JPH0225554B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学文字読取装置（以下、OCR装
置と略称する）等で使用される光電変換した画像
濃度の量子化器に用いられる白レベルホロワの初
期値設定回路に関する。

例えば、OCR装置は、一般に、第１図に示す
ように構成されており、光電変換装置１（１走査
線分の画素数を有するCCD、ホトダイオードア
レイ等のラインイ状イメージセンサ）により、帳
票２上を帳票移動方向Ａ（副走査方向）に直角
（主走査方向）に走査し、走査により得られた反
射光をレンズ３を介して光電変換装置１により帳
票上の画像濃度を電気的アナログ信号に変換し、
アンプ４を通して増幅した後、量子化回路（Ａ／
Ｄ変換回路等）５により白、黒の基準レベルと比
較して電気的アナログ信号を白レベル、黒レベル
間の対応したレベルのデイジタル（多値）信号に
変換しデイジタル画像信号を得るようになつてい
る。

このデイジタル画像信号は前処理回路６により
走査に対応して文字部と背景部の白黒２値に変換
して映像メモリ７に順次格納される。切り出し回
路８では第２図に示すように、映像メモリ７から
１文字毎に高さ、幅が規制された矩形領域を切り
出して、１文字毎の画像信号９として文字認識部
１０へ送られるようになつている。

上述のように、量子化回路５には白、黒の基準
レベルが必要であるが、白の基準レベルは帳票の
白地の濃度に関連するもので重要である。（以下、
白の基準レベルを単に基準レベルと略記する） 従来、この基準レベルとしては一定値を用いる
方法と走査による入力画像信号に応じて変化させ
る方法、即ち、白レベルホロワにより基準レベル
を帳票の白地の濃度に追従させる方法とがある。

一定値を用いる方法では光源変動や紙面の反射
率の変動に対応することができず、又、光電変換
装置１の各画素対応部分の感度の偏差にも対応す
ることも出来ず良好な量子化変換ができない。

一方、入力画像信号に応じて基準レベルを変化
させる白レベルホロワの従来の手法は、基準レベ
ルの初期値をある一定値に設定し、走査による入
力画像信号を参照してその白レベルに近づくよう
に初期値を更新し、以後も同様に更新を続行しつ
つ基準レベルとするものである。従つて、白レベ
ルホロワは、帳票の白地の白レベルと画像の黒レ
ベルとの間の変動には追従することなく、比較的
変動の緩やかな帳票の白地の白レベル自体にのみ
追従する必要があり、そのため、時定数回路又は
特別なアルゴリブムの回路を有している。従つ
て、帳票の白地の濃度が初期値に対して大きく隔
たつている場合には、帳票の白地に対応する基準
レベルに追従するのに時間がかかる欠点があつ
た。

そこで、初期値設定に関し、帳票上に少なくと
も１ライン（走査）分の白地領域を設け、そこを
走査して得られた白レベルを初期値とする方法が
あるが、これは帳票上で主走査方向の１ライン分
に白地を残す必要があり、帳票設計上の制限とな
る。

又、このような制限を避けるため帳票上の或る
領域の最大値（最も白いレベル）を検出し、それ
により初期値を設定する方法があるが、帳票の走
査を開始する先端部では帳票用紙のカール等のた
め白地の白レベルがが大きく低下していることが
あり、このような場合には、この方法では適当な
初期値の設定が行われなくなり、帳票に制約が出
る欠点があつた。

本発明は、画像入力信号に応じて基準レベルを
変化させる白レベルホロワの初期値を、速やかに
且つ上記のような欠点なく作成し設定する回路を
提供することを目的とするものである。

この目的は、帳票上を１ライン毎に走査して得
られた画像信号を所定の階調からなる白の基準レ
ベルと比較し、該入力画像を量子化する白レベル
ホロワの初期値設定回路において、前記所定の階
調よりも粗い階調を用い、前記量子化の白レベル
基準を前記白レベル追従幅の上限値に設定して画
像入力信号を量子化する粗量子化回路と、量子化
された白レベルの初期値が格納されたメモリと、
該メモリからの出力を該粗量子化回路を介した画
像入力信号と比較した結果に応じて、該メモリ出
力を更新して出力する追従回路と、該追従回路か
らの出力を該所定の階調に変換する変換回路とを
設け、画像入力信号を該粗量子化回路を介して粗
な階調に従つた量子化を行い、該粗量子化回路の
出力と該メモリからの出力を該追従回路で比較検
討した結果に応じて、該メモリからの出力を更新
出力し、この更新出力を再度メモリに格納すると
共に、帳票の走査が所定ラインまで進むとこの更
新出力を該変換回路で該所定の階調に従つて量子
化するように構成したことを特徴とする白レベル
ホロワの初期値設定回路により達成される。

本発明の骨子は、基準レベルの初期値を作成す
る過程（以下、単に初期値作成過程と略記する）
では、量子化を粗くし、且つ、所謂白レベルホロ
ワの手法を応用して、基準レベルの初期値を作成
する点にあり、粗量子化のため階調数は少なく１
階調の幅は大きくなつているので、白レベルホロ
ワに設定すべき基準レベルの初期値を、僅かな初
期値作成のための領域を走査するだけで、急速に
作成することが可能となるものである。

以下、図面によつて、原理的構成と実施例を説
明する。第３図は、本発明の白レベル初期値設定
回路の原理的構成図、第４図は第３図の白レベル
初期値設定回路を組み込んだ量子化回路の１実施
例の構成図、第５図は更に他の実施例の構成図で
ある。

第３図に於いて、１〜４は第１図に示す同符号
のものと同一であり、１１はＡ／Ｄ変換器、１２
はエンコーダ、１３は追従回路、１４はレジス
タ、１５はメモリ、１６は変換回路である。

白レベルホロワ（図示省略）の基準レベルの初
期値（以下単に初期値と略記する）を設定する過
程は、本発明では初期値作成過程と作成された初
期値を白レベルホロワの基準レベルの初期値とし
て設定する過程から成つている。

以下、先ず初期値作成過程から説明する。

帳票２の画像から走査により得られるアナログ
画像信号はアンプ４で増幅されてから、Ａ／Ｄ変
換器１１により量子化され、例えば256階調８ビ
ツトのデイジタル信号で出力する。

帳票２の走査開始時には、Ａ／Ｄ変換器１１の
基準レベルは図示していない白レベルホロワの白
レベル追従幅の最大値に設定される。Ａ／Ｄ変換
器１１よりの出力はエンコーダ１２によりコード
化され、例えば16階調４ビツトの多値デイジタル
信号となる。又、メモリ１５は全ての画素位置で
白レベルの最大値に初期設定される。

白レベルホロワとしては、通常Ａ／Ｄ変換器１
１と同様の分解能を要し、この例では256階調８
ビツトの分解能を要するが、設定すべき初期値の
作成過程では、粗い16階調４ビツトの分解能を用
い、それによつて作成されたものを白レベルホロ
ワに初期設定する際に256階調８ビツトに単純に
変換したものでこと足りる。というのは、帳票上
をほんの僅か走査するだけで、白レベルホロワに
よつて足りない分の分解能が補正されるからであ
る。

エンコーダ１２の４ビツトの出力は初期値作成
のための後述する追従アルゴリズムを有する追従
回路１３の１つの入力となる。追従回路１３の他
方の入力は、メモリ１５の出力であ。

メモリ１５は光電変換装置１と同じ画素数の容
量（2048画素ならば、１画素当たり16階調を表現
する為の４ビツトを必要とするから2048×４ビツ
ト）を持ち、前ラインまでの走査により作られた
初期値を格納している。

追従回路１３では２つの入力信号により作られ
た新しい白の初期値を決定し出力するもので、言
いかえると、エンコーダ１２からの入力信号とメ
モリ１５に格納された前ラインまでの走査で作ら
れた初期値とを、主走査方向の対応する画素位置
毎に比較し後述する追従アルゴリズムによつてレ
ジスタ１４を介して新しい白の初期値に更新する
するものである。

その追従アルゴリズムを示すと、以下の通りで
あり、前ラインまで走査で作られた初期値即ちメ
モリ１５の出力をW_o-1、追従回路１３の出力と
なる新基準レベル初期値をW_o、エンコーダ１２
からの入力映像像信号をI_oとし、W_o-1，W_o，I_o
は16進数で０，１，２……Ｆまでの値をとり、白
レベルと黒レベルの関係は０＝真黒で１〜Ｅを経
てＦ＝真白とすると、 (1) 入力が白レベルより白い場合、 I_o＞W_o-1のときはW_o＝W_o-1＋１、 (2) 入力が白レベルと等しいかかなり黒い場合、 I_o＝W_o-1或いはI_o＜W_o-1−２のときは W_o＝W_o-1、 (3) 入力がしろレベルと比べ少し黒い場合、 W_o-1−２≦I_o＜W_o-1のときは、 W_o＝W_o-1−１ とするもので、入力信号の白レベルの少しの変化
に就いて速やかに追従し白の比較的大きな変化及
び黒の出現に就いては、＋１，−１で変化の幅を制
限するようなつている。

このようなアルゴリズムにより走査の進行と共
に初期値の更新が行われるが、本発明の原理は上
述のように所謂白レベルホロワの手法を基準レベ
ル初期値の作成過程に応用したものになつている
が、初期値作成過程では量子化を粗く（この例で
は白レベルホロワの256階調に対し16階調）する
ことが特徴であり、１階調のレベル幅が大きくな
つており、追従は小刻みでなく大刻みとなり速く
なるので、白レベルが比較的急変する帳票端部
（一般に走査開始位置となる）でも、初期値作成
のための少ない走査領域で正確に16階調４ビツト
の白の基準レベルの初期値を作成することができ
る。

追従回路１３を具体化するハードウエアとして
はROM（リードオンリーメモリ）を用いること
ができ、この１実施例ではデータ格納のアドレス
を８ビツト（メモリ１５からの４ビツトとエンコ
ーダ１２からの４ビツト）とし、出力のデータビ
ツト４ビツトのROMを用いテーブルルツクアツ
プの手法を採用すれば実現できる。

追従回路１３の出力は一旦レジスタ１４にセツ
トされ、メモリ１５及び変換回路１６に送られて
いる。

次に、設定過程を説明すると、上記初期値作成
過程の走査が帳票の所定の領域の走査を終了した
時、それまでの初期値作成過程で作成されたメモ
リ１５に格納されている初期値を、Ａ／Ｄ変換器
１１の基準の白レベルを与える図示省略した白レ
ベルホロワに、変換回路１６を介して基準白レベ
ルの初期値として設定する。

この時、変換回路１６は、16階調４ビツトの初
期値を白レベルホロワに必要な256階調８ビツト
の基準白レベルの初期値に変換して出力するた
め、入力16階調のデータを16倍するような乗算回
路、又はROMによるテーブルルツクアツプで構
成する。従つて、入力値の０〜15の値は夫々16倍
された16幅での０〜256までの値に変換される。

次に、第３図の初期値作成回路を量子化回路に
組み込んだ実施例である第４図及び第５図を、こ
の量子化回路がOCR装置に使用されているとし
て以下説明する。

第４図の量子化回路では、Ａ／Ｄ変換器１１、
エンコーダ１２及びメモリ１５は、初期値作成過
程と白レベルホロワに共用されるようになつてい
る。

第４図で、１３は白レベル追従時定数２回路で
白レベル初期値作成過程の追従回路（第３図の１
３）であり、２１は白レベルメモリと白レベルホ
ロワの追従アルゴリズムを有する回路で白レベル
追従時定数１回路である。白レベル追従時定数１
回路２１と白レベル追従時定数２回路１３とを、
時定数１，２を付して区別するのは、上述のよう
に、これらの白レベル追従回路は画像入力信号の
画像部分の黒レベルに追従することなく帳票の白
地のレベルのみに追従させるための時定数回路或
いは類似する効果を持つアルゴリズムの回路を有
しているからであり、この場合そのアルゴリズム
が異なり且つ階調数も異なるため、区分を明瞭に
するため名称を変えたものである。

白レベルホロワの初期値が設定されるまでの過
程をOCR装置の帳票の走査と関連して説明する
と、次のようになる。

フエーズ（初期値作成過程の開始）：ゲート
１７を切換えてＤ／Ａ変換器１８の出力を白レベ
ルホロワの追従範囲の最大値に設定すると共に、
メモリ１５と切り離し、エンコーダ１２を粗い16
階調４ビツトの出力を出すよう制御し、ルメモリ
１５を粗い16階調の最大値に初期設定し、マルチ
プレクサ（MPX）１９は白レベル追従時定数２
回路１３の出力を選択出力するようにした上で帳
票の走査を開始する。

フエーズ（初期値作成過程の終了と初期値設
定過程）：フエーズにより帳票の走査が開始さ
れると、粗い16階調４ビツトの出力を出すエンコ
ーダ１２の出力を受け、白レベル追従時定数２回
路１３は、マルチプレクサ（MPX）１９、メモ
リ１５を介して、全ての画素位置が最大値（16階
調）に初期設定されているメモリ１５の白レベル
を、走査が進むにつれて、上述の原理により画素
位置ごとに更新する初期値の作成動作を実行し、
メモリ１５の格納内容として16階調の初期値が作
成されて行く。

予め定められた所定の領域の走査が済むと、マ
ルチプレクサ（MPX）１９が変換回路１６の出
力を選択するようにし、メモリ１５、変換回路１
６及びマルチプレクサ（MPX）１９によるルー
プ経路によつて、メモリ１５の各画素位置の16階
調（４ビツト）の基準レベルの初期値は変換回路
１６をけんゆする時に16倍されて夫々256階調
（８ビツト）に変換され、メモリ１５に白レベル
ホロワ（第４図の回路では白レベル追従時定数１
回路２１）で使用する白の基準レベルの初期値が
設定される。

フエーズ（白レベルホロワを使用する量子化
の開始）：以降の走査は、ゲート１７を切換えて
Ｄ／Ａ変換器１８をメモリ１５と接続し、Ａ／Ｄ
変換器１１にはメモリ１５の白の基準レベルを走
査の画素位置に対応して供給するようにし、エン
コーダ１２を画像信号エンコードのための所定の
階調数（ビツト数）を出すように戻し、マルチプ
レクサ（MPX）１９は白レベル追従時定数１回
路２１の出力を選択出力するようにした上で行
う。

白レベル追従時定数１回路２１は白レベルホロ
ワの追従アルゴリズムの回路で、走査により得ら
れるアンプ４の出力を、Ｄ／Ａ変換器１８の出力
電圧及びそれを分圧した電圧と夫々比較した結果
を受けて、メモリ１５の走査上対応する画素位置
の基準レベルと比較して、新しい基準レベルを発
生し、マルチプレクサ（MPX）１９を介してメ
モリ１５を更新することにより白レベルホロワと
して動作するものである。このような白レベルホ
ロワに就いては本出願人の出願になる特開昭56−
14378号公報（昭和56年２月12日公開）に詳しく
述べられているので詳細説明は省略する。

第５図の量子化回路は、第４図のものと略同様
のものであるが、以下の点で異なる。即ち、Ａ／
Ｄ変換器２２には固定した白の基準レベルを与え
るもので、初期値設定までの過程と白レベルホロ
ワの動作にはエンコーダを使用しないものであ
り、一方、量子化画像出力を得る時にＡ／Ｄ変換
器２２の出力を白レベルホロワの基準値と比較し
て量子化するように量子化回路２３を備えたもの
である。又、白レベルホロワの追従アルゴリズム
はメモリ１５の基準値とＡ／Ｄ変換器２２の出力
とを比較してメモリ１５の基準値を新しい基準値
に更新するものである。

その他の点では同様であり、第４図の場合と同
様に、白レベルホロワの初期値作成過程では粗い
量子化（少ない階調数）で行い、初期値設定は元
の多い階調数に変換して行い、多い階調数で量子
化を実行するものであり、第４図の場合と同様の
効果を奏するものである。

以上説明したように、本発明の白レベルホロワ
の初期値設定回路では、設定すべき初期値の作成
過程では白レベルホロワの追従幅の最大値を基準
レベルとし、白レベルホロワの階調数よりも少な
い階調数で実行するので、本発明を実施すれば、
帳票の白地のレベルへの追従を速やかに行うこと
が出来るようになり、従来出来なかつた帳票先端
部でも白レベル初期値設定が可能となり、又、帳
票上１ラインの白地を残す必要もなくなり、又、
回路はビツト数が少ないので安価となる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的光学文字読取装置の説明図、第
２図は文字領域説明図、第３図は本発明の白レベ
ル初期値設定回路の原理的構成図、第４図は第３
図の白レベル初期値設定回路を組み込んだ量子化
回路の１実施例の構成図、第５図は他の１実施例
の構成図である。 図に於いて、１は光電変換装置、２は帳票、３
はレンズ、４はアンプ、５，２３は量子化回路、
６は前処理回路、７は映像メモリ、８は切り出し
回路、９は１文字の映像信号、１０は文字認識
部、１１，２２はＡ／Ｄ変換器、１２はエンコー
ダ、１３は追従回路（白レベル追従時定数２回
路）、１４はレジスタ、１５はメモリ、１６は変
換回路、１７はゲート、１８はＤ／Ａ変換器、１
９はマルチプレクサ、２０はコンパレータ、２１
は白レベル追従時定数１回路を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 帳票上を１ライン毎に走査して得られた画像
   信号を所定の階調からなる白の基準レベルと比較
   し、該入力画像を量子化する白レベルホロワの初
   期値設定回路において、 前記所定の階調よりも粗い階調を用い、前記量
   子化の白レベル基準を前記白レベル追従幅の上限
   値に設定して画像入力信号を量子化する粗量子化
   回路と、 量子化された白レベルの初期値が格納されたメ
   モリと、 該メモリからの出力を該粗量子化回路を介した
   画像入力信号と比較した結果に応じて、該メモリ
   出力を更新して出力する追従回路と、 該追従回路からの出力を該所定の階調に変換す
   る変換回路とを設け、 画像入力信号を該粗量子化回路を介して粗な階
   調に従つた量子化を行い、該粗量子化回路の出力
   と該メモリからの出力を該追従回路で比較検討し
   た結果に応じて、該メモリからの出力を更新出力
   し、この更新出力を再度メモリに格納すると共
   に、帳票の走査が所定ラインまで進むとこの更新
   出力を該変換回路で該所定の階調に従つて量子化
   するように構成したことを特徴とする白レベルホ
   ロワの初期値設定回路。