【电子行业标准(SJ)】 光学字符识别打印规范

中华人民共和国电工子业推荐性部标准光学字符识别打印规范
Printing Specifications for oPtical character recoanition引言
SJ/Z9079-87
ISO 1831-1980
制定本标准的目的是建立光学字符识别（OCR）系统以及特别是文件互换所用的纸和打印的工业标准基础，并帮助在这类系统中加以贯彻和使用。本标准规定了有关参数的识别和测量方法，制定了这些参数的规范并给出了使用它们的指南。
0.1标准说明
打印系统定义为一种单一的设备，包括打印机、打印纸和色带（后者只有在打印过程中才需要）。产生用于OCR的打印材料的打印系统，称作OCR打印系统。本标准的涵义适用于OCR打印材料，而不涉及打印系统、字体（OCR一A、OCR一B）以及特殊应用。对打印图象的尺寸和光学特性给出了三个质量等级。每个参数的公差极限都有规定。这些极限值至少都应达到，并且所有参数都应保持在极限以内。如果这些参数当中某些参数发生统计性的变化，偏离规定的极限，为减少这些变化的数量和等级，可采用特别的预防措施，诸如精选OCR打印系统的元器件，较频繁的维护打印机，降低打印速度，以及缩短色带的使用期限等。如果任一光学字符识别系统的性能发生统计性的变化，并且如果在不超过公差极限的情况下，发生字符被拒认或识错，同样为减少这些变化的数量和等级，可采用特别的预防措施，诸如较频繁的维护识别系统等。0.2标准的使用
本标准给出了在应用OCR中所使用的测量方法以及各种参数的数值。由于打印和识别系统两者所引起的统计性质的偏差，而不能连续、完全地达到这些参数值，则可能发生字符的拒认和识错。拒认和识错所允许的数量取决于OCR应用的目的，并且应以统计项目的形式，在用户、打印系统供方和识别系统供方之间协商一致。在打印系统的保证书中，打印系统的生产方有权规定打印系统的维护周期和所采用的易耗品（如打印纸和色带）。在识别系统的保证书中，识别系统的供货方有权规定环境条件（温度、湿度、照明度、机械振动和电磁干扰的最大数值等），并制定读出器的维护等级。依靠特性检验，统计抽样方案可用来检查这些保证书是否被遵守，如果这些方案是和质量控制中通常使用的那些方案相关的，一且抽样方案被确定，样品的尺寸（即受试字符或文本的数量）就由方案规定了。中华人民共和国电子工业部1987—11-27批准SJ/Z9079--87
考虑到对打印系统进行检测，本标准给出了被测打印材料的有关参数和测量方法。当对识别系统进行检验时，只允许使用符合本标准规定指标的打印材料，或者按照协议，也可以使用通过的有代表性的试样。在后一种情况，应必需按照本标准来评价拒认数。
0.3附录
附录不是本标准的组成部分，只是给出了附加资料。适用范围
本标准包括OCR用纸和打印材料的基本定义、测试要求、规范和建议。本标准适用于OCR媒体的打印文件包括三个主要参数，即，a。用纸的光学性能；
b。生成OCR字符的油墨的光学与形状性能，c。关于OCR字符在纸面上排列的基本要求。每个区域与CCR有关的主要因素都已指出，给出了这些项目的意义，并确立了测量的基础。
规定了适用于所有OCR材料的基本规范，并且制定了具体贯彻于某一个OCR系统的建议。
2有关标准
ISO216《书写纸和打印资料的某些种类—裁切尺寸—A和B系列》。ISO1073/1《光学识别字母数字字符集——第部分，OCR一A字符集，打印图象的形状与尺寸》。
ISO1073/2《光学识别字母数字字符集—第二部分：OCR一B字符集，打印形状的图象与尺寸》。
ISO2471《纸和纸板不透明度的测定（纸底衬）漫反射法》。CIE出版物15（E1.3.1）1971—-比色试验—-政府推荐。3光谱要求
3.1概述
本章规定了与OCR应用范围有关的光谱频带。对光谱频带必需作规定是因为字符读出机工作在特定的光谱区域内，并且考虑到用纸和油墨的特性随波长而变化。3.2光谱频带
本条中给出的一组频带被规定为用纸和打印图象规范的基准频带。这组光谱频带的使用和测量程序在纸的反射系数、纸的不透明度和PCS测量等条中作了规定。2
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425±5
460±5
490±5
530±5
570±10
620士10
680士10
900±10
nm。50%水平
50或低于
60或低于
60或低于
60或低于
100或低于
100或低于
120或低于
400或低于
频带B425~B900表示整套测试仪器（光源、滤波器、检波器）所要求的光谱响应。频带的响应特性应是平滑的曲线，不应出现两次峰值，并且除了规定的50%的水平之外，响应曲线不应再出现较突出部分。波长短于400nm的照度能量不应超过所考虑的特别频带的5%。
OCR用纸规范
4.1概述wwW.bzxz.Net
OCR应用领域里所使用的纸应是白色（见附录A）、低光和高不透明度（见附录A）。应避免有引起反射系数变化的因素（诸如污物、不平整的结构、水浸痕迹，荧光添加物）。
在特殊的OCR应川领域里，纸的某些机械性能（诸如抗拉强度、多孔结构，抗撕裂强度以及平整度等）可能非常重要。建议使用特殊纸，根据OCR系统的用户与生产厂之间的协议，规定用纸的光学和机械性能。4.2纸的光照反射系数R。
反射系统应使用ISO2469规定的反射计进行测量，或使用经上述反射计校准的仪器进行测量。
测量反射系数应该使用理想的漫反射体（反射系数100%），但在实践中使用硫酸锁（BaSO，）代替就能满足精度要求。在不能满足精度要求的情况下，应该使用理想的漫反射体进行测量。
4.2.1R。的定义
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照度反射系数R。就是利用以黑色为衬底从单页纸上得到的反射系数，亦即被测样品应以反射系数不超过0.5%的黑色为衬底。反射系数是一个用百分比表达的比率，即在同样条件下从物体上得到的辐射反射与从理想漫反射体上得到的辐射反射之比。4.2.2测量R。
R。应采用和ISO2471规定相一致的方法进行测量，但要使用如下所述的适当的滤波器。
4.2.3观测光谱
R。在425～500nm区域内应大于60%，在500～700nm区域内应大于70%。对于白色或者浅色但必需是单一颜色的纸，用下述两种滤波器进行测量完全可以满足需求。B425
CIE/Y滤波器或者波蜂在530～570nm之间，并且带宽不大于100nm的任一滤波器。
在对测量结果发生怀疑的情况下，应通过观测光谱进行测量，例如采用3.2条所描述的B425~B680的滤波器。
注；如果使用中等不透明度的纸（见4.4.3.2），Ro值应分别用50%和60%代替。4.2.4近似红外线
当考虑近似红外线光（IR）光谱时，R。值在900nm时应不低于70%。注，如果使月中等不透明度的统（见4.4.3.2），Ro值应用60%代替。4.3纸的污染
纸面上局部夹杂外来的灰尘颗粒，会相应发生无反射，因为这类局部尺寸内无反射，可能引起OCR扫描器误认为是油墨区域，因此外来污物的数量和尺寸要小是非常重要的。
以下介绍两种评价纸污染的方法。方法A可以进行快速评价，而方法B适用于较具体的研究。
两种方法的光照明条件均应符合CIE出版物15的规定。4.3.1方法A网格检定法
4.3.1.1设备
应包括下列设备：
1m×1m（3.28ft×3.28ft）的框架用细金属丝分成100个方格。工作台
放置用纸和框架并能允许从0.5m（1.64ft）左右的距离进行观测。照明设备
照明设备应严格接近于IEC推荐的光源D65。推荐的照度级为750～1500Lx清洁器
软毛刷或真空吸尘器用来清洁样品表面上的污物或尘埃。.4.
计时器
能指示o.5min或1min的量程。
计数器
记录含有尘埃的方格数目。
4.3.1.2抽样及测试面积
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以总面积为6m（64.58ft*）的试样来代表一卷或-叠纸。卷纸应在两端抽取6×1m（3.28ft）的试样，其宽度就是出厂原纸的宽度（必要时可在上述卷纸中以原纸生产的次序从其外端抽样）。叠纸应在足够多的纸片中从六个位置取样。4.3.1.3测试步骤
从最顶边展开样品。
清除散落在纸面上的污物和尘埃。把网格放在样品上、
启动计时器，在1min内按顺序扫描所有的方格。用计数器一次性的记录下发现有尘埃粒子或颗粒的方格数目。
重复测量其余的5×1m2（53.82ft*），记录下6m2中（64.58ft2）含有尘埃颗粒的方格数目。这一数目不得超过200。注；为了比较不同单元的结果，被评定的样品应在各组现测值之间进行互换校对，由于交换测试，观察员之间的差异可能会引起超过偏差值，可以用对被试品进行比较并舍去过高或过低的数值来选择观案值。观察员的比较应弱期地进行。
4.3.2方法B—-污物计数
污物的分布应当用超过一定尺寸的表面能吸收光线的所有颗粒数来确定。当20份试样中每份试样的直径大于0.1nm（0.004in）颗粒的算术平均数少于每平方米（10.76ft\）250个，以及其中19份试样的直径大于0.2mm（0.008in）的颗粒数最多为每平方米25个时，这种纸才算满足本标准的要求。试样最好等于1m2（10.76ft2），但也可以小于1m，但不得小于0.125m2（1.345ft2），即IS0216规定的A8尺寸。这些纸应当是相互无关的，并且对所有被测纸型具有统计的代表性。4.4纸的不透明度
纸的不透明度应使用ISO2469所规定的反射计进行测量，或者使用被上述反射计进行校准过的仪器进行测量。
4.4.1纸的不透明度定义
纸的不透明度（纸的背景）是一个用百分比表达的比值，即以黑色为背景的单页纸的光照反射系数R，与同一纸样品的固有光照反射系数R。o之比。（该定义与ISO2471相一致）。
4.4.2纸不透明度的测量
纸的不透明度应使用ISO2471描述的方法进行测量。应使用与基本仪器的光学特性相一致的滤波器，所有的响应特性与3.2条所描述的光谱特性相符。4.4.3不透明度的级别
4.4.3.1高不透明度纸
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高不透明度纸，其不透明度应大于85%。4.4.3.2中不透明度纸
中不透明度纸，其不透明度应大于70%但低于85%。4.5用纸反射系数的偏差
反射系数的测量是用很小的光闲在纸表面的许多位置上完成的，因而所得的测量值会有偏差。
这种偏差不得超过给定的极限。由于反射系数的统计性质，用纸反射系数的偏差极限规定以0.2mm（0.008in）直径的光阑测量所得的允许偏差系统为依据。用纸反射系数的偏差规定有两个等级。对于高不透明度的纸
标准偏差≤3.5%的平均反射系数（见4.4.3.1）。对于中不透明度的纸：
标准偏差<5%的平均反射系数（见4.4.3.2）。用纸反射系数偏差规范应满足下列频带：a.B425#
b。B550或B570或者带宽小于或等于100am之间（CIE/Y光谱能量分布满足这一要求）的其中任一频带峰值；
c.B900。
实际上，测量值一般可以被限制到最高临界频带。若用单频带测量不能充分表现规范满足整个光谱，从而产生怀疑的情况下，应使用三个频带测量。
此外，照上述规范通过测量所得到的最高值与最低值之比，不得超过1.2。具体测量步骤如后面的附录A所列。5打印图象特性
5.1概述
除了纸的性能之外，打印字符的性能即打印质量，在字符识别中最关键。光学识别系统可读出的字符应比用人眼阅读的字符具有更高的打印质量。为获得高打印质量，应选用适当的打印机、适当的油器、适中的色带，并且操作和维修也应适当。评价打印质量包括检查打印字符的几何图形（字符形状），以及检查纸面上的油墨浓度（打印对比度）。油墨的特性（光谱响应）也是非常重要的。以下描述的字符系统指打印出的图象，而不是指产生这些打印图象的打印装置（如活字外表面）。
5.2打印质量公差
一般在一个优良的CR系统中，打印质量参数的公差将取决于读出机的性能，所6
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要求的性能水平和考虑所需读出的字符数量。为了适应不同类型的打印和读出装置在性能方面的这些变化，打印质最规定有以下三个区域。打印公差区域X，窄公差
打印公差区域Y：中公差
打印公差区域乙，宽公差
必需注明，区域乙的字符，已达到了高打印质量的极限，而且在很多应用领域里，多半会提高拒认的比例。区域乙的字符只有助借于计算机辅助方法才能顺利的测量（见5.4.6）。
5.3字符轮廓极限定义
在一种规定的字体中，字符大小和公差区域规定了之后，那么具有5.3.1规定馆划宽度的全部笔划的某一字符的理想打印图象的轮哪就定义是该字符的最小和最大字符轮廓极限（COL）。
COL样板是画在透明基片上有两个字符轮廓极限和中心线的一张图。COL样板的绘制规则在5.3.2至5.3.7中给出。5.3.1标称笔划宽度（见表2）
绘制COL应采用以下的标称笔划宽度和公差。表2标称笔划宽度
标称笔划宽度
区城x
公差士
区城Y，Z
表中所列的高度反OCR-A是精确的。对OCR-B是表征性的，其准确数值应根据GB2425规定的OCR-B图样进行测量。对于OCR-B，小写字舟和符号#、%、③的I号尺寸的标称笔划宽度是0.31mm（0.012in），而IV号尺寸的标称笔划宽度是0.44mm（0.017in）。5.3.2COL样板的绘制
对于给定的字符尺寸和公差区域，最小的COL是一种直径为最小笔划宽度，圆心沿字符中心线移动的一组圆的几何包络线。同样，最大的COL是一种直径等于最大笔划宽度，圆心沿字符中心线移动的一组圆的儿何包络线。SJ/Z 9079--87
与上述一般规则不同，以下的规则可用于样板的笔划的自由端和笔划中心线拐角的地方。这些规则涉及到“内角”和“外角”，它们的定义如下；外角是一种由笔划中心线组成的角，角度大于180°（见图1）。外角>180
内角<180*
段小COL
图单元的内角和好南
5.3.3整形半径
下述的整形半径，其用法如5.3.4和5.3.5所示。OCR-A和OCR-BCOL样板的绘制都使用同样的整形半径。
整形半径最小COL
整形半径最大COL
5.3.4：最小COL的特殊规定
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当最小COL表现某内角的半径等于或小于R，（见5.3.3）时，它应当是由半径大于到等于或小于尺，（见图2）的变化点的包络线切线描绘成的锐角。3.5.1
图2最大和最小COL的特殊情况
5.3.5最大COL的特殊规则
5.3.5.1内角
当最大COL表示内锐角或半径小于R。（见5.3.3）时，使用的整形半径应等于R2（见图2）。
5.3.5.2外角
当中心线出现锐角时，最大COL的外角也应画成锐角（见图2）。如果笔划中心线具有大于305°的角度，这一规则除外。在这种情况下，最大COL的外角可用下述方法画出，即把它画成包络线的切线，并使其垂直于由笔划中心线组成的角的平分线（见图8）。
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图8最大COL的特殊角
5.3.5.3笔划自由端
在笔划自由端，最大COL用包络线的切线画成直角，并且该切线与相应的字符笔划自由端中心线相垂直（见图2）。5.3.6活字印刷体
OCR-B字符的活字印刷体，可用同样的样板进行检验，样板的绘制应符合上述规定的区域X尺寸I，但是，对下面的一些特点要加以注意。5.3.6.1活字印刷体的标称笔划宽度不是一个常数，有可能偏离区域X内规定的恒定笔划宽度字体的标称值。这些偏离数值为标称值的5%～10%，而且可忽略不计。5.3.6.2某些字符端部的标称笔划轮廓带有远小于90°的锐角。在这些角上，笔划边缘可以延长外面的最大COL和里面的最小COL。这些延长线上不允许有明显的空白或班斑点，它们应符合有关规范。但是，对活字印刷体还没有专门的样板字符集。5.3.7Z区域COL样板绘制的附加规则如5.2所述，Z区域里的字符，只有通过计算机辅助方法才能可靠测量（见5.4.6）。在这种情况下，需要使用特殊的COL样板。打印图象一般都不能满足X区域和Y区域规定的形状要求，对于Y区域给出了偏移要求，如果这些偏移在一定的限制以内，而且整个字符被限制在数字子集，这些字符就能在OCR机器上进行识别。在实际中，这些偏移量对于最小COL-一般都是非对称的，偏重于字符的某一侧（在顶端或下端或左侧或右侧），这种现象叫做切边。例如，采用高速打印机就有可能发生这种偏移（见图4）。10
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图4切边字符
所允许的切边极限，由切边极限线规定（见图5）。切边极限线对给定的字符和尺寸，对所有的字符都是一个尺寸相同的长方形。这一长方形的尺寸是根据最大字符沿字符中心线进行测量得出的水平和垂直尺寸。壁真蒸准线
水平基雄字体A
水甲养准线宇体B
切边极限线
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图6带切边极限线的样板举例
切边极限线
图7a不带切边极限线的字符调整图了b带切边极限线的同一字符调整长方形的尺寸如表4所示，随字体和尺寸大小不同而异。12
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