JPH08272970A

JPH08272970A - 画像認識装置

Info

Publication number: JPH08272970A
Application number: JP7074221A
Authority: JP
Inventors: Masushige Takahata; 培栄高畠; Tatsuro Ozawa; 達郎小沢; Akio Nagamori; 昭雄永守
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】一部が欠けた画像についても安定して正確な
照合処理を行うことができる画像認識装置を提供する。【構成】認識しようとする被認識画像を含む画像を表
す取り込み画像データを入力するための画像データ入力
手段１と、照合処理の基準となる既知画像データを記憶
した画像データ記憶手段２と、上記被認識画像と異なる
濃度の非被認識画像の領域を取り込み画像データから除
去するためのマスクデータを作成するマスク作成手段３
と、そのマスクデータ等に基づいてマスク済み既知画像
データおよびマスク済み取り込み画像データを作成する
各マスキング手段４，６と、マスク済み既知画像データ
とマスク済み取り込み画像データとを照合する照合手段
７と、照合手段７の照合結果に基づいて被認識画像に対
する判定を下す判定手段８とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一部が欠けた画像を認識
する画像認識装置に関し、特にスクラッチ・オフ式抽選
券の当否判定に用いて好適な画像認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、既知の画像情報に基づいて、
対象画像と一致する既知の画像を特定する照合判定を行
うための様々な装置が、研究・開発されている。これら
の装置としては、対象画像と既知画像とのパターンマッ
チングを行うものや、既知画像の特徴点を抽出した後
に、抽出された特徴点と対象画像とを比較するものなど
が広く知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、スク
ラッチ・オフ式の抽選券が増加してきている。スクラッ
チ・オフ式抽選券とは、券の表面に固有の番号・絵柄を
各種印刷法により印刷し、さらにその上に、例えば、ア
ルミニウム粉と樹脂から形成される不透明かつ剥離可能
な遮蔽インキで隠蔽部分を印刷してなる抽選券である。
このような抽選券の購入者は、隠蔽部分を硬貨などの硬
質の物質で削って遮蔽インキを剥離させ、遮蔽インキの
背後に印刷された番号・絵柄を視認し、その番号・絵柄
が当選番号・絵柄と一致するか否かを判断する。

【０００４】ここで抽選券が当たりくじであった場合、
その抽選券の購入者は、抽選券と金品の引換を抽選券の
販売元に要求する。販売元では、当該抽選券の番号・絵
柄が当選番号・絵柄であるか否かを判定し、問題がなけ
れば金品の引換に応じる。しかしながら、当選番号・絵
柄であるか否かの判定は目視により為されており、判定
の正確さおよび安定性に問題があった。販売元が一度引
換えた金品を回収することは極めて困難であるため、上
記判定に誤りがあると、販売元は大きな損失を被ること
になる。

【０００５】こうしたことから、より正確な判断を安定
して行うことが可能な従来の画像認識装置を適用して上
記判定を行うことも考えられるが、従来の画像認識装置
をそのまま適用しても正確な判定を安定して行うことは
困難である。以下、その理由を説明する。

【０００６】購入者は、スクラッチ・オフ式抽選券に印
刷された番号・絵柄を視認する際、必ずしも全ての遮蔽
インキを剥離しない。これは、人間が、視認した一部の
情報から遮蔽インキの背後に隠れた情報をある程度推測
することができるためである。したがって、販売元に
は、番号・絵柄の一部しか露出していない抽選券が持ち
込まれることが多々あるのである。

【０００７】このような抽選券に対して、従来の画像認
識装置を適用すると、対象画像中に印刷された番号・絵
柄以外の情報（ノイズ）が混入した不定形の画像と既知
の画像を照合することになり、当選券であるにも関わら
ず、既知の当選番号・絵柄を表すいかなる画像とも異な
るという比較結果となる虞れが多分にある。このような
不都合を避けるためには、持ち込まれた抽選券の遮蔽イ
ンキを完全に剥離し、従来の画像認識装置を適用できる
ようにする前処理が必要となる。すなわち、不正確な判
定が為される、あるいは多大な手間がかかることにな
る。

【０００８】本発明は、上述した事情に鑑みて為された
ものであり、一部が欠けた画像についても安定して正確
な照合処理を行うことができる画像認識装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
る画像認識装置は、認識しようとする被認識画像を含む
画像を表す取り込み画像データを入力するための画像デ
ータ入力手段と、照合処理の基準となる既知画像データ
を記憶した画像データ記憶手段と、該取り込み画像デー
タにおいて、該被認識画像と異なる色相あるいは濃度あ
るいは何らかの光学的特性を有する不定形の非被認識画
像の領域を前記取り込み画像データから除去するための
マスクデータを作成するマスク作成手段と、該マスクデ
ータおよび前記既知画像データに基づいて該マスクデー
タで表されるマスクを前記既知画像データで表される画
像にかけて得られる画像を表すマスク済み既知画像デー
タを作成する既知画像マスキング手段と、該取り込み画
像データおよび該マスクデータに基づいて該マスクデー
タで表されるマスクを該取り込み画像データで表される
画像にかけて得られる画像を表すマスク済み取り込み画
像データを作成する取り込み画像マスキング手段と、前
記マスク済み既知画像データと前記マスク済み取り込み
画像データとを照合する照合手段と、前記照合手段の照
合結果に基づいて該被認識画像を認識する認識手段とを
具備することを特徴としている。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のも
のにおいて、前記画像データ入力手段はスクラッチ・オ
フ式の印刷物を光学的に走査または撮像して前記取り込
み画像データを入力し、前記マスク作成手段は、前記取
り込み画像データから該印刷物における隠蔽部分を除去
するためのマスクデータを作成することを特徴としてい
る。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明によれば、画像データ入力
手段が認識しようとする被認識画像を含む画像を表す取
り込み画像データを入力し、マスク作成手段が、該取り
込み画像データにおいて、該被認識画像と異なる色相あ
るいは濃度あるいは何らかの光学的特性を有する不定形
の非被認識画像の領域を前記取り込み画像データから除
去するためのマスクデータを作成する。このマスクデー
タと画像データ記憶手段に記憶された既知画像データと
に基づいて、既知画像マスキング手段がマスク済み既知
画像データを作成し、前記マスクデータと該取り込み画
像データとに基づいてマスク済み取り込み画像データを
作成する。さらに、照合手段が、マスク済み既知画像デ
ータとマスク済み取り込み画像データとを照合し、その
照合結果に基づいて認識手段が該被認識画像を認識す
る。また、請求項２記載の発明によれば、前記画像デー
タ入力手段がスクラッチ・オフ式の印刷物を光学的に走
査または撮像して前記取り込み画像データを入力し、前
記マスク作成手段が、該取り込み画像データから該印刷
物における隠蔽部分を除去するためのマスクデータを作
成する。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例に
ついて説明する。図１は本発明の一実施例による画像認
識装置の機能構成を示すブロック図であり、この図に示
される画像認識装置は、スクラッチ・オフ式抽選券の当
否の判定を行うシステムに適用されるものである。

【００１３】上記システムは、例えば、ＲＡＭ、所定の
プログラムを記憶したＲＯＭ、ＲＯＭに記憶されたプロ
グラムを実行するＣＰＵ、ハードディスク、各種Ｉ／Ｏ
インタフェースを内蔵するコンピュータと、コンピュー
タからの指示に応じて抽選券を移送（挿入口から撮像位
置への搬入および撮像位置から排出口への搬出）する移
送手段と、撮像位置の抽選券を撮像して画像データをコ
ンピュータへ入力するための十分に高い解像度のＣＣＤ
カメラと、コンピュータによる当否の判定結果を操作者
へ伝達するディスプレイおよび音声合成装置とから構成
される。

【００１４】本実施例による画像認識装置は上記システ
ム上に実現されており、物理的な装置構成は上述したシ
ステムと共通であるため、以下、各機器により実現され
る画像認識装置の機能構成について説明する。図１にお
いて、１は画像データ入力手段であり、撮像位置の印刷
物に対応する画像データを出力する。ここで出力される
画像データは、例えば、２５６階調のグレースケール画
像データとなる。

【００１５】２は画像データ入力手段１から出力される
画像データのうち、照合処理の基準画像の元画像を表す
既知画像データを記憶する。通常、抽選券の番号・絵柄
は「０」〜「９」の組み合わせとなるため、本実施例で
は、図４に示されるような既知画像データＡ１〜Ａ１０
が画像データ記憶手段２に記憶される。再び図１におい
て、３は画像データ入力手段１から出力される画像デー
タに基づいてマスクデータを作成するマスク作成手段で
あり、具体的なマスク作成処理について、図２（ａ），
図２（ｂ），図３（ａ），図３（ｂ）を参照して説明す
る。

【００１６】マスク作成手段３は、画像データ入力手段
３から、例えば、図３（ａ）に示される画像データＢが
出力されると、この画像データＢを所定の方向（水平方
向あるいは垂直方向など）へ走査し、各走査線Ｃ１〜Ｃ
ｎ（ただし、ｎは１以上の整数）毎に濃度分布を求め、
濃度レベルが最も高い印刷画像部分を最高レベル、濃度
レベルが最も低い無印刷部分を最低レベルとしてコント
ラストを高める。ここでコントラストを高めるのは、各
階調間の差を大とし、認識すべきでない画像が存在する
非被認識部と周囲のものとの差を際立たせるためであ
る。こうして得られた濃度分布図の一例が図２（ａ）に
示されるものであり、このような分布図が各走査線Ｃ１
〜Ｃｎに対応してそれぞれ求められる。

【００１７】また、マスク作成手段３は、得られた濃度
分布に基づいて、非被認識部を確定する。具体的には、
図２（ｂ）に示されるように、第１のスライスレベルＬ
１および第２のスライスレベルＬ２をしきい値として階
段状の分布に変換し、第１のスライスレベルＬ１および
第２のスライスレベルＬ２間の濃度に対応する領域を非
被認識部とする。このような処理を全ての走査線Ｃ１〜
Ｃｎに対応して行うことにより、図３（ｂ）に示される
ようなマスクデータＭが得られるのである。

【００１８】なお、上記スライスレベルＬ１，Ｌ２は、
印刷および遮蔽インキの濃度や、紙質、撮像時の使用光
源の特性などに基づいて予め設定されるものである。本
実施例では、印刷インキをカーボンブラックとするとと
もに、遮蔽インキをアルミニウム粉および樹脂から構成
し、撮像時の使用光源を白色のハロゲン光としており、
この条件下で隠蔽部分（遮蔽インキ）を特定可能なよう
に各レベルＬ１およびＬ２が設定されている。

【００１９】再び、図１において、４は既知画像マスキ
ング手段であり、画像データ記憶手段２に記憶された各
既知画像データＡ１〜Ａ１０に対して、マスク作成手段
３で作成されるマスクデータＭによるマスキング処理を
施し、図４に示されるようなマスク済み既知画像データ
Ｄ１〜Ｄ１０を作成する。また、図１において、５はマ
スク済み既知画像データ記憶手段であり、既知画像マス
キング手段４で作成されるマスク済み既知画像データＤ
１〜Ｄ１０を記憶する。

【００２０】６は取り込み画像マスキング手段６であ
り、画像データ入力手段１から照合処理の対象となる取
り込み画像データが出力されると、その取り込み画像デ
ータに対して、マスク作成手段３で作成されるマスクデ
ータＭによるマスキング処理を施し、図３（ｃ）に示さ
れるようなマスク済み取り込み画像データＥを作成す
る。また、図１において、７は照合手段であり、取り込
み画像マスキング手段６で作成されるマスク済み取り込
み画像データＥに対して、マスク済み既知画像データ記
憶手段５に記憶されたマスク済み既知画像データＤ１〜
Ｄ１０に基づいたパターンマッチング処理を行う。

【００２１】ここで使用されるパターンマッチングの手
法は、従来より知られている手法でよく、例えば、自己
相関を用いた手法が適用され、各マスク済み既知画像デ
ータＤ１〜Ｄ１０毎に、マスク済み取り込み画像データ
Ｅと一致する確率が求められる。また、８は照合手段７
で得られた各マスク済み既知画像データＤ１〜Ｄ１０に
対応して得られた各確率から、最も高い確率のマスク済
み既知画像データを選択する。そして、その確率が予め
設定された有意水準に達し、かつ、他のマスク済み既知
画像データの確率と予め設定された値以上異なる場合に
は、当該マスク済み既知画像データとマッチングしたも
のと判定するとともに、上記以外の場合にはマッチング
結果が有意でなかったものと判定する。

【００２２】次に、上述した構成の画像認識装置の動作
について、図５を参照して説明する。上記画像認識装置
によれば、個々の抽選券に対する画像認識に先立って、
画像入力データ入力手段１から既知画像データＡ１〜Ａ
１０が入力され、画像データ記憶手段２に記憶される。
このような処理が為された後に、画像データ入力手段１
を介して、抽選券に印刷された番号・絵柄の一部の画像
データ（例えば、図３（ａ）の取り込み画像データＢ）
が読み込まれ、マスク作成手段３へ供給される（ステッ
プＳ１）。

【００２３】次に、マスク作成手段３により、取り込み
画像データＢに基づいて、図３（ｂ）のマスクデータＭ
が作成され（ステップＳ２）、このマスクデータＭに基
づいて、既知画像マスキング手段４により既知画像デー
タＡ１〜Ａ１０に対するマスキング処理が施され、これ
により作成されたマスク済み既知画像データＤ１〜Ｄ１
０がマスク済み既知画像データ記憶手段５に記憶され
る。また、これに並行して、マスクデータＭに基づい
て、取り込み画像データＢに対するマスキング処理が施
され、図３（ｃ）のマスク済み取り込み画像データＥが
作成される（ステップＳ３）。

【００２４】次に、ステップＳ３で得られたマスク済み
既知画像データＤ１〜Ｄ１０およびマスク済み取り込み
画像データＥに基づいて、パターンマッチング処理が行
われる。この際、隠蔽部の画像が取り去られた画像デー
タ同士の比較となるため、通常のパターンマッチング手
法を適用することが可能である。そして、上記パターン
マッチング処理の結果に基づいて、有為なマッチングが
得られたか否かが判断される（ステップＳ４）。実際の
システムでは、上述したステップＳ１〜Ｓ４の処理が、
最大で抽選券に印刷された番号・絵柄の桁数だけ繰り返
され、最終的な当否の判定が為される。

【００２５】以上説明したように、本発明の一実施例に
よれば、非被認識画像（遮蔽インキの画像）によるノイ
ズを除去した状態でパターンマッチングを行うことがで
きるため、従来と同様なパターンマッチング手法を用い
て極めて高精度の照合処理を行うことができる。

【００２６】なお、上述した一実施例においては、既知
の画像データについても印刷物（抽選券）を撮像して得
るようにしたが、これに限らず、例えば、予め既知画像
データが記憶された各種記憶媒体から、あるいは通信回
線経由でディジタルデータを読み出して既知画像データ
として用いてもよい。また、画像データの階調は２５６
階調に限定されるものではない。

【００２７】さらに、第１および第２のスライスレベル
Ｌ１，Ｌ２を適宜設定することにより、様々な種類の遮
蔽インキや光源などを用いたものに適用可能である。ま
た、例えば、色相や彩度、反射率などの濃度以外の光学
的特性に着目して非被認識部を特定するようにしてもよ
い。さらに、画像データ入力手段１と取り込み画像マス
キング手段６との間、マスク作成手段３の後段、取り込
み画像マスキング手段６の後段にそれぞれ記憶手段を設
け、画像データまたはマスクデータを一時記憶するよう
にしてもよい。

【００２８】また、抽選券の被認識部全てに対応する一
つのマスクデータを作成し、このマスクデータの一部を
順次利用してマスキング処理を行うようにしてもよい。
さらに、抽選券の被認識部全てに対応する一つの画像デ
ータを取り込み、この画像データの一部を順次利用して
照合処理を行うようにしてよい。また、既知画像データ
を当選番号・絵柄を表す画像データとし、一枚の抽選券
に対して一回の照合処理で判定を終えるようにしてもよ
い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像データ入力手段が認識しようとする被認識画像を含
む画像を表す取り込み画像データを入力し、マスク作成
手段が、該取り込み画像データにおいて、該被認識画像
と異なる色相あるいは濃度あるいは何らかの光学的特性
を有する不定形の非被認識画像の領域を前記取り込み画
像データから除去するためのマスクデータを作成する。
このマスクデータと画像データ記憶手段に記憶された既
知画像データとに基づいて、既知画像マスキング手段が
マスク済み既知画像データを作成し、前記マスクデータ
と該取り込み画像データとに基づいてマスク済み取り込
み画像データを作成する。さらに、照合手段が、マスク
済み既知画像データとマスク済み取り込み画像データと
を照合し、その照合結果に基づいて認識手段が該被認識
画像を認識する。

【００３０】したがって、スクラッチ・オフ式の印刷物
上の画像などを認識する際に、隠蔽部分（ノイズ）を除
去した状態で照合および認識を行うことができる。よっ
て、一部が欠けた画像に対しても、従来と同様なパター
ンマッチング手法を用いて極めて高精度の照合および認
識処理を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による画像認識装置の機能構
成を示すブロック図である。

【図２】同装置によるマスクデータ作成処理を説明する
ための図であり、（ａ）は変換前、（ｂ）は変換後の濃
度分布を示す。

【図３】同装置による取り込み画像データＢに対するマ
スキング処理を説明するための図であり、（ａ）は取り
込み画像データＢ、（ｂ）はマスクデータＭ、（ｃ）は
マスク済み取り込み画像データＥを示す。

【図４】同装置による既知画像データＡ１〜Ａ１０に対
するマスクキング処理を説明するための図である。

【図５】同蔵置による画像認識処理を説明するためのフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１画像データ入力手段２画像データ記憶手段３マスク作成手段４既知画像マスキング手段５マスク済み既知画像データ記憶手段６取り込み画像マスキング手段７照合手段８判定手段（認識手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】認識しようとする被認識画像を含む画像
を表す取り込み画像データを入力するための画像データ
入力手段と、照合処理の基準となる既知画像データを記憶した画像デ
ータ記憶手段と、該取り込み画像データにおいて、該被認識画像と異なる
色相あるいは濃度あるいは何らかの光学的特性を有する
不定形の非被認識画像の領域を前記取り込み画像データ
から除去するためのマスクデータを作成するマスク作成
手段と、該マスクデータおよび前記既知画像データに基づいて該
マスクデータで表されるマスクを前記既知画像データで
表される画像にかけて得られる画像を表すマスク済み既
知画像データを作成する既知画像マスキング手段と、該取り込み画像データおよび該マスクデータに基づいて
該マスクデータで表されるマスクを該取り込み画像デー
タで表される画像にかけて得られる画像を表すマスク済
み取り込み画像データを作成する取り込み画像マスキン
グ手段と、前記マスク済み既知画像データと前記マスク済み取り込
み画像データとを照合する照合手段と、前記照合手段の照合結果に基づいて該被認識画像を認識
する認識手段とを具備することを特徴とする画像認識装
置。
【請求項２】前記画像データ入力手段はスクラッチ・
オフ式の印刷物を光学的に走査または撮像して前記取り
込み画像データを入力し、前記マスク作成手段は、該取り込み画像データから該印
刷物における隠蔽部分を除去するためのマスクデータを
作成することを特徴とした請求項１記載の画像認識装
置。