JPH0758498B2

JPH0758498B2 - 文字列及び文字の切り出し方法

Info

Publication number: JPH0758498B2
Application number: JP63324382A
Authority: JP
Inventors: 一雄東浦
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1995-06-21
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH02168365A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、円弧状に記入された文字列及びこの文字列を
構成する各文字の切り出し方法に関する。

（従来の技術）複数の文字からなる文字列を画像処理して各文字を認識
する場合、まず、文字列の位置を正しく認識してテレビ
カメラ等の画像入力装置を定位置すなわち文字列を撮像
できる位置に設定する必要がある。この文字列を正しく
割り出すことを文字列の切り出しといい、各文字の位置
を正しく割り出すことを文字の切り出しという。従来の
画像処理技術で取り扱っている文字列は一直線状に並ん
でいる文字列であり、従って、Ｘ−Ｙ平面内での平行移
動によって文字列及び各文字を割り出すことが可能であ
った。

（発明が解決しようとする問題点）画像処理の対象としては、複数の文字が一直線状に並ん
でいるものばかりとは限らず、円弧状に記入された文字
列が画像処理の対象となることがある。しかるに、従来
の画像処理による文字列及び各文字の割し出し方法のよ
うにＸ−Ｙ平面内での平行移動では、円弧状に記入され
た文字列に沿う回転方向に位置合わせをすることは困難
であった。

本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するためにな
されたもので、円弧状に記入された文字列を比較的簡単
な方法でかつ正確に切り出すことができると共に、切り
出された文字列から各文字を正確に切り出すことができ
る文字列及び文字の切り出し方法を提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、カメラから読み取られた上記文字列を２値化
処理して記憶する２値データ記憶部と、上記円弧状に記
入された文字列を占めるべき扇形の領域全体を複数の領
域に分割し、分割された各領域に階調がそれぞれ異なる
階調データを記憶する階調データ記憶部とを用い、上記
２値データ記憶部に記憶された２値データと上記階調デ
ータ記憶部に記憶された階調データから上記各領域ごと
に２値データが存在する部分に対応する階調データを取
り出してその頻度を計算し、各階調ごとに頻度を記憶し
た階調ヒストグラムを作成し、この階調ヒストグラムか
ら上記文字列の位置を判断し、この文字列を切り出すこ
とを特徴とする。

本発明はまた、上記のようにして切り出された文字列の
階調ヒストグラムの各階調ごとの頻度を用いて各文字を
切り出すことを特徴とする。

（実施例）以下、図面を参照しながら本発明にかかる文字列及び文
字の切り出し方法の実施例について説明する。

第１図は、本発明にかかる方法を実施するための信号処
理系統の例を示す。第１図において、符号１は画像処理
に供されるワーク（被検査体）を示しており、このワー
ク１には、複数の文字が配列されてなる文字列２が例え
ば印字又は印刷によって記入されている。文字列２を構
成する各文字にはアルファベットや数字その他の文字が
含まれる。第２図（ａ）は上記ワーク２を示しており、
文字列２は点2aを中心とする円弧に沿って円弧状に記入
されている。この場合の中心点2aはどの位置にあっても
よく、例えばワークの中心点にあってもよい。

上記ワーク１に対向させて撮像光学系３が配置され、こ
の撮像光学系３を通じてCCDカメラ４の撮像素子として
のCCDにワーク１の像を結ばせるようになっている。撮
像光学系３は、上記文字列２全体が一度にカメラ４に入
力できるように焦点距離その他の仕様が設定されてい
る。CCDカメラ４は画像入力装置を構成しており、文字
列２全体を多値画データ（アナログ信号）として取り込
む。

カメラ４で取り込まれた多値画データはアナログ・デジ
タル変換器５によってデジタルデータに変換処理され
る。このデジタルデータは２値化部６によって２値化さ
れ、この２値化されたデータは画素と呼ばれる上記カメ
ラ４で入力された画像を最も細かく分割した領域ごとに
２値データ記憶部７に記憶される。

符号８は階調データ記憶部を示している。階調データ記
憶部８は多値画メモリともいうことができ、文字列２全
体が占めるべき領域を複数の領域に分割し、各分割領域
ごとに階調がそれぞれ異なる階調データを記憶させたも
のである。図示の実施例では、第２図（ｂ）に示すよう
に、ある点を中心とした円弧に沿う扇形の領域Ａを上記
円弧の半径方向の線で複数の領域A₁，A₂，A₃，……に分
割している。そして、これらの各領域A₁，A₂，A₃，……
は、上記２値データ記憶部７について記述したような画
素によって複数に分割されている。また、階調データ記
憶部８は分割領域A₁，A₂，A₃……ごとに異なった階調デ
ータを記憶している。文字列及び文字の切り出し、さら
には各文字の認識の精度を向上させるためには、１文字
当たりの上記分割領域数を多くしてより細かく分割すれ
ばよい。実施例では、１文字当たり約20の領域に分割さ
れ、扇形の領域Ａ全体では約250の領域に分割されてい
る。

２値データ記憶部７に記憶された２値データと階調デー
タ記憶部８に記憶された階調データはマスク処理部９に
入力される。マスク処理部９では、第２図（ｃ）に示す
ように、上記２値データと階調データとを重ねて、上記
２値データと階調データとを上記複数に分割された各領
域ごとに取り出し、各領域ごとに２値データが存在する
部分に対応する階調データを取り出す。すなわち、２値
データが存在する部分に対応する画素数を上記各領域ご
とに計算する。このようなデータを得るための処理は、
２値データと階調データとのアンド処理ともいわれる。

マスク処理されたデータは階調ヒストグラム作成部10で
各階調ごとの頻度、すなわち上記画素数が計算され、第
４図に示すような各階調ごとの頻度で表される階調ヒス
トグラムが作成され、各階調ごとに頻度が記憶される。
上記階調ヒストグラムのデータから、文字列切り出し部
11において後述するような処理を施すことにより文字列
２の位置が判断され、文字列２が切り出される。次に、
文字切り出し部12において上記切り出された文字列２の
部分の階調ヒストグラムが取り出され、これを用いて各
文字の位置が切り出される。さらに、文字認識部13に、
文字列から正確に切り出された各文字の各階調ごとのデ
ータが送られ、予め各文字ごとに作ったマスターデータ
と比較され、文字が判別される。

次に、上記信号処理系統の動作を説明しながら本発明に
かかる方法の実施例について説明する。

第３図に示すように、まず撮像光学系３を通じてCCDカ
メラ４にワーク１の画像を入力する。ここでは、手作業
により、又はロボット等を用いて自動的に、ワーク１を
CCDカメラ４の撮像位置上に設置する。こうすることに
よってワーク１の文字列２全体が一度に撮像できるよう
になっている。次に、カメラ４によってワーク１の文字
列２の多値画データを入力する。入力された多値画デー
タはアナログ・デジタル変換器５及び２値化処理部６で
処理されて２値化され、２値データ記憶部７に画素ごと
に入力され記憶される。

次に、マスク処理部９で、２値データ記憶部７に記憶さ
れた２値データと階調データ記憶部８に記憶された階調
データとを、複数に分割された各領域ごとに取り出し、
２値データが存在する部分に対応する階調データ、すな
わち２値データが存在する部分に対応する各領域の画素
数を取り出す。

マスク処理されたデータは階調ヒストグラム作成部10に
入力され、同階調ヒストグラム作成部10では各階調ごと
の頻度、すなわち文字列方向に分割された各領域ごとの
上記画素数を計算して第４図のようなヒストグラムを作
成し、各階調ごとの頻度を記憶する。

上記各階調ごとの頻度のデータから、文字列切り出し部
11において次のようにして文字列が切り出される。ま
ず、第４図に示すような階調ヒストグラムから、文字列
２の先頭を求める。そのためには、第４図において左側
のグラフの初めの位置（階調）から右側の終わりの位置
（階調）までで最初に頻度が検出される位置（階調）を
求める。もっとも、文字列２の先頭ではなく後端を検出
しても差し支えなく、その場合は、第４図のグラフにお
いて右側の終わりの位置から左側の初めの位置までで最
初に頻度が検出される位置（階調）を求めればよい。

次に、上記のようにして、最初に頻度が表れた位置（階
調）が予め定めた値の範囲内に入っているかどうかを比
較して、文字列のスタート位置が適正かどうかを判断す
る。例えば、階調データ記憶部８の複数の領域を前述の
ように構成した場合、最初に頻度が検出された位置（階
調）をＰとすると、20＜Ｐ＜70のときは適正なスタート
位置と判断する。適正なスタート位置と判断されたとき
は、次の文字列の切り出しにいく。もし、定めた範囲以
外のときは、ワーク１を図示されないモータ等を用いて
文字列２の中心点2aを中心に回転させ、多値画データを
カメラ４から再び入力する。

こうして、適正なスタート位置が求められたら、次に、
第４図に示すヒストグラムの検査の初めの位置から終わ
りの位置までについて、図の左から右に階調ごと（例え
ば、１階調ごと）に移動し、その移動ごとに概略の文字
列の幅Ｌ（文字列からとった値）の中の頻度の和を求
め、取り込まれたデータ全部について頻度の和を求め
る。上記幅Ｌ内に文字列２を構成する文字が総て含まれ
ていれば上記頻度の和は最大となるはずであるから、上
記頻度の和の最大となる位置を求めてこの位置を文字列
２の位置と判断し、文字列を切り出す。

また、文字列２を構成する文字の数は予めわかっている
ので、文字列の幅Ｌを文字数（実施例では４である）で
割算し、各文字間のギャップ位置、すなわち、文字と文
字との間のスペース部分を求めて各文字の切り出しを行
う。

なお、文字列切り出し部で設定した文字列の幅Ｌは、ワ
ーク１に実際に記入されている文字列の幅と一致してい
ないため、単純に割算してギャップ位置を求めようとし
ても、求められたギャップ位置は実際のギャップ位置か
らずれている場合がある。そこで、第５図に示すような
方法で正確な文字のギャップ位置を求める。まず、縦軸
に文字列の幅（長さ）の値をとり、横軸に文字列の幅
（長さ）の中心の位置を示す値をとり、また、紙面に垂
直の方向のＺ軸に評価値をとる。そして、前記文字列の
切り出しで使用した文字列の幅Ｌの値と文字列の幅Ｌの
中心の位置を示す値とを一つの格子点Ｃとしてこれを初
期値とし、この格子点Ｃの周囲にも文字列の幅Ｌの値を
増減させた値と文字列の幅Ｌの中心の位置を示す値を増
減させた値を変数とした格子点を設ける。これらの格子
点についてそれぞれ文字列のギャップ位置を計算して求
め、このギャップ位置での頻度の和を計算し、各格子点
におけるギャップ位置の頻度の和をそれぞれ求める。そ
して、計算で求めたギャップ位置の頻度の和を評価値と
して、この評価値が最小となるようなギャップ位置を求
める。第５図に示す曲線は上記評価値の等高線であり、
最も低い評価値の等高線で囲まれた格子点Ｓが、求めて
いるギャップ位置である。このようにして求めたギャッ
プ位置に従って各文字を切り出す。

第６図（ａ）（ｂ）は、第４図に示す幅Ｌで切り出され
た文字列を拡大して示す。そこで、上記各文字の切り出
しについて第６図を参照しながらさらに詳細に説明す
る。第６図（ａ）は、第５図の格子点Ｃ、すなわち初期
値の場合であり、文字列の幅Ｌを文字数で単純に割算し
て等間隔に分割し、そのギャップ位置G₁〜G₅を示したも
のである。Ｍ点は上記文字列の幅Ｌの中心点であり、上
記実施例のように文字数との関係でギャップ位置と同じ
位置になる場合がある。この格子点Ｃのギャップ位置G₁
〜G₅において、G₁、G₅では文字列中の文字に重ならない
位置、すなわち第６図（ａ）の縦軸の頻度が０のところ
であるが、G₂，G₃，G₄の位置では、文字列中の文字の位
置に重なっているので、頻度がある量だけ示されてお
り、これらギャップ位置G₁〜G₅の頻度の和、すなわち第
５図のＺ軸の評価値が計算される。

次に、第６図（ｂ）は、（ａ）に比べて文字列の幅Ｌを
広くして幅Ｌ′としており、中点Ｍも（ａ）に比べて右
方向に移動した位置Ｍ′にした場合である。この場合の
ギャップ位置G₁′〜G₅′では、図から明らかなように、
どのギャップ位置をとっても上記文字列中の文字の位置
と重ならない位置となっており、これらギャップ位置
G₁′〜G₅′では頻度の和は０となり、評価値は最小とな
る。第５図に示す各格子点のうちの一つの格子点Ｓが最
小の評価値となる格子点である。そして、ここで求めた
ギャップ位置G₁′〜G₅′に従って各文字を切り出す。

次に、一般的なパターンマッチングの手法を用いて文字
判別を行う。

上記実施例によれば、カメラから読み取られた円弧状の
文字列を２値化処理して記憶する２値データ記憶部と、
上記円弧状に記入された文字列を占めるべき扇形の領域
全体を複数の領域に分割し、分割された各領域に階調が
それぞれ異なる階調データを記憶する階調データ記憶部
とを用い、２値データ記憶部に記憶された２値データと
階調データ記憶部に記憶された階調データから上記各領
域ごとに２値データが存在する部分に対応する階調デー
タを取り出してその頻度を計算し、各階調ごとに頻度を
記憶した階調ヒストグラムを作成し、この階調ヒストグ
ラムから上記文字列の位置を判断するようにしたため、
扇形に配列された文字列であっても、これを容易に切り
出すことができ、また、切り出された文字列からこの文
字列を構成する各文字の位置も容易に切り出すことがで
きるようになった。さらに、文字列の位置と文字列の長
さを変数として各文字の位置を切り出すようにしたた
め、各文字の切り出しを正確に、かつ、高い信頼性のも
とに行うことができ、次の文字の判別に非常に有利とな
った。

（発明の効果）本発明によれば、カメラから読み取られた円弧状の文字
列を２値化処理して記憶する２値データ記憶部と、上記
円弧状に記入された文字列を占めるべき扇形の領域全体
を複数の領域に分割し、分割された各領域に階調がそれ
ぞれ異なる階調データを記憶する階調データ記憶部とを
用い、２値データ記憶部に記憶された２値データと階調
データ記憶部に記憶された階調データから上記各領域ご
とに２値データが存在する部分に対応する階調データを
取り出してその頻度を計算し、各階調ごとに頻度を記憶
した階調ヒストグラムを作成し、この階調ヒストグラム
から上記文字列の位置を判断するようにしたため、扇形
に配列された文字列であっても、これを容易に切り出す
ことができ、また、切り出された文字列からこの文字列
を構成する各文字の位置も容易に切り出すことができる
ようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用可能な信号処理系統の列を示すブ
ロック図、第２図は上記信号処理系統中のワークと階調
データとこれらを重ねてマスク処理する様子を示すマス
ク処理概念図、第３図は本発明にかかる方法の実施例を
示すフローチャート、第４図は同上実施例中の階調ヒス
トグラム作成部によって得られるヒストグラムの例を示
す線図、第５図は文字列を構成する文字の位置を正確に
切り出すための処理の様子を示す線図、第６図は上記文
字の位置を正確に切り出すための処理の様子を示すヒス
トグラムである。２……文字列、４……カメラ、７……２値データ記憶
部、８……階調データ記憶部、10……階調ヒストグラム
作成部、11……文字列切り出し部、12……文字切り出し
部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円弧状に記入された文字列をカメラから読
み取って文字列を切り出す方法であって、上記カメラから読み取られた上記文字列を２値化処理し
て記憶する２値データ記憶部と、上記円弧状に記入され
た文字列を占めるべき扇形の領域全体を複数の領域に分
割し、分割された各領域に階調がそれぞれ異なる階調デ
ータを記憶する階調データ記憶部とを用い、上記２値データ記憶部に記憶された２値データと上記階
調データ記憶部に記憶された階調データから上記各領域
ごとに２値データが存在する部分に対応する階調データ
を取り出してその頻度を計算し、各階調ごとに頻度を記憶した階調ヒストグラムを作成
し、この階調ヒストグラムから上記文字列の位置を判断し、
この文字列を切り出すことを特徴とする文字列の切り出
し方法。
【請求項２】円弧状に記入された文字列をカメラから読
み取り、この読み取られた文字列から各文字を切り出す
方法であって、上記カメラから読み取られた上記文字列を２値化処理し
て記憶する２値データ記憶部と、上記円弧状に記入され
た文字列を占めるべき扇形の領域全体を複数の領域に分
割し、分割された各領域に階調がそれぞれ異なる階調デ
ータを記憶する階調データ記憶部とを用い、上記２値データ記憶部に記憶された２値データと上記階
調データ記憶部に記憶された階調データから上記各領域
ごとに２値データが存在する部分に対応する階調データ
を取り出してその頻度を計算し、各階調ごとに頻度を記憶した階調ヒストグラムを作成
し、この階調ヒストグラムから上記文字列の位置を判断して
この文字列を切り出し、この切り出された文字列の上記階調ヒストグラムの各階
調ごとの頻度を用いて各文字を切り出すことを特徴とす
る文字の切り出し方法。