JPH0218679A - 画信号抽出回路 - 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〕 この発明は、ＯＣＲ、バーコードリーグ、イメージスキ
ャナ等の光学式画像入力装置における画信号抽出回路に
関するものである。

〔従来の技術〕

光学式画像入力装置においては、照明光源の照度の不均
一性、ｃｏｓ’則によるレンズＦｉＩｍ部での効率劣化
、或いは用紙の色や紙質の不均一、紙面上の汚れ等によ
り、基準となるべき）＜ンクグラウンドレベルが不安定
であることが多い。そこで、忠実に画像を再現するため
には、ノ＼ノクグラウンドレベルを正確にトレースし、
画信号の基準とすることが必要となる。

第７図は、従来よく用いられている画信号抽出回路であ
る。この回路は、ピークホールド回路１と差動増幅回路
２とから成り、イメージセンサ出力ａをピークホールド
回路１に入力し、ピークホールド回路の出力すとイメー
ジセンサ出力ａを差動増幅回路２に入力し、差動増幅回
路２により両出力の差をとり、画信号Ｃを得るようにし
ている。

ピークホールド回路１の出力すは、第８図の（ａ）図に
示すように、ハックグラウンドレベルが上昇中は、ピー
クホールド回路１の充電により遅れることなくその上昇
に追従し、ハックグラウンドレベルが下降中は、ＣＲの
放電時定数に従い放電することによって追従する。従っ
て、ピークホールド回路１の出力すは、ハックグラウン
ドレベルを再現している。この出力すとイメージセンサ
出力ａとの差を取ると、必要な画信号Ｃ（第８図の（ｂ
）図参照）のみが得られることになる。

なお、ピークホールド回路１の充電時定数は十また、書
籍などの場合には、ＯＣＲ文字を印刷する領域を書籍の
地色よりやや濃い色にする場合があり、この場合もラヘ
ル４を貼った場合と同様に読取り難いという問題がある
。

そこで、この発明は、ハックブラウン１゛レヘルが段階
的である場合でも、忠実にハックグラウンドレベルを検
出できる画信号抽出回路を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記の問題点を解決するために、この発明は、第１図に
示すように、ピークホールド回路１０、微分回路１１、
タイマ回路１２、スイッチ回路１３及び差動増幅回路１
４により画信号抽出回路を構成する。ピークホールド回
路１０の入側、微分回路１１の入側、差動増幅回路１４
の逆相入力端子は、それぞれイメージセンサの出力回路
（図示省略）に接続される。ピークホールド回路１０の
出側は、差動増幅回路１４の正相入力端子に接続される
。微分回路１１の出側は、タイマ回路１２に接続され、
タイマ回路１２の出側はスイッチ回分短く設定されるが
、放電時定数は余り短くすると、画信号Ｃも追従してレ
ベルが下がってしまうので、実際には、ハックグラウン
ドレベルが変化する速度に合わせて適当に設定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ＯＣＲやバーコードリーダの実際の運用におい
ては、第９図のように、物品３の上に文字やバーコード
を印刷したラヘル４を貼って読み取ることが多い。物品
３のハックグラウンドレベルａｌ　　（第１０図参照）
と、ラヘル４のハックグラウンドレベルａ２が大きく異
なると、その境界において、イメージセンサ出力ａに落
差が生しる。

特に、物品３０反射率が高い一方、ラヘル４が汚れたり
、薄い色がイ」いていたりして反射率が低いと、前者が
後者より高くなる。このような場合、従来のピークホー
ルド回路１におけるＣＲの放電時定数が相当高いため、
第１θ図に示すように、出力すが出力ａの落差に追従で
きない。このため、その後に続くラヘル４」二の文字や
バーコードの画信号を正確に再現することができない問
題がある。

路１３に接続される。スイッチ回路１３のスイッチは、
ピークボールド回路１０のダイオード１５に並列に接続
される。

ピークボールド回路１０は、従来の場合と同様に前段と
後段にオペアンプ１６．１７を有し、その間に前記のダ
イオ−１”−１５等の方向性を有する素子を接続すると
共に、コンデンサ１８と抵抗１９とからなる充放電回路
を有する。ピークホールド回路１０は、入力しベルがコ
ンデンサ１８に保持されている電圧レベルを上回った時
のみ、コンデンサ１８を充電して入出力のレベルを等し
くする。

微分回路１１は、イメージセンサ出力ａを微分し、その
変化分のみを抽出して、タイマ回路１２にトリガをかけ
る。

タイマ回路１２は、タイマＩ　Ｃ２０及び微分回路２１
を有し、微分回路１１の出力が一定振幅以上の負、パル
スであれば、タイマＩ　Ｃ２０にトリガをかける。トリ
ガをかけた時点から一定時間を経過する間に次のトリガ
入力が無ければ微分回路２１を経てスイッチ回路１３に
パルス信号を出力する。

スイッチ回路１３は、例えばアナログスイッチにより構
成される。通常はオフ状態であるが、タイマ回路１２か
らパルス信号が出力されている間はオンになる。オンに
なるとダイオード１５はスイッチ回路１３によりバイパ
スされ、コンデンサ１８の電圧は入カレベルと等しくな
る。

差動増幅回路１４は、イメージセンサ出力ａと、ピーク
ホールド回路１０の出力すの差を増幅する。

〔作用〕

次に、上記の画像抽出回路の作用を第２図を参照しなが
ら説明する。第２図の（ａ）図はイメージセンサ出力ａ
とピークホールド回路１０の出力すを示す。（＋））図
はタイマ回路１２の入力ｄを、（Ｃ）図はタイマＩ　Ｃ
２０の出力を、また（ｄ）図はタイマ回路の出力をそれ
ぞれ示す。

いま、第９図のように、物品３の表面にラヘル４が貼ら
れている場合、イメージセンサ出力ａに含まれるハック
グラウンドレベルａｌ、ａ２は第しなくても問題はない
。

上述の状態から再びトリガされないまま一定時間Ｔが経
過するとタイマ回路１２がパルスｐ１を出力する。パル
スｐ１は微分回路２１において微分され、微分されたパ
ルスｐ２がスイッチ回路１３をオンにする。このため、
ピークホールド回路１０の出力すはイメージセンサ出力
ａの２段目のバックグラウンドレベルａ２に追従する（
第２図（ａ）の矢印参照）。

タイマ回路１２からパルスｐｌが出る前に再びトリガが
かかる場合は、タイマ回路１２は改めて一定時間が経過
するまでパルスｐ１を出さない。

このことは、１段目のハックグラウンドレベルａ。

に続いて、直ちに文字或いはバーコードの情報が入って
きたことを意味する。

タイマ回路１２が出力を出すまでの時間は、ハックグラ
ウンドレベルとして起こりうる最短の時間より短く、文
字やバーコードの情報が黒の状態を連続して持続する最
長の時間より長くなければならない。もし、ハックグラ
ウンドレベルより短２図の（ａ）図に示すとおり２段に
なる。ピークボールド′回路１０の出力すは、最初のハ
ックグラウンドレベルａ、に追従するが、２段目のバッ
クグラウンドレベルａ２には追従できない。

しかし、１段目のハックグラウンドレベルａから２段目
のハ・ンクグラウンドレベルａ２に移るときに、イメー
ジセンザ出ノＪａは象徴に変化する。

微分回路１１は、通常バンクグラウンドレベルに起こり
うる程度の速度（周波数成分）の変化はカン１〜するが
、１段目のハックグラウンドレベルａから２段目のハ・
ノクグラウントレベルａ２への変化はそれ以」二の速度
を有するため、微分回路１１を通過し、トリガパルスも
としてタイマ回路１２のタイマＩ　Ｃ２０に入力される
。

イメージセンサ出力ａの変化の振幅が一定以上であれば
トリガパルス１．はタイマＩ　Ｃ２０をトリガするが、
振幅が小さいときはトリガはかがらないが、そのときは
ノイズであるか、或いは１段目と２段目のハックグラウ
ンドレベルａｌ、ａ２の差が僅かなのであるから、タイ
マＩ　Ｃ２０が動作かＬｊれば、追従できないままに終
り、また情報の連続時間より短かければ、誤って情報の
ある部分で追従してしまうからである。

具体的な数字については装置のアプリケーションによっ
て決定しなければならない。例えばｏｃＲであればＪＩ
Ｓにより印字範囲と用紙の左辺・右辺からの余裕６．０
ｍｍ以上、文字幅１．４ｍｍと定められている。イメー
ジセンサの解像度を８本／　ｍｍ、画素の読みだしクロ
ックを８Ｍ１ｌｚとすると、時間に換算して余裕６．０
μｓ以上、文字幅１．４μｓに相当するから、タイマ作
動時間はその間の値に設定すれば良い。

バーコードの場合もその種類によってＪＩＳあるいは国
際規格によりそれぞれ規定されているのでそれに従えば
良い。

またイメージスキャナのように一般の画像を入力する際
にも用紙周縁部の余白の大きさを規定しておけば大きい
用紙に貼り付りられた小さい色違いの用紙上の画像も正
確に入力することが出来る。

〔実施例〕

第３図の実施例は、第１図の場合と同様にピークホール
ド回路１０、微分回路１１、タイマ回路１２、スイッチ
回路１３及び差動増幅回路１４から成る。タイマ回路１
２で使用されるタイマＩＣとしての単安定マルチハイブ
レーク２０ａは、この場合は負パルスでトリガされるも
のであるため、微分回路１１に非反転性のオペアンプ２
２を設けている。単安定マルチハイブレーク２０ａが正
パルスでトリガされるものである場合は、第４図及び第
５図のように、オペアンプ２２ａ又はロジックＩＣのイ
ンバータ２３によって極性を反転する必要がある。

上記の単安定マルチハイブレーク２０ａは、トリガによ
って負のパルスを出力し、再トリガがなければ、一定時
間持続して復帰する。このパルスをさらに微分し、その
立上がりをタイマ出力とする。タイマ出力は、簡単にＣ
，Ｒによる微分回路によりパルスにしてもよいが、パル
スの幅を正確に設定したい場合は、第６図のようにもう
１段タイマＩ　Ｃ２０ｂを使って２段目でパルス幅を決
定第３図は実施例の構成を示す回路図、第４図から第６
図は第３図の一部の変形例を示す回路図、第７図は従来
例の回路図、第８図の（ａ）図及び（ｂ）図は第７図の
各部の信号の波形図、第９図はバーコードを貼り付けた
物品の斜視図、第１０図は従来例の問題点を説明する波
形図である。

１０・・・・・・ピークボールド回路、１１・・・・・
・微分回路、　　　１２・・・・・・タイマ回路、１３
・・・・・・スイッチ回路、１４・・・・・・差動増幅
回路、特許出願人　　住友電気工業株式会社 同　代理人 鎌 田 文 ずればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明ではハックグラウンドが
２段階になった場合にも忠実にハックグラウンドレベル
を検出することができるため、画像を正確に抽出するこ
とができる。

したがって、物品上に貼られたラベル上のＯＣＲ文字や
バーコードの読取り、書籍上のＯＣＲ文字の読取り、あ
るいは大きな用紙上に貼られたメモ等の」二の画像の読
取りに際し適用範囲を広げることが出来る。

なお、この回路の木質は一定時間毎にハックグラウンド
を自動校正するところにある。もし放電時定数で決まる
ピークボールド回路の追従能力を多少オーバーする速度
でハックグラウンドが変化しても、一定時開立てば確実
に校正することが可能であり、より確実な画信号抽出が
できる。

【図面の簡単な説明】

第１１はこの発明の構成を示す回路図、第２図の（ａ）
　ＩＩＤから（ｄ１図は第１図の各部の信号の波形図、
１．８６７９　（６）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）イメージセンサを用いた光学式画像入力装置の画
   信号抽出回路において、イメージセンサの出力のピーク
   値をコンデンサに充電保持するピークホールド回路と、
   イメージセンサの出力の急激な変化分をパルスとして取
   り出す微分回路と、前記微分回路の出力パルスによって
   起動され一定時間以内に再び前記微分回路からのパルス
   出力がなければ信号を発するタイマ回路と、前記タイマ
   回路によって発せられる信号によって前記ピークホール
   ド回路のコンデンサの電圧をイメージセンサ出力に一致
   させるスイッチ回路と、前記ピークホールド回路の出力
   とイメージセンサ出力の差を増幅する差動増幅回路から
   なることを特徴とする画信号抽出回路。
2. （２）第１項記載のタイマ回路で比較の基準となる一定
   時間は、ＪＩＳあるいはその他の規格で定められたＯＣ
   Ｒ文字あるいはバーコードの印字領域とクリアエリアの
   境界との距離、あるいは一般的な印刷物において用紙の
   周縁にとられる余白に相当する数のイメージセンサの画
   素を読み出すのに要する時間に、イメージセンサ面と紙
   面あるいはイメージセンサ配列方向と印字列方向の相対
   的な位置ズレを考慮した係数を乗じた値であることを特
   徴とする画信号抽出回路。