Устройство для считывания штриховых изображений

(54)(57 ШГРИХОВ тически ния изо матричн(71) Каунасский политехнический институт им, Антанаса Снечкуса (53) 621. 327. 12 (088 . 8)(.56) 1. Патент США Мф 3973239, кл. С 06 К 9/12, опуолик. 1976.2. Патент Великобритании В 1464016, кл . 6 06 К 9/00, опублик.1977 (прототип). УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее опсвязанные блок сканироваражения и фотоэлектрический в 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 входамиблока положительных весовых коэффициентов, выход которого соединенс первым входом сумматора, а другиевыходы фотоэлектрического матричного преобразователя соединены с входами блока отрицательных весовых коэффициентов, выход которого соединенс вторым входом сумматора, выход которого соединен с входом пороговогоэлемента.Изобретение относится к вычислительной технике, в частности .к области считывания и распознавания напечатанных или написанных знаков и геометрических фигур. 5Известно устройство для считывания штриховых изображений, котороевыполнено на основе цифровых блоков,и содержит фильтры и пороговые элементы для получения бинарного изобраОжения, и осуществляет обработку изображения на мелком растре Я .Недостатком устройства являетсяего сложность.Известно также устройство обработ ки штриховых изображений, содержащеесредства наведения изображения,фильтры направления, выделяющие штриховые сегменты определенной ориентации в изображении, оптико-электричес кий преобразователь и пороговые схемы И.Недостатком известного устройства.является то, что фильтры направления выполнены на основе цилиндрических линз, являются анизотропнымннизкочастотными фильтрами и не обеспечивают надежного выделения сегмен 1 тов штрихового изображения в случаенизкого качества печатания и меняю-,щегося фона носителя.Цель изобретения - упрощение устройства,Указанная цель достигается тем,что в устройстве, содержащем оптически связанные блок сканированияизображения и фотоэлектрический матричный преобразователь, пространствен,ные фильтры, пороговые элементы, пространственный фильтр содержит с;мматор, блок положительных весовых коэффициентов и блок отрицательньмвесовых коэффициентов, причем однивыходы фотоэлектрического матричного преобразователя .соединены с входа ми блока положительных весовых коэффициентов, выход которого соединенс первым входом сумматора, а другиевыходы фотоэлектрического матричногопреобразователя соединены с входами 50блока отрицательных весовых коэффициентов, выход которого соединен свторым входом сумматора, выход которого соединен с входом пороговогоэлемента. 55На фиг. 1 представлена блок-схемаустройстваф 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. 4- блок 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 пред" ставляет 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 дефокусировкй оптической системы, изменением масштаба изображения, объединением соседних элементов матричного преобразователя или суммированием выход"ных сигналов элементов матричного преобразователя.Работа фильтров направления, выделяющих сегменты, заключается вследующем.Сигналы на выходах соседних элементов матрицы суммируются, что эквивалентно объединению элементов мат- рицы. При этом элементы, представляющие продольную основную область наматрице, суммируются с положительнымивесами, а элементы, представляющиепериферийные области, расположенныепо обеим сторонам от центральной области, с отрицательными весами. Таким образом сформированные структуры (маски) применяются для выделения штриховых сегментов определенной ориентации. Маска вертикального направления (фиг, 2 а) содержит центральный столбец (основная область) элементов с положительными весами (+) и два соседних Столбца (периферийные области), элементы которых имеют отрицательные веса (-). Ширина, дли11097иа и вес маски подбираются с учетом размеров выделяемьм сегментов в штриховом изобраЖении. Маски других направлений имеют аналогичное построение, но отличаются ориентацией продольных областей (фиг. 26, в), Таким образом, реализация описанных структур позволяет осуществить низкочастотную фильтрацию пространственньм частот вдоль 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.30 Пороговые элементы представляют собой схемы квантования аналоговых изображений на выходах каждого из фильтров направления на два уровня35 соответственно порогу квантования, который может быть выбран постоянным. Йли представлять функцию контрастности изобпажения. 7 З 4В результате описанной обработкивыделяются несколько бинарных иэображений, в каждом из которых находят.ся только имеющие определенную ориентацию штриховые сегменты, На фиг. 3показан пример обработки в случаеприменения четырех фильтров: вертикального (В), горизонтального (Г),наклонного вверх (НВ) и наклонногонаправления вниз (НЗ) .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, образукицие основную область в маске, подключены к входам блока положительныхвесовых коэффициентов, Весовые коэффициенты суммирования могут быть подобраны соотношениями сопротивленийрезисторов. Фоточувствительные элементы боковьм областей матрицы, суммируются с отрицательными коэффициентами и подключены к входам блока отрицатепьных весовых коэффициентов.Использование фильтров направления в виде сумматора с положительнымни отрицательными весовыми коэффициентами суммирования выходных сигналов .элементов фотоэлектрического матричного преобразователя увеличиваетсянадежность выделения сегментов изображения за счет полосовой анизотропнойфильтрации штрихового изображения.При этом устройство упрощается и нетребуется сложной и точной механичес-.кой юстировки фильтров направления..Тиго ПодписССР омите откр ыти ская на, д. 4/5 филиал ППП"Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 7704 ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москв