JPH0478982A - 光学的文字読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、漢字、かな、アルファベットおよび数字など
の文字を光学的に読み取る光学的文字読取装置に関する
。

〈従来の技術〉 従来から、商品の価格や商品コートなとを表した文字列
を光学的に読み取り、その読取結果をコンピュータに入
力するようにした光学的文字読取装置か流通業界等で広
く使用されており、データ入力の効率化か図られている
。このような光学的文字読取装置は、一般に、商品の包
装の表面などの文字を形成した読取面を照明し、この読
取面からの反射光をレンズ系によってイメージセンサの
受光面に結像させることにより、上記読取面の文字の光
学像を電気信号に変換するようにしている。

このイメージセンサから出力される電気信号は、適当な
閾値レベルでレベル弁別することによって二値化され、
この二値信号をもとに文字の識別か行われる。文字の識
別は、先ずイメージセンサて読み取られた画像から１文
字分の領域の画像を切り出し、さらに切り出された画像
内の文字の特徴量と予め記憶しておいた文字パターンの
特徴量との比較を行うようにして行われる。

ところで、現実に読み取るべき文字には、印字品質にば
らつきかあり、印字か薄い文字や濃い文字、線幅か細い
文字や太い文字なとかある。このため、イメージセンサ
の出力信号を１つの閾値レベルて二値化した場合には、
画像がつぶれたり欠けたりして、文字の識別か不良にな
るおそれがある。

この不具合を解決する技術は、たとえば特開昭６３−１
１１５９１号公報に開示されており、この開示技術では
、異なる閾値レベルを有する複数の二値化回路を用いて
相互に異なる複数の閾値レベルでイメージセンサの出力
を二値化するようにしている。

そして、各二値化回路の出力を記憶装置に並列に記憶さ
せ、各二値化回路での二値化により得られた二値画像か
ら、順に文字の切出か行われて、切り出された文字の識
別か行われる。

このような構成によれば、複数の二値化回路のうちのい
ずれかにおいては、印字品質に対応した閾値レベルで最
適な二値化処理か行われることになるので、このような
二値化回路の出力に基づいて文字の識別を印字品質に依
らずに良好に行うことかできる。

〈発明か解決しようとする課題〉 ところが、上記の先行技術ては、複数の二値化回路に対
応して記憶装置に並列に記憶された複数の二値画像に対
して、それぞれ文字切出処理および文字識別処理が施さ
れるので、１つの二値化回路を用いた装置に比較して、
識別結果が得られるまての時間か長く、このためデータ
入力に要する時間か長くなるという問題があった。

そこて、本発明は、上述の技術的課題を解決し、読取面
に形成された文字の状態によらずに正確な読取か可能で
あるとともに、識別結果が得られるまでの時間を短縮し
て、データ入力の高速化を図ることかできるようにした
光学的文字読取装置を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための本発明の光学的文字読取装
置は、読取面に形成された文字の光学像か受光面に結像
されるイメージセンサと、このイメージセンサの出力信
号を相互に異なる閾値レベルて二値化する複数の二値化
回路と、各二値化回路からの二値信号により表された二
値画像をそれぞれ記憶する複数の記憶手段と、この複数
の記憶手段にそれぞれ記憶した二値画像を切り換えて出
力させる切換え手段と、この切換え手段で選択された記
憶手段に記憶された二値画像から、１文字分の大きさの
画像を切り出す切出手段と、 この切出手段で切り出された画像から文字を識別する識
別手段と、 この識別手段による識別結果から、正しい識別結果を抽
出して出力する編集手段とを有する光学的文字読取装置
において、 上記切出手段で切り出された画像のほぼ中央に文字か位
置している最適切出状態を検出する検出手段を備え、 上記切換え手段は、上記検出手段が最適切出状態を検出
したときには、画像を読み出すべき記憶手段を切り換え
るものであり、 上記切出手段は、上記検出手段か最適切出状態を検出し
たときには、上記切換え手段で切り換えられて新たに選
択された記憶手段から、上記最適切出状態て画像か切り
出された記憶手段における当該最適切出状態で切り出さ
れた画像の記憶領域に対応する記憶領域の画像を切り出
して上記識別手段に与えるものであり、 上記編集手段は、上記複数の記憶手段の記憶画像に基づ
く文字認識結果から、いずれか最適な識別結果を出力す
るものであることを特徴とする。

く作用〉 上記の構成によれば、イメージセンサの出力信号は、複
数の二値化回路で相互に異なる閾値レベルで二値化され
、各二値化の結果得られた二値画像か複数の記憶手段に
それぞれ記憶される。この複数の記憶手段は、切換え手
段によっていずれか１つか選択され、この選択された記
憶手段の記憶画像は切出手段によって１文字分の大きさ
の画像ずつ切り出されて識別手段で識別される。切出手
段か切り出した画像は必ずしもそのほぼ中央に文字か位
置する最適切出状態であるとは限らず、たとえば文字か
半分程度しか入っていないような状態も存在する。この
ような切出画像に対しては、文字を正しく識別すること
かできないのであるか、誤った識別結果は編集手段で捨
てられていくので、この編集手段からは正しい識別結果
だけか得られる。

切出手段か上記選択された記憶手段の記憶画像を順次切
り出していくうちに、上記の最適切出状態で画像か切り
出されると、このことか検出手段で検出される。これを
受けて、切換え手段は画像を読み出すべき記憶手段を切
換え、切出手段は切換え手段の切換えによって新たに選
択された記憶手段の記憶画像を切り出す。このときに切
出手段が切り出す画像は、切換え手段か切り換えられる
前に選択されていた記憶手段において上記最適切出状態
で切り出された画像の記憶領域に対応する記憶領域の画
像である。したがってこの切出画像は当然にその中央に
文字が位置する最適切出状態で切り出した画像であり、
識別手段での文字識別処理は良好に行われる。

このように、検出手段での最適切出状態の検出に応答し
て、切換え手段か新たに選択した記憶手段の記憶画像に
ついては、最適切出状態の画像に基づいてのみその文字
識別処理が行われ、文字が切出画像中に完全には入って
いない状態の画像について文字識別処理か行われること
はない。この結果、上記新たに選択された記憶手段の記
憶画像については、文字識別手段での文字識別処理を軽
減できる。

たとえば１つの記憶手段の記憶画像に関して、順次文字
切出を行い、最適切出状態が検出されたときに、切換え
手段で残余の記憶手段を順番に選択して、各記憶手段か
ら上述のようにして最適切出状態の画像を切り出すこと
とすれば、上記残余の記憶手段のすべてに関して、最適
切出状態以外の切出画像についての文字認識処理を省く
ことかできる。

このようにして、複数の記憶手段の記憶画像に基づく識
別結果（すなわち相互に異なる複数の閾値レベルによる
各二値化結果に基づく識別結果）は、編集手段に与えら
れ、この編集手段でいずれか最適な識別結果か選択され
て出力される。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の光学的文字読取装置の基本
的な構成を示すブロック図である。この装置は、ハンデ
ィな筐体内に、読取対象の文字を形成した読取面１を照
明する光源２および読取面１からの反射光によりその受
光面６ａに形成された光学像を電気信号に変換する二次
元イメージセンサ６なとを収納したスキャナ４を備えて
いる。

スキャナ４を読取面１に当てかうと、この読取面ｌから
の反射光は、反射鏡３で反射され、さらにレンズ系５を
介してイメージセンサ６の受光面６ａに導かれ、この受
光面６ａ上に読取面１に形成された文字の光学像を形成
する。イメージセンサ６はこの光学像を電気信号に変換
して、複数の二値化回路７−１〜７−Ｈに与える。この
複数の二値化回路７−１〜７−Ｎは、イメージセンサ６
の出力を相互に異なる閾値レベルＴｈ−１〜ＴｈＮてそ
れぞれレベル弁別して、「１」または「０」の二値信号
に変換する。

イメージセンサ６は、多数の光電変換画素を二次元的に
配列して読取面１に形成された１行または複数行の文字
列の光学像を受光面６ａに一度に結像させることかでき
るように構成したもので、各画素毎に得られる電気信号
か上記の二値化回路７−１〜７−Ｎて二値化される。

二値化回路７−１〜７−Ｎの出力信号は、ライン８を介
してそれぞれ記憶回路９−１〜９−Ｎに与えられて、−
時的に記憶される。二値化回路７１〜７−Ｎからの信号
は「１」または「０」の二値信号なので、記憶回路９−
１〜９−Ｎの記憶領域には、イメージセンサ６の受光面
６ａ上に形成された画像を異なる閾値レベルて二値ｆヒ
した各二値画像か記憶されることになる。各記憶回路９
−１〜９−Ｈにおいて、イメージセンサ６の受光面６ａ
における同一画素から得られた二値信号は、同一値のア
ドレスに記憶されている。

記憶回路９−１〜９−Ｈに記憶された画像は、いずれか
１つの記憶回路を選択する切換え回路１０を介して、記
憶回路の記憶画像から１文字が入る程度の大きさの所定
の領域ずつ画像を切り出す１文字切出回路１１によって
読み出され、切り出された画像は文字識別回路１２に与
えられて、識別処理が行われる。この識別処理は、文字
識別回路１２に予め記憶した文字パターンの特徴量との
差計算なとによって行われ、１文字切出回路１１で切り
出した画像のほぼ中央に文字が位置していれば、当該文
字の認識か可能である。認識結果は、編集部１３に与え
られる。この編集部Ｉ３は、識別結果か正しいものであ
れば識別された情報を出力し、誤りであればその識別結
果を無視して次の読取の開始を指示する。

文字識別回路１２は、１文字切出回路１１て切り出され
た画像のほぼ中央に文字か位置している最適切出状態を
検出したときに切出信号をライン１４に導出する。この
切出信号は、切換え回路ＩＯおよび１文字切出回路１１
に与えられており、切換え回路１０は切出信号に応答し
て記憶画像を読み出すべき記憶回路９−１〜９−Ｎを切
換える。

１文字切出回路１１は、文字の切出を行う際に、切出位
置を表す切出位置情報を一時記憶しており、上記の切出
信号に応答して、切換え回路１０で選択された記憶回路
から上記切出位置情報て表される位置の画像を切り出す
。切出位置座標とは、たとえば第２図に示す画像が記憶
回路９−１〜９Ｎに記憶されている場合に、１文字切出
回路１１か切り出す所定領域Ｓの左上角の座標（ｘ　、
、　ｙ　２）なとである。

たとえば第２図に示す画像がイメージセンサ６の受光面
６ａに結像され、この画像を異なる閾値レベルで二値化
した二値画像か記憶回路９−１〜９−Ｎにそれぞれ記憶
されている場合を想定する。

二の場合に、切換え回路１０かいずれか１つの記憶回路
を選択し、この選択された記憶回路の記憶画像を１文字
切出回路１１か所定の領域Ｓずつ切り出すとすると、上
記の領域Ｓによって切り出される画像は、時系列に従っ
て第３［Ｊ（ａｌに示すように変化する。すなわち、１
文字切出回路１１は、領域Ｓをスライドさせながら、こ
の領域Ｓによって切り出された画像を文字識別回路１２
に与えて識別処理を行わせる。そして、参照符号Ａｌ−
Ａ３で示すように領域Ｓのほぼ中央に文字か位置する状
態て画像が切り出された最適切出状態となると、第３図
（ｂｌにおいて参照符号１）Ｉ−ｐ３て示す切出信号か
ライン１４に導出されることになる。

参照符号１ｌ−ｆ３て示す最適切出状態では、もしも切
換え回路ｌＯで選択されている記憶回路に対応する二値
化回路の閾値レベルか、読取面ｌの印字品質等に対応し
た適当なレベルであれば、正しく文字認識か行える。

さらに詳細な動作を説明すれば、たとえば切換え回路ｌ
Ｏで記憶回路９−ｉ（１≦ｉ≦Ｎ）の記憶画像から１文
字分ずつの画像を切り出しなから文字識別か行われてい
る場合に、文字識別回路１２か最適切出状態を検出して
上記切出信号を導出し、このとき切換え回路１０は記憶
画像を読み出すべき記憶回路を上記の記憶回路９−１か
ら記憶。

回路１−ｊ　（＋≦Ｊ≦Ｎ、ｊ≠１）に切り換えたとす
る。このとき、１文字切出回路１１は、−時記憶した切
出位置座標を参照して、この切出位置座標に対応するア
ドレスを指定して新たに選択された記憶回路９−ｊから
画像を切り出す。こうすれば、記憶回路９−ｊに関して
は、直ちに最適切出状態て画像の切出を行うことかでき
る。この記憶回路９−ｊに関する文字識別処理か文字識
別回路１２て行われるときには、文字識別回路１２は当
然に最適切出状態を検出するので、切出信号がライン１
４に導出されることになり、これに応答して次に切換え
回８１Ｏで選択される記憶回路９−ｋ（１≦に≦Ｎ、に
≠ｉ、ｊ）に関しても上記と同しようにして、直ちに最
適切出状態で画像を切り出して文字識別か行われる。

このようにして、文字認識回路１２か一旦切出信号を導
出すると、全部の記憶回路９−１〜９−Ｎに関して同じ
アドレスを指定して、最適切出状態て画像の切出か順次
行われ、それぞれ切り出された画像に基づいて文字識別
処理か行われる。全部の記憶回路に関して上記最適切出
状態の画像に基つく文字識別処理か終わると、切換え回
路１０は最初の記憶回路９−１に切り換わる。

このようにして、文字識別回路１２か記憶回路９−１〜
９−Ｎ毎に出力するＮ個の文字識別結果（この他に最適
切出状態に至る以前の不良な識別結果も含まれている。

）は、編集部１３においていずれか最適な識別結果か採
用されて、この採用されたーの識別結果か出力される。

上述のように本実施例の光学的文字読取装置では、読取
面ｌに形成された文字の印字品質に依らずにその読取を
可能とするために、相互に異なる閾値レベルでイメージ
センサ６の出力信号を二値化するＮ個の二値化回路７−
１〜７−Ｎを用い、この二値化回路７−１〜７−Ｎから
の二値信号を記憶回路９−１〜９−Ｎにそれぞれ記憶す
るようにしているか、各記憶回路９−１〜９−Ｎての文
字の記憶アドレスは同一であることを利用して、いずれ
力用つの記憶回路の記憶画像に関する文字切出処理にお
いて最適切出状態か検出されたときには、この切出画像
に対応する画像を他の記憶回路からも切り出すこととし
ている。すなわち、１つの記憶回路に関して最適切出状
態を検出すれば、この後には他の記憶回路については直
ちに最適切出状態て画像の切出を行うことかできる。

この結果、上記性の記憶回路の記憶画像については、文
字識別回路１２は、切出状態が不良であるために文字を
識別できない切出画像に関する識別を無駄に行う必要が
ない。これにより、文字識別回路１２の処理を軽減して
、文字識別までに要する時間を短縮して、文字の読取に
よるデータ入力作業の作業効率を格段に向上することが
できる。

このような効果は、二値化回路７−１〜７−Ｎの数が多
いほど大きい。

なお、記憶回路９−１〜９−Ｎは個別素子て構成しても
よく、また１個の素子の記憶領域を区画して構成しても
よいのはもちろんである。

第４図は上記の実施例の一具体例として、２個の二値化
回路７−１．７−２を用いて構成した光学的文字読取装
置の基本的な構成を示すブロック図である。この第４図
において前述の第１図に示された各部に対応する部分に
は、同一の参照符号を付して示す。

たとえば、二値化回路７−１は太い文字の読取の場合に
最適な閾値レベルを設定したものであり、二値化回路７
−２は細い文字の読取に最適な閾値レベルを設定したも
のである。スキャナ４（第４図では図示か省略されてい
る。）を読取面１に当てかって文字の読取を開始すると
、イメージセンサ６の出力信号が二値化回路７−１．７
−２でそれぞれ二値化されて記憶回路９−１．９−２に
記憶される。

第５図は二値化回路７−１．７−２での閾値レベルを説
明するための説明図である。説明を簡単にするために、
イメージセンサ６は読み取られる画像の明度か低いほと
出力か増大するものとする。

すなわち、白色の背景に黒色で文字を形成した場合に、
背景部分ては信号か小さく文字部分ては信号か大きくな
るものとする。この場合に、二値化回路回路７−１ては
閾値レベルか高く設定され、二値化回路７−２ては閾値
レベルか低く設定される。

たとえば第５図（ａ）に示すような比較的太い文字を読
み取る場合を想定すると、二値化回路７−１か出力する
二値信号により表される画像は第５図（ｂ）に示す状態
となり、一方、二値化回路７−２か出力する二値信号に
より表される画像は第５図（Ｃ）て示すように潰れた状
態となる。二値化回路７２では閾値レベルが低く設定さ
れているために、実際の文字の太さよりも線の太い文字
として二値化処理が行われ、この結果太い文字に対して
は上記のように画像が潰れてしまうことになる。この潰
れた画像か文字識別回路１２に与えられても、その識別
を行うことはできない。

また、第５図（ｄ）に示すような比較的細い文字を読み
取る場合を想定すると、二値化回路７−１ては閾値レベ
ルか高いためにその出力信号により表される画像は第５
図（ｅ＋て示すように文字か欠けた状態となる。この画
像か文字識別回路１２に与えられても、文字識別回路は
その識別を行うことはできない。一方、この場合には閾
値レベルの低い二値化回路７−２では良好に二値化か行
われ、第５図げ）で示すような画像か得られる。

第６図は動作を説明するための図であり、文字識別回路
１２て識別される画像の変化か示されている。切換え回
路１０は最初は、たとえば記憶回路９−１を選択してお
り、したかつて１文字切出回路１１は記憶回路９−１の
記憶画像を順次切り出して文字識別回路１２に与える。

１文字切出回路１１か、参照符号Ｉ！ｌｌで示す最適切
出状態の画像を文字識別回路１２に与えると、この文字
識別回路１２はライン１４に切出信号を導出し、これに
応答して切換え回路ｌＯは記憶回路９−２側に切り換わ
る。そして、１文字切出回路１１は上記最適切出状態の
画像と同一領域の画像を記憶回路９−２の記憶画像から
切り出す。この画像か参照符号ｆ２１て示す画像てあり
、閾値レベルの差のために線の太い文字を含む画像とな
っている。

文字識別回路１２はこの画像の識別を行い、識別か終わ
ると、切換え回路１０は再度記憶回路９−１側に切り換
わる。同様にして、参照符号１１２Ａ１３で示す最適切
出状態となる度毎に、切換え回路１０が切り換えられて
、記憶回路９−２の記憶画像か確実に最適切出状態で切
り出されて（参照符号ｆ２２．　１！２３で示す。）、
その識別処理か行われる。編集部１３は上記２種類の二
値化結果のうちいずれか最適な二値化に基づく識別結果
を出力する。

このように、記憶回路９−２の記憶画像については、文
字識別回路１２は最適切出状態以外の切出状態の画像に
関する識別処理は行わず、したかって２種類の閾値レベ
ルで二値化を行っているにも関わらず、読取時間か大幅
に増大することかなく、したかって種々の印字品質に対
応して高速な文字読取か可能となる。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではない
。たとえば、上記の実施例ではスキャナ４を読取面１に
対して固定した状態で読取か行われるものを例にとって
説明したか、たとえばイメージセンサ６に代えて一次元
イメージセンサを適用してスキャナ４て読取面１を走査
するようにして文字の読取を行う構成であってもよい。

その他車発明の要旨を変更しない範囲内において、種々
の設計変更を施すことか可能である。

〈発明の効果〉 以上のように本発明の光学的文字読取装置によれば、た
とえば１つの記憶手段の記憶画像に関して最適切出状態
で画像か切り出されると、その他の記憶手段に関しても
上記最適切出状態の画像に対応する画像か切り出される
。この画像は当然に最適切出状態の画像となっており、
したかって当該記憶手段の記憶画像に関しては識別手段
は、最適切出状態の画像に関してのみ文字識別処理を行
えばよく、その他の不良な切出状態の画像に関する文字
識別処理を行う必要かない。この結果、相互に異なる複
数の閾値レベルて二値化処理を行っているにもかかわら
ず、各二値化結果に基づく文字認識処理か完了するまで
の時間か過度に長くなることはなく、これにより読取面
の文字の形成状態によらずに正確でかつ高速な文字読取
か可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光学的文字読取装置の基本
的な構成を示すブロック図、 第２図は読み取られる画像の一例を示す説明図、第３図
は文字識別回路で識別される切出画像の変化と切出信号
との関係を示す説明図、第４図は上記実施例の一具体例
を示すブロック図、 第５図は第４図の２つの二値化回路による二値化動作を
示す説明図、 第６図は文字識別回路で識別される切出画像の変化を示
す図である。 回路、 １〜９−Ｎ・・・記憶回路、１０ ・切換え 回路、 ・・文字識別回路（識別手段） ｌ　３　・ 編集部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、読取面に形成された文字の光学像が受光面に結像さ
   れるイメージセンサと、 このイメージセンサの出力信号を相互に異なる閾値レベ
   ルで二値化する複数の二値化回路と、 各二値化回路からの二値信号により表された二値画像を
   それぞれ記憶する複数の記憶手段と、 この複数の記憶手段にそれぞれ記憶した二値画像を切り
   換えて出力させる切換え手段と、この切換え手段で選択
   された記憶手段に記憶された二値画像から、１文字分の
   大きさの画像を切り出す切出手段と、 この切出手段で切り出された画像から文字を識別する識
   別手段と、 この識別手段による識別結果から、正しい識別結果を抽
   出して出力する編集手段とを有する光学的文字読取装置
   において、 上記切出手段で切り出された画像のほぼ中央に文字が位
   置している最適切出状態を検出する検出手段を備え、 上記切換え手段は、上記検出手段が最適切出状態を検出
   したときには、画像を読み出すべき記憶手段を切り換え
   るものであり、 上記切出手段は、上記検出手段が最適切出状態を検出し
   たときには、上記切換え手段で切り換えられて新たに選
   択された記憶手段から、上記最適切出状態で画像が切り
   出された記憶手段における当該最適切出状態で切り出さ
   れた画像の記憶領域に対応する記憶領域の画像を切り出
   して上記識別手段に与えるものであり、 上記編集手段は、上記複数の記憶手段の記憶画像に基づ
   く文字認識結果から、いずれか最適な識別結果を出力す
   るものであることを特徴とする光学的文字読取装置。