ГОСТ 28540-90 Системы обработки информации. Общие требования к оттискам шрифтов для оптического чтения

ГОСТ 28540-90

Группа Э65

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Системы обработки информации

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОТТИСКАМ ШРИФТОВ ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ЧТЕНИЯ

Information processing systems.
General requirements for founts prins for optical character recognition

MКC 35.180

ОКСТУ 4035

Дата введения 1991-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством радиопромышленности СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 27.04.90 N 1045

3. Стандарт соответствует международному стандарту ИСО 1831-80 в части требований по качеству печати шрифтов OCR-A и OCR-B

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2005 г.

Настоящий стандарт распространяется на текстовые документы на бумажном носителе, предназначенные для ввода информации в электронные вычислительные машины (ЭВМ) с помощью оптических читающих устройств (ОЧУ).

Стандарт устанавливает требования к качеству печати оттисков шрифтов РОС-А, РОС-Б по ГОСТ 16330 и шрифтов по ГОСТ 8854.

Термины, применяемые в стандарте, и их пояснения приведены в приложении 1.

1. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ПЕЧАТИ ОТТИСКОВ ШРИФТОВ

1.1. Качество печати оттисков шрифтов характеризуется следующими показателями:

качеством бумаги;

качеством нанесения оттисков шрифтов на документе;

расположением оттисков шрифтов на документе;

качеством используемого шрифта.

1.2. В зависимости от качества отдельных показателей, входящих в группу, устанавливают пять категорий качества печати:

А - I категория, соответствует классу X ИСО 1831;

Б - II категория, соответствует классу Y ИСО 1831;

В - III категория, промежуточная между классами Y и Z ИСО 1831;

Г - IV категория, соответствует классу Z ИСО 1831;

Д - V категория.

Примечание. Категории В и Д установлены для шрифтов, отличных от шрифтов РОС-А, РОС-Б по ГОСТ 16330, шрифтов OCR-A, OCR-B по ИСО 1073.

1.3. Для каждого показателя качества или группы показателей устанавливают три класса качества: , б, в.

Для класса качества отдельного показателя допуски наиболее узкие, для класса б - средние, а для класса в - наиболее широкие.

1.4. Класс качества отдельного показателя определяют наиболее узким допуском, которому удовлетворяет этот показатель.

1.5. При оценке качества группы показателей категории качества оттисков определяются классами качества рассматриваемых показателей группы.

1.6. Категорию качества печати определяют в зависимости от комбинаций классов качества отдельных показателей по табл.1.

Таблица 1

1.7. Качество печати проверяют в случае определения достоверности ОЧУ при данной категории или при определении достижимого качества печати на устройствах, предназначенных для подготовки документов.

2. ТРЕБОВАНИЯ К БУМАГЕ ДЛЯ ТЕКСТОВЫХ ДОКУМЕНТОВ

2.1. Текстовые документы для оптического чтения должны изготавливаться на бумаге, соответствующей требованиям ГОСТ 18510, техническим условиям на конкретные марки бумаги с учетом ограничений и дополнений, приведенных в настоящем стандарте.

2.2. Классы качества бумаги определяют в соответствии с приложением 2.

2.3. Измерение оптических характеристик бумаги (белизна, прозрачность, сорность) проводят в волновых диапазонах, указанных в приложении 3.

3. ТРЕБОВАНИЯ К ОТТИСКАМ ШРИФТОВ

3.1. Класс качества нанесения оттисков шрифтов принимает значение наиболее низкого из достигнутых значений качества следующих оптических и геометрических оттисков:

1) средняя контрастность оттиска (СКО);

2) искажение регулярности штриха (ИРШ);

3) диапазон допустимого изменения контрастности (ДДИК);

4) средняя ширина штриха (СШШ), мм.

Измерение оптических характеристик оттисков шрифтов проводят в волновых диапазонах, указанных в приложении 3.

Методики определения оптических и геометрических характеристик оттисков и измерения качества печати оттисков шрифтов приведены в приложениях 4 и 5.

3.2. СКО есть наименьшее значение дискретной контрастности (см. приложение 4) элементов растра дискретного изображения оттиска, при котором ИРШ как функция минимальна, и выполняется условие

ИРШ,

где - ограничительный уровень на ИРШ при классе качества шрифта (приложение 5), равном (табл.3). Если таких не существует, то оттиск не удовлетворяет требованиям настоящего стандарта. Значение конкретного шрифта определяют в соответствии с разд.5.

3.3. ИРШ определяется суммарным числом непропечаток, выраженных относительной их долей в слоях границы очертания символа (ГОС), (см. приложение 4) и относительной долей пятен на фоне дискретного изображения.

3.4. Величина ДДИК определяет величину интервала значений дискретной контрастности для элементов растра оттиска, внутри которого ИРШ не менее установленного значения качества конкретного шрифта.

3.5. Величина СШШ определяет среднюю ширину штрихов, образующих оттиск.

3.6. Значения величин характеристик качества оттисков для каждого из классов качества печати сведены в табл.2.

Таблица 2

Примечание. Шрифты РОС-А и РОС-Б по ГОСТ 16330 имеют класс качества .

4. ТРЕБОВАНИЯ К РАСПОЛОЖЕНИЮ ОТТИСКОВ НА ДОКУМЕНТЕ

4.1. Расположение оттисков на документе определяют в соответствии с черт.1 по следующим элементам:

контрольному краю документа;

границе строки;

границе оттиска;

печатному участку;

чистому участку;

полю документа.

1 - граница оттиска; 2 - граница строки; 3 - контрольный край; 4 - чистый участок; 5 - печатный участок

Черт.1

Показателям расположения оттисков на документе (табл.3) не приписывают классы качества , б, в, по ним проверяют условия, выполнение которых влечет за собой оценку классов качества отдельных показателей, перечисленных в табл.1.

4.2. Контрольный край документа является базовым при измерении характеристик расположения оттисков и может быть определен как один из краев документа (вертикальный или горизонтальный).

Контрольный край документа определяет разработчик ОЧУ в зависимости от способа подачи документа.

4.3. Границей оттиска является наименьший прямоугольник, одна сторона которого параллельна контрольному краю документа, содержащего оттиск.

4.4. Границей строки является наименьший прямоугольник, одна сторона которого параллельна контрольному краю документа, содержащего границы всех оттисков в строке.

4.5. Печатным участком является прямоугольник, одна сторона которого параллельна контрольному краю документа, содержащего оттиски одной строки. Границы этой строки должны находиться полностью внутри печатного участка. Печатный участок должен содержать оптически читаемые символы.

4.6. Чистым участком является прямоугольная область документа, одна сторона которого параллельна контрольному краю документа, отведенная для строки оттисков. Чистый участок должен симметрично охватывать печатный участок, а расстояние между границами чистого и печатного участков должно быть не менее 2,5 мм.

4.7. Полем документа является расстояние между границей печатного участка и ближайшим параллельным краем документа. Это поле должно быть не менее 25,4 мм.

4.8. Расположение оттисков в строке определяют следующими элементами:

пробелом между оттисками;

шагом по строке;

невыравниванием оттисков.

4.9. Пробелом между оттисками (черт.2) является расстояние между двумя противоположными сторонами границ двух смежных оттисков одного печатного участка. Пробел между оттисками должен быть не менее номинальной ширины штриха, установленной в табл.3.

Таблица 3

мм

_________________

* Размеры для справок.

4.10. Шагом по строке (см. черт.2) является расстояние между вертикальными средними линиями границ смежных оттисков, находящихся внутри границы строки, откорректированное величиной , равной расстоянию между средними линиями границ оттисков, отпечатанных в том же месте в номинальном положении. Величина определяется по чертежам символов.

1 - оттиски в номинальном положении; 2 - средняя линия границы оттиска; 3 - шаг по строке;
4 - пробел между оттисками

Черт.2

Шаг на строке должен быть не менее величины, указанной в табл.3.

4.11. Невыравниванием смежных оттисков (черт.3), находящихся внутри границы строки, является расстояние между горизонтальными линиями, проходящими через нижние стороны границ оттисков, откорректированное величиной , равной расстоянию между нижними сторонами границ оттисков, отпечатанных в номинальном положении .

1 - оттиски в номинальном положении; 2 - границы строки; 3 - невыравнивание оттисков

Черт.3

Расстояние не должно превышать двойной величины, приведенной в табл.3. Величина определяется по чертежам символов.

Примечание. Требование данного пункта не распространяется на символ "вертикальная черта" по ГОСТ 16330.

4.12. Разделение строк на документе определяется расстоянием между строками и шагом строки (черт.4).

1 - расстояние между строками; 2 - границы строки; 3 - средняя линия границы строки; 4 - шаг строки ()

Черт.4

4.13. Расстоянием между строками документа является расстояние между нижней стороной границы верхней строки и верхней стороной нижней строки непосредственно одна за другой отпечатанных строк.

Минимальное расстояние между строками должно быть не менее величины , приведенной в табл.3.

4.14. Шагом строки является вертикальное расстояние между средними линиями границ оттисков двух соседних строк. Шаг строки должен быть не менее величины , приведенной в табл.3.

Примечания:

1. Если на одном документе применяют шрифты разных типоразмеров, то шаг строки определяют по наибольшему типоразмеру шрифта.

2. Если применяют строчные буквы типоразмера I, то шаг строки должен быть не менее 4,8 мм.

3. Если применяют строчные буквы, выступающие вниз, то шаг строки должен соответствовать следующему большему типоразмеру, чем применяемый.

4.15. К нарушениям топологии символа относят дефекты оттисков, образующие не предусмотренные замкнутые контуры из-за слияния концов штриха, дуг или засечек на концах штриха или приводящие к заполнению внутренней части закрытых или полузакрытых областей (черт.5).

Черт.5

4.16. Устойчивость знака к нарушению топологии определяют минимальным пробелом между концами штрихов или засечек, а также между концом штриха (засечки) и ближайшим штрихом при заданном допуске на ширину штриха.

4.17. Минимальный пробел для шрифта классов качества б, в при допуске на ширину штриха должен удовлетворять следующим требованиям:

быть не менее 0,2 мм для шрифта классов качества б, в;

должен сохраняться (не исчезать) для шрифта класса качества в.

5. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ШРИФТА

5.1. Качество шрифта для оптического чтения определяется независимо от способа и качества подготовки документа.

5.2. Качество шрифта определяется следующими его свойствами:

межсимвольной близостью (сходством форм символов);

помехоустойчивостью при печатании.

5.3. Межсимвольная близость характеризует свойство шрифта при его оптическом распознавании.

5.4. При оценке сходства символов рассматривают идеальные изображения символов шрифта, с номинальной шириной штриха СШШ= и дискретной контрастностью =15. Эталонные (идеальные) изображения символов строят в соответствии с требованиями ГОСТ 8854, ГОСТ 16330 или другой технической документацией на шрифты, учитывая непостоянство номинальной ширины штриха, наличие засечек и других особенностей шрифта.

5.5. Близость пары символов и при условии количественно оценивают мерой близости идеального изображения символа и эталона символа . Правила вычисления меры близости приведены в приложении 6

.

5.6 Межсимвольная близость в шрифте описывается матрицей порядка , где - число символов в шрифте, которая рассматривается как выборка объема .

5.7. Межсимвольная близость в шрифте количественно оценивается показателем - 5%-ной квантилью выборки мер близости (см. приложение 6).

Показатель межсимвольной близости должен быть не менее величины, указанной в табл.2, в графе ИРШ.

5.8. Помехоустойчивость шрифта при печатании характеризует допустимый уровень возникающих при печатании геометрических искажений оттисков.

5.9. Допустимыми геометрическими искажениями являются такие искажения, при которых не изменяется топология отдельных оттисков и отдельные оттиски в строке не сливаются.

5.10. Качество шрифта по показателю помехоустойчивости определяют для пары символов шрифта, топологическое расположение штрихов которых минимизирует межсимвольный пробел.

Если в конкретном рассматриваемом случае используют не весь шрифт, а только некоторый поднабор его символов, то качество оценивают только по этому поднабору.

5.11. Помехоустойчивость шрифта определяют по номинальным изображениям символов при увеличенной до максимально допустимого значения ширины штриха в соответствии с правилами построения ГОС (приложение 7).

5.12. Устойчивость к слиянию пары смежных символов характеризуется пробелом между символами при заданном шаге по строке и заданном допуске на ширину штриха оттиска.

5.13. Для шрифта класса качества пробел между символами должен быть не менее номинальной ширины штриха при минимальном допустимом шаге печати и допуске на ширину штриха классов качества б, в.

5.14. Для шрифта класса качества б пробел между символами должен быть не менее номинальной ширины штриха при номинальном шаге печати и допуске на ширину штриха классов качества б, в.

5.15. Для шрифта класса качества в пробел между символами должен быть не менее 0,2 мм (минимальной ширины штриха для классов качества б, в) при номинальном шаге печати и допуске на ширину штриха классов качества б, в.

Примечание. Номинальный шаг печати определяется типом применяемого печатающего устройства.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное

КЛАССЫ КАЧЕСТВА БУМАГИ ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ЧТЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Обязательное

ВОЛНОВЫЕ ДИАПАЗОНЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БУМАГИ И ОТТИСКОВ ШРИФТОВ

нм

Примечания:

1. Спектральные характеристики измерительных приборов в данных диапазонах должны быть гладкими, без вторичных максимумов, а основная часть энергии воспринимаемого оптического сигнала должна лежать между точками, определенными в таблице на уровне 50%. Энергия освещения на длинах волн короче 400 нм не должна превышать 5% энергии в рассматриваемой полосе.

2. При оценке качества печати документа, предназначенного для ввода в ЭВМ конкретным ОЧУ, оптические характеристики разрешается определять только в диапазоне, совпадающем с его спектральной характеристикой.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Обязательное

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ
И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОТТИСКОВ

1. При определении качества оттиска шрифта рассматривают отдельный оттиск и его область в соответствии с черт.6.

Черт.6

2. Качество оттиска определяется его геометрическими и оптическими характеристиками, а также характеристиками его дефектов.

3. Основными геометрическими характеристиками оттиска, определяющими форму его представления в ОЧУ, является шаг дискретизации и радиус окрестности усреднения.

4. Область оттиска разбивают на прямоугольные элементы поля представления, называемого растром.

5. Расстояние между любыми смежными элементами растра (по вертикали и горизонтали) постоянно и называется шагом дискретизации - .

6. Контрастность измеряется для каждого элемента растра по отношению к участку области, не занятому оттиском.

7. Значение контрастности внутри элемента растра равно усредненному значению контрастности в круге радиусом и центром в точке , равноотстоящей от границ элемента растра (черт.7). Данный круг называется окрестностью усреднения.

Черт.7

8. Координата центра окрестности усреднения однозначно определяет -й элемент растра.

9. Для шрифтов типоразмеров I-III по ГОСТ 16330 устанавливают следующие значения:

шаг дискретизации =(100±10) мкм;

радиус окрестности усреднения =(100±10) мкм.

10. Величина усредненного значения контрастности (УЗК) в процентах в окрестности усреднения с центром в точке определяется выражением

,

где - максимальная отражаемость (отражательная способность) в области рассматриваемого оттиска;

- отражаемость участка поля оттиска, ограниченная окрестностью с центром в точке .

Для документов, изготовленных на бумаге с оптическими характеристиками, не меняющимися на всем документе, величина может быть измерена на участках, не занятых оттисками, т.е. на полях документа, на строках с пробелами и т.д. Методика измерения и приведена в ГОСТ 30113, ГОСТ 30116, ГОСТ 30437.

11. Исследуемый образец оттиска должен освещаться под углом 45°, а отраженный свет восприниматься под углом 90° к поверхности образца, чтобы воспринятые отраженные потоки света с и содержали только диффузионные составляющие и не содержали зеркальные.

12. УЗК измеряют методом черной подложки: исследуемый образец кладут на черную подложку с отражаемостью не более 3%.

13. Спектральный состав излучения используемого осветителя должен соответствовать приложению 3.

14. Диапазон допустимого изменения величины УЗК определяют по формуле

,

где - -й класс качества нанесения оттиска.

95%, 94% - для черной подложки с отражаемостью 3%;

0% - для чистой бумаги.

15. Дискретное значение контрастности -элемента растра определяют по формуле

,

с округлением правой части до ближайшего целого.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Обязательное

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ КАЧЕСТВА ПЕЧАТИ ОТТИСКОВ

1. На измерительных шаблонах символа, к которому относится оцениваемый оттиск, проводят подсчет - числа элементов дискретного изображения оттиска, попавших в слой , и - числа элементов на фоне оттиска, значение дискретной контрастности которых больше некоторого значения , .

Оценка проводится в положении наилучшего совпадения измерительных шаблонов и дискретного изображения оттиска.

2. Для каждого из целочисленного ряда =1, 2 ... 14 вычисляют величину заполнения слоя (ВЗС)

, ,

где - число элементов в -м слое.

3. Для каждого из целочисленного ряда =1, 2 ... 14 определяют наибольшее значение , для которого достигается условие

, .

4. Величину ИРШ для каждого целочисленного ряда =1, 2 …14 определяют по формуле

.

5. СКО определяют как СКО=, где при условии ИРШ() .

6. Найденное значение , соответствует дискретному значению СШШ. При этом СШШ определяют как

СШШ мм.

7. ДДИК определяют как , ,

где при условии ИРШ();

при условии ИРШ().

ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Обязательное

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕРЫ БЛИЗОСТИ СИМВОЛОВ ШРИФТА

1. Эталоном, состоящим из нескольких слоев, , символа алфавита из символов, служит поле представления изображения (растр), разделенное на заданное число 1 областей, являющихся дискретными представлениями равноотстоящих от идеальной осевой линии символа слоев, ширина которых составляет 1 элемент дискретизации.

2. На черт.8 показан пример слоистого эталона цифры 1 в алфавите символов шрифта АЦПУ ЕС 7032 при шаге дискретизации 100 мкм и =6.

Черт.8

Цифрами 1-6 пронумерованы элементы слоев , 16, так что описывает идеализированное изображение 1 с минимальной шириной штриха, a - объединение слоев ..., 16 - идеализированное изображение с шириной штриха 21. Элементы фона оставлены непронумерованны

ми.

3. Растр содержит 36 элементов изображения по вертикали на 28 элементов по горизонтали. Оцифрированное изображение идеального оттиска с двумя уровнями квантования по яркости есть вектор =(), где =0 или 1, 1, где - число элементов изображения оттиска.

4. Мерой близости и эталона служит (, ), определяемая как

,

где - число элементов изображения оттиска, равных =1 в слое ;

- число элементов растра в слое ;

- номер граничного слоя, определяемый из условия

; , .

Для идеализированных изображений символа выполняется условие =0 .

Всегда одинаково для всех символов алфавита .

5. Меру межсимвольной близости определяют как 5%-ную квантиль выборки, состоящей из величин

,

где - дискретная номинальная ширина штриха, выбираемая для данного типоразмера из табл.4, a , пробегают все символы алфавита.

Точка на оси значений определяется тем свойством, что левее ее лежит 5% всех значений .

Чем больше, тем слабее межсимвольная близость в рассматриваемом алфавите

.

6. Каждую величину , вычисляют в положении наилучшего совпадения изображения с эталоном , дающего минимум меры близости по всем допустимым сдвигам по растру на целое число шагов дискретизации.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Обязательное

МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ШАБЛОНОВ В РАСТРЕ

1. При определении качества оттиска эталоном начертания символа является граница очертания символа с максимальной шириной штриха для данного класса качества, расположенная симметрично относительно средней линии штриха эталонного (идеального) символа (черт.9).

1 - ГОС;

2 - средняя линия штриха символа; 3 - штрих символа

Черт.9

2. Среднюю линию штриха идеального символа шрифта определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 16330 или ГОСТ 8854, а при отсутствии в них чертежей средних линий символов - по НТД (техническими условиями, чертежами литерных колодок и т.п.). В исключительном случае средние линии штрихов символов могут быть восстановлены по набору отпечатанных оттисков.

3. Изображение осевой линии символа должно быть расположено на растре таким образом, чтобы число элементов растра, через которые проходит осевая, было максимально.

Элементам растра, через которые проходит осевая линия, присваивают значение порядкового номера измерительного шаблона =1.

Полученное таким образом изображение осевой в растре называют дискретным изображением осевой линии.

4. Последовательное наращивание дискретного изображения осевой линии слоями шириной в один элемент растра до максимально допустимой ширины штриха, округленной до ближайшего целого, кратного шагу дискретизации, формирует измерительные шаблоны допустимой ширины штриха, оттиска символа, являющиеся объединением последовательных слоев.

5. Последний наращенный слой образует дискретное изображение ГОС. Элементы дискретного изображения каждой допустимой ширины штриха приобретают значение порядкового номера соответствующего измерительного шаблона =2....

Каждый слой допустимой ширины характеризуется числом элементов растра, из которых он образован, т.е. дискретной длины слоя , .

6. Дискретные изображения, являющиеся последовательными объединениями слоев от 1 до , и элементы растра, соответствующие фону оттиска, образуют измерительные шаблоны данного символа.

Измерительные шаблоны могут быть образованы нанесением дискретных изображений на прозрачную основу, либо должны быть генерированы с помощью ЭВМ или храниться в ее памяти.

7. Характеристики качества оттиска определяют в положении наилучшего совмещения измерительных шаблонов с рассматриваемым оттиском.

Положение наилучшего совмещения - это такое взаимное расположение измерительных шаблонов и дискретного изображения оттиска, когда оттиск наиболее равномерно занимает элементы растра измерительных шаблонов допустимой ширины, симметрично расположен относительно дискретного изображения осевой линии и минимально выступает за пределы измерительного шаблона ГОС.

8. При определении положения наилучшего совмещения поворот измерительных шаблонов недопустим. Измерительные шаблоны должны находиться в номинальном положении по отношению к контрольному краю документа (черт.10, п.4.2).

1 - ГОС;

2- область оттиска; 3 - документ

Черт.10

Текст документа сверен по:

, 2005