(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のフォーマットでかつ所定の桁数の記号列の位置を検出する画像位置検出方法において、
使用される全ての記号について同一記号から成る前記所定のフォーマットでかつ所定の桁数の記号列の画像を参照画像として登録する参照画像登録工程と、
前記参照画像登録工程で登録された複数の参照画像のそれぞれについて、各エッジ点から所定の基準点へのベクトルをエッジ方向ごとに格納したＲテーブルを作成するＲテーブル作成登録工程と、
前記Ｒテーブル作成登録工程で登録された全てのＲテーブルを１つに合成した合成Ｒテーブルを作成する合成Ｒテーブル作成工程と、
前記合成Ｒテーブルを用いて入力画像をハフ変換し、ハフ平面上の最大値をとる点を該入力画像上における前記記号列の位置の基準点として検出する画像位置検出工程と
を含むことを特徴とする画像位置検出方法。
【請求項２】
前記合成Ｒテーブル作成工程は、
前記Ｒテーブル作成登録工程で登録された全てのＲテーブルをエッジ方向とベクトル値とが重複するエッジ点のデータを間引いて１つに合成することで、合成Ｒテーブルを作成する
請求項１記載の画像位置検出方法。
【請求項３】
前記参照画像登録工程は、
同一数字から成る前記所定の桁数の数字列の画像を、「０」から「９」までの全ての数字について参照画像として登録する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像位置検出方法。
【請求項４】
所定のフォーマットでかつ所定の桁数の記号列の位置を検出する画像位置検出方法において、
前記所定のフォーマットでかつ所定の桁数であり、かつ、各桁位置において互いに同一記号が重複せず、かつ、重ね合わせたときに各桁位置において使用される全ての記号が網羅される複数の記号列の画像を、それぞれ参照画像として登録する参照画像登録工程と、
前記参照画像登録工程で登録された複数の参照画像のそれぞれについて、各エッジ点から所定の基準点へのベクトルをエッジ方向ごとに格納したＲテーブルを作成するＲテーブル作成登録工程と、
前記Ｒテーブル作成登録工程で登録された全てのＲテーブルを１つに合成した合成Ｒテーブルを作成する合成Ｒテーブル作成工程と、
前記合成Ｒテーブルを用いて入力画像をハフ変換し、ハフ平面上の最大値をとる点を該入力画像上における前記記号列の位置の基準点として検出する画像位置検出工程と
を含むことを特徴とする画像位置検出方法。
【請求項５】
前記合成Ｒテーブル作成工程は、
前記Ｒテーブル作成登録工程で登録された全てのＲテーブルをエッジ方向とベクトル値とが重複するエッジ点のデータを間引いて１つに合成することで、合成Ｒテーブルを作成する
請求項４記載の画像位置検出方法。
【請求項６】
前記合成Ｒテーブルを幾何学変換して回転角のステップ数および拡大縮小のステップ数分の合成Ｒテーブルを作成する合成Ｒテーブル幾何学変換工程
をさらに含み、
前記画像位置検出工程は、
前記合成Ｒテーブル幾何学変換工程により作成された複数の合成Ｒテーブルのそれぞれについて前記入力画像をハフ変換し、得られた複数のハフ平面のうちの最大値が最も大きいハフ平面を適合ハフ平面として検出し、該適合ハフ平面上の最大値をとる点を前記基準点として検出する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の画像位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像位置検出方法に関し、特に、ナンバリングスタンプ等により印字されカウントアップするごとにパターンの変化する数字、アルファベット等からなる記号列の印字位置を検出する画像位置検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、手形、小切手に印字される取立番号の位置検出は行われておらず、通常、取立番号のように１つ１つパターンの変化する記号列の位置検出には、記号列に付加的な記号を加え、この付加的な記号をキーとして記号列の位置を検出するといった手法が考えられる
例えば、手形、小切手に押印される取立番号の場合、図５に示すように、前後に「＊」といった特徴のあるキーワードを付加し、このキーワードの位置を検出することにより取立番号の数字列の位置を検出するといった手法が考えられる。
【０００３】
また、通常、記号列の位置検出は、参照画像と入力画像とを比較する（マッチングする）ことにより行われ、この参照画像と入力画像の比較には、一般化ハフ変換が一般的に用いられる。この一般化ハフ変換は、入力画像中の背景絵柄や検出対象の欠損やかすれ等の影響を受けにくく、正確な位置検出を行うことができ、さらに、検出対象が傾いていたり、大きさが異なっていても検出可能であり、有用な手法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、付加的な記号をキーワードとして用いる手法では、広範囲の用途に使用することが難しい。一方、付加的な記号を用いない場合、考えられる全てのパターンについて参照画像を用意し、マッチングを行わなければならず、膨大な手間と時間がかかり現実的ではない。例えば、手形の取立番号等のナンバリングスタンプにより押印された６桁の数字列の位置を検出する場合、ナンバリングスタンプは押印するごとにカウントアップしていくため、数字列は１つ１つパターンの異なったものとなり、「００００００」から「９９９９９９」までの１００００００通りの全ての数字列を参照画像として入力画像とのマッチングを行わなければならず、膨大な時間がかかり現実的ではなかった。
【０００５】
また、特開平５−１５１３９０号公報では、みかん箱等に印字された等階級印字文字（優・秀・Ｓ・Ｌなど）の認識に際して、認識対象領域を決定するために、入力画像から定められた参照パターンを検出しているが、手形や小切手の取立番号のように、１つ１つのパターンが変化する記号列の位置検出には適切ではない。
【０００６】
そこで、この発明は、１つ１つパターンの変化する数字列や文字列等の記号列の位置を、付加符号を用いることなく短時間で検出できる画像位置検出方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、請求項１記載の発明は、所定のフォーマットでかつ所定の桁数の記号列の位置を検出する画像位置検出方法において、使用される全ての記号について同一記号から成る前記所定のフォーマットでかつ所定の桁数の記号列の画像を参照画像として登録する参照画像登録工程と、前記参照画像登録工程で登録された複数の参照画像のそれぞれについて、各エッジ点から所定の基準点へのベクトルをエッジ方向ごとに格納したＲテーブルを作成するＲテーブル作成登録工程と、前記Ｒテーブル作成登録工程で登録された全てのＲテーブルを１つに合成した合成Ｒテーブルを作成する合成Ｒテーブル作成工程と、前記合成Ｒテーブルを用いて入力画像をハフ変換し、ハフ平面上の最大値をとる点を該入力画像上における前記記号列の位置の基準点として検出する画像位置検出工程とを含むことを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記合成Ｒテーブル作成工程は、前記Ｒテーブル作成登録工程で登録された全てのＲテーブルをエッジ方向とベクトル値とが重複するエッジ点のデータを間引いて１つに合成することで、合成Ｒテーブルを作成することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２の発明において、前記参照画像登録工程は、同一数字から成る前記所定の桁数の数字列の画像を、「０」から「９」までの全ての数字について参照画像として登録することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４記載の発明は、所定のフォーマットでかつ所定の桁数の記号列の位置を検出する画像位置検出方法において、前記所定のフォーマットでかつ所定の桁数であり、かつ、各桁位置において互いに同一記号が重複せず、かつ、重ね合わせたときに各桁位置において使用される全ての記号が網羅される複数の記号列の画像を、それぞれ参照画像として登録する参照画像登録工程と、前記参照画像登録工程で登録された複数の参照画像のそれぞれについて、各エッジ点から所定の基準点へのベクトルをエッジ方向ごとに格納したＲテーブルを作成するＲテーブル作成登録工程と、前記Ｒテーブル作成登録工程で登録された全てのＲテーブルを１つに合成した合成Ｒテーブルを作成する合成Ｒテーブル作成工程と、前記合成Ｒテーブルを用いて入力画像をハフ変換し、ハフ平面上の最大値をとる点を該入力画像上における前記記号列の位置の基準点として検出する画像位置検出工程とを含むことを特徴とする。
また、請求項５記載の発明は、請求項４の発明において、前記合成Ｒテーブル作成工程は、前記Ｒテーブル作成登録工程で登録された全てのＲテーブルをエッジ方向とベクトル値とが重複するエッジ点のデータを間引いて１つに合成することで、合成Ｒテーブルを作成することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか記載の発明において、前記合成Ｒテーブルを幾何学変換して回転角のステップ数および拡大縮小のステップ数分の合成Ｒテーブルを作成する合成Ｒテーブル幾何学変換工程をさらに含み、前記画像位置検出工程は、前記合成Ｒテーブル幾何学変換工程により作成された複数の合成Ｒテーブルのそれぞれについて前記入力画像をハフ変換し、得られた複数のハフ平面のうちの最大値が最も大きいハフ平面を適合ハフ平面として検出し、該適合ハフ平面上の最大値をとる点を前記基準点として検出することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係わる画像位置検出方法の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
この例では、特に、認識対象画像中からナンバリングスタンプにより押印された６桁の数字列の位置を検出する方法を例に説明する。
【００１３】
図１は、サンプル画像から参照画像を切り出し、Ｒテーブルを作成するまでの過程を説明する図である。
【００１４】
図１において、まず、ナンバリングスタンプにより押印された「０」から「９」までの同一数字から成る６桁、１０種の数字列、すなわち、「００００００」、「１１１１１１」、・・・、「９９９９９９」の１０種の数字列の画像を、参照画像として得る。なお、この１０種の参照画像は、参照画像中の数字列の位置が各参照画像で同一となるように切り出される。図１（ａ）に各参照画像の例を示す。
【００１５】
続いて、得られた各参照画像をそれぞれ２次微分し、この２次微分値がゼロとなる点、すなわちゼロクロス点を求め、求めたゼロクロス点に対応する位置の画像情報のみを１次微分してエッジ強度、エッジ方向を演算し、各参照画像のエッジ点を決定する。そして、各エッジ点のエッジ方向を示すエッジ方向画像を各参照画像ごとに作成する。図１（ｂ）に各参照画像ごとに作成したエッジ方向画像の例を示す。
【００１６】
このエッジ方向画像は、例えば、エッジの方向に対応して画素の濃度を階調化した画像として作成する。図１（ｂ）では、エッジ方向を１２度毎に３０方向に分割し、モノクロ２５６階調（黒を０、白を２５５）においてエッジ方向１２度毎に濃度差を５階調毎として表現しており、エッジ方向０度を黒（０）、１２度を黒（５）、・・・、３４８度を黒（１４５）と表現している。また、エッジ無しは白（２５５）と表現している。なお、エッジ方向の分割数、エッジ方向ごとの濃度差は、上記に限らず適宜選択すればよい。
【００１７】
続いて、得られたエッジ方向画像に基づいて、各参照画像ごとにＲテーブルを作成する。ここで、Ｒテーブルとは、エッジ方向をインデックスとして各エッジ点から参照画像の基準点（この実施例では中心点）までのベクトル（Ｘｋｉ、Ｙｋｊ）を記述した表である。
【００１８】
ここまでの処理により、各参照画像のそれぞれに対応する１０個のＲテーブルが作成される（図１（ｃ））。この１０個のＲテーブルを、同一エッジ方向かつ同一座標のエッジ点のデータを間引き、１つのＲテーブルに合成する（図１（ｄ））。以下、この１つに合成されたＲテーブルを「合成Ｒテーブル」という。
【００１９】
すなわち、合成Ｒテーブルは、「００００００」から「９９９９９９」までの１０種の参照画像を重ね合わせた画像から得られるＲテーブル、つまり、各桁位置において「０」から「９」までの全数字種の情報を有する６桁の記号列の画像に対応するＲテーブルに相当する。したがって、参照画像は、上記の「００００００」から「９９９９９９」までの１０個の数字列に限らず、重ね合わせた結果各桁位置で「０」から「９」までの全数字種の情報を有する画像を生成できるものであればよい。
【００２０】
続いて、合成Ｒテーブルを幾何学変換し、回転角のステップ数×拡大縮小のステップ数個分のＲテーブルを作成する（図１（ｅ））。例えば、回転角を０．５度毎に±１５度まで考えた場合、６１個のＲテーブルが作成される。拡大縮小についても回転角と同様にステップ数に応じたＲテーブルを作成するが、ここでは拡大縮小はないものとし、したがって、１つの合成Ｒテーブルから６１（回転角のステップ数）×１（拡大縮小のステップ数）＝６１個のＲテーブルが作成される。以下、この幾何学変換によって得られる複数個のＲテーブルを幾何学変換Ｒテーブルという。
【００２１】
次に、上記のように１つの合成Ｒテーブルから作成された複数個の幾何学変換Ｒテーブルを用いて、入力画像からナンバリングスタンプにより押下された６桁の数字列の位置を検出する工程について説明する。
【００２２】
図２は、幾何学変換Ｒテーブルを用いて入力画像からハフ平面を作成する際の処理の流れを説明するフローチャートであり、図３は、入力画像およびそのエッジ画像の一例を示す図である。
【００２３】
まず、入力画像（図３（ａ））のエッジ点を求め、エッジ方向画像（図３（ｂ））を作成する（ステップ１０１）。続いて、この入力画像から作成したエッジ方向画像に幾何学変換Ｒテーブルを１つずつ適用し、ハフ変換を行う（ステップ１０２）。このハフ変換を全幾何学変換Ｒテーブルについて行い（ステップ１０３）、回転角のステップ数×拡大縮小のステップ数枚のハフ平面を作成する。作成した回転角のステップ数×拡大縮小のステップ数枚のハフ平面のそれぞれにおいてハフ平面上の最大値を求め、この最大値が最も大きいハフ平面を適合ハフ平面とする（ステップ１０４）。この適合ハフ平面上で最大値をとる点が検出対象記号列の中心点であり、また、この適合ハフ平面によって検出対象記号列の回転角および拡大縮小率が決定する（ステップ１０５）。
【００２４】
図４は、複数の幾何学変換Ｒテーブルにより得られた複数のハフ平面のうちの最も大きい最大値を有するハフ平面（適合ハフ平面）と、この適合ハフ平面によって目的の記号列の位置が検出された入力画像の一例を示す図である。
【００２５】
図４（ａ）は、適合ハフ平面の一例を示し、点線で囲った部分（の中心の画素）が最大値をとる点である。この適合ハフ平面と入力画像とを比較することにより、図４（ｂ）において点線で囲った部分（の中心の画素）が検出対象の記号列の中心点として検出され、さらに、適合ハフ平面が有する回転角の情報に基づいて、一点鎖線で囲った部分が入力画像上の記号列の位置として検出される。
【００２６】
このような手法によれば、考えられる全ての組み合わせをマッチングする手法に比べ、処理時間が、
（１／Ｃｎ）×（Ｃ−ａ）
Ｃ：記号の種類の数、ｎ：桁数、ａ：特徴量の重なり
に減少する。
【００２７】
例えば、４桁の数字列の位置を検出したい場合、「００００」〜「９９９９」までの１０種類の特徴を重ね合わせた参照画像１枚と入力画像とのマッチングを行えばよいため、考えられる全ての組み合わせをマッチングする手法に比べ、
（１／１００００）×（１０−ａ）
の処理時間の減少となり、約１０００倍の高速化が実現できる。
【００２８】
なお、上記の実施例では、数字列を例に説明したが、例えば、車のナンバー等のアルファベットやその他の記号を含む記号列にも本発明は適用できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、同一記号から成る記号列の画像を使用する記号数分だけ参照画像として得、得られた参照画像のそれぞれについてエッジ点を検出し、エッジ方向をインデックスとして各エッジ点から前記参照画像の中心点までのベクトルを記述したＲテーブルを各参照画像ごとに作成し、この各参照画像ごとのＲテーブルを１つに合成した合成Ｒテーブルを作成し、この合成Ｒテーブルを用いて入力画像をハフ変換してハフ平面上の最大値を検出対象の記号列の中心点として検出するので、所定のフォーマットでかつ所定の桁数の任意の記号列が存在する位置を正確かつ高速に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参照画像から合成Ｒテーブルを作成するまでの流れを説明する図である。
【図２】この発明に係わる画像位置検出処理の流れを説明するフローチャートである。
【図３】入力画像とそのエッジ方向画像の一例を示す図である。
【図４】最大値を有するハフ平面とこのハフ平面により検出された入力画像上の記号列の位置の一例を示す図である。
【図５】付加記号の付いた記号列の一例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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