JP3193135B2 - ドットパターンのドット位置検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像情報をもとにドッ
トパターンのドット位置を検出する方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来のドットパターン識別方法の一例に
ついて図を参照しながら説明する。

【０００３】ドットパターンの識別は、大きく分けて図
１に示す４つの手段を用いて行なわれる。

【０００４】第１番目の、画像入力手段は、図２に示す
ように、カメラより入力されたドットパターンの画像
を、Ａ／Ｄ変換器により、ｘ，ｙ方向にそれぞれ画素分
割を行い、各画素は離散的な濃度値をもつディジタル画
像に変換し、画像メモリに格納する。以下の手段では、
このメモリに格納された画像データに対して、処理を施
すことにより、ドットパターンの識別を行う。

【０００５】第２番目の、各パターンの切り出し手段と
しては、図３に示すように、ｘ方向の直線上の画素濃度
を合計していく投影処理により、その投影値（濃度値の
合計値）が連続してあるしきい値以上である部分の長さ
が、ほぼパターンのｙ方向の長さに等しいときパターン
が存在する部分であるとし、パターンの上下端を決定す
る。同様に、ｙ方向の投影値が連続してあるしきい値以
上である部分の長さが、ほぼパターンのｘ方向の長さに
等しいときパターンが存在する部分であるとし、各パタ
ーンの左右端を決定する。図３の例では、ｙ方向切り出
しの投影しきい値はｔｈｙ、パターンの上端位置はｙ1
、下端位置はｙ２で示される。ｘ方向の切り出しの投
影しきい値はｔｈｘ、各パターンの左端位置はｘ１１、
ｘ１２、ｘ１３、右端位置はｘｒ１、ｘｒ２、ｘｒ３で
示される。各パターンの上下、左右端より図４に示すよ
うにその外接矩形が得られる。

【０００６】第３番目の、ドット検出手段について述べ
る。各パターンの切り出し手段により得られた外接矩形
を、図５に示すように各ドットが１つのメッシュに入る
ようにメッシュ分割する。次に、各メッシュ内のドット
の有無を決定するわけであるが、その方法は、各メッシ
ュ内で、ある濃度しきい値以上である画素が、ある判定
数以上である場合はメッシュ内にドットが存在するもの
とする。例えば、１つのメッシュ内の各画素の濃度値
が、図６のとおりである場合、濃度しきい値が５０、判
定数が８であるならば、このメッシュにはドットが存在
するが、濃度しきい値を７０、判定数を８としたなら
ば、このメッシュにはドットは存在しない。

【０００７】ドットの存在するメッシュを１、存在しな
いメッシュを０としたとき、図５に示した画像に対し
て、図７に示すように圧縮された形式の、０／１のデー
タが得られる。

【０００８】第４番目の、パターン識別手段は、識別パ
ターンについて、それぞれ上記の０／１の参照データを
予め持っておき、切り出された各区パターンより得られ
た０／１のデータが、どの識別パターンの参照データと
よく一致するかを参照することによって、パターンの識
別を行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の技術では、図８に示すように、ドットの径が
大きくなった場合や画像の明るさに変化があった場合、
上記の濃度しきい値、小領域にドットが存在することを
判定する画素数、あるいは文字の外接矩形の位置の変動
があった場合など、メッシュ内でのドット検出が影響を
受け、図９に示すように正しいドット検出が行われない
場合もある。そこで本発明では、上記のドット検出に影
響を及ぼすとされる、各種変動量の影響を受けにくいド
ットの検出を可能とすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願の第１発明は上記目
的を達成するため、画像中の画素の濃度がその周囲の画
素と対比してピークとなる点の検出を行い、このピーク
となる点が各小領域内に存在するか否かをもって各小領
域でのドットの存在の有無を判定してドットの位置を検
出することを特徴とする。

【００１１】本願の第２発明は上記目的を達成するた
め、画像中の画素に対して、その画素と周囲の画素との
演算結果をもって置き換える処理を施すことにより、ド
ット径の縮小を行い、ドット径の縮小されたデータの各
小領域に対する属性により各小領域でのドットの存在の
有無を判定してドットの位置を検出することを特徴とす
る。

【００１２】本願の第３の発明は上記目的を達成するた
め、各小領域内にこの小領域より更に小さなドット検出
領域を設け、そのドット検出領域のみでドット存在の有
無を判定し、これに基き各小領域でのドットの存在の有
無を判定してドットの位置を検出することを特徴とす
る。

【００１３】

【作用】本願の第１発明によれば、ドットの中央付近に
ドットの濃度のピークがあるという現象を利用して、画
素の濃度がその周囲の画素と対比してピークとなる点の
各小領域に対する属性により各小領域でのドットの存在
の有無を判定しているので、ドットの径や位置、画像の
明るさ、ドット部分をその背景から分離する際の濃度し
きい値、小領域にドットが存在することを判定する画素
数、パターンを含む領域の位置の変動等の影響を受けに
くいドット検出が可能となる。

【００１４】本願の第２発明によれば、ドット中央付近
にドットの濃度のピークがあるという現象を利用して、
ドット径の縮小されたデータの各小領域に対する属性に
より各小領域でのドットの存在の有無を判定しているの
で、ドットの径や位置、画像の明るさ、ドット部分をそ
の背景から分離する際の濃度しきい値、小領域にドット
が存在することを判定する画素数、パターンを含む領域
の位置の変動等の影響を受けにくいドット検出が可能と
なる。

【００１５】本願の第３の発明によれば、各小領域内に
この小領域より更に小さなドット検出領域を設け、その
ドット検出領域のみでドット存在の有無を判定し、これ
に基き各小領域でのドットの存在の有無を判定している
ので、ドットの濃度のピーク点と前記ドット検出領域を
一致させるようにすれば、ドットの径や位置、画像の明
るさ、ドット部分をその背景から分離する際の濃度しき
い値、小領域にドットが存在することを判定する画素
数、パターンを含む領域の位置の変動等の影響を受けに
くいドット検出が可能となる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００１７】図１０は読み取り対象のドットパターンで
あり縦５列、横５列のドットで文字を表現する。判別す
るパターンはアラビア数字の０から９までの１０種類の
文字である。また、ここではドット部分の濃度はその背
景部分に比べて明るいものとするが、ドット部分の濃度
が背景に比べて暗い場合も、同様の考え方で実施するこ
とができる。

【００１８】以下、文字を読み取る手順を示す。

【００１９】（１）テレビカメラより入力された文字の
画像を画素分割してディジタル画像とする。この時、各
画素の濃度は明るい部分が大きい値と成るように０から
２５５まで整数値に量子化されるものとする。得られた
画像に前処理としてフィルタリング処理によるシェーデ
ィング補正を施すことにより照明のむら等を除去する。

【００２０】（２）前処理を行った画像に対して縦、横
の各方向に投影値を計算し、投影値が連続して大きい部
分を文字部分であるとして文字に外接する矩形の切り出
しを行う。矩形の切り出しを行った例を図１１に示す。

【００２１】（３）切り出された矩形をドットパターン
の各ドットに対応させて縦５、横５の小矩形に分割す
る。図１１に示した矩形に対して、小矩形に分割した例
を図１２に示す。各小矩形にてドットの検出を行い、ド
ットが存在する小矩形を１、存在しない小矩形を０とす
ることによって図１３に示すように圧縮された形のパタ
ーンのデータが得られる。

【００２２】（４）識別パターンについてそれぞれこの
形式の１／０のデータを予め持っておき、得られたパタ
ーンが、どの識別パターンのデータとよく一致するかを
参照することによって文字の識別を行う。参照の方法
は、識別したいパターンより予め得られた０／１のデー
タと、参照データとの間で、各メッシュ位置に対応する
値同士で排他的論理和をとり、得られた値の和が０に最
も近い時、識別したいパターンは、その時の参照データ
に対応するパターンであるとする。例えば、識別パター
ン「２」、「３」、「４」のそれぞれに対する参照デー
タが、図１４の通りであり、画像中のパターンより得ら
れたデータが図１５の通りであった場合、図１５のパタ
ーンと、識別パターン「２」、「３」、「４」との間の
排他的論理和のデータは図１６の通りとなり、それぞれ
のパターン毎の値の和は、４、２、１２となる。したが
って図１５のデータは「３」と識別される。

【００２３】本発明は、上記（３）のドットの検出方法
に関するものである。ドット検出方法を図示したものが
図１７であり、（第１発明に対応）、（第２発明に
対応）、（第３発明に対応）の３つの方法のいずれか
を実施する。以下ドット検出の３つの実施例を分けて説
明する。

【００２４】第１の実施例においては、ドット部分の画
素濃度が図１８に示すように、中央付近にピークがある
場合で、文字に外接する矩形内で濃度がピークとなる点
の検出を行う。検出の方法としては、１画素毎に近接す
る８画素との大小関係を調べていき、それらの近接する
画素のいずれよりも小さくない画素がピーク点であると
する。図１９にドット文字の画像を濃度値で示す。図中
実線は、上記の方法で分割を行った小矩形である。図１
９で示した画像に対して、この方法で検出されたピーク
を図２０に丸印で示す。

【００２５】次に、これらのピーク点の濃度値の検定を
行う。つまり、予め設定された、ある濃度しきい値より
も濃度値が小さいピーク点は除外する。しきい値を８０
としたときの、残ったピーク点を図２１に丸印で示す。

【００２６】最後に、残ったピーク点の、小矩形に対す
る属性より、ドットが存在する小矩形と存在しない小矩
形とを決定する。図１９に示した例について、ドットが
存在する小矩形を１、存在しない小矩形を０とすること
によって得られる、圧縮された形のパターンのデータを
図２２に示す。

【００２７】第２の実施例においては、ドット部分の濃
度が図１８に示すように、中央付近にピークがある場合
で、ピーク部分の濃度を保存したまま、その周辺部の濃
度を小さくすることにより、ドット径の縮小を行う。以
下、その方法について述べる。まず、処理対象の画素を
中心とする縦ｍ画素×横ｎ素の合計ｍ×ｎ画素の濃度値
の最大値をもって、処理対象の画素濃度を置き換える最
大値フィルタ処理を施し、処理前の画像とは別の画像メ
モリに保存する（ここでｍ、ｎは整数）。図１８に示し
た処理前の画像に対し、ｍ＝ｎ＝３としたときの最大値
フィルタ処理後の画像を図２３に示す。得られた画像を
用いて、式（１）の画像間演算処理を行うことにより、
ピーク部分の濃度を保存したまま、その周辺部の濃度を
小さくすることができる。式（１）の画像間演算後の画
像を図２４に示す。

【００２８】 g (x,y) ＝f(x,y)×2 −fma(x,y) (f(x,y) ×2 ＞fmax(x,y) ＝0 (f(x,y) ×2 ≦fmax(x,y) ・・・（１） ただし、g (x,y) は処理後の画像、f(x,y)は処理前の画
像、fmax(x,y) は最大値フィルタ処理後の画像である。
また、ｘ，ｙは画像中の平面座標を示している。

【００２９】最終的に得られた画像に対して、予め設定
された、ある濃度しきい値よりも濃度値が大きい画素
の、小矩形に含まれる数が、ある判定数以上である場合
は小矩形内にドットが存在するものとして、ドットが存
在する小矩形と存在しない小矩形とを決定する。図２４
に示した画像について、濃度しきい値を８０、判定数を
１としたときに、ドットが存在する小矩形を１、存在し
ない小矩形を０とすることによって得られる、圧縮され
た形式のパターンの１／０データを図２５に示す。

【００３０】第２の実施例は、第１の実施例に比べて、
一般によく使われるフィルタリングのモジュールの組み
合わせで実現できるうえに、明るい点状のノイズなどの
影響を受けにくいという利点がある。

【００３１】第３の実施例においては、小矩形の中で、
図２６にて斜線で示すようなドットを検出する領域を設
ける。つまりこの検出領域の中でのみ小矩形に含まれる
ドットの有無の判定を行う。ドットの有無の判別は、検
出領域内で、予め設定された、ある濃度しきい値よりも
濃度値が大きい画素の数が、ある判定数以上である場合
は小矩形内にドットが存在するものとして、ドットが存
在する小矩形と存在しない小矩形とを決定する。例え
ば、図１９に示した画像に対して、ドット検出領域を、
小矩形に含まれる縦３×横３画素の、中央の１画素のみ
とする。これに対し、濃度しきい値を８０、判定数を１
として、ドットが存在する小矩形を１、存在しない小矩
形を０とすることによって得られる、圧縮された形式の
パターンの１／０のデータを図２７に示す。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、ドットの径や位置、ド
ット部分をその背景から分離する際の濃度しきい値、小
領域にドットが存在することを判定する画素数、パター
ンを含む領域の位置の変動等の影響を受けにくいドット
の検出が可能となり、正確なドット位置検出が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ドットパターン識別装置の構成図である。

【図２】画像入力手段を示す構成図である。

【図３】識別対象となる各パターンの切り出し手段を示
す図である。

【図４】ドットパターンを外接矩形にて切り出した状態
の説明図である。

【図５】外接矩形にて切り出されたドットパターンを更
に小矩形にて分割した状態の説明図である。

【図６】１つの小矩形内の画素濃度の例を示す図であ
る。

【図７】ドット検出の結果得られる圧縮された形式デー
タの例を示す図である。

【図８】ドット径の不均一が見られる例を示す図であ
る。

【図９】図８のドットを従来例で検出した結果得られる
圧縮された形式のデータを示す図である。

【図１０】識別対象のドット文字の説明図である。

【図１１】ドットパターンを外接矩形にて切り出した状
態の説明図である。

【図１２】図１１にて外接矩形にて切り出されたドット
パターンを更に小矩形にて分割した状態の説明図であ
る。

【図１３】図１２の小矩形内でのドット検出の結果得ら
れる圧縮された形式の１／０のデータを示す図である。

【図１４】文字識別に用いられる参照データの説明図で
ある。

【図１５】画像データよりドット検出を行った結果得ら
れた１／０のデータを示す図である。

【図１６】図１４と図１５の各要素間の排他的論理和を
示す図である。

【図１７】本発明のドット位置検出方法の概要説明図で
ある。

【図１８】ドット中心付近にピークがある画像の説明図
である。

【図１９】本発明の第１実施例における読み取り対象の
文字の画素の濃度の説明図である。

【図２０】図１９の画像の濃度ピーク点の検出状態の説
明図である。

【図２１】図２０で検出された濃度ピーク点を更にしき
い値処理した結果残った点の説明図である。

【図２２】図２１で残った点のメッシュ属性より検出さ
れたドット位置より得られた１／０のデータを示す図で
ある。

【図２３】本発明の第２実施例における最大値フィルタ
処理後の画像濃度の説明図である。

【図２４】第２実施例における画像濃度の説明図であ
る。

【図２５】図２４の画像よりドット検出して得られる１
／０のデータを示す図である。

【図２６】本発明の第３の実施例におけるドット検出領
域の説明図である。

【図２７】図２６のドット検出領域内でドット検出して
得られる１／０のデータを示す図である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドットで構成されるパターンの画像情報
   より、ドットパターンを含む領域を、基準となるドット
   パターンのドットにより定まる複数の小領域に分割し、
   次いで各小領域に対するドットの属性より、ドットの位
   置を検出するドットパターンのドット位置検出方法にお
   いて、画像中の画素の濃度がその周囲の画素と対比して
   ピークとなる点の検出を行い、このピークとなる点が各
   小領域内に存在するか否かをもって各小領域におけるド
   ットの存在の有無を判定してドットの位置を検出するこ
   とを特徴とするドットパターンのドット位置検出方法。
2. 【請求項２】 ドットで構成されるパターンの画像情報
   より、ドットパターンを含む領域を、基準となるドット
   パターンのドットにより定まる複数の小領域に分割し、
   次いで各小領域に対するドットの属性より、ドットの位
   置を検出するドットパターンのドット位置検出方法にお
   いて、画像中の画素に対して、その画素と周囲の画素と
   の演算結果をもって置き換える処理を施すことにより、
   ドット径の縮小を行い、ドット径の縮小されたデータの
   各小領域に対する属性により各小領域でのドットの存在
   の有無を判定してドットの位置を検出することを特徴と
   するドットパターンのドット位置検出方法。
3. 【請求項３】 ドットで構成されるパターンの画像情報
   より、ドットパターンを含む領域を、基準となるドット
   パターンのドットにより定まる複数の小領域に分割し、
   次いで各小領域に対するドットの属性より、ドットの位
   置を検出するドットパターンのドット位置検出方法にお
   いて、各小領域内にこの小領域より更に小さなドット検
   出領域を設け、そのドット検出領域のみでドット存在の
   有無を判定し、これに基き各小領域でのドットの存在の
   有無を判定してドットの位置を検出することを特徴とす
   るドットパターンのドット位置検出方法。