JPH0120795B2

JPH0120795B2 -

Info

Publication number: JPH0120795B2
Application number: JP54147667A
Authority: JP
Inventors: Yoshikatsu Nakamura
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-11-16
Filing date: 1979-11-16
Publication date: 1989-04-18
Also published as: JPS5672778A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は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、補充業務
の自動化等を計る為、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は手動走査によつて帳
票上の文字を走査するものであるため、走査速度
の変動がある。この変動に対して走査器によつて
観測される文字パターンが歪みなく出力され、以
降の認識論理を簡易化する為、２次元配列の光電
変換素子デバイスを有する面走査器が手動走査文
字読取装置に於て一般的に使用されている。

一方このような面走査器を使用した従来の装置
に於てはその識別処理方法として類似度法を用い
てその読取りを行う方法があるが、この方法は比
較パターンの設計が自動化し得、かつ高い識別性
能を得ることが出来る反面、その読取対象文字種
の増加に従つて処理時間が増大することである。
このような識別処理方法の欠点をカバーする為、
面走査器によつて観測された文字パターンの検出
に次のような工夫が必要である。

つまり面走査器によつて観測された文字パター
ンが走査器の観測領域の大約中央にあること、こ
れは文字パターンの一部が欠けることなく又隣接
文字の侵入がないと言う条件を文字幅方向、なら
びに文字高方向の射影によつて検出して判断する
もので、このようにして検出された文字パターン
について識別処理を行うと同時に観測領域の文字
幅方向射影によつて媒体上の文字間余白の検出を
行い、文字間余白の検出がなされるまでは同一文
字の観測であると判断するものである。

しかしながら、第１図ａに示すように文字列に
対して走査器を斜めに移動させた場合、第１図ｂ
に示すように文字列の一部に大きな文字が印刷さ
れた場合、第１図ｃに示すように文字間の余白に
雑音等が入つた場合、あるいは第１図ｄに示すよ
うに印刷濃度がうすく量子化パターンが切れ切れ
になつた場合には、文字間余白が正確に検出する
ことができない。このため、文字の読みとばし、
あるいは同一文字について複数回読取り出力を行
なうことがあつた。また文字間余白が文字の検出
後ある一定時間経過しても検出されない場合には
文字行の終端であると判定していた。これらに起
因して走査器に許容される移動速度の許容範囲は
狭いものとなり、改善が望まれていた。

この発明は上記欠点を除き印刷条件、走査器の
移動速度の自由度を向上させた文字読取装置を提
供することを目的とする。

本発明によれば、走査器として２次元に配列さ
れた光電変換素子からなる光電変換デバイスを有
するものを用いる。光電変換デバイスは走査制御
部の出力するクロツクパルスに応じて各光電変換
素子が走査され、光電変換デバイスに投影された
文字像に応じた電気信号を出力する。光電変換デ
バイスは走査器自体の移動速度に比して充分早い
周期で繰り返し文字像を出力する。以下これをフ
レーム走査と呼ぶ。あるフレームでは媒体上に並
んだ２つの文字のそれぞれ一部が同時に観測され
るであろう。

このため、得られた観測パターンは検出条件を
満たすものであるか否かが判定される。ここで検
出条件とは文字の識別に充分な観測パターンが得
られているか否かを示すもので、文字の一部が欠
損していたり、文字が存在するか否か等が検出さ
れる。この検出条件が満たされた観測パターンは
その中から文字パターンが切り出され識別部に送
られて識別処理が開始される。一方光電変換デバ
イスからは次のフレームにおいて同様に観測パタ
ーンを出力する。この観測パターンも検出条件を
満たすことは充分生じ得る。そして連続するフレ
ームで観測パターンの検出条件が満足されている
ならば、それらは実に同一文字が観測されている
という事実が容易に理解される。そして、媒体上
の次に走査される隣接する文字が検出条件を満足
するフレームに至るまでには検出条件を満足しな
いフレームがいくつか存在しなければならないこ
とも理解される。

したがつて、本発明においては、検出条件を満
足する観測パターンのフレーム数を計数する手段
を設け、その後の検出条件を満足しない観測パタ
ーンのフレーム数を計数監視することによつて媒
体上の同一文字と隣接文字とを区別を行なうよう
に構成されている。

第２図は本発明で用いられる走査器を示す図で
ある。媒体１に印刷された文字はランプ２により
照明される。この反射光はレンズ３を介して光電
変換デバイス４上に適当な縮小率をもつて投影さ
れる。光電変換デバイス４は例えばｍ×ｎ個の２
次元配列された光電変換素子で構成され、後述す
る走査制御部の出力するクロツクパルスに応じて
各光電変換素子の出力が走査的に取り出される。
１回の走査によつて（１フレーム走査）得られる
一群の電気信号は夫々投影された光量に応じたア
ナログ信号である。このアナログ信号はドライバ
ー回路５を介して外部に取り出される。

第３図は本発明の一実施例の全体構成を示すブ
ロツク図である。走査器７から取り出されたアナ
ログ信号は量子化回路８によつて1/0の量子化信
号に変換される。以下これを観測パターンと呼
ぶ。あるフレームでの観測パターンはｍ×ｎ個の
量子化信号からなる。観測パターンは文字検出切
出部９に送られ、検出条件を満足するか否かが判
定される。検出条件を満足する観測パターンは文
字パターン（m′×n′個の量子化信号からなる）が
切り出されて識別部１０へ送られる。識別部１０
は例えば類似度法を用いて文字パターンを識別
し、その答を出力する。走査制御部１１は走査器
７内の光電変換デバイス４を周期的に走査すると
ともに１フレームの終了により走査同期信号
EOFを出力する。

なお、一般に手動の走査器を用いた場合、識別
部１０は媒体上の１行分の読取りが終了した時点
で１行分の読取結果を一括して出力する。

第４図は文字検出切出部９の一構成例を示す。
量子化回路８から得られる量子化信号は文字幅検
出回路１３、文字高さ検出回路１４及び検出切出
回路１５に供給され、これらは制御部１６によつ
て制御されている。文字幅検出回路１３は文字幅
方向射影レジスタ１７を有し、観測パターンの文
字幅方向への射影を求める。文字高さ検出回路１
４は文字高さ方向射影レジスタ１８及び高さ計数
器１９を有し、観測パターンの高さ方向への射影
とその高さを求めている。これらの具体的回路構
成はよく知られているのでその詳細な説明は省略
する。

制御部１６は例えばマイクロコンピユータから
なり、上記各部を制御するとともに、文字幅検出
回路１３、文字高さ検出回路１４によつて得られ
たデータを用いて、入力された観測パターンが検
出条件を満足するものであるか否かを判定する。

文字の検出条件は文字高さがあらかじめ用意さ
れた範囲の中にあるかがチエツクされる。文字高
さ検出回路１４は第５図に示す観測パターン３０
を行走査３１を列方向に順次行なう。一行走査毎
にその行中に黒（文字部分３２）があつたか否か
が判断され、文字の下端、例えば黒の行の後に白
の行が２行検出されたEOC３３の時点において、
射影レジスタ１８内のパターン射影３４の長さを
高さ計数器１９で求め、求められた高さＨを制御
部１６へ送る。制御部１６はこの値Ｈが一規定の
文字高さの範囲内か否かをチエツクし、範囲外で
あれば次の行の走査を行ない新たなパターンの検
出動作を行なう。一方制御部１６は検出された値
Ｈが規定の文字高さの範囲内である場合には、文
字幅検出回路１３を駆動し、文字幅方向のパター
ン射影を求め、検出条件を満足するか否かをチエ
ツクする。文字幅方向の検出条件は観測パターン
の文字幅方向のビツト数を１２とした場合のパタ
ーン射影３５が第６図に示す検出条件(1)〜(5)のい
ずれかに合致した場合に満足するものとする。第
６図において斜線を施されたビツトは必ず黒（文
字部分）であり、空白のビツトは必ず白（バツク
グラウンド）であり、×印のビツトは白・黒いず
れであつてもよいものとする。

第６図では左から番号付けしたとして１から12
までの12ビツトのレジスタで構成された例を示
す。例えば条件(1)の例で示すと、ビツト４から９
までの６ビツトに文字パターンの射影があり、ビ
ツト１と12は文字パターンの射影がないことが必
要条件として与えられている。つまり入力文字パ
ターンが２次元配列された光電変換デバイスの大
約中央に検出された例で、文字幅が1.2mm（解像
度0.2mmとして0.2×６）から2.0mm（0.2×10）の
文字が検出される場を示す。

条件(1)における自由度は（つまり×印のビツト
数は）４ビツトでありその組合せは16種、同様に
条件(2)は16種、条件(3)(4)は各２種、条件(5)は４種
となり、検出条件を満足するものは全体12ビツト
分、4096種の内40種のみとなる。

第６図に示す条件は一フレーム走査時間が0.5
ｍsec、１光電変換素子当りの解像度が0.2mmと設
定し、0.2mm／0.5ｍsec＝400mm／secの移動速度で
走査器が文字幅８ビツトの文字を走査した場合
に、第６図の検出条件(1)を満足できるように定め
られ、しかもその検出条件は走査移動方向に対
し、第７図の第ｎフレーム４１、第（ｎ＋１）フ
レーム４２、第（ｎ＋２）フレーム４３の各時間
において検出されるものである。

このようにして、400mm／secの移動速度におい
て観測される１〜12ビツトの文字幅からなる文字
パターンについては第６図の各検出条件の組合せ
によつて、最底でも３回の検出条件満足のチヤン
スが与えられている。このことは走査器の移動速
度が３倍の1200mm／secに高まつた場合において
も文字の読み飛ばしが生ずることなく文字の検出
が可能であることを示している。

一方、このような検出条件においては、走査器
の移動が著しく遅くなつた場合には、媒体上の同
一文字を何回にもわたつて検出する。例えば上記
例において走査器の移動速度が200mm／secとなつ
た場合には６回、40ｍsecになつた場合には30回
の検出条件満足の状態が発生するであろう。した
がつて、識別部１０での一文字の識別処理が１フ
レームで終了するとすれば、同一文字の検出であ
ることを知らない限り、媒体上の一文字に対し複
数の識別結果を出力することとなる。したがつて
後述するように、同一文字の検出であるか、次の
文字の検出であるかを判断する必要がある。

再び第４図において、制御部１６は観測パター
ンが検出条件を満足すると判断したら、検出切出
回路１５を駆動する。検出切出回路１５の構成も
よく知られているので詳細な説明を省略するが、
観測パターンから文字パターンの部分を予じめ定
められた大きさ（m′×n′）に変換し、識別部１０
内のパターンメモリへ転送する。この際、制御部
１６は検出された文字幅及び文字高さデータから
文字パターンの中心を求め、上記パターンメモリ
の中心に文字パターンの中心が一致するように検
出切出回路を制御している。この文字パターンの
転送が終了したら、制御部１６は識別部１０に対
し識別開始信号を出力し、以下の識別処理は識別
部１０内の図示しない制御部にゆだねる。そして
制御部１６は以下のフレームで供給される観測パ
ターンについて夫々同様に検出条件を満足するも
のであるか否かチエツクを行なう。観測パターン
が検出条件を満足しない場合には制御部１６は検
出切出回路１５を駆動しない。

ところで、上記したように、第ｉフレームで検
出条件を満足した文字パターンがあつた場合、そ
れ以降のフレームで検出条件を満足する文字パタ
ーンは第ｉフレームの文字パターンと同一文字で
ある場合が殆んどである。このため、文字検出切
出部９には同一文字の再読を防止するため回路が
設けられている。

第４図においてフリツプフロツプ（PASS）２
０は検出条件を満足させる文字パターンが検出さ
れたときにセツトされ、検出条件を満足する文字
パターンが検出されなくなつた場合にリセツトさ
れる。カウンタ（SCTR）２１は検出条件を満足
する文字パターンを有するフレームの数を計数す
る。カウンタ（NSCTR）２２は検出条件を満足
しなくなつたフレームからフレーム数を計数す
る。セレクタ（SEL）２３はSCTR２１の計数値
の２倍値又は４倍値を選択的に出力する。比較器
２４はSEL２３の出力とNSCTR２２の出力とを
比較し、一致した場合に識別許可信号を出力す
る。フリツプフロツプ（ABFF）２５は射影レジ
スタ１７がすべて黒の場合にセツトされ、その出
力でSEL２３の４倍値を指定する。

これらの動作を第８図を参照して説明する。同
図は媒体上の文字列と、射影レジスタ７との相対
関係を模式的に示したものである。５０₁，５０₂
は媒体上の連続する文字を表わし、５１〜５８は
特定のフレームでの射影レジスタ１７で得られる
文字幅方向射影を表わすものとする。

文字行の最初の文字５０₁を検知する以前にお
いて、PASS２０、SCTR２１、NSCTR２２は
クリアされている。第１フレーム〜第（ｎ−１）
フレームでの射影５１，５２は検出条件を満足し
ないのでSCTR２１，NSCTR２２とも変化はな
い。第ｎフレームの射影５３は検出条件を満足す
るので、制御部１６は検出切出回路１５を駆動
し、識別開始信号を出力する（これに従い、検出
切出回路１５は第ｎフレームから文字パターンを
切出して識別部１０へ送る）。又、制御部１６は
PASS２０をセツトし、SCTR２１を計数可能状
態にする。（PASS２０のセツト後、制御部１６
は後述する識別許可信号を受け取るまで検出切出
回路１５を駆動しない。）SCTR２１はPASS２
０のＱ端子に接続されているので、走査制御部１
１から送られるフレーム同期信号EOFに同期し
て＋１される。NSCTR２２はPASS２０の端
子に接続されているので計数できない。

次の第（ｎ＋１）フレームの射影５４も検出条
件を満足するが、識別許可信号２７が得られてい
ないので制御部１６は検出切出回路１５を駆動せ
ず、識別開始信号も出力しない（従つて第（ｎ＋
１）フレームの文字パターンは識別部１０へは送
られない）。しかしながらSCTR２１はEOFに同
期して＋１される。第（ｎ＋２）フレームでも同
様にSCTR２１が＋１される。

第（ｎ＋３）フレームでは射影５６が検出条件
を満足しないので制御部１６はPASS２０をクリ
アする。このためSCTR２１は計数を禁止され、
その計数値を保持する（ここでは３）。その代わ
りにNSCTR２２がEOFに同期して計数を開始す
る。以下第ｍフレームまでは検出条件を満足しな
いフレームが続くのでそのフレーム数がNSCTR
２２により計数される。一方、SEL２３はこの間
ABFF２５の出力によつてSCTR２１の２倍値
（ここでは６）を選択しCOMP２４に供給してい
る。このためCOMP２４はNSCTR２２の計数値
が６になると識別許可信号２７を出力する。制御
部１６はこの信号を入力すると、検出条件を満足
する新たなフレームを持つことになる。

第（ｍ＋１）フレームで検出条件を満足した文
字パターンが得られる場合、識別許可信号２７が
既に出力されているので、制御部１６は新しい文
字パターンであるとして検出切出回路１５を駆動
し、識別開始信号を識別部１０へ出力する（従つ
て第（ｍ＋１）フレームの文字パターンは識別部
１０へ送られる）。このようにして検出条件が連
続して満足する事に対し、同一文字の複数回識別
を文字ピツチまで考慮して防止できる。（尚、こ
こでは識別許可信号が与えられた直後の第（ｍ＋
１）フレームで検出条件を満足する文字パターン
が得られたが、第（ｍ＋１）フレームが検出条件
を満足しない文字パターンであり、その後のフレ
ームが検出条件を満足する文字パターンである場
合も起こり得る。要するに識別許可信号が与えら
れた以降にあつて、検出条件を満足する最初のフ
レームが識別処理に供される。）第９図はSCTR２１（実線）、NSCTR２２
（破線）の計数値変化とPASS２０（Ｑ）の状態
を縦軸に、時間を横軸にとつてその相関関係を示
すグラフである。ここでａは時間taからtbまでの
検出条件満足期間のフレーム数（SCTR２１によ
る）であり、その後に続くtbからtdまでの検出条
件不満足の期間はNSCTR２２がフレーム数を計
数する。NSCTR２２の計数値はSCTR２１の計
数値ａの２倍値２ａ（一点鎖線）と比較され、一
致した時（te）から次の文字パターンの識別処理
が許容される。

尚、SEL２３はABFF２５がセツトされたと
き、すなわち第１０図ａ，ｂに示すように文字パ
ターンの傾きが大きかつたり、大きな文字パター
ンが観測された場合に、その後に続く識別許可し
ないフレーム数を通常の文字幅のものに比べて２
倍設定するようにしたものである。

ここで通常の場合に、SCTR２１の計数値の２
倍としたのは、帳票上の印刷文字ピツチに対し文
字の検出条件を満足する距離が約3/12（印字ピツ
チ10文字／インチ）と小さいことから求めたもの
で、SEL２３によつてその倍率を変えたのは第１
０図ａ，ｂに示す様に、傾きが大きかつたり、大
きな文字が観測されたりして検出条件がその片側
でのみしか満足されなかつた場合に、その後に続
く識別許可しないフレーム数を通常の文字幅のも
のに比べて２倍設定するためである。その倍率の
値は一例であつてSCTR２１の計数値によつて同
様の考えに基づきその値を設定してもよいもので
ある。

以上のように、本実施例によれば検出条件を満
足するフレーム数を計数し、その計数値に応じて
定められるフレームにおいては、検出条件を満足
する文字パターンが検出されたとしても識別を行
なわない。つまり検出条件を最初に満足したフレ
ーム以降は計数値に応じて定められるフレーム期
間終了まで識別許可しないので、同一文字の複数
回識別を文字ピツチまで加味して防止できる。従
つて、走査器の移動速度の許容範囲を従来のもの
に比べ格段に広げることができる。

この発明によつて文字幅の大きな入力、又走査
器と媒体上の文字の傾きが大きかつた場合、又は
印刷コントラストが低く量子化パターンが切れ切
れに出力された場合、さらにこれらの状態下で走
査器の移動速度が遅い場合、早い場合に関わらず
確実に文字の検出が得られ、しかも複数読みが発
生しない、従来と同様文字読取装置にない自由度
の高い文字読取装置が提供出来る。

また従来検出判定論理と識別処理回路をそれぞ
れ独立して用意することは低価格化、小形化の要
求に対しなじまないものとされてきたが、検出判
稚論理はシーケンシヤル制御が主であり、識別処
理に於ける類似度計算、最大値類似度検出の為の
データ処理とはそのプログラム制御構成からいつ
ても分離した方が簡易化されたものが得られ、従
来のものに比べ小型化、低価格化が達し得た。

この発明に於て同一文字の判定をカウンタ、フ
リツプ・フロツプ等を用いてその動作を説明した
が、これらは現在のプログラム制御技術によつて
他のレジスタ等と共用化することによつて簡易化
されることは容易に考えられる。

この発明は文字に限定して説明したが、記号、
シンボル等、一般のパターン入力に於ても応用さ
れ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄは観測領域に於ける入力パターン
の観測例を示す図、第２図は媒体と走査器の概要
を説明する図、第３図は本発明の一実施例の全体
ブロツク図、第４図は本発明の一実施例の一部の
構成図、第５図は観測領域と入力文字パターン並
びにその射影を説明する図、第６図は文字幅方向
検出条件の満足状態を示す図、第７図は媒体上の
文字と走査器文字幅方向射影の変化の状態を説明
する図、第８図は通常に文字間余白が検出される
走査状態に於ける検出満足状態にある期間を説明
する図、第９図はカウンタSCTR、NSCTRの動
作、同一文字期間の状態を示すフリツプ・フロツ
プPASSの出力との関係を説明する図、第１０
ａ，ｂは傾き過大、文字幅過大によつてその片側
でのみしか検出条件を満足し得ない状態を示した
図である。７……走査器、８……量子化回路、９……文字
検出切出部、１０……識別部、１１……走査制御
部、１３……文字幅検出回路、１４……文字高さ
検出回路、１５……検出切出回路、１６……制御
部。

Claims

【特許請求の範囲】

１二次元的に配列された光電変換デバイスと、
この光電変換デバイスをフレーム走査して周期的
に観測パターンを得る手段と、この観測パターン
が予じめ定められた検出条件を満足するか否か判
定する手段と、検出条件を満足する観測パターン
の識別処理を行なう識別部と、検出条件を満足す
る観測パターンの連続フレーム数を計数する計数
手段と、前記連続フレームの最初の観測パターン
のみを識別部へ供給する手段と、前記計数手段に
より計数された値に応じて定めたフレーム期間を
前記計数された値の対象となつた前記連続フレー
ムに続けて設定しこの期間は前記識別部が新たな
識別処理を行なうのを禁止する手段とを備えたこ
とを特徴とする文字読取装置。