JPH06187496A

JPH06187496A - 印字識別方法

Info

Publication number: JPH06187496A
Application number: JP4252828A
Authority: JP
Inventors: Roger S Gaborski; エスガボルスキロジャー; Lori L Barski; エルバルスキロリ
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1991-09-23
Filing date: 1992-09-22
Publication date: 1994-07-08
Also published as: US5553162A; EP0534193A2; EP0534193A3

Abstract

(57)【要約】【目的】文書テキストの文字がドットマトリクスまた
はインクジェットにより印字された文字であるか否かを
識別する。【構成】文書１０上の識別対象文字列は、スキャナ１
２により適切な解像度で走査される。プリプロセッサ１
４は、個々の文字のビットマップイメージ上に数本の水
平スライス及び垂直スライスを設定し、これらのスライ
スに含まれる画素の濃度値を各スライスについての濃度
特性として保存する。そして、これらの濃度特性に応じ
て、文字がドットマトリクスまたはインクジェットプリ
ンタによって印字されたか、あるいはデイジーホイール
プリンタのような高品質装置を用いて印字されたかを決
定する。ドットマトリクスまたはインクジェットによる
印字と判定された場合は、光学的文字識別装置１６は、
このような印字文字専用に開発された特別なＯＣＲアル
ゴリズムを使用して、印字文字の読み取りを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドットマトリクスまた
はインクジェットプリンタによって印字された機械印字
文字の検出に係わり、特に、文字ストロークの濃度特性
の特徴に基づいてドットマトリクスまたはインクジェッ
ト印字の文字を識別する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在のところ、ドットマトリクスまたは
インクジェットプリンタによって印字された機械印字文
字を検出するためのアルゴリズムは知られていない。

【０００３】米国特許第４，５４７，８１１号には、グ
レイレベル信号処理（gray levelsignal processing)の
ための方法及び装置を開示されている。グレイレベル信
号処理は、原文書からの画像信号が、高解像度を必要と
する文字画像領域に属するものか、或いは、写真等で必
要なグレイレベル再生を必要とする連続トーン画像領域
に属するものかどうかを確定する。この処理は、表示画
像をそれぞれがｍ×ｎの画素から成るブロックに分ける
ステップと、各ブロックごとに最大及び最小の光学濃度
レベルを検出するステップと、最大及び最小の光学濃度
レベルの差を計算するステップと、この計算された差の
値から当該ブロックが属する画像領域を確定するステッ
プと、それぞれのレベルの光学濃度レベルに従って最適
な量子化処理方法を選択するステップと、から成る。

【０００４】マツナワ (Matsunawa)による米国特許第
４，７４１，０４６号では、ピクチャ全体を処理する場
合においても、あるいはピクチャのブロックを処理する
場合においても、画像が連続トーンかハーフトーンかあ
るいはラインピクチャ（linepicture ；線図）かを確定
すべく、２値画像データについて処理を行う。画像デー
タのヒストグラムが、バックグラウンドレベルを量子化
し、適切な閾値を選択するのに使用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主要な目的
は、過去に認められた多くの欠点を解決し、適切なソフ
トウェアを選択して光学的文字識別読み取りの精度を向
上することによって、ドットマトリクス及びインクジェ
ットによって印字された文字列を識別することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明に係る印
字識別方法によれば、走査されてディジタル化された文
書画像は前処理が施されて、ドットマトリクスまたはイ
ンクジェットタイプの印字装置によって印字された文字
列か、あるいはデイジーホイールプリンタのようなその
他の高品位印字装置によって印字された文字列かが識別
される。このステップは、画素データのマトリクスに対
応する画素データを区分化し、個々の文字に対応する画
素データを分離するステップから成る。分離された文字
の周囲には境界枠が形成されて、この境界枠内の文字に
ついてヒストグラムが形成され、濃度の閾値が設定され
る。次に、複数のスライスが境界枠内に形成され、各ス
ライスに沿った画素位置ごとの濃度が記憶される。これ
により得られた濃度データを用い、隣接画素を用いて各
スライスについて差分データを生成し、更に各スライス
について測定された画素位置ごとの濃度を生成する。画
素当たりの符号反転回数がカウントされ、各スライスに
ついて平均反転度が決定される。このデータは、画素当
たりの符号反転回数及び各スライスについての平均反転
度の双方に対する閾値レベルを決定するのに用いられ
る。符号反転回数と平均反転度の双方がともにそれぞれ
の閾値を上回った場合、その文字列を印字した装置はド
ットマトリクスまたはインクジェトタイプであったと識
別できる。

【０００７】上記した利点等は、上記請求項及び以下の
明細書、図面と関連付けてみれば容易に理解されるであ
ろう。

【０００８】

【実施例】以下図面に基づき、本発明の実施例を詳細に
説明する。

【０００９】図１は、文書のディジタル画像を形成する
のに用いられるディジタル画像システムを表したもので
ある。文書または試験片は、写真、チャート、グラフ、
テキスト（文字列）ページ等の画像である。

【００１０】光を照射された文書１０は、スキャナ１２
によって行ごとに走査される。文書からの反射光がスキ
ャナ１２によって捕らえられる。カメラまたはスキャナ
１２には、先行技術において周知の、感光セルのリニア
アレイを有する電荷結合素子（ＣＣＤ）（図示せず）が
備えられており、それぞれの画素の２次元配列内の位置
で画素の反射率に比例するアナログ信号を生成する。ス
キャナ１２内のＣＣＤアレイは、文書１０の２次元走査
を十分に行うため、リニアアレイに対して直角に機械的
に移動する。スキャナ１２は、アナログ値を文書１０の
各ピクセルの反射率を表す多値ディジタル値に変換する
ための回路を含む。スキャナ１２は、市販されているよ
うな高速のフルフレームのテレビカメラであってもよ
い。

【００１１】これに代わる走査処理例も可能である。例
えば、文書は、マイクロフィッシュのような透明な形態
の場合には、試験片の照明器は、ほとんどの光を文書か
ら反射させずに、フィルム上の文書の画像を透過させ
る。スキャナは、透過した光を効果的に捕らえられるよ
うに配置され、スキャナによって受け取られた信号は、
反射率ではなく、フィルム上の文書画像の透過率の測定
値となる。

【００１２】本発明のディジタル画像処理の流れの分析
について説明する。それぞれの構成要素は、ディジタル
画像システムの多種多様の構成要素から成り、ラベル付
けされた機能を実行するために協調して動作する。

【００１３】スキャナ１２のＣＣＤによって生成された
アナログ画素信号は、このスキャナ中で８ビットのディ
ジタル値に変換される。ディジタルデータの前処理は、
文書の種類を識別し、ピクチャまたはグラフィックが存
在するか、あるいは、文書がどのように印字されている
かを確定するために行われる。いかなる場合も、これは
プリプロセッサ１４によって行われる。生データはま
た、スキャナ１２から直接保存され、後で前処理のため
に読み出される。最高の効率で高スループットを維持す
るため、データはオンラインで前処理され、光学的文字
識別装置１６による文字識別終了後、ＡＳＣＩＩフォー
マットで保存される。これによって、文書のビットマッ
プ画像を圧縮形式で保存するよりも非常に少ないメモリ
で済む。

【００１４】ドットマトリクス、バブルジェット、ピン
ホイール、インクジェットといった印字技法では、文字
ストローク全体に画素濃度が不均一なばらつきとなる。
従って、ドットマトリクスは、文字ストローク全体に画
素濃度が不均一なばらつきを有する印字形式を含むもの
とする。

【００１５】ドットマトリクスインクジェットプリンタ
と非ドットマトリクスインクジェットプリンタによって
印字されたものを識別することにより、最適化されたＯ
ＣＲ(optical character recogniton)アルゴリズムの使
用が容易になり、より高速でより正確な識別が可能にな
る。

【００１６】文字がインクジェットかドットマトリクス
印字のどちらを用いて印字されたかを本システムが認識
し始める前に、文字イメージは文書上の他の文字のイメ
ージから分離されていなければならない。隣接した文字
イメージ同士の分離は、通常、区分化処理(segmentaton
process) によって行われる。この処理は、単に、２つ
の領域が、“オン”の画素がないことに基づいて行また
は列によって分離される別個の文字イメージであること
を宣言するものである。このような区分化の技法は、し
ばしば“ヒストグラミング(histogramming) ”と呼ばれ
る。

【００１７】ヒストグラミングを用いたこの粗区分化処
理を実施するには、バックグラウンドレベル（Ｔ_b）が
確定される必要がある。各走査ライン中の各画素は、そ
の濃度に基づいて追跡または評価されなければならな
い。各濃度ごとにその濃度を有する画素数が記録または
カウントされ、これにより、文書内のその濃度の発生数
が見い出される。そのカウント値は、２５５の各濃度レ
ベルに対応した箱(bin)のうちの該当する箱内に配置さ
れる。この操作は、画像におけるすべての走査線及びす
べての走査線におけるすべての画素に対して実施され
る。通常、カウント値対濃度レベルのグラフ（図４）に
おいては、濃度軸上に見られる第１のピークは、走査さ
れる紙または文書のバックグラウンド濃度Ｔ_bを表す。

【００１８】バックグラウンド（例えば黒い文字を取り
囲んでいるもの）の値は、垂直方向のヒストグラミング
によって文字の行を識別する粗区分化処理を実施する際
に有用である（図２）。従って、水平方向のヒストグラ
ミングまたは粗区分化処理により、文字列の行の識別が
行われる。文字領域の位置を確定した後、それらの領域
で更にヒストグラミングを行うことにより、それぞれの
文字の周囲の“境界枠（bounding box）”として一般に
知られている部分を識別することができる。

【００１９】境界枠として図３（Ａ）に示すようなもの
を定めるべく、バックグラウンド（Ｔ_b）より大きい画
素についてのヒストグラムを、同図（Ｂ），（Ｃ）に示
すようにそれぞれ水平及び垂直方向に取る。ヒストグラ
ムがゼロに減少する位置（０はＴ_bより大きい）におけ
る対応する画像の位置で、境界枠の境界が定められる。
上方及び下方の境界横列(row) １８及び２０は、水平ヒ
ストグラム（同図（Ｂ））を用いて確定され、最左端及
び最右端の縦列(column)２２及び２４は垂直ヒストグラ
ム（同図（Ｃ））を用いて確定される。

【００２０】一旦境界枠２６が確定されると、この境界
枠２６内の画素に対する濃度ヒストグラムが生成され
る。このヒストグラムからバックグラウンド濃度が確定
され、適切な閾値が確定される（図３、５及び８）。

【００２１】次に、通常、３つの水平スライス２８、３
０、３２と３つの垂直スライス３４、３６、３８が図５
に示したような文字から生成される。スライス２８〜３
８の位置は、固定位置か、あるいは最大の画素濃度を示
している文字領域に基づいて経験的に確定される。図５
及び図８は共に、経験的に確定された位置で選択された
スライスを示している。

【００２２】それぞれのスライスにつき、閾値（Ｄ_t）
より大きい濃度を有する画素に対する画素濃度の差のデ
ータが生成される。図６（Ａ）は、タイプライタで打っ
た文字“Ａ”（図５）のスライス１についての画素位置
対濃度値をプロットしたものを示している。同様に、同
図（Ｂ）は、同一のスライス及び文字についての画素位
置対濃度差値をプロットしたものを示している。濃度差
値のデータは、単に隣接画素濃度との差ｄ_i+1−ｄ_iを
取ることによって計算される。図６（Ａ）でわかるよう
に、スライス１の左から右へ文字のビットマップを横に
たどっていくと、濃度が増加し、わずかに減少し、増加
し、それから徐々に減少する。Ｄ_tより大きな濃度値を
見い出して差のデータを計算し、図６（Ｂ）に示したよ
うに図表にプロットすると、１つの符号変化のみに置き
換えられることが判る。

【００２３】一方、図８に示すようなドットマトリクス
によって形成された文字“Ａ”についても、同様の解析
が適用される。この場合は、スライス１，２，３に対応
して水平スライス４０，４２，４４を設定し、スライス
４，５，６に対応して垂直スライス４６，４８，５０を
設定する。図９（Ａ）は、ドットマトリクスの“Ａ”の
スライス１についての画素位置対濃度値のプロットを示
し、同図（Ｂ）は画素位置対濃度差のプロットを示して
いる。濃度差データの図表プロット（同図（Ｂ））にお
いて、符号反転が３回生じているのがわかる。

【００２４】垂直スライス４を用いて同様の解析を行っ
ても同様の結果となる。図７（Ａ），（Ｂ）はタイプラ
イタで打った“Ａ”に基づくもので、図１０（Ａ），
（Ｂ）は、ドットマトリクスによって形成された“Ａ”
に関するものである。前述したように、差のデータは、
画素当たりの符号反転回数を計算するのに用いられる。
これは、符号反転の回数（＋／−または−／＋）をカウ
ントし、これを反転回数の決定に供された画素数で除す
ことにより求められる。濃度差曲線から明らかとなるも
うひとつの特性として、正から負への反転の度合いは従
来の方法で印字された文字よりもドットマトリクスによ
って印字された文字の方が相当大きいということに注目
すべきである。

【００２５】従って、画素当たりの符号反転数及びその
平均的な度合い（平均反転度）は、ともに文字のスライ
スに関係する。これらの２つの値が所定の閾値（経験的
に確定される）を上回れば、その印字体はドットマトリ
クスまたはインクジェットであると識別される。

【００２６】実際には、単語全体を用いて単語の周囲に
境界枠を形成し、単語に対して引いたいくつかのスライ
スによる濃度差を形成することも可能であることに注目
すべきである。

【００２７】フローチャート（図１１）の説明走査されたデータは最初にステップ６０の区分化処理を
受け、個々の文字が識別される。これにより、画素デー
タは、マルチフォント光学画像システムにおける画素デ
ータのマトリクスから得られる文字と関係付けられ、後
の操作で用いるために選択されるべき文字に関連付けら
れる。

【００２８】ステップ６２では、検査ウインドウが形成
または選択される。この検査ウィンドウは、一組の文字
群内のある文字に対応する画像データをカバーする程度
の大きさを有している。既知の文字に対応する画像デー
タは検査ウインドウに供与され、一組の文字群内の各文
字に対する検査ウインドウ内の各画素について確率濃度
関数が得られる。これらの一連の文字は形成または区分
化され、検査ウインドウ内の各画素に対して合成確率濃
度関数を生成する。この合成確率濃度関数は、一組の文
字群内のある文字に対応した画像データ上に検査ウイン
ドウを配置すべき時期を決定するのに用いられる。

【００２９】ステップ６４では、選択した境界枠または
ウインドウ内でヒストグラムを形成し、濃度閾値Ｄ_tを
決定する。

【００３０】ステップ６６では、ウインドウまたは境界
枠内で、６つのスライスを形成する。これらのうち３つ
のスライスは水平で、他の３つが垂直である。スライス
の位置は固定位置か、あるいは最大画素濃度を示す文字
領域に基づいて経験的に決定される。更に、スライスの
数もまた経験的に決定される。

【００３１】ステップ６８は、各スライスにつき閾値
（Ｄ_t）より大きい濃度の画素に対する画素濃度差デー
タを生成し、各スライスについて画素位置対濃度のグラ
フをプロットするように要求する。

【００３２】ステップ７０では、画素位置対濃度差値の
プロットを用い、隣接画素濃度との差ｄ_i+1−ｄ_iを取
ることによって、濃度差データを計算する。画素位置に
対して濃度差の値をプロットすることにより、プロット
中に符号反転を観察することができる。更に、平均反転
度も測定される。閾値レベルはこれらの測定のそれぞれ
の組について決定される。これらが、それぞれ画素当た
りの符号反転回数に対する閾値、及び平均反転度に対す
る閾値となる。ステップ７２及び７４においてこれらの
双方とも閾値を上回った場合、使用された印字装置がド
ットマトリクスまたはインクジェットであったことが判
る。閾値のうちの片方、またはどちらも上回らなかった
場合は、印字装置はデイジーホイールのような高品質の
ものであったことが判る。

【００３３】なお、本発明の上記実施例においては、走
査される紙の文書に適用する場合について説明したが、
ドットマトリクスまたはインクジェットプリンタによっ
て印字された文書画像を有するマイクロフィルムの読み
取りにも適用できるのはもちろんである。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、ドットマトリクスまた
はインクジェットプリンタによって印字された文字列を
識別することができる。これにより、光学的文字認識部
は、文書を、ＯＣＲによって読み取り可能なテキスト文
書とＯＣＲによっては読み取り不可能なテキスト文書の
２種類の文書に分類することが可能となる。そして、ド
ットマトリクスまたはインクジェットによる印字文書を
扱うために開発された特別なＯＣＲアルゴリズムを使用
することにより、ドットマトリクスまたはインクジェッ
トによるＯＣＲでは読み取り不可能な文書もＯＣＲによ
って読み取り可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学的文字識別の開始前にスキャナ出力を前処
理し、印字に使用されたプリンタタイプの識別する画像
システムの一般的構成を示すブロック図である。

【図２】１ラインの文字列画像が垂直ヒストグラミング
のような既知の技法を用いてどのように個々の文字に区
分化されるかを示す説明図である。

【図３】所定の文字の周囲に境界枠を設定するための垂
直及び水平ヒストグラミングの使用法を示す説明図であ
る。

【図４】境界枠のような所定領域内の画素に対する濃度
ヒストグラムを示す説明図である。

【図５】タイプライタにより印字された文字“Ａ”と、
文字に沿った３つの水平スライス及び３つの垂直スライ
スを示す説明図である。

【図６】図５に示した文字の水平スライス１に沿った画
素位置対濃度値及び画素位置対画素濃度差値をプロット
したグラフである。

【図７】図５に示した文字の垂直スライス４に沿った画
素位置対濃度値及び画素位置対画素濃度差値をプロット
したグラフである。

【図８】ドットマトリクスによって印字された文字
“Ａ”と、文字に沿った３つの水平スライス及び３つの
垂直スライスを示す説明図である。

【図９】図８に示した文字の水平スライス１に沿った画
素位置対濃度値及び画素位置対画素濃度差値をプロット
したグラフである。

【図１０】図８に示した文字の垂直スライス４に沿った
画素位置対濃度値及び画素位置対画素濃度差値をプロッ
トしたグラフである。

【図１１】本発明に係る印字識別方法の処理を示す流れ
図である。

【符号の説明】

１０文書１２スキャナ１４プリプロセッサ１６光学的文字識別装置２６境界枠２８，３０，３２，３４，３６，３８スライス４０，４２、４４、４６、４８、５０スライスＴ_b バックグラウンド濃度Ｄ_t 濃度閾値

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走査してディジタル化した文書画像を前
処理し、文字列がドットマトリクスまたはインクジェッ
ト型のプリンタによって印字されたものか否かを識別す
るための方法であって、ａ）画素データのマトリクスから、文字に対応する画素
データを区分化し、個々の文字に対応する画素データを
他から分離する区分化ステップと、ｂ）該ステップで分離した文字の周囲に境界枠を形成す
るステップと、ｃ）境界枠内の文字のヒストグラムを形成し、濃度閾値
を確定するステップと、ｄ）境界枠内を通る複数のスライスを形成するステップ
と、ｅ）各スライスに沿って各画素位置ごとの濃度を記憶す
るステップと、ｆ）隣接する画素と各スライドについて測定された画素
位置ごとの濃度を用いて、各スライスにおける濃度差デ
ータを生成するステップと、ｇ）各スライスにおける濃度差データについて、画素当
たりの符号反転回数と平均反転度とをカウントするステ
ップと、ｈ）前記画素当たりの符号反転回数及び前記平均反転度
に対して閾値を設定するステップと、ｉ）前記画素当たりの符号反転回数及び前記平均反転度
の双方ともそれぞれの閾値を上回る場合に、文字列を印
字した装置がドットマトリクスまたはインクジェット型
のプリンタであると識別するステップと、とを含むことを特徴とする印字識別方法。
【請求項２】請求項１において、前記区分化ステップ
は、さらに、個々の文字を分離するための垂直ヒストグ
ラミング処理と水平ヒストグラミング処理とを含むこと
を特徴とする印字識別方法。
【請求項３】請求項１記載において、前記複数のスラ
イスは、さらに、３つの水平スライス及び３つの垂直ス
ライスから成ることを特徴とする印字識別方法。
【請求項４】請求項１記載において、前記複数のスラ
イスは、さらに、３つの等間隔の水平スライス及び３つ
の等間隔の垂直スライスから成ることを特徴とする印字
識別方法。
【請求項５】請求項３において、垂直スライス及び水
平スライスのそれぞれの位置は、経験的に確定されるも
のであることを特徴とする印字識別方法。
【請求項６】請求項５において、印字装置はドットマ
トリクスタイプであると識別された場合には、この種の
印字文字列に適合する光学的文字識別ソフトウェアを選
択することを特徴とする印字識別方法。
【請求項７】請求項５において、印字装置はインクジ
ェットタイプであると識別された場合には、この種の印
字文字列に適合する光学的文字識別ソフトウェアを選択
することを特徴とする印字識別方法。
【請求項８】請求項５において、印字装置はインクジ
ェットまたはドットマトリクス以外のものであると識別
された場合には、この種の印字文字列に適合する光学的
文字識別を選択することを特徴とする印字識別方法。
【請求項９】請求項３において、垂直スライスの数及
び水平スライスの数は、経験的に確定されるものである
ことを特徴とする印字識別方法。