JPS6141030B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセンサの視野よりも大きい文字、記号
等を読取る光学的文字読取方式に関するものであ
る。

一般の光学的文字読取装置においては、第１図
に示す如く用紙５上の文字、記号等（以下単に文
字という）６を光学系１を通して光電変換素子か
らなるイメージセンサ２に結像させ、イメージセ
ンサ２からのアナログ信号を２値化回路３で用紙
の白と文字の黒とに対応させて２値信号に変換
し、（以下２値信号を白黒パターンと称す）識別
回路４で文字の認識を行なうものである。この
際、垂直方向にはイメージセンサ２が電気的に走
査され、水平方向８にはイメージセンサ２が２次
元センサのとき電気的に走査されると共に光学系
あるいは用紙が機械的に移動されて文字を読取る
ことになり、又イメージセンサ２が１次元センサ
のとき光学系あるいは用紙が機械的に移動されて
文字を読取ることになる。なお、用紙５は図示し
ていない光源により照明されている。

上述したように光学的に文字を読取る場合、１
次元センサにより文字を２次元的にとらえるため
には、水平方向８にイメージセンサ２を用紙５と
相対的に一定速度で移動させる必要がある。更に
用紙５に対するイメージセンサ２の移動速度が既
知でない場合には、文字全域に互つて白黒パター
ンを記憶することが必要となり、この場合記憶容
量を大きくしなければならないので高価となる。

又、２次元センサを用いても用紙に対する移動
速度が変化する場合には、第２図ａに示す如く、
センサの視野１０内に読取ろうとする文字６の全
体が入る場合にしか適用できなかつた。このた
め、第２図ｂに示す如くセンサの視野１０の横幅
よりも大きな文字６を読取り対象とするときに
は、１次元センサ使用時と同様に用紙に対して一
定速度で移動させるか、又は文字全域に互つて白
黒パターンを記憶させる必要があり、しかもその
ように記憶させる場合には、記憶容量を１次元セ
ンサ使用の場合よりも更に大きくする必要があ
る。

又、横幅の大きい文字に対して大きなビツト構
成の２次元センサで処理しようとする考え方につ
いては、 (i)２次元センサで大きなサイズのものは高価と
なる (ii)識別処理に要する時間が多くなる 等の欠点がある。

このようなことから、従来はセンサの視野より
も大きい文字を読取ることが困難且つ経済的に不
利であつた。

本発明は前述の如き従来の欠点を改善したもの
であり、その目的は、２次元センサの視野よりも
大きい文字の読取識別を容易に行なわせることに
ある。以下実施例について詳細に説明する。

第３図ａは本発明の原理説明図であり、読取対
象とする文字６の左端部がセンサの視野１１の左
端部に到達したときの白黒パターン、及び文字６
の右端部がセンサの視野１２の右端部に到達した
ときの白黒パターンを取出し、これら２画面の白
黒パターンを用いて、文字を認識する。

このため、読取り対象とする文字６の横幅が大
きく、センサの視野１１，１２以上であつても、
読取可能であり、第３図ｂに示す左画面、及び第
３図ｃに示す右画面は、水平方向の移動速度に関
係なく取出すことができる。

第４図は本発明の実施例の光学的文字読取方式
の左右画面検出回路のブロツク線図である。同図
に於いて、３は光電変換素子が２次元に配列され
てなる２次元センサで読取つたアナログ信号を２
値化する２値化回路であり、２次元に配列された
光電変換素子の各セルにおいて黒を検出したセル
を黒セルと称すると、その２値化回路３の出力
は、垂直方向の各列の黒セルの存在を検出する列
別黒セル検出回路１３及び一時的に白黒パターン
を記憶する一時記憶バツフアメモリ１４に加えら
れる。そして、列別黒セル検出回路１３では、左
端の列の黒セルを検出した左端黒セル検知信号１
５を出力し、左端の列を除いた左側の数ラインに
互つて黒セルが連続して存在しているとき左側文
字要素検知信号１６を出力し、右端の列を除いた
右側の数ラインに互つて黒セルが連続して存在し
ているとき右側文字要素検知信号１７を出力し、
右端の列の黒セルを検出した右端黒セル検知信号
１８を出力する。なお、ここでいう数ラインと
は、読取対象の文字の最小横幅に相当するライン
数である。

上記の列別黒セル検出回路１３は、具体的には
第５図に示す構成であり、この構成を２値化信号
が行単位でパラレル（横方向ｎビツト）に入力さ
れる場合について説明する。

このような場合、列別黒セル検出回路１３には
垂直方向の各列に対応した２値化信号BW1〜
BWn以外に、横方向の行（１〜ｍ）毎の２値化
信号に同期したラインクロツクCK1、１画面の処
理に同期したフレームクロツクCK２及びフレー
ムクロツクCK2から少し遅れたクリア信号CL１
が入力されるようにし、又、黒セル検知のため、
各列毎に１ビツトのレジスタ１００と論理和回路
１０１とを組合せ構成にし、又ラインクロツク
CK１によつてレジスタ１００のデータが更新さ
れるようにしておくものである。又１０２は出力
レジスタ、１０３は論理積回路である。

そして、第５図に於ける各信号のタイムチヤー
トは第６図に示す通りとなる。但し、第６図に於
いて、第５図と同一符号は同一信号を示す。

２値化信号BW１〜BWnに於ける第１行のデー
タが論理和回路１０１に加わると、ラインクロツ
クCK１によりその第１行のデータがレジスタ１
００にセツトされ、以後第ｍ行のデータまで、論
理和回路１０１でレジスタ１００に記憶している
データとの論理和をとつて、ラインクロツクCK
１毎にレジスタ１００にセツトする。従つて、列
に黒セルが存在するときには、レジスタ１００の
内容が“１”となる。そして両端の列ではフレー
ムクロツクCK２によりレジスタ１００の内容が
対応する出力レジスタ１０２に対して直接にセツ
トされるので、左端黒セル検知信号１５及び右端
黒セル検知信号１８が対応する出力レジスタ１０
２にセツトされる。又両端を除く両側の数ライン
のレジスタ１００の内容が片側それぞれで論理積
回路１０３に加わり、この論理積回路１０３の出
力がフレームクロツクCK２により対応する出力
レジスタ１０２にセツトされるので、左側文字要
素検知信号１６、右側文字要素検知信号１７が対
応する出力レジスタ１０２にセツトされる。又、
このように、フレームクロツクCK2によつて出力
レジスタ１０２に画面のデータがセツトされた
後、レジスタ１００はクリア信号CL１によつて
クリアされる。

又上記の如く、一時記憶バツフアメモリ１４に
記憶された白黒パターンの２値化信号は左画面検
知信号２１が“１”の期間、左画面バツフアメモ
リ２３に書込まれ、又右画面検知信号２２が
“１”の期間、右画面バツフアメモリ２４に書込
まれ、左端を基準とした左画面と右端を基準とし
た右画面とがそれぞれバツフアメモリ２３，２４
に格納される。なお、左画面検知信号２１は、左
端黒セル検知信号１５をインバータ１５ａにより
反転した信号と左側文字要素検知信号１６とが論
理積回路１９に加えられて、この論理積回路１９
から出力されるものであり、又右画面検知信号２
２は、右側文字要素検知信号１７と右端黒セル検
知信号１８をインバータ１８ａにより反転した信
号とが論理積回路２０に加えられ、この論理積回
路２０から出力されるものである。

上述に於いて、センサ上の白黒パターンと、垂
直方向の列の黒セルの分布との関係は、センサを
水平方向に移動させることにより、例えば第７図
ａから順次、第７図ｂ，第７図ｃ，第７図ｄのよ
うに変化されるものである。

但し、第７図ａ〜ｄに於いて、ｘ１〜ｘ４はセ
ンサの視野１０と文字６との関係による白黒パタ
ーンを示し、ｙ１〜ｙ４は垂直方向の列に黒セル
が存在しない部分２５と、その黒セルが存在する
部分２６との関係による黒セルの分布ｙ１〜ｙ４
を示す。

そして、第７図ａに於ける白黒パターンｘ１は
左端黒セル検知信号（LBF）１５が“０”、左側
文字要素検知信号（LCF）１６が“１”の場合
であり、走査速度が遅いと何回でも同一の位置関
係の画面が連続して得られる。このためある文字
に対して最初に上記のLBFが“０”、LCFが
“１”の条件を満たした画面だけを、左画面とし
て取出すには次のような処理を行なう。

上記の条件を満たす場合に、左画面フラグ
（LF）を“１”とし、他の場合は“０”とする。
又、今行なわれる左画面フラグ直前の左画面フラ
グをBLFとすると、このBLFの補数BLFとLFと
がBLF・LF＝１の時のみ、その時の白黒パター
ンを左画面として取出すことができる。

又、第７図ｃに於ける白黒パターンｘ３は右側
文字要素検知信号（RCF）１７が“１”、右端黒
セル検知信号（RBF）１８が“０”の場合であ
り、この条件を満たす場合に、右画面フラグ
（RF）を“１”とし、他の場合は“０”とする。
又今行なわれる右画面フラグ直前の右画面フラグ
をBRFとすると、このBRFの補数BRFとRFとが
BRF・RF＝１の時のみ、その時の白黒パターン
を右画面として取出すことができる。

このようなことから、第７図ａに於ける白黒パ
ターンｘ１のデータが左画面バツフアメモリ２３
に格納され、第７図ｃに於ける白黒パターンｘ３
のデータが右画面バツフアメモリ２４に格納され
る。

本発明は以上のように左画面バツフアメモリ２
３及び右画面バツフアメモリ２４に格納された白
黒パターンデーを用いて識別処理を行なうもので
あり、この識別処理方式としては、左右画面から
それぞれ画面特徴を抽出し、それらの画面特徴を
合成して文字を識別する方式、又は左右画面に於
ける白黒パターンデータの重ね合せを行ない、こ
の重ね合せによる合成画面を用いて文字を識別す
る方式を採用するものである。

第８図は左右画面特徴を抽出して文字を識別す
る識別処理方式の原理説明図であり、第４図の左
右画面検出回路で得られた左画面３０及び右画面
３１に於ける白黒パターンデータの水平方向の各
ラインの黒セルの論理和をとり、黒セルが存在す
るラインが規定数以上連続する領域を垂直文字エ
リア３３とし、その他を空白エリア３２，３４と
する。そして、左あるいは右画面に於ける垂直文
字エリア３３内の白黒パターンデータを用いて、
左あるいは右画面の特徴を抽出するものである。

例えば１画面が、水平方向にｎビツト、垂直方
向にｍビツトのｎ×ｍビツトの白黒パターンで構
成されるとし、その画面に於ける垂直方向の１
より２までが垂直文字エリア３３であるとき、
まず、左端２列の白黒パターンにより、垂直方向
にみた列特徴を抽出し、続いて右に１列ずらした
２列の白黒パターンの列特徴を抽出し、同様にし
右端の列を用いた列特徴まで（ｎ−１）個の列特
徴を抽出するものであり、このような抽出を左右
画面について行なうものである。

第９図は第８図で説明した識別処理方式による
識別処理部のブロツク線図であり、ラツチ回路３
６との組合せで順序回路が構成された列特徴抽出
部３５と、ラツチ回路３８との組合せで順序回路
が構成された画面特徴抽出部３７と、入力側に左
画面コードメモリ３９及び右画面コードメモリ４
０を有する左右画面合成部４１とからなる。

列特徴抽出部３５は、左画面バツフアメモリあ
るいは右画面バツフアメモリから２列の白黒パタ
ーンデータ４２が２ビツトパラレルで垂直方向の
ビツト数に対応するｍ回入力され、そのデータ４
２とラツチ回路３６の内容とによつてアクセスさ
れ、出力はラツチ回路３６にラツチされる。従つ
て、ラツチ回路３６の内容は例えば第１０図の状
態遷移図に示すように順次変化し、最終段の２ビ
ツト入力に対応する状態が列特徴コード４３とし
て画面特徴抽出部３７に入力される。第１０図に
於いては、初期状態ａで２ビツトパラレルが共に
白であると初期状態ａのままであるが、２ピツト
パラレル入力が共に黒であると、状態ｂに遷移
し、次に２ビツトパラレル入力が共に白である状
態ｃに遷移し、次に２ビツトパラレル入力が共に
黒であると状態ｄに遷移し、次に２ビツトパラレ
ル入力が共に白であると状態ｅに遷移し、次に２
ビツトパラレル入力が共に黒であると状態ｆに遷
移し、その２ビツト入力が最終段であれば、状態
ｆが列特徴コード４３として画面特徴抽出部３７
に入力される。

画面特徴抽出部３７は、列特徴抽出部５３のラ
ツチ回路３６から左画面あるいは右画面の列特徴
コード４３が（ｎ−１）回入力され、その列特徴
コード４３とラツチ回路３８の内容とによつてア
クセスされ、出力はラツチ回路３８にラツチされ
る。従つて、ラツチ回路３８の内容は例えば第１
１図の状態遷移図に示すように順次変化し、最終
段の列特徴コードの入力に対応する状態が画面特
徴コード４４として信号４５，４６により左画面
コードメモリ３９及び右画面コードメモリ４０の
何れかに入力される。

なお、画面特徴抽出部３７により、左画面、右
画面いずれの特徴を先に抽出するにしても、左画
面バツフアメモリあるいは右画面バツフアメモリ
から列特徴抽出部３５への出力が開始されてか
ら、画面特徴抽出部３７で画面特徴が得られるま
でのタイミングは既知であるので、その画面特徴
が得られるタイミングに同期して画面特徴取出し
用の信号４５，４６を左画面コードメモリ３９及
び右画面コードメモリ４０に加えることができ
る。即ち、列特徴抽出部３５のラツチ回路３６に
は、垂直方向の各セルのシフト毎に同期するクロ
ツクが入力され、横方向のシフトに同期してクリ
ア信号が入力される。又画面特徴抽出部３７のラ
ツチ回路には横方向のシフトに同期して列特徴抽
出部３５のクリア信号の前にクロツクが入力さ
れ、列特徴抽出部３５の出力を取り込み右端部処
理が行なわれた後、クリア信号が入力される。従
つて上記の如く信号４５，４６をメモリ３９，４
０に加えることができる。

第１１図に於いては、初期状態a′で入力a′−１
があると状態b′に遷移し、次に入力b′−１がある
と状態c′に遷移し、この状態c′以降に重なり合う
入力c′−１のみであれ遷移せずに最終段となり、
状態c′が画面特徴コード４４として左画面コード
メモリ３９或は右画面コードメモリ４０に書込み
される。但し、画面特徴は、読取対象とする文字
の一部あるいは全体の形状に対し、コードを与え
たもので、１つの文字に複数のコードが与えられ
る。また異なる文字に一部に同一のコードが与え
られる場合も存在する。このようにして画面特徴
コード４４は第１１図にＡ，Ｂ，Ｃ等で示す状態
遷移で抽出されるものである。

従つて、画面特徴コードを第１２図に示す如く
組合せることにより文字を識別できるものであ
り、例えば左画面特徴コードＬがＡのとき、右画
面特徴コードＲがＢであれば、「５」と識別でき
ることになり、又その右画面特徴コードＲがＣで
あれば、「９」と識別できることになる。又左画
面特徴コードＬがＢあるいはＣのとき、右画面特
徴コードＲがＣであれば、「３」と識別できるこ
とになる。

左右画面合成部４１は、第１２図で説明したよ
うに左右両画面の画面特徴を組合せて識別を行な
うもので、左画面コードメモリ３９に入力された
画面特徴コード４４を信号によりアクセスして上
位アドレスとし、右画面コードメモリ４０に入力
された画面特徴コード４４を信号４６によりアク
セスして下位アドレスとして入力し、各アドレス
情報を合成して識別を行ない、その識別結果４７
を出力する。

以上の説明では左右画面の画面特徴を抽出する
ために垂直方向の２ラインを用いて列特徴を抽出
し、このようにして得られた列特徴により画面特
徴を抽出する場合を示したが、列特徴を抽出する
ために３ライン以上を用いることもできる。又、
列特徴の代りに、水平方向の複数ラインを用い
て、列特徴を抽出した場合と同様の回路により、
行特徴の抽出を行ない、このようにしてて得られ
た行特徴を用いて画面特徴を抽出することもでき
る。

又、識別処理方式として左右画面の白黒パター
ンから画面特徴を抽出した後、画面特徴を合成し
て文字を識別する方式を説明したが、左右画面の
白黒パターンでの合成を先に行なつて１つの合成
画面とし、この合成画面の画面特徴を抽出して文
字を識別する方式を適用してもよいものであり、
この場合の実施例のブロツク線図を第１３図に示
す。

第１３図に於いて、５０は左画面バツフアメモ
リ、５１は右画面バツフアメモリ、５２，５３は
列番号レジスタ、５４は垂直方向の列のビツト構
成の差（以下相違度と称する）を計算する相違度
計算回路、５５は相違度の最小値がセツトされる
最小値レジスタ、５６は最小値を与える列番号を
記憶する列番号レジスタ、５７は相違度の最小値
比較回路である。

列番号レジスタ５２には、左画面バツフアメモ
リ５０にセツトされた左画面内の文字パターンの
最右端の列番号がセツトされ、又列番号レジスタ
５３には、左画面バツフアメモリ５０にセツトさ
れた左画面内全ての列番号が順次セツトされる。

列番号レジスタ５２の内容に従つて左画面バツ
フアメモリ５０から右画面内の文字パターンに於
ける最右端の列番号のビツトパターンが読出さ
れ、又列番号レジスタ５３の内容に従つて右画面
の各列番号のビツトパターンが読出され、それぞ
れ相違度計算回路５４に入力される。この計算回
路５４により１回目の相違度計算が行なわれたと
きは、比較回路５７を介して最小値レジスタ５５
にその相違度がセツトされる。そして計算回路５
４により２回目以降の相違度計算を行なわれたと
きは、比較回路５７に於いて、計算回路５４で得
られた相違度と最小値レジスタ５５にセツトされ
ている相違度との比較が行なわれ、計算回路５４
で得られた相違度の方が小さいときには、その相
違度に最小値レジスタ５５が更新され、且つ相違
度の小さい方の列番号がレジスタ５６にセツトさ
れる。

このようにして右画面の最右端の列番号のビツ
トパターンについての相違度計算及び比較が行な
われることにより、列番号レジスタ５６には左画
面の最右端の列番号のビツトパターンとの相違度
が最小となる右画面の列番号がセツトされること
になる。

バツフアメモリ５０，５１の内容を合成して文
字識別を行なう場合、左画面バツフアメモリ５０
からは列番号１から列番号を順次歩進して白黒パ
ターンを読出す。この処理を列番号が列番号レジ
スタ５２の内容に一致するまで行なう。

左画面の白黒パターンが列番号レジスタ５２の
内容の列まで読出された後、右画面の白黒パター
ンからは列番号レジスタ５６の内容から順次、列
番号ｎまでの白黒パターンを読出す。

第１４図に示される例では、左画面(a)において
左端の列から右端の列７０までの白黒データが読
出された後、右画面(b)において上記列７０のビツ
トパターンとの相違度が最小の列７１から右端の
列までの白黒データが読出されて文字の識別が行
なわれる。

又第１５図に示される例では、左画面(a)及び右
画面(b)のそれぞれ１画面内に文字が入るので、列
７２と列７３とを重ね合せればよく、実際には左
画面だけの白黒データのパターンと同一となる。

以上説明したように、本発明は、文字、記号等
の左端部がセンサの視野の左端部に到達した時及
び文字、記号等の右端部がセンサの視野の右端部
に到達した時の白黒パターンを左画面バツフアメ
モリ及び右画面バツフアメモリに記憶させ、左、
右画面バツフアメモリの記憶内容に基づいて左画
面特徴コード及び右画面特徴コードを抽出し、左
画面特徴コード（実施例に於いては左画面コード
メモリ３９に記憶される画面特徴コード）と右画
面特徴コード（実施例に於いては右画面コードメ
モリ４０に記憶される画面特徴コード）と組合わ
せにより、文字、記号等を識別するものであるか
ら、センサの視野よりも文字、記号等が大きい場
合に於いても文字、記号等を確実に認識すること
ができる利点がある。また、更に、本発明は、文
字、記号等の左端部及び右端部がセンサの左端部
及び右端部に到達した時の白黒パターンのみを用
いて文字、記号等の認識を行なうものであるか
ら、文字、記号等が記載されている用紙とセンサ
との相対的な移動速度が一定でない場合に於いて
も、少ない記憶容量で文字、記号等を確実に認識
することができる利点がある。従つて、本発明を
ハンドスキヤナを用いた装置に適用すれば、その
効果は非常に大きい。

しかも、本発明で使用するセンサは２次元セン
サであるので、文字、記号等の位相差を正しくと
らえることができるという利点が維持されたもの
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の光学的文字読取装置の説明図、
第２図ａ，ｂは文字とセンサの視野との関係の説
明図、第３図ａ〜ｃは本発明の光学的読取方式の
原理説明図、第４図は本発明の実施例の説明図で
あり、左右画面検出回路のブロツク線図、第５図
は列黒セル検出回路のブロツク線図、第６図は列
別黒セル検出回路に加える信号のタイムチヤー
ト、第７図ａ〜ｄは白黒パターンと黒セルの分布
との関係の説明図、第８図は左右画面特徴を抽出
して行なう識別処理方式の原理説明図、第９図は
第８図で説明した識別処理方式による識別処理部
のブロツク線図、第１０図は第９図の識別処理部
に於ける列特徴の状態遷移図、第１１図は第９図
の識別処理部に於ける画特徴の状態遷移図、第１
２図は画面特徴を合成して識別する際の説明図、
第１３図は合成画面の画面特徴を抽出して行なう
識別処理方式を適用した場合の実施例のブロツク
線図、第１４図及び第１５図は合成画面をつくる
場合の具体例の説明図である。 １は光学系、２はイメージセンサ、３は２値化
回路、４は識別回路、５は用紙、６は文字、１
０，１１，１２はセンサ視野、１３は列別黒セル
検出回路、１４は一時記憶バツフアメモリ、１５
ａ，１８ａはインバータ、１９，２０は論理回
路、２３は左画面バツフアメモリ、２４は右画面
バツフアメモリ、３５は列特徴抽出部、３６はラ
ツチ回路、３７は画面特徴抽出部、３８はラツチ
回路、３９は右画面コードメモリ、４０は左画面
コードメモリ、４１は左右画面合成部、５０は左
画面バツフアメモリ、５１は右画面バツフアメモ
リ、５２，５３は列番号レジスタ、５４は相違度
計算回路、５５は最小値レジスタ、５６は列番号
レジスタ、５７は最小値比較回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 文字、記号等が記載されている用紙と光電変
   換素子が２次元に配列されているセンサとを任意
   の速度で相対的に移動させながら該センサにより
   前記文字、記号等を走査し、該センサで読取つた
   信号を処理して文字、記号等を読取る光学的文字
   読取方式に於いて、 前記センサの出力信号に基づいて前記文字、記
   号等の左端部が前記センサの視野の左端部に到達
   したことを検出する左端部検出手段と、 前記センサの出力信号に基づいて前記文字、記
   号等の右端部が前記センサの視野の右端部に到達
   したことを検出する右端部検出手段と、 前記センサの出力信号を二値化して前記センサ
   の結像画に結像された像の白黒パターンを作成す
   る白黒パターン作成手段と、 前記左端部検出手段で前記文字、記号等の左端
   部が前記センサの視野の左端部に到達したことを
   検出した時の前記白黒パターン作成手段で作成さ
   れた白黒パターンを記憶する左画面バツフアメモ
   リと、 前記右端部検出手段で前記文字、記号等の右端
   部が前記センサの視野の右端部に到達したことを
   検出した時の前記白黒パターン作成手段で作成さ
   れた白黒パターンを記憶する右画面バツフアメモ
   リと、 前記左画面バツフアメモリの記憶内容に基づい
   て左画面特徴コードを抽出する左画面特徴コード
   抽出手段と、 前記右画面バツフアメモリの記憶内容に基づい
   て右画面特徴コードを抽出する右画面特徴コード
   抽出手段とを設け、 前記左画面特徴コード抽出手段及び右画面特徴
   コード抽出手段で抽出された左画面特徴コードと
   右画面特徴コードとの組合せにより前記文字、記
   号等を識別することを特徴とする光学的文字読取
   方式。