DE1116936B - Anordnung zur automatischen Erkennung von Zeichen - Google Patents

Description

• Anordnung zur automatischen Erkennung von Zeichen Zusatz zur Patentanmeldung St 13097 IX / 43 a (Auslegeschrift 1076 984) Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur automatischen Erkennung von Zeichen.
• Zur Zeschenerkerinung kann man auf einer Isolierstoffplatte, die als Zeichenfeld dient, lichtelektrische Widerstände (sogenannte Lichtsonden) anordnen und die zu erkennenden Zeichen darauf abbilden. Die von der Linienführung des Zeichens getroffenen Widerstände ändern dadurch ihren Leit- bzw. Widerstandswert. Man kann die Auswertung der Änderungen in der Weise digitalisieren, daß nur zwei Widerstands-bzw. Leitwerte angezeigt werden, nämlich ein Wert für nicht von dem Zeichen getroffene und ein Wert für vom Zeichen getroffene Widerstände.
• Zur eindeutigen Erkennung der Zeichen müssen die Widerstände in geeigneter Form und Anordnung in dem Abbildungsfeld untergebracht werden. Auf diese Weise werden dann immer einige Widerstände von dem Zeichen bedeckt bzw. durchschnitten, während andere vom Zeichen unbedeckt bleiben. Die Lage der Widerstände muß so gewählt sein, daß bei einem vorgegebenen Schrifttyp eine Kombination der vom Zeichenlinienzug durch- bzw. nicht durchschnittenen Widerstände für ein bestimmtes Zeichen charakteristisch und daher die Erkennung des Zeichens möglich ist.
• Eine derartige Anordnung, die im Prinzip sehr vorteilhaft ist, hat jedoch die Unannehmlichkeit, daß die Herstellung der Lichtsonden schwierig ist. Die Erfindung der Hauptpatentanmeldung geht daher von der Erkenntnis aus, daß das Prinzip der Zeichenerkennung mittels Lichtsonden vorteilhaft abgewandelt werden kann, wenn die Lichtsonden nur als gedachte Bahnen auf dem Zeichenfeld angesehen werden und längs dieser Bahnen ein Lichtpunkt zur Abtastung entlanggeführt wird. Die Erfindung der Hauptpatentanmeldung besteht daher darin, einen Abtastlichtpunkt auf charakteristischen, den Zeichen in Zahl, Lage und Form innerhalb des Zeichenfeldes derart angepaßten Abtastbahnen zu führen, daß sich für jedes Zeichen eine es kennzeichnende Kombination der vom Zeichenlinienzug bedeckten bzw. nicht bedeckten Abtastbahnen ergibt. Zur Erzeugung des Lichtpunktes kann vorteilhafterweise eine Kathodenstrahlröhre verwendet werden, deren erforderliche Ablenkspannungen von Netzwerken mit passiven Schaltelementen abgeleitet werden. Derartige Netzwerke sind jedoch meist schwer zu realisieren, weil eine sehr gute Annäherung an den sich aus den Zeichenformen ergebenden günstigsten Verlauf gefordert wird. Weitere Schwierigkeiten ergeben sich daraus, daß die Netzwerke abgeändert werden müssen, wenn veränderte Zeichen erkannt werden sollen. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, zur Erzeugung der für die Aufzeichnung der Abtastbahnen erforderlichen Ablenkspannungen für jede Ablenkkoordinate eine Reihe von entsprechend ausgelegten, veränderbaren Spannungsteilern vorzusehen, deren gegeneinander entkoppelte Abgriffe mit den betreffenden Ablenkeinrichtungen verbunden sind und von denen gleichzeitig je ein Spannungsteiler für jede Ablenkrichtung nacheinander wirksam gemacht werden kann, indem sie paarweise an die Ausgänge der einzelnen Stufen eines mehrstufigen, schrittweise fortschaltbaren Zählers angeschlossen sind.
• Es ist an sich schon bekanntgeworden, den Kathodenstrahl stufenförmig zu steuern. Hierzu wird ein binäres Zählwerk verwendet, durch dessen Stufen Widerstände, deren Größen proportional dem Stellenwert der Stufen sind, bei gespeicherter »1« überbrückt werden können. Demgegenüber wird bei der vorliegenden Erfindung eine lineare Zählkette verwendet, durch deren Stufen jeweils eine Spannungsteilerschaltung zur stufenweisen Steuerung des Kathodenstrahles zum Zwecke der Zeichenerkennung gemäß der Hauptpatentannieldung eingeschaltet wird.
• Zur eindeutigen Erkennung der Zeichen sind unter Umständen stark gekrümmte Abtastbahnen erforderlich, zumal wenn man wegen der Auswerteschaltungen mit möglichst wenig Abtastbahnen auskommen will. In diesen Fällen kommt man zu einem guten Ergebnis, wenn man die einzelnen Abtastbahnen in mehrere Teilstücke unterteilt und jedem Teilstück einen Spannungsteiler, d. h. eine Zählerstufe, zuordnet. Die zu einer Bahn gehörenden Zählerausgänge sind dann gegeneinander entkoppelt zusammengefaßt und gemeinsam mit dem betreffenden Teil der Auswerteschaltung verbunden.
• Die Auswerteschaltung selbst kann wie bei der in der Hauptpatentanmeldung beschriebenen Anordnung aufgebaut sein. Die Zählerausgänge sind also einzeln oder in Gruppen jeweils mit einem Koinzidenztor verbunden; ferner werden die digitalisierten Abtastsignale allen Koinzidenztoren gleichzeitig angeboten, so daß das von der bzw. den Ausgangsleitungen markierte Koinzidenztor ein Ausgangssignal an den ihm zugeordneten Speicher liefert. Diese Speicher sind ihrerseits mit Koinzidenztoren verbunden, von denen jeweils eines einem bestimmten Zeichen zugeordnet ist.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figur beispielsweise erläutert.
• Das mit Z bezeichnete Rechteck stellt einen mehrstufigen Zähler dar, der in irgendeiner bekannten Weise aufgebaut sein kann. Der Zähler Z wird durch den Impulsgenerator IG schrittweise fortgeschaltet. Die Zählerausgänge sind in dem Rechteck T zusammengefaßt; die Transistoren Tr dienen zur Verstärkung der Ausgangssignale. Die Zählschaltung ist so ausgelegt, daß immer nur ein Ausgang durch das negative Potential - U, markiert ist, während alle anderen Ausgänge praktisch an Erdpotential liegen.
• Jede Ausgangsleitung L, ... L" ist mit einem Paar von Spannungsteilern R,, ... Rx" und Ry, ... Ry" verbunden.
• Diese Spannungsteiler dienen zur Erzeugung der Ablenkspannungen für die Kathodenstrahlröhre R in der x-Richtung und der y-Richtung. Zu diesem Zwecke sind die Abgriffe der Spannungsteiler jeweils über eine Entkoppeldiode Dx, ... Dxn bzw. Dy, ... D,,n gemeinsam mit den betreffenden Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre verbunden. Im allgemeinen ist es erforderlich, noch einen Verstärker V, bzw. Vy vorzusehen. Kann die Grenzfrequenz der Verstärker nicht so gewählt werden, daß die sprunghaften Änderungen der Spannungen bei der Fortschaltung des Zählers etwas abgeflacht werden, dann kann man zweckmäßigerweise vor die Verstärker ein Filter Fx bzw. F,, schalten.
• Wenn der Zähler nunmehr die einzelnen Stufen durchläuft, werden die Leitungen L, ... L" nacheinander markiert. Solange die Verstärkung von V" und V,, sowie die Ausgangsspannung des Zählers konstant sind, hängt die Ablenkspannung nur von der Einstellung der Spannungsteiler ab, so daß der Kathodenstrahl von der Braunschen Röhre entsprechend den eingestellten Spannungsteilern R" und R, in n verschiedene Stellungen abgelenkt wird.
• Die eigentliche Zeichenerkennung geschieht nun wie in der Hauptpatentanmeldung. Der von dem Kathodenstrahl erzeugte Lichtpunkt gleitet also auf den vorgesehenen Bahnen über das Zeichenfeld. Das remittierte Licht wird von der lichtempfindlichen Zelle P empfangen und in entsprechende elektrische Signale umgewandelt. Die verstärkten elektrischen Signale werden dem Begrenzer C zugeführt, der die Signale digitalisiert, indem er nur zwei Ausgangswerte liefert, nämlich entweder den Wert »0« oder den Wert »1«. Unterhalb eines bestimmten Helligkeitswertes liefert der Begrenzer den Wert »1 «, während er darüber den Wert »0« anzeigt, so daß nur Helligkeitssprünge bestimmter Größe erfaßt werden. Der Ausgang des Begrenzers C ist mit dem Tiefpaßfilter F verbunden, das sehr kurze Impulse, die z. B. durch Papierverunreinigungen hervorgerufen werden können, unterdrückt.
• Wenn während des Abtastens ein Übergang von einer hellen zu einer dunklen Stelle überstrichen wird, so gelangt ein Ausgangsimpuls des Begrenzers C über das Filter F zu den Koinzidenztoren K« ... Ki. Die zweite Eingangsleitung dieser Koinzidenztore ist jeweils mit der ihm zugeordneten Ausgangsleitung bzw. Gruppe von Ausgangsleitungen L, ... L" des Zählers Z verbunden. Sind mehrere Ausgangsleitungen des Zählers in Gruppen zusammengefaßt, so sind die einzelnen Ausgangsleitungen durch die Dioden D, . . . D" gegeneinander entkoppelt.
• Bei der Abtastung des Zeichenfeldes entsteht also an demjenigen Koinzidenztor K" . . . KZ ein Ausgangssignal, dessen beide Eingänge markiert sind. Die Ausgangssignale dieser Koinzidenztore gelangen zu digitalen Speichern S" . . . Si und bringen diese in die Stellung »1«. Tritt bei der Abtastung kein Dunkelimpuls auf der betreffenden Abtastbahn auf, dann bleibt der entsprechende Speicher in der Stellung »0«.
• Die Speicher S, . . . Si geben also mit ihren Stellungen »0« bzw. »1« das Ergebnis der Zeichenabtastung an. Eine Kombination ihrer Aussagen zum Zwecke der Zeichenerkennung erfolgt über die Koinzidenzglieder X, ... X", deren Zahl gleich der der möglichen Zeichen ist. Die Koinzidenzglieder sind so aufgebaut und mit den Speichern verbunden, daß immer nur eines von ihnen, bei dem eine bestimmte, für das Zeichen charakteristische Kombination von Speicherstellungen vorliegt, markiert werden kann und damit eine eindeutige Anzeige des so erkannten Zeichens bewirkt wird.
• Die in der Figur dargestellte Schaltung für die Erzeugung der Ablenkspannungen ist nun noch geeignet, die Abtastbahnen der jeweiligen Zeichengröße anzupassen. Durch Veränderung der Spannung -U, kann man nämlich die Abtastbahnen dehnen bzw. schrumpfen, ohne ihre Proportionen zu verändern. Soll die Anordnung für längere Zeit nur eine Schrifttype erkennen, so genügt die manuelle Einstellung von U., folgen jedoch die zu erkennenden Zeichen in verschiedenen Größen unmittelbar aufeinander, so kann man mit bekannten Mitteln in einer Vorabtastung zuerst die Zeichengröße ermitteln und auf Grund dieser Vorabtastung die Spannung - U, automatisch einstellen. An Stelle von - U, können aber auch die beiden Verstärker V" und V, oder die Ablenkempfindlichkeit der Kathodenstrahlröhre entsprechend geregelt werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur automatischen Erkennung von Zeichen, insbesondere Schriftzeichen, mittels lichtelektrischer Abtastung, bei der der insbesondere mittels Kathodenstrahlröhre erzeugte Abtastlichtpunkt auf charakteristischen Bahnen über das Abtastfeld geführt wird und bei Hell-Dunkel-Sprüngen je Abtastbahn Abtastsignale entstehen, welche in Koinzidenzschaltungen den Zeichen zugeordnet werden (Patentanmeldung ST 13097 IX / 43 a), dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der für die Aufzeichnung der Abtastbahnen erforderlichen Ablenkspannungen für jede Ablenkkoordinate eine Reihe von entsprechend ausgelegten, veränderbaren Spannungsteilern vorgesehen ist, deren gegeneinander entkoppelte Abgriffe mit den betreffenden Ablenkeinrichtungen verbunden sind und von denen gleichzeitig je ein Spannungsteiler für jede Ablenkrichtung nacheinander wirksam gemacht werden kann, indem sie paarweise an die Ausgänge der einzelnen Stufen eines mehrstufigen, schrittweise fortschaltbaren Zählers angeschaltet sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Abtastbahnen in mehrere Teilstücke unterteilt sind und jedem Teilstück jeweils ein Spannungsteiler für jede Koordinate zugeordnet ist und daß die zu einer Abtastbahn gehörenden, den einzelnen Teilbahnen zugeordneten Zählerausgänge über Entkoppelglieder gemeinsam mit der Koinzidenzschaltung verbunden sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das allen Zählerausgängen gemeinsame feste Potential (-U.) veränderbar ist, so daß die Abtastbahnen entsprechend der Größe der zu erkennenden Zeichen proportional veränderbar sind.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (V" und V,) entsprechend der Zeichengröße regelbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Vermessungstechnische Rundschau, 1958, S.277 bis 280.