JPS6314392B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は二次元に配列された光電変換デバイ
スを用いた文字読取装置に関する。

近年、百貨店、スーパーマーケツト等の小売業
界に於て、勘定場に於ける会計時間の短縮による
接客サービスの向上、誤キーインによるインプツ
トミスの防止、電算機による会計管理、在庫管理
補充発注業務の自動化等を計るため、商品の値札
に印刷された文字を手動で走査することにより光
学的に読取り、POS装置に自動入力する装置が
開発され実用化されている。

このような文字読取装置の光電変換デバイスと
して、手動走査による走査速度の変動に対して、
観測パターンの歪が生じない二次元配列光電変換
デバイスが一般的に用いられている。

一方このようなデバイスを用いた文字読取装置
に於てその二次元配列の全配列を走査する（フレ
ーム走査）時間は一次元配列の同様装置に比較し
て、その配列アレーの数に比例して長くなる欠点
をもつ。さらに二次元配列である為媒体に対する
照明が面状に必要であり、手動走査に起因する媒
体面と走査器の物理的関係が（離間距離、三方角
度）常に変化している。したがつて光電変換デバ
イスのアナログ出力は通常の機械的走査装置をも
つた文字読取装置の如く良好な出力は望め得ない
状態にあり、その量子化出力は大きな歪を受ける
ことになる。

またPOS端末として使用される目的から小型
化低価格化が追求され、その認識処理は文字の検
出から識別処理まで単一の処理機構で処理されて
いた。

したがつてフレーム走査時間が長いと云うこと
から文字の検出に於て高速走査時とりこぼしが発
生（文字抜け）しない事を考慮して、光電変換デ
バイスの観測領域の中央に媒体上の文字が観測さ
れた場合だけでなくその前後に於ても検出条件を
満足したと検知された場合には、最初に検知され
た条件に於て、識別処理が行なわれる。この際、
識別処理時間が数フレーム走査にわたつて実行さ
れる場合に於ては、光電変換デバイスが前記検出
の直后にさらに良好な文字の観測が行なわれてい
るにも拘わらず検知され得ず、前記量子化出力に
大きな歪を受けた入力パターンの識別結果を出力
する結果となり、読取拒否、誤読が多発してい
た。

しかも、走査速度が低まつた場合に於ても媒体
上の一文字、一文字が最初に検出条件を満足した
観測パターンでのみ識別結果を唯一出力していた
もので何らかの改良が望まれていた。

この発明の目的は二次元に配列された光電変換
デバイスを用いた文字読取装置に於て、媒体上の
同一文字を検出するについてより優れた検出条件
によつて得られた観測文字パターンをもつて識別
結果を出力し、誤読、読取拒否の少ない優れた認
識性能をもつた文字読取装置を提供するものであ
る。

以下この発明についての一実施例を図面を用い
て説明する。第１図は本発明に使用される走査器
の一形態であり、人が手動で走査するに充分な大
きさと重さに設計されている。この走査器は外部
からの電源入力によりランプ２によつて媒体１上
を照明し、レンズ３によつてその反射光を二次元
配列光電変換デバイス４に適当な光率をもつて投
影する。光電変換デバイス４はドライバー回路５
を通じて外部にその反射率に応じたアナログ信号
を出力する。

第２図ａは光電変換デバイスの観測領域と第１
図のレンズ３、によつて投影された文字パターン
のサイズ比較を行つたもので文字幅方向はその最
大文字幅（射影）の20％増し程度に設計され、観
測領域１２に隣接文字の侵入が起らない範囲、又
はある範囲に於て走査器の傾きが生じた場合にて
も媒体上の文字の観測が一部を欠くことなく観測
し得る領域になつている（第２図ｂ）。又、文字
高さ方向は手動走査による許容上下移動から最大
文字高さの約２倍程度が観測領域として確保され
ている。

第３図に本発明の一実施例を示す。同図におい
て、２０は読み取るべき文字が記入されている値
札、２１は第１図で示した走査器、２２は走査器
２１内の光電変換デバイスの出力を制御する走査
制御部、２３は走査器２１からの時系列電気信号
を１／０信号に量子化する量子化回路、２４は文
字検出切出部、２５は識別部である。走査制御部
２２は走査器２１の光電変換デバイスの読み出し
を指示するとともに一定周期でフレーム同期信号
２６を出力する。すなわち、２次元配列された光
電変換素子の情報が順次出力される。この出力信
号は量子化回路２３によつて２値信号に変換さ
れ、文字検出切出部２４に供給される。

文字検出切出部２４は、文字幅検出回路２４
１、文字高さ検出回路２４２、検切回路２４３、
文字幅記憶回路２４４及び制御部２４５を有す
る。文字幅検出回路２４１は量子化された文字信
号の水平方向の射影を求める水平射影レジスタを
有し、文字幅Ｗを検出する。文字高さ検出回路２
４２は文字信号の垂直方向への射影を求める垂直
射影レジスタを有し、文字高さＨを検出する。こ
のような射影を求める方法は一般に良く知られて
いるので説明を省略する。検切回路２４３も良く
知られた文字検出切出し回路であり、後述するよ
うに制御部２４５によつて読取可と判定された場
合に駆動され、識別に必要な文字信号を切り出し
て識別部２５へ供給する。制御部２４５は上記各
回路を制御する例えばマイクロプロセツサからな
る。制御部２４５はフレーム走査同期信号２６に
同期して観測領域に入力された読取文字が観測許
容範囲内にあるか否かを判定する。

観測許容範囲内にあるか否かの判定の一例を第
４図を用いて説明する。いま観測領域４０内に文
字４１があるとすれば、水平射影レジスタ４２に
は斜線部で示すように射影が得られ、その長さＷ
が文字４２の文字幅である。また、垂直射影レジ
スタ４３にも斜線部で示すように射影が得られ、
その長さＨが文字の高さである。したがつて、文
字高さ検出回路２４２で検出された文字高さが予
じめ定めた許容範囲内であること、文字幅方向に
隣接文字の侵入がないこと、媒体上の文字間余白
Ｓが水平射影レジスタ４２の両端に検出されてい
ること及び文字幅検出回路２４１で検出された文
字幅が予じめ定めた許容範囲内であることが満足
された場合には読取可と判断する。

制御部２４５は読取可と判断した場合には、文
字高さＨ及び文字幅Ｗからその読取文字の中心位
置Ｏを求め、検切回路２４３へ供給する。これに
よつて検切回路２４３は識別部２５内のパターン
メモリ２５１へ文字信号を供給するが、このとき
パターンメモリ２５１の中心に文字の中心が一致
するように文字信号を切り出し転送する。また、
同時に制御部２４５は読取可となつた文字の文字
幅Ｗ及び文字高さＨとを記憶部２４４に記憶す
る。次に、検切回路２４３が文字信号の転送終了
を検知し、線２７に識別開始信号を送出する。

識別部２５は検出切出しされた文字パターンを
収容するパターンメモリと、辞書記憶部２５２類
似度計算回路２５３、答記憶部２５４及び制御部
２５５からなる。制御部２５５は例えばマイクロ
プロセツサからなり、線２７を介して送られた識
別開始信号によつて処理を開始する。すなわち、
制御部２５５は計算回路２５３を駆動する。計算
回路２５３はパターンメモリ２５１内の入力文字
パターンと辞書記憶部２５２内の複数の標準パタ
ーンとの間の類似度を計算する回路である。各標
準パターンとの間の類似度は制御部２５５におい
てその最大値及び次最大値が求められ、更に予じ
め定められた判定期準を満たす場合に、入力文字
の識別結果が得られる。この識別結果は答記憶部
２５４に記憶される。

再び文字検出切出部２４内の制御部２４５の説
明を行なう。入力文字が観測許容範囲外にある場
合すなわち、読取不可と判定した場合、検切回路
２４３を駆動せず、文字信号を識別部２５へ転送
しない。一方、走査器２１からはフレーム同期信
号に応答して一定周期で文字信号が文字検出切出
部２４に供給される。この新しいフレームの文字
信号は、フレームの周期を適当に定めることによ
つて１つ前の文字信号と比較して、値札２０上で
は同一文字からのものとなる。したがつて、この
新しいフレームの文字信号について同様に観測許
容範囲内にあるか否かを判断した場合、もちろん
許容範囲内（読取可）であり、しかも元の文字信
号よりも優れた条件の文字信号である場合がある
ことが理解される。

より優れた条件の文字信号の一例は文字の大き
さが文字の欠けがなくなつて文字幅や文字高さが
大きくなる場合である。したがつて、制御部２４
５では、この新しいフレームの文字信号について
得た文字幅Ｗ及び文字高さＨとを記憶部２４４に
記憶されている値と比較する。その結果新しいフ
レームの文字信号のほうがより優れた条件である
ことが検出されれば、線２７に識別中止信号を出
力し、識別部２５で行つている識別処理を中断さ
せる。そして、検切回路２４３を駆動して新しい
フレームの文字信号をパターンメモリ２５１に収
容させ、収容が完了したら再び識別開始信号を線
２７に出力するように動作する。また記憶部２４
４の内容を新しいデータに改める。なお、記憶部
２４４の内容は次のフレームの文字信号が前のフ
レームの文字信号と異なるものとなつた場合には
クリアされる。

説明を簡易にする為、ここでは文字幅について
のみ判定した場合をとる。第５図のフレーム同期
信号５１に同期して観測領域に媒体上の文字パタ
ーンが入つてくる。第１フレーム５２はまだ入力
パターンがその観測領域に充分入りきらず文字幅
方向射影がその検出条件を満足しない場合を示
す。第２フレーム５３は文字幅検出条件を満足し
その文字パターンの中心にパターンメモリ２５１
に転送するこの期間データ転送状態５０は転送中
となる。またこの時の文字幅W₁は、文字高さと
同時にその値を記憶部２４４に記憶する。これに
よつて識別部２５は識別処理を開始する（61）。

この値は次のフレーム走査５４によつて検出さ
れた文字パターンについて文字高、文字幅につい
て検出条件を満足するか否かを判定され、可と判
定された場合については検出された文字幅、文字
高が先に検出され記憶部２４４に記憶されている
値と比較され、文字幅、文字高共にそれぞれの値
が等しいか又は大きい値にあるかが判定される。
３フレーム目のパターン５４は最初に検知された
２フレーム目のパターンの文字幅W₁よりその文
字幅W₂が次の条件であつたため次の検出走査に
入つたものである。

W₁＞W₂（これはH₁＞H₂の場合も同じ） 第４フレーム５５の走査によつて同様の判定が
行なわれ、その結果文字高、文字幅共に等しいか
又は大きいと判定された事により先に識別処理さ
れている検出パターン５３の識別を中止（62）し
て、新たに検出されたパターン５５の識別処理を
最初から行うものである。これと同時に検出条件
判定用の文字幅、文字高の値は新たに検出された
データに更新される。以降、フレーム５６は前記
判定条件を満足せず、フレーム５７は文字の検出
条件を満さない状態であり、最終的にフレーム５
４のパターンが識別結果を出力するものとなる。

この説明では省略したが極端に遅い走査速度で
走査器を移動した場合に於て、前の検出パターン
の識別処理が終了している場合については、新た
に検出されたパターンの識別結果と合せて最終判
定を行うことが出来ることは説明するまでもな
い。

また媒体上の同一文字を複数回読取り、複数の
出力を出さないようにする為、文字間余白（文字
と文字との間にあるスペース）の検知等によつて
前記検出条件の区切りが必要な事は云うまでもな
い。また新たに媒体上の文字を検出する場合につ
いては、その状態をフリツプフロツプ等によつて
明示する事が必要でこのような状態にある場合に
ついては当該文字については文字幅、文字高の判
定は零との比較で行なわれることも明らかであ
る。この発明によつて、二次元配列光電変換デバ
イスが全時間にわたつて利用される事になり、よ
り優れた検出パターンによつて識別が可能とな
り、この発明を利用した文字読取装置の性能が著
しく向上した。第１は識別性能は高いがその処理
時間に対する自由度が向上したことにより読取対
象文字種の増大が可能となつたことである。第２
は、検出切出部が独立したことにより走査器の移
動速度に対する自由度が向上したことである。

この発明は、観測領域に於ける文字の検出条件
を（特に文字幅方向について）ゆるめ、その範囲
に於てより優れた検出条件で検出されたパターン
をもつて識別処理を行うもので、この実施例での
べた量子化射影による文字高、文字幅の比較だけ
ではなくその他の情報を利用したものも考えられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は帳票１と走査器の概要を説明する図、
第２図ａ，ｂは二次元光電変換デバイスの観測領
域と同じくデバイスによつて投影され量子化され
た入力文字パターンの出力状態を説明する図、第
３図は本発明の一実施例を示す図、第４図は観測
領域とその入力パターン並びに文字高さ、文字幅
方向射影レジスタ、並びに入力パターンの射影状
態を説明する図、第５図は実際の走査によつて文
字幅、文字高が検出条件を満足した場合に於てよ
り優れた検出条件で入力パターンが検出された場
合について、再識別処理を行なわしむることを説
明する図である。 ２１……走査器、２２……走査制御部、２３…
…量子化回路、２４……文字検出切出部、２５…
…識別部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２次元配列の光電変換素子群からなり文字を
   走査して電気信号に変換する光電変換手段と、こ
   の手段により得られた電気信号が示す文字の幅及
   び高さが夫々予め定められた許容範囲内であるか
   否かを検出する条件検出手段と、この条件検出手
   段により許容範囲内であるとされた場合その幅及
   び高さの少くとも一方を記憶する記憶手段と、前
   記条件検出手段により許容範囲内であるとされた
   電気信号に対して文字の識別を行なう識別手段
   と、前記文字を再走査して得られる電気信号が前
   記許容範囲内である場合この幅及び高さの少くと
   も一方を前記記憶手段の対応する値と比較し、再
   走査によつて得られた電気信号のほうがより優れ
   ていることを検出する検出手段とを備え、前記識
   別手段は前記検出手段の出力信号により前記再走
   査によつて得られた電気信号に対して文字の識別
   を行なうことを特徴とする文字読取装置。 ２ 識別手段は前記検出手段の出力信号が得られ
   たときに識別処理中である場合は、その処理を中
   止して前記再走査によつて得られた電気信号に対
   して識別処理を開始するものである特許請求の範
   囲第１項記載の文字読取装置。 ３ 識別手段は前記検出手段の出力信号が得られ
   たときに識別処理を終了している場合は、その識
   別結果と前記再走査によつて得られた電気信号か
   らの識別結果とを用いて最終結果を出力するもの
   である特許請求の範囲第１項記載の文字読取装
   置。