JPS6236273B2 - - Google Patents

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JPS6236273B2
JPS6236273B2 JP54168467A JP16846779A JPS6236273B2 JP S6236273 B2 JPS6236273 B2 JP S6236273B2 JP 54168467 A JP54168467 A JP 54168467A JP 16846779 A JP16846779 A JP 16846779A JP S6236273 B2 JPS6236273 B2 JP S6236273B2
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JP54168467A
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Yuyan Makumirin Jon
Uiriamu Shuroodaa Deiru
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NASHONARU KONPYUUTAA SHISUTEMUZU Inc
Original Assignee
NASHONARU KONPYUUTAA SHISUTEMUZU Inc
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Publication date
Application filed by NASHONARU KONPYUUTAA SHISUTEMUZU Inc filed Critical NASHONARU KONPYUUTAA SHISUTEMUZU Inc
Publication of JPS5592973A publication Critical patent/JPS5592973A/ja
Publication of JPS6236273B2 publication Critical patent/JPS6236273B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/1092—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices sensing by means of TV-scanning
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K17/00—Methods or arrangements for effecting co-operative working between equipments covered by two or more of main groups G06K1/00 - G06K15/00, e.g. automatic card files incorporating conveying and reading operations
    • G06K17/0032—Apparatus for automatic testing and analysing marked record carriers, used for examinations of the multiple choice answer type
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/01—Details
    • G06K7/015—Aligning or centering of the sensing device with respect to the record carrier
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V30/00—Character recognition; Recognising digital ink; Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/10—Character recognition
    • G06V30/14—Image acquisition
    • G06V30/1444—Selective acquisition, locating or processing of specific regions, e.g. highlighted text, fiducial marks or predetermined fields
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V30/00—Character recognition; Recognising digital ink; Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/10—Character recognition

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一般に光学式マーク読取り装置、
特に書類上に記入したマークから情報を抽出する
光学式読取り装置に関するものである。
生徒の試験答案のような書類上に現われる文字
またはマークから情報を抽出するために用いられ
る慣用の光学式読取り装置では、複数の孔すなわ
ち窓を有する機械的マスクとこれらのマスク孔と
整列したホトトランジスタのアレイとから成る読
取りヘツドを用いて、マスク孔に対応する、書類
の小区域上のマークの有無についての情報を発生
させる。各書類販売者は独特の様式すなわちマー
ク区域パターンを付けた書類を用い、従つて各書
類様式には特定の書類様式のマーク区域パターン
と一致する孔パターンを有する機械的マスクを備
えた異なる読取りヘツドが必要である。典型的な
例では、機械的マスクの複数の孔は、これらの孔
と整列したホトトランジスタの対応する直線アレ
イとともに直線アレイを形成する。読取られるべ
き書類は、ホトトランジスタの直線アレイが移動
中の書類から１線ずつ情報を抽出するように、読
取りヘツドの下で運ばれる。指定されたマーク区
域を鉛筆でぬりつぶすことによつて生徒が答を記
入した試験答案にそのような光学式読取り装置を
適用した場合、対応するマスク孔によつて定めら
れた走査書類の部分から反射された光に基づいて
ホトトランジスタは信号を伝送する。光学式読取
り装置の慣用の読取りヘツドの機械的孔マスク
は、このマスクの機械的に固定された孔パターン
に相当する、書類様式からの情報を抽出するため
の光学的読取り装置の使用を制限する。光学式読
取り装置の様式感度を定めるこの技法は、種々の
書類様式からの情報を抽出するための光学式読取
り装置の融通性を制限する。
この発明の目的は、従来装置に欠点を除去する
ことにあり、融通性に富むと共に、読取精度の高
い光学式マーク読取り装置を提供することであ
る。
この発明は、その広い意味で、マークを付けた
情報を書類から１線ずつ読取つて評価するための
光学式マーク読取り装置であつて、書類の複数の
線を次々に走査して各走査線上に存在するどんな
マーク付き情報にも相当するアナログ映像出力信
号を発生するための線走査映像カメラ手段と、こ
の線走査映像カメラ手段へ接続され前記アナログ
映像出力信号をデイジタル信号に変換するための
アナログ／デイジタル変換手段と、各々が特定パ
ターンの書類区域すなわち書類場所を定める複数
の選択可能な書類様式を記憶するための記憶手段
と、前記複数の選択可能な書類様式のうちの１つ
の書類様式を選ぶためのセレクタ手段と、動作時
前記複数の選択可能な書類様式および前記アナロ
グ／デイジタル変換手段へ接続され、選ばれた書
類様式で定められた書類区域すなわち書類場所の
パターンに相当する、走査線のデイジタル信号の
部分を処理するためのデイジタル情報処理手段
と、を備え、前記デイジタル情報処理手段が、選
ばれた書類様式に応答してこの選ばれた書類様式
で定められた書類区域すなわち書類場所のパター
ンに相当する、アナログ／デイジタル変換手段か
らのデイジタル信号のデイジタル情報を累積し、
かつ前記選ばれた書類様式で定められたマーク付
き書類区域すなわち書類場所に存在する情報を表
わす複数ビツト・デイジタル出力信号を発生する
ためのデイジタル累積手段と、このデイジタル累
積手段へ接続され、妥当マークを表わすマーク区
域デイジタル情報と誤マークを表わすマーク区域
デイジタル情報とを区別するための手段と、を含
む、光学式マーク読取り装置、にある。
こゝに開示する望ましい実施例では、従来装置
の慣用の機械的マスク孔およびその関連ホトトラ
ンジスタ・アレイは、光検知素子のアレイすなわ
ち電荷結合素子を有して直線検出器を形成する市
販の線走査カメラと、複数の選択可能な書類様式
を記憶しておき選ばれた書類様式に応じて線走査
カメラによつて書類から抽出される情報を“マス
ク”するように働く記憶装置とによつて置き換え
られる。
得られる情報は白／黒記号のようなものであ
り、書類を横切る線走査カメラの走査線すなわち
掃引の白／黒記号は線走査カメラからアナログ
“映像”出力信号を発生させる。この出力信号は
アナログ／デイジタル変換器へ印加される。この
アナログ／デイジタル変換器は、デイジタル信号
を、線走査カメラ中の各光検知素子に対応して各
書類走査線の不連続部分すなわち“パイクセル
（絵素）”の白／灰色／黒レベルを表わす複数のデ
イジタル・レベルすなわち閾値に変換する。この
複数レベルのマーク密度は、よごれ、不適当な鉛
筆書きマーク・および消した答と書類上の正しい
マークまたは文字とを電子的に差別するために利
用される。
特定の書類様式に応じた移動中の書類の各走査
線の“マスキング”は、ホスト電算機または一連
のプログラマブル読出し専用メモリ（PROM）の
ような記憶装置の選ばれた記憶プログラムによつ
て制御される。所望の“マスキング”を行なうた
めに特定の記憶書類様式用に光学式読取り装置の
セツテイングを選ぶことは、簡単な機械的セレク
タ・スイツチで実施できるし、或は選ばれた書類
様式に対応して書類上に現われる情報を評価する
ためにも使用され得る外部電算機で制御できる。
こゝで使用される選択可能なメモリは、線走査
カメラの固有の高解像度出力性能を制御する。選
択可能な書類様式マスクは外部電算機またはホス
ト電算機へプログラムできるが、安価なPROMの
利用度および現状は書類様式マスキング制御手段
にそのような素子を使用させる。従つて、線走査
カメラを用いる基本的な走査装置は、読取られる
べき特定の書類様式に相当するパターンを記憶し
ている別のPROMを導入するだけで任意の書類様
式を読取るようになつている。書類様式を記憶し
ている記憶装置は、データを累積する例えばデー
タ総計器と協働して、読取られるべき書類様式の
指定されたマーク区域内のパイクセルに相当す
る、線走査カメラからのデータを総計する。従つ
て、複数の選択的に動作状態にもたらされる記憶
書類様式（その各々は特定の書類の書類様式を表
わす）を含む単一の光学式読取り装置は、どんな
書類様式も読取るのに瞬時に適用できる所望の融
通性を持つている。その結果得られる利点は、光
学式読取り装置へ供給されるべき書類の山から様
式が広範囲に変る書類をごちやまぜにして走査で
きることである。この融通性と性能は慣用の光学
式読取り装置では得られないものである。
線走査カメラは、関連光学系および光源ととも
にかつこゝに述べるような選択可能な記憶書類様
式制御回路および関連処理論理回路と組合わせ
て、従来可能であつたよりも高い解像度と融通性
をもつて書類を読取る。
この発明は、添付図面に示した実施例について
の以下の詳しい説明からもつと簡単に明らかとな
る。
第１図および第２図は従来例の光学式読取り装
置Ｓを示す。この光学式読取り装置Ｓは、光源Ｌ
によつて照射されている移動中の書類Ｄに関する
情報を１行ずつ視る（すなわち読取る）読取りヘ
ツドRHを備える。書類Ｄは、タイミング・マー
クすなわち走査マークSCMの垂直走査トラツク
STおよびマーク区域MAのパターンを有する書
類様式を呈する。マーク区域MAのパターンは、
試験の答案用紙のように、例えばマーク区域MA
を鉛筆で黒くぬりつぶすことによつて形成された
データ・マークDMを解するのに適している。読
取りヘツドRHは、孔すなわち窓Ｗの直線状アレ
イを有する機械的マスクＭと各窓毎に設けられた
光検出器Ｐとから成る。この光検出器Ｐは、書類
のマーク区域部分で反射されて反応する窓Ｗを通
過した光を表わす電気信号を信号処理回路SPへ
伝送する。この信号処理回路SPは、それぞれの
光検出器Ｐで読取られたマーク区域MA中にデー
タ・マークDMが有るか無いかを識別するように
働く。走査トラツクSTと整列した窓に対応する
光検出器Ｐは所定の時点で読取りヘツドRHによ
つて読取られているマーク区域の行を識別させ
る。
第１図および第２図に示した古風な読取りヘツ
ドRHは、第３図に示すこの発明に係る光学式マ
ーク読取り装置の一実施例では、線走査カメラ
LSおよびデイジタル処理装置によつて置き換え
られる。線走査カメラLSは、1024個の電荷結合
素子から成る線走査カメラで構成されたフエアチ
ヤイルド（Fairchild）モデルCCD1300のような
市販の線走査カメラ装置を使つて適当に実施でき
る。線走査カメラの1024個の電荷結合素子モジユ
ールは、移動中の書類Ｄの照射された線に相当す
る光学的情報の線を検知する線走査アレイを形成
し、かつ書類Ｄの所定の走査線SL上に存在する
データすなわち情報の像の種々の区域の輝度に比
例するアナログ波形を作る。高密度すなわち線走
査カメラLSの線走査アレイの1024個の素子は、
幅215mm（8.5インチ）の書類の走査25.4mm（１イ
ンチ）毎に100個以上の検知素子に相当し、事実
上、光学的情報を抽出するための連続するパイク
セル（絵素）組となる。従つて、各マーク区域
MAは従来例の単一の不連続な光検出器Ｐとは対
照的に複数個の光点に変換され、もつて第１図お
よび第２図に示した従来例の光学式読取り装置に
くらべてこの発明の光学式マーク読取り装置１０
の解像度をかなり増加させる。従つて、上述した
ような線走査カメラを使用すれば、従来例のよう
に書類様式内の各マーク区域の固定位置を機械的
に特定する必要がなく、むしろ書類様式設計者に
とつては任意所望の位置にマーク区域を置ける。
これは、線走査カメラが高解像度であるので、書
類の幅方向での所定の掃引で多くのパイクセルが
質問されるためである。書類が垂直走査方向に移
動すると、書類の次々の掃引すなわち線が線走査
カメラLSに曝される。従つて、線走査カメラの
掃引線と直角に書類が垂直移動することと結び付
いた書類の幅方向での線走査カメラの水平掃引に
より、CRTデイスプレイにおけるようなラスタ
走査性能等価物が得られる。
説明の都合上、線走査カメラの走査方向が水平
方向をそして書類Ｄの移動方向が垂直方向を表わ
すとすれば、水平方向での線走査カメラLSの線
掃引作用は複数個の走査光点すなわちパイクセル
を生じ、そして書類の移動は書類１行のマーク区
域MAのうちの諸マーク区域MAの次々の垂直増
分すなわち線を別な走査光点すなわちパイクセル
に曝す。従つて、第５図に示すように、複数個の
走査光点すなわちパイクセルPixは従来例の単一
の光検出器による“走査点”と対照的に１つのマ
ーク区域MAを定める。このために、マーク区域
MA中のデータ・マークDMを検出する精度は相
当高くなる。典型的な例では、線走査カメラは超
高速例えば５〜10MHzで走査掃引を生じる。
線走査カメラLSによつて各パイクセルで導出
された光学的情報はアナログ信号としてアナログ
信号処理回路SCへ伝送される。このアナログ信
号処理回路SCは、その一部が、パイクセルを表
わす各アナログ信号を２ビツトのデイジタル信号
（これは各パイクセルに対して４レベルのグレ
イ・スケールを確立する）に変換するように働
く。もし別なグレイ・スケール解像度が必要な
ら、３ビツト以上のデイジタル信号を発生させれ
ば良い。
書類Ｄのマーク区域MA中のデータ・マーク
DMの有る無しについて生徒の試験答案を採点す
るための光学式マーク読取り装置１０の用途で
は、第１デイジタル・レベルはどんなマークも無
いことを表わすものとして定められることがで
き、第２デイジタル・レベルは低密度マーク、う
すく付けられたマーク、よごれ或は消し跡を示
し、第３デイジタル・レベルは中間密度マークに
相当し、そして第４デイジタル・レベルは鉛筆で
まつ黒にぬりつぶしたマーク区域に相当する高密
度マークを示す。同様な複数レベル判別技術は今
日の走査器では普通に用いられており、製造業者
次第で変る唯一のパラメータは用いられる密度レ
ベルの特定数である。
所定のマーク区域MAを定める複数個の走査光
点すなわちパイクセルに関連した高解像度性能
は、市販の光学式読取り装置で得られるよりもは
るかに細密なレベルの相対マーク密度解像度を許
す。これは、生徒の試験答案や選挙投票を処理す
る際に使用される書類を読取る場合、極めて重要
である。その理由は、大抵の場合人が心変りをし
て書類をよごしたり消し跡を付けたりすることに
なるためである。無関係なマークと答案や投票用
紙に付けたマークとをはつきり区別するための基
準を作ることが重要である。アナログ信号処理回
路SCからの、パイクセルに対応するデイジタル
出力はマーク区域総計器MTへ伝送される。この
マーク区域総計器MTは、記憶装置SMの、セレ
クタ・スイツチSWで選ばれたようなどれか１個
のメモリSM１，SM２，……SMnに記憶されてい
る書類様式によつて指図されたような書類Ｄの１
行の所定マーク区域MAのためのデイジタル・レ
ベルを認めかつ累積する。アナログ信号処理回路
SCから伝送されて来た、選ばれた書類様式のマ
ーク区域MAに相当しないどんなデイジタル・レ
ベル情報もマーク区域総計器MTによつて無視さ
れる。所定の１行の全部のパイクセルのデイジタ
ル・レベルがマーク区域総計器MTに累積された
後、このデイジタル情報は12ビツトのデイジタル
語として情報処理器IP（第４図）へ伝送される。
書類Ｄが生徒の試験答案の場合、評価はそれを採
点することである。
記憶装置SMのメモリSM１，SM２，……SMn
は、ハリス（Harris）PROM1024（商標）のよう
な市販のプログラマブル読出し専用メモリ
（PROM）を使つて最も適切に実施できる。各
PROMはマーク区域MAと走査マークSCMの２次
元パターンに対応する特定の書類様式に応じてプ
ログラムされる。記憶されている様式は、特定の
書類様式のマーク区域場所および走査マーク場所
の位置だけに在る“孔”を有する“電子的なマス
ク”を表わす。光学式マーク読取り装置１０が異
なる書類様式から情報を抽出する能力は、セレク
タ・スイツチSWを介してマーク区域総計器MT
へ選択的に接続される個々のPROMの数だけによ
つて制限される。
PROMに記憶されている様式のパターンは、各
マーク区域MAおよび走査マークSCMの水平方向
寸法すなわち幅を確立し、かつ更にマーク区域
MAおよび走査マークSCMの垂直方向寸法を決定
する走査線の数を確立する。書類様式を記憶する
ことに加えて、各PROMはプログラム操作を実行
するための制御語を含む。以後使用するような用
語“走査行”は、選ばれたメモリによつて指図さ
れたような多数のカメラ掃引線すなわち走査線が
完了された後、走査される書類の所定行の２次元
マーク区域MAおよび走査マークSCMの全部のパ
イクセルの総計に相当する。
試験答案を採点する際、マーク区域総計器MT
は、セレクタ・スイツチSWによつて選ばれた、
記憶されている書類様式に相当する。書類Ｄのそ
れぞれのマーク区域MA内に存在する鉛筆書きを
“考案する”ように働く。
移動中の書類Ｄの走査線SLは、線光源２０に
よつて照射される。書類Ｄに線照射を当てるため
に多数の線光源装置が入手でき、適当な光源を選
ぶことは当業者にとつて簡単なことである。線光
源２０は、細長い円筒管状光反射手段２２内に置
かれた市販の細長い円筒白熱灯２１を含む。光反
射手段２２は光拡散ストリツプ窓２３を通して一
様な光パターンを生じる。光反射手段２２は、光
拡散ストリツプ窓２３以外の外面に光反射被覆２
６が塗布された管状ガラス部材２５から成る。こ
のガラス部材２５の、光拡散ストリツプ窓２３が
設けられた表面区域は、エツチング、砂吹き付け
などのような適当な方法で処理され、光拡散スト
リツプ窓２３に光拡散特性を与える。メタライズ
被覆であり得る光反射被覆は、白熱灯２１から発
した光を集中させて光拡散ストリツプ窓２３を透
過させる。円筒棒レンズ（図示しない）を線光源
２０と書類Ｄの間に置いて、線光源２０の線照射
出力を書類Ｄ（これは線走査カメラLSによつて
走査される）の走査線SL部分に更に集中させる
ことができる。
第４図は、第３図のアナログ信号処理回路SC
の代表的な実施例である。マーク区域総計器MT
は、説明の都合上、複数個のレジスタまたはカウ
ンタ５２から成るものとして図示されている。マ
ーク区域総計器MTと記憶装置SM（この記憶装
置SMはセレクタ・スイツチSWにより論理制御
回路Ｌを介してマーク区域総計器MTへ結合され
る）とのタイミング従つて同期は、線走査カメラ
LSのクロツク制御出力によつてとられる。カウ
ンタ５２の数は、メモリSM１，SM２，SM３…
…SMnに記憶されているどの書類様式の走査行
のマーク区域MAの最大数と同じである。
動作時、線走査カメラLSの掃引によつて生じ
られるアナログ出力は、アナログ信号処理回路
SCによつて変換され、その後マーク区域総計器
MTへ伝送されて適当なカウンタ５２に記憶され
る。記憶されている特定の書類様式を表わす。選
ばれたメモリの出力は、線走査カメラLSの掃引
と下記のように同期される。すなわち、任意のパ
イクセルに対し、選ばれた書類様式はこのパイク
セルに相当するデイジタル情報が特定の書類様式
のマーク区域MAに相当するかどうかを、マーク
区域に相当するデイジタル情報をマーク区域総計
器MTに累積させることにより、指図する。従つ
て、線走査カメラLSが書類を横切つて次々に掃
引すると、セレクタ・スイツチSWによつて選ば
れた書類様式のマーク区域MAのパイクセルに相
当する、アナログ信号処理回路SCによつて生じ
られたデイジタル情報は、マーク区域総計器MT
のそれぞれのカウンタ５２に累積される。書類Ｄ
の走査行の走査動作の結果、マーク区域総計器
MTに記憶されるような走査行のそれぞれのマー
ク区域MAでのデイジタル計数は、情報処理器IP
（この代表的な例は汎用電算機またはホスト電算
機であり得る）による処理のために伝送される。
マーク区域総計器MTによつて情報処理器IPへ
伝送されるデータ点の数が典型的な例では書類上
のマーク区域情報の正確な評価のために必要な解
像度弁別をはるかに超えるので、第９図に示すよ
うなレンジ・コンバータRCまたはデータ減少技
法を用いて、情報処理器IPによる処理のために最
終的に伝送されるデータ点を減少させることがで
きる。
上述した実施例では、書類様式のマーク区域
MAの定義、場所、量および寸法は、記憶装置
SMの選ばれたメモリに記憶されている書類様式
によつて制御される。記憶装置SMは線走査カメ
ラLSの出力掃引と下記のように同期される。す
なわち、パイクセル読取りがアナログ信号処理回
路SCへ次々に提示されると、線走査カメラLSの
対応するクロツク信号は選ばれたメモリSM１な
どの読取りと同期される。例えば、選ばれたメモ
リから２進教“１”が読取られると、これは論理
制御回路Ｌによつて決定されたような特定のカウ
ンタ５２に対応するデイジタル情報を記憶させる
ことになる。他方、もし特定のパイクセルでの、
記憶装置SMの選ばれたメモリからの出力が２進
数“０”であるならば、アナログ信号処理回路
SCからの対応するデイジタル情報はマーク区域
総計器MT中のカウンタへ入れられない。従つ
て、選ばれたメモリSM１……SMnからの２進数
“１”出力は記憶されている書類様式の１つのマ
ーク区域MAを定めるが、２進数“０”出力はマ
ーク区域MA以外の書類区域を定める。メモリ
SM１……SMnの他の非常に重要な機能はその内
部に記憶された情報であつて、これは走査トラツ
クST（これは走査行位置決めおよび場所情報を
提供する）の走査マークSCMに相当する、記憶
されている書類様式上の場所を定める。走査マー
クSCMは、線走査カメラLSによつて生じられた
走査線に対して書類のマーク区域行の場所を定め
るように働く。
検証回路VRは、書類の有無を表わす、アナロ
グ信号処理回路SCからの出力を翻訳する。アナ
ログ信号処理回路SC中の比較器４３は、線走査
カメラLSの下に書類が有るか無いかを示す信号
を発生する。
記憶装置SMのメモリを構成するためにPROM
を使用するとすれば、この情報およびマーク区域
書類様式はPROMヘインプリントされる。安価で
あり得るPROMは、従つて、特定の書類様式のマ
ーク区域MAおよび走査マークSCMを定めるため
のシステム情報になる。
第６図ないし第８図に略図で示した信号処理装
置の詳しい構成を説明するに先立つて、下記の用
語を定義しておく。
走査マーク視窓（SMLW）： 画面について測定された走査マークを囲む水平
タイミング信号。
映像妥当（VV）： フエアチヤイルド社製の線走査カメラによつて
発生され妥当な映像情報の存在を示す論理信
号。
走査間隔（SI）： 線走査カメラの走査線について測定され、適切
な持続時間の走査マークに応答して発生される
とともに規定の時間限度内に現われる垂直タイ
ミング信号、走査間隔は、妥当な走査マークを
検出することに続いて同一の走査線でたゞちに
開始する。総持続時間は行走査遅延、行走査の
長さおよびいたずら書き消し時間の和に等し
い。
行走査遅延（RSD）： 走査マークを分離する線の数に相当する走査線
および行走査の前縁に相当する線についての遅
延。
行走査（RS）： １行のマーク区域のうちのマーク区域を構成す
る多数のカメラ走査線で表わされた時間々隔。
いたずら書き消し（DE）： 行走査の前縁から走査間隔の後縁まで延びるカ
メラ走査線の数で表わされた時間々隔。この時
間々隔は保護領域を形成し、これに比べて本当
の走査マークと関連のあるどんな間違いマーク
や書類上のいたずら書きも無視される。
マーク走査間隔（MSI）： マーク区域の水平走査線中のパイクセルの数で
ある。
第６図ないし第８図の各回路部品の命名法は、
テキサス・インスツル−メント社などから市販さ
れている部品に付けられている慣用のJEDEC表
示である。
第６図には、記憶装置SMを構成する４個のメ
モリ（PROM）SM１，SM２，SM３およびSM４
が示されている。各メモリはセレクタ・スイツチ
SWで選択できる。メモリ・アドレス指定装置PA
は、記憶装置SMのメモリの各プログラムに記憶
されている３種類のデータを呼出す。記憶されて
いるデータとは、走査マーク・パラメータ、マー
ク区域垂直パラメータおよびマーク区域水平パラ
メータである。走査マーク・パラメータは、第５
図の走査マーク視窓（SMLW）の位置および持
続時間を定め、かつ走査マークの最長持続時間お
よび最短持続時間をも決定する。マーク区域垂直
パラメータは、第５図の行走査遅延、行走査持続
時間およびいたずら書き消し時間を決定する。マ
ーク区域水平パラメータMSIは、マーク区域の水
平場所および水平寸法を扱い、線走査カメラLS
の走査線沿いのパターンを定める。書類の位置決
めの変動を補償するために、マーク区域位置決め
信号も供給される。
記憶装置SMの各PROMは例えば256×4ROMで
あり得る。各PROMに記憶されるデータの機構
は、各PROM中の最初の16のアドレス場所が集合
的にPROM制御語と云われる走査マーク、行走査
遅延、行走査およびいたずら書き消しデータを含
むが、各PROMの残りの240のアドレス場所が特
定の書類様式のマーク区域パターンに関係するデ
ータのみを含むようなものである。
線走査カメラの走査動作に対する記憶データと
関係して、制御語情報は線走査カメラの“フライ
バツク”時間すなわち休止時間と関係させられ得
るが、他方マーク区域場所情報の呼出しは線走査
カメラの活動時間中維持される。記憶装置SMを
実施するための適当なPROMはハリスPROM１０
２４である。
休止時間中、２進カウンタBC１，BC２および
BC３から成るメモリ・アドレス指定装置PAは、
PROM制御語データに対応するアドレスによつて
クロツク動作される。適切な制御語ロード波形Ｓ
０〜Ｓ９は制御語ロード信号回路CWによつて発
生される。線走査カメラLSの線走査の活動時間
中、記憶装置SMの選ばれたPROMはメモリ・ア
ドレス指定装置PAからの累積計数出力に応答し
て４ビツトのデータ出力Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２および
Ｒ３を生じ、もつて選ばれたPROMの書類様式の
マーク区域MAを定める。選ばれたPROMからの
４ビツトのデータ出力は、パイクセル走査イネー
ブル信号PSEとしてマルチブレツクス回路MXを
通してマーク区域総計器MTへ伝送され、選ばれ
た書類様式のマーク区域MA内に現われるパイク
セル情報を総計させる。
説明の都合上、線走査カメラLSの下方の書類
の水平位置決めは定期的にかつ正確に行なわれる
と仮定するが、実際には次々の書類の水平位置は
変り得る。書類の位置の変動に適応させるため
に、マーク区域MAの位置は走査マークSMの前
縁を基準にされる。そのために、第７図の走査ト
ラツク視窓回路STLによつて発生される信号
STLWで決められるような走査トラツク視窓の開
始と問題の特定書類の走査マークSMの前縁との
問の真の変位およびこれに相当するパイクセル計
数が検出される。このようにして得られた計数は
補正量であり、この補正量によつて第６図中のメ
モリ・アドレス指定装置PAが調節される。第６
図に示されてダウン・カウンタDC１およびDC２
から成る水平マーク区域補正回路HMAは、走査
トラツク視窓の前縁と走査マークSMの前縁との
間の時間々隔に相当する補償計数をメモリ・アド
レス指定装置すなわちPROMアドレス発生器PA
へ供給する。ダウン・カウンタDC１およびDC２
は、入力として走査トラツク視窓信号STLWを有
するＪ／Ｋフリツプフロツプ回路FF１によつて
動作可能にされる。
第７図の走査トラツク視窓回路STLの走査ト
ラツク視窓についてのパラメータは絶対開始場所
および持続時間であつて、、両方共パイクセルで
表わされる。第６図中の制御語ロード信号回路
CWによつて発生されるようなロード信号０，
１および２は最初の３つのPROMアドレスと
同期し、そしてこのデータはゲートＧ１を通して
ダウン・カウンタDC２′，DC３およびDC４へロ
ードされてクロツク動作させられる。ダウン計数
値がゼロに達すると、Ｊ／Ｋフリツプフロツプ回
路FF２は走査トラツク視窓信号STLWを発生す
る。
走査トラツク視窓信号STLWの発生中、走査マ
ークSCMの幅は、走査マーク幅検証回路SMVに
よつて所定の最大限界および最小限界に対してチ
エツクされる。走査マークSCMの幅の最大限界
および最小限界は、各々PROMアドレスの次の３
つのアドレス場所にある６ビツト・コードで表わ
される。最大および最小の走査マーク幅データは
線走査カメラの休止時間中ロード信号３，４
および５によりダウン・カウンタDC５，DC
６，DC７およびDC８へロードされる。もし走査
マークSCMの持続時間が所定の限界内にあるな
らば、走査間隔信号SIはフリツプフロツプ回路
FF３によつて発生される。
行走査遅延、行走査長さおよびいたずら書き消
し時間は全部、線走査で測定されたそれぞれ
PROMアドレス６，７および８を占める４ビツ
ト・コードで表わされる。このデータはロード信
号６，７および８によつて線走査カメラ
LSの休止時間中ダウン・カウンタDC９，DC１
０およびDC１１へロードされる。ダウン・カウ
ンタDC９は走査間隔信号SIが発生されるまで動
作可能状態にあるが、ダウン・カウンタDC１０
はゲートＧ２へ印加される行走査信号RSおよび
走査間隔信号SIに応答して動作不能にされる。線
走査カメラの活動時間中ダウン・カウンタDC９
のクロツク動作は、走査間隔信号SIの発生に続い
て次の走査線で開始する。行走査遅延に相当する
計数に続いてダウン・カウンタDC９がゼロに達
すると、フリツプフロツプ回路FF４は状態を変
えて行走査信号RSを供給する。この行走査信号
RSはダウン・カウンタDC９を動作不能にするが
ダウン・カウンタDC１０を動作可能にし、その
計数内容は行走査長さに相当する。ダウン・カウ
ンタDC１０の計数がゼロに達した後、出力パル
スＣ０は行走査信号RSを終らせかつダウン・カ
ウンタDC１１を動作可能にし、その計数内容は
いたずら書き消し時間に相当する。同様に、ダウ
ン・カウンタDC１１の計数がゼロに達すると、
走査間隔終了信号ESIが発生されてフリツプフロ
ツプ回路FF３の走査間隔信号を終らせる。
マーク区域総計器MTの具体例は、第８図にブ
ロツク図で示すようにRAMアドレス発生器
RAG，RAM記憶装置RMSおよび加算回路ADDか
ら成る。
RAMアドレス発生器RAGは、行走査開始信号
BRSによつて行走査の始めにアドレス０へクリヤ
ーされる２進カウンタBC１′およびBC２′から成
る。
総計プロセスは、書類のマーク区域の１線ずつ
の走査中線走査カメラから生じるアナログ出力に
相当する２ビツトのデータを累積する。各マーク
区域の線内容はRAM記憶装置RMS中の異なるア
ドレスに記憶される。書類が垂直に動くのにつれ
て、次々の水平走査線に相当するマーク区域デー
タはRAM記憶装置RMSのRAM素子と関連した加
算回路ADDを通して先行の走査線の内容へ加算
される。行走査が完了すると、すなわちマーク区
域の完全な垂直寸法をカバーするために１走査行
のマーク区域の線走査が充分になると、RAM記
憶装置RMSは選ばれた書類様式の走査行のマー
ク区域MAに相当する異なるアドレス場所に12ビ
ツト２進コードを含む。各12ビツト２進語は、特
定のマーク区域を構成する全部のパイクセル加重
値の和に相当する。この記憶情報は情報処理回路
７０で使用するために伝送され、そして情報処理
回路７０は上述したようにホスト電算機であり得
る。電算機との結合（handshake）すなわち情報
が入手できそして電算機がこの情報を受け入れる
用意がとゝのつたことを示すことに対して電算機
に準備態勢をとらせるプロセスは、電算機結合回
路CAHによつて達成されることができる。第７
図中のダウン・カウンタDC１０によつて発生さ
れる行走査終了信号ERSはデータ準備信号とし
て情報処理回路７０へ論理回路LCを通して供給
される。情報処理回路７０からのデータ要求信号
に応答して論理回路LCはRAM記憶装置RMS中で
総計されるそれぞれのマーク区域MAのパイクセ
ル加重値に相当する12ビツト語（Ｄ０〜Ｄ１１）
を情報処理回路７０に転送させる。
第９図にブロツク図で示したレンジ・コンバー
タRCは、マーク区域総計器MTの12ビツト２進
出力語を情報処理器IPへの４ビツト２進入力に低
減する。レンジ・コンバータRCは４ビツト×256
語のROM Ｒ１，Ｒ２およびＲ３の直並列組み合
わせから成る。ROM Ｒ１，Ｒ２およびＲ３は、
ハリスPROM１０２４Ａのような市販のPROMを
使つて実施できる。
各ROMは８入力を有する。第９図の実施例で
は、マーク区域総計器MTによつて発生される12
ビツト２進語のうちの上位６ビツト（6MSB）は
ROM Ｒ１の８入力のうちの６入力として供給さ
れ、そして下位６ビツト（6LSB）はROM Ｒ２
の８入力のうちの６入力として供給される。
ROM Ｒ１の残り２入力は記憶装置SMの選ばれ
たメモリから論理制御回路Ｌを通して２ビツトの
レンジ・フアクタ情報すなわち圧縮率情報を受け
入れるが、ROM Ｒ２の残り２入力は論理制御回
路Ｌを通して選ばれたメモリから２ビツトのオフ
セツト・フアクタ情報を受け入れる。ROM Ｒ
１，Ｒ２のそれぞれ２ビツトのレンジ・フアクタ
入力、２ビツトのオフセツト・フアクタ入力は、
４つの可能なレンジ・フアクタ入力信号（００，
０１，１０および１１）、４つの別々のオフセツ
ト・フアクタ入力信号（００，０１，１０および
１１）になる。従つて、ROM Ｒ１，Ｒ２のそれ
ぞれレンジ・フアクタ入力、オフセツト・フアク
タ入力は、各ROM Ｒ１，Ｒ２の４つ別々にプロ
グラムされるセクシヨンのどれか１つを選ぶこと
ができる。選ばれたメモリの記憶されている２進
レンジ・フアクタ情報は、マーク区域総計器MT
の12ビツト出力のうちの6MSBを処理するために
ROM Ｒ１の４つ別々にプログラムされるセクシ
ヨンのどれが選ばれるかを決定する。同様に、選
ばれたメモリ中に記憶されているオフセツト・フ
アクタ情報は、ROM Ｒ２の４つのプログラムさ
れるセクシヨンのどれがマーク区域総計器MTの
12ビツト出力のうちの6LSBを供給することを決
定する。
ROM Ｒ１へのレンジ・フアクタ入力は、
6MSBと関連した上限レンジ制御を提供する。
ROM Ｒ２へのオフセツト・フアクタ入力は、可
変下限ゼロ・オフセツト制御を提供する。従つ
て、ROM Ｒ２のプログラムをゼロから或る所定
レベルまでのLSBに応答させる代りに、オフセツ
ト・フアクタ入力は6LSBのうちの最下位桁を無
視する能力を提供する。従つて、マーク区域総計
器MTの12ビツト出力の下端でのゼロ・オフセツ
ト能力および12ビツト出力の上限レンジ制御は、
マーク区域総計器MTの12ビツト２進出力語の予
め選ばれた部分を処理させる。
この圧縮技術は、真のデータ・マークから予想
されるよりも小さいマーク区域計数値を無視する
ためのかつデータ・マークに相当するマーク区域
計数値について全解像度を用いるための根拠にな
る。
従つて、ROM Ｒ１およびＲ２は、マーク区域
総計器MTの総計された出力を取り出し、かつ一
番黒いデータ・マークがROM Ｒ３のフル・スケ
ール・レンジに相当するようにこの出力を定め
る。
ROM Ｒ１およびＲ２の各４ビツト出力は
ROM Ｒ３への８入力とし役立つ。ROM Ｒ３は
そのプログラミングに応じて８ビツト入力を４ビ
ツト出力に変換する。ROM Ｒ３の４ビツト出力
は情報処理器IPへの入力として役立つ。ROM Ｒ
１，Ｒ２およびＲ３は、幾つかの既知の圧縮関数
技術のどれか、すなわち、対数、放物線、直線な
どに応じてプログラムすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は従来例の光学式読取り装
置に用いられた慣用の機械的孔／マスク式読取り
ヘツドのそれぞれ斜視図および断面図、第３図は
光学式マーク読取り装置の書類様式を定めるため
に選択可能なPROMを用いるこの発明の実施例を
一部ブロツク図で示す斜視図、第４図は第３図の
実施例のブロツク図、第５図は書類の１行の走査
マークおよびマーク区域に関連した走査間隔を含
む書類様式の図、第６図ないし第８図は第３図お
よび第４図に示した実施例の詳しいブロツク図、
第９図はマーク区域総計器と情報処理器の間にデ
ータ減少器を含む第４図の変形例のブロツク図で
ある。 １０は光学式マーク読取り装置、２０は線光
源、Ｄは書類、SCMは走査マーク、MAはマーク
区域、DMはデータ・マーク、SLは走査線、LS
は線走査カメラ、SCはアナログ信号処理回路、
MTはマーク区域総計器、SWはセレクタ・スイ
ツチ、SMは記憶装置、SM１……SMnはメモリで
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ マークを付けた情報を書類から１線ずつ読取
    つて評価するための光学式マーク読取り装置であ
    つて、書類の複数の線を次々に走査して各走査線
    上に存在するどんなマーク付き情報にも相当する
    アナログ映像出力信号を発生するための線走査映
    像カメラ手段と、 この線走査映像カメラ手段へ接続され、前記ア
    ナログ映像出力信号をデイジタル信号に変換する
    ためのアナログ／デイジタル変換手段と、 各々が特定パターンの書類区域すなわち書類場
    所を定める複数の選択可能な書類様式を記憶する
    ための記憶手段と、 前記複数の選択可能な書類様式のうちの１つの
    書類様式を選ぶためのセレクタ手段と、 動作時前記複数の選択可能な書類様式および前
    記アナログ／デイジタル変換手段へ接続され、選
    ばれた書類様式で定められた書類区域すなわち書
    類場所のパターンに相当する、走査線のデイジタ
    ル信号の部分を処理するためのデイジタル情報処
    理手段と、 を備え、 前記デイジタル情報処理手段が、 選ばれた書類様式に応答してこの選ばれた書類
    様式で定められた書類区域すなわち書類場所のパ
    ターンに相当する、アナログ／デイジタル変換手
    段からのデイジタル信号のデイジタル情報を累積
    し、かつ前記選ばれた書類様式で定められたマー
    ク付き書類区域すなわち書類場所に存在する情報
    を表わす複数ビツト・デイジタル出力信号を発生
    するためのデイジタル累積手段と、 このデイジタル累積手段へ接続され、妥当マー
    クを表わすマーク区域デイジタル情報と誤マーク
    を表わすマーク区域デイジタル情報とを区別する
    ための手段と、 を含む、 光学式マーク読取り装置。 ２ 記憶手段は複数個のプログラマブル読出し専
    用メモリであり、複数の選択可能な書類様式の
    各々が１つのプログラマブル読出し専用メモリに
    記憶される特許請求の範囲第１項記載の光学式マ
    ーク読取装置。 ３ 書類は生徒の答案用紙または選挙の投票用紙
    であり、前記書類の定められたマーク区域内に
    個々の選択に応じて例えば鉛筆書きのマークを付
    け、書類様式は所定パターンのマーク区域および
    システム・タイミング用の予め印刷してある走査
    マークを含み、デイジタル累積手段は選ばれた書
    類様式のマーク区域パターン内でのマークの有無
    を表わす複数ビツト・デイジタル出力信号を発生
    する特許請求の範囲第１項記載の光学式マーク読
    取り装置。 ４ 線走査映像カメラ手段の書類走査線を照射す
    るための線光源を更に含み、前記線走査映像カメ
    ラ手段が光応答素子の直線アレイを含み、アナロ
    グ映像出力信号が前記光応答素子に対応する、書
    類の部分で反射された光のレベルを表わす特許請
    求の範囲第３項記載の光学式マーク読取り装置。 ５ セレクタ手段は、複数の選択可能な書類様式
    のうちの１つの書類様式とともに、問題の特定パ
    ターンの書類区域すなわち書類場所を定める電子
    的マスクを形成する特許請求の範囲第１項記載の
    光学式マーク読取り装置。 ６ 電子的マスクを形成するための手段がプログ
    ラマブル読出し専用メモリである特許請求の範囲
    第５項記載の光学式マーク読取り装置。 ７ 選択可能な各書類様式がシステム・タイミン
    グ用の予め印刷しておいた走査マークを含む特許
    請求の範囲第６項記載の光学式マーク読取り装
    置。
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