JPS6180474A - 認識装置 - Google Patents

認識装置

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JPS6180474A
JPS6180474A JP59203102A JP20310284A JPS6180474A JP S6180474 A JPS6180474 A JP S6180474A JP 59203102 A JP59203102 A JP 59203102A JP 20310284 A JP20310284 A JP 20310284A JP S6180474 A JPS6180474 A JP S6180474A
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JP
Japan
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histogram
circuit
slice level
negative
dictionary
Prior art date
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Pending
Application number
JP59203102A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Hiraoka
平岡 規之
Tetsuo Hizuka
哲男 肥塚
Hiroyuki Tsukahara
博之 塚原
Masahito Nakajima
雅人 中島
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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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〕 本発明は認識装置に係り、特に文字認識において背景と
の濃淡分布の差に基づく認識の誤りをなくして自動認識
が可能な認識装置に関する。
近時1文字読み取り装置として工業製品のたとえばキー
トップ上の文字や自動車のボディに書き込まれた文字等
を読み取って認識した結果に基づき工業製品を種々の工
程管理下に置く作業が行われているが1文字を撮像手段
を介して読み取る場合の背景色や文字色が様々であるた
め、これらすべての背景色や文字色の組み合せを認識で
きる撮像手段がなく文字読み取りの自動化のためには辞
書作成時に人間が二値化された映像を見て適切なスライ
スレベルおよび濃色文字淡色背景であるが。
淡色文字濃色背景であるかの判定(以下ネガポジ判定と
記す)を行って認識装置に入力していた。
〔従来の技術〕
上述のように文字読み取り時にその対象毎にスライスレ
ベルとネガポジを人間が判定するのでは判定に時間がか
かり1作業者にも負担がかかる弊害があった。このよう
なスライスレベルとネガポジを自動的に判定する従来技
術としては被認識体を撮像手段で撮像したアナログ映像
パターンを多値化して第7図(alに示すような多値化
濃淡パターンの背景部1と文字部2を第7図fb)に示
すように濃淡と対応させた頻度の濃淡ヒストグラムを作
成すると1文字部2に対応する頻度分布曲線3と背景部
1に対応する頻度分布曲線4が得られる。また、第7図
(a)で文字部分2が白抜きで背景部lが黒等の場合は
第8図(b>に示すように背景部1に対応する頻度分布
曲線4と文字部2に対応する頻度分布曲線3とは第7図
tb)とは逆転した濃淡ヒストグラムが得られる。そこ
でこれら濃淡ヒストグラムにたとえば、最小自乗法等を
用いて文字部2の極大値Aと背景部1の極大値Bと平均
値71石(但しa<b)ならびに分散α゛、β′を2つ
の正規分布の和を、あてはめて f(X)= ・ ・ ・ ・ ・ ・(1) から求めてスライスレベル値xsを次の(2)式から求
める。
・・・・・・(2) この場合ポジかネガかは第8図(alのようにA<Bで
あれば明るい方の頻度分布曲線4が背景で、暗い方の頻
度分布曲線3が文字であることを判断し。
一方第8図(b)のようにA>Bであれば暗い方の頻度
分布曲線4が背景を、明るい方が文字と判定して辞書を
作成する。このようなネガポジ自動判別は第9図(al
に示すよ弓に被認識体の映像信号5の背景レベル6と文
字部レベル7間の文字部幅8が充分に大きければ第9図
(b)のように文字部の頻度分布曲線3と背景部の頻度
分布曲線4は明確に分離された濃淡ヒストグラムとなっ
て視めで有効な判別を行い得る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、読み取り分解能が低くなる第10図(a)に示
すような文字部の線幅8aが狭い場合には第10図fb
)またfc)に示すような濃淡ヒストグラム9゜9aと
なり文字部と背景部の境が明確にならずスライスレベル
Xsを定めることが困難となる欠点を生ずる。
このような欠点を解決するために8本発明者等は第10
図に示すごとき濃淡ヒストグラムが得られたときにスラ
イスレベルX、を決定するために頻度分布曲線の歪度を
用いて判別を行う方法をすでに特願昭59−   号と
して提案している。しかしこの方法では3次のモーメン
トまで必要であり計算が極めて複雑となる弊害を生ずる
。さらにスライスレベルの設定には経験的に定まる定数
を用いなければならない難点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記問題点を解決した認識装置を提供するもの
で、その手段は、被認識体を撮像手段を介して撮像して
得たアナログ撮像信号をディジタル化して第1のフレー
ムメモリに格納し、あらかじめ作成した辞書メモリ内の
辞書パターンと上記被認識体のフレームメモリ内パター
ンを重ね合せて不一致ビットを計数するパターンマツチ
ング手段を具備し上記アナログ映像信号を多値化して第
2のフレームメモリに格納し、該第2のフレームメモリ
内のデータを読み出してその1直から濃淡ヒストグラム
を作成するヒストグラム作成手段と。
該濃淡ヒストグラムから被認識体の文字部および背景部
の濃淡平均値を求め、該平均値より明るい部分と暗い部
分のビット数が等しくなるようにスライスレベルを決定
するスライスレベル決定手段と該スライスレベルによっ
て分けられた濃淡ヒストグラムのビット数の多い方を背
景部とし、少ない方を文字部と判定するポジネガ判定手
段と、これらより得られるスライスレベルおよびネガポ
ジ情報から二値化辞書を作成することを特徴とする認識
装置によってなされる。
〔作 用〕
本発明の認識装置はヒストグラム分析回路内のヒストグ
ラム作成回路でiiのヒストグラムを作成しであるレベ
ルxsをスライスレベル候補とし。
上記スライスレベルxsより大きい部分と小さい部分の
平均値Tτ、TTを求め、該平均値TL。
xHによりヒストグラムを更に分割して各サンプル数N
L1.N、2.N、+、NH2の面積を求めて評価関数
g (xs)を計算し、スライスレベルになりそうなす
べてのスライスレベル値xsについて上記した評価関数
の計算を行った後に計算されたスライスレベルX、につ
いてg (xs)で示す評価関数が最小となるx3をス
ライスレベルとして設定する。最後にサンプル数NL、
NHの大小によってネガポジの判定を行うようにしたも
のである。
〔発明の実施例〕
以下1図面を参照にして本発明の一実施例を詳細に説明
する。
第1図は本発明の一実施例の系統図を示すもので、10
は被認識体であり撮像手段11によって撮像されたアナ
ログ映像信号11aは二値化回路12で二値化され、二
値化信号12aはフレームメモリ13に格納され、予め
辞書作成回路22で作成された辞書パターンを格納する
辞書パターンメモリ15の1辞書メモリパターンデータ
15aとフレームメモリ13内の被認識体のパターンデ
ータを重ね合せて両者の不一致度を出力14aするパタ
ーンマツチング回路14と該パターンマツチング回路1
4と辞書メモリ15を制御回路16で制御すると共に該
制御回路16より認識結果出力16aを導出する。撮像
手段11からの出力であるアナログ映像信号11aは本
発明の特徴部である破線で示すヒストグラム分析回路1
7内の多値化回路18に加えられてアナログ映像信号は
多値化される。多値化されたディジタル信号18aは次
段の2次元フレームメモリ19に格納され、該2次元フ
レームメモリ19の格納データに基づいて第7図(bl
に示すような濃淡ヒストグラムを作成するヒストグラム
作成回路20で得られたヒストグラムからスライスレベ
ルの設定及びネガポジの判定を行うスライスレベル・ネ
ガポジ判定回路21の出力は辞書作成回路22に与えら
れる。該辞書作成回路には2次元フレームメモリ19か
らのデータ出力も与えられてこのデータに基づいて辞書
が作成され、該辞書作成回路のデータは辞書メモリに格
納される。
本発明は叙上の如(構成されるが上記したヒストグラム
分析回路17の動作を第2図に示すフローチャートと第
3図(at、 (bl、 (cl、 (di、 tel
、 (f)、 (g)−に示すヒストグラム分析図につ
いて説明する。先ずヒストグラムを表す関数をf (x
)とし、変数Xは1からx7までの整数値をとるとする
。つまり多値化回路18での多値化画像がXN 値像に
なっている場合について考える。先ずこの多値化画像を
二次元フレームメモリに格納したデータに基づいてヒス
トグラム作成回路20により第3図ta)に示すような
濃淡スペクトラム9を作成する。第2図のフローチャー
トで開始23で、あるスライスレベルxsをスライスレ
ベルの候補24とし。
あるスライスレベルXsよりも大きいms分と小さい部
分の二つに第3図(bl、 (C1に示すようにスペク
トラム25.26に分離し、第2図のフローチャートに
示すように二つに分離したそれぞれの平均値xL、、x
Hを計算27する平均地xL、及びxHは次の式によっ
て求められる。
次に平均値FL、X、により第3図(d)、 (e)並
びに(fl、 (glで示すようにヒストグラムを更に
分割しそれぞれのグループに属するサンプル数N、1゜
N L 21 N M l I N +−12を計算2
8する。それぞれのサンプル数N L I r N L
 2 + N Hl +  N s 2は NL2=ζ f(x)     ・ ・ ・ ・(6)
XII[XL]+1 によって求められ第3図(d1〜(g)のヒストグラム
では各グループの面積を求めることに対応している。
ここで求めたサンプル数を用いて2次に評価関数g(x
s)を計算29することで評価関数g(Xs)の計算が
終了する。すなわち評価関数g(xs)は、     
 − g(Xi)= (NL + +NL 2)’   (NH+ +NH2
)’・ ・ ・ ・(9) で求まる。
該評価関数g(Xs)はN、1=NL2、NH+ =N
、2の時Oとなり、その他の時はN、+−NH2,N、
+−NH2の大きさに応じた正の値をとる。すなわち N、 + =N、 21 NH+ =NH2g(Xs)
=0である。また第9式で各項を(NL、l+NL2)
’および(N+ + +NH2)’で割ったのは各項の
寄与が各グループのサンプル数NH+。
N H2,N、+、NL2によって大きな影響を受けな
いためである。以上の評価関数g(xi)の計算をスラ
イスレベルになりそうなXsのすべてについて第2図で
24.27,28.29の工程で計算を繰り返し、この
計算の回数は最大でも(x、−3)回行うことで終了す
る。この回数を減少させるためにはスライスレまルxあ
のありそうな点を特に細かく計算するようにしてもよい
このようにすべてのXSについてg(xs)を計算した
か否かの結果30がNOであれば上記したように24.
27,28.29の工程計算が繰り返され、YESにな
ればg(xi)が最小となる複数のスライスレベル候?
liX、をスライスレベルとして設定31する。つまり
、  g(Xs)=0゜NLI=NL、21 NH+ 
=N、2となるようにスライスレベルは選択する。この
理由を第4図(a)。
(blについて考えてみる。音大字部2と背景部10分
布が平均値の周りに対称であり(必ずしも正規分布のよ
うに特定の分布をしている必要はない)。
7A4図(in)の背景部の濃淡ヒストグラム32に対
し。
文字部の濃淡ヒストグラム33は第4図fb)に示すよ
うになり1本発明によって設定されたスライスレベル候
補xsによって背景部であるのに文字部であると判定さ
れてしまう部分をaHとし1反対に文字部であるのに背
景部であると判断してしまう部分をa、とする(第4図
(al、 (bl参照)。更に文字部と背景部が重なり
合うスライスレベル候補xs近傍の拡大図を第5図に示
す。尚、34は文字部及び背景部に誤ってそれぞれ判定
されてしまう部分をaH,a、を加え合せた場合の曲線
を示す。今、第6図+a)で濃淡ヒストグラム33は平
均値Xを対称に左半分の全面積NLと右半分の全面積a
Q+a、、+aLは等しいと考えられる。すなわち NL=a (1+a、+aLHHHH(13)が成立す
る。
一方2本発明によるスライスレベルXsの決め方は第6
図(b)に示すように平均値マより左側の面積NLと右
側の面積a 、)+a、、+aH=a al2’aHが
等しくなるように定めているためにN、はNL=aa”
2a1.I     ” ”  (14)で表すことが
出来る。上記(13) 、  (14)式からNL=a
o+a、+aL7ao+2a。
a、=3 L−−−・’(16) となる。すなわち本発明により設定されたスライスレベ
ルXsにより背景部であるのに文字部と判定される部分
aHと文字部であるのに背景部であると判定される部分
aLが等しくなっている事になる。
g(xs)が最小となる点Xsをスライスレベルに決定
3工して最後にサンプル数N、<N、の判定35を行う
。すなわちNL、、NHは第3図(d)。
[el及び(fl、 (glから からNL<N、であれば濃色文字淡色背景36であり、
N、>NHであれば、淡色文字濃色背景37であること
を判定してスライスレベル設定とネガポジ判定のすべて
が終了38され、辞書作成回路22で二値化辞書を作成
する。
(発明の効果〕 本発明は以上説明したように三次のモーメントまで計算
することなく文字部、背景部の濃淡ヒストグラムが持つ
平均値からの対称を仮定することでスライスレベルの設
定及びネガポジの判定を簡単な式で自動化出来る。更に
ピークの二つの表れない濃淡ヒストグラムのスライスレ
ベル並にネガポジ判定が行える特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の認識装置の系統図、第2図は本発明の
認識装置のフローチャート第3図(al乃至(g)は本
発明の認識装置のスライスレベル設定とネガポジ判定の
ヒストグラム分析図、第4図(a)。 (blは本発明の認識装置の説明のための真の背景部と
文字部のヒストグラムとスライスレベルを示す図、第5
図は本発明の認識装置の説明のためのスライスレベル付
近の拡大図、第6図(a)、 (b)は本発明の認識装
置のスライスレベルの説明図、第7図(a)は従来の多
値化濃淡パターン、第7図(b)は従来の濃淡ヒストグ
ラム、第8図ta)、 fb)は従来のスライスレベル
決定法を説明するための濃淡ヒストグラム、第9図(a
l、 (blは従来の判別法で扱える映像信号と濃淡ヒ
ストグラム、第10図(al、 (b)、 (C)は従
来の判定法で扱うことの出来ない映像信号と2例の濃淡
ヒストグラムである。 10・・・被認識体、    11・・・撮像手段、 
   12・・・二値化回路、    13゜19・・
・フレームメモリ、    14・・・パターンマツチ
ング回路、    15・・・辞書メモリ、    1
6・・・制御回路、    17・・・ヒストグラム分
析回路、   18・・・多値化回路、    20・
・・ヒストグラム作成回路。 21・・・スライスレベル、ネガポジ判定回路。 22・・・辞書作成回路。 代理人弁理士   松 岡 宏四F!h謡蚕澹第1図 第2図 NLI:NL2. NHI=NH24+−49(XS)
零〇第4図 (a) Xs    又HX XL XS                   X
第5図 H 第8図 (a)        (b) X二襄j炎÷              ^;g#、
〉・入7第10図 5展う気X→

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 被認識体を撮像手段を介して撮像して得たアナログ撮像
    信号をディジタル化して第1のフレームメモリに格納し
    、あらかじめ作成した辞書メモリ内の辞書パターンと上
    記被認識体のフレームメモリ内パターンを重ね合せて不
    一致ビットを計数するパターンマッチング手段を具備し
    上記アナログ映像信号を多値化して第2のフレームメモ
    リに格納し、該第2のフレームメモリ内のデータを読み
    出してその値から濃淡ヒストグラムを作成するヒストグ
    ラム作成手段と、該濃淡ヒストグラムから被認識体の文
    字部および背景部の濃淡平均値を求め、該平均値より明
    るい部分と暗い部分のビット数が等しくなるようにスラ
    イスレベルを決定するスライスレベル決定手段と該スラ
    イスレベルによって分けられた濃淡ヒストグラムのビッ
    ト数の多い方を背景部とし、少ない方を文字部と判定す
    るポジネガ判定手段と、これらより得られるスライスレ
    ベルおよびネガポジ情報から二値化辞書を作成すること
    を特徴とする認識装置。
JP59203102A 1984-09-28 1984-09-28 認識装置 Pending JPS6180474A (ja)

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JP59203102A JPS6180474A (ja) 1984-09-28 1984-09-28 認識装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012181838A (ja) * 2011-03-01 2012-09-20 Sharp Corp 画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012181838A (ja) * 2011-03-01 2012-09-20 Sharp Corp 画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体
US8571343B2 (en) 2011-03-01 2013-10-29 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for document-image correction

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