DE1080332B - Verfahren und Vorrichtung zum Zaehlen von Gegenstaenden - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Zaehlen von Gegenstaenden

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DE1080332B
DE1080332B DEC11321A DEC0011321A DE1080332B DE 1080332 B DE1080332 B DE 1080332B DE C11321 A DEC11321 A DE C11321A DE C0011321 A DEC0011321 A DE C0011321A DE 1080332 B DE1080332 B DE 1080332B
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signal
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Thomas Cayton Nuttall
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Rank Cintel Ltd
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    • GPHYSICS
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Zählen von Gegenständen Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Zählen von Gegenständen in dem Beobachtungsfeld einer Abta:steinrichtung, in der das Feld in aufeinanderfolgenden Zeilen durch ein Abtastelement durchlaufen wird. Die Zeilen sind dabei klein im Vergleich zu der Größe der zu zählenden Objekte. Es wird dabei ein elektrisches Signal .erzeugt, dessen Größe davon abhängt, ob Idas Abtastel-ement einen Gegenstand der zu zählenden Art trifft oder nicht.
  • Vorrichtungen der erwähnten Art werden besonders bei der Prüfung mikroskopischer Präparate verwendet, z. B. bei der Auswertung von Staubpro'ben oder bei der Blutkörperchenzählung; die Anwendung des Verfahrens ist jedoch nicht auf die beiden erwähnten Fälle beschränkt.
  • Es sind bereits einige Verfahren zum elektronischen Zählen von Gegenständen in einem -B.eobachtungsfeld vorgeschlagen worden. Im allgemeinen äst dabei ein Abtastsystem vorgesehen, in dem ein Feld, das die zu zählenden Gegenstände .enthält, in einer Anzahl dicht nebeneinander liegender Zeilen durch ein Abtastelement derart durchlaufen wird, daß sich elektrische Signale ergeben, die .einen Rückschluß auf die Zahl der Gegenstände zulassen. Diese Signale werden zu einer Zähleinrichtung geführt, die bei einem entsprechenden Wert eines Signals anspricht und eine Zählung registriert.
  • In einem System der beschriebenen Art genügt es nicht, einen Zähler zu verwenden, der ,die Anzahl der Niveauänderungen des Signals in einer bestimmten Richtung registriert, welche durch den Abtastvorgang auftreten. Die dadurch erhaltene Zählung würde der Anzahl der Gegenstände nur in dem Sonderfall proportional sein, wenn alle Gegenstände rund wären und eine konstante Größe besitzen würden. Wenn die Gegenstände jedoch verschiedene Größen und Formen besitzen und besonders, wenn sie unregelmäßige und möglicherweise zurückspringende Begrenzungslinien haben, die in zufälliger Weise gegenüber der Richtung der Abtastzeilen orientiert sind, so ist es erforderlich, daß man weitere Informationen dadurch erhält, daß man das Ergebnis des Abtastens entlang einer Zeile mit dem Ergebnis eines anderen Gebietes vergleicht, welches nicht in der abgetasteten Zeile liegt.
  • Weiter ist :es erforderlich, daß der Raster feien genug ist, um sicherzustellen, daß eine Partikel der Mindestgröße, die noch erfaßt werden soll, in wenigstens einer Abtastzeile ein auswertbares Signal ermöglicht. Aus dieser Forderung folgt, daß viele Gegenstände mehr als ein Signal ergeben werden. Wenn man daher eine genaue Zählung .erhalten will, die nicht noch einer statischen Korrektur bedarf, so muß man Einrichtungen vorsehen, durch die zwischen solchen Signalen unterschieden wird, die einerseits beim ersten (oder beim letzten) Abtasten eines Gegenstandes erscheinen, und andererseits solchen Signalen, die bei der anschließenden (oder vorhergehenden) Abtastung dieser Gegenstände erscheinen.
  • Man kann im wesentlichen zwei Haupttypen unterscheiden. Bei einer ersten Art wird ein einzelnes Abtastelement über ein Feld geführt, das die zu zählenden Gegenstände enthält, wobei Signale erzeugt werden, deren Amplitude davon abhängig ist, ob .das Element einen Gegenstand antrifft oder nicht. Diese Signale werden in Speicherkanäle eingeführt, die verschiedenen Bereichen der abgetasteten Zeile zugeordnet sind. Wenn das in einen Kanal eingeführte Signal eine Amplitude hat, die angibt, daß das Abtastelement einen Gegenstand vorgefunden hat, so betätigt es einen Zähler; diejenigen Signale, die erzeugt werden, wenn der gleiche Gegenstand in aufeinanderfolgenden Zeilen festgestellt wird, werden daher den einem bestimmten Kanal zugeordneten Zähler fortschalten. Wenn nun beider Abtastung einer Zeile keine weitere Fortschaltüng des betreffenden Kanalzählers erfolgt, wird der Kanal für neue Zählungen in seinen Anfangeszustand versetzt, und es wird ein Signal, das das Vorhandensein eines Gegenstandes anzeigt, zu einem Hauptzähler weitergegeben, der diese Signale aus allen Kanalzählern- aufnimmt. Einrichtungen dieser Art haben .den erheblichen Nachteil, daß eine verhältnismäßig große Anzahl von Kanälen vorhanden sein muß. Jeder Kanal muß einen -Zähler enthalten, Bier Zahlen bis zur Gesamtzahl der Zeilen registrieren kann, in denen «das Abtastelement einen Gegenstand vorfinden kann. Eine Einrichtung ider erwähnten Art ist insbesondere dann sehr groß und unwirtschaftlich, wenn Proben od. dgl. zu zählen sind, in denen sehr viele Teilchen in einer einzelnen Zeile von dem Abtastelement festzustellen sind.
  • $ei .einer anderen Art einer Vorrichtung zum Zählen von Gegenständen in einem Beobachtungsfeld wird dieses -durch zwei Abtastelemente, die sich auf benachbarten Zeilen bewegen, abgetastet. Durch jedes der beiden Elemente werden getrennte Folgen quantisierter Signale erzeugt. Diese Signale sind Impulse, die einen ersten Wert entsprechend dem Auftreffen eines Abtastelementes auf einen Gegenstand und einen zweiten Wert entsprechend dem 1Iichtantreffen eines Gegenstandes haben. Eine solche Vorrichtung liefert nur dann eine genaue Zählung der Gegenstände, wenn beim Durchlauf durch die gleiche Zeile des abgetasteten Feldes identische Signale durch die beiden Abtastelemente gegeben werden. Es kann vorkommen, daß nur beim Auftreffen des ersten Elementes auf dem Gegenstand eine Zählung registriert wird, während dies beim Auftreffen des zweiten Elementes auf dem Gegenstand nicht der Fall ist. Es sei z. B. angenommen, daß ein Gegenstand derart in dem Beobachtungsfeld liegt, daß er gerade kein Signal mehr in derjenigen Zeile des Rasterfeldes des ersten Elementes liefert, in der es zuerst festgestellt wird. Wenn dann das zweite Abtastelement nicht genau den gleichen Weg wie das erste Element zurücklegt oder wenn die Ansprechempfindlichkeit oder der Umschaltpunkt der mit ihm zusammenarbeitenden Schaltungen nicht identisch ist mit den entsprechenden charakteristischen Merkmalen der mit dem ersten Element zusammenwirkenden Stromkreise, kann es leicht vorkommen, daß das zweite Element ein Signal in dieser Zeile liefert, in der es den Gegenstand erstmalig vorfindet. In diesem Fall wird der Gegenstand nicht gezählt, unabhängig von seiner Größe, da in derjenigen Zeile, in der das erste Abtastelement den Gegenstand erstmalig feststellte, kein Signal geliefert wurde und das Signal »erstes Element« daher das gleiche war wie das Signal »zweites Element«, so daß keine Zählung registriert wird. Auch in der nächsten Zeile wird keine Zählung registriert, obwohl das erste Element und auch das zweite Element ein Signal liefern.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich Fehlzählungen bei der Feststellung der Endsumme ergeben, wenn man nicht bei .einer Information, die sich durch das Abtasten einer bestimmten Zeile ergibt, nur eine einzige Quantisierung vornimmt. Das erwähnte Doppelabtastverfahren, das zwar in manchen Fällen ausreichende Ergebnisse liefert, kann daher nicht absolut genau sein.
  • Die Erfindung bezweckt Vorrichtungen und Verfahren zum Zählen von Gegenständen in einem Kontrastfeld, bei denen ein durch das Abtasten eines Gegenstandes in einer Zeile erhaltenes Signal nur ein einziges Mal quantisiert wird.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Zählen von Gegenständen in einem abzutastenden Beobachtungsfeld vorgesehen, bei dem ein elektrisches Signal erzeugt wird, dessen Amplitude sich ändert, wenn .das Abtastelement einen der Gegenstände trifft, und welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Signal in einer Einrichtung derart quantisiert wird, daß Ausgangssignale einer ersten Art für Eingangssignale unterhalb einer bestimmten Amplitude und Ausgangssignale einer zweiten Art für Eingangssignale oberhalb einer bestimmten Amplitude entstehen, wobei die beim Abtasten einer Zeile erzeugten quantisi.erten Signale zur genauen Bestimmung der Anzahl der Gegenstände jeweils in einer Einrichtung gespeichert werden, die Ausgangssignale liefert, deren Dauer gleich der der Ursprungssignale ist, und die so erzeugten Signale dann mit den bei Abtastung einer benachbarten Zeile erhaltenen Signalen derart verglichen werden, daß ein Gegenstand nur dann gezählt wird, wenn eine der verglichenen Signalfolgen ein Element enthält, das in der anderen nicht vorhanden ist.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens enthält im wesentlichen Einrichtungen zum Abtasten des Beobachtungsfeldes und zum Erzeugen eines elektrischen Signals, dessen Amplitude sich ändert, wenn das Abtastelement einen der Gegenstände trifft, Einrichtungen, die bei Eingang der erwähnten Signale Ausgangssignale einer ersten Art bei Eingangssignalen unter einer vorgegebenen Amplitude und Ausgangssignaie einer zweiten Art bei Eingangssignalen über einer vorgegebenen Amplitude erzeugen, Mittel zur Einführung der quantisierten Signale in eine Einrichtung, in der die Signale über eine Periode gespeichert werden können, welche gleich der Zeilendurchlaufzeit der Abtastei.nrichtung ist, und die am Ende dieser Periode verzögerte Signale liefert, deren Dauer gleich der der Ursprungssignal,, ist, und Einrichtungen zum Vergleichen der verzögerten und unverzögerten quantisierten Signale, die ein Ausgangssignal nur dann liefern, wenn eines der Signale ein Element enthält, welches bei dem anderen Signal nicht vorhanden ist.
  • Auch können die Einrichtungen zur Speicherung bzw. Verzögerung der Signale eine magnetostriktive Strecke enthalten, auf der das Signal als akustische Schwingung dargestellt ist und die akustische Schwingung anschließend wieder in das verzögerte Signal umgewandelt werden kann.
  • Die Einrichtungen zum Vergleichen der verzögerten und unverzögerten Signale können Mittel enthalten, die sowohl auf die verzögerten als auch auf die unverzögerten Signale ansprechen und ein Steuersignal erzeugen können, außer wenn die Signale, wenn sie vor .dem Erzeugen .des Impulssignals den gleichen Wert hatten, einen dem Auftreffen eines Abtastelementes auf einen Gegenstand entsprechenden Wert hatten, und wobei Einrichtungen vorgesehen sind, welche sowohl auf das Impulssignal als auch auf ,das Steuersignal ansprechen und welche nur dann eine Zählung vornehmen, wenn das Impulssignal während der Dauer eines Steuersignals auftritt, so daß Zählungen nur dann vorgenommen werden, wenn ein Gegenstand entweder zum ersten oder zum letzten Male abgetastet wird.
  • Die Einrichtungen, die sowohl auf die verzögerten als auch auf die unverzögerten Signale ansprechen, können einen Kippkreis enthalten, -dem (die Summe der erwähnten Signale zugeführt wird und welcher eine solche überlappung besitzt, daß :er .in einer seiner stabilen Lagen bleibt, wenn nicht beide erwähnten Signale ihren Wert im gleichen Sinne ändern, und welcher ein Steuersignal liefern kann, wenn er diejenige seiner stabilen Lagen einnimmt, in der er bleibt, wenn nicht beide angelegten Signale einen Wert annehmen, der der Anwesenheit eines Gegenstandes -in dem abgetasteten Feld entspricht.
  • Die Einrichtungen, die auf das Impulssignal und auf das Steuersignal ansprechen, können einen Absperrkreis aufweisen, bei dem die Impulssignale an eine Eingangsklemme und die Steuersignale an eine Steuerklemme derart angelegt sind, daß nur dann Ausgangssignale aus dem Kreis herausgelangen, wenn ein Impulssignal während der Dauer eines Steuersignals auftritt, wobei .die Ausgangssignale einen Zähler betätigen. Ferner können Einrichtungen vorgesehen sein, welche das Steuersignal über eine Zeit verzögern, die größer ist als die Dauer des Impulssignals, aber kleiner als die Mindestzeit, die Impulse von Gegenständen trennt, zwischen denen ein solcher Abstand liegt, daß sie als getrennte Gegenstände festgestellt werden sollen.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die folgenden Bestandteile und Schaltelemente vorgesehen: getrennte Einrichtungen, die zum Vergleich auf die verzögerten und unverzögerten Signale derart ansprechen, .daß sie Impulssignale entsprechend den Übergängen erzeugen, welche beim Übergang des Abtastelementes über eine Grenze eines Gegenstandes entstehen; Einrichtungen zum Trennen der Impulssignale in getrennte Impulssignalfolgen, welche jeweils nur den Übergängen einer Art entsprechen; Einrichtungen, welche auf die Summe der verzögerten und unverzögerten Signale ansprechen und aus ihnen ein erstes Steuersignal erzeugen, wenn diese Signale, vorausgesetzt, daß sie zuletzt den gleichen Wert hatten, denjenigen ihrer zwei möglichen Werte besaßen, der dem Nichtvorhandensein eines ,Gegenstandes entspricht, und welche ein zweites Steuersignal erzeugen, wenn die Signale, vorausgesetzt, daß sie zuletzt den gleichen Wert hatten, den anderen ihrer zwei möglichen Werte besaßen, der dem Vorhandensein eines Gegenstandes entspricht, und zwei Sperreinrichtungen, welche jeweils auf eines der beiden Steuersignale und eine der Impulsfolgen ansprechen, wobei die erste Sperreinrichtung unverzögerze (oder verzögerte) Signale erhält, die bei .ersten Übergängen entstehen und die durch die ersten Steuersignale gesteuert werden, und wobei die zweite der beiden erwähnten Einrichtungen verzögerte (oder unverzögerte Impulse erhält, die bei ersten Übergängen auftreten und die durch das erwähnte zweite Steuersignal gesteuert werden, und einen Zähler, in Iden der Ausgang der ersten Sperreinrichtung eingeführt wird, sowie einen zweiten Zähler, in den der Ausgang der zweiten Sperreinrichtung eingeführt wird, so daß der erste Zähler Konvergenzen (oder Divergenzen) registriert.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung, die zur Erläuterung der technischen Vorteile der Erfindung dienen kann; Fig. 2 zeigt ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung; Fig.3 zeigt ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; Fig. 4 zeigt einen Teil -des abzutastenden Feldes mit Gegenständen verschiedener Form; F.ig.5 zeigt die Signale, die bei verschiedenen Punkten beim Abtasten des Feldes nach Fig.4 auftreten; Fig. 6 zeigt ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Zählungen im Hinblick auf Gegenstände komplexer Form korrigiert werden.
  • Bei jedem Zählsystem ist es erforderlich, daß das Feld, welches die zu zählenden Gegenstände enthält, durch ein Abtastelement abgetastet wird, das über das Feld in Zeilen geführt wird, welche verhältnismäßig nahe beieinander liegen, so daß jeder der zu zählenden Gegenstände auf wenigstens einer Zeile mit Sicherheit von dem Abtastelement getroffen wird. Dabei ergibt sich die Schwierigkeit, daß eine Anzahl von Gegenständen auf zwei oder mehreren benachbarten Zeilen abgetastet wind; man muß daher das sich beim Abtasten jeder Zeile ergebende Signal vergleichen mit demjenigen Signal, das beim Abtasten einer benachbarten Zeile erzeugt wird, und es muß eine Zählung erfolgen, wenn ein Gegenstand in irgendeiner Zeile in einem solchen Punkt festgestellt wird, in dem ein Gegenstand nicht in einer benachbarten Zeile festgestellt würde. Dieses Vorgehen ist unabhängig davon, in welcher zeitlichen Reihenfolge die Zeilen abgetastet werden. Dabei wird der in Fig.1 dargestellte Fall häufig vorkommen.
  • Fig. 1 zeigt einen kleinen Teil dreier nacheinander abgetasteter benachbarter Zeilen a, b und c, wobei das Zentrum der mittleren Zeile tangential an der konvexen Kante eines dunklen Gegenstandes d anliegt. Das Signal, das man beim Abtasten der Zeile a erhält, ist »weiß«, das der Zeile b ist »grau« und Idas der Linie c »schwarz«. In jedem Zählsystem muß ein »Grau«-Signal entweder auf den Wert »Schwarz« oder »Weiß« zurückgeführt werden. Es soll nicht betrachtet werden, welche Entscheidung getroffen wird, und auch nicht, wenn vorausgesetzt wird, daß die Entscheidung nur -ein einziges Mal in einer Einrichtung vorgenommen wird, wie sie gemäß der Erfindung vorgesehen ist.
  • m einem Doppelraster- bzw. Doppelstrahl-Zählsystem wird zweimal eine solche Entscheidung getroffen werden, da die Zeile von jedem der beiden Lichtflecken bzw. Strahlen abgetastet wird. Die Wahrscheinlichkeit, daß .in dem betreffenden Fall die Entscheidung in beiden Fällen dieselbe ist, .ist recht gering, da es unwahrscheinlich ist, daß die beiden Lichtflecke bzw. Strahlen exakt dieselben Wege beschreiben werden, und selbst wenn es so ist, wird eine solche »Grenzlinienentscheidung« in starkem Umfange von Störungen, wie z. B. Leitungsgeräusch bzw. Widerstandsrauschen, abhängen.
  • Wenn d-ie beiden Entscheidungen identisch sind, wird mit Sicherheit eine Zählung vorgenommen werden, und wenn einer »Schwarz«-Entscheidung beim ersten Abtasten eine »Weiß«-Entscheidung beim zweiten Abtasten folgt, wenden zwei Zählungen vorgenommen, da bei zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen des Doppelstrahls ein »Schwarz«-Signal des Leitstrahls verglichen wird mit einem »Weiß«-Signal des anderen Strahls; wenn aber eine »Weiß«-Entscheidung beim ersten Abtasten der Zeile und eine »Schwarz«-Entscheidung beim zweiten Abtasten erfolgt, wird keine Zählung registriert werden, da ein Vergleich der Signale, die .sich. aus den beiden Abtastungen ergeben, bei jeder der beiden aufeinanderfolgenden Abtastungen über der Grenze des Gegenstandes »keine Änderung« ergibt.
  • Bei Anwendung der Erfindung kann dieser Nachteil nicht auftreten, da an einer einmal getroffenen Entscheidung festgehalten wind, so daß eine »Weiß«-Entscheidung beim Abtasten der Zeile, bei der keine registrierte Zählung erfolgt, wenn sie mit dem »Weiß«-Signal der vorher abgetasteten Zeile verglichen wird, mit Sicherheit eine Zählung bewirken wird, wenn sie mit dem »Schwarz«-Signal der folgenden Zeile verglichen wird, während eine »Schwarz«-Entscheidung beim Abtasten der Zeile in diesem Fall eine Zählung bewirkt.
  • In Fig. 2 ist als Beispiel eine erste Möglichkeit zur Ausführung der Erfindung dargestellt. Die in Fig.2 dargestellte Schaltung ist auch wie die im folgenden dargestellten Schaltungen lediglich ein Ausführungs- Beispiel für die Verwirklichung des Erfindungsgedankens, der nicht beschränkt ist auf die im einzelnen dargestellten Einrichtungen.
  • Wie aus Fig.2 hervorgeht, wird eine Kathodenstrahlröhre 1 als Quelle bei der Abtastung verwendet. Der Lichtpunkt der Röhre wird durch die üblichen (nicht dargestellten) Einrichtungen über den Schirm geführt, so daß sich ein Rasterfeld benachbarter paralleler Linien ergibt. Der so gebildete Raster wird durch eine Linse 2 auf einem transparenten Träger 3 abgebildet, auf dem sich die zu zählenden Gegenstände 4 befinden. Das durch den Träger 3 hindurchgelangende Licht wind von einer Sammellinse 5 gesammelt und auf die Kathode einer Photozelle 6 geworfen. Das dort erzeugte elektrische Signal wird durch einen Verstärker 7 üblicher Bauart verstärkt und gelangt in eine Quantisierungseinrichtung 8, die z. B. eine bekannte Ausführung eines Kippkreises sein kann, welcher nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn die Amplitude des Eingangssignals über einem bestimmten vorgegebenen Wert liegt.
  • Das Ausgangssignal der Einrichtung 8 wird geteilt. Der eine Teil wird an eine geeignete Speichereinrichtung 9 angelegt, welche beliebig und in bekannter Weise ausgeführt sein kann und ein Ausgangssignal liefert, das dem Eingangssignal entspricht, jedoch um diejenige Zeit verzögert ist, welche zur Abtastung einer Zeile des Feldes erforderlich ist; :der andere Teil wird direkt zu einem Vergleicher 11 geführt, an den auch das verzögerte Signal angelegt wird.
  • Die Einrichtung 1i ist so ausgebildet, :daß sie die angelegten Signale vergleicht und dann (und nur dann) ein Ausgangssignal liefert, wenn sich der »direkte« Eingang in irgendeiner Zeile von dem »verzögerten« durch ein Signal unterscheidet, welches die Anwesenheit eines Gegenstandes in dem abgetasteten Feld anzeigt.
  • Die Einrichtung 11 liefert daher ein Ausgangssignal, wenn irgendein Gegenstand zum ersten Male abgetastet wird; diese Signale werden einem Zähler 12 zugeführt, dessen Bauart beliebig sein kann und der der Geschwindigkeit des Abtastvorganges angepaßt ist. Zweckmäßig besteht der Zähler 12 aus einer Kette elektronischer Dekaden-Zählerkreise bekannter Art.
  • Die Wirkungsweise :einer Anordnung. zum Zählen von Gegenständen, welche gestattet, Gegenstände mit einfachen, d. h. nicht zurückspringenden Begrenzungslinien nur ein einziges Mal zu zählen, wird an Hand der Fig. 3 näher beschrieben.
  • In Fig. 3 ist ein Fernsehbildabtaster 13 bekannter Art vorgesehen, welcher elektrische Signale entsprechend der in aufeinantderfolgenden Zeilen vorgenommenen Abtastung eines Feldes 14 mit :den zu zählenden Gegenständen 15 liefert. Die Gegenstände sind schwarz auf weißem Grund dargestellt. Der Fernsehbildabtaster :enthält zweckmäßig eine Kathodenstrahlröhre, auf .deren Schirm ein Abtaststrahl erzeugt wird, der auf :dem Feld 14 abgebildet wird, so daß eine Photozelle, die dem von dem Feld reflektierten Licht ausgesetzt ist, einen Strom liefert, der sich .entsprechend der jeweiligen Lage der Abbildung des Fleckes ändert. Man kann auch ein Bild -des Feldes 14 auf die photoempfindliche Schicht einer bekannten Fernsehaufnahmeröhre projizieren und es. dadurch in bekannter Weise in ein elektrisches Signal umwandeln.
  • Die der Abtastung des Feldes 14 entsprechenden elektrischen Signale, in welcher Art sie auch erzeugt sein mögen, gelangen zu einer Quantisierungseinrichtung 16, de zweckmäßig ein Amplituden-Diskri,minator bekannter Art und so ausgelegt ist, daß sie .ein Ausgangssignal mit einem ersten konstanten Wert liefert, der im folgenden als »schwarz« bezeichnet wird, entsprechend denjenigen Teilen des Eingangssignals, die auftreten, wenn ein Gegenstand getastet wird, und einen zweiten konstanten Wert, im folgenden als »weiß« bezeichnet, für alle übrigen Eingangssignale.
  • Am Ausgang der Quantisierungseinrichtung 16 wird eine Teilung vorgenommen; ein Teil gelangt zu einer Verzögerungseinrichtung 17, welche das Signal speichert und nach einer Zeit wieder reproduziert, welche gleich der Zeit ist, die das Abtastelement zum Durchlaufen einer Zeile der Rasterfläche benötigt. In der Praxis wird es in vielen Fällen am zweckmäßigsten sein, ein Speichersystem zu verwenden, welches einen Draht enthält, auf dem Impulse als akustische Wellen erregt werden und von dem -die Impulse wieder als elektrische Signale durch den Draht umgebene, mit bestimmten Abständen angeordnete Spulen abgenommen werden, so daß magnetostriktive Erscheinungen in dem Draht hervorgerufen werden bzw. erregend wirken.
  • Der unverzögerte Teil .des Ausgangs des Diskriminators 16 gelangt zu einem Impulserzeuger 18, zweckmäßig einem Differentialkreis, der aus den angelegten quantisierten Signalen solche Signale bildet, welche zeitlich dem Abtasten der beiden Kanten jedes in irgendeiner Zeile festgestellten Gegenstandes entsprechen und charakteristische Merkmale enthalten, welche eine Trennung ermöglichen. Wenn ein Differentialkreis verwendet wird, werden die -erzeugten Impulse positiv und negativ gerichtet sein und können endgültig durch eine polaritätsempfindliche Einrichtung getrennt werden, wie z. B. durch einen Diodengleichrichter oder eine mit entsprechender Vorspannung versehene Elektronenröhre. Diese Signale sind so beschaffen, daß sie eine verhältnismäßig kurze Dauer haben, welche im folgenden als T, bezeichnet wird. Die Dauer muß gering sein im Vergleich zu der Dauer des Signals, welches sich durch .das Abtasten eines Gegenstandes der Mindestgröße :ergibt, der gezählt werden soll.
  • Unabhängig davon, welche Charakteristik die von der Einrichtung 18 erzeugten Signale im einzelnen haben, werden diese zu einem Selekti,vkreis 19 geführt, der so ausgelegt ist, daß er ein Ausgangssignal nur für solche Signale liefert, die auftreten, wenn das Abtastelement die Grenze eines Gegenstandes durchläuft, d. h. bei einem Überganag von »Schwarz« auf »Weiß«. Die so ausgewählten Signale. werden als gesteuerte Eingangssignale an eine Sperre 20 gelegt, die in bekannter Weise derart ausgebildet sein kann, daß bei der »Offen«-Stellung des Kreises beim Anlegen eines geeigneten Signals an der Steuerseite ein den ausgewählten Signalen entsprechendes Ausgangssignal erhalten wird.
  • Inzwischen werden die verzögerten und uriverzögerten Signale in einem Mischkreis 21 addiert und einem bistabilen Kippkreis 22 zugeführt. Der Kippkreis besitzt eine Überlappung, so daß er in dereinen oder der anderen der stabilen Lagen bleibt, wenn sich nicht die beiden an den Mischer angelegten Signale in demselben Sinne von einem ihrer beiden möglichen Werte zum anderen ändern, :d. h., der Kippkreis wird aus einer stabilen Lage in die andere nur dann versetzt, wenn beide Signale, die zu Anfang die gleichen sind, sich von »Schwarz« nach »Weiß« ändern, oder umgekehrt.
  • Der Kreis liefert ein Steuersignal, welches die Sperre 20 öffnet, wenn nicht sein Zustand durch beide an den Mischer 21 angelegten »schwarz« werdenden Signale geändert wird. Der Ausgang .des Kippkreises 22 wird der Sperre 20 über eine Verzögerungseinrichtung 23 zugeführt, die zweckmäßig als kurze statische Verzögerungsstrecke ausgebildet ist und welche das Signal über eine Zeit T2 verzögert, Diese Verzögerung wird im folgenden noch näher begründet werden.
  • Die Signale aus dem Differentiator 19, die durch die Sperre 20 gelangen, werden zu einem Zählkreis 24 geführt, der in bekannter Weise ausgebildet sein kann und der Abtastgeschwindigkeit angepaßt ist. Man kann z. B. einen elektronischen Zähler verwenden, welcher eine Anzahl von Dekadenstufen enthält, die dadurch entstehen, daß man bei einem vierstufigen binären Zähler eine Rückkopplung vorsieht.
  • Auf diese Weise gelangen Signale auf jeden Fall nur dann zu dem Zähler, wenn ein Gegenstand zum ersten Male abgetastet wird.
  • Diese Wirkungsweise wird aus der folgenden .Betrachtung noch deutlicher: Bevor überhaupt ein Gegenstand festgestellt wird, werden die von der vorhergehenden als auch die von der laufenden Zeile ausgehenden Signale »weiß« sein, so daß die Sperre geöffnet ist. Wenn ein Gegenstand zum ersten Male festgestellt wird, ändert sich das Signal der laufenden Zeile von »Weiß« auf »Schwarz«; die Sperre bleibt dabei noch geöffnet, da eine gleichsinnige Änderung der beiden Signale erforderlich ist, um ihren Zustand zu ändern. Wenn das Abtastelement von dem Gegenstand abläuft, ergibt sich in der laufenden Zeile ein Signal des Übergangs von »Schwarz« auf »Weiß«, .so,daß !der geöffneten Sperre ein Impuls zugeführt wird. Dieser Impuls wird daher gezählt.
  • Wenn der Gegenstand zum zweiten oder einem weiteren Male festgestellt wird, so wird während des sich ergebenden »schwarzen« Signals in .der laufenden Zeile ein »schwarzes« Signal in der vorangehenden Zeile auftreten. In diesem Falle ist die Sperre geschlossen, und da wenigstens das Signal der laufenden Zeile »schwarz« bleiben muß, bis das Abtastelement den Gegenstand verläßt, muß die Sperre geschlossen bleiben, bis dies eintritt, und der Impuls wird daher nicht gezählt.
  • Dieser Vorgang tritt auch auf, wenn die Sperre geöffnet ist, jedoch ist die Verzögerung T2, die zwischen Kippkreis und Sperre eingeschaltet ist, größer als die Impulsdauer T1, so,daß die Sperre bis zur Beendigung des Impulses nicht öffnet. Die obere Grenze der Verzögerungsdauer ist gegeben durch das Erfordernis, daß das System zum Auflösen von Gegenständen in der Lage sein muß, die Impulse zu liefern, welche eine bestimmte Mindestzeit T3 getrennt sind, so daß die Bedingung für die zulässige Verzögerungszeit lautet: Ti<T2<T3.
  • Wenn aus irgendeinem Grunde Gegenstände bei der letzten und nicht bei :der ersten Abtastung gezählt werden sollen, so ist die einzige Änderung, die in der beschriebenen Vorrichtung erforderlich ist, daß man dem Impulsgeber 18 die verzögerten Signale der vorangehenden Zeile aus Einrichtung 17 zuführt, anstatt daß man ihm die urverzögerten Signale direkt aus der Einrichtung 16 zuführt; die gezählten Impulse erhält man dann von den »Schwarz«- nach »Weiß«-Übergängen in der vorangehenden Zeile, die bei geöffneter Sperre auftreten. Diese Signale entstehen nur bei der letzten Abtastung eines Gegenstandes.
  • Die Art des verwendeten Rasters kann in weiten Grenzen geändert werden und ist nicht auf den üblichen Raster mit parallelen, zu einer Seitenlinie des betrachteten Feldes parallel verlaufenden Linien beschränkt. Es kann jedes beliebige Muster verwendet werden, welches das Feld in einer Anzahl eng nebeneinander liegender Linien bedeckt, so daß das Abtastelement benachbarte Punkte benachbarter Zeilen zu gleichen Zeitintervallen während des Abtastzyklus erreicht.
  • Die beschriebene Vorrichtung ist so beschaffen, daß sie jeden Gegenstand in dem Blickfeld nur einmal zählt, vorausgesetzt, daß die Gegenstände keine zurückspringenden Grenzlinien besitzen.
  • An Hand der Fig. 4 bis 6 wird nun eine Vorrichtung beschrieben, welche diejenigen Korrekturen gestattet, die bei Gegenständen komplexer Form erforderlich sind.
  • In Fig. 4 sind Gegenstände 25, 26 und 27 dargestellt, welche in einem Feld verteilt sind, das durch Linie 28 begrenzt ist. Es wird angenommen, daß das Feld von oben nach unten in einem durchlaufenden Raster mit eng nebeneinander liegenden parallelen Zeilen abgetastet wird. Einige .dieser aufeinanderfolgenden Zeilenpaare sind mit 29, 30 und 31, 32 bezeichnet.
  • Das beim Abtasten jeder Zeile erzeugte Signal wird quantisiert und so gespeichert, daß es zum Vergleich mit demjenigen Signal verwendet werden kann, das während der Abtastung der benachbarten Linie aufgenommen wird, um festzustellen, wann ein Gegenstand zum ersten Male (zum letzten Male) getastet wird.
  • Zu diesem Zweck muß -die Vorrichtung so ausgebildet sein, daß eine Unterscheidung zwischen verschiedenen klassifizierten Fällen möglich ist, die beim Vergleich eines Signals der laufenden Zeile mit einem Signal der vorangegangenen Zeile auftreten, wenn ein Feld mit verteilten Gegenständen abgetastet wird. Die sechs möglichen Fälle erscheinen an denjenigen Stellen, die in Fig. 4 durch die Buchstaben A bis F bezeichnet sind. Die entsprechenden Fälle sind in Fig. 5 im Impulsdiagramm wiedergegeben.
  • Der obere Teil der beiden in Fig. 5 dargestellten Diagramme zeigt die Signale, die beim Abtasten der oberen Zeile eines Zeilenpaares der Fig. 4 entstehen, also die »vorherige Zeile«, und der untere Teil zeigt die Signale, die beim Abtasten der unteren Zeile des Zeilenpaares entstehen, also »diese Zeile«. In jedem Fall können die Signale nur einen von zwei Werten annehmen: »Schwarz«, angezeigt durch die Horizontale »B«, wenn ..der Abtaststrahl einen Gegenstand vorfindet, und »Weiß«, dargestellt durch die Horizontale »W<,:, wenn er den Hintergrund trifft.
  • Es sind folgende Fälle möglich: A. Beide Signale sind zunächst »weiß«, und sie ändern sich beide -in »Schwarz«. Die Übergänge können gleichzeitig oder in einer anderen Folge auftreten; sie können durch beliebige zeitliche Abstände getrennt sein.. -B. Beide Signale sind zunächst »:schwarz« und ändern sich beide- in »Weiß«. Die Übergänge können gleichzeitig oder in-einer anderen Folge auftreten; sie können durch beliebige Zeitintervalle getrennt sein.
  • C. Beide Signale sind- zunächst »weiß«; »diese Zeile« ändert sich in »Schwarz« und wieder zurück in »Weiß«, ohne daß in der »vorherigen Zeile« irgendwelche Änderungen auftreten.
  • D. Beide Signale sind zunächst »weiß«; die »vorherige Zeile« ändert sich in »Schwarz« und wieder zurück, ohne daß irgendeine Änderung in »,dieser Zeile« auftritt. E. Beide Signale sind zunächst »-schwarz«; die »vorherige Zeile« ändert sich nach »Weiß« und wieder zurück, ohne daß eine Änderung in »dieser Zeile« auftritt.
  • F. Beide Signale sind zunächst »schwarz«; »diese Zeile« ändert sich in »Weiß« und wieder zurück, ohne daß eine Änderung bei der »vorherigen Zeile« auftritt.
  • Es ist dabei zu bemerken, daß die Fälle A und B entsprechend den verschiedenen Folgen zier Übergänge jeweils zwei Typen umfassen, so daß insgesamt acht verschiedene Typen von Fällen auftreten können; alle vier Typender Fälle A und B haben jedoch keine Bedeutung bei der endgültigen Zählung.
  • Ein A- oder B-Fall tritt auf, wenn eine Grenzlinie, die von einer »vorherigen Zeile« überschritten wurde, wieder von »dieser Zeile« überschritten wird, so daß keine neue Information durch einen Vergleich zwischen den beiden Zeilen gegeben ist. Diese Fälle treten häufig auf, dürfen jedoch nicht gezählt werden.
  • Ein C-Fall (Anfang) tritt ein, wenn »diese Zeile« auf eine Begrenzungslinie trifft und sie wieder verläßt, welche nicht in der »vorherigen Zeile« festgestellt wurde; in anderen Worten: Eine neue Begrenzungslinie ist festgestellt worden.
  • Ein D-Fall (Ende) tritt ein, wenn die »vorherige Zeile« eine Grenzlinie trifft und sie wieder verläßt, welche auf »dieser Zeile« nicht ermittelt wurde; in anderen Worten: Eine zunächst registrierte Grenzlinie ist verlassen worden.
  • Ein E-Fall (Konvergenz) tritt auf, wenn es sich herausstellt, daß zwei Teile einer Begrenzungslinie, die zunächst als unabhängig registriert wurden, Teile einer gemeinsamen Außenlinie sind.
  • Ein F-Fall (Divergenz) tritt auf, wenn ein Gegenstand, der zunächst als einheitlich registriert wurde, sich derartig gabelt, daß er in verschiedenen Stellen einer Zeile festgestellt wird.
  • Wenn die Zahl Gegenstände dadurch festgestellt wird, .daß die Zahl der C-Fälle gezählt wird und das abgetastete Feld Gegenstände mit zurückspringenden Außenlinien enthält, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine genaue Zählung dadurch erhalten werden, daß von der so erhaltenen Zahl die Zahl der E-Fälle subtrahiert wird, welche beim Abtasten des Feldes registriert worden sind.
  • Wenn andererseits die D-Fälle gezählt wurden, so muß die Zahl der F-Fälle subtrahiert werden.
  • Die in Fig. 6 ,dargestellte Vorrichtung enthält einen Fernsehbildabtaster 33 bekannter Bauart, welcher elektrische Signale entsprechend der zeilenweise vorzunehmenden Abtastung eines Feldes 34 mit den zu zählenden Gegenständen 35 erzeugen kann. Die Gegenstände sind schwarz auf weißem Grund dargestellt. Der Fernsehbildabtaster wird zweckmäßigeine Kathodenstrahlröhre enthalten, auf deren Schirm ein Abtaststrahl bzw. Lichtfleck erzeugt wird, der auf dem Feld 34 abgebildet -wird; eine dem von dem Felde reflektierten Licht ausgesetzte Photozelle liefert einen. Strom, der sich entsprechend der jeweiligen Lage des Bildes des Lichtflecks ändert. Man kann auch ein Bild des Feldes 34 auf die photoempfindliche Schicht einer Fernsehröhre bekannter Bauart projizieren, um dadurch in bekannter Weisse ein elektrisches Signal zu erhalten.
  • Unabhängig davon, wie die elektrischen Signale entsprechend der Abtastung des Feldes 34 auch erzeugt sein mögen, werden sie durch einen Maskenverstärker 36 geleitet, dessen Aufbau in der Fernsehtechnik bekannt ist und der so ausgebildet ist, daß die Signale, die erzeugt werden, wenn der Abtastfleck aus der Begrenzung des abgetasteten Feldes herausgeführt wird, einen bestimmten Wert erhalten. Dieser Wert wird hier zweckmäßig entweder ,dem Wert »Schwarz« oder »Weiß« durch Steuerung einer Einrichtung 37 angepaßt. Die Signale gelangen in eine Quantisierungseinrichtung 38, welche zweckmäßig als Amplituden-Diskriminator bekannter Bauart ausgebildet ist, der ein Ausgangssignal mit einem ersten konstanten Wert liefert, der im folgenden als »schwarz« bezeichnet wird, entsprechend solchen Teilen des Eingangssignals, die entstehen, wenn ein Gegenstand getastet wird, und .einen zweiten konstanten Wert, im folgenden als »weiß« bezeichnet, für alle übrigen Eingangssignale.
  • Der Ausgang aus der Quantisierungseinrichtung 38 wird geteilt, und ein Teil gelangt zu einer Verzögerungseinrichtung 39, welche so ausgelegt ist, .daß sie das Signal speichert und es erst nach derjenigen Zeit wiedergibt, die von dem Abtastelement beim Durchlaufen einer Zeile des Rasters benötigt wird. Bei den meisten in der Praxis vorkommenden Fällen wird es zweckmäßig sein, ein Speichersystem zu verwenden, das einen Draht enthält, auf dem die Impulse durch den Draht umgebene, mitbestimmten Abständen angeordnete Spulen als akustische Schwingungen erregt werden und von denen sie als elektrische Signale wieder abgenommen werden, so daß magnetostriktive Erscheinungen in dem Draht erregt werden und erregend wirken.
  • Die verzögerten und die uriverzögerten Teile des Ausgangs aus der Quantisierungseinrichtung 38 werden an die Impulserzeuger 40, 41 angelegt, die zweckmäßig Differentialkreise sind, welche aus den angelegten quantisierten Signalen solche Signale bilden, die zeitlich der Abtastung der beiden Kanten jedes Gegenstandes entsprechen, der in irgendeiner der Zeilen festgestellt wird, und die charakteristische Merkmale haben, .durch die sie getrennt werden können. Wenn Differentialkreise verwendet werden, werden die erzeugten Impulse positiv und negativ gerichtet sein, und sie können daher leicht durch eine polaritätsempfindliche Einrichtung getrennt werden, z. B. einen Diodengleichrichter oder eine Elektronenröhre mit entsprechender Vorspannung. Diese Signale besitzen .eine verhältnismäßig kurzeDauer T1. Die Dauer muß verhältnismäßig kurz sein im Vergleich zu der Dauer des Signals, das beim Abtasten eines Gegenstandes der kleinsten noch zu zählenden Größe entsteht.
  • Die von Impulserzeuger 40 aus dem verzögerten Signal erzeugten Signale werden an die Einrichtungen 43 und 44 angelegt, von denen -die Einrichtung 43 nur solche Signale durchläßt, die einem Übergang von »Schwarz« nach »Weiß« entsprechen, während die Einrichtung 44 nur solche Signale weitergibt, die bei einem Übergang von »Weiß« nach »Schwarz« -entstehen. Unterdessen werden .die von der Einrichtung 41 aus dem uriverzögerten Signal gebildeten Signale an die Einrichtungen 42, 45 angelegt, von denen die Einrichtung 42 .nur Übergänge von »Schwarz« nach »Weiß« und Einrichtung 45 nur Übergänge von »Weiß« nach »Schwarz« durchläßt.
  • Die vier dadurch :erzeugten Signalfolgen werden jeweils zu den Sperren 46, 47, 48, 49 weitergegeben, die in bekannter Art so gebaut sein können, daß beim »Öffnen« einer Sperre durch das Anlegen eines geeigneten Signals an seine Regelklemmen -ein Ausgangssignal entsprechend den ausgewählten Signalen erhalten wird. Dabei werden die verzögerten und unverzögerten Signale in einem Mischkreis 50 zusammengefaßt und durch einen Verzögerungskreis 51 geführt, welcher sie mit einer Verzögerung T2 zu einem bistabilen Kippkreis 52 leitet. Die Notwendigkeit der Verzögerung ist bereits oben erläutert worden. Der Kippkreis hat eine solche Überlappung, daß @er in einer seiner stabilen Lagen bleibt, wenn nicht die beiden an den Mischkreis angelegten Signale sich im gleichen Sinne aus einem ihrer zwei möglichen Werte zum anderen ändern, d. h., der Kippkreis wird von einer stabilen Lage ins die andere nur dann versetzt, wenn beide Signale, die zunächst die gleichen sind, sich von »Schwarz« nach »Weiß« ändern, oder umgekehrt.
  • Der Krens ist so ausgelegt, daß er ein .Steuersignal erzeugt, welches die Sperren 46, 47 öffnet, außer wenn sein Zustand durch die beiden an don Mischer 50 angelegten »schwarz« werdenden Signale geändert wird. In diesem Fall werden die Sperren 46, 47 geschlossen und die Sperren 48, 49 geöffnet und bleiben offen, bis einentgegengesetzter Übergang beider Signale aufgetreten ist.
  • Die durch die Sperren46 bis 49 gelangenden Signale werden an gleichartige Zählkreise 53, 54, 55 und 56 angelegt, die in bekannter Weise ausgelegt sein und der Abtastgeschwindigkeit folgen können. Elektronische Zähler mit Dekadenstufen, die durch Zusatz einer Rückkopplung zu einem vierstufigen binären Zähler entstehen, sind z. B. für diesen Zweck geeignet.
  • Die durch die Sperre 46 .gelangenden Signale entstehen bei einem Übergang von »Schwarz« nach »Weiß« in »diesem« Signal, und das isst der Fall, wenn beide Signale »weiß« waren, wenn ,das letztere vor dem Auffinden des Gegenstandes durch den Abtaststrahl den Übergang veranlaßt. Diese Signale entsprechen daher den C-Fällen.
  • Die durch die Sperre 47 gelangenden Signale @entstehen bei einem Übergang von »Schwarz« nach »Weiß« in den Signalender »vorherigen Zeile«, wenn beide Signale »weiß« waren, wenn das letztere vor dem Auffinden des Gegenstandes durch den Abtaststrahl den Übergang veranlaßt. Diese Signale entsprechen daher den D-Fällen.
  • Die durch .die Sperre 48 gelangenden Signale entstehen bei Übergängen von »Weiß« nach »Schwarz« in der »vorherigen Zeile«, wenn bei:desSignale» schwarz« waren vor dem Übergang von »Schwarz« nach »Weiß« in der »vorherigen Zeile«, der vor dem Übergang lag, welcher das registrierte Signal veranlaßt. Diese Signale entsprechen daher den E-Fällen.
  • Die durch die Sperre 49 gelangenden Signale entstehen bei Übergängen von »Weiß« nach »Schwarz« in »dieser Zeile«, wenn beide Signale »schwarz« waren vor dem Übergang von »Schwarz« nach »Weiß« in »dieser Zeile«, der vor dem Übergang lag, welcher das Signal verursacht. Diese Signale entsprechen daher den F-Fällen.
  • Die beschriebene Vorrichtung bietet daher die Möglichkeit zum Zählen der C-, D-, E- und F-Fälle, wäh-rend A- und B-Fälle nicht registriert werden, da Signale, die dazch Übergänge von »Schwarz« nach »Weiß« entstehen, an Sperren angelegt werden, die nur dann geöffnet sind, wenn beide Signale vorher »weilt« waren, und umgekehrt. Man kann .daher eine korrigierte Zählung von C-E oder D-F erhalten.
  • Es ist selbstverständlich nicht nötig, die Erfindung so auszuführen,,daß alle vier Arten von Fällen gezählt werden können; es genügt, entweder C- und E-Fälle oder D- und F-Fälle zu zählen; das kann dadurch geschehen, daß man die entsprechenden Einrichtungen 43, 47, 54 und 45, 49, 56 oder 42, 46, 53 und 44, 48, 55 aus :der dargestellten Schaltung fortläßt.
  • Bei Anwendung der bekannten Technik der Rechengeräte ist es möglich, die Erfindung so auszuführen, daß die von dem E- oder F-Zähler registrierte Zahl automatisch von der Zahl der C- und D-Werte subtrahiert wird, um Beobachtungsfehler auszuschalten.
  • Wenn während :des Abtastens ,ein Gegenstand zum zweiten oder einem folgenden Male festgestellt wird, so wird in einem bestimmten Punkt während des sich in »dieser Zeile« ergebenden »Schwarz«-Signals :ein »Schwarz«-Signal in der »vorherigen Zeile« auftreten. In diesem Falle werden die »beide Weiß«-Sperren 46 und 49 geschlossen sein, bis beide Signale wieder »weiß« geworden sind. Wenn das zweite Signal sich ändert, verursacht .es eine Änderung von »Schwarz« nach »Weiß«, welche an die Sperre 24 angelegt wird; die Verzögerung T2, welche zwischen Kipp- und Ab- sperrkreisen eingeschaltet ist, ist jedoch größer als die Impulsdauer T, so daß die Sperre nicht eher öffnet, als bis der Impuls beendet ist. Die obere Grenze der Verzögerungsdauer isst durch das Erfordernis bestimmt, daß das System in der Lage sein soll, Objekte aufzulösen, welche durch die Mindestzeit T3 getrennte Impulse erzeugen, so daß die Bedingung für .die zulässige Verzögerungszeit T1 < T2 < T3 ist.
  • Nunmehr sei die Wirkungsweise des Maskenverstärkers 36 noch eingehender beschrieben.
  • Jeder Gegenstand endlicher Größe muß eine in sich geschlossene Grenzlinie besitzen. Bei einigen der Gegenstände in dem abgetasteten Feld liegen jedoch Teile der Grenzlinien außerhalb des Blickfeldes. Die Auswirkungen (dieser Erscheinung hängen :davon ab, wie das Blickfeld begrenzt ist. Bei der Fernsehtechnik wird das Signal zwischen aufeinanderfolgenden Zeilen und Rahmen unterbrochen und durch eine bestimmte Signalhöhe ersetzt, welche »Schwarz« ,entspricht; auf diese Weise entsteht eine schwarze Maske um das reproduzierte Bild. Man hat schwarz gewählt, um die rückspringenden Zeilen zu beseitigen, welche sonst auf der Empfänger-Kathodenstrahlröhre sichtbar sein würden; eine weiße Maske wäre jedoch ebenfalls möglich.
  • Ein Ergebnis der Verwendung einer schwarzen Maske ist die Erzeugung eines E- und eines F-Falles, so daß unabhängig von ..der angewendeten Zählmethode einer zu der registrierten Zählung hinzugefügt werden muß. Jeder Gegenstand, der die Kante der Maske überschneidet, wird zur Modifikation der Form der Maske und nicht gezählt.
  • Wenn eine weiße Maske verwendet wird, so wird jeder .Gegenstand, der die Kante des abgetasteten Feldes überschneidet, durch ;die Maske abgeschnitten und als .ein ganzer Gegenstand gezählt. Wenn daher Zählungen sowohl mit einer schwarzen als auch mit einer weißen Maske vorgenommen werden, 'so gibt die Differenz der (korrigierten) Zählungen die Zahl derjenigen Gegenstände an, welche die Maskenkante überschneiden. In den meisten Fällen wird man zutreffend vermuten, daß im Durchschnitt die getroffenen Gegenstände zur Hälfte innerhalb und zur Hälfte außerhalb des abgetasteten Feldes liegen, so daß der Mittelwert der Schwarzmasken- und der Weißmaskenzählung die genaue Zahl der Gegenstände in dem Feld liefert.
  • Wenn sich die Gegenstände bewegen, so kann ihre Bewegung verwendet sein, um die langsamere Komponente des Abtastvorganges zu liefern. Zum Beispiel können die gezählten Gegenstände auf einem sich bewegenden Förderband transportiert werden, frei fallen oder über das Feld einer zeilenweise abtastenden Einrichtung gleiten. In diesen Fällen ist das Blickfeld in der Bewegungsrichtung der Gegenstände nicht begrenzt, es sind aber immer noch zwei Kanten da, die die Zeilenabtastung begrenzen. In manchen Fällen kann man es so einrichten, daß alle Gegenstände von diesen Kanten entfernt sind; wenn .sich aber die Gegenstände über die Außenkanten des abgetasteten Feldes hinaus erstrecken, kann man ein ähnliches Ergebnis wie bei den wiederholten Abtastungen mit schwarzer und weißer Maske (was zu einer Verdopplung .der Mengen führen würde) erhalten, indem man eine schwarze und eine weiße Kantenmaske verwendet. Diese Technik kann auch bei feststehenden Gegenständen angewendet werden.
  • Die im vorangegangenen beschriebenen Zählverfahren und -vorrichtungen ermöglichen eine genaue Zählung von Gegenständen, die einheitliche und geschlossene Grenzen besitzen. Dies trifft nicht zu bei Gegenständen, die in,der Innenfläche eine Öffnung haben oder die stellenweise so dünn sind, daß sie,der Abtasteinrichtung .dort als durchsichtig erscheinen. Ein solcher Gegenstand mit einem Loch wird daher sowohl C- und E- (oder .D- und F-) Fälle ergeben und daher nicht registriert werden. Ein Gegenstand mit zwei Löchern wird als -1 registriert usw. In der Praxis kommt diese Schwierigkeit jedoch kaum vor.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Zählen von Gegenständen in einem abzutastenden Beobachtungsfeld, bei dem ein elektrisches Signal erzeugt wird, dessen Amplitude sich ändert, wenn das Abtastelement einen der Gegenstände trifft, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal in einer Einrichtung derartig quantisiert wird, daß Ausgangssignale einer ersten Art für Eingangssignale unterhalb einer bestimmten Amplitude und Ausgangssignale einer zweiten Art für Eingangssignale oberhalb einer bestimmten Amplitude entstehen, wobei die beim Abtasten einer Zeile erzeugten quantisierten Signale zur genauen Bestimmung der Anzahl der Gegenstände jeweils in einer Einrichtung gespeichert werden, die Ausgangssignale, liefert, deren Dauer gleich der der Ursprungssignale ist, und die so erzeugten Signale dann mit den bei Abtastung einer benachbarten Zeile erhaltenen Signalen derart verglichen werden, daß ein Gegenstand nur dann gezählt wird, wenn eine der verglichenen Signalfolgen ein Element enthält, das in der anderen nicht vorhanden ist.
  2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Speicherung bzw. Verzögerung der Signale eine magnetostriktive Strecke enthalten, auf der das Signal als akustische Schwingung dargestellt und die akustische Schwingung anschließend wieder in das verzögerte Signal umgewandelt werden kann.
  3. 3. Vorrichtung zur Ausführung .des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß .die Summe der verzögerten und uriverzögerten Signale einer Kippschaltung zugeführt wird, die in bezug auf die Spannungsdifferenz der ankommenden Impulse derart ausgebildet ist, daß sie in einer ihrer stabilen Lagen verbleibt, wenn nicht beide erwähnten Signale ihren Wert im gleichen Sinne ändern, und die ein erstes Steuersignal liefern kann, wenn ,sie diejenige ihrer stabilen Lagen einnimmt, in der sie bleibt, wenn nicht beide angelegten Signale einen Wert annehmen, der dem Impulseinfall des Abtastelementes bei Anwesenheit eines Gegenstandes entspricht.
  4. 4. Vorrichtung zur Ausführung .des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, .daß die Impulse, die dem Durchlauf des Abtastelementes über einen Gegenstand entsprechen, einem Zähler über eine Sperre zugeführt werden; die beim ersten Steuersignal tätig wird.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche das Steuersignal über eine Zeit verzögern, die größer als die Dauer -des Impulssignals, aber kleiner als die Mindestzeit ist, die Impulse von Gegenständen trennt, zwischen denen ein solcher Abstand liegt, daß sie als getrennte Gegenstände festgestellt werden sollen.
  6. 6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Ausbildung einer Reihe von Impulssignalen von jeder (der verzögerten und uriverzögerten Signalreihen vorgesehen sind, deren Impulse entsprechend den Übergängen erzeugt werden, =die entstehen, wenn das Abtastelem-ent auf einen Gegenstand auftrifft und diesen verläßt, und daß diese Impulsreihen über entsprechende Sperrkreise, die durch Ausgangssignale .der erwähnten Kippschaltung gesteuert werden, Zählvorrichtungen zugeführt werden, so daß die eine Zählvorrichtung die Anfänge oder Beendigungen und die andere Zählvorrichtung die Konvergenzen (oder Divergenzen) registriert. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 918 054.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE918054C (de) * 1951-03-06 1954-11-22 Philips Nv Geraet zum Zaehlen von Staubteilchen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE918054C (de) * 1951-03-06 1954-11-22 Philips Nv Geraet zum Zaehlen von Staubteilchen

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