JPS60229179A - 画像信号量子化装置 - 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〕 本発明は、光学的文字読取り装置に関する。特に、文書
上に記載された文字符号などを二値の画像電気信号に変
換する画像信号量子化装置に関する。

〔従来の技術〕

文書上に記載されている文字、符号などを読取る装置で
は、その被読取文書が郵便物などの場合には、その紙面
部の色および文字・符号のインクの色と濃さは千差万別
であるので、このような文書上の文字・符号を鮮明な画
像信号に変換することが文字読取装置の良否を左右する
要となる。

従来例装置では、文書が走査装置により走査され、文書
上の紙面部および文字・符号部が一画素毎に多値の濃度
を有する画像信号に変換され、走査領域から得られる全
画素に対して各濃度の頻度分布が計数されるとともにそ
の計数値が統計的に処理されることにより、唯一でかつ
固定の最適闇値に基づいて二値画像信号に変換されてい
た。したがって、紙面部の地色にかかわらず、その紙面
部の濃度および文字と符号のインクの濃度がほぼ均一で
ある場合には、濃度の頻度分布の傾向に基づいて最適な
闇値を容易に決定することができるので、文字・符号な
どを鮮明な二値の画像信号に変換することが可能であっ
た。しかし、文書上の文字および符号などのインクの濃
度が文字毎に異なる場合、ならびに文字および符号など
の色地のラベル上に記載されしかもそのラベルの色が添
付されている文書上の色と異なる場合には、閾値が必ず
しも文書上全体から得られる全画像信号に対して最適値
にならない場合があり、一部の文字・符号の画像にかす
れおよびつふれが生じて、文字および符号の読取拒絶お
よび誤読などの不具合が発生する欠点があった。

次に、この従来例装置を図面に基づいて説明する。この
説明に用いられる図面は第２図ないし第８図である。

まず、第１図は、文書上に記載された文字列の一例を示
したもので、符号１０は文書、符号１１は文字によりイ
ンクの濃さが異なる文字列、符号１２はマスクを示す。

また、長方形ＡＢＣＤで囲まれた領域は、走査装置が文
書１０上を走査する領域を示しており、走査は点Ｂを開
始点として矢印ｙ方向に行われるとともに、矢印Ｘ方向
に順次繰り返えされ、点りで終了するものとし、なお、
ＢＡは一走査線を示し、図示されていないが、走査によ
って得られる画像信号は一画素当り１６レベル（４ビツ
ト）の濃度を有しているものとする。また、マスク１２
は、紙面部および文字部の濃度を検出するための小領域
を示し、本例では、５×５の画素を含有するものとし、
なおマスク１２は前記走査と同様に点Ｂを開始点として
矢印ｙ方向に移動するとともに矢印Ｘ方向に順次移動が
繰り返えされ、点りで終了するものとする。また、長方
形ＥＦＧＨで囲まれた領域１３は色地のラヘルを示す。

また、符号１４〜１６はそれぞれ文書ｌＯ上に記載され
た文字６．８および５の一例を示したものでそれぞれイ
ンクの濃さが薄い文字、インクの濃さが濃くしかも滲み
がある文字および色地に記載された文字を示す。

次に、第３図、第４図および第５図は、第２図の符号１
４〜１６で示された文字近傍の多値の画像信号の一例を
示したものであり、これらの図では、値が小さくなるに
したがい、反射率が低くなり黒レベルに近づくことを示
す。

次に、第６図、第７図および第８図は、従来例装置で得
られた画像を示すもので、第３図、第４図および第５図
に示された多値の画像信号に対して、唯一でかつ固定さ
れた閾値「７」で二値化が図られたときの画像である。

特に、第６図および第８図の画像は読取拒絶および誤読
などの発生の可能性があることが示されている。ただし
、この図で斜線を施された部分は黒地である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、前述の欠点を除去するもので、文書上の文字
、符号などのインクの濃度および文書地色の種類にかか
わらず、文書上の文字、符号などを鮮明な二値画像信号
に変換することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、文書書面を光学的に走査して電気信号を得る
手段と、この電気手段を二（ｉｉ信号に量子化する手段
とを備えた画像信号量子化装置において、上記電気信号
を上記文書表面の明るさに対応する多値ディジタル信号
に変換する手段と、この多値ディジクル信号を一時記憶
する手段とを備え、上記に二値信号に量子化する手段は
、上記文書表面の小領域毎に最内値および最黒値を検出
する手段と、この手段の検出出力から二値化の閾値を設
定する手段と、この手段が設定する闇値に基づいて一時
記憶する手段に記憶された多値ディジタル信号を二値信
号に変換する手段とを含むことを特徴とする。

〔作用〕 文書上に記入されたパターンが走査されて生成された多
値画像信号が一時記憶手段に記憶され、マスク手段で所
望の範囲に分割された領域に属する多値画像信号が一時
記憶手段からマスク手段に読み出され、さらに、マスク
手段に記憶された多値画像信号の内の最内値と最黒値の
多値画像信号が検出手段で検出され、この最内値と最黒
値の多値画像信号に基づいて分割された領域の中心に位
置する多値画像信号に対する闇値が定められ、この闇値
と分割された領域の中心に位置する多値画像信号とが比
較され二値画像信号が生成される。

〔発明の原理〕

以下、本発明の原理を図に基づいて説明する。

この説明に用いられる図面は、第９図ないし第２１図で
ある。

まず、第９図は、本発明の詳細な説明する図で、ｒ５Ｘ
５ｊの画素のマスクの一例を示したものである。この図
で、ｐ　（ｉ、ｊ）はｉ番目の走査線でしかもｊ番目の
画素を示し、また、ｄ　（ｉ、ｊ）は画素ｐ　（ｉ、ｊ
）の濃度を示す。

本発明の原理に従えば、このマスクの中心画素であるｐ
　（ｉ、ｊ）の二値化を図るにあたり、その闇値は以下
に述べる手段で決定される。

まず、初めにマスク内の全画素を対象として濃度の最も
高い部分、すなわち白に一番近い値（以下、最内値Ｗ（
ｉ、ｊ）という。）および濃度の最も低い部分すなわち
黒に一番近い値（以下、最黒値Ｂ（ｉ、ｊ）という。）
を検出し、それらの値をもって、ｐ　（ｉ、ｊ）に対す
る最内値および最黒値とする。すなわち、次式（１）お
よび（２）で示された定義式で最内値Ｗ（ｉ、ｊ）およ
び最黒値Ｂ　（ｉ、ｊ）がめられる。

ただし、Ｍａには最大を、Ｍ　ｉ　ｎは最小を示す。

第１０図、第１１図および第１２図は、第３図、第４図
および第５図の画素に対する最内値を示すものであり、
また、第１３図、第１４図および第１５図は、第３図、
第４図および第５図の画素に対する最黒値を示す。

次に、マスクの中心画素に対する閾値Ｔ（ｉ、ｊ）は、
その中心画素とその近傍の濃度と相関関係があるので、
Ｔ（ｉ、ｊ）は最内イ直Ｗ（ｉ、ｊ）および最黒値Ｂ　
（ｉ、ｊ）の関数で与えることができ、次式り３）で示
される。

−−−（３） ただし、Ｗ　（ｉ、ｊ）　＋１３　（ｉ、ｊ）が偶数の
時はα−０、奇数の時はα−１とする。

第１６図、第１７図および第１８図は（３）式を第１θ
図第１１図および第１２図の最内値および第１３図、第
４図および第１５図の最黒値に適用したときの画素に対
する闇値を示したものである。

第１９図、第２０図および第２１図は本発明の原理に従
って得られた図形を示したもので、第３図、第４図およ
び第５図に示された多値の画像信号が第１６図、第１７
図および第１８図に示された闇値にて各画素毎に二値化
が図られている。ただし、この図で斜線を施した部分は
黒地である。図に示すように、鮮明な二値画像が得られ
ている。

ただし、画像信号の二値化は、下記条件のもとで行うも
のとする。

ｄ　（ｉ、ｊ）≦Ｔ（ｉ、ｊ）のとき黒とし、ｄ　Ｎ、
ｊ）ンＴ（ｉ、ｊ）のとき白とする。

〔実施例〕

以下、本発明実施例装置を図面に基づいて説明する。第
１図は、この実施例装置の構成を示すブロック構成図で
ある。

ます、この実施例装置の構成を第１図に基づいて説明す
る。この実施例装置は、搬送路２０と、光源３０と、走
査部４０と、制御部５０と、一時記憶部６０と、マスク
部７０と、最内値検出部８０と、最黒値検出部９０と、
闇値決定部１００と、二値化回路部１１０とで構成され
、ここで、一時記憶部６０は、第一のシフトレジスタ６
■と、第二のシフトレジスタ６２と、第三のシフトレジ
スタ６３と第四のシフトレジスタ６４と、第五のシフト
レジスタ６５とを備え、また、マスク部７０は、第六の
シフトレジスタ７１と、第七のシフトレジスタ７２と、
第へのシフトレジスタ７３と、第九のシフトレジスタ７
４と、弟子のシフトレジスタ７５とを備え、さらに、第
六のシフトレジスタ７１は、第一のレジスタ７１１　と
第二のレジスタ７１２と、第三のレジスタ７１３と、第
四のレジスタ７１４と、第五のレジスタ７１５とを備え
、第七のシフトレジスタ７２は、第六のレジスタ７２１
　と、第七のレジスタ７２２と、第へのレジスタ７２３
と、第九のレジスタ７２４　と、弟子のレジスタ７２５
とを備え、第へのシフトレジスタ７３は、弟子−のレジ
スタ７３１と、第十三のレジスタ７３２と、第十三のレ
ジスタ７３３と、弟子四のレジスタ７３４と、第十三の
レジスタ７３５とを備え、第九のシフトレジスタ７４は
、第十三のレジスタ７４１　と、第十三のレジスタ７４
２と、弟子四のレジスタ７４３と、第十三のレジスタ７
４４　と、第十三のレジスタ７４５とを備え、弟子のシ
フトレジスタ７５は、第十三のレジスタ７５１　と、弟
子七のレジスタ７５２と、弟子へのレジスタ７５３と、
第十三のレジスタ７５４と、第二十のレジスタ７５５と
を備える。光Ｓ３Ｏからの光出力は搬送路２゜の特定位
置に入力し、この搬送路２ｏの特定位置がらの光出力は
走査部４０の光入力に結合される。一方、制御部５０の
電気出力（以下、出力という。）は走査部４０の電気入
力（以下、入力という。）に接続され、走査部４０の出
力は一時記憶部６０の第一のシフトレジスタ６１の入力
に接続され、シフトレジスタ６１の出力は、マスク部７
ｏの第六のシフトレジスタ７１の入力に接続され、シフ
トレジスタ７１の出力は一時記憶部６０の第二のシフト
レジスタ６２の入力に接続され、シフトレジスタ６２の
出力はマスク部７０の第七のシフトレジスタ７２の入力
に接続され、シフトレジスタ７２の出力は一時記憶部６
ｏの第三のシフトレジスタ６３の入力に接続され、シフ
トレジスタ６３の出力はマスク部７ｏの第へのソフトレ
ジスタ７３の入力に接続され、シストレジスタ７３の出
力は一時記憶部６ｏの第四のシフトレジスタ６４の入力
に接続され、シフトレジスタ６４の出力はマスク部７０
の第九のシフトレジスタ７４の入力に接続され、シフト
レジスタ７４の出力は一時記憶部６ｏの第五のシフトレ
ジスタ６５の入力に接続され、シフトレジスタ６５の出
力はマスク部７ｏの弟子のシフトレジスタ７５の入力に
接続され、マスク部７０の第六のシフトレジスタ７１の
レジスタ７１１〜７１５の出力、第七のシフトレジスタ
７２のレジスタ７２１〜７２５の出力、第へのシフトレ
ジスタ７３のレジスタ７３１．７３２．７３４および７
３５の出力、第へのシフトレジスタ７３のレジスタ７３
３の第一の出力、第九のシフトレジスタ７４のレジスタ
７４１〜７４５の出力、および弟子のシフトレジスタ７
５のレジスタ７５１〜７５５の出力は最白値検出部８０
の入力および最黒値検出部９０の人力に接続され、また
、第へのシフトレジスタ７３のレジスタ７３３の第二の
出力は二値化回路１１０の第二の入力に接続され、最白
値検出部８０の出力は闇値決定部１００の第一の入力に
接続され、最黒値検出部９０の出力は闇値決定部１００
の第二の入力に接続され、闇値決定部１００の出力は二
値化回路部１１０の第一の入力に接続され、二値化回路
部１１０の出力は図示されていない外部装置の入力に接
続される。

次に、この実施例装置の動作を第１図に基づいて説明す
る。文書１０は、搬送路２０を図示の搬送方向Ｃに一定
速度で搬送されて、文書１０の前端が検知点ｐに到達し
た時点から走査部４０により走査が行われる。文書１０
は、検知点ｐでその文字記載側が光＃３０の照射光３１
で照射され、文書１０上での散乱光３２は走査部４０に
集光される。走査部４０で文書１０上の走査された文字
、符号などが光電変換され、１６レヘル（４ビツト）の
多値の濃度を有する画像信号が生成される。この画像信
号は、一時記憶部６０に導かれる。また、制御部５ｏで
は走査部４ｏが文書１０上のみを走査するように制御す
る信号が生成され、この制御信号は走査部４０１こ導か
れる。一時記憶部６０のシフトレジスタ６１では、入力
した画像信号がシフトされるとともに、マスク部７ｏ内
のシフトレジスタ７１に画像信号が出力される。シフト
レジスタ６２では、この画像信号がシフトされるととも
に、マスク部７０内のシフトレジスタ７２に画像信号が
出力される。同様に、シフトレジスタ６３〜６５では、
画像信号がシフトされるとともにマスク部７０のシフト
レジスタ群７３〜７５に画像信号がそれぞれ出力される
。各シフトレジスタでは、それぞれ「５」画素分の画像
信号が一時格納されてシフトされる。次に、シフトレジ
スタ７１〜７５のそれぞれのレジスタ７１１〜７１５．
７２１〜７２５．７３１〜７３５．７４１〜７４５およ
び７５１〜７５５からのすべての画像信号は最白値検出
部８０および最黒値検出部９０に導かれる。また、マス
クの中心画素であるレジスタ７３３の画像信号は二値化
回路１１０に導かれる。

ここで、一時記憶部６０の１列のシフトレジスタとマス
ク部７０の１列のシフトレジスタとのエレメントの総和
は、第２図中の一走査線ＢＡに対応する画素数に等しい
。

最白値検出部８０では、入力されたｒ５ｘ５Ｊの画素の
画像信号を対象に最も濃度の高い値すなわち最も白に近
い値（最白値Ｗ（ｉ、ｊ））が検出され、この最白値Ｗ
（ｉ、ｊ）は闇値決定部１００に導かれる。また、最黒
値検出部９０では、入力されたｒ５Ｘ５ｊの画素の画像
信号を対象に最も濃度の低い値すなわち最も黒に近い値
（最黒値Ｂ（ｉ、ｊ））が検出され、この最黒（Ｈ３（
ｉ、ｊ）は闇値決定部１００に導かれる。闇値決定部１
００では最白値Ｗ（ｉ、ｊ）および最黒値Ｂ（ｉ、ｊ）
に基づいて闇値Ｔ（ｉ、ｊ）が決定され、この閾値Ｔ（
ｉ、ｊ）は二値化回路１１０に導かれる。二値化回路１
１０では、レジスタ７３３の画像信号と閾値Ｔ（ｉ、ｊ
）とが比較され、二値化が図られる。

二値化された画像信号は外部の識別部に出力される。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように、文書上の文字・符号な
どのインクの濃度が文字毎に異なる場合および文字・符
号などが色地のラベル上に記載されている場合でも、文
書上の文字・符号などを鮮明な二値の画像信号に変換す
ることができるので、文字および符号などの読取拒絶お
よび誤読などの発生を防止する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例装置の構成を示すブロック構成図
。 第２図は本発明にかかわる装置の対象となる文書の一例
を示す図。 第３図〜第５図は第２図上の文字の多値の画像信号の一
例を示す図。 第６図〜第８図は従来例装置で得られる二値の画像信号
に対応する図形を示す図。 第９図はｒ５　Ｘ　５Ｊの画素を含有するマスクの一例
を示す図。 第１０図〜第１２図は本発明実施例装置で一生成される
各画素に対する最白値を示す図。 第１３図〜第１５図は本発明実施例装置で生成される各
画素に対する最黒値を示す図。 第１６図〜第１８図は本発明実施例装置で生成される各
画素に対する闇値を示す図。 第１９図〜第２１図は本発明実施例装置で得られる二値
の画像信号に対応する図形を示す図。 １０・・・文書、３０・・・光源、４０・・・走査部、
５０・・・制御部、６０・・・一時記憶部、６１〜６５
．７１〜７５・・・シフトレジスタ、８０・・・最白値
検出部、９０・・・最黒値検出部、１００・・・閾値決
定部、１１０・・・二値化回路部、７１１〜７１５．７
２１　〜７２５．７３１　〜７３５．７４１　〜７４５
．７５１　〜７５５・・・レジスタ。 特許出願人　日本電気株式会社 代理人　弁理士　井　出　直　孝 第　３図　箔４　図 Ｍ　５　ａ 篤９０ 九１０図　￥３１１０ ′Ｍ１２図 蔦１９０　３２０図 尾　２１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）文書書面を光学的に走査して電気信号を得る手段
   と、 この電気手段を二値信号に量子化する手段とを備えた画
   像信号量子化装置において、上記電気信号を上記文書表
   面の明るさに対応する多値ディジタル信号に変換する手
   段と、この多値ディジタル信号を一時記憶する手段とを
   備え、 上記に二値信号に量子化する手段は、 上記文書表面の小領域毎に最白値および最黒値を検出す
   る手段と、 この手段の検出出力から二値化の闇値を設定する手段と
   、 この手段が設定する闇値に基づいて一時記憶する手段に
   記憶された多値ディジタル信号を二値信号に変換する手
   段と を含むことを特徴とする画像信号量子化装置。