JPH05501778A - 事前印刷書式の光学式文字認識のために多数ドロップアウトカラーの自動的な電子的フィルタリングを用いた自動的本文分離のための方法及び装置 - 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】 １１　工の　工　ｉ二のために　ドロップアウトカー−の　・な゛　・フィルタ リング　いた　・　のための　び 発朋Ω技術的分！ この発明はカラー電子走査器を用いたドロップアウトカラーの自動選択及び検出 に関係しており、更に詳細には、光学式文字認ｍ　（ＣＯＲ）システムが書式を 光学的フィルタに整合させる代わりに書式自体に基づいて自動的にフィルタリン グパラメータを調整することを可能にする。

発肌の背量 光学式文字認識（ＯＣＲ）は事務用書式を処理するための有効な技法である。

機械読取りシステムは数人のデータ入力操作員に取って代わり、データ捕獲の費 用を低減することができる。

−Ｃに、ＯＣＲ過程の最初の段階は書類を電子的に走査して情報のすべてをディ ジタルビットマノブに変換することである。−たん画像が電子的形式で捕獲され ると、読み取られるべき情報は背景情報から分離される。箱枠及び案内本文は無 視されなければならず、書き入れ本文は読み取られるべきである。この分離が完 成されると、本文の電子的画像はＯＣＲアルゴリズムによって処理され、その際 関心のある文字はＡＳＣＩＩデータに変換される。

事務用書式を処理するほとんどすべてのＯＣＲシステムは「ドロップアウトカラ ー」の技法を使用している。所定の色（通常パステルカラー）で書類を印刷し且 つ電子的走査器において同し色の光学的フィルタを使用することによって書類に おける書き入れ本文は印刷書式から分離されることができる０色フィルタは走査 器にその色で印刷された情報を無視させる（Ｗ予約走査器に対して、書式の色は 用紙の白色背景と等価であるものとして現れる）、シかしながら、書き入れ本文 は典型的には黒（又は他の暗色）でタイプされ又は印刷されているので、この情 報は走査器によって里として捕獲される。それゆえ、事前印刷書式は白色背景に 変換され、従って書き入れ本文はＯＣＲアルゴリズムによって容易に処理される ことができる。

光学的フィルタの使用はこの応用においてはよく機能するが、それは顧客を書式 における非常に特定の色（走査器に取り付けられた光学的フィルタの特性に精密 に整合するもの）に制限する。付加的な光学的フィルタを加えることによって走 査器に付加的なドロップアウトカラーを含めることができる。従って、特定の書 式の処理は適当な光学的フィルタを選択し且つ書式を処理する前にそれを機械的 に挿入することを必要とするであろう。

しかしながら、印刷過程におけるわずかな変動は印刷書式の実際の色における変 化性を生して、これにより「ドロップアウト」効果を低減することがある。その ような変更は雑音を加えさせることがあり（走査器は事前印刷書式情報を白では なく黒として見る）、このためにＯＣＲアルゴリズムが誤った結果を生しること がある６別の方法として、印刷の際のこれらのわずがな変動に適応するように光 学的フィルタを変更することは実用的ではないが、それはこの変更が、それぞれ がわずかに異なった特性を持った多数のフィルタを必要とすることになるであろ うからである。それゆえ、この問題を実用的に調整する唯一の方法は印刷過程を 厳格に制御して一様なドロップアウトカラーを確保することである。その結果と して、現在使用されているＯＣＲ書式読取りシステムは一般に「閉ループ」であ り、これは、外部の会社により生成された書式が色変動のために適当に読み取ら れないことがあるので、書式処理会社（例えば保険会社）が書式の印刷について 統制を維持しなければならないことを意味する。

この発明では、走査器はすべての画像を三つの原色、赤、緑及び青に分解するで あろう。画像の白黒表現は単に二つの色成分を加えることによって生成されるこ とができる。赤、緑及び青信号を独立して処理することによって、装置がすべて の色をフィルタして、ＯＣＲ読取りのために高コントラストの本文だけを残すよ うに、共通の白！情報から色情報を分離することができる。

発咀■回示 この発明においては、すべての画素の間で一様な色及び振幅応答を確保するため に三つのディジタルチャネルが適当な係数により乗算される。この三つの信号は 、−たん一様性のために補正されると、独立したビデオ信号として処理されて画 像の三つの二進値表現を生成する。この信号を、三つのすべてのチャネルに共通 の情報だけを保存するような方法で組み合わすことによって、任意のカラー事前 印刷情報から「黒色」本文を分離することができるｒ全色」フィルタが生成され る。実効上、二つの出力は色空間におけるドロップアウトカラーのすべての可能 な組合せを用いて書類画像を表現する。

区回Ω固拳な説所 図１はカラー走査のために使用され得る固体電荷結合素子の形態を図解しており 、 図２はこの発明による電子的カラーフィルタリングのために使用される回路の構 成図を図示しており、又 図３Ａ−Ｂは白黒校正と関連して使用される流れ図を図解している。

発肌を１施１ゑ方法 図１はプログラム可能なドロップアウトカラーを生成するために使用される電子 的走査器の典型例を図解している。この走査器はすべての画像を三つの原色、赤 、緑、及び青、に分解するであろう１画像の白黒表現（典型的な電子的走査器が 今日生成するようなもの）は単に三つの色成分を加えることによって生成される ことができる。

この発明の装置における使用のために意図された電子的走査器は、トシμ（Ｔｏ ｓｈｉｂａ）により作られたモデルＴＣＤ１２６Ｃとして現在入手可能な「接触 形ＪＣＣＤ　（電荷結合素子）１０に基づいている。このＣＯＤは実際には単一 の基板上の数個のＣＣＤ配列であって、１２００画素／画素子の水平解像度を持 っており且つ１２インチの長さがある。大抵のＯＣＲアルゴリズムは２００ない し４００画素／インチの走査解像度で正確に読取りを行うことができるので、色 検出のためには付加された解像度を使用することができる。そのような検出は適 当な赤、緑及び青の光学的フィルタで隣接画素を覆うことによって実施されるが 、これらのフィルタのスペクトル内容はＣＣＤ素子自体のスペクトル特性に基づ いている。

図１に示されたように、三つの隣接したセル１２．１４、及び１６は、単一のｒ １画素」１８を形成していて、それぞれ赤、緑及び青の光学的フィルタ２０、赤 ２６、緑２８、及び青３０のビデオ信号の三チャフル出力を含んでいる。

図２はＯＣＲ読取りのための自動的本文分離、及び全画像捕獲における使用のた めのブロフク図を図示している。カラー走査器１０は画素当り三つのビデオ信号 −赤２６、緑２８、及び青３０−を各走査線に対して区分化方式で出力すす。こ れらのＲ，Ｇ、Ｂ信号はそれぞれのＡ／Ｄ変換器３２．３４及び３６によってグ レースケールディジタル表現に変換される。各画素の赤、緑、及び青成分は次に それぞれ乗算器３８．４０及び４２に供給される。

マイクロプロセッサ・ＲＡＭ記憶サブシステム５２は走査線内の各画素を監視し て、画素ビデオデータと校正係数３８．４０及び４２との間の適当な相関を確保 し、これらの係数はそのそれぞれの色チャネルに対する対応する乗算器４６．４ ８及び５０に送られる。これらの乗算器の出力は、グレースケールカラー画像と して使用され得る校正された赤５６、緑５７、及び青５８ｉ！ｉｉ素の区分化ピ ント流の形式になっている。この校正色情報は又加金せ接合部５９に供給され、 ここで各画素に対する三つの色成分は加えられて、その出力としてグレースケー ル白黒画像を形成する。加えて、校正赤５６、緑５７、及び青５８ビデオデータ は診断目的のためにマイクロプロセッサ・ＲＡＭ記憶サブシステム５２に供給さ れる。

校正赤５６、緑５７、及び青５８ビデオデータは又、赤、緑及び青に対してｌピ ッ）／Ｎ素ビデオデータを生成するそれぞれのしきい値回路４１．４３及び４５ によって処理される。しきい値回路４１．４３及び４５は単純な比較器の形式を していてもよく、又は適応しきい値設定を有するＭＸＮ畳込みフィルタのように 精巧なものでもよい、各しきい値回路４１．４３及び４５の出力は二進値であっ て、ｒｌ、が「暗」画素に対応し、且つ「０」が「明」画素に対応している。

これらの二進値信号の三つすべて（各画素に対する赤、緑及び前値に対応してい る）はＡＮＤゲート６３に送られる。所与の画素の三つの色成分のうちのどれか が「明」すなわち「０」であるなちば、ＡＮＤゲートは「白」に対応して「０」 になる０画素の三つすべての色成分が「１」すなわち「暗」である場合には、Ａ ＮＤゲートの出力は「黒」に対応して「１」になる。

ＡＮＤゲート６３の出力はパステルドロップアウトカラーを使用した典型的な書 式に対する「本文ノ出力と考えられ得る０色背景情報は除去されて、タイプされ た本文情報だけがＯＣＲアルゴリズムへ送られる。例えば、ノンカーボン赤イン クで印刷されていてカーボン式リボンを用いたタイプライタで書き入れられた書 式はこの発明を用いて容易に処理されることができるであろう。すべての印刷賃 料（事前印刷された赤及びタイプされた属）の画像を生成するような通常の走査 システムとは異なり、この発明のシステムは事前印刷された赤を無視して、タイ プされた本文の画像だけを生成するであろう。

光学的赤フィルタを事前印刷情報のために使用されたインクの色とＷ＆密に整合 させ且つ通常の走査システムと共にこのフィルタを用いることによって１（以の 結果を達成することができる。しかしながら、光学的赤フィルタは緑インクをド ロップアウトすることができないであろう。好都合にも、この発明は任意のノン カーボンインクを除去することができ、これによってより大きい順応性を与える 。

使用者はフィルタの変更を心配することなく種種の色の混在書類を使用すること ができるであろう。

従って、特定の書式において使用された任意のドロップアウトカラーは、書き入 れ本文のスペクトル内容についである仮定を行うことによって自動的に検出され 且つ抑制されることができる。事務用書式を書き入れるために使用された大抵の 本文は「カーボン主成分式Ｊとして類別化されることができる。この類別には大 抵のタイプ書きリボン、ペン又は鉛筆が含まれる。そのような本文は使用された 任意の色フィルタに関係なく興として通用するであろうから、本文は「全色フィ ルタ」を適用することによって任意の事前印刷色情報から分離されることができ る。

車色校正 白色校正は画素ごとの方式で任意のスペクトル異常又は感度変動を補償すること により走査器性能を最適化するために使用されることができる。ここで論述され た白色校正方法は、補償が運転の直前に行われ、このために老化又はＴＩＪ損に よる差異をも補償することができるので、走査器からの一様な応答を確保するた めの好適な方法である。

白色（空白）紙片をカラー走査器を通して供給すると、三つすべてのカラー信号 が同時に働く。白色紙片は既知の予測可能なスペクトル曲線を持っているので、 色利得係数は走査器がこの理想的応答をまねることを可能にするような方法でプ ログラムされることができる。図３Ａ及びＢは白色校正を実施するための流れ図 を示している。段階（ステップ）８０は赤、緑及び青の利得係数のすべてを１の 値に設定するようにマイクロプロセッサ・ＲＡＭ記憶サブシステム５２（図２） に要求し、次に段階８２において（マイクロプロセッサ・ＲＡＭ記憶サブシステ ム５２に配置された）画素累算器のすべてはＯに設定される。段階８４において 、操作員は応答を校正するために白色紙片をカラー走査器を通して供給する。段 階８６においてページの初めが検出されて校正過程が始まる。カラー走査器１０ は、白紙書類の各水平線を走査するときに、順次式三色データ′ｆ、（Ｒ，Ｇ、 Ｂ）を出力する。この情報は、各チャフルに対して一つずつの、Ａ／Ｄ変換器３ ２．３４及び３６によってディジタル化される。ディジタル化信号はそれぞれ乗 算器３８．４０及び４２に送られる。マイクロブロセ、す５２が前にすべての利 得を１の値に設定しているので、各乗算器の出力は各画素のＲ，Ｇ、　Ｂ値に等 価である。マイクロプロセッサ５２はこの順次式線のグレースケール色情報を段 階８８においてそれ自体の記憶装置（ＲＡＭ）内に捕獲し、そして次に段階９０ に従って各画素の赤、緑及び青の値を適当な累算器に加える。

マイクロプロセッサは各画素に対するＲ、　Ｇ、及びＢ値のための別別の累算器 を保持している（累算器の総数＝３×水平画素の数〕。この累算過程はページの 終わりが段階９２において検出されるまで継続する。処理された線の総数は段階 ９４において線計数器によって保持される。ページの走査が完了すると、マイク ロプロセッサ５２は各累算器値を線計数（捕獲された線の数）で除算することに よって段階９６において各画素に対する平均赤、緑、及び前値を計算する。この 情報は各水平画素に対する平均色応答に対応している。

この色応答が知られると、赤、緑、及び青係数は段階９８において各画素に対し て計算されることができる。これは応答を「正規化する」ために行われるが、こ の正規化は各画素が類イ以の入力を与えられた場合類憤の方法で応答することを 保証する。利得係数は理想的又は最適Ｒ，Ｇ、　Ｂ応答を各画素の平均Ｒ，Ｇ、 Ｂ応答で除算することによって計算される。最適応答は白色人力に対する理想的 Ｒ。

Ｇ、Ｂ値に基づいている。利得係数は、画素当り３、計算されると、段階１００ に従って二重ポート式記憶装置（図示されていないが、マイクロプロセ、す・Ｒ ＡＭ記憶サブすステムの一部分）に記憶され、マイクロプロセッサ・ＲＡＭ記憶 サブシステム５２はそれによって白色校正過程を完了する。−たん校正されると 、装置（図２）は各画素の赤、緑及び青ビデオ値を画像補償係数で乗算すること によって任意の色又は利得異常を補償することができる。動作中、カラー走査器 ＩＯは各水平画素に対する赤、緑及び青信号を順次出力し、そして各カラー信号 はＡ／Ｄ変換器３２．３４及び３６によってディジタル化される。各画素に対す るディジタルグレースケール色情報は次にそれぞれ乗算器回路３８．４０及び４ ２に送られる。マイクロプロセッサ・ＲＡＭ記憶サブシステム５２は水平走査に おける各画素に対する独特のＲｌＧ、Ｂ利得係数を呼び出して、これらの係数を 三つの乗算器に同時に与え、これにより各画素の赤、緑及び前値をこれらの対応 する利得係数で乗算する。これらの乗算器の出力は各画素に対する正規化赤、緑 及び前値を表している０校正を行い、各画素に対する独特の色利得係数を記憶し 、その後利得係数を用いて各画素に対するＲ、Ｇ、Ｂ応答を正規化することによ って、カラー走査器１０の出力は正しい一様なスペクトル応答に対して平衡させ られる。

この発明はその特定の実施例に関連して説明されたが、多くの代替例、変更例、 及び変形例が前述の説明に照らして技術に通した者に明らかであることは明白で ある。従って、添付の諸請求項の精神及び広い範囲内に入るようなすべての代替 例、変更例、及び変形例を包含することが意図されている。

占び　の゛ この発明は色情報の自動的フィルタリングにより書式における本文情報を分離す る方法として光学式文字認識システムと関連して事務用書式を処理するために有 効である。この走査器システムはすべての画像を三つの原色、すなわち赤、緑及 び青へ分解するであろう０画像の白黒表現は単に三つの色成分を加えることによ って生成されることができる。この発明は機械的フィルタ挿入と関連したドロッ プアウトカラー能力問題を除去するのに有利である。この変化性は書式に使用さ れたインクの色の印刷バッチごとに変化することによって引き起こされ得るので 、機械的フィルタは許容範囲外のインクで印刷された書式における印刷本文を除 去するのに無能であった。

そのうえ、この発明はバッチ内に異なった色の書類を混在させること且っ又単− の書類に種種のドロップアウトカラーを持たせること（例えば、赤及び青の事前 印刷情報ををする書式）を可能にする。この発明の使用なしで、従来技術におい て実施されたように機械的フィルタ挿入を用いてこれを実施することは不可能で あろう。

ＦｆＧ、３Ｂ 事前印刷書式の光学式文字認識のために多数ドロンプアウトカラーの自動的な電 子的フィルタリングを用いた自動的本文分離のための方法及び装置 ！−的−１ 事務用書式を満たすために使用された本文が「カーボン主成分式Ｊとして類別化 されることができ且つこのような本文が使用された任意の色フィルタに関係なく 黒として通用するであろうという仮定に基づいて事前印刷資料から本文を分離す るための方法及び装置。本文は「全色フィルタ」を適用することによって任意の 事前印刷色情報から分離されることができる。

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Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．カラー走査器によって発生された三成分カラー信号を、前記の信号成分が、 各色成分と関連したアナログ１ディジタル変換器によって画素ごとの方式でグレ ースケールディジタル形式に変換された後に処理するための装置であって、それ ぞれが画素の赤、緑及び青成分に対応している三つの二進値、１ビット毎画素ビ デオ信号を生成するためのカラービデオ信号のそれぞれに対する処理装置、並び に 二進値カラー信号のすべてが画素を黒であると同定したときにだけ黒情報を保存 するように前記のカラービデオ信号を組み合わすための装置、によって特徴づけ られている前記の三成分カラー信号を処理するための装置。
2. ２．組合せ装置がＡＮＤゲートの形式をとっている、請求項１に記載の装置。
3. ３．前記の組合せ装置の出力が、ＯＣＲ読取りのために適した１ビット毎画素区 分化走査線である、請求項２に記載の装置。
4. ４．走査線内の各画素を三つの色成分により表現されたような振幅及び色応答に ついて補償するための装置を更に備えている、請求項１に記載の装置。
5. ５．カーボン主成分のインクを用いて書き入れられたカラー書式を処理するため の装置であって、 赤、緑及び青成分を持った区分化画素を有する走査線を発生する複数のグレース ケールカラー出力を有するカラー走査器、各出力を画素ごとの方式でグレースケ ールディジタル形式に変換するための装置、 カラーグレースケール情報の少なくとも一つの走査線を記憶するための記憶装置 、 走査線内の各画素を三つの色成分により表されたような振幅及び色応答について 補償するための装置、 カラービデオ信号のそれぞれを処理して、それぞれが画素の赤、縁及び青成分に 対応している三つの二進値１ビット毎画素ビデオ信号を生成するようにするため の装置、並びに 前記の二進値カラー出力のすべてが画素を黒であるとして表示しているときに、 カーボン主成分のインクと関連した黒情報を保存するように前記の二進値カラー 情報を組み合わすための装置、 によって特徴づけられている、前記のカラー書式を処理するための装置。
6. ６．補償装置がディジタル乗算器の形式をとっている、請求項５に記載の装置。
7. ７．カーボン主成分のインクを用いて書き入れられたカラー書式を処理する方法 であって、 カラー書式を走査して、各色成分に対する区分化画素を有する少なくとも二つの グレースケールカラー出力を発生する段階、各出力を画素ごとの方式でグレース ケールディジタル形式に変換する段階、各グレースケール色成分の少なくとも一 つの走査線を記憶する段階、走査線内の各画素を各色成分により表現されたよう な振幅及び色応答について補償する段階、 カラービデオ信号のそれぞれを処理して、それぞれが各画素に対する色成分に対 応している三つの二進値１ビット毎画素ビデオ信号を生成する段階、並びに前記 の二進値カラー情報を比較して、色成分のすべてが画素を黒として表示している ときに、カーボン主成分のインクと関連した黒情報を保存するようにする段階、 によって特徴づけられている前記の方法。
8. ８．組み合わす段階が前記の出力のすべての論理積をとることを意味している、 請求項７に記載のカラー書式を処理する方法。
9. ９．組合せ出力がＯＣＲ読取りに適している、請求項７に記載のカラー書式を処 理する方法。
10. １０．グレースケールカラー出力の和がグレースケール白黒画像を生成する、請 求項７に記載のカラー書式を処理する方法。
11. １１．グレースケールカラー出力信号がグレースケールカラー画像を生成する、 請求項７に記載のカラー書式を処理する方法。