JP3430506B2 - 画像処理方法及び該方法を用いたナンバープレートのサーチ方法 - Google Patents

画像処理方法及び該方法を用いたナンバープレートのサーチ方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像処理方法及び該方法
を用いたナンバープレートのサーチ方法に関し、特に、
凸文字で構成されるナンバープレートの高速サーチにあ
たり、当該凸文字のエッジ部分に生じる輝度の変動によ
る不具合を回避して高速サーチを実現する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に車両ナンバーの自動サーチにおい
ては、車両のナンバープレートをカメラ等により撮像
し、得られた静止画像を処理して車両のナンバープレー
トを自動認識させ、テンプレートと照会することで所望
ナンバーの検出を行っている。
【0003】図4は従来の車両ナンバーの自動認識・サ
ーチ方法を説明する図である。従来の高速サーチ方法で
は、カメラ等により車両のナンバープレートを(SH×
m画素)×(SV×n走査)の画像として採取し、この
画像に対してm画素につき1画素、n走査につき1走査
になるよう単純間引き若しくは平均値間引き処理を行う
ことによりデータ量を減縮させ、これにより得た間引き
画像に対してナンバー認識・サーチを行うようにしてい
る。図4に示す例では、m=2,n=4として、採取し
た(SH×2画素)×(SV×4走査)のナンバー画像
に間引き処理を行い、間引き後のSH画素×SV走査の
画像に対してナンバー認識及びマッチングサーチを行う
ようにしている。このような間引き処理を行うことによ
り、画像ごとのサーチ時間を短縮することができ、高速
なサーチを行うことが可能である。
【0004】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、この従来技術
として多用されているm画素×n走査のブロックからの
間引きを行った画像に対する高速マッチングサーチで
は、以下に説明するように、ナンバープレートが凸文字
で構成されることから、正確なマッチング結果を得るの
が困難であるという問題がある。
【0005】図5を参照して、ナンバープレートを上下
方向に走査した場合の輝度レベルを説明する。図5
(a)に示すように、ナンバープレートには予め定めら
れた配置で4文字のナンバーが配列されている。このナ
ンバープレートは一般乗用車ナンバーであり、白色の下
地11に緑色の文字12で構成されているものとする。
図5(b)は図5(a)に示す点線T−T’における断
面図である。図5(b)に示すように、ナンバープレー
トの文字12はエンボス加工による凸文字として形成さ
れている。ここで、通常ナンバープレートには太陽光な
いし電灯等の光が上方向(図5(b)において、左斜め
上方向)からあたるため、凸文字12の線の上下エッジ
部分15及び16の部分では、輝度の変動が生じること
になる。
【0006】図5(c)は前記T−T’線における輝度
の変動を示す図である。図5(c)に示すように、光が
あたる凸文字12の上側エッジ部分15では下地11よ
りも遙かに輝度が高くなり、逆に、影となる凸文字12
の下側エッジ部分16では緑の文字12部分よりも輝度
が低くなる。従って、この状態のナンバープレートを画
像として採取すると、上下エッジ部分の画素レベルが下
地部分と文字部分の画素レベル間に収まらない場合が生
ずる。このような採取画像に従来のようなm画素×n走
査のブロックからの単純間引きあるいは平均処理を行っ
た場合は、前記エッジ部分(輝度変動部分)をも対象と
してしまうため、ナンバー認識における誤りの原因とな
るという問題を有している。
【0007】この問題を回避するためには、図6に示す
ように、間引き後の1画素に対応するm画素×n走査の
ブロックを大きくとり、その中位値を求めることにより
変動値を取り出さないようにする方法がある。しなしな
がらこの方法では、間引きの対象となるブロックを比較
的大きくとる必要があるため、そのブロック内での中位
値の算出処理に要する演算量が多くなってしまい、サー
チの高速化が図れないという問題が生ずる。特に、MM
X(商標名)等のCPUではこの中位値処理を不得意と
するため、画像処理に比較的時間がかかるものであっ
た。このように、m画素×n走査のブロック内での中位
値を求めて間引きを行う上記方法を単純には適用できな
いという問題があった。
【0008】このような問題に鑑み、本発明はナンバー
プレート等の文字画像の高速かつ正確な認識・サーチを
実現する方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願に係る発明のうち、
請求項1に記載の方法は、SV×n(n≧2)本の走査
線を有する採取画像に対しn走査間引きを行いSV本の
走査線を有する画像にする画像処理方法において、前記
n走査間引きを行う工程が、n=k×jとして、k走査
につき1走査を取り出す単純間引き(k=1の場合は間
引き無し)を行った後、j走査につき1つの中位値を取
り出すことを特徴とする。
【0010】このように、SV×n走査の採取画像に対
しn走査の間引き処理を行うにあたり、最初からn走査
の中位値処理を行うのではなく、本発明ではn=k×j
として先ずk走査の単純間引きを行い、その後j走査に
つき中位値処理を行うようにしているため、最初からn
走査の中位値処理を行う従来の間引き方法に比して、高
速に処理することができる。
【0011】また、本発明のうち請求項2に係る方法
は、(SH×m)画素×(SV×n)走査の採取画像
(但しn≧2)に対しm画素×n走査間引きを行いSH
画素×SV走査の画像にする画像処理方法において、前
記m画素×n走査間引きを行う工程が、前記m画素の単
純間引きもしくはm画素の平均処理を行う工程と、前記
n=k×jとして、k走査につき1走査を取り出す単純
間引き(k=1の場合は間引き無し)を行う工程と、こ
れらのm画素単純間引き若しくは平均処理工程とk走査
単純間引き工程が終了した後に、走査方向についてj走
査につき1つの中位値を取り出す工程とを具えることを
特徴とする。
【0012】上述したように、ナンバープレートにおい
ては通常光が上側からあたるため、凸文字であることの
影響による輝度レベルの変動が、特に水平エッジ部分で
大きくなる。本発明はこの点に着目し、画素方向につい
ては簡単にm画素の単純間引きもしくは平均処理を行
い、走査方向についてのみ前記レベル変動に係る走査線
を排除すべく中位値処理を行うようにしている。従っ
て、間引き後の画像において輝度レベル変動部分の走査
線が排除されるため、間引き後の画像の信頼度を向上で
きる。同時に、中位値処理を行う前にk走査の単純間引
きを行うことにより、処理を高速化することができる。
【0013】このような間引き処理方法においては、前
記(SV×n)走査のうち前記凸文字の上下エッジ部分
に対応する輝度変動部分に係る走査線数をk1とし、前
記凸文字の線幅に係る走査線数をk2とした場合に、前
記kに関して、k1≦k≦k2とするとともに、j≧3
とするのが望ましい。先に行うk走査単純間引きにおい
て、輝度変動部分に係る走査線幅(k1)以上の間隔
(k)で単純間引きを行うことにより、後に行う中位値
処理の対象となる走査線のうち輝度変動がある走査線を
1本以下にすることができる。後に行うj走査中位値処
理ではj走査のうち中央に相当する値を取出すため、輝
度変動がある走査線が1本含まれている場合でも、j≧
3とすればこの変動ある走査線を確実に排除することが
できる。従って、間引き後の画像の信頼度を向上するこ
とができる。
【0014】本願に係る発明のうち、請求項6に記載の
方法は、1本の走査線がSH×m(m≧2)個の画素か
らなる採取画像に対しm画素間引きを行い1本の走査線
がSH個の画素からなる画像にする画像処理方法におい
て、前記m画素間引きを行う工程が、m=o×pとし
て、o画素につき1画素を取り出す単純間引き(o=1
の場合は間引き無し)を行った後、p画素につき1つの
中位値を取り出すことを特徴とする。このように、画素
×走査線でなる画像の画素方向に関して間引きを行う場
合にも、請求項1に記載した走査方向についての間引き
処理方法と同様の処理を画素方向について行うことによ
り、最初からm画素全体の中位値処理を行う場合に比し
て、高速に間引き処理を行うことができる。
【0015】また、本発明のうち請求項8に記載の方法
は、(SH×m)画素×(SV×n)走査の採取画像に
対しm画素×n走査間引きを行いSH画素×SV走査の
画像にする画像処理方法において、前記m画素×n走査
間引きを行う工程が、前記n=k×jとして、k走査に
つき1走査を取り出す単純間引き(k=1の場合は間引
き無し)を行った後に、j走査につき1つの中位値を取
り出す工程と、前記m=o×pとして、o画素につき1
画素を取り出す単純間引き(o=1の場合は間引き無
し)を行った後に、p画素につき1つの中位値を取り出
す工程とを具えることを特徴とする。上述した請求項1
乃至7に記載の方法は画素あるいは走査の一方のみの間
引き処理を行っているが、このように画素及び走査の両
方の間引き処理を行うようにしても良い。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、添付の図
面を参照しながら以下に説明する。図1は、本発明に係
るナンバープレートのサーチ方法を説明する図である。
図1に示すように、本発明のサーチ方法は、ナンバープ
レートの画像を採取する工程101と、画素方向のm画
素単純間引きもしくはm画素平均処理工程102と、k
走査単純間引き処理工程103と、j走査中位値処理工
程104と、マッチングサーチ処理工程105とを具え
ている。
【0017】まず、サーチの対象となるナンバープレー
トの画像を採取する(工程101)。ここで採取した画
像は、(SH×m画素)×(SV×n走査)として表す
ことができる。また、この採取画像において、図5に示
すようにナンバープレートの文字12は凸文字として構
成されているため、特に凸文字12の線の上下エッジ部
分(図5(b)において符号15及び16で示す部分)
では輝度レベルの変動が生じている。ここで、前記凸文
字12のエッジ部分でのレベル変動がある走査線幅をk
1とし、文字12に対応する走査線幅をk2とする。
【0018】この採取画像の画素方向について、極めて
簡単な、m画素間隔で1画素取り出す単純間引きあるい
はm画素の単純平均処理を行い、m画素を1画素に間引
く(工程102)。なお、文字の線が消えないようにす
るには、画素方向における文字の線に対応する画素数を
o2とすると、m<o2とすることが必要である。この
処理が終わると、画像は(SH画素)×(SV×n走
査)となる。
【0019】次に、n=k×j(k1(エッジ部分での
レベル変動がある走査線幅)≦k<k2(文字の線に対
応する走査線幅))として、画像の走査線方向について
k走査間隔で1走査取り出す単純間引き処理を行い、k
走査を1走査に間引く(工程103)。この工程が終わ
ると、画像は(SH画素)×(SV×j走査)となる。
k1(レベル変動がある走査線数)≦kとしているた
め、j走査に含まれるレベル変動がある走査線は0又は
1となり、また、k<k2(文字の線に対応する走査線
数)としているため、j走査には文字12の線に対応す
る走査線が少なくとも1以上は含まれることになる。こ
こで、後の工程でj走査につき中位値処理を行うことか
ら、jは少なくとも2以上となり、有効な中位値を算出
するためにはj≧3とするのが望ましい。
【0020】また、図2に逆の例を示すように、工程1
02と工程103は相前後しても構わないものとする。
これらの工程102、103の順序は製造条件や実施条
件等を勘案して、処理を行い易い方を選定して先に実施
するようにする。
【0021】次に、上記工程102及び103により処
理された間引き画像(SH画素)×(SV×j走査)に
対し、j本の走査線につき中位値算出処理を行い、j走
査を1走査に間引く(工程104)。この中位値処理に
より前記レベル変動がある走査線が最終的に除去され、
文字に対応する走査線を必ず1本は残したm画素×n走
査間引き画像が得られる。
【0022】このm画素×n走査間引き画像に対して、
所定のテンプレートを用いてナンバープレートのマッチ
ングサーチ処理を行い(工程105)、ナンバープレー
ト候補点を求める。
【0023】図3は、上記方法を適用して間引き処理を
行う実施例を示す図である。図3に示す例では、理解を
容易にするために、走査方向のみについて間引きを行う
場合を示し、m=1、n=4として最終的に4走査線間
引きを行い、かつ、そのnについてもn=4=k×j=
1×4として、j=4走査線の中位値を算出して間引き
画像を生成する方法を説明する。
【0024】図3に示すように、間引き処理の対象とな
る採取画像は(SH×m画素)×(SV×n走査)の画
像である。この画像に対しm=1であるためm画素につ
いては間引きなし(図1工程102)とし、k=1であ
るためk走査についての単純間引きも行わない(図1工
程103)。その後、j=4走査の中位値処理を行い
(図1工程104)、4走査につき中位値に相当する1
走査線を取り出して、n間引き画像とする。このように
して生成した間引き画像(SH画素)×(SV走査)に
対して所定のテンプレートとマッチングサーチ処理を行
うことにより、ナンバープレートの高速サーチを実現す
ることができる。
【0025】ここで、本発明に係るサーチ方法に関し、
上述した必須条件も含めた間引き条件を以下に示す。 n: 走査線の最終間引き間隔 m: 画素の最終間引き間隔 k: 走査線の単純間引き間隔 j: 走査線の中位値処理対象の走査線幅 k1:走査線方向における凸文字の水平エッジ(上下エ
ッジ)での走査線数 k2:文字の線に対応する走査線 o2:文字の線に対応する画素 である場合に、 1 間引き後の画像サイズを(二次)キャッシュ容量の数分の1以下にすること ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ n≧4 2 最小線幅の走査線数>最終間引き間隔であること・・・・・・ k2>n 3 文字エッジ部分の変動ある走査線を最終的に除去できること・ k≧k1 4 間引き画像にて文字の線が消えないこと・・・・・・k<k2,m<o2 5 十分な間引きを行い、サーチ高速化を達成できること・・ m,n>>1 6 レベル変動のある(0又は1本の)走査線を除去して有効な中位値を算出で きること・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ j≧3
【0026】上述した本発明の方法に用いる間引き処理
に関しては、専用に設計したハードウェアによる処理あ
るいはパソコンのCPUによるオールソフト処理等を好
適に用いることができる。なお、ナンバープレートの撮
像乃至画像取込み等の処理には従来の一般的な撮像装
置、画像処理装置等を用いて行うものとし、その説明は
省略する。また、画像間引き後に行うマッチングサーチ
処理も従来の方法を用いて行うこととし、ここでの説明
は省略する。
【0027】図7は、本発明の他の実施例を説明する図
である。図7に示す例では、(SH×m画素)×(SV
×n走査)の採取画像に対して、画素間引きについてm
=2、走査間引きについてはn=6とし、且つ、その走
査線間の中位値算出処理を行う前にk=2の2走査単純
間引きを適用して、SH画素×SV走査の間引き画像を
得る。これは、ナンバープレート文字の線の上下エッジ
部分の画素レベル変動の大きな走査線数(k1)が2走
査程度の場合、一度にn=6走査の中位値処理を行うよ
うにしても良いが比較的複雑な処理となり時間がかかる
のに対し、予め2(=k)走査の間引きを行い3(=
j)走査からの中位値算出を行うようにすれば、より高
速にほぼ同様の結果を得ることができるからである。
【0028】図7に示すように、m=2画素の単純間引
き若しくは平均処理を行うとともに(前記工程10
2)、k=2走査の単純間引きを行うと(前記工程10
3)、図7において斜線ないしドットで示す部分のみが
取出される。その後この画像に対し、j=3走査の中位
値算出処理を行うと(前記工程104)、サーチ処理の
対象となる所望の精度を具備するSH画素×SV走査の
画像が生成される。
【0029】上述した実施形態に係る方法において、m
画素間引きには単純間引き若しくは平均処理といった極
めて単純な間引きを行うのみに対して、n走査間引きに
は比較的複雑な工程を用いるのは、通常ナンバープレー
トの凸文字の影響による輝度レベルの変動が、特に凸文
字の水平エッジ部分で大きくでていることに鑑みたもの
である。但し、本発明の技術的範囲はこの実施形態に限
定されるべきではなく、採取画像の特徴等に応じて、例
えば文字の垂直エッジ部分の輝度レベル変動の方が大き
いのであれば、m画素間引きについてm=o×pとし
て、o画素単純間引きからp画素につき中位値算出処理
を行うとともに、n走査間引きには単純間引き若しくは
平均処理を行うのみにしても良い。若しくは、m画素×
n走査の両方について単純間引き後に中位値算出処理を
行うようにしても良い。
【0030】なお、凸文字を構成する線のエッジ部分の
輝度レベル変動が少ない方(上下エッジ若しくは左右エ
ッジ)の単純間引き又は平均処理については、ハードウ
ェアによるパイプライン処理、デジタルシグナルプロセ
ッサによるリアルタイム処理、MMX等(商標名)を含
むシングルインストラクションマルチプロセッサによる
SIMD(シングルインストラクションマルチデータ)
等で並列処理を行うことで全範囲の処理を行うか、ソフ
トウェアにて適当な画素・走査間隔で単純間引き若しく
は平均処理を行う等の選択をすることができる。
【0031】また、上述した本発明の実施形態ではいず
れもナンバープレートの画像処理について説明している
が、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではな
く、文字画像以外の画像の認識等にも適用できることは
自明である。
【0032】
【発明の効果】以上に本発明について詳細に説明したよ
うに、本発明に係る画像処理方法によれば、m画素×n
走査の処理を単純・高速に行っているため、例えばナン
バープレートの文字画像のサーチを高速に行うことがで
きる。その理由を図1、図2に示す実施形態の場合で説
明すれば、画素方向については単純間引き若しくは単純
平均といった極めて簡単な間引き処理を行い、走査方向
についてはk(≧1)走査の単純間引き後に初めてj走
査線間での中位値処理を行うようにして、比較的時間が
かかる中位値算出処理の対象を予め少なくすることによ
り、結果的に総処理時間の短縮を実現しているからであ
る。
【0033】また、ナンバープレートを構成する凸文字
のエッジ部分で生じる画素レベルの変動の影響を除去で
きるため、サーチにおける誤りを減少させることができ
る。その理由は、図1、図2に示す実施形態の場合で
は、予め水平エッジでの画素レベル変動の発生している
走査線数(k1)以上の間隔(k)で走査線間引きを行
い、その後j(≧3)走査線間で中位値処理を行ってい
るためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施形態に係る方法を説明す
るフローチャートである。
【図2】図2は、図1に示す実施形態の変形例を示すフ
ローチャートである。
【図3】図3は、本発明の実施例に係る画像間引き処理
を説明する図である。
【図4】図4は、従来の画像間引き処理を説明する図で
ある。
【図5】図5は、ナンバープレートの走査方向(垂直方
向)における輝度変動を示す図である。
【図6】図6は、従来の中位値算出処理を説明する図で
ある。
【図7】図7は、本発明の他の実施例に係る画像間引き
処理を説明する図である。
【符号の説明】
11 ナンバープレートの下地(白) 12 ナンバープレートの凸文字(緑) 15、16 輝度レベル変動部分 101 ナンバープレート採取工程 102 m画素単純間引き若しくはm画素平均処理
工程 103 k走査間隔で単純間引き工程 104 j走査中位値処理工程 105 マッチングサーチ工程
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/18 G06K 9/80 G08G 1/017 G08G 1/04

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SV×n本の走査線を有する採取画像
    (但しn≧2)に対しn走査間引きを行いSV本の走査
    線を有する画像にする画像処理方法において、前記画像が凸文字で構成される文字画像であり、 前記n走査間引きを行う工程が、n=k×jとして、k
    走査につき1走査を取り出す単純間引き(k=1の場合
    は間引き無し)を行った後、j走査につき1つの中位値
    を取り出す工程であるとともに、 前記(SV×n)走査のうち前記凸文字の上下エッジ部
    分に対応する輝度変動のある走査線数をk1とし、前記
    凸文字の線幅に係る走査線数をk2とした場合に、前記
    kに関して、k1≦k≦k2が成り立つ ことを特徴とす
    る画像処理方法。
  2. 【請求項2】 (SH×m)画素×(SV×n)走査の
    画像(但しn≧2)として採取した画像に対しm画素×
    n走査間引きを行いSH画素×SV走査の画像にする画
    像処理方法において、前記画像が凸文字で構成される文
    字画像であり、前記m画素×n走査間引きを行う工程
    が、 前記m画素の単純間引きもしくはm画素の平均処理を行
    う工程と、 前記n=k×jとして、k走査につき1走査を取り出す
    単純間引き(k=1の場合は間引き無し)を行う工程
    と、 これらのm画素単純間引き若しくは平均処理工程とk走
    査単純間引き工程が終了した後に、走査方向についてj
    走査につき1つの中位値を取り出す工程とを具えるとと
    もに、前記(SV×n)走査のうち前記凸文字の上下エッジ部
    分に対応する輝度変動のある走査線数をk1とし、前記
    凸文字の線幅に係る走査線数をk2とした場合に、前記
    kに関して、k1≦k≦k2が成り立つ ことを特徴とす
    る画像処理方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の画像処理方法に
    おいて、前記jに関して、j≧3が成り立つことを特徴
    とする画像処理方法。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至のいずれかに記載の画像
    処理方法において、前記n、k、jに関して、n=6、
    k=2、j=3であることを特徴とする画像処理方法。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の画像処理方法におい
    て、前記採取画像における1本の走査線がSH×m(m
    ≧2)個の画素からなるとともに、 m=o×pとして、o画素につき1画素を取り出す単純
    間引き(o=1の場合は間引き無し)を行った後、p画
    素につき1つの中位値を取り出すm画素間引きを行っ
    て、1本の走査線がSH個の画素からなる画像にする
    とを特徴とする画像処理方法。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至のいずれかに記載の画像
    処理方法を用いて得た間引き画像に対し、予め用意した
    サーチ用のテンプレートとのマッチングを行う文字画像
    あるいはナンバープレート画像のサーチ方法。
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