JPS5840781B2 - 光学的文字読取装置 - Google Patents
光学的文字読取装置Info
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- JPS5840781B2 JPS5840781B2 JP52025059A JP2505977A JPS5840781B2 JP S5840781 B2 JPS5840781 B2 JP S5840781B2 JP 52025059 A JP52025059 A JP 52025059A JP 2505977 A JP2505977 A JP 2505977A JP S5840781 B2 JPS5840781 B2 JP S5840781B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光学的文字読取装置、特にホログラムを用いた
光学的文字読取装置に関するものである。
光学的文字読取装置に関するものである。
従来のホログラムを用いた光学的な文字読取装置におい
ては、紙にタイプあるいは印刷された英数字などを読取
対象とする場合に、反射性の文字を一度コヒーレントな
透過性の文字に変換して、この透過性の文字の光学的な
フーリエ変換像と、前もってフーリエ変換ホログラムと
して記録されている標準パターンとのパターンマツチン
グ、すなわち相関演算処理により、未知入力文字の読取
を行なっていた。
ては、紙にタイプあるいは印刷された英数字などを読取
対象とする場合に、反射性の文字を一度コヒーレントな
透過性の文字に変換して、この透過性の文字の光学的な
フーリエ変換像と、前もってフーリエ変換ホログラムと
して記録されている標準パターンとのパターンマツチン
グ、すなわち相関演算処理により、未知入力文字の読取
を行なっていた。
このような従来の方法を採用すると、ホログラム記録材
料の光透過率−露光量特性の相関関係は非線形であるた
め、多くの文字を1つのホログラムに記録することがで
きないため、フーリエ変換ホログラムを重ならないよう
に記録して、標準パターンを増加させていた。
料の光透過率−露光量特性の相関関係は非線形であるた
め、多くの文字を1つのホログラムに記録することがで
きないため、フーリエ変換ホログラムを重ならないよう
に記録して、標準パターンを増加させていた。
また、空間的に分離しているホログラムと未知入力文字
とのパターンマツチングを行なうためには、ホログラム
を動かすか、もしくは光ビームを動かす必要があるため
、装置が複雑となり、また、処理速度も遅くなるという
欠点があった。
とのパターンマツチングを行なうためには、ホログラム
を動かすか、もしくは光ビームを動かす必要があるため
、装置が複雑となり、また、処理速度も遅くなるという
欠点があった。
さらに、反射性の文字を透過性の文字に変換する必要が
あるため、一度写真フイルムに記録すると処理時間がか
かり、工程が複雑となり、実時間で処理することを考え
るとインコヒーレント−コヒーレント変換素子が必要と
なるが実用的なこの種の変換素子は開発されておらず、
実現が困難である。
あるため、一度写真フイルムに記録すると処理時間がか
かり、工程が複雑となり、実時間で処理することを考え
るとインコヒーレント−コヒーレント変換素子が必要と
なるが実用的なこの種の変換素子は開発されておらず、
実現が困難である。
また、デジタル計算機処理による文字読取装置において
は、一般に未知入力文字の位置決め、濃度、太さ、傾き
などの正規化、すなわち前処理を行なった後に標準パタ
ーンとのマツチングを行なっているが、光学的文字読取
装置では光学的前処理は困難であるという欠点がある。
は、一般に未知入力文字の位置決め、濃度、太さ、傾き
などの正規化、すなわち前処理を行なった後に標準パタ
ーンとのマツチングを行なっているが、光学的文字読取
装置では光学的前処理は困難であるという欠点がある。
本発明は以上のような従来の欠点を除去するためになさ
れたものであり、2次元の反射性の文字を光電変換して
1次元の時系列電気信号としたのち、実用的な1次元空
間変調器に表示し、この表示像の光学的な1次元フーリ
エ変換像によってパターンマツチングを行なうように構
成した光学的文字読取装置を提供するものである。
れたものであり、2次元の反射性の文字を光電変換して
1次元の時系列電気信号としたのち、実用的な1次元空
間変調器に表示し、この表示像の光学的な1次元フーリ
エ変換像によってパターンマツチングを行なうように構
成した光学的文字読取装置を提供するものである。
以下図面に示す実施例と共に本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例の概略構成図で、図において
符号1は紙などに印刷された入力文字で、この入力文字
1からの反射像は入力文字光電変換部2に導かれてここ
で電気信号に変換される。
符号1は紙などに印刷された入力文字で、この入力文字
1からの反射像は入力文字光電変換部2に導かれてここ
で電気信号に変換される。
この光電変換方式にはフライングスポットスキャナ方式
、撮像管方式、レーザビームスキャナ方式、あるいは光
体受光素子アレイなどの各種の方式がある。
、撮像管方式、レーザビームスキャナ方式、あるいは光
体受光素子アレイなどの各種の方式がある。
入力文字光電変換部2で電気信号に変換された信号は制
御部3で文字の切出し、および位置決め、濃度、太さ、
傾きなどの正規化を行なって、(+)。
御部3で文字の切出し、および位置決め、濃度、太さ、
傾きなどの正規化を行なって、(+)。
(0)の1文字分の1次元の電気信号とする。
この電気信号は駆動電源部4を介して、1次元空間変調
器5に1文字分の1次元情報として入力され光学的処理
用の入カバターンとする。
器5に1文字分の1次元情報として入力され光学的処理
用の入カバターンとする。
この人カバターンはレーザビーム拡大光学系7によって
平行光にされたレーザ光源6からのコヒーレント光で読
出される。
平行光にされたレーザ光源6からのコヒーレント光で読
出される。
特に、1次元空間変調器5として、電気光学的な複屈折
性を示す材料を用いる場合には1次元空間変調器5の前
後に偏光子8、検光子9を置き、被屈折変化を光透過率
変化として読出す。
性を示す材料を用いる場合には1次元空間変調器5の前
後に偏光子8、検光子9を置き、被屈折変化を光透過率
変化として読出す。
このようにして、読出された表示パターンはシリンドリ
カルレンズ10の作用によって、標準パターンを記録し
たホログラム列11の面上でη方向にのみ1次元フーリ
エ交換され、ξ方向に拡がった1次元フーリエ変換像に
なる。
カルレンズ10の作用によって、標準パターンを記録し
たホログラム列11の面上でη方向にのみ1次元フーリ
エ交換され、ξ方向に拡がった1次元フーリエ変換像に
なる。
後述するように、標準パターンを記録した1次元フーリ
エ変換ホログラム列11は多数の文字の1次元フーリエ
変換ホログラムがξ方向に重ならないように分離して記
録されている。
エ変換ホログラム列11は多数の文字の1次元フーリエ
変換ホログラムがξ方向に重ならないように分離して記
録されている。
従って、1次元空間変調器に表示されている未知穴カバ
ターンのξ方向に拡がった1次元フーリエ変換像と1次
元フーリエ変換ホログラム列11に記録されている多数
の標準パターンとの各相関出力像がシリンドリカルレン
ズ12の作用によって、相関出力光電変換部13の面上
に分離して同時に生じる。
ターンのξ方向に拡がった1次元フーリエ変換像と1次
元フーリエ変換ホログラム列11に記録されている多数
の標準パターンとの各相関出力像がシリンドリカルレン
ズ12の作用によって、相関出力光電変換部13の面上
に分離して同時に生じる。
従って、この未知穴カバターンと標準パターンとの相関
出力像の中心の光強度を相関出力光電変換部13で電気
信号に変換する。
出力像の中心の光強度を相関出力光電変換部13で電気
信号に変換する。
そして、一致信号検出部14で相関出力信号の規格化、
重み付は処理を行なった後、各標準パターンに対応する
電気信号の比較により、一致信号の判定を行なって、未
知入力文字の識別を行なうことができる。
重み付は処理を行なった後、各標準パターンに対応する
電気信号の比較により、一致信号の判定を行なって、未
知入力文字の識別を行なうことができる。
以上のように構成されているため、未知人力文字の正規
化などの前処理をデジタル処理によって容易に行なうこ
とができ、安定した未知入力文字の・パターンを得るこ
とができる。
化などの前処理をデジタル処理によって容易に行なうこ
とができ、安定した未知入力文字の・パターンを得るこ
とができる。
また、1次元空間変調器を使用するため、作成が容易に
なる。
なる。
さらに、光学的パターンマツチングは極めて高速に行な
え、特に英数字、記号などの読取では対象が50〜70
種類の標準パターンであるから、0.2〜1間間隔に1
次元フーリエ変換ホログラムを記録すれば、並列処理性
によって瞬時に処理ができる。
え、特に英数字、記号などの読取では対象が50〜70
種類の標準パターンであるから、0.2〜1間間隔に1
次元フーリエ変換ホログラムを記録すれば、並列処理性
によって瞬時に処理ができる。
つぎに、標準パターンを記録している1次元フーリエ変
換ホログラム列の作成方法にっ、いて説明する。
換ホログラム列の作成方法にっ、いて説明する。
第2図は1次元フーリエ変換ホログラム列の作成、の光
学配置図を説明するもので、図中第1図と同一部分は同
一符号をもって示しである。
学配置図を説明するもので、図中第1図と同一部分は同
一符号をもって示しである。
第1図について説明したように、各文字の標準パターン
に対応する1次元電気信号によって、駆動電源4を介し
て1次元空間変調器5に標準パターンを表示する。
に対応する1次元電気信号によって、駆動電源4を介し
て1次元空間変調器5に標準パターンを表示する。
この表示像は偏光子8、検光子9を介して光透過率変化
としてレーザビーム15によって読出される。
としてレーザビーム15によって読出される。
このとき、ホログラム記録用の感光材料1Tの面上にξ
方向に拡がり、η方向にフーリエ変換された1次元フー
リエ変換像がシリンドリカルレンズ10の作用によって
生じる。
方向に拡がり、η方向にフーリエ変換された1次元フー
リエ変換像がシリンドリカルレンズ10の作用によって
生じる。
従って、感光材料11の前面にスリット16を置き、ス
リット16を透過する標準パターンの1次元フーリエ変
換像と参照光18との干渉縞を1次元フーリエ変換ホロ
グラムとして記録する。
リット16を透過する標準パターンの1次元フーリエ変
換像と参照光18との干渉縞を1次元フーリエ変換ホロ
グラムとして記録する。
通常スリッド16の大きさはξ方向の幅を0.2 mt
tc〜1imとしてη方向の幅を1次元窓間変調器5の
1個の開口のフーリエ変換像の最初の零次近傍までとす
る。
tc〜1imとしてη方向の幅を1次元窓間変調器5の
1個の開口のフーリエ変換像の最初の零次近傍までとす
る。
各標準パターンに対して、スリット16を一定間隔で動
かし、1次元フーリエ変換ホログラムを順次記録するこ
とによって1次元フーリエ交換ホログラム列11が作成
される。
かし、1次元フーリエ変換ホログラムを順次記録するこ
とによって1次元フーリエ交換ホログラム列11が作成
される。
例えば、50mm幅の感光材料16を使用すれば0.2
〜1間間隔で50〜250文字の標準パターンを記録す
ることができる。
〜1間間隔で50〜250文字の標準パターンを記録す
ることができる。
さらに、同一の記録場所に、参照光1Bの角度を変えて
多重記録すれば、標準パターンの数は多重変分だけ増加
する。
多重記録すれば、標準パターンの数は多重変分だけ増加
する。
このようにホログラム列11が構成されているため、ξ
方向に拡がった1次元フーリエ変換像でこのホログラム
列を照明すればξ方向に並列相関処理を行なうことがで
き、記録されている標準パターンの数だけ相関出力像が
同時に生じる。
方向に拡がった1次元フーリエ変換像でこのホログラム
列を照明すればξ方向に並列相関処理を行なうことがで
き、記録されている標準パターンの数だけ相関出力像が
同時に生じる。
従って、各相関出力像の中心に相関出力光電変換部13
の受光素子を配置すれば同時に相関出力値を読取ること
ができる。
の受光素子を配置すれば同時に相関出力値を読取ること
ができる。
なお、1次元フーリエ変換像を得る光学系は、第1図、
第2図に示した光学系に限定されず、第1図、第2図に
おいてX方向に曲率をもつシリンドリカルレンズを挿入
しても伺ら支障はない。
第2図に示した光学系に限定されず、第1図、第2図に
おいてX方向に曲率をもつシリンドリカルレンズを挿入
しても伺ら支障はない。
一般に、第1図において、1次元窓間変調器5を照明す
るレーザ光が、ホログラム列11の面上でη方向にのみ
収束しξ方向に拡がっていれば、1次元フーリエ変換像
が得られ、ξ方向の拡がりはξ方向に曲率をもつシリン
ドリカルレンズの使用によってかえられる。
るレーザ光が、ホログラム列11の面上でη方向にのみ
収束しξ方向に拡がっていれば、1次元フーリエ変換像
が得られ、ξ方向の拡がりはξ方向に曲率をもつシリン
ドリカルレンズの使用によってかえられる。
よって、1次元窓間変調器は、必ずしもホログラム列を
記録するだけの幅をもっている必要はない。
記録するだけの幅をもっている必要はない。
本発明の他の・実施例を第3図に示す。
第3図は1次元フーリエ変換像を得る光学系が第1図と
少し異なっているのみで他は全く同一である。
少し異なっているのみで他は全く同一である。
図中19.20はξ方向に曲率をもつシリンドリカルレ
ンズ(焦点距離をfl、f3)、21,22は球面レン
ズ(焦点距離をf2.f4)である。
ンズ(焦点距離をfl、f3)、21,22は球面レン
ズ(焦点距離をf2.f4)である。
第3図において、1次元窓間変調器を透過した光は球面
レンズ21によってη方向に収束されるため、ホログラ
ム列11の面上で1次元フーリエ変換像を生じる。
レンズ21によってη方向に収束されるため、ホログラ
ム列11の面上で1次元フーリエ変換像を生じる。
ξ方向に関しては、シリンドリカルレンズ19と球面レ
ンズ21の作用によって、光ビームの幅を調整すること
ができる。
ンズ21の作用によって、光ビームの幅を調整すること
ができる。
例えば、図の配置でξ方向の光ビームの幅は1次元窓間
変調器の開口のf2/f倍にホログラム列11の面上で
拡大される。
変調器の開口のf2/f倍にホログラム列11の面上で
拡大される。
なお、シリンドリカルレンズ19は凸レンズとして示し
ているが、凹レンズでも全く同様であり、特に図の配置
において、光ビームはホログラム列11の面でξ軸に対
して垂直に入射する。
ているが、凹レンズでも全く同様であり、特に図の配置
において、光ビームはホログラム列11の面でξ軸に対
して垂直に入射する。
相関出力像の検出光学系は、シリンドリカルレンズ20
と球面レンズ22によってξ方向に各ホログラム列11
を分離して検出できる。
と球面レンズ22によってξ方向に各ホログラム列11
を分離して検出できる。
図では、ホログラム列11の面を相関出力光電変換部1
3に結像することによって分離している。
3に結像することによって分離している。
実際の標準パターンのホログラム作成動作および文字読
取り動作は、第2図、第1図の場合と全く同様である。
取り動作は、第2図、第1図の場合と全く同様である。
第4図は本発明の別の実施例を示す構成国である。
第4図の23は球面レンズ、24は空間フィルター、2
5はη方向に曲率をもつシリンドリカルレンズ、26は
球面レンズ、27はハーフミラ−228はξ方向に曲率
をもつシリンドリカルレンズ、29は光電変換素子、3
0はξ方向に曲率をもつシリンドリカルレンズ、31は
球面レンズ、32は参照光である。
5はη方向に曲率をもつシリンドリカルレンズ、26は
球面レンズ、27はハーフミラ−228はξ方向に曲率
をもつシリンドリカルレンズ、29は光電変換素子、3
0はξ方向に曲率をもつシリンドリカルレンズ、31は
球面レンズ、32は参照光である。
その他の配置は、第1図と全く同一である。
第4図において、1次元窓間変調器5を透過した光は球
面レンズ23の作用によって空間フィルター24の面上
に2次元フーリエ変換像を生じる。
面レンズ23の作用によって空間フィルター24の面上
に2次元フーリエ変換像を生じる。
直流分および高周波成分を遮蔽するバンドパスフィルタ
ーである空間フィルター24を透過した光は、η方向に
対してシリンドリカルレンズ及び球面レンズ26の作用
によって、ホログラム列11の面上に結像され、ξ方向
に対して球面レンズ26によって拡げられる。
ーである空間フィルター24を透過した光は、η方向に
対してシリンドリカルレンズ及び球面レンズ26の作用
によって、ホログラム列11の面上に結像され、ξ方向
に対して球面レンズ26によって拡げられる。
よってホログラム列11の面上には、1次元窓間変調器
5の直流分、高周波成分除去の1次元フーリエ変換像が
生じる。
5の直流分、高周波成分除去の1次元フーリエ変換像が
生じる。
この時、1次元窓間変調器に表示される入力信号のホロ
グラム列11の面に達する光の一部は、ハーフミラ−2
7、及びシリンドリカルレンズ2Bによって光電変換素
子29の受光部に集光され、未知入力信号の透過光強度
が測定される。
グラム列11の面に達する光の一部は、ハーフミラ−2
7、及びシリンドリカルレンズ2Bによって光電変換素
子29の受光部に集光され、未知入力信号の透過光強度
が測定される。
この光強度を示す電気信号をAとする。相関出力は、第
3図の場合と全く同様にして、シリンドリカルレンズ3
0および球面レンズ31の作用で、相関出力光電変換部
13で並列処理できる。
3図の場合と全く同様にして、シリンドリカルレンズ3
0および球面レンズ31の作用で、相関出力光電変換部
13で並列処理できる。
本実施例はこのような構成になっているから、各パター
ンに共通の直流分を除去することにより、各パターン間
の相関出力の差を大きくとれ、さらに高周波成分の除去
により1次元空間変調器5の不均一さなどの雑音成分を
除去できる。
ンに共通の直流分を除去することにより、各パターン間
の相関出力の差を大きくとれ、さらに高周波成分の除去
により1次元空間変調器5の不均一さなどの雑音成分を
除去できる。
また、相関出力値Bを入力信号Aで割り算した値B/A
使用することにより、レーザ光の時間的な光強度変動の
除去及び相関出力の規格化(類似度への変換)が容易に
なる。
使用することにより、レーザ光の時間的な光強度変動の
除去及び相関出力の規格化(類似度への変換)が容易に
なる。
なおホログラム列11の作成にあたっては、第2図で述
べたと同様に、第4図の配置でホログラム列11の前面
にスリットを置き、各文字の1次元フーリエ変換像と参
照光32とを干渉させて順次、1次元フーリエ変換ホロ
グラムを作成すればよい。
べたと同様に、第4図の配置でホログラム列11の前面
にスリットを置き、各文字の1次元フーリエ変換像と参
照光32とを干渉させて順次、1次元フーリエ変換ホロ
グラムを作成すればよい。
以上の実施例においては、相関出力光電変換部に多数の
受光素子を配列した並列処理に関して説明したが、本発
明はこれらの場合に限定されることなくフーリエ変換像
で1次元フーリエ変換ホログラム列を走査する方式にも
適用できる。
受光素子を配列した並列処理に関して説明したが、本発
明はこれらの場合に限定されることなくフーリエ変換像
で1次元フーリエ変換ホログラム列を走査する方式にも
適用できる。
この場合には、相関出力光電変換部の受光素子の数を減
らすことができる。
らすことができる。
第5図は本発明のさらに他の実施例であって、1次元フ
ーリエ変換像で走査して相関出力信号を得るものである
。
ーリエ変換像で走査して相関出力信号を得るものである
。
第5図において符号33.34.35.36は球面レン
ズ、37はガルバノミラ−238は相関出力光電変換部
、39は参照光である。
ズ、37はガルバノミラ−238は相関出力光電変換部
、39は参照光である。
第5図において、レーザ光15で1次元空間変調器5に
表示されたパタ〒ンを読出し、球面レンズ33と34に
よりガルバノミラ−37の面上に平行ビームの表示パタ
ーンとなるように結像する。
表示されたパタ〒ンを読出し、球面レンズ33と34に
よりガルバノミラ−37の面上に平行ビームの表示パタ
ーンとなるように結像する。
このガルバノミラ−37に結像された表示パターンは、
球面レンズ35にヨリホログラム列11の面上でフーリ
エ変換像になる。
球面レンズ35にヨリホログラム列11の面上でフーリ
エ変換像になる。
この時、表示パターンの゛各間口がξ方向に拡がってい
るとξ方向に集束された1次元フーリエ変換像が得られ
る。
るとξ方向に集束された1次元フーリエ変換像が得られ
る。
よって、ガルバノミラ−37を回転することによって、
1次元フーリエ変換像はξ方向にスキャニングされる。
1次元フーリエ変換像はξ方向にスキャニングされる。
ホログラム列11の作成にあっては、参照光39の角度
を一定にし1次元フーリエ変換像をガルバノミラ−37
で一定間隔ずつ動かして、順次1次元フーリエf換ホロ
グラムを記録する。
を一定にし1次元フーリエ変換像をガルバノミラ−37
で一定間隔ずつ動かして、順次1次元フーリエf換ホロ
グラムを記録する。
このホログラム列11を1次元フーリエ変換像でスキャ
ニングすると、未知入カバターンと各標準パターンとの
相関出力像が、球面レンズ36を介して相関出力光電変
換部3Bに順次生じる。
ニングすると、未知入カバターンと各標準パターンとの
相関出力像が、球面レンズ36を介して相関出力光電変
換部3Bに順次生じる。
よって、電気信号に変換された相関出力から一致信号検
出部で未知入カバターンを判定することができる。
出部で未知入カバターンを判定することができる。
本実施例はこのような構成になっているので、光電変換
部3Bの受光素子の数は、ホログラム列11の多重記録
の数だけでよいので光電変換部38の構成を簡単にでき
る。
部3Bの受光素子の数は、ホログラム列11の多重記録
の数だけでよいので光電変換部38の構成を簡単にでき
る。
また、レーザビームを収束して相関処理を行なうので高
密度のホログラム列の作成、および大きな相関出力光強
度が得られる。
密度のホログラム列の作成、および大きな相関出力光強
度が得られる。
第6図は本発明のさらに別の実施例を示す構成図であり
、図において符号40はスリット、41,42,43゜
44は球面レンズ、45はシリンドリカルレンズである
。
、図において符号40はスリット、41,42,43゜
44は球面レンズ、45はシリンドリカルレンズである
。
第6図において、レーザビームで読出されたスリット4
0の像は球面レンズ41と42によって1次元空間変調
器5の面上に結像される。
0の像は球面レンズ41と42によって1次元空間変調
器5の面上に結像される。
この時、スリット40を透過したレーザビームは球面レ
ンズ41によってバルバミラ−37の面上に集束し、そ
してガルバノミラ−37によって反射される。
ンズ41によってバルバミラ−37の面上に集束し、そ
してガルバノミラ−37によって反射される。
よって、ガルバノミラ−37を回転すると1次元空間変
調器5の面上のスリット像はX方向に走査される。
調器5の面上のスリット像はX方向に走査される。
1次元空間変調器5に表示されたパターンは、ホログラ
ム列11の面上で、η方向に対して球面レンズ43によ
ってフーリエ変換され、ξ方向に対して球面レンズ43
、シリンドリカルレンズ45によって結像されるのでξ
方向に結像される1次元フーリエ変換像が得られる。
ム列11の面上で、η方向に対して球面レンズ43によ
ってフーリエ変換され、ξ方向に対して球面レンズ43
、シリンドリカルレンズ45によって結像されるのでξ
方向に結像される1次元フーリエ変換像が得られる。
よって、ガルバノミラ−37を回転させてスリット像で
1次元空間変調器5を走査すれば、ホログラム列11の
面上は、表示パターンの1次元フーリエ変換像で走査さ
れることになる。
1次元空間変調器5を走査すれば、ホログラム列11の
面上は、表示パターンの1次元フーリエ変換像で走査さ
れることになる。
ホログラム列11の作成にあたっては、参照光39の・
角度を一定にし、1次元フーリエ変換像をガルバノミラ
=37で一定間隔ずつ動かして順次1次元フーリエ変換
像を記録してゆく。
角度を一定にし、1次元フーリエ変換像をガルバノミラ
=37で一定間隔ずつ動かして順次1次元フーリエ変換
像を記録してゆく。
このようにして作成されたホログラム列11を1次元フ
ーリエ変換像で走査すると、未知入カバターンと各標準
パターンとの相関出力像が球面レンズ44を介して、相
関出力光電変換部38に順次生じる。
ーリエ変換像で走査すると、未知入カバターンと各標準
パターンとの相関出力像が球面レンズ44を介して、相
関出力光電変換部38に順次生じる。
よって、光電変換された相関出力によって、未知穴カバ
ターンを判定することができる。
ターンを判定することができる。
なお、第5図、第6図のガルバノミラ−のかわりに高速
回転ミラーを使用すれば、より高速の処理が可能である
。
回転ミラーを使用すれば、より高速の処理が可能である
。
また、レーザ光源として半導体レーザの使用も可能であ
り、ホログラム列作成時のレーザ光源の波長と半導体レ
ーザの波長の違いを補正するように光学系を配置すれば
、以上の説明と全く同様の処理が可能である。
り、ホログラム列作成時のレーザ光源の波長と半導体レ
ーザの波長の違いを補正するように光学系を配置すれば
、以上の説明と全く同様の処理が可能である。
また半導体レーザとして、ホログラム列の方向に並んだ
1次元の半導体レーザアレイを用いれば、相関出力光強
度は大きくなり、処理が′容易になる。
1次元の半導体レーザアレイを用いれば、相関出力光強
度は大きくなり、処理が′容易になる。
次に入力文字光電変換部からの信号を制御部により2値
の1次元電気信号に変換して1次元空間変調器に表示す
る方法について説明する。
の1次元電気信号に変換して1次元空間変調器に表示す
る方法について説明する。
入力文字光電変換部から得られる文字情報はアナログ信
号であるが、これを適当なしきい値のもとで2値化する
。
号であるが、これを適当なしきい値のもとで2値化する
。
しきい値の設定には、(1)文字線が途切れず、つぶれ
ないようにする、 (ii)所定の文字線幅になるよう
にする、(iiD背景雑音を拾わないようにする、など
を考慮する必要がある。
ないようにする、 (ii)所定の文字線幅になるよう
にする、(iiD背景雑音を拾わないようにする、など
を考慮する必要がある。
サンプリングするデータの数は、英数字では原理的に5
×7ビツトでも可能であるが、一般には入力文字光電変
換部でサンプリングする原始データの数を多くして、正
規化などの処理を制御部で施した後に、7×11ビット
程度のサンプリング数を用いて相関演算処理をおこなう
。
×7ビツトでも可能であるが、一般には入力文字光電変
換部でサンプリングする原始データの数を多くして、正
規化などの処理を制御部で施した後に、7×11ビット
程度のサンプリング数を用いて相関演算処理をおこなう
。
よって、1次元空間変調器としては、100ビツト程度
の1,0の2値信号を表示できるものでよく、PLZT
、Gd2(MoO4)3、液晶、メンブランス、超音波
変調器、Cdsの光吸収率変化の利用したものなど各種
の表示器が使用できる。
の1,0の2値信号を表示できるものでよく、PLZT
、Gd2(MoO4)3、液晶、メンブランス、超音波
変調器、Cdsの光吸収率変化の利用したものなど各種
の表示器が使用できる。
このとき、電気光学的な複屈折性を利用するもの以外は
、必ずしも偏光子、検光子を必要としないことはいうま
でもない。
、必ずしも偏光子、検光子を必要としないことはいうま
でもない。
また、反射型の空間変調器(例えばメンブランス)、及
び1次回折光を利用する超音波変調器を使用する場合に
は、図に示した光学配置と少し異なるが、以上説明して
きたのと同様の原理に基づき相関処理演算をおこなうこ
とができる。
び1次回折光を利用する超音波変調器を使用する場合に
は、図に示した光学配置と少し異なるが、以上説明して
きたのと同様の原理に基づき相関処理演算をおこなうこ
とができる。
一般に、空間変調器は2値の電気信号の1を光透過する
部分、Oを光を遮蔽する部分に対応させて正常な表示を
すれば良いが、これ以外にもOを光の透過する部分、1
を遮蔽する部分と相補的なパターンを表示することが考
えられる。
部分、Oを光を遮蔽する部分に対応させて正常な表示を
すれば良いが、これ以外にもOを光の透過する部分、1
を遮蔽する部分と相補的なパターンを表示することが考
えられる。
例えば、正常な表示パターンでホログラム列を作成し、
正常なパターンを未知穴カバターンとすれば通常のパタ
ーンマツチングによる文字読取りができるが、ホログラ
ム記録した時の表示パターンと相補的なパターンを未知
穴カバターンとすれば、相関出力値が最小の時に一致パ
ターンとなる。
正常なパターンを未知穴カバターンとすれば通常のパタ
ーンマツチングによる文字読取りができるが、ホログラ
ム記録した時の表示パターンと相補的なパターンを未知
穴カバターンとすれば、相関出力値が最小の時に一致パ
ターンとなる。
また、正常なパターンと相補的なパターンとを各々ホロ
グラム列に標準パターンとして記録しておけば、相関出
力の最大値と最小値になる組が一致パターンになる。
グラム列に標準パターンとして記録しておけば、相関出
力の最大値と最小値になる組が一致パターンになる。
もしくは、正常パターンと相補的な標準パターンに対応
する規格化した2つの相関値の差を比較すれば、この差
が最大になるパターンが一致パターンとなる。
する規格化した2つの相関値の差を比較すれば、この差
が最大になるパターンが一致パターンとなる。
第7図に別の表示パターンの構成例を示す。
第7図の46は光を透過、遮蔽する開口部、47は開口
部の透過部分を選択するスイッチ、4Bは駆動電圧であ
る。
部の透過部分を選択するスイッチ、4Bは駆動電圧であ
る。
この図で制御部からのNビットの1次元電気信号に対し
て、電気信号が”1”の時には開口部46のAの部分を
光が透過し、 0 の時にはBの部分を光が透過する
ようにN個のスイッチ47を動作させて表示する。
て、電気信号が”1”の時には開口部46のAの部分を
光が透過し、 0 の時にはBの部分を光が透過する
ようにN個のスイッチ47を動作させて表示する。
表示パターンは、常にN個の開口部分を光が透過するこ
とになるから、表示パターンを透過する光量は常に一定
になる。
とになるから、表示パターンを透過する光量は常に一定
になる。
よってホログラムの回折効率を一定にすることが容易に
なり、及び相関出力値を電子回路的に規格化しなくても
、レーザ光の変動を補正すれば規格化したに等しい相関
出力値が得られ大巾に電子回路系を省略できる。
なり、及び相関出力値を電子回路的に規格化しなくても
、レーザ光の変動を補正すれば規格化したに等しい相関
出力値が得られ大巾に電子回路系を省略できる。
通常は、第4図で説明したR5.r=B/Aの相関出力
値をメモリに記憶されている標準パタ!ンを未知穴カバ
ターンとした時の自己相関値Br、r=BO/Aoで割
算したR8 、 rRstr/ を規格化した相
関出力値としてRrフr 一致検出をする(特に/Σ=1は類似度に等しい)。
値をメモリに記憶されている標準パタ!ンを未知穴カバ
ターンとした時の自己相関値Br、r=BO/Aoで割
算したR8 、 rRstr/ を規格化した相
関出力値としてRrフr 一致検出をする(特に/Σ=1は類似度に等しい)。
なお、字体等の関係により互いに類似した文字例えば8
と0,3等は相関強度が近い値をもつ場合には、共通部
分を除外して差を強調する情報パターンのみを別にホロ
グラム列の中に標準パターンとして用意して、この相関
出力値をも併用することにより類似した文字間の識別力
を向上することができる。
と0,3等は相関強度が近い値をもつ場合には、共通部
分を除外して差を強調する情報パターンのみを別にホロ
グラム列の中に標準パターンとして用意して、この相関
出力値をも併用することにより類似した文字間の識別力
を向上することができる。
以上説明したように、反射性の文字を光電変換部で電気
信号に変換し正規化などの処理をおこなった後に、1次
元空間表示器に未知入力文字を表示してホログラフィッ
クな相関演算処理を用いて文字読取りをしているから、
未知入力文字の太さ変動、濃度変動、位置決めなどの正
規化をディジタル処理でおこなって、安定した1、0の
2値の1次元電気信号を光学的処理の未知入カバターン
とすることができ、しかも1次元窓間変調器を入カバタ
ーン表示器とする高速なホログラフィック相関処理によ
る実時間での文字読取りが可能になる。
信号に変換し正規化などの処理をおこなった後に、1次
元空間表示器に未知入力文字を表示してホログラフィッ
クな相関演算処理を用いて文字読取りをしているから、
未知入力文字の太さ変動、濃度変動、位置決めなどの正
規化をディジタル処理でおこなって、安定した1、0の
2値の1次元電気信号を光学的処理の未知入カバターン
とすることができ、しかも1次元窓間変調器を入カバタ
ーン表示器とする高速なホログラフィック相関処理によ
る実時間での文字読取りが可能になる。
特に1次元パターンのホログラフィック相関処理である
から、高速動作の1次元窓間変調器の作成が容易であり
、しかも標準パターンを記録するホログラムの高密度化
が容易になる利点がある。
から、高速動作の1次元窓間変調器の作成が容易であり
、しかも標準パターンを記録するホログラムの高密度化
が容易になる利点がある。
第1図は本発明の一実施例を説明する構成図、第2図は
1次元フーリエ変換ホログラム列の作成光学系配置図、
第3図、第4図は本発明の別の2つの実施例を示す構成
図、第5図、第6図は1次元フーリエ変換像を走査する
方式の本発明の2つの実施例を示す構成図、第7図は1
次元窓間変調器の表示法の一例の説明図である。 1・・・・・・入力文字、2・・・・・・入力文字光電
変換部、3・・・・・・制御部、4・・・・・・駆動電
源部、5・・・・・・1次元窓間変調器、6・・・・・
・レーザ光線、7・・・・・・レーザビーム拡大光学系
、8・・・・・・偏光子、9・・・・・・検光子、10
・・・・・・シリンドリカルレンズ、11・・・・・・
1次元フーリエ変換ホログラム列、12・・・・・・シ
リンドリカルレンズ、13・・・・・・相関出力光電変
換部、14・・・・・・一致信号検出部、15・・・・
・・平行なレーザ光、16・・・・・・スリット、17
・・・・・・感光材料、18・・・・・・参照光、19
,20・・・・・・シリンドリカルレンズ、21.22
,23・・・・・・球面レンズ、24・・・・・・空間
フィルター、25・・・・・・シリンドリカルレンズ、
26・・・・・・球面レンズ、27・・・・・・ハーフ
ミラ−228・・・・・・シリンドリカルレンズ、29
・・・・・・光電変換素子、30・・・・・・シリンド
リカルレンズ、31・・・・・・球面レンズ、32・・
・・・・参照光、33,34,35゜36・・・・・・
球面レンズ、37・・・・・・カルバノミラー。 38・・・・・・相関出力光電変換部、39・・・・・
・参照光、40・・・・・・スリット、41,42,4
3,44・・・・・・球面レンズ、45・・・・・・シ
ントリカルレンズ、46・・・・・・開口部、47・・
・・・・スイッチ、48・・・・・・駆動電圧。
1次元フーリエ変換ホログラム列の作成光学系配置図、
第3図、第4図は本発明の別の2つの実施例を示す構成
図、第5図、第6図は1次元フーリエ変換像を走査する
方式の本発明の2つの実施例を示す構成図、第7図は1
次元窓間変調器の表示法の一例の説明図である。 1・・・・・・入力文字、2・・・・・・入力文字光電
変換部、3・・・・・・制御部、4・・・・・・駆動電
源部、5・・・・・・1次元窓間変調器、6・・・・・
・レーザ光線、7・・・・・・レーザビーム拡大光学系
、8・・・・・・偏光子、9・・・・・・検光子、10
・・・・・・シリンドリカルレンズ、11・・・・・・
1次元フーリエ変換ホログラム列、12・・・・・・シ
リンドリカルレンズ、13・・・・・・相関出力光電変
換部、14・・・・・・一致信号検出部、15・・・・
・・平行なレーザ光、16・・・・・・スリット、17
・・・・・・感光材料、18・・・・・・参照光、19
,20・・・・・・シリンドリカルレンズ、21.22
,23・・・・・・球面レンズ、24・・・・・・空間
フィルター、25・・・・・・シリンドリカルレンズ、
26・・・・・・球面レンズ、27・・・・・・ハーフ
ミラ−228・・・・・・シリンドリカルレンズ、29
・・・・・・光電変換素子、30・・・・・・シリンド
リカルレンズ、31・・・・・・球面レンズ、32・・
・・・・参照光、33,34,35゜36・・・・・・
球面レンズ、37・・・・・・カルバノミラー。 38・・・・・・相関出力光電変換部、39・・・・・
・参照光、40・・・・・・スリット、41,42,4
3,44・・・・・・球面レンズ、45・・・・・・シ
ントリカルレンズ、46・・・・・・開口部、47・・
・・・・スイッチ、48・・・・・・駆動電圧。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 未知入力文字を実時間で電気信号に変換する入力文
字光電変換部と、この入力文字光電変換部で変換された
(1) 、 (0)の2値の1次元電気信号で駆動表示
される1次元空間変調部と、レーザ光源部から発生する
レーザ光の拡大光学系と、前記1次元空間変調部を透過
するレーザ光を1次元フーリエ変換するレンズ系と、こ
のレンズ系による1次元フーリエ変換面上に配置された
標準パターンを記録している1方向のみがフーリエ変換
された2次元ホログラムからなる1次元フーリエ変、換
ホログラム列と、このホログラム列に記録されている標
準パターンと前記1次元空間変調器に表示されている未
知入カバターンとの相関出力光を得るためのレンズ系と
、前記相関出力光を光電変換する相関出力光電変換部と
、この相関出力光電変換部からの電気信号により未知入
力文字を識別する一致信号検出部とを備え、未知入力文
字を実時間で読取ることを特徴とする光学的文字読取装
置。 2、特許請求の範囲第1項記載の読取装置において、前
記1次元フーリエ変換レンズ系がバンドパス空間フィル
ターにより直流分近傍成分と高域成分を除去した1次元
フーリエ変換像を得るように構成されていることを特徴
とする光学的文字読取装置。 3 特許請求の範囲第1項記載の読取装置において、前
記1次元空間変調器が2開口で(+) 、 (0)の信
号を表示するように構成されていることを特徴とする光
学的文字読取装置。 4 特許請求の範囲第1項記載の読取装置において、前
記一致信号検出部が相関出力光強度の規格値を比較して
一致判定をするように構成されていることを特徴とする
光学的文字読取装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP52025059A JPS5840781B2 (ja) | 1977-03-08 | 1977-03-08 | 光学的文字読取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP52025059A JPS5840781B2 (ja) | 1977-03-08 | 1977-03-08 | 光学的文字読取装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS53110333A JPS53110333A (en) | 1978-09-27 |
JPS5840781B2 true JPS5840781B2 (ja) | 1983-09-07 |
Family
ID=12155345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP52025059A Expired JPS5840781B2 (ja) | 1977-03-08 | 1977-03-08 | 光学的文字読取装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5840781B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02196378A (ja) * | 1989-01-17 | 1990-08-02 | Veb Carl Zwiss Jena | エネルギー効率の最適化されたインコヒーレント光学的な構造帯域的分析のための装置 |
-
1977
- 1977-03-08 JP JP52025059A patent/JPS5840781B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS53110333A (en) | 1978-09-27 |
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