JP4131887B2

JP4131887B2 - 帳票読み取り装置およびその制御方法

Info

Publication number: JP4131887B2
Application number: JP17596298A
Authority: JP
Inventors: 義明竹島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2018-06-23
Also published as: JP2000011148A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばＯＣＲなどの帳票読み取り装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＯＣＲでは、画像読み取りの前処理として、帳票毎に、撮像素子として使用されるＣＣＤ増幅率のコントロール及びシェージング補正などの処理が行われていた。そのために、帳票先端部には、“クリアエリア”と呼ばれる白いエリアが用意されており、ＣＣＤから出力される“クリアエリア”からの反射光出力を用いてＣＣＤ増幅率の調整などが行われる。
【０００３】
しかし、このような構成においては、帳票先端部に白い“クリアエリア”を設けることが必須となるため処理可能な帳票の種類が制限されてしまうと共に、帳票毎の調整であるため時間がかかり、また帳票によってはその先端部が汚れなどによって黒ずんでいるとＣＣＤ増幅率の調整が誤って行われてしまうという問題がある。
【０００４】
また、従来のＯＣＲでは、照明光を得るための光源として蛍光灯が用いられているが、蛍光灯の劣化等により画像が暗くなって、ＯＣＲとしての文字読取率が低下するという傾向があった。これは、帳票先端部の“クリアエリア”からの反射光出力は帳票毎にバラツキがあるため、“クリアエリア”からの反射光出力を用いた制御では、蛍光灯の劣化の分だけＣＣＤ増幅率の基準値を予め高めに設定しておくといった制御を行うことが困難であったからである。また、ユーザは、文字読取率の低下が蛍光灯劣化によるものであるか否かを認識することが出来ず、蛍光灯が点灯しなくなるまで、蛍光灯の交換が行われないという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来では、帳票先端部に設けられた“クリアエリア”と呼ばれる白いエリアからの反射光出力を用いてＣＣＤ増幅率を帳票毎に調整しているため、処理可能な帳票の種類が制限されてしまうなどの問題があった。
【０００６】
また、蛍光灯の劣化等による光量の低下によって画像が暗くなり、文字認識率の低下などを招くという欠点があった。
この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、帳票先端部の“クリアエリア”を用いることなくＣＣＤ増幅率を調整できるようにする事により、帳票先端部の“クリアエリア”の制限をなくして処理可能な帳票の種類の範囲を大幅に拡大できるようにし、また蛍光灯劣化による画像品質の低下を大幅に低減させることが可能な帳票読み取り装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、この発明は、読み取り領域に照明光を照射する光源と、前記読み取り領域の画像を入力する撮像素子とを具備し、これら光源および撮像素子を用いて帳票を光学的に読み取る帳票読み取り装置において、前記読み取り領域の裏面側に設けられ、前記読み取り領域に設けられたスリットを通して、前記照明光が照射される第１位置、および前記読み取り領域のスリットを通して前記照明光が照射されない第２位置の一方に位置設定される白基準用部材と、前記撮像素子出力の増幅率を調整するとき前記白基準用部材を第１位置に設定し、前記帳票の読み取りを行うとき前記帳票の裏あてを黒にするために前記白基準用部材を前記第２位置に設定する位置制御手段と、前記白基準用部材を第１位置に設定した状態で前記撮像素子から得られる前記白基準用部材からの反射光の出力値を白基準として使用することにより、前記撮像素子出力の増幅率を調整する手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
この構成においては、白い棒などの白基準用部材が読み取り部に取り付けられており、ＣＣＤなどの撮像素子出力の増幅率を調整するときは、白基準用部材を照明光が照射される第１位置に設定される。この状態で撮像素子から得られる白基準用部材からの反射光の出力値を白基準として使用することにより、撮像素子出力の増幅率が調整される。そして、帳票の読み取りを行うときは、白基準用部材が照射光が照射されない第２位置に戻されるので、白基準用部材の影響を受けることなく、帳票の読み取りを行うことができる。このように読み取り部に取り付けた白棒などの白基準用部材からの反射光を白基準とすることにより、帳票先端部のクリアエリアの制限をなくし、処理可能な帳票の範囲を増やすことができる。また、この白い棒により蛍光灯の劣化等による光量の低下を検出して、ＣＣＤなどの撮像素子出力の増幅率を調整することにより、画像品質を向上させることができる。よって、帳票先端部にクリアエリアが不要となり、また蛍光灯が劣化しても安定した画像を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。
図１には、この発明の一実施形態に係る帳票読み取り装置の構成が示されている。この帳票読み取り装置は、帳票１１上に記入されている文字を光学的に読みとるためのＯＣＲとして使用されるものであり、帳票１１が搬送される読み取り領域に照明光を照射する光源として使用される蛍光灯２１と、読み取り領域の画像が入力して撮像する撮像素子を構成するＣＣＤラインセンサ２２と、ＣＣＤラインセンサ２２の出力を増幅するための増幅部２３と、本装置全体を制御する制御部２４とを備えている。
【００１０】
読み取り領域には、白棒１０１が取り付けられている。この白棒１０１は、ＣＣＤラインセンサ２２の増幅率、つまりＣＣＤゲインを調整するための白基準として用いられるものであり、その一端は図示のように読み取り領域の裏面側に支持され、読み取り領域のスリットを通して照明光が照射される実線の第１位置と照明光が照射されない破線の第２位置との間を回動自在に設けられている。白棒１０１は、制御部２４からの信号によって動作する例えばソレノイドコイルを用いた電磁式の駆動機構やモータ等によって制御され、第１位置または第２位置のいずれかに位置設定される。白棒１０１と読み取り領域の位置関係は図２の通りである。
【００１１】
すなわち、前述したように読み取り領域には図示のように帳票１１の搬送方向と直交する方向に延在する細長い線状のスリットが設けられており、ここに光源として機能する蛍光灯２１からの照明光が照射され、読み取り領域からの反射光がレンズを介してＣＣＤラインセンサ２２によって読みとられる。スリットは読み取り時の帳票１１の裏あてを黒にするためのものであり、搬送される各帳票１１の先端部を検出するために用いられる。
【００１２】
白棒１０１は、帳票１１の搬送方向に沿って回動されるように設けられており、第１位置にセットされている状態では、図示のようにスリットの裏側に位置され、白棒１０１からの反射光がＣＣＤラインセンサ２２によって読みとられる。一方、制御部２４によって白棒１０１が第１位置から第２位置にリセットされると、白棒１０１は読み取り部から外れるので、スリットからの反射光は一切なくなり、帳票１１の裏あては黒になる。
【００１３】
図１の制御部２４はＭＰＵを内蔵しており、ファームウェアによる制御によって帳票読み取り装置の読み取り前処理および帳票読み取り処理などの制御を行う。
【００１４】
読み取り前処理では、制御部２４によって白棒１０１は第１位置にセットされ、これによりＣＣＤラインセンサ２２によって検出される白棒１０１からの反射光出力を用いて、蛍光灯２１の劣化検出、白棒１０１からの反射光出力を白基準とする増幅部２３の増幅率（ＣＣＤゲイン）の調整、シェージング補正などの処理が行われる。
【００１５】
そして、このような調整が行われた後、制御部２４によって白棒１０１は第１位置から第２位置にリセットされる。そして、帳票１１の裏あてを黒にした状態で帳票読み取り処理が行われる。搬送される帳票１１の先端がスリットにさしかかると、読み取り画像は黒から白に変わり、これにより帳票１１の先端が検出される。制御部２４は、帳票１１の先端部を基準にして、帳票１１から得られた画像から文字領域を検出し、そしてヒストグラムなどを用いて文字を切り出し、それを文字コードに変換してホストに出力する。
【００１６】
図３には、白棒１０１からの反射光出力を利用したＣＣＤゲインの調整、およびシェージング補正の原理が示されている。
図３（ａ）は、ＣＣＤラインセンサ２２によって検出された白棒１０１からの反射光出力を示している。この場合、反射光として検出されるのは白棒１０１の位置する場所に対応する点（黒丸で図示）だけである。ＣＣＤラインセンサ２２の特性や、レンズ、光源などの光学系の特性等により、ＣＣＤ検出出力は、概略、図示のように読み取り領域の中央部近傍が最も大きく両端に向けて低下するという分布を有する。したがって、読み取り領域の中央部近傍における検出出力に対する、白棒１０１の位置における検出出力の割合は予め分かっているので、読み取り領域における白棒１０１の位置と、白棒１０１からの反射光出力値との関係から、読み取り領域の中央部近傍の検出出力値を予測し、その中央部近傍の検出出力値が理想的な値になるように増幅部２３の増幅率の制御が行われる。図３（ｂ）は、ＣＣＤゲイン調整後のＣＣＤ検出出力の特性を示している。
【００１７】
この後、読み取り領域の中央部が最も大きく両端に向けて低下するというＣＣＤ検出出力の特性を、図３（ｃ）のように平坦にするためのシェージング補正が行われる。
【００１８】
このシェージング補正は、予め用意されている、ＣＣＤラインセンサ２２の特性やレンズ、光源などの光学系の特性等によって決定されるシェージングデータと、白棒１０１からの反射光出力の検出値とに基づいて行われる。
【００１９】
すなわち、読み取り領域全体に渡って各位置の検出出力がどのように分布するかは本帳票読み取り装置の特性から予め求められたシェージングデータによって与えられているので、まず、白棒１０１からの反射光出力値を用いて、白棒１０１の位置に対応する点のＣＣＤ検出出力を、読み取り領域中央部における理想的なＣＣＤ検出出力値にまで上げるために必要なＣＣＤ増幅率が基準補正量として決定され、そしてその基準補正量とシェージングデータとから、他の各点毎に、その点のＣＣＤ検出出力を読み取り領域中央部における理想的なＣＣＤ検出出力値にまで上げるために必要なＣＣＤ増幅率が決定される。このようなシェージング補正は、例えば１画素または複数画素からなるブロックなどを単位として増幅部２３の増幅率を調整することなどによって行われる。
【００２０】
なお、本帳票読み取り装置内における光学系のずれや照明のムラなどによる読み取り環境の変化は、読み取り領域の端部に現れやすい傾向にある。白棒１０１が読み取り領域の端部に設けられているのはこのためであり、これにより白棒１０１からの検出出力に現れる環境変化に応じた調整が可能となる。
【００２１】
次に、図４のフローチャートを参照して、全体の処理の流れを説明する。
ホストから帳票読み取りが指示されると、制御部２４は、読み取り処理の開始に先立って、以下の前処理を行う。すなわち、まず、蛍光灯２１を点灯し（ステップＳ１０１）、次いで白棒１０１を第１位置にセットする（ステップＳ１０２）。そして、ＣＣＤラインセンサ２２からの出力を用いて白棒１０１からの反射光出力値を白棒データとして検出する（ステップＳ１０３）。この後、予め用意されている蛍光灯データと白棒データとを比較する（ステップＳ１０４）。ここで、蛍光灯データは、新品の蛍光灯を点灯した際の白棒１０１からの反射光出力値を示している。
【００２２】
この蛍光灯データと実際に白棒１０１から読みとられた反射光出力値との差に基づいて、蛍光灯２１の劣化の度合いが調べられる。蛍光灯データの値と白棒１０１から読みとられた反射光出力値との差が一定値以上であれば、蛍光灯２１が著しく劣化していると判定され（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、ユーザに対して蛍光灯の交換を促すためのエラー通知が行われる（ステップＳ１０６）。
【００２３】
蛍光灯データの値と白棒１０１から読みとられた反射光出力値との差が許容範囲内であれば（ステップＳ１０５のＮＯ）、白棒１０１から読みとられた反射光出力値の値が蛍光灯データの値になるように、増幅部２３によるＣＣＤゲインのレベルが、蛍光灯の劣化分だけ上昇される（ステップＳ１０７）。
【００２４】
次に、読み取り領域における白棒１０１の位置と、白棒１０１からの反射光出力値との関係から、読み取り領域の中央部近傍の検出出力値を算出し、その検出出力値が理想的な値になるようにＣＣＤゲインが微調整される（ステップＳ１０８）。
【００２５】
すなわち、ステップＳ１０７では、白棒１０１の位置に対応する検出出力を蛍光灯の劣化分だけ上昇させるためのゲイン調整が行われているが、これはあくまで白棒１０１の位置のみに着目した大まかな調整であるため、これにより、読み取り領域の中央部近傍の検出出力値が理想的な値になるとは限らない。このため、ステップＳ１０８にて、読み取り領域の中央部近傍の検出出力値が理想的な値になるようにＣＣＤゲインの調整が行われるのである。
【００２６】
この後、シェージングデータと、白棒１０１からの反射光出力の検出値とに基づいて図３（ｃ）で説明したようなシェージング補正が行われる（ステップＳ１０９）。そして、白棒１０１をリセットして第２位置に戻した後（ステップＳ１１０）、実際の帳票読み取り処理が開始される（ステップＳ１１１）。
【００２７】
以上のように、本実施形態では、ＣＣＤラインセンサ２２の出力の増幅率を調整するときは、白棒１０１は照明光が照射される第１位置に設定される。この状態でＣＣＤラインセンサ２２から得られる白棒１０１からの反射光の出力値を白基準として使用することにより、ＣＣＤラインセンサ２２の増幅率が調整される。そして、帳票の読み取りを行うときは、白棒１０１は照射されない第２位置に戻されて読み取り領域から外れるので、帳票読み取りの裏あては黒になり、白棒１０１の影響を受けることなく、帳票１１の読み取りを行うことができる。
【００２８】
このように白棒１０１からの検出出力を用いてＣＣＤゲインを制御することにより、帳票先端部にクリアエリアを設ける必要が無くなり、使用可能な帳票の種類の範囲を大幅に拡大できる。また、シェージングデータを予め制御部２４内に用意しておくことにより、クリアエリア無しでシェージング補正を行うことが出来、品質の高い画像を得ることができる。さらに、蛍光灯の劣化による光量の低下を検出し、低下に見合った分だけＣＣＤゲインを上げることにより、蛍光灯が劣化した際の画像品質を向上させることが可能となる。また、あらかじめ格納していた新品の蛍光灯の光量に対して蛍光灯が著しく劣化した際には、ユーザにエラー通知することにより、蛍光灯の交換を促し、蛍光灯劣化による画像品質低下を防ぐことが可能となる。
【００２９】
図５には、ホストから読み取り帳票１１の紙厚が指定された場合の制御処理の手順が示されている。
ホストからの帳票読み取り指示によって読み取り対象の帳票１１の紙厚が指定された場合には、前述の蛍光灯劣化検出、ＣＣＤゲイン調整、シェージング補正に加え、帳票１１の紙厚を考慮したＣＣＤゲイン調整が行われる。これは、帳票１１の紙厚が厚くなるほど帳票１１からの反射光が強くなるという特徴を考慮したものである。
【００３０】
すなわち、ホストから読み取り対象の帳票１１の紙厚が指定されると（ステップＳ２０１）、制御部２４は、蛍光灯２１を点灯し（ステップＳ２０２）、次いで白棒１０１を第１位置にセットする（ステップＳ２０３）。そして、ＣＣＤラインセンサ２２からの出力を用いて白棒１０１からの反射光出力値を白棒データとして検出する（ステップＳ２０４）。この後、ホストからの紙厚データに基づき、帳票からの標準的な反射光量に対する読み取り対象帳票からの反射光量の割合と、白棒検出出力とに基づいて、ＣＣＤゲインの調整が行われる（ステップＳ２０５）。すなわち、基本的には、帳票からの標準的な反射光量に対する読み取り対象帳票からの反射光量の割合に基づいてＣＣＤゲインを調整するだけでよいが、実際には、このような紙厚に基づくゲイン調整は、図４で説明した読み取り前処理における調整処理の一環として行われるので、帳票からの標準的な反射光量に対する読み取り対象帳票からの反射光量の割合と、白棒検出出力とに基づいて、実際に読み取る帳票から得られた読み取り領域中央部近傍の検出出力値が、理想的な値になるようにＣＣＤゲインの調整が行われるのである。
【００３１】
そして、図４で説明したシェージング補正などを行った後、白棒１０１をリセットして第２位置に戻し（ステップＳ２０６）、実際の帳票読み取り処理が開始される（ステップＳ２０７）。
【００３２】
このようにして、読み取り対象帳票の紙厚を考慮してＣＣＤゲインを調整することにより、厚い紙から薄い紙まで安定した画像を得ることが出来、文字認識率を高めることが可能となる。
なお、以上の説明では、白基準用の部材として白棒１０１を用いたが、白い板状の部材であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、白棒からの検出出力を白基準として使用してＣＣＤゲインを調整することにより、帳票先端部の“クリアエリア”を用いることなくＣＣＤ増幅率を調整できるようになり、帳票先端部の“クリアエリア”の制限をなくして処理可能な帳票の種類の範囲を大幅に拡大できるようになる。また、また蛍光灯劣化による画像品質の低下を大幅に低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る帳票読み取り装置の構成を示す図。
【図２】同実施形態の帳票読み取り装置の読み取り領域と白棒の位置関係を示す図。
【図３】同実施形態における白棒からの反射光出力を利用したＣＣＤゲインの調整およびシェージング補正の原理を説明するための図。
【図４】同実施形態における読み取り前処理の手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態における紙厚を考慮した読み取り前処理の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…帳票
２１…蛍光灯
２２…ＣＣＤラインセンサ
２３…増幅部
２４…制御部
１０１…白棒

Claims

読み取り領域に照明光を照射する光源と、前記読み取り領域の画像を入力する撮像素子とを具備し、これら光源および撮像素子を用いて帳票を光学的に読み取る帳票読み取り装置において、
前記読み取り領域の裏面側に設けられ、前記読み取り領域に設けられたスリットを通して、前記照明光が照射される第１位置、および前記読み取り領域のスリットを通して前記照明光が照射されない第２位置の一方に位置設定される白基準用部材と、
前記撮像素子出力の増幅率を調整するとき前記白基準用部材を第１位置に設定し、前記帳票の読み取りを行うとき前記帳票の裏あてを黒にするために前記白基準用部材を前記第２位置に設定する位置制御手段と、
前記白基準用部材を第１位置に設定した状態で前記撮像素子から得られる前記白基準用部材からの反射光の出力値を白基準として使用することにより、前記撮像素子出力の増幅率を調整する手段とを具備することを特徴とする帳票読み取り装置。
前記スリットは帳票の搬送方向に直交する方向に延在しており、前記白基準用部材は、一端が前記読み取り領域に支持された白棒から構成され、前記第１位置においては前記スリットの端部に位置することを特徴とする請求項１記載の帳票読み取り装置。
前記白基準用部材からの反射光の出力値と予め用意されている前記帳票読み取り装置のシェージングデータとに基づいて、前記撮像素子出力のシェージング補正を行う手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の帳票読み取り装置。
前記撮像素子から得られる前記白基準用部材からの反射光の出力値と、予め用意されている理想的な照明光を用いた場合の前記白基準用部材からの反射光の出力値を示すデータとに基づいて、前記撮像素子出力の増幅率を調整する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の帳票読み取り装置。
前記撮像素子から得られる前記白基準用部材からの反射光の出力値と、予め用意されている理想的な照明光を用いた場合の前記白基準用部材からの反射光の出力値を示すデータとに基づいて、前記光源の劣化の度合いを判別し、劣化が所定値よりも大きいときに光源の交換をユーザに促す手段とをさらに具備することを特徴とする請求項１記載の帳票読み取り装置。
ホストから指定される読み取り対象の帳票の紙厚データに基づいて、前記撮像素子出力の増幅率を調整する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の帳票読み取り装置。
読み取り領域に照明光を照射する光源と、前記読み取り領域の画像を入力する撮像素子とを具備し、これら光源および撮像素子を用いて帳票を光学的に読み取る帳票読み取り装置の制御方法であって、
前記帳票の読み取り処理に先だって、前記読み取り領域の裏面側に設けられた白基準用部材を、前記読み取り領域に設けられたスリットを通して前記照明光が照射される第１位置に位置設定し、
前記白基準用部材を第１位置に設定した状態で前記撮像素子から得られる前記白基準用部材からの反射光の出力値を白基準として、前記撮像素子出力の増幅率を調整し
前記帳票の裏あてを黒にするために前記白基準用部材を、前記読み取り領域のスリットを通して前記照明光が照射されない第２位置に戻した後に、前記帳票の読み取り処理を開始することを特徴とする制御方法。