CS207258B1

CS207258B1 - Non-coherent optical recognition facility

Info

Publication number: CS207258B1
Application number: CS575979A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Regner
Original assignee: Vaclav Regner
Priority date: 1979-08-24
Filing date: 1979-08-24
Publication date: 1981-07-31

Description

Vynález se týká nekoherentního optického rozpoznávacího zařízení, u kterého se řeší extrakce příznaků, zvolených pro klasifikaci, pomocí soustav pohyblivých a nepohyblivých mřížek.The present invention relates to an incoherent optical recognition device in which the extraction of the flags selected for classification by means of moving and stationary lattice systems is solved.

Dosud známá rozpoznávací zařízení pracují obvykle tak, že snímají rozpoznávaný obrazec, např. alfanumerický znak, pomocí matice fotodiod a sejmuté údaje, převedené na elektrické signály, zpracovávají pomocí speciálního minipočítače. Nevýhodou těchto zařízení je složitost a tudíž i vysoká cena. Jednodušší rozpoznávací zařízení využívají principu holografie, nebo pracují na principu rozpoznávání difrakčních spekter. Nevýhodou těchto metod je okolnost, že pracují pouze s obrazci ve formě transparentů. Obrazce, nakreslené nebo natištěné na neprůhledném podkladě, je možno rozpoznávat nekoherentní optickou metodou. Nekoherentní rozpoznávací zařízení rozpoznává obrazce na principu klasifikace několika příznaků, extrahovaných z obrazce pomocí dvou soustav nepohyblivých mřížek. Nevýhodou takového zařízení je však nízká rychlost mechanického rozmítání světelného svazku. Jiný způsob, „statické skanování“, sice zaručuje vysokou čtecí rychlost, avšak na druhé straně vyžaduje složité elektronické obvody, neboť je nutno provádět výpočet amplitudy a fáze každého příznaku.The prior art recognition devices typically operate by sensing a recognized pattern, such as an alphanumeric character, using a photodiode matrix and processing the captured data converted into electrical signals using a special mini-computer. The disadvantage of these devices is the complexity and hence the high cost. Simpler recognition devices use the principle of holography or work on the principle of recognition of diffraction spectra. The disadvantage of these methods is that they only work with patterns in the form of banners. The patterns drawn or printed on the opaque substrate can be recognized by an incoherent optical method. The non-coherent recognition device recognizes patterns based on the classification of several flags extracted from the pattern by two sets of immovable grids. However, a disadvantage of such a device is the low speed of mechanical sweeping of the light beam. Another method, 'static scanning', while guaranteeing a high read rate, requires complicated electronic circuits on the other hand, since it is necessary to calculate the amplitude and phase of each flag.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny podle vynálezu, jehož podstatou je, že nekoherentní optické rozpoznávací zařízení sestává ze světelných zdrojů osvětlujících rozpoznávaný obrazec, za sebou řazených pohyblivých transformačních mřížek, pevných mřížek, fotodetektorů a vyhodnocovací elektroniky, přičemž soustava transformačních mřížek je uspořádána na rotujícím tělese naháněném elektromotorem, výhodně na kotouči, na kterém je vytvořen radiální rastr, anebo na válci, na jehož plášti je vytvořena soustava pásových mřížek.The above drawbacks are eliminated according to the invention, in which the non-coherent optical recognition device consists of light sources illuminating the pattern being recognized, sequentially movable moving gratings, fixed grids, photodetectors and evaluation electronics, wherein the array of transforming grids is arranged on a rotating body driven by an electric motor, preferably on a disc on which a radial grid is formed, or on a cylinder on which a grid of belt grids is formed.

Výhodou použití soustavy pohyblivých mřížek je, že se rychlost zpracování obrazové informace podstatně zvýší. Rychlost čtení vzroste v porovnání i s původním uspořádáním, používajícím rotující zrcátkový deflektor, přibližně tolikrát, kolik má pohyblivá mřížka pruhů.The advantage of using a moving grid system is that the processing speed of the image information is substantially increased. The reading speed will increase approximately as many times as the movable strip grid has compared to the original arrangement using the rotating mirror deflector.

Příkladné provedení nekoherentního optického rozpoznávacího zařízení je znázorněno na připojených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněno uspořádání rozpoznávacího zařízení, na obr. 2 je nakreslen projekční systém, tvořený difusně osvětlovaným obrazcem a transformačními mřížkami, na obr. 3. je znázorněna pohyblivá mřížka v podobě radiálního rastru, na obr. 4 je znázorněn prostor Fourierovy.An exemplary embodiment of a non-coherent optical recognition device is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the arrangement of the recognition device, Fig. 2 shows a projection system consisting of a diffuse illuminated image and transformation grids; 4 shows the Fourier space.

transformace s koeficienty, vybranými za příznaky pro klasifikaci, na obr. 5 je prostorové rozmístění fotodetektorů v rovině nepohyblivých mřížek, na obr. 6 je znázorněno alternativní uspořádání pohyblivých mřížek na povrchu rotujícího dutého válce, na obr. 7 je nakreslena soustava pohyblivých mřížek v pohledu z boku v obr. 6 a obr. 8 je znázorněno rozmístění nepohyblivých mřížek, odpovídající této soustavě. Za každou nepohyblivou mřížkou je umístěn jeden fotodetektor.Fig. 5 shows the spatial distribution of photodetectors in the plane of immovable grids, Fig. 6 shows an alternative arrangement of movable grids on the surface of a rotating hollow cylinder, Fig. 7 shows a system of movable grids in a view 6 and 8 show the layout of the stationary grids corresponding to this assembly. There is one photodetector behind each fixed grid.

„Nekoherentní rozpoznávací zařízení sestává ze světelných zdrojů 4 osvětlujících rozpoznávaný obrazec 1, dále z pohyblivých transformačních mřížek 2, z pevných mřížek 3, z fotodetektorů 5 a vyhodnocovací elektroniky 6. Soustava transformačních mřížek je uspořádána na rotujícím tělese, které je naháněno elektromotorem 7, na kotouči 12, na kterém je vytvořen radiální rastr, nebo na dutém válci 22, na jehož plášti je vytvořena soustava pásových mřížek.“The non-coherent recognition device consists of light sources 4 illuminating the pattern 1, movable transformation gratings 2, fixed gratings 3, photodetectors 5 and the evaluation electronics 6. The array of transformation gratings is arranged on a rotating body which is driven by an electric motor 7, a disk 12 on which a radial grid is formed, or on a hollow cylinder 22, on the shell of which a system of belt grids is formed. '

Nekoherentní optické rozpoznávací zařízení pracuje tak, že rozpoznávaný obrazec 1 je osvětlován zdrojem nekoherentního světla 4. Odražené světlo prochází rotujícím radiálním rastrem 2 a pevnou soustavou mřížek 3. Kotouč 12 s rastrem je poháněn elektromotorem 7. Po průchodu mřížkami dopadá světlo na fotodetektory 5. Signály z fotodetektorů jsou vyhodnocovány elektronikou 6. Na obr. 2 je nakreslen projekční systém, tvořený difusně osvětlovaným obrazcem, kupř. pohyblivou mřížkou 2 a pevnou mřížkou 3. Veličina x je vzdálenost pohyblivé mřížky od roviny obrazce, t je vzájemná vzdálenost mřížek, q je periodická vzdálenost pruhů pohyblivé mřížky 2, a p je periodická vzdálenost pruhů pevné mřížky. Chceme-li měřit amplitudu Fourierova koeficientu Fj, kde i je násobek základní prostorové frekvence obsažené ve znaku, musíme volit rozměry a nastavení mřížek tak, aby platilo to je, musíme použít mřížek s periodami pruhů p = — . d a q = —-—. d (2) .The non-coherent optical recognition device operates in such a way that the detected pattern 1 is illuminated by an incoherent light source 4. The reflected light passes through a rotating radial grid 2 and a fixed set of grids 3. The raster disk 12 is driven by an electric motor 7. The photodetectors are evaluated by electronics 6. In FIG. movable grid 2 and fixed grid 3. The quantity x is the distance of the movable grid from the plane of the pattern, t is the mutual distance of the grid, q is the periodic distance of the bars of the movable grid 2, and p is the periodic distance of the bars of the fixed grid. If we want to measure the amplitude of the Fourier coefficient Fj, where i is a multiple of the fundamental spatial frequency contained in the character, we have to choose the dimensions and settings of the lattices so that it is true, we have to use lattices with strip periods p = -. d and q = -. d (2).

Na obr. 4 je vyobrazen prostor transformovaných obrazců. Předpokládejme, že jsme se rozhodli rozpoznávat obrazce podle amplitud Fourierových koeficientů F₀₁, F₀₂, F₀₃ a F₃₃. Chceme-li dodržet vztahy popsané rovnicemi (1) a (2), musíme umístit fotodetektory tak, aby fotodetektor měřící koeficient Fjj byl překryt mřížkou o periodě Py a nacházel se na přímce, protínající střed obrazce a oblast rotujícího rastru, v níž mají pruhy periodu q,j a orientaciFig. 4 shows the space of the transformed patterns. Suppose we decided to recognize patterns by the amplitudes of the Fourier coefficients F ₀₁ , F ₀₂ , F ₀₃ and F ₃₃ . To maintain the relationships described by equations (1) and (2), we must position the photodetectors so that the photodetector measuring the coefficient Fjj is overlaid by a lattice of the period Py and is located on a line intersecting the image q, I orientation

a. = arctga. = arctg

Stejnou orientaci musejí mít i pruhy pevné mřížky. Pro zvolené koeficienty F_ol, F₀₂, F_o3 a F₃₃ je zakresleno odpovídající rozmístění fotodetektorů 5 na obr. 5. Fotodetektory 5 jsou uchyceny přímo na desce 8. Na obr. 6 je jiné možné uspořádání mřížek. Pohyblivá soustava mřížek je vytvořena na plášti válce 22. Na obr. 7 vidíme čtyři dílčí mřížky, které jsou na průhledném plášti válce zaznamenány. Každá z těchto mřížek spolu s odpovídající nepohyblivou mřížkou a fotodetektorem tvoří soustavu, určenou pro měření jednoho Fourierova koeficientu. Měřením fáze signálů na výstupech fotodetektorů vzhledem k pevnému referenčnímu kmitočtu je umožněno rozlišovat obrazce, mající totožné difrakční spektrum (např. číslice 6 a 9).Strips of a fixed grid must have the same orientation. For the selected coefficients F _ol F _02, F ₃₃ and F _o3 is plotted corresponding to the spacing of the photodetectors 5 in FIG. 5. The photodetectors 5 are mounted directly to the plate 8. Fig. 6 is another possible arrangement of gratings. The movable grid system is formed on the housing of the cylinder 22. In FIG. 7 we see four sub-grids which are recorded on the transparent housing of the cylinder. Each of these grids together with the corresponding immovable grating and the photodetector form a system designed to measure one Fourier coefficient. By measuring the phase of the signals at the photodetector outputs relative to a fixed reference frequency, it is possible to distinguish patterns having the same diffraction spectrum (e.g., digits 6 and 9).

Vynálezu je možno použít pro rozpoznávání obrazců, např. alfanumerických znaků. Vynález by mohl nalézt uplatnění v oblasti výpočetní techniky a automatizace.The invention can be used to recognize patterns, e.g., alphanumeric characters. The invention could find application in the field of computer technology and automation.

Claims

SUBJECT

Non-coherent optical recognition device consisting of light sources illuminating the pattern to be recognized, sequentially movable movable transformation gratings, fixed grids, photodetectors and evaluation electronics, characterized in that the array of transformation gratings (2) is

BACKGROUND OF THE INVENTION arranged on a rotating body driven by an electric motor (7), preferably on a disc (12) on which a radial grid is formed, or on a hollow cylinder (22), on the jacket of which a belt grid system is formed.