DE1167077B - Anordnung zum Erkennen von Schriftzeichen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G06f

Deutsche Kl.: 43 a - 41/03

Nummer: 1167 077

Aktenzeichen: C 27165 IX c / 43 a

Anmeldetag: 5. Juni 1962

Auslegetag: 2. April 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Erkennen von Schriftzeichen mit einer Abtastanordnung, die während der Abtastung einer Schriftzeichenstelle auf einem Aufzeichnungsträger Abtastsignale abgibt, einer Analysenanordnung, welche die Abtastsignale auswertet und Signale abgibt, welche das Vorhandensein und die Orientierung von Abschnitten eines an der abgetasteten Stelle aufgezeichneten Schriftzeichens anzeigen, einer Formelementenerkennungsanordnung, welche die von der Analysenanordnung abgegebenen Signale auswertet und Signale abgibt, welche das Vorhandensein, die Lage und die Art von Formelementen eines an der abgetasteten Stelle befindlichen Schriftzeichens anzeigen, und mit einer Zeichenerkennungsanordnung, welche die von der Formelementenerkennungsanordnung abgegebenen Signale auswertet und ein Signal abgibt, welches das Vorhandensein und die Art eines auf den Aufzeichnungsträger an der abgetasteten Stelle aufgezeichneten Schriftzeichens anzeigt.

Bei solchen Anordnungen kann die Abtastung rasterartig erfolgen, beispielsweise mittels einer entsprechenden Anordnung von Photozellen, auf welche jeweils ein Schriftzeichen projiziert wird, oder mittels eines Lichtpunktabtasters, der das Schriftzeichen rasterartig überstreicht. Bei Lichtpunktabtastern ist es auch bekannt, den Lichtpunkt auf Grund der Ergebnisse der vorangehenden Abtastung beispielsweise der Kontur eines erfaßten Schriftzeichens nachzusteuern. In allen diesen Fällen besteht die Schwierigkeit, daß der Kontrast zwischen dem Farbton des Schriftzeichens und dem Farbton des Aufzeichnungsträgers schwanken und manchmal sehr schwach werden kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Grenzlinien des Schritfzeichens verschwommen sind, wenn also zwischen den Abschnitten des Schriftzeichens und den umgebenden Abschnitten des Hintergrunds Zwischenabschnitte des Aufzeichnungsträgers vorhanden sind, die einen zwischen dem Schriftzeichenfarbton und dem Hintergrundfarbton liegenden Farbton haben.

In diesem Fall ist es schwierig, genau die Grenze zwischen dem Schriftzeichen und dem Hintergrund des Aufzeichnungsträgers zu erkennen. Im allgemeinen muß eine Entscheidung darüber getroffen werden, ob ein solcher Zwischenabschnitt zu einem Schriftzeichen oder zum Hintergrund gehört. Bei einigen bekannten Anordnungen geschieht dies z. B. auf folgende Weise: Jedes Abtastsignal, das der Untersuchung einer Elementarfläche des Aufzeichnungsträgers entspricht, wird mit einem Bezugspegel verglichen, der willkürlich oder in Abhängigkeit von Anordnung zum Erkennen von Schriftzeichen

Anmelder:

Compagnie des Machines Bull, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser

und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 21. Juni 1961 (865 595)

den von benachbarten Elementarflächen stammenden Abtastsignalen festgelegt wird. Von den diesen Bezugspegel überschreitenden Abtastsignalen wird angenommen, daß sie zu dem Schriftzeichen gehören, und nur diese Signale werden ausgenutzt. Die Signale, welche den Bezugspegel nicht übersteigen, werden von den Erkennungsschaltungen nicht verwertet, und die Nutzinformationen, welche in diesen Signalen enthalten sind, wenn der Bezugspegel zu hoch liegt, gehen somit verloren.

Die in den bekannten Anordnungen enthaltenen Formelementenerkennungsanordnungen sprechen nicht nur auf das Vorhandensein oder Fehlen von gültigen Abtastsignalen, sondern auch auf bestimmte Formelemente des Schriftzeichens an. Zur Vereinfachung begnügt man sich dabei mit einigen wenigen charakteristischen Formelementen, beispielsweise einem waagerechten Strich, einem senkrechten Strich, einem nach rechts schräg ansteigenden Strich und einem nach links schräg ansteigenden Strich. Das Erkennen solcher Formelemente bei der Abtastung ist offensichtlich bei den zuvor geschilderten Kontrastmängeln besonders schwierig. Insbesondere kann durch die willkürlich getroffene Entscheidung über die Bedeutung eines Abtastsignals die Aussage über die Orientierung der Grenzlinie in dem gerade abgetasteten Bereich verfälscht werden.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung der eingangs angegebenen Art, die selbst bei großen Kontrastschwankungen eine einwandfreie Aussage sowohl über das Vorhandensein einer Grenzlinie als auch über die Orientierung der Grenzlinie in dem gerade abgetasteten Bereich liefert, ohne

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daß eine willkürliche Entscheidung über die Bedeutung des von einem bestimmten Abtastpunkt stammenden Signals getroffen werden muß.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Abtastanordnung während der Abtastung einer Schriftzeichenstelle eine Folge von Teilabtastungen ausführt und im Verlauf jeder dieser Teilabtastungen eine Folge von gleichen Elementarflächen abtastet, welche eine festgelegte Figur mit einem Symmetriemittelpunkt bilden, daß die Analysenanordnung mehrere Verteilerschaltungen und für jede Verteilerschaltung eine Integrationsschaltung enthält, daß jede Verteilerschaltung der zugehörigen Integrationsschaltung im Verlauf jeder Teilabtastung die von zwei symmetrisch zum Symmetriemittelpunkt liegenden Gruppen von Elementarflachen stammenden Abtastsignale zuführt, wobei die Gruppen von Elementarflächen für die verschiedenen Verteilerschaltungen verschieden sind, und daß jede Integrationsschaltung im Verlauf jeder Teilabtastung die Summe der Abtastsignale der ersten Gruppe von Elementarflächen bildet und von dieser Summe die Abtastsignale der zweiten Gruppe von Elementarflächen abzieht.

Die Wirkung der erfindungsemäßen Anordnung beruht auf einer besonderen Art der Abtastung im Zusammenwirken mit der Auswertung der dadurch erhaltenen Abtastsignale in der Analysenanordnung. Es wird nicht das von jeder Elementarfläche erzeugte Abtastsignal für sich verwertet, sondern die während einer Teilabtastung von mehreren Elementarflächen gelieferten Signale werden gleichzeitig auf verschiedene Weisen verwertet. Sobald die von den Elementarflächen gebildete symmetrische Figur auf der Grenzlinie eines Schriftzeichens liegt, geben wenigstens einige der Integrationsschaltungen ein Ausgangssignal ab, weil die beiden zugeordneten Gruppen von Elementarflächen zu Gebieten mit unterschiedlichem Farbton gehören, so daß zwischen der Summe der von der einen Gruppe stammenden Abtastsignale und der Summe der von der anderen Gruppe stammenden Abtastsignale eine Differenz besteht. Diese Differenz hängt nur von dem Kontrast zwischen den beiden Stellen ab, nicht dagegen von deren absoluter Helligkeit. Sie erscheint sogar bei einer Kontrastumkehr, wenn also an einer Stelle beispielsweise der Hintergrund dunkler als das Schriftzeichen ist.

Außerdem ist bei einer der Integrationsschaltungen der Absolutwert des Ausgangssignals größer als bei allen übrigen Integrationsschaltungen, nämlich bei der Schaltung, für welche die größte Zahl der Elementarflächen der ersten Gruppe in dem einen Farbtonbereich und die größte Zahl der Elementarflächen der zweiten Gruppe im anderen Farbtonbereich liegt. Man erhält dadurch zusätzlich eine Aussage über die Orientierung der Grenzlinie des Schriftzeichens im Bereich der von den Elementarflächen gebildeten Figur.

Diese Wirkungen werden mit einem sehr geringen Schaltungsaufwand erzielt, denn die Integrationsschaltungen können die von der Abtastanordnung gelieferten Abtastsignale unverändert verwerten. Die Verteilerschaltungen treffen lediglich eine Auswahl aus den von den verschiedenen Elementarflächen stammenden Abtastsignalen. Insbesondere ist jede Unterscheidung hinsichtlich der Bedeutung der Abtastsignale überflüssig.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beispielshalber erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild der gesamten Anordnung,

F i g. 2 die Abtastanordnung,

F i g. 3, 4 und 5 die Weise der Schriftzeichenabtastung,

F i g. 6 die Elementaranalysenanordnung,

Fig. 7a und 7b die Diagramme der Steuerspannungen der Anordnung,

Fig. 8a, 8b, 9a, 9b, 10a. 10b, 11 bis 20 Teile der Elementaranalysensteueranordnung,

Fig. 21 das Blockschaltbild der gesamtenElementaranalysensteueranordnung,

F i g. 22 die Zeichenerkennungssteueranordnung,

Fig. 23 ein Schema zur Erläuterung der Auswertung der Abtastsignale und

F i g. 24 ein Schriftzeichen mit ungleichmäßigem Farbton, das auf einem Träger mit ungleichmäßigem Hintergrundfarbton aufgezeichnet ist.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild der gesamten Anordnung, die folgende Teile enthält: Eine Abtastanordnung 10, gegebenenfalls einen Korrekturspannungsgenerator 11, eine Elementaranalysenanordnung 12, eine Anordnung 13 zum Erkennen der Formelemente der abgetasteten Schriftzeichen, eine Zeichenerkennungsanordnung 14, eine Elementaranalysensteueranordnung 15 und eine Zeichenerkennungssteueranordnung 16.

Die Abtastanordnung 10, die mit entsprechenden Steuerorganen ausgestattet ist, kann ein Abtastsignal erzeugen, das eine Funktion des mittleren Farbtons einer Elementarfläche von vorbestimmter Form und vorbestimmten Abmessungen auf dem Auszeichnungsträger ist, wobei die Lage der so abgetasteten Elementarfläche auf diesem Aufzeichnungsträger durch die Steuerorgane bestimmt ist.

Der Korrekturspannungserzeuger 11 ermöglicht die Korrektur der auf die Steuerorgane der Abtastanordnung einwirkenden elektrischen Spannungen, damit die Lage der abgetasteten Elementarflächen auf dem Aufzeichnungsträger unter Berücksichtigung der Fehler in der Lage der aufgezeichneten Schriftzeichen und der relativen Verschiebungen zwischen dem Aufzeichnungsträger und der Abtastanordnung bestimmt werden kann.

Die Elementaranalysenanordnung 12 verwertet die von der Abtastanordnung 10 im Verlauf einer Teilabtastung abgegebenen Abtastsignale und liefert daraufhin gegebenenfalls Signale, welche die Orientierung des Randes des im Verlauf dieser Teilabtastung abgetasteten Schriftzeichenabschnitts anzeigen. Wenn die Abtastanordnung, wie nachstehend als Beispiel angenommen ist, mit einem beweglichen Abtastfleck arbeitet, bestreicht der Abtastfieck während einer Teilabtastung diesen Schriftzeichenabschnitt in einem Zyklus, der nachstehend als »Kleinzyklus« bezeichnet werden soll.

Die Formelementenerkennungsanordnung 13 verwertet die von der Anordnung 12 im Verlauf von mehreren Kleinzyklen abgegebenen Signale und liefert daraufhin ein Signal, welches ein Formelement des im Verlauf dieser Kleinzyklen abgetasteten Schriftzeichens darstellt.

Die Zeichenerkennungsanordnung 14 verwertet ein oder mehrere der von der Anordnung 13 im Verlauf eines aus einer bestimmten Zahl von Kleinzyklen bestehenden Großzyklus abgegebenen Signale und

erzeugt daraufhin ein Signal, welches das im Verlauf dieses Großzyklus abgetastete Schriftzeichen darstellt.

Die Elementaranalysensteueranordnung 15 enthält Schaltungen, welche die verschiedenen in F i g. 7 a dargestellten Spannungen

(Γ, Γ', Ul, t/2, £73, t/4, x, y, h+, h~, v+, v~, d+, d_t-, d+, d_a~, E, O, R, J)

erzeugen; diese Spannungen steuern den Betrieb der Abtastanordnung 10 und der Elementaranalysenanordnung 12.

Die so gesteuerte Abtastanordnung 10 tastet im Verlauf jedes Kleinzyklus eine Folge von Elementarflächen des Aufzeichnungsträgers ab, die zusammen eine Elementarfigur bilden, welche einen Symmetriemittelpunkt aufweist, dessen Lage in jedem Kleinzyklus festgelegt ist; die so gesteuerte Elementaranalysenanordnung 12 verwertet die im Verlauf eines Kleinzyklus erzeugten Abtastsignale und liefert daraufhin gegebenenfalls Signale, welche die Orientierung des Randes des im Verlauf dieses Kleinzyklus abgetasteten Schriftzeichenabschnitts darstellen.

Die Zeichenerkennungssteueranordnung 16 enthält Schaltungen, welche die Spannungen {x', y' F, N) erzeugen; diese Spannungen steuern den Betrieb der Abtastanordnung 10 und den Betrieb der Erkennungsanordnungen 13 und 14 in der Weise, daß die Symmetriemittelpunkte der aufeinanderfolgenden Folgen der im Verlauf eines Großzyklus abgetasteten Elementarflächen auf dem Aufzeichnungsträger in vorbestimmter Verteilung die Stelle eines einzigen Schriftzeichens bedecken und daß die von der Elementaranalysenanordnung 12 abgegebenen Signale von den Anordnungen 13 und 14 im Hinblick auf die Erkennung der Formelemente des abgetasteten Schriftzeichens bzw. der Erkennung dieses Schriftzeichens verwertet werden.

In der folgenden Beschreibung wird angenommen, daß der Aufzeichnungsträger relativ zu der Abtastanordnung der Anordnung zum Erkennen von Schriftzeichen so angeordnet ist, daß eine rechteckige Fläche, in die ein Schriftzeichen eingeschrieben ist, von der Abtastanordnung im Verlauf eines Großzyklus vollständig abgetastet werden kann; der Korrekturspannungserzeuger 11 ist dann nicht erforderlich.

Die Abtastanordnung 10 (Fig. 1 und 2) des beschriebenen Beispiels arbeitet mit beweglichem Abtastfleck; sie enthält eine Katodenstrahlröhre 20 (Fig. 2), der eine Ablenkschaltung200 zugeordnet ist, welche die Spannungen liefert, die zur Steuerung der Lage dieses Abtastflecks auf dem Schirm der Röhre notwendig sind. Ein optisches System 21 erzeugt ein verkleinertes Bild des Abtastflecks auf dem Aufzeichnungsträger 22, und ein optisches System 23 projiziert das gegebenenfalls von dem Träger 22 reflektierte Licht auf eine photoelektrische Anordnung 24. Die photoelektrische Anordnung 24 gibt Abtastsignale sowohl in direkter Form S als auch in komplementärer Form 5 ab, die von der Intensität des so projezierten Lichtes abhängen. Die von der Ablenkschaltung 20 erzeugten elektrischen Spannungen sind so beschaffen, daß zum vollständigen Abtasten einer Rechteckfläche30 (Fig. 3) auf dem Aufzeichnungsträger im Verlauf eines Großzyklus das Bild des Abtastflecks nacheinander auf Elementarflächen geworfen wird, die in regelmäßiger Weise rings um ein Quadrat AO angeordnet sind, dann auf Elementarflächen, die in regelmäßiger Weise rings um Quadrate 50, CO ... FO angeordnet sind, wobei die Mittelpunkte a 0, b 0 ... der Quadrate AO, BO... in gleichmäßigen Abständen entlang parallelen Zeilen 31, 32... 3 η angeordnet sind, die ihrerseits in gleichmäßigen Abständen im Innern der rechteckigen Fläche 30 des Aufzeichnungsträgers liegen.

F i g. 4 zeigt genauer, wie das Bild des Abtastflecks nacheinander rings um ein Quadrat, hier das Quadrat A 0, entsteht: Das Bild des Abtastflecks entsteht zunächst auf einer quadratischen Elementarfläche A1 mit dem Mittelpunktal, dann auf einer quadratischen Elementarfläche A 2 mit dem Mittelpunkt al usw. und schließlich auf einer Elementarfläche A 8 mit dem Mittelpunkt α 8.

Fig. 5 zeigt, wie das Bild des Abtastflecks nacheinander auf Elementarflächen A1, A 2... A 8, Bi, B 2... B 8, Cl, C2...C8 usw. entsteht, weiche Flächengruppen bilden, welche die Quadrate AO, BO, CO . . . umgeben, deren Mittelpunkte a0, b0, c0 ... gleichmäßig entlang einer waagerechten Zeile 31 verteilt sind, anschließend auf Elementarflächen Gl, G2...G8, H1,H2...H8 usw., welche Flächengruppen bilden, welche die Quadrate GO, if 0 ... umgeben, deren Mittelpunkte g0, h0 . . . in gleichmäßigen Abständen entlang der in die Rechteckfläche 30 des Aufzeichnungsträgers eingeschriebenen waagerechten Zeile 32 verteilt sind. In F i g. 5 sind die Elementarflächen durch Kreise dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die so abgetasteten Flächen die Rechteckfläche 30 (F i g. 3) des Aufzeichnungsträgers vollständig bedecken. Die beschriebene Abtastweise ermöglicht also die vollständige Abtastung eines in diese Fläche 30 eingeschriebenen Schriftzeichens, beispielsweise des Schriftzeichens »2«.

Die von der photoelektrischen Anordnung 24 (F i g. 2) abgegebenen Abtastsignale S und "S werden zu der Elementaranalysenanordnung 12 (Fig. 6) übertragen, welche vier Verteilerschaltungen 61, 62, 63 und 64 (Fig. 6) enthält, welche durch jeweils eines der Signalpaare

h+, /ζ-; ν+, ν-; J₁+, d_t-, J₂+, d_t~ (Fig. 7a)

gesteuert werden.

Die Verteilerschaltung 61 besteht aus zwei »Und«- Schaltungen 611 und 612, welche die Abtastsignale 5 und Έ in direkter und in komplementärer Form empfangen. Diese »Und«-Schaltungen werden durch die Signale h⁺ bzw. h~ gesteuert und liefern ihre Ausgangssignale über Leitungen 6111 bzw. 6112 zu einer Integrationsschaltung 66.

Die übrigen Verteilerschaltungen 62, 63 und 64 sind in gleicher Weise aufgebaut. Ihre »Und«-Schaltungen werden durch die Signalpaare V⁺, v~; J₁ ⁺, J₁" bzw. d₂ ⁺, J₂" gesteuert, wie in Fig. 6 dargestellt ist, und ihre Ausgangssignale werden den Integrationsschaltungen 67, 68 bzw. 69 zugeführt.

Die von der photoelektrischen Anordnung 24 (Fig. 2) abgegebenen Abtastsignale werden somit den vier Verteilerschaltungen 61, 62, 63, 64 (Fig. 6) parallel zugeführt. Diese Verteilerschaltungen haben die Aufgabe, die ihnen zugeführten Abtastsignale zu den zugehörigen Integrationsschaltungen 66, 67, 68 bzw.69 entweder in direkter oder in komplementärer Form oder auch überhaupt nicht zu übertragen, je nach dem Wert der sie steuernden Signale h⁺, h~,

Die Ausgangssignale der Integrationsschaltungen 66, 67, 68, 69 werden über die Leitungen 661, 671, 681, 691 zu der Formelementenerkennungsanordnung 13 übertragen. Am Ende jedes Kleinzyklus werden die Integrationsschaltungen unter der Steuerung durch die Spannungen E, O, R, J (Fi g. 7a), welche von der Elementaranalysensteueranordnung erzeugt werden, in ihren Ausgangszustand zurückgestellt.

vier Stufen 81, 82, 83, 84 besteht. Der Direktsignalausgang jeder Stufe ist an den Eingang der folgenden Stufe angeschlossen, und der Komplementärsignalausgang der letzten Stufe 84 ist mit dem Eingang der ersten Stufe 81 verbunden. Die Übertragungen zwischen den Stufen des Verschieberegisters werden durch die Impulse T gesteuert.

Die Diagramme der Spannungen Ul, Ul, t/3, t/4, welche dann an den Direktsignalausgängen der vier

In Fig. 7a und 7b sind die Zeitdiagramme io Stufen 81, 82, 83, 84 erscheinen, sind in Fig. 7a der elektrischen Spannungen dargestellt, die er- dargestellt.

zeugt werden müssen, damit die soeben beschrie- Die in Fig. 9a und 9b dargestellten Schaltungen

bene Abtastweise und Auswertungsweise erhalten 900 und 950 der Elementaranalysensteueranordnung werden. sind Impulsgeneratorschaltungen, welche Schluß-

Die Zeitintervalle sind in diesen Figuren durch die 15 impulse für die Kleinzyklen liefern. Diese Schaltunuber den Diagrammen aufgetragenen Angaben ge- ken haben die Aufgabe, an ihren Ausgängen die kennzeichnet. Die Angaben ti, ti... t% bezeichnen Spannungen £ und O abzugeben, deren Diagramme beispielsweise die Augenblicke, bei denen die Ab- in Fig. 7a dargestellt sind. Diese Spannungen sowie tastung der Elementarflächen Al, Al... A8 (oder die dazu komplementären Spannungen Έ, Ό dienen, Bl.. .BS oder Cl.. .CS usw., je nach dem be- 20 wie nachstehnd noch erläutert wird und bereits im treffenden Kleinzyklus) beginnt. Zusammenhang mit der Erzeugung der Impulszüge T

Die Diagramme χ und y zeigen die zeitlichen erwähnt wurde, zur Steuerung bestimmter Schaltun-Änderungen der Spannungen, die den Ablenkorganen gen der Elementaranalysensteueranordnung. Die der Katodenstrahlröhre 20 (F i g. 2) zugeführt wer- Spannungsimpulse E und O erscheinen in den Zeitden, damit die Horizontalablenkung und die Vertikal- 25 punkten tE bzw. tO, welche zwei besondere aufeinablenkung des Katodenstrahls in der richtigen Weise anderfolgende Zeitintervalle am Ende jedes Klein

erfolgt, damit das Bild des Abtastflecks im Verlauf eines Kleinzyklus nacheinander auf den Elementarflachen entsteht, die in der in F i g. 4 gezeigten Weise rings um ein Quadrat angeordnet sind.

Die Spannungen x' und y', die später noch erörtert werden und die gleichfalls in Fig. 7a dargestellt sind, werden den Spannungen χ bzw. y so überlagert, daß das Bild des Abtastflecks im Verlauf eines Großzyklus definieren. Während dieser Zeitintervalle, von denen jedes gleich dem Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Taktimpulsen ist, ist der Abtastbetrieb unterbrochen, während bestimmte Zwischenoperationen ausgeführt werden, insbesondere die Auswertung der Informationen, die im Verlauf des soeben abgeschlossenen Kleinzyklus gewonnen wurden und die Vorbereitung bestimmter Schaltungen für

zyklus nacheinander rings um Quadrate entsteht, 35 die Durchführung des folgenden Kleinzyklus, welche in einer Rechteckfläche in der in Fig. 3 ge- Die in Fig. 9a und 9b dargestellten Schaltungen

zeigten Weise angeordnet sind. sind gleich aufgebaut. Jede von ihnen enthält eine

Die Spannungen χ und y werden, wie noch zu er- bistabile Kippschaltung 90 bzw. 95, deren Zustandskennen sein wird, in bequemer Weise auf Grund von änderungen durch die Ausgangssignale VE und 0/E Steuersignalen erhalten, welche von der Analysen- 40 bzw. I/O und O/O (F i g. 7a) von zwei »Und«-Schalsteueranordnung 15 (F i g. 1) geliefert werden. Der tungen 91, 92 bzw. 96, 97 gesteuert werden, deren Zeitsteuerungsabschnitt 800 (F i g. 8a) dieser Anordnung enthält einen Taktgeber 80, der Taktimpulse T
(Fig. 7a) liefert, und eine »Und«-Schaltung 85,
welche durch Signale Έ, Ό (Fi g. 7a) so gesteuert 45
wird, daß sie an ihrem Ausgang nur bestimmte
Impulse T (F i g. 7a) aus der Zahl der Taktimpulse T
erscheinen läßt.

Im folgenden wird angenommen, daß jedes Schaltungselement, das ein Signal Z liefern kann, auch 5° Gleichungen bzw. die Analoggleichungen an, welche gleichzeitig ein zu Z komplementäres Signal Z ab- für die von dem Steuersignalgenerator 1000 und von geben kann. den Kippschaltungen 90 und 95 abgegebenen Span-

Der in F i g. 8b dargestellte Abschnitt der Elemen- nungen die logischen Funktionen bzw. Analogfunktaranalysensteueranordnung ist ein Steuersignalgene- tionen kennzeichnen, welche die Elementaranalysenrator 1000, der aus einem Verschieberegister mit 55 steueranordnung durchführen muß:

χ = t/3(+)t/4 y = T7T(+)T72

logische Funktionen durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden

VE = 773 · t/4 · T und 0/£ = T ■ E beziehungsweise

VO = T · E und OfO = T- O. Die nachstehende Tabelle gibt die logischen

J = Έ + Ο

h- = t/l · Ul

v- = t/3 · t/4

d_x- = Ul ■ t/3

d.r = Ul -T73

R = TJT ■ 773 · Έ ■ Ό = TJT · 774" · 7
h+ = TJI. TJI · Έ · Ό = TJT · 772 · 7
ν+ = 7J3" · 773 · Έ ■ Ό = 773 · 773 · 7

d_t+= 772 · 773 · Έ ■ Ό = 772 · 773 · 7

ά.+ = 77Τ · t/4

In den beiden ersten Gleichungen der Tabelle gibt 65 mit die Signale χ bzw. ν aus den Signalen U 3=1 und

das Zeichen (+) eine Analogsumme an. Es sind U 4=1 bzw. aus den Signalen 77T=I und 772=1

Jäher analog arbeitende Additionsschaltungen (101 erhalten werden, in Fig. 10a und 102 in Fig. 10b) erforderlich, da-

Die übrigen Gleichungen der Tabelle sind logische ausgang und die Signale SI, 32... 38 am Komple-Gleichungen. Die Schaltungen, welche die durch mentärsignalausgang. Das Anlegen der Steuersignale diese logischen Gleichungen ausgedrückten Opera- h⁺, h~ (Fig. 7a) an die »Und«-Schaltungen derVertionen durchführen, sind schematisch in Fig. 11 bis teilerschaltung 61 (Fig. 6) hat zur Folge, daß das 20 dargestellt. In Fig. 11 ist das Element 111 eine 5 Signal51 zu der Integrationsschaltung66 übertragen »Oder«-Schaltung; die Elemente 112, 113 ... 120 wird, während das Signal 31 nicht übertragen wird, sind »Und«-Schaltungen. daß die Signale 52 und 32 beide nicht übertragen

Das Blockschaltbild der gesamten Elementar- werden, daß dann die Signale 33", 33, 35 übertragen analysensteueranordnung ist in Fig. 21 dargestellt. werden, während die Signale 53, 34, 35 nicht über-Es ergibt sich aus den in F i g. 8 bis 20 dargestellten io tragen werden, daß die Signale S6 und 35 nicht Teilschaltbildern, wobei vorausgesetzt ist, daß alle übertragen werden und daß schließlich die Signale 57 Signale in direkter und in komplementärer Form an und 58 übertragen werden, während die Signale 37 jedem Ausgang der dargestellten Schaltungselemente und 35 nicht übertragen werden,
gleichzeitig verfügbar sind. In dem Quadrat231 von Fig. 23 sind in der rela-

DieZeichenerkennungssteueranordnung 16 (Fig. 1 15 tiven Lage der entsprechenden abgetasteten Elemen- und 22) enthält Schaltungen, welche die in F i g. 7 a tarflächen die Abtastsignale angegeben, die, wie sound 7 b dargestellten Treppenspannungen x' und y' eben erläutert wurde, von der Verteilerschaltung 61 erzeugen. Diese Spannungen x' und y' werden den zu der Integrationsschaltung 66 übertragen werden. Ablenkschaltungen 200 (F i g. 2) der Katodenstrahl- In gleicher Weise sind in den Quadraten 232, 233 röhre 20 so zugeführt, daß sie den Spannungen χ 2o und 234 die Abtastsignale angegeben, welche von bzw. y überlagert werden und dadurch die Abtastung den Verteilerschaltungen 62, 63 bzw. 64 zu den Invon Elementarflächen bestimmen, die in der in tegrationsschaltungen 67,68 bzw. 69 übertragen F i g. 3, 4 und 5 gezeigten Weise angeordnet sind. werden.

Wenn / die Zahl der quadratischen Elementar- Wenn angenommen wird, daß die Abtastsignale

flächen ist, die auf jeder in der Fläche30 (Fig. 3) 25 der einem gleichen Gebiet zugehörigen Elementardes Aufzeichnungsträgers enthaltenen Zeile 31, flächen im wesentlichen untereinander gleich und von 32...3π abgetastet werden müssen, und wenn η den Abtastsignalen der zu dem anderen Gebiet gedie Zahl der Zeilen 31, 32 ... 3« ist, auf denen ent- hörigen Elementarflächen wesentlich verschieden lang die Symmetriemittelpunkte der im Verlauf der sind, ist unmittelbar zu erkennen, daß im vorliegen-Abtastung der Fläche 30 abgetasteten quadratischen 3° den Fall das Ergebnis der von der Integrationsschal-Elementarfiguren verteilt sind, muß die Spannung x' tung 66 durchgeführten Summenbildung dem Absolut-/ Stufen und die Spannung / η Stufen enthalten. wert nach größer als das Ergebnis der von jeder

Fig. 22 zeigt eine Abtaststeueranordnung 16, beliebigen anderen Integrationsschaltung 67, 68 oder welche die Spannungen x' und / erzeugen kann. 69 durchgeführten Summenbildung ist. Die Integra-Diese Anordnung enthält eine Integrationsschaltung 35 tionsschaltung 66 zieht nämlich praktisch von den 220, deren Eingang die Impulse E zugeführt werden drei Signalen 51, 58 und 57, die alle zu Elementar- und die durch den Ausgangsimpuls F (Fi g. 7b) eines flächen des Gebiets 301 gehören, die drei Signale 53, Zählers221 mit der Grundzahl/, dessen Eingang 54 und 55 ab, die alle zu Elementarflächen des Gegleichfalls die Impulse £ zugeführt werden, auf 0 biets 302 gehören. Die gebildete Summe läßt sich zurückgestellt wird. Diese Integrationsschaltung 220 40 daher folgendermaßen schreiben:
gibt die Spannungx' (Fig. 7h) ab. _f„- _ „-. ,„_ _ „.. _r„_ _ _„

Ferner enthält die Anordnung 16 eine Integrations- ^l "^{j + li8} a*; + ^/ «J-

schaltung 225, deren Eingang die von dem Zähler 221

mit der Gundzahl / abgegebenen Impulse F zugeführt Das Ergebnis der durchgeführten Operation ist

werden, und der durch den Ausgangsimpuls N 45 daher im wesentlichen gleich der dreifachen Differenz (Fig. 7 b) eines Zählers 226 mit der Grundzahl«, zwischen Abtastsignalen von verschiedenen Gebieten, dessen Eingang gleichfalls die Impulse F zugeführt Dagegen ist das Ergebnis der Summenbildung, die werden, auf 0 zurückgestellt wird. Diese Integrations- von jeder der Integrationsschaltungen 68 und 69 schaltung 225 gibt die Spannung y' (F i g. 7b) ab. durchgeführt wird, wesentlich kleiner als das Drei-

Die Ausgangsimpulse iV und F der Zähler 221 und 50 fache der Differenz zwischen Abtastsignalen verschie-226 werden der Formelementenerkennungsanordnung dener Gebiete. Die Schaltungen 68 und 69 bilden 13 und der Zeichenerkennungsanordnung 14 zu- nämlich die Summen

S^efü^hrt· (51 - 55) + (58 - 54) + (52 - 56)

Die Anordnungen 10 und 12, die m der vorstehend

angegebenen Weise durch die Anordnung 15 ge- 55 beziehungsweise

steuert werden, ermöglichen es, die Orientierung der (57 — 53) + (58 — 54) + (56 — 52)
gemeinsamen Grenze von zwei Gebieten mit verschiedenen Farbtönen auf dem Aufzeichnungsträger in denen die Glieder (52—56) und (56—52) verzu ermitteln. nachlässigt werden können, weil die Signale 52 und In Fig. 3 weist das Gebiet301 den Hintergrund- 60 56 Elementarflächen entsprechen, in denen der farbton und das Gebiet 302 den Schriftzeichenfarb- Hintergrundfarbton und der Schriftzeichenfarbton ton auf. Die Linie 303 markiert die Grenze zwischen gleichzeitig vorhanden sind, so daß die Abtastsignale den Gebieten 301 und 302. Wenn im Verlauf eines 52 und 56 im wesentlichen gleich sind. Schließlich Abtastkleinzyklus die quadratische Elementarfigur ist das Ergebnis der von der Integrationsschaltung 67 304 abgetastet wird, d.h. die rings um das Qua- 65 durchgeführten Operation im wesentlichen 0, weil drat/0 angeordneten Elementarflächen Jl, /2 ... /8 diese Integrationsschaltung von jedem der Signale51, abgetastet werden, liefert die Anordnung 10 nach- 52 und 53 ein Signal 57, S 6 bzw. 55 abzieht, das einander die Signale 51,52 .. .58 am Direktsignal- dem gleichen Gebiet angehört.

Am Ende des Kleinzyklus, in dessen Verlauf die quadratische Elementarfigur 304 abgetastet worden ist, ist daher das von der Integrationsschaltung 66 abgegebene resultierende Signal größer als jedes der remitierenden Signale, welche von den Integrationsschaltungen 67, 68 und 69 abgegeben werden. Dies zeigt, daß die Grenze zwischen den Gebieten 301 und 302 im Innern der quadratischen Elementarfigur 304 (F i g. 3) waagerecht liegt und in der Nähe des Symmetriemittelpunktes dieser Elementarfigur vorbeigeht. Die Formelementenerkennungsanordnungl3 (Fig. 1 und 6) ist so ausgeführt, daß sie diese Ergebnisse in Kombination mit den bei der Abtastung der benachbarten Elementarfiguren erhaltenen Ergebnissen deutet.

Die von der Formelementenerkennungsanordnung 13 erzeugten Signale werden der Zeichenerkennungsanordnung 14 zugeführt, welche das analysierte Schriftzeichen auf Grund der Art, der Zahl und der Lage der von der Anordnung 13 identifizierten Formelemente erkennen kann. Die Anordnung 14 ist so ausgeführt, daß sie ein Ausgangssignal liefert, das in verschlüsselter Form das erkannte Schriftzeichen darstellt.

Es ist zu ersehen, daß die nach der Erfindung ausgeführte Anordnung die Analyse einer vorgegebenen Fläche des Aufzeichnungsträgers dadurch ausführt, daß sie in jeden Kleinzyklus die Farbtöne bestimmter Elementarflächen in einer Folge von Elementarflächen, welche eine Elementarfigur von vorbestimmter Form in dieser Fläche des Aufzeichnungsträgers bilden, miteinander vergleicht. Wenn ein Abschnitt eines Schriftzeichens bestimmte Elementarflächen dieser Folge einnimmt, ermöglichen es die Signale, die sich aus dem im Verlauf eines Kleinzyklus durchgeführten Vergleich ergeben, die Richtung der Grenze zu bestimmen, welche das Schriftzeichen von dem Hintergrund in der im Verlauf dieses Kleinzyklus abgetasteten Elementarfigur trennt, und dieses Ergebnis hängt nur von dem Kontrast ab, der zwisehen dem Schriftzeichenfarbton und dem Hintergrundfarbton auf den zu dieser Folge gehörigen Elementarflächen besteht.

Eine nach der Erfindung ausgeführte Anordnung ermöglicht also das Erkennen von Schriftzeichen mit ungleichförmigem Farbton, die auf einen Hintergrund mit ungleichförmigem Farbton aufgezeichnet sind, wie in F i g. 24 dargestellt ist; es ist hier zu erkennen, daß der obere Abschnitt des Schriftzeichens »6« weniger dunkel als der im Inneren des unteren Ab-Schnitts dieses Schriftzeichens liegende Abschnitt des Hintergrunds ist.

Die Wirkungsweise der Anordnung wird nicht verändert, wenn die den Hintergrundfarbton und die den Schriftzeichenfarbton aufweisenden Gebiete voneinander durch ein Gebiet mit einem Zwischenfarbton getrennt sind, solange die Breite dieses Zwischengebiets kleiner als die größte Abmessung der Elementarflächen bleibt. Die Anordnung nach der Erfindung ermöglicht also das Erkennen von Schriftzeichen, die mit Kohlepapier oder Farbband aufgezeichnet sind.

Wenn, wie in Fig. 3 dargestellt ist, die größte Abmessung der Elementarfigur, welche von dem im Verlauf eines Kleinzyklus abgetasteten Elementarflächen gebildet wird, in der gleichen Größenordnung wie die Dicke der das zu analysierende Schriftzeichen bildendes- Schriftzüge ist, besteht eine große Wahrscheinlichkeit, daß die Signale, welche von der Elementaranalysenanordnung im Verlauf eines die Abtastung eines Teils eines Schriftzeichens erfassenden Kleinzyklus abgegeben werden, von der Formelementenerkennungsanordnung für die Erkennung des Schriftzeichen.; verwertbar sind.

Damit eine ausreichende Gleichförmigkeit in der Beleuchtung jeder abgetasteten Elementarfläche erhalten wird, ist es nach der Erfindung vorteilhaft, daß der bewegliche Abtastfleck Lissajous-Figuren beschreibt, die in Quadrate eingeschrieben sind, welche sich mit den Elementarflächen decken.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich nur auf eine besondere Ausführungsform der Erfindung, zu der noch alle Abwandlungen gehören. So können die im Verlauf der verschiedenen Kleinzyklen abgetasteten Folgen von Elementarflächen nach der Erfindung eine beliebige Zahl von Elementarflächen enthalten, die auf dem Aufzeichnungsträger zur Bildung jeder beliebigen, einen Symmetriemittelpunkt aufweisenden Elementarfigur angeordnet sein können. Die Symmetriemittelpunkte der Elementarfiguren, welche von den verschiedenen, im Verlauf verschiedener Kleinzyklen abgetasteten Folgen von Elementarflächen gebildet werden, können in jeder geeigneten Weise auf dem Aufzeichnungsträger verteilt sein. Es ist möglich, sie weder gleichförmig noch in vorbestimmter Weise zu verteilen; ihre Lage kann beispielsweise in Abhängigkeit von den Ergebnissen der von der Anordnung durchgeführten Operationen bestimmt werden. Die Zahl der in jedem Großzyklus enthaltenen Kleinzyklen kann durch die Zeichenerkennungsanordnung derart bestimmt werden, daß ein zur Schriftzeichenerkennung dienender Großzyklus vor dem Ende der vollständigen Abtastung des Schriftzeichens abgebrochen wird, sobald eine ausreichende Zahl von Formelementen erkannt worden ist. Die Abtastsignale für die verschiedenen Elementarflächen jeder Folge können auch in anderer als in der zuvor beschriebenen Weise erhalten werden. Insbesondere können die Elementarflächen jeder Folge mittels einer entsprechenden Anzahl von Photozellen, auf welche nacheinander die verschiedenen Abschnitte der ein zu erkennendes Schriftzeichen enthaltenden Stelle des Aufzeichnungträgers projiziert werden, parallel abgetastet werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Erkennen von Schriftzeichen mit einer Abtastanordnung, die während der Abtastung einer Schriftzeichenstelle auf einem Aufzeichnungsträger Abtastsignale abgibt, einer Analysenanordnung, welche die Abtastsignale auswertet und Signale abgibt, weiche das Vorhandensein und die Orientierung von Abschnitten eines an der abgetasteten Stelle aufgezeichneten Schriftzeichens anzeigen, einer Formelementenerkennungsanordnung, welche die von der Analysenanordnung abgegebenen Signale auswertet und Signale abgibt, welche das Vorhandensein, die Lage und die Art von Formelementen eines an der abgetasteten Stelle befindlichen Schriftzeichens anzeigen, und mit einer Zeichenerkennungsanordnung, welche die von der Formelementenerkennungsanordnung abgegebenen Signale auswertet und ein Signal abgibt, welches das Vorhandensein und die Art eines auf

dem Aufzeichnungsträger an der abgetasteten Stelle aufgezeichneten Schriftzeichens anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastanordnung während der Abtastung einer Schriftzeichenstelle (30) eine Folge von Teilabtastungen ausführt und im Verlauf jeder dieser Teilabtastungen eine Folge von gleichen Elementarflächen (71, 72 ... 78) abtastet, welche eine festgelegte Figur mit einem Symmetriemittelpunkt (70) bilden, daß die Analysenanordnung (12) mehrere Verteilerschaltungen (61, 62, 63, 64) und für jede Verteilerschaltung eine Integrationsschaltung (66, 67, 68, 69) enthält, daß jede Verteilerschaltung der zugehörigen Integrationsschaltung im Verlauf jeder Teilabtastung die von zwei symmetrisch zum Symmetriemittelpunkt liegenden Gruppen von Elementarflächen (z. B. 71, 78, 77 und 73, 74, 75) stammenden Abtastsignale zuführt, wobei die Gruppen von Elementarflächen für die verschiedenen Verteilerschaltungen verschieden sind, und daß jede Integrationsschaltung im Verlauf jeder Teilabtastung die Summe der Abtastsignale der ersten Gruppe von Elementarflächen (z. B. 71, 78, 77) bildet und von dieser Summe die Abtastsignale der zweiten Gruppe von Elementarflächen (z.B. 73, 74, 75) abzieht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastanordnung so gesteuert wird, daß die während aufeinanderfolgender Teilabtastungen abgetasteten Figuren von Elementarflächen (A1...A8; B1...B8 usw.) ineinandergeschachtelt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastanordnung aus einer Gruppe von Photozellen besteht, die nach Zahl und Anordnung den während einer Teilabtastung abzutastenden Elementarflächen entsprechen und auf die nacheinander die während aufeinanderfolgender Teilabtastungen abzutastenden Abschnitte der Schriftzeichenstelle projiziert werden.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastanordnung (10) eine Katodenstrahlröhre (20) enthält, deren Katodenstrahl so gesteuert wird, daß der davon erzeugte Abtastfleck während jeder Teilabtastung nacheinander die zu einer Figur gehörenden Elementarflächen durchläuft, und daß eine photoelektrische Anordnung (24) vorgesehen ist, welche für jede vom Abtastfleck erfaßte Elemen-' tarfläche ein der mittleren Helligkeit dieser Elementarfläche entsprechendes Signal an die Verteilerschaltungen (61, 62, 63, 64) liefert.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abtastanordnung (10) und die Verteilerschaltungen (61, 62, 63, 64) eine gemeinsame Steueranordnung (15) vorgesehen ist, welche während jeder Teilabtastung eine der Zahl der abzutastenden Elementarflächen einer Figur entsprechende Zahl von verschiedenen Zuständen annimmt und in jedem Zustand zwei den Grobablenkspannungen (x\ y') des Katodenstrahlsystems zu überlagernde Feinablenkspannungen (x, y) sowie Steuerspannungen Qi⁺, h~; v⁺, v~; Ci₁ ⁺, Ii₁"; d₂ ⁺, df) für die Verteilerschaltungen erzeugt.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastanordnung (10) so ausgeführt ist, daß sie außer dem der mittleren Helligkeit jeder Elementarfläche entsprechenden direkten Signal (S) ein dazu komplementäres Signal (S) abgibt, daß jede Verteilerschaltung (61, 62, 63, 64) zwei »Und«-Schaltungen (z. B. 611, 612) enthält, daß ein Eingang der einen »Und«- Schaltung (611) mit dem das direkte Signal (S) liefernden Ausgang und ein Eingang der anderen »Und«-Schaltung (612) mit dem das komplementäre Signal (S) liefernden Ausgang der Abtastanordnung (10) verbunden ist, daß ein weiterer Eingang jeder »Und«-Schaltung mit einem Steuerspannungsausgang der Steueranordnung (15) verbunden ist und daß der Ausgang (6111, 6112) jeder »Und«-Schaltung mit einem Eingang der zugehörigen Integrationsschaltung (z. B. 66) verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 095 567,
241;
Unterlagen des belgischen Patents Nr. 569 902.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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