(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２値化された文字パターンの外接枠を求め、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心を求め、前記文字パターンの重心が前記外接枠の中心と一致するように前記文字パターンを移動し、移動後の文字パターンについて前記外接枠の外側にはみ出しているパターン部分があるか否かを調べ、前記外接枠の外側にはみ出したパターン部分がある場合にはそれを除去し、外接枠内の文字パターンを補正文字パターンとして該補正文字パターンについて外接枠を求める、ことを特徴とする文字パターンの外接枠決定方式。
【請求項２】
２値化された文字パターンの外接枠を求め、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心を求め、前記文字パターンの重心が前記外接枠の中心と一致するように前記文字パターンを移動し、移動後の文字パターンについて前記外接枠から所定値だけ広くした範囲の外側にはみ出しているパターン部分があるか否かを調べ、前記範囲の外にはみ出したパターン部分がある場合にはそれを除去し、該範囲内の文字パターンを補正文字パターンとして該補正文字パターンについて外接枠を求める、ことを特徴とする文字パターンの外接枠決定方式。
【請求項３】
２値化された文字パターンの外接枠を求め、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心を求め、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心との距離が所定値以上の場合に、前記文字パターンの重心が前記外接枠の中心と一致するように前記文字パターンを移動し、移動後の文字パターンについて前記外接枠の外側にはみ出しているパターン部分があるか否かを調べ、前記外接枠の外側にはみ出したパターン部分がある場合にはそれを除去し、外接枠内の文字パターンを補正文字パターンとして該補正文字パターンについて外接枠を求める、ことを特徴とする文字パターンの外接枠決定方式。
【請求項４】
２値化された文字パターンの外接枠を求め、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心を求め、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心との距離が所定値以上の場合に、前記文字パターンの重心が前記外接枠の中心と一致するように前記文字パターンを移動して、移動後の文字パターンについて前記外接枠から所定値だけ広くした範囲の外側にはみ出しているパターン部分があるか否かを調べ、前記範囲の外にはみ出したパターン部分がある場合にはそれを除去し、該範囲内の文字パターンを補正文字パターンとして該補正文字パターンについて外接枠を求める、ことを特徴とする文字パターンの外接枠決定方式。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の文字パターンの外接枠決定方式において、補正文字パターンの重心と外接枠の中心との距離が閾値以下になるまで、補正文字パターンの移動およびはみ出したパターン部分の除去を行い、新たに得た補正文字パターンについて外接枠を求め、該文字パターンの重心と該外接枠の中心を求めることを繰返す、ことを特徴とする外接枠決定方式。
【請求項６】
２値化された文字パターンの外接枠を求める外接枠検出部と、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心を求める重心・中心計算部と、前記文字パターンの重心が前記外接枠の中心と一致するように前記文字パターンを移動すると共に、前記外接枠の外側にはみ出しているパターン部分を除去して補正文字パターンを得て前記外接枠検出部に出力する移動・切取り部と、前記外接枠の外側にはみ出したパターン部分がなかった場合に前記外接枠検出部からの出力を得て、前記外接枠を用いて文字パターンの正規化を行う正規化部と、を有することを特徴とする文字正規化装置。
【請求項７】
請求項６記載の文字正規化装置において、移動・切取り部が、前記文字パターンの重心が前記外接枠の中心と一致するように前記文字パターンを移動すると共に、前記外接枠より所定値だけ広くした範囲の外側にはみ出しているパターン部分を除去して補正文字パターンを得て外接枠検出部に出力する、ことを特徴とする文字正規化装置。
【請求項８】
請求項６記載の文字正規化装置において、移動・切取り部が、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心との距離が所定値より大きい場合にのみ前記外接枠の外側にはみ出しているパターン部分を除去して補正文字パターンを得て外接枠検出部に出力する、ことを特徴とする文字正規化装置。
【請求項９】
請求項６記載の文字正規化装置において、移動・切取り部が、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心との距離が所定値より大きい場合にのみ前記外接枠より所定値だけ広くした範囲の外側にはみ出しているパターン部分を除去して補正文字パターンを得て外接枠検出部に出力する、ことを特徴とする文字正規化装置。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の文字正規化装置において、補正文字パターンの重心と外接枠の中心との距離が閾値以下になるまで、移動・切取り部，外接枠検出部，および重心・中心計算部による処理を繰返す、ことを特徴とする文字正規化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は文字認識処理の前段処理として文字パターンの移動、拡大、縮小等の正規化処理を行うための文字パターンの外接枠決定方式および文字正規化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
文字認識処理技術では、安定した文字の特徴を得るために読取り系から出力された２値の文字パターンの大きさおよび文字枠内の位置を揃える正規化処理を行っている。従来の文字正規化方法では文字パターンの外接枠を求め、外接枠が文字枠の中心でかつ文字枠一杯に納るような文字パターンの移動及び伸縮を行っていた。また、外接枠は文字枠の各辺について文字枠の外側から内側に向って走査し、最初に文字パターンに接した位置を枠とすることで求めていた。従って、上記従来の文字正規化方法では帳票の汚れやインクのこすれなどにより、読取った文字パターンの外側にノイズがある場合にはノイズが文字パターンの一部とみなされて正しい外接枠が得られないため、正規化が十分に行われず、このような正規化方法によって処理された正規化後の文字パターンを用いて文字認識を行っても高い認識精度を得ることはできない、といった問題点があった（「パターン認識」（社）電気情報通信学会（森健一監修）１９９０年３月１０日第２版４２〜４３頁）。
【０００３】
図７は、文字パターンの外側にノイズがある場合の外接枠検出例であり、外接枠６０１はノイズ６０２と文字パターン６０３を取囲んだものとなっている。図８は図７の文字パターンの上記従来の文字正規化方法による正規化結果を示す図であり、文字パターン６０３’が枠６０１’一杯には拡大されず、また文字パターン６０３’の位置が本来あるべき位置（中央）からずれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点の解決策として、従来は、文字パターンの連続した画素数を求め、画素数が所定の数以下の場合はノイズとみなして除去するといった処理がなされていた。しかしながら、この方法ではノイズとみなす画素数を決定することが困難であり、例えば、文字パターンがかすれている場合に画素数の少ないブロックが文字パターン中に生じるので、これがノイズとみなされて除去される、といった問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点を解消するために創案されたものであり、入力した文字パターンの外側にあるノイズを排除した文字パターンの外接枠決定方式、文字パターンの外側にあるノイズに影響されない正規化処理の可能な文字正規化装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の文字パターンの外接枠決定方式では、２値化された文字パターンの外接枠を求め、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心を求め、前記文字パターンの重心が前記外接枠の中心と一致するように前記文字パターンを移動し、移動後の文字パターンについて前記外接枠の外側にはみ出しているパターン部分があるか否かを調べ、前記外接枠の外側にはみ出したパターン部分がある場合にはそれを除去し、外接枠内の文字パターンを補正文字パターンとして該補正文字パターンについて外接枠を求める、ことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明の文字パターンの外接枠決定方式では、２値化された文字パターンの外接枠を求め、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心を求め、前記文字パターンの重心が前記外接枠の中心と一致するように前記文字パターンを移動し、移動後の文字パターンについて前記外接枠から所定値だけ広くした範囲の外側にはみ出しているパターン部分があるか否かを調べ、前記範囲の外にはみ出したパターン部分がある場合にはそれを除去し、該範囲内の文字パターンを補正文字パターンとして該補正文字パターンについて外接枠を求める、ことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明の文字パターンの外接枠決定方式では、２値化された文字パターンの外接枠を求め、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心を求め、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心との距離が所定値以上の場合に、前記文字パターンの重心が前記外接枠の中心と一致するように前記文字パターンを移動し、移動後の文字パターンについて前記外接枠の外側にはみ出しているパターン部分があるか否かを調べ、前記外接枠の外側にはみ出したパターン部分がある場合にはそれを除去し、外接枠内の文字パターンを補正文字パターンとして該補正文字パターンについて外接枠を求める、ことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明の文字パターンの外接枠決定方式では、２値化された文字パターンの外接枠を求め、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心を求め、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心との距離が所定値以上の場合に、前記文字パターンの重心が前記外接枠の中心と一致するように前記文字パターンを移動して、移動後の文字パターンについて前記外接枠から所定値だけ広くした範囲の外側にはみ出しているパターン部分があるか否かを調べ、前記範囲の外にはみ出したパターン部分がある場合にはそれを除去し、該範囲内の文字パターンを補正文字パターンとして該補正文字パターンについて外接枠を求める、ことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明では、 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明の文字パターンの外接枠決定方式において、補正文字パターンの重心と外接枠の中心との距離が閾値以下になるまで、補正文字パターンの移動およびはみ出したパターン部分の除去を行い、新たに得た補正文字パターンについて外接枠を求め、該文字パターンの重心と該外接枠の中心を求めることを繰返す、ことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明の文字正規化装置では、２値化された文字パターンの外接枠を求める外接枠検出部と、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心を求める重心・中心計算部と、前記文字パターンの重心が前記外接枠の中心と一致するように前記文字パターンを移動すると共に、前記外接枠の外側にはみ出しているパターン部分を除去して補正文字パターンを得て前記外接枠検出部に出力する移動・切取り部と、前記外接枠の外側にはみ出したパターン部分がなかった場合に前記外接枠検出部からの出力を得て、前記外接枠を用いて文字パターンの正規化を行う正規化部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に記載の発明では、請求項６記載の発明の文字正規化装置において、移動・切取り部が、前記文字パターンの重心が前記外接枠の中心と一致するように前記文字パターンを移動すると共に、前記外接枠より所定値だけ広くした範囲の外側にはみ出しているパターン部分を除去して補正文字パターンを得て外接枠検出部に出力する、ことを特徴とする文字正規化装置。
【００１３】
また、請求項８に記載の発明では、請求項６記載の発明の文字正規化装置において、移動・切取り部が、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心との距離が所定値より大きい場合にのみ前記外接枠の外側にはみ出しているパターン部分を除去して補正文字パターンを得て外接枠検出部に出力する、ことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項９に記載の発明では、請求項６記載の発明の文字正規化装置において、移動・切取り部が、前記文字パターンの重心と前記外接枠の中心との距離が所定値より大きい場合にのみ前記外接枠より所定値だけ広くした範囲の外側にはみ出しているパターン部分を除去して補正文字パターンを得て外接枠検出部に出力する、ことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項１０に記載の発明では、 請求項６乃至９のいずれか１項に記載の文字正規化装置において、補正文字パターンの重心と外接枠の中心との距離が閾値以下になるまで、移動・切取り部，外接枠検出部，および重心・中心計算部による処理を繰返す、ことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）は文字認識処理プロセスにおける本発明の位置付けを示し、図１（ｂ）は本発明の文字パターン外接枠決定方式の基本的構成を示すフローチャートであり、図１（ａ）のプロセスＰ２に相当する。
【００２１】
図１（ａ）で、読取り装置で読取られた原稿上の文字は光電変換されて２値化された文字パターンとして出力され（Ｐ１）、本発明の文字パターン外接枠決定方式により文字パターンの外側のノイズが除去された文字パターンとその外接枠が決定され（Ｐ２）、正規化処理を経て（Ｐ３）、文字認識が行われる（Ｐ４）。
【００２２】
図１（ｂ）のステップＳ１では、２値化された文字パターンについて外接枠を設定する。外接枠は、図３に示すように文字枠２０１の各辺について文字枠２０１の外側から内側に向って走査し、最初に文字パターン２０３に接した位置をそれぞれ枠とすることで求めることができる。ステップＳ２では、外接枠２０２の中心座標Ｃを算出し、ステップＳ３で文字パターン２０３の重心座標Ｇを算出する。
【００２３】
ステップＳ４では、文字パターン２０３の重心座標Ｇが外接枠２０２の中心座標Ｃと一致するように文字パターン２０３を移動させ、ステップＳ５で、外接枠２０２の外側にパターンがあるか否かを調べて、外側にパターンがある場合にはステップＳ６に移行し外側にパターンがない場合には正規化処理のため、プロセスＰ３に処理を移す。
【００２４】
ステップＳ６では、外接枠２０２の外側にあるパターンをノイズとみなして除去し、外接枠２０２内の文字パターンを補正文字パターンとしてステップＳ１に戻る。外接枠２０２の外側にあるパターンの除去は、例えば、そのパターンを反転（黒画素→白画素）することにより行うことができる。
【００２５】
上記構成により、文字パターン２０３の重心座標Ｇが外接枠２０２の中心座標Ｃと一致するように文字パターンを移動させたとき、外接枠２０２の外側に出るパターン（ノイズ）がなくなるまで、外接枠２０２の外側にあるパターンの除去、外接枠の再設定、外接枠の中心および補正文字パターンの重心の計算、補正文字パターンの移動を繰返すことができ、最終的には外接枠の外側にあるパターンが除去されることとなる。
【００２６】
なお、上記文字パターン外接枠決定方式を文字認識装置等に適用する場合には文字パターン外接枠決定方式をプログラムで構成し、ＲＯＭ，磁気ディスク，フロッピーディスク等の媒体に格納して、文字正規化の前処理としてコンピュータを用いた文字認識装置等の制御回路（ＣＰＵ）で実行するように構成してもよく、専用のハードウエアで構成してもよい。
【００２７】
図２は、本発明の文字正規化装置を用いた文字認識システムの一実施例の構成を示すブロック図であり、１は文字正規化装置、１００は文字認識システム、１０１は光電変換部、１０２は第１のスイッチ、１０３は外接枠検出部、１０４は第２のスイッチ、１０５は重心・中心計算部、１０６は移動・切取り部、１０７は正規化部、１０８は認識部である。なお、図２で、制御回路および制御線は図示を省略してある。
【００２８】
光電変換部１０１は、入力された文字パターンを電気信号に変換し、第１のスイッチ１０２へ出力する。このとき、第１のスイッチは接点ａ側に切換えられており、外接枠検出部１０３に文字パターンを出力する。外接枠検出部１０３では文字パターンの外接枠を求める。外接枠は、図３に示すように文字枠２０１の各辺について文字枠２０１の外側から内側に向って走査し、最初に文字パターン２０３に接した位置をそれぞれ枠とすることで外接枠２０２を求めることができる。
【００２９】
第２のスイッチ１０４は接点ｄ側に切換えられており、外接枠検出部１０３で検出された外接枠の座標と文字パターン２０３を重心・中心計算部１０５に出力する。重心・中心計算部１０５では文字パターンの重心座標および外接枠の中心座標を計算し、移動・切取り部１０６に出力する。移動・切取り部１０６では、文字パターン２０３の重心座標Ｇが外接枠の中心座標Ｃと一致するように文字パターンを移動すると共に、移動した文字パターンが外接枠からはみ出た場合に、はみ出たパターン部分を除去し、補正文字パターンを生成する。
【００３０】
図２で、原点Ｏを文字枠２０１の左上とし、文字パターン２０３の重心Ｇの座標を（ｇｘ，ｇｙ）、外接枠２０２の中心Ｃの座標を（ｃｘ，ｃｙ）とすると、重心Ｇの移動量ｄｘ，ｄｙは式（１）および式（２）で表わされる。
ｄｘ＝ｇｘ−ｃｘ （１）
ｄｙ＝ｇｙ−ｃｙ （２）
また、文字枠２０１内のある点（ｘ，ｙ）の値をＶ（ｘ，ｙ）とし、Ｖ（ｘ，ｙ）＝０を白、Ｖ（ｘ，ｙ）＝１を黒（文字パターン）と定義し、移動前の座標を（ｘ１，ｙ１）、移動後の座標を（ｘ２，ｙ２）、外接枠２０２の左上の座標を（ｘｓ，ｙｓ）、右下の座標を（ｘｅ，ｙｅ）とすると、移動・切取り部１０６で行う文字パターンの移動・切取り処理は、式（３）で表わされる。
Ｖ（ｘ２，ｙ２）＝Ｖ（（ｘ１−ｄｘ），（ｙ１−ｄｙ））：条件１ 〃 ＝０ ：条件２ 但し、条件１は、（ｘ１−ｄｘ）ｘｓ，（ｙ１−ｄｙ）ｙｓ且つ （ｘ１−ｄｘ）ｘｅ，（ｙ１−ｄｙ）ｙｅであり、 条件２は、条件１以外の場合である。 （３）
式（３）は、移動後の座標の値Ｖ（ｘ２，ｙ２）は、条件１が満たされる場合には右辺Ｖ（（ｘ１−ｄｘ），Ｖ（ｙ１−ｄｙ））で示され、条件２の場合は０（白）とされることを意味する。ここで、条件１は移動後の文字パターンの座標が外接枠２０２の外側ではないことを意味し、条件２は移動後の文字パターンの座標が外接枠２０２の外側であることを意味する。
【００３１】
図４は式（３）を用いた移動・切取り処理の例であり、図３において、文字パターン２０３の左上にあったノイズ２０４が切取られている。移動・切取り部１０５で生成された補正文字パターンは前記外接枠検出部１０３で再び外接枠の検出を行う（この時、第１のスイッチは接点ｂ側に切換えられている）。移動・切取り部１０５で切取るノイズがなかった場合には第２のスイッチは接点ｃ側に切換えられ、外接枠検出部１０３で検出された補正文字パターンの外接枠情報と補正文字パターンが正規化部１０７に出力される。
【００３２】
なお、後述の式（５）または式（６）の移動・切取り処理では、文字パターンの重心と外接枠の中心の距離ｄが閾値Ｄｔｈ以下になるまで第２のスイッチを接点ｄ側に切換えて移動・切取り処理を繰返すことにより、長いノイズや複数のブロックのノイズを効率的に除去できる。
【００３３】
図５は移動・切取り処理を複数回行った例であり、図５（ａ）は光電変換部１０１から出力された文字パターン、図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ図５（ａ）の文字パターンに移動・切取り処理を１回，２回，３回行った結果を示す図である。正規化部１０７では外接枠検出部１０３から出力される補正文字パターンの外接枠情報を用いて補正文字パターンの大きさと位置の正規化を行う。図６に図４および図５（ｄ）の補正文字パターンの正規化結果を示す。認識部１０８では正規化部１０７から出力された正規化後の文字パターンを用いて文字認識処理を行い、候補文字を出力する。文字パターンの移動・切取り処理は、また、式（４）に示すように、切取る条件を外接枠２０２から一定の幅（水平距離）ｄｗおよび一定の高さ（垂直距離）ｄｈだけ距離をおいた範囲まで拡張することができる。
【００３４】
Ｖ（ｘ２，ｙ２）＝Ｖ（（ｘ１−ｄｘ），（ｙ１−ｄｙ））：条件１ 〃 ＝０ ：条件２ 但し、条件１は、（ｘ１−ｄｘ）（ｘｓ−ｄｗ）， （ｙ１−ｄｙ）（ｙｓ−ｄｈ）且つ （ｘ１−ｄｘ）（ｘｅ＋ｄｗ）， （ｙ１−ｄｙ）（ｙｅ＋ｄｈ）であり、 条件２は、条件１以外の場合である。 （４）
【００３５】
さらに、式（５）に示すように、文字パターン２０３の重心Ｇと外接枠２０２の中心Ｃとの距離ｄが閾値Ｄｔｈより大きい場合に移動・切取り処理を行ってもよい。
Ｖ（ｘ２，ｙ２）＝Ｖ（ｘ１，ｙ１） ：条件１ 〃 ＝Ｖ（（ｘ１−ｄｘ），（ｙ１−ｄｙ））：条件１ 〃 ＝０ ：条件２ 但し、条件１は、ｄＤｔｈ 条件１は、（ｘ１−ｄｘ）ｘｓ，（ｙ１−ｄｙ）ｙｓ且つ （ｘ１−ｄｘ）ｘｅ，（ｙ１−ｄｙ）ｙｅ且つ ｄ＞Ｄｔｈであり、 条件２は、条件１および条件１以外の場合である。 （５）
【００３６】
また、さらに、式（６）に示すように式（３）と式（５）の条件を組合せてもよい。
Ｖ（ｘ２，ｙ２）＝Ｖ（ｘ１，ｙ１） ：条件１ 〃 ＝Ｖ（（ｘ１−ｄｘ），（ｙ１−ｄｙ））：条件１ 〃 ＝０ ：条件２ 但し、条件１はｄＤｔｈ 条件１は、（ｘ１−ｄｘ）（ｘｓ−ｄｗ）， （ｙ１−ｄｙ）（ｙｓ−ｄｈ）且つ （ｘ１−ｄｘ）（ｘｓ＋ｄｗ）， （ｙ１−ｄｙ）（ｙｅ＋ｄｈ）且つ ｄ＞Ｄｔｈであり、 条件２は、条件１および条件１以外の場合である。 （６）
なお、上記各式において距離ｄは式（７）で表わされる。
ｄ＝（ｄｘ2＋ｄｙ2）1/2 （７）
【００３７】
本発明の文字正規化装置１はそれを構成する各手段、すなわち、第１のスイッチ１０２，外接枠検出部１０３，第２のスイッチ１０４，重心中心計算部１０５，移動・切取り部１０６，および正規化部１０７を専用のハードウエアによって実現することができる。また、これら各手段をプログラムで構成し、ＲＯＭ，磁気ディスク，フロッピーディスク等の媒体に格納して、コンピュータを用いて文字正規化を実現することもできる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の文字パターンの外接枠決定方式および文字正規化装置によれば、文字パターンの外側にノイズがある場合でも、ノイズを取除いた補正文字パターンを作成し、当該補正文字パターンを用いて正規化を行うことができるので、文字パターン周辺のノイズに影響されることのない文字正規化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の文字パターン外接枠決定方式の基本的構成を示すフローチャートである。
【図２】本発明の文字正規化装置を用いた文字認識システムの一実施例の構成を示すブロック図である。
【図３】ノイズのある文字パターンの例、文字パターンの重心および外接枠の中心の説明図である。
【図４】図２の文字パターンについて、移動・切取り処理を施した結果の説明図である。
【図５】移動・切取り処理を繰返して行った結果の説明図である。
【図６】図４および図５の文字パターンについて正規化処理を施した結果の説明図である。
【図７】ノイズのある入力文字パターンの例および外接枠の説明図である。
【図８】図７の文字パターンについて、従来の正規化処理を施した結果の説明図である。
【符号の説明】
１        文字正規化装置
１０１    光電変換部
１０２    第１のスイッチ
１０３    外接枠検出部
１０４    第２のスイッチ
１０５    重心・中心計算部
１０６    移動・切取り部
１０７    正規化部
１０８    認識部
【図１】
0003914592.tif 000002
【図２】
0003914592.tif 000003
【図３】
0003914592.tif 000004
【図４】
0003914592.tif 000005
【図５】
0003914592.tif 000006
【図６】
0003914592.tif 000007
【図７】
0003914592.tif 000008
【図８】
0003914592.tif 000009