JPS6213713B2 - - Google Patents

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JPS6213713B2
JPS6213713B2 JP54054224A JP5422479A JPS6213713B2 JP S6213713 B2 JPS6213713 B2 JP S6213713B2 JP 54054224 A JP54054224 A JP 54054224A JP 5422479 A JP5422479 A JP 5422479A JP S6213713 B2 JPS6213713 B2 JP S6213713B2
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JP
Japan
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area
wavelength spectrum
color
character
photoelectric conversion
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JP54054224A
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English (en)
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JPS55146571A (en
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Koji Fujimoto
Fujio Kosuge
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学文字読取システムに関するもの
で、特に帳票上に文字の記入あるいは印字をやり
易くするために印刷されている記入枠、印字枠あ
るいは記入または印字欄の項目名などの映像情報
から文字の映像情報を区別して読取るための手段
に関する。
光学文字読取システムは、光学文字読取装置と
帳票とから構成され、光学文字読取装置が帳票上
に記入もしくは印字された文字、記号等を光学的
に走査し、帳票からの反射光を電気信号に変換
し、これを黒信号と白信号に2値化されたパター
ンとし、これを参照用パターンと比較して文字、
記号等を認識するものである。
帳票には記入あるいは印字位置を指定するため
に、記入枠および印字枠さらに記入または印字欄
の項目名などが印刷されている。これは記入もし
くは印字された文字の異常接近や列ずれによる認
識不能を防ぐためのものである。この記入枠、印
字枠あるいは記入または印字欄の項目名などの印
刷にはドロツプアウトカラーと称する特殊な色が
用いられ、文字に使用される色とは区別されてい
る。
帳票からの反射光を電気信号に変換した例を第
1図に示す。第1図において1と4は記入枠(ド
ロツプアウトカラー)、2と3は文字線、5は帳
票の白領域(何も記入されていない紙の部分)か
ら得られた信号レベルである。この信号から文字
部分(黒)と、文字以外の部分(白)とを区別す
るには、ある閾値lを設定し、これを境にして判
別すれば良い。ところが記入枠や印字枠からの読
取信号が白領域からの信号と同じレベルになら
ず、小さな黒信号(ノイズ)として表われてく
る。このノイズと文字線からの黒信号とに大きな
差があれば良いが、黒信号にも反射率の関係から
ばらつきがあり、小さな信号として表われてくる
場合がある。このため、実際の黒信号とノイズと
を区別するための閾値設定が非常に困難となる。
従来は、第2図に帳票の白領域に対する黒領域
の反射率を表わすPrint Contrast Signal
(PCS)=(SW−SB)/SWを示すが、光学文字読
取装置の光電変換装置におけるドロツプアウトカ
ラーのPCS値を文字線のPCS値と区別するに足る
閾値以下に押えることにより、映像信号の中から
ドロツプアウトカラーの信号を閾値によつて落
し、文字線の信号のみ取り出している。
しかしながらドロツプアウトカラーの反射特性
および文字線の反射特性は、使用される色、筆記
具によつて違いがあるし、光の波長によつても変
化する。第3図はドロツプアウトカラーとして赤
と青を使用した場合、筆記具として鉛筆とボール
ペンを使用した場合の光の波長に対する反射特性
を示したもので、縦軸が反射率、横軸が光の波長
を表わしている。
ここで筆記具として鉛筆とボールペンを用いた
場合のドロツプアウトカラーとの関係を説明す
る。筆記具として鉛筆を用いる場合には、第3図
に示すように、鉛筆の反射率102は、全ての波
長に対して小さく、赤系統のドロツプアウトカラ
ーの反射率103および青系統のドロツプアウト
カラーの反射率104はいずれも赤外領域で大き
くなるため、赤外領域では文字線のPCS値に対
し、ドロツプアウトカラーのPCS値を小さくする
ことができる。したがつて鉛筆を使用する場合
は、第4図に縦軸が相対受光感度、横軸に光の波
長をとつた、ドロツプアウトカラーの相対受光感
度特性を示すが、受光感度特性201に示すよう
に、赤外領域で受光感度の高い光電変換装置を使
えば、青系統から赤系統までのすべてのドロツプ
アウトカラーを使用することができる。しかし、
一般のボールペンを筆記具として使用する場合に
は、ボールペンが第3図の反射特性105に示す
ように、赤外領域において高い反射率を有するた
め、ボールペンで書かれた文字線のPCS値が小さ
くなり、ドロツプアウトカラーと区別することは
できない。
したがつて、第4図の受光感度特性202に示
すように赤外領域では感度がなく、可視領域で感
度のある光電変換器を使用する必要がある。しか
し、この場合、赤系統のドロツプアウトカラーは
青領域で、青系統のドロツプアウトカラーは赤領
域で光を吸収するので、ドロツプアウトカラーの
PCS値が大きくなり、S/N比が悪くなる。この
解決法としては、ドロツプアウトカラーを赤系統
に制限して、第4図の受光感度特性203に示す
ような赤領域のみに感度を持つ光電変換装置を用
いるかあるいは、ドロツプアウトカラーを青系統
に制限して、第4図の受光感度特性204に示す
ような青領域のみに感度を持つ光電変換装置を用
いる方法があり、これによつて、ドロツプアウト
カラーのPCS値を小さく押え、S/N比を向上さ
せることができる。しかし、いずれの場合もドロ
ツプアウトカラーに制限を付けなければならず装
置の使用上不便をきたすものであつた。
特に記入枠や印字枠に用いられる色によつて帳
票全体の色合が決まるので、顧客の好みの問題も
あるが、色によつて伝票の区別ができる等のメリ
ツトもあり、顧客からはドロツプアウトカラーに
制限を付けたくないとの要求が強く、ドロツプア
ウトカラーに制限を付けることは製品の機能を低
下させることにもなる。
本発明の目的は、光学文字読取システムにおい
て、一般のボールペンを筆記具として使用する場
合でも、ドロツプアウトカラーの制限を大巾に緩
和することである。
本発明は、帳票上のあらかじめ定められた領域
に印刷されたドロツプアウトカラーの反射光の波
長スペクトル特性と帳票の白領域(何も印刷また
は記入されていない領域)の反射光の波長スペク
トル特性を3原色に分解して記憶しておき、帳票
上の文字が記入または印字されている領域を走査
する時に、入力の映像信号の波長スペクトル特性
が先に記憶されている波長スペクトル特性と比較
して類似している信号を小さく押え、文字線の映
像信号から区別して落すことを特徴とする。
本発明の実施例を説明する前に、基本的な技術
思想を説明する。
まず、ドロツプアウトカラーの反射光の波長ス
ペクトルを3原色の赤と緑と青に分解するものと
し、これらを電気信号に変換したものをV ,V
,V とする。
帳票の白領域の3原色信号をV ,V ,V

し、さらに文字領域を走査した時の映像入力の3
原色信号をVR,VG,VBとすると、文字線の映
像出力信号は、次式で与えられる。
(1)式は、3次元の色空間におけるドロツプアウ
トカラーと映像入力との距離と、帳票の白領域と
映像入力との距離の相乗平均を表わしており、ド
ロツプアウトカラーの点および帳票の白領域の色
を表わす点ではVCは零となり、これら2つの点
から離れる程VCは大きくなる。このVCの出力信
号を2値化することにより文字線の2値化パター
ンを得ることができる。
第5図は本発明に使用する帳票301を示す。
本帳票は、光学文字読取装置によつて読取られる
時は、紙面に対し上方向に送られ、306の走査
線に沿つて走査されるものとする。この場合、帳
票の先頭のあらかじめ定められた領域302にド
ロツプアウトカラーが印刷されてあり、また帳票
の白領域(クリアエリア)303がある。これら
領域302及び303を特定領域と呼ぶ。これに
続いて、記入枠304、印字枠305等で示され
た文字領域がある。
第7図は本発明の一実施例を示すブロツク図
で、以下この図に沿つて構成ならびに動作を説明
する。
帳票501はローラ502によつて一定速度で
送られる。レンズ503は帳票上のパターンをダ
イクロイツクミラー504,505を経てセンサ
ー511,512,513の上に像を結ぶ。ダイ
クロイツクミラー504,505の光の波長に対
する反射および透過特性を第6図に示すが、第6
図において縦軸は反射率および透過率を示し、横
軸は光の波長をとつたものである。ダイクロイツ
クミラー504は第6図の反射特性401に示す
ように青系統の光のみを反射し、青色の映像をセ
ンサー513に映す。ダイクロイツクミラー50
5は第6図の反射特性402に示すように緑系統
の光のみを反射し、緑色の映像をセンサー512
上に映す。またダイクロイツクミラー505はフ
イルタの機能を有し、第6図の透過特性403に
示すように赤系統の光のみを透過させ、赤色の映
像をセンサー511上に映す。センサー511,
512,513はそれぞれセルフスキヤンニング
アレイセンサーを用いタイミング発生器507か
らのクロツク信号Tpによつて第5図の走査線3
06に沿つて走査し、映像信号を取り出す。セン
サー511,512,513の赤、緑、青の映像
信号はそれぞれアナログ・デイジタル変換器
(A/D変換器)521,522,523によつ
てデイジタル信号に変換される。A/D変換器5
21,522,523の出力は、それぞれラツチ
531,532,533,541,542,54
3および減算器551,552,553,55
4,555,556の入力端子に接続される。ラ
ツチ531〜533は白領域の映像信号がデイジ
タル信号に変換された映像入力V ,V ,V

タイミング発生器507からのタイミング信号T
Wによつてラツチするもので、タイミング信号TW
は紙検出器506の帳票先端検出信号SPをもと
に、センサーが第5図の白領域303の中心位置
を走査する時に発生される。また、ラツチ541
〜543はタイミング発生器507からのタイミ
ング信号TDによつてドロツプアウトカラー領域
の映像入力V ,V ,V の信号をラツチする

ので、タイミング信号TDは、前記TW同様、紙検
出器506の信号SPをもとに、センサーが第5
図のドロツプアウトカラー領域302の中心位置
を走査する時に発生される。ここで白領域および
ドロツプアウトカラー領域の映像入力をラツチす
る手段を第8図および第9図を参照して具体的に
説明する。プロセツサ500よりタイミング発生
器507に lWP、lDP P:走査ピツチ lS:帳票先端から白領域およびドロツプアウト
カラー領域の中心までの距離 lW:帳票の横端から白領域の中心までの距離 lD:帳票の横端からドロツプアウトカラー領域
の中心までの距離 の値をバスを経てスキヤンニングの前に送つてお
く。lW、lDの値は操作者がキイ入力等の方法で
あらかじめ入力され、プロセツサ500はlW
P、lDPの値を計算する。タイミング発生器5
07のブロツク図およびタイムチヤートを第9図
に示す。プロセツサ500の計算結果lWP、l
DPをバスを介してラツチ902,903にラツ
チしておく。紙検出器506は、走査線の位置か
らlSの距離の所で、帳票の先端を検出し、先端
検出信号SPを出すので、これによつて、走査線
が、ドロツプアウトカラー領域および白領域のほ
ぼ中心に来たことを知ることができる。すなわ
ち、先端検出信号がフリツプフロツプ905のト
リガ端子に供給されフリツプフロツプ905のデ
ータ入力端子には“1”が入力されているためフ
リツプフロツプ905はセツトされ、その出力
“1”を次段のフリツプフロツプ906のデータ
入力端子に出力する。フリツプフロツプ906の
トリガ端子にはブランキング信号BLKの反転出
力が入力されており、ブランキング信号BLKの
立下がりでフリツプフロツプ906はセツトさ
れ、走査選択信号TSとして“1”をアンドゲー
ト907,908に出力する。同時にフリツプフ
ロツプ906の反転出力は、フリツプフロツプ9
05をリセツトする。一方スキヤンカウンタ90
9はクロツク信号TPをカウントしており、その
値がラツチ902の値に一致するとコンパレータ
910はアンドゲート907に“1”を出力し、
アンドゲート907はクロツク信号TPのタイミ
ングでタイミング信号TWを出力する。そしてス
キヤンカウンタ909の値が、ラツチ903の値
に一致すると、コンパレータ911はアンドゲー
ト908に“1”を出力し、アンドゲート908
はクロツク信号TPのタイミングでタイミング信
号TDを出力する。スキヤンカウンタ909はブ
ランキング信号BLKの立下がりでリセツトされ
る。
このようにして第7図の各ラツチ531〜53
3,541〜543にラツチされた白領域の映像
入力V ,V ,V およびドロツプアウトカラ

領域の映像入力V ,V ,V は、一枚の帳票

走査が完了するまで各ラツチに保持される。文字
領域の走査が始まると、その映像入力はA/D変
換器521〜523によつてデイジタル信号に変
換され、このデイジタル変換された映像入力V
R,VG,VBは減算器551〜556に入力され
る。
減算器551〜556はそれぞれ、VR−V
R−V ,VG−V ,VG−V ,VB−V
,VB
−V の差値を出力し、乗算器561〜566
は、各差値の2乗値をそれぞれ計算する。加算機
571,572は、2乗値の加算を行ない、平方
根演算器(読出し専用メモリを用いて実現する)
581によつて VW=√(R +(G +(B の値を出力する。一方、加算器573,574お
よび平方根演算器582によつて VD=√(R +(G +(B の値を出力する。乗算器591はVWとVDの乗算
を行ない、平方根演算器592によつて、√W
×VD=VCの値を出力する。
以上、本発明の実施例として3次元の色空間に
おける距離の相乗平均をとつたが、単に分解され
た波長スペクトル特性の差を相乗平均すなわち VC=√(|R |+|G |+|B |) ×(|VR−V |+|VG−V |+|VB−V |) をとつても実施可能である。
また、V ,V ,V およびV ,V
,V は、
白領域およびドロツプアウトカラー領域の中心点
の値を記憶したが、各領域の中心付近の平均値を
取るとより正確な動作が期待できる。さらに、本
実施例では、3原色を用いたが、第10図の反射
特性601、透過特性602を持つダイクロイツ
クミラーを用いれば、2色で実現することも可能
である。
本発明の効果としては、光学文字読取システム
において、一般のボールペンを用いた場合におい
てもドロツプアウトカラーとして、黒に近い色を
除いてはほとんどすべての色を使用することがで
き、また3原色に近い色であれば、かなり濃度の
濃い色まで使用することができ、ドロツプアウト
カラーの制限を大巾に緩和することができる。
また、本発明を使用すれば、赤色のドロツプア
ウトカラーを使用する時には、黒だけでなく青色
の筆記具を使用することができ、逆に青色のドロ
ツプアウトカラーの場合には、赤色の筆記具を使
用することができる。
一方、文字の認識時に、記入枠あるいは、印字
枠の検出が必要な場合にも、本発明の技術思想を
応用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は帳票を光学的に読取り光電変換した後
の信号の波形図、第2図は帳票の黒領域の白領域
に対する反射率を表わす図、第3図は帳票に使用
される色の光の波長に対する反射特性を示す図、
第4図は帳票からの反射光の相対受光感度特性を
示す図、第5図は本発明で使用される帳票の一例
を示す図、第6図はダイクロイツクミラーの赤、
緑の反射特性と青の透過特性を示す図、第7図は
本発明の一実施例を示すブロツク図、第8図は、
帳票の白領域とドロツプアウトカラー領域を読取
るタイミングを説明するための図、第9図は第7
図のタイミング発生器のブロツク図とタイムチヤ
ートを示す図、第10図は反射スペクトルを2色
に分解する場合のダイクロイツクミラーの反射お
よび透過特性を示す図である。 301,501……帳票、302……ドロツプ
アウトカラー印刷領域、303……白領域、30
4……記入枠、305……印字枠、504,50
5……ダイクロイツクミラー、511,512,
513……センサー、506……紙検出器、50
7……タイミング発生器、521,522,52
3……A/D変換器、531,532,533…
…ラツチ、541,542,543……ラツチ、
551,552,553,554,555,55
6……減算器、561,562,563,56
4,565,566……乗算器、571,57
2,573,574……加算器、581,582
……平方根演算器、591……乗算器、592…
…平方根演算器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 文字の記入または印字用の枠、記入または印
    字欄の項目名などがドロツプアウトカラーで印刷
    されたガイド領域部と、前記記入枠または印字枠
    を含む文字領域とを持つ帳票上の文字を光学的に
    読み取る光学文字読取システムにおいて、 白色領域、ドロツプアウトカラーの色領域から
    成る特定領域部を、前記ガイド領域及び文字領域
    とは別に設けた帳票と、 該帳票上の各領域部の情報を光学的に検出して
    電気信号に変換する光電変換手段と、 該光電変換手段が文字領域部の光電変換に先行
    して前記特定領域部の光電変換を行い、該特定領
    域部の波長スペクトルを記憶する記憶手段と、 前記光電変換手段が文字領域部から光電変換に
    よつて得た文字の波長スペクトルと、前記記憶手
    段に記憶されている波長スペクトルとを比較し、
    類似している波長スペクトルの電気信号レベルを
    小さくする制御手段とを備えることを特徴とする
    光学文字読取システム。 2 特許請求の範囲第1項記載の光学文字読取シ
    ステムにおいて、 前記制御手段が、文字領域部の波長スペクトル
    と白色領域の波長スペクトルとの色空間における
    距離と、文字領域部の波長スペクトルとドロツプ
    アウトカラーの色領域の波長スペクトルの色空間
    における距離との相乗平均をとることにより、前
    記類似している波長スペクトルの電気信号レベル
    を小さくすることを特徴とする光学文字読取シス
    テム。 3 特許請求の範囲第1項記載の光学文字読取シ
    ステムにおいて、 文字領域部の波長スペクトルの信号値とドロツ
    プアウトカラーの色領域の波長スペクトルの信号
    値との差の絶対値の和と、文字領域部の波長スペ
    クトルの信号値と白領域の波長スペクトルの信号
    値との差の絶対値の和との相乗平均をとることに
    より、前記類似している波長スペクトルの電気信
    号レベルを小さくすることを特徴とする光学文字
    読取システム。 4 特許請求の範囲第2項及び第3項記載の光学
    文字読取システムにおいて、 前記光電変換手段は、波長スペクトルを光の3
    原色に分解することを特徴とする光学文字読取シ
    ステム。
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