DE1264118B - Einrichtung zum maschinellen Erkennen von Zeichen - Google Patents
Einrichtung zum maschinellen Erkennen von ZeichenInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
G06k
Deutsche Kl.: 42 m6-9/10
Nummer: 1264118
Aktenzeichen: R 37009IX c/42 m6
Anmeldetag: 18. Januar 1964
Auslegetag: 21. März 1968
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum maschinellen Erkennen von Zeichen, bei der die
Zeichen mittels einer optisch-elektronischen Abtastvorrichtung nacheinander vertikal abgetastet werden,
wobei das Auftreten bestimmter zeichencharakteristischer Merkmale in bestimmten Bereichen des zu
diesem Zweck in Zonen eingeteilten Zeichenfeldes festgestellt wird und zur späteren Identifizierung der
Zeichen die den erkannten zeichencharakteristischen Merkmalen zugeordneten Merkmalsignale unter Berücksic'htigung
ihres zeitlichen und/oder räumlichen Auftretens in bestimmten Speicherplätzen gespeichert
werden und wobei die zeichencharakteristischen Merkmale unter anderem durch die Vertikalstriche
der Zeichen gebildet werden.
Bei derartigen Einrichtungen fallen die aus der Abtastung gewonnenen Merkmalsignale in bestimmten
Signalgruppierungen an, die für verschiedene Zeichen jeweils unterschiedlich sind. An Hand dieser
Signalgruppierungen werden dann die einzelnen Zeichen identifiziert. Die erkannten Zeichen werden
in einen entsprechenden Digitalcode umgesetzt und anschließend in einem Speichermedium gespeichert
oder von einer Datenverarbeitungsanlage weiterverarbeitet.
Die zu erkennenden Zeichen können beispielsweise durch ein mit Stiften, einer Trommel od. dgl. arbeitendes
Schnelldruckwerk, das von einer Datenverarbeitungsanlage gesteuert ist, gedruckt worden sein.
Solche schnelldruckenden Druckwerke arbeiten häufig mit Typenblöcken, die selektiv gesteuert werden und
unter Erzeugung eines Abdruckes auf dem zu bedruckenden Schriftstück ein Farbband anschlagen.
Bei Trommeldruckern bilden die einzelnen Typenblöcke jeweils ein vollständiges Zeichen. Bei Stiftdruckern
sind eine Anzahl von Stiften in einer Matrix angeordnet, so daß durch Betätigung verschiedener
Stiftkombinationen entsprechende Eindrücke auf dem Schriftstück hergestellt werden. Diese Eindrücke
bilden dann insgesamt ein vollständiges Zeichen.
Bei allen Arten von Druckwerken kann es vorkommen, daß die gedruckten Zeichen entstellt sind.
Bei von Trommeldruckern gedruckten Zeichen fehlt häufig oben oder unten ein Stück, und bei von Stiftdruckern
erzeugten Zeichen kann die Breite beträchtlieh schwanken. Bei allen Druckwerkarten tritt außerdem
häufig eine ungleichmäßige Anordnung der Zeichen auf. Die Größe der gedruckten Zeichen hängt
ferner von der Stärke der Einfärbung des Farbbandes und damit von dessen Alter ab. Diese Unregelmäßigkeiten
erschweren das Erkennen der zu lesenden Zeichen beträchtlich.
Einrichtung zum maschinellen Erkennen von
Zeichen
Zeichen
Anmelder:
Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
8000 München 23, Dunantstr. 6
Als Erfinder benannt:
Seymour Klein, Philadelphia, Pa.;
John Prickett Beltz, Levittown, Pa. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. Januar 1963
(253 911)
V. St. v. Amerika vom 25. Januar 1963
(253 911)
Um die maschinelle Erkennung auch in der Höhe verschobener oder verkanteter Zeichen zu erleichtern,
wurde bereits vorgeschlagen, bei zeilenweiser Horizontalabtastung der zu erkennenden Zeichen letztere
in mehrere Vertikalzonen aufzuteilen und dann bei der Abtastung festzustellen, in welcher dieser Zonen
sich Linienzüge oder Striche als zeichencharakteristische Merkmale befinden, wobei eine besondere,
mit dem Abtaster gekoppelte Schaltung vorgesehen ist, die wahrnimmt und entscheidet, ob das jeweils
abgetastete Zeichen die richtige Vertikallage hat, und eine wirksame Ablesung, d. h. die Ausgabe und
Speicherung der entsprechenden Merkmalsignale, erst dann zuläßt, wenn im Zuge der von oben nach
unten rückenden Horizontalabtastung das Zeichen entsprechend seiner Zeichenfeldeinteilung einwandfrei
erfaßt ist. Mit dieser Anordnung lassen sich zwar Ablesefehler vermeiden, die durch vertikale Fehlstellung
der Zeichen bedingt sind. Wenn jedoch, wie es in der Praxis — besonders in den obengenannten
Fällen — häufig vorkommt, die Zeichen so mangelhaft gedruckt werden, daß ganze Stücke, z. B. obere
oder untere Querstriche fehlen, muß die bekannte Anordnung, die auf der Klassifizierung der Zeichen
an Hand bestimmter, räumlicher Codebereichsgruppierungen beruht, notwendig versagen.
Hier setzt die Erfindung den Hebel an, indem sie davon ausgeht, daß die Zeichen sich hauptsächlich
in den senkrechten Strichen unterscheiden, die den
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Hauptteil der rechten und linken vertikalen Begrenzung eines Zeichens bilden und bei manchen Zeichen
auch im Mittelteil auftreten. Vielfach werden auch zum Drucken Typen spezieller, stilisierter Form verwendet,
bei denen die senkrechten Striche der Zeichen besonders betont sind. Es wird also davon ausgegangen,
daß die Zeichen in erster Linie an ihren Vertikalstrichen erkannt werden sollen. Die nebensächlicheren
Merkmale eines Zeichens, wie z. B. die horizontalen Striche oder Balken, können zwar auch
zur Unterscheidung der Zeichen mit herangezogen werden, jedoch nicht in demselben Maße wie die
senkrechten Striche, da, wie erwähnt, beispielsweise die oberen und unteren Querstriche bei von einem
Schnelldruckwerk gedruckten Zeichen häufig fehlen oder verzerrt sind, während dies bei den senkrechten
Strichen kaum der Fall· ist.
Ausgehend von diesem Gedanken, ist es zunächst einmal erforderlich, die Zeichen — wie es an sich
ebenfalls bekannt ist — vertikal statt horizontal abzutasten. Weiter ist es unbedingt notwendig, daß die
Lage der Vertikalstriche im Zeichen, also links, in der Mitte oder rechts, mit absoluter Zuverlässigkeit
ermittelt und festgelegt wird. Wären alle Zeichen gleichmäßig, d. h. mit einheitlich gleicher Breite und
Strichstärke gedruckt, so ließe sich dies auf sehr einfache Weise dadurch erreichen, daß man gemäß dem
oben diskutierten bekannten Vorschlag die Zeichen in Vertikalzonen aufteilt und dann ermittelt, in welcher
Zone ein Vertikalstrich auftritt. Da aber, wie bereits erwähnt, besonders Schnelldrucker häufig mit
sehr verschiedener Zeichenbreite und Strichstärke drucken, kann es leicht geschehen, daß, wenn das
Zeichen starr in Zonen einheitlich gleicher Breite aufgeteilt wird, z. B. ein mittlerer senkrechter Strich
fälschlich entweder als linker oder als rechter senkrechter Strich bei der Ablesung identifiziert wird. In
diesem Falle würden dann die betreffenden Merkmalsignale am falschen Ort eingespeichert und das betreffende
Zeichen falsch oder gar nicht identifiziert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einwandfreie und zuverlässige Identifizierung der
Zeichen dadurch zu ermöglichen, daß die Einteilung des Zeichenfeldes in Vertikalzqnen nicht starr, sondern
»asynchron«, d. h. in Abhängigkeit von der jeweiligen Stärke oder Breite der Vertikalstriche des
betreffenden Zeichens in der Weise erfolgt, daß bei breiten und/oder strichstarken Zeichen die Zonen
entsprechend breiter festgelegt werden, d. h. der Übergang zur nächsten Zone zu einem entsprechend
späteren Zeitpunkt im Zuge der Abtastung erfolgt, und umgekehrt.
Um diese Aufgabe zu lösen, sieht die Erfindung vor, daß bei einer Einrichtung der eingangs genannten
Art zur Festlegung der Bereiche des Zeichenfeldes, in denen die zeichencharakteristischen Merkmale
auftreten, Schaltkreise vorgesehen sind, welche die Zeichen in Abhängigkeit von der Breite des jeweils
ersten im Zeichenfeld abgetasteten Vertikalstriches klassifizieren und auf der Grundlage dieser
Klassifikation die Aufteilung des Zeichenfeldes in mehrere, jeweils eine bestimmte Anzahl von Abtastspalten
umfassende Vertikalzonen vornehmen. Durch diese asynchrone Verzonung des Zeichenfeldes in
Abhängigkeit von der Klassifizierung der Zeichen nach der Stärke ihrer senkrechten Striche wird sichergestellt,
daß man jeweils ganz genau weiß, welche Zone des abgetasteten Zeichens gerade erfaßt wird.
Dadurch ist wiederum gewährleistet, daß die in der betreffenden Zone auftretenden zeichencharakteristischen
Merkmale bzw. die entsprechenden Merkmalsignale am richtigen Speicherort gespeichert werden,
so daß keine Unklarheiten bezüglich der wahrgenommenen Merkmale und folglich auch keine Falschidentifizierungen
der Zeichen auftreten können.
Vorzugsweise wird zur Wahrnehmung des vertikalen Ortes eines Vertikalstriches das Zeichenfeld bei der Abtastung außerdem in eine obere und eine untere Hälfte eingeteilt.
Vorzugsweise wird zur Wahrnehmung des vertikalen Ortes eines Vertikalstriches das Zeichenfeld bei der Abtastung außerdem in eine obere und eine untere Hälfte eingeteilt.
Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Zeichenerkennungseinrichtung der Erfindung,
F i g. 2 eine graphische Darstellung der Aufteilung eines Zeichens in Zonen und der Merkmale, nach
denen in den einzelnen Zonen gesucht wird,
ao Fig. 3 eine etwas idealisierte Darstellung der Kategorien, denen ein Zeichen durch die Erkennungseinrichtung
gemäß der Erfindung zugeordnet werden kann,
Fig. 4, die aus den Fig. 4a und 4b besteht, ein Schaltschema der wichtigsten Teile der Zeichenerkennungsschaltung gemäß der Erfindung.
Fig. 4, die aus den Fig. 4a und 4b besteht, ein Schaltschema der wichtigsten Teile der Zeichenerkennungsschaltung gemäß der Erfindung.
Fig. 1 zeigt das vereinfachte Blockschaltbild einer
Zeichenerkennungseinrichtung. Die Anlage enthält einen Transportmechanismus 10 für ein Dokument
12, auf das Zeichen 14 gedruckt sind. Der Transportmechanismus 10 führt das Dokument mit praktisch
konstanter Geschwindigkeit in Pfeilrichtung an einer elektrooptischen Aufnahmeeinrichtung 16 vorbei,
durch die die Zeichen 14 abgetastet werden. Die Aufnahmeeinrichtung 16 kann eine Kameraröhre mit
photoleitendem Bildschirm, z.B. ein Vidicon, oder einen Glying-Spot-Abtaster u. a. m. enthalten. Die
von der elektrooptischen Abtasteinrichtung 16 gelieferten Video-Ausgangssignale enthalten charakteristische
Teile, die für die Merkmale der abgetasteten
. Zeichen typisch sind. Die Videosignale werden einem Videoverarbeitungs- und Quantisierungs- oder Normungskreis
18 zugeführt, der die Videosignale in Impulse mit gleicher Amplitude und steiler Vorder-
und Rückflanke umformt. Die quantisierten Videosignale werden dann der Zeichenerkennungsschaltung
19 zugeführt, in der die Signale als spezielle Zeichen erkannt und digital, z. B. binär, codiert werden. Die
codierten Ausgangssignale der Zeichenerkennungsschaltung 19 werden einem Ausgangskreis 20 zugeführt,
in dem die Signale beispielsweise gespeichert oder weiterverarbeitet werden.
Die Zeichen werden, automatisch in Zonen eingeteilt.
Dies ist genauer in Fig. 2 dargestellt. In den Zonen 1 und 3, also der rechten bzw. linken oder
ersten bzw. letzten Zone eines Zeichens, sind die die einzelnen Zeichen voneinander unterscheidenden
Merkmale die Anwesenheit oder das Fehlen eines oberen und unteren Vertikalstriches. In den Zonen 1
und 3 sind daher sowohl das Erkennen von Vertikalstrichen als auch ihre Relativlage im Zeichen von
Bedeutung.
Im Mittelteil oder der Zone 2 des Zeichens werden die einzelnen Zeichen voneinander durch die An-Wesenheit
bzw. das Fehlen langer (LCS) und mittellanger (MCS) vertikaler Mittelstriche unterschieden.
In der Zone 2 trägt zur Unterscheidung der Zeichen außerdem die Anzahl der waagerechten Striche oder
Merkmaldetektoren und Speichermedien für die verschiedenen Zonen zu schalten. Bei der asynchronen
Verzonung hängt also die Anzahl der Spalten pro Zone von der Klassifizierung des betreffenden Zei-5
chens ab. Zusätzlich kann auch als Genauigkeitskontrollmaßnahme eine Form der asynchronen Verzonung
verwendet werden, bei welcher Zonenübergangssignale auch nach einer bestimmten Anzahl von
Abtastungen in einer Zone unabhängig von den
Querbalken (BC) bei. Insgesamt sind drei verschiedene Anzahlen von Querbalken (BC) möglich, nämlich
einer im Symbol für den Bindestrich, zwei in der
Ziffer und drei z. B. in der Ziffer 2. Die Querstriche
werden jedoch nicht als Strichmerkmale zur Unterscheidung der Zeichen herangezogen, da bei Trommel-Schnelldruckwerken häufig die waagerechten
Striche im oberen oder unteren Teil eines Zeichens
nicht gedruckt werden.
Ziffer und drei z. B. in der Ziffer 2. Die Querstriche
werden jedoch nicht als Strichmerkmale zur Unterscheidung der Zeichen herangezogen, da bei Trommel-Schnelldruckwerken häufig die waagerechten
Striche im oberen oder unteren Teil eines Zeichens
nicht gedruckt werden.
Es ist einleuchtend, daß die Aufteilung eines zu io wahrgenommenen Zonenmerkmalen erzeugt werden,
lesenden Zeichens in Zonen ein wichtiger Verfah- Bei einer Ausführungsform der Erfindung, die be-
rensschritt beim Lesen von Zeichen ist, deren Ge- schrieben wird, beträgt die kleinste Anzahl der in der
samt- oder Strichbreite schwanken kann. Man muß Zone 1 durchgeführten Abtastungen zwei. Die bei
ja wissen, von welchem Teil oder von welcher Zone diesen Abtastungen gewonnenen Hauptmerkmaleines
Zeichens die Merkmalsignalinformation im 15 signale werden in dem Speichermedium für die
Videosignal stammt, so daß sie am richtigen Platz Zone 1 gespeichert. Wenn bei irgendeiner Abtastzeile
abgespeichert werden kann. Es werden einige Haupt- mit Ausnahme der ersten kein Vertikalstrich wahrmerkmale
für die Erkennung eines Zeichens, wie die genommen wird, so wird angenommen, daß das
linken und rechten senkrechten Striche, von den Videosignal von der Zone 2, der Mittelzone, stammt,
Zonen 1 bzw. 3 eines Zeichens gewonnen, wohin- 20 und die verschiedenen Nebenmerkmale des Zeichens,
gegen eine Reihe anderer Merkmale nur in der die in der Zone 2 auftreten, werden festgestellt.
Mittelzone 2 des Zeichens wahrgenommen werden. Die maximale Anzahl der Abtastungen, die in der
Wenn alle Zeichen gleich breit gedruckt wurden, Zone 1 auftreten können, beträgt vier. Wenn am
wäre die Verzonung kein Problem, da die Anzahl Ende der vierten Abtastung in der Zone 1 noch kein
der Abtastspalten für die einzelnen Zonen bei ver- 25 Verschwinden eines Vertikalstriches wahrgenommen
schiedenen Zeichen gleich wäre. Der Übergang von worden ist, wird angenommen, daß die Videosignale
einer Zone zu einer anderen könnte daher auf der der nächsten Abtastung von der Zone 2 des Zeichens
Basis einer Zählung der Abtastspalten vorgenommen stammen, und die Videosignale werden dem Merkwerden.
Die Breite der von Schnelldruckwerken ge- maldetektor für die Zone 2 zugeführt. In F i g. 3 a
druckten Zeichen schwankt jedoch häufig beträcht- 30 würde also das Verschwinden eines Vertikalstriches
lieh. Die Anzahl der für eine spezielle Zone erforder- in der zweiten Zeile wahrgenommen. Das Zeichen
liehen Abtastspalten kann sich daher für zwei ver- würde als schwaches Zeichen klassifiziert und bei der
schiedene Zeichen beträchtlich unterscheiden. Bei der nächsten Abtastung würde angenommen, daß der
Anlage gemäß der Erfindung werden die zu lesenden optische Zeichenleser die Zone 2 des Zeichens ab-Zeichen
deshalb in Abhängigkeit von der Breite des 35 tastet.
in der Zone 1 abgetasteten Vertikalstriches einer von Bei F i g. 3 b würde erst bei der dritten Abtastung
drei Kategorien zugeordnet, nämlich schwach, nor- das Fehlen eines vertikalen Striches wahrgenommen
mal und stark. werden. Das Zeichen würde als normal klassifiziert
Zur Erläuterung der Zeichenklassifizierung sind in und das Erkennungssystem würde am Ende der
F i g. 3 eine Anzahl von Zeichen dargestellt. Als Bei- 4° dritten Abtastung auf Zone 2 geschaltet werden. In
spiel dafür, wie Zeichen der verschiedenen Katego- entsprechender Weise würde bei Fig. 3c erst bei der
rien aussehen, sind drei Abdrücke der Ziffer 7 dar- vierten Abtastzeile kein Vertikalstrich mehr wahrgestellt,
wie sie beispielsweise ein Trommeldruckwerk genommen werden, und das Zeichen würde daher als
liefern kann. ' stark klassifiziert werden. Wenn ein Zeichen einmal
Die obere Ziffer 7 (Fig. 3a) stellt ein schwaches, 45 klassifiziert ist, liegt die Zoneneinteilung für den
die mittlere 7 (Fig. 3b) ein normales und die un- Rest des Zeichens fest.
tere 7 (F i g. 3 c) ein starkes Zeichen dar. Diese Klas- Die größten Schwankungen der Abmessungen des
sifkierung beruht ausschließlich auf der Anzahl der Zeichens treten in Zone 2 auf. Ein schwaches Zei-Abtastungen,
während derer im rechten Teil oder der chen, wie es in Fig. 3 a dargestellt ist, kann in
rechten Zone 1 ein Vertikalstrich wahrgenommen 50 Zone 2 bis zu sieben Abtastspalten enthalten, wohinwird.
gegen die Mittelzone bei einem starken Zeichen ge-
Bei einem schwachen Zeichen sind zur Wahrneh- gebenenfalls nur zwei Abtastspalten breit ist. In der
mung eines Vertikalstriches in Zonel weniger als folgenden Tabelle ist die maximale und minimale
zwei Abtastungen, bei einem normalen Zeichen zwei Anzahl der Abtastungen, die den optischen Zeichen-Abtastungen
und bei einem starken Zeichen mehr 55 leser von Zone 2 auf Zone 3 schaltet, und zwar für
als zwei Abtastungen erforderlich. einen Trommeldrucker und einen 5 · 7-Stiftdrucker,
Man beachte, daß der Mittelstrich der Ziffer 7 in wenn jeweils ein besonderes Zeichenlesermodell ver-F
i g. 3 a ungefähr im selben Abstand vom Beginn wendet wird. In der Tabelle ist außerdem die Anzahl
eines Zeichens auftritt wie der linke senkrechte Strich der Abtastungen für ein kombiniertes Modell angeder
Ziffer 0 in F i g. 3 d. Diese Mehrdeutigkeit könnte 60 geben, das beide Zeichenarten einwandfrei zu lesen
zu einem Lesefehler führen. Um solche Mehrdeutig- vermag. Außerdem ist die maximale und minimale
keiten zu beseitigen, wird ein asynchrones Ver- Anzahl von Abtastungen angegeben, bei welcher in
zonungs- oder Zoneneinteilungsverfahren verwendet, einem optischen Zeichenleser ohne Zeichenklassifidas
auf der Klassifizierung der Zeichen basiert. Bei kation eine Umschaltung von Zone 2 auf Zone 3 ereiner
solchen asynchronen Verzonung wird die Wahr- 65 folgt. Bei Zeichenlesern, die ohne Zeichenklassifinehmung
von Übergängen von und zu vertikalen kation arbeiten, werden alle Zeichen als normal an-Strichen
(Strichübergänge im Merkmalsignal) ver- gesehen, so daß die Angaben für schwache und
wendet, um die Merkmalsignale auf die jeweiligen starke Zeichen entfallen.
7 | Schwache minimale Abtast |
s Zeichen maximale ungen |
Normale minimale Abtast |
8 | Starkes Zeichen minimale | maximale Abtastungen |
5 |
5 | 7 | 4 | 3 Zeichen maximale ungen |
3 | 4 | |
Mit Zeichenklassifikation 1. Trommelmodell |
3 | 5 | 2 | 6 | 2 | 3 |
2. 5 ■ 7-Stiftmodell | 4 | 5 | 3 | 4 | 2 | |
3. Kombiniertes Modell | 4 | 4 | ||||
Ohne Zeichenklassifikation 4. Trommelmodell |
2 | 6 | ||||
5. 5 · 7-Stiftmodell | 3 | 4 | ||||
6. Kombiniertes Modell | 4 | |||||
geführt. Der Impulsbreitendiskriminator unterdrückt alle Impulse im Merkmalsignal, deren Breite unter
einem bestimmten Mindestwert, z. B. 750 ns liegt. Solche schmalen Impulse im Merkmalsignal können
beispielsweise von Flecken auf dem zu lesenden Dokument oder von schwarzen Punkten stammen,
die durch die erhöhten Kreuzungsstellen der Gewebefäden des Farbbandes des Druckwerkes erzeugt werden,
wenn das Farbband das Dokument berührt. Der
Die weiter unten beschriebenen Zeichenerkennungsschaltung arbeitet mit Zeichenklassifikation
und ist in der Lage, sowohl Zeichen von Trommelals auch Stiftdruckwerken einwandfrei zu lesen. Die
Signale für den Übergang von Zone 2 auf Zone 3 treten daher bei den in Zeile 3 der Tabelle angegebenen
Spaltennummern auf.
Bei dem zu beschreibenden Zeichenleser können
in Zone 3 höchstens vier Abtastspalten auftreten. Die
Mindestzahl hängt entweder vom Fehlen eines Merk- 25 Impulsbreitendiskriminator 120 enthält ein Verzögemalsignals im Videosignal der Zone 3 oder der Wahr- rungsglied 122, das beispielsweise eine Verzögerung
in Zone 3 höchstens vier Abtastspalten auftreten. Die
Mindestzahl hängt entweder vom Fehlen eines Merk- 25 Impulsbreitendiskriminator 120 enthält ein Verzögemalsignals im Videosignal der Zone 3 oder der Wahr- rungsglied 122, das beispielsweise eine Verzögerung
um die obenerwähnten 750 ns einführt. Die Merkmalsignale vom UND-Gatter 100 werden einem Eingang
eines UND-Gatters 124 direkt und dem anderen Eingang dieses UND-Gatters über das Verzögerungsglied
122 zugeführt. Das UND-Gatter 124 wird daher nur bei Impulsen des Merkmalsignals aufgetastet, die
langer als 750 ns dauern, da nur dann der direkt zugeführte Impuls und der verzögerte Impuls gleich-35
nehmung eines Striches in dieser Zone ab, wie noch genauer beschrieben werden wird.
Abkürzungen
Zur Vereinfachung der Beschreibung der Anlage werden folgende Abkürzungen benutzt:
ERP = Endrückstellimpuls,
ESTP = Abtastendetaktimpuls, LVS = Langer Vertikalstrich, MVS = Mittellanger Vertikalstrich, LCS = Langer Mittelstrich,
ESTP = Abtastendetaktimpuls, LVS = Langer Vertikalstrich, MVS = Mittellanger Vertikalstrich, LCS = Langer Mittelstrich,
MCS = Mittellanger Mittelstrich, ULS = Oberer linker Strich,
URS = Oberer rechter Strich, LLS = Unterer linker Strich, LRS — Unterer rechter Strich,
BC = Querbalken,
LWG = Langer weißer Zwischenraum, SWG = Kurzer weißer Zwischenraum,
H = Höhe,
Z1-I = Übergangsimpuls Zone 1 auf Zone 2,
Z2-3 = Übergangsimpuls Zone 2 auf Zone 3,
FZ3 = Videosignal in Zone 3.
In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäß ausgelegte Zeichenerkennungsschaltung dargestellt. Die Anlage
enthält Vorverarbeitungsstufen, die bestimmen, welche Arten von Impulsen im Videosignal in der
Schaltung verarbeitet werden.
Die Vorverarbeitungsstufen (Fig. 4a) enthalten ein UND-Gatter 100, das die Austastimpulse von
den Merkmalsignalteilen des Videosignals trennen. Dem UND-Gatter 100 werden gleichzeitig das
Videosignal und ein Zug Auftastimpulse, die von einem Impulsgenerator- und Synchronisationskreis
102 stammen, zugeführt. Die Auftastimpulse sind so geformt, daß sie das UND-Gatter 100 nur während
der Merkmalsignalteile des zugeführten Videosignals öffnen. Die Austastimpulse werden also von den
Merkmalsignalteilen des Videosignals getrennt.
Das Merkmalsignal am Ausgang des UND-Gatters 100 wird einem Impulsbreitendiskriminator 120 zuzeitig
an den Eingängen des Gatters 124 auftreten. Die vom UND-Gatter 124 durchgelassenen Signale
werden einem Eingang eines ODER-Gatters 126 zugeführt. Der Ausgang des ODER-Gatters 126 wird
seinerseits über einen Rückkopplungskreis 128 dem anderen Eingang dieses Gatters zugeführt. Der Rückkopplungskreis
128 bewirkt eine Dehnung der Breite aller Impulse des Zeichenbildsignals auf eine bestimmte
Mindestbreite, die beispielsweise 1,1 ^s betragen
kann.
Die Merkmalsignale vom Impulsbreitendiskriminator 120 werden einem Kreis 130 (Fig. 4 a) zur vorläufigen
Speicherung zugeführt. Dieser Speicherkreis 130 bewirkt eine Umsetzung der Merkmalsignale in
digital codierte Signale. Der zur vorläufigen Speicherung dienende Kreis 130 enthält einen Integrator 132
und ein vierstufiges Schieberegister 134. Die Impulse im Merkmalsignal müssen den Integrator 132 bis zu
einem bestimmten Mindestpegel aufladen, bevor sie durch einen dem Register 134 zugeführten Verschiebeimpulszug
in die erste Registerstufe eingespeichert werden können. Die Signale werden also
nur dann in das Register 134 weitergegeben, wenn ein zugeführter Verschiebeimpuls mit einem Mindestpegel
der Signalamplitude im Integrator 132 zusammenfällt. Die vorläufige Speicherung der Signale
und ihr Fortschreiten durch die Stufen des Schieberegisters 134 zu den übrigen Teilen der Zeichenerkennungsschaltung
liegen also durch die Verschiebeimpulse zeitlich fest, d. h. diese Vorgänge erfolgen digital. Woher die Verschiebeimpulse stammen,
wird noch erläutert.
Das Schieberegister 134 kann beispielsweise eine Anzahl von Flip-Flop-Kreisen enthalten. Die ein-
zelnen Flip-Flop-Kreise oder Stufen des Registers 134 liefern ein Ausgangssignal eines ersten Pegels,
wenn ein Element der Merkmalsignalinformation in ihnen gespeichert ist, und ein Ausgangssignal eines
anderen Pegels, wenn kein solches Element gespeichert ist. Zur Vereinfachung der Erläuterung soll
ein gespeichertes Element als Schwarz-Element und in F i g. 4 mit dem Symbol B bezeichnet werden. Das
Fehlen eines Merkmalsignalelementes wird als Weiß-Element bezeichnet und F i g. 4 durch das Symbol B
ausgedrückt. Die B-Signale werden von einer Ausgangsseite des Flip-Flops und die B-Signale von der
anderen Ausgangsseite des Flip-Flops abgenommen. Die Signale werden durch eine Sammelleitung 135
den anderen Kreisen der Erkennungsschaltung zugeführt. Der Einfachheit halber sind die einzelnen Anschlüsse
von der Sammelleitung 135 zu den anderen Kreisen mit IB, 2B, 3B oder 4B bezeichnet, wenn
sie von der einen Seite der entsprechenden Flip-Flop-Stufen des Schieberegisters 134 stammen, während
die von den anderen Seiten der Flip-Flops abgenommenen Signale mit IB, 2 B, 3 B oder 4 Z? bezeichnet
werden.
Die Signale, die das Anfangskriterium im Diskriminator 120 erfüllen, werden vorübergehend im
Schieberegister 134 gespeichert und dann weiteren Kriterien unterworfen, bevor sie einem ersten und
einem zweiten Schieberegister zugeführt werden. Diese Schieberegister enthalten die Speichermedien
für die Vertikalstrichmerkmalsignale, die beim Abtasten eines Zeichens wahrgenommen werden. Sie
können jeweils beispielsweise einundzwanzig Flip-Flop-Stufen, enthalten. Für die Speicherung von
Merkmalsignalelementen in diesen Schieberegistern wird eine entsprechende Bezeichnung verwendet wie
beim Schieberegister 134.
Die im Schieberegister 134 vorläufig gespeicherten Merkmalsignale werden zuerst einem Schieberegistersteuerkreis
140 (Fig.4a) zugeführt. Der Kreis 140 enthält ein Eingangs-UND-Gatter 142, von dem zwei
Eingangsklemmen mit den B-Signalausgangsklemmen der ersten und dritten Stufe des Schieberegisters 134
gekoppelt sind, während die verbleibende Eingangsklemme mit der B-Signalausgangsklemme der zweiten
Stufe des Registers 134 gekoppelt ist. Ein zweites Eingangs-UND-Gatter 144 ist mit den B-Signalausgangsklemmen
der zweiten und dritten Stufe des Schieberegisters 134 gekoppelt. Das UND-Gatter 144
wird nur dann aufgetastet, wenn in der zweiten und dritten Stufe des Schieberegisters 134 gleichzeitig
Schwarz-Elemente B gespeichert sind. Das UND-Gatter 142 wird nur dann aufgetastet, wenn in der
ersten und dritten Stufe des Schieberegisters 134 Schwarz-Elemente und in der zweiten Stufe ein Weiß-Element
B gespeichert sind. Anfänglich verhindern also die UND-Gatter 142, 144, daß Merkmalsignalinformation,
die nur ein von zwei Weiß-Elementen B gefolgtes Schwarz-Element B enthält, in den Schieberegistern
136,138 gespeichert wird.
Die UND-Gatter 142, 144 sind durch ein ODER-Gatter 146 mit zwei weiteren UND-Gattern 148, 150
verbunden. Das UND-Gatter 148 steuert den Informationsfluß zum ersten Schieberegister. Das UND-Gatter
148 wird nur dann geöffnet, wenn erstens ein Steuer-Flip-Flop 152 sich im rückgestellten Zustand
befindet; zweitens ein Signalpegel von der Ausgangsklemme für die Zone 1 eines Zonenzählers 288 in
einem noch zu beschreibenden Verzonungskreis 270 (Fig. 4b) anzeigt, daß die Zone 1 eines Zeichens
abgetastet wird, und drittens das ODER-Gatter aktiviert ist. Man sieht also, daß das erste Schieberegister
nur Information, die von der Zone 1 eines abgetasteten Zeichens stammt, speichern kann. Das
Steuer-Flip-Flop 152 wird durch einen ERP-Impuls zurückgestellt, auf dessen Ursprung noch eingegangen
wird. Das Flip-Flop 152 wird außerdem gesetzt und sperrt dann das UND-Gatter 148, wenn ein Signal
ίο von einer Zweierausgangsklemme eines Strichzählers
in einem Zeichenklassifizierkreis zwei aufeinanderfolgende Striche während zweier aufeinanderfolgender
Abtastungen eines Zeichens zählt. Im ersten Schieberegister werden also nur Merkmalsignale aus
höchstens zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen , eines Vertikalstriches gespeichert.
ΐ Der Ausgang des UND-Gatters 148 ist auf die
Setzeingangsklemme eines Flip-Flops 154 gekoppelt, dessen 1-Ausgangsklemme mit einem Eingang eines
UND-Gatters 156 verbunden ist. Das Flip-Flop 154 wird am Ende jeder Abtastung durch einen vom
Impulsgenerator 102 stammenden Abtasttaktimpuls ESTP2 zurückgestellt. Der £SJP2-Impuls ist der
zweite von vier Abtastendetaktimpulsen, die mit den Indizes 1 mit 4 bezeichnet sind und am Ende der
einzelnen Abtastungen oder Spalten vom Impulsgenerator 102 geliefert werden. Die Vorderflanke der
ESTP2-Impulse ist um 1,1 μβ bezüglich der Vorderflanke
der ESTPj-Impulse verzögert, während die
Vorderflanke der ESTP3-Impulse mit 1,1 μβ bezüglich
der Vorderflanke der ESrP2-Impulse verzögert
ist usw. Der andere Eingang des UND-Gatters 156 ist mit der B-Ausgangsklemme der vierten Stufe des
Schieberegisters 134 verbunden. Das UND-Gatter 156 ist mit dem Eingang eines ODER-Gatters gekoppelt,
an das seinerseits eine erste Stufe des ersten Schieberegisters angeschlossen ist.
Das UND-Gatter 150 (F i g. 4 a) steuert den Informationsfluß zum zweiten Schieberegister. Das Gatter
150 ist durchlaßbereit, wenn sich das mit seinem einen Eingang verbundene Flip-Flop 158 im rückgestellten
Zustand verbindet. Der zweite Eingang des Gatters 150 ist mit dem Ausgang des ODER-Gatters
146 verbunden. Das Flip-Flop 158 wird durch einen Ei?P-Impuls rückgestellt. Das Flip-Flop
158 wird durch einen Steuersignal von einem UND-Gatter 160 gesetzt und sperrt dann das UND-Gatter
150. Die Eingangssignale des UND-Gatters 160 werden von der Klemme für die Zone 3 des Zonenzähler
288 (F i g. 4 b) und der Zweierzählklemme des Strichzählers 254 (Fig. 4b) abgenommen. Das Flip-Flop
158 (F i g. 4 a) wird also zur Sperrung des UND-Gatters 150 und zur Unterbrechung des Informationsflusses
zum zweiten Schieberegister gesetzt, nachdem bei zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen
der Zone 3 eines Zeichens Vertikalstriche wahrgenommen wurden.
Das UND-Gatter 150 (Fig. 4a) ist mit der Setzeingangsklemme
eines Flip-Flops 162 gekoppelt, dessen 1-Ausgangsklemme mit einer Eingangsldemme
eines UND-Gatters 164 verbunden ist. Der andere Eingang des UND-Gatters 164 ist mit der
B-Klemme der vierten Stufe des Schieberegisters 134 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 164 ist
über ein ODER-Gatter auf die erste Stufe des zweiten Schieberegisters gekoppelt. Das Flip-Flop
162 wird durch einen £STP2-Impuls zurückgestellt.
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Der Schieberegistersteuerkreis 140 ist außerdem den, das im gesetzten Zustand anzeigt, daß ein Zei-
mit einem Abtastzählkreis 170 (F i g. 4 a) gekoppelt, chen abgetastet wird. Die andere Eingangsklemme
der die Anzahl der Abtastungen oder Spalten in den des ODER-Gatters 210 ist mit der !.--Ausgangs-
einzelnen Zonen eines zu lesenden Zeichens zählt. klemme eines MFS-Wahrnehmungs-Flip-Flops 194
Der Ausgang des UND-Gatters 144 im Schiebe- 5 im Stricherkennungskreis 180 (Fig.4b) verbunden,
registersteuerkreis 140 ist mit der Setzldemme eines Das Flip-Flop 212 wird durch einen Zeichenendim-*
Flip-Flops 172 im Abtastzählkreis 170 verbunden. puls zurückgesetzt, dessen Ursprung und Funktion
Das Flip-Flop wird also nur gesetzt, wenn in der noch erläutert wird.
zweiten und dritten Stufe des Schieberegisters 134 Der Zeichenbeginn-Erkennungskreis 200 nimmt
Schwarzelemente vorhanden sind, und es bleibt ge- ίο das Erscheinen nichtnumerischer Zeichen im Abtast*
setzt, bis es durch einen ERP-Impuls zurückgesetzt bereich wahr. Der Abtasterkennungskreis 200 meldet
wird. Die 1-Ausgangsklemme des Flip-Flops 172 ist jedoch den Beginn eines Zeichens frühestens bei der
über ein ODER-Gatter 174 mit einem UND-Gatter zweiten Abtastung oder Spalte. Das Setzen des Aus-
176 gekoppelt. Dem anderen Eingang des UND- gangs-Flip-Flops 212 wird anfänglich verhindert,
Gatters 176 werden die ESrP2-Impulse zugeführt. 15 um zu verhindern, daß ein Fleck auf einem Doku-
Das Gatter 176 liefert daher am Ende jeder Ab- ment wahrgenommen und fälschlich als Zeichen
tastung einen Ausgangsimpuls, nachdem das Flip- gedeutet wird.
Flop durch mindestens zwei aufeinanderfolgende Der Zeichenbeginn-Erkennungskreis 200 (Fig.4 a)
Schwarz-Elemente in einer Abtastspalte gesetzt wor- verhindert die Erzeugung eines Endrückstellimpulses
den ist. Das UND-Gatter 176 ist mit einem Abtast- 20 (ERP) im Steuerkreis230 für diesen (Fig. 4b). Der
zähler 178 verbunden, der die Anzahl der Abtastun- ERP-Steuerkreis 230 enthält UND-Gatter 232, 234,
gen oder Spalten der einzelnen Zonen zählt. Der 236. Einem Eingang sämtlicher UND-Gatter wird
Abtastzähler 178 kann beispielsweise eine Anzahl ein ESTP2-Impuls vom Impulsgenerator 102 zugevon
in Reihe geschalteten Flip-Flops mit parallelen führt. Der zweite Eingang der UND-Gatter 232, 234
Ausgängen enthalten, die jeweils einem höheren 25 236 ist mit der O-Ausgangsklemme des Ausgangs-Zählwert
entsprechen. Die Ausgänge des Zählers Flip-Flops 212 im Zeichenbeginn-Erkennungskreis
178 sind die 5C0- bis SC 10-Klemmen, die jeweils 200 verbunden. Die dritten Eingänge der UND-einem
Zählwert von 0 bis 10 entsprechen. Die Rück- Gatter 232, 234, 236 sind mit den Dreier-, 0- und
stellung des Zählers auf 0 erfolgt sowohl durch einen Zweier-ZänlklemmenSCS, 5C0 bzw. SC 2 des Ab-ERP-Impuls
als auch durch Impulse, die einen 30 tastzählers 178 (F i g. 4 a) verbunden, Der vierte Ein-Übergang
von Zone 1 auf Zone 2 bzw. von Zone 2 gang des UND-Gatters 236 ist schließlich mit der
auf Zone 3 angeben und von den ODER-Gattern O-Ausgangsklemme des Flip-Flops 206 im Zeichen-272
bzw. 284 im Zonenkreis 270 (Fig. 4b) geliefert beginn-Erkennungskreis 200 verbunden. Die Auswerden, der noch näher erläutert wird. gänge der UND-Gatter 232, 234, 236 sind mit den
Zur Feststellung der Tatsache, daß ein Zeichen 35 Eingangsklemmen eines ODER-Gatters 238 gekopabgetastet
wird, dient ein Zeichenbeginn-Erken- pelt, das die ERP-Impulse liefert,
nungskreis 200 (Fig. 4a). Bei diesem Kreis sind Das UND-Gatter 234 liefert am Ende einer Abzwei
oder drei Abtastungen eines Zeichens erf order- tastung, bei der der Abtastzähler 178 keine erste
Hch, bevor der Anfang eines Zeichens festgestellt Abtastung gezählt hat und das Flip-Flop 206 im
wird. Die Information kann redundant sein, da unter 40 Zeichenbeginn-Erkennungskreis 200 nicht gesetzt
Umständen bereits durch einen Stricherkennungs- worden ist, einen ERP-Impuls über das ODER-Gatkreis
180 (Fig. 4b) während einer Abtastung eines ter238. Der Zeichenzähler 178 zählt ja alle Ab-Zeichens
ein Vertikalstrich wahrgenommen worden tastungen, die zwei aufeinanderfolgende Schwarzist.
Der Zeichenbeginn-Erkennungskreis 200 wird in Elemente enthalten. Wenn der Abtastzähler 178 eine
Verbindung mit den nichtnumerischen Zeichen ge- 45 erste Abtastung zählt, ist das UND-Gatter 234 gebraucht,
sperrt.
Der Zeichenbeginn-Erkennungskreis 200 enthält Das UND-Gatter 236 liefert über das ODER-ein
Eingangs-UND-Gatter 202, dessen eine Ein- Gatter 238 einen ERP-Impuls, wenn der Abtastgangsklemme
mit der 23-Signalklemme der ersten zähler auf zwei steht und weder das Flip-Flop 206
vorläufigen Speicherung verbunden ist. Eine andere 50 noch das Flip-Flop 212 im Zeichenbeginn-Erken-Eingangsklemme
des UND-Gatters 102 ist direkt mit nungskreis 200 gesetzt sind.
der siebzehnten Stufe des ersten Schieberegisters Das UND-Gatter 232 liefert einen ERP-Impuls
verbunden, während die verbleibende Eingangs- über das ODER-Gatter 238, wenn der Abtastzähler
klemme mit der Ausgangsklemme eines ODER- 178 auf drei steht und das Flip-Flop 212 nicht geGatters
gekoppelt ist. Die Eingangsldemmen dieses 55 setzt worden ist. Wenn das Flip-Flop 212 im Zeichen-
ODER-Gatters sind mit der sechzehnten und acht- beginn-Erkenmmgskreis 200 einmal gesetzt ist, wer-
zehnten Stufe des ersten Schieberegisters gekoppelt. den die UND-Gatter 232, 234, 236 alle gesperrt, bis
Der Ausgang des UND-Gatters 202 (F i g. 4 a) ist das Flip-Flop 212 durch einen Zeichenendimpuls,
über ein Verzögerungsglied 204 mit der Setzldemme auf den noch eingegangen werden wird, zurückgeeines
Flip-Flops 206 und direkt mit der Setzklemme 60 setzt wird.
eines Flip-Flops 208 verbunden. Das Flip-Flop 206, Der vom Kreis 230 erzeugte ERP-Impuls stellt die
das durch einen .ERP-Impuls zurückgesetzt wird, ist verschiedenen Register, Zähler und Flip-Flops im
mit seiner O-Ausgangsklemme mit der Zurücksetz- Zeichererkennungssystem in ihre Anfangsstellung
klemme des Flip-Flops 208 verbunden und hält zurück. Außerdem wird eine Eingangsldemme des
dieses im zurückgesetzten Zustand, bis das Flip-Flop- 65 ODER-Gatters 236 im ERP-Steuerkreis 230 ein
gesetzt wird; die 1-Ausgangsklemme des Flip- Startimpuls zugeführt, der beim Einschalten einer
Flops 208 ist über ein ODER-Gatter 210 mit der nicht dargestellten Stromversorgung für das Zeichen-Setzklemme
eines Ausgangs-Flip-Flops 212 verbun- erkennungssystem erzeugt wird. Beim Einschalten
13 14
des optischen Zeichenlesers erzeugt der Startimpuls definitionsgemäß mindestens fünf Bildelemente hoch,
also einen JELRP-Impuls, der die verschiedenen Stufen Man sieht, daß der Kreis auch dann einen mittel-
des Systems zurückstellt. Man kann sich natürlich langen Vertikalstrich feststellt, wenn während der
auch irgendwelcher anderen geeigneten Mittel be- durch den Verzögerungsglied 190 eingeführten Verdienen,
um die verschiedenen Stufen in ihren Aus- 5 zögerungsdauer ein einzelnes Weiß-Element Έ auf-
gangszustand zurückzustellen, beispielsweise eines tritt. Dies beruht darauf, daß das Flip-Flop 186 nur
Generalrückstellimpulses. durch zwei aufeinanderfolgende Weiß-Elemente B
Die Erkennungsschaltung (Fig, 4b) enthält einen zurückgestellt wird und dann die Verzögerungs-Vertikalstrichdetektorkreis
180, um Vertikalstriche schaltung 190 und das UND-Gatter 192 sperrt,
wahrzunehmen, die in irgendeiner abgetasteten Zone io Der Strichdetektorkreis 180 nimmt auch lange eines Zeichens auftreten, und um den Beginn eines Vertikalstriche wahr, indem das Ausgangssignal des Zeichens anzuzeigen, wenn in Zone 1 ein Strich auf- UND-Gatters 192 auf den Eingang des Verzögetritt. Der Strichdetektor 180 enthält zwei Eingangs- rungsgliedes 190 zurückgekoppelt wird. Der AusUND-Gatter 182, 184. Das UND-Gatter 182 erhält gang des UND-Gatters 192 ist außerdem auf einen Eingangssignale von den Jf-Signalausgangsklemmen 15 Eingang eines UND-Gatters 196 gekoppelt, dessen der ersten und zweiten Stufe des Schieberegisters 134 anderer Eingang mit der 1-Ausgangsklemme des (Fig. 4a) und spricht nur an, wenn in diesen Stufen Flip-Flops 194 verbunden ist. Das UND-Gatter 196 Signale, die Weiß-Elementen (W) entsprechen, ge- ist seinerseits mit der Setzklemme eines Flip-Flops speichert sind. Der Ausgang des UND-Gatters 182 198 gekoppelt, das anzeigt, ob ein langer Vertikalist mit der Zurücksetzklemme eines Flip-Flops 186 20 strich (LVS) wahrgenommen worden ist. Die Wahrgekoppelt. Die O-Ausgangsklemme des Flip-Flops nehmung eines langen Vertikalstriches beruht auf 186 ist mit einer Eingangsklemme des UND-Gatters der Tatsache, daß das UND-Gatter 196 nur an-184 gekoppelt, und die andere Eingangsklemme spricht, wenn das Flip-Flop 194 durch einen mitteldes Gatters 184 ist direkt mit der B-Signalausgangs- langen Vertikalstrich gesetzt worden ist und der klemme der ersten Stufe des Schieberegisters 134 25 rückgekoppelte Impuls das Verzögerungsglied 190 verbunden. Das UND-Gatter 184 (Fig. 4b) spricht durchläuft. Ein langer Vertikalstrich ist also in der daher an, wenn in der ersten Stufe des Schiebe- Praxis definitionsgemäß mindestens zehn Elemente registers 134 ein Schwarz-Element erscheint und das hoch und darf nur einzelne Weiß-Elemente enthal-Flip-Flop 186 sich im zurückgesetzten Zustand be- ten. Die Strichdetektor-Flip-Flops 194, 198 werden findet. Der Ausgang des UND-Gatters 184 ist über 30 am Ende jeder Abtastung durch einen ESITg-Iinpuls ein ODER-Gatter 138 mit einem Verzögerungsglied zurückgesetzt, so daß sie bei jeder einzelnen Ab-190 und der Setzklemme des Flip-Flops 186 ge- tastung eines Zeichens feststellen, ob Vertikalstriche koppelt. Das Verzögerungsglied 190 enthält mehrere, vorhanden sind oder nicht.
wahrzunehmen, die in irgendeiner abgetasteten Zone io Der Strichdetektorkreis 180 nimmt auch lange eines Zeichens auftreten, und um den Beginn eines Vertikalstriche wahr, indem das Ausgangssignal des Zeichens anzuzeigen, wenn in Zone 1 ein Strich auf- UND-Gatters 192 auf den Eingang des Verzögetritt. Der Strichdetektor 180 enthält zwei Eingangs- rungsgliedes 190 zurückgekoppelt wird. Der AusUND-Gatter 182, 184. Das UND-Gatter 182 erhält gang des UND-Gatters 192 ist außerdem auf einen Eingangssignale von den Jf-Signalausgangsklemmen 15 Eingang eines UND-Gatters 196 gekoppelt, dessen der ersten und zweiten Stufe des Schieberegisters 134 anderer Eingang mit der 1-Ausgangsklemme des (Fig. 4a) und spricht nur an, wenn in diesen Stufen Flip-Flops 194 verbunden ist. Das UND-Gatter 196 Signale, die Weiß-Elementen (W) entsprechen, ge- ist seinerseits mit der Setzklemme eines Flip-Flops speichert sind. Der Ausgang des UND-Gatters 182 198 gekoppelt, das anzeigt, ob ein langer Vertikalist mit der Zurücksetzklemme eines Flip-Flops 186 20 strich (LVS) wahrgenommen worden ist. Die Wahrgekoppelt. Die O-Ausgangsklemme des Flip-Flops nehmung eines langen Vertikalstriches beruht auf 186 ist mit einer Eingangsklemme des UND-Gatters der Tatsache, daß das UND-Gatter 196 nur an-184 gekoppelt, und die andere Eingangsklemme spricht, wenn das Flip-Flop 194 durch einen mitteldes Gatters 184 ist direkt mit der B-Signalausgangs- langen Vertikalstrich gesetzt worden ist und der klemme der ersten Stufe des Schieberegisters 134 25 rückgekoppelte Impuls das Verzögerungsglied 190 verbunden. Das UND-Gatter 184 (Fig. 4b) spricht durchläuft. Ein langer Vertikalstrich ist also in der daher an, wenn in der ersten Stufe des Schiebe- Praxis definitionsgemäß mindestens zehn Elemente registers 134 ein Schwarz-Element erscheint und das hoch und darf nur einzelne Weiß-Elemente enthal-Flip-Flop 186 sich im zurückgesetzten Zustand be- ten. Die Strichdetektor-Flip-Flops 194, 198 werden findet. Der Ausgang des UND-Gatters 184 ist über 30 am Ende jeder Abtastung durch einen ESITg-Iinpuls ein ODER-Gatter 138 mit einem Verzögerungsglied zurückgesetzt, so daß sie bei jeder einzelnen Ab-190 und der Setzklemme des Flip-Flops 186 ge- tastung eines Zeichens feststellen, ob Vertikalstriche koppelt. Das Verzögerungsglied 190 enthält mehrere, vorhanden sind oder nicht.
nicht dargestellte Verzögerungsstufen, die jeweils Die Erkennungsschaltung enthält einen Zeichengesperrt sind, wenn das Flip-Flop 136 zurückgesetzt 35 klassifizierungskreis 250, um die einzelnen Zeichen
ist. Das Verzögerungsglied 190 ist so aufgebaut, daß den Kategorien stark, schwach oder normal zuzues
einen Eingangsimpuls um mindestens fünf Bild- ordnen, die oben in Verbindung mit F i g. 3 erläutert
elemente oder 5,5 μβ verzögert. Der Ausgang des Ver- wurde. Es war erwähnt worden, daß diese Klassifizögerungsgliedes
190 und die 1-Klemme des Flip- zierung auf der in Abtastspalten gerechneten Breite
Flops 186 sind mit einem UND-Gatter 192 gekop- 40 eines in Zone 1 eines Zeichens auftretenden Vertipelt.
Der Ausgang des UND-Gatters 192 ist mit der kalstriches beruht. Wenn die Zone 1 eines Zeichens
Setzklemme eines Flip-Flops 194 gekoppelt, der zur keinen Strich enthält, wie es bei den nichtnumeri-Wahrnehmung
von mittleren Vertikalstrichen (MVS) sehen Zeichen der Fall ist, wird das Zeichen als
dient. schwach klassifiziert. Der Zeichenklassifizierüngs-
Der Strichdetektorkreis 180 nimmt bei allen Ab- 45 kreis 250 enthält ein UND-Gatter 252, dessen einer
tastungen und in allen Zonen eines gelesenen Zei- Eingang mit der 1-Ausgangsklemme des Flip-Flops
chens Striche wahr. Bei der Abtastung eines 194 für mittellange Vertikalstriche im Vertikalstrich-Zeichens
spricht das UND-Gatter 182 immer an, detektorkreis 180 verbunden ist und dessen anderem
wenn in den ersten beiden Stufen des Schiebe- Eingang ein ESTP2-Impuls vom Impulsgenerator
registers 134 zwei aufeinanderfolgende Weiß-Ele- 50 102 (F i g. 4 a) zugeführt wird. Das UND-Gatter 252
mente (TS) gespeichert sind. Durch das Ansprechen liefert also bei jeder Abtastung, bei der ein Strich
des UND-Gatters 182 wird das Flip-Flop 186 zu- wahrgenommen wird, einen Ausgangsimpuls. Das
rückgesetzt, und das UND-Gatter 184 wird für das UND-Gatter 252 ist mit einem Strichzähler 254 geerste
Schwarz-Element durchlaßbereit gemacht, das koppelt, der alle wahrgenommenen Striche zählt,
bei der ersten ein Zeichen erfassenden Abtastung in 55 Der Zähler 254 wird sowohl durch einen ERP-der
ersten Stufe des Schieberegisters eintrifft. Das Impuls als durch einen Impuls, der einen Übergang
erste Schwarz-Element durchlaßbereit gemacht, das von der Zone 2 auf die Zone 3 anzeigt auf Null zumentU
läßt das UND-Gatter 184 ansprechen, dessen gestellt.
Ausgangsimpuls das Flip-Flop 186 setzt. Das Flip- Der Strichzähler 254 hat drei Ausgangsklemmen,
Flop 186 macht seinerseits das UND-Gatter 192 an- 60 eine für einen Zählwert unter 2, eine zweite für den
sprechbereit. Der Impuls wird außerdem dem Ver- Zählwert 2 und eine dritte für einen Zählwert größer
zögerungsglied 190 zugeführt, der ihn um fünf EIe- als 2. Der Strichzähler kann beispielsweise ein dreimente
verzögert. Wenn also während dieser Ver- stufiger Dezimalzähler sein, bei dem der Ausgang
zögerungszeit keine zwei aufeinanderfolgenden Weiß- der dritten Stufe den Eingang der ersten Stufe sperrt.
Elemente Έ wahrgenommen werden, durchläuft der 65 Binärzähler mit geeigneter Entschlüsselung können
ursprüngliche Iimpuls das UND-Gatter 192 und ebenfalls verwendet werden. Die Strichzähleraussetzt
das Detektor-Flip-Flop 194 für einen mittel- gange sind mit UND-Gattern 256, 258 bzw. 260 verlangen
Strich. Ein mittellanger Vertikalstrich ist also bunden. Diesen UND-Gattern wird außerdem ein
vom Zonenkreis 270 stammender Impuls zugeführt, der den Übergang der Abtastung von der ersten
Zone eines Zeichens auf die zweite Zone anzeigt. Hierauf wird noch näher eingegangen werden. Die
Ausgänge der UND-Gatter 256, 258, 260 sind mit den Setzklemmen von Flip-Flops 262, 264 bzw. 266
verbunden, die angeben, ob es sich um ein schwaches, normales oder starkes Zeichen handelt.
Wenn also der Strichzähler 254 mehr als zwei
men der UND-Gatter 278, 279 sind außerdem mit der 1-Ausgangsklemme des Flip-Flops 266 zur Erkennung
eines starken Zeichens und den Zweierbzw. Dreierklemmen SC 2 bzw. SC 3 des Abtast-Zählers
178 gekoppelt. Das UND-Gatter 278 ist außerdem mit der 1-Ausgangsklemme des mittellange
Vertikalstriche anzeigenden Flip-Flops 194 verbunden. Das UND-Gatter 278 liefert also einen Impuls,
der einen Übergang von der Zone 2 auf die
Vertikalstriche zählt, bevor der den Übergang von io Zone 3 anzeigt, wenn beim Abtasten eines starken
der Zone 1 auf die Zone 2 anzeigende Impuls den Zeichens während der zweiten Spalte in Zone 2 ein
UND-Gattern 256, 258, 260 zugeführt wird, liefert mittellanger Vertikalstrich wahrgenommen wird. In
er ein Ausgangssignal an der einem Zählwert größer entsprechender Weise liefert das UND-Gatter 279
als 2 entsprechenden Klemme und setzt dadurch das einen Impuls, der einen Übergang von der Zone 2
Flip-Flop 266, was anzeigt, daß das abgetastete 15 auf die Zone 3 anzeigt, wenn beim Abtasten eines
Zeichen stark ist. Die Flip-Flops 262, 264, 266 wer- starken Zeichens in der Zone 2 drei Spalten gezählt
den alle durch einen IJRP-Impuls zurückgesetzt. worden sind, ohne daß ein mittellanger Vertikal-
Der Verzonungskreis 270 (Fig. 4 b) leitet die strich wahrgenommen wurde.
Merkmalssignalinformation in die verschiedenen Andere Eingangsklemmen der UND-Gatter 280,
Speicher- und Erkennungsstufen in der Zeichen- 20 281 sind außerdem mit der 1-Ausgangsklemme des
erkennungsschaltung. Er enthält ein UND-Gatter Flip-Flops 264, der normale Zeichen anzeigt, sowie
273, das beim Übergang von der Zone 1 auf die mit der Dreier- bzw. Viererklemme SC 3 bzw. SC 4
Zone 2 einen Ausgangsimpuls liefert. Ein Eingang des Abtastzählers 178 gekoppelt. Das UND-Gatter
des UND-Gatters 273 ist mit der Zone-1-Ausgangs- 282 ist entsprechenderweise außerdem mit der
klemme eines Zonenzählers 288 verbunden. Der 25 1-Ausgangsklemme des mittellange Vertikalstriche
zweite Eingang ist mit einem ODER-Gatter 272 ver- anzeigenden Flip-Flops 194 gekoppelt. Das UND-bunden,
und der dritte Eingang empfängt einen Gatter 282 liefert daher einen Impuls, der einen
ESrP2-Impuls. Ein Eingangssignal des ODER- Übergang von der Zone 2 auf die Zone 3 anzeigt,
Gatters 272 stammt von der Viererklemme (SC 4) wenn bei der Abtastung eines schwachen Zeichens
der vierten Stufe des Abtastzählers 178 im Abtast- 30 in der Zone 2 bei der vierten Abtastung dieser Zone
Zählers 178 im Abtastzählkreis 170 (Fig. 4a). Das ein mittellanger Vertikalstrich wahrgenommen wird.
In entsprechender Weise liefert das UND-Gatter 283 einen Impuls, der einen Übergang von der Zone 2
auf die Zone 3 anzeigt, wenn beim Abtasten eines
UND-Gatter 273 liefert daher einen Impuls, der einen Übergang von der Zone 1 auf die Zone 2 angibt,
wenn in der Zone 1 der Zählwert 4 erreicht
wird, gleichgültig, welche anderen Voraussetzungen 35 schwachen Zeichens in der Zone 2 nach der fünften
in der Schaltung vorliegen. Bei der in F i g. 4 darge- Abtastung noch kein mittellanger Vertikalstrich
wahrgenommen worden ist. Die obenerwähnten Voraussetzungen zur Erzeugung eines Impulses für
den Übergang von der Zone 2 auf die Zone 3 sind
stellten Ausführungsform ist also vier die maximale Anzahl von Abtastungen oder Spalten in der Zone 1.
Das andere Eingangssignal des ODER-Gatters 272
stammt von einem UND-Gatter 274. Ein Eingang 40 in der Tabelle aufgeführt, sie können natürlich ge-
des UND-Gatters 274 ist mit der O-Ausgangsklemme wünschtenfalls entsprechend den zu lesenden Druck-
des MFS-Erkennungs-Flip-FIops 194 verbunden. typen geändert werden.
Die Abkürzung MVS bedeutet, daß durch das Flip- Sowohl das ODER-Gatter 284 als auch das UND-
Flop 194 kein mittellanger Vertikalstrich wahrge- Gatter 273 sind über ein ODER-Gatter 286 mit dem
nommen worden ist. Der andere Eingang des UND- 45 Zonenzähler 288 gekoppelt. Der Zonenzähler 288
Gatters 274 ist mit einem ODER-Gatter 276 verbunden, dessen Eingänge mit den Zweier- und
Dreierklemmen SC 2 bzw. SC 3 der zweiten bzw. dritten Stufe des Abtastzählers 178 verbunden sind.
hat drei Ausgangsklemmen, die der Zone 1, der Zone 2 und der Zone 3 entsprechen. Beim Zählwert
Null liegt an der Klemme für die Zone 1 ein Ausgangssignal, das anzeigt, daß die Zone 1 eines Zei-Wenn
also weder während der zweiten noch wäh- 50 chens abgetastet wird. Der erste Ausgangsimpuls
rend der dritten durch den Abtastzähler 178 gezähl- vom ODER-Gatter 286 stellt den Zähler 288 auf
ten Abtastung ein mittellanger Vertikalstrich wahr- Eins, und es tritt nun an der Klemme für die Zone 2
genommen worden ist, wird ein Impuls erzeugt, der ein Ausgangssignal auf, das anzeigt, daß die Zone 2
den Übergang von der Zone 1 auf die Zone 2 an- eines Zeichens abgetastet wird. Der zweite Auszeigt.
Bei der Abtastung der Ziffer 7 in F i g. 3 a 55 gangsimpuls vom ODER-Gatter 286 stellt den Zähwürde
also am Ende der zweiten Abtastspalte ein ler auf Zwei, der dann an der Klemme für die Zone 3
ein Ausgangssignal liefert, das anzeigt, daß die dritte Zone eines Zeichens abgetastet wird.
Wenn der Zonenzähler 288 (Fig. 4b) im Zonenkreis 270 einen Impuls, der einen Übergang von der
Zone 1 auf die Zone 2 anzeigt, zählt, wird das UND-Gatter 148 im Schieberegistersteuerkreis 140
(Fig. 4a) durch das Verschwinden des Ausgangssignals an der Klemme für die Zone 1 gesperrt, und
hält eine Anzahl von UND-Gattern 278 bis 283, 65 von dem zur vorläufigen Speicherung dienenden
deren einem Eingang jeweils ein ZiSrP2-Impuls zu- Schieberegister 134 kann keine Information mehr in
geführt ist und deren Ausgänge mit einem ODER- das erste Schieberegister gelangen. In entsprechen-Gatter
284 gekoppelt sind. Weitere Eingangsklem- der Weise wird das Flip-Flop 152 im Schiebe-
Übergangsimpuls erzeugt, wohingegen bei der Abtastung der Ziffer 7 der Fig. 3b der Übergangsimpuls erst am Ende der dritten Abtastspalte auftritt.
Der Verzonungskreis 270 enthält außerdem eine Schaltungsanordnung, die den Übergang von der
Zone 2 auf die Zone 3 angibt. Der den Übergang von der Zone 2 auf die Zone 3 angebende Kreis ent-
registersteuerkreis 140 gesetzt und das UND-Gatter
148 wird ebenfalls blockiert, wenn der Strichzähler 254 im Zeichenklassifizierungskreis 250 (Fig. 4b)
während der ersten beiden Abtastungen eines Zeichens zwei Striche zählt. Im ersten Schieberegister
wird also nur Information, die in der Zone 1 abgetastet worden ist, gespeichert und außerdem
werden nur die ersten beiden Abtastungen gespeichert, wenn in diesen beiden ersten Abtastungen
der Zone jeweils ein Strich wahrgenommen wird.
Die in der Zone 2 und/oder 3 abgetastete Information wird im zweiten Schieberegister gespeichert.
Dieses Schieberegister integriert aufeinanderfolgende Abtastungen eines Striches wie das erste Schieberegister.
Wenn in der Zone 2 kein Mittelstrich wahrgenommen wird, wird die im zweiten Schieberegister
während der einzelnen Abtastungen der Zone 2 gespeicherte Information am Ende der jeweiligen Abtastung
wieder gelöscht. Wenn in der Zone 2 ein Mittelstrich wahrgenommen wird, bleibt er im zweiten
Schieberegister gespeichert, das dann außerdem noch die Information der Zone 3 aufnimmt. Wenn
der Zeichenzähler 254 (Fig. 4b), der durch einen
Impuls, welcher den Übergang von der Zone 2 auf die Zone 3 zwei Striche gezählt hat, wird das Flip-Flop
158 im Schieberegistersteuerkreis (Fig. 4a) gesetzt, wodurch das UND-Gatter 150 gesperrt und
ein weiteres Speichern von Information im zweiten Schieberegister verhindert wird.
Ein optischer Zeichenleser gemäß der Erfindung gestattet also gedruckte Zeichen genau zu lesen und
zu identifizieren. Bei dem Zeichenleser sind beträchtliche Lageabweichungen der Zeichen und eine
Schrägstellung des Dokumentes selbst zulässig. Auch bei Verzerrungen und beträchtlichen Breitenschwankungen
werden Zeichen zuverlässig und genau erkannt. Verzerrte Zeichen können durch das bevorzugte
Erfassen von Vertikalstrichen, die von computergesteuerten Schnelldruckern kaum ausgelassen
werden, fast immer identifiziert werden. Den beträchtlichen Breitenschwankungen der durch solche
Drucker gedruckten Zeichen wird durch eine automatische und asynchrone Verzonung der einzelnen
Zeichen und Einspeisen der Merkmalinformationssignale in die richtigen Speichereinrichtungen und
Detektoren Rechnung getragen.
Claims (3)
1. Einrichtung zum maschinellen Erkennen von Zeichen, bei der die Zeichen mittels einer
optisch-elektronischen Abtastvorrichtung nacheinander vertikal abgetastet werden, wobei das
Auftreten bestimmter zeichencharakteristischer Merkmale in bestimmten Bereichen des zu diesem
Zweck in Zonen eingeteilten Zeichenfeldes festgestellt wird und zur späteren Identifizierung
der Zeichen die den erkannten zeichencharakteristischen Merkmalen zugeordneten Merkmalsignale
unter Berücksichtigung ihres zeitlichen und/oder räumlichen Auftretens in bestimmten
Speicherplätzen gespeichert werden und wobei die zeichencharakteristischen Merkmale unter
anderem durch die Vertikalstriche der Zeichen gebildet werden, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Festlegung der Bereiche des Zeichenfeldes, in denen die zeichencharakteristischen
Merkmale auftreten, Schaltkreise vorgesehen sind, welche die Zeichen in Abhängigkeit
von der Breite des jeweils ersten im Zeichenfeld abgetasteten Vertikalstriches klassifizieren und
auf der Grundlage dieser Klassifikation die Aufteilung des Zeichenfeldes in mehrere, jeweils eine
bestimmte Anzahl von Abtastspalten umfassende Vertikalzonen vornehmen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeichenfeld in drei Vertikalzonen
aufgeteilt und die Anzahl der die einzelnen Zonen umfassenden Abtastspalten in Abhängigkeit
von der Anzahl der einen in der ersten Zone auftretenden Vertikalstrich nacheinander
erfassenden Abtastspalten festgelegt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wahrnehmung
des vertikalen Ortes eines Vertikalstriches das Zeichenfeld bei der Abtastung außerdem in eine
obere und eine untere Hälfte eingeteilt wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1075 354,
890, 1095 026, 1104 239, 1123 852;
britische Patentschriften Nr. 846 722, 909 942.
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1075 354,
890, 1095 026, 1104 239, 1123 852;
britische Patentschriften Nr. 846 722, 909 942.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 519/301 3.68 © Bundesdruckerei Berlin
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US253911A US3293604A (en) | 1963-01-25 | 1963-01-25 | Character recognition system utilizing asynchronous zoning of characters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=22962202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DER37009A Pending DE1264118B (de) | 1963-01-25 | 1964-01-18 | Einrichtung zum maschinellen Erkennen von Zeichen |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
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DE (1) | DE1264118B (de) |
GB (1) | GB1020647A (de) |
NL (1) | NL6400562A (de) |
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