Устройство для считывания штриховых изображений Советский патент 1984 года по МПК G06K9/36 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к облас ти считывания и распознавания напечатанных или написанных знаков и гео метрических фигур. Известно устройство для считывания ШТРИХОВЫХ изображений, которое выполнено на основе цифровых блоков и содержит фильтры и пороговые элементы для получения бинарного изобра жения, и осуществляет обработку изоб ражения на мелком растре Л Недостатком устройства является его сложность.. Известно также устройство обработ ки штриховых изображений, содержащее средства наведения-изображения, фильтры направления, выделяющие штри ховые сегменты определенной ориентации в изображении, оптико-электричес кий преобразователь и пороговые схемы 2j . Недостатком известного устройства является то, что фильтры направления выполнены на основе цилиндрических линз, являются анизотропными низкочастотными фильтрами и не обеспечивают надежного вьщеления сегменtTOB штрихового изображения в случае низкого качества печатания и меняю-, щегося фона носителя. Цель изобретения - упрощение устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем оптич ски связанные блок сканирования изображения и фотоэлектрический матричный преобразователь, пространстве ные фильтры, пороговые элементы, про странственный фильтр содержит сгмматор, блок положительных весовых ко эффициентов и блрк отрицательных весовых коэффициентов, причем рдни выходы фотоэлектрического матричного преобразователя .соединены с входа ми блока положительных весовых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом сумматора, а другие выходы фотоэлектрического матричного преобразователя соединены с входами блока отрицательных весовых коэффициентов, вькод которого соединен с вторым входом сумматора, выход кото рого соединен с входом порогового элемента.. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства} на фиг. 2 - маски вертикального (а), горизонтального (б), наклонного (в) направлений и маски других форм (r)J на фиг. 3 - пример обработанного изображения, на фиг. 4блок пространственных фильтров. Устройство содержит блок 1 сканиро вания изображения, фотоэлектрический матричньв преобразователь 2, блок 3 пространственных фильтров, пороговый элемент 4, блок 5 положительных весовых коэффициентов, блок 6 отрицательных весовых коэффициенто в, суммат ор 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-электричес- . кого преобразователя, фото-электрический матричный преобразователь пр едставляет собой матрицу фоточувствительных элементов. Оптическая система и апертуры фоточувствительных элементов формируют низкочастотный пространственный фильтр, весовая функция которого может быть аппроксимирована двумерной функцией, например гауссовой. Полосу пропускания низкочастотного фильтра можно менять путем дефокусироBK i оптической системы, изменением масштаба из,ображения, объедийением соседних элементов матричного преобразователя или суммированием выходных сигналов элементов матричного преобразователя. Работа фильтров направления, выделяющих 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 вьщеления штриховых сегментов определённой ориентации. Маска вертикального направления (фиг, 2а) содержит центральный столбец (основная область) элементов с положительными весами (+) и два соседних столбца (периферийные области), элементы которых имекгг отрицательные веса (-). Ширина, дпина и вес маски подбираются с учетом размеров вьщеляемых сегментов в штриховом изобраЛсении. Маски других направлеиий имеют аналогичное построение, но отличаются ориентацией продольных областей (фиг. 26, в). Таким образом, реализация описанных структур позволяет осуществить низкочастотную фильтрацию пространственных частот вдоль основной области маски и полосовую фильтрацию в перпендикулярном направлении. Выходные сигналы такого двумерного полосового анизотропного пространственного фильтра имеют максимальные значения в случае совпадения направлений маски и выделяемых штриховых сегментов и с отклонением штрихового сегмента от этого направления уменьшаются. Таким образом, двумерный фильтр осуществляет усиление тех штриховых сегментов в изображении, ориентация которых совпадает с ориентацией, а длина равна или превьш1ает длину маски, и подавляет области, находящиеся вблизи штри ха, которые, как показывают экспериментальные исследования, являются наиболее .зашумпенными 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 соответственно порогу квантова1шя, который может быть выбран пocтoянны l или представлять функцию контрастности кзобр еняя.

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

С использованием фильтров, построенных согласно маскам соответствующей формы, можно выделять сегменты . любой формы и ориентации. В качестве примера показаны некоторые возможные формы масов (фиг. 2).

Фоточувствительные элементы, образующие основную область в маске, подключены к входам блока положительных весовых коэффициентов. Весовые коэффициенты суммирования могут быть подобраны соотношениями сопротивлений резисторов. Фоточувствитепьные элементы боковых областей матрицы, суммируются с отрицательными коэффициентами и подключены к входам блока отрицательных весов.ьк коэффициентов.

Использование фильтров направления в виде сумматора с положительными и отрицательными весовыми коэффициентами суммирования выходных сигналов элементов фотоэлектрического матричного преобразователя увеличивается надежность вьщеления сегментов изображения за счет полосовой анизотропной фильтрации штрихового изображения. При этом устройство упрощается и не требуется сложной и точной механической юстировки фильтров направления.

а

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.

Фиг.2

- 4 Фиг.