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発明の名称 ナンバープレート文字認識方法およびその装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−85211
公開日 平成7年(1995)3月31日
出願番号 特願平5−228833
出願日 平成5年(1993)9月14日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】蔵合 正博
発明者 北 村 健 児
要約 目的
走行車両を斜め前方から撮像してもナンバープレートの取り付け角度の影響を受けることなくナンバープレートの文字を認識できるようにする。

構成
車両を斜め前方から撮像することにより幾何学的に歪んだナンバープレート画像データ21から文字領域22を検出する際に、文字間が検出できるように歪補正処理を行ない、次いでその補正データについて垂直方向加算処理23を行なって各文字を検出し、検出された文字を文字正規化処理24によって指定サイズのパターンデータに変換した後、正立テンプレート辞書パターンおよび歪テンプレート辞書パターンを用いてパターンマッチング25を行なうことにより文字を認識する。
特許請求の範囲
【請求項1】 車両を斜め前方から撮像することにより幾何学的に歪んだナンバープレート画像データから文字位置を検出する際に文字間が検出できるように歪補正処理を行ない、その補正データについて垂直方向加算処理を行なって各文字を検出し、検出された文字を文字正規化処理によって指定サイズのパターンデータに変換した後、正立テンプレート辞書パターンおよび歪テンプレート辞書パターンを用いてパターンマッチングを行なうことにより文字を認識するナンバープレート文字認識方法。
【請求項2】 走行車両を検出する車両検出センサと、走行車両を車両進行方向斜め前方から撮像する撮像装置と、前記撮像装置の映像信号から車両のナンバープレートを検出してその文字を認識する装置本体とを備え、前記装置本体が、斜め前方からの撮像による幾何学的に歪んだナンバープレートの文字位置を文字間が検出できるように補正して検出する文字位置検出部と、位置補正された文字を正立テンプレート辞書パターンおよび歪テンプレート辞書パターンを用いて認識する文字認識部とを備えたナンバープレート文字認識装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、走行車両を前方からテレビカメラで撮像し、そこから得られた静止画を処理して車両のナンバープレート文字を認識するナンバープレート文字認識方法およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のナンバープレート文字認識装置は、既に実用化されており、様々な分野で応用されている。これらはテレビカメラおよびストロボ装置を内蔵した撮像装置を、道路上に渡した専用の門構の上に設置しており、ナンバープレートは撮像装置の正面から撮像することになる。
【0003】ナンバープレートは、車両によって取り付け角度にばらつきがあるため、それに伴い撮像された画像はナンバープレート縦方向の長さが変化する。したがって、文字認識処理は、この大きさの変化を考慮した大きさの正規化処理を行なっているが、文字の形そのものは変化しないため、文字の形に対しての補正処理を行なう必要はなかった。
【0004】図4は従来のナンバープレート文字認識装置における上段文字の認識処理を示したものである。図4において、41はナンバープレート画像データ、42は上段文字領域から文字位置を検出する垂直方向加算処理、43は位置検出された文字データのサイズを正規化する文字正規化処理、44は正規化データから正立テンプレート辞書パターンを用いて文字を認識するパターンマッチング処理である。
【0005】図5は従来のナンバープレート文字認識装置における用途コード文字の認識処理を示したものである。図5において、51はナンバープレート画像データ、52は用途コード文字領域から文字位置を検出する垂直方向加算処理、53は位置検出された文字データのサイズを正規化する文字正規化処理、54は正規化データから正立テンプレート辞書パターンを用いて文字を認識するパターンマッチング処理である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来のナンバープレート文字認識装置においては、撮像装置を設置するために門構の設置工事が必要であり、機器設置に大きな費用がかかることになる。そこで、機器を小型化し、車載式にして機動性向上を図るシステムが考えられるが、この場合撮像装置を道路車線上に設置するのは困難である。これらの問題に対処するために、撮像装置を路肩側もしくは中央分離帯側に設置し、斜め前方から撮像する方法が考えられるが、この方法ではナンバープレートの取り付け角度によってナンバープレートの文字が幾何学的歪を起こすという問題が生じる。歪んだナンバープレート文字を認識する場合、従来の方法で文字を検出し認識することはできない。すなわち、従来の方法では、文字列データを画像の垂直方向に加算処理し、その加算データ値から文字と文字間を検出している。したがって、文字が外接長方形により区画できる場合に用いることができるが、斜め撮像により歪んだ文字は、外接平行四辺形によって区画されるため、垂直方向に加算したのでは文字を検出することはできない。また文字の形も歪んでおり、歪んだ形の文字認識能力が必要である。この歪角は、ナンバープレート取り付け角に依存するため、車両によって異なる。
【0007】本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、斜め前方から車両を撮像したときに、取り付け角度により幾何学的に歪んだナンバープレートの文字を正しく認識する方法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するために、ナンバープレートの文字列データについて、従来の垂直方向加算処理による文字位置検出処理ができるように、画素シフト処理による歪補正を実行するとともに、位置検出できた文字を認識するために、従来の正立テンプレート辞書パターン以外に歪テンプレート辞書パターンを用いたものである。
【0009】
【作用】したがって、本発明によれば、走行車両を斜め前方から撮像しても、ナンバープレートの取り付け角度の影響を受けることなく、ナンバープレートの文字を正しく認識することができるという効果を有する。
【0010】
【実施例】
(実施例1)以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施例における画像処理装置の構成を示すブロック図、図2は同装置における文字位置検出・認識アルゴリズムを示す模式図である。
【0011】図1において、11はテレビカメラおよびストロボ照明装置から構成される撮像装置、12は走行車両を検出する車両検出センサ、13はナンバープレートの文字を認識する装置本体であり、14〜19のモジュールから構成される。14は認識処理動作全体を制御する全体制御部、15は撮像装置11の映像信号をディジタルデータに変換するAD変換部、16はAD変換部15によってディジタル変換された画像データを格納する画像メモリ、17は画像メモリ16を処理してナンバープレートの位置を検出するプレート検出部、18はプレート検出部17のナンバープレート位置情報からプレートの文字の位置を検出する文字位置検出部、19は文字位置検出部18の文字位置情報から文字を認識する文字認識部である。
【0012】図2において、21は斜め前方撮像により得られた幾何学的に歪んだナンバープレート画像データ、22はナンバープレート画像データ21から取り出した上段文字領域、23は上段文字領域22から文字位置を検出する歪補正および垂直方向加算処理、24は位置検出された文字データのサイズを正規化する文字正規化処理、25は正規化データから正立テンプレート辞書パターンおよび歪テンプレート辞書パターンを用いて文字を認識するパターンマッチング処理である。
【0013】次に上記実施例の動作について説明する。車両検出センサ12が走行車両を検出し、撮像装置11がその車両を斜め前方から撮像すると、その撮像データをAD変換部15がAD変換し、画像メモリ16に蓄えた後、プレート検出部17がナンバープレートの位置を検出する。検出されたナンバープレートは、幾何学的歪ナンバープレート画像データ21のように撮像される。この歪の度合いは撮像斜め角度およびナンバープレートの取り付け角度により異なる。
【0014】次に文字位置検出部18が、この画像データから上段文字「横浜70」を認識する。文字位置検出部18は、まず幾何学的歪ナンバープレート画像データ21から上段文字領域22を取り出す。これは、図4に示した従来の正面からの撮像によるナンバープレート画像データ41から取り出した上段文字データと異なり、そのまま垂直方向加算処理42により文字と文字の間を検出し文字位置検出することはできない。そこでまず歪補正処理をしてから垂直方向加算処理23を実行する。文字は外接平行四辺形によって区画されるため、これが長方形になるように変換処理を行なう。歪方向は撮像装置11が車線の左右どちら側から撮像したかという情報により決定されるため、その情報を装置本体13に入力することが必要である。図示した画像データ21は、運転手から向かって右側、すなわち中央分離帯からの撮像である。右側からの撮像という情報から、文字位置検出部18は、上段文字領域22を走査線Nライン毎に1画素ずつ右にシフトする。左側からの撮像の場合は左にシフトすることになる。これを上段文字領域22全てに行なった結果、領域は平行四辺形となる。このデータから垂直方向加算処理を行ない、文字位置を検出する。幾何学的歪補正がうまく実行された場合は、図示のように文字と文字の間を検出することができ、文字位置検出ができる。文字と文字の間が検出できなかった場合は、補正角度を変えて再度処理を行なう。すなわちシフト処理の際の走査線数Nの値を変化させる。これを文字と文字の間が検出されるまで行なう。
【0015】歪補正および垂直方向加算処理23により文字位置が検出されたならば、次に文字認識部19により文字が認識される。まず文字正規化処理24により指定サイズのパターンデータに変換し、パターンマッチング処理25を実行し、文字を認識する。ここで文字位置検出できたデータは歪が完全に補正されているとは限らない。そこでパターンマッチング処理のテンプレート辞書パターンは、認識したい文字データの若干の歪を吸収できるように、正立パターン以外に2通りの若干の歪パターンも登録してある。処理においては、パターンマッチング処理時間の高速化および類似カテゴリによる誤認識を防止するため、2通りの歪パターンの内どちらか1つのみ選択する。選択方法は車線の左右どちら側から撮像したかという情報により決定する。
【0016】このように、上記第1の実施例によれば、走行車両を斜め前方から撮像しても、それによって生じる幾何学的歪の影響を受けることなく、ナンバープレートの文字を正しく認識することができるという利点を有する。
【0017】(実施例2)次に、本発明の第2の実施例について説明する。本実施例においては、画像処理装置の構成は図1に示した第1の実施例と同じなので、構成についての説明は省略する。図3は本発明の第2の実施例における文字位置検出・認識アルゴリズムを示す模式図である。図3において、31は斜め前方撮像により得られた幾何学的に歪んだナンバープレート画像データ、32はナンバープレート画像データ31から取り出した用途コード文字領域および上段文字領域、33は用途コード文字領域および上段文字領域32から文字位置を検出する歪補正および垂直方向加算処理、24は位置検出された文字データのサイズを正規化する文字正規化処理、35は正規化データから文字を認識するパターンマッチング処理である。
【0018】次に上記実施例の動作について説明する。上述したように、車両を斜め前方から撮像した場合、ナンバープレートは幾何学的歪ナンバープレート画像データ31のように撮像される。この歪の度合いは撮像斜め角度およびナンバープレートの取り付け角度により異なる。この画像データ31から用途コード「さ」を認識する場合、まず幾何学的歪ナンバープレート画像データ31から用途コード文字領域32aを取り出す。これは、図5に示した従来の正面からのナンバープレート画像データ51から取り出した用途コード文字データと異なり幾何学的歪が存在するため、従来と同等の認識処理では認識できない。そこで歪補正処理をしてから垂直方向加算処理33を実行する。歪補正の際には上段文字位置検出処理を行ない、その検出情報を用いる。幾何学的歪が発生している上段文字は外接平行四辺形によって区画されるため、これが長方形になるように変換処理を行なう。歪方向は撮像装置11が車線の左右どちら側から撮像したかという情報にょり決定されるため、その情報を装置本体13に入力することが必要である。図示した画像データ31は、運転手から向かって右側、すなわち中央分離帯側からの撮像である。右側からの撮像という情報から、文字位置検出部18は上段文字領域32bを走査線Nライン毎に1画素ずつ右にシフトする。左側からの撮像の場合は左にシフトすることになる。これを上段文字領域32b全てに行なった結果、領域は平行四辺形となる。このデータから垂直方向加算処理を行ない、文字位置を検出する。幾何学的歪補正がうまく実行された場合は、図示のように文字と文字の間を検出することができ、文字位置検出ができる。文字と文字の間が検出できなかった場合は、補正角度を変えて再度処理を行なう。すなわちシフト処理の際の走査線数Nの値を変化させる。これを文字と文字の間が検出されるまで行なう。
【0019】歪補正および垂直方向加算処理33により上段文字位置が検出されたならば、同様のシフト処理を用途コード文字領域32aに対して行ない、用途コード文字を検出する。さらに文字正規化処理34により指定サイズのパターンデータに変化し、パターンマッチング処理35を実行し、文字を認識する。ここで文字位置検出できたデータは、歪が完全に補正されているとは限らない。そこでパターンマッチング処理のテンプレート辞書パターンは、認識したい文字データの若干の歪を吸収できるように、正立パターン以外に2通りの若干の歪パターンも登録してある。処理においては、パターンマッチング処理時間の高速化および類似カテゴリによる誤認識を防止するため、2通りの歪パターンの内どちらか1つのみ選択する。選択方法は車線の左右どちら側から撮像したかという情報により決定する。
【0020】このように、上記第2の実施例によれば、走行車両を斜め前方から撮像しても、それによって生じる幾何学的歪の影響を受けることなく、ナンバープレートの用途コードを正しく認識することができるという利点を有する。
【0021】
【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなように、車両斜め前方からの撮像により幾何学的に歪んで撮像されたナンバープレートの文字を正しく認識することができるため、従来のように俯瞰撮像するための門構を道路上に設置することなく、撮像装置を路肩側もしくは中央分離帯側に設置して認識処理を行なうことができるという効果を有する。




 

 


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