JPH1063774A - 文字認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像中の文字を認識する装置において、画像
データのＡ／Ｄ変換時に画像ズレを生じた画像データに
対しても、精度良く文字認識を行うことを可能にする。 【解決手段】 一つのテンプレートについて、文字付与
領域６の文字付与位置iii(ｍ₁,ｎ₁)から数画素ずれた複
数の位置ｉ,ii,iv,ｖ に対してマッチングを行う。この
複数の位置についてのマッチング評価値のうち最大であ
る評価値をそのテンプレートの真の評価値とし、テンプ
レートのうち真の評価値が最大であるテンプレートの文
字を認識結果とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、文字を含む画像中
から文字を認識する装置に関するものであり、詳細には
テンプレートを用いた文字のパターンマッチングによる
文字認識装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、人体等の被写体をＣＴ、ＭＲ
Ｉ等によって撮影して得られた医用画像の画像データ
を、各画像データに適切な画像処理を施した後、画像を
再生記録することが行われており、これらの画像データ
に基づき被写体の画像を写真感光材料等の記録材料、Ｃ
ＲＴ等に可視像として出力させる画像記録再生システム
が実用化されている。

【０００３】これらの画像記録再生システムにおいて
は、各種モダリティ（ＣＴ、ＭＲＩ等の撮影方法や装
置）によって撮影された画像等が記憶されており、記憶
されている画像データの中から常時、必要な画像データ
を検索して再生することが行われている。

【０００４】画像データを検索可能に蓄積する装置は、
一般にファイリング装置と呼ばれるものであり、上記画
像記録再生システムもファイリング装置を備えてなるも
のである。医用画像の画像データ検索に用いられる検索
情報は、一般に患者名、ＩＤ番号、撮影日、生年月日等
のＩＤ情報であり、画像データはこれらのＩＤ情報と対
応付けて記憶されている。なお、これらのＩＤ情報は、
通常、医用画像撮影時に画像中の所定箇所に付されるも
のであり、漢字、かな、英文字、数字、記号等（以下
「文字」と総称する）から構成される。従来、画像デー
タとＩＤ情報との対応付けは、外部入力装置からＩＤ情
報を入力することによって行われており操作者側の負担
となっていた。

【０００５】そこで、ファイリング装置に文字認識装置
を備え、画像からＩＤ情報を自動認識してそのＩＤ情報
と画像とを対応付けてファイリングする装置が、本出願
人により既に提案されている（特願平８−172614号）。
なお、このファイリング装置の文字認識装置としては、
例えば特願平８−172616号等に開示されているものを用
いている。

【０００６】従来、文字を含む画像から文字を認識する
ための方法としては、認識すべき文字のテンプレートを
用意し、画像と比較して認識を行うテンプレートマッチ
ングという方法が知られている。この方法は、画像上の
認識対象領域と全てのテンプレートとを順次マッチング
させ、マッチング結果が最も良いテンプレートを認識結
果とするものであり、認識対象領域が指定されていない
場合は画像上での認識対象領域を順次ずらして、画像全
面に対してマッチングをとっていく必要がある。

【０００７】以下、一般的なテンプレートマッチングに
よる認識方法を説明する。画像パターンｆとテンプレー
トパターンｇが、それぞれ図１に示すような大きさと位
置関係にあるとき、画像の点（m，n）における画像パタ
ーンｆと、テンプレートパターンｇの類似度は、以下に
示す評価関数で表される。

【０００８】

【数１】

【０００９】ここで通常、Ｒ(m,n)は相互相関係数と呼
ばれ、領域Ｄは、|i-m|＜M/2，|j-n|＜N/2を満たす
（i，j） の範囲である。画像上でテンプレートを動か
して順次、画像とテンプレートとの類似度を上記の相互
相関係数Ｒにより判別する。相互相関係数Ｒの値は大き
いほど画像の（m，n）を中心としてテンプレートに近い
図形が存在すること、すなわち、画像とテンプレートと
の相関が強いことを示し、画像とテンプレートとが完全
一致で１の値、全くの不一致で０の値をとる。通常、最
も相互相関係数Ｒの大きいものを認識結果とする。

【００１０】しかしながら、上記のテンプレートマッチ
ング方法では、各種撮影装置に使われている文字のテン
プレート全てとマッチングを行うことによって、および
マッチング領域や位置が決まっていないことによってマ
ッチング処理回数が多くなること、上記式に示されるよ
うに２乗や平方根の計算が必要であること、また、通常
多階調の画像に対してマッチングを行うことから、計算
量が多くなり認識に時間がかかるという欠点がある。

【００１１】そこで、上述の文字認識装置は、一般に撮
影装置毎に用いる文字フォント、該文字が付される領域
（文字付与領域）等が定められていることを利用して、
撮影装置情報を基に、その撮影装置固有の文字のテンプ
レートを用い、文字付与領域に対してマッチングを行う
ことにより、さらには、文字間隔毎にテンプレートを移
動させることによって処理の高速化を図っている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】通常、それらの文字認
識装置においては、撮影装置によって撮影された画像の
アナログ画像データが、Ａ／Ｄ変換されてデジタル画像
データとして入力され、マッチングはデジタル画像デー
タを用いて行われる。

【００１３】しかしながら、画像データのＡ／Ｄ変換の
際には、図２に示すように、画像ＡをＡ／Ｄ変換した画
像Ｂは本来の位置（点線）から数画素の画像ズレが生じ
る場合があり、上述の文字認識装置においてはこの画像
ズレを考慮することなくマッチングを行っているため認
識の精度が低くなる場合がある。

【００１４】そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされ
たものであって、画像データのＡ／Ｄ変換後の画像ズレ
を有するデジタル画像データに対しても、高精度な文字
認識をすることができる文字認識装置を提供することを
目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の文字認識装置
は、各種装置によって生成された文字を含む画像を担持
する画像データをＡ／Ｄ変換して得られたデジタル画像
データから前記画像中の前記文字を認識する文字認識装
置であって、前記各種装置固有の文字のテンプレートを
備えた辞書と、前記画像を生成した装置の種類に応じて
該装置に固有の文字のテンプレートを前記辞書から選択
するテンプレート選択手段と、前記各種装置と前記各種
装置固有の前記画像中の文字付与位置および文字間隔を
含む文字位置情報とを対応させて記憶する文字位置情報
記憶手段と、前記画像を生成した装置の種類に応じて前
記文字位置情報を前記文字位置情報記憶手段から選択す
る文字位置情報選択手段と、前記文字位置情報に基づく
前記文字付与位置に対して前記テンプレートを用いて文
字パターンマッチングさせ、マッチング関数の評価値が
最大であるテンプレートの文字を認識結果とするマッチ
ング手段とを備え、前記マッチング手段が、一つのテン
プレートを用いて、前記文字付与位置から僅かにずれた
複数の位置に対してもマッチングを行い、前記文字付与
位置および前記複数の位置に対して前記一つのテンプレ
ートを用いて行ったマッチングによる評価値のうち最大
の評価値を該テンプレートの真の評価値とみなし、この
時のマッチング位置を真の文字付与位置とみなし、前記
真の評価値が最大であるテンプレートの文字を前記認識
結果とするものであることを特徴とするものである。

【００１６】すなわち、本発明の文字認識装置は、画像
全体に対してテンプレートを一画素ずつずらしてマッチ
ングするのではなく、装置毎に定められている文字付与
位置に対してのみマッチングを行うことにより、処理速
度の高速化を図った文字認識装置において、画像データ
のＡ／Ｄ変換による画素ズレを考慮したマッチングを行
うために、文字付与位置から僅かにずれた複数の位置に
ついてもマッチングを行い、マッチングの最適化を図っ
たものである。

【００１７】一般に、Ａ／Ｄ変換時の画素ズレは、２次
元走査を行い変換した場合の主走査方向に生じる。その
ため、上記文字付与位置を僅かにずれた位置とは、主走
査方向に１ないし数画素ずれた位置とするものである。
なお、マッチングを行う複数の位置の数も任意に設定す
ることができる。

【００１８】また、「文字付与位置」とは、各種装置毎
に、その装置で生成した、Ａ／Ｄ変換前の画像データに
おいて、文字が定型的に付与される位置を意味するもの
であり、「文字付与位置に関する文字位置情報」とは、
その各文字の付与位置そのものであってもよいし、文字
付与領域と文字間隔との組合せ等であってもよい。後者
の場合、文字付与領域のマッチング開始位置、すなわち
先頭の文字の位置と、その文字から文字間隔分ずつずれ
た位置が文字付与位置に相当する。

【００１９】なお、上記文字認識装置において、前記マ
ッチング手段は、複数の文字からなる文字列の先頭の文
字についての文字付与位置について前記認識結果を求
め、前記認識結果である文字のテンプレートの前記真の
文字付与位置と前記文字位置情報に基づく文字付与位置
とのズレ量（前記画像ズレに起因する文字付与位置のズ
レ）を求め、前記文字列の他の文字の文字付与位置につ
いて前記ズレ量を補正した位置を該他の文字の真の文字
付与位置としてマッチングを行うものとしてもよい。

【００２０】これは、すなわち、全ての文字付与位置に
対してそれぞれわずかにずれた複数の位置についてマッ
チングを行うのではなく、文字列の先頭の文字について
の文字付与位置についてのみ最適なマッチング位置を求
めることにより画像の全体的なズレ量を求め、これによ
ってマッチング開始位置を補正することにより、先頭文
字以外の文字の文字付与位置のズレを同時に補正するも
のである。

【００２１】なお、ここで文字付与位置とは文字が付さ
れうる位置のことをいい、実際に文字が付されているか
どうかを問わない。

【００２２】なお、ここで画像とは文字および絵柄が混
在したものをいう。

【００２３】

【発明の効果】本発明の文字認識装置は、文字付与位置
のみでなく、該文字付与位置から所定画素ずれた複数の
位置に対してもマッチングを行って評価値を決定するた
め、画像データのＡ／Ｄ変換の際に発生しうる画像ズレ
の影響を受けることなく高精度なマッチングを行うこと
ができる。

【００２４】また、文字列の先頭の文字の文字付与位置
についてのマッチングにより画像のズレ量を判断し、先
頭文字に続く他の文字の文字付与位置を補正することに
よって、従来と変わらない処理速度で処理することがで
きる。

【００２５】

【発明の実施の形態】なお、以下に本発明の文字認識装
置を内包した医用画像記録再生システムについて説明す
る。

【００２６】図３に示す医用画像記録再生システム100
は、ＣＴ、ＭＲＩ等の各種撮影装置８で生成された原画
像を担持するデータがＡ／Ｄ変換器９によってデジタル
化されて原画像データＳとして入力され、該原画像に付
されているＩＤ情報Ｉを認識する本発明による文字認識
装置10と、原画像データＳに所定の信号処理を施すフォ
ーマッタ80と、該フォーマッタ80で所定の信号処理が施
された画像データ（以下、処理済画像データという）
Ｓ’を再生するプリンタ、ＣＲＴ等のイメージャー85
と、原画像データＳおよび／または処理済画像データ
Ｓ’を文字認識装置10によって認識されたＩＤ情報と対
応させて記憶手段65にファイリングするファイリング手
段60とからなる。なお、原画像データＳ入力時には、そ
の原画像を生成した装置に関する装置情報を入力手段30
よって画像記録再生システム100 の文字認識装置10に入
力する必要がある。

【００２７】ここでフォーマッタ80とは、例えば、一枚
のフイルムを互いに異なる４つの小さい領域に分けて、
その各領域にそれぞれ異なる４つの画像を縮小してプリ
ントするフォーマット、１枚のフイルム上に１つの大き
な画像をそのままプリントするフォーマット等、画像を
再生するにあたっての各種のフォーマットに適合するよ
うに原画像データを信号処理するものである。

【００２８】撮影装置８で生成された画像は、Ａ／Ｄ変
換器９においてデジタル化されて原画像データＳとして
画像記録再生システム100 に入力される。この際、その
画像を生成した装置情報も同時に入力手段30より入力さ
れる。画像記録再生システム100 においては、まず、文
字認識装置10において、入力手段30から入力された装置
情報を基に、画像に付されているＩＤ情報が認識される
（文字認識についてはは後述する）。認識されたＩＤ情
報Ｉは原画像データＳと共にファイリング手段60および
フォーマッタ80に送られる。フォーマッタ80では、原画
像データＳに対して所定の信号処理が施され、処理済画
像データＳ’が生成され、該処理済画像データＳ’を基
にイメージャー85のおいて可視画像が再生される。ファ
イリング手段60によって、文字認識装置10において認識
されたＩＤ情報Ｉと原画像データＳおよび／またはフォ
ーマッタ80で処理された処理済画像データＳ’との対応
付けをして記憶手段65にファイリングする。ファイリン
グされた画像データＳ、Ｓ’は、常時検索可能であり、
検索には検索情報として画像データと対応付けられて記
憶されているＩＤ情報を用いる。

【００２９】このように、上記画像記録再生システム10
0 においては、画像中のＩＤ情報を認識して、そのＩＤ
情報と画像データを対応付けて自動的にファイリングす
るので、画像データを生成した撮影装置の情報さえ入力
すれば、外部からＩＤ情報を入力する必要がなく、作業
効率を上げることができる。

【００３０】なお、検索情報として画像データと対応付
けられるのは認識されたＩＤ情報の全てであってもよい
し、またその一部であってもよい。例えば、ＩＤ情報と
して画像に付されている情報が、患者名、ＩＤ番号、撮
影日等、複数であった場合、それぞれの情報を検索情報
とすることができるように対応付けしてもよいし、これ
らのうちの一つを選んで、例えばＩＤ番号のみを検索情
報として対応付けをしてファイリングしてもよい。さら
に、複数の文字からなる各ＩＤ情報の最初の数文字のみ
を用いて検索情報として対応付けすることも可能であ
る。

【００３１】上記医用画像記録再生システム100 に内包
される本発明による文字認識装置10の詳細を以下に説明
する。

【００３２】文字認識装置10は図４に示すように、原画
像を生成する各種撮影装置８に固有の文字フォントのテ
ンプレート５を備えた辞書20と、原画像を生成する各種
装置毎に定められている画像中の文字付与位置に関する
文字位置情報をそれぞれ装置と対応付けて記憶する文字
位置情報記憶手段25と、外部入力手段30から入力された
装置情報に応じた文字フォントのテンプレート５を辞書
20から選択し、装置情報に応じた文字位置情報を文字位
置情報記憶手段25から選択する選択手段35と、該選択手
段35によって選択されたテンプレート５を用いて、同様
に選択された文字位置情報に基づいて画像中の文字付与
位置に対して文字パターンマッチングさせることにより
文字を認識するマッチング手段40とから成る。

【００３３】なお、本実施の形態においては、文字付与
位置に関する前記文字位置情報は、文字付与領域と文字
間隔との組合せからなるものとする。

【００３４】次に、文字認識装置10の作用を説明する。
文字認識装置10には、各種撮影装置８によって生成され
た原画像がＡ／Ｄ変換器９によりデジタルデータに変換
されて原画像データＳとして文字認識装置10に入力さ
れ、同時に外部入力手段30により認識すべき文字を含む
原画像（原画像データＳに対応する画像）を生成した装
置の情報が入力される。

【００３５】選択手段35によって、外部入力手段30によ
り入力された装置情報に応じたテンプレート、すなわち
原画像を生成した装置が用いている文字フォントのテン
プレート５が辞書20から選択され、同時にその装置情報
に応じた文字位置情報が文字位置情報記憶手段25から選
択される。マッチング手段40においては、選択されたテ
ンプレート５を用いて、文字付与領域６に対してマッチ
ングが行われる（図５）。なお、マッチングには既述の
評価関数を用いる。

【００３６】各種装置固有の文字位置情報には、文字付
与領域６のほか文字間隔に関する情報も含むため、文字
付与領域に付されうる文字同志の間隔すなわちそれぞれ
マッチングすべき文字の中心位置（文字付与位置）が明
らかである。通常、マッチングは文字の中心位置とテン
プレートの中心位置を一致させて行えばよく、そのた
め、図５（ｂ）に示すように文字付与領域６のマッチン
グ開始位置（先頭の文字付与位置）（ｍ₁，ｎ₁）から文
字間隔分ずつテンプレート５を移動させて各文字付与位
置に対してマッチングすればよい。これによって、一画
素毎にずらせてマッチングさせる場合と比較して、高速
に処理することができる。

【００３７】しかし、上述のように、データのＡ／Ｄ変
換時に生じる画素ズレ（図２）を補償するために本文字
認識装置10においては、更に以下の作用がなされる。

【００３８】一つのテンプレートについて、文字付与位
置から走査方向に前後所定画素ずつずらした複数の位置
ｉ〜ｖ（位置iii がＡ／Ｄ変換前の画像の文字付与位置
に相当する）に対してマッチングを行う。各位置におけ
るマッチング評価値のうち最大値を真の評価値とし、こ
の時のマッチング位置を真の文字付与位置とみなす。例
えば、それぞれの評価値が以下の表に示す値であるとす
る。

【００３９】

【表１】

【００４０】このとき、真の評価値は0.84、真の文字付
与位置は位置iiであるとみなすことができる。

【００４１】なお、前記所定画素の画素数は適宜設定す
ることができ、マッチングさせる複数の位置の数も変更
可能である。

【００４２】選択手段35によって選択されたフォントの
全テンプレートについて真の評価値および位置を求め、
この真の評価値が最大であるテンプレートの文字を認識
結果とする。なお、この時の真の位置と、Ａ／Ｄ変換前
の画像における文字付与位置とのズレ量が、Ａ／Ｄ変換
時に生じる画像ズレのズレ量である。

【００４３】文字付与領域６の先頭文字付与位置につい
て上記の方法によるマッチングの結果得られた画像ズレ
のズレ量を基に、他の文字付与位置のズレを調整して、
即ち、マッチング開始位置を補正して、その後は文字間
隔分づつずらせてマッチングを行う。

【００４４】このようなマッチングにより、画像ズレに
影響されない高精度な認識結果を得ることができる。

【００４５】なお、文字付与位置に関する情報として文
字付与位置のみが明らかな場合には、各文字付与位置毎
に上記の作用を行って、文字認識結果を得る。

【００４６】また、上記文字認識装置10に、画像の２値
化手段を備え、２値化画像、特に輪郭抽出した２値化画
像に対してマッチングを行うことも、処理の更なる高速
化および高精度化のために有効である。

【００４７】なお、患者名、ＩＤ番号、撮影日等のＩＤ
情報が付された画像において、特定のＩＤ情報のみ、例
えばＩＤ番号のみを認識させたい場合には、ＩＤ番号に
使用される文字のみをテンプレートとして有し、文字領
域のうちＩＤ番号が付された領域のみに対してマッチン
グさせる形態をとることもできる（他のＩＤ情報につい
ても同様である）。

【図面の簡単な説明】

【図１】文字パターンマッチング方法を説明する図

【図２】画像データのＡ／Ｄ変換による画像ズレを説明
する図

【図３】本発明の文字認識装置を内包する画像記録再生
システムのブロック図

【図４】本発明の文字認識装置のブロック図

【図５】本発明の文字認識装置によるマッチング方法を
説明する図

【符号の説明】

５ テンプレート ８ 撮影装置 ９ Ａ／Ｄ変換器 10 文字認識装置 20 辞書 25 文字位置情報記憶手段 30 入力手段 35 選択手段 40 マッチング手段 60 ファイリング手段 65 記憶手段 80 フォーマッタ 85 イメージャー 100 画像記録再生システム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各種装置によって生成された文字を含む
   画像を担持する画像データをＡ／Ｄ変換して得られたデ
   ジタル画像データから前記画像中の前記文字を認識する
   文字認識装置であって、 前記各種装置固有の文字のテンプレートを備えた辞書
   と、 前記画像を生成した装置の種類に応じて該装置に固有の
   文字のテンプレートを前記辞書から選択するテンプレー
   ト選択手段と、 前記各種装置と前記各種装置固有の前記画像中の文字付
   与位置に関する文字位置情報とを対応させて記憶する文
   字位置情報記憶手段と、 前記画像を生成した装置の種類に応じて前記文字位置情
   報を前記文字位置情報記憶手段から選択する文字位置情
   報選択手段と、 前記文字位置情報に基づく前記文字付与位置に対して前
   記テンプレートを用いて文字パターンマッチングさせ、
   マッチング関数の評価値が最大であるテンプレートの文
   字を認識結果とするマッチング手段とを備え、 前記マッチング手段が、一つのテンプレートを用いて、
   前記文字付与位置から僅かにずれた複数の位置に対して
   もマッチングを行い、前記文字付与位置および前記複数
   の位置に対して前記一つのテンプレートを用いて行った
   マッチングによる評価値のうち最大の評価値を該テンプ
   レートの真の評価値とみなし、この時のマッチング位置
   を真の文字付与位置とみなし、前記真の評価値が最大で
   あるテンプレートの文字を前記認識結果とするものであ
   ることを特徴とする文字認識装置。
2. 【請求項２】前記マッチング手段が、複数の文字からな
   る文字列の先頭の文字についての文字付与位置について
   前記認識結果を求め、前記認識結果である文字のテンプ
   レートの前記真の文字付与位置と前記文字位置情報に基
   づく文字付与位置とのズレ量を求め、前記文字列の他の
   文字の文字付与位置について前記ズレ量を補正した位置
   を該他の文字の真の文字付与位置としてマッチングを行
   うものであることを特徴とする請求項１記載の文字認識
   装置。