JPS6160475B2 - - Google Patents

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JPS6160475B2
JPS6160475B2 JP57001546A JP154682A JPS6160475B2 JP S6160475 B2 JPS6160475 B2 JP S6160475B2 JP 57001546 A JP57001546 A JP 57001546A JP 154682 A JP154682 A JP 154682A JP S6160475 B2 JPS6160475 B2 JP S6160475B2
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JP
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JP57001546A
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V30/00Character recognition; Recognising digital ink; Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/10Character recognition
    • G06V30/16Image preprocessing
    • G06V30/162Quantising the image signal
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V30/00Character recognition; Recognising digital ink; Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/10Character recognition

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Character Discrimination (AREA)
  • Character Input (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自己走査型走査器を備えた光学式
文字読取装置に関する。
近年、集積回路技術の発達により、光電変換素
子を2次元的に配列し、これらの素子の出力を順
次出力する自己走査型面走査器が実用化されてお
り、光学式文字読取装置にも使用されている。自
己走査型面走査器を備えた光学式文字読取装置
(以後、OCRと略称する)においては、たとえば
第1図に示すように書面A上の文字にランプ1の
光を照射し、その反射光をレンズ2で集光して面
走査器3に結像させ、さらにその面走査器3の出
力を図示せぬ量子化回路により2値信号に変換
し、その2値信号に基づいて形成される量子化文
字パターンについて認識を行うようにしている。
上記面走査器3の視野は、第2図a,b,cに示
すように、1文字分以上の大きさにとるのが普通
であり、また、自己走査方法としては次のような
ものがある。
(1) 第2図aのように、図示矢印方向の水平走査
を図示上方から下方へ行うもの。
(2) 第2図bのように、図示矢印方向の垂直走査
を図示左方から右方へ行うもの。
(3) 第2図cのように、図示矢印方向の複数本の
垂直走査を視野の幅に対応させるもの。
上記面走査器3における一面(以後1フレーム
と称する)分の走査周期は、その面走査器3の視
野内を移動する文字の一般的な移動速度に対し
て、十分な認識性能が得られる範囲に設定されて
いる。こうして、数フレーム走査にわたつて視野
内に存在する文字に対して、その検出切出および
認識がなされるようになつている。
このようなOCRにおいて、面走査器3の出力
信号を2値信号に変換する量子化の手段として
は、従来次のようなものがある。
(1) 第3図に示すように、予め増幅された図示せ
ぬ面走査器の出力信号E1を比較器4の負の入
力端に供給する。さらに、上記出力信号E1
抵抗5,9、ダイオード6,7およびコンデン
サ8より成るピーク検波回路10に供給し、こ
のピーク検波回路10の出力信号を上記比較器
4の正の入力端に供給する。しかして、比較器
4では、第4図に示すように、ピーク検波回路
10の出力信号E2をスライスレベルとして信
号E1を比較し、その比較結果に基づいて2値
信号を出力するようになつている。
(2) 第5図に示すように、図示せぬ面走査器の出
力信号E1を増幅器11で増幅し、その出力と
AGC基準信号Xとを比較回路12で比較す
る。さらに、比較回路12の比較出力に複数フ
レームにおける走査期間程度の時定数を与え、
これによりAGC増幅回路13を駆動する。そ
して、AGC増幅回路13の出力により、上記
増幅器11の利得を制御する。さらに、増幅器
11の出力を所定のスライスレベルに基づいて
A/D変換回路14で2値信号に変換する。
ところで、上記(1)の手段では、予め増幅された
面走査器の出力信号のレベルに関係なく、2値信
号E3を得ることができるが、文字の濃度が低い
場合や、紙面から離れた位置で読取を行つた場合
にはピーク値が低下し、文字に対応する正確な2
値信号が得られなくなつてしまう。したがつて、
正確な文字の読取を行おうとするには、ピーク検
波回路10時定数を大きくするとともに、その出
力信号E2のレベルを信号E1に接近させる必要が
ある。しかしながら、このように回路定数を設定
した場合、たとえば文字の濃度が高くなつている
と、それとともに濃度の高い周辺ノイズを拾い易
くなつてしまう。また、濃度の高い文字が読める
ように、ピーク検波回路10の時定数を小さくす
るとともに、その出力信号E2と信号E1とのレベ
ル差を大きく設定した場合、濃度の低い文字がか
すれた状態で読取られてしまう。
一方、上記(2)の手段では、文字の背景の濃度が
変化した場合、あるいは読取位置が紙面から離れ
て、焦点位置のずれが生じ、光量が変化して場合
にも、ピーク値を略一定に保つことができる。し
かし、2値化のためのスライスレベルが固定的と
なつているため、文字の濃度変化やぼやけに対す
る許容性の面で問題があつた。
この発明は上記のような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、文字の印
字濃度、および読取時の文字に対する焦点位置の
ずれなどに係わらず、正確な文字読取を行うこと
ができる極めて高性能な光学式文字読取装置を提
供しようとするものである。
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説
明する。第6図において、20は光電変換部であ
り、たとえば第1図に示す読取ヘツドおよび増幅
器などにより構成されている。この光電変換部2
0における上記面走査器は、たとえば第2図aの
ような自己走査方法を有するものである。そし
て、上記光電変換部20は、上記面走査器による
ビデオ信号を順次時系列的に出力するようになつ
ており、そのビオ信号は量子化回路21に供給さ
れるようになつている。この量子化回路21は、
第7図に示すように構成されている。すなわち、
上記光電変換部20から出力されるビデオ信号
は、比較器22の負の入力端とピーク検波回路2
3とにそれぞれ供給されるようになつてる。上記
ピーク検波回路23は、上記光電変換部20から
供給されるビデオ信号をそのピークレベルよりも
所定レベルだけ低い信号として出力するものであ
る。この場合、ピーク検波回路23には、所定の
時定数回路(図示しない)が備えられており、こ
れによりピーク検波回路23の出力信号のレベル
が上記ビデオ信号のレベル変化に係わらず略一定
となるようにしてある。さらに、ピーク検波回路
23の出力信号は、増幅回路24に供給されるよ
うになつている。この増幅回路24は、後述する
D/A変換回路34から供給されるスライスレベ
ル制御信号により、上記ピーク検波回路23の出
力を所定のレベルに増幅し、上記比較器22の正
の入力端に供給するものである。そして、上記比
較器22は、上記増幅回路24の出力信号レベル
を量子化レベル、すなわちスライスレベルとし、
このスライスレベルと、上記光電変換部20より
供給されるビデオ信号のレベルを比較し、その比
較結果に基づいた2値信号を出力するものであ
る。つまり、量子化回路21は、文字やその文字
周辺のノイズ(黒ブロツク)に対応する黒ブロツ
ク信号(論理“1”信号)、および空白部分(白
ブロツク)に対応する白ブロツク信号(論理
“0”信号)を出力するようになつている。
そして、上記量子化回路21の出力は、パター
ン格納メモリ25に供給されるようになつてい
る。このパターン格納メモリ25は、上記量子化
回路21の出力により、文字パターンを形成する
ものであり、その内容は認識部(図示しない)に
よつて認識されるようになつている。
さらに、上記量子化回路21の出力は、オア回
路26の一方の入力端に供給され、このオア回路
26の出力は垂直射影レジスタ27に供給される
ようになつている。このレジスタ27の出力は、
上記オア回路26の他方の入力端に供給されるよ
うになつている。上記レジスタ27は量子化回路
21の出力を一次記憶するものであるが、その内
容が上記オア回路26を介して循環することによ
り、走査毎の黒ブロツク信号、および白ブロツク
信号が加算されて記録されるようになつている。
したがつて、レジスタ27には、文字を垂直方向
に投影した射影が形成されるようになつている。
そして、このレジスタ27の内容は、後述するデ
ータ処理部30の制御によつて、1文字分の走査
終了毎にクリアされるようになつている。
また、上記量子化回路21の出力は、アンド回
路28の一方の入力端に供給され、このアンド回
路28の出力はカウンタ29に供給されるように
なつている。上記アンド回路28の他方の入力端
には、走査毎に所定周期の走査クロツク信号Cが
供給されるようになつている。したがつて、この
カウンタ29では、黒ブロツク信号が存在する期
間だけ上記走査クロツク信号Cがカウントされ、
その内容はデータ処理部30の供給される。つま
りカウンタ29の内容は、1本の走査に基づく黒
ブロツクの幅を表わすことになる。また、このカ
ウンタの内容は、1本の走査が終了する毎にデー
タ処理部30から供給されるクリア信号によつて
クリアされるようになつている。また、前記デー
タ処理部30では、カウンタ29の内容が集計さ
れ、文字の面積が求められるようになつている。
さらに、上記量子化回路21の出力は、オア回
路31の一方の入力端に供給され、このオア回路
31の出力はフリツプフロツプ回路(以後、FF
回路と略称する)32に供給されるようになつて
いる。上記FF回路32は、1本の走査に先だつ
てリセツトされるもので、その1本の走査内に黒
ブロツクがあればセツト状態、また、白ブロツク
があればリセツト状態とされる。そして、この
FF回路32の出力は、上記オア回路31の他方
の入力端に供給されるようになつている。また、
上記FF回路32の出力は水平射影レジスタ33
に供給されるようになつている。このレジスタ3
3は、上記FF回路32の出力を一次記憶するこ
とにより、文字を水平方向に投影した射影を形成
するものであり、その内容は上記データ処理部3
0に供給されるようになつている。
上記データ処理部30では、垂直射影レジスタ
27、カウンタ29および水平射影レジスタ33
からのデータに基づいて、文字の検出切出を行う
とともに、各レジスタ27,33のデータより求
められた文字パターンのサイズ、およびカウンタ
29のデータより求められた文字パターンの面積
が標準に対して大きいか、小さいを判定するよう
になつている。即ち、パターン格納メモリ25に
記憶されたデータの輪郭がぼけている場合、その
文字パターンの高さは、標準の文字パターンより
高くなり、幅も標準の文字パターンより広くなつ
ている。このため、垂直射影レジスタ27、水平
射影レジスタ33のデータと、標準の文字パター
ンとが比較され、これが判定される。また、一文
字中に濃度むらや、かすれが生じている場合、文
字パターンの面積が変化するものである。このた
め、カウンタ29のデータより求められた文字パ
ターンの面積と、標準の文字パターンとが比較さ
れ、これが判別される。そして、データ処理部3
0は、上記文字パターンのサイズ、および面積の
判定結果に基づいてデイジタル信号をD/A変換
器34でアナログ信号に変換し、上記量子化回路
21における増幅回路24に供給するようになつ
ている。
次に、上記のような構成におて作用を説明す
る。まず、量子化回路21に設定された所定のス
ライスレベルにより、光電変換部20から出力さ
れるビデオ信号が2値化される。そして、レジス
タ27に形成される文字の垂直方向射影、レジス
タ33に形成される文字の水平方向射影、並びに
カウンタ29の内容により、データ処理部30で
文字の検出切出が行われるとともに、文字パター
ンのサイズおよび面積が判定される。このデータ
処理部30の判定結果において、文字パターンが
基準に近い状態となつていれば、データ処理部3
0からD/A変換器34を介して量子化回路21
に供給されるスライスレベル制御信号により、そ
の量子化回路21における増幅回路24の利得は
変化されない。この場合、量子化回路21では、
第8図のように光電変換部20からのビデオ信号
Vに対してスライスレベルSが設定され、これに
より量子化回路21から出力される2値化ビデオ
信号は文字に対応する正確な波形Dとされる。
いま、上記スライスレベルSで量子化回路21
が動作しているとき、データ処理部30の判定結
果において、文字を形成するブロツクが基準より
も細い場合、あるいは濃度が基準よりも低い場
合、前記データ処理部30で求められた文字の面
積が小さくなる。このため、スライスレベル制御
信号によつて量子化回路21における増幅回路2
4の利得が大きくされる。そして、量子化回路2
1のスライスレベルが第9図に示すようにS1に設
定されることにより、その量子化回路21から出
力される2値化ビデオ信号は波形D1から文字に
対応する正確な波形Dとなる。
さらに、スライスレベルSで量子化回路21が
動作しているとき、データ処理部30の判定結果
において、文字パターンを形成するブロツクが基
準よりも太い場合、あるいは濃度が基準よりも高
い場合、量子化回路21から出力される2値化ビ
デオ信号は第10図に示す波形D2となつてい
る。この場合、データ処理部30にて求められる
文字の面積が大きくなるため、スライスレベル制
御信号によつて、量子化回路21における増幅回
路24の利得が小さくされる。そして、量子化回
路21のスライスレベルが第10図にS3で示すよ
うに設定され、量子化回路21からは波形D3
示す2値化ビデオ信号が出力される。ところが、
これでも、データ処理部30の判定結果におい
て、文字パターンを形成するブロツク信号が基準
よりも太い場合、スライスレベル制御信号によつ
て、量子化回路21における増幅回路24の利得
がさらに小さくされる。この結果、量子化回路2
1のスライスレベルがS4に設定されることによ
り、量子化回路21から出力される2値化ビデオ
信号は波形D3から文字に対応する正確な波形D
とされる。
また、スライスレベルSで量子化回路21が動
作しているときで、焦点位置ずれにより、文字パ
ターンの判別がはつきりしない場合には、量子化
回路21から出力される2値化ビデオ信号が第1
1図に示す波形D4となる。この場合、データ処
理部30において求められる文字の面積が大きく
なるため、スライスレベル制御信号によつて量子
化回路21における増幅回路24の利得が小さく
される。そして、量子化回路21のスライスレベ
ルが第11図に示すS5に設定されることにより、
その量子化回路21から出力される2値化ビデオ
信号は、波形D4から文字に対応する正確な波形
Dとされる。
このように、データ処理部30の判定結果に基
づいて量子化回路21のスライスレベルを設定す
る動作を繰返すことにより、最適な文字パターン
を得ることができ、これにより正確な認識が可能
となる。尚、上記説明では、面積に基づいた判定
動作について説明したが、同様にしてサイズに基
づいて判定動作が行われ、これらの判定結果に基
づきスライスレベルが設定される。
第12図aは面走査器における文字の移動状態
を時間経過に沿つて示したものである。また、第
12図bは第12図aの図示中央部を拡大したも
のである。すなわち、複数のフレームにわたつて
その視野内に文字が存在しており、たとえば濃度
の高い文字に対しては、第12図bから明らかな
ように文字が太い状態から上述の動作により、
徐々に細い状態となる。しかして、標準に近くな
つた状態の文字パターンを使用すれば正確な認識
が行なえる。
ところで、データ処理部30の判定動作は次の
ように実施される。すなわち、文字パターンのサ
イズおよび面積を標準と比較する場合、例えば第
13図に示すような読取付対象文字列から明らか
なように、文字のサイズ高さが図示鎖線枠aと図
示鎖線枠bとの2種類に分類される。この場合、
文字の面積はそれぞれ異なつている。しかして、
まず、レジスタ27の垂直射影とレジスタ33の
水平射影とにより、文字のサイズを上記2種類に
分類する。そして、分類された文字群において
は、文字の高さが同じであるから、これを標準と
してフイードバツクを行い、最適な文字パターン
を認識する。こうして、文字が認識された場合、
その認識された文字パターンのサイズ、および面
積を標準とすることにより、次の文字に対するス
ライスレベルが最適であるか否かが分る。一般
に、印字文字においては、1列に並んだ文字の濃
度が略一定となつているので、前の文字に対する
スライスレベルと認識結果から、次の文字に対す
る最適なスライスレベルを予測することができ
る。
また、最適なスライスレベルを設定する場合、
スライスレベルを順次微少量づつ変化させる方法
と、スライスレベルを初めに大きく変化させてお
き、その区間を徐々に狭めていく方法とがある。
なお、この発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、この発明の要旨を変えない範囲で種々
変形実施可能なことは勿論である。
以上述べたようにこの発明によれば、上記した
構成により、データ処理部における文字パターン
のサイズおよび面積に対する判定結果に基づい
て、量子化回路の量子化レベルを設定するように
したので、文字の印字濃度および読取時における
文字に対する焦点位置のずれなどに係わらず、正
確な文字読取を行うことができる極めて高性能な
光学式文字読取装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は自己走査型面走査器を備えた光学読取
ヘツドを概略的に示す断面図、第2図a,b,c
は面走査器の自己走査方法をそれぞれ示す図、第
3図は従来の量子化回路の一例を示す図、第4図
は第3図の量子化回路の動作を説明するために示
す波形図、第5図は従来の他の量子化回路の一例
を示す図、第6図はこの発明の一実施例を示す概
略構成図、第7図は同実施例における量子化回路
の構成図、第8図、第9図、第10図および第1
1図は同実施例における量子化回路の動作を説明
するために示す波形図、第12図a,bは同実施
例の面走査器における文字の移動状態を時間経過
に沿つて示す図であり、同図aは1文字分の移動
状態を示す図、同図bは同図aの拡大図、第13
図は読取対象文字列を示す図である。 20……光電変換部、21……量子化回路、2
7……垂直射影レジスタ、29……カウンタ、3
0……データ処理部、33……水平射影レジス
タ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 光学系によつて自己走査型面走査器に文字を
    形成しこの面走査器から得られるビデオ信号を出
    力する光電変換部と、この光電変換部の出力を所
    定の量子化レベルに基づいて量子化する量子化回
    路と、この量子化回路の出力より文字の射影を生
    成する生成手段と、前記量子化回路の出力より文
    字の面積を検出する面積検出手段と、これら生成
    手段、面積検出手段の出力より、文字の検出切出
    を行うとともにその文字パターンのサイズおよび
    面積を判定しこの判定結果に基づいて上記量子化
    回路の量子化レベルを設定するとともに、前記検
    出切出された文字の認識を行うデータ処理部とを
    具備したことを特徴とする光学式文字読取装置。
JP57001546A 1982-01-08 1982-01-08 Optical character reader Granted JPS57136284A (en)

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