図、第８Ｃ図、および第８Ｄ図に示す処
理を実行する。

ステ・ソプト・・・・・画像メモリ８に記憶した画像情
報に対し、上ウィンドウ１５．下ウィンドウ１６を発生
し、これらの領域内におけるＸ軸方向およびＹ軸方向の
ヒストグラムを求める。＠４図にヒストグラム処理結果
の一例を示す。

ステップ２・・・・・・上ウィンドウ１５のＸ軸方向の
ヒストグラムにおいて、しきい値ＴＨｘより大きな値を
連続ＮＸ　回置上もつかたまりの始点Ｘ１ｌｓ　　と終
点ＸＮｔを求める。ここで、ＴＨｘおよびＮｘは予め適
当な値を設定してお（。また、ここではｉ　＝　１　。

２．３のいずれかとなる。

ステップ３・・・・・・同様に下ウィンドウ１６のＸ軸
方向のヒストグラムにおいて、しきい値ＴＨｘより大き
な値を連続Ｎｘ回以上もつかたまりの始点Ｘ１２ｓと終
点Ｘ１２Ｅを求める。

ステップ４・・・・・・上ウィンドウ１５のＹ軸方向の
ヒストグラムにおいて、しきい値ＴＨｙより大きな値を
連続Ｎｙ回以上もつかたまりの始点ｙ＋を求める。ここ
で、ＴＨｙおよびＮｙは予め適当な値を設定してお（。

ステップ５・・・・・・下ウィンドウ１６のＹ軸方向の
ヒストグラムにおいて、しきい値ＴＨｙより大きな値を
連続Ｎ、回以上もつかたまりの終点ｙ２を求める。

ステップ６・・・・・・ステップ２で求めたかたまりの
始点Ｘ１ｌｓと終点Ｘ１ｌＥとの差の絶対値△ＸがＮ’
ｘ　（Ｎ′工は横方向のセグメント長と縦方向のセグメ
ント幅との中間の値に選ばれ、この値は予め設定してお
く。）と比較して大であるか小であるかを判断する。△
ｘ　＞　Ｎ’、　　でないとき、それが縦方向のセグメ
ントであるとみなす。このようなかたまりが距離ｌ、〜
Ｉ！２間に２個存在するなら、それらを一つのかたまり
とし、Ｘ１ｌｓを新たな始点Ｘ１ｌｉとし、ｘｉ＋ｌＩ
Ｅを新たな終点Ｘ１ｌＥとする。ｘｉｌＥｅ　ＸＩ”ｌ
ｌｌは消去する。これは数字４のための対策である。

ステップ７・・・・・・以上求めた値から認識用ウィン
ドウを自動作成する。認識用ウィンドウを発生する概略
の位置を第５図に示す。下５図における４〜ｎは数字を
構成するセグメントであり、ここでは７セグメント方式
で数字を表示する場合を示している。３１〜３７は各セ
グメントに対して発生される認識用ウィンドウである。

この認識用のウィンドウを発生するための座標の決定方
法を第６図を利用して説明する。第６図は数字３を示し
ており、破線で示すセグメントの表示はない。２点鎖線
は。

発生すべき各セグメント毎の認識用ウィンドウａ〜ｇを
示す。また、Ｘｉｓ＋　Ｘｉｅ　（ｉ　＝ａ−ｇ　　）
は、各ウィンドウの始点、終点のＸ座標値を示す。

Ｙ＋ｓｒ　ｙｔｅ　（！　＝ａ−ｇ　）は、各ウィンド
ウの始点。

終点のＹ座標値を示す。Ｗはセグメントの幅に対応した
画素数であり、予め設定される。以下の数式に表わされ
たＩＮＴは整数化（小数以下切り捨て）関数を示す。第
６図におけるＸ１１１＋　Ｘ１１Ｅ＋Ｘ１２ｓ　ｌ　Ｘ
１２Ｅ　＊　）’１　ｒ　＞’２は、上述のステップ１
〜ステププロの処理により求められている既知の値であ
る。このような条件のもとに各ウィンドウ３　％　ｇの
座標値を求めると次のとおりである。

ウィンドウａ Ｘａｅ　”　Ｘａａ　＋Ｗ Ｙａｅ　：Ｙａｓ　＋　３　Ｗ ウィンドウｂ ｘｂ＠　＝　ｘＨ＠　　２　Ｗ Ｘｂｅ　＝Ｘｂｓ　＋　３　Ｗ Ｙｂｅ　＝　Ｙｂｍ　＋Ｗ ウィンドウＣ Ｘｃｓ　＝　ｘｏｔ　　２　Ｗ Ｘｃｅ　”　Ｘｃｓ　＋　３　Ｗ Ｙｃｓ　”　）’ｂｓ ｙｃｅ　＝　Ｙｂｅ ウィンドウｆ Ｘｆｓ　＝　Ｘ１２Ｅ　−２Ｗ Ｘｆｅ　＝　Ｘｆｓ　＋　３　Ｗ Ｙｆｅ　＝Ｙｆｓ＋Ｗ ウィンドウｄ Ｘｄｅ　＝Ｘｄｓ　＋Ｗ ｙｄｅ　＝　Ｙｄｓ　＋　３　Ｗ ウィンドウｅ ｘｅｓ　Ｑｓ　　　　（Ｘｃｓ　　　　Ｘｆｓ　　）ｘ
ｅｅ　：Ｘｅｓ　＋Ｗ Ｙｅｓ＝Ｙｆｓ Ｙｅｅ”ｙｔｅ ウィンドウｇ Ｘｇｓ　−Ｘｄａ　＋（Ｘｄｓ　　Ｘａｓ　）Ｎｇ６　
＝＝　Ｘｇｇ　＋Ｗ ７ｇｓ　＝　Ｙｄｓ　＋　（Ｙｄｓ　　）’ａｍ　））
’ｇｅ　＝　ｙｇｓ　＋　３　Ｗ このようにして各ウィンドウの座標を求め、この座標で
指示される位１ｊｌこウィンドウａ−ｇを発生する。

ステップ８・・・・・・ステップ７（こで作成された各
ウィンドウａ　−Ｈの領域内に飴ける明るい部分の画素
の数（″１”レベルの画素数）をカウントする。

ステップ９・・・・・・ステップ８で求めた各ウィンド
ウ毎の“１”レベルの画素数Ｎａ−Ｎｇをしきい値ＴＨ
（ＴＨは予め設定しておく。）と比較し、それぞれの数
がＴＨより大きい場合にはそのウィンドウ内にセグメン
トが存在することとし、ｊ＝ｌ（ｊ＝ａ−ｇ）とする。

そうでない場合にはそのウィンドウ内にセグメントが存
在しないこととし、ｊ＝０とする。

ステップ１０・・・・・・ステップ９で求めた各ウィン
ドウ３−Ｈにおけるセグメントの存在、不存在のパター
ンと予め記憶されている各数字毎の基準のパターンとを
比較し、その数字が何であるかを認識する。第７図に示
すように、各ウィンドウ毎のセグメント存在、不存在の
パターンが数字によって異なるので、各数字に対応する
基準パターンを用意しておき、基準パターンと一致した
かどうかによって数字の認識ができる。ただし、例外と
して、数字】の場合には、ヒストグラム処理によって求
めた値によっては正規の認識用ウィンドウを発生できな
い。このため、次の判定により数字の認識を行なう。す
なわち、ヒストグラム処理により求めた値Ｘ１ｓ、Ｘ１
ｘｘの差の絶対直と、Ｘ１２ｓ＋　Ｘ１２Ｅの差の絶対
値とがいずれもＮ／　、より小さい場合には、これを満
たすのは数字の１しか存在しないので、この判断により
数字を１と判定する。

ステーｌプ１１・・・・・ステップｌＯで判定できなか
った場合には、エラーフードを出力して処理を終了する
。

ステップ１２・・・・・・ステップ８−ステップ１１ま
での処理をｎ１回繰り返し、全ての数字を読取る。

ステップ１３・・・・・・読取った数字を外部に出力し
、処理を終了する。

上述した実施例によれば、数字を読取る際、数字が水平
方向の位置ずれを生じていても数字の画像情報をもとに
数字の位置を検出し、自動的に適切な位置にウィンドウ
を作成し、その中の白画像あるいは黒画像の画素数を数
え、条件を満たすウィンドウのパターンを求めることに
より数字を読取るため、被認識対象が水平方向終位置ず
れを起こすようなアプリケ゛−シ冒ンにおいても、正確
な読取りを行うことができる。また、位１ずれ対策に専
用のハードウェアを必要としないため、装置の小型化が
でき、かつ、上ウィンドウ下ウィンドウの使用により処
理領域を限ることにより、処理の高速化を図ることがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、数字を画像入力した際、入力した画像
情報が水平方向にずれた場合においても、画像メモリ内
での数字の記憶されている位置をみつけてその位置に対
して適当な位置に数字認識用のウィンドウを発生するの
で、正確に数字を読取ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるシステム構成図、第
２図は表示数字例を示す図、＠３図は画像メモリ内へ記
憶された状態を示す図、ｍＪＡ図。 第４Ｂ図、第４０ｅ／および第４図りはヒストグラム例
を示す図、第５図は数字認識用ウィンドウの概略配置図
、第６図は数字認識用ウィンドウの座標を示す図、＠７
図は基準パターン例を示す図、第８Ａ図、第８Ｂ図、第
８Ｃ図および第、’ｉＤ図は！ 本発明における数字認識処理の動作フロー図である。 ４・・・・・・数字表示器、５・・・・・・テレビカメ
ラ、６・・・増幅器、７・・・・・・２値化回路、８・
・・・・・画像メモリ、９・・・・・・プログラムメモ
リ、１０・・・・・・マイクロプロセッサ、１１・・・
・・・一時記憶メモリ、認・・・・・・外部入出力イン
ターフェース回路、１４・・・・・・システムバス、１
５・・・・・・上ウィンドウ、１６・・・・・・下ウィ
ンドウ、４〜２７セグメント、３１〜３７・・・・・・
認識用ウィンドウ、３〜才１図 長藁に赤土ｎ 第２図 ；ｉ′４４図 第４Ｃ口　　　　　　　才４０図 才５図 オ６図 χ１２５　　　　　　　　　　　　　Ｘ１２Ｅオフ図 ７ｊ：：　ｃ、ｆ　　　ａ、ｃ、ｄ、ｅ、ｙ　　ａ、ｃ
、Ｌｆ、？ｂ、ｃ、ｄｊ　　ａ、ｂ、ｄ、ｆ、９オδＤ
ｅＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被認識数字を像し、これを２値化した画像情報を画
   像メモリに記憶し、画像メモリ内における数字列の画像
   情報を記憶すると予測される領域の上部および下部に位
   置検出用のウィンドウを発生し、このウィンドウ内のＸ
   方向およびＹ方向のヒストグラムを求め、該ヒストグラ
   ムにおける各かたまりの始点と終点に基づいて各数字に
   対し適当な位置に認識用のウィンドウを発生し、該認識
   用ウィンドウ内に数字を構成するセグメントが存在する
   かしないかを判別し、該判別の結果得られた被認識数字
   のパターンと予め記憶された基準パターンとを比較する
   ことによって数字を認識することを特徴とする数字読取
   方法。