(57)【要約】【課題】書類内容を即時に検出することができるシステム及び方法を提供する。【解決手段】検出システムは、書類構造分析モジュール、読取スケジューリング設定モジュール、定位モジュール及び検出モジュールを備える。書類構造分析モジュールは書類の少なくとも一つの構造特徴に合わせて、前記書類を複数のブロックにマークさせるために用いられ、読取スケジューリング設定モジュールは読取スケジューリングを設定するために用いられて前記ブロックを読み取って、定位モジュールは読み取り中ブロックを定位するために用いられ、検出モジュールは前記読み取り中ブロックを検出するために用いられて前記読み取り中ブロックの内容を出力する。本発明は、ロボット領域に応用することができ、人間のように書類を読む機能を有するロボットを設計することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
書類の少なくとも一つの構造特徴に合わせて、前記書類を複数のブロックにマークさせるために用いられる書類構造分析モジュールと、
読取スケジューリングを設定するために用いられ、前記ブロックを読み取る読取スケジューリング設定モジュールと、
読み取り中ブロックを定位するために用いられる定位モジュールと、
前記読み取り中ブロックを検出するために用いられ、前記読み取り中ブロックの内容を出力する検出モジュールとを備えることを特徴とする書類内容即時検出システム。
【請求項２】
前記読み取り中ブロックの内容をボイス信号に転換するために用いられるボイス転換モジュールをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の書類内容即時検出システム。
【請求項３】
前記定位モジュールがモータの制御を介して、前記読み取り中ブロックを定位することを特徴とする請求項１又は２に記載の書類内容即時検出システム。
【請求項４】
前記読み取り中ブロックに対して画像の取り込みを行って画像データとするために用いられる画像取り込み装置をさらに備え、前記検出モジュールが前記読み取り中ブロックの前記画像データを検出して、前記読み取り中ブロックの内容を出力することを特徴とする請求項１に記載の書類内容即時検出システム。
【請求項５】
前記定位モジュールが前記読み取り中ブロックの局所的ブロックを定位し、前記検出モジュールが前記局所的ブロックを検出して、前記局所的ブロックの内容を出力する請求項１に記載の書類内容即時検出システム。
【請求項６】
書類の少なくとも一つの構造特徴に合わせて、前記書類を複数のブロックにマークさせる工程と、
前記ブロックを読み取るために用いられる読取スケジューリングを設定する工程と、
読み取り中ブロックを定位する工程と、
前記読み取り中ブロックの内容を出力するために前記読み取り中ブロックを検出する検出工程とを含むことを特徴とする書類内容即時検出方法。
【請求項７】
前記読み取り中ブロックの内容をボイス信号に転換する工程をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の書類内容即時検出方法。
【請求項８】
画像データとなって前記読み取り中ブロックに対して画面の取り込みを行う工程をさらに備え、前記検出工程において前記読み取り中ブロックの前記画像データを検出して前記読み取り中ブロックの内容を出力することを特徴とする請求項６に記載の書類内容即時検出方法。
【請求項９】
前記読み取り中ブロックの局所的ブロックを定位する工程をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の書類内容即時検出方法。
【請求項１０】
前記局所的ブロックの内容を出力するために前記局所的ブロックを検出する工程をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の書類内容即時検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出システム及び方法に関し、特に書類内容を即時に検出することができるシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
日常生活において、様々な種類の書類を編集可能な書類に転換する必要がある。一般的に、まず書類を画像書類にスキャンし、光学文字検出(Optical Character Recognition、OCR) ソフトウェアによって書類中の文字を検出する。或いは、スキャン検出ペンを利用して手動で１語ずつスキャンして検出してもよい。しかし、書類の検出にとって、前者は機動性に欠け、後者は大量の書類を自動的に処理することができない。
【０００３】
ロボット領域では、ロボットの視覚機能を発展させる傾向がある。即時検出機能を有する人間の行為方式へ近づくことができるロボットは、ロボットの視覚領域応用上において非常に実現が期待されている。ロボットが人間のように直感的に見て読むという方式を使用する場合は、各領域の応用において、例えばサービスロボットの領域で潜在商機を有する。
【０００４】
しかし、従来の書類を読む技術では、高解像度のデジカメ（或るいはスキャナ）を利用して書類全部を一回で撮影し（或いはスキャンし）、取得された画像を検出する。この検出方法は、大容量のストレージが必要であり、且つ検出過程の時間が長い。
【０００５】
もう一つの検出方法は、低解像度の撮影機を利用して書類全部を多数回で撮影し、次に一部の取得された画像の歪曲を校正し、その画像を大画像に組み合わせ、この大画像を検出する。この検出方法は、歪曲の校正ステップと画像を組み合わせるステップに非常に多くの時間が必要である。なお、この検出方法を使用すると画像品質の制御における不都合が高まる。 
【０００６】
そのため、上述の従来の検出方法は、書類の内容を即時に検出する使用に適しておらず、また人間の書類を読む習慣に似ていない。したがって、ロボット領域のために用いられるロボットが人間のように書類を読む機能を有する新しい検出方法に発展させる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の第一の目的は、書類内容を即時に検出することができる書類内容即時検出システム及び方法を提供することを課題とする。
【０００８】
本発明の第二の目的は、特定される特徴がある書類を検出することができる書類内容即時検出システム及び方法を提供することを課題とする。
【０００９】
本発明の第三の目的は、人間のように書類を読む機能を有する書類内容即時検出システム及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明によれば、書類の少なくとも一つの構造特徴に合わせて、前記書類を複数のブロックにマークさせるために用いられる書類構造分析モジュールと、読取スケジューリングを設定するために用いられ、前記ブロックを読み取る読取スケジューリング設定モジュールと、読み取り中ブロックを定位するために用いられる定位モジュールと、前記読み取り中ブロックを検出するために用いられ、前記読み取り中ブロックの内容を出力する検出モジュールとを備えることを特徴とする書類内容即時検出システムが提供される。
【００１１】
一つの好適な態様では、前記読み取り中ブロックの内容をボイス信号に転換するために用いられるボイス転換モジュールをさらに備える。
【００１２】
一つの好適な態様では、前記定位モジュールがモータの制御を介して前記読み取り中ブロックを定位する。
【００１３】
一つの好適な態様では、前記読み取り中ブロックに対して画像の取り込みを行って画像データとするために用いられる画像取り込み装置をさらに備え、前記検出モジュールが前記読み取り中ブロックの前記画像データを検出して前記読み取り中ブロックの内容を出力する。
【００１４】
一つの好適な態様では、前記定位モジュールが前記読み取り中ブロックの局所的ブロックを定位し、前記検出モジュールが前記局所的ブロックを検出して前記局所的ブロックの内容を出力する。
【００１５】
また、本発明によれば、書類の少なくとも一つの構造特徴に合わせて、前記書類を複数のブロックにマークさせる工程と、前記ブロックを読み取るために用いられる読取スケジューリングを設定する工程と、読み取り中ブロックを定位する工程と、前記読み取り中ブロックの内容を出力するために前記読み取り中ブロックを検出する検出工程とを含むことを特徴とする書類内容即時検出方法。
【００１６】
一つの好適な態様では、前記読み取り中ブロックの内容をボイス信号に転換する工程をさらに備える。
【００１７】
一つの好適な態様では、画像データとなって前記読み取り中ブロックに対して画面の取り込みを行う工程をさらに備え、前記検出工程において前記読み取り中ブロックの前記画像データを検出して前記読み取り中ブロックの内容を出力する。
【００１８】
一つの好適な態様では、前記読み取り中ブロックの局所的ブロックを定位する工程をさらに備える。
【００１９】
一つの好適な態様では、前記局所的ブロックの内容を出力するために前記局所的ブロックを検出する工程をさらに備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明を運用して、様々な種類の書類を即時に検出することができ、例えば本や新聞紙、地図、楽譜、工程設計図、管路配線図などといった特定される特徴を有する書類である。
【００２１】
実際の状況においては、書類がねじれる可能性があり、本発明は、視覚検知及び追跡の技術を利用して書類の位置を確認し、画像歪曲の問題を考慮することができる。また、書類中のマークされたブロックを大きくすることにって、ブロック画像の解像度を高め、ブロック内容の検出力を向上させることができる。
【００２２】
本発明は、ロボットを様々な種類の書類を読むことに応用し、直感的に見て読む方式で使用し、即時に検出する効果を遂げることができれば、人が極力介入しない状況において、ロボットが大量の書類の検出を順番に達成させ、読むことによる目的を遂げることができる。また、検出した書類の内容をボイス信号に転換し、ロボットが書類の内容に応じて大声で読むことができる。
【００２３】
ロボット領域では、本発明は、知的教育ロボット、レジャー娯楽ロボット、医療補助ロボットなどに応用し、その他の領域にも応用していくことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の書類内容即時検出システムを示す略図である。
【図２】本発明の書類内容即時検出方法を示す流れ図である。
【図３】英語書類を検出するために用いられる検出方法の例を示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は本発明の書類内容即時検出システムを示す略図である。本発明の書類内容即時検出システム１０は、書類構造分析モジュール１２１と、読取スケジューリング設定モジュール１２２と、定位モジュール１３３と、検出モジュール１３６と、を備える。通常、テキスト書類はある種の特徴を有しており、例えば、英語書類中の段落或いは空白で隔たる単語などである。本発明は、このテキスト書類の特性を利用して、書類構造分析モジュール１２１が書類を複数のブロックにマークし、読取スケジューリング設定モジュール１２２が読取スケジューリングを設定して書類構造分析モジュール１２１がマークするブロックを読み取る。定位モジュール１３３は読取スケジューリング設定モジュール１２２が設定した読取スケジューリングを受ける。この読取スケジューリングを実行する時に、定位モジュール１３３は読み取り中にブロックを定位する。定位モジュール１３３が読み取り中にブロックの定位を完了させた後、検出モジュール１３６は読み取り中にブロックを検出して読み取り中にブロックの内容を出力する。
【００２６】
図２は本発明の書類内容即時検出方法を示す流れ図である。同時に図１および図２を参照すること。以下、英語書類の検出を例にとって、本発明の実施例として用いる。
【００２７】
まず、工程Ｓ２０２において、視覚検知及び追跡モジュール１１０は書類が存在するか否かを検知し、書類が存在する場合に、書類の位置を確認する（工程Ｓ２０４）。書類の位置は各種の原因に応じて変化する可能性があり、この際、視覚検知及び追跡モジュール１１０が所定の範囲に書類を探し、この書類を探した場合に、元の記録の位置が新しい位置に変更される。
【００２８】
工程Ｓ２０６において、視覚検知及び追跡モジュール１１０が書類を検知した時に、書類構造分析モジュール１２１が空白で隔たる単語或いは符号をブロックにマークさせ、このブロックは「単語ブロック」と定義される。
【００２９】
工程Ｓ２０８において、読取スケジューリング設定モジュール１２２は、書類構造分析モジュール１２１がマークした単語ブロックの読取スケジューリングを設定する。例えば、最も簡単な読み取り方式は、左から右へ且つ上から下への方式でこの単語ブロックを読み取ることである。
【００３０】
工程Ｓ２３０において、工程Ｓ２０８で設定された読取スケジューリングに応じて、定位モジュール１３３が単語ブロックを１語ずつ定位する。定位モジュール１３３がモータ１４４を制御し、画像取り込み装置１４５のレンズを次に読み取られる単語ブロックに合わせる。画像取り込み装置１４５のレンズに合わせられている単語ブロックは、読み取り中であることを表している。定位モジュール１３３は、それぞれの単語ブロックに対して同じ定位工程を実行する。
【００３１】
工程Ｓ２３２において、画像取り込み装置１４５がそれぞれの単語ブロックに対して画面の取り込みを行い、取り込んだ画像を各種の画像フォーマットの書類に格納する。例えばまだ圧縮されていないＢＭＰ画像ファイル或いは圧縮されたＪＰＥＧ画像ファイルである。或いは、取り込んだ画像は保存装置に直接格納される。取り込んだ画像の低解像度を考慮するため、この工程において、読み取り中に単語ブロックを大きくすることにより、高解像度の画像データを取得することができる。このように、単語の低画素数が引き起こす検出の際の不都合を解消することができる。
【００３２】
工程Ｓ２３６において、画像取り込み装置１４５から取得された画像データは検出モジュール１３６へ送信される。検出モジュール１３６は光学文字検出(Optical Character Recognition、OCR)技術で読み取り中に単語ブロックの画像データを検出し、その後、単語ブロックの内容を出力する。出力する内容は例えばASCII (American Standard Code for Information Interchange) コードであり、一般のパーソナルコンピュータて直接編集して或いはその他の信号に転換することができる。
【００３３】
工程Ｓ２３８において、単語ブロックの内容はボイス転換モジュール１３７によってボイス信号に転換される。
【００３４】
工程Ｓ２４０において、上述したように、工程Ｓ２０８で設定された読取スケジューリングが完了した場合に、システムが工程Ｓ２０２へ戻り、もう一つの書類があるか否かを検知する。さもなければ、工程Ｓ２３０へ戻り、次の単語ブロックの定位、画像の取り込み、検出を継続する。
【００３５】
なお、定位モジュール１３３は読み取り中に単語ブロックの局所的なブロックを定位してもよく、例えばこの単語を構成する文字である。この際、画像取り込み装置１４５はそれぞれの文字の取り込みを行い、検出モジュール１３６はそれぞれの文字を検出する。その後、検出した文字を組み合わせて単語を構成する。
【００３６】
図３は英語書類を検出するために用いられる検出方法の例を示す略図である。工程Ｓ２３０、Ｓ２３２から取得される単語ブロックの画像は以下の工程で検出される。単語「robot」を例にとれば、まず目標文字の位置を確認し（工程Ｓ３５６）、例えば単語の最初の文字「r」を確認するとともに、この文字「r」の画像取り込みを行う。この文字「r」の画像を正規化し（工程Ｓ３５８）、つまり、取得される文字の画像を固定の大きさに調整する。この文字「r」の画像を黒と白の画像に転換し、この際、それぞれの画素の色値は０或いは１であり、つまり閾値化（thresholding）である（工程Ｓ３６０）。その後、工程Ｓ３６２において、閾値化されたデジタルデータの特徴を取得し、先に訓練された見本文字集合のデータベースに接続される。工程Ｓ３６２において、取得された文字の特徴と訓練された見本文字集合とを比較して検出する（工程Ｓ３６６）。全て文字「r」、「ｏ」、「ｂ」、「ｏ」及び「ｔ」が完了した場合に（工程Ｓ３６８）、この単語を検出するスケジューリングが終わり、さもなければ、次の文字の検出を継続する。工程Ｓ３７０において、次の目標文字の位置の確認を継続し、例えば「ｏ」である。このようにして、検出した文字を組み合わせて単語を構成する。
【００３７】
ここで注意しなければならないことは、工程Ｓ２０６においてテキスト書類に対してブロックにマークさせる時に、二つ以上の構造性特徴を使用してブロックのマークを行うことができる。例えば、英語書類は段落、列及び単語に分けることができ、この三種類の構造性特徴に応じてブロックのマークを行う。その後、この三種類の構造の読取スケジューリングを設定し、例えば第一段落の第一列の第一単語をまず読み取る。
【００３８】
また、本発明に応じて、上述の単語をブロックとして検出する実施形態以外に、段落或いは列でブロックとする実施形態を実行してもよい。
【００３９】
本発明において、より具体的には、画像取り込み装置は一般ビデオ監視のため低解像度PTZ撮影装置(Pan Tilt Zoom camera)を使用する。この撮影装置は、大きい角度で回転し、傾斜し、焦点を自動的に合わせ、高倍率にすることができ、且つ要求に応じて固定的な又は移動可能な荷台上に設置でき、機動性と独立性を持つ。
【００４０】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と範囲を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００４１】
１０書類内容即時検出システム、１１０ 視覚検知及び追跡モジュール、１２１ 書類構造分析モジュール、１２２ 読取スケジューリング設定モジュール、１３３ 定位モジュール、１３６ 検出モジュール、１３７ ボイス転換モジュール、１４４ モータ、１４５ 画像取り込み装置、Ｓ２０２ 書類が存在するか否かを検知、Ｓ２０４ 書類の位置を確認、Ｓ２０６ 書類の少なくとも一つの構造特徴に合わせて、書類を複数のブロックにマークさせ、Ｓ２０８ 読取スケジューリングを設定、Ｓ２３０ 読み取り中ブロックを定位、Ｓ２３２ 読み取り中ブロックに対して画像の取り込みを行って画像データとなる、Ｓ２３６ 画像データを検出、Ｓ２３８ ボイス信号に転換、Ｓ２４０ 読取スケジューリングが完了するか否か、Ｓ３５６ 目標文字の位置を確認、Ｓ３５８ 目標文字を正規化、Ｓ３６０ 閾値化、Ｓ３６２ 特徴の取り込み、Ｓ３６６ 文字を検出、Ｓ３６８ 終わり、Ｓ３７０次の目標文字の位置を確認
【図１】
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【図２】
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【図３】
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