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Verfahren und Schaltungsanordnung zur automatischen
Erkennung von Schriftzeichen
Der Betrieb von Anlagen der Fernmeldetechnik und von nachrichtenverarbeitenden Anlagen macht es vielfach erforderlich, Schriftzeichen, z. B. Buchstaben oder Ziffern, automatisch mittels einer lichtelek- trischen Abtasteinrichtung abzutasten und anschliessend zu identifizieren, um in Abhängigkeit von diesen
Schriftzeichen eine Steuerung von fernmeldetechnischen oder nachrichtenverarbeitenden Einrichtungen, beispielsweise von Druckwerken, Schreibmaschinen oder Rechenmaschinen, mit Hilfe geeigneter Signale ermöglichen zu können.
Zur Identifizierung von Schriftzeichen sind bereits verschiedene Verfahren bekanntgeworden, die auf einem Vergleich des jeweils vorliegenden Zeichens mit einer Anzahl vorgegebener Zeichen beruhen. Dabei kann es sich entweder um einen optisch-geometrischen Vergleich handeln oder, nachdem die Zeichen durch einen geeigneten lichtelektrischen Wandler in elektrische Signale umgewandelt worden sind, um einen Vergleich mittels elektrischer Schaltungen. Der Vergleich kann im letzteren Falle unmittelbar nach der lichtelektrischen Umwandlung oder aber nach einer Zwischenspeicherung der elektrischen Signale vor sich gehen. In jedem Falle kann der Vergleich entweder sich auf das ganze Zeichen erstrecken, das mit einem vorgegebenen Vergleichszeichen zur Deckung gebracht wird, oder lediglich bestimmte charakteristische Eigenschaften der Zeichen umfassen.
Solche charakteristische Eigenschaften eines Zeichens können beispielsweise bestimmte Formelemente sein, die den einzelnen Zeichen innewohnen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur automatischen Erkennung von Schriftzeichen durch Auswertung von für die einzelnen Zeichen charakteristischen Formelementen.
Es ist bereits ein Verfahren zum maschinellen Erkennen von Zeichen bekanntgeworden (vgl. SELNachrichten 1958, Heft 3, Seite 127-143, insbesondere Seite 140 ff.), bei welchem aus einer Verteilung von flächenhaft quantisierten Spannungswerten, die zeitlich parallel mit Hilfe photoelektrischer Wandler aus den flächenhaften Remissionsunterschieden einer vorliegenden Ziffer erzeugt werden, über Ankoppeldioden in einem an seinen Rändern geerdeten Widerstandsnetz ein Potentialfeld abgeleitet wird. In diesem Potentialfeld werden zur Erkennung der Ziffer bestimmte Formkriterien gemessen, aus denen sich wieder bestimmte Formelemente ergeben, die für die betreffende Ziffer charakteristisch sind.
Solche Formkriterien sind bei dem bekannten Verfahren beispielsweise der erste und der zweite räumliche Differentialquotient des Potentials, die Einströmung und das Feldpotential an dem jeweiligen Betrachtungspunkt. Nach diesen Formkriterien müssen die Knotenpunkte des Widerstandsnetzes abgesucht werden. Mit Hilfe eines Zuordners können dann die Formkriterien in eine Ziffernaussage umgewandelt werden.
Das bekannte Verfahren erfordert für jeden zu untersuchenden Knotenpunkt des Widerstandsnetzes einen der Vielzahl der vorzunehmenden Messungen entsprechenden Aufwand. Es ist nämlich jeweils festzustellen, ob der an dem betrachteten Knotenpunkt über die Ankoppeldiode in das Netzwerk hineinflie- ssendeStrom einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, ob weiterhin das an dem betrachteten Knotenpunkt herrschende Feldpotential das Einspeisepotential überschreitet ; daneben ist das Signum (+, 0, -) des ersten und des zweiten räumlichen Differentialquotienten des Potentials an diesem Knotenpunkt, u. zw. gegebenenfalls sowohl in der x - Richtung als auch in der y-Richtung, zu bestimmen.
Damit die ermittelten Formkriterien zu einer richtigen Ziffernaussage führen, ist vor der Durchführung der Bestimmung der Formkriterien eine genaue Ausrichtung bzw. Zentrierung der zu erkennenden Ziffer im Widerstandsnetz erforderlich.
Es ist weiterhin (aus der österr. Patentschrift Nr. 209967) ein Verfahren zum maschinellen Auswerten
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von Schriftz. eichen bekannt, bei dem die Zeichen mit einer Anzahl in Reihe angeordneter Photozellen längs ihrer Breiten-oder Höhenausdehnung abgetastet werden und dabei die Strichführung der Zeichen bezüglich der Abtastrichtung elektrisch nachgebildet wird, indem durch logische Verknüpfung der Photo- zellenausgänge die Richtung bzw. die Richtuhgstendenz der Strichführung der Zeichen festgestellt wird ; bei Änderung bestimmter Grössen der Richtung wird jeweils eine andere logische Schaltung aktiviert, so dass sich eine elektrische Einteilung der Zeichen in eine Art Formelemente ergibt, die den Zeichen zur Erkennung zugeordnet werden.
Es handelt sich hiebei insbesondere um die Formelemente waagrechter
Strich, senkrechter Strich, schräger Strich, zu deren Feststellung einmal das zeitliche Integral von Abtastsignalen ausgewertet, dann die Summe von gleichzeitig auftretenden Ausgaiigssignalwerten gebildet, und schliesslich ein Abtastsignal differenziert und das differenzierte Signal mit dem Abtastsignal einer benachbarten Photozelle verglichen wird. Zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens sind somit besondere Integrier- und Differenzierglieder erforderlich.
Da nach dem bekannten Verfahren eine Richtungstendenz von Linienzügen des zu erkennenden Schriftzeichens in bezug auf ein festes, vom Schriftzeichen unabhängiges Koordinatensystem festgestellt wird, muss eine relativ hohe Genauigkeit der Lage der dabei möglichst normgerecht darzustellenden Zeichen, insbesondere der Neigung der Schriftzeichen, in bezug auf dieses Koordinatensystem vorausgesetzt werden ; Abweichungen in der individuellen Darstellung, wie sie bei handgeschriebenen Zeichen vielfach vorkommen, können daher relativ leicht zu Falscherkennungen führen.
Die Erfindung zeigt nun einen andern Weg, wie man in vorteilhafter Weise Schriftzeichen an für sie charakteristischen Formelementen automatisch erkennen kann. Das erfindungsgemässe Verfahren zur automatischen Erkennung von Schriftzeichen, insbesondere von Ziffern, durch Auswertung von für die einzelnen Zeichen charakteristischen Formelementen, die durch einen Vergleich von aus einer reihenweisen Abtastung des Schriftzeichens herrührenden Signalelementen festgestellt werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass bei spalten- und/oder zeilenweiser Abtastung eines Schriftzeichens durch Vergleich einander entsprechender, das Vorhandensein bzw.
Nichtvorhandensein eines Elementes eines Linienzuges des abgetasteten Schriftzeichens anzeigender binärer Abtastsignalelemente einer Spalte und/oder Zeile und einer vorangehenden Spalte und/oder Zeile und/oder durch Vergleich von aus einander entsprechenden Abtastsignalelementen einer Spalte und/oder Zeile und einer vorangehenden Spalte und/oder Zeile bestehenden Paaren von Abtastsignalelementen das Auftreten eines jeweils ein Formelement darstellenden Auseinander- und/oder Zusammenlaufens von Teilen eines Linienzuges festgestellt wird, woraus sich durch einen Vergleich mit vorgegebenen Formelementenzeichen das jeweilige Schriftzeichen ergibt.
Der Vergleich der verschiedenen einander entsprechenden Signalelemente zweier Abtastreihen bzw. der von ihnen gebildeten Paare von Signalelementen untereinander kann dabei gleichzeitig, d. h. parallel, oder schrittweise nacheinander, d. h. serienmässig, vorgenommen werden.
Eine zweckmässige Variante de, erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass bei spalten-oder zeilenweiser Abtastung eines Schriftzeichens dem Auftreffen bzw. Nichtauftreffen auf ein Element eines Linienzuges entsprechende Signalelemel1te erzeugt werden und dass in der Aufeinanderfolge von aus einander entsprechenden Signalelementen einer Spalte und einer vorangehenden Spalte bestehenden Paaren von Signalelementen das Auftreten eines Signalelementepaares festgestellt wird, das nur ein dem Auftreffen auf ein Element eines Linienzuges entsprechendes Signalelement aufweist und das zwischen zwei Signalelementepaaren liegt, die jeweils aus zwei dem Auftreffen auf ein Element eines Linienzuges ent- sprechenden Signalelementen bestehen,
womit das Auftreten eines jeweils ein Formelement darstellenden Auseinanderlaufens (Divergenz) oder Zusammenlaufens (Konvergenz) von Teilen eines Linienzuges erkannt ist.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden die nach der Abtastung eines Zeichens erkannten Formelemente entsprechend ihrer relativen Lage innerhalb des abgetasteten Zeichens in einem Speicher eingespeichert, wonach sich durch einen Vergleich mit vorgegebenen Formelementenzeichen das jeweilige Zeichen ergibt.
Während bei dem bekannten "Potential-Verfahren" in der eigentlichen Schaltungsanordnung zur Erkennung der Formelemente die zu erkennende Ziffer zunächst gewissermassen analog durch ein Potentialfeld dargestellt werden muss, ist bei dem Erkennungsverfahren gemäss der Erfindung eine solche Analogdarstellung nicht erforderlich : vielmehr gelangt man mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung unmittelbar zu einer digitalen Aussage Ober die das zu erkennende Zeichen charakterisierenden Formelemente.
Das erfindungsgemässe Verfahren hat den Vorteil, dass seine Durchführung bereits mit Hilfe einer einfachen Schaltungsanordnung möglich ist, die aus Koinzidenzschaltungen und Speichergliedern aufgebaut ist, welche jeweils eine Verknüpfung einander entsprechender Abtastsignalelemente einer Abtastspalte
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und einer vorangehenden Abtastspalte bzw. aufeinanderfolgender Paare von Signalelementen herbeifüh- ren.
Dadurch, dass das zu erkennende Schriftzeichen serienmässig Spalte nach Spalte abgetastet wird, und dass jeweils Schritt für Schritt die das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Elementes eines Li- nienzuges anzeigenden Signalelemente einer Spalte und einer vorangehenden Spalte miteinander ver- glichen werden, ist die Erkennung eines Schriftzeichens weitgehend unabhängig von der individuellen
Darstellung des betreffenden Schriftzeichens, d. h. von seiner Grösse, seiner Neigung und von seinen Ver- zerrungen, wie sie insbesondere bei von Hand geschriebenen Zeichen auftreten.
Weiterhin ist auch eine ge- naue Ausrichtung oder Zentrierung des zu erkennenden Zeichens nicht notwendig ; die Lage des abgetasteten
Zeichens ist vielmehr ohne Bedeutung für das Erkennungsverfahren gemäss der Erfindung, sofern das Zei- chen nur überhaupt voll von der Abtasteinrichtung erfasst wird.
Neben einem jeweils ein Formelement darstellenden Auseinanderlaufen und/oder Zusammenlaufen können in weiterer Ausbildung der Erfindung zur automatischen Erkennung von Schriftzeichen auch noch weitere Formelemente, wie dies insbesondere ein gerader Linienzug darstellt, herangezogen werden, um in schwierigeren Schriftarten geschriebene Ziffern und/oder Buchstaben erkennen zu können.
In Anbetracht der besonderen praktischen Bedeutung der Ziffern gegenüber den übrigen Schriftzeichen wird die Erfindung nachstehend im Hinblick auf die automatische Erkennung von Ziffern beschrieben.
Grundsätzlich bezieht sich die Erfindung aber auch auf die Erkennung von andern Schriftzeichen, wie
Buchstaben, Satzzeichen oder Funktionszeichen.
An Hand der Figuren sei die Erfindung nun näher erläutert : Aus Fig. 1 wird ersichtlich, dass man die arabischen Ziffern 1... 0 in eine Reihe von Linienzügen zerlegen kann, aus denen sich die Ziffern zu- sammensetzen. Diese Linienzüge sind in Fig. 1 jeweils unter der in Zeile a dargestellten Ziffer in den
Zeilen b... i dargestellt.
Betrachtet man die Ziffern oder die einzelnen Linienzuge nach Art eines optischen Abtasters, der die Ziffern - wie es in Fig. 2 dargestellt ist-in senkrechten Spalten abtastet und da- bei innerhalb einer Abtastspalte gegebenenfalls auf einen solchen Linienzug oder auch auf verschiedene
Teile ein und desselben Linienzuges auftrifft, so erkennt man, dass der Informationsgehalt eines jeden Linienzuges im wesentlichen darin liegt, wie im Zuge der Abtastung von einer Abtastspalte zur nächsten die Teile eines solchen Linienzuges zueinander verlaufen bzw.
darin, dass ein Linienzug derartige, innerhalb einer Abtastspalte liegende, aber voneinander getrennte Teile überhaupt nicht Åaufweist. Dieser Informationsgehalt wird nun nach dem erfindungsgemässen Verfahren in der Weise ausgewertet, dass man noch einen Schritt der Vereinfachung weitergeht und lediglich ein Auseinanderlaufen und/oder Zusammenlaufen der Teile eines Linienzuges, mit andern Worten also ihre Divergenz und/oder Konvergenz bzw. deren völliges Fehlen feststellt. An die Stelle der in Fig. l in Spalte k dargestellten verschiedenen Linienzuge treten dann die einfacheren Linienzüge, wie sie in Spalte 1 gezeigt werden.
Diese einfacheren LinienzUge stellen die Formelemente dar, auf deren Auftreten hin das spaltenweise abgetastete Schriftzeichen durch einen schrittweisen Vergleich einander entsprechender Abtastsignalelemente einer Spalte und einer vorangehenden Spalte untersucht wird, und aus denen die dem'Vergleich mit dem jeweils untersuchten Schriftzeichen dienenden Formelementenzeichen, wie sie in der Zeile m der Fig. 1 dargestellt werden, zusammengesetzt sind.
Fig. 2 lässt erkennen, dass die Abtastung eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren zu erkennenden Schriftzeichens In Form einer serienmässigen Punktabtastung vor sich geht. Hiezu geeignete Abtasteinrichtungen sind bereits aus der Fernsehtechnik allgemein bekannt, so dass es sich an dieser Stelle er- übrigen dürfte, eine solche Abtasteinrichtung näher zu beschreiben. Fig. 2 zeigt den Weg des Abtastpunktes einer derartigen Abtasteinrichtung. Dabei ist der eigentliche Abtastweg innerhalb einer jeden Abtastspalte 1... i jeweils durch eine durchgezogene Linie und der Rücklaufweg von einer Spalte zur nächsten Spalte jeweils durch eine unterbrochene Linie dargestellt.
Innerhalb der Abtastspalten wieder sind die durchgezogenen Linien dick ausgezogen, wenn sie über einen Linienzug, genauer gesagt über ein Element eines Linienzuges, des zu erkennenden Zeichens hinweglaufen, während sie andernfalls nur dünn ausgezogen sind.
Einen Ausschnitt aus Fig. 2 zeigt, um 900 verdreht, noch einmal die Fig. 3 (a). Hier ist wieder die Abtastlinie so lange dünn ausgezogen, als der Abtastpunkt nicht auf ein Element eines Linienzuges auftrifft, während beim Auftreffen beim Element eines Linienzuges des abgetasteten Schriftzeichens die Abtastlinie dick ausgezogen ist. Die Strichstärke dick oder dünn zeigt also jeweils das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Elementes eines Linienzuges an ; sie ist damit gewissermassen ein Abbild für die bei der Abtastung des betreffenden Schriftzeichens erzeugten Abtastsignale.
Eine gebräuchlichere Art der Darstellung solcher Signale zeigt Fig. 3 (b). Hier sind dem Auftreffen und Nichtauftreffen auf ein Element eines Linienzuges des abgetasteten Schriftzeichens zwei Signalzustände "1" und" 0" zugeordnet, die in Fig. 3 (b) in Abhängigkeit von dem Ort auf der in Fig. 3 (a) dargestellten Abtastspalte und damit gleichzei-
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tig auch in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt sind. Tastet die Abtasteinrichtung gerade ein Element eines Linienzuges eines zu erkennenden Schriftzeichens ab, so erzeugt sie ein Signal "1", während sie andernfalls ein Signal"0"erzeugt.
Die Zustandswechsel, d. h. die Übergänge vom Zustand "0" in den Zustand"l"und umgekehrt gehen dabei immer genau zu den Zeitpunkten vor sich, zu denen der Abtastpunkt über die Begrenzung eines Linienzuges innerhalb einer Abtastspalte läuft.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden nun die Abtastsignale einer Abtastspalte und einer vorangehenden Abtastspalte miteinander verglichen. Ein solcher Vergleich kann wegen der endlichen
Grösse des Abtastpunktes nicht kontinuierlich vor sich gehen ; der Vergleich kann vielmehr nur schrittweise durchgeführt werden. Damit dieser Vergleich im gleichen Schritt vor sich geht, werden die Abtastsignale einer jeden Abtastspalte durch eine Synchronisierungseinrichtung synchronisiert. Eine hiezu geeignete Schaltungsanordnung ist in Fig. 4 dargestellt. Dieser Schaltungsanordnung werden die Abtastsignale, wie sie beispielsweise in Fig. 3 (b) dargestellt sind, an. einer Eingangsklemme b zugeführt. An die Eingangsklemme c wird ein Generator. angeschaltet, der Taktimpulse erzeugt, wie sie beispielsweise in Fig. 3 (c) dargestellt sind.
An die Eingangsklemmen b und c sind einmal die beiden Eingänge eines UNDGatters Gl und zum andern die beiden Eingänge eines Sperrgatters GO angeschlossen, wobei der Sperreingang des. Sperrgatters GO mit der Eingangsklemme b verbunden ist. Die Ausgänge der beiden Gatter sind mit je einem Eingang eines geeigneten 1-bit-Speichers S01 verbunden, an dessen Ausgangsklemme d die synchronisierten Signale abgenommen werden können. Der Speicher S01 kann nur dann in den"l"-Zu- stand gesteuert werden, wenn am Ausgang des UND-Gatters Gl der Zustand"l"herrscht, d. h. wenn für das UND-Gatter Gl die Koinzidenzbedingung erfüllt ist. Das ist nur dann der Fall, wenn sowohl an der Takt-Eingangsklemme c ein Synchronisierungsimpuls auftritt, als auch an der Signal-Eingangsklemme b der Zustand "1" herrscht.
Umgekehrt kann der Speicher S01 nur dann in den "0"-Zustand gesteuert werden, wenn am Ausgang des Sperrgatters GO der Zustand "1" herrscht, d. h. wenn an der Takt-Eingangsklemme c ein Synchronisierungsimpuls auftritt, an der mit dem Sperreingang des Sperrgatters GO verbundenen Signaleingangsklemme b aber der Zuständ "0" herrscht. Auf diese Weise wird erreicht, dass eine Zustandsänderung vom Zustand "0" in den Zustand"l"oder umgekehrt an der Ausgangsklemme d nur dann vor sich gehen kann, wenn ein Synchronisierungsimpuls auftritt.
Das Abtastsignal nach Fig. 3 (b) wird somit, wie aus Fig. 3 (d) ersichtlich ist, in eine endliche Anzahl von Abtastsignalelementen unterteilt, die jeweils den Signalzustand"l"oder"0"aufweisen können und damit das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Elementes eines Linienzuges des abgetasteten Schriftzeichens anzeigen. Es sei hier noch bemerkt, dass die Verhältnisse in Fig. 3 (a) und Fig. 3 (b) insofern idealisiert dargestellt worden sind, als tatsächlich die weissschwarz-Übergänge zwischen dem Zeichenträger und dem Schriftzeichen nicht völlig sprunghaft vor sich gehen. An Stelle des in Fig. 3 (b) jeweils dargestellten exakten Sprunges könnte das Abtastsignal unter Umständen jeweils verschliffene Kanten besitzen.
Die Synchronisierungseinrichtung, mit deren Hilfe das synchronisierte Abtastsignal nach Fig. 3 (d) erhalten wird, besitzt jedoch eine vorgeschaltete Ansprechschwelle, die jeweils überschritten werden muss, damit ein Übergang des synchronisierten Abtastsignales nach Fig. 3 (d) vom Zustand"0"in den Zustand "1" vor sich gehen kann. Mit Hilfe dieser Ansprechschwelle entscheidet also die Synchronisierungseinrichtung zugleich, ob das momentan abgetastete Flächenelement als"weiss"oder als"schwarz"zu gelten hat.
Damit nun bei spaltenweiser Abtastung eines Schriftzeichens ein schrittweiser Vergleich einander entsprechender Abtastsignalelemente einer Abtastspalte und einer vorangehenden Abtastspalte vorgenommen werden kann, ist es erforderlich, die Abtastsignalelemente der beiden Spalten einer Vergleichereinrichtung gleichzeitig zuzuführen. Eine Spalte nach Spalte vorgenommene Abtastung erfordert eine vor- übergehende Speicherung der Abtastsignalelemente der jeweils vorangehenden Abtastspalte. Zu diesem Zweck kann, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, dem einen Eingang des eigentlichen Vergleichers Vein Schieberegister R vorgeschaltet werden, das eine die gleichzeitige Speicherung der in einer Abtastspalte enthaltenen Abtastsignalelemente gestattende Speicherkapazität aufweist. Derartige Schieberegister sind bereits (z.
B. aus der deutschen Auslegeschrift Nr. 1070413) bekannt, so dass sich eine nähere Erläuterung solcher Register an dieser Stelle erübrigt. Durch die Einfügung eines solchen Schieberegisters wird erreicht, dass dem einen Eingang n des Vergleichers V in Fig. 5 die Signalelemente einer Abtastspalte, dem andern Eingang n-l'dagegen gleichzeitig die entsprechenden Signalelemente der vorangehenden Spalte zugeführt werden, wie es zur Durchführung des Erkennungsverfahrens gemäss der Erfindung erforderlich ist.
Eine Vergleichereinrichtung, welche die Durchführung des Erkennungsverfahrens gemäss der Erfindung gestattet, ist in Fig. 6 dargestellt. Den beiden Eingängen n und n-1 dieses Vergleichers werden, wie bereits beschrieben wurde, die bei der Abtastung eines zu erkennenden Schriftzeichens erzeugten, einander
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entsprechenden Signalelemente einer Abtastspalte und einer vorangehenden Abtastspalte schrittweise gleichzeitig zugeführt. An jeden der beiden Eingänge n und n-1 des Vergleichers ist einer der beiden Ein- gänge vierer Koinzidenzschaltungen, nämlich des UND-Gatters Gll, der beiden Sperrgatter G10 und G01 und des invertierenden UND-Gatters GOO, angeschlossen.
Das UND-Gatter G11 ist über einen 1-bit-Zwi- schenspeicher Sll mit jeweils einem Eingang zweier weiterer UND-Gatter G1110 und G1101 verbunden, deren jeweils anderer Eingang an den Ausgang je eines der beiden Sperrgatter GI0 und G01 angeschlossen ist. Die UND-Gatter G1110 und G1101 führen ihrerseits Über je einen 1-bit-Zwischenspeicher S1110 und
S1101 zu dem jeweils einen Eingang zweier dritter UND-Gatter GD und GK, deren jeweils anderer Ein- gang mit dem Ausgang des ersten UND-Gatters Gll verbunden ist, und an deren Ausgang je ein 1-bit-Aus- gangsspeicher SD und SK angeschlossen ist.
Zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 6 sei angenommen, dass bei der Abtastung eines Schriftzeichens durch eine Abtasteinrichtung in einer bestimmten Abtastspal- te die Folge von dem Auftreffen des Abtastpunktesuuf ein Element eines Linienzuges entsprechenden Si- gnalelementen "l","l","l"erzeugt wird, während die entsprechenden Signalelemente der vorangegan- genen Abtastspalte die Folge "1", "0", "1" gebildet haben mögen. Solche Folgen von Signalelementen können beispielsweise bei der Abtastung des in Fig. 2 dargestellten Schriftzeichens in der Umgebung des
Punktes K auftreten.
Dem in Fig. 6 dargestellten Vergleicher werden daher, nachdem die Abtastsignal- elemente der vorangehenden Abtastspalte ein Schieberegister gemäss Fig. 5 durchlaufen haben, an seinen beiden Eingängen n-1 und n nacheinander die Paare von Signalelementen "11", "01" und" 11" zuge- führt.
Bei der Zuführung des ersten Signalelementepaares "11" werden jeweils beide Eingänge der vier
Koinzidenzschaltungen Gll, G10, G01 und GOO in den"l"-Zustand gebracht. Bei dem UND-Gatter Gll tritt dabei der Koinzidenzfall ein, d. h., der Zustand"l"tritt an seinem Ausgang auf. Hiedurch wird der
Speicher Sll ebenfalls in den"l"-Zustand gesteuert, der damit auch an den mit diesem Speicher verbun- denen Eingängen der beiden zweiten UND-Gatter G1110 und G1101 herrscht.
Bei der Zuführung des nächsten Signalelementepaares "01" gelangen jeweils nur die mit dem Ein- gang n des Vergleichers verbundenen Eingänge der vier Koinzidenzschaltungen Gll... GOO in den"l"-Zu- stand, während die mit dem Eingang n-1 des Vergleichers verbundenen Eingänge der Koinzidenzschaltungen im "0"-Zustand verbleiben. Es tritt daher bei dem Sperrgatter GOI, dessen Sperreingang an den Ein- gang n-1 des Vergleichers angeschlossen ist, der Koinzidenzfall ein. Es gelangt daher der Ausgang dieses
Sperrgatters G01 und damit auch der hiemit verbundene eine Eingang des UND-Gatters G1101 in den "1" - Zustand.
Nachdem der andere Eingang dieses UND-Gatters bereits durch den Speicher Sll im "l"-Zustand gehalten wird, tritt bei dem UND-Gatter G1101 der Koinzidenzfall ein, d. h. an seinem Ausgang tritt der Zustand"l"auf. Dies hat wieder eine Umsteuerung des nachgeschalteten Speichers S1101 in den "l"-Zustand zur Folge ; damit herrscht der"l"-Zustand auch an den mit dem Speicher S1101 verbundenen Eingang des UND-Gatters GK.
Bei der Zuführung des dritten Signalelementepaares "11" wird wieder, wie bereits beschrieben, der Ausgang des UND-Gatters Gll in den"l"-Zustand gebracht. Eine Umsteuerung des nachgeschalteten Speichers Sll findet dabei nicht statt, da sich der Speicher ja bereits auf Grund des ersten Signalelemen- tepaares "11" im "l"-Zustand befindet. Nun ist aber an den Ausgang des UND-Gatters G11 weiterhin je ein Eingang der beiden UND-Gatter GD und GK angeschlossen, an denen ebenfalls der "1" - Zustand auftritt. Nachdem an dem andern Eingang des UND-Gatters GK, der an den Speicher S1101 angeschlossen ist, der"l"-Zustand bereits herrscht, tritt für das UND-Gatter GK der Koinzidenzfall ein. Dies führt dazu, dass der diesem UND-Gatter nachgeschaltete Ausgangsspeicher SK in den"l"-Zustand gelangt.
Mit der Aktivierung dieses Ausgangsspeichers SK wird somit das Auftreten eines Zusammenlaufens, oder, anders gesagt, einer Konvergenz von Teilen eines Linienzuges de. abgetasteten Zeichens angezeigt.
In analoger Weise erhält man die Anzeige einer Divergenz von Teilen eines Linienzuges des abgetasteten Zeichens durch eine Aktivierung des Ausgangsspeichers SD, wenn etwa in einer Abtastspalte eine Folge vonSignalelementen "1", "0", "1" und in der vorangehenden Abtastspalte eine Folge von entsprechenden Signalelementen"l","l","l"erzeugt wird, so dass dem Vergleicher dann nacheinander die Signalelementepaare "11", "10" und "11" zuge fUhrt werden. Solche Folgen von Signalelementen können beispielsweise bei der Abtastung des in Fig. 2 dargestellten Schriftzeichens in der Umgebung des Punktes D auftreten.
Unmittelbar nachdem das an den Ausgängen K oder D des in Fig. 6 dargestellten Vergleichers durch Auftreten des"l"-Zustandes angezeigte Vorliegen einer ein Formelement darstellenden Konvergenz oder Divergenz von Teilen eines Linienzuges des abgetasteten Zeichens in einer zweckmässigen Weise zur Aus-
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wertung weitergegeben worden ist, werden die in dem Vergleicher enthaltenen 1-bit-Speicher wieder in ihren Ruhezustand zurückgestellt. In der Figur ist dies nicht besonders dargestellt, da die Art der Zurück- stellung für das Verständnis der Erfindung nicht von Bedeutung ist.
Die Auswertung der durch den Vergleicher nach Fig. 6 erkannten Formelemente kann mit Hilfe eines
Formelementespeichers geschehen, der von dem Vergleicher hinsichtlich der Art der erkannten Formele- mente (Divergenz, Konvergenz) und von einem seinerseits von dem Vergleicher gesteuerten Formelemen- tezähler hinsichtlich der Reihenfolge ihres Auftretens gesteuert wird.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der Formelementezähler auch zur Bestimmung der relati- ven Lage eines jeden Abtastsignalelementes und damit auch der Formelemente innerhalb der Abtastspal- ten herangezogen werden. Einen hiezu geeigneten Formelementezähler zeigt Fig. 7. Der hier dargestell- te Formelementezähler weist zwei Zählketten Zo und Zu auf, denen jeweils ein UND-Gatter Go bzw.
Gu vorgeschaltet ist. Der eine Eingang eines jeden UND-Gatters ist mit dem Ausgang eines an die Aus- gangsklemmen D und K des Vergleichers nach Fig. 6 angeschlossenen Mischgatters GDK verbunden ; der andere Eingang eines jeden UND-Gatters ist an je einen Ausgang o und u eines Speichers Sou angeschlossen. Je nachdem, ob sich dieser Speicher Sou in dem einen Betriebszustand "oben" oder in dem andern
Betriebszustand "unten" befindet, wird eines der UND-Gatter Go und Gu an seinen einem Eingang für den
Koinzidenzfall vorbereitet. Dieser Koinzidenzfall tritt jedesmal dann ein, wenn einer der Ausgänge D und K des Vergleichers aktiviert wird, d. h. wenn bei der Abtastung eines Zeichens ein Formelement erkannt ist.
Bei Eintreten eines Koinzidenzfalles wird jedesmal eine der beiden Zählketten Zo und Zu um einen Zählschritt weitergeschaltet, so dass der jeweils aktivierte Ausgang l, 2 oder 3 bzw. 1', 2'oder 3' der einzelnen Zählstufen angibt, um das wievielte Formelement innerhalb eines abgetasteten Schriftzeichens es sich gerade handelt. Dabei hängt es von dem jeweiligen Betriebszustand des Speichers Sou ab, welche der beiden Zählketten weitergeschaltet wird.
Der Speicher Sou seinerseits wird von einem Zählregister, dem 0,5 1-Register, gesteuert. Dieses 0,5 1-Register ist mit einem in der Figur nicht besonders dargestellten weiteren Register, dem Längenregister L (vgl. Fig. 13) in der Weise verbunden, dass jeweils durch die letzte durch einen Zählvorgang aktivierte, der Anzahl l der Zählschritte entsprechende Zählstufe des Längenregisters die der halben Anzahl 0, 5 l der Zählschritte entsprechende Zählstufe des 0,5. 1-Registers markiert wird.
Das Längenregister wird in hier nicht weiter interessierender Weise durch das abgetastete und in einem unten näher beschriebenen Speicher eingespeicherte Zeichen derart gesteuert, dass bei einer zeilenweisen Abtastung des gespeicherten Zeichens der Zählvorgang durch die die obere Begrenzung des abgetasteten Zeichens bildende, kein . Element eines Linienzuges enthaltene Leerzeile ausgelöst und durch die die untere Begrenzung des abgetasteten Zeichens bildende Leerzeile beendet wird. Nachdem auf diese Weise die Anzahl der Abtastsignalelemente gezählt worden ist, die zwischen den die obere und untere Begrenzung des abgetasteten Zeichens bildenden Leerzeilen liegen, und nachdem damit ein Mass für die Höhe des abgetasteten Zeichens gewonnen worden ist, wird ein Durchlauf des 0,5 1-Registers des Formelementezählers gleichzeitig mit jedem Vergleich der.
Signalelemente zweier Abtastspalteii durch den Vergleicher durch die die obere Begrenzung des abgetasteten Zeichens bildende, kein Element eines Linienzuges enthaltene Leerzeile ausgelöst und das 0,5 1-Register, bei der markierten Zählstufe beginnend, rückwärts bis zur ersten Zählstufe durchgesteuert. An dieser ersten Zählstufe ist der Ausgangsspeicher Sou in der Weise angeschaltet, dass er so lange in seinem einen Betriebszustand "oben" verbleibt, wie die erste Zählstufe des 0,5 1-Registers nicht aktiviert ist.
Nachdem jedoch die erste Zählstufe des 0,5 1-Registers durch den Zählvorgang erreicht ist, der parallel zu dem vondem Vergleicher vorgenommenen Vergleich der Signalelemente zwei- er- Abtastspalten abläuft, wird der Speicher Sou in den ändern Betriebszustand "unten" umgesteuert, wodurch sein einer Ausgang 0 von dem "1"-Zustand in den" "-Zustand und sein anderer Ausgang u von dem "0"-Zustand in den"l"-Zustand gelangt. Auf diese Weise wird erreicht, dass je nach der Lage eines erkannten Formelementes die Zählkette Zo oder die Zählkette Zu des Formelementezählers weitergeschaltet wird.
Derjenige der Ausgänge 1, 2,3 des Formelementezählers, der aktiviert ist, d. h. den"l"-Zustand aufweist, zeigt daher an, das wievielte in der oberen Hälfte eines abgetasteten Schriftzeichens befindliche Formelement erkannt ist, während die Ausgänge l', 2'und 3'analog die Ordnungszahl eines in der unteren Hälfte eines abgetasteten Schriftzeichens liegenden Formelementes angeben. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass gegebenenfalls auch eine andere insbesondere auch eine feinere Unterteilung des abgetasteten Zeichens an Stelle der beschriebenen Zweiteilung vorgenommen werden kann.
In Fig. 8 ist ein Formelementespeicher dargestellt, der von dem Vergleicher nach Fig. 6 hinsichtlich
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der Art-der erkannten Formelemente und von dem Formelementezähler nach Fig. 7 hinsichtlich ihrer re- lativen Lage innerhalb des abgetasteten Zeichens gesteuert wird. Der Formelementespeicher weist vier
UND-Gatter GDo, GKo, GDu and GKu auf, die zu je einem Zwischenspeicher SDo... SKu führen. Der jeweils eine Eingang der beiden UND-Gatter GDo und GDu ist an den Ausgang D, der jeweils eine Ein- gang der beiden UND-Gatter GKo und GKu an den Ausgang K des Vergleichers nach Fig. 6 angeschlossen.
Der jeweils andere Eingang der UND-Gatter GDo und GKo ist an den Ausgang o des Formelementezählers angeschlossen, während der jeweils andere Eingang der UND-Gatter GDu und GKu mit dessen Ausgang u verbunden ist. Ist nun ein Formelement erkannt, so wird in Abhängigkeit von seiner Art einer der Ausgän- ge D und K des Vergleichers aktiviert, und ebenso weist je nachdem, ob das Formelement in der oberen oder unteren Hälfte des abgetasteten Zeichens auftritt, einer der Ausgänge o und u des Formelementezäh- lers den"l"-Zustand auf. Demzufolge wird also bei der Erkennung eines Formelementes gerade bei einem der UND-Gatter GDo... der Koinzidenzfall eintreten und dadurch der zugehörige Speicher der Zwi- schenspeicher SDo,.. aktiviert werden, der der jeweiligen Art (z. B. Divergenz) und Lage (z.
B. oben) des Formelementes zugeordnet ist.
Der Ausgang eines jeden Zwischenspeichers SDo, SK-).... SKil ist mit den einen bestimmten Ein- gängen weiterer UND-Gatter GDlo, GD2o ; GKlo,... GKlu, GK2u, GK3u verbunden. Die jeweils an- deren bestimmten Eingänge dieser UND-Gatter GDlo, GKlo : GD2o,... GK3u sind mit einem der Aus- gänge 1, 3'des Formelementezählers verbunden. Jedem der UND-Gatter GKlo... GK3u ist ein 1-bit-Ausgangsspeicher SKlo... SK3u nachgeschaltet, dem eine bestimmte Art, relative Lage und Reihenfolge des Auftretens eines Formelementes zugeordnet ist. Bei der Erkennung eines Formelementes wird nun in Abhängigkeit von seiner Art (z. B. Divergenz), seiner relativen Lage (z.
B. oben), und der Reihenfolge seines Auftretens (z. B. an zweiter Stelle), bei einem ganz bestimmten UND-Gatter, beispielsweise also dem UND-Gatter GD2o, der Koinzidenzfall eintreten. Der diesem UND-Gatter nachgeschaltete Ausgangsspeicher, im vorliegenden Beispiel also der Speicher SD2o, wird dadurch aktiviert, d. h. an seinem Ausgang D2o tritt der "1"-Zustand ein. Damit ist das betreffende Formelement nach seiner Art. relativen Lage und Reihenfolge des Auftretens festgehalten.
Nachdem in dieser Weise sämtliche Formelemente eines abgetasteten Schriftzeichens ermittelt worden sind, ergibt sich das jeweilige Schriftzeichen durch einen Vergleich mit vorgegebenen Formelementezeichen, d. h. vorgegebenen Zeichen, die aus Formelementen zusammengesetzt sind, wie dies aus Fig. l, Zeile m, ersichtlich wird. Ein solcher Vergleich kann mit Hilfe einer Zuordnerschaltung vorgenommen werden, welche die vorgegebenen Formelementezeichen implizite erhält.
Zu diesem Zweck kann an die Ausgänge Klo... K3u des Formelementespeichers eine Anzahl von UND-Gattern, von denen jedes einem vorgegebenen Schriftzeichen zugeordnet ist, über Verbindungsleitungen in der Weise angeschlossen sein, dass jeweils bei der Aktivierung derjenigen Ausgänge des Formelementespeichers, die den Formelementen eines vorgegebenen Formelementezeichens zugeordnet sind, bei dem diesem Zeichen zugeordneten UND-Gatter der Koinzidenzfall eintritt, womit das betreffende Schriftzeichen erkannt ist.
Eine derartige Anschaltung von UND-Gattern wird in Fig. 13 gezeigt, wobei die für die Erkennung der Ziffer 9 beanspruchten Verbindungsleitungen besonders hervorgehoben sind.
Wenn, wie es oben beschrieben worden ist, eine Bestimmung der relativen Lage der Formelemente vorgenommen wird, so ist es hiezu erforderlich, dass das zu erkennende Schriftzeichen in irgendeiner Weise in seiner vollen Ausdehnung überblickt werden kann, um danach angeben zu können, ob ein Formelement beispielsweise in der oberen oder in der unteren Hälfte des abgetasteten Schriftzeichens auftritt. Zu einem solchen Überblick gelangt man entweder durch eine mehrfache Abtastung des Schriftzeichens oder aber dadurch, dass man das Zeichen vorübergehend speichert.
Durch eine Speichereinrichtung kann dann, wie bereits beschrieben, ein Längenregister L (in Fig. 12) gesteuert werden, das die Abtastsignalelemente zählt, die zwischen den die obere und die untere Begrenzung des jeweils abgetasteten Schriftzeichens bildenden Leerzeilen liegen, und das dem Zählergebnis entsprechend eine bestimmte Stufe des 0, 5 l-Registers des Formelementezählers markiert.
Der prinzipielle Aufbau einer hiezu geeigneten Speichereinrichtung wird aus Fig. 9 ersichtlich. Diese Speichereinrichtung, die dem Vergleicher vorgeschaltet wird, weist eine Anzahl von Speicheranordnungen Sl,... Sk auf, die der für die Abtastung eines Schriftzeichens erforderlichen Anzahl von Abtastspalten entspricht. Die Speicheranordnungen SI... Sk, die die Ausspeicherung von aufeinanderfolgend eingespeicherten Signalelementen nach Art eines Schieberegisters in der zeitlichen Reihenfolge der Einspeicherung gestatten, besitzen jeweils eine Speicherkapazität, die die gleichzeitige Speicherung der in einer Abtastspalte enthaltenden Signalelemente erlaubt. Durch einen gemeinsamen Taktgenerator TG
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werden die Speicheranordnungen S1... Sk parallel gesteuert.
Derartige Speicheranordnungen sind bereits bekannt (s. z. B. deutsche Auslegeschrift Nr. l, 070, 413), desgleichen auch ein für ihre Steuerung geeigneter Taktgenerator (s. z. B. deutsche Auslegeschrift Nr. l, 102, 829), so dass sich ihre eingehende Beschreibung an dieser Stelle erübrigt.
Wie aus Fig. 9 ersichtlich wird, sind die einzelnen Speicheranordnungen Sl... Sk hintereinander geschaltet, so dass jeweils der Ausgang einer Speicheranordnung über einen Umlaufverstärker mit dem Eingang der nächstfolgenden Speicheranordnung verbunden ist. Der Eingang d der ersten Speicheranordnung Sl wird mit der Abtasteinrichtung A (vgl. Fig. 13) verbunden, während an den Ausgang e der letzten Spei-
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R angeschlossen werdenkönnen.
Die bei der Abtastung eines Schriftzeichens durch die Abtasteinrichtung erzeugten Signalelemente werden der Speichereinrichtung nach Fig. 9 serienmässig an ihrem Eingang d zugeführt. Nach dem Durch- lauf durch die Speichereinrichtung werden sie an deren Ausgang e ebenfalls serienmässig ausgegeben.
Während des Durchlaufs durch die Speichereinrichtung werden die Signalelemente einer jeden Abtastspal- te von einer Speicheranordnung zur nächstfolgenden jeweils in der Weise weitergegeben, dass jedes Signal- element von einem bestimmten Speicherglied der einen Speicheranordnung an das mit demselben Aus- gang des Taktgenerators TG verbundenen Speicherglied der nächsten Speicheranordnung weitergegeben wird. Auf diese Weise wird ein von dem Abtaster her serienmässig eingegebenes Zeichen durch die Spei- chereinrichtung nach Fig. 9 waagrecht hindurchgeschoben und schliesslich wieder serienmässig an dem Aus- gang e ausgegeben. Daneben können aber die in den einzelnen, mit ein und demselben Ausgang des Takt- generators TG verbundenen Speichergliedern der Speicheranordnungen Sl...
Sk enthaltenen Signalelemente jeweils gleichzeitig an den an die Ausgänge der einzelnen Speicheranordnungen Sil... Sk angeschlossenen
Umlaufverstärkern abgenommen werden. Das bedeutet, dass neben der serienmässigen Ausspeicherung der in den Abtastspalten enthaltenen Signalelemente auch eine parallele Ausgabe der in den senkrecht zu den
Abtastspalten liegenden Zeilen enthaltenen Signalelemente möglich ist.
Mit Hilfe eines in Fig. 9 nur angedeuteten Hilfsregisters HR, das mit den Umlaufverstärkern der Speicheranordnungen SI... Sk verbunden ist, ist es dabei möglich, die mindestens ein dem Auftreffen auf ein Element eines Linienzuges entsprechendes Signalelement aufweisenden Zeilen von den kein dem Auftreffen auf ein Element eines Linienzuges entsprechendes Signalelement aufweisenden Leerzeilen zu unterscheiden und damit die. obere und untere Begrenzung des abgetasteten Zeichens festzustellen und festzuhalten. Hiedurch wird die Steuerung des Längenregisters bei der bereits beschriebenen Bestimmung der Höhe des jeweils abgetasteten Zeichens durch Zählung der zwischen den Leerzeilen liegenden Zeilen, die mindestens ein dem Auftreffen auf ein Element eines Linienzuges entsprechendes Abtastsignalelement aufweisen, ermöglicht.
Des weiteren können zur Steuerung der verschiedenen Register benötigte Informationen über die Lage der oberen und unteren Begrenzung des eingespeicherten Zeichens an eine die verschiedenen Register steuernde gemeinsame Registersteuerungseinrichtung RS (vgl. Fig. 13) abgegeben werden. Schliesslich ist noch hervorzuheben, dass bei einer Auswertung des eingespeicherten Zeichens in zwei Koordinaten jeweils die Auswertung in der einen Koordinatenrichtung durch die in der andern Koordinatenrichtung beeinflussbar ist.
Die von der Speichereinrichtung serienmässig ausgegebenen Abtastsignalelemente können unmittelbar dem Vergleicher V bzw. dem ihm vorgeschalteten Register R zugeführt werden. In vielen Fällen mag es jedoch zweckmässig sein, zuvor solche Störsignale zu beseitigen, die durch Unregelmässigkeiten und Unschärfen des zu erkennenden Schriftzeichens hervorgerufen werden. Hiebei ist es vorteilhaft, derartige Störsignale nicht durch eine Längen- (Zeit-) ausscheidung im Vergleicher zu beseitigen, da hiedurch eine absolute Grösse eingeführt werden würde, die sich mit der Schriftart und Grösse der jeweils zu erkennenden Schriftzeichen ändern musste.
Gemäss weiterer Erfindung wird statt dessen-ein Vergleich zweier oder mehrerer Abtastspalten vorgenommen, derart, dass jeweils nur solche Änderungen des Abtastsignalzustandes für die Zeichenerkennung berücksichtigt werden, die sich über zwei oder mehrere aufeinanderfolgende Abtastspalten erstrecken. Auf diese Weise wird gewissermassen eine Glättung der Konturen des abgetasteten Zeichens erzielt.
Eine für eine derartige Glättung geeignete Schaltungsanordnung zeigt die Fig. 10. Diese Schaltunganordnung weist zwei jeweils zu einem Eingang eines Speichers SG führende UND-Gatter GG1 und GG2 auf, von denen den beiden Eingängen des UND-Gatters GG2 je ein Negator NGI und NG2 vorgeschaltet ist. Dem einen Eingang des UND-Gatters GG1 und dem Negator NG1 werden die Abtastsignalelemente direkt, dem andern Eingang des UND-Gatters GG1 und dem Negator NG2 dagegen über ein Schieberegister RG zugeführt, das jeweils die in einer Abtastspalte enthaltenen Signalelemente gleichzeitig zu speichern vermag.
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Die Wirkungsweise der Glättungseinrichtung nach Fig. 10 geht aus Fig. 11 hervor. Hier sind in ähnlicher Weise wie in Fig. 3 die bei der Abtastung emes Zeichens Z, von dem in Fig. 11 nur ein Teil seiner Begrenzungslinie gezeigt wird, in einer Abtastspalte n und in der vorangehenden Abtastspalte n-1 erzeugten Abtastsignale dargestellt. Die Signalelemente dieser beiden Abtastspalten werden gleichzeitig den beiden Eingängen des UND-Gatters GG1 und den beiden Negatoren NG1 und NG2 zugeführt. Zum Zeitpunkt tl tritt an der Leitung e, auf der die Abtastsignalelemente der n-ten Abtastspalte der Glättungseinrichtung zugeführt werden, der"l"-Zustand auf.
Gleichzeitig herrscht jedoch am Ausgang des Schieberegisters RG, das gleichzeitig die entsprechenden Abtastsignalelemente der (n-l) ten Spalte ausspeichert,
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0" - Zustand,füllt ist. Erst zum Zeitpunkt t2, nämlich wenn auch am Ausgang des Schieberegisters RG der Zustand"l" herrscht, tritt der Koinzidenzfall für das UND-Gatter GG1 ein, wodurch der Speicher SG in den"l"-Zu- stand gesteuert wird. Tritt danach zum Zeitpunkt t3 am Registerausgang wieder der" 0" - Zustand ein, SO ist wieder für keines der beiden UND-Gatter die Koinzidenzbedingung erfüllt ; das gleiche gilt auch für die zu den Zeitpunkten t5 und t6 vor sich gehenden Zustandsänderungen.
Erst wenn zum Zeitpunkt t7 sowohl auf der Leitung e als auch am Ausgang des Registers RG der "0"-Zustand herrscht, tritt nunmehr für das UND-Gatter Go2, an dessen beiden Eingängen wegen der vorgeschalteten Negatoren jetzt der Zustand"l"herrscht, der Koinzidenzfall ein, so dass der Speicher SG in den "0"-Zustand umgesteuert wird.
Am Ausgang f der Glättungseinrichtung nach Fig. 10 tritt daher ein Signalverlauf auf, wie er in Fig. 11 unten dargestellt ist.
In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, dass es gegebenenfalls vorteilhaft sein kann, mehrere Glättungseinrichtungen, wie sie in Fig. 10 dargestellt sind, hintereinander zu schalten, um weitestgehend ausgeglichene Zeichen zu erhalten.
Die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung und das ihr zugrundeliegende erfindungsgemässe
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zuges des zu erkennenden Zeichens. Die Ziffer 1 wird dabei daran erkannt. dass sie als einzige der Ziffern keines dieser Formelemente aufweist.
In weiterer Ausbildung der Erfindung können aber auch noch weitere Formelemente zur automatischen Erkennung von Schriftzeichen herangezogen werden, um auch in schwierigeren Schriftarten geschrieben Ziffern und/oder Buchstaben erkennen zu können. Ein solches weiteres Formelement stellt beispielsweise ein gerader Linienzug oder, kürzer ausgedruckt, ein Strich dar, der annähernd in Richtung der Abtastspal- ten verlaufen mag.
Eine für die Erkennung eines solchen geraden Linienzuges geeignete Schaltungsanordnung ist in Fig. 12 dargestellt. Diese Schaltungsanordnung weist ein Zählregister, das 0,7 1-Register, auf, dessen Steuereingang mit dem Ausgang 11 des Vergleichers nach Fig. 6 verbunden ist. An den Ausgang des 0, 7 1-Registers ist der eine Eingang eines UND-Gatters GS angeschlossen, dessen anderer Eingang ebenfalls mit dem Ausgang 11 des Vergleichers verbunden ist. Das UND-Gatter GS fahrt zu den einen Eingängen zweier weiterer UND-Gatter GS1 und GSr, denen je ein Ausgangsspeicher SS1 und SSr nachgeschaltet ist. Die jeweils zweiten Eingänge der beiden UND-Gatter GS1 und GSr sind jeder mit einem Ausgang eines Zwischenspeichers SF verbunden, der über ein Mischgatter GF von den beiden Ausgängen D, K des Vergleichers nach Fig. 6 her gesteuert wird.
Ein Rückstellweg führt weiterhin von dem Ausgang des Ausgangsspeichers SSr und dem des Mischgatters GF über ein UND-Gatter Gr zu einem Rückstelleingang des Ausgangsspeichers SSr.
Das 0,7 l-Register ist mit einem in der Fig. 12 nicht besonders dargestellten weiteren Register, dem bereits erwähnten Längenregister L (vgl. Fig. 13), das in oben näher beschriebener Weise die Höhe eines abgetasteten Zeichens ermittelt, in der Weise verbunden, dass jeweils durch die letzte durch einen Zählvorgang aktivierte, der Anzahl l der Zählschritte entsprechende Zählstufe des Längenregisters (L) die einem bestimmten Bruchteil dieser Anzahl, beispielsweise der 0, 7-fachen Anzahl 0, 7 I der Zählschritte entsprechende Zählstufe des 0, 7 1-Registers markiert wird.
Von dieser markierten Zählstufe ausgehend wird das 0, 7 1-Register rückwärts immer dann einen Schritt weitergeschaltet, wenn von dem Vergleicher nach Fig. 6 das Auftreten eines Abtastsignalelementepaares "11" festgestellt wird, das zwei dem Auftreffen auf ein Element eines Linienzuges entsprechende Signalelemente "1" aufweist. Wird durch solche Signalelementepaare zweier miteinander verglichener Abtastspalten das 0, 7 1- Register bis zur ersten Zählstufe zurückgestellt, so wird sein Ausgang aktiviert, und bei der nächsten Aktivierung des Ausganges 11 des Vergleichers nach Fig. 6 tritt für das UND-Gatter GS der Koinzidenzfall ein. Hiemit wird das Vorliegen eines ein Formelement darstellenden, annäherndinRichtung der Abtastspalten verlaufenden, geraden Linienzuges oder, mit andern Worten, eines Striches
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angezeigt.
Tritt dagegen vor Erreichen der ersten Zählstufe des 0,7 1-Registers ein Signalelementepaar "00"auf, das die untere Begrenzung des abgetasteten Zeichens anzeigen mag, so wird über den hiedurch aktivierten Ausgang 00 des Vergleichers das 0,7 1-Register unverzüglich in den Ausgangszustand zurück- gestellt. Auf diese Weise wird erreicht, dass nur dann das Vorliegen eines Striches angezeigt wird, wenn dieser mindestens die 0, 7-fache Höhe des abgetasteten Zeichens erreicht. Es sei in diesem Zusammen- hang aber erwähnt, dass gegebenenfalls die Anzeige eines Striches selbstverständlich auch von der Errei- chung eines andern Bruchteils der Höhe des abgetasteten Zeichens abhängig gemacht werden kann.
Als Beispiel für die Bestimmung der Lage eines Striches in der zu den Abtastspalten senkrechten Koor- dinatenrichtung wird an Hand der Fig. 12 gezeigt, wie man ein Auftreten eines Striches am rechten oder linken Rand des jeweils abgetasteten Zeichens feststellen kann. In entsprechender Weise kann gegebenen- falls auch ein in der Mitte des Zeichens auftretender Strich festgestellt werden.
In der Schaltungsanordnung nach Fig. 12 führt der Ausgang des UND-Gatters GS zu dem jeweils einen
Eingang zweier weiterer UND-Gatter GSI und GSr. Die jeweils andern Eingänge dieser UND-Gatter sind jeder mit einem Ausgang l, r eines 1-bit-Zwischenspeichers SF verbunden, der über ein Mischgatter GF von den beiden Ausgängen D und K des Vergleichers nach Fig. 6 her gesteuert wird. Je nachdem, ob der
Vergleicher im Zuge der Abtastung eines Schriftzeichens bereits ein Formelement festgestellt hat oder nicht, herrscht an dem Ausgang r oder an dem Ausgang l des Speichers SF der"l"-Zustand.
Dementspre- chend tritt bei der Anzeige einer ein Formelement darstellenden geraden Linie durch das UND-Gatter GS entweder beim UND-Gatter GSr oder beim UND-Gatter GSI der Koinzidenzustand ein. Wurde vor der Er- kennung der geraden Linie noch kein anderes Formelement festgestellt, so wird die Koinzidenzbedingung für das UND-Gatter GSl erfüllt, und der ihm nachgeschaltete Ausgangsspeicher SSl wird aktiviert, womit das Auftreten eines vor jedem andern Formelement auftretenden geraden Linienzuges (Strich links) angezeigt wird. Analog hiezu wird der Ausgangsspeicher SSr aktiviert, wenn bereits zuvor andere Formele- mente festgestellt worden sind und wenn keine weiteren Formelemente mehr auftreten.
Zur Erfüllung der letzteren Bedingung ist der Ausgang des Ausgangsspeichers SSr sowie derjenige des Mischgatters GF über das UND-Gatter Gr mit einem Rückstelleingang des Ausgangsspeichers SSr verbunden, über den gegebenenfalls der Speicher beiFeststellung eines Formelementes durch den Vergleicher nach Fig. 6 sofort in den Ruhezustand zurückgestellt wird. Mit Hilfe der Schaltungsanordnung nach Fig. 12 kann also nicht nur das Auftreten eines ein Formelement darstellenden geraden Linienzuges bestimmter relativer Länge an sich festgestellt werden, sondern auch die Lage eines solchen Formelementes innerhalb des abgetasteten Zeichens.
Einen Uberblick über die vorstehend im einzelnen beschriebene Schaltungsanordnung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens zur automatischen Erkennung von Schriftzeichen gibt in Form eines Blockschaltbildes die Fig. 13.
In dieser Figur ist mit A eine zur spaltenweisen Abtastung des zu erkennenden Schriftzeichens geeig- nete lichtelektrische Abtasteinrichtung bezeichnet, an die unmittelbar ein von einem zentralen Taktgenerator ZTG, der, ohne dass dies in Fig. 13 besonders dargestellt ist, auch alle übrigen, im folgenden erwähnten Einrichtungen steuert, gesteuerte Synchronisierungseinrichtung, wie sie etwa an Hand der Fig. 4 beschrieben wurde, angefügt ist. Die hier erzeugten Abtastsignalelemente werden in eine Speichereinrichtung S, wie sie in Fig. 9 dargestellt worden ist, eingespeichert und anschliessend an eine Glättungseinrichtung G gemäss Fig. 10 weitergegeben.
Von hier aus gelangen die Signalelemente einmal direkt an den einen Eingang n des Vergleichers V, wie er beispielsweise an Hand der Fig. 6 beschrieben wurde, zum andern über ein Schieberegister R, das jeweils die Signalelemente einer Abtastspalte zu speichern vermag, an den andern Eingang n-1 dieses Vergleichers V. Der Vergleicher ermittelt durch schrittweises Vergleichen einander entsprechender, das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein eines Elementes eines Linienzuges anzeigender Abtastsignalelemente einer Spalte und einer vorangehenden Spalte das Auftreten eines jeweils ein Formelement darstellenden Auseinander-und/oder Zusammenlaufens von Teilen eines Linienzuges.
Dem Vergleicher V ist ein Formelementespeicher F, wie er beispielsweise an Hand der Fig. 8 beschrieben wurde, nachgeschaltet, der von dem Vergleicher hinsichtlich der Art der erkannten Formelemente (Divergenz, Konvergenz) gesteuert wird. Ein Formelementezähler Z nach Fig. 7 gibt weiterhin an den Formelementespeicher F Informationen über die relative Lage der einzelnen Formelemente innerhalb des jeweils abgetasteten Zeichens. Zu diesem Zweck ist der Formelementezähler Z mit dem Vergleicher V und mit einem Längenregister L verbunden, das von der Speichereinrichtung S gemäss Fig. 9 gesteuert wird und die Höhe des jeweils abgetasteten Zeichens ermittelt. Die Steuerung dieses und auch der übrigen Register wird durch eine gemeinsame Registersteuereinrichtung RS bewirkt.
Das Längenregister L trägt weiterhin zur Steuerung der Einrichtung E nach Fig. 12 bei, die der Erkennung einer ein weiteres Formelement darstellenden geraden Linie (Strich) dient und die ebenfalls an den Vergleicher V an-
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geschlossen ist. An die Ausgänge des Formelementespeichers F und der Stricherkennungseinrichtung E ist eine Reihe von UND-Gattern, von denen jedes einem zu erkennenden Schriftzeichen zugeordnet ist, über
Verbindungsleitungen derart angeschlossen, dass jeweils bei der Aktivierung der den Formelementen eines vorgegebenen Formelementezeichens entsprechenden Ausgänge des Formelementespeichers F und der
Stricherkennungseinrichtung E bei dem diesem Zeichen zugeordneten UND-Gatter der Koinzidenzfall ein- tritt, womit das betreffende Schriftzeichen erkannt ist.
In der Fig. 13 ist dies in vereinfachter Form für die
Erkennung beispielsweise der Ziffer 9 besonders hervorgehoben worden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur automatischen Erkennung voa Schriftzeichen, insbesondere von Ziffern, durch Aus- wertung von für die einzelnen Zeichen charakteristischen Formelementen, die durch einen Vergleich von aus einer reihenweisen Abtastung des Schriftzeichens herrührenden Signalelementen festgestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei spalten- und/oder zeilenweiser Abtastung eines Schriftzeichens durch
Vergleich einander entsprechender, das Vorhandensein bzw.
Nichtvorhandensein eines Elementes eines
Linienzuges des abgetasteten Schriftzeichens anzeigender binärer Abtastsignalelemente einer Spalte und/oder Zeile und einer vorangehenden Spalte und/oder Zeile und/oder durch Vergleich von aus einan- der entsprechenden Abtastsignalelementen einer Spalte und/oder Zeile und einer vorangehenden Spalte und/oder Zeile bestehenden Paaren von Abtastsignalelementen das Auftreten eines jeweils ein Formele- ment darstellenden Auseinander-und/oder Zusammenlaufens von Teilen ein Linienzuges festgestellt wird, woraus sich durch einen Vergleich mit vorgegebenen Formelementezeichen das jeweilige Schrift- zeichen ergibt.