JPS6360436B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、輪郭線分抽出方式、特に水平、垂直
各方向に走査して最初に現われる白から黒への変
化点および／または黒から白への最後の変化点と
を検出し、隣接する走査における対応変化点間の
距離と閾値との比較により抽出された輪郭線分の
連続性を判定するに当り、入力画像情報の特性を
あらかじめ用意しておき、入力される画像情報に
対応づけて輪郭線分の連続性を判定する上記閾値
を可変とし、走査して得られた上記距離を入力さ
れる画像情報の特性に対応づけた形で閾値を選定
し輪郭線分の連続性を判定するようにした輪郭線
分抽出方式に関するものである。

文字を認識する場合、文字の太さには実質上情
報がないので細線化処理を行ない線図形化して文
字認識が行なわれている。細線化処理を行ない文
字認識をする手法は有効な仕方ではあるが、認識
対象文字が複雑になつてくると細線化処理がかえ
つて誤認識の発生原因となることがある。また細
線化処理は長時間を要する欠点もある。そこで文
字認識に当つて上記細線化処理を施こすことなく
文字の特徴を抽出しようとする手法として、文字
の輪郭をとらえ文字認識を行なう考え方が現われ
てきている。

従来の輪郭線分抽出方式は２値化された画像情
報が書込まれている画像メモリと、該画像メモリ
を走査する走査手段を有し、画像メモリの水平、
垂直方向の１行または１列を走査する毎に最初に
現われる白から黒への変化点と、最後に現われる
黒から白への変化点を検出し、このようにして検
出された変化点系列に基づき隣接する変化点間の
走査方向の距離が前もつて決められた閾値以上で
あれば不連続であるとし、これによりセグメント
化された１個または複数個の輪郭線分情報を抽出
していた。このような従来からの方式では、連
続、不連続の判定のための閾値が、例えば文字の
大きさ、筆記具の種類等により輪郭線の状態が変
化するにもかかわらず、固定的であるために予測
に反する輪郭線分情報が抽出されることがあり、
輪郭線分情報の抽出が誤まつているため文字認識
の結果に悪影響を及ぼす欠点があつた。

本発明は上記の問題点を解決することを目的と
しており、輪郭線分の連続、不連続判定のための
上記閾値をパラメータ化し、入力画像特性、例え
ば字種、線幅、文字の大きさ、筆記具の種類等に
より上記閾値を適宜切替り可変とすることによつ
て適切な判定を下す輪郭線分抽出方式の提供を目
的としている。そしてそのため、本発明の輪郭線
分抽出方式は画像メモリに格納されている２値化
入力画像情報を水平、垂直方向の各行列毎に走査
して、最初に現われる白から黒への変化点およ
び／または黒から白への最後の変化点と上記水
平、垂直方向の各行列毎に検出し、これら検出さ
れた行列における変化点と次の行列における対応
変化点との距離と、所定の閾値との大小によつて
走査文字の輪郭線分の連続性を判定する輪郭線分
抽出方式において、入力画像情報の特性をあらか
じめ用意しておき、入力される上記入力画像情報
に対応づけて上記入力画像情報の特性から閾値を
選定する閾値判定回路をもうけ、走査して得られ
る上記距離と上記閾値判定回路から得られた閾値
とを比較して輪郭線分の連続性を判定する上記閾
値を可変にするようにして輪郭線分の連続性を判
定するようにしたことを特徴としている。以下図
面を参照しつつ説明する。

第１図、第２図は輪郭線分の抽出の仕方を説明
する説明図、第３図は第１図の１部省略部分拡大
図、第４図、第５図は曲線を有する輪郭線分の抽
出を説明する説明図、第６図は文字がカスレたと
きの輪郭線分の抽出を説明する説明図、第７図は
第１図のｘ軸がX_s1のときのｙ軸方向に走査した
場合の最初の白から黒と最後の黒から白への各変
化点の立上り、立下りを示すタイム・チヤート
図、第８図は第１図のｘ軸がX′_s2のときのｙ軸方
向に走査した場合の上記各変化点の立上り、立下
りを示すタイム・チヤート図、第９図は本発明に
係る輪郭線分抽出方式の一実施例構成を示してい
る。

第１図において、認識対象文字「オ」を垂直方
向即ちｙ軸方向に走査して得られる最初の白から
黒への変化点系列（線分）と最後の黒から白への
変化点系列の輪郭線分が抽出されている。

白から黒への最初の変化点系列は点（X_s1、
Y_s1）のS₁から点（X_e1、Y_e1）のE₁に終る線分、
点（X_s2、Y_s2）のS₂から点（X_e2、Y_s2）のE₂に
終る線分、点（X_s3、Y_s3）のS₃から点（X_e3、
Y_s3）のE₃に終る線分の３線分であり、黒から白
への最後の変化点系列は点（X_s1、Y′_s1）のS′₁か
ら点（X′_e1、Y′_e1）のE′₁に終る線分、点（X′_s2、
Y′_s2）のS′₂から点（X_e1、Y′_s2）のE′₂に終る線
分、点（X_s2、Y′_s3）のS′₃から点（X_e2、Y′_s3）の
E′₃に終る線分、点（X_s3、Y′_s2）のS′₄から点
（X_e3、Y′_s2）のE′₄に終る線分の４線分である。

第２図において、認識対象文字「オ」を水平方
向即ちｘ軸方向に走査して得られる最初の白から
黒への変化点系列は座標点を省略してS_L1からE_L1
の線分、S_L2からE_L2の線分、S_L3からE_L3の線分、
S_L4からE_L4の線分の４線分であり、黒から白への
最後の変化点系列はS_R1からE_R1の線分、S_R2から
E_R2の線分、S_R3からE_R3の線分の３線分である。

第３図は第１図のｙ軸の中間部分を１部分省略
し拡大して描いた認識文字「オ」の部分拡大図
で、図中二重白丸がｙ軸方向に走査したとき得ら
れる黒から白への最後の変化点を示している。一
般に黒から白への最後の変化点の座標ｆ（x_i、y_j）
とｆ（x_i+1、y_j+o）におけるｙ軸方向の距離ｎが所
定の値以上であれば即ち閾値以上であるならば点
（x_i、y_j）と点（x_i+1、y_j+o）は不連続と判定され
る。また逆にｙ軸方向の距離ｎが閾値以下である
ならば点（x_i、y_j）と点（x_i+1、y_j+o）は連続して
いるものと判定される。例えば同図におけるX_s1
軸をｙ軸方向に走査して得られる黒から白への最
後の変化点Ａ（X_s1、Y′_s1）と近接するX_s1+1軸を
ｙ軸方向に走査して得られるその変化点Ｂ
（X_s1+1、Y′_s1+1）とのｙ軸方向の距離ｎは「１」
であり、上記閾値が例えば「３」に選定されてい
るとすれば上記ｙ軸方向の距離ｎ＝１は閾値３以
内であるから点Ａと点Ｂは連続しているものと判
定される。これに対し上記変化点Ｃ（X′_e1、Y′_e1）
とこれに近接する次の走査線の変化点Ｄ（X′_e1+1、
Y′_s2）即ち（X′_s2、Y′_s2）とのｙ軸方向の距離ｎ
は「Y′_s2−Y′_e1」であつて、当該距離ｎ＝Y′_s2−
Y′_e1は上記閾値３以上であるから点Ｃと点Ｄは不
連続と判定される。

このように上記閾値を適当に定めると、第１
図、第２図の図中に示されている如く符号が丸で
囲まれた点例えばS₂、S₃などの位置は直前の走査
線上の変化点と不連続であり、輪郭線分を区別す
ることができる。

ところで上記第１図、第２図図示の輪郭線分抽
出は直線、斜線に対するものであつた。輪郭線分
抽出の線分が、曲線を含む場合の一例が第４図、
第５図に図示されている。第４図、第５図は所定
の閾値に対しｘ軸方向に走査して得られる白から
黒への最初の変化点系列（線分）と黒から白への
最後の変化点系列（線分）とをS_L1E_L1、S_R1E_R1等
は表わしている。認識対象文字「Ｓ」の中央図示
Ｆに第４図図示の如く比較的大きな凹所があると
き線分S_R2E_R2と線分S_RFE_RFが得られるのに対し第
５図図示の如く凹所が極めて小さいとき線分S_R2
E_R2が得られ、同一認識対象文字「Ｓ」に対して
異なつた輪郭線分が抽出される。

第６図は認識対象文字「−」の中央部がカス
レ、例えば該文字を走査して得られた２値化画像
情報の輪郭線分の図示Ｇ部分がカスレた状態を示
している。このように文字が筆記用具の種類によ
つてカスレたりしたとき認識対象文字「−」の輪
郭線分に不連続部分が生じ、認識対象文字「−」
と異なつた輪郭線分を抽出することとなる。

上述の認識対象文字の輪郭線分が異なつた状態
になるのは上記変化点から連続、不連続を判定す
る基準の閾値が入力画像情報の特性例えば字種、
線幅、文字の大きさ、筆記具の種類等の如何にか
かわらず固定的であるが故であり、これら入力画
像情報の特性に対処した閾値を選定することによ
り認識対象文字の正しい輪郭線分の抽出が期待さ
れる。

第７図は第１図のｘ軸がX_S1のときのｙ軸方向
に走査した場合の白から黒への変化点と黒から白
への変化点の各々の立上りと立下りとを示すタイ
ム・チヤート図で、スキヤン・ゲートが論理
「１」になりｙ軸方向に沿つて走査されて行くと、
入力画像が「０」から「１」に変化する即ち白か
ら黒に変化する点Y_s1で立上りを検出する。更に
ｙ軸方向に走査が進むと入力画像は「１」から
「０」に変化する即ち黒から白に変化する点Y′_s1
で立下りを検出する。そして走査はスキヤン・ゲ
ートが「０」になるまでｙ軸に沿つて続ける。

第８図は第１図のｘ軸がX′_S2のときのｙ軸方向
に走査した場合の最初の白から黒への変化点と最
後の黒から白への変化点の各々の立上りと立下り
とを示すタイム・チヤート図で、同図の入力画像
が２回白から黒（「０」から「１」）へ変化してい
る。スキヤン・ゲートが論理「１」になりｙ軸方
向に沿つて走査されて行くと、入力画像が最初に
白から黒へ変化する点Y′_s1で立上りを検出する。
更にｙ軸に沿つて走査が進むと入力画像は黒から
白へ変化するが、この変化は最後の黒から白への
変化点ではないものの一応立下りを検出する。更
にｙ軸に沿つて走査が進むと入力画像は白から黒
へ変化する。この変化点は最初の白から黒への変
化点ではないので立上りは変更されない。そして
走査がY′_s2に来ると入力画像は最後の黒から白へ
の変化点となり、上記立下りはこの変化点Y′_s2で
立下り検出を行なう。そしてスキヤン・ゲートが
「０」となりうることによつて次のｘ軸を走査す
る。

第９図は本発明に係る輪郭線分抽出方式の一実
施例構成を示し、図中１は立上り検出回路、２は
立下り検出回路、３はスキヤン（走査）・カウン
タ、４，５はレジスタ、６ないし９はスキヤン
（走査）・レジスタ、１０，１１は演算回路、１２
は位置決め回路、１３は閾値判定回路、１４，１
５は連続カウンタ、１６は最終ゲート回路、１７
はカウンタをそれぞれ表わしている。

立上り検出回路１は画像メモリに格納されてい
る画像を順次読出した２値化入力画像の「０」か
ら「１」への立上りを検出し、その立上り位置を
カウンタ１７で数えその内容をレジスタ４にセツ
トする。この立上りの位置は第１図の白から黒へ
の最初の変化点のｙ座標のY_s1に対応するもので
ある。レジスタ４に当該立上り位置がセツトされ
ると、該レジスタ４から立上り検出回路１へサン
プル禁止信号が出力され、これ以後入力画像が再
び「０」から「１」への立上り画像を立上り検出
回路１へ入力しても該立上り画像が受信されるこ
とはない。即ち上記最初の白から黒への変化点の
みを該立上り検出回路１は検出するのである。そ
してレジスタ４にセツトされた立上り位置とスキ
ヤン・カウンタ３の内容とがレジスタ７に格納さ
れる。

立下り検出回路２は入力画像の「１」から
「０」への立下りを検出し、その立下り位置をカ
ウンタ１７で数え、その内容をレジスタ５にセツ
トする。そして該レジスタ５にセツトされた立下
り位置とスキヤン・カウンタ３の内容とがレジス
タ９に格納される。１列の走査中に複数の立下り
が存在していても、立下り検出回路２はこれらの
立下りを検出しその立下り位置をカウンタ１７で
数え、その内容をレジスタ５にセツトするととも
に、該レジスタ５にセツトされた位置とスキヤ
ン・カウンタ３との内容を順次レジスタ９に格納
させ、最後の立下り位置とスキヤン・カウンタ３
との内容が最終的にレジスタ９に残つた形で格納
される。即ち上記最後の黒から白への変化点の位
置がレジスタ９に格納される。

なおレジスタ７およびレジスタ９に格納された
内容は走査中の１列が終了することを示すスキヤ
ン・ゲートが「１」から「０」への立下がりでレ
ジスタ６およびレジスタ８にそれぞれ転送され
る。

そして次の列の走査が開始され立上り検出回路
１及び立下り検出回路２がそれぞれ立上り位置、
立下り位置を検出し上記と同じ経過を経てそれぞ
れの変化点の位置を示す内容がレジスタ７及びレ
ジスタ９に格納される。

演算回路１０は上記レジスタ６とレジスタ７の
それぞれの内容と、閾値判定回路１３からの内容
とが入力されており、レジスタ６とレジスタ７と
の内容による立上り位置の差が求められ、そして
当該立上り位置の差の値と上記閾値判定回路１３
によつて決定された閾値とが比較される。立上り
位置の差の値が当該閾値以下であるとき、連続カ
ウンタ１４の内容を＋１歩進させる。即ちレジス
タ６とレジスタ７とに格納されている２つの変化
点は連続性を有するものと判定されているのであ
る。また上記立上り位置の差の値が閾値より大き
いとき、これら２つの変化点は不連続であるもの
と判定され、レジスタ６に格納されている内容か
らその線分（変化点系列）の終点座標が求めら
れ、またレジスタ７に格納されている内容から次
の線分の始点座標が求められる。そして上記立上
り位置の差の符号（＋または−）によつてフラグ
が付けられる。このようにして得られる始点、終
点およびフラグの情報は図示されていない輪郭線
分特徴格納用メモリに書込まれる。

演算回路１１にはレジスタ８とレジスタ９のそ
れぞれの内容と閾値判定回路１３からの内容とが
入力されており上記演算回路１０と同様の機能を
行ない、最後の黒から白への変化点系列の連続性
を判定する。最終ゲート回路１６にはスキヤン・
ゲートの「１」から「０」の最後の情報をあらか
じめ用意されており、当該最終ゲート回路１６か
らの入力信号で認識対象文字の輪郭線分の抽出が
終了することを指示する。

なお該演算回路１１は１列の走査が終る即ちス
キヤン・ゲートが「１」から「０」への立下り後
動作する。そして上述の如く、その始点、終点お
よびフラグの情報は輪郭線分特徴格納用メモリに
転送される。

閾値判定回路１３は入力フオーマツト情報およ
び位置決め回路１２から送られてくる入力画像特
性情報即ち入力画像情報の特性から閾値即ち演算
回路１０や１１に供給する比較基準値を決定する
回路である。当該閾値は入力画像の位置決め回路
１２によつて切出される枠の大きさ即ち文字の大
きさ、或は字種、線幅、筆記具の種類等によつて
決定される。例えば筆記具についてみると、鉛
筆、ボール・ペン、万年筆またはフエルト・ペン
によつて書かれた文字の種類によつて上記閾値は
異なつてくる。フエルト・ペン等コントラストの
大きなものは閾値は小さな値を採ることができる
のに対し、鉛筆等のカスレやすいもの等は大きな
値を選定されることとなる。

一般に閾値に対する文字認識度を統計的に集積
しておき、該情報をフオーマツト情報として入力
することも有力な手法であり、また閾値が大きく
選定されていることに起因して文字認識に対して
電子計算機からの認識拒絶されたときは、該閾値
を降下させ、リスキヤンさせて輪郭線分抽出する
ことが行なわれる。

以上説明した如く、本発明によれば、輪郭線分
を抽出するに当つて連続、不連続の判定をする閾
値をパラメータ化し、入力画像の各種情報により
閾値を可変とすることにより、認識対象文字の輪
郭線分の連続、不連続性の適確な判断が向上し、
長時間の細線処理による文字認識に代り短時間で
の文字認識ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は輪郭線分の抽出の仕方を説明
する説明図、第３図は第１図の１部分省略し拡大
して描いた認識文字「オ」の部分拡大図、第４図
は認識文字「Ｓ」の中央部に大きな凹所を有する
ときの輪郭線分の現れ方を説明する線分説明図、
第５図は認識文字「Ｓ」の中央部に凹所があると
きの輪郭線分の現れ方を説明する線分説明図、第
６図は認識文字「−」の中央部がカスレたときの
輪郭線分の現れ方を説明する線分説明図、第７図
は第１図のｘ軸がX_s1のときのｙ軸方向に走査し
た場合の各変化点の立上り、立下りを示すタイ
ム・チヤート図、第８図は第１図のｘ軸がX′_s2の
ときのｙ軸方向に走査した場合の各変化点の立上
り、立下りを示すタイム・チヤート図、第９図は
本発明に係る輪郭線分抽出方式の一実施例構成を
示している。 図中、１は立上り検出回路、２は立下り検出回
路、１０，１１は演算回路、１３は閾値判定回
路、１４，１５は連続カウンタを表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 画像メモリに格納されている２値化入力画像
   情報を水平、垂直方向の各行列毎に走査して、最
   初に現われる白から黒への変化点および／または
   黒から白への最後の変化点を上記水平、垂直方向
   の各行列毎に検出し、これら検出された行列にお
   ける変化点と次の行列における対応変化点との距
   離と、所定の閾値との大小によつて走査文字の輪
   郭線分の連続性を判定する輪郭線分抽出方式にお
   いて、 入力画像情報の特性をあらかじめ用意してお
   き、入力される上記入力画像情報に対応づけて上
   記入力画像情報の特性から閾値を選定する閾値判
   定回路をもうけ、走査して得られる上記距離と上
   記閾値判定回路から得られた閾値とを比較して輪
   郭線分の連続性を判定する上記閾値を可変にする
   ようにして輪郭線分の連続性を判定するようにし
   たことを特徴とする輪郭線分抽出方式。