JP4194301B2

JP4194301B2 - 文字認識システムおよび文字認識プログラム

Info

Publication number: JP4194301B2
Application number: JP2002159690A
Authority: JP
Inventors: 艶彦島田; 嘉治島田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2022-05-31
Also published as: JP2004005177A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帳票の文字認識を行う文字認識システムおよび文字認識プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、帳票をスキャナにて読み取ってイメージをディスプレイ上に表示すると、帳票部分の文字が読み取られた部分と、帳票のない部分も白画像として表示されてしまうので、オペレータが文字認識する範囲を枠で囲み、当該枠内をスキャナーで読み取って文字認識ソフトに渡して当該帳票の文字認識を行うようにしていた。
【０００３】
また、帳票原点を決定するため、３点マークと呼ばれるマークを帳票の左上、右上、左下に印刷する必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、帳票の文字の印刷されていない部分と、帳票のない背景部分とが共に白画像となってしまうため、上述したようにオペレータが帳票に相当する範囲を枠で囲んで当該枠の内部をスキャナで読み取って文字認識するという面倒な作業が必要となってしまうなどの問題があった。
【０００５】
また、帳票原点を決定するため、３点マークと呼ばれるマークを帳票の左上、右上、左下に印刷する必要があり、帳票の制約が生じるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決するため、帳票をイメージスキャナで読み取ったときにエッジ強調およびコントラスト変更して当該帳票の各端の部分を検出あるいは推定して帳票の外側を黒背景にした帳票画像を自動生成し、当該黒背景の帳票画像が黒から白に変化する点を基準点として文字認識を行い、帳票から外側を黒背景とした帳票画像を自動生成して文字認識を簡易かつ精度良好に実現することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
図１を参照して課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
図１において、処理装置１は、プログラムに従い各種処理を実行するものであって、ここでは、エッジ強調処理手段１３、コントラスト変更手段１４、帳票端検出手段１５、黒背景付加手段１６、文字認識手段１７などから構成されるものである。
【０００９】
エッジ強調処理手段１３は、画像のエッジを強調するものである。
コントラスト変更手段１４は、画像のコントラストを変更するものである。
【００１０】
黒背景付加手段１６は、画像中の帳票の外側の部分に黒背景を付加するものである。
【００１１】
文字認識手段１７は、画像中の黒画素から白画素に変化して点を基点（原点）に、文字認識を行うものである。
【００１２】
イメージスキャナ３は、帳票２を読み取って画像を生成するものである。
次に、動作を説明する。
【００１３】
イメージスキャナ３によって帳票３を読み取って画像を生成し、エッジ強調処理手段１３が当該画像中のエッジを強調し、帳票検出手段１５が画像中から帳票の端（例えば上、下、左、右の各端）を検出し、黒背景付加手段１６が画像中の帳票の画像の外側に黒背景を付加し、文字認識手段１７が黒背景の付加された画像中で黒画素から白画素に変化した点を基点（原点）に、文字認識を行うようにしている。
【００１４】
この際、エッジ強調して帳票の用紙端が検出できないときに、コントラスト変更手段１４が画像のコントラストおよび必要に応じて明るさを増減して帳票（用紙）の端を検出することを繰り返して用紙端を検出するようにしている。
【００１５】
また、帳票端検出手段１５が画像上で帳票（用紙）端の上、下、左、右のうちのいずれか１つあるいは２つが検出できなかったときに他の検出できた位置から当該検出できなかった位置を、帳票のサイズから推定するようにしている。
【００１６】
従って、帳票をイメージスキャナで読み取ったときにエッジ強調およびコントラスト変更して当該帳票の各端の部分を検出あるいは推定して帳票の外側を黒背景にした帳票画像を自動生成し、当該黒背景の帳票画像が黒から白に変化する点を基準点として文字認識を行うことにより、帳票から外側を黒背景とした帳票画像を自動生成して文字認識を簡易かつ精度良好に実現することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、図１から図５を用いて本発明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明のシステム構成図を示す。
図１において、処理装置１は、プログラムに従い各種処理を実行するものであって、１１ないし１８などから構成されるものである。
【００１９】
イメージスキャナ制御手段１１は、イメージスキャナ３を制御して帳票２から画像を読み取るものである。
【００２０】
画像格納手段１２は、イメージスキャナ制御手段１１によってイメージスキャナ３から読み取られた帳票の画像を一時的に格納するものである。
【００２１】
エッジ強調処理手段１３は、帳票から読み取った画像中の帳票画像のエッジを強調して当該帳票の用紙端（エッジ）を検出し易くするものである。
【００２２】
コントラスト変更手段１４は、帳票から読み取った画像中の帳票の用紙端（エッジ）のコントラストを変更および必要に応じて明るさを変更して当該用紙端（エッジ）を検出し易くするものである。
【００２３】
帳票端検出手段１５は、エッジ強調処理手段１３およびコントラスト変更手段１４によってエッジ強調、コントラスト変更した後の画像から帳票の用紙端の位置（上、下、右、左の端の位置）を検出するものである。
【００２４】
黒背景付加手段１６は、帳票端検出手段１５によって検出された画像中の帳票の用紙の外側の部分に、黒背景を付加した画像を生成するものである。
【００２５】
文字認識手段１７は、黒背景を付加した画像中で、黒画素から白画素に変化する位置を基点として、周知の手法に従い、文字認識を行うものである（図５参照）。
【００２６】
認識結果表示手段１８は、文字認識手段１７で文字認識された認識結果を、ディスプレイ４上に表示するものである。
【００２７】
帳票２は、文字認識の対象の帳票である。
イメージスキャナ３は、帳票２の画像を読み取るものである。
【００２８】
ディスプレイ４は、認識結果を表示するものである。
次に、図２のフローチャートの順番に従い、図１の構成の動作を詳細に説明する。
【００２９】
図２は、本発明の動作説明フローチャートを示す。
図２において、Ｓ１は、読み取り画像を保存する。これは、帳票２をイメージスキャナ３で読み取って生成した画像を作業域に保存する。
【００３０】
Ｓ２は、エッジ強調する。この際、Ｓ３でコントラスト変更を行い、画像中の帳票の用紙端が検出し易くする（図３を用いて後述する）。
【００３１】
Ｓ４は、帳票端を検出する。これは、Ｓ２でエッジ強調、Ｓ３でコントラスト変更し、帳票の用紙の端（エッジ部分）の位置（用紙の上、下、左、右の位置）をそれぞれ検出する。尚、用紙の端の上下左右のうち１つあるいは２つが検出できないときは他の検出できた位置から推定する。
【００３２】
Ｓ５は、黒背景を付加する。これは、Ｓ４で検出した帳票の用紙の外側に、黒背景を付加した画像を生成する。
【００３３】
Ｓ６は、文字認識する。これは、Ｓ５で黒背景の付加された画像中で、黒画素から白画素に変化する点を基点にし、周知の文字認識を行う（図５参照）。そして、文字認識した結果を、文字認識データとして出力する。
【００３４】
以上によって、帳票２からイメージスキャナ３で読み取った画像のエッジ強調、コントラスト変更して帳票の端（エッジ）を検出し、当該検出した帳票の端の外側に黒背景を付加した画像を生成し、当該生成した画像中で黒画素から白画素に変わる点を基点にして、帳票上の文字認識することが可能となる。
【００３５】
図４は、本発明の詳細フローチャートを示す。
図４において、Ｓ１１は、コントラスト初期設定する。これは、帳票からイメージスキャナ３で読み取るときのコントラストをデフォルトの初期設定値に設定する。
【００３６】
Ｓ１２は、画像読み取りする。これは、Ｓ１１で初期設定値のコントラスト、あるいはＳ２１でコントラスト値変更された後のコントラストで、イメージスキャナ３で帳票２の画像を読み取る。
【００３７】
Ｓ１３は、エッジ強調処理を行う。これはＳ１２で読み取った画像について、帳票のエッジ（用紙端）を強調する処理を行う。
【００３８】
Ｓ１４は、上辺、左辺、右辺、下辺を検出する。
Ｓ１５は、上辺、左辺が検出できたか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ１６で検出した帳票端の上辺、左辺の交点を検出し、Ｓ１７に進む。一方、Ｓ１５のＮＯの場合には、上辺、左辺が検出できなかったのでＳ２１でコントラスト値を変更してＳ１２以降を繰り返す。
【００３９】
Ｓ１７は、交点が画像内にあるか判別する。これは、Ｓ１５のＹＥＳで検出した帳票の上辺と左辺との交点が、画像内にある、即ち、帳票の上辺と左辺の交点がイメージスキャナ３で読み取った画像内に含まれるか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ１８で黒背景付加（画像中の帳票の外側に黒背景を付加）した画像を生成し、Ｓ１９で文字認識（画像中で黒画素から白画素に変化した点を基点として、周知の文字認識）を行い、Ｓ２０に進む。一方、Ｓ１７のＮＯの場合には、交点が画像内にない、即ち、画像内に帳票の画像が全部含まれていないと判明し、帳票の端（エッジ）の検出位置が誤検出と判明したので、Ｓ２１でコントラスト値変更し、Ｓ１２以降を繰り返す。
【００４０】
Ｓ２０は、文字認識エラーか判別する。これは、Ｓ１９の文字認識の結果、エラーか判別する。ＹＥＳの場合には、画像中の帳票のエッジ（端）の誤検出と判明したので、Ｓ２１でコントラスト値変更してＳ１２以降を繰り返す。一方、Ｓ２０のＮＯの場合には、文字認識エラーが発生しなく、正常に文字認識されたと判明したので、終了する。
【００４１】
以上によって、イメージスキャナ３で帳票２の画像を読み取るコントラストを変更して当該帳票２から読み取った画像についてエッジ強調して画像中から帳票のエッジ（端）を検出し、上辺と左辺の交点が画像内にあるときに正常な帳票の辺の検出ができたと判定し、当該検出した帳票の外側に黒背景を付加した画像を生成し、当該画像上で黒画素から白画素に変化する点を基点にして文字認識することにより、正確かつ精度良好に文字認識することが可能となる。
【００４２】
図４および図５は、本発明の説明図を示す。
図４の（ａ）は、画像を読み込む。これは、既述した図１のイメージスキャナ３を制御して帳票２から読み取った画像を取り込む。ここでは、中央の矩形の部分が帳票２から読み取った画像であり、その外側が帳票の外側の部分に配置されていたイメージスキャナ３の読み取り台から読み取った白背景の画像である。
【００４３】
図４の（ｂ）は、エッジ強調し、帳票端を強調した様子を示す。ここでは、帳票端は、帳票２から読み取った画像の端の部分を強調したものである。
【００４４】
図４の（ｃ）は、帳票端を検出して、黒背景を付加した様子を示す。ここでは、図４の（ｂ）で検出した帳票端の外側を黒背景を付加した画像を示す。
【００４５】
図５の（ｄ）は、画像端からスキャンして黒から白に切り替わる位置を検出し、切り替わった位置を帳票端とした様子を示す。ここでは、上辺および左辺からそれぞれスキャンして黒から白に切り替わった位置を、帳票端とそれぞれ決定する。
【００４６】
図５の（ｅ）は、帳票上で上辺と左辺が交差する位置（帳票原点）を抽出する様子を示す。帳票原点（帳票基点）は、画像上で帳票の上辺と左辺が交差する位置である。画像原点（画像基点）は、画像上で左上の位置である。
【００４７】
図５の（ｆ）は、ＯＣＲ定義体に従い、画像原点からのＸ方向、Ｙ方向の位置をそれぞれ算出して文字位置を決定し、文字認識する様子を示す。これは、図５の（ｇ）に定義したＯＣＲ定義体中の
・例えば項目名Ａは、帳票原点からＸ座標”３０”、Ｙ座標”２０”の位置に、Ｘ方向サイズ”５”、Ｙ方向サイズ”１”の領域に当該項目名Ａの文字列が記載されていると判明するので、
これを画像原点からの値に変換し、図５の（ｆ）の画像原点からの当該変換後の値の領域から項目名Ａの文字認識を、周知の手法で行う。
【００４８】
図５の（ｇ）は、ＯＣＲ定義体の例を示す。ここでは、帳票２上に記載されている文字列は、項目名に対応づけて帳票原点からのＸ座標、Ｙ座標、Ｘ座標からのＸ方向サイズ、Ｙ座標からのＹ方向サイズがそれぞれ定義されている。
【００４９】
（付記１）
帳票の文字認識を行う文字認識システムにおいて、
帳票からイメージスキャナを用いて画像を読み取る手段と、
前記読み取った画像について、エッジ強調して帳票の用紙端を検出する手段と、
前記検出した帳票の用紙端の外側を黒画像とした帳票画像を生成する手段と、前記帳票画像の外側の黒画像から白画像に変化した位置をもとに文字認識する手段と
を備えたことを特徴とする文字認識システム。
【００５０】
（付記２）
前記エッジ強調して帳票の用紙端が検出できないときに、画像のコントラストおよび必要に応じて明るさを増減して用紙端を検出することを繰り返して当該用紙端を検出する手段を備えたことを特徴とする付記１記載の文字認識システム。
【００５１】
（付記３）
前記用紙端の上、下、左、右のうちのいずれか１つあるいは２つが検出できなかったときに他の検出できた位置から当該検出できなかった位置を、帳票のサイズから推定する手段を備えたことを特徴とする付記１あるいは付記２記載の文字認識システム。
【００５２】
（付記４）
帳票の文字認識を行う文字認識プログラムにおいて、
帳票からイメージスキャナを用いて画像を読み取る手段と、
前記イメージスキャナで前記帳票を読み取った画像について、エッジ強調して帳票の用紙端を検出する手段と、
前記検出した帳票の用紙端の外側を黒画像とした帳票画像を生成する手段と、前記帳票画像の外側の黒画像から白画像に変化した位置をもとに文字認識する手段と
してコンピュータに機能させるための文字認識プログラム。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、帳票２をイメージスキャナ３で読み取ったときにエッジ強調および必要に応じてコントラスト変更して当該帳票２の各端の部分を検出あるいは推定して帳票２の外側を黒背景にした帳票画像を自動生成し、当該黒背景の帳票画像が黒から白に変化する点を基準点（帳票原点）として文字認識を行う構成を採用しているため、帳票２から外側を黒背景とした帳票画像を自動生成して文字認識を簡易かつ精度良好に実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステム構成図である。
【図２】本発明の動作説明フローチャートである。
【図３】本発明の詳細フローチャートである。
【図４】本発明の説明図（その１）である。
【図５】本発明の説明図（その２）である。
【符号の説明】
１：処理装置
１１：イメージスキャナ制御手段
１２：画像格納手段
１３：エッジ強調処理手段
１４：コントラスト変更手段
１５：帳票端検出手段
１６：黒背景付加手段
１７：文字認識手段
１８：認識結果表示手段
２：帳票
３：イメージスキャナ
４：ディスプレイ

Claims

帳票の文字認識を行う文字認識システムにおいて、
帳票からイメージスキャナを用いて当該帳票の全体を含む画像を読み取る手段と、
前記読み取った前記帳票の全体を含む画像について、エッジ強調して帳票の上辺、左辺、下辺、および右辺の用紙端を検出する手段と、
前記検出した用紙端の上辺、左辺、下辺、および右辺について隣接するものの交点が前記読み取った画像内に含まれるときに正しいと判定、一方、含まれないときに誤検出と判定する手段と、
前記正しいと判定された帳票の用紙端の上辺、左辺、下辺、および上辺の外側を黒画素とした帳票画像を生成する手段と、
前記帳票画像の外側の黒画素から白画素に変化する用紙端の上辺、左辺、下辺、および上辺について隣接するものの交点を基点として文字認識する手段とを備えたことを特徴とする文字認識システム。
前記誤検出と判定された場合に、画像のコントラスト値および明るさのいずれか一方あるいは両者を増減して用紙端を検出することを繰り返して当該用紙端を検出する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の文字認識システム。
前記帳票の用紙端の上辺、左辺、下辺、および右辺のいずれかが検出されなかった場合には、当該帳票のサイズをもとに他のものから検出できなかった用紙端を推定する手段を備えたことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の文字認識システム。
帳票の文字認識を行う文字認識プログラムにおいて、
帳票からイメージスキャナを用いて当該帳票の全体を含む画像を読み取る手段と、
前記読み取った前記帳票の全体を含む画像について、エッジ強調して帳票の上辺、左辺、下辺、および右辺の用紙端を検出する手段と、
前記検出した用紙端の上辺、左辺、下辺、および右辺について隣接するものの交点が前記読み取った画像内に含まれるときに正しいと判定、一方、含まれないときに誤検出と判定する手段と、
前記正しいと判定された帳票の用紙端の上辺、左辺、下辺、および上辺の外側を黒画素とした帳票画像を生成する手段と、
前記帳票画像の外側の黒画素から白画素に変化する用紙端の上辺、左辺、下辺、および上辺について隣接するものの交点を基点として文字認識する手段としてコンピュータに機能させるための文字認識プログラム。