KR101001693B1 - 지로 장표 수납기의 문자인식방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지로 장표 수납기의 문자 인식 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 문자 성분을 그룹화하여 산출한 문자그룹의 회전각도만큼 문자크기박스를 회전시켜 지로 장표가 접혀졌거나 찢어져 입력되었을 경우에도, 정확한 문자가 추출되는 지로 장표 수납기에서의 문자 인식 방법에 관한 것이다. 지로 장표의 문자 인식을 위하여 본 발명은, 공과금 지로 장표를 스캔하여 이진화를 실시하는 단계와, 문자의 폭과 높이의 합이 임계값 범위에 있을 때 명암이 일정이상 또는 일정이하인 픽셀을 검출하는 문자성분을 검출하는 단계와, 문자성분간의 거리를 계산하여 인접하는 문자성분을 그룹화하고 유효한 문자그룹으로 등록하는 문자그룹 클러스터링 단계와, 상기 유효한 문자그룹의 인식방향을 설정하는 단계와, 상기 설정된 인식방향을 바탕으로 문자를 추출하여 문자를 인식하는 단계를 구비한다.

지로 장표 수납기, 지로 장표, 문자인식, OCR

Description

지로 장표 수납기의 문자인식방법{Method character recognition in a GIRO paper teller machine}

도 1은 본 발명에 따른 지로 장표 수납기에서 문자인식과정을 나타낸 순서도이다.

도 2a는 스캔 받은 지로 장표의 원본을 도시한 것이다.

도 2b는 본 발명에 따른 지로 이미지로부터 문자성분을 분리하여 얻어진 결과를 도시한 것이다.

도 2c는 본 발명에 따른 문자그룹 클러스트링 결과를 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 4개의 유효그룹으로 나뉜 일반 OCR의 read band data를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 문자그룹의 인식방향 설정 예를 도시한 것이다.

도 5a는 본 발명에 따른 문자그룹의 인식방향 설정의 또 다른 예의 순방향을 도시한 것이다.

도 5b는 본 발명에 따른 문자그룹의 인식방향 설정의 또 다른 예의 역방향을 도시한 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 그룹의 휘어진 각도 산출과정을 도시한 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 개별문자 추출과정을 도시한 것이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

S110 : 이미지영역 구분 S120 : 이진화 실시

S130 : 문자성분 검색 S140 : 문자성분 클러스터링

S150 : 문자인식방향 설정 S160 : 문자 개별 추출

본 발명은 지로 장표 수납기의 문자 인식 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 문자 성분을 그룹화하여 산출한 문자그룹의 회전각도만큼 문자크기박스를 회전시켜 지로 장표가 접혀졌거나 찢어져 입력되었을 경우에도, 정확한 문자가 추출되는 지로 장표 수납기에서의 문자 인식 방법에 관한 것이다.

일반적으로 지로 장표는 각종 공과금 납부, 세금 납부, 대학 원서의 접수 등에 많이 사용되고 있는 것으로, 전산화된 처리 시스템에 의해 다량의 지로 장표를 신속하게 처리할 수 있는 장점 때문에 매우 폭넓게 사용되고 있다. 이러한 지로 장표의 경우 컴퓨터에 의하여 처리되도록 장표의 규격, 지질, 주요부문의 인쇄위치, 색상 등이 금융결제원이 정한 장표구비요건에 따라 규격화되어 있고, 지로 장표는 지로 영수증, 지로 의뢰서 및 지로 통지서의 3매 1조로 구성되어 있다.

그런데, 납부자에게 있어서 지로 장표를 이용한 납부처리는 은행의 수납창구를 통해서만 수납이 가능하고, 특히 공과금의 경우에는 그 납부기한이 통상 매달 말일로 설정되어 있다. 이에 따라 은행 창구는 매달 말일경이 되면 공과금의 지로 납부를 위한 납부자들로 붐비게 되어 해당 일에 은행 직원의 업무에 과부하가 걸리게 되는 문제가 있다. 또한, 납부자의 경우에도 지로 납부를 위해 은행에서 대기하는 시간이 많이 소요되는 불편함이 있다. 그리고 지로 납부 처리에 있어서 납부자는 그 납부영수증을 별도로 보관하여야 하는 불편함이 있음은 물론, 현재 처리된 지로 납부에 대한 정보를 일일이 납부영수증을 통한 수작업으로 확인하여야 하는 불편함이 있다.

이를 해결하기 위하여 최근에는 지로 장표를 자동으로 처리하는 무인수납기가 제안되었다. 그러나 상기 지로 장표 무인수납기내에서 지로 장표를 스캔할 경우 지로 투입구로의 지로 장표 투입위치가 정확하지 않으면 무인수납기내에서 지로 장표의 정보스캔이 잘못되어 정보 분석에 오류가 발생하는 문제가 있었다.

또한 종래의 문자인식방법에 있어서는 사전에 일정하게 구획되지 않고 불규칙적으로 구획되는 영역에 대해서는 전체 이미지로부터 그 영역을 쉽게 찾지 못하게 되고, 이로 인하여 일괄적으로 문자인식을 할 수 없게 되어 해당 사항을 수동으로 입력받아 처리하거나 그 밖의 수단을 동원해야 하므로 처리시간이 지연될뿐더러 사용상의 불편함을 초래하게 되는 결함으로 대두되었다.

상기의 문제점을 해결하고자 본 발명은 제안된 것으로서, 문자 성분을 그룹화하여 산출한 문자그룹의 회전각도만큼 문자크기박스를 회전시켜 지로 장표가 접혀졌거나 찢어져 입력되었을 경우에도, 정확한 문자가 추출되어 지로 장표 수납기의 에러발생률을 줄이도록 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 공과금 지로 장표를 스캔하여 이진화를 실시하는 단계와, 문자의 폭과 높이의 합이 임계값 범위에 있을 때 명암이 일정이상 또는 일정이하인 픽셀을 검출하는 문자성분을 검출하는 단계와, 문자성분간의 거리를 계산하여 인접하는 문자성분을 그룹화하고 유효한 문자그룹으로 등록하는 문자그룹 클러스터링 단계와, 상기 유효한 문자그룹의 인식방향을 설정하는 단계와, 상기 설정된 인식방향을 바탕으로 문자를 추출하여 문자를 인식하는 단계를 구비한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면들을 참조하여 설명하기로 한다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 지로 장표 수납기에서 문자인식과정을 나타낸 순서도 이다.

도 1을 참조하면, 지로 장표가 투입되면 장표판독수단인 스캐너는 지로 장표를 스캔한다. 제어부는 상기 스캔받은 지로 장표 이미지로부터 지로의 이미지 영역을 찾은 후(S110) 그 영역을 일정한 크기로 나누어 명암이 일정이상 또는 일정이하인 픽셀을 검출하는 이진화를 실시한다(S120). 보다 상세하게는, 흑색화소의 8연속영역의 집합을 이진화 된 대상화상으로부터 추출하고, 백색화소의 4연속영역의 집합을 흑색화소집합으로부터 추출하므로, 추출된 결과에 의거하여, 예를 들면, 문자, 그림패턴(도), 테이블, 프레임 및 선 등의 문서의 특징적인 요소만이 남는다.

이어서 상기 픽셀의 폭과 높이의 합이 임계값 범위에 있을 때 상기 지로 이미지로부터 문자 성분을 분리하는 검색을 한다(S130). 이때 지로 이미지를 중복되지 않게 전체를 검색하기 위하여 BFS방식을 사용한다. BFS(Breadth First Search)는 너비 우선 검색방법으로서 무방향 그래프 G(V, E)에서 시작하며 정점 V를 방문한 후 V에 인접한 아직 방문하지 않은 모든 정점들을 방문한 뒤, 다시 이 정점에 인접하면서 방문하지 않은 모든 정점들에 대해 너비 우선 검색을 반복적으로 수행하는 방식이다. 도 2b는 지로 이미지로부터 문자 성분을 분리하여 얻어진 결과를 도시한 것이다.

상기 문자 성분을 분리하는 검색이 완료되면 검색된 문자 성분간의 거리를 계산하여 인접한 문자성분을 그룹화하는 문자그룹 클러스터링 단계를 실시한다(S140). 문자그룹 클러스터링 단계는 각각의 문자성분을 하나의 클러스터로 설정한 후 이들 문자성분 간의 거리를 산출하여 인접하면 문자그룹을 형성해 나가는 방식 으로 모든 점들이 다수의 대형 클러스터에 속하게 될 때까지 그 히스토리 정보를 유지해 나가게 된다. 하기의 알고리즘에서는 우선 모든 n개의 데이터가 n개의 서로 다른 그룹이라 가정한 후에 그룹간의 거리를 보고 가장 유사한 두 개의 그룹을 합병(merge)해 그룹 수를 줄여가는 과정을 전체 그룹 수가 미리 정해진 일정한 수가 될 때까지 반복함으로써 미리 정해진 일정한 수의 그룹을 찾아낸다.

Agglomerative Hierarchical Clustering 알고리즘

begin initialize c, C ← n, D_i ← {x_i}, i = 1, ..., n

th ← 28

do c ← C

if d_min (D_i, D_j) < th, i, j = 1, ..., n

Murge D_i and D_j

C ← C - 1

unitl c = C

return c clusters

end

상기 알고리즘에서 두 개체 사이의 거리 d_min(D_i, D_j)는

으로 표현한다.

상기 그룹화가 완료되면 제어부는 상기 그룹내의 문자 성분간에 직진성을 검사하여 그룹의 유효성을 판정한다. 직진성이란 픽셀의 진행방향의 일정성으로 상기 문자그룹이 직진성 조건에 만족하면 상기 문자그룹을 유효한 문자그룹으로 등록한다. 도 2c는 문자그룹의 클러스트링 결과를 도시한 것이다.

이어서 상기 등록된 유효한 문자그룹의 개별문자들을 추출하기 위해 문자그룹의 인식방향을 결정한다(S150). 도 3은 4개의 유효그룹으로 나뉜 일반 OCR의 read band data를 도시한 것으로 본 발명에서는 일반 OCR을 예를 들어 도시하였으나, 일반 OCR로 한정되지 않고 표준 OCR 등 모든 OCR에 구현 가능함은 자명할 것이다.

우선 첫 번째 그룹을 양방향으로 읽고 그룹의 첫 문자가 지로의 시작을 나타내는 '<'인지 판단한다. 예를 들어 도 4을 참조하여 angle1방향으로 읽었을 경우 첫 문자가 '<'고 angle2 방향으로 읽었을 경우 '+'일 때 문자그룹 인식방향은 angle1로 결정된다.

문자그룹을 인식하는 또 다른 실시 예는 유효한 문자그룹의 가로, 세로 중앙에 위치하는 중심점을 설정하여 문자인식 방향을 결정하는 방법이다. 상기 중심점에서 일정거리만큼 위와 아래로 이동하여 up1과 up2가 검정, down1은 흰색, down2는 검정일 경우 상기 지로는 지로 방향이 순방향이며, up1은 흰색, up2와 donw1, down2가 검정일 경우 지로의 방향은 역방향이 된다.

좀 더 자세히 설명하자면, 대부분의 지로 장표의 유효한 문자그룹은 지로 장표의 상기에 위치해 있다. 문자그룹의 중심점에서 일정거리만큼 이동하여 지로 이미지의 여부를 판단하면 지로 이미지가 있는 곳은 흰색, 지로 이미지가 없는 곳은 검정이 된다. 도 5a를 참고하여 down1이 흰색일 경우 지로 장표의 유효한 문자그룹은 상기에 위치되어 있으므로 지로의 방향은 순방향이 되고, 도 5b를 참고하여 up1이 흰색일 경우 유효한 문자그룹은 하기에 위치되어 있으므로 지로의 방향은 역방향이 되어 지로의 인식방향을 180° 회전시킨다.

인식방향이 결정되면 유효한 문자그룹에서 개별문자를 추출한다(S160). 지로 장표가 바르게 입력되었을 경우 나머지 그룹은 첫 번째 그룹과 일직선에 위치하고 있어 인식방향대로 인식하는데 어려움이 없지만, 지로 장표가 접혔거나 찢어져서 입력되었을 경우 문자그룹들이 휘어져 있어 인식방향대로 나머지 그룹을 인식하지 못한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 그룹의 휘어진 각도를 산출과정을 도시한 것이다. 우선 첫 번째 그룹을 인식하여 두 번째 그룹 및 세 번째 그룹의 조건에 맞는 그룹을 찾아낸다. 상기 두 번째 그룹과 세 번째 그룹의 조건은 시작과 마지막 문자가 '+'로 이루어져 있으며 문자수는 4<=가변<26이고 각도조건이 cos(∠abc)>0.998에 만족해야 한다.

이후 첫 번째 그룹의 중심점을 a, 첫 번째 그룹의 시작점을 b, 두 번째 그룹의 중심점을 c로 설정한 후 ∠abc로 두 번째 그룹의 휘어진 각도를 산출하여 저장한다. 이어서 세 번째 그룹의 중심점을 c로 설정하여 상기의 ∠abc로 세 번째 그룹의 휘어진 각도를 산출한다.

네 번째 그룹은 시작과 종료는 '<'로 이루어져 있으며 그룹의 각도조건은 cos(∠abc)>0.998의 조건을 만족해야 한다. 네 번째 그룹도 네 번째 그룹의 중심점 을 c로 설정하여 상기의 ∠abc로 네 번째 그룹의 휘어진 각도를 산출한다.

그룹별로 휘어진 각도가 각각 산출되면 문자성분의 중심위치에 문자크기의 박스를 올려두고, 상기 박스를 상기 저장된 그룹의 휘어진 각도만큼 동일 방향으로 회전시켜 문자이미지를 추출한다. 도 7은 본 발명에 따른 개별문자 추출과정을 도시한 것이다. 예를 들어 한 문자성분의 중심점인 (x, y)위에 (x-10, y-13), (x+10, y-13), (x-10, y+13), (x+10, y+13)을 꼭지점으로 둔 가로 10, 세로 26인 문자크기박스를 올려둔다. 이 문자크기박스를 상기 저장된 그룹의 휘어진 각도만큼 동일 방향으로 회전시키면 지로 장표가 잘못 입력되어 인식할 수 없었던 문자를 추출할 수 있다. 이후 추출된 문자는 통상의 문자인식 방법을 통하여 문자를 인식한다(S170).

상술한 본 발명의 설명에서는 지로 장표 수납기와 같은 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시 될 수 있다. 따라서 본 발명의 특허 범위는 상기 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위뿐 아니라 균등 범위에도 미침은 자명할 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 문자 성분을 그룹화하여 산출한 문자그룹의 회전각도 만큼 문자크기박스를 회전시켜 지로 장표가 접혀졌거나 찢어져 입력되었을 경우에도 정확한 문자가 추출됨으로써 지로 장표 수납기의 에러발생률을 줄이며 지로의 인식효율을 높인다. 그 결과 사용자의 시간을 절약하고 은행 업무의 지연을 효율적으로 해소할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 공과금 지로 장표를 스캔하여 이진화를 실시하는 단계와,

   문자의 폭과 높이의 합이 임계값 범위에 있을 때 명암이 일정이상 또는 일정이하인 픽셀을 검출하는 문자성분을 검출하는 단계와,

   문자성분간의 거리를 계산하여 인접하는 문자성분을 그룹화하고 유효한 문자그룹으로 등록하는 문자그룹 클러스터링 단계와,

   상기 유효한 문자그룹의 인식방향을 설정하는 단계와,

   상기 설정된 인식방향을 바탕으로 문자를 추출하여 문자를 인식하는 단계로 이루어진 지로 장표 수납기의 문자인식방법
2. 제 1항에 있어서, 상기 이진화 단계는 스캔받은 지로 장표의 이미지 영역을 구분하고 상기 영역을 일정크기로 분할하여 이진화를 실시하는 특징을 가지는 지로 장표 수납기의 문자인식방법
3. 제 1항에 있어서, 상기 문자그룹 클러스터링 단계는

   문자성분을 클러스터로 설정하는 단계와

   클러스터간의 거리를 계산해서 인접하면 문자그룹으로 형성하는 단계와,

   상기 문자그룹이 미리 정해진 일정한 수가 될 때까지 문자그룹 형성을 반복하는 단계와,

   상기 그룹내의 문자성분간의 직진성을 조사하여 직진성을 만족하면 유효한 문자그룹으로 등록하는 단계로 이루어진 지로 장표 수납기의 문자인식방법
4. 제 1항에 있어서, 상기 인식방향은 유효한 문자그룹을 양방향으로 읽어 인식결과의 첫 문자를 확인하여 인식방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 지로 장표 수납기의 문자인식방법
5. 제 1항에 있어서, 상기 인식방향은 유효한 문자그룹의 중심점을 설정한 후 중심점으로부터 일정거리만큼 위와 아래로 이동한 곳에 지로 이미지가 있는 흰색인지 지로이미지가 없는 검정인지 확인하여 아래가 흰색일 경우 순방향, 위가 흰색일 경우 역방향으로 문자인식 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 지로 장표 수납기의 문자인식방법
6. 제 1항에 있어서, 문자를 추출하는 단계는

   그룹별로 휘어진 각도를 산출하는 단계와,

   문자성분의 중심위치에 문자크기 박스를 올려놓는 단계와,

   문자크기박스를 상기 휘어진 각도만큼 회전시켜 문자이미지만을 추출하는 단계로 이루어진 지로 장표 수납기의 문자인식방법

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