Устройство для считывания штриховых изображений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ПГГРИХОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее оптически связанные блок сканирова НИИ изображеш{я и фотоэлектрический матричный преобразователь, пространственные фильтры И пороговые элементы , отл И ч яющ е е.с я тем, что, с целью упрощения устройства, пространственный фильтр содержит сумматор , блок положительных весовых коэффициентов И блок отрицательных весовых коэффициентов, причем одни выходы фотоэлектрического матричного преобразователя соединены с входами блока положительных весовых коэффициентов , выход которого соединен с первым входом сумматора, а другие выходы фотоэлектрического матричного преобразователя соединены с входами блока отрицательньгх весовых ко эффициентов, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с входом порогового элемента. - 5б/х. s| СдЭ Вш.

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ

1 КСГЬЬЛИН

O% (11) (б1) С 06 К 9/36 (21) 3385165/24-24, (22) 20. 01.82 (46) 23.08.84. Бюл. В 31 (72) А.П.Досинас, А.В.Лашас и P.È.Øóðна . (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (53) 621. 327. 12(088.8) (.56) 1. Патент США В 3973239, кл. С 06 К 9/12, опуолик. 1976.

2. Патент Великобритании

В 1464016, кл . G 06 К 9/00, опублик.

1977 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ

ШГРИХОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее оптически связанные блок сканирования изображения и фотоэлектрический матричный преобразователь, пространственные фильтры и пороговые элементы, о т л и ч а ю щ е е .с я тем, что, с целью упрощения устройства, пространственный фильтр содержит сум" матор, блок положительных весовых коэффициентов и блок отрицательных весовых коэффициентов, причем одни выходы фотоэлектрического матричного пре" образователя соединены с входами блока положительных весовых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом сумматора, а другие выходы фотоэлектрического матричного преобразователя соединены с входами блока отрицательных весовых коэффициентов, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с входом порогового элемента.

1109773

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности .к облас ти считывания и распознавания напечатанных или написанных знаков и геометрических фигур. 5

Известно устройство для считывания nn ðèõoâûõ изображений, которое выполнено на основе цифровых блоков-. и содержит фильтры и пороговые элементы для получения бинарного изобра-10 жения, и осуществляет обработку изображения на мелком растре f1) .

Недостатком устройства является его сложность.

Известно также устройство обработ-15 ки штриховых изображений, содержащее средства наведения изображения, фильтры направления, выделяющие штриховые сегменты определенной ориентации в изображении, оптико-электричес -20 кий преобразователь и пороговые схемы И.

Недостатком известного устройства .является то, что фильтры направления выполнены на основе цилиндрических линз, являются анизотропнымн низкочастотными фильтрами и не обеспечивают надежного выделения сегмен1тов штрихового изображения в случае низкого качества печатания и меняю-, щегося фона носителя.

I °

Цель изобретения — упрощение устройства, Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем опти- 35 чески связанные блок сканирования изображения и фотоэлектрический матричный преобразователь, пространствен . ные фильтры, пороговые элементы, пространственный фильтр содержит с;м- 40 матор, блок положительных весовых коэффициентов и блок отрицательных весовых коэффициентов, причем одни выходы фотоэлектрического матричного преобразователя .соединены с входа-45 ми блока положительных весовых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом сумматора, а другие выходы фотоэлектрического матричного преобразователя соединены с входами 50 блока отрицательных весовых коэффициентов, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с входом порогового элемента. 55

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 — маски верти" кального (а), горизонтального (б), наклонного (в) направлений и маски других форм (г), на фиг. 3 — пример обработанного изображения, на фиг. 4блок пространственных фильтров.

Устройство содержит блок 1 сканирования изображения, фотоэлектрический матричный преобразователь 2, блок 3 пространственных фильтров, пороговый элемент 4, блок 5 положительных весовых коэффициентов, блок 6 отрицательных весовых коэффициентов, сумматор 7.

Средства наведения изображения вы-, полнены в виде оптической сканирующей, фокусирующей системы или в виде любых других средств, обеспечивающих фокусирование и перемещение изображения относительно оптико-электрического преобразователя, фото-электрический матричный преобразователь представляет собой матрицу фоточувствительных элементов. Оптическая система и апертуры фоточувствительных элементов формируют низкочастотный пространственный фильтр, весовая функция ко- торого может быть аппроксимирована двумерной функцией, например гауссовой.

Полосу пропускання низкочастотного фильтра можно менять путем дефокусировки оптической системы, изменением масштаба изображения, объединением соседних элементов матричного преобразователя или суммированием выход"ных сигналов элементов матричного преобразователя.

Работа фильтров направления, вы- деляющих сегменты, заключается в следующем.

Сигналы на выходах соседних элементов матрицы суммируются, что эквивалентно объединению элементов мат рицы. При этом элементы, представляющие продольную основную область на матрице, суммируются с положительными весами, а элементы, представляющие периферийные области, расположенные по обеим сторонам от центральной области, с отрицательными весами. Таким образом сформированные структуры (маски) применяются для выделения штриховых сегментов определенной ориентации. Маска вертикального направления (фиг, 2а) содержит центральный столбец (основная область) элементов с положительными весами (+) и два соседних Столбца (периферийные области), элементы которых имеют отрицательные веса (-). Ширина, дли11097 иа и вес маски подбираются с учетом размеров выделяемых сегментов в штриховом изображении. Маски других направлений имеют аналогичное построение, но отличаются ориентацией продольных областей (фиг. 2б, в), Таким образом, реализация описанных структур позволяет осуществить низкочастотную фильтрацию пространственньм частот вдаль основной области маски !О и полосовую фильтрацию в перпендикулярном направлении. Вьмодные сигналы такого двумерного полосового анизотропного пространственного фильтра имеют максимальные значения в случае 15 совпадения направлений маски и выделяемых штриховых сегментов и с отклонением штрихового сегмента от этого направления уменьшаются. Таким образом, двумерный фильтр осуществляет 20 усиление тех штриховых сегментов в изображении, ориентация которых совпадает с ориентацией, а длина равна или превышает длину маски, и подавляет области, находящиеся вблизи штри 5 ха, которые, как показывают экспериментальные исследования, являются наиболее .зашумленными в штриховых изображениях, например в таких, как машинописные знаки.

Пороговые элементы представляют собой схемы квантования аналоговых изображений на выходах каждого из фильтров направления на два уровня

35 соответственно порогу квантования, который может быть выбран постоянным.

Йли представлять функцию контрастности изобпажения.

7З 4

В результате описанной обработки выделяются несколько бинарных иэображений, в каждом из которых находят.ся только имеющие определенную ориентацию штриховые сегменты. На фиг. 3 показан пример обработки в случае применения четырех фильтров: вертикального (В), горизонтального (Г), наклонного вверх (НВ) и наклонного направления вниз (НЗ) .

С использованием фильтров, построенных согласно маскам соответствующей формь|, можно выделять сегменты . любой формы и ориентации. В качестве примера показаны некоторые возможные формы масов (фиг. 2), Фоточувствительные элементы, образукицие основную область в маске, подключены к входам блока положительных весовых коэффициентов. Весовые коэффициенты суммирования могут быть подобраны соотношениями сопротивлений резисторов. Фоточувствительные элементы боковьм областей матрицы, суммируются с отрицательными коэффициентами и подключены к входам блока отрицатепьных весовых коэффициентов.

Использование фильтров направления в виде сумматора с положительнымн и отрицательными весовыми коэффициентами суммирования выходных сигналов . элементов фотоэлектрического матричного преобразователя увеличивается надежность выделения сегментов изображения за счет полосовой .анизотропной фильтрации штрихового изображения.

При этом устройство упрощается и не требуется сложной и точной механичес-. кой юстировки фильтров направления.

1109773

Фиг.2

1109 773

f Составитель А.Глотов

Редактор Н.Бобкова Техред A.À÷ Корректор, О.Тигор

Заказ 7704 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4