JP3789531B2

JP3789531B2 - 文字認識方法

Info

Publication number: JP3789531B2
Application number: JP30226695A
Authority: JP
Inventors: 延彦今田; 恵美早田; 宏逢坂
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2015-10-27
Also published as: JPH09128481A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気カード、ＩＣカード等の各種カードに印刷やエンボス等によって形成された文字を読み取る方法に関し、特に、読み取る文字の位置ズレを補正しながら文字認識が行える方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種カード類が種々の用途で大量に使用されており、これらカードには、ＩＤ番号、氏名等の文字が、印刷、エンボス或いは刻印等によって形成されている。かかる文字はカード利用者の確認用としての意味もあるが、文字認識装置により機械読取りすることもある。例えば、新規な磁気カードやＩＣカードを製造する時に、先ずエンボス文字でＩＤ番号等を形成し、次いで該エンボス文字のＩＤ番号を光学的に読取り、読み取ったＩＤ番号に該当するデータをカードに書込むというものである。これによって、エンボス文字と記録するデータとの不整合を確実に防止できるからである。また、カードの利用段階でも、カード読取機でＩＤ番号を磁気データとエンボス文字とから二重に読取りして、磁気データやエンボス文字の改ざんに対処している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カメラ視野内に読み取る文字が入る様に、カードを搬送して所定位置で停止させてカメラ視野内に固定する際に、完全に定位置で停止せず、搬送誤差（すなわち、カード固定誤差）を生じる。また、カードに文字を印刷等で形成する際にも印刷ズレによって、文字列として全体的に文字が微妙に（例えば約±０．２〜０．３ｍｍ程度）例えばロット単位でずれることがある（文字列形成誤差）。また、エンボス文字では一文字毎にカードを送ってエンボスするので、カード送り量のバラツキから、文字列中の文字ピッチにバラツキがでる文字ピッチ誤差を生じる。このため、カメラで文字を読み取って画像処理により文字認識する際、カメラ視野内の画像から文字領域部分の画像を、切り出しウインドウで切り出して、一文字毎のウインドウで文字認識するときに、文字がずれているとウインドウからはみ出したり、隣接する文字の一部が混入したりして、文字認識のヒット率が低下する問題がある。そこで、本発明は上記問題点を解決し、カメラ視野内に入った文字の位置ズレを、カード固定誤差、文字列形成誤差、ピッチ誤差等の誤差で補正してから文字認識を行い、文字認識のヒット率が向上する、文字認識方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の文字認識方法は、カードに形成された文字をカメラで読み取り、画像処理により文字認識する文字認識方法において、カメラ視野内における正規の文字位置からの文字位置ズレを補正する方法であって、文字位置ズレの補正方向に垂直なカードのエッジも、カメラ視野内に入る様にカードを固定し、該エッジをカメラで読み取ってカメラ視野内でのエッジ位置を特定し、該エッジ位置を利用して文字位置ズレを補正した上で、更に、前記特定したエッジ位置により、カメラ視野内における正規のカード固定位置からのカードズレ量をカード固定誤差として得て、該カード固定誤差により文字位置ズレを文字列単位で補正した上で、更に、エッジとともにカメラ視野内に入った、文字列中の先端又は終端の末端文字をカメラで読み取って末端文字の位置を特定することで、該末端文字のカメラ視野内における正規の位置からのズレ量を、カードに形成される文字列のカード上での正規の位置からの位置ズレである文字列形成誤差として得て、該文字列形成誤差により文字位置ズレを文字列単位で補正した上で、更に、エッジとともにカメラ視野内に入った、文字列中の先端及び終端の両端の文字をカメラで読み取って両文字の位置から文字列長を特定することで、文字列長のカメラ視野内における正規の長さとのズレ量を得て、該ズレ量を文字列の総文字数から１を減じた数で除算したものを、文字列内での各文字毎の文字ピッチ誤差として、該文字ピッチ誤差で、文字位置ズレを個別の文字単位で補正した上で、文字認識を行うようにしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の文字認識方法を詳述する。図１は、本発明の文字認識方法による文字位置ズレを補正を説明する説明図である。
【０００６】
先ず、同図はカメラ視野１の中にカード２の左下側部分が左側のエッジを含めて入っている状態を示す。カード２は、公知の搬送手段で文字認識装置の読取手段であるカメラの読取位置まで搬送され、そこで停止、固定され、文字の読取りが行われる。ここでは、Ｘ軸方向がカードの搬送方向であり、また、文字の並び方向、すなわち文字列の方向でもある。
【０００７】
また、カード搬送方向がＸ軸方向のときは、カード固定誤差はＹ軸方向よりもＸ軸方向の方が一般に大きい。そこで、以下の説明では、文字位置ズレ、カード固定誤差、文字列形成誤差、文字ピッチ誤差、及びそれらの補正方向は、全てＸ軸方向の場合について説明する。但し、文字のカード上での天地方向の文字位置ズレについて、すなわち、Ｙ軸方向の補正についても同様に、本発明の文字認識方法は適用できるものであり、本発明方はＹ軸方向、その他の方向の補正も包含する。
【０００８】
図１の説明に戻って、同図ではカメラ視野１内に入っているカードのエッジは、左側エッジ、及び下側エッジであるが、ここでは、文字位置ズレの補正方向はＸ軸方向であったから、Ｘ軸方向に垂直なエッジである左側エッジが、カメラで読み取って、位置を特定する対象となるエッジである。そして、同図は、カメラ視野１内における正規のカード固定位置に対応するエッジ位置Ｅｓに対して、実際のカード固定位置に対応するエッシ位置Ｅが、カードズレ量Ｄ１だけずれている状態を示す。カードズレ量Ｄ１は、カード固定誤差Ｄ１に相当する。なお、カメラ視野１内における正規のカード固定位置に対応するエッジ位置Ｅｓは、文字認識する際の画像処理において、予め与えておけば良く、実際のエッジ位置Ｅを読み取って特定すれば、Ｄ１＝Ｅ−Ｅｓとして、カードズレ量が得られ、これをカード固定誤差Ｄ１とすることができる。
【０００９】
図１で説明すると、カード固定誤差が無ければカード２上に形成されている文字は、カメラ視野１内の文字３ｏの破線で示す位置に来ることになるが、カード固定誤差Ｄ１だけズレた文字３ｓの破線で示す位置となる。もしも、文字位置ズレの要因がカード固定誤差が主体であり、他の誤差要因が無視できる場合は、カード固定誤差Ｄ１により文字位置ズレを補正した上で、後は通常に文字認識を行えばよい。カード固定誤差による文字位置ズレの補正は、誤差が皆無と仮定した場合にカメラで読み取った画像中から文字領域を抽出する切り出しウインドウの位置を、該カード固定誤差分だけずらすことで行われる。そして、後は通常の文字認識と同様に、ずらした後の切り出しウインドウを用いて文字領域の画像を抽出して文字認識を行えばよい。文字の切り出しウインドウは、例えば１文字単位である。なお、この場合、文字列中の各文字に対する切り出しウインドの位置も（予め与えられている）文字ピッチで最初の位置と関連して決まっているが、それらも上記カード固定誤差Ｄ１で同様にずらして補正する。
【００１０】
次に、文字位置ズレの補正を、カード固定誤差Ｄ１による補正の後に、更に文字列形成誤差による補正も行う場合について説明する。本発明では、文字列形成誤差の測定を、文字列全体としての位置を代表するものとして、該文字列中の末端の文字についてのみ実際に文字認識或いは単にパターン認識等により位置を特定し、該末端の文字の本来あるべき位置からのズレ量として測る。そして、この文字列形成誤差分だけ切り出しウインドウをずらすことで、文字位置ズレを補正し、ずらした後の切り出しウインドウを用いて文字認識するものである。
【００１１】
図１に示す如く、カメラ視野１内における文字列は、文字列形成誤差の影響もあって全体的にＸ軸方向にずれており、文字列の位置をその末端文字の位置で代表させることにすれば、カメラ視野１内における文字列の位置として先端の文字３の位置で表されることになる。ここでは、文字３の位置Ｃとしてその左端の位置、すなわち文字列の開始位置を用いる。また、文字列形成誤差が皆無の場合のカード上に形成されるべき文字列の正規の位置の、カメラ視野１内における位置は、（文字３に対応して）文字３ｓの位置Ｃｓで示される。また、既にカード固定誤差は補正ずみであるので、切り出しウインドウは文字３ｏではなく文字３ｓを狙った位置となっている。そこで、文字３ｓを狙った切り出しウインドウにより、文字３を取り込んで、文字３の位置Ｃを特定する。この際、切り出しウインドウのサイズは、文字列形成誤差でずれた文字３がウインドウ内に納まる位（文字全体を認識せず、文字の自身の端部で文字の位置を特定するなら、その端部が納まる位でよいが）のサイズと大きめにしておく。これによって、文字３の位置Ｃを特定し、文字３の本来あるべき正規の位置、すなわち文字３ｓの位置Ｃｓとのズレ量を、文字列形成誤差Ｄ２（＝Ｃ−Ｃｓ）として得ることができる。結局、文字形成誤差Ｄ２で文字位置ズレを更に補正することで、カード固定誤差Ｄ１と含めて文字位置ズレはＤ＝Ｄ１＋Ｄ２分だけ補正されたことになる。これによって、文字ピッチ誤差が無視できる程度ならば、カメラ視野内における文字位置ズレは、その全量が補正できることとなる。
【００１２】
なお、上記で文字列を代表する文字としては、文字列の左端の文字（天地逆向きでなければ先端の文字）を用いたが、右端の文字（終端の文字）でも良い。また、先端又は終端と末端の文字を用いるのは、少なくとも先端ではその先一文字分、終端ではその後一文字分は空白としておくことで、切り出しウインドウのサイズを大きめとしておいても、隣接文字が入ることを少なくでき、末端文字では文字位置の特定が内部の文字よりも精度よく行えるからである。また、末端文字の文字位置は、上記では文字の端部であり文字列の開始位置に相当する位置を用いたが、文字の中心でもよく、要は基準とのズレが測定しやすいものであればよい。また、末端文字が終端文字であるならば、上記と類似の考えで、文字の右側の端部であり文字列の終了位置に相当する位置を用いることができる。なお、通常は文字列の先端は文字列の右側、終端は左側の関係であるが、文字が天地逆転している逆関係の文字列もあり、これらの関係は固定的ではない。
【００１３】
なお、文字列形成誤差を測定して補正するために、少なくとも文字列中の末端の一文字を文字認識できるならば、文字列の（カメラ視野内での）位置を特定することによりカメラ視野内での文字位置ズレを一回で補正でき、カードエッジをわざわざ特定してカード固定誤差を補正して後、更に文字列形成誤差で補正するという二度に及ぶ補正操作が不要と考えられるが、これは実際には旨く行かない場合が多い。このためには、カード固定誤差分も含めて切り出しウインドウのサイズを更に大きくする必要があり、そこまで大きくすると隣接文字の影響で、末端文字の文字位置が特定できない場合があるからである。従って、先ず、隣接文字の影響が皆無のエッジ位置により文字位置ズレを補正できるだけ補正した後で、隣接文字の影響が多少とも入ることもある、末端文字の位置により文字位置ズレを補正する方法が現実的で且つ確実な方法となる。
【００１４】
次に、文字位置ズレの補正を、カード固定誤差Ｄ１及び文字列形成誤差による補正の後に、更に文字ピッチ誤差での補正も行う場合について説明する。文字ピッチ誤差は、本来は文字列中の相互に隣接する文字同士毎に独立してあるものだが、本発明では、一つの文字列中では隣接する文字同士ですべて等しく均一に文字ピッチ誤差があるものとして、文字ピッチ誤差を補正する。これは、そもそも、文字ピッチ誤差は刻印文字や印刷文字では無視でき、エンボス文字形成時に文字送りの誤差を想定しており、誤差が生ずるとすれば全体的に生ずることが多く、この一次近似で実際にも充分有効だからである。以上の考えより、或る文字列における隣接する文字同士の個々の文字ピッチ誤差は、その文字列の長さに累積され、文字列の長さの誤差で測定し得る。文字列長の誤差は、正規の文字列長とのズレであり、両者の長さ測定の規則を同じにしておけば、文字列長の意味は、文字列開始位置と終了位置間、文字列先端文字と終了文字間等と構わない。要は先端文字の位置と終端文字の位置の差、すなわち両方の末端文字の位置の差、を文字列長とすることである。また、文字ピッチ誤差は、通常は隣接する文字の中心位置（等の隣接する文字同士で同じ基準点）同士間の距離のズレだが、本発明では、隣接する文字の間の隙間の距離（いわゆる文字間隔）のズレの意味も含める。
【００１５】
今までの説明に用いた図１では、文字列の片方の末端文字しかカメラ視野１内に入っていないが、文字ピッチ誤差の測定では、カメラの視野調整をすることによって、先端文字及び終端文字の両方の末端文字が入る様にする。図１で説明した末端文字の位置の測定と同様にして、他の片方の末端文字の位置を測定して特定する。後は、両者の末端文字の位置の差を、カメラ視野内における文字列長とし、これにより正規の文字列長の長さとのズレ量を得る。このズレ量は、その文字列中の文字の文字ピッチ誤差が累積したものである。これから、一文字分の文字ピッチ誤差を得るには、（隣接文字同士の関係の数は総文字数より１少ないから）該ズレ量を、文字列の総文字数から１を減算した数で、除算すれば良い。もちろん、この場合の文字ピッチ誤差は、全ての隣接文字間で本来独立で異なり得る文字ピッチ誤差の平均値である。
【００１６】
かくして得られた文字ピッチ誤差を用いて、文字３ｓを狙った切り出しウインドウを、文字３を狙う様にずらして文字３を文字認識して、後に続く文字毎に該文字ピッチ誤差を文字数分（末端文字を除いて末端から文字を数えた該当文字も含めた文字数）だけ累計した値で切り出しウインドウをずらすことで、個別の文字単位で文字位置ズレを更に補正して、文字認識を行えばよい。なお、文字列長を測定する際に末端文字の位置の特定を、文字の意味まで特定できる文字認識により行った場合には、末端文字についての文字認識は省略できる。
【００１７】
なお、本発明の文字認識方法が対象とする文字は、カード上に形成されているものであれば、エンボス文字、刻印文字、ＯＣＲ文字等の印刷文字、等とその種類を問わない。また、文字位置ズレの補正方向は、Ｘ軸或いはＹ軸方向等と一方向のみ行う場合に限定されず、直交する２方向の補正をともに行うものでも良い。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の文字認識方法によれば、文字認識するためにカメラ視野内に入れた文字の位置ズレを、カード固定誤差、文字列形成誤差、ピッチ誤差等の誤差で補正してから文字認識を行うので、文字認識のヒット率が向上し、また認識速度の向上にもつながる。したがって、例えば、カード発行装置において大量に処理するカードを一枚毎に特定する為に文字認識を行う場合に、発行処理を高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の文字認識方法における文字位置ズレの補正の説明図。
【符号の説明】
１カメラ視野
２カード
３カメラ視野内における（実際の位置の）文字（末端文字，先端文字）
３ｏカメラ視野内における、正規の位置の文字
３ｓカメラ視野内における、文字形成誤差が無い時でカード搬送誤差がある時の、正規の位置の文字
Ｅｓカメラ視野内における、エッジの正規の固定位置
Ｅカメラ視野内における、エッジの実際の固定位置
Ｃｓ（末端）文字の正規の位置
Ｃ（末端）文字の実際の位置
Ｄカード固定誤差と文字列形成誤差とによる補正量＝カメラ視野内での文字（列）位置ズレ
Ｄ１カード固定誤差，カードズレ量
Ｄ２文字列形成誤差
ＸＸ軸，カード搬送方向
ＹＹ軸

Claims

カードに形成された文字をカメラで読み取り、画像処理により文字認識する文字認識方法において、カメラ視野内における正規の文字位置からの文字位置ズレを補正する方法であって、
文字位置ズレの補正方向に垂直なカードのエッジも、カメラ視野内に入る様にカードを固定し、該エッジをカメラで読み取ってカメラ視野内でのエッジ位置を特定し、該エッジ位置を利用して文字位置ズレを補正した上で、
更に、前記特定したエッジ位置により、カメラ視野内における正規のカード固定位置からのカードズレ量をカード固定誤差として得て、該カード固定誤差により文字位置ズレを文字列単位で補正した上で、
更に、エッジとともにカメラ視野内に入った、文字列中の先端又は終端の末端文字をカメラで読み取って末端文字の位置を特定することで、該末端文字のカメラ視野内における正規の位置からのズレ量を、カードに形成される文字列のカード上での正規の位置からの位置ズレである文字列形成誤差として得て、該文字列形成誤差により文字位置ズレを文字列単位で補正した上で、
更に、エッジとともにカメラ視野内に入った、文字列中の先端及び終端の両端の文字をカメラで読み取って両文字の位置から文字列長を特定することで、文字列長のカメラ視野内における正規の長さとのズレ量を得て、該ズレ量を文字列の総文字数から１を減じた数で除算したものを、文字列内での各文字毎の文字ピッチ誤差として、該文字ピッチ誤差で、文字位置ズレを個別の文字単位で補正した上で、
文字認識を行うことを特徴とする文字認識方法。