JPS6038754B2 - 図形変換補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学文字読取装置等の読取部回路に関し、特に
帳票等のドキュメントが回転していることによる走査図
形の変形を補正する図形変換補正装置に関するものであ
る。

近年、光学文字読取装置等のパターン認識装置において
は、たとえば帳票上に横書きに記載されている文章を水
平方向にフオトアレー（イメージセソサ）を使用して分
割走査することにより高速で広範囲の部分を読みとるこ
とが行なわれる様になってきた。

ところが、この場合水平方向の走査距離が長い比較的大
型の帳票を読みとる場合には帳票の位置ずれ特に回転の
影響を受けやすいという欠点があった。たとえば、帳票
の横幅が３００肌程度の場合角度にして１度回転すると
帳票の左右の端部で互いに約５側程度の上下のずれが生
じてしまうことになる。ところが機械部の帳票給送機構
で工夫して上記の程度のずれを生じない様にすることは
装置部品点数の増加や装置寸法の増加を招き好ましくな
い。

一方、帳票がずれたままの状態で図形の走査を行なう場
合、このずれにより図形の上、下部に走査もれによる欠
損ができたり、図形の認識論理が複雑になる欠点があっ
た。

また、帳票が回転しているままの状態で第１のメモ川こ
記憶させたパターンを演算により補正する場合は、さら
に補正されたパターンを記憶するための第２のメモリが
必要となるうえ、補正演算時間が認識時間のかなりの部
分を占めることになりかねないという欠点があった。

本発明の目的は、図形走査時に位置補正演算を行なって
メモリーに格納してしまうようにした図形変換補正装置
を提供し、上述のごとくパターン格納後に補正演算を行
なうことによる時間のロスをなくし、かつ補正演算結果
を専用に格納するために必要であった第２のバッファメ
モリを不要とすることにある。

本発明の他の目的は、穣票の回転の角度に応じて高さ方
向の読みとり範囲を増減させるようにした図形変換補正
装置を提供し、帳票の回転ずれによる図形の上下部分の
走査もれによる欠損をなくすことにある。

次に本発明の原理および実施例について図面を参照して
説明する。

例えば横書き帳票の１行分をイメージセンサによる水平
方向走査の繰返しにより読取る場合で考えると、第１図
に示すごとく、帳票が回転することなく給送され正規位
置におかれつつ読みとられる場合の１行分の走査範囲を
点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで囲まれる部分とし、帳票が角度Ｑだ
け回転して給送された場合に本来読まれるべき走査範囲
を点Ａ，Ｂ′，Ｃ′，〇とすると、回転した場合には新
座標軸×′，ｙ′により決定されるメモリーアドレスに
よりパターンメモリーへの格納が行われれば、回転によ
る影響を除去することができる。

ところが、回転しない正規の位置における座標軸をｘ，
ｙとすれば座標軸ｘ′，ｙ′との間には、じき…塞き±
遠三海：：：：：：：：：章さまなる関係がある。

【１｝，‘２）式は一般に帳票の回転角度が１〜２度程
度であることを考慮して級数展開すれば近似的に次式に
変換される。｛ｙ′：（・−好十・‐…‐）ｙ（げ針‐
・…・）Ｘ．・・…‘３｝Ｘ′＝（・−券」．‐）Ｘ（
Ｑ−針十．．‐‐．．）ｙ．・・．・・ｔ４）【３’，
‘４〕式において、Ｑの２乗以上をもつ項を無視すると
、｛圭≦圭±登〆：：：：…さま となる。

ここでＱは角度１度ならば０．０１７４，２度ならば０
．０３４９である。さらに、上述の条件のごとく帳票の
各行を読みとる場合においては、例えばｙ方向について
は文字の高さに上下のマージンを付加して一般的に０＜
ｙ＜ＩＱ奴．程度の値をとるのに対し、ｘ方向は帳票の
横方向の長さとして０＜ｘ＜３５０肋程度の値をとるこ
とを考慮するならば、【６’式におけ・るＱｙの項は無
視でき、ｆ美≦蔓十ＱＸ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‘７１．・
・．・・．・・‘８｝ と考えて良いであろう。

すなわち、帳票上の図形の高さ方向の長さに比較し、十
分、水平方向に長い様な図形を読みとり、これをバッフ
ァメモリに格納する際には高さ方向に対してのみ±Ｑｘ
の大きさの座標補正すなわち、バッファメモリアドレス
補正を行えば、比較的精度よく帳票の回転に対する図形
補正を行なうことができることになる。本発明の実施例
では回転角度を複数個の帳票の基準辺に垂直な方向に設
置されたフオトアレーにより検出している。第２図は帳
票の回転量とその回転の方向を検知する手段の実施例で
ある。

本実施例ではこれらの量の検出を２個のフオトアレー（
イメージセンサ）２０１，２０２を使用することによっ
て行なっている。このフオトアレー２０１，２０２はあ
らかじめ設定された睦翼選だけ離れて帳票の規準緑２０
３に対して、その走行方向が垂直になる様に設置されて
いる。光源ランプ２０４，２０５から発光した光が帳票
紙面の規準部に照射され、レンズ２０６，２０７によっ
て各々のフオトアレ−２０１，２０２の上に結像される
。フオトアレー２０１，２０２により走査した結果得ら
れる直列出力波形は横軸を時間ｔ縦髄を電圧ｖとして示
すと、例えば、第３図ａ，ｂのごとくになる。本実施例
では帳票の外側から内側へ向かって走査する場合を示す
。この場合、帳票の基準緑を走査する時刻は第３図ａ，
ｂにおける３８１，３０２の時刻であり、この時刻以降
紙面上の白色部分を走査するため出力電圧は大きくでて
きている。もしも帳票がまったく回転せずに給送された
場合には上記時刻３０１，３０２は同時刻となるが帳票
が回転して給送された場合には時刻３０１，３０２は互
いにずれてくるはずであり時刻３０１，３０２のずれの
大きさは帳票の回転の角度の大きさに比例することは自
明であり、時刻３０１，３０２のいずれが先に発生する
かで、帳票の回転の方向が検知できることもあきらかで
ある。フオトアレー２０１，２０２による直列出力信号
は一般的によく知られている直流増幅回路（図示せず）
と適当なスライスレベル値をもつ比較回路（図示せず）
とによって直列ディジタル量子化されて第４図の入力信
号端子４０１，４０２に各々入力される。第４図におい
て、入力端子４０１，４０２に入力されたフオトアレー
２０１，２０２からの直列信号はシフトレジスタ４０３
，４０４へ各々シフトされ記憶される。そして該フオト
アレー２０１，２０２の１回の走査が終了すると、その
スキヤンデータはシフトレジスタ４０３，４０４より夫
々、今度は並列にとりだされ、レジスタ４０５，４０６
へセットタイミングｔｏによりセットされ記憶される。
なお該セットタイミング信号ｔｏはフオトアレ−２０１
，２０２の走査終了時に発生する単位パルス信号であり
、この信号ｔｏに引きつづいて、ｔ，，ｔ２のタイミン
グ信号が連続的に発生する。この信号ｔｏ，ｔ，，らの
発生回路は容易に実現できるので、図示してない。タイ
ミング信号ｔｏはまた第４図におけるレジスタ４１５，
４１６，フリップフロツプ４１３の初期リセットにも使
用される。なお、第４図の中で信号線が１本線でなくパ
イプ状に託されているものはその信号が複数のビット構
成により構成されていることを示す。レジスタ４０５，
４０６の出力データは２進化データとみなされ引き算回
路４０７，４０８および大小比較回路４０９へ入力され
る。引き算回路４０７および４０８には、それぞれの引
数入力ゲートおよび被引数入力ゲートにレジスタ４０５
および４０６の出力が逆に入力されている。この結果、
レジスタ４０５および４０６の出力データの数値の大小
は帳票の回転の方向により異なるため、引き算回路４０
７と４０８のいずれかの演算結果が正の値、他方が負の
値をとることになる。演算結果は正の値でできたものを
使用する必要があるため比較回路４０９により、レジス
タ４０５，４０６の出力の大きさの比較が行なわれ、比
較結果により引き算回路４０７の出力結果を使うか、あ
るいは引き算回路４０８の出力結果を使うかをマルチプ
レクサ４１０‘こより選択して正の値が選ばれる様にし
ている。同マルチプレクサ４１０の入力選択信号入力ゲ
ートｓ。は従って比較回路４０９の比較結果の出力と接
続されている。以上よりマルチプレクサ４１０の出力デ
ータの数値は帳票の回転角度に比例した値をとることに
なるが、この値はさらにアドレス指定数値として、リー
ドオンリーメモリ（ＲＯＭ）または書きかえ可能〆モリ
（ＲＡＭ）４１１に入力される。同メモリ４１１には各
アドレス毎に整数が２桁４・数１桁の計３桁の定数が記
憶されていて、マルチプレクサ４１０の出力値で指定さ
れるアドレスには対応する定数が格納されている。一例
として、例えば第２図のフオトアレー２０１，２０２か
らの出力信号から、第４図の引き算回路４０７または４
０８で演算した結果が４であったとすればこれはフオト
アレー２０１，２０２で帳票の基準線の検出が２メッシ
ュ分ずれていたことになる。上述の引き算結果の数値４
は、そのままメモリー４１１のアドレス指定値となり４
番地の内容が同メモリー４１１より出力される。このメ
モリー４１１の出力データは加算回路４１４へ入力され
る。

同加算回路４１４は整数部３桁小数部１桁で構成されて
いて、加算回路４１４では上記〆モリ４１１の出力デー
タとしジスタ４１６の出力データとが整数部、小数部各
々に力損算され、づ・数部よりの桁上りがあれば整数部
に１だけさらに加えられる。なお初期枕態においてはし
ジスタ４１５，４１６は初期リセットタイミングら１こ
ってりセットされているので、加算回路４１４の入力の
うちレジスタ４１６からの入力は、ひとなっているため
、メモリ「４１１の出力内容がそのまま加算回路４１４
から出力される。この初期状態ではタイミングら１こ続
いてｔ．，ｔ２のタイミングが発生するが、オアゲート
４１７を介してのちのタイミングで加算回路４１４の出
力データがレジスタ４１５にセットされ、さらにこのレ
ジスタ４１５の出力はオアゲート４１８を介してのタイ
ミングｔ２でレジスタ４１６にセットされる。レジスタ
４１６の出力は再び加算回路４１４の入力に戻っていて
、この時点では加算回路４１４の出力は初期値の２倍の
値をとることになる。さて、ここでメモリー４１１に記
憶されている定数はいかなる意味をもつているかについ
て次に説明することにする。第２図において、帳票上の
図形には光源ランプ２０８からの光が照射され、該帳票
上の図形はしンズ２０９にてイメージセソサ２１０の上
に結像される。イメージセンサ２１０は本実施例では帳
票の右端から左端へ向けてスキャニングする。このスキ
ャニングは帳票の各行あたり例えば６０回連続的に繰返
され、かつ各スキャニングあたり例えば、１０２４メッ
シュに分割される。以後の説明ではこの１０２４メッシ
ュに分割される行方向の分割アドレスを水平アドレス、
６０分割される高さ方向の分割アドレスを垂直アドレス
と名付けることにする。このスキャニングデータは増幅
回路で増幅され、“１”，“０”化された後、第４図の
入力端子４３３に加えられシリアルデータとして第４図
のバッファ４２３に１行分のパターンとして格納される
。この格納の際のアドレス指定を帳票の回転量により操
作することが本発明の特徴であり、前述のごとく帳票の
回転に対する補正を行なうには行の高さ方向すなわち垂
直アドレスを操作して、バッファ４２３に格納すること
になる。そこで、イメ−ジセンサ２１０による１回のス
キャンあたり水平アドレスが０番地から１０２４番地ま
で変る１０２４メッシュの間で、水平アドレスが何番地
ごとに垂直アドレス指定をプラス１もしくはマイナス１
してやるかを示す定数がメモリ４１１に格納されている
。例えば、その定数が１５．３であるとすると、イメー
ジセンサ２１０から得られるデータは水平アドレスが１
５．３蚤地ごとにすなわち、１５．３メッシュスキャン
が進む毎に垂直アドレスを十１か−１してやれば、帳票
の回転を補正できることを意味する。なお定数は小数部
も含まれているがこれは整数部のみであると累積誤差が
生じ、精度の良い補正ができなくなるからである。上述
の水平アドレスを指定するカウン夕は第４図で４２０１
こ示す。また垂直方向のアドレスを指定するカゥンタは
４２１であり、各スキャン中の補正された垂直アドレス
を指定するカウンタは４２２である。カウンタ４２０，
４２２の出力は各々ラインバッファ４２３に、スキャン
データを格納する際の同バッファメモリ４２３の水平ア
ドレス、垂直アドレス指定に使用される。さて、帳票の
各行のスキャンを行なうのに先だちタイミングｏ，ｔ，
，ｔ２により、前述のごとくレジスタ４１６には垂直ア
ドレス補正のための定数がセットされている。

またタイミングｔｏによりカウンタ４２０，４２１，４
２２，４２６，フリップフロツプ４１３，ラインバッフ
ァ４２３はいずれも初期リセットされている。従って、
水平、垂直アドレスカウンタ４２０，４２２はいずれも
、０′番地を指定している。またフリップフロツプ４１
３は帳票の回転の方向を記憶するフリップフロップであ
って、大小比較回路４０９により判定された結果でタイ
ミングｔｏの直後でセットまたはリセットされる。本実
施例では帳票が正規の位置から時計方向に回転している
場合はしジスタ４０５の出力値はしジスタ４０６の出力
値より小さくなるのでフリツプフロツプ４１３はセット
され、反時計方向に回転している場合にはリセットされ
ている。次に、帳票の各行のスキャンが開始されること
になるが、イメージセンサ２１０の走査時には各走査毎
に走査開始信号（第４図の入力端子４３１に加えられる
）、走査終了信号（第４図の入力端子４３２に加えられ
る）が各々パルスで発生する。

走査開始信号４３１はオアゲート４２７を逸って水平ア
ドレスカウンタ４２０をリセットし、また垂直アドレス
カウンタ４２２をプリセツトする。同カウンタ４２２の
プリセツトデータはカウンタ４２１の出力データである
が、同カウンタ４２１はあらかじめ初期状態ではリセッ
トされているので、垂直アドレスカウンタ４２２は、０
′がセットされる。走査中はセンサー２１０の各メッシ
ュのサンプリングパルスごとにタイミングｔ３，ｔ４が
１回づつ発生し、タイミングｔ３でサンプリングデータ
がラインバッファ４２３に入力される。この際ラインバ
ッファ４２３のアドレス指定は水平方向はカウンタ４２
０がタイミングｔ４ごとに１つつつアップしていくこと
から１番地づつ増加していくが、垂直アドレスは比較回
路４１９によるレジスタ４１６の出力値と水平アドレス
カウンタ４２０の出力値との比較において両出力値の大
きさが一致するまでは変化しない。大きさが一致すると
タイミングしでアンドゲート４２４または４２５のいず
れかが１となりカウンタ４２２を１だけ増加させるか減
少させる。増加か減少かは前述のごとくフリップフロッ
プ４１３の状態、さらには帳票の回転の方向によって決
定される。垂直アドレスカウンタ４２２が十１または一
１されると、スキャンデータはその後は１番地だけ垂直
方向にずれたアドレスに格納される。比較回路４１９の
大小比較の結果が等しいと判定されるとその出力信号は
オアゲート４１７を通ってレジスタ４１５のセットタイ
ミングとして入力される結果、加算回路４１４の値がレ
ジスタ４１５にセットされる。なお加算回路４１４には
前述のごとくメモリー４１ １からの定数値がレジスタ
４１６の内容が変化する毎に加算されている。そして次
のメッシュからのデータをサンプリングするタイミング
ｔ４で水平アドレスカウンタ４２０がさらに十１される
と比較回路４１９の出力はＢ＞Ａの端子が、１′となり
、この結果オァゲート４１８を経由してレジスタ４１６
のセットゲートに入力され、レジスタ４１５の内容がレ
ジスタ４１６へ移されるとともに加算回路４１４にはメ
モリー４１１の出力の定数値が加算されることになる。
以降比較回路４１９で水平アドレスカゥンタが一定値に
達するごとに加算回路４１４の出力はメモリー４１１か
らの出力定数をａとすると、ａ，２ａ，３ａ，４ａ・・
・と順次変化することになる。そしてこれらの値に水平
アドレスカウンタの値が一致する毎に垂直アドレスがプ
ラス１がマイナス１変化していさ、１回の走査終了時に
走査終了信号パルスが入力様子４３２に入力されるまで
継続される。走査終了信号が入力端子４３２に入力され
るとカウンタ４２１は１だけ加えられる。そして、次の
走査開始信号が入力端子４３１に入力されると水平アド
レスカウンタ４２０‘まゼロクリアされるともにカウン
タ４２１の内容はカウンタ４２２へプリセットされる。
以降同様にして帳票上の１行の走査が順次行なわれてい
くが、１行の走査本数は帳票の回転角度が大きいほどパ
ターンの欠損を防ぐため、増加される。以下にその回路
について説明する。

マルチプレクサ４１０の出力データの大きさは前述のご
とく帳票の回転角に比例しているが、この内容はメモリ
ー４１２のアドレス指定データとしても使用され、同メ
モリーには１行あたりの走査回数が記憶されていて、回
転角が大であるほど大きな値が入っている。このメモリ
ー４１２の出力データは走査回数をカウントするカウン
タ４２６の出力値と比較回路４２８で比較され、大きさ
が一徹すると１行のパターン読みとり終了信号が出力端
子４３０に出力される。以上の繰返しで、帳票上の各行
の読みとりが行なわれることになるが、ラインバッファ
メモリ４２３の内容は読み出し端子４２９より適当なタ
イミングで後段の例えば認識回路へ送出されることにな
る。本発明は以上説明したように、帳票の回転角度とそ
の回転方向を知る手段とその結果走査パターンの格納ア
ドレスを補正する手段と走査範囲を制御する手段とから
構成される結果、図形走査時に同図形の記載されている
帳票が回転していることによる走査図形の変形を高速で
補正する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は帳票が回転した際の誤差を説するための図、第
２図は本発明の実施例における帳票と光学系との関係を
示す概略図、第３図ａ，ｂは第２図で示したフオトアレ
ーからの出力信号波形を示す図、第４図は本発明の一実
施例の回路部を示す回路図である。 ４０１，４０２，４３１，４３２，４３３・・・・・・
入力端子、４２９，４３０……出力端子、４１７，４１
８，４２７……オアゲート、４２４，４２５……アンド
ゲート、４２０，４２１，４２２，４２６……カウンタ
ー回路、４０５，４０６，４１５，４１６・・・・・・
並列信号レジスタ、４０３，４０４……シフトレジス夕
、４０７，４０８…・・・引き算回路、４０９，４１９
，４２８……比較回路、４１０…・・・マルチプレクサ
回路、４１３・・…・フリツプフロツプ回路、４１１，
４１２，４２３・・・・・・メモリ回路、４１４…加算
回路、４２３””“ラインバツフア。 第「図 器２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ あらかじめ設定されている読みとり位置へ給送され
   たドキユメントのあらかじめ設定されている基準位置か
   らの回転ずれの量およびその方向を検知するために上記
   ドキユメントの基準辺付近に該基準辺に垂直な方向に間
   隔とおいて設置されたそれぞれが直列的に並べられた微
   小な光電変換素子で構成される少なくとも２個の検出器
   と、該２個の検出器の直列的電気信号出力をそれぞれ並
   列的に変換させた電気信号を２入力として両入力間の差
   値を演算する引算回路と、該引算回路の出力結果の正負
   により上記ドキユメントの回転方向を検知するための回
   路と、上記引算回路の出力値によつて索引されるところ
   の上記ドキユメントの図形の高さ方向に対しての補正量
   を記憶している記憶部と、上記ドキユメント上の図形を
   水平方向に走査する走査機構と、該走査機構より得られ
   る直列的走査信号を上記ドキユメント上の所定の単位範
   囲部分について記憶するバツフアメモリと、該バツフア
   メモリへのデータ格納時のアドレス指定ピツトのうち高
   さ方向のアドレスピツトを上記補正量と上記回転方向検
   知結果を参照しつつ補正変更するための垂直アドレス計
   算部と、上記引算回路の出力値に比例して水平方向の走
   査回数を増減させる論理回路部とを有する図形変換補正
   装置。