JPS6262391B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は任意の帳票、本等の文書中の文字を自
動的に読み取る装置に関するものである。

従来のこの種装置は読み取ることが可能な文書
としてレフアレンスマークを予め印刷しておいた
もの、あるいは指定枠を印刷しておきその中に正
しく文字が書かれたものなど、その書式、形式が
限定されており、任意の帳票、本等の文書につい
ては文字読取がまつたく不可能であるという欠点
があつた。

本発明は上記従来の欠点を除去するため、帳
票、本等の文書を白画素、黒画素の２値画像とし
て取込み、その全画面を走査し、白画素を検出し
た際にはその周囲の画素に含まれる黒画素数を調
べその数に応じて黒画素に変更する処理を行つて
文字列をパターン化したボカシ画像となし、該ボ
カシ画像を走査して文字列の位置、長さ等を認識
し、この認識結果にしたがつて個々の文字を読取
るようにしたもので、その目的とするところは任
意の文書から正確にかつ短時間で文字を自動的に
読取る装置を提供することにある。以下、図面に
ついて本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の文字自動読取装置の一実施例
を示す概略構成図で、図中１は文書、２は撮像
部、３はボカシ画像作成部、４は文字列認識部、
９は読取ヘツド駆動部５、読取ヘツド６、文字切
出部７、文字認識部８より構成される文字読取り
手段であり、この装置の動作概要は次のとおりで
ある。すなわちボカシ画像作成部３からTVカメ
ラを備えた撮像部２へ画像取込みの指令が出され
ると、撮像部２は文書１の書面にTVカメラの焦
点を合わせた状態で該文書１を白画素・黒画素の
２値画像として撮影し、該画像はボカシ画像作成
部３にて全画面が走査され白画素が検出された場
合にはその周囲の画素に含まれる黒画素数が調べ
られその数に応じて黒画素に変更する処理がなさ
れ文字列をパターン化したボカシ画像とし、文字
列認識部４にて文字列の位置、長さ等が認識さ
れ、この認識結果に基づく読取ヘツド駆動部５の
動作によつて読取ヘツド６が文書１の文字列に沿
つて走査し１列毎の文字情報が取り出され、該文
字情報は文字切出部７で１文字ずつ切り出され文
字認識部８で文字認識されコード化される如くな
つている。

次に上記ボカシ画像作成の原理を第２図を用い
て説明する。第２図は焦点位置の制御による画像
及びその濃度の変化のようすを示したもので、撮
像部２のTVカメラの焦点が文書１の書面に合つ
た状態で取込んだ文字の一部分の濃度分布２１は
焦点を書面よりずらしてボカシ画像にすると濃度
分布２２のように変化する。ここで白・黒の２値
画像に変換する濃度を閾値２３に設定すると、濃
度分布２２に対応するボカシ画像のパターン２５
は原文字のパターン２４より広くなる。ところ
で、ｘ−ｙ面上の点光源の焦点のずれによる像は
結像面ξ−η上の半径ｐの明るさ一様の錯乱円と
なる。すなわち広がり関数ｈ（ξ，η）は （ただしａは定数） となる。強度分布をそれぞれｇ（ｘ，ｙ）、
g′（ξ，η）とすると、 g′（ξ，η）＝〓^∞ _−∞ｇ（ｘ，ｙ） ｈ（ξ−ｘ，η−ｙ）dxdy …(2) が成り立つ。式(1)，(2)より点（ξ，η）の濃度を
計算するためには点（ξ，η）を中心とする半径
ｐの円内の点についてのみ式(2)の被積分関数を計
算すればよい。この性質を利用して錯乱円に対応
した画素範囲を考えボカシ処理を行なう。第３図
ａにｐ＝１画素、第３図ｂにｐ＝２画素の錯乱円
に対応した画素範囲の例を示す。第３図ａまたは
ｂにおいて中心の画素Ａが黒の時まそのままと
し、白の時は画素Ａの周囲の画素B₁〜B₈（また
はB₁〜B₂₀）中の黒画素数を調べる。ここで前記閾
値２３に対応する黒画素数の閾値Ｎをｐの値に従
つて設定し、画素B₁〜B₈（またはB₁〜B₂₀）中の
黒画素数がＮ以上なら画素Ａを黒に変更する。こ
のボカシ処理を２値画像の全画面にわたつて行な
うことによりボカシ画像を作成する。

第４図はボカシ画像作成部３の構成図で、図中
３０は撮像部２より送られる文書１の画像を白画
素を“０”、黒画素を“１”に対応させて格納す
る画像メモリ、３１は画像メモリ３０を走査する
アドレス・レジスタ、３２は画素範囲の指示情
報、３３は指示情報３２に従つて画像メモリ３０
内の画素を読出すアドレス・レジスタ、３４は画
像メモリ３０から読出された画素を“１”と比較
する比較器、３５は比較器３４で検出した黒画素
数を計数するカウンタ、３６はカウンタ３５の数
値と前記指示情報３２によつて決定される閾値Ｎ
とを比較する比較器、３７は“１”を格納したメ
モリ、３８は“１”情報を一旦格納しておくバツ
フアメモリ、３９は画素範囲内の画素の読出し終
了信号である。画素範囲の指示情報３２は文書１
の文書サイズ、文字サイズ及び文字認識部の認識
結果のフイードバツク情報等よりｐの値をいくら
にするかを決定するもので、人手を介してもしく
は図示しない制御回路より与えられるものであ
る。

画像メモリ３０はアドレス・レジスタ３１によ
り全画面の画素が走査される。“１”（黒画素）は
そのまま保存されるが、“０”（白画素）を検出す
るとアドレス・レジスタ３１の走査は停止し、指
示情報３２に従つて該“０”を中心画素とする画
素範囲の画素がアドレス・レジスタ３３により読
出され、比較器３４で順次“１”と比較される。
比較器３４は読出される画素が“１”の都度、カ
ウンタ３５を歩進し、該カウンタ３５の内容は読
出し終了信号３９が発せられた時点で比較器３６
にて閾値Ｎと比較され閾値Ｎ以上であればメモリ
３７を駆動して“１”をバツフアメモリ３８に格
納し、閾値Ｎより小さければそのままアドレス・
レジスタ３１を再起動させ次の走査を行なわせ
る。バツフアメモリ３８内の情報は適宜、画像メ
モリ３０の内容と論理和をとることにより画像メ
モリ３０内に移される。このような処理が全画面
にわたつて施こされ画像メモリ３０内の文書の文
字列がパターン化されボカシ画像に変換され、文
字列認識部４に送出される。

第５図は文字列認識部４の構成図で、図中４１
はボカシ画像作成部３より送出されるボカシ画像
を格納する画像メモリ、４２はボカシ画像より文
書中の「付表、図面」等を除いた文字領域のみを
取り出す文字領域切出回路、４３は画像メモリ４
１内の画像の傾きを検出しTVカメラの回転等に
より補正する傾き補正回路、４４は文字列のボカ
シパターンの幅の平均値ｍ及びその標準偏差σを
算出するｍ，σ算出回路、４５は文字列のボカシ
パターンの中点を平均した文字列線を抽出する文
字列線抽出回路、４６は文字列のボカシパターン
の上下左右端を検出する文字列端検出回路であ
る。文字領域切出回路４２及び傾き補正回路４３
は読取対象が文字のみから構成される文書の場
合、及び文書ガイド等により文書の傾きが無い場
合においてはそれぞれ不要である。

第６図は画像メモリ４１に格納されたボカシ画
像の一例を示すもので、図中１０１は文字列のボ
カシパターン、１０２はボカシパターン１０１の
幅、１０３は幅１０２の中点、１０４はボカシパ
ターン１０１の切れ目、１０５はボカシパターン
１０１の改行部、１０６はボカシパターン１０１
のくびれ、１０７はボカシパターン１０１の端部
の凹凸、１０８は紙面の汚れ等がパターン化した
ノイズ、１０９，１１０，１１１，１１２はボカ
シパターン１０１の中点１０３の座標を平均して
求めた文字列線、１１３及び１１４は文字列に平
行なｘ座標及び垂直なｙ座標を表わす矢印、１１
５はｙ座標方向の走査線である。

次に文字列認識の動作について述べる。まず、
ｍ，σ算出回路４４で画面全体を走査線１１５の
方向に走査し、ボカシパターン１０１の幅１０２
の平均値ｍ及びその標準偏差σを算出し文字列線
抽出回路４５に送出する。次に文字列線抽出回路
４５ではｙ方向を主走査とする走査を各ボカシパ
ターン毎に行ない第７図に示すフローチヤートに
従つてボカシパターンの中点の座標を求め、それ
を平均化して文字列線の座標を決定する。いま、
文字列線１０９の座標ｌ（ｋ−１）が既に求めら
れており、新たに文字列線１１０の座標ｌ（ｋ）
を求めようとする場合、走査開始の指令により文
字列線１０９のｙ座標を開始点としてｙ方向の走
査を行ない、最初に交叉したボカシパターンの中
点Ｃ（ｎ）（ｎはｘ方向の走査番号を表わす。）及
び幅ｄを算出する。判断１では幅ｄとｍ，σ算出
回路４４で求めた平均値ｍ及び標準偏差σより端
部の凹凸１０７とノイズ１０８を除去する判断を
行ない、yesの場合はそのＣ（ｎ），ｄを消去し
て更にｙ方向の走査を続行し、NOの場合は判断
２へ進む。判断２では前回の走査時に得た中点の
座標Ｃ（ｎ−１）を利用して切れ目１０４を通過
したか否かの判断を行ない、yesの場合はそのＣ
（ｎ），ｄを消去して次の走査を開始させ、NOの
場合は判断３へ進む。判断３は改行部１０５また
はくびれ１０６を通過したか否かの判断を行な
い、NOの場合はＣ（ｎ）が求める文字列線１１
０のボカシパターンに属すると判断してこれを記
憶し次の走査を開始させ、Yesの場合は判断４へ
進む。判断４は通過したのが改行部１０５、また
はくびれ１０６のどちらであるかを前回の文字列
線１０９のｙ座標ｌ（ｋ−１）を利用して判断
し、Yesの場合はくびれ１０６と判断してそのＣ
（ｎ），ｄを消去し更にｙ方向の走査を続行し、
NOの場合は改行部１０５を通過したと判断しＣ
（ｎ）が求める文字列線１１０に属する最初の中
点であると判定してそれ以前の中点の座標を消去
し次の走査に進ませる。ｙ方向の走査が画面の右
端まで完了した時点で、文字列線１１０のボカシ
パターンに属すると判断された中点座標Ｃ（ｎ）
を平均し文字列線１１０のｙ座標ｌ（ｋ）を算出
する。同様にして文字列線１１１以下の座標を求
めることができる。

文字列端検出回路４６は第８図に示すように前
記求めた文字列線、例えば１１０の座標ｌ（ｋ）
を基準としてその上下方向の走査１１６，１１７
を文字列線１１０の左端から右端まで行ないボカ
シパターンの上下方向の最大値を検出し上端１１
８、下端１１９の座標を検出し、文字列線１１０
を中心とする所定幅、左右方向の走査１２０，１
２１を行ないボカシパターンの左右方向の最大値
を検出して左端１２２、右端１２３の座標を検出
する。

前記の如くして求められた文字列の位置、長
さ、幅の認識結果は読取ヘツド駆動部５に送出さ
れ、前述したように読取ヘツド６が駆動され、以
下、文書１の個々の文字認識がなされる。なお、
撮像部２、文字読取り手段９を構成する読取ヘツ
ド駆動部５、読取ヘツド６、文字切出部７、文字
認識部８については従来の文字読取装置等で用い
られていたものをそのまま使用できるので、特に
言及しない。また読取ヘツド駆動部５、読取ヘツ
ド６の代りに撮像部２のTVカメラを走査及びズ
ーミング可能としてこれを制御して文字列の個々
の文字の読取りを行なうようにしてもよい。

以上説明したように本発明によれば帳票、本等
の文書を白画素、黒画素の２値画像として取込む
撮像部と、前記２値画像の全画面を走査し白画素
を検出した際にはその周囲の画素に含まれる黒画
素数を調べその数に応じて該白画素を黒画素に変
更する処理を行なつて文字列をパターン化したボ
カシ画像に変換するボカシ画像作成部と、前記パ
ターン化したボカシ画像を走査し文字列の位置、
長さ等を認識する文字列認識部と、前記文字列の
位置、長さ等の認識結果にしたがつて文字列中の
個々の文字を読取る文字読取り手段とよりなるの
で、文書の画像をそのまま２値画像として取込
み、走査し、白画素についてその周囲の画素中の
黒画素数によつて黒画素に変換するだけで文字列
を原文字の高周波成分を除去したパターンとする
ボカシ画像になし得るため、その処理時間を短縮
することができ、あらゆる書式、形式の文字の文
字列を正しく認識でき正確な文字の読取りができ
る。また文書の撮像部や、個々の文字の読取り手
段として従来の文字読取装置等の部品をそのまま
使用し得るため装置のコスト低減をなし得る。更
に文書の２値画像中の黒画素はそのまま保存する
ので撮像部のカメラの焦点制御によるボカシ処理
を行なつた場合に起る低密度の文字の消失がな
く、また視野の変化がないためその補正回路も必
要とせず装置が簡略化される。また従来では任意
の書式、形式を有する文書の内容はキーボード等
により人手を介して各種処理装置へ入力されてい
たが、本装置によれば、そのまま読み取ることが
できるため、その入力処理に関する時間を大幅に
削減することができ、大量の既存文書よりデータ
ベースを作成する際の自動入力装置及びデータ通
信における端末の入出力装置として利用し得る等
の利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
本発明の文字自動読取装置の概略構成図、第２図
は焦点位置の制御による画像及びその濃度の変化
の説明図、第３図ａ，ｂはｐ＝１画素、ｐ＝２画
素の錯乱円にそれぞれ対応した画素範囲の説明
図、第４図はボカシ画像作成部の構成図、第５図
は文字列認識部の構成図、第６図はボカシ画像の
一例を示す説明図、第７図は文字列線抽出回路の
フローチヤート、第８図はボカシパターンの上下
左右端の検出の説明図である。 １……文書、２……撮像部、３……ボカシ画像
作成部、４……文字列認識部、９……読取ヘツド
駆動部５、読取ヘツド６、文字切出部７、文字認
識部８よりなる文字読取り手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 帳票、本等の文書を白画素、黒画素の２値画
   像として取込む撮像部と、前記２値画像の全画面
   を走査し白画素を検出した際にはその周囲の画素
   に含まれる黒画素数を調べその数に応じて該白画
   素を黒画素に変更する処理を行なつて文字列をパ
   ターン化したボカシ画像に変換するボカシ画像作
   成部と、前記パターン化したボカシ画像を走査し
   文字列の位置、長さ等を認識する文字列認識部
   と、前記文字列の位置、長さ等の認識結果にした
   がつて文字列中の個々の文字を読取る文字読取り
   手段とよりなることを特徴とする文字自動読取装
   置。