JPH02126382A - 文字切り出し装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、文字認識システムの主要な構成要素の一つで
ある文字切り出し装置に関する。

［従来の技術］ 従来は、文字列を読み取った文字画像データから、文字
画素の連結状態を１画素づつ追跡していくことで連結状
態にある画素集合を求め、画素集合に外接する文字外接
枠の座標を読み取ることによって、文字列の中から一文
字づつ文字をを切り出していた。例えば、「画像認識の
はなし」　（木内雄二著、日刊工業新聞社発刊、９０頁
）のなかでは、文字認識の前処理の過程として文字切り
出しについて記述されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の文字切り出し装置では、画素の追跡に処理時間が
かかる上、１つの文字が多くの文字外接枠に分割される
場合があり、文字の位置や大きさの変動が多い場合に処
理が繁雑になる問題点があった。特にリアルタイムで文
字認識を行う場合には、認識時間を著しく長くさせる要
因となっており、短時間で切り出し処理のできる装置の
出現が望まれていた。

本発明は係る問題点を解決するために、直接文字外接枠
座標を求めるのではなく、文字矩形イメージデータ作成
手段により文字矩形イメージデータを作成し、文字列全
体にわたって特徴点を求め、論理的に一文字毎の文字外
接枠座標を求めることにより、自由度の高い文書から文
字の切り出しを高速に実行することのできる文字切り出
し装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の文字切り出し装置は、読み取った文字列を文字
画素と背景画素から成る文字画像データとして記憶する
文字画像記憶手段と、前記文字画像データから文字矩形
イメージデータを作成する文字矩形イメージデータ作成
手段と、前記文字矩形イメージデータを記憶する文字矩
形イメージデータ記憶手段と、前記文字矩形イメージデ
ータから文字矩形特徴点を抽出し、文字矩形特徴点座標
値を読み取る文字矩形特徴点読み取り手段と、前記文字
矩形特徴点座標値を記憶する文字矩形特徴点記憶手段と
、前記文字矩形特徴点座標値から文字外接枠を求める文
字外接枠構成手段と、前記文字外接枠の座標値を記憶す
る文字外接枠記憶手段とを有していることを特徴として
いる。

更に、本発明の文字切り出し装置の文字矩形イメージデ
ータ作成手段は、文字画像記憶手段に格納された文字画
像データから、文字連結画素集合に外接する枠内の画素
をすべて文字画素と同じ値に置換して文字矩形イメージ
データを作成する機能を有し、文字矩形特徴点読み取り
手段は、文字矩形イメージデータより少なくとも３種類
の特徴点を抽出する機能を有し、文字外接枠構成手段に
は、前記特徴点の座標より論理的に文字外接枠座標を求
める機能を有していることを特徴としている。

［作用］ 本発明においては、スキャナ部より送られてくる文字画
素と背景画素から成る文字画像データは文字画像記憶手
段１に格納される。文字画像データから文字矩形イメー
ジデータ作成手段２により文字矩形イメージデータを作
成し、文字矩形イメージ記憶手段３に格納される。

更に、この文字矩形イメージデータを用いて文字矩形特
徴点読み取り手段４により文字矩形特徴点とその座標値
が求められ、文字矩形特徴点記憶手段５に格納する。文
字外接枠構成手段６において、文字矩形特徴点データか
ら論理的に文字外接枠を求め、文字外接枠記憶手段７に
格納する。かくして、読み取った文字画像データから各
文字の外接枠が決定され文字が切り出される。

通常、後工程となる文字認識部では、各外接枠内を一文
字の認識対象領域として処理が成されていく。

［実施例］ 第１図は請求項　１　記載の文字切り出し装置の構成を
示すブロック図である。

文字画像記憶手段１は、スキャナ部より送られてくる文
字部と背景部とに２値化された文字列の文字画像データ
を格納する。

文字矩形イメージデータ作成手段２は、文字画像データ
から文字矩形イメージデータを作成し、文字矩形イメー
ジデータ記憶手段３に格納する。

文字矩形特徴点読み取り手段４は文字矩形イメージデー
タから文字矩形特徴点とその座標値を求め、文字矩形特
徴点記憶手段５に格納する。

文字外接枠構成手段６は文字矩形特徴点データから文字
外接枠を求め文字外接枠記憶手段７に格納する。

上記構成により、文字画像データから、文字矩形イメー
ジデータを作成し、画素の連結性を特徴づける文字矩形
特徴点を抽出し、その座標点を求め、論理的に文字外接
枠を求めることを可能としている。

請求項　２　記載の文字切り出し装置について以下に説
明する。まず、文字矩形イメージデータ作成手段の特徴
について、文字画像データと当該手段により作成される
文字矩形イメージデータの例（ひらがなの゛い゛）を用
いて説明する。

第３図（ａ）は入力された文字画像データ、第３図（ｂ
）は処理中途のデータ（実施例として後述する第７図で
示すフローチャート図におけるステップ１１２の処理が
終了した段階のデータに相当）、第３図（Ｃ）は文字矩
形イメージ処理が終了した段階での文字矩形イメージデ
ータである。

文字矩形イメージデータ作成手段２によって作成する文
字矩形イメージデータ中の個々の矩形イメージには、以
下の性質を持たせている。

■ Ｘｓ≦Ｘ≦Ｘ、である任意のＸについて、Ｙ□ｉ、、（
ｘ）　　＝　　Ｙｓ ■ Ｘ、≦Ｘ≦Ｘ０　である任意のＸについて、Ｇ（ｘ、ｋ
）　　≠　０゜ ＹｍＬ。（ｘ）≦に≦Ｙ　−ａ−（ｘ　）ここで、ｘ、
、ｘ、、ｙ、、ｙ、　　は第３図（Ｃ）で図示するよう
に文字矩形イメージのＸ座標、Ｙ座標における定義域で
ある。Ｇ　（Ｘ、Ｙ）は座標（ｘ、ｙ）における画素の
値であり、０（背景画素）、１（文字画素及び文字画素
として置換された画素）の値をとる。Ｙ□１、（Ｘ）、
Ｙ、、、（Ｘ）はＸ座標における文字画素群のＹ座標の
最小値、最大値である。■式は文字矩形イメージの上辺
に欠けが生じないことを示しており、０式は文字矩形イ
メージに中空領域や横方向（Ｘ座標に平行）の凹みが生
じないことを示している。

文字矩形イメージデータから文字外接枠を求めるために
は少なくとも３種類の画素の座標値がわかればよいが、
４種類以上用いる方法もある。これらの画素を特徴点と
呼ぶ。第４図（ａ）は特徴点を抽出する３×３マスクで
あり、第４図（ｂ）は３Ｘ３マスクで各特徴点を抽出す
る際の特徴点の周辺画素の条件の一例を示している。具
体的には特徴点Ｐは文字矩形イメージの左上角の画素で
あり、特徴点Ｑは左下角の画素である。また特徴点Ｒは
右下に凹んでいる凹みの角の画素である。

特徴点となる画素の組み合わせは他にも考えられるが、
以下の説明は第４図（ｂ）で示した条件によって得られ
る特徴点を対象として進める。

文字矩形イメージは■式で示される性質を持っているた
め特徴点Ｐは１個の文字矩形イメージに対して１個しか
存在し得ない。それに対して特徴点Ｑは文字矩形イメー
ジの下辺に欠けが存在する場合、複数存在する。左下が
欠けている場合は１個のみである。特徴点Ｑが複数存在
する場合特徴点Ｒが存在する。特徴点Ｒは０式で示され
る性質により、Ｘ座標の値が同値となる特徴点Ｑを必ず
対として持つことになる。またＸ座標値が同値であるこ
とから最も右端にある（Ｘ座標値が最大である）特徴点
Ｑには対をなす特徴点Ｒが存在しないことが判る（もし
特徴点Ｒが存在したとするとＸ座標値がより大きな値を
持つ特徴点Ｑが存在しなければならない）。よって特徴
点Ｒの個数は特徴点Ｑの個数−１となる。

第５図は一例として、第３図（Ｃ）で示した文字矩形イ
メージデータにおける３種類の特徴点を示している（タ
イプＰが１点、タイプＱが２点、タイプＲが１点存在し
ている）。

特徴点の持つ性質をまとめると以下のようになる。

（ア）タイプＰは１つの文字矩形イメージに１個だけ存
在する。

（イ）タイプＱは１つの文字矩形イメージに１個以上存
在する。

（つ）タイプＲの個数はタイプＱの個数より１個だけ少
なく、必ず対をなすタイプＱの特徴点があり、そのＸ座
標値は同値である。

以下に説明するように、（ア）（イ）（つ）の性質を利
用することにより、文字外接枠構成手段６を用いて特徴
点座標値から論理的に文字外接枠座標を求めることが可
能となる。

従って、文字矩形特徴点読み取り手段４においては、局
所的に各特徴点とその座標値を抽出するのみですみ、各
特徴点がどの文字矩形イメージのものであるかという情
報は一切抽出する必要がなくなる。従来、イメージデー
タから一文字一文字直接文字外接枠座標を求める場合に
比して、処理時間を大幅に短縮することができる根拠は
ここにある。

文字外接枠構成手段６の有している機能及び根拠につい
て以下に説明する。　第６図は文字矩形イメージの基本
的なパターンとその特徴点と文字外接枠を示す。どんな
複雑な文字矩形イメージも第６図のパターンに帰着でき
るので基本パターンを用いて原理を説明する。

あるタイプＰの特徴点イとタイプＱの特徴点口が以下の
条件を満たすときその２つの特徴点は同一の文字矩形イ
メージに属する。

（１）　点イのＸ座標値　く　点口のＸ座標値（２）　
点イのＸ座標値　く　点口のＸ座標値（３）　点イと点
口を対角点とする矩形を考えたとき矩形の中に対になっ
たタイプＱ、Ｒ以外の特徴点は存在しない。

（４）　点イのＸ座標値より大きなＸ座標値を持ち、か
つ（１）（２）（３）の条件を満たすタイプＰの特徴点
は存在しない。

（５）　点口のＸ座標値より小さなＸ座標値を持ち、か
つどの文字矩形イメージにも属していないタイプＱの特
徴点は存在しない。

第６図の説明において条件（４）（５）は満たされてい
るものとする。（タイプＱの特徴点のＸ座標値の小さい
順に特徴点の属する文字矩形を決定していくことによっ
て、条件（５）は自動的に満たされる。条件（４）は条
件（１）（２）（３）を満たすタイプＰの特徴点の中で
Ｘ座標値が最大となる点を選ぶことによって満たされる
）また、条件（１）（２）（３）が満たされていること
は明らかである。よって第６図（ａ）（ｂ）（Ｃ）で示
されている特徴点イ、口は同一の文字矩形イメージに属
していることがわかる。

第６図（ａ）の場合、特徴点イと口を対角点とする矩形
を考えたとき矩形内部に他の特徴点を含まないことから
特徴点イと口がそのまま文字外接枠の座標点となる。第
６図（ｂ）の場合、特徴点イと口を文字外接枠とした場
合、内部にタイプＲの特徴点二が含まれることから完全
な文字外接枠ではないことが判る。タイプＲの特徴点の
場合、対になるタイプＱの特徴点ハが必ず存在し、同一
の文字矩形イメージに属する。そこで特徴点ハを捜し、
特徴点口とハの座標値からタイプＱの新しい特徴点とし
て特徴点ホを作り、特徴点二、ハ、口を削除する。そし
て特徴点イとホの組み合わせがどの基本パターンに一致
するかを調べていく。第６図（Ｃ）の場合、特徴点口そ
のものがタイプＲの特徴点二と対になる。タイプＲの特
徴点の定義から、文字矩形イメージは特徴点二の右側に
も存在し、その結果特徴点ホが存在しなければならない
ことが判明する。そこで特徴点二、口を削除し特徴点本
を捜し特徴点イ、ホの組み合わせがどの基本パターンと
一致するかを調べていく。

上で述べた処理を繰り返すことで完全な文字矩形を求め
ることができる。従って、すべての文字の外接枠は、少
なくとも３種類の特徴点座標から論理的に文字外接枠座
標を求めることができる。

第２図および第３図は本発明の一実施例である。

第２図は制御系統図であって、ポインタ１２、ポインタ
１３、ポインタ１４は文字画像記憶手段８や文字矩形イ
メージデータ記憶手段９の中の画素を指すポインタであ
る。ＦＬＡＧ１５は後述する画素Ｂの値を決定するため
の条件を選択する条件選択フラグである。

第７図（ａ）は文字矩形イメージデータ作成手段の一実
施例を示すフローチャートであり、第７図（ｂ）は、（
ａ）図のステップ１０３のサブルーチンーンである。ス
テップ１０１で文字矩形イメージデータ記憶手段９がク
リアされ、ポインタ１２は文字画像記憶手段内の画素Ａ
　（ｘ、ｙ）、ポインタ１３は文字矩形イメージデータ
記憶手段内の画素Ｂ　（ｘ＋　ｙ）　、ポインタ１４は
画素Ｂの１つ上の画素Ｃ（ｘ、ｙ−１）を指すように設
定される。Ｘ＋’ｌは文字画像記憶手段内および文字矩
形イメージデータ記憶手段内における画素の位置を示す
変数であり、ｘ＝Ｏ，ｙ＝１に設定される。ステップ１
０２においてポインタ１２，１３゜１４はそれぞれの画
素をさす番地がセットされ、ＦＬＡＧはり１ノアされる
。ステップ１０３では第７図（ｂ）のフローチャートで
示される、画素Ｂをセットするか否かを判定するための
サブルーチンを呼ぶ。

以下サブルーチンのフローチャートを説明する。

ステップ２０１でＦＬＡＧを調べ、ＦＬＡＧがクリアさ
れている場合は、ステップ２０２でポインタ１２が指す
画素イの状態を調べ画素イが０であれば終了する。１で
あれば、ステップ２０３でポインタ１３が指す画素口を
１にした後、ステップ２０４でポインタ１４が指す画素
ハを調べ、画素ハが０であれば終了し、１であればステ
ップ２０５でＦＬＡＧをセットして終了する。もしステ
ップ２０１でＦＬＡＧがセットされている場合は、ステ
ップ２０６で画素ハを調べ、１であればステップ２０７
で画素口を１にして終了し、画素ハが１であればステッ
プ２０８でＦＬＡＧをクリアしてステップ２０１に制御
を移す。

以上で述べたサブルーチンの処理から戻った後、ステッ
プ１０４でＸが終点（画像領域の左端）であるかどうか
を調べ終点でなければステップ１０５でＸを１つ増加さ
せた後、ステップ１０２に戻る。終点であればステップ
１０６で各ポインタに値をセットした後、ＦＬＡＧをり
１ノアする。ステップ１０７でステップ１０２と同じサ
ブルーチンを呼び画素Ｂをセットするか否がを判定する
。ステップ１０８でＸが０（画像領域の右端）であるか
どうかを調べ０でなければステップ１０９でＸを１つ減
少させた後、ステップ１０６に戻る。Ｘが０であれば、
ステップ１１０でｙを１つ増加させ、ステップ１１１で
ｙが終点（画像領域の右下の点）であるかどうか調べて
終点でなければ、ポインタを変更した後ステップ１０２
に戻る。終点であればステップ１１２でポインタ１２が
文字矩形イメージデータ領域の画素Ｂの１つ下の画素Ｄ
（ｘ、ｙ＋１）を指すようにアドレスを設定し直して、
ステップ１１３に進む。ステップ１１３〜１２０はそれ
ぞれステップ１０２〜１０９と同じである。ステップ１
２１においてｙを１つ減少させた後、ステップ１２２で
ｙが０であるがどうかを調べて０でなければポインタの
値を計算した後ステップ１１３に戻る。ｙがＯであれば
終了する。

次に文字矩形特徴点読み取り手段４の実施例を説明する
。文字矩形特徴点の読み取りは、第４図（ａ）に示す３
Ｘ３マスクで文字矩形イメージデータの画素を順に走査
し、第４図（ｂ）で示される各タイプの条件にマツチす
る画素を抽出することによって特徴点を求める。そして
その座標値を特徴点の種類別に文字矩形特徴点座標記憶
手段１０のテーブルＰ、Ｑ、Ｈに格納するため、それぞ
れの特徴点はｙ座標の値で昇順に並ぶことになる。

文字外接枠構成手段６は、文字矩形特徴点の座標値から
文字外接枠座標を求め文字外接枠記憶手段１１に格納す
る。第８図は文字外接枠を構成する手段を示したフロー
チャートである。ステップ３０１でテーブルＱに特徴点
データがあるか調べ、なければ終了し、あればステップ
３０２でテーフ゛ルＱの先頭の特徴点データを特徴点口
としてその座標値をレジスタＸ１、Ｙｌに読み込む。ス
テップ３０３で（０，Ｏ）、（Ｘｉ、Ｙｌ）を対角点と
する矩形領域の中にある特徴点をテーブルＰから捜し、
もしあれば、その中でもっともＸ座標値の大きな特徴点
イを取り出しその座標値をレジスタＸ２、Ｙ２に読み込
む（ステップ３０５）。なければレジスタＸ２．Ｙ２に
０を読み込む（ステップ３０６）。ステップ３０７で（
Ｘｌ、Ｙｌ）、（Ｘ２．Ｙ２）を対角点とする矩形によ
って囲まれる範囲にある特徴点をテーブルＲから捜し、
もしなければ（第６図（ａ）の場合に相応）、ステップ
３０９で、（Ｘｉ、Ｙｌ）と（Ｘ２．Ｙ２）を文字枠座
標値として文字外接枠座標装Ｗｌｌに害き込み、テーブ
ルＱから特徴点口を、テーブルＰから特徴点イを削除（
ステップ３１０）Ｌ、てステップ３０１に戻る。もしあ
ればステップ３１１で、テーブルＲから探した特徴点の
中でもっともＸ座標の値の大きな特徴点を取り出し特徴
点二としてその座標値をレジスタＸ３、Ｙ３に読み込む
。

ステップ３１２でＸ３とＸｌが等しいかどうか調べ、等
しければステップ３１５に進む（第６図（Ｃ）に相応）
。等しくなければ、ステップ３１３でテーブルＱの特徴
点でＸ座標がＸ３と等しく、かつｙ座標の値が最少なも
のを特徴点ハとしてその座標値をレジスタＸ４．Ｙ４に
読み込む（第６図（ｂ）に相応）。ステップ３１４でレ
ジスタＸ１、ｘ４を比較し大きい方の値をレジスタＸ４
に代入し、次にレジスタＹｌ、Ｙ４を比較し、大きい方
の値をレジスタＹ４に代入して、レジスタＸ４、Ｙ４の
値を特徴点ハの座標値としてテーブルＱ上の値を書き換
える。ステップ３１５で特徴点二をテーブルＲから、特
徴点口をテーブルＱから削除して、ステップ３０１に戻
る。以上により本発明となる文字切り出し装置が実現出
来ることが実証できた。

［発明の効果〕 本発明によれば、中間データとして文字矩形イメージデ
ータを作成することにより、全ての文字は３種類の基本
パターンに帰着でき、全ての基本パターンは上記（ア）
（イ）（つ）の性質を持つ少なくとも３種類の特徴点に
より特徴付けられる。

そして、この特徴点座標から文字外接枠を論理的に求め
ることが出来る。すなわち、文字データが分離している
場合でも容易に統合された文字矩形イメージを窩速に作
成することができ、その結果、画素の連結性を考慮する
ことなく特徴点座標が抽出可能になる。更に、文字外接
枠座標は特徴点座標から求めるため、処理時間を大幅に
短縮した画像イメージ処理が可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明となる文字切り出し装置の構成を示すブ
ロック図である。 第２図は制＃系統図である。 第３図（ａ）〜（Ｃ）は文字矩形イメージデータ作成手
段２における入力データ（ａ）、処理中途のデータ（ｂ
）、出力データ（Ｃ）の例を示す図である。 第４図（ａ）（ｂ）は文字矩形特徴点読み取り手段４に
おける特徴点を探すための３×３マスクと周辺画素の条
件を示す図である。 第５図は第３図で示した文字矩形イメージデータにおけ
る特徴点の例を示す図である。 第６図（ａ）〜（Ｃ）は文字矩形イメージのパターンと
して集約される３種の基本パターンと、その特徴点を示
す図である。 第７図（ａ）（ｂ）は文字矩形イメージデータ作成手段
２の実施例を示すフローチャートである。 第８図は文字外接枠構成手段６の実施例を示すフローチ
ャートである。 以　　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木喜三部　他１名 （ＣＩ） （ｂ） （Ｃ） 第３図 ３ｘ３マスク 本け０，１どちらでｔよし） （α） （ｂ） 第４ 図 ０　　−−−−　　ｐタイプ ×ム　−ｍ−−Ｑダイア 尺タイプ 第６図 （Ｑ） 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）読み取った文字列を文字画素と背景画素から成る
   文字画像データとして記憶する文字画像記憶手段と、前
   記文字画像データから文字矩形イメージデータを作成す
   る文字矩形イメージデータ作成手段と、前記文字矩形イ
   メージデータを記憶する文字矩形イメージデータ記憶手
   段と、前記文字矩形イメージデータから文字矩形特徴点
   を抽出し、文字矩形特徴点座標値を読み取る文字矩形特
   徴点読み取り手段と、前記文字矩形特徴点座標値を記憶
   する文字矩形特徴点記憶手段と、前記文字矩形特徴点座
   標値から文字外接枠を求める文字外接枠構成手段と、前
   記文字外接枠の座標値を記憶する文字外接枠記憶手段と
   を有していることを特徴とする文字切り出し装置。
2. （２）文字矩形イメージデータ作成手段は、文字画像記
   憶手段に格納された文字画像データから、文字連結画素
   集合に外接する枠内の画素をすべて文字画素と同じ値に
   置換して文字矩形イメージデータを作成する機能を有し
   、文字矩形特徴点読み取り手段は、文字矩形イメージデ
   ータより少なくとも３種類の特徴点を抽出する機能を有
   し、文字外接枠構成手段には、前記特徴点の座標より論
   理的に文字外接枠座標を求める機能を有していることを
   特徴とする請求項１記載の文字切り出し装置。