JPS60710B2 - 二値化回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光電変換装置から出力されるアナログ電気信号
を背景領域と文字領域とに対応する二値に変換する二値
化回路に関し、前記光電変換装置を構成する光電変換素
子の感度特性のバラッキと光電変換装置の頭さとを補正
し得るよう改良したものである。

一般に光学的文字論取装置（以下符号論取装置も含むも
のとして説明する）においては、文字若しくは符号等（
以下「文字等」と称す）が記載されている用紙を光電変
換装置で走査することにより得られたアナログ電気信号
を二値化回路で背景領域と文字領域とに対応した二値信
号に変換し、この二値信号を基にして文字等の識別を行
なっている。

このとき二値化の関値は固定されているので、文字等の
識別を正確に行なう為には、光電変換装置から出力され
るアナログ電気信号のレベルが正確に背景領域及び文字
領域に対応して夫々一定であることが肝要となる。そこ
で前記光電変換装置を構成している多数の光電変換素子
はその感度特性が完全に一致しているのが理想であるが
、どうしてもバラッキを生じるのが現実である。このた
め二値化の際に背景領域を文字領域としてしまうか若し
くはこれとは逆にしてしまう虜れがある。同時に、用紙
の一部分の反射率が他の部分の反射率と異っている場合
、光源に照射むらがある場合、或は用紙が光電変換装置
の受光面に対して傾いている場合等は、光電変換装置か
ら出力されるアナログ電気信号を文字領域と背景領域と
に正確に対応した二値信号に変換できないという簾れも
ある。本発明はこのような欠点を改善するものであり、
したがってその目的は光電変換素子の特性のバラッキを
はじめとして光源としンズ等の照度分布特性も含めた総
合的な感度特性のバラッキの補正とともに光電変換装置
の受光面に対する傾きも補正し得る二値化回路を提供す
ることを目的とす／〇ｏ以下本発明の実施例を図面に基
づき詳細に説明する。

光電変換装置１は、第１図に示すようにｍ行・ｎ列の二
次元に光電変換素子１，．〜ｌｍｎが配列されており、
この光電変換装置１からは列方向にパラレルにアナログ
電気信号１．〜ｉｎが出力されるものとして説明する。

即ちアナログ電気信号１，を例にとれば「列ＣＬ，にお
ける行Ｌ，〜Ｌｍの各光電変換素子１，．〜ｌｍ２の出
力電圧（白側が高電位で黒側が低電位である）が時間の
経過（通常クロツクが印加される）毎に送出される。こ
のようにして送出されるアナログ電気信号１，〜ｌｎが
本実施例に係る二値化回路に供給される。第２図は本実
施例に係る二値化回路を示すブロック線図である。なお
、このブロック線図はアナログ電気信号１，を処理する
部分と他のアナログ電気信号１２〜ｌｎの処理に共通な
部分とを抽出して示している。同図に示すように、アナ
ログ電気信号１，はしベル調整回路２ａ（詳細は後述す
る）を介して比較回路３の一方の入力端子３ａに供給さ
れる。この比較回路３の他方の入力端子３ｂには、基準
電圧発生回路４から送出され二値化の闇値である基準電
圧Ｖ「ｅｆ若しくは補正値設定用信号発生回路５から送
出される補正用基準電圧Ｖｃｏｒａの何れか一方がアナ
ログスイッチ６で選択されて供給される。このうち基準
電圧Ｖｒｅｆは光学的文字読取装置で文字等を実際に読
む場合に利用される二値化の関値である。これに対し補
正用基準電圧Ｖｃｏｒａは光電変換素子１，．〜ｌｍｎ
の特性のバラッキを補正するための補正値Ｖｃｏｒを作
る場合に利用される逐次変化する関値である。本実施例
の補正値設定用信号発生回路５は、逐次変化する二値化
されたコードである補正用基準電圧Ｖｃｏｒｂを各行に
対応するアナログ電気信号１，が供給される毎に発生す
るカウン夕５ａ及びこの補正用基準電圧Ｖｃｏｒｂをア
ナログ信号に変換して増幅し対応する補正用基準電圧Ｖ
ｃｏｒａを作るＤ／Ａ変換回路５ｂからなる。このうち
カウンタ５ａが出力するコード化された補正用基準電圧
Ｖｃｏｒｂは記憶装置７にも送出される。この記憶装置
７はＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）で構成されてお
り、前記比較回路３の出力を書込み信号Ｓｗとしてその
書込み指令隊における前記補正用基準電圧Ｖｃｏｒｂを
記憶する。補正値加算回路２は、光学的文字読敬装置で
文字等を実際に読む場合に前記アナログ電気信号１，に
補正値Ｖｃｏｒを加算する回路で、レベル調整回路２ａ
及びＤ／Ａ変換回路２ｂからなる。即ち、Ｄ／Ａ変換回
路２ｂは、議出し信号Ｓｒが供給される毎に送出される
記憶装置７の出力である補正用基準電圧Ｖｃｏｒｂをこ
のコードに対応するアナログ信号に変換して補正値Ｖｃ
ｏｒを作りレベル調整回路２ａに供給する。このレベル
調整回路２ａでは前記アナログ電気信号１，に補正値Ｖ
ｃｏｒを加算する。即ち、このときレベル調整回路２ａ
はアナログ電気信号１，の各行の最大背景レベルを合わ
せる機能を有すると同時に前述の如き加算機能も有する
。これはしベル調整回路２ａの差動アンプを補正値加算
回路２の差動アンプとして共用したことに起因する。こ
のようにすれば差敷アンプを１個省略することができる
。制御回路８はアナログスイッチ６、カウンタ５ａ、記
憶装置７及びスイッチ９を制御するものである。即ち、
アナログスイッチ６に対しては、基準電圧Ｖｒｅｆ若し
くは補正用基準電圧Ｖｃｏｒａの何れか一方を選択させ
る。カゥンタ５ａに対しては、前記アナログスイッチ６
が補正用基準電圧Ｖｃｏｒａを選択しているとき、補正
用基準電圧Ｖｃｏｒｂを発生させる。記憶装置７に対し
ては、前記アナログスイッチ６が補正用基準電圧Ｖｃｏ
ｒａを選択しているとき、同時にスイッチ９をＯＮ状態
として書込み信号Ｓｗを供給し得るよつにするとともに
書込み信号Ｓｗの供給に伴なし、アドレス信号Ｓａを発
生してそのとき書込むべき光電変換素子１，．〜ｌｍ２
に対応するアドレスを指定する一方、前記アナログスイ
ッチ６が基準電圧Ｖｒｅｆを選択しているとき読出し信
号Ｓｒを供給するとともにアドレス信号Ｓａを発生して
そのとき読出すべき光電変換素子１，．〜ｌｍ２に対応
するアドレスを指定する。したがってこの制御回路８は
光電変換装置１の内容を読出すク。ックＣＫに同期して
いる。ここで、補正値加算回路２、補正値設定用信号発
生回路５及び記憶装置７の更に詳細な回路構成例を、第
３図に基づき説明しておく。

カウンタ５ａは３桁の２値化されたコードである補正用
基準電圧Ｖｃｏｒｂを発生する。

即ちこの場合逐次変化する８種類のコードを作り出して
おり、光電変換素子１，．〜ｌｍ２の各行の議込み裏に
クリアされ同補正用基準電圧Ｖｃｏｒｂの発生をサィク
リックに繰り返す。Ｄ／Ａ変換回路５ｂでは抵抗Ｒ２，
Ｒ３，Ｒ４の左端に供給される前記補正用基準電圧Ｖｃ
ｏｒｂを構成するコードの組合せにより抵抗Ｒ５，Ｒ６
，Ｒ７を含めた回路の分割比が変化することにより抵抗
Ｒ，を介した電流でこの抵抗Ｒ，，Ｒ２，Ｒ５の交点に
アナログ信号に変換された電圧が発生する。この電圧を
差動アンプＯＰ，により増幅し抵抗Ｒ８を介して取り出
すことにより８段階に連続的に変化する階段状のアナロ
グ信号である補正用基準電圧Ｖｃｏ的を取り出すことが
できる。一方、カゥンタ５ａの出力である前記補正用基
準電圧Ｖｃｏｒｂは常に記憶装置７にも送出されている
。書込み信号Ｓｗが供Ｖ給された時点で前記補正用基準
電圧Ｖｃｏｒｂのコードを記億する。このとき同時にア
ドレス信号Ｓａによりアドレスも指定されるので前記コ
ードは所定のアドレスに記憶される。このアドレス信号
Ｓａも二値化されたコードであり、したがって本実施例
の場合６４個の番地を指定することができる。前記コー
ドが表わす補正用基準電圧Ｖｃｏｒｂはそのアドレスに
対応する光電変換素子１，．〜ｌｍ２の何れか１個の出
力であるアナログ電気信号１，を補正用基準電圧Ｖｃｏ
ｒａを閥値として比較した結果得られるものであり、し
たがって前記アナログ電気信号１，の電圧値とほぼ等し
いものとみることができる。アドレス信号Ｓａにアドレ
スを指定され議出し信号Ｓｒの供給により読出される前
記補正用基準電圧Ｖｃｏｒｂのコードの組合せにより補
正値加算回路２におけるＤ／Ａ変換回路２ｂを構成する
抵抗Ｒ，ｏ，Ｒ，．，Ｒ，２の交点に８段階の値をもつ
補正値Ｖｃｏｒの何れか一つが取り出され抵抗Ｒ９を介
して供給されるアナログ電気信号１，に加算され差動増
幅器ＯＰ２を介して比較回路３に送出される。他のアナ
ログ信号１２〜ｌｎの処理に固有な部分は前述の第２図
におけるアナログ信号１，の処理に固有な部分と同構成
であり、第４図に示すように、同構成のブロックが縦方
向に並議されている。

即ち、図中上から順に光電変換装置１の列ＣＬ〜ＣＬｎ
から送出されるアナログ電気信号１，〜ｌｎが夫々供給
される。ここで同図に基づき本実施例の作用を本実施例
に係る二値化回路を有する光学的文字説取装置の使用時
の態様とともに詳説する。

光学的文字論取装置により実際に文字等を読み取る前に
光電変換装置１の光電変換素子１．，〜ｌｍｎの感度の
バラッキを補正しておかなければならない。

そこで制御回路８によりアナログスイッチ６を補正値設
定用信号発生回路５側に接続しスイッチ９をＯＮ状態に
する反面、講出し信号Ｓｒの送出をロックしておく。

この状態で光電変換装置１で例えば白紙の上を走査する
。このとき光電変換素子１，．〜ｌｍｎに特性のバラッ
キがなければ光電変換装置１から謙出されるアナログ電
気信号１，〜ｌｎは全て同レベルであるはずであるが、
実際には特性にバラッキを有するばかりでなく前記白紙
を照射している光源としンズ等の照度分布も不均一であ
るため、二値化回路に供給されるアナログ電気信号１，
〜ｌｎはしベルの変動を伴なうものとなっており、この
ままでは基準電圧Ｖｒｅｆを閥値とした場合のその値を
下回り黒レベルの信号として識別されてしまう廃れがあ
る。そこで本実施例では先ず光電変換装置１から送出さ
れてきたアナログ電気信号１，〜ｌｎを逐次段階的に変
化する補正値設定用信号発生回路５の補正用基準電圧Ｖ
ｃｏｒａを閥値として各比較回路３で比較する。したが
って比較回路３からはこのように変化する関値が前記ア
ナログ電気信号１，〜ｌｎのごく近傍の値のとき出力信
号が送出される。本実施例においてこの出力信号は記憶
装置７の書込み信号Ｓｗとなり同時のそのときの閥値は
カウンタ５ａから送出される補正用基準電圧Ｖｃｏｒｂ
として記憶装置７の所定のアドレスに記憶される。この
ようにして光電変換素子１，．〜ｌｍ２，１，２〜ｌｍ
３・・・・・・・・・・・・１２（ｎ‐２）〜ｌｍ（ｎ
‐２），１２ｎ〜ｌｍｎ毎の補正用基準電圧Ｖｃｏｒｂ
が各別に対応する記憶装置７の各行に対応するアドレス
に記憶される。光学的文字読取装置を用いて文字等を実
際に読取る際には制御回路８によりアナログスイッチ９
を基準電圧発生回路４側に接続しスイッチ９をＯＦＦ状
態にする一方、読出し信号Ｓｒを送出し得るようにして
おく。

この状態で光学的文字謙取装置で文字等を読取れば光電
変換装置１は前記文字等を情報として含むアナログ電気
信号１，〜ｌｎを送出する。このときこのアナログ電気
信号１，〜ｌｎが各列に対応する各補正値加算回路２に
供給される毎に、記憶装置７にアドレス信号Ｓａと議出
し信号Ｓｒが供給されるので、その時点でのアナログ電
気信号１，〜ｌｎを送出した光電変換素子１，，〜１ｍ
２，１，２〜１ｍ３…．．．．．．．．．１２（ｎ・２
）〜１ｍ（ｎ‐２），１２ｎ〜ｌｍｎに対応するアドレ
スの各補正用基準電圧Ｖｃｏｒｂが記憶装置７から謙出
され各補正値加算回路２により所定の各補正値Ｖｃｏｒ
を加算されて各比較回路３の一方の端子３ａに送出され
る。このときこの比較回路３の他方の端子３ｂには基準
電圧発生回路４が送出する二値化の関値である基準電圧
Ｖ把ｆが供給されているが、光電変換素子１，．〜ｌｍ
ｎの特性のバラッキ等に影響されず正確に文字領域と背
景領域に対応した二値信号を比較回路３の出力信号とし
て送出することができる。続いてレベル調整回路２ａに
ついてその詳細な構成及び作用を説明しておく。

第５図ａにおける１，〜１５の波形は、第５図ｂに示す
如く用紙１０と光電変換装置１の受光面ｌａとが行方向
に角度８をもつて額斜している場合におけるアナログ電
気信号１，〜１５の例を示している。

この場合Ｌ固定された基準電圧Ｖｒｅｆ（一点鎖線で示
す）で二値化を行なえば光電変換装置１の受光面ｌａか
ら離れた部分の背景領域（通常は白）は文字領域とされ
、またＬのＡ部分の如きノイズも文字領域として拾われ
てしまう鱈れがある。このような欠点を除去するのがレ
ベル調整回路２ａである。その具体的な構成は、第３図
に示すように、差動アンプＯＰ２と、入力用の抵抗Ｒ３
と、帰還用の抵抗Ｒ，３と、レベル調整用のダイオード
Ｄ，、コンデンサＣ，及び抵抗Ｒ，４，Ｒ，５と、調整
レベル設定用の抵抗器Ｒ，６，Ｒ，７と、加速コンデン
サＣ２とで構成されている。またその動作としては、ア
ナログ電気信号１，を例にとれば、差鰯アンプＯＰ２か
ら送出されるアナログ電気信号Ｊ，の白レベルがダイオ
ードＤ，を介してコンデンサＣ，に記憶され且つこの記
憶された白レベルがアナログ電気信号１，に加算される
ことにより、アナログ電気信号Ｊ，の最白レベルが抵抗
Ｒ．６，Ｒ，７で与えられる設定電圧Ｖ，近くにシフト
される。更に、文宇等によるアナログ電気信号１，の落
ち込みは、帰還用の抵抗Ｒ．８と入力用の抵抗Ｒ９との
項によって反転増幅され、設定電圧Ｖ，近くにシフトさ
れた最白レベルに加算される。このようにして受光面ｌ
ａの煩き８を実効的にキャンセルし得る。

以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明で
は、光電変換装置を構成する光電変換素子の特性のバラ
ッキに対する各光電変換素子の補正値を記憶装置に記憶
しておき光学的文字諺取装置で実際に文字等を読み取る
際にはアナログ電気信号に前記補正値を加算するように
したので、光電変換素子の特性のバラッキをはじめとし
て光源としンズ等の照度分布特性も含めた感度のバラツ
キを補正することができる。

またレベル調整回路を有するので用紙に対する光電変換
装置の受光面の傾きも実効的にキャンセルし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は光電変換装置内の光電変換素子の配列及びアナ
ログ電気信号の取出方向を示す説明図、第２図は本発明
の実施例の一部を抽出して示すブロック線図、第３図は
その主要部を抽出して示す具体的な回路図、第４図は前
記実施例の全体を示すブロック線図、第５図ａは光電変
換装置の受光面の煩きを生じた場合のアナログ電気信号
の波形を示す波形図、第５図ｂはその傾きの態様を示す
説明図である。 図面中、１は光電変換装置、１，．〜ｌｍｎは光電変換
素子、２は補正値加算回路、２ａはしベル調整回路、３
は比較回路、３ａは一方の端子、３ｂは他方の端子、５
は補正値設定用信号発生回路、７は記憶装置、１，〜ｌ
ｎはアナログ電気信号、Ｖｃｏｒａ，Ｖｃｏｒｂは補正
用基準電圧、Ｖｃｏｒは補正値、Ｓｗは書込み信号であ
る。 弟′図 第５図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光電変換素子が一次元若しくは二次元的に配列され
   ている光電変換装置から出力されるアナログ電気信号を
   背景領域と文字領域とに対応する二値に変換する二値化
   回路において、補正値検出のための基準電圧を、逐次変
   化する補正用基準電圧として発生する補正値設定用信号
   発生回路と、二値化の閾値である基準電圧を発生する基
   準電圧発生回路と、前記アナログ電気信号が一方の入力
   端子に入力され且つスイツチ手段により選択された前記
   補正用基準電圧若しくは前記基準電圧の何れか一方が他
   方の入力端子に入力される比較回路と、補正用基準電圧
   が選択されている場合の前記比較回路の出力を書込み信
   号としてその書込み指令時における前記補正用基準電圧
   を記憶する記憶装置と、読出された前記補正用基準電圧
   を基に前記アナログ電気信号に逐次補正値を加算する補
   正値加算回路とを有することを特徴とする二値化回路。 ２ 光電変換素子が一次元若しくは二次元的に配列され
   ている光電変換装置から出力されるアナログ電気信号を
   背景領域と文字領域とに対応する二値に変換する二値化
   回路において、前記アナログ電気信号の各列若しくは各
   行の最大背景レベルを合わせるレベル調整回路と、補正
   値検出のための基準電圧を、逐次変化する補正用基準電
   圧として発生する補正値設定用信号発生回路と、二値化
   の閾値である基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、
   前記レベル調整回路を介したアナログ電気信号が一方の
   入力端子に入力され且つスイツチ手段により選択された
   前記補正用基準電圧若しくは前記基準電圧の何れか一方
   が他方の入力端子に入力される比較回路と、補正用基準
   電圧が選択されている場合の前記比較回路の出力を書込
   み信号としてその書込み指令時における前記補正用基準
   電圧を記憶する記憶装置と、読出された前記補正用基準
   電圧を基に前記アナログ電気信号に逐次補正値を加算す
   る補正値加算回路とを有することを特徴とする二値化回
   路。