JPS62234480A - アナログビデオ文字信号を計算機で認識可能な２進デ−タに変換する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は一般にデータ変換装置の分野に関するもので、
さらに特定するとアナログビデオ文字信号を計算機で認
識可能な２進データに変換する分野に関連している。

（従来の技術） 通常のテレビジョンセットは聴視者に音声およびビデオ
情報を通信する手段として絶えず増大する頻度で使用さ
れている。ビデオ情報は情景（ｓｃｅｎｅ）、図表（ｃ
ｈａｒｔ）あるいは図案（ｄｅｓｉｇｎ）のごとき図形
（ｇｒａｐｈ　ｉｃａ　ｌ）であってよく、あるいは、
書かれたメツセージと一緒に運ばれる数字（ｎｕｍｂｅ
ｒ）、文字（ｌｅｔｔｅｒ）、記号（ｓｙｍｂｏｌ）の
ごとき英数文字であってもよい。そのような英数情報は
悪天候について国立気象局（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｗｅａ
ｔｈｅｒ　５ｅｒｖｉｃｅ）によって発出された緊急警
報ニュース（ｎｅｗｓ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ　ｗａｒｎ
ｉｎｇ）の形、あるいは降雪や他の原因による学校閉鎖
についての地方教育委員会（ｌｏｃａｌ　ｅｄｕｃａｔ
ｉｏｎａｕｔｈｏｕｔ　１ｅｓ）の注意の形をとるであ
ろう。さらに、書かれたニュースの放送（ｗｒｉｔｔｅ
ｎ　ｎｅｗｓ　ｂｒｏａｄｃａｓｔｓ）、スポーツ行事
の得点および株式市場情報は一般に放送テレビジョン信
号あるいはそれに同等な閉回路ケーブル伝送を介して伝
送されている。

技術の現状では、通常のアナログビデオ信号に含まれる
情報が計算機によって使用される２通信号に容易に変換
されるどんな手段も出願者はよく知っていない。このこ
とは上に述べられたような状況では有利であろう。何故
ならば、計算機は、例えば大雷雨が接近すると言う情報
を一度有すると、特に大雷雨の間に損傷を受は易い空調
器のような家庭用機器を自動的に切（雌すことができる
。

本装置は学校閉鎖を監視するのにまた使用でき、そして
家庭活動を調整できる。さらに、盲目のような身体障害
者はテレビジョンを通して伝送された英数データを、音
声合成機に出力できる計算機によって認識できる符号に
変換することで利益を受けることができる。本発明の別
の利用は、家庭で個人用計算機を持っている個人がテレ
ビジョンに基いて上場された株式から直接にその人の株
式市場ポートフォリオをアップデートとするケースであ
ろう。

放送によるにせよあるいは閉回路伝送によるにせよ、た
とえテレビジョン信号を受信し、それらをテレビジョン
スクリーン上の映像に変換する方法と装置が技術として
旧くかつよく知られていても、通常のテレビジョン受信
機の動作の基本的な理解は役に立つものである。タイプ
ライタがページ面にわたってラインを発生するのと類似
なシーケンスで、テレビジョンはテレビジョン管面にわ
たって一連のラインを急速に発生することでテレビジョ
ンは動作する。このラインはテレビジョン管の螢光面に
わたって電子ビームを走査することで発生される。走査
された各ラインは、特にテレビジョンカメラあるいは他
の信号源によって元々見られたのと同じやり方で情景を
トレースするために先行するラインのあとで一定の時間
と位置でスタートせねばならない。その他の点で、種々
のラインは捩れたり同期外れになり、ひどく歪んだ画像
や了解不可能な画像となることもあり得る。

テレビジョンカメラと受信機の間の正確な同期を確保す
るために、同期パルスが信号の一部分として伝送される
。

テレビジョン中の同期および走査回路は、スクリーンに
わたって電子ビームをスイープするために電極板あるい
はコイルによって画像管に印加されたスイープ信号を生
成する人力アナログビデオ信号に応答する。電子ビーム
は映像を発生するために画像管面上に螢光点を刺激する
ために比較的ゆっくりスイープし、かつトレーシングを
繰返すために急速に戻る。スイープ作用と電子ビームの
位１斤は同期パルス、すなわち垂直同期パルスと水平同
期パルスによって制御され、そして螢光点の強度は元の
情景の強度に応じてビデオ信号によって制御される。水
平同期パルスは各ラインの終りでビートのＩＪ　ｌ−レ
ーシングを開始し、そして垂直同期パルスはスクリーン
の頂上にビームを戻すために各画像フィールドの終りで
ビームの’Ｊｌ−レーシングを開始する。ビデオ信号、
水平同期信号、および垂直同期信号は°ｒアナログ振幅
変調複合信号として放送され、これはその個々の成分に
分離あるいは復号される。

アナログ信号をディジタル信号に変換する方法と装置は
知られているが、各情景をテレビジョン画像管上に発生
するアナログ信号の同期に対応して正確に同期された２
進データを発生ずることに困難性が存在する。

（発明の目的） これまでを概観すると、本発明の目的は、英数ビデオ文
字を送る通常のアナログビデオ信号を、計算機によって
要求されたようにさらに処理される、計算機で認識可能
な２進データに変換する方法と装置を準備することであ
る。

本発明の別の目的は英数ビデオ文字を含む標準テレビジ
ョンアナログ信号を計算機で認識可能な２進データに変
換する方法と装置を準備することである。

本発明の別の目的は標準テレビジョンアナログ信号のア
ナログビデオ成分を２進データビットの対応する流れ（
ｓｔｒｅａｍ）に変換する方法と装置を準備することで
ある。

これらの目的および他の目的は、英数ビデオ文字を送る
通常のアナログビデオ信号を計算機で認識な２進データ
に変換する方法と装置を一般的に準備することで達成さ
れる。複合ビデオ情報を含む信号が受信されている。受
信信号はアナログビデオ成分信号、水平同期成分信号お
よび垂直同期成分信号を具える成分信号に復号される。

アナログビデオ成分信号は英数ビデオ文字を送る受信信
号を表わす２進マＩ−＋Ｊクスデークに変換される。

２進マ）　ＩＪクスデータは、未知の特定な文字に対す
る文字データ符号を決定するために既知の文字基準セッ
トを表現し、かつ限定的に同じものを識別し、かつその
独自データ符号を検索する２進データと比較される。一
度識別されると、この文字は所望の一層の処理のために
ホスト計算機に送ることができる。

（実施例） 本発明は特定の実施例が示されている添付の図面を参照
して以下もっと詳細に説明されるが、この技術を熟知し
ている人が本発明の好ましい結果を達成しながらこ−に
記載された発明を修正できることを初めに理解すべきで
ある。従って、以下の説明は適切な技術を熟知している
人に向けられた広い開示として、そして本発明に限定さ
れないものとして理解されるべきである。

第１図には、アナログ複合ビデオ情報を含む受信可能な
テレビジョン信号がつ′ンテナ５を介して、あるいは閉
回路ケーブル（示されていない）のごとき他の適当な手
段を介して、テレビジョンのごとき通常の受信機１０に
伝送されている。テレビジョンの回路は、以下非常に詳
しく開示されるように、受信複合信号をそのアナログビ
デオ成分信号、その水平同期成分信号およびその垂直同
期成分信号に復号する。アナログビデオ信号と同期信号
はライン１２ａ上でテレビジョンから、一般に２０で示
されたビデオディジタイザ手段に出力される。これらの
信号から、ビデオディジタイザ２０は英数情報データを
含む送信されたビデオ映像フレームの部分を識別し、そ
れを２進（すなわちディジタル）マトリクスデータに変
換し、これはライン２Ｏａ上で計算機あるいは中央処理
ユニブ）（ＣＰＵ）　５０に出力される。ＣＰｕは２進
マトリクスデータと既知の文字基準セットを表わすデー
タを比較し、そして検査中の文字に対応する、計算機で
認識可能な符号を識別する。一度文字が限定的に識別さ
れると、その符号はＣＰｔ１５０からライン５０ａを通
って所望の処理のために、例えばホスト計算機６０に出
力される。

さて第２図を参照すると、英数文字を含むアナログビデ
オ信号は、典型的にはアンテナ５によって受信されるか
、あるいはもし人力が閉回路もしくはマスクアンテナケ
ーブル系を介するなら、コネクタでテレビジョンに直接
人力される。たとえこの開示が標準数°送テレビジョン
受信機に関連していても、無線周波数符号化信号を受信
する他の手段は、複合ビデオ信号を受信する他の手段と
共に使用されよう。人力信号レベルは約４０ｄＢｍＶか
ら一２Ｑｄ［１ｍＶの範囲であろう。

ビデオ情報は一般に高い周波数で送信され（チャネル２
−６では５４　Ｍ　Ｈｚから８８　Ｍ　Ｈｚまで、チャ
ネル７−１３では１７７ＭＨｚから２１６ＭＨｚまで、
そしてチャネル１４−８３では４７３ＭＨｚから８８７
ＭＨｚまテ）、テレビジョンが受信するのはこの信号で
ある。チューナ１１は分析されるべきビデオ信号を低い
周波数、すなわち中間周波数に変換する（米国における
ビデオ中間周波数ば４５．７５？ＪＨ２である）。チ二
−す１１はすべての民生品テレビジョン受信機の標準部
品であり、それは当業者にとってよく知られたものであ
る。

中間周波信号はチューナ１１からラインｌｌａを通って
中間周波復調器・ビデオプロセッサユニット１２に出力
され、これは受信信号を復号アナログビデオ信号、垂直
同期成分信号（Ｖ　５ｙｎｃ）および水平同期成分信号
（Ｈ５ｙｎｃ）に復号する。これらの信号は雑音とジッ
タが無いことが必要であるので、ビデオ信号の正確なデ
ィジタル化は装置の次の段で行なわれる。本発明の好ま
しい実施例は全テレビジョンサブシステムを含むモート
ローラ社のＭＣｌ３００１Ｐマイクロプロセツサを用い
ている。このチップはライン１２ａ上の中間周波数信号
を複合ビデオ信号に復調し、そしてまたライン１２ａ、
　１２ｂ、　　１２ｃそれぞれに出力する正確な水平お
よび垂直同期成分信号パルスを創生している。

この点まで、これまでＪ諭されたすべての部品はテレヒ
ションセットの標べ１部品であった。これらの部品の製
造技術は長年にわたって存在し、そしてそれらは当業者
にとってよく知られているものであるから、前述の部品
を詳細に説明する必要は無い。

第２図と第３図を参照すると、ビデオディジタイザ手段
２０は復調されたアナログビデオ信号のライン中の各画
素（ｐｅｔ　：　ｐｉｃｔｕｒｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ）を
ビデオ信号の人力ラインの各画素の強度に従って２進デ
ータの対応する流れに変換する。ビデオディジタイザ手
段２０はその入力としてライン１２ａ、　１２ｂ。

１２ｃ上でアナログビデオ信号、水平同期成分信号およ
び垂直同期成分信号をそれぞれ受信する。ライン１２ａ
上のビデオ信号はシダネティクス社の１Ｍ３１９のごと
き高速比１咬器２２に人力される。この比較器は第２人
ノＪとして、ライン２４ａ上の適当な電源によって発生
されたプリセット基準電圧の形の基準電圧を受信する。

さらに特定すると、ナショナル・セミコンダクタ社のＤ
へＣ１００８のごときディジタルアブ−ログコンバータ
ＤＡＣ２４はライン２４ａ上に基へＩ′、電圧を生成す
るために（インテル社の７８０．８マイクロコンピュー
タのごとき）専用ＣＰＵ　５０によって制御される。こ
れは信号強度あるいは温度の変化によって複合ビデオ信
号の電圧レベルが上方あるいは下方にドリフトしても、
ＲＯＭ中のプログラムが基準電圧レベルを調整すること
を許容する。

比較器２２は各画素を基準電圧と比較し、そして各画素
の強度レベルに従って（すなわち、それがプリセット基
準電圧の上あるいは下にあるかどうかによって）アナロ
グビデオ信号を２進データに変換する。２進データの流
れは比較器２２からライン２２ａ上に出ツノされ、そし
て２進データの各ラインを各アナログビデオ信号が伝送
されるのと同じ時間順序で次々にメモリ位置に読出すこ
とにより高速ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）　３２
１ご蓄積される。

ＲＡＭ　３２の時間的動作はあとで説明される。

ビデオディジタイザ２０は第３図にもっと詳しく例示さ
れている。ライン１２ｂ、　１２ｃ上の水平および垂直
同期信号を用いて、それはアナログビデオ信号の引続く
ラインを少なくともビデオフレームの一部分を表わして
いるディジクル化された２進マトリクスに変換する。ビ
デオフレームは一連の隣接する平行水平ラインを具え、
そして各ラインは変化する輝度あるいは色を有するドツ
トの形をした多数の隣接画素を具えている。このように
して、英数文字の垂直および水平保全生（ｉｎｔｅｇｒ
　ｉ　ｔｙ）を維持するため、英数文字を具えるビデオ
の各連続ラインはディジタル化され、かつそれが受信さ
れた順に水平および垂直同期信号によって決定された各
データビットの適当な位置で蓄積される。

カウンタ制御ユニット２６は、高速Ｒ八Ｍ　３２中に蓄
積されるべきデータに対して、水平および垂直アドレス
をそれぞれ（１１Ｍえるカウンタ２８と３０の動作を制
御するために、中間周波数復調器・ビデオプロセッサユ
ニット１２からの水平および垂直同期信号に応答する。

ライン１２ｃ上の垂直同期信号（［ｖｓｙｎｃＪ）はビ
デオ信号の引続く各折しいフレームの開始を示し、そし
てライン１２ｂ上の水平同期信号（ｒｈ　５ｙｎｃ　Ｊ
　）はフレーム内のビデオ信号の引続く各ラインの開始
を示している。ライン１２ｃ上の垂直同期パルスに応じ
て、カウンタ制御ユニット２６はカウンタ２８＋　３０
を初期化するためにリセット信号をライン２６ａ、　２
６ｄ上に出力する。

垂直同期パルスを受信したあと、カウンタ制御ユニット
はビデオフレーム内の各水平同期パルスをカウントし、
そして少なくとも全フレームがディジタル化されるべき
ことを仮定して、ディジタル化されるべきビデオ表示装
置の所望の水平ラインを示す所定のカウントとそれ（水
平同期パルス）とを比較する。異なる領域はこの所定の
数を変更することによりディジタル化されよう。適当な
水平ラインに達し、そしてそのラインの水平同期パルス
が終ると、カウンタ２８はカウンタ制御ユニット２６に
よってエネーブルされ、クロック２５からのパルスに応
じてカウントする。カウンタ２８からの出力信号は高速
ＲＡＭ　３２に水平アドレス信号を与えるためにアドレ
スライン２８ａ上に現われる。

カウンタ制御ユニット２６はクロック信号をカウンタ３
０に与えることによりライン１２ｂ上の水平同期パルス
の各々にまた応答する。カウンタ３０はこのようにして
新しい各水平同期信号に応じて＆　ｔ’に的に増大され
、かつ出力信号としてアドレスライン３０ａ上に高速Ｒ
ＡＭ　３２のｙ軸アドレスを供給する。

ディジタル化されるべきビデオ映像の領域の水平位置を
調整するために、水平同期パルスは伸長されよう。

動作において、カウンタ制御ユニットはライン１２ｃ上
の垂直同期信号の受信により新しいフレームの開始を感
知する。ライン１２ｂ上の引続く水平同期信号はビデオ
信号の適当なラインに到達するまでカウントされよう。

ビデオ信号の所望の水平ラインに達すると、カウンタ２
８にエネーブルされ、ライン２５ａ上のクロック信号に
応じてカウントする。ライン２８ａ上のカウンタ２８か
らの出力信号は高速ＩｔＡＭ　３２中の引続く水平アド
レス位置を識別する。ライン２２ａ上の比較器２２から
の２進信号は高速１１八Ｍに読まれ、そしてこれらの連
続す、る位置の各々に置かれる。このようにして、ビデ
オ信号の各ラインはカウンタ３０によって決定された垂
直アドレスを有し、カウンタ２８は各ラインにわたって
引続く水平位置を規定する。カウンタ３０はビデオ信号
の各ラインに対して高速ＲＡＭ　３２中の垂直アドレス
位置を識別するために水平同期パルスによって前進する
。これはアナログビデオ信号を具える隣接画素の各々に
対し高速ＲＡＭ　３２中の独自のアドレス位置を与え、
そしてビデオ信号の完全性を維持し、従ってさもなけれ
ばビデオスクリーン上に現われるアナログビデオ映像は
今や高速ＲＡＭ中にディジタル的に正確に表現されるこ
とになる。

水平ラインの終りに達すると、引続くビデオ信号に対す
る別の水平同期信号の受信を見越してカウンタ制御ユニ
ット２６はライン２６ａ上の信号でカウンタ２８をリセ
ットする。同様に、一度カウンタ３０が最大値に到達す
ると、それはライン１２ｃ上に現われる次の垂直同期パ
ルスによってリセットされる。この様にして、ビデオ信
号の各フレームは正確にディジタル化される。水平分解
能の程度はクロック２５の周波数を変えることによって
変化され、そして垂直分解能の程度は前進するカウンタ
３０に対し水平同期信号のある１つを倍にするかあるい
はスキップすることにより調整されよう。

高速Ｒ八Ｍ　３２中に蓄積されたディジクル化されたデ
ータはそこで、例えば８ビツトバイトで専用ＣＰＬＩ５
０に送られる。このことを遂行するために、カウンタ２
８．３０は次の垂直同期パルス（ビデオ信号の次のフレ
ーム）でリセットされる。このことはＣＰＵ５０に転送
するためにカウンタ２８．３Ｑが高速ＲＡＭ　３２中に
データをアドレシングすることを準備する。

カウンタ２８はそのスタート１直から８つカウントアツ
プし、そして停止する。これらの８カウントの゛各々に
対し、高速ＲＡＭ　３２からの１ビツトのデータはＣＩ
’Ｕ　５０が読取るバイトを形成するためにライン３２
ａ上を通ってＲＡＭから８ビツトシフトレジスタ３４に
ソフトされる。カウンタ２８が停止すると、それはＣＰ
Ｕ　５０がシフトレジスタ３１１のバイトを読取るのを
持つ。このバイトが読取られると、カウンタ２８は再ｄ
スタートし、ＣＰＵ　５０に対する別のバイトを形成す
るために高速ＲＡＭ　３２からさらに８ビツトをシフト
し、そして停止する。このプロセスは高速ＲＡＭ　３２
からすべてのデータがＣＰｔ１５０に転送されるまで連
続する。

米国の標準放送ビデオ信号によると、毎秒６０フレーム
のデータ放送が存在する（毎秒６０垂直同期パルス）。

例示された実施例は１フレーム上のデータだけをディジ
タル化しかつコレクトし、そして次のフレームで２進デ
ータをＣＰＵ　５０に送るので、実際に各１７３０秒毎
に１回（各フレームで）ビデオスクリーンを「読取」る
。しかし、ビデオスクリーンは前に説明された回路を重
複することにより各フレームで読取られ、従って半分が
ディジタル化ビデオならば、他の半分はＣＰｔ１５（ｌ
にデータを送っていることに注意されよう。カウンタ制
御回路２６はカウンタ２８．３０を制御する（示されて
いない）論理ゲートを含み、これはライン２２ａ」二の
データの人力およびライン３２ａ上のデータの出力に対
し高速Ｒ八Ｍ　３２を正確にアドレスするようにしてい
る。

第４図は、水平同期パルス、カウンタ２８を制御する２
０ＭＨｚクロック２５、および読取り／書込みラインＲ
／Ｗの間の周波数・位相関係を示している。

カウンタ２８の最高周波数出力は高速Ｒ八Ｍ　３２の読
取り／書込みＲ／Ｗラインを制御するのに使用され、デ
ータが水平同期パルスに対して時間法めされた順序で正
確な位置に蓄積されることを保証している。ディジタル
化のスタートは、２０　Ｍ　Ｈｚクロックが水平同期パ
ルスに同期されていないと言う理由でクロックサイクル
のどの部分でも起すことができる。このことは読取り／
書込みラインが水平同期パルスに対して２進的に「高い
」状態に進む時に５０ｎｓのあり得るシックを生じ、そ
してディジタル化の時間に５０ｎｓのエラーを生じよう
。（読取り／書込みラインが２進の「低い」状態にある
場合にデータは高速ＲＡＭ　３２中に蓄積される。）読
取り／と込みラインはカウンタ２８の最高周波数出力か
ら導かれているから、ディジタル化の速度は１００ｎｓ
毎に１ビツトである。換言すれば、クロックの各２ザイ
クルに対し、アナログビデオ信号を効率的にディジタル
化するためにデータの１ビツトが高床ＲへＭ　３２中１
こ蓄積される。

カウンタ２８．３０の残りの出力は高速ＲＡＭ　３２の
各アドレスライン２８ａ、　３０ａとして（重用される
。タロツクの各２ザイクルで、Ｒ八）Ａアドレスライン
であるライン２８ａと３０ａは増大され、第４図に示さ
れたように、ディジタル化されたビットを高速ＲＡＭ３
２中にシーケンシャルな順序で蓄積するようにする。ビ
デオディジタイザ２０中に用いられた高速Ｒ八Ｍ３２は
ビデオ信号のラインがディジタル化されてこのデータが
蓄積できるような速度よりも早くデータを受入れなけれ
ばならない。本発明は、アドバンスト・マイクロ・デバ
イス社（八ｄｖａｎｃｅｄ　Ｍｉｃｒ。

Ｄｅｖ　１ｃｅｓ）のＡｍ２１４７−３５のような３５
ｎｓ書込み時間を有するメモリを使用している。

識別されるディジタル化された文字を表わすデータのバ
イトは上に説明されたようにシフトレジスタ３４からラ
イン３４ａ上を通って専用ＣＰＵ　５０に出力される。

専用ＣＰＵ　５０の唯一の目的は、ディジタル化された
ビデオデータを分析すること＼、このデータによって表
わされた文字を認識すること、および所望の別の処理の
ために計算機で識別可能な符号（ＡＳＣＩＩのような）
をホスト計算機６０に転送することである。例示された
実施例で用いられた専用ＣＰＵ　５０はＺ８０Ｂ　１チ
ツプマイクロプロセツサである。マイクロプロセッサは
このマイクロプロセラづに対し典型的なやり方（当業者
にとって既知である）でＲＡＭ　５２と読取専用メモリ
ＲＯＭ　５４とインタフェースしている（第２図）。Ｒ
ＯＭ　５４にはソフトウェアプログラムが専用ＣＰｔ１
５０の動作のために蓄積されており、その主要部分は今
後説明されよう。ＲＡＭ５２１まヒ゛デオディジタイヅ
゛°からライン２０ａを通ってＣＰＵに送られるディジ
クル化されたビデオ信号を蓄積するのに用いられ、そし
てまた同じものがホスト計算機に送られる而に識別され
た文字の計算機により識別可能な符号を蓄積するバッフ
ァとして用いられている。ＲＡＭ５２（まＲＯＭ　５４
ｉご蓄積されたプログラムによって使用された変数を蓄
積するスクラッチパッドとしてまた使用されよう。

ＣＰＵ　５０は人力ボート５６、出力ポート５８および
割込みライン５９を通して計算機で識別可能な符号をホ
スト計算Ｎｌ：、６０に通信する。割込みライン５９は
多くの点で専用ＣＰＩＪ　５０の出力ポートであり、か
つホスト計算機６０のハードウェアの割込みハンドラー
に接続されている。専用ＣＰＵ　５０がホスト計算殴６
０に転送するデータを有する場合、それはホスト計算機
６０に割込むことができ、そして専用ＣＰｔ１５０から
データを受信するようにする。

人力ライン５６はホスト計算機６０からのデータをラッ
チするのに用いられるハードウェアであり、従って専用
ＣＰＬＩ　５０はパラメータを読取るか、あるいはそれ
から命令を（尋ることができる。出力ライン５８は専用
［Ｐ［ｌ　５０からのデータをラッチするのに用いられ
るハードウェアであり、従ってホスト計算機６０はビデ
オ映像の認識文字を読取ることができる。

現在の好ましい実施例では、ホスト計算機は！［３ＭＰ
Ｃファミリー計算機であるか、あるいはこれらのモデル
と両立可能な池の計算機であると考えられている。しか
し、ホスト計算機は単に文字データを受信し、それを使
用者に対し必要に応じ分析するので、どんなタイプの計
算機も使えることに注意されよう。

さて第５図を参照すると、本方法による英数文字認識の
データフローの略図が開示されている。

電力が専用ＣＰＩＪ　５０に印加されるか、あるいはＣ
ＰＵ５０がリセットされると、初期化ルーチン７０がス
タートする。この部分がスタートすると、ホスト計算機
６０と専用ＣＰＩＩ　５０の間の通信が設定され、従っ
てパラメータと２進データがそれらの間で送られる。こ
の部分はまた、チューナ１１（第２図）が適当なチャネ
ルにあるかどうか、そして分析されるべきビデオ映像に
文字があるかどうかをテストしよう。

専用ＣＰＵ　５０はまた、プログラムの「データレディ
（Ｄａｔａ　Ｒｅａｄｙ　？）　Ｊの部分によって例示
されているように、ディジタイザされたビデオ映像デー
タを専用ＣＰｔ１５０に送る用意ができている場合に、
決定すべきビデオディジタイザ゛２０の機能を監視する
。

この？“３分は、転送の準ｆ＋ｉｆｉのできているディ
ジタル化されたデータおよびデータ処理方法の次の部分
の動作を待って、その時点で、ビデオディジタイザ２０
とシフトレジスタ３４を監視する。

ディジタル化されたデータがレディであると、ゲゾトデ
ークルーチン（Ｇｅｔ　Ｄａｔａ　ｒｏｕｔｉｎｅ）　
？４　は高速Ｒ八Ｍ　３２から専用ＣＰＩＩ　５０にデ
ータ　（識別すべき文字を表わすマトリクス形式で蓄積
された全２進データセツト）のブロック移動を実行する
。本発明の現在の好ましい実施例では、データの１２８
バイトブロツクはそのようなブロック移動の間にＣＰＵ
５０に移動される。

専用ＣＰＵ　５０に送られたディジタル化されたビデオ
映像中の文字のシーケンスは認識のために一時に１文字
だけ孤立するよう区分される。フレームデータルーチン
（Ｆｒａｍｅ　Ｄａｔａ　ｒｏｕｔｉｎｅ）　７６は、
認識されるべきデータのタイプによって適用されるデー
タセグメンテーションアルゴリズムヲ用いて、単一文字
を孤立させるためにディジクル化された映像を作る。デ
ータセグメントチージョンアルゴリズムはよく知られて
おり、その例は次の刊行物に見出されよう。それらを列
挙すると、フー、ケー・ニス（Ｆｕ、　Ｋ、Ｓ、）およ
びローゼンフェルト、エイ（Ｒｏｓｅｒｉｆｅｌｄ、　
　八、）の［パターン認識と計算機視覚（Ｐａｔｔｅｒ
ｎ　Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｕｔｅ
ｒＶｉｓｉｏｎ）　Ｊ　、：ｌンビュータ（Ｃｏｍｐｕ
ｔｅｒ）、１９８４年１０月、頁２７４−２８２　、 ヤマンタ、ワイ（Ｙａｍａｓｈｉｔａ、　Ｙ、）　、ヒ
グチ、ケ−（ｌｌｉｇｕｃｈｉ、　Ｋ、）およびハガ、
ワイ（Ｈａｇａ、　Ｙ）の「構造化セグメント整合法に
よる手書き漢字文字の分類（ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉ
ｏｎ　ｏｆ　ｈａｎｄｐｒｉｎｔｅｄ　Ｋａｎ、１ｉｃ
ｈａｒａｃｔｅｒｓ　　ｂｙ　　５ｔｒｕｃしｕｒｅｄ
　　ｓｅｇｎ＋ｅｎｔ　　ｍａｔｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏ
ｄ）　Ｊ　、パターン認識と文字（Ｐａｔｔｅｒｎ　Ｒ
ｅｃｏ−ｇｎｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｌａｔｔｅｒｓ）、
１９８３年７月、頁４７５−４７９、 ニアーｘン、ポール　アール（Ｃｏｈｅｎ、　Ｐａｕｌ
　Ｒ，）、ファイゲンバーム、ニドワード　エイ（Ｆｅ
ｉｇｅｎｂａｕｍ。

１１Ｅｄｗａｒｄ　八、）組、「人工知能ハンドブック
第■巻（Ｔｈｅｌｌａｎｄｂｏｏｋ　　ｏｆ　　八ｒｔ
ｉｆｉｃｉａｌ　　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ、　　Ｖ
ｏｌ、　　ＩＩＩ）　　、ヒューリステプク　プレス（
！Ｉｅｕｒｉｓｔｅｃｈ　Ｐｒｅｓｓ）、スタンフォー
ド　カルフｔニア（Ｓｔａｎｆｏｒｄ　Ｃａｔ、）　、
１９８２年、頁３６−４５、 キムパン、シー（Ｋｉｍｐａｎ、　Ｃ）　、イト−、エ
イ（［Ｌｏｈ、八、）およびカワニジ、チー（Ｋａｗａ
ｎｉｓｈｉ、　Ｋ）の「整合法を用いた印刷タイ文字の
認識（Ｒｅｃｏ−ｇｎｉｊｉｏｎ　ｏｆ　ｒ’ｒｉｎｔ
ｅｄ　Ｔｈａｉ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ　Ｕｓｉｎｇ　
ａＭａｔｃｔ＋＋＋；＜　’、１ｅｔｈｏｄ）、アイ・
イー・イー・プロシーデインダス（ＩＯ２ｐｒｏｃｅｅ
ｄｉｎｇｓ）　、第１３０巻、パートＥ、第６号、１９
８３年１１月、頁１８３−１８８゜例えば、静止ビデオ
映像をセグメント化するに必要とするよりも、動く文字
の流れをセグメント化するのに異なったアルゴリズムが
必要とされよう。例示された実施例で用いられたセグメ
ンテーションアルゴリズムはディジタル化された映像を
例えば１６Ｘ１６ビツトマトリクスのような識別すべき
文字を含む映像の部分に切り取る。もし英数文字がテレ
ビジョンスクリーンを横切って移動すると、フレームデ
ータルーチン７６は識別すべき次の文字が所定の窓の中
に見出されると期待できるまで、スキップするデータの
フレームの数をまた計算する。

フレームデータルーチン７６によって一度２進文字デー
タが切り取られ、ビットパターンマトリクスが単一の孤
立した文字を含むと、この文字は識別される。未知の文
字を認識する第１のステップはＲｅｃｏｇ、ｌと命名さ
れ、そしてブロック７８に示されている。この方法によ
ると、マ）　ＩＪクス中の孤立した文字の１６行１６列
の各々の文字画素を表わしている２進１ビツトの数がカ
ウントされる。第６図では、文字ｒＴＪのディジタル化
された映像の行トータルと列トータル（ｒｏｗ　ａｎｄ
　ｃｏｌｕｍｎ　ｔｏｔａｌｓ）の１例が示されている
。これらのトータルは文字データ参照セット中に蓄積さ
れた行トータルと列１・−クルと比較される。もし完全
な整合が存在するなら、ディジタル化されたデータがそ
の文字であると言う良好な確率が存在する。しかし実際
には、ディジタル化プロセスに固有なり１（音によって
完全な整合は殆んど存在しない。この雑音をもっと効率
的に処理するために、正確な整合は１吏用されない。そ
の代り、本方法によると、参照セット中の各文字に対し
行トータルが蓄積される。参照セット中の各文字に対す
るこれらの参照行トータルは、先づ各文字をビデオディ
ジタイザ２０に約１０００回入力し、それから各行中の
ビットの数を平均することによって決定される。この参
照文字データはそこでメモリ中に蓄積され、そして参照
セット中のどの文字が識別すべき文字を表わしているデ
ータと最も良く整合するかを決める参照セットとして使
用される。文字データの行トータルは参照データセット
の各文字の行トータルと比較される。

文字データの行トータルと参照セットの特定文字の行ト
ータルの間の差の絶対値が総計される。最低スコア（エ
ラーの最小数）を持つ１０個の参照文字が可能性をさら
に狭めるためにこの方法の次のステップで使用されてい
る。

Ｒｅｃｏｇ、　ｌのみでデータと整合する可能な文字を
狭めるから、一層の分析が必要である。この方法のこの
部分はＲｅｃｏｇ、　１から１０個の最良な可能文字を
とり、そしてどの文字がデータに最も近く整合するかを
決める。これをＲｅｃｏｇ、　２で達成するために、か
つ第７図を参照して、認識されないデータ（第７ｂ図）
がＲｅｃｏｇ、　ｌで識別された可能な文字の各１つの
蓄積された原型（第７ａ図）とビット毎に比較される。

蓄積された原型は単一文字の多数のサンプルをとり、か
つ１６Ｘ１６ビツトマトリクス中の特定ビットが２進の
１として設定されるかあるいは「高い−１ものであると
される回数だけ加えることによって見出去れる。もしビ
ットが時間の５０％以上設定されるル、ら、この数は決
定のために総和で使用されたその文字のサンプル数によ
って割られる。もし時間の５０％以上高いなら、その特
定ビットは原型中で高いものと設定される。［エクスク
ル−シブ・ノア（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ｎｏｒ）　Ｊ演
算を用いて、ＣＰＵはサンプルデータの各バイトを原型
データの各バイトと比較する。もしデータと原型との間
に何らかの不整合が存在すると、２進の１ビツトとして
それらは結果のバイトに現われる（第７Ｃ図）。そこで
、すべての不整合は参照セット中でＲｃｃｏｇ、　ｌに
よって選択された文字の各々について総計され、そして
不整合の最低数を含む文字はデータに最も近く適合する
パターンとして選択される。このデータは専用ＣＰＵ　
５０、ＲＡＭ　５２、およびＩｔＯＭ　５４へのＭｆ！
方法を表わす８ビツト・バイトに分ｉｉｊ［ｉされてい
る。

この技術は可能な整合文字の数を早く狭める利点を有し
ている。文字が行トータルあるいは列トータルの第１比
較あるいは第２比較で除去されているから、本方法は現
在用いられている他の技術よりも高速である。整合に非
常に近い文字のみが行と列の各々で各画素をながめるの
に必要な時間を取っている。本発明の他の独自な特徴は
、これらの不整合を総計する方法が可能な最短時間で達
成されると言うことである。

第７Ｃ図の例で示されたエラー加算のゆっくりした方法
は、毎回桁上げビットの値を比較して各バイトを取り、
かつそれを８回シフトすることであろう。もし桁上げビ
ットが設定されると、それはエラーを表わす。うえのデ
ータのアレイに対して、２５６回のシフト、桁上げの２
５６回の比較、およびエラーカウンタを増大するかしな
いかの２５６回の判定をとることになろう。しかしなが
ら、本方法によると、表がメモリ中に作成され、それは
８ビツトバイトの可能な各パターンの２進の１であるビ
ットの数をその中にＭ積している。２５６の可能な８ビ
ツトパターンが存在するから、この表は２５６バイト長
でなくてはならない。関心あるパターンが表の１６ビツ
トアドレスの下側・１・−バイトとして使用されている
。上側のバイトはどこに表がメモリ中に位置しているか
に依存している。アドレスの下側バイト中で「１」であ
るビットの数は表中のその位置に蓄積されたデータであ
る。任意の８ビツトパターン（第８図を見よ）中で１に
セットされているビットの数を決めるために、表アドレ
スの上側バイト（ＸＸＸＸＸＸＸＸ）　はアドレスの下
側バイト（例えば旧１０００１１）　　として関心ある
ビットパターンに沿って使用されている。関心あるパタ
ーン中で高く設定されたビットの数を見出すために（例
えば旧１０００１１）　、行なう必要のあるすべてのこ
とはデータをこのアドレス位置で読むことである。そこ
に蓄積されたデータはアドレスの下側バイト（関心のあ
るパターン）の２進の１であるビットの数である。第７
ｃ図のアレイ中のすべてのエラーを加算するために、関
心あるビットパターンに対応してこの表中で３２回だけ
位置を読み取り、かつ表から受取った値を総計すること
のみが必要とされている。

工　−の教は、データと、整合すると思われている各原
型パターンとの比較からカウントされている。ディジタ
イザの量子化エラーによって、データの僅かの左およみ
び右シフトがまた存在してもよいから、データはまたそ
の元の位置の右に１ビツト、およびその元の位置の左に
１ビツトシフトされたあと原型と比較される。エラーの
最小数となるこの比較は正しい文字であると考えられて
いる。

Ｒｅｃｏｇ、２によって選ばれた文字は常に正しい選択
であり、従って、特殊化されたテストの別のセットがＲ
ｅｃｏｇ、　２のあとで必要とされよう。例えばｒＱｊ
、ｒＤＪ、「０」はＲｅｃｏｇ、　２アルゴリズムを用
いてはお互から殆んど区別されない。もしこれらの文字
の１つがＲｅｃｏｇ、　２アルゴリズムによって選ばれ
るなら、これらの文字のいずれかソ゛ディジタル化され
たビデオデータを表わしているかを知らせるために特殊
テストが使用される（第５図の特殊テスト８１）。特殊
テストの一例はｒＱＪの尾あるいは「０」の端の欠除を
探すことであろう。

これらのテストは非常に特殊化されているから、それら
は高速である。認識方法の最大精度はそのような特殊テ
ストを用いて最適化できる。

再び第５図を参照すると、文字が認識される場合、専用
ＣＰＵとホスト計算機の間にデータ転送が生起するのに
充分な認識文字が存在するまで、それは計算機で認識可
能な符号でＩＩＩ八Ｍ八ツバッファ８２ッファ中のメモ
リ）に蓄積される。

バッファフルル−チン（Ｓｕｆｆｅｒ　Ｆｕｌｌ　ｒｏ
ｕｔｉｎｅ）８４はもしバッファが本当にフルであるか
を見るためテストを行なう。もしそれがフルなら、そこ
でバッファ８２の内容は必要に応じさらに処理するため
にホスト計算機６０に送られる。他方、もしそれがフル
でないなら、それがフルになるまでバッファはもっと多
くの文字を集める。そのような時点でダンプバッファル
ーチン（Ｄｕｍｐ　Ｂｕｆｆｅｒ　ｒｏｕｔｉｎｅ）８
６は活性化され、そしてバッファがフルの場合にバッフ
ァ中のデータはホスト計算機６０に送られる。

図面と明細書において、本発明の好ましい実施例が説明
されており、そして特殊な術語が用いられているもの５
、それらは一般的かつ記述的な意味でのみ用いられてお
り、限定するためのものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は英数字ビデオ文字を送るアナログ信号を受信し
、かつこれを計算機で認識可能な２進データに変換する
テレビジョンを示す略図、第２図はアナログビデオ信号
を計算機で認識可能な２進データに変換するのに使われ
る本発明の装置の略図、 第３図は第２図に示されたビデオディジタイザの構成要
素を示す略図、 第１１図は水平同期パルスとディジタイジング回路との
間の周波数関係および位相関係を示す時間線図、 第５図は２進マトリクスデータと既知の文字セットを表
わすデータとの比較を例示する本発明の方法による流れ
図、 第６図は識別すべき文字を表わしている２進マトリクス
データの略図、 第７ａ〜７０図は２進マトリクスデーク（７ｂ）と既知
の文字セットを表わすデータ（７ａ）との比較を例示し
、これは２つの間のエラーの数（７Ｃ）を識別するため
のものであり、 第８図はバイトで「オン」あるいは「１」であるビット
の数に対応する数値に８ビツトバイトを変換するのに使
用されたテーブルルックアップ法の２進表現である。 ５・・・アンテナ　　　　　１０・・・受信機１０ａ・
・・ライン １１・・・テレビジョン信号チューナ １１ａ・・・ライン １２・・・中間周波復調器・ビデオプロセッサユニット
１２ａ、　　１２ｂ、　　１２ｃｍ・・ライン２０・・
・ビデオディジタイザ（手段）２０ａ・・・ライン　　
　　　２２・・・高速比較器２２ａ・・・ライン　　　
　　２４・・・Ｄ／Ａ変換器２４ａ・・・ライン　　　
　　２５・・・クロック２５．１１・・・ライン ２６・・・カウンタ制御ユニット ２６ａ、　２６ｂ、　２６ｃ、　２６ｄ−ライ〉・２８
・・・カウンタ　　　　　２８ａ・・・アドレスライン
３０・・・カウンタ　　　　　３０ａ・・・アドレスラ
イン３２・・・高速ＲＡＭ　　　　　　　３２ａ・・・
ライン３４・・・シフトレジスタ　　３４ａ・・・ライ
ン５０・・・（専用）　ＣＰ［Ｉ　　　　　５０ａ・・
・ライン５２・・・ＲＡＭ　　　　　　　　　５４・・
・Ｒ［１Ｍ５６・・・人力ポートあるいは人力ライン５
８・・・出力ポートあるいは出力ライン５９・・・割込
みライン　　　６０・・・ホスト計算機７０・・・初期
化ルーチン　　７０ａ・・・ライン７２・・・データレ
ディ ７４・・・ゲットデークルーチン ７６・・・フレームデータルーチン ７８・・・ＲＥＣＯＧ、１　　　　　８０・・・ＲＥＣ
ＯＧ、　２８１・・・特殊テスト　　　　８２・・・Ｒ
ＡＭバッファ（に蓄積）８４・・・バッファフルル−チ
ン ８６・・・ダンプバッファルーチン ＝巨−２ １＝卦に 巨−８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、英数ビデオ文字を送る通常のアナログビデオ信号を
   計算機で認識可能な２進データに変換する方法において
   、 復号ビデオ情報を含む信号を受信すること、受信信号を
   ビデオフレームのラインを表わ すアナログビデオ成分信号、水平同期成分信号および垂
   直同期成分信号に復号すること、アナログビデオ成分信
   号を英数ビデオ文字を送る受信信号を表わす２進マトリ
   クスデータに変換すること、 文字データ符号を決めるために２進マトリクスデータと
   既知の文字基準セットを表わすデータとを比較すること
   、および 要求に応じて計算機で使用するために文字を限定的に識
   別すること、 の各ステップを具える方法。 ２、アナログビデオ成分信号を２進マトリクスデータに
   変換するステップにおいて、 ビデオ成分信号の連続的ラインを２進データの連続的な
   流れに変換すること、および２進データの各流れをビデ
   オ成分信号の連続的ライン部分に対応する直列式メモリ
   位置に蓄積すること、 を具える特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、２進データビットを蓄積するステップが水平同期成
   分信号および垂直同期成分信号によって規定されたメモ
   リ位置に２進データビットを蓄積することを具える特許
   請求の範囲第２項に記載の方法。 ４、２進マトリクスデータと既知の文字基準セットを表
   わすデータとを比較するステップが、単一文字を規定す
   るために２進データの部分を分離すること、 分離された文字の各行と列の第１の２進状態のビットの
   数をカウントすること、および分離された文字データに
   対応するカウントされたビットの数を、文字とその対応
   データ符号を限定的に識別するために第１の２進状態の
   ビットの既知の数を有する文字データ基準セットと比較
   すること、 を具える特許請求の範囲第１項の方法。 ５、英数ビデオ文字を送る通常のアナログビデオ信号を
   計算機で認識可能な２進データに変換する装置において
   、 復号ビデオ情報を含む信号を受信する手段（１１）、 受信信号をビデオフレームのラインを表わすアナログビ
   デオ成分信号と水平同期成分信号および垂直同期成分信
   号に復号する手段（１２）、アナログビデオ成分信号を
   英数ビデオ文字 を送る受信信号を表わす２進マトリクスデータに変換す
   る手段（２０）、 ２進マトリクスデータと文字データ符号を決めるために
   既知の文字基準セットを表わすデータと比較する手段（
   ５０）、および 要求に応じて計算機によって使用するために文字を限定
   的に識別する手段（５０）、 を具える装置。 ６、アナログビデオ成分信号を変換する手段がその各ラ
   インの各画素を２進データビットの対応ラインに変換す
   る手段（２２）を具え、各データビットの２進状態がビ
   デオ信号の各ラインの各画素の強度に対応する特許請求
   の範囲第５項に記載の装置。 ７、アナログビデオ成分信号を変換する手段が、アナロ
   グビデオ成分信号の各ラインが受信されるのと同じ順序
   で２進データを引続くメモリ位置に読み込む手段（２６
   、２８、３０、３２）を具える特許請求の範囲第５項に
   記載の装置。