JPH0799530B2 - 光学的文字読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、手持式のスキヤナで用紙上を走査することに
より文字を読取る光学的文字読取装置に関するものであ
る。

〈従来の技術及びその問題点〉 スーパーマーケツトや百貨店等で、単品ごとの売上情報
を収集して在庫管理を行うPOS（Point of Sales）シス
テムが普及している。このPOSシステムでは手持ち式の
光学的文字読取装置がよく使用されている。

第５図は従来の光学的文字読取装置の一例のブロツク構
成図であり、１文字づつ読取るものである。スキヤナ１
を手２に持ち、文字の記載された用紙３上を水平方向へ
移動しながら文字を識別する文字読取装置を表わしてい
る。ランプ４で用紙３を照射し、用紙３上の文字パター
ンをレンズ系５を介して、光電変換素子を面状（二次
元）に配列したイメージセンサ６上に結像させる。用紙
３の背景領域からの反射光と文字領域からの反射光はそ
れぞれ異なるから、それらに対応した各光電変換素子で
得られた信号は、制御および二値化回路７に加えられ、
レベル判定により白と黒の二値化の判定が行われる。例
えば、用紙３の背景領域すなわち白に対応する信号を
“0"、文字領域すなわち黒に対応する信号を“1"として
二値化の判定結果が出力される。制御及び二値化回路７
で二値化されたデータはバツフアレジスタ８に格納され
る。

ここで前記イメージセンサ６の光電変換素子をセルと称
し、て説明する。用紙３上の文字パターンがイメージセ
ンサ６上に結像された一例を第６図とすると、第６図は
各セルと制御および二値化回路７から出力される二値化
信号との対応の一例であり、ｎ×ｍ個のセルで構成され
るパターンを画面と称す。制御および二値化回路７は最
上行L₁のB₁列から順次B₂,B₃,…B_n列に対応する信号を出
力し、次いで、次の行L₂のB₁,B₂,B₃,…B_n列、その後L₃
行、最後にL_m行のB₁,…B_n列に対応する信号を出力する
ことにより、１画面の走査を終える。垂直切出し回路９
は垂直方向の文字エリアを検出する回路であり、各行毎
にB₁列からB_n列までに“黒”セルが存在するか否かを調
べ、“黒”セルの存在した行が、連続して或る範囲（文
字の大きさから決定される）の数あれば垂直方向の文字
エリアとする。第６図では、L_j行からL_j＋Ｎ行までが連
続して“黒”の存在する行であり、この範囲を示す垂直
文字エリア信号VAを水平切出し回路16及び識別回路13に
出力する。水平切出し回路16は文字が水平方向の所定の
位置に達したか否かを判断する回路であり、垂直方向の
文字エリア（L_j行からL_j＋Ｎ行）内で、例えばB₁列が全
部“白”且つB₂列の一部が“黒”のとき、文字が所定位
置に達したことを示す水平切出し信号VHを識別回路13に
出力する。

識別回路13は、水平位置が正しいと判定されたときに、
垂直文字エリア（例えばL_j行からL_j＋Ｎ行）を対象とし
て文字を識別する回路であり、行特徴抽出回路10、部分
特徴抽出回路11及び識別処理回路12を有している。行特
徴抽出回路10は検出した文字エリア内で各行の特徴Ciを
抽出区分する。部分特徴抽出回路11は、行特徴抽出回路
10から送られるCiの複数の信号からさらに特徴区分を行
ないDiを出力する。識別処理回路12では部分特徴抽出回
路11から送られる信号Diの順序から文字を識別し、結果
D_outを出力する。更に詳言すると、特徴抽出回路10,11
は各行で得られる“黒”つまり“1"の連続する長さや連
続の発生数によつて当該行の特徴を分類する。例えば第
６図の文字パターンでは、L_j行L_j+1行は横長線 L_j+2行は横短線 という如く分類することになる。次に上方の行から順に
分類した特徴を組合せて識別を行う。例えばL_j行L_j+1行
の とL_j+2行の を組合せて とし、この組合せで文字の識別範囲を狭め、次にL_j+3行
の特徴、以下L_j+N行の まで順次特徴を組合せて範囲を狭めれば最終的に “2"なる数字と識別できる。

このように、スキヤナ１を手２で横に移動させて走査す
ることにより、１文字づつ読取つている。

ところで第５図に示す上記従来技術では、スキヤナ１を
正確に水平方向に移動させることが難しいため正しく読
取ることが困難であり、更に、手２で操作するため操作
性が悪いという欠点があつた。

一方、操作性を良くするため、読み取るべき複数の文字
・記号を視野内に納めることができるよう広面積のイメ
ージセンサを用い、スキヤナを動かすことなく文字・記
号の上に置くだけで読み取りを行なう光学的文字読取装
置も開発された。この種の従来の光学的文字読取装置を
第７図に示す。

第７図において21はスキヤナであり、手22で、用紙23に
置くだけで用紙23に記載された文字、記号等を読取るも
のである。用紙23はたとえば、POSシステムでの情報が
記載された値札などである。24は光源であり、25はレン
ズ系、26はイメージセンサであり、用紙23の情報記載つ
まり、値札とほぼ同じ大きさの視野となつている。27は
制御および二値化回路であり、センサ26の出力信号であ
るアナログ信号を二値化した信号に変換し、メモリ28へ
送る。メモリ28にはセンサ26の視野のほぼ全体の二値化
データを格納する。

第８図にイメージセンサ26の二値化データの説明を示し
ている。ｐ×ｑ画素のイメージセンサ26であり、用紙23
の情報記載部分の全体の視野である。

文字、記号は識別回路30で識別されるもので、識別回路
30は１文字づつ識別するものであるのでメモリ28の中か
ら１文字分のデータを取出す。制御回路29はメモリ28か
ら識別回路30の処理能力であるｍ×ｎ画素相当分のデー
タを取出し、バツフアレジスタ８へ格納するものであ
る。

第８図でまずB1からB_n列のL1行からL_m行までのデータを
メモリ28から取出し、バツフアレジスタ８へ転送する。
バツフアレジスタ８以降の文字の行の処理は従来と同じ
である。次に、B1＋１からB_n＋１列のL1行からL_m行まで
のデータつまり、１画素横へ移動したデータをメモリ28
からバツフアレジスタ８へ転送する。同様にB1＋２から
B_n＋２列のL1行からL_m行までを転送し、これを繰返えし
て、L1からL_m行のB_q列までのデータを転送する。

このデータ転送により、従来のスキヤナ１を手２で移動
させることと同じ走査となる。

L1行からL_m行までのB_q列までが終了すると、今後は行を
下へずらす。たとえば、L1からL_m行までが文字の高さの
２倍程度の視野であれば、 画素づらし、つまり、 までで、まずB1列からB_n列までのデータを転送し、以後
同様な操作を繰返す。

ところで第７図に示す従来技術では、全体の視野の中か
ら１文字分相当のデータを取出して識別処理し、次に１
画素づつ横へ移動させて１文字分のデータを取出して識
別処理している。このため画素の同じところを何度も識
別処理することになり、全視野を識別するのに長時間を
要するという欠点があつた。

本発明は、上記従来技術に鑑み、スキヤナを手で用紙上
に置くだけで、その視野が用紙上に記載された文字・記
号等のほとんどを包含するもので、操作性がよく高速処
理が可能な手持式の光学的文字読取装置を提供すること
を目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成する本発明は、用紙に記載された文字、
記号等の複数、より具体的にはそのほとんどを収納する
視野を有するイメージセンサを用いて被読取対象である
文字、記号等のビデオ信号を二値化してメモリに格納
し、その中からあらかじめ文字位置を検出して、文字の
存在する１字分に相当する信号を識別処理するものであ
る。

〈実施例〉 本発明の実施例を第１図に示す。121はスキヤナであ
り、手122で、用紙123に置くだけで用紙123に記載され
た文字、記号等を読取るものである。用紙123はたとえ
ば、POSシステムでの情報が記載された値札などであ
る。124は光源であり、125はレンズ系、126はイメージ
センサであり、用紙123の情報記載つまり、値札とほぼ
同じ大きさの視野となつている。127は制御および二値
化回路であり、イメージセンサ126の出力信号であるア
ナログ信号を二値化した信号に変換し、メモリ128へ送
る。メモリ128にはイメージセンサ126の視野のほぼ全体
の二値化データを格納する。

ここまでは従来技術と同様であるが、本実施例では、水
平切出し回路129と垂直切出し回路130とにより、メモリ
128において文字・記号等を示す黒信号が記憶されてい
る文字領域を判定する（詳細は後述する）。そして制御
回路131により、メモリ128上の文字領域の信号を取り出
して識別をする。

ここで水平切出し回路129及び垂直切出し回路130を順次
説明し、その後両切出し回路129,130及び制御回路131に
より文字領域を決定する手順を説明する。

水平切出し回路129について、ｐ×ｑ画素のイメージセ
ンサ126からの二値化信号を記憶したメモリ128の状態を
示す第２図を参照して説明する。水平切出し回路129に
は、文字・記号等の高さに対応する設定画素数である設
定区間Ｎがあらかじめ設定されている。そして水平切出
し回路129は各列B₁,B₂,B₃…B_qにおいて、L_i行からL_j行
までのＮ行間に黒信号が存在するかどうかを検出する。
この場合L_i行からL_j行までは常にＮ行あり、L_i,L_jは順
次垂直方向にずらされる。

より具体的に説明する。L_i行を第２行目のL₂行、L_j行を
第（ｎ＋１）行目のL_n+1行に設定すると、水平切出し回
路129はB₁列において、L₂行とL₃行の黒信号の論理和、
その演算結果とL₄行の黒信号の論理和、その演算結果と
L₅行の黒信号の論理和、…という如くL_n+1行まで次々と
黒信号の論理和演算をする。B₁列のL₂行からL_n+1行まで
には黒信号が存在しないため、上記黒信号の論理和演算
は成立せず演算結果は「白」となる。B₁列の演算を終え
ると水平切出し回路129はこんどはB₂列のL₂行からL_n+1
行まで、上記と同様に逐次論理和演算をする。以下同様
にB₂列からB_q列の各列においてそれぞれL₂行からL_n+1行
まで論理和演算をする。そうすると黒信号の存在する
列、例えば数字の「１」が記憶されているB₄列からB₇列
や、数字の「２」が記憶されているB₁₅列からB₂₂列にお
いて、論理和演算が成立し演算結果は「黒」となる。も
ちろん数字の「３」「４」「５」が記憶されている列に
おいても「黒」の演算結果を得る。その後、水平切出し
回路129は、演算結果が「黒」となつている連続する
列、例えばB₄〜B₇列やB₁₅〜B₂₂列の間隔（水平方向長）
が、文字の幅に相当するかどうかを判定する。B₄〜B₇列
及びB₁₅〜B₂₂列は文字幅に相当するため、水平切出し回
路129は、B₄〜B₇列及びB₁₅〜B₂₂列の存在する水平方向
の領域を文字・記号等の水平方向位置であると判定す
る。もちろん数字の「３」，「４」，「５」を記憶され
ている部分を含む列が存在する水平方向の領域も当然水
平方向位置であると判定される。なお演算結果が「黒」
である列の連続幅が、文字幅より小さいときや大きいと
きにはゴミや汚れ等が用紙123に付着したと判定し、こ
の部分の列を、文字・記号等の水平方向位置とはしな
い。

上述した動作が終了したらL_i行、L_j行を下に１つずら
し、L₃行からL_n+2行において同様な判定を行ない、この
ときの文字・記号等の水平位置の判定を行なう。以下同
様にL_i行，L_j行を１つづつ下にずらして設定し、その各
設定時における水平位置をそれぞれ求める。最終的には
L_j行が下から２行目のL_p-1行になるまで判定を続ける。
なお第２図では、L_i行がL₄行でL_j行がL_n+3行（Ｎが18な
のでL_n+3はL₂₁）になるよう設定したときの状態を示し
ている。

水平切出し回路129の具体的構成の一例を第３図に示
す。同図に示すように水平切出し回路129は、オアゲー
ト140及びレジスタ141でなる各列論理和回路138と、ROM
142及びレジスタ143でなる黒列連続判定回路139とで構
成されている。

各列論理和回路138は各列における論理和演算を行な
う。つまりある特定の列において、L_i行の信号が入力さ
れるとこの信号はオアゲート140を通りレジスタ141に格
納される。次にL_i+1行の信号が入力されると、L_i+1行の
信号と格納されているL_i行の信号とがオアゲート140に
より論理和演算され、その演算結果がレジスタ141に入
力される。以下L_i+3,L_i+4…L_jの信号が入力されるたび
に、入力された信号と格納されている信号の論理和演算
がなされ演算結果がレジスタ141に格納される。このた
め、この特定の列に黒信号が１つでも存在すると、それ
以後ではレジスタ141に黒信号が格納されることにな
る。かくてこの特定の列に黒信号が存在するか否かがわ
かる。なお最終行のL_jが入力されるとレジスタ141はク
リアされる。

黒列連続判定回路139には、各列B₁〜B_qに黒信号が存在
するかどうかという信号が、各列論理和回路138から入
力される。この各列の黒白の状態を示す信号はROM142に
入力されてレジスタ143に格納される。このときROM142
には前回の列の白黒の状態を示す状態遷移信号が入力さ
れている。そこでROM142は各列の状態の変化に応じて、
SET,END,CLEARの三状態に変わる水平切出し信号147を出
力する。即ち、第４図（ａ），（ｂ）に示すように、白
状態の列が続いた後に文字の左端が出現して黒状態の列
が入力されたときにSETが出力され、黒状態の列が所定
数続いた後に文字の右端を過ぎて白状態の列が入力され
たときにENDが出力される。CLEARは、SETが出された
後、連続して出現する黒状態の列の数が、文字幅に相当
する画素数よりも非常に少なかつたり、多すぎたりした
ときに出力され、SET信号を取り消す。

次に垂直切出し回路130について説明する。この垂直切
出し回路130は、水平切出し回路129で検出した水平方向
の文字位置、つまりSET信号が出力される列からEND信号
が出力される列からEND信号が出力されるまでの列にお
いて、文字高さＮの上下の行であるL_i-1,L_j+1行の信号
について黒の論理和演算を行なう。その演算結果が白で
あれば、このときのL_i行からL_j行までを文字・信号等の
垂直方向位置と判定する。第４図（ｃ）に垂直切出し信
号148を具体的に示す。なおL_i,L_j行は前述した如く順次
下方にずらされて次々と設定されるが、各設定ごとに垂
直方向の文字位置の判定を行なうことはいうまでもな
い。したがつてL_i又はL_j行を文字を横切るときには垂直
切出信号148は出力されない。またL_i-1,L_i-2及びL_j+1,L
_J+2の２行づつについて論理和をとつて垂直切出をして
も、更にはそれ以上の行を用いてもよい。これは文字の
行間隔に応じて決めればよい。

制御回路131は、水平切出し回路129で判定した水平方向
位置と、垂直切出し回路130で判定した垂直方向位置と
が重なる位置を文字領域であると判定する。第４図を基
に説明すると、水平切出し信号147がハイレベルとなる
列と、垂直切出し信号148がハイレベルとなる行とで囲
まれる領域を文字領域であると判定するのである。した
がつて第４図（ａ）に符号144,145,146で示すゴミや汚
れなどのノイズは文字領域から外される。また制御回路
131は判定した文字領域を文字領域記憶装置132に記憶さ
せる。

制御回路131は、各文字領域ごとにメモリ128上の２値化
信号をバツフアレジスタ133に格納する。そうすると、
行特徴抽出回路110、部分特徴抽出回路111及び識別処理
回路112でなる識別回路134は、一文字分の二値化信号を
格納したバツフアレジスタ133から二値化信号を走査し
て文字を識別する。このとき同じ文字を何度も切り出さ
ないように、制御回路131は文字領域記憶装置132に記憶
している文字領域と照合しつつメモリ128から取り出し
ている。

このように本実施例では、文字の存在する領域の二値化
信号のみを取り出して識別している。

なお上記実施例ではスキヤナ121を用紙123上に置くだけ
でスキヤナ121を移動させることはしなかつたが、この
スキヤナ121の視野より広い部分に文字等が記載されて
いるときには、スキヤナ121を移動させればよい。この
ようにしても文字を切出して識別することができる。

また更に、上記実施例では文字の水平方向位置を求めて
から垂直方向位置を求めていたが、先に垂直方向位置を
求めその後に水平方向位置を求めるようにしてもよい。

〈発明の効果〉 本発明は値札などの用紙の情報記載のほぼ全部の視野を
もつセンサを有するスキヤナを使用し、スキヤナを用紙
に置くだけで、用紙へ記載の情報である文字等を読取る
ので、非常に操作性の良い光学読取装置を実現でき、し
かも、水平方向及び垂直方向の文字位置を検出し、文字
の存在する領域だけを識別処理するので、高速で識別処
理が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す構成図、第２図は記憶さ
れた二値化信号の状態を示す説明図、第３図は水平切出
し回路を示す回路図、第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）は
文字の配列状態の一例とともにこのときに出力される水
平切出し信号及び垂直切出し信号を示す説明図、第５図
は従来技術の一例を示す構成図、第６図はこの従来技術
において記憶された二値化信号の状態を示す説明図、第
７図は従来技術の他の例を示す構成図、第８図はこの従
来技術において記憶された二値化信号の状態を示す説明
図である。 図面中、 121はスキヤナ、122は手、123は用紙、124は光源、125
はレンズ系、126はイメージセンサ、127は二値化回路、
128はメモリ、129は水平切出し回路、130は垂直切出し
回路、131は制御回路、132は文字領域記憶装置、133は
バツフアレジスタ、134は識別回路である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光電変換素子を行方向と列方向に面状に配
   列し、用紙等に記載された文字・記号等を視野に納める
   広さを有するイメージセンサと、該イメージセンサから
   出力されるアナログ信号を文字領域と背景領域とに対応
   する二値化信号に変換する二値化回路を内蔵した手持ち
   スキャナと、 前記二値化回路から出力される二値化信号を記憶するメ
   モリと、該メモリに記憶した信号から文字・記号等を識
   別する識別回路から成る光学的文字読取装置において、 行あるいは列方向の一方向に対し、他方向に１文字の高
   さ又は幅に相当する画素数で設定区間を設定し、該設定
   区間で前記他方向の黒の論理和を求めて、前記一方向に
   所定の数だけ連続したことを検出して前記一方向での文
   字位置を判定し、かつ前記設定区間を逐次他方向に移動
   させて、その度に前記検出動作を行なう一方向の切出し
   回路と、 一方向の切出し回路で判定した行あるいは列方向の文字
   位置において、前記設定区間をはさむ両端の少なくとも
   一行あるいは一列に黒が存在しないときに前記設定区間
   を文字・記号等の前記他方向の文字位置であると判定す
   る他方向の切出し回路と、 前記一方向の切出し回路と前記他方向の切出し回路で判
   定した文字位置とが重なる位置を文字領域として、各文
   字領域毎にメモリ上の二値化信号を取り出す制御回路と
   からなり、 前記設定区間を逐次他方向へ移動させて文字を切り出す
   ことを特徴とする光学的文字読取装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、一方向の
   切出し回路が行方向の水平切出し回路であり、他方向の
   切出し回路が列方向の垂直切出し回路であることを特徴
   とする光学的文字読取装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、一方向の
   切出し回路が列方向の垂直切出し回路であり、他方向の
   切出し回路が行方向の水平切出し回路であることを特徴
   とする光学的文字読取装置。