JPS6023390B2 - パタ−ン読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は文字認識装置等のパターン情報を２値化して読
取る装置に関する。

従来のパターン読取装置の一例を第１図、第２図および
第３図にしたがって説明する。

１１は読み取るべき文字が記録された用紙であり、これ
にはランプ等で光が照射されており、レンズ１２により
、ホトダイオードアレイ１３に篤Ｖ点をあらわす。

１４は比較回路である。

用紙１１は矢印ａの方向に移送され一方ホトダィオード
アレィ１３は第２図ｂの方向に掃引されている。第３図
にホトダィオードァレィ１３の出力を示す。黒の部分で
、レベルが高くなる様、また白の部分でレベルが低くな
る様ホトダイオードアレィ１３は出力する。ホトダィオ
ードアレィ１３の出力Ｖｏと第３図に示す様なスライス
レベルＶｓとを比較器１４で比較し、白または黒の２値
しベルにし、計算機等の記憶装置に貯え、認識すべき文
字の形を読み取る。このような方法の場合、次に示す様
な問題があった。

すなわち、用紙に付着したごみや汚れ等のノイズを謙取
る可能性が、きわめて大であった。第２図ｎは用紙の汚
れによって生じたものであり、第３図Ｖｎ′に対応する
。Ｖｎ′＞Ｖｓになるとこの用紙の汚れを黒として謙取
ることとなり、謀認識の原因となっていた。また文字の
濃淡のレベル差が大なる文字の場合正確に文字の形を読
取ることができなかった。すなわち、手書き文字の場合
、特に濃淡のレベル差は大きく、例えば“８”なる字を
書いた場合、第４図に示すようになる。第４図において
ｄの部分は力を入れて書くため濃く、逆にｆの部分では
力を抜くため、淡くなる。ｅの部分は中間レベルである
。ｄ，ｅの部分は、黒として謙取られるが、ｆの部分は
淡いため白として読取られ、結局第５図に示す様な形で
読取られてしまう。スライスレベルＶｓを低くすれば、
この様なことはないが、スライスレベルＶｓを低くしす
ぎると、用紙の汚れ等のノイズを説取る可能性が大とな
り、問題になる。したがって、この方法の場合、スライ
スレベル設定はきわめて難しく、正確に文字の形を、読
取ることは不可能に近かつた。上記欠点を改良するもの
として、従来第６図に示す構成が実施されている。

第６図において、ダイオードアレイ２３の出力Ｖｏを第
８図に示す２つのスライスレベルＶｓ，，Ｖｓ２でスラ
イスして、比較器２４および２５の出力ＯｕＴ１，Ｏｕ
Ｔ２を計算機等の記憶装置に入れる。Ｖｏ＞Ｖｓ．の部
分は濃い部分であり、Ｖｓ，＞Ｖｏ＞Ｖｓ２の部分であ
り、したがって記憶装置には３つの状態（１‘濃い里”
・“淡い黒”・“白”）で記憶され、以後黒、白の２値
化は計算機のプログラム処理で行なわれる。“濃い黒”
の部分は黒とし、“濃い黒”とつながっている“淡い黒
”は黒にし、“濃い黒”とつながっていない“淡い黒”
は白にする処理を行なう。第７図においてｄの部分は“
濃い黒”であり、ｎ，ｅ部分は“淡い黒”である。ｅは
ｄとつながっているため“黒”になるが、ｎはｄとつな
がっていないため白となる。このようにすることにより
、先に述べた問題はほぼ解決される。しかしながら、こ
の場合にも次のような問題が残る。すなわち、小さい丸
の場合、丸がつぶれてしまう可能性が大である。第９図
は手書きされた“８”なる文字であるが、これを読み取
ると第１０図の様になり、小さい丸ｈはつぶれてしまう
。第９図ｉの部分を拡大したのが第１１図であり領域ｇ
，，＆，ｇ３，＆はダイオードアレイの１素子の面積に
対応する。この時、領域ｇ，および＆では“黒”の部分
が大きいためダイオードアレイからの出力は大になり、
逆に領域段および＆では、出力はつ・さくなる。したが
ってスライスレベルが低いとｈの部分は黒になってしま
い、小さい丸はつぶれてしまうこととなる。この解決策
として、スライスレベルを高くするか、ダイオードアレ
イの数をふやし、分解能を高くしていたが完全な解決で
はなかった。スライスレベルを高くしすぎると、前記し
た手書き文字の場合の濃淡による問題が生じていた。ま
たダイオードアレイの数をふやせば、それだけ、コスト
が高くなる一方、読取結果を記憶する記憶装置の容量を
ふやさなくてはならなくなる。また、文字判定の処理時
間等を必然的に増加してしまう。なお、第６図に示す従
来例の場合、３つの状態から白と黒の２値化にするため
計算機での処理時間を必要とし、論取りスピードがこの
処理時間分だけおそくなるという欠点を有しており、ま
た３つの状態で判定するため、この分だけ記憶容量が増
加しななければならないという点も有している。

本発明は上記従来技術に鑑み、読取対象部分を複数個の
絵素に分解し、所定の絵素の周辺と比較して前記所定の
絵素の２値化を行なうものである。

以下本発明の詳細について、本発明の一実施例を示す図
面とともに説明する。

第１２図は本発明の一実施例の２値化回路の構成図であ
る。用紙３１から光学系３２を介してホトダィオードア
レィ３３からの出力Ｖｏを７つのスライスレベルＶｓ，
〜Ｖｓ７と比較する。３４〜４０が比較器であり、それ
ぞれの出力○，〜０７を２値化１０値符号（ＢＣＤ）変
換器４１でＢＣＤに変換し、計算機等の記憶装置に取り
込む。

ダイオードアレイ３３が第１３図の矢印ｂを掃引してい
る時の状態を第１４図に示す。すなわち、文字の濃淡を
７つの状態に変換しているのであり、ＢＣＤ出力の値が
“７”の時一番濃い黒であり、“１”の時一番淡い黒で
ある。第１５図に第１３図のｘの部分の取込状態を示し
、また第１７図にｙの部分の取込状態を示す。この状態
から、白と黒の２値化に変換するものであり、第１５図
『，の場合について説明する。Ｐ，のまわりＰ，範囲の
内で最大値をみつけ、この最大値に対応して予め決めら
れているスライス値を選び、このスライス値によりＰ，
が大なる“黒”、小なるとき１‘白”と決定する。Ｐ，
′はＰ，を除くまわりの絵素８である。次表にスライス
値決定の一例を示す。

Ｍが最大値であり、Ｓがスライス値である。Ｐ，′内の
最大値は“３”であり、表よりスライス値は“２”とな
り、したがってＰ，は黒に決定する。Ｐ２の場合、Ｐ２
′内の最大値は“４”であり、表よりスライス値は“３
”となってＰ２は‘１２”であるために“白”に決定す
る。Ｐ２′はＰ２を除くまわりの絵素８個である。なお
最大値と比較する構成にすれば平均値により比較する場
合に比して構成が簡単である。Ｐ＞Ｓ→ Ｐは黒 ＰくＳ→ Ｐは白 第１６図は、このようなして決定したものであり○印の
部分が黒である。

第４図において説明したようにｆの部分第１３図のノイ
ズｎは第１５図で孤立している“１”に対応する。紙の
汚れ等によるホトダィオードアレィ３３の出力より、大
なる様に、スライスレベルＶｓ，を決めておけば、容易
に汚れ等によるノイズを取除くことができる。つまり、
紙の汚れ等による濃淡値を“１”以下にする様にし、ま
たスライス値を“２”にしておくことにより、紙の汚れ
によるノイズは、容易に取除くことができるわけである
。第１８図は同様にして、第１７図から２値化したもの
であり、第９図から第１１図で述べた様な問題も解決で
きる。小さな丸の部分ｈ（第１３図）に対応した絵素は
まわりの絵素に比べ、濃淡値が小さくなるため、小さな
丸でもつぶさないで読取ることができる。以上の処理は
計算機のプログラムにより行なわれるが、この場合、記
憶装置の容量が増加し、また計算機での処理時間により
、読取速度が遅くなるという問題が生じる。第１９図か
ら第２１図によって、この問題を解決する手段を説明す
る。第１９図において、６０‘ま用紙、４２は光学系、
４３はホトダイオ−ドアレイある。この４３は、ホトダ
ィオードアレィ制御回路４７で制御されている。４９は
発振器であり、第２０図にＬにその波形を示す。

４８は８進カウンタで、ＣＬ′にその出力波形を示しホ
トダィオードアレィ制御回路４７に加わる。ＣＬ′の立
上り時にホトダイオードアレィの１ビット分だけ掃引す
るよう、ホトダィオードァレィ制御回路４７は働く。４
４は７レル判定回路で、第１２図の３４〜４１までを含
み、第１２図で説明したと同様な働きをし、３ビットの
ＢＣＤ出力をする。

５６はしジスタであり、ＣＬ″の立上りで、４４の出力
を記憶する。

ＣＬ″は、遅延回路６３の出力でＣＬよりＴｄだけ遅れ
た信号であり、このＴｄは発振器４９の出力の１周期分
に相当する。このＴｄの間に、ホトダィオードアレィ４
３の出力は安定し、また７レベル判別回路４４の出力を
安定する。もし安定しない場合は、さらに、発振器４９
の出力の周期に応じて遅延させる必要がある。６１およ
び６２は、シフトレジスタで、ダイオードアレイのビッ
ト数（例えば７ビット）と同じ段数（例えば７段）だけ
のシフトレジスタであり、ＣＬ″の立上りでシフトされ
る。

５０〜５５はダイオードアレイのビット数（例えば７ビ
ット）と同じ段数（例えば７段）だけのレジスタで、Ｃ
Ｌ″の立上りでそれぞれ１つ前のレジスタの内容または
シフトレジスタ６１，６２の内容を記憶する。

すなわち、ＢＣＤ変換回路（第１２図の４１）の出力ビ
ット数であるｎビット出力（例えば３ビット）のシフト
レジスタをダイオードアレイのビット数ｍ（例えば７）
と同じ段数の２倍に２段付加してなる段数（例えば、２
×７十２＝１錠史）のシフトレジスタ回路を設けること
により、読取りパターンの所定の１画素に注目すると、
その画素情報がｋ段目のシフトレジスタに記憶された場
合に、（ｋ−ｍ−１）段目、（ｋ−ｍ）段目、（ｋ−ｍ
十１）段目、（ｋ−１）段目、（ｋ＋１）毅目、（ｋ十
ｍ−１）段目、（ｋ＋ｍ）段目、（ｋ十ｍ＋１）段目の
シフトレジスタに記憶された内容は、ｋ段目のシフトレ
ジスタに記憶された画素情報をとり囲む画素情報となる
。したがつて、Ｑ．，は２，Ｑ３，８，，３２，８３，
ｙ，，ｙ２，ｙ３は第２１図の様な関係になる。つまり
、３×３ビットの絵素の状態がＱ，′〜ｙ３となる。５
７は最大値選定回路であり、８２を除くＱ，〜ｙ３の内
での最大値を選定し出力する。

Ｔ，からＴ８の間で調べ、ＣＬ′の立上り時に、出力す
る。したがって、ＣＬ″の一周期分だけおくれて出力す
ることになり、この世力入に応じて、スラィス決定回路
５８の出力ｘはすでにさめられたスライス値を出力する
。このスライス値と、最大値との関係を前述の表に示す
。５９は比較回路でＣＬ′′の一周期分だけ、８２ よ
りおくれた８３と入′とを比較し出力する。

第２０図Ｑ，′〜ｙ３，入，入′及び比較回路５９の出
力○の関係を示す。なおＱ，′〜ｙ３，入，入″内の各
数値は、濃淡の値である。なお、この第１９図の場合、
シフトレジスタ６１と６２と、レジスタ５０〜５６と、
わけて設けたが、ホトダィオードアレィのビット数×２
倍のビット数を有し、かつ、希望のビットの出力が読め
るシフトレジスタであれば、この様な構成する必要は全
くない。

しかし一般に市販されているビット数の多いシフトレジ
スタでは、希望のビット目の出力を読むことはできず、
おのずと第１９図に示した様な構成にならざるを得ない
。以上のように本発明においては２値化すべき絵素と相
隣接している絵素の状態を調べることにより、回路は簡
単になり、確実に２値化できる。

すなわち３×３絵素内の比較という最小限で比較を行な
っているので回路構成は極めて簡単になり、かつ従来例
に比し正確なパターンの謙取が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図の従来の一実施例の文字信号読取装置
の説明図、第６図から第１１図は従釆の改良された文字
信号論取装置の説明図、第１２図は本発明の一実施例の
パターン読取装置の要部構成図、第１３図から第１８図
は第１２図の動作説明図、第１９図は本発明の一実施例
のパタ−ン読取装置の構成図、第２０図および第２１図
は第１９図の動作説明図である。 ３１，６１・・・・・・用紙、３２，４２…・・・光学
系、３３，４３……ホトダイオードアレイ、３４〜４０
……比較器、４ １・・・・・・ＣＢＤ変換回路、Ｖｓ
，〜Ｖｓ７・・・・・・スライスレベル、０，〜０７・
・・・・・比較器出力、０心ＴＩ〜０心Ｔ３・・・・・
・ＣＢＤ変換回路出力、４４・・・・・・７レベル判定
回路、４７…・・・ダイオードアレイ制御回路、４８・
・・・・・８進カウンタ、４９…・・・発振器、５０〜
５６・・・・・・レジスタ、５７・・・・・・最大値選
定回路、５８・・・・・・スライス値決定回路、５９…
・・・比較回路、６１，６２・・・・・・シフトレジス
タ。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 第１６図 第１７図 第１８図 第２０図 第２１図 第１９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 読取パターンが記入されている用紙を搬送する搬送
   手段と、前記読取パターンを搬送方向と直角方向に走査
   して光電変換値をシリアルに出力するｍビツトの光電変
   換器と、前記光電変換器の出力を順次ｎビツトに変換す
   るデイジタル変換器と、ｎビツトのシフトレジスタを少
   なくとも（２ｍ＋２）段有し、前記デイジタル変換器の
   出力が順次入力されるシフトレジスタ回路と、前記シフ
   トレジスタ回路の所定のｋ段目に対し、（ｋ−ｍ−１）
   段目、（ｋ−ｍ＋１）段目、（ｋ−１）段目、（ｋ＋１
   ）段目、（ｋ＋ｍ−１）段目、（ｋ＋ｍ）段目、（ｋ＋
   ｍ＋１）段目の前記各シフトレジスタの各出力のうちか
   ら最大値を選定する最大値選定回路と、あらかじめ定め
   られた値以上で、かつ前記最大値選定回路の出力に応じ
   て定められた値を出力するスライスレベル決定回路と、
   前記スライスレベル決定回路の出力とｋ段目の前記シフ
   トレジスタの出力とを比較する比較回路とを具備し、前
   記比較回路から２値化値信号を得ることを特徴とするパ
   ターン読取装置。