DE1263362B - Verfahren zum maschinellen Erkennen von Zeichen und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. Cl.:

G 06 k 3/S2 F

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 42 m6-9/10

L/

Nummer: 1 263 362

Aktenzeichen: K 53067IX c/42 m6

Anmeldetag: 29. Mai 1964

Auslegetag: 14. März 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum maschinellen Erkennen von Zeichen, wobei die Zeichen längs zweier oder mehrerer paralleler Abtastlinien abgetastet werden, wobei die innerhalb jeder Abtastlinie bei Helligkeitssprüngen erzeugten Impulse mit den Impulsen benachbarter Abtastlinien verglichen werden und entsprechend ein die Phasenvoreilung bzw. -nacheilung kennzeichnendes Formsignal erzeugt wird und wobei schließlich entsprechend der jeweiligen Kombination dieser Formsignale Codesignale erzeugt werden.

Ein derartiges, in der deutschen Auslegeschrift 1121864 beschriebenes Verfahren arbeitet in der Weise, daß jeweils benachbarte Abtastlinien an eine Kippstufe angeschlossen sind, die durch Impulse der einen Abtastlinie in einen Schaltzustand und durch Impulse der jeweils anderen Abtastlinie in den entgegengesetzten Schaltzustand umgesteuert wird. Durch ein solches Verfahren erfaßt man im wesentlichen die Steigung der jeweils letzten, quer zu den Abtastlinien verlaufenden Linie eines Schriftzeichens. Die Merkmale am Zeichenanfang, die für die Erkennung sehr wichtig sind, werden hierdurch weitgehend nicht erfaßt. Dieses Verfahren liefert infolgedessen zu wenig Erkennungskriterien, so daß nach dem genannten Verfahren zur Gewinnung weiterer Erkennungskriterien eine Zählung der Impulse innerhalb einer Abtastlinie vorgesehen ist. Diese Zählung von Impulsen ist jedoch gegen eine Änderung der Zeichenform sehr empfindlich.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens der genannten Art, das die Erfassung einei ausreichenden Anzahl von Formmerkmalen eines Zeichens erlaubt und damit eine ausreichende Zahl von Erkennungskriterien liefert. Dies wird nach dei Erfindung dadurch erreicht, daß die Impulse jedei Abtastlinie auf eine bestimmte Impulszahl begrenzt werden, daß jeweils die Endimpulse der begrenzten Impulsfolgen benachbarter Abtastlinien hinsichtlich ihrer gegenseitigen Phasenlage verglichen werden und daß die jeweilige Anzahl der Änderungen aufeinanderfolgender Formsignale zur Zeichenerkennung herangezogen wird.

Durch diese Impulszahlbegrenzung kann man innerhalb von Zeichen alle Formelemente in Abtastrichtung erfassen. Beispielsweise kann die Impulszahl zunächst auf eins begrenzt werden, womit jeweils die im allgemeinen besonders signifikanten Vorderflanken der Schriftzeichen erfaßt werden. Sodann kann man durch entsprechende Impulszahlbegrenzung weitere Linienelemente des Zeichens quer zur Abtastrichtung erfassen. Wichtig für die Impulszahl-Verfahren zum maschinellen Erkennen von
Zeichen und Einrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens

•Anmelder:

Kabushiki Kaisha Hitachi Seisakusho,

Marunouchi, Chiyoda-Ku, Tokio (Japan)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,

8000 München 22, Widenmayerstr. 5

Als Erfinder benannt:

Sho Narita, Kodaira-Shi;

Shinij Yamamoto, Kokubunji-Machi,

Kitatama-Gun, Tokio (Japan)

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 30. Mai 1963 (27 665)

begrenzung im Sinne der Erfindung ist, daß bei Abtastlinien, die nur einen Impuls enthalten, jeweils dieser Impuls zu Vergleichszwecken benutzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es somit, jeweils mehrere vertikale Bereiche eines Zeichens zu erfassen, ohne daß man zu einer aus vielerlei Gründen "unerwünschten rasterartigen Prüfpunktbedeckung greifen muß. Durch diese Maßnahme der Impulszahlbegrenzung erhält man eine ausreichende Zahl von Erkennungskriterien, so daß man eine große Vielfalt von Schriftzeichen auch bei abweichendem Schriftbild sicher erkennen kann.

Weiterhin betrifft die Erfindung, eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit je einem lichtempfindlichen Abtastelement für jede Abtastlinie und mit Vergleicherkreisen für die Impulse benachbarter Abtastlinien. Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß für jede Abtastlinie ein Impulszahlbegrenzer vorgesehen ist, daß Signalanalysatorkreise mit gesteuerten Kippstufen zum Phasenvergleich der Ausgangssignale jeweils benachbarter Impulszahlbegrenzer vorgesehen sind, daß den Signalanalysatoren exklusive Oder-Schaltungen nahgeschaltet sind,

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die jedes Ausgangssignal mit dem jeweils benachbarten Ausgangssignal vergleichen und die Änderungen der Ausgangssignale jeweils benachbarter Signalanalysatorkreise feststellen, daß Zählschaltungen vorgesehen sind, die die Anzahl der Änderungen zählen, und daß schließlich an diese Zählschaltungen Entschlüsselungskreise angekoppelt sind.

Die Erfindung wird auf Grund der folgenden Beschreibung am besten verständlich, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, worin jeweils entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Es stellt dar

F i g. 1 eine Ansicht einer Zeichenkarte mit aufgezeichneten, zu lesenden Schriftzeichen zusammen mit einer Kombination von Phototransistoren zur Umwandlung der Zeichenbilder in elektrische Signale,

F i g. 2 (A) eine Ansicht mit der Darstellung der mittels zahlreicher Phototransistoren abgeleiteten Formsignale beim Lesen der arabischen Ziffer »3«, F i g. 2 (B) und 2 (C) Wellenf ormdiagramme zur Bildung der Formsignale bei dem Abtastvorgang nach Fig. 2(A),

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Darstellung des grundsätzlichen Aufbaus einer Zeichenerkennungsschaltung, welche einen Hauptbestandteil einer erfindungsgemäßen Einrichtung bildet,

F i g. 4 ein Blockschaltbild eines Impulszahlbegrenzers FF in F i g. 3,

F i g. 5 ein Impuls-Zeit-Diagramm verschiedener Impulsformen innerhalb eines Schaltkreises nach Fig. 4,

F i g. 6 (A) ein Blockschaltbild eines Bausteins der Analysatorschaltkreise in F i g. 3,

F i g. 6 (B) ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der genannten Schaltkreise,

F i g. 7 (A, 7 (B), 7 (C) und 7 (D) Blockschaltbilder und Impuls-Zeit-Diagramme weiterer ähnlicher Schaltkreise wie in Fi g. 6 (B),

F i g. 8 (A) ein Blockschaltbild einer exklusiven Oder-Schaltungsgruppe,

F i g. 8 (B) ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform einer derartigen Schaltung,

F i g. 9 eine Verschlüsselungstabelle der zu arabischen Ziffern gehörigen Signale,

F i g. 10 eine Darstellung eines weiteren Verfahrens nach der Erfindung zum Nachweis der arabischen Ziffer »3«,

Fig. 11 eine Ansicht der im Randbereich zu lesender Schriftzeichen verlaufenden Abtastlinien,

Fig. 12 ein Blockschaltbild eines Schaltkreises zur Umformung von zu Abtastlinien, die nicht das betreffende Schriftzeichen abtasten, gehörigen Signalen in Z-Signale,

Fig. 13 ein Blockschaltbild eines Schaltkreises zur Bestimmung des von der den oberen Rand des Schriftzeichens abfühlenden Abtastlinie herrührenden Signals,

F i g. 14 (A) und 14 (B) weitere Ausführungsformen von Impulszahlbegrenzern für eine erfindungsgemäße Einrichtung nach F i g. 3,

Fig. 15 ein Impuls-Zeit-Diagramm von Wellenformen innerhalb der Schaltung nach Fig. 14,

F i g. 16 (A) die arabische Ziffer »3« mit den Abtastlinien und Vergleichspunkten bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 16 (B) eine tabellarische Darstellung eines zu der Abtastung nach F i g. 16 (A) gehörigen Codes und

F i g, 17 eine Erläuterung der Abtastung des Buchstaben B bei einer weiteren Form des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Zeichnungen beziehen sich hauptsächlich auf die Anwendung der Erfindung zum Abtasten von arabischen Zahlen mittels Phototransistoren als photoelektrischen Wandlern. Diese Anwendung ist jedoch nur als ein Ausführungsbeispiel zum Zwecke der Erläuterung ausgewählt.

ίο F i g. 1 zeigt eine Karte 1 mit mehreren in horizontaler Reihe eingetragenen zu lesenden Zahlen 2. Diese Karte 1 wird gegen die linke Seite hin in F i g. 1 längs einer Bewegungsbahn vorgesehen, über welcher eine Gruppe Phototransistoren a,b,c...m zum Nachweis dieser Zahlen angeordnet sind. Wenn auch eine Anzahl von 13 Phototransistoren zur Vereinfachung der Beschreibung gewählt ist, so kann entsprechend der Anzahl und Art der nachzuweisenden Schriftzeichen eine andere Anzahl von Phototransistoren ausgewählt werden.

Die allgemeine Anordnung und der Schaltungsaufbau der Gesamtheit der Abtastkreise nach der Erfindung ist in F i g. 3 dargestellt, wo der zum Nachweis der Zahlen dienende photoelektrische Wandler PT die bereits genannte Phototransistorgruppe a,b ... umfaßt.

Die die Transistoren a, b... dieses photoelektrischen Wandlers PT verlassenden Ausgangssignale C₁, O₁,.. werden in eine Gruppe von Verstärkern und Impulsformerstufen AM eingespeist, wo geformte und verstärkte Signale a₂, b₂. . . erzeugt werden, welche jeweils eine Anzahl von Impulsen P₁, P₂... nach F i g. 5 (z) aufweisen. Diese Signale a₂, b₂... gelangen in eine Gruppe von Impulszahlbegrenzern FF und werden zu Signalen a_v b_s... umgewandelt. Die Signalumwandlung in dieser Impulszahlbegrenzergruppe FF soll nunmehr im einzelnen erläutert werden.

Nach F i g. 4, welche eine Baugruppe dieser Gruppe

FF zeigt, · läuft beispielsweise ein Signal a₂ in eine Und-Schaltung 3 ein und gelangt dann in eine bistabile Kippstufe 4. Der Ausgang 5 dieser Kippstufe 4 ist zu der Und-Schaltung zurückgeführt.

Es sei angenommen, daß das Signal a₂ mehrere Impulse P₁, P₂ ..., wie das Signal 7 in F i g. 5, umfaßt. Nach einer weiteren Annahme wird die Kippstufe zuvor durch ein Signal α vom Ausgang der Oder-Schaltung AD in F i g. 3 in Ausgangsstellung zurückgestellt, wo die Ausgangsseiten 6 und 5 nach Fig. 4 jeweils in dem Schaltzustand für ein »0«- Signal bzw. ein »1 «-Signal verbleiben. Sodann kippt bei Ankunft eines Impulses P₁ nach F i g. 5 (z) die Kippstufe 4 um, so daß an den Ausgangsseiten 6 und 5 jeweils die Wellenformen nach F i g. 5 (H) bzw. 5 (Hi) auftreten. Da die Wellenform nach F i g. 5 (Hi) zusammen mit der Eingangswellenform an der Und-Schaltung nach F i g. 4 anliegt, werden die zweiten und folgenden Impulse P₂, P₃ ... des Signals 7 unterdrückt, und jeweils nur ein Impuls nach F i g. 5 (zv) verbleibt in dem Ausgangssignal a_z. Das auf diese Weise abgeleitete Ausgangssignal a_s gelangt in eine Gruppe von Nicht-Schaltungen und Differentiationskreisen PC, wo die Wellenform in der jeweiligen Nicht-Schaltung nach F i g. 5 (v) eine Phasenumkehr erfährt und wo das Signal in dem jeweiligen Differentiationskreis differenziert wird. Der negativläufige Impuls dieses Signals wird abgeschnitten und unterdrückt, so daß man ein Signal a_i nach F i g. 5 (vi) erhält.

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Die auf diese Weise gebildeten Signale a₄, b_i ... sprechend der Wirkungsweise der Kippstufen werden werden als Eirigangssignale in eine Gruppe von die jeweiligen Einsatzzeiten der Endimpulse der Analysatorkreisen RD für die linksseitigen Signale Signale a₂ und b₂ miteinander verglichen,
nach F i g. 3 eingegeben, wo Signale a₅, ^₅ ... ent- Wenn im einzelnen der Endimpuls des Signals a₂ stehen. Diese Signalanalysatorgruppe RD für die 5 eine Phasenvoreilung gegenüber dem Endimpuls des linksseitigen Signale vergleicht jeweils einander be- Signals b., aufweist, wird das Signal a_e ein »1«- nachbarte der genannten Signale a_v £>₄ ... mitein- Signal, während umgekehrt im Fall einer Phasenander und erzeugt ein »!«-Signal, wenn die mitein- hacheilung das Signal a₆ ein »O«-Signal wird. In entander verglichenen Impulse eine Phasenvoreilung sprechender Weise wird das Signal b₂ zum Zweck aufweisen, bzw. ein »O«-Signal, wenn die miteinander io der Erzeugung des Signals b_e mit dem Signal c₂ ververglichenen Impulse eine Phasennächeilung auf- glichen. In entsprechender Weise werden auch die weisen. anderen Signale zum Zweck der Erzeugung des

F i g. 6 (A) zeigt eine Baueinheit der Signalanäly- Signals b_a mit dem Signal c₂ verglichen. In ent-

satorgruppe RD für die linksseitigen Signale. Die sprechender Weise werden auch die anderen Signale

Signale a₄ und ö₄ liegen als Eingangssignale an den 15 zürn Zweck der Ableitung der Signale c₆, d₆... mit

Eingängen 12 und 13 einer Kippstufe 12 an. Das jeweils benachbarten Signalen verglichen.

Signal a₅ wird von derjenigen Ausgangsstufe abge- Am rechten Rand der F i g. 2 (A) sind die jeweili-

leitet, welche ein »1«-Signal abgibt, wenn der Impuls gen rechtsseitigen, beim Lesen der arabischen Ziffer 3

des Signals a₄ eine Phasenvoreilung gegenüber dem abgeleiteten Signale iz₆, b_e... aufgetragen. Da der

Impuls des Signals Z>₄ aufweist. 20 Punkt 9, in welchem die Abtastlinie des Transistors a

Wenn nach der Darstellung der F i g. 2 (B) und letztmals die Ziffer schneidet, zur Linken, also früher

2 (C) die erste Impulsflanke des Signals a₄ eine als der Punkt 14 liegt, in welchem die Abtastlinie des

Phasenvoreilung aufweist gegenüber der ersten Transistors b letztmals die Ziffer schneidet, wird das

Impulsflanke des Signals &₄, ergibt sich das Signal ά₅ Signal ά₆ ein »!.«-Signal. Die Signale O₆, /₆, g₆, h₆

als »1 «-Signal, wenn andererseits die erste Impuls- 25 und i₆, welche einer ähnlichen Beziehung entsprechen,

flanke des Signals a₄ eine Phasenverzögerung gegen- werden ebenfalls »!«-Signale. Umgekehrt werden die

über der ersten Impulsflanke des Signals b_i aufweist, Signale C₆, d₆, e₆, /₆, k₆, I₆ und m_e in denjenigen

ergibt sich als Signal a₅ ein »O«-Signal. In ent- Fällen als »O«-Signale erzeugt, wo die Schnittpunkte,

sprechender Weise werden die Signale b_i und C₄ zum in welchen die jeweiligen Abtastlinien die Ziffer letzt-

Zweck der Ableitung eines Signals b_s miteinander 30 mais schneiden, rechts, also später als diejenigen

verglichen. Das Signal C₄ wird zum Zweck der Er- Schnittpunkte liegen, in welchen die jeweils unterhalb

zeügung eines Signals C₅ mit dem Signal d_i verglichen. liegenden, benachbarten Abtastlinien die Ziffer letzt-

Dementsprechend wird jedes Signal mit seinem un- mais schneiden.

mittelbar benachbarten Signal verglichen, wodurch Von der Oder-Schaltung AD in Fig. 3 wird ein

die Signale d₅, e₅... abgeleitet Werden. 35 signal α an die Signalanalysatorkreise RD für die

Am linken Rand der Fig. 2(A) sind diejenigen linksseitigen Signale und an die Signalanalysator-

linksseitigen Signale «₅, b₅ ... angegeben, welche sich kreise LD für die rechtsseitigen Signale abgegeben,

beim Lesen der arabischen Ziffer »3« ergeben. Da welches die Zeitpunkte des Beginns Und des Endes

der Punkt 9, in welchem die Abtastlinie des Tran- des Ablesens einer Ziffer angibt. Während des Ab-

sistors α zum erstenmal die Ziffer schneidet, zur 40 lesens einer Ziffer werden die Kippstufen 4 aller

rechten Hand, also hinter dem Punkt 10 liegt, in Baugruppen ständig in dem richtigen Schaltzustand

welchem die Abtastlinie des Transistors b erstmals gehalten.

die Ziffer schneidet, erhält man als Signal ß₅ ein »0«- In Fig. 9 sind die den Ziffern »1« bis »9« entSignal, und auch die Signaleb₅, rf₅, e₆, i₅, J₅ und m₅, sprechenden Ausgangssignalea_s, b₅... und a_e, b_e>.. bei welchen dieselbe Beziehung vorliegt, ergeben sich 45 der Signalanalysatorkreise RD und LD dargestellt, als »O«-Signale. wobei jeweils gleiche Signale in einer Reihe zu einem

Umgekehrt ergeben sich die Signale c₅, /₅, g_s, h_5i k_& Symbol zusammengefaßt sind.

und Z₅ als »!«-Signale, welche jeweils dann erzeugt Die Reihen der Signale ά₅, b₅ ... und a₆, b₆ ... werden, wenn die Punkte, in Welchen die betreffenden werden jeweils als Eingangssignale in exklusive Oder-Abtastlinien erstmals die Ziffer schneiden, zur Linken, 50 Schaltungen RF und LF nach F i g. 3 eingespeist und also zeitlich vor denjenigen Punkten liegen, in wel- entsprechend in Signale a_v b₇ ... und Ct₈, b_s... umchen die jeweils darunterliegenden Abtastlinien die geformt.
Ziffer schneiden. Eine Baugruppe dieser exklusiven Oder-Schalt-

Nach F i g. 3 laufen die Signale a₂, b₂ ... als Ein- kreise RF und LF ist im einzelnen in F i g. 8 (A) ergangssignale in eine Gruppe von Signalanalysätor- 55 läutert. Die beiden hier beispielsweise ausgewählten kreisen LD für die rechtsseitigen Signale ein, worin benachbarten Signale a₅ und b₅ werden jeweils zuSignale O₆, b₆... abgeleitet werden. Diese Schalt- sammen mit einem jeweils aus der Verneinung des kreise LD vergleichen jeweils benachbarte Signale a₂, jeweiligen anderen Signals gebildeten Signals in eine Z)₂... miteinander und geben ein »1 «-Signal ab, wenn Und-Schaltüng eingegeben. Und die entstehenden der jeweilige Endimpuls (in jedem Fall der zweite 60 Signale werden in eine Oder-Schaltung eingespeist. Impuls, wenn jeweils zwei Impulse vorhanden sind, In Fig. 8(A) sind die Und-Schaltungen 15 und 16 und sonst der erste Impuls, wenn nur ein Impuls vor- eingezeichnet, welche jeweils eine Nicht-Schaltung 17 handen ist) eine Phasenvoreilung aufweist, bzw, ein bzw. 18 zur Bildung des jeweiligen Nicht-Signals »O«-Signal, wenn eine Phasenverzögerung vorliegt. umfassen, sowie eine Oder-Schaltung 19.
Diese Gruppe von Signalänälysatorkreisen LD für die 65 Die Ausgängssignale der exklusiven Oder-Schalrechtsseitigen Signale besitzt genau denselben Aufbau tungen RF und LF werden in den Fällen »0«- wie die Oben erläuterte Gruppe der Signalanalysätor- Signale, wenn jeweils benachbarte Signale in der kreise RD für die linksseitigen Signale, und ent- Reihe der SignaleC₅, b₅... bzw. a₆, b₆... gleiche

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Werte aufweisen, sie ergeben in den Fällen »1«- verglichen wird. Wenn also die Impulseinsatzzeit des

Signale, wo die jeweils benachbarten Signale ver- Signals a₄ eine Phasenvoreilung gegenüber der Im-

schieden sind. Durch diese Schaltkreise werden also pulseinsatzzeit des Signals b_i aufweist, welche größer

jeweils entsprechend denjenigen Stellen der Signal- als die Zeitverzögerung τ der Verzögerungskreise ist,

reihen a₅, b₅... und a₆, b₆... »!«-Signale erzeugt, 5 erhält man am Ausgang der Kippstufe 27 ein »1«-

wo sich die genannten Signale von »0«- in »1«- Signal a₅ und am Ausgang der Kippstufe 28 ein »0«-

Signale, oder umgekehrt, ändern, während »0«- Signal a_{5 a}. Wenn umgekehrt die Impulseinsatzzeit des

Signale dann entstehen, wenn jeweils »1 «-Signale Signals «₄ eine Phasenverzögerung größer als das

oder »O«-Signale in den Signalreihen aufeinander- Zeitintervall τ aufweist, ergibt sich ein »O«-Signal a_h

folgen. ίο und ein »1 «-Signal a_ha. Wenn jedoch die Differenz

Wie wiederum F i g. 3 zeigt, werden die Ausgangs- zwischen den Impulseinsatzzeiten der beiden Signale

signale a_v b₁... und a₈, b₈... der exklusiven Oder- a₄ und b_i nicht groß ist, werden die Ausgangssignale

Schaltungen RF und LF jeweils als Eingangssignale a₅ und a_sa beide Male »O«-Signale.

in Zähler RC und LC eingegeben, welche nur die Wenn man also eine Code mit folgenden Signal-

»1 «-Signale zählen. Demgemäß wird in diesen 15 beziehungen festlegt:
Zählern die Anzahl der Stellen in.den Signalreihen

a₅, b_s... und a₆, b₆... ermittelt, wo sich »O«-Signale »!«-Signal, wenn a_s = l,a_sa = 0,.

in »1«-Signale bzw. umgekehrt »!«-Signale in »0«- »O«-Signal, wenn «₅ = 0, a_5a = 1 und

Signale ändern. »X«-Signal, wenn a₅ = 0, a_{s a} = 0,

Dementsprechend wird eine jede in der oben be- 2°

schriebenen Weise gelesene Ziffer durch zwei Zahlen werden die von den Abtastlinien der Transistoren a_v dargestellt, welche als Eingänge in den Entschlüsse- Z)₁... abgeleiteten linksseitigen Signale nach den lungskreis G eingegeben werden, worin die gelesene Eintragungen am linken Rand der Fig. 10 verZiffer entschlüsselt wird. Ein der gelesenen Ziffer schlüsselt, und die rechtsseitigen Signale werden ententsprechendes Signal wird gebildet und weiter- 25 sprechend den Eintragungen am rechten Rand der gegeben. Die bereits genannte Oder-Schaltung AD F i g. 10 verschlüsselt.

gibt auch an den Entschlüsselungskreis G und die Die Signalfolgen a_B, a_5a, b_s, b_5a... sowie a_e, a_ea,

Zähler RC und LC ein Signal α ab, welches den b_e, £>_6fl... werden als Eingangssignale in exklusive

Beginn und das Ende des Lesevorganges für eine Oder-Schaltungen RF und LF eingegeben, von wel-

Ziffer kennzeichnet. 3° eben eine Baugruppe in F i g. 8 (B) gezeigt ist und in

In der beschriebenen Einrichtung werden jeweils welchen die Signale α_Ί, b₁... erzeugt werden,
die Signalimpulse eines jeden Paares benachbarter Nach F i g. 8 (B) wird jedes Signal zusammen mit Transistoren miteinander verglichen und entsprechend einem benachbarten Signal mit dem Index α in je eine der Phasenverzögerung bzw. Phasenvoreilung der Und-Schaltung eingespeist, und die jeweiligen Ausbetreffenden Impulseinsatzzeiten »1«- oder »0«- 35 gangssignale werden in einer Oder-Schaltung verSignale erzeugt. Wenn jedoch die Differenz zwischen arbeitet. Zu diesem Zweck gehören zu der Baugruppe diesen Einsatzzeiten nicht genügend groß ist, können Und-Schaltungen 31 und 32 für die Signale a₅ und b_{5 a} in unerwünschter Weise die Signale in nicht definierter bzw. b. und a_5a sowie eine Oder-Schaltung 33.
Reihenfolge abgegeben werden. Hieraus ergibt sich In dieser Schaltung werden »X«-Signale vernachdie Möglichkeit einer fehlerhaften Arbeitsweise. 4° lässigt, d. h. als nicht vorhanden behandelt. Ent-

Nach einer weiteren Zielsetzung bezweckt die sprechend erhält man in dem Fall, wo benachbarte

Erfindung die Ausschaltung des genannten Nachteiles Signale — unter Ausschluß dieser »X«-Signale —

durch Schaffung eines Verfahrens und einer Einrich- gleich sind, als Ausgangssignale »0«-Signale, und in

tang, in welcher nach Fig. 10 ein »^«-Signal erzeugt dem Fall, wo verschiedene Signale einander benach-

wird, wenn keine große Zeitdifferenz zwischen den 45 bart sind, als Ausgangssignale »!«-Signale,

jeweiligen Überschneidungslagen der Vorder- und Auf diese Weise erhält man Ausgangssignale a₇,

Rückflanken eines jeden Paares jeweils benachbarter b₇ ... und a₈, b₈..., welche den nach der zuvor

Abtastlinien vorhanden ist. Diese Signale werden beschriebenen Weise erhaltenen Signalen gleich sind

nicht berücksichtigt. und welche in entsprechender Weise in Zähler RC

Zu diesem Zweck dienen in die Signalanalysator- 50 und LC und schließlich in eine der Erkennung der

kreise RD und LD für die linksseitigen und rechts- gelesenen Ziffer dienende Entzifferungsschaltung G

seitigen Signale eingeschaltete Schaltkreise, von eingegeben werden.

welchen eine Baugruppe in F i g. 6 (B) erläutert ist, Eine weitere Schwierigkeit tritt dann auf, wenn

und weiter in die exklusiven Oder-SchaltungenRF nach Fig. 11 das Signal einer einen Rand eines

und LF eingefügte Schaltkreise, von welchen eine 55 Schriftzeichens abtastenden Abtastlinie mit dem

Baugruppe in F i g. 8 (B) erläutert ist. Diese Bau- Signal einer außerhalb des Randes verlaufenden

gruppen sollen nunmehr im einzelnen beschrieben Abtastlinie verglichen wird. In diesem Fall erhält man

werden. trotz der Bedeutungslosigkeit dieser Signale ein

Die in Fig. 6 (B) dargestellte Baugruppe der »0«- oder »1«-Signal, so daß die Möglichkeit einer

Signalanalysatorschaltung umfaßt im wesentlichen 60 fehlerhaften Zeichenerkennung besteht.

Verzögerungskreise 25 und 26 sowie Kippstufen 27 Nach einer weiteren Zielsetzung befaßt sich die

und 28. Eine weitere Darstellung der einzelnen Bau- vorliegende Erfindung mit der Ausschaltung dieser

gruppen dieses Schaltkreises bringt Fig. 7. Wie in Schwierigkeit durch Verwendung einer Schaltungs-

den Fig. 6 (B) und 7 gezeigt ist, wird das Signal a₄ anordnung nach Fig. 12, welche in allen Vergleichs-

nach Durchlauf durch die Verzögerungsstufe 25 in 65 fällen mit impulslosen Signalen zu vernachlässigende

der Kippstufe 27 mit dem Signal b_i verglichen, wäh- »X«-Signale abgibt.

rend das Signal a₄ in der Kippstufe 28 mit dem durch Nach Fig. 12 werden die die Signalanalysator-

den Verzögerungskreis 26 übertragenen Signal b_A kreise RD und LD verlassenden Signale a₅, a_5a, b₅,

9 ίο

b_5a... und α_β, α_6α, b₆, b_6a... zusammen mit Signalen In diesen Schaltkreisen sind diejenigen Signale a₉,

a₉, b₉..., welche den Signalena₉ nach Fig.4 ent- b₉..., welche das betreffende Schriftzeichen nicht

sprechen, sowie mit jeweils benachbarten Signalen b_g, schneidenden Abtastlinien entsprechen, »O«-Signale,

C₉... als Eingangssignale in Und-Schaltungen A₁, und diejenigen Signale, welche das betreffende Schrift- A_la, B₁, B₁₀. ..M₁, M_la eingegeben. Somit werden 5 zeichen schneidenden Abtastlinien entsprechen, »1«-

die Signale a_ß und a_5a nach einer logischen Und- Signale. Wenn also Nicht-Signale derselben einer

Operation mit den Signalen a₉ und b₉ sowie die logischen Und-Verknüpfung mit jeweils benachbarten

Signale b₅ und b_5a mit-den Signalen b₉ und C₉ ver- Signalen unterzogen werden, werden diejenigen

knüpft. Signale, welche »1 «-Signalen unmittelbar benachbart Wenn in diesem Fall in der Schaltung nach F i g. 4 io sind, »O«-Signale, und diejenigen Signale, welche selbst

die Impulszahl in einem jeden Signala₂, b₂ ... eins »O«-Signale sind, werden auch zu »O«-Signalen.

und größer ist, so ergeben sich die Signalea₉, b₉... Deshalb erhält man nur dann ein resultierendes »1«-

als »!.«-Signale mit jeweils einem Impuls. Wenn Signal, wenn ein »1«-Signal unmittelbar einem »0«-

jedoch eine Abtastlinie das Schriftzeichen nicht Signal benachbart ist.

schneidet und in dem betreffenden Signal kein Impuls 15 Hieraus folgt, daß nur diejenigen unter den vorhanden ist, erhält man als resultierendes Aus- Signalen a₁₂, b₁₂... »!«-Signale sind, welche den gangssignal ein »O«-Signal. oberen Rand des Schriftzeichens abtastenden Abtast-Demgemäß werden all diejenigen der erhaltenen linien entsprechen, während alle anderen »0«- Signalea₁₀, C₁₀₀, b_1Q, b_iea..., welche den Rändern Signale sind. Wenn diese Signale eine logische Und- bzw. Bereichen außerhalb der Ränder des Schrift- ₂₀ Verknüpfung mit den Signalen a₅, a_5a, b₅, b_5a... zeichens entsprechen, »O«-Signale, und es gilt, wie erleiden, verbleiben nur diejenigen, welche in »1«- im Zusammenhang, mit Fig. 6 (B) beschrieben, Signale umgewandelt sind, während die restlichen fljo = a_10a = 0. Das heißt, diese Signale sind »X«- Signale zu »X«-Signalen und somit vernachlässigt Signale und werden vernachlässigt. Die so erhaltenen werden. Durch die so erhaltenen Signale werden die Signalea₁₀, a_1Qa, b₁₀, b_10a... und a_n, a_na, b_n, b_lla 25 Signale der die Ränder des Schriftzeichens berührenwerden schließlich als Eingangssignale in die exklu- den Abtastlinien festgehalten, wodurch eine genaue siven Oder-Schaltungen RF und LF an Stelle der Entzifferung des betreffenden Schriftzeichens möglich Signale a₅, a_5a, &_?, b_5?... und a₆, a_ea, b₆, b_6a... ist.

eingegeben. Wie im einzelnen nicht dargestellt ist, Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der sind die Signale a_n, U_{11 a}, b_lv b_{n tt}... aus den Signa- 30 Erfindung gibt es den Fall, wo nur ein Impuls unter lena₆, a_6a, b₆, b_Ga... durch eine logische Und- den in den Abtastlinien erzeugten Impulsen ausge-Verknüpfung mit den Signalen a₉, b_g... in ent- wählt wird. Wenn die linksseitigen Signale und alle sprechender Weise wie die oben erläuterten Signale Impulse zugelassen werden, werden in einer Abtastß₅, a_5a, b₅, b_sa... erhalten. linie drei oder vier Impulse erzeugt wie bei Abtastung Durch das oben erläuterte Verfahren erhält man 35 der großen Buchstaben W und M, wenn die Abdie Signale fl₁₀, a_10a, O₁₀, b_10a... und Ci₁₁, a_lla, O₁₁, tastung mit den in zwei Teile geteilten rechtsseitigen b_lla..., welche zu den Abtastlinien gehören, die mit Signalen durchgeführt wird. Das Verfahren und die das zu lesende Schriftzeichen nicht schneidenden Einrichtung nach der Erfindung ist auch in diesem Abtastlinien verglichen werden, als »X«-Signale mit Fall leicht anwendbar. Die vorliegende Erfindung ist einem »O,0«-Code. Diese Signale werden folglich in 40 nicht nur bei den beiden Arten des Signalnachweises den nachgeschalteten exklusiven Oder-Kreisen nicht der linksseitigen und rechtsseitigen Signale anwendberücksichtigt und haben keinen Einfluß auf die bar, sondern sie ermöglicht auch die Entzifferung Entschlüsselung. einer außerordentlich großen Anzahl von Zeichen-Gemäß der vorigen Beschreibung wird die Anzahl formen durch Vergleich nur des jeweils ersten Imder Stellen, an denen sich die Signale von »0«- in 45 pulses, d.h. der linksseitigen Signale nach der bis- »1«-Signale bzw. umgekehrt ändern, in den exklu- herigen Betrachtung. Die Erfindung ermöglicht auch siven Oder-Schaltungen RF und LF ermittelt. Folg- ein Vergleichsverfahren, welches jeweils mindestens lieh wird die Anzahl der Änderungen in manchen zwei Impulse verwendet, ferner ein Vergleichsver-Fällen in Abhängigkeit davon, ob das Anfangssignal fahren mit jeweils mindestens drei Impulsen. Diese ein »0«- oder »1 «-Signal ist, für unterschiedliche 50 Verfahren können in entsprechender Weise weiter-Signale gleich, wodurch unerwünschte Fehlermöglich- entwickelt werden, bis man schließlich ein Vergleichskeiten beim Lesen von Schriftzeichen bedingt sind. verfahren mit allen Impulsen erhält, d. h. eine Auf-Nach einer weiteren Zielsetzung dient die vor- teilung in verschiedenen Fällen entsprechend den liegende Erfindung der Überwindung dieser Schwierig- rechtsseitigen Signalen, in jedem Fall eine entkeit durch die Verwendung einer Schaltungsanord- 55 sprechende Verschlüsselung und Koppelung dieser nung nach Fig. 13, wonach das Signal der den Signale. Im folgenden soll die Art und Weise beobersten Rand des zu lesenden Schriftzeichens ab- schrieben werden, in welcher eine für derartige Fälle tastenden Abtastlinie in die Entschlüsselungsschal- geeignete Einrichtung aufgebaut sein kann,
tung G eingespeist wird und als Bezugselement bei Wenn die in F i g. 4 dargestellten Baugruppen für der Entschlüsselung von Schriftzeichen dient. Im 60 den Impulszahlbegrenzer FF nach F i g. 3 benutzt einzelnen werden mittels entsprechender Nicht- werden, werden linksseitige Signale erzeugt und nach Schaltungen 35, 67 durch Negation der bereits ge- Durchlaufen von Nicht-Kreisen und Differentiationsnannten Signale a₉, b₉... gewonnene Nicht-Signale stufen PC in die Signalanalysatorschaltung RD einzusammen mit den jeweils benachbarten Signalen in gegeben. Diejenigen Signale, welche unmittelbar ohne Und-Schaltungen A₂, B₂..., K₂, L₂ ... eingelassen. 65 Durchgang durch die Impulszahlbegrenzer FF in die Die entstehenden Signale a₁₂, O₁₂... werden zusam- Signalanalysatorschaltung LD eintreten, werden als men mit entsprechenden Signalen a_s, a_5a, b₅, b_5a ... rechtsseitige Signale bezeichnet. Unter Benutzung der in Und-SchaltungenA₃, A_3a, B₃, B_3a... eingegeben. Schaltkreise nach den Fig. 14(A) bzw. 14(B) an

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Stelle des Schältkreises nach F i g, 4 als Baugruppe wendung derselben Technik kann man leicht die Im-

des Impulszahlbegrenzers kann man die Anzahl der pulszähl bei normalen Schriftzeichen auf vier Impulse

Eingangsiinpulse bis zu einschließlich dem zweiten oder hoch mehr begrenzen.

Impuls bzw. dem dritten Impuls begrenzen, Die Während bei den zuvor beschriebenen Ausfüh-

Baugrappen nach Fig. 14 sollen nüiimehr im ein- 5 ruhgsbeispielen der Erfindung jedes Signal mit dein

zelnen betrachtet werden. jeweils unmittelbar benachbarten Signal verglichen

Die Schaltung nach F i g. 14 (A) stellt eine Ein- wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses

heitsbaugruppe zur Begrenzung der Eingangs- Verfahren begrenzt. Man kann beispielsweise die Si=

impulszahl auf zwei Eingangsimpulse dar. Das gnale von Abtastlinien, welche jeweils durch eine da-

Signal a₂ läuft durch eine Und-Schaltung 36, erreicht io zwischenliegende Abtastlinie getrennt sind, mitein-

eine Kippstufe 37 und sodann eine weitere Kippstufe ander vergleichen. Andererseits kann man eine Ver-

38. Das Ausgangssignal 39 einer Seite der Kippstufe schlüsselurig in zweckmäßiger und wirkungsvoller

38 wird wiederum als Eingangssignal der Und- Weise nach einem Verfahren erzielen, wonach ein

Schaltung 36 zugeführt und wird in einer logischen Punkt (a) festgehalten wird und das betreffende Si-

Und-Verknüpfung mit dem Signal a₂ kombiniert. Die 15 gnal mit den in anderen Abtastlinien erzeugten Signa-

in verschiedenen Stufen dieser Schaltung auftretenden len verglichen wird, d. h. durch Vergleich von (a) mit

Wellenformen sind in F i g. 15 dargestellt. (b), (a) mit (c), (a) mit (d) usw., sodann Vergleich

Wenn eine Impulsfolge mit den ImpulsenF₁, P₂... von Signal (b) mit anderen Signalen und Fortsetzung

als Eingangsimpülsfolge einläuft, erhält man am dieser Behandlung mit den anderen Signalen. Ein

Ausgang 41 der Kippstufe 37 eine Wellenform nach 20 Ausführungsbeispiel dieses Verfahrens ist in Fig. 16

Fig. 15 (H). Entsprechend nimmt man an den Aus- erläutert.

gangen 42 und 39 der Kippstufe 38 Wellenformen Fig. 16 (A) zeigt die Ziffer »3« mit den zugehöri= nach den F ig. 15 (iü) und 15 (iv) ab. Die Eingabe des gen Abtastlinien und Punkten x, y und ζ als VerSignals 39 in die Und-Schaltung 36 ergibt eine gleichspunkten. Das Verschlüsselungsverfahren für Wellenform nach F ig. 15 (v) für das Signal a_za, urid 25 diesen Fall ist in Fig. 16 (B) aufgezeigt, wenn bezügder Signalanteil mit dem Impuls Fg und den folgenden lieh der Phasenverzögerung bzw. Phasenvoreilung Impulsen verschwindet. auf den verschiedenen Abtastlinien bezüglich der

Die Schaltung nach F i g. 14 (B) zeigt eine Bau- Punkte x, y und ζ nur die jeweils ersten Impulse

gruppe zur Begrenzung der Impulszahl auf drei Im- untersucht werden, also eine Verschlüsselung bezüg-

pulse. Das Eingangssignal a₂ läuft durch eine Und- 30 lieh der linksseitigen Signale erfolgt, wobei dieselben

Schaltung 45, erreicht eine Kippstufe 46 sowie eine Signale zu jeweils einem Signal zusammengefaßt wer=

weitere Kippstufe 47. Die Ausgängssighäle 50 und 51 den. Dieses Verschlüsselungsverfahren ist auf Grund

dieser Kippstufen 46 und 47 liegen an einer Und- analoger Überlegungen an Hand der vorstehenden

Schaltung 48 an, deren Ausgangssignäl 52 nach Offenbarung leicht verständlich. Beispielsweise erhält

Bildung des Nicht-Signals in einer Nicht-Schältung 53 35 man bezüglich des Punktes χ für diejenigen Impulse,

als Eingangsspannung in die Und-Schaltung 45 ein- welche später als der in F i g. 16 (A) angedeutete, zu

gespeist wird. Die Fig. 15 (vi) bis 15 (x) zeigen der Abtastliniex gehörende Impuls 60 erzeugt wer-

Impulsformen in verschiedenen Stufen dieser Schal- den, jeweils ein »O«-Signäl, während ein »1«-Signal

tung. entsprechend den früher als der Impuls 60 auf treten-

Wenn ein Signal 7 nach Fig. 15 (/) als Eingangs- 40 den Impulsen erzeugt wird. Auf der rechten Seite der signala₂ einläuft, erhält man am Ausgang 50 der Fig. 16 (A) ist eine Vergleichsimpulsreihe bezüglich Kippstufe 46 eine Wellenform nach F i g. 15 (vi) und des Punktes χ angegeben. In den Spalten der Tabelle am Ausgang 51 der Kippstufe 47 eine Wellenform der F i g. 16 (B) sind für die Vergleichsimpulsreihen nach F i g. 15 (vii). Durch logische Und-Verknüpfung der Punkte x, y, und ζ jeweils Folgen gleichbleibender Wellenformen (Vi) und (vii) erhält man am Aus- 45 der Codesignale zu einem Symbol zusammengefaßt; gang 52 eine Wellenform nach F i g. 15 (viii). Dieses wie dies in Verbindung mit F i g. 9 bereits ausführlich Signal 52 wird in der Nicht-Schältung 53 der Und- dargelegt wurde.

Schaltung 45 in das Nicht-Signal umgewandelt und Die vorliegende Erfindung kann auch für feine Verkömmt in die Wellenform nach Fig. 15 (ix). Da die- wendung bei vertikaler Abtastung angepaßt werden, ses Signal durch eine logische Und-Verknüpfung mit 50 wie es für den Buchstaben B in F i g. 17 angedeudem Eingangssignal 7 kombiniert wird, erhält man als tet ist.

Ausgangssignal a_s j, nach F i g. 15 (x) eine Wellenform Da außerdem die jeweiligen Impulslängen verschie-

niit nur drei verbleibenden Impulsen. den sind, ändert sich bei einem Vergleich von jeweils

Nachdem die Eingangswellenformen in den oben in verschiedenen Abtastlinien erzeugten Impulsen das beschriebenen Schaltkreisen auf Impulszählen von 55 Verschlüsselungsbild in vielen Fällen in Abhängigkeit

zwei bzw. drei Impulsen begrenzt sind, erhält man von den für den gegenseitigen Vergleich ausgewählten

durch Anordnung der Schaltkreise entsprechend den Punkten der Impulse, beispielsweise je nachdem, ob

jeweiligen Schaltkreisen PC) RD, RF und RC nach der Vergleich mit einem Punkt der ansteigenden Im=

F i g. 3 in jeweils unabhängigen Zuständen Verschlüs- pulsflanke oder mit einem Punkt der abfallenden selungsgrüppen jeweils in dem Fall, wo Impulse bis 60 Impulsflanke erfolgt. Durch Benutzung dieser Be-

zum zweiten Impuls zügelassen sind, sowie auch in Sonderheit kann das Verfahren und die Einrichtung

dem Fall, wo Impulse bis zum dritten Impuls züge- zum Erkennen von Formen nach der vorliegenden

lassen sind: Sodann kann man durch Kombination Erfindung iiöch tauglicher gestaltet werden,

der linksseitigen und rechtsseitigen Signale nach In der vorstehenden Offenbarung sind Ausfüh= F i g. 3 eine Entschlüsselung durchführen. Auf diese 65 rungsformen der Erfindung unter Verwendung von

Weise kann man den Bereich der erkennbarer! Zei- Phototransistoren beschrieben. Die Erfindung ist je-

chenformen auf eine außerordentlich große Mannig- doch nicht auf die ausschließliche Verwendung von

faltigkeit von Schriftzeichen ausdehnen. Durch An- Phototransistoren beschränkt, eine Einrichtung nach

der Erfindung kann vielmehr auch in entsprechender Weise unter Verwendung nicht nur von anderen photoelektrischen Wandlern, sondern auch von magnetischen Wandlern, wie Magnetköpfen, aufgebaut und zusammengestellt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum maschinellen Erkennen von Zeichen, wobei die Zeichen längs zweier oder mehrerer paralleler Abtastlinien abgetastet werden, wobei die innerhalb jeder Abtastlinie bei Helligkeitssprüngen erzeugten Impulse mit den Impulsen benachbarter Abtastlinien hinsichtlich ihrer gegenseitigen Phasenlage verglichen werden und entsprechend ein die Phasenvoreilung bzw. -nacheilung kennzeichnendes Formsignal erzeugt wird und wobei schließlich entsprechend der jeweiligen Kombination dieser Formsignale Codesignale erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse jeder Abtastlinie auf eine bestimmte Impulszahl begrenzt werden und jeweils die Endimpulse der begrenzten Impulsfolgen benachbarter Abtastlinien hinsichtlich ihrer gegenseitigen Phasenlage verglichen werden und daß die jeweilige Anzahl der Änderungen aufeinanderfolgender Formsignale zur Zeichenerkennung herangezogen wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit je einem lichtempfindliehen Abtastelement für jede Abtastlinie und mit Vergleicherkreisen für die Impulse benachbarter Abtastlinien, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Abtastlinie ein Impulszahlbegrenzer (FF) vorgesehen ist, daß Signalanalysatorkreise (RD) mit gesteuerten Kippstufen zum Phasenvergleich der Ausgangssignale jeweils benachbarter Impulszahlbegrenzer vorgesehen sind, daß den Signalanalysatorkreisen exklusiveOder-Schaltungen (RF) nachgeschaltet sind, die jedes Ausgangssignal mit dem jeweils benachbarten Ausgangssignal vergleichen und die Änderungen der Ausgangssignale jeweils benachbarter Signalanalysatorkreise feststellen, daß Zählschaltungen (RC) vorgesehen sind, die die Anzahl der Änderungen zählen, und daß schließlich an diese Zählschaltungen Entschlüsselungskreise (G) angekoppelt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeden Nachweiskanal ein Binärzähler (37, 38) als Impulszahlbegrenzer eingeschaltet ist, wobei ein der gewünschten Impulszahlbegrenzung entsprechender Zählstand des Binärzählers zu einer Eingangs-Und-Schaltung (45) zurückgekoppelt ist, so daß nach Durchlauf der gewünschten Impulszahl weitere Impulse abgeschnitten werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Diskriminator zur Ausschaltung kleiner Phasendifferenzen in benachbarten Abtastlinien, wobei die Signalleitungen benachbarter Abtastlinien jeweils an die Eingänge zweier gesteuerter Kippstufen (27, 28) angelegt sind und wobei jeweils in eine verschiedene Eingangsleitung jeder Kippstufe eine Verzögerungsstufe (25 bzw. 26) eingeschaltet und die Ausgangssignale der Kippstufen an verschiedenwertigen Ausgängen derselben abgenommen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Ausleseschrift Nr. 1121 864.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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