CN1242603C

CN1242603C - 图像读取装置和图像读取系统、图像读取方法

Info

Publication number: CN1242603C
Application number: CNB001024086A
Authority: CN
Inventors: 加纳光成; 堀哲也; 中岛启介; 小西义治
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Channel Solutions Corp
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: KR100359385B1; JP2000244706A; KR20000076600A; CN1264883A

Abstract

在使用由商用频率点亮的光源进行图像读取和图象识别的图像读取系统中，包括图像读取装置、数据处理装置和识别处理装置。图像读取装置具有台座、检测并输出光源的照明光量随时间的变化的传感器、具有反射率不同的2种颜色的组合图形的修正图形和读取并输出放置在台座上的对象物和修正图形的图像读取单元；数据处理装置根据传感器的输出和修正图形的读取输出进行修正读取的图像的数据的图象处理。

Description

图像读取装置和图像读取系统、图像读取方法

技术领域

作为OCR处理用图像输入、进行印章、肖像、签名等的图像输入的图像读取装置，主要是一张一张地传送票单进行读取的方式(方式1)和平板扫描器方式(方式2)两种。

背景技术

另外，与此相反，还有使用装配了2维图像读取传感器的摄像机的方法(方式3)，但是，要实现OCR而高精细地读取票单，目前像素数还不足，仅限于狭窄的范围内的读取中的实用化。

作为改善该方式3的方式，是在读取原稿的正面配置透镜，在原稿的图像成像的面上，使1维图像读取传感器沿副扫描方向移动的方式(方式4)。该方式4可以与在原稿票单传送型中不能对应的厚度随票单的种类而变化的业务或放置多张票单的情况对应，另外，像方式2的平板扫描器那样原稿设置者看不见要读取的原稿面的情况也就不存在了。

另外，近年来，出现了对图像读取不准备特别的照明光而使用商用电源点亮的天花板荧光灯等进行该方式4的动向。

本发明涉及使用商用电源点亮的光源进行图像读取的图像读取装置和使用该图像读取装置的图像读取系统，特别是使用商用频率点亮的光源对银行、邮政业务中的需要进行公款传票、收入支出传票等、OCR处理、印章图像输入的各种票单进行图像读取的图像读取装置和使用该图像读取装置的图像读取系统。

在采用上述先有技术记载的方式4的图像读取装置中，对图像读取不准备特别的照明光而使用商用电源点亮的天花板荧光灯等时，由于天花板荧光灯等用商用频率点亮而必然发生的商用频率的2倍频的闪烁，读取图像将发生周期性的浓淡图形。

因此，在使用由商用电源点亮的天花板荧光灯时，如果不修正闪烁等照明光量变化而改善画质，就不能读取正确的图像。

发明内容

本发明的目的旨在提供可以使用用商用电源点亮的天花板荧光灯等的伴有闪烁的光源更正确地进行图像读取的技术。

下面，简单地说明本申请公开的发明中代表性的技术的概要。

本发明提供一种使用商用频率点亮的光源进行图像的读取的图像读取装置，其特征在于：具有放置读取的对象物的台座；检测上述光源的照明光量随时间的变化的传感器；具有反射率不同的2种颜色的组合图形、用于图像的修正的修正图形；将放置在上述台座上的对象物作为图像进行读取的读取部；以及求出该读取部读取上述修正图形时所输出的2种颜色的特性直线，根据该特性直线的交点即偏移点和由上述传感器检测的输出结果修正与上述光源的亮度变化对应的图像的读取信息的控制部。

本发明提供一种使用由商用频率点亮的光源读取图像的图像读取系统，其特征在于：包括图像读取装置，具有放置票单的台座、检测上述光源的照明光量随时间的变化的传感器、具有反射率不同的2种颜色的组合图形的修正图形和读取放置在上述台座上的票单的读取部；数据处理装置，根据上述图像读取装置的上述传感器的检测结果和、通过求出上述读取装置读取上述修正图形时所输出的特性直线所得到的该特性直线皎点即偏移点，进行与上述光源的照明光量随时间的变化对应的图像的修正，并根据该图像的修正使上述读取部读取票单的图像；以及识别处理装置，根据由上述数据处理装置处理后的图像数据进行图像识别。

本发明提供一种图像的读取方法，其特征在于：在有图像的读取指令时，由扫描器部读取图像，并在显示部上进行显示；在没有图像的读取指令时，由上述扫描器部读取反射率不同的2种颜色的图像图形；由传感器检测用商用频率点亮的光源随时间的变化；根据读取的图像图形和检测的随时间的变化修正读取图像时的信息；根据修正后的信息，由上述扫描器部读取图像，并在显示部上进行显示；在确认上述显示部显示的图像后，进行图像的识别处理，在没有图像的读取指令时进行的信息的修正，是根据按照上述扫描器部读取2种颜色的图像图形的读取结果而得到的它们各自的近似直线计算出的偏移数据来进行修正的。

附图说明

图1是说明票单图像读取系统和该系统中使用的票单图像读取装置的结构的图。

图2是说明闪烁修正图形的例子的图。

图3是说明扫描器部的内部结构的框图。

图4是表示商用电源的输出和CCD传感器1221的输出随时间的曲线图。

图5是说明由于光源的不同引起的CCD传感器的输出与闪烁传感器的输出的关系的图。

图6是说明由于光源的不同引起的CCD传感器的输出与闪烁传感器的输出的关系的图。

图7是说明由于光源的不同引起的CCD传感器的输出与闪烁传感器的输出的关系的图。

图8是说明由于光源的不同引起的CCD传感器的输出与闪烁传感器的输出的关系的图。

图9是说明由于光源的不同引起的CCD传感器的输出与闪烁传感器的输出的关系的图。

图10是说明闪烁修正的图。

图11是用于说明本实施例的票单图像读取系统的处理的流程图。

具体实施方式

下面，使用附图以票单图像读取系统为例详细说明本发明的图像读取系统的一个实施例。

图1是用于说明本实施例的票单图像读取系统和该系统使用的票单图像读取装置的结构的图，图1A是用于说明票单图像读取系统的结构的图，图1B是用于说明票单读取装置的结构的图。

本发明的票单图像读取系统，如图1A所示，由票单读取装置10、数据处理装置20、识别处理装置30和数据线40构成，票单读取装置10由具有帮助闪烁修正的闪烁修正图形14并放置票单1的台座11和具有检测光源(用商用频率即50/60Hz点亮的荧光灯等)的照明光量随时间的变化的闪烁传感器13并读取放置在该台座11上的票单1的扫描器部12构成；数据处理装置20对所读取的图像数据进行包含闪烁修正在内的图像的亮度不均的修正(暗影修正)、轮廓强调、2值化等图象处理；识别处理装置30根据进行了数据处理的图像数据进行文字识别等的票单读取处理；数据线40进行各部分之间的连接。

在票单读取装置10的扫描器部12中，如图1B所示，具有在光源70的下面配置在票单设置者50放置读取票单1的台座11的正面上方的透镜121和通过该透镜121在票单的图像成像的位置沿副扫描方向(在图1A中为票单短边方向，在图1B中为法线方向)移动的读取传感器部122。

图1A所示的闪烁修正图形14是在读取传感器部122的主扫描方向排列设置白色(反射率比较高的)图形14a和黑色(反射率比较低的)图形14b，例如，如图2所示，分别交替地设置白色图形14a和黑色图形14b。并且，在发生闪烁的光源下多次读取这些图形。

图2所示的闪烁修正图形14，可以如图1、图2所示的那样印刷到放置票单1的台座11上，将白色图形14a和黑色图形14b与票单1的位置相邻地配置。如果将该闪烁修正图形14印刷到待机时的视野15中，在待机时就可以进行闪烁修正。另外，该闪烁修正图形14可以至少具有反射率不同的2种颜色的组合图形，像白色图形14a和黑色图形14b那样，反射率的差别越大，越可以进行更正确的闪烁修正。其理由将在后面说明。

在图2中，表示的是将票单长边方向设计在读取传感器部122的主扫描方向，将票单短边方向设计在副扫描方向的情况，但是，也可以将这些方向反过来设置扫描器部12。这时，闪烁修正图形14也设置在读取传感器部122的主扫描方向上。

图3是用于说明上述扫描器部12的内部结构的框图。

扫描器部12的读取传感器部122如图3所示，包括传感器部122a、传感器驱动部122b和控制部122c，传感器部122a由通过透镜121将票单1或闪烁修正图形14的图像成像的1维图像读取传感器(例如CCD传感器)1221、放大该成像的图像并进行数字化的放大电路1222和A/D变换电路1223构成；传感器驱动部122b由使1维图像读取传感器1221沿副扫描方向机械地移动的传感器驱动电路1224、驱动电机1225、驱动电机驱动器1226和决定1维图像读取传感器1221的读取开始位置的定位传感器1227构成；控制部122c控制上述各部分122a、122b将票单1或闪烁修正图形14的读取数据向数据处理装置20传送。

另外，闪烁传感器13由于在1维图像读取传感器1221为CCD传感器时输出是与接收光量的积分值成正比的动作，所以，具有检测闪烁的瞬时值的受光元件131、放大所检测的瞬时值的放大电路132、在与1维图像读取传感器1221的受光时刻相同的时刻进行积分动作的积分电路133和进行数字数据化的A/D变换电路134。

作为控制部122c的闪烁修正图形14的读取契机，最好是在票单1的读取之前，在使业务的处理速度优先时，则最好在一定时间没有读取要求时(例如，在没有顾客期间)进行。

这样，通过使1维图像读取传感器1221沿副扫描方向移动，对于静止的原稿，就等价于使用2维的图像读取传感器的方式来读取图像。2维图像读取传感器例如有100万像素的，像素数非常多，但是，作为1维图像读取传感器1221，如果考虑使可以利用的例如5000像素的传感器沿副扫描方向移动，就可以与5000像素×7500扫描＝3750万像素的2维图像读取传感器相匹敌，从而可以适用于非常高精细的图像读取。

因此，本实施例的票单读取装置10，票单设置者50可以直接看着票单1来调整位置，操作性优异，由于具有这一特性，所以，不必使用在一般的扫描器中使用的不发生闪烁(周期性的亮度变化)的逆变器荧光灯等特别的照明光，可以直接利用天花板荧光灯等光源。

但是，在使用天花板荧光灯(自然光)的票单图像的读取中，即使只设置闪烁传感器13，由于光源的状态，用闪烁传感器13进行检测的输出与图像的亮度不成比例，所以，必须进行使闪烁传感器13的输出与1维图像读取传感器1221的图像输出的亮度对应的闪烁修正。

下面，说明数据处理装置20的闪烁修正。首先，说明CCD传感器1221的输出与闪烁传感器13的输出的关系。

图4是表示商用电源的输出和CCD传感器1221的输出随时间的变化的曲线图。这里，假定光源70是例如设置在天花板上的荧光灯这样的用商用频率点亮的照明。

商用电源以图4的61所示的50/60Hz的频率的波形而输出，而光源(荧光灯)70是进行正负对象的点亮，所以，以图4的71所示的波形进行点亮。与此相反，在本质上进行积分动作的曝光的CCD传感器1221中，在以图4所示的黑圆点T2所示的时刻输出的就是与从其以前的时刻T1开始的入射光量的积分值成正比的值。

图5是用于说明光源70的闪烁与1维图像读取传感器(CCD传感器)1221的输出的关系的图。

CCD传感器1221和闪烁传感器13分别由光源所贡献的比例(贡献率)不同，所以，分别具有由光源70所贡献的输出值。如图5所示，它们的输出的关系根据读取的图像的亮度(这里，为白色、黑色、灰色)可以用以S点作为原点的直线表示。假定该S点为偏移。

这里，以光源70的直流性光量为始点，假定变化量“L”进行增加的移动。这里除了CCD传感器1221以及闪烁传感器13使用的光电二极管的γ特性(输出与受光量的非线性)外，已进行了说明。

此外，除了作为天花板荧光灯的光源70外，存在位于别的距离的照明光时，CCD传感器1221和闪烁传感器13分别由各个光源贡献的输出值的比例(贡献率)发生变化，图5所示的等价的偏移也发生变化，或特性直线的斜率发生变化。这样的例子如下所示。

图6是表示同时使用作为光源70用商用频率点亮的天花板荧光灯(交流光)和作为光源80用高频逆变器(由于荧光灯内的荧光体的余辉特性而没有闪烁：直流光)点亮的部分照明的情况，是表示从光源80到闪烁传感器13的距离与到票单1的距离之比和光源70的情况不同的图。

在图6的例子中，在使80靠近票单时，对闪烁传感器13的增加比对票单面的CCD传感器1221的输出增加(票单面的亮度的增加)大。

但是，由于发生闪烁的光源70(天花板荧光灯)位于相同的位置，所以，闪烁成分L不发生变化，从而由闪烁引起的CCD传感器1221的输出的增加量即白色的直线S-Q的斜率(虚线)与P-U的斜率(实线)相等。另外，完全黑色的票单面(假想)对于不论多大的光量的增加，CCD的输出都不增加。据此，对于仅有光源70时的白色S-Q、灰色S-R、黑色S-T的直线(用虚线表示)，检测特性移动到从该偏移的S点偏离后的白色P-U、灰色P-V、黑色P-T的直线(用实线表示)上。

此外，图7是表示除了光源70外使用相同的商用频率点亮的荧光灯台灯(交流光)那样的辅助照明并且该辅助照明并未充分向闪烁传感器13提供光的情况的图。

这时，如图7所示，在闪烁成分变化小的状态下，CCD传感器1221的输出增加。这时不发生偏移的移动，例如，发生白色的S-Q(虚线)变化为S-U(实线)的直线那样的斜率的变化。

图8是表示同时使用作为光源70用商用频率点亮的天花板荧光灯(交流光)和作为光源80用高频逆变器(直流光)点亮的部分照明并且该辅助照明并未充分向闪烁传感器提供光的情况的图。

这时，如图8所示，在闪烁成分没有变化(直线S-Q、直线S-R的斜率相同)的状态下，CCD传感器1221的输出增加。因此，虽然发生偏移的移动，但是，白色的直线S-Q(虚线)和直线P-U(实线)与灰色的直线S-R(虚线)和直线P-V(实线)的斜率相等。

图9是表示同时使用作为光源70用商用频率点亮的天花板荧光灯(交流光)和作为光源80用相同的商用频率(交流光)点亮的部分照明时的图。

这时，如图9所示，与闪烁成分增加增大的比例相比，票单读取输出的增加很小。因此，虽然白色的直线S-U和灰色的直线S-V的斜率比白色的直线S-Q和灰色的直线S-R的斜率小，但是，由于用相同的商用频率点亮，所以，不发生偏移的移动。

这样，根据光源的设置条件以及随之而来的闪烁传感器13和CCD传感器1221的贡献率，相对于闪烁传感器13的输出，CCD传感器1221的输出特性发生变化，所以，在进行票单1的读取时，必须根据票单读取装置10的光源设置状况进行闪烁修正。

下面，以具体的例子说明该闪烁修正。

如图10所示，同时使用作为光源70用商用频率点亮的天花板荧光灯(交流光)和作为光源80用高频逆变器(由于荧光灯内的荧光体的余辉特性，没有闪烁：直流光)点亮的部分照明，从光源80到闪烁传感器13的距离与到票单1的距离之比和光源70的情况不同。

这时，闪烁传感器13和CCD传感器1221的读取时刻是非周期性的，所以，随着次数增加，白色在图10所示的U1～U2之间，可以得到此时与照明光的闪烁相应的CCD传感器1221的输出。对于黑色，也一样。使用这些采样数据找到通过这些采样点的近似直线，计算出两者的交点P。

作为计算方法，使用最小二乘法，但是，在需要进行高速计算时，可以将连结从闪烁传感器13的最高输出开始顺序16个数据具有的白色数据的平均值和从闪烁传感器13的最小输出开始顺序16个数据具有的白色数据的平均值的直线作为表示白色的分布的直线U1～U2，同样，对于黑色，也可以求出直线T1～T2。据此，便可很容易地求出交点。将闪烁传感器13与CCD传感器1221的偏移相减，便可修正闪烁引起的票单面照度的变化。

即，计算出

本来的亮度＝(CCD传感器输出-P点y成分)/(闪烁传感器输出-P点x成分)作为闪烁修正值。这里，由于读取所使用的白色、黑色特性14a、14b的程度或污浊引起的变化对求交点P的动作没有什么影响。

为了求这种移动的偏移点P，通过求至少2种颜色的特性直线的交点而进行，但是，有时在各传感器的输出中也含有误差。因此，使用斜率相似的2条直线求偏移点P，有时不能求出正确的值。

因此，在本发明中，将2条直线的斜率之差大的2种颜色(白色图形14a和黑色图形14b)设置为闪烁修正图形14，吸收测量误差，求出更正确的偏移点P。

下面，说明本实施例的票单图像读取系统1的全体的处理。

图11是用于说明本实施例的票单图像读取系统1的处理的流程图。

如图11所示，票单图像读取系统1的处理将票单1等的原稿图像设置到规定位置，判断是否有票单设置者50通过读取开始按钮等进行读取的指示(S1101)，如果没有指示，就判断是否为空闲时间(S1102)。

在S1102，如果是空用时间，就取得闪烁修正用的数据(黑白)(S1103)，计算出黑白各自的近似直线(S1104)，并计算出黑白直线的交点(S1105)。并且，将该交点作为偏移数据进行登录(S1106)。

另外，在S1101，有读取指示时，就开始用扫描器部12读取图像(S1107)，为了进行设置的票单对那时的业务是否妥当、是否已记入了必要的事项或设置方向是否正确等票单条件适合校验，显示一次读取的图像(S1108)。

进行该票单条件适合校验(S1109)，其结果对于认定为充分的票单，进行后续的图象处理(S1110)，接着，进行识别处理(S1111)，并就该处理数据从数据线40向外部设备传送(S1112)，然后结束处理。在S1109，票单条件不充分时，就返回到S1101。

这样，在使用天花板荧光灯(自然光)进行票单图像读取时，通过根据设置在票单读取装置10上的闪烁传感器输出与图像亮度的关系修正天花板荧光灯的闪烁(亮度的变化)引起的图像的亮度的变化，便可进行与光源的状态无关的闪烁修正。

因此，通过取得闪烁修正用的数据，根据光源的设置条件改变偏移信息，便可除去荧光灯的闪烁，即可以根据照明光的强度修正输出，从而在使用用商用频率点亮的天花板荧光灯等的伴有闪烁的光源的自然光的照明下，可以更正确地进行票单读取。

另外，在本发明中，即使在存在多个光源或由于墙壁等引起的反射光的照明下，也可以正确地修正闪烁传感器与票单面亮度的关系。

以上，根据上述实施例具体地进行了说明，但是，本发明并不限于上述实施例，在不脱离其主旨的范围内，可以进行种种变更。

如果简单地说明由在本申请中公开的发明中代表性的发明得到的效果，就是以下所述的效果。

由于可以根据进行图像的读取时的光源的设置条件，根据照明光的强度修正图像读取装置的输出，所以，在使用用商用频率点亮的天花板荧光灯等的伴有闪烁的光源的自然光的照明下，可以更正确进行图像的读取。

Claims

1.一种使用商用频率点亮的光源进行图像的读取的图像读取装置，其特征在于：具有

放置读取的对象物的台座；

检测上述光源的照明光量随时间的变化的传感器；

用于进行图像的修正的修正图形，该修正图形具有反射率不同的2种颜色的组合图形；

将放置在上述台座上的对象物作为图像进行读取的读取部；以及

求出该读取部读取上述修正图形时所输出的2种颜色的特性直线，根据该特性直线的交点即偏移点修正与上述光源的亮度变化对应的图像的读取信息的控制部。

2.按权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于：上述控制部进行控制，以使在修正图像的读取信息后上述读取部读取放置在上述台座上的对象物的图像。

3.按权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于：上述控制部在修正图像的读取信息时，根据该特性直线的交点即偏移点和由上述传感器检测的输出结果进行闪烁修正。

4.按权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于：上述修正图形设置在上述台座上，通过使上述读取部沿该台座的主扫描方向或副扫描方向移动，读取上述修正图形的信息。

5.按权利要求4所述的图像读取装置，其特征在于：具有移动上述读取部的驱动电机。

6.按权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于：构成上述修正图形的图形是具有黑色和白色2种颜色的图形。

7.按权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于：上述传感器包括检测闪烁的瞬时值的受光元件；放大由该受光元件检测出的瞬时值的放大电路；在与上述读取部的受光时刻相同的时刻进行积分动作的积分电路；和进行数据数字化的A/D变换电路。

8.按权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于：上述读取部包括将上述修正图形的图像成像的CCD传感器；放大由该CCD传感器成像的图像的放大电路；和进行数据数字化的A/D变换电路。

9.按权利要求7所述的图像读取装置，其特征在于：上述读取部包括将上述修正图形的图像成像的CCD传感器；放大由该CCD传感器成像的图像的放大电路；和进行数据数字化的A/D变换电路。

10.一种使用由商用频率点亮的光源读取图像的图像读取系统，其特征在于：包括

图像读取装置，具有放置票单的台座、检测上述光源的照明光量随时间的变化的传感器、具有由反射率不同的2种颜色组成的组合图形的修正图形和读取放置在上述台座上的票单的读取部；

数据处理装置，通过求出上述读取装置读取上述修正图形时所输出的2种颜色的特性直线所得到的该特性直线的交点即偏移点，进行与上述光源的照明光量随时间的变化对应的图像的修正，并根据该图像的修正使上述读取部读取票单的图像；以及

识别处理装置，根据由上述数据处理装置处理后的图像数据进行图像识别。

11.按权利要求10所述的图像读取系统，其特征在于：上述图像读取装置内的上述传感器包括检测闪烁的瞬时值的受光元件；放大由该受光元件检测出的瞬时值的放大电路；在与上述读取部的受光时刻相同的时刻进行积分动作的积分电路；和进行数据数字化的A/D变换电路。

12.按权利要求10所述的图像读取系统，其特征在于：上述图像读取装置内的上述读取部包括将上述修正图形的图像成像的CCD传感器；放大由该CCD传感器成像的图像的放大电路；和进行数据数字化的A/D变换电路。

13.按权利要求11所述的图像读取系统，其特征在于：上述图像读取装置内的上述读取部包括将上述修正图形的图像成像的CCD传感器；放大由该CCD传感器成像的图像的放大电路；和进行数据数字化的A/D变换电路。

14.按权利要求10所述的图像读取系统，其特征在于：上述数据处理装置在修正图像的读取信息时，根据该特性直线的交点即偏移点以及上述传感器检测的输出结果进行闪烁修正。

15.一种图像的读取方法，其特征在于：

在有图像的读取指令时，由扫描器部读取图像，并在显示部上进行显示；

在没有图像的读取指令时，由上述扫描器部读取反射率不同的2种颜色的图像图形；

由传感器检测用商用频率点亮的光源随时间的变化；

根据按照上述扫描器部读取2种颜色的图像图形的读取结果而得到的它们各自的近似直线计算出的偏移数据和检测的随时间的变化修正读取图像时的信息；

根据修正后的信息，由上述扫描器部读取图像，并在显示部上进行显示；

在确认上述显示部显示的图像后，进行图像的识别处理。