BG99278A

BG99278A - Устройство за каталогизиране на документи

Info

Publication number: BG99278A
Application number: BG99278A
Authority: BG
Inventors: Nadezhda A Stojanova; Ruslan V Khristov; Marija Zhamil A Dzhadala; Asen D Stojanov; Nikolaj V Pelov; Georgi N Dzhabarov
Original assignee: Stojanova; Khristov; Dzhadala Marija; Stojanov; Pelov; Dzhabarov
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1996-09-30
Also published as: BG61354B1; WO1996019781A2; EP0746828A1; WO1996019781A3

Abstract

Устройството е предназначено за разчитане, обработка и каталогизиране на черно-бели и многоцветни документи със стандартизирана форма като банкови чекове, бордера, ТОТО-фишове и други, по зададени при знаци. То е с повишена надеждност и бързодействие. Устройството съдържа носач на документи (1), разположен във фокусната равнина на оптична система (2), с която е свързан датчик на изображение (3), с чийто изход последователно са свързани формировател (4), блок за компресия (6), блок база данни (7) и блок за управление (8). С изхода на формирователя (4) е свързан и блок за обработка на изображение то, който съдържа буферна памет (9), с изхода на която са съединени паралелно първи (10) и втори (11) блок за зониране на изображението. С изхода на блока (10) последователно са свързани генератор на формализирано изображение (12), блок за привеждането му към оригинала (13) и блок за сравнение (14). Изходът на първия блок (10) е свързан и с втори вход на блока за сравнение (14). Към изхода на втор ия блок (11) паралелно са съединени генератор на зонови признаци (16), втори вход на блока за компресия (6) и блок за адаптивна зонова бинаризация (15), с изхода на който са свързани трети вход

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до устройство за каталогизиране на документи, което намира приложение при разчитане, обработка и каталогизиране на различни документи със стандартизирана форма, като: банкови чекове, бордера, бланки за анкети, ТОТО - фишове и др.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е устройство за сканиране на документи [1], предназначено за сканиране на документи, изготвени в два, значително различаващи се, цвята, което съдържа блок за създаване на изображение, изпълнен с последователно свързани оптически датчик (обектив), ССД-линеен датчик на изображение, усилвател, аналогово-цифров преобразувател (АЦП) и блок за обработка на изображението.

Изходът на блока за създаване на изображение е свързан към блок за обработка на изображение, който съдържа две еднакви, паралелно свързани, бинаризиращи схеми, съответно за първо и второ прагови нива.Изходът на първата бинаризираща схема е свързан към входа на първата от три, последователно свързани, закъснителни линии, като изходите и на трите са свързани и към трите входа на филтър,чиито изход е свързан към видео - памет.

Изходът на втората бинаризираща схема е свързан към входа на първата от други три, последователно свързани, закъснителни линии, изходите на всяка от които са съответно свързани към три входа на блок за компенсация на загубите в изображението, към чиито четвърти вход е свързан изходът на втората закъснителна линия от първата бинаризираща схема.

Изходът на блока за компенсация на загубите е свързан към схема за разпознаване на образ.

Възможно е, при необходимост, известното устройство да се комплектова и с осветителна система, предназначена за осветяване на документа, подлежащ на обработка.

Недостатъците на известното устройство са следните: ниска надеждност поради факта, че се анализират садло две нива в само три съседни реда на изображението; ниско бързодействие, тъй като при неясно разчетен образ се налага повторно сканиране с друго прагово ниво за получаване на нови, допълнителни, данни за образа; ограничено приложение, тъй като устройството е предназначено за обработка само на документи, изпълнени в два, различаващи се значително един от друг, цвята.

Желателно е да се създаде устройство за каталогизиране на документи, което да е с повишена надеждност и бързодействие, с универсално приложение при разчитане и обработка на черно-бели и многоцветни документи със стандартизирана форма и да осигурява каталогизиране на документите по зададен или зададени признаци.

Техническа, същност на изобретението

Настоящето изобретение се отнася до устройство за каталогизиране на документи, което съдържа носач на документи, разположен във фокусната равнина на оптична система, свързана към последователно свързани датчик на изображение и формировател, който съдържа последователно свързани видеопроцесор, АЦП и видеопамет. Над носача на документи е монтирана осветителна система.

Към изхода на формирователя са последователно свързани блок за компресия, блок база данни и блок за управление.

Изходът на формирователя е свързан и към входа на блок за обработка на изображението, който съдържа буферна памет, към изхода на която са свързани паралелно първи блок за зониране на изображението и втори блок за зониране на изображението. Към изхода на първия блок за зониране на изображението са последователно свързани генератор на формализирано изображение, блок за привеждане на формализираното изображение към оригинала и блок за сравнение, като изходът на първия блок за зониране на изображението е свързан и към втори вход на блока за сравнение.

Към изхода на втория блок за зониране на изображението са паралелно свързани блок за адаптивна зонова бинаризация, генератор на зонови признаци и втори вход на блока за компресия.

Изходът на блока за адаптивна зонова бинаризация е свързан към трети вход на блока за компресия и към първи вход на блок за разпознаване на образ, към чийто втори вход е свързан изходът на генератор на зонови признаци, а изходът на блока за разпознаване на образи е свързан към четвърти вход на блока за компресия .

Изходът на блока за управление е свързан към втори вход на първия блок за зониране на изображението, към втори вход на втория блок за зониране на изображението и към втори вход на блока база данни .

Изходът на блока за сравнение е свързан към третия вход на първия блок за зониране на изображението и към третия вход на втория блок за зониране на изображението.

Съгласно настоящето изобретение, устройството за каталогизиране на документи е с висока надеждност, тъй като се анализират множество нива на яркостта за всеки елемент (пиксел) от изображението; с повишено бързодействие, тъй като се използва приведено към оригинала формализирано изображение или еталон; с универсално приложение, тъй като позволява разчитане и обработка на черно-бели и многоцветни документи със стандартизирана форма, като осигурява каталогизиране на документите по зададен или зададени признаци.

Описание на приложената фигура. Пример за изпълнение на изобретението

Устройство за каталогизиране на документи, предназначено за каталогизиране на ТОТО- фишове, е показано на фигурата, където е представена принципната му блок- схема.

Носач на документи 1 е разположен във фокусната равнина на оптична система 2, към която са последователно свързани датчик на изображение 3 и формировател 4, който съдържа последователно свързани видеопроцесор, аналого-цифров преобразувател (АЦП) и видеопамет.Над носача на документи 1 е монтирана осветителна система 5 .

Датчикът на изображение 3 е матрица с размери (Хд, Уд), където Хд и Уд са определени отброя на чувствителните елементи (пиксели).

Към изхода на форми рователя 4 са последователно свързани блок за компресия 6, блок база данни 7 и блок за управление 8 .

Към изхода на форми рователя 4 е свързана и буферна памет 9, към изхода на която са свързани паралелно първи блок за зониране на изображението 10 и втори блок за зониране на изображението 11.

Към изхода на първия блок за зониране на изображението 10 са последователно свързани генератор на формализирано изображение 12, блок за привеждане на формализираното изображение към оригинала 13 и блок за сравнение 14, като изходът на първия блок за зониране на изображението 10 е свързан и към втори вход на блока за сравнение 14.

Към изхода на втория блок за зониране на изображението 11 са паралелно свързани блок за адаптивна зонова бинаризация 15, генератор на зонови признаци 16 и втори вход на блока за компресия 6.

Изходът на блока за адаптивна зонова бинаризация 15 е свързан и към трети вход на блока за компресия 6 и към първи вход на блок за разпознаване на образ 17, към чийто втори вход е свързан изходът на генератора на зонови признаци 16.

Изходът на блока за разпознаване на образи 17 е свързан към четвърти вход на блока за компресия 6.

Изходът на блока за управление 8 е свързан към втори вход на първия блок за зониране на изображението 10 , към втори вход на втория блок за зониране на изображението 11 и към втория вход на блока база данни 7.

Изходът на блока за сравнение 14 е свързан към третия вход на първия блок за зониране на изображението 10 и към третия вход на втория блок за зонираниране на изображението 11.

Блокът за компресия 6 съдържа схема за трансформиране на тримерните (Χ,Υ,Ζ) матрици, получени на изхода на втория блок за зониране на изображението, по координатата Ζ, в двумерни ( Хк, Υκ ) матрици, които общо съдържат всички координати на изображението по осите X , Υ поне един път и формират следните типове филтри:

• филтри за областите, които не съдържат информация (не съдържат никакви зонови интереси) и коефициенти за каталогизиране;

• филтри за областите с разпознати образи и коефициенти за каталогизиране;

• филтри за областите с бинаризирано (черно-бяло или цветно) изображение и коефициенти за каталогизиране;

• филтри за областите с полутоново цветно изображение и коефициенти за каталогизиране.

Блок база данни 7 съдържа памет, в която се записват пропуснатите от филтрите на блока за компресия 6 разпознати образи и изображения със съответни каталожни номера, в резултат на пропуснатите каталожни коефициенти.

Блокът за управление 8 съдържа периферните устройства за въздействие върху първия блок за зониране на изображението 10 и върху втория блок за зониране на изображението 11 (бутони, клавиатура, светлинна писалка и др.).

Първият блок за зониране н/. изображението 10 съдържа четири групи филтри, свързани паралелно:

• първа група - за определяне на зони с различни класове изображения;

• втора група - за повишаване на качеството на изображението в съответните зони;

• трета група - за преобразуване на изображенията в зоните от един клас в друг;

• четвърта група-за откриване на характерни обекти, намиране на координати и връзки между тях.

Генераторът на формализирано изображение 12 съдържа картотека от формализирани изображения на документи, изградени като матрици, с координати, съотношения между координати, геометрични размери и идеализирани образи (еталони) на ТОТО-фишове.

Тези матрици се допълват, при необходимост, чрез блока за управление 8, в резултат на което се създават нови формализирани изображения в картотеката на генератора на формализирано изображение 12, чрез въвеждане на координати на други правоъгълни зони и нови еталони (нови игри ) в първия блок за зониране на изображението 10.

Блокът за привеждане на формализираното изображение към оригинала 13 съдържа линейни и нелинейни филтри и таблици за трансформиране на координатните системи, така че формализираното (идеализираното) изображение да се деформира и приведе най-близко до реалното.

Блокът за сравнение 14 съдържа схема за съвпадение, към първия вход на която е свързан изходът на първия блок за зониране на изображението 10, а към втория, вход е свързан изходът на блока за привеждане на формализираното изображение към оригинала 13.

Вторият блок за зониране на изображението 11 съдържа групи от филтри, изградени като тримерни матрици (X, У, Z ), за които осите Хи У съвпадат с тези на приведеното изображение, а по оста Z се отразяват интересите: начин на обработка и начин на каталогизиране. Част от тези матрични филтри е изградена предварително, на базата на формализираните изображения, от които е създадена картотека.Тази картотека може да бъде допълвана в процеса на работа, чрез изменение на параметрите на някои филтри с помощта на блока за управление 8.

Блокът за адаптивна зонова бинаризация 15 съдържа линейни и нелинейни филтри за преобразуване на еднородни полутонови участъци от изображението в бинарни, т.е. само на тези части от изображението (ΧΑ,ΥΑ,Ζα) , за които Ζ от матрицата на зоните ( Χ,Υ,Ζ) взема стойности zj , които изискват бинаризация като начин на обработка на изображението .

Тези линейни и нелинейни филтри за преобразуване на еднородни полутонови участъци от изображението в бинарни, работят чрез съпоставяне на яркостта на всеки пиксел с една прагова стойност, определена за тази част от изображението по един от следните начини:

- измерване на разпределението на яркостта в дадената околност ;

- измерване на градиента на яркостта (намиране на контури);

- намиране на групи от пиксели с близки стойности на яркостта;

- оценяване на максималната разлика между яркостта на отделнияпиксел и средната яркост в обработвания участък и др.

Генераторът на зонови признаци 16 съдържа картотека от признаци и правила Q(q) за разпознаване на обекти, които се групират в съответствие с избраната обработка за разпознаване.

Блокът за разпознаване на образи 17 съдържа схема за сравнение, към първия вход на която постъпва сигналът на бинаризираното изображение за дадената зона, получен на изхода на блока за адаптивна зонова бинаризация 15, а към втория и вход постъпва съответната серия от признаци за разпознаване на образи.

Използване на изобретението

ТОТО - фишът, с нанесени върху него наръка маркировачни знаци, се поставя върху носача на документи 1, разположен във фокусната равнина на оптичната система 2.

Датчикът на изображение 3, матрица с размери (Хд, Уд), където Хд, Уд са определени от броя на чувствителните елементи (пиксели) съответно по двете оси, преуобразува оптическия сигнал в електрически.

Чрез видеопроцесора на формирователя 4, който съдържа генератори и схеми за управление на датчика на изображение 3, аналоговата видеоинформация от всеки пиксел постъпва на входа на аналого-цифровия преобразувател и, като цяло число, се записва по оста гд във видеопаметга, където се формира матрицата на оригиналния образ ( Хд, Уд, Za ). По такъв начин яркостта на черно-бялото изображение на фиша се изразява с цели числа по оста Z.

Записаното във видеопаметга на формирователя 4 изображение се анализира и се отстраняват недостатъци в изображението, като например: компенсират се неравномерностите, въведени от оптичната система 2, отстраняват се високочестотните шумове от разрушени или дефектирали пиксели от датчика на изображение 3, като им се присвоява средната стойност от съседните им пиксели.

Полученият на изхода на формирователя 4 сигнал на полутоново цифрово изображение постъпва на входа на последователно свързани блок за компресия 6, блок база данни 7 и блок за управление 8.

Полученият на изхода на формирователя 4 сигнал на полутоновото цифрово изображение постъпва и на входа на буферната памет 9, в която се записва и постъпва на първи вход на първия блок за зониране на изображението 10 и на първи вход на втория блок за зониране на изображението 11.

В първия блок за зониране на изображението 10, с помощта на паралелно и последователно свързани филтри с предавателни функции, съдържащи пропорционални, диференциращи и/или интегриращи звена, тригонометрични и логаритмични преобразуватели, суматори, умножители и ограничители, се определят:

разпределението на нивата на яркостта;

• максимални, минимални и средни нива на яркост;

• еднородни участъци в изображението;

• пресичащи се линии;

• координати на:

- центрове на контрастни точкови обекти (шифъра на играта),

- точките на пресичане на линии под прав ъгъл (координатите на черната рамка на фиша).

Тези координати и съотношенията между тях формират зоните в съответствие с четирите групи филтри.

В съответствие със зоните, създадени от първия блок за зониране на изображението 10, генераторът на формализирано изображение 12 извиква от паметта си матрицата на ТОТО - фиша (Хф, Υφ ), със същите зони, която, заедно със зонираното изображение, постъпва на входа на блока за привеждане на формализираното изображение към оригинала 13.

В блока за привеждане на формализираното изображение към оригинала се създава матрица от коефициенти за преобразуване на координатите на формализираното изображение (Хф, Υφ) в съответствие с тези на оригинала ( Хд, Уд ). В резултат се получава приведена формализирана матрица на изображението (Хп, Υπ ), която, заедно с оригиналната (Хд, Уд ), постъпват съответно на двата входа на блока за сравнение 14.

Степента на съответствие се задава предварително и се контролира от блока за сравнение 14.

При достигане на зададената степен на съответствие блокът за сравнение изработва на изхода си сигнал, който е забраняващ за първия блок за зониране на изображението 10 и разрешаващ за втория блок за зониране на изображението 11 .

Вторият блок за зониране на изображението 11 формира (X , Υ , Ζ ) матрица, за която осите X и Υ съвпадат с тези на приведеното изображение Хп и Υπ, получено на изхода на блока за привеждане на формализираното изображение към оригинала 13 и разрешено от блока за сравнение 14 , а по оста Ζ са отразени интересите, като всяка стойност zj на Z формира матрица (x,y,zj), която се съдържа в матрицата (X, Υ, Z).

В конкретния случай се формират следните матрици :

(х,у,0 ) няма интерес;

(х,у,а) бинаризация;

(Х/У,Ь)	печатен текст;
(х,У,с)	ръкописни знаци;
(x,y,d)	разпознаване на печатен текст;
(х,У,е)	разпознаване на ръкописни знаци;
(х,У,Ь)	запазване;
(x_zy,m)	каталожен признак;
(х,у, 1)	дефинирани чрез блока за управление 8;
(Х/У/k)	други.

Във втория блок за зониране на изображението 11, заедно със сигнала на изображението, получено на изхода на блока за сравнение 14, постъпва и сигнал от изхода на блока за управление 8.

Сигналът на общата матрица( Χ,Υ,Ζ), формирана във втория блок за зониране на изображението 11, постъпва на входовете на :

- блок за компресия 6;

- блок за адаптивна зонова бинаризация 15;

- генератор на зонови признаци 16.

Линейните и нелинейните филтри, за преобразуване на еднородни полутонови участъци от изображението в бинарни, в блока за адаптивна зонова бинаризация 15 , работят чрез съпоставяне на яркостта на всеки пиксел седна прагова стойност, определена за тази част от изображението по един от следните начини:

- измерване на разпределението на яркостта в дадената околност;

- намиране на групи от пиксели с близки стойности на яркостта ;

- оценяване на максималната разлика между яркостта на отделния пиксел и средната яркост в обработвания участък и др.

По този начин блокът за адаптивна зонова бинаризация 15 пропуска във филтрите за бинаризация само тези части от изображението ( Хд,Уд,2д), за които zj от матрицата на зоните (Χ,Υ,Ζ) взема стойностите a, b, с, d и е.

Предавателните функции на адаптивните филтри за бинаризация F (А), F (В), F (С), F (D) и F (Е) се определят с помощта на последователно и паралелно свързани филтри, съответстващи на. филтрите, включени в първия блок за зониране на изображението 10 , като в съответствие с интереса zj работят върху тези части от изображението, за които zj = a, b, с, d и е.

В генератора на зонови признаци 16 се активизират схемите, които включват групи от признаци и правила Q (d), Q (е) за разпознаване на печатен текст (zj = d ) и ръкописни знаци (zj = е).

Когато съответствията между бинаризираните образи и съответстващите им групи от признаци и правила за разпознаване { за ( х, у, d ) се включва Q (d), а за ( х, у, е) - Q (е)} достигнат предварително зададена стойност, на изхода на блока за разпознаване на образи 17 се формира кодът на разпознатия образ.

Чрез схемата за сравнение се определя степента на съвпадение (разликата) между двата сигнала за всеки признак или за всяка група от признаци в серията.

Когато тази разлика стане по-малка от предварително.зададена стойност (праг), на изхода на блока за разпознаване на образи 17 се формира код на разпознатия образ.

Полученият на изхода на блока за разпознаване на образи 17 сигнал (код на разпознатия образ ) постъпва в блока за компресия 6 заедно със сигнала, получен на изхода на блока за адаптивна зонова бинаризация 15.

Блокът за компресия 6 създава картата за компресия на изображението като използва координатно привързаните във втория блок за зониране на изображението 11 зони; тези зони формират и филтрите, с които в паметта на блока база данни 7 се записва изображение, състоящо се от:

- участъци, в които няма информация;

- участъци с разпознати образи;

- участъци, съдържащи оригинално полутоново цифрово изображение.

Всички резултати от обработката на ТОТО - фиша се записват в картотека в блок база данни 7, която се обработва и ползва чрез персонален компютър и отговаря на исканията на различни нива на потребление.

Блокът за управление 8 е блокът, върху който операторът въздейства при необходимост или по желание.

Предвидена е възможност за намеса на оператора при определяне (допълване или съкращаване ) на зоните по интереси. Чрез блока за управление 8 в картотеката от формализирани изображения на документи на генератора на формализирано изображение 12 се създават нови

V 'формализирани изображения чрез въвеждане на координати на правоъгълни или други зони в първия блок за зониране на изображението 10 .

Claims

Устройство за каталогизиране на документи, което съдържа носач на документи, разположен във фокусната равнина на оптична система (обектив), свързана към последователно свързани датчик на изображение, аналоговоцифров преобразувател и блок за обработка на изображение, като над носача на документи е разположена осветителна система , ХАРАКТЕРИЗИРАЩО СЕ с това, че последователно на аналога - цифровия преобразувател са свързани видеопроцесор и видеопамет, които, заедно с АЦП , образуват формировател /4/, последователно на който са свързани блок за компресия /6/, блок база данни /7/ и блок за управление /8/, като към изхода на формирователя /4/ е свързан и блокът за обработка на изображението, който съдържа буферна памет /9/ , към чиито изход са паралелно свързани първи блок за зониране на изображението /10/ и втори блок за зониране на изобажението /11/, като към изхода на първия блок за зониране на изображението /10/ са последователно свързани генератор на формализирано изображение /12/, блок за привеждане на формализираното изображение към оригинала /13/ и блок за сравнение /14/, като изходът на първия блок за зониране на изображението /10/ е сързан и към втори вход на блок за сравнение /14/, а към изхода на втория блок за зониране на изображението /11/ са паралелно свързани блок за адаптивна зонова бинаризация /15/, генератор на зонови признаци /16/ и втори вход на блока за компресия /6/, като изходът на блока за адаптивна зонова бинаризация / 15 / е свързан към първи вход на блок за разпознаване на образи /17/ и към трети вход на блока за компресия / 6 /, а към изхода на генератора на зонови признаци /16/ е свързан втори вход на блока за разпознаване на образи /17/, чиито изход е свързан към четвърти вход на блока за компресия /6 , а изходът на блока за управление /8 / е свързан към втори вход на блока база данни / 7/, към втория вход на първия блок за зониране на изобажението /10 / и към втория вход на втория блок за зониране на изобажението /11/, към чиито трети входове е свързан изходът на блока за сравнение /14 /.