JPH07325882A - 文字認識装置及び文字認識方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 刻印された文字のように不明瞭な文字であっ
ても、正確な文字の切り出しを行うことができる文字認
識装置及び文字認識方法を提供する。 【構成】 ＣＣＤカメラ１４で撮像して得られた画像に
基づいて文字領域の全体についての列方向及び行方向の
うち少なくとも一方について一定幅で文字を切り出す切
出し幅を定め、更に前記各切出し幅毎にサーチ幅を設け
てそのサーチ幅内で前記切出し幅を修正して文字切出し
位置を定める文字切出し手段３０と、前記文字切出し位
置について、各列及び／又は各行毎に必要に応じて前記
文字切出し位置を微調整する微調整手段５０とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばビレット、ブ
ルーム等の圧延鋼材の端面に刻印された数字やアルファ
ベット等の文字を認識する文字認識装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】文字認識装置は、たとえば四角柱状の鋼
材の端面に刻印された文字を認識する場合等に使用され
る。かかる場合、文字認識装置では、まず、照明手段で
鋼材の端面を照明して、ＣＣＤカメラにより、この端面
に刻印された文字を撮像し、濃淡画像を得る。そして、
文字と背景とのコントラストの差を大きくする処理を施
し、その後、文字と背景とを分離するしきい値を用い
て、濃淡画像を二値画像に変換する。次に、二値画像に
含まれるノイズをフィルターを用いて除去した後、その
二値画像から抽出された文字の特徴量を対応する基準特
徴量と比較することにより、鋼材に刻印された文字を識
別している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常、鋼材
の端面には複数の文字が刻印されているので、文字の識
別を行う前に、文字を一文字毎に切り出す処理を行う必
要がある。このような場合に、従来よりラベリング処理
が用いられている。しかしながら、鋼材等に刻印された
文字は線が細く、切れやすく、またノイズが付きやす
い。このような文字の場合、ラベリング処理を行っても
正常な文字の切り出しを行うことは困難である。

【０００４】

【目的】本発明は上記事情に基づいてなされたものであ
り、刻印された文字のように不明瞭な文字であっても、
正確な文字の切り出しを行うことができる文字認識装置
及び文字認識方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明の文字認識装置は、撮像して得
られた画像に基づいて文字領域の全体についての列方向
及び行方向のうち少なくとも一方について一定幅で文字
を切り出す切出し幅を定め、更に前記各切出し幅毎にサ
ーチ幅を設けてそのサーチ幅内で前記切出し幅を修正し
て文字切出し位置を定める文字切出し手段と、前記文字
切出し位置について、各列及び／又は各行毎に必要に応
じて前記文字切出し位置を微調整する微調整手段とを具
備することを特徴とするものである。

【０００６】また、請求項２記載の発明の文字認識装置
は、前記文字切出し手段が、列方向及び／又は行方向に
ついて射影ヒストグラムを求めてこの射影ヒストグラム
に基づいて前記切出し幅を定め、更に前記サーチ幅内で
前記射影ヒストグラムの正規の谷の位置を決定してこれ
を文字切出し位置とするものであり、前記微調整手段が
各列及び／又は各行毎に射影ヒストグラムを求めてこの
射影ヒストグラムに基づいて各列及び／又は各行毎に前
記文字切出し位置を微調整するものである。

【０００７】また、請求項３記載の発明の文字認識装置
は、前記微調整手段が前記各列及び／又は各行毎に求め
た射影ヒストグラムのうち所定のしきい値についてのラ
ンレングスを求めそのランレングスが予め定めた値内の
ものであるときに、そのランレングスに基づいて前記文
字切出し位置を微調整するものである。

【０００８】また、請求項４記載の発明の文字認識装置
は、前記微調整手段が前記しきい値を変更して前記ラン
レングスを求めるものである。

【０００９】また、請求項５記載の発明の文字認識方法
は、撮像して得られた画像に基づいて文字領域の全体に
ついての列方向及び行方向のうち少なくとも一方につい
て一定幅で文字を切り出す切出し幅を定める工程と、前
記切出し幅毎にサーチ幅を設けてそのサーチ幅内で前記
切出し幅を修正して文字切出し位置を定める工程と、前
記文字切出し位置について、各列及び／又は各行毎に必
要に応じて切出し位置のずれを微調整する工程とを具備
することを特徴ものである。

【００１０】

【作用】請求項１記載の本発明は前記の構成によって、
例えば文字領域全体の列方向及び行方向について一定幅
の切出し幅を定め、更に前記各切出し幅毎にサーチ幅を
設けてそのサーチ幅内で切出し位置を修正するともに、
各列及び／又は各行毎にも文字切出し位置を微調整する
ことにより、正確な文字の切り出しが可能となる。

【００１１】請求項２記載の発明は前記の構成によっ
て、例えば文字領域全体の列方向及び行方向について射
影ヒストグラムを求めてこの射影ヒストグラムに基づい
て一定幅で文字を切り出す切出し幅を定め、更に各切出
し幅毎にサーチ幅内で前記射影ヒストグラムの正規の谷
の位置を決定することにより前記切出し幅を修正して文
字切出し位置を求め、また各列及び／又は各行毎に射影
ヒストグラムを求めてこの射影ヒストグラムに基づいて
各列及び／又は各行毎に前記文字切出し位置を微調整す
ることにより、各文字を正確に切り出すことができる。
また、射影ヒストグラムに基づいて一定幅の切出し幅を
定めることにより、撮像した画像に応じて、文字の切り
出しを行うことができるので、例えば被撮像物が所定の
位置からずれて撮像装置により撮像された場合でも、そ
の撮像された文字の大きさに応じて正確に文字を切り出
すことができる。

【００１２】請求項３記載の発明は前記の構成によっ
て、各列及び／又は各行毎に求めた射影ヒストグラムの
うち所定のしきい値についてのランレングスを求めその
ランレングスが予め定めた値内のものであるときに、そ
のランレングスに基づいて前記文字切出し位置を微調整
することにより、各列及び／又は各行毎に各文字を正確
に切り出すことができる。

【００１３】請求項４記載の発明は前記の構成によっ
て、しきい値を変更して、例えばしきい値を小さい方か
ら大きい方へ或は大きい方から小さい方に変えることに
より、最適なランレングスを求めることができる。

【００１４】請求項５記載の発明は前記の構成によっ
て、撮像して得られた画像に基づいて文字領域の全体に
ついての列方向及び行方向のうち少なくとも一方につい
て一定幅で文字を切り出す切出し幅を定め、前記各切出
し幅毎にサーチ幅を設けてそのサーチ幅内で前記切出し
幅を修正して文字切出し位置を定め、前記文字切出し位
置について、各列及び／又は各行毎に必要に応じて切出
し位置のずれを微調整することにより、正確な文字の切
り出しが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施例である文字認識
装置の概略構成図、図２は鋼材の端面に刻印される文字
の配列方法を説明するための図である。

【００１６】本実施例では、被検査物としてビレットや
ブルーム等の四角柱状の圧延鋼材を用い、かかる被検査
物の端面に刻印された数字等の文字を識別する場合につ
いて考える。また、これらの文字は、端面の四辺のう
ち、隣合う二辺に偏って刻印されている。たとえば、文
字を略直角三角形状又は略Ｌ字状の領域内に配列するこ
とにし、この領域の直角部分の両隣りの二辺が被検査物
の端面の隣合う二辺に沿って位置するように文字を配置
する。ここで、かかる領域の直角部分の両隣りの二辺
は、被検査物の端面の隣合う二辺から二文字分の距離以
内のところに配置するようにする。図２（ａ）に示す例
では、数字を略三角形状の領域に配列し、第一列を７
字、第二列を３字、第三列を１字、第四列を１字として
いる。そして、この領域の直角部分の両隣りの二辺が被
検査物の端面の隣合う二辺に隣接するようにしている。
また、図２（ｂ）では、アルファベットを、図２（ａ）
と同様に、配列しているが、被検査物が１８０°回転し
た例を示している。尚、以下では、図２（ａ）に示すよ
うに、文字を左上に偏らせて配列し、この状態で文字が
正しい向きとなるように刻印する場合を考える。そし
て、被検査物がこのままの状態で回転していない場合
を、被検査物の正常状態と呼ぶことにする。

【００１７】このように文字を配列しておくと、被検査
物を撮像して得られた画像を画像処理する際に、文字配
列の偏りを検出し、その文字配列の偏り方に基づいて、
被検査物の回転角度を知ることができる。すなわち、図
３（ａ）に示すように、文字配列が左上に偏っている場
合には、被検査物は回転していないと判定され、図３
（ｂ）に示すように、右上に偏っている場合には、９０
°回転していると判定され、図３（ｃ）に示すように、
右下に偏っている場合には、１８０°回転していると判
定される。そして、図３（ｄ）に示すように、左下に偏
っている場合には、２７０°回転していると判定され
る。

【００１８】本実施例の文字認識装置は、図１に示すよ
うに、照明手段１２と、撮像手段としてのＣＣＤカメラ
１４と、Ａ／Ｄ変換部１６と、画像メモリ１８と、二値
化処理部２２と、二値画像処理部２４と、文字領域切出
し部２６と、回転角度検出部２８と、文字切出し部３０
と、特徴抽出部４２と、文字認識手段としての画像認識
処理部４４と、画像処理用メモリ４６と、表示装置４
８、微調整部５０とを備えるものである。

【００１９】照明手段１２は、鋼材２を照射する光源で
ある。鋼材２は搬送手段４により搬送され、照明手段１
２の照明下で鋼材２の端面２ａが撮像される。ＣＣＤカ
メラ１４は、撮像レンズにより撮像素子上に鋼材２の端
面２ａについての光学像を二次元の画像として結像さ
せ、撮像素子上に光電変換を行って光学像に対応した電
荷を一次元の電気信号として出力する。撮像素子から得
られた一次元の電気信号は、画像信号としてＡ／Ｄ変換
部１６に出力される。Ａ／Ｄ変換部１６は、ＣＣＤカメ
ラ１４から出力された画像信号をディジタル信号に変換
して出力するものである。画像メモリ１８は、Ａ／Ｄ変
換部１６から出力された画像信号（濃淡画像信号）を一
時記憶する。ここで、文字が形成されていない背景領域
は、照明手段１２からの光がそのまま反射して輝度が向
上するので、明るくなり、一方、文字領域は、刻印され
て窪んでいるため光が乱反射して輝度が低くなるので、
暗くなる。したがって、背景領域の濃度レベルは高く、
文字領域の濃度レベルは低くなる。

【００２０】二値化処理部２２は、所定のしきい値に基
づいて濃淡画像を二値画像に変換するものである。ここ
では、濃度レベルがしきい値以下である画素（文字領
域）に「１」の値を、濃度レベルがしきい値より大きい
画素（背景領域）に「０」を付与する。二値画像処理部
２４は、ローパスフィルター等を用いて、二値画像に含
まれる高周波のノイズを除去したり、文字や鋼材２の境
界を強調する処理を行う。文字領域切出し部２６は、鋼
材２の境界の位置を検出し、かかる境界で囲まれる領域
を、文字が含まれる文字領域として特定する。

【００２１】回転角度検出部２８は、文字配列の偏りを
検出することにより、鋼材２の回転角度を求めるもので
ある。文字切出し部３０は、鋼材２の回転角度を考慮
し、二値画像について各文字の位置を特定するものであ
り、文字列切出し部３２と、文字行切出し部３４とを有
する。文字列切出し部３２では、文字の各列の切り出し
を行い、文字行切出し部３４では、文字の各行の切り出
しを行う。微調整部５０は各列及び各行毎に射影ヒスト
グラムを求め、各列及び各行毎に前記文字切出し位置の
微調整を行う。

【００２２】特徴抽出部４２は、文字切出し部３０及び
微調整部５０により切り出された各文字について、特徴
量を抽出するものである。画像処理用メモリ４６は、予
め刻印されることが分かっている各文字についての所定
の基準となる特徴量を記憶する。画像認識処理部４４
は、回転角度検出部２８で得られた回転角度から文字の
向きを考慮し、特徴抽出部４２から抽出された特徴量を
画像処理用メモリ４６に記憶された基準特徴量と比較す
ることより、文字を識別するとともに、切出し処理の正
当性をも判断する。また、表示装置４８は、文字の識別
結果等を出力するものである。

【００２３】次に、本実施例の文字認識装置の動作につ
いて説明する。まず、鋼材２がＣＣＤカメラ１４に近づ
くと、ＣＣＤカメラ１４は、照明手段１２による照明下
で鋼材２を撮像する。ＣＣＤカメラ１４から出力された
画像信号は、Ａ／Ｄ変換部１６でディジタルの画像信号
に変換された後、画像メモリ１８に取り込まれる。

【００２４】画像メモリ１８に記憶された画像信号は、
二値化処理部２２で、所定のしきい値に基づいて二値画
像に変換される。そして、かかる二値画像は二値画像処
理部２４に送られ、ローパスフィルター等にかけて二値
画像に含まれる高周波のノイズを除去したり、文字や鋼
材２の境界を強調する処理が行われる。その後、文字領
域切出し部２６で、文字領域が特定される。

【００２５】次に、回転角度検出部２８において、鋼材
２の回転角度を検出する。まず、図４に示すように、文
字領域切出し部２６により特定された文字領域におい
て、各ｘ座標の値に対して「１」の値を持つ画素の数を
集計したｘ方向の射影ヒストグラムと、各ｙ座標の値に
対して「１」の値を持つ画素の数を集計したｙ方向の射
影ヒストグラムとを求める。そして、ｘ方向の射影ヒス
トグラムから画素数が最大となる点ｘ0 を求め、ｙ方向
に射影した射影ヒストグラムから画素数が最大となる点
ｙ0 を求める。こうして得られた画素数が最大となるピ
ーク位置（ｘ0 ，ｙ0 ）は、文字配列の偏りを表すもの
とみなされる。

【００２６】次に、図５に示すように、このピーク位置
（ｘ0 ，ｙ0 ）から文字領域の四つの境界線までの距離
Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4 を求める。ここで、Ｌ1 はピー
ク位置と左側の境界線ｂ1 との距離、Ｌ2 はピーク位置
と右側の境界線ｂ2 との距離、Ｌ3 はピーク位置と上側
の境界線ｂ3 との距離、Ｌ4 はピーク位置と下側の境界
線ｂ4 との距離である。そして、ピーク位置（ｘ0 ，ｙ
0 ）が、文字領域中の左上、右上、右下、左下のいずれ
にあるかを調べることにより、鋼材２の回転角度を求め
る。すなわち、Ｌ1 ＜Ｌ2 、Ｌ3 ＜Ｌ4 であるならば、
ピーク位置は文字領域の左上にあることがわかり、鋼材
２は正常状態である（０°回転）と判定される。Ｌ1 ＞
Ｌ2 、Ｌ3 ＜Ｌ4 であるならば、ピーク位置は文字領域
の右上にあることがわかり、鋼材２は９０°回転してい
ると判定される。Ｌ1 ＞Ｌ2 、Ｌ3 ＞Ｌ4 であるなら
ば、ピーク位置は文字領域の右下にあることがわかり、
鋼材２は１８０°回転していると判定される。また、Ｌ
1 ＜Ｌ2 、Ｌ3 ＞Ｌ4 であるならば、ピーク位置は文字
領域の左下にあることがわかり、鋼材２は２７０°回転
していると判定される。

【００２７】こうして、回転角度検出部２８で鋼材２の
回転角度を検出した後、文字列切出し部３２及び文字行
切出し部３４により文字の切り出しを行う。ここでは、
図７に示すような回転角度が正常である場合についての
文字の切出しについて説明する。

【００２８】まず、文字列切出し部３２により列方向に
おける切り出しを行うために、図４に示すｘ方向の射影
ヒストグラムに基づいて図８に示すように、第一番目の
山の位置（Ａ点）と第１番目の谷の位置（Ｂ点）を求
め、第一番目の山の位置（Ａ点）と第１番目の谷の位置
（Ｂ点）とから始点（Ｃ点）を求める。次に、その始点
（Ｃ点）を基準にして横切出し幅（以下、文字横最大幅
とも称する。）Ｌ1 を決定する。図８に示す場合は、文
字横最大幅Ｌ1 はＣ点とＢ点とのｘ方向における距離と
なる。

【００２９】ところで、鋼材の端面に刻印する場合には
刻印するときに文字の位置がずれることがあり、またＣ
ＣＤカメラで撮像する文字には大きさに若干のばらつき
があり、更に画像にノイズが発生する場合がある。した
がって、単純に切出し幅、すなわち文字横最大幅Ｌ1 で
切り出すと、正確な文字の切り出しができなくなる。し
たがって、本実施例では、文字横最大幅Ｌ1 で直ちに切
り出すのではなく、図８に示すように谷サーチ幅Ｌ2 を
設け、この谷サーチ幅Ｌ2 の範囲内で、例えば複数の谷
があるときには一番低いところを正規の谷の位置と判断
する。また、文字によっては図９の（ａ）に示すように
この谷が平坦になる場合があるが、この場合には、平坦
部の中心を正規の谷の位置と判断する。更に、文字によ
っては図９（ｂ）のように同じ谷が二つある場合がある
が、この場合にはサーチ幅Ｌ2 の中心に近い方を正規の
谷として採用する。こうして決定した第１列目の文字切
出し位置に基づいて更に文字横最大幅Ｌ1 と谷サーチ幅
Ｌ2 を用いて第２列目の文字切出し位置を決定する。同
様にして以下、順次第３列目以降の文字切出し位置を決
定する。このようにして、列方向において切り出す文字
横最大幅を修正して文字切出し位置を求める。次に、文
字行切出し部３４により同様にして図１０に示すよう
に、縦切出し幅（以下、文字縦最大幅とも称する。）Ｍ
1 及びサーチ幅Ｍ2 を用いて行方向における文字切出し
位置を求める。

【００３０】また、鋼材２等の端面に文字を刻印する場
合、文字切出し部３０により求めた行方向における文字
切出し位置に、実際には、例えば図１１に示すように文
字が刻印されている場合がある。このような場合に、文
字切出し部３０で求めた文字切出し位置で第２列目の列
を切り出すと切出しミスが発生する。このため、本実施
例では、微調整部５０により第２列目の「２」と「７」
の間の文字切出し位置を調整して、正確に切り出すため
にの微調整を行う。

【００３１】以下、図１２に示すフローチャートを用い
て微調整の方法について説明する。なお、ここでは説明
の便宜のために図１３乃至図１５を用いて微調整の方法
について説明する。ステップＳ１では、微調整を行う列
の射影ヒストグラムを求める。ステップＳ２では、前述
した方法と同様の方法によりノイズを除去する。これに
より図１３に示すような射影ヒストグラムを得ることが
できる。次に、予め定めた初期のしきい値を取り込む
（ステップＳ３）。ステップＳ４では、その初期のしき
い値に基づいて図１４（ａ），（ｂ）に示すようにして
ランレングスを求める。次に、微小なギャップを結合し
たり、ノイズのような孤立点除去等の修正処理を行って
最終のランレングスＲ1 〜Ｒ4 を求める（同図（ｃ））
（ステップＳ５）。

【００３２】ステップＳ６では、このようにして求めた
Ｒ1 〜Ｒ4 の４つのランレングスについて、個々のラン
レングスが文字としての正当性を有するか否かを検証す
る。正当性の評価は、例えば予め実際の文字の高さを認
識して、その最大値と最小値を求め、その求めたデータ
に基づいてランレングスの長さがその最大値と最小値の
間にあるか否かで、正当であるか否かを判断する。全て
のランレングスが正当性を有する場合は、ステップＳ７
に移行してそのランレングスの位置を文字位置と判断し
て、ランレングスの間を切出し位置とするように文字列
切出し部３２で求めた文字切出し位置を微調整し、この
処理を終了する。しかし、ここではランレングスＲ1 、
Ｒ3 、Ｒ4 が正当な値ではないので、この場合は、ステ
ップＳ８に移行する。また、正当性の評価は文字認識の
処理結果を用いてもよい。

【００３３】ステップＳ８では、ランレングスの正当性
の判断が何回目であるかをチェックする。正当性の判断
が、例えば３回目以内であるときには、ステップＳ５に
戻ってもう一度ランレングスを求め修正処理を行う。こ
の修正処理、正当性の判断を３回行っても全てのランレ
ングスの正当性が立証されない場合は、ステップＳ９に
移行する。ステップＳ９では、ステップＳ３で取り込ん
だしきい値を変更した後、ステップＳ４からステップＳ
６の処理を行う。本実施例の場合は、初期のしきい値よ
りも小さいしきい値に変更してランレングスを求める。
なお、しきい値の変更の仕方は、大きい値から徐々に小
さい値に変更してもよいし、或は小さい値から徐々に大
きい値に変更してもよい。また、どの位の大きさで変更
するかは、読み込んだ文字の大きさ等により自由に設定
してよい。更に、予め前段の処理により文字数がわかっ
ている場合には、ランレングスの数によってしきい値を
上げるか下げるかを判断してもよい。すなわち、ランレ
ングスの数が既知の文字数よりも多いときには、しきい
値を下げ、少ないときにはしきい値を上げるようにして
もよい。

【００３４】このようにしてしきい値を変更してランレ
ングスを求めることにより、例えば、図１５に示すよう
なランレングスＲ11，Ｒ12，Ｒ13が得られる。このラン
レングスＲ11，Ｒ12，Ｒ13が正当であれば、ステップＳ
７に移行して微調整の処理を終了する。しかし、正当性
が立証されなければ、ステップＳ９でもう一度しきい値
を変更してステップＳ４からステップＳ６の処理を行
い、正当性の評価を行う。しきい値を３回変更しても正
当性を立証することができないときは（ステップＳ１
０）、微調整をせずに終了する（ステップＳ１１）。し
たがって、この場合、文字切出し部３０で求めた文字領
域の全体についての文字切出し位置で切り出しを行う。

【００３５】なお、文字が１つだけである場合、例えば
図１１の第４列目の「４」の場合、ランレングスの正当
性が評価された後、既に求めた文字最大幅Ｌ1 等を参考
にして文字の切り出しを行う。このようにランレングス
の長さで切り出しを行うのでなく、余裕を持たせて文字
最大幅で切り出しを行っているのは、ランレングスの長
さで切り出しを行うと切り出し範囲が狭すぎ、文字の一
部が切出し線上に位置して後の処理で文字認識を行う際
に、正確な文字認識を行うことができなくなることを避
けるためである。

【００３６】また、各列毎の射影ヒストグラムを求めた
結果、予め求めた文字切出し位置の線上にその列の文字
があることが分かった場合にのみ、例えば図１１の場合
は、第２列目（「２」と「７」）及び第４列目
（「４」）のみ、その列の微調整を行うようにすれば、
短時間に効率よく微調整を行うことができる。しかし、
その様な配慮をせずにすべての列について微調整を行う
ようにしてよい。このように全ての列について微調整を
行うことにより、前述の文字切出し位置が正しいか否か
のチェックをも行うことができる。更に、ステップＳ８
やステップＳ１０におけるくり返しの回数は３回に限定
されるものではなく、３回未満であっても、４回以上で
あってもよい。次に、略同様の処理により、各行の射影
ヒストグラムを求めて各行の文字切出し位置を微調整す
る。

【００３７】次に、特徴抽出部４２では、鋼材２の回転
角度から文字の向きを考慮しつつ、文字切出し部３０や
微調整部５０により決定された切出し位置に基づいて、
各文字毎にその特徴量を抽出し、その後、画像認識処理
部４４において、その特徴量を、画像処理用メモリ４６
に記憶された対応する基準特徴量と比較することにより
文字の識別を行う。また、文字の配列位置が予めわかっ
ている場合には、特徴抽出部４２では、文字の識別を行
った後、その文字の切り出しが正当であるか否かの判断
も行う。例えば、図１６に示すように認識しようとする
文字に対して点線で示すような文字の切り出しをした場
合には、切出し結果が正当であると判断してその結果を
表示装置４８に表示する。

【００３８】しかし、切り出しが図１７に示すようにず
れた場合、文字の認識をできない部分がでてくる。この
文字の認識ができなかった部分には、そのことを明示に
するために、例えば「？」を付しておく。この「？」の
でる位置は、切り出し間違いの種類によって、一定のも
のとなる。図１７に示すように、第１行目がすべて
「？」になったときには、切出し位置が一文字分だけ上
側にずれたことを意味する。このような、切出しミスが
生ずると、本来「６」「７」であるべきところを、
「１」「２」と判断してしまうことになり、重大なミス
となる。このような切出しミスが生ずるのは、図１８に
示すように、鋼材を切断する際に、上端部が黒くなる
（図１８の斜線を施した部分）ことがあり、かかる鋼材
をＣＣＤカメラ１４で撮像して射影ヒストグラムを求め
ると、この部分を文字として判断してしまうためであ
る。したがって、このような切出しミスが生じたときに
は、「？」の発生する位置に基づいて、切り出しのやり
直しを行うことにより、切出しミスの低減を図ることが
できる。また、図１９に示すように、「？」が発生した
ときには、切出し位置を左側に一列分（文字横最大幅）
だけずらすことにより、正常な切り出しを行うことがで
きる。

【００３９】以上説明したように、本実施例によれば、
射影ヒストグラムに基づいて一定幅の切出し幅を定める
ことにより、撮像した画像に応じて、文字の切り出しを
行うことができるので、例えば被撮像物が所定の位置か
らずれて撮像装置により撮像された場合でも、その撮像
された文字の大きさに応じて正確に文字を切り出すこと
ができる。また、サーチ幅を設けて正規の谷の位置を決
定し、更に各列及び各行毎に微調整を行うことにより、
文字がかすれていたり、文字の位置が多少ずれていても
文字を正確に切り出すことができ、したがって文字の認
識効率の向上を図ることができる。

【００４０】また、本実施例によれば、文字の配列位置
が予めわかっている場合は、特徴抽出部４２により切出
し位置の正当性を判断することにより、切出しミスの原
因を解明でき、したがってまた切出しをやり直すときの
対策を容易に立てることができる。

【００４１】また、本実施例の文字認識装置では、鋼材
の端面の四辺のうち、隣合う二辺に偏って刻印された文
字を識別する際に、その文字配列の偏りを検出する回転
角度検出部を設けたことにより、その文字配列の偏り方
に基づいて鋼材の回転角度を検出することができる。こ
のため、回転角度から文字の向きを知ることができるの
で、たとえ鋼材が回転している場合でも、文字を正確に
識別することができる。

【００４２】次に、本発明の変形例である文字認識装置
について説明する。図６は本発明の変形例である文字認
識装置において、鋼材の回転角度の検出手法を説明する
ための図である。本変形例でも、前述の実施例と同様
に、被検査物としてビレットやブルーム等の四角柱状の
圧延鋼材を用い、かかる被検査物の端面に刻印された数
字等の文字を識別する場合について考える。

【００４３】また、これらの文字は、鋼材の端面の四辺
のうち、隣合う二辺に偏った位置に刻印するようにして
いるが、かかる位置に刻印されない場合がある。本変形
例の文字認識装置は、かかる場合にも、鋼材の回転角度
を検出できるようにしたものである。この文字認識装置
は、前述の実施例のものと同じ構成であり、回転角度検
出部において、鋼材の回転角度を検出する手法が異な
る。このため、本変形例において、回転角度検出部以外
の各部の機能・動作についてはその詳細な説明を省略す
る。

【００４４】次に、本変形例の回転角度検出部の動作に
ついて説明する。まず、前述の実施例と同様に、文字領
域において、各ｘ座標の値に対して「１」の値を持つ画
素の数を集計したｘ方向の射影ヒストグラムと、各ｙ座
標の値に対して「１」の値を持つ画素の数を集計したｙ
方向の射影ヒストグラムとを求める。そして、ｘ方向の
射影ヒストグラムから画素数が最大となる点ｘ0 を求
め、ｙ方向に射影した射影ヒストグラムから画素数が最
大となる点ｙ0 を求める。こうして得られた画素数が最
大となるピーク位置（ｘ0 ，ｙ0 ）から文字領域の四つ
の境界線ｂ1 ，ｂ2 ，ｂ3 ，ｂ4 までの距離Ｌ1 ，Ｌ2
，Ｌ3 ，Ｌ4 を求める。

【００４５】また、図６に示すように、ピーク位置（ｘ
0 ，ｙ0 ）から左右方向及び上下方向に規定サイズの幅
ｄの範囲における射影ヒストグラムの平均値Ｈ1 ，Ｈ2
，Ｈ3 ，Ｈ4 を求める。ここで、Ｈ1 はピーク位置か
ら−ｘ方向に規定サイズの幅ｄの範囲におけるｘ方向の
射影ヒストグラムの平均値、Ｈ2 はピーク位置から＋ｘ
方向に規定サイズの幅ｄの範囲におけるｘ方向の射影ヒ
ストグラムの平均値、Ｈ3 はピーク位置から＋ｙ方向に
規定サイズの幅ｄの範囲におけるｙ方向の射影ヒストグ
ラムの平均値、Ｈ4 はピーク位置から−ｙ方向に規定サ
イズの幅ｄの領域におけるｙ方向の射影ヒストグラムの
平均値である。また、規定サイズの幅ｄとしては文字間
隔の二倍を取っている。これらの平均値Ｈ1 ，Ｈ2 ，Ｈ
3 ，Ｈ4 は、ピーク位置の周辺における射影ヒストグラ
ムの分布状況を表す。

【００４６】次に、文字配列が鋼材の隣合う二辺に偏っ
ているかどうかを調べる。このために、距離Ｌ1 ，Ｌ2
，Ｌ3 ，Ｌ4 と規定サイズの幅ｄとの大小関係を調べ
る。このとき、次の四つの場合が考えられる。 case (1) Ｌ1 orＬ2 ＜ｄ、Ｌ3 orＬ4 ＜ｄ case (2) Ｌ1 orＬ2 ＜ｄ、Ｌ3 and Ｌ4 ＞ｄ case (3) Ｌ1 and Ｌ2 ＞ｄ、Ｌ3 orＬ4 ＜ｄ case (4) Ｌ1 and Ｌ2 ＞ｄ、Ｌ3 and Ｌ4 ＞ｄ case (1)であれば、文字配列は鋼材の端面の隣合う二辺
の左上、右上、右下、左下のいずれかに偏っていると判
定される。また、case (2)〜 (4)のいずれかであれば、
文字配列は隣合う二辺に偏っていないと判定される。特
に、case (2)は、文字配列が上下にずれている場合であ
り、case (3)は、文字配列が左右にずれている場合であ
る。そして、case (4)は、文字配列が中央にずれている
場合である。

【００４７】文字配列が鋼材の隣合う二辺に偏っている
case (1)の場合には、上記第一実施例と同様に、Ｌ1 と
Ｌ2 、Ｌ3 とＬ4 の大小関係を調べることにより、鋼材
の回転角度を検出する。

【００４８】また、文字配列が鋼材の隣合う二辺に偏っ
ていないcase (2)〜 (4)のいずれかである場合には、二
つの組（Ｌ1 ，Ｌ2 ）、（Ｌ3 ，Ｌ4 ）のうち、両方と
も規定サイズの幅ｄより大きいと判断された組について
は、その組と同じ添字を持つ射影ヒストグラムの平均値
Ｈi （ｉ＝１，２，３，４）の大小関係を調べる。一
方、二つの組（Ｌ1 ，Ｌ2 ）、（Ｌ3 ，Ｌ4 ）のうち、
いずれかが規定サイズの幅ｄより小さいと判定された組
については、その組のＬi （ｉ＝１，２，３，４）の大
小関係を調べる。そして、これらの大小関係から、第一
実施例のＬi （ｉ＝１，２，３，４）に対するものと同
様の判定基準に基づいて、鋼材の回転角度を検出する。

【００４９】たとえば、図６に示す例の場合には、Ｌ1
＜ｄ、Ｌ3 and Ｌ4 ＞ｄであるので、case (2)に対応
し、文字配列が下にずれていると判定される。次に、Ｌ
1 とＬ2 、Ｈ3 とＨ4 の大小関係を調べるが、この例の
場合には、Ｌ1 ＜Ｌ2 、Ｈ3 ＜Ｈ4 となる。Ｌ1 ＜Ｌ2
であることから、文字配列が左に偏っていることがわか
り、また、Ｈ3 ＜Ｈ4 であることから、文字はピーク位
置から下側近傍に多く分布していることがわかる。した
がって、図６の場合には、鋼材は正常状態である（回転
していない）と判定される。

【００５０】本変形例の文字認識装置では、ｘ方向及び
ｙ方向の射影ヒストグラムが最大となる位置（ピーク位
置）と、ピーク位置の周辺における射影ヒストグラムの
分布状況とに基づいて、鋼材の回転角度を検出すること
により、文字が鋼材の端面の左上、右上、右下、左下の
いずれにも偏っていない場合でも、鋼材の回転角度を検
出することができる。また、本変形例のような場合につ
いても、文字切出し部３０及び微調整部５０により文字
の正確な切出し位置を求めることができる。

【００５１】尚、本発明は上記の実施例に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可
能である。たとえば、上記の実施例では、二値画像に基
づいてｘ方向及びｙ方向の射影ヒストグラムを求めるこ
とにより、ピーク位置や山や谷の位置を得る場合につい
て説明したが、濃淡画像に基づいてｘ方向及びｙ方向の
射影ヒストグラムを求め、これからピーク位置等を得る
ようにしてもよい。

【００５２】また、上記の実施例では、被検査物として
四角柱状の圧延鋼材を用い、かかる被検査物の端面に刻
印された文字を識別する場合について説明したが、たと
えば、被検査物として牛乳パック等を用い、その底面に
刻印されている文字を識別する場合や、四角柱状の被検
査物の端面に貼られたラベルに印刷された文字を識別す
る場合にも本発明は適用可能である。

【００５３】更に、上記の実施例では、被検査物として
四角柱状のものを用いた場合について説明したが、本発
明は、被検査物として断面が多角形状である柱状体を用
いた場合でも適用可能である。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、例えば文字領域全体の列方向及び行方向につ
いて一定幅の切出し幅を定め、更に前記切出し幅毎にサ
ーチ幅を設けてそのサーチ幅内でその切出し位置を修正
するとともに、各列及び又は各行毎にも切出し位置を微
調整することにより、刻印された文字のように不明瞭な
文字であっても、正確な文字の切り出しを行うことがで
きる文字認識装置を提供することができる。

【００５５】請求項２記載の発明によれば、射影ヒスト
グラムに基づいて一定幅の切出し幅を定めることによ
り、撮像した画像に応じて、文字の切り出しを行うこと
ができるので、例えば被撮像物が所定の位置からずれて
撮像装置により撮像された場合でも、その撮像された文
字の大きさに応じて正確に文字を切り出すことができ、
また、例えば文字領域全体の列方向及び行方向について
射影ヒストグラムを求めてこの射影ヒストグラムに基づ
いて一定幅で文字を切り出す切出し幅を定め、更に切出
し幅毎にサーチ幅内で前記射影ヒストグラムの正規の谷
の位置を決定することにより前記切出し幅を修正して文
字切出し位置を求め、また各列及び／又は各行毎に射影
ヒストグラムを求めてこの射影ヒストグラムに基づいて
各列及び／又は各行毎に前記文字切出し位置を微調整す
ることにより、刻印された文字のように不明瞭な文字で
あっても、各文字を正確に切り出すことができる文字認
識装置を提供することができる。

【００５６】請求項３記載の発明によれば、各列及び／
又は各行毎に求めた射影ヒストグラムのうち所定のしき
い値についてのランレングスを求めそのランレングスが
予め定めた値内のものであるときに、そのランレングス
に基づいて前記文字切出し位置を微調整することによ
り、各列及び／又は各行毎に各文字を正確に切り出すこ
とができ、したがって刻印された文字のように不明瞭な
文字であっても、各文字を正確に切り出すことができる
文字認識装置を提供することができる。

【００５７】請求項４記載の発明によれば、しきい値を
変更して、例えばしきい値を小さい方から大きい方へ或
は大きい方から小さい方へ変えることにより、最適なラ
ンレングスを求めることができ、この最適なランレング
スに基づいて前記文字切出し位置を微調整することによ
り、各列及び／又は各行毎に各文字を正確に切り出すこ
とができ、したがって刻印された文字のように不明瞭な
文字であっても、各文字を正確に切り出すことができる
文字認識装置を提供することができる。

【００５８】請求項５記載の発明によれば、撮像して得
られた画像に基づいて文字領域の全体についての列方向
及び行方向のうち少なくとも一方について一定幅で文字
を切り出す切出し幅を定め、前記切出し幅毎にサーチ幅
を設けてそのサーチ幅内で前記切出し幅を修正して文字
切出し位置を定め、前記文字切出し位置について、各列
及び／又は各行毎に必要に応じて切出し位置のずれを微
調整することにより、刻印された文字のように不明瞭な
文字であっても、正確な文字の切り出しを行うことがで
きる文字認識方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例である文字認識装置の概略
構成図である。

【図２】鋼材の端面に刻印される文字の配列方法を説明
するための図である。

【図３】図２に示す文字の配列方法において、鋼材の回
転角度をどのように判定するかを説明するための図であ
る。

【図４】第一実施例の文字認識装置の回転角度検出部に
おける射影ヒストグラムの例を示す図である。

【図５】その回転角度検出部において、鋼材の回転角度
の検出手法を説明するための図である。

【図６】本発明の変形例である文字認識装置において、
鋼材の回転角度の検出手法を説明するための図である。

【図７】本実施例の文字切出しを説明するための図であ
る。

【図８】射影ヒストグラムに基づいて列方向における文
字切出し位置を説明するための図である。

【図９】図８に示す射影ヒストグラムの谷部の部分拡大
図である。

【図１０】射影ヒストグラムに基づいて行方向における
文字切出し位置を説明するための図である。

【図１１】微調整前の文字切出し位置を示す図である。

【図１２】微調整の処理を行うための処理手順を示す図
である。

【図１３】微調整の方法を説明するための図である。

【図１４】微調整の方法を説明するための図である。

【図１５】微調整の方法を説明するための図である。

【図１６】正常に切り出しを行った結果を示す図であ
る。

【図１７】異常な切り出しを行った結果を示す図であ
る。

【図１８】図１７に示すような異常な切り出しを行う原
因について説明するための図である。

【図１９】他の異常な切り出しを行った結果を示す図で
ある。

【符号の説明】

１２ 照明手段 １４ ＣＣＤカメラ １６ Ａ／Ｄ変換部 １８ 画像メモリ ２２ 二値化処理部 ２４ 二値画像処理部 ２６ 文字領域切出し部 ２８ 回転角度検出手段 ３０ 文字切出し部 ３２ 文字列切出し部 ３４ 文字行切出し部 ４２ 特徴抽出部 ４４ 画像認識部 ４６ 画像処理用メモリ ４８ 表示装置 ５０ 微調整部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 悟 東京都千代田区大手町２丁目６番３号 新 日本製鐵株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像して得られた画像に基づいて文字領
   域の全体についての列方向及び行方向のうち少なくとも
   一方について一定幅で文字を切り出す切出し幅を定め、
   更に前記各切出し幅毎にサーチ幅を設けてそのサーチ幅
   内で前記切出し幅を修正して文字切出し位置を定める文
   字切出し手段と、 前記文字切出し位置について、各列及び／又は各行毎に
   必要に応じて前記文字切出し位置を微調整する微調整手
   段とを具備することを特徴とする文字認識装置。
2. 【請求項２】 前記文字切出し手段は、列方向及び／又
   は行方向について射影ヒストグラムを求めてこの射影ヒ
   ストグラムに基づいて前記切出し幅を定め、更に前記サ
   ーチ幅内で前記射影ヒストグラムの正規の谷の位置を決
   定してこれを文字切出し位置とするものであり、前記微
   調整手段は各列及び／又は各行毎に射影ヒストグラムを
   求めてこの射影ヒストグラムに基づいて各列及び／又は
   各行毎に前記文字切出し位置を微調整するものである請
   求項１記載の文字認識装置。
3. 【請求項３】 前記微調整手段は前記各列及び／又は各
   行毎に求めた射影ヒストグラムのうち所定のしきい値に
   ついてのランレングスを求めそのランレングスが予め定
   めた値内のものであるときに、そのランレングスに基づ
   いて前記文字切出し位置を微調整するものである請求項
   ２記載の文字認識装置。
4. 【請求項４】 前記微調整手段は前記しきい値を変更し
   て前記ランレングスを求めるものである請求項３記載の
   文字認識装置。
5. 【請求項５】 撮像して得られた画像に基づいて文字領
   域の全体についての列方向及び行方向のうち少なくとも
   一方について一定幅で文字を切り出す切出し幅を定める
   工程と、 前記切出し幅毎にサーチ幅を設けてそのサーチ幅内で前
   記切出し幅を修正して文字切出し位置を定める工程と、 前記文字切出し位置について、各列及び／又は各行毎に
   必要に応じて切出し位置のずれを微調整する工程とを具
   備することを特徴とする文字認識方法。