JPH0719275B2

JPH0719275B2 - 二値化回路

Info

Publication number: JPH0719275B2
Application number: JP61160446A
Authority: JP
Inventors: 直樹前田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1986-07-08
Filing date: 1986-07-08
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: CA1291265C; DE3783524D1; JPS6316393A; US4856076A; DE3783524T2; EP0253264B1; EP0253264A2; EP0253264A3

Description

【発明の詳細な説明】（ア）産業上の利用分野本発明は、アナログ信号の二値化回路に関する。特に、
文字又は符号を光学的に読取る光学的文字読取装置に於
て、光電変換素子の出力を、背景領域と文字或は符号の
領域に対応する二値信号に量子化する二値化回路に関す
るものである。

ここで文字というのは、カナ、アルフアベツト、数字な
どを含む。符号というのはバーコード等を指す。

文字、符号は、紙面上に於て黒く印刷されている事が多
い。他の空白部とは黒白の相違により区別する事ができ
る。紙面が必ずしも白紙であるとは限らない。しかし、
着色紙に印刷したものでも紙面の背景部分と、文字部分
とは明確に区別できる。

そこで、文字、符号の書かれた部分を単に文字領域と呼
ぶ。紙面の空白部を背景領域と呼ぶ。

文字、符号の両者を含めて、以後、単に文字と書く。

又光学的手段により、紙面に書かれた文字、符号を読取
る装置を光学的文字読取装置という。

（イ）従来の技術光学的文字読取装置においては、文字もしくは符号が記
載されている用紙を光電変換素子で走査し、得られた出
力を二値化回路で文字領域と背景領域とに対応した二値
信号に変換し、その二値信号をもとにして文字の識別を
行なつている。

紙面は何らかの光源により照射されており、反射光が光
電変換素子にレンズ系を通して入射する。光電変換素子
は、入射光量に応じた電気信号を発する。

入射光は紙面に書かれた文字により変動する。文字は黒
く、背景は白いので入射光のレベルが文字の存在により
変動するわけである。

しかし、問題がある。

用紙上の文字は、濃淡レベルが一様でない。用紙の上を
走査する光電変換素子の出力も単純に二値を取るわけで
はなく、連続的に不規則に変化する。

文字は活字であつても、縦横の線幅が相異する。又画数
も異なる。

光電変換素子の出力は、アナログ的に多様に変化する。
時間的にも空間的にも変化が大きい。

単純に、最大値と最小値があつて、いずれかを取る、と
いうのではない。中間に、様々なレベルの山や谷が存在
する連続的変化を取るのである。

このようなアナログ濃淡信号を二値化する場合、固定の
スレツシヨルドレベルによつて二値化を行なうのが最も
簡単である。しかし、このようにすると、文字領域であ
るべきところが背景領域となつてしまう事がある。つま
り文字が一部欠けてしまう事がある。

逆に、背景領域であるべきところが文字領域となる事が
ある。つまり、文字の線間がつぶれ重なつてしまう。

このように二値化されたデータに基づいて文字認識、符
号認識を行なうと、これは誤つた認識となる。

スレツシヨルドレベル（Threshold Level）というの
は、閾値の事である。信号の強さと閾値とを比較し、そ
の大小関係により出力を０又は１とする事により二値化
が行われる。

スレツシヨルドレベルが固定されたある値であると、前
述のような文字の欠け、つぶれの問題が生じる。余程単
純な文字でなければ、好適に使用できない。

特公昭60−37952号公報は、例えば４つのスレツシヨル
ドを用いて、光電変換素子の出力を二値化している。

対象となる文字像によつて、４つのスレツシヨルドの内
の、最も良い二値化結果を与えるスレツシヨルドを選択
する。

最適スレツシヨルドを決定する手順を説明する。

これは極めて高度なテクニツクを用いている。

文字には、線幅がある。文字が同一であつてもゴシツク
の場合は太いし、他の書体でも線幅は微妙に異なる。縦
と横の線幅も異なる。さらに一本の線であつても、始と
終りで線幅は異なる。

特公昭60−37952号は、微妙に変化する線幅というもの
を、スレツシヨルド選択の基準に用いる。

このため極めて大量の計算をしなければならない。

ある字体の平均の線幅というものは、だいたい決まつて
いる、と言える。線幅を次のように定義すると、計算可
能になる。

ここで黒点数というのは画面全体に於ける黒メツシユ
（画素）の数である。周囲数というのは黒と白の境界の
黒画素の数である。

例えば、単純な横棒一を考える。黒画素の数にして、縦
にｒ、横にｑ（ｑ＞＞ｒ）並んでこれを形成していると
する。黒点数はrq、周囲数は（2q＋2r−２）である。線
幅はｒである。従つて上記のＷはほぼr/2である。線幅
そのものというより線幅の1/2といつた方が良い。

そして、ある字体の線幅の平均は実際に上記の演算を全
て文字について行なう異によつて得られる。ある辞書パ
ターンの文字群について、Ｗは、1.5であるという事が
分つているとする。

この辞書のパターンに属する文字によつて原稿が作成さ
れているとする。この原稿を光学的手段で読取り、４つ
のスレツシヨルドレベルU₁、U₂、U₃、U₄と比較して二値
化する。

４つの二値化パターンが得られる。黒白の画素がいつた
ん決まつているわけである。この４つのパターンについ
て、黒点数、周囲数を計数し、線幅を求める。

スレツシヨルドレベルが低すぎると黒い部分が過多にな
り、線が太くなる。つまり線幅が太くなる。

スレツシヨルドレベルが高すぎると、白い部分が過多に
なり、線が細くなる。つまり線幅が細くなる。

こうして４つの線幅W₁、W₂、W₃、W₄が得られる。この辞
書パターンの文字のＷは1.5であると予め分つているか
ら、これに最も近いものをW₁〜W₄から捜す。そして、こ
のスレツシヨルドレベルによつて二値化した二値化パタ
ーンを選択する。

（ウ）従来技術の問題点特公昭60−37952は、４つのスレツシヨルドレベルを用
いて二値化し、線幅を演算し、これと予め分つている線
幅とを比較し、最も近いものを選択するようになつてい
る。

この方法は、極めて多量の計算を行なわなければならな
い割には信頼性に乏しい方法である。

まず、いつたん４つの二値化パターンを求めるのである
から、４倍の画像メモリが必要である。二値化処理を同
時に行なうなら、比較回路などが４組必要である。順番
に行なうなら倍の時間が要る。

さらに、黒点数と周囲数を各パターンごとに計数しなけ
ればならない。周囲数を数えるのは時間のかかる事であ
る。白黒の境界である事を検出しなければならないから
である。

さらに、辞書パターンの線幅が予め分つていなければな
らない。これが最大の難点である。対象となる文字は様
々なものがあるからである。ある字体に対してしか使え
ない、という用途の限られたものになつてしまう。

どのような線幅の文字であつても読取れるのでなければ
ならない。もうひとつの欠点がある。

これは見逃されやすい事である。４つのスレツシヨルド
U₁〜U₄を使うといつても、これは択一的に採用するので
あるから、全画面について共通のスレツシヨルドという
事である。

画像のローカルな特性を全く考慮していない。複雑な字
体の場合は、２つのピーク間が接近するので、ピークの
中間が出力０にならず、ピークにより引上げられる。中
間とピーク値との区別が難しい。このため、２つの線間
がつぶれてしまう。

線間を正しく検出するためには、２つのピークと、その
中間の小さなレベル差を識別できなければならない。こ
のような事は、全画面について共通のスレツシヨルドレ
ベルを用いているのでは不可能な事である。

ローカルな特性をも検出できるようなローカルに変化す
るスレツシヨルドレベルを用いた方が良い。

このように、特公昭60−37952は、回路規模が非常に大
きくなり、コストがかかる上に、リアルタイム処理がで
きず、対象となる文字の字体に制限がある、という難点
がある。

（エ）目的簡単な回路構成で最適なスレツシヨルドレベルを設定す
る事のできる二値化回路を提供する事が本発明の第一の
目的である。

演算時間が短く、リアルタイムで二値化する事のできる
二値化回路を提供する事が本発明の第二の目的である。

どのような字体に対しても誤りなく読取る事のできる二
値化回路を提供する事が本発明の第三の目的である。

（オ）原理黒画素となるべき部分を的確に検出できれば良いのであ
る。

光電変換素子の出力は光量に比例するが、用語を単純化
するため、黒い部分に対して大きくなり、白い部分に対
して小さくなるとする。

そうすると、出力のうち、ピークになる部分を求めれば
良い、という事になる。ピークといつても、大きい値の
ピーク、小さい値のピークがあるし、幅の広いピーク、
幅の狭いピークがある。

値が大きく幅も広いピークは、太い文字に対応している
のであろう。又幅も狭く、値も低いピークは細い文字の
線に対応しているのであろう。

光電変換素子の出力をΨとすると、これが時間の函数Ψ
（ｔ）として変動する。ｔ＝t₀でピークである、という
条件は、ｔ＝t₀に対して、 Ψ（t₀）＞Ψ（t₀−τ）（１） Ψ（t₀）＞Ψ（t₀−τ′）（２）の条件が成立する事である。τ、τ′は短い正の時間で
ある。

Ψ（ｔ）がｔ＝t₀でピーク値をとる、という事は、Ψ
（t₀）が、この前後の値に比べて大きいという事であ
る。従つて（１）、（２）の不等式が成立する。τ、
τ′は任意の値であるが、短い時間間隔を決定するもの
である。

これは、τ、τ′を固定する事により、簡単な比較式に
帰着される。

τ、τ′が全ての値であるという必要十分条件をはずす
ので、変動が激しい函数である場合など、τ、τ′を固
定して（１）、（２）式が成立してもピーク値でない可
能性はある。しかし、τ、τ′を適当に選べば、
（１）、（２）式によりほぼ完全にピークを検出でき
る。

Ψ（ｔ−τ）は遅延信号（delayed signal）であり、
Ψ（ｔ−τ′）は前進信号（advanced signal）であ
る。

そうすると、τ、τ′をパラメータとして、 Φ（ｔ）＝Ψ（ｔ）−max｛Ψ（ｔ−τ），Ψ（ｔ−
τ′）｝（３）という函数を考える。max｛｝というのは、かつこの
中の信の内、最も大きいものを選ぶという事である。

任意の短い時間τ、τ′に対してΦ（ｔ）の値が正であ
れば、これはピークである、という事である。不等式
（３）は、（１）、（２）に等価である。（１）、
（２）をまとめて書いただけである。

ところがτ、τ′を固定した値と考えるなら、Φ（ｔ）
が正であつても、かならずしもピークの値とは言えな
い。

しかし、τ、τ′の大きさを適当に選べば、Φ（ｔ）が
正である事により、ピーク値をほぼ誤りなく検出できる
のである。

とすれば、原信号Ψ（ｔ）を、ふた通りの時間で遅延さ
せて、原信号と合わせ、３つの時刻の異なる信号を作
り、（３）式に従つて比較すれば、ピーク値を検出でき
る。

原信号Ψ（ｔ）と、遅延信号、前進信号の最大値とを比
較するという事はできない。前進信号というものがない
からである。

そこで、時間軸をずらして、ある信号を３通り、又は２
通りの時間遅延させる。そして中間の遅延時間のもの
と、これより小さい遅延時間のものの最大値を比較する
事にする。こうすれば（３）と等価な不等式を得る。

すなわち、 Φ（ｔ−t₁）＝Ψ（ｔ−t₁）−max｛Ψ（ｔ），Ψ（ｔ
−t₁−t₂）｝（４）とする。これはｔ−t₁→ｔ、t₁→τ′、t₂→τと置き換
えれば（３）に等しい。

（カ）構成本発明の二値化回路は、（ａ）光電変換素子の出力を入力とし、互に異なる遅
延時間だけこの入力を遅延させた少なくとも３つ以上の
遅延出力を有する遅延回路と、（ｂ）前記遅延回路の出力のち、ひとつを二値化対象
信号とし、この信号の遅延時間に比べより大きい遅延時
間を持つ出力、及びより小さい遅延時間を持つ出力を含
む複数の遅延出力を入力としてスレツシヨルド信号を出
力するスレツシヨルド決定回路と、（ｃ）前記二値化対象信号を一方の入力とし、前記ス
レツシヨルド信号を他方の入力として二値化信号を出力
する比較回路とを具備している。

第１図によつて本発明の基本的な構成を説明する。

光電変換素子出力Ａは、画素に対応する単位の変換素子
である。白地に対して高くなる出力もあるし、黒地に対
して高くなる出力もある。いずれであつても、反転回転
を介挿すれば、任意の向きの信号にできる。

ここでは、文字、すなわち黒地に対して高くなる出力を
採用する。

遅延回路１は、少くとも３つの遅延出力Q₁、…Qm、……
Qnを生ずる。

この内の適当なひとつQmを二値化されるべき信号として
選ぶ。Qmをのぞく（ｎ−１）個の遅延出力の線型結合又
は最大操作により、スレツシヨルドＨを決定する。これ
がスレツシヨルド決定回路２の役割である。

例えば、最大値をとる事とし、Ｈ＝max｛Q₁、Q₂………Qn｝（５） Qmの増幅率が１を越えていれば｛…｝はQmを含み、Qmの
増幅率が１又はこれ以下であれば｛…｝はQmを除くもの
とする。

或いは、線形結合として、とする。線形結合の係数は適当に定める。ｎ≧３であ
る。

Qmは二値化されるべき信号であるが、遅延回路１を出た
だけでは、振幅が小さく、インピーダンスも高い、とい
う場合は、増幅回路３で増幅する。これは省く事ができ
る場合もある。

又スレツシヨルド決定回路２でスレツシヨルドＨが決ま
る。これはローカルに決定され、時間的に変動するスレ
ツシヨルドである。

従来の固定スレツシヨルドレベルとは全く異なる。又特
公昭60−37952のように、全画面で一定だというもので
はない。

本発明のスレツシヨルドは、ローカルな信号そのものを
遅延あるいは実効的に前進させた信号から、個々に作る
変動局所的なスレツシヨルドレベルである。

最も簡単には３つの遅延出力Q₁、Q₂、Q₃を取り、Q₂を二
値化すべきものとし、Q₁、Q₃からスレツシヨルドＨを、Ｈ＝max｛Q₁,Q₃｝（７）により決定する。そして、これとQ₂とを比較する。この
ような比較は、（４）式、（３）式と等価である。

スレツシヨルドレベルＨも必要であれば、増幅回路４で
増幅する。

Qmを増幅した（或いは増幅しない）二値化されるべき信
号をＳとする。

スレツシヨルドレベルを増幅した（或いは増幅しない）
スレツシヨルド信号をＨと書く。増幅の前後で同じ符号
Ｈを使うが、混同しても差支えないのでこのようにす
る。

そして、ＳとＨとの比較回路５で比較する。ピークであ
れば、つまり黒画素になるべき場合であればＳ＞Ｈとな
る。白画素になるべきであれば、Ｓ＜Ｈとなる。

第２図によつて本発明の例を説明する。

これは、入力の波形が上に凸となる場合の二値化回路の
構成図である。つまり、黒地部分に対して出力が高くな
るような波形である。

光電変換素子出力Ａは、ところどころに正のピークを持
つ。遅延回路１で、これを遅延させて、３つの出力Q₁、
Q₂、Q₃を（ｎ＝３）発生させる。遅延時間T₁、T₂、T₃は
互に相異する。

０≦T₁＜T₂＜T₃ （８）である。Q₁は信号そのものであつて良い。つまり遅延時
間T₁が０であつて良い。（T₃−T₂）と、（T₂−T₁）とは
同一であつても差支えない。

前進信号Q₁と遅延信号Q₃によつて、スレツシヨルドレベ
ルを決定する。ここではOR回路21を用いている。OR回路
21と表現しているのは、正確でない用語法であるかもし
れない。これは最大値を取るという事である。すなわち
（７）と同じくＨ＝max｛Q₁,Q₃｝（９）とするものである。デイジタル回路でOR回路というの
は、正確に定義された言葉である。

しかし、Q₁、Q₃はアナログ量であり、OR回路という言葉
はアナログ二量に対して決まつた定義がない。ここでは
（９）のような演算をする回路を、OR回路と言つてい
る。すなわちこの回路の出力はQmaxである、と書く事が
できる。

もちろん、（９）の定義ではなくＨ＝Q₁＋Q₃とするので
も良いが、このようなアナログ演算を行なうのは難しい
から（９）のようにした。

一方Q₂は、増幅回路３を通り、増幅オフセツトされ、二
値化対象信号Ｓとして比較回路５の一端の入力となる。

比較回路５では、ＳとＨとを比較する。

ピークの場合のみＳ＞Ｈとなる。そうでない場合はＳ＜
Ｈである。何故そうなるのかは、既に説明したが、第３
図により直観的に説明する。

第３図（ａ）がピークを持つた光電変換素子の出力であ
る。（ｂ）には遅延時間T₁、T₂、T₃だけ遅延させた遅延
出力Q₁、Q₂、Q₃を示している。

同じ波形であるが、時間軸がずれている。波形の始点を
Ｐ、終点をＲとする。

Q₁とQ₂の交点をＫ、Q₂とQ₃の交点をＭ、Q₃とQ₁の交点を
Ｌとする。

スレツシヨルドレベルＨは、一定の電圧ではない。これ
が従来の二値化回路とは異なる。一定ではなく時間的に
変動するから、レベルという言葉は正しくないかも知れ
ない。

スレツシヨルドＨは、Q₁とQ₃の最大値であるから、Ｌ点
まではＨ＝Q₁で、Ｌ点からはＨ＝Q₃となる。

第３図（ｂ）に於て、スレツシヨルドＨは曲線PKLMRに
よつて表わされる。

PK間及びMR間ではＳ＜Ｈである。つまり二値化出力Ｂは
０である。Ｂ＝０と単純に表記する。

ところが、KFM間では、Ｓ＞Ｈとなる。ＳとＨの差分
は、領域KLMFによつて表わされる。従つて、KM間で二値
化出力Ｂは１である。Ｂ＝１と書く。

第３図（ｃ）に二値化信号Ｂの波形を示す。Ｋ、Ｍに対
応する点Ｋ′、Ｍ′間で１であり、Ｐ′Ｋ′間、Ｍ′
Ｒ′間は０である。

場合によつては、Ｂ＝１となる幅Ｋ′Ｍ′をより拡大し
たいという場合、或いはより縮少したいという場合があ
る。

この場合は、ＳとＨの増幅率を変えさらにオフセツトΔ
を与える。

第３図（ｄ）はそのようにした波形Q₁、Q₂、Q₃を示す。
Q₂の増幅率は、Q₁、Q₃より大きい。このため振幅が大き
くなつている。しかし、反対に、Q₁、Q₃よりも下方にΔ
のオフセツトを与えている。

つまり、始期のQ₁の値P₁より、Q₂の値P₂はΔだけ下にあ
る。終期のQ₃の値R₃よりもQ₂の値R₂はΔだけ下にある。

こうすると、Q₁とQ₃の形状は不変で、スレツシヨルドＨ
も不変、Q₁、Q₃の交点Ｌも不変であるが、二値化対象信
号Ｓが異なる。増幅率の比Πとすると、 Q₂→ΠQ₂−Δ （10）としている事になる。Π＞１である。

Q₂とQ₁、Q₃の交点をＫ、Ｍとするとこの間隔KMは（ｂ）
の場合より拡大する。（ｅ）に二値化出力Ｂを示す。
Ｋ′Ｍ′が黒に、つまり文字に対応する。

オフセツトΔが必要な理由を説明する。

平坦な信号Ｑがあつたとする。ピークでない信号であ
る。二値化出力Ｂが０となるべきものである。平坦であ
るからＱ＝Q₁＝Q₂＝Q₃となる。比較出力ΦはQ₁又はQ₃を
用いて Φ＝（ΠQ₂−Δ）−Q₁ （11）と書けるが、上記の条件の時、 Φ＝（Π−１）Ｑ−Δ （12）となる。

もし、オフセツト−Δがなければ、Π−１＞０であるか
ら、平坦な信号に対しΦが正になつてしまう。Φが正で
あると、二値化出力Ｂが１になる。これは誤りである。
オフセツト−Δは、これを防ぐ。

（12）式でわかるように、平坦な信号Ｑのレベルが高け
れば、オフセツトΔも深くなければ誤動作を防ぐ事がで
きないという事が分る。

増幅率Πと、平坦なレベルＱのどの程度の高さまでにつ
いて誤動作を抑え込む必要があるかにより、オフセツト
の深さ−Δを決定する。

第３図（ｂ）の例はオフセツトが０のものを示す。

増幅率Πが１より大きい時には、オフセツトが必要であ
る。

Πが１であるか１より小さい時に、オフセツトは、必須
というわけではないが、採用しても良い。オフセツト−
Δがあれば、白地である部分（Ｂ＝０）が誤つて、黒地
と認識される事が少いからである。

第４図は入力波形が下に凸となる場合の二値化回路構成
図である。

動作は第２図の場合とほぼ同様である。ただしレベルの
関係が逆になり、スレツシヨルド決定回路はアンド演算
を行うAND回路22となつている点が異なる。

Q₁、Q₂、Q₃はT₁、T₂、T₃の遅延出力であり、Q₂が二値化
されるべき信号Ｓになる。Q₁、Q₃よりスレツシヨルドＨ
を作る。

第５図は第４図の回路の動作を説明するための波形図で
ある。（ａ）は光電変換素子の出力を示す。これは下向
きのピークを持つている。これをT₁、T₂、T₃だけ遅延さ
せた波形を（ｂ）に示している。Q₁、Q₂、Q₃である。そ
して、Q₂だけをより大きく増幅し、さらにプラスのオフ
セツト＋Δを付けている。

スレツシヨルドＨはQ₁とQ₃の最小値によつて与えられ
る。

すなわち、Ｈ＝min｛Q₁,Q₃｝（13）である。その他の Φ＝Ｓ−Ｈ（14）の定義は同じである。Φが負であればＢ＝０、正であれ
ばＢ＝１である。

ただし、Ｂ＝０が文字領域に対応し、Ｂ＝１が背景領域
に対応する。

スレツシヨルドＨを（13）式に示すようにminで定義す
るからAND回路22が必要なのである。

（キ）実施例第６図に本発明の二値化回路の実施例を示す。

光電変換素子出力Ａは、デイレーライン11、12からなる
遅延回路に入力される。アナログ信号を波形をくずさ
ず、そのまま遅延させるのであるから、デイレーライン
を用いるのが最も簡単である。各々の遅延時間はt₁、t₂
である。これが直列に接続されている。

デイレーライン11の入力点ａの遅延は０、デイレーライ
ン11、12の接続点ｂの遅延はt₁、デイレーライン12の出
力ｃの遅延は（t₁＋t₂）である。

第２図、第４図の例に対応させると、T₁＝０、T₂＝t₁、
T₃＝t₁＋t₂という事になる。

ａ点からの信号Q₁と、ｃ点からの信号Q₃とは、OR回路21
の２つの差動増幅器６、７の非反転入力に接続される。
反転入力は、それらの出力ｄ、ｅに接続してある。これ
らふたつの差動増幅器６、７は、ボルテージフオロワで
使われている。

つまり、入力出力間の電圧の増幅はないが、インピーダ
ンスが下つている。従つて差動増幅器６、７の出力ｄ、
ｅは入力Q₁、Q₂の電圧と同じである。

これがダイオードD1、D2を通つて、ともに、コンパレー
タ51の反転入力ｊに接続される。

反転入力ｉは抵抗R5によつて接地される。

ダイオードD1、D2があつてカソード側がひとつになつて
いる。これはOR演算を行なつているのである。ｄ、ｅの
信号はアナログ量であるが、ｉ点にはいずれか高い方の
信号が選択して出てくる。

低い方の信号はその信号の属するダイオードが逆バイア
スされるからｉ点には影響を及ぼさない。

もちろん、ダイオードのpn接合による電圧降下分（約0.
6V）があるから、ｉ点の電圧は、ｄ、ｅの最大値そのも
のより少し低い。

しかし、このようなオフセツト分は、差動増幅器９の可
変抵抗R4で調整できる。

すなわち、このオフセツト調整抵抗R4は、ダイオードD
1、D2のpn接合降下分を補う事と、（10）〜（12）のオ
フセツトを与える事のふた通りの目的を持つている。

デイレーライン11、12の中間点ｂからの出力Q₂は、差動
増幅器９によつて増幅されかつオフセツトを与えられ
る。

これも単なるボルテージフオロワでも良い（Π＝１）
が、ここでは増幅し（Π＞１）ている。

R4はオフセツトを調整する可変抵抗である。可変抵抗の
中間端子には、一定の電圧V_EEがつながれてある。

差動増幅器９の反転入力ｇには、抵抗R3が接続される。

二値化すべき信号Q₂は、入力抵抗R1を介して差動増幅器
９の非反転入力ｆに接続されている。R1はR3にほぼ等し
い。差動増幅器９の出力ｈは反転入力ｇに抵抗R2によつ
て接続される。このようにして、非反転増幅を行い、の増幅率を得る事ができる。

出力のオフセツトは、抵抗R4の調整をする事により、任
意に与えられる。既に述べたように、オフセツトは、ダ
イオードD1、D2の電圧降下を補償し、（10）〜（12）式
の−Δを与えるというふたつの目的がある。

このようにして、コンパレータ51の二入力には、ＳとＨ
が加えられる事になる。

二値化信号Ｂは、Ｓ＞ＨであればＢ＝１に、Ｓ＜Ｈであ
ればＢ＝０となる。

第３図の（ｃ）、（ｅ）のようになる。

（ク）効果（１）この二値化回路は固定スレツシヨルドレベルを
用いない。又画面全体において共通の高さのスレツシヨ
ルドレベルを用いない。

信号自身のローカルな変化を利用して、可変スレツシヨ
ルドをローカルに決定している。このため、波高値の大
きいアナログ信号と波高値の小さいアナログ信号とが連
続して入力されても、これを的確に二値化する事ができ
る。

つまり、文字の一部が欠けたり、線間がつぶれたりする
事がない。

（２）簡単な回路構成でアナログ入力信号を二値化す
る事ができる。

（３） OCR（Optical Character Reader）、BCR（Ba
r Code Reader）等に最適である。

（４）特に、小型、低価格、高速性を要求され、しか
もアナログ信号のレベルが不安定な手持式POS（Point
of Sales）要OCR或いはBCRには極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による二値化回路の基本構成図。第２図は入力アナログ信号の波形が上に凸の場合の二値
化回路の構成図。第３図は第２図の二値化回路の各部の波形図。第４図は入力アナログ信号の波形が下に凸の場合の二値
化回路の構成図。第５図は第４図の回路の各部の波形図。第６図は本発明の二値化回路の実施例を示す回路図。１……遅延回路２……スレツシヨルド決定回路３……増幅回路４……増幅回路５……比較回路 6,7,9……差動増幅器 11,12……デイレーライン 21……OR回路 22……AND回路 51……コンパレータ R1〜R5……抵抗 D1,D2……ダイオード Q₁,Q₂,Q₃……遅延回路の遅延出力 T₁,T₂,T₃……遅延回路の遅延時間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光電変換素子を用いた文字あるいは符号を
識別する光学的文字読取装置において、前記光電変換素
子の出力を入力として互に異なる遅延時間だけこの入力
を遅延させた少なくとも３つ以上の遅延出力を有する遅
延回路と、前記遅延回路の出力のうちひとつを二値化対
象信号としこの信号の遅延時間に比べより大きい遅延時
間を持つ出力及び小さい遅延時間を持つ出力を含む複数
の遅延出力を入力としてスレツシヨルド信号を出力する
スレツシヨルド決定回路と、前記二値化対象信号を一方
の入力とし前記スレツシヨルド信号を他方の入力として
両者を比較し二値化信号を出力する比較回路とを具備す
る事を特徴とする二値化回路。
【請求項２】文字あるいは符号の領域において二値化対
象信号が高くなる回路に於てはOR回路をもつてスレツシ
ヨルド決定回路とした事を特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載の二値化回路。
【請求項３】二値化対象信号をスレツシヨルド信号より
大きい増幅率によつて増幅し、負のオフセツト（−Δ）
を加えた事を特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載
の二値化回路。
【請求項４】文字あるいは符号の領域において二値化対
象信号が低くなる回路に於てはAND回路をもつてスレツ
シヨルド決定回路とした事を特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の二値化回路。
【請求項５】二値化対象信号をスレツシヨルド信号より
大きい増幅率によつて増幅し、正のオフセツト（＋Δ）
を加えた事を特徴とする特許請求の範囲第（４）項記載
の二値化回路。