JPH0769932B2 - 文字認識装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は文字認識装置、特に撮像手段に用いて文字の読
取りを行いその認識を正確かつ高速に行う文字認識装置
の改良に関する。

［従来の技術］ 刻印文字は、経年変化に強く、汚れ易い環境においても
その可読性が失われない。このため、各種生産工程にお
いて、生産指示や管理の重要な情報を与える文字として
幅広く使用されている。

特に、自動車の生産工程では、車体を構成する各部品や
エンジンなどに固有の番号を記すものとして広く用いら
れている。

このため、従来より各種の文字認識装置についての提案
がなされており、このような従来装置は、ITVカメラな
どを用いて刻印文字部分を撮像してその濃淡画像を出力
し、この濃淡画像の各画素上表を２値データに変換し、
この２値画像データから各文字を検出するよう形成され
ている。

そして、このようにして検出した未知の文字パターンを
予め登録した標準文字パターンと逐次重合わせて比較す
るというパターンマッチングを行い、両者の一致度ある
いは類似度に基づいて文字の識別を行っていた。

しかし、現在広く用いられている刻印機では、打刻条件
がいつも同じになるように制御することは難しく、刻印
文字毎に溝の深さがばらつく。このため、いわゆる刻印
文字の画像では、同一種の文字であってもその文字線幅
が全体的に変動することが多い。

また、認識の対象となる文字の桁数が多い場合、たとえ
ば車体番号のように文字の桁数が多い場合には、証明に
対する各文字の溝の角度や向きが不均一となる。このた
め、いわゆる刻印文字の画像では、文字線幅が部分的に
不均一となってしまう。

さらに、刻印文字が打刻された後に塗装されると、塗装
むらや刻印溝周辺における塗料の不均一な付着などによ
り文字の周囲に凹凸が発生し、この凹凸により文字自体
が変形したものとなる。このため、塗装された面上の刻
印文字を画像化すると、文字部分の線幅全体が変動した
り、部分的に線幅が異なったりしてデコボコの多い文字
輪郭となり、同じ文字種でも様々な文字パターンを呈し
てしまうことが多い。

このため、前記従来装置のように、検出した未知の文字
パターンと予め登録した標準文字パターンとを単にパタ
ーンマッチングしても、前述した各種理由から刻印文字
の認識を正確に行うことができない場合が多いという問
題があった。

このような問題を解決するために、特開昭57−103582
号、特開昭57−103583号公報に開示された技術が知られ
ている。

この従来技術は、刻印文字の打刻時あるいは撮像時の文
字画像の変動に対応するため、変動に応じた標準文字パ
ターンを複数個用意しパターンマッチングを行なってい
る。

しかし、このようにすると、塗装された面上のように様
々な変形文字パターンが生ずる場合に、それに応じて数
多くの標準文字パターンを用意する必要がある。

従って、この従来技術では、標準文字パターンを登録す
るために必要となるメモリ容量が増大し、かつパターン
マッチングのための処理時間が増加するという問題があ
った。

また、これ以外の従来技術として、刻印文字の濃淡画像
を２値画像データに変換する際に用いる閾値を変化さ
せ、未知文字パターンの文字線幅を標準文字パターンの
文字線幅に近付ける技術の提案が行われている。

例えば、特開昭61−208178号公報に開示された技術や、
昭和60年電子通信学会総合全国大会講演要旨集第６−15
3頁にこのような技術が開示されている。

しかし、このような従来技術を用いても、塗装された面
上の刻印文字を認識する場合には、部分的に文字線幅が
異なるときや、文字輪郭に凹凸があるときに備えて、各
文字毎に複数個の標準文字パターンを用意する必要があ
る。

このため、標準文字パターンを登録するために必要とな
るメモリ容量が増大し、刻印文字の認識を迅速に行うこ
とができないという問題があった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、線幅が全体的にあるいは部分的に変
動する文字や、輪郭形状が滑かでなく凹凸の多い文字、
とりわけ塗装された面上の刻印文字に対しても、その認
識を正確かつ迅速に行うことができる文字認識装置を提
供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明の文字認識装置は、第
１図に示すように、 文字の読取りを行う撮像手段と、 読取り画像データから文字画像データを切り出す文字検
出部と、 切り出された各文字画像データから文字の外郭形状を抽
出し、文字の種別を判定する文字識別部と、 を含み、 前記文字検出部は、 読取画像データを２値画像データに変換出力する２値画
像化手段と、 ２値画像データから各文字の画像データを所定の外接枠
で切り出す文字検出切出し手段と、 切り出された文字画像データの位置および大きさを正規
化して出力する正規化手段と、 を含み、 前記文字識別部は、 正規化された文字画像データから文字の外接枠を作り、
外接枠から文字輪郭までの距離を表す座標系列として未
知の文字の外郭形状を表す文字パターンとして抽出くる
外郭形状抽出手段と、 各種文字の標準外接枠から文字輪郭までの距離を表す座
標系列を標準文字パターンとして記憶するとともに、標
準文字パターンの特徴部分を表す範囲およびその荷重値
を標準文字パターンと対をなす文字認識用の演算条件と
して記憶する標準パターンメモリと、 外郭形状抽出手段から出力される未知文字パターンと前
記各標準文字パターンとを、その演算条件に従って、特
徴部に荷重を付加しながら逐次比較し、外接枠から文字
輪郭までの距離の差分の荷重平均値を演算する距離差分
演算手段と、 演算された距離の差分の荷重平均値から未知文字パター
ンの文字の種別を判定する文字種別判定手段と、 を含むことを特徴とする。

ここにおいて、前記文字検出部には、２値画像データに
膨張・収縮処理を施し、ノイズとなる孤立した画素デー
タを除去し文字検出切り出し手段に向け出力する膨張収
縮回路を設けることが好ましい。

また、本発明において、前記外接枠は必要に応じて各種
形状のものを用いることができるが、データ処理の便宜
上、矩形枠を用いることが好ましい。

この場合に、前記文字検出切出し手段は、 ２値画像データから各文字を一文字ずつ検出し、検出し
た各文字に対する外接矩形枠を求め、２値画像データか
ら各文字画像データを対応する外接矩形枠で切り出すよ
う形成され、 前記標準パターンメモリは、 各種文字の標準外接矩形枠の左右両辺から文字輪郭まで
の距離を表す左右一対の座標系列を標準文字パターンと
して記憶するとともに、標準文字パターンの特徴部分を
表す範囲およびその荷重値を標準文字パターンと対をな
す文字認識用の演算条件として記録するよう形成するこ
とが好ましい。

また、本発明において、前記標準パターンメモリは、 各種文字の標準外接枠から文字輪郭までの距離を平滑し
て求めた座標系列を標準文字パターンとして記憶し 外郭形状抽出手段は、 外接枠から文字輪郭までの距離を平滑して求めた座標系
列を未知の文字の外郭形状を表う文字パターンとして抽
出するよう形成する。このようにすることにより、凹凸
に多い輪郭形状の文字を認識する場合にも、凹凸に影響
されずに文字の主要輪郭だけを抽出することができ、文
字認識をより正確に行なうことができる。

また、本発明において、前記距離差分演算手段は、 外郭形状抽出手段から送られてくる未知文字パターンを
上下左右に一画素ずつシフトし、同一文字に対し５種類
の未知文字パターンを作成するシフトパターン作成回路
と、 未知文字パターンと標準文字パターンの外郭形状を重合
わせ、両者の差分に相当する座標系列を作成出力する外
郭形状間差分回路と、 標準文字パターンと対を成す演算条件に従って特徴部に
荷重を付加しながら、演算された距離差分に相当する座
標系列の総和値を求め、総和値を座標系列数で荷重平均
した値を未知文字パターンとの距離の差分として出力す
る荷重平均演算回路と、 ５種類の未知文字パターンとの距離の最小値をすべての
標準文字パターンについて求め、文字種別判定手段へ向
け出力する最小距離演算回路と、 を含み、文字の位置ずれに影響されることなく文字認識
するよう形成することが好ましい。

このようにすることにより、線幅が全体的にまたは部分
的に変化する文字に対しても、その文字認識をより正確
に行なうことができる。

［作用］ 本発明は、以上の構成からなり、次にその作用を説明す
る。

本発明の装置は、まず撮像手段により文字を読取りその
濃淡画像を得、次に、この濃淡画像を２値画像化手段に
より２値の画像データに変換する。

この２値画像データに、膨張収縮回路を用いて、膨張・
収縮処理を施すことにより、２値画像中の背景に点在す
る細かいノイズを除去しぃ、かつ２値画像の文字部分の
線のとぎれや欠けを補い、文字認識精度を高めることが
できる。

次に、文字検出・切出し手段により２値画像中から文字
部分のみを検出し、文字に外接する矩形枠をつくり、矩
形枠内の文字画像を切り出しす。

その後、正規化手段により、切出した文字の外接矩形枠
の大きさ基準の大きさになるよう外接矩形枠内の文字画
像を拡大または縮小して大きさを正規化し、さらに、外
接矩形枠内の文字画像を標準文字パターンと比較するた
めに、文字画像を定められた位置に位置合せする位置の
正規化を行う。

次に、外郭形状抽出手段により、正規化された文字の外
接矩形枠の各辺から文字の輪郭までの距離を表す座標系
列を、未知の文字の外郭形状を表す文字パターンとして
抽出する。

なお、本発明においては、このようにして求めた外郭形
状をそのまま未知文字パターンとして用いず、求めた外
郭形状を平滑化して滑かな外郭形状を得て、平滑化され
た外郭形状を未知文字パターンとして用いる。

このようにすることにより、凹凸の大い輪郭形状をした
文字に対しても、凹凸に影響されることなく、文字の主
要な輪郭だけを未知文字パターンとして抽出することが
できる。従って、例えば、塗装表面に刻印された文字の
ように輪郭に凹凸がある文字に対しても、その文字認識
をより精度良く行なうことができる。

次に、距離差分演算手段は、このようにして求めた未知
文字パターンと標準文字パターンメモリに登録されてい
る外接枠から文字輪郭までの距離を平滑して求めた座標
系列で表わされた各標準パターンとを、その演算条件に
従って、特徴部に荷重を付加しながら逐次比較するとい
うパターンマッチングを行ない、外接枠から文字輪郭ま
での距離の差分の荷重平均値を演算する。

ここにおいて、演算された荷重平均値は、未知文字パタ
ーンと標準文字パターンとが一致したときに最小値とな
る。

従って、文字種別判定手段は、演算された距離の差分の
荷重平均値が最小値となる標準文字パターンをサーチ
し、未知文字パターンの文字の種別を判定する。

なお、前記距離の差分の荷重平均値の演算は、具体的に
は次のようにして行なうことが好ましい。

すなわち、標準文字パターンと対をなして標準パターン
メモリに登録されている演算条件に従って、標準文字パ
ターンの特徴部を表す範囲の座標系列に対し決められた
荷重を付加しながら、未知文字パターンと標準文字パタ
ーンとの差をすべての座標系列にわたって総和し、その
値を座標系列数で荷重平均した値を距離の差分αとして
求める。

また、このとき、必要に応じて演算条件の特徴部を表す
範囲の座標系列のみを用い、差分αと同様にして特定範
囲のみの差分βを演算する。

このようにして求めた差分βは差分αより、未知文字パ
ターンと標準文字パターンとが不一致のときに、より大
きくなる。このため、文字種判定手段は、差分αのみ、
あるいは差分α、βのいずれかを用いて文字種の判定を
より高精度で行なうことができる。

また、本発明においては、シフトパターン作成回路を用
いて、外郭形状抽出手段から送られてくる未知文字パタ
ーンを上下左右に一画素ずつシフトして、同一文字に対
し５種類の未知文字パターンを作成し、しかも最小距離
演算回路を用いて、すべての標準文字パターンについて
５種類の未知文字パターンの距離の最小値を求めること
が好ましい。

このようにすることにより、未知文字パターンの文字線
幅が文字の全体にわたってまたは部分的に変動する場
合、あるいは文字パターンに位置ずれがある場合でも、
これらの要因に影響されることなく標準文字パターンに
基づき未知文字を正確に認識することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、読取り画像デー
タから切出される文字画像の外接枠を作り、外接枠から
文字輪郭までの距離を表す座標系列を、未知文字の外郭
形状を表す未知文字パターンとして抽出しているため、
切出された文字画像からそのまま文字パターンを抽出す
る従来技術に比べ、抽出された未知文字パターンのデー
タ量が極めて少なくなる。従って、未知文字パターンと
のパターンマチング用に登録される標準文字パターンの
データ量を大巾に少なくすることができる。この結果、
本発明によれば、標準文字パターンの登録用に用いられ
る標準パターンメモリの容量を大巾に低減することがで
き、しかも文字を認識するためのデータ処理時間を短縮
し、文字認識を迅速に行なうことができる。

また、本発明によれば、標準文字パターンの特徴部分を
表す範囲およびその荷重値を標準文字パターンと対をな
す文字認識用の演算条件として記憶しておき、未知文字
パターンとのパターンマチングをその特徴部分を強調し
て行なう。このため、類似文字がある場合でも、その文
字認識の正確に行なうことができる。

また、本発明において、外郭形状抽出手段から出力され
る未知文字パターンを、上、下、左、右の４方向へずら
し処理し、同一の文字種に対し５個の未知文字パターン
を作成し、標準文字パターンとのパターンマッチングを
行なえば、線幅が全体または部分的に変動する文字に対
しても、その文字認識をより正確に行なうことができ、
しかも文字パターンを位置ずれにも強い文字認識装置を
得ることができる。

また、本発明では、文字の外郭形状を平滑化して未知文
字パターンを作成しているので、凹凸の多い輪郭形状の
文字を認識する場合にも凹凸に影響されずに文字の主要
な輪郭形状だけを抽出することができ、輪郭形状が滑か
でなく凹凸の多い文字、とりわけ塗装された面上の刻印
文字に対しても、その認識をより正確に行うことができ
る文字認識装置を得ることができる。

［実施例］ 次に、本発明にかかる文字認識装置の好適な実施例を図
面に基づき説明する。

第２図には本発明にかかる文字認識装置の好適な実施例
が示されており、図において、自動車の車体の構成部品
であるフレーム12には認識対象となる刻印文字Ａが打刻
されている。この刻印文字Ａは、例えば英数字および記
号からなる12桁の文字列である。

実施例の文字認識装置10は、上記刻印文字Ａを自動読取
りするためのもので、刻印文字Ａを蛍光灯14で照明し、
TVカメラ16で撮像している。刻印文字Ａは、溝になつて
いる文字部分が暗く、フレーム12の表面部分が明るい濃
淡画像としてとらえられる。

そして、文字検出部100は、TVカメラ16から出力される
読取り画像データから文字画像データを切出し、ライン
切換回路34を介して標準文字パターン自動作成回路200
および文字識別部300に選択的に出力する。

標準文字パターン自動作成回路200は、ライン切換回路3
4を介して入力される文字画像データに基づき、各種文
字の標準外接枠から文字輪郭までの距離を表す座標系列
を標準文字パターンとして作成するとともに、標準文字
パターンの特徴部分を表す範囲およびその荷重値を標準
文字パターンと対をなす文字認識用の演算条件として求
める。

従って、文字の認識を行なうに先立って、ライン切換回
路34を標準文字パターン自動作成回路200側にセット
し、TVカメラを用いて各種標準文字を撮影すれば、標準
文字パターン自動作成回路200により各種標準文字の標
準文字パターンおよびこれと対をなす文字認識用の演算
条件が作成され、文字識別部300の標準パターンメモリ4
2に登録されることになる。

また、前記文字識別部300は、ライン切換回路34を介し
て入力される文字画像データから文字の外郭形状を未知
文字パターンとして抽出し、未知文字パターンと登録さ
れた標準文字パターンとをその演算条件に従って比較
し、文字の種別を判定する。

従って、標準パターンメモリ42に、各種標準文字の標準
文字パターンおよびこれと対をなす文字認識用の演算条
件が登録された後、ライン切換回路34を文字識別部300
側にセットし、TVカメラを用いて各種刻印文字Ａを撮像
すれば、文字識別部300は、ライン切換回路34を介して
入力される文字画像データに基づき、刻印文字Ａの種別
を自動的に判定することとなる。

文字検出部 本実施例において、文字検出部100に入力されたTVカメ
ラ16の出力信号は、A/D変換回路18でディジタル値に変
換され、第１の画像メモリ20に記憶される。

第１の画像メモリ20に記憶された濃淡画像データは、２
値化回路22において所定の２値化閾値に基づき２値化さ
れ、２値画像データとして第２の画像メモリ24に記憶さ
れる。このとき、２値画像データは、例えば、濃淡画像
データの暗部（文字部分）が「１」、明部（背景部分）
が「０」として記憶される。

第２の画像メモリ24に記憶された２値画像データは、膨
張収縮回路26により収縮処理と膨張処理とを１回ずつ施
された後、文字検出・切出し回路28へ向け出力される。

これにより、ノイズとなる孤立した画素データ（文字を
構成する「１」以外の、雑音に相当する孤立した
「１」）を除去することができ、しかも文字を構成する
画素データ（「１」の画素データ）途切れを補正するこ
とができる。

次に、文字検出・切出し回路28では、例えば12桁の文字
列の２値画像データから各文字を１文字ずつ検出し、検
出した文字をそれぞれに対して文字に外接する矩形枠を
求る。そして、検出した各文字をその外接矩形枠で切り
出し、各文字毎の２値画像データを出力する。

次に、大きさ正規化回路30は、切出された各文字の外接
矩形枠が所定の標準的な大きさになるように、各文字毎
に外接矩形枠内の文字画像を拡大または縮小処理し、文
字画像の大きさを一定にする。

次に、位置正規化回路32は、外接矩形枠の中心座標を計
算し、この中心座標を所定の位置合せ点に合せ、位置合
せした文字画像データをライン切換回路34を介して標準
文字パターン自動作成回路200または文字識別部300への
選択的に出力する。

標準文字パターン自動作成回路 第３図には、本実施例にかかる標準文字パターン自動作
成回路200の好適な一例が示されており、第４図には第
３図に示す標準文字パターン自動作成回路を用い文字種
「５」の標準文字パターンを作成する状態が示されてい
る。

実施例の標準文字パターン自動作成回路200を作動させ
る時は、第２図に示すライン切換回路34を破線側にセッ
トし、各種の条件、例えば打刻位置、打刻強さや照明な
どの条件を多少変え、同一の文字種に対し条件の異なる
複数の文字画像データを得る。そして、それを累積パタ
ーン作成回路50に入力する。

累積パターン作成回路50は、同一文字種の文字画像デー
タの各画素毎に文字部分となるか背景部分となるかの頻
度を計算し、頻度分布を現す累積パターンを作成し、第
３の画像メモリ52に記憶する。

第４図ａには、例えば、文字種を「５」とした場合の累
積パターンが模擬的に示されている。同図において、破
線で囲まれた領域内が文字部分となる確立10％以上の領
域であり、黒く塗り潰した領域が文字部分となる確立90
％以上の領域である。

次に平均文字パターン作成回路54は、第３の画像メモリ
52に記憶された累積パターンから文字部分となる確立が
50％以上の画素の領域を抽出して平均文字パターンを作
成し、第４の画像メモリ56に記憶する。

第４図ｂには、例えば文字種「５」について作成された
平均文字パターンが模擬的に示されている。

次に外郭形状作成回路58は、第４の画像メモリ56に記憶
された平均文字パターンに対して外接する矩形枠をつ
く。そして、その矩形枠の左辺および右辺から文字の輪
郭線まで水平走査し、各水平走査線に沿って右辺および
左辺から輪郭線までの距離を求め、各辺の位置に対応さ
せた座標系列を作成する。そして、このようにして求め
た右辺および左辺の座標系列を、それぞれ左辺に対する
外郭形状、右辺に対する外郭形状として第５の画像メモ
リ60に記憶する。

第４図には、文字種「５」を例にとり、その平均文字パ
ターンｂに対する外接矩形枠ｉをつくり、左辺に対する
外郭形状ｃおよび右辺に対する外郭形状ｄを作成する様
子が示されている。

このようにして、本実施例の装置によれば、各文字種毎
にその外郭形状を表す座標系列が作成され、第５の画像
メモリ60に記憶される。

類似文字種選定回路62は、第５図の画像メモリ60に記憶
されている各文字種の外郭形状のうち、注目する文字種
の外郭形状とその文字種以外の外郭形状とをそれぞれ比
較し類似文字種を選定する。

すなわち、両者の外郭形状を示す座標系列間の差をすべ
ての座標系列にわたって総和した値が所定の値より小さ
い場合に、両者は類似であると判断し、その類似文字種
を類似文字種データ・メモリ64に記憶する。

この時、注目する文字種に対する類似文字種は複数個選
定してもよく、類似文字種なしとしてもよい。例えば、
第４図には、文字種「５」の左辺の外郭形状ｃに類似す
る文字種「Ｓ」の左辺の外郭形状ｅが示されている。実
際には、左辺、右辺両方の外貨形状を用い、すべての文
字種について類似文字種を選定し、類似文字種データ・
メモリ64に記憶する。

次に、外郭特徴部抽出回路66は、第５の画像メモリ60に
記憶した注目する文字種の左・右の外郭形状（座標系
列）と、類似文字種データ・メモリ64に記憶した文字種
の左・右の外郭形状（座標系列）と、を比較して、注目
する文字種の外郭形状の特徴をよく表す範囲を求める。

すなわち、両者の外郭形状を示す座標系列間の差をすべ
ての座標系列にわたって求めた後、一定の小区間毎の座
標系列にわたる差の総和を求める。そして、その総和が
所定の値を超える小区間をすべてピックアップし、値の
大きな順にランク付けを行ない、特徴部を示す範囲とし
て範囲記憶メモリ68に記憶する。

類似文字種が複数個ある場合には、各文字種に対してラ
ンク付けした特徴部を示す範囲を、さらに各文字種に対
する頻度の大きさにより再ランク付けして記憶する。

第４図には、例えば文字種「５」について、外郭形状ｃ
を類似文字種「Ｓ」の外郭形状ｅと比較することによ
り、外郭形状ｃが外郭形状ｅと特に異なる範囲、すなわ
ち特徴部を示す反比ｆを求める様子が示されている。

一方、外郭形状平滑化回路70は、第５の画像メモリ60に
記憶した左・右の外郭形状を平滑化し、平滑化された左
・右の外郭形状を標準文字パターンとして、記憶メモリ
68に記憶された特徴部ｆを示す範囲と組にして第６の画
像メモリ72に記憶する。

平滑化の方法は、外郭形状を示す座標系列の各点に対し
て、前後２点ずつを含む計５点の平均値を計算し、その
値を各点の座標値とすることによって行う。例えば、文
字種「５」については、左辺に対する外郭形状ｃを平滑
化した外郭形状ｇを第４図に示している。

次に、距離演算条件決定回路74は、第６の画像メモリ72
に記憶した平滑化された外郭形状のうち、注目する文字
種の外郭形状とその文字種以外の外郭形状との間で、両
文字種を外郭形状の特徴部を示す範囲ｆに荷重を付加し
ながら逐次比較するというパターンマッチングを行な
い、両者の平滑化された外郭形状の座標系列間の差をす
べての座標系列にわたって総和する。そして、総和した
値を座標系列数で荷重平均し、その値を距離の差分αと
する。

このようにして、注目する文字種に対してそれ以外の文
字種すべてのαを計算し、その中で最小になる距離の差
分αを求める。

この演算を、荷重の値を変えながら繰り返して行ない、
各荷重値に対する最小の距離αを計算する。そして、距
離の差分αの最小値が最も大きくなる荷重の値を求め、
この荷重値および特徴部を示す範囲を距離演算する際の
演算条件とする。

なお、このようにして求めた最小値αが所定の閾値以上
とならない場合には、演算条件の特徴部を表す範囲の座
標系列のみを用い、差分αと同様にして特定範囲のみの
差分βを演算する。そして、距離の差物βの最小値が最
も大きくなる荷重の値を求め、この荷重値および特徴部
を示す範囲を距離演算する際の演算条件とする。

すなわち、差分αは全文字種を考慮し、特徴部以外の範
囲も使って荷重値を求めている。従って、類似文字種の
判別は差分αだけでは難しい場合がある。

これに対し、差分βは特に類似文字種のみを考慮し、特
徴部だけを使って荷重値を求めているため、類似文字種
を識別するのに有効であり、しかもその荷重値は、差分
αの荷重値と異なる場合が多い。

このため、非類似文字種は、差分αだけで十分である
が、類似文字種がある場合には、差分αに差分βも加え
て、両者の値により判定を行なうことが好ましい。

従って、差分βは、類似文字種に対して必要に応じて求
めればよい。

ここで、荷重値は平滑化された外郭形状を示す座標系列
のうち、特徴部を示す範囲に付加されるが、特徴部を示
す範囲内でランク付けされた小区間の座標系列に対して
変化してもよい。例えば、第４図には、文字種「５」に
ついて、平滑化された外郭形状ｇの特徴部を示す範囲ｆ
に与えられる荷重値ｈが例示されている。

このように、各文字の演算条件が求められ、第７図の画
像メモリ76に記憶された後、第７の画像メモリ76に記憶
された演算条件と、第６の画像メモリ72に記憶された平
滑化された外郭形状を示す座標系列と、を各文字種毎に
組とし、第２図に示す標準パターンメモリ42へ出力す
る。

このようにして、標準パターンメモリ42には、各種文字
毎に、一対の標準文字パターンおよびその演算条件が登
録され、例えば、文字種「５」については、第４図ｇ、
ｆ、ｈが標準文字パターンおよび演算条件として登録さ
れる。

文字認識部 本実施例の文字認識部300は、外郭形状抽出回路40、標
準パターンメモリ42、距離差分演算回路44、文字種判定
回路46を含み、第２図に示すようにライン切換回路34を
実線側セットすることにより、未知文字パターンの認識
を行うよう形成されている。

そして、標準文字パターンを作成するときと同様に、フ
レーム12に打刻された刻印文字ＡがTVカメラ16を用いて
撮影され、文字検出部100を用いて各文字毎に検出・切
出され、大きさ・位置正規化された後、未知の文字画像
パターンとして順次外郭形状抽出回路40へ入力される。

外郭形状抽出回路40は、未知文字画像パターンの外接矩
形枠をつくり、外接矩形枠の左辺および右辺から文字パ
ターンの輪郭線を走査して、各辺から輪郭線までの距離
の値を各辺の位置に対応させて座標系列を作成し、それ
ぞれを左辺に対する外郭形状、右辺に対する外郭形状と
して求める。

さらに、左辺、右辺に対する外郭形状に対して、第３図
の外郭形状平滑化回路70と同様に、外郭形状を平滑化し
た座標系列を求め、これを未知文字パターンとして距離
差分演算回路44へ向けて出力する。

第６図には、本実施例の外郭形状抽出回路40および距離
差分演算回路44において、文字種「５」について外郭形
状を抽出し、標準文字パターン「３」との距離を演算す
る状態が示されている。例えば、第６図（ａ）には、文
字種「５」の正規化されたパターンａに対して、外接矩
形枠ｂをつくり、左辺に対する外郭形状ｃおよび右辺に
対する外郭形状ｄを求めた様子が示されており、また、
第６図（ｂ）には、左辺に対する外郭形状ｃを平滑化し
て外郭形状ｅを求める様子が示されている。

第５図には、本実施例の距離差分演算回路44の具体的構
成が示されており、外郭形状抽出回路40から送られてく
る未知文字パターンの平滑化された外郭形状は、シフト
・パターン作成回路44aに入力される。

そして、シフト・パターン作成回路44aは、入力された
外郭形状を上・下・左、右に１画素ずつ位置をずらし４
個の外郭形状を新たに作成し、同一文字種に対し、基準
の外郭形状と合せて上・下・左・右それぞれ５種類の外
郭形状を作成する。

一方、標準パターンメモリ42からは、逐次各文字種の標
準パターンを示す左・右の平滑化された外郭形状が送ら
れ、標準文字パターン設定メモリ42aに記憶され、また
その演算条件は演算条件設定メモリ42bに記憶される。

そして、外郭形状間差分回路44bは、まずシフト・パタ
ーン作成回路44aでつくられた５種類の位置をずらした
外郭形状のうちから１種類を選び、その外郭形状を標準
文字パターン設定メモリ42aに記憶されている外郭形状
と重ね合せ、両者の差分に相当する座標系列を作成した
後、荷重平均演算回路44cへ向け出力する。

例えば、第６図（ｂ）には、文字種「５」の左の外郭形
状ｅと標準文字パターンのうち文字種「３」の左の外郭
形状ｆとが重ねられ、その差分形状を示す座標系列ｈが
つくられる様子が示されている。

そして、荷重平均演算回路44cは、外郭形状間差分回路4
4bから送られる差分形状を示す座標系列に対して、演算
条件設定メモリ42bから送られる演算条件に従って、標
準文字パターンの特徴部を示す範囲に所定の荷重を付加
しながら、座標系列の値をすべての座標系列にわたって
総和し、これを座標系列数で荷重平均した値を求め、こ
れを距離の差分αとして最小距離選択回路44dへ向けて
出力する。

第６図（ｂ）には、文字種「５」について、差分形状ｈ
の特徴のある範囲ｇに荷重を付加して距離演算を行い、
距離の差分αとしてｉなる値を求める様子が例示されて
いる。

このようにして、シフト・パターン作成回路44aでつく
られた５種類の位置をずらした外郭形状のすべてについ
て同様の演算を行って距離差分αを求め、最小距離選択
回路44dに向け出力する。

最小距離選択回路44dは、荷重平均演算回路44cから送ら
れてくる５種類の距離差分αのうち最小値を選択して第
２図の文字種判定回路46へ向け出力する。すなわち、左
・右それぞれの外郭形状に対して距離αの最小値がそれ
ぞれ選択出力される。

そして、第２図に示すように、文字種判定回路46は、距
離差分演算回路44から送られる左・右の外郭形状に対す
る距離差分αをそれぞれ記憶し、すべての標準文字パタ
ーンに対する距離差分αを記憶した後、左の外郭形状お
よび右の外郭形状に対する距離差αの並び換えを行う。

すなわち、ある標準文字パターンの文字種の左・右の外
郭形状に対する距離差分αの和を小さい順に並び換え、
和が最小の文字種を第１候補、和が２番目に小さい文字
種を第２候補としたとき、第１候補の値が所定の値より
小さく、かつ第１候補と第２候補との差の値が所定の値
より大きいという条件に合う場合にのみ、未知文字パタ
ーンの文字種を第１候補の文字種と判定し、その他の場
合には判読の誤りがあるものとして判定不能とする。

また、このとき、必要に応じて演算条件の特徴部を表す
範囲の座標系列のみを用い、差分αと同様にして特定範
囲のみの差分βを演算する。

このようにして求めた差分βは差分αより、未知文字パ
ターンと標準文字ターンとが不一致のときに、より大き
くなる。特に、類似文字種の場合は、もともと類似文字
種だを識別するために、特徴部のみに注目して求めた差
分β方が、差分αより大きくなり識別しやすい。

このため、文字種判定回路46は、差分αのみ、あるいは
差分α、βのいずれかを用いて文字種の判定をより高精
度で行なうことができる。

このようにして、本発明にかかる文字認識装置10によれ
ば、刻印文字を迅速かつ正確に判読することができる。

なお、既成の標準文字パターンを記憶させた標準パター
ンメモリを用いれば、ライン切換回路34は標準文字パタ
ーン自動作成回路200は省略することができる。

また、前記実施例においては、文字の外接枠として矩形
枠を用いた場合を例にとり説明したが、本発明はこれに
限らず、必要に応じて他の形状からなる外接枠を用いて
もよい。

また、前記実施例においては、刻印文字を認識する場合
を例にとり説明したが、本発明はこれに限らず、必要に
応じて他の文字の認識に用いてもよい。

また、前記実施例においては、光学的な撮像手段を用い
た場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限らず、
必要に応じて他のタイプの撮像手段を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる文字認識装置のクレーム対応
図、 第２図は本発明にかかる文字認識装置の好適な実施例の
ブロック図、 第３図は第２図に示す装置における標準文字パターン自
動作成回路の詳細ブロック図、 第４図は第３図に示す標準文字パターン自動作成回路に
おいて文字種「５」についての標準文字パターンを作成
する状態を示す説明図、 第５図は第２図に示す装置における距離差分演算回路の
詳細ブロック図、 第６図は第２図、第５図に示す実施例装置の外郭形状抽
出回路および距離差分演算回路において文字種「５」に
ついて外郭形状を抽出し標準文字パターン「３」との距
離を演算する状態を示す説明図である。 10……文字認識装置 16……撮像手段としてのTVカメラ 22……２値化回路 26……膨張・収縮回路 28……文字検出・切出し回路 30……大きさ正規化回路 32……位置正規化回路 40……外郭形状抽出回路 42……標準パターンメモリ 44……距離差分演算回路 44a……シフトパターン作成回路 44b……外郭形状間差分回路 44c……荷重平均演算回路 44d……最小距離演算回路 46……文字種判定回路 100……文字検出部 300……文字識別部 Ａ……刻印文字

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】文字の読取りを行う撮像手段と、 読取り画像データから文字画像データを切り出す文字検
   出部と、 切り出された各文字画像データから文字の外部形状を抽
   出し、文字の種別を判定する文字識別部と、 を含み、 前記文字検出部は、 読取り画像データを２値画像データに変換出力する２値
   画像化手段と、 ２値画像データから各文字の画像データを所定の外接枠
   で切り出す文字検出切出し手段と、 切り出された文字画像データの位置および大きさを正規
   化して出力する正規化手段と、 を含み、 前記文字識別部は、 正規化された文字画像データから文字の外接枠を作り、
   外接枠から文字輪郭までの距離を表す座標系列を未知の
   文字の外郭形状を表す文字パターンとして抽出する外郭
   形状抽出手段と、 各種文字の標準外接枠から文字輪郭までの距離を表す座
   標系列を標準文字パターンとして記憶するとともに、標
   準文字パターンの特徴部分を表す範囲およびその荷重値
   を標準文字パターンと対をなす文字認識用の演算条件と
   して記憶する標準パターンメモリと、 外郭形状抽出手段から出力される未知文字パターンと前
   記各標準文字パターンとを、その演算条件に従って、特
   徴部に荷重を付加しながら逐次比較し、外接枠から文字
   輪郭までの距離の差分の荷重平均値を演算する距離差分
   演算手段と、 演算された距離の差分の荷重平均値から未知文字パター
   ンの文字の種別を判定する文字種別判定手段とを含み、 前記標準パターンメモリは、 各種文字の標準外接枠から文字輪郭までの距離を平滑し
   て求めた座標系列を標準文字パターンとして記憶し、 外郭形状抽出手段は、 外接枠から文字輪郭までの距離を平滑して求めた座標系
   列を未知の文字の外郭形状を表す文字パターンとして抽
   出するように形成されたこと を特徴とする文字認識装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲（１）記載の装置におい
   て、 前記文字検出部は、 ２値画像データに膨張・収縮処理を施し、ノイズとなる
   孤立した画素データを除去し文字検出切り出し手段に向
   け出力する膨張収縮回路を有することを特徴とする文字
   認識装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲（１）（２）のいずれかに
   記載の装置において、 前記文字検出切出し手段は、 ２値画像データから各文字を一文字づつ検出し、検出し
   た各文字に対する外接矩形枠を求め、２値画像データか
   ら各文字画像データを対応する外接矩形枠で切り出すよ
   う形成され 前記標準パターンメモリは、 各種文字の標準外接矩形枠の左右両辺から文字輪郭まで
   の距離を表す左右一対の座標系列を標準文字パターンと
   して記憶するとともに、標準文字パターンの特徴部分を
   表す範囲およびその荷重値を標準文字パターンと対をな
   す文字認識用の演算条件として記憶することを特徴とす
   る文字認識装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲（１）〜（３）のいずれか
   に記載の装置において、 前記距離差分演算手段は、 外郭形状抽出手段から送られてくる未知文字パターンを
   上下左右に一画素ずつシフトし、同一文字に対し５種類
   の未知文字パターンを作成するシフトパターン作成回路
   と、 未知文字パターンと標準文字パターンの外郭形状を重合
   わせ、両者の差分に相当する座標系列を作成出力する外
   郭形状間差分回路と、 標準文字パターンと対を成す演算条件に従って特徴部に
   荷重を付加しながら、演算された距離差分に相当する座
   標系列の総和値を求め、総和値を座標系列数で荷重平均
   した値を未知文字パターンとの距離の差分として出力す
   る荷重平均演算回路と、 ５種類の未知文字パターンとの距離を最小値をすべての
   標準文字パターンについて求め、文字種別判定手段へ向
   け出力する最小距離演算回路と、 を含み、文字の位置ずれに影響されることなく文字認識
   することを特徴とする文字認識装置。
5. 【請求項５】特許請求の範囲（１）〜（４）のいずれか
   に記載の装置において、 刻印文字の認識を行なうことを特徴とする文字認識装
   置。