-
Der Betrieb von Anlagen der Fernmeldetechnik und von nachrichtenverarbeitenden
Anlagen bringt vielfach die Aufgabe mit sich, Schriftzeichen, z. B. Buchstaben oder
Ziffern, die auf geeigneten Vorlagen enthalten sein mögen, automatisch mittels einer
Abtasteinrichtung, beispielsweise einer lichtelektrischen Abtasteinrichtung, abzutasten
und anschließend zu verarbeiten. Eine Verarbeitung der Schriftzeichen kann beispielsweise
darin liegen, daß die Schriftzeichen identifiziert werden, um in Abhängigkeit von
diesen Schriftzeichen eine Steuerung von fernmeldetechnischen oder nachrichtenverarbeitenden
Einrichtungen, beispielsweise von Druckwerken, Schreibmaschinen, Lochkartenstanzeinrichtungen
oder Rechenmaschinen, mit Hilfe geeigneter Signale ermöglichen zu können. Dabei
wird oft nicht nur ein einzelnes Schriftzeichen oder eine Schriftzeile abzutasten
und anschließend zu verarbeiten sein, sondern es wird vielfach auch die Aufgabe
vorliegen, ein ganzes Schriftfeld abzutasten, so daß ein in ihm enthaltener, zeilenförmig
angeordneter Text abgelesen und verarbeitet werden kann.
-
Liegt ein solches Schriftfeld vor, dann ist es im allgemeinen erforderlich,
daß die Abtasteinrichtung nach dem Ablesen und der Verarbeitung einer Schriftzeile
einen Rücklauf zum Zeilenanfang und außerdem einen Sprung auf die nächste Schriftzeile
ausführt, wie dies auch bei einer Schreibmaschine der Fall ist. Mit einem solchen
Rücklauf und Zeilenwechsel sind aber, ganz abgesehen von dem damit verbundenen Zeitverlust,
gewisse Schwierigkeiten insofern verbunden, als nämlich jeweils ein Abbremsen der
zuvor mit konstanter Geschwindigkeit über die Schriftzeile mechanisch hinbewegten
Abtast einrichtung, dann die möglichst schnelle Durchführung des Rücklaufs und des
Zeilenwechsels selbst und schließlich wieder eine Beschleunigung der Abtasteinrichtung
bis auf ihre konstante Geschwindigkeit erforderlich werden.
-
Zur Umgehung dieser Schwierigkeiten ist man bereits in der Technik
der Bildtelegraphie in der Weise vorgegangen, daß man eine Bildvorlage auf eine
kontinuierlich umlaufende Trommel aufgebracht hat, parallel zu deren Achse eine
Abtasteinrichtung kontinuierlich verschoben wird. Die Abtasteinrichtung überläuft
dann auf mechanischem Wege schräg über die Bildvorlage verlaufende, lückenlos aneinandergrenzende
Abtastbänder, die zusammen bei auf die Trommel aufgebrachter Bildvorlage eine die
Trommel umlaufende Spirale bilden. Auf diese Weise werden alle Punkte der Bildvorlage
in einer Reihenfolge, wie sie durch die einzelnen Abtastbänder gegeben ist, abgetastet
und können dann nach ihrer Übertragung in Form von geeigneten Signalen zu einer
Empfangseinrichtung hin dort wieder in der gleichen Reihenfolge aufgezeichnet werden,
womit das Bild vollständig und richtig übertragen ist.
-
Für das Ablesen eines zeilenförmig angeordneten Textes zwecks nachfolgender
Verarbeitung der Schriftzeichen ist der vorstehend geschilderte Weg i jedoch nicht
ohne weiteres gangbar, da es im letzteren Fall nicht nur darauf ankommt, alle Punkte
der Vorlage überhaupt abzutasten, sondern darauf, jeweils eine Schriftzeile nach
der anderen Zeichen für Zeichen abzulesen. Führt man aber die Abtastung i in der
Weise durch, daß die Abtasteinrichtung mechanisch jeweils gerade eine Zeile nach
der anderen überläuft, so treten wiederum die obenerwähnten, mit dem Rücklauf und
Zeilenwechsel verbundenen Schwierigkeiten auf.
-
Die Erfindung zeigt nun einen Weg, um die genannten Schwierigkeiten
zu umgehen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Ablesen eines
gegebenenfalls in mehreren Schriftzeilen angeordneten Textes, der sich auf einer
Vorlage befindet, die auf einer kontinuierlich umlaufenden Trommel aufgebracht ist,
parallel zu deren Achse eine Abtasteinrichtung kontinuierlich verschoben wird. Das
Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung
mechanisch ein schräg jeweils über die gerade abzutastende Schriftzeile verlaufendes,
gegebenenfalls auch Teile von Schriftzeichen der benachbarten Schriftzeilen überdeckendes
Abtastband überläuft und daß eine sich über die volle Höhe dieses Abtastbandes erstreckende
spaltenweise Vorabtastung jedes Schriftzeichens dieser Zeile erfolgt, bei der die
Grenzen des Zeichenbereiches des betreffenden Schriftzeichens innerhalb des Abtastbandes
für die spaltenweise Hauptabtastung dieses Schriftzeichens ermittelt werden. Unter
einem Zeichenbereich wird dabei ein Teilbereich des Abtastbandes verstanden, in
dem gerade ein Schriftzeichen liegt.
-
Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Abtasteinrichtung während
des automatischen Ablesens eines zeilenförmig angeordneten Textes mechanisch eine
stetig gleichbleibende Bewegung ausführt, womit die mit einem Rücklauf und Zeilenwechsel
verknüpften Schwierigkeiten vermieden werden. Zugleich wird aber dadurch, daß der
Abtastpunkt innerhalb des Abtastbandes, das schräg über die gerade abzutastende
Schriftzeile verläuft, dieser Schriftzeile elektronisch durch Ermittlung der Grenzen
des Zeichenbereiches des jeweils gerade abgetasteten Schriftzeichens während einer
sich über die volle Höhe des Abtastbandes erstreckenden spaltenweisen Vorabtastung
und nachfolgende spaltenweise Hauptabtastung nur des unmittelbaren Zeichenbereiches
dieses Schriftzeichens nachgeführt wird, erreicht, daß tatsächlich Schriftzeichen
für Schriftzeichen erst dieser Schriftzeile und danach der weiteren Schriftzeilen
abgetastet werden, wodurch dadurch, daß nur die bei der Hauptabtastung des eigentlichen
Zeichenbereiches eines Schriftzeichens von der Abtasteinrichtung abgegebenen Signale
für die Verarbeitung des betreffenden Schriftzeichens ausgewertet werden, sichergestellt
ist, daß die unter Umständen bei der sich über die volle Höhe des Abtastbandes erstreckenden
Vorabtastung des Schriftzeichens miterfaßten Teile von Schriftzeichen der darüber-
oder darunterliegenden Schriftzeile nicht mitverarbeitet werden können und somit
eine einwandfreie Verarbeitung des gerade betrachteten Schriftzeichens auch nicht
stören.
-
In zweckmäßiger Weiterbildung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird
der Zeichenbereich aus der Projektion eines der Breite des Schriftzeichens entsprechenden
Teiles des Abtastbandes senkrecht zur Richtung der Abtastspalten ermittelt. Der
der Ermittlung des Zeichenbereiches eines Schriftzeichens dienende Abtastvorgang
und der der automatischen Verarbeitung des jeweils vorangehenden Schriftzeichens
dienende Hauptabtastvorgang werden gemäß weiterer Erfindung zweckmäßigerweise mit
Hilfe einer einzigen Abtasteinrichtung zeitlich ineinandergeschachtelt derart durchgeführt,
daß jeweils
in einer Zeitspanne, in der die auf der umlaufenden
Trommel aufgebrachte Vorlage um die Breite einer Abtastspalte gegenüber der Abtasteinrichtung
verschoben wird, eine über das eine Schriftzeichen laufende Abtastspalte und darauffolgend
eine über das jeweils vorangehende Schriftzeichen verlaufende Abtastspalte abgetastet
wird. Mit einer solchen Verfahrensweise, die übrigens auch unabhängig von dem zuvor
angegebenen Verfahren gemäß der Erfindung und den damit angegebenen Zusammenhängen
von Bedeutung ist und somit auch in entsprechendem anderem Zusammenhang Anwendung
finden kann, ist zunächst einmal der Vorteil verknüpft, für die der Ermittlung des
Zeichenbereiches eines Schriftzeichens dienende Vorabtastung und die der maschinellen
Verarbeitung des jeweils vorangehenden Schriftzeichens dienende Hauptabtastung mit
einer einzigen Abtasteinrichtung auskommen zu können, dergegenüber die jeweils abzulesende
Textzeile kontinuierlich von Schriftzeichen zu Schriftzeichen fortschreitend verschoben
wird; des weiteren ist damit der Vorteil einer relativ einfachen Umsteuerung der
Abtasteinrichtung bei dem ständigen Wechsel zwischen der Vorabtastung eines Schriftzeichens
und der zeitlich ineinandergeschachtelt damit durchgeführten Hauptabtastung des
vorangehenden Schriftzeichens verbunden.
-
Es ist an sich bereits ein Verfahren zur Identifizierung von Linienzügen
bekannt, nach dem in einer Vorabtastung Verschiebespannungen gewonnen werden, mit
denen für die folgende Hauptabtastung eine Zentrierung auf das zu erkennende Zeichen
erzielt wird; dabei beginnt die Abtastung eines jeden Zeichens mit einem größtmöglichen
Abtastkreis oder mit einer größtmöglichen Abtastellipse, der oder die so groß ist,
daß keine Stelle des Zeichens berührt wird. Dieses bekannte Verfahren setzt daher
bereits ein von etwaigen benachbarten Schriftzeichen isoliertes Schriftzeichen voraus
und strebt nur noch eine Zentrierung des Abtastrasters auf das betreffende Schriftzeichen
an. Das gleiche gilt auch im Hinblick auf ein anderes bekanntes Verfahren, nach
dem in einer Vorabtastung eines zu identifizierenden Schriftzeichens die minimalen
Abstände zwischen dem Schriftzeichen und dem linken und dem unteren Rand des abgetasteten
Recheckes oder auch die minimalen Abstände zwischen dem Schriftzeichen und allen
vier Rändern des abgetasteten Rechteckes insbesondere durch Auszählen der links
und rechts von dem Schriftzeichen liegenden, kein schwarzes Flächenelement enthaltenden
Abtastspalten bzw. durch Auszählen der in jeder Spalte oberhalb und unterhalb des
Schriftzeichens liegenden weißen Flächenelemente und Speicherung der bis zu einem
beliebigen Abtastzeitpunkt aufgetretenen Minimalzahl solcher Flächenelemente festgestellt
werden und nach dem dann die durch die Auszählung erhaltenen Ergebnisse in eine
Analogspannung zur Nullpunktverschiebung des Abtaststrahles für die nachfolgende
Hauptabtastung des Schriftzeichens umgesetzt werden.
-
Das vorstehend zuletzt erwähnte bekannte Verfahren, nach dem eine
Zentrierung darum vorgenommen wird, weil die nachfolgende Zeichenerkennung an Hand
eines vollen Deckungsvergleiches des abgetasteten Schriftzeichens mit vorgegebenen
Vergleichsschriftzeichen vorgenommen wird, basiert nun wie auch das erstgenannte
bekannte Verfahren auf der Voraussetzung, daß in der bei der Vorabtastung von dem
Abtastraster überzogenen Fläche von vornherein nur ein einziges, nämlich das gerade
zu lesende Schriftzeichen enthalten ist. Die Abtasteinrichtung rnuß also bei den
bekannten Anordnungen bereits von vornherein auf das gerade abzutastende Schriftzeichen
ausgerichtet sein, so daß weitere Zeichen sowohl derselben Schriftzeile als auch
eine darüber-oder darunterliegenden Schriftzeile nicht miterfaßt sind. Dies setzt
gegebenenfalls bereits voraus, daß die Abtasteinrichtung eine Zeile nach der anderen
jeweils für sich überläuft, womit dann wiederum die eingangs erwähnten Schwierigkeiten
im Hinblick auf die mechanische Bewegung der Abtasteinrichtung verknüpft sind. Diese
Schwierigkeiten werden, wie gesagt, durch die Erfindung umgangen.
-
Diese Schwierigkeiten werden dagegen nicht beseitigt, durch ein weiterhin
bekanntes Verfahren zur automatischen Erkennung von Schriftzeichen, nach dem die
Schriftzeichen spaltenweise abgetastet und Spalte nach Spalte in einem zweidimensionalen
Schieberegister eingespeichert werden, wobei die bereits gespeicherten Signalelemente
jeweils um eine Speicherzelle in Zeilenrichtung fortgeschaltet werden, und nach
dem schließlich zur Erzielung einer optimalen Koinzidenzlage das vollständig eingespeicherte
Zeichen in senkrechter Richtung verschoben wird. Dieses bekannte Verfahren kann
auch dahingehend modifiziert werden, daß dann, wenn durch Schräglage der zu lesenden
Textvorlage am Ende einer Schriftzeile zusätzlich die vollständige benachbarte Schriftzeile
im Abtastbereich erscheint, bei jeder Abtastung des Schriftzeichens die zu dessen
Zentrierung erforderlichen vertikalen Schritte gezählt werden und die Schrittzahl
in einem Speicher bis zur Abtastung des nächsten Schriftzeichens festgehalten und
mit der neuen Schrittzahl verglichen wird, wobei diese sich nur um einen bestimmten
Betrag von der vorhergehenden Schrittzahl unterscheiden darf. Auch diese Modifikation
des bekannten Verfahrens beseitigt die eingangs erwähnten Schwierigkeiten hinsichtlich
der mechanischen Bewegung der Abtasteinrichtung nicht, sondern ermöglicht es lediglich,
das bekannte Verfahren auch bei Schräglage des Textes, d. h. wenn Schriftzeichen
benachbarter Schriftzeilen in den Abtastbereich hineinragen, durchzuführen. Dabei
geht allerdings die Ausrichtung der Erkennungseinrichtung auf ein zu erkennendes
Schriftzeichen unter Bezugnahme auf die Lage des unmittelbar davor abgetasteten
Schriftzeichens vor sich und damit letzten Endes unter Bezugnahme auf die Lage des
ersten Schriftzeichens der betreffenden Schriftzeile, die damit aber ihrerseits
innerhalb eines relativ engen Toleranzbereiches festliegen müßte. Derartige enge
Toleranzen brauchen beim Erfindungsgegenstand nicht vorausgesetzt zu werden. Im
Zusammenhang mit dem zuletzt erwähnten bekannten Verfahren ist es übrigens auch
bekannt, zur Zentrierung gewissermaßen die Projektion des oberen Schriftzeichenteiles
senkrecht zur Richtung der Abtastspalte heranzuziehen.
-
Schließlich ist noch zu erwähnen, daß es im Zusammenhang mit einem
Zeichenerkennungsverfahren, demzufolge ein Zeichenfeld mit Licht eines bestimmten
Spektralbereiches zur Zentrierung und/oder Größenbestimmung des abgetasteten Zeichens
und mit Licht eines anderen Spektralbereiches zur Zeichenerkennung abgetastet wird,
bekannt ist, während der Hauptabtastung eines Zeichenfeldes die
Yorabtastung
des nächstfolgenden Zeichenfeldes vorzunehmen. Dieses Verfahren beseitigt ebenfalls
nicht die eingangs erwähnten Schwierigkeiten, die dagegen, wie bereits gesagt, durch
die Erfindung umgangen werden.
-
Die Erfindung sei an Hand der Figuren näher erläutert, von denen F
i g.1 schematisch eine Anordnung, wie sie der Erfindung zugrunde liegt, zeigt, F
i g. 2 den prinzipiellen Aufbau einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zeigt und F i g. 3 die Arbeitsweise der Abtasteinrichtung bei der Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens erkennen läßt.
-
Die in F i g.1 dargestellte schematische Anordnung zeigt eine Textvorlage
V; auf der der Text zeilenförmig angeordnet ist. Diese Textvorlage ist auf eine
Trommel T aufgebracht, die sich in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung kontinuierlich
um ihre Achse t-t dreht. über der Textvorlage befindet sich eine Abtasteinrichtung
A; diese Abtasteinrichtung wird entlang der Achse a-a in der ebenfalls durch einen
Pfeil angedeuteten Richtung mit einer solchen Geschwindigkeit verschoben, daß sie
sich nach jeder vollen Umdrehung der Trommel T um die Höhe einer Schriftzeile von
ihrem vorherigen Standpunkt entfernt hat. Bezogen auf eine ebene Vorlage V heißt
das, daß die Abtasteinrichtung A schräg jeweils über die einzelnen Schriftzeilen
verlaufende Abtastbänder überläuft, die, vom linken bis zum rechten Rand der Vorlage
gesehen, jeweils gerade um die Höhe einer Schriftzeile abfallen. Erfindungsgemäß
wird innerhalb des Abtastbandes der Abtaststrahl der betreffenden Schriftzeile elektronisch
nachgeführt. Eine hierzu geeignete Schaltungsanordnung ist in F i g. 2 dargestellt.
-
Es sei hier hervorgehoben, daß die in F i g. 2 dargestellte Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung nicht nur Teil einer Anordnung nach F i g.1, sondern auch Teil
einer weiter gehenden Anordnung sein kann, bei der die Abtasteinrichtung A mit Hilfe
einer optisch-mechanischen Umlenkeinrichtung nach Abtastung der auf der Trommel
T befindlichen Textvorlage V eine weitere Textvorlage abzutasten vermag, die sich,
gegenüber der ersteren um 1ß0° gedreht, auf einer danebenliegenden zweiten Trommel
befinden mag. Bei einer derartigen Anordnung kann während der Abtastung der einen
Vorlage V jeweils die andere Trommel mit einer neuen Vorlage versehen werden, die
dann anschließend unter Vorschub der Abtasteinrichtung in der zur bisherigen Vorschubrichtung
entgegengesetzten Richtung abgetastet wird.
-
Die in F i g. 2 dargestellte Schaltungsanordnung weist eine Abtasteinrichtung
A auf, die der Abtastung der zu verarbeitenden Schriftzeichen dient. ; Diese Abtasteinrichtung
kann in einer geeigneten, aus der Fernsehtechnik oder aus der Technik der Zeichenerkennung
bereits bekannten Art ausgeführt sein; es dürfte sich erübrigen, eine solche Abtasteinrichtung
insgesamt näher zu beschreiben, zumal dies t zum Verständnis der Erfindung nicht
erforderlich ist.
-
Mit Hilfe dieser Abtasteinrichtung wird eine Bild-bzw. Textvorlage
spaltenweise abgetastet, wobei hinsichtlich des Helligkeitsgrades des gerade betrachteten
Flächenelementes der Vorlage nur zwischen zwei e Werten unterschieden wird. Demzufolge
werden auch nur zwei mögliche Signalwerte von der Abtasteinrichfung abgegeben, die
im folgenden als Signalwert 0 und als Signalwert 1 bezeichnet seien. Von diesen
Signalwerten entspricht der Signalwert 0 dem Nichtauftreffen und der Signalwert
1 dem Auftreffen des Abtastpunktes auf ein Flächenelement, das in seinem Helligkeitsgrad
einem Element eines zu verarbeitenden Schriftzeichens entspricht. In bereits vorgeschlagener
Weise werden die von der AbtasteinrichtungA bei der spaltenweisen Abtastung der
Vorlage erzeugten Abtastsignale mit Hilfe der von einem zentralen Taktgenerator
ZTG abgegebenen Taktimpulse synchronisiert, so daß eine Zustandsänderung von dem
Signalwert 0 auf den Signalwert 1 oder umgekehrt nur dann vor sich gehen kann, wenn
ein Taktimpuls auftritt. Das Abtastsignal wird somit in eine Anzahl von Abtastsignalelementen
unterteilt, die jeweils den Signalwert 0 oder 1 haben können; mit anderen Worten,
der von der Abtasteinrichtung jeweils erfaßte Bereich der Vorlage ist gewissermaßen
in ein Abtastraster eingeteilt; das aus Spalten von räumlich aneinaudergrenzenden
Flächenelementen besteht, denen die von der Abtasteinrichtung A abgegebenen zeitlich
aneinandergrenzenden Signalelemente entsprechen.
-
An dieser Stelle sei vorweg eingefügt; daß die in F i g. 2 weiterhin
nur in symbolischer Form dargestellten Gatter, bistabilen Kippschaltungen, Register
und Zähleinrichtungen in bekannter Weise realisiert werden können. Auf die Realisierung
soll daher hier nicht weiter eingegangen werden. Es sei lediglich noch bemerkt,
daß ein Sperrgatter im Prinzip auch als ein »UND-Gatter« aufgefaßt werden kann,
dessen einem Eingang ein Negator (Inverter) vorgeschaltet ist.
-
In der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 ist der AbtasteinrichtungA
ein Umschalter U1 nachgeschaltet. Dieser Umschalter verbindet in der gezeichneten
Stellung die Abtasteinrichtung A mit einer zur (in der Figur nicht dargestellten)
Verarbeitungseinrichtung hinführenden Verbindungsleitung d. In der anderen Stellung
verbindet der Umschalter UI die Abtasteinrichtung A mit einem Abtaststeuerwerk,
welches im Verlauf einer Vorabtastung den Zeichenbereich eines Schriftzeichens ermittelt
und danach die Hauptabtastung nur dieses Zeichenbereichs bewirkt und somit den Abtaststrahl
genau der betreffenden Schriftzeile nachführt. Dieser Nachführung dient insbesondere
ein in dem Abtaststeuerwerk enthaltener Vorstromgenerator VG; der einen Vorstrom
erzeugt, welcher in seiner Amplitude der Lage des Zeichenbereichs in bezug auf eine
Kante, beispielsweise die obere Kante, des Abtastbandes entspricht. Auf den grundsätzlichen
Aufbau eines solchen Vorstromgenerators wird unten noch näher eingegangen werden.
Der von dem Vorstromgenerator erzeugte Strom wird zu dem von einem AblenkgeneratorAG
zur Vertikalablenkung des Abtaststrahles bei der Hauptabtastung eines Schriftzeichens
erzeugten sägezahnförmigen Strom hinzuaddiert. Derartige Generatoren zur Erzeugung
eines sägezahnförmigen Ablenkstromes sind bereits allgemein bekannt; auf eine Realisierung
braucht daher an dieser Stelle nicht weiter eingegangen zu werden. Durch die Addition
des Vorstroms, der ja ein Gleichstrom ist, zu dem sägezahnförmigen Ablenkstrom wird
eine solche Verschiebung des Nullpunktes des Abtaststrahles in vertikaler Richtung
erzielt, daß der Abtaststrahl bei der Hauptabtastung eines Schriftzeichens jeweils
nur dieses Schriftzeichen, nicht aber Schriftzeichen der dar=
über-
oder darunterliegenden Schriftzeile überläuft. Der Abtaststrahl folgt somit jeweils
der gerade abgelesenen Schriftzeile.
-
An dieser Stelle sei eine Betrachtung der F i g. 3 eingeschoben, um
die soeben geschilderten Verhältnisse näher zu erläutern. F i g. 3 zeigt in vereinfachter
Form einen Ausschnitt aus einer Textvorlage, von der hier Teile zweier Zeilen mit
den Buchstaben ch bzw. ab zu sehen sind. Es sei angenommen, daß die Abtasteinrichtung,
deren Abtaströhrenschirm durch den Kreis angedeutet sein mag, gerade mit dem Ablesen
der unteren Zeile, welche die Buchstaben a und b enthält, befaßt ist. Im Verlauf
der Vorabtastung wird die Abtasteinrichtung dabei ein sich über diese Zeile schräg
hinziehendes Abtastband erfassen, dessen Höhe durch die Höhe der mit »Vorspur« bezeichneten
Gerade gegeben ist. Diese Gerade »Vorspur« stellt zugleich die Spur dar, auf der
sich der Abtaststrahl während der Vorabtastung bewegt. Wie aus F i g. 3 ersichtlich
wird, erstreckt sich die Vorabtastung zum Teil auch auf die über der gerade betrachteten
Schriftzeile liegende weitere Schriftzeile mit den Buchstaben c und h. Neben der
Vorspur ist in F i g. 3 eine weitere Spur, nämlich die »Hauptspur« dargestellt.
Diese Spur ist wesentlich kürzer als die Vorspur; sie erstreckt sich in F i g. 3
in etwa über den Buchstaben a. Durch die gestrichelte Fortsetzung der Hauptspur
in F i g. 3 wird angedeutet, daß die Hauptspur innerhalb der durch die Vorspur gegebenen
Grenzen nach oben oder unten verschoben werden kann, je nachdem, welche Höhenlage
das gerade von der Hauptabtastung erfaßte Schriftzeichen, im vorliegenden Falle
also der Buchstabe a, besitzt. Diese Verschiebung der Hauptspur wird durch von dem
Vorstromgenerator erzeugten Vorstrom hervorgerufen, welcher zu dem die Vertikalablenkung
des Abtaststrahles bei der Hauptabtastung eines Schriftzeichens bewirkenden sägezahnförmigen
Strom hinzuaddiert wird. Es wird also zunächst eine spaltenweise Vorabtastung eines
Schriftzeichens auf der Vorspur durchgeführt und dabei durch das Abtaststeuerwerk
die Lage des Zeichenbereiches dieses Schriftzeichens in bezug auf einen Endpunkt
der Vorspur und damit auch eine Kante des Abtastbandes ermittelt und danach zu dem
sägezahnförmigen Strom zur Vertikalablenkung des Abtaststrahles bei der Hauptabtastung
des Schriftzeichens ein Gleichstrom addiert, der dem genannten Abstand entspricht
und der eine entsprechende Verschiebung der Hauptabtastspur und damit deren elektronische
Nachführung auf das betreffende Schriftzeichen hin bewirkt.
-
Wie aus F i g. 3 ersichtlich wird, kann die Hauptspur wesentlich kürzer
als die Vorspur sein. In der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 wird dies dadurch
erreicht, d aß der Ablenkgenerator A G zur Erzeugung des Vertikalablenkstromes zwei
Ausgänge aufweist, an deren erstem ein sägezahnförmiger Ablenkstrom mit bestimmter
Frequenz und Amplitude zur Vorabtastung eines Schriftzeichens, d. h. zur Erzeugung
der Vorspur, abgenommen werden kann, während an dem zweiten Ausgang ein ebenfalls
sägezahnförmiger Strom gleicher Frequenz, aber mit einer geringeren Amplitude, zur
Hauptabtastung eines Schriftzeichens, d. h. zur Erzeugung der Hauptspur, abgenommen
werden kann. Mit Hilfe eines Umschalters U2 kann die Vertikalablenkspule der Abtasteinrichtung
A abwechselnd mit dem ersten Ausgang des Ablenkgenerators AG bzw. mit dessen zweiten
Ausgang und zugleich mit dem Ausgang des Vorstromgenerators VG verbunden werden.
-
Die Verkürzung der Hauptspur gegenüber der Vorspur infolge Verringerung
der Amplitude des sägezahnförmigen Ablenkstromes bei gleichbleibender Ablenkfrequenz
bringt den Vorteil mit sich, daß bei der Hauptabtastung eines Schriftzeichens dieses
von einem entsprechenden feineren Abtastraster überzogen wird, da der Abtastpunkt
in einer von zwei von dem zentralen Taktgenerator ZTG abgegebenen Taktimpulsen
begrenzten Zeitspanne jeweils um einen kleineren Betrag in vertikaler Richtung ausgelenkt
wird, als dies bei der Vorabtastung der Fall ist. Während die Amplitude des Ablenkstromes
bei der Vorabtastung den Abständen der einzelnen Schriftzeilen voneinander entsprechen
muß, braucht die Amplitude des Ablenkstromes bei der Hauptabtastung eines Schriftzeichens
lediglich der Höhe des größten zu erwartenden Schriftzeichens zu entsprechen, wie
dies auch F i g. 3 erkennen läßt. Es sei hier hervorgehoben, daß beim Auftreten
von kleineren Schriftzeichen, deren Höhe also geringer als die der Hauptspur ist,
zusätzlich eine Ausblendung des Abtaststrahles bewirkt werden kann, sobald sich
dieser zwar noch auf der Hauptspur, aber schon außerhalb des Zeichenbereiches des
gerade abgetasteten Schriftzeichens befindet. Ein solcher Bereich ist in F i g.
3 beispielsweise der Bereich e, wie wohl ohne nähere Erläuterungen ersichtlich ist.
-
Im vorstehenden wurde erläutert, daß der von dem Vorstromgenerator
VG zur Nachführung der Hauptspur erzeugte Vorstrom in seiner Amplitude der Lage
des Zeichenbereiches des gerade betrachteten Schriftzeichens in bezug auf eine Kante
des Abtastbandes entspricht. In der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach F
i g. 2 wird der Zeichenbereich aus der Projektion eines der Breite des Schriftzeichens
entsprechenden Teiles des Abtastbandes senkrecht zur Richtung der Abtastspalten
ermittelt. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Schriftzeichen in gleichen Abständen
aufeinanderfolgen, wie dies normalerweise bei maschinell geschriebenen Texten der
Fall ist. Es läßt sich aber ohne weiteres jeweils eine diesen Abständen entsprechende
Anzahl von Abtastspalten auszählen, was jedoch in der F i g. 2 im einzelnen nicht
besonders dargestellt wird, zumal dies zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich
erscheint. Durch das Abzählen einer bestimmten Anzahl von Abtastspalten läßt sich
jedenfalls ein Teil des Abtastbandes festlegen, in dem gerade ein Schriftzeichen
einer bestimmten Schriftzeile enthalten ist. Dieser Teil des Abtastbandes wird nun
zur Ermittlung des eigentlichen Zeichenbereiches senkrecht zur Richtung der Abtastspalten
projiziert. Zu diesem Zweck weist das Abtaststeuerwerk in der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung nach Fig. 2 eine Verteilereinrichtung VE auf, die zu einem Schieberegister
SR führt. Die Verteilereinrichtung VE stellt im Prinzip einen Drehschalter mit einem
Eingang und einer Vielzahl von Ausgängen dar; sie kann beispielsweise mit Hilfe
einer Umlaufzähleinrichtung realisiert werden, bei der jedem Zählschritt entsprechend
ein besonderer Ausgang aktiviert ist und an deren Ausgänge jeweils die einen Eingänge
einer entsprechenden Anzahl von »UND«-Gattern angeschlossen sind. Den anderen Eingängen
der »UND«-Gatter werden die von der Abtasteinrichtung A bei der Vorabtastung eines
Schriftzeichens abgegebenen Signalelemente zugeführt,
wobei jedoch
entsprechend dem jeweils von der Zähleinrichtung erreichten Zählschritt immer nur
eines der »UND«-Gatter, deren Ausgänge zugleich die Ausgänge der Verteilereinrichtung
VE darstellen, für ein solches von der Abtasteinrichtung abgegebenes Signalelement
übertragungsfähig ist.
-
Das Speicherregister SR weist eine Speicherkapazität auf, welche die
Speicherung der in einer sich über die volle Höhe des Abtastbandes erstreckenden
Abtastspalte enthaltenen Signalelemente gestattet. Hierzu weist das Speicherregister
SR eine entsprechende Anzahl von Speicherelementen SE 1 ...
SEn auf. Jedes der Speicherelemente SEI ... SE n wird beispielsweise
durch eine bistabile Kippschaltung gebildet, die beim Vorliegen mindestens eines
Signalelementes »1«, das dem Auftreten des Abtastpunktes auf ein Element eines Schriftzeichens
entspricht, in den Aktivierungszustand, den »1«-Zustand, gesteuert wird. In jeweils
ein und dasselbe Speicherelement werden, wie dies unten näher erläutert werden wird,
alle in dem gerade betrachteten Teilbereich des Abtastbandes enthaltenen und einander
entsprechenden, d. h. in der Richtung der Abtastspalten die gleiche Koordinate besitzenden
Signalelemente der einzelnen Abtastspalten eingegeben. Bildlich gesprochen enthält
das Speicherregister SR daher nach der spaltenweisen Vorabtastung eines Schriftzeichens
die Projektion dieses Schriftzeichens quer zur Richtung der Abtastspalten.
-
An dieser Stelle sei eingefügt, daß die die Speicherelemente darstellenden
bistabilen Kippschaltungen in bekannter Weise Ansteuerglieder zur Aufnahme der Steuersignale
aufweisen können, wobei solche Ansteuerglieder auch mehrfach vorgesehen sein können.
In einem Register, das aus mit zwei oder drei Ansteuergliedern versehenen bistabilen
Kippschaltungen aufgebaut ist, l'al3t sich sowohl eine parallele Aufnahme von Signalen
aus einer Verteilereinrichtung oder aus einem anderen Register als auch eine Verschiebung
der in den Registerstufen gespeicherten Signale nach der einen und/oder anderen
Richtung durchführen. Die Taktimpulse für die Eingänge werden dabei über verschiedene,
entsprechend gesteuerte Taktimpulsschalter geliefert. Von einer weiter gehenden
Erörterung dieser an sich bekannten Verhältnisse kann hier wohl abgesehen werden.
Es sei festgehalten, daß in einem Schieberegister, wie dies z. B. das Speicherregister
SR in der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 darstellt, sowohl eine parallele Aufnahme
als auch ein Verschieben von Signalen möglich ist.
-
An das erste Speicherelement SEI ist der Sperreingang eines
ersten Sperrgatters Go angeschlossen; die weiteren Eingänge des Sperrgatters sind
mit den nachfolgenden Speicherelementen SE2 ... SE 1 verbunden, die
in ihrer Anzahl der Mindestanzahl von in der Projektion eines Schriftzeichens enthaltenen
Signalelementen entsprechen. Dem Sperrgatter Go ist ein Speicher So nachgeschaltet,
der beim Eintreten des Koinzidenzfalles bei dem Sperrgatter Go in den »1«-Zustand
gelangt. An das erste Speicherelement i SEI ist weiterhin der Sperreingang
eines zweiten Sperrgatters Gu angeschlossen, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang
des obenerwähnten Speichers So verbunden ist, so daß das zweite Sperrgatter
Gu an seinen anderen Eingang nach Eintreten des Ko- i inzidenzfalles bei dem ersten
Sperrgatter Go seinerseits für den Koinzidenzfall vorbereitet ist. Auch dem zweiten
Sperrgatter Gu ist ein Speicher Su nachgeschaltet, der nach Eintreten des Koinzidenzfalles
bei diesem Sperrgatter Gu in den »1«-Zustand gelangt. An den Ausgang des ersteren
Speichers So ist weiterhin der Sperreingang eines weiteren Sperrgatters GV angeschlossen,
dessen anderer Eingang mit dem Ausgang der Registersteuereinrichtung St
verbunden
ist. Diese Registersteuereinrichtung St bewirkt nach Einspeicherung aller
bei der Vorabtastung eines Schriftzeichens erhaltenen Signalelemente in das Speicherregister
SR die Durchschiebung der in den einzelnen Speicherelementen SEI ...
SE n ge-
speicherten Signale in Richtung auf das erste Speicherelement
SEI hin im Takte der von dem zentralen Taktgenerator ZTG abgegebenen
Taktimpulse. Nachdem das Speicherregister SR gewissermaßen die eine ununterbrochene
schwarze Linie darstellende Projektion des gerade betrachteten Schriftzeichens enthält,
die entsprechenden Speicherelemente sich also im »1«-Zustand befinden, während die
unmittelbar darüber- und darunterliegenden Speicherelemente im »0«-Zustand verblieben
sind, wird also nach einer dem Abstand der oberen bzw. der unteren Begrenzung des
gerade abgetasteten Schriftzeichens von der Oberkante des Abtastbandes entsprechenden
Anzahl von Taktimpulsen der Koinzidenzfall für das erste Sperrgatter Go bzw: für
das zweite Sperrgatter Gu eintreten.
-
Der vorstehend geschilderte Verschiebevorgang kann, wie dies in F
i g. 2 angedeutet ist, dadurch bewirkt werden, daß nach Abzählen einer entsprechenden
Anzahl von Abtastspalten durch eine Spaltenzähleinrichtung SpZ die Registersteuereinrichtung
St
für ihr von dem zentralen Taktgenerator zugeführte Taktimpulse übertragungsfähig
wird, so daß sie diese Impulse an den Verschiebeeingang des Speicherregisters SR
weitergibt.
-
Zugleich werden Taktimpulse auch dem Eingang des dritten Sperrgatters
GV zugeführt. Solange dieses Sperrgatter G V für die Taktimpulse übertragungsfähig
ist, d. h. solange an seinem mit dem Ausgang des Speichers So verbundenen Sperreingang
der »0«-Zustand herrscht, werden die Taktimpulse zu dem Steuereingang des Vorstromgenerators
VG weitergeleitet. Nachdem die Registersteuereinrichtung St eine Anzahl von
Taktimpulsen abgegeben hat, die gleich der Anzahl der zwischen der oberen Grenze
des Zeichenbereiches des gerade betrachteten Schriftzeichens und der Oberkante des
Abtastbandes liegenden Flächenelemente ist, tritt für das Speichergatter Go der
Koinzidenzfall ein, wobei der ihm nachgeschaltete Speicher So in den »1«-Zustand
gelangt. Damit ist das dritte Sperrgitter GV für weitere Taktimpulse nicht mehr
übertragungsfähig; dem Vorstromgenerator VG werden also keine weiteren Impulse zugeführt.
Der Vorstromgenerator VG gibt nun einen Vorstrom ab, der der Anzahl der ihm
zugeführten Taktimpulse entspricht. Ein solcher Generator kann beispielsweise in
der Weise ausgeführt sein, daß die Taktimpulse einer aus bistabilen Kippschaltungen
aufgebauten Zählkette zugeführt werden, in der mit jedem Impuls eine weitere Stufe
in den »1«-Zustand umgeschaltet wird und bei der der im »1«-Zustand von den einzelnen
Stufen aufgenommene Speisestrom durch einen allen Zählstufen gemeinsamen Widerstand
fließt. Die Größe des durch diesen Widerstand fließenden Stromes bzw. des an ihm
auftretenden Spannungsabfalles ist somit proportional der Anzahl der dem Vorstromgenerator
VG
zugeführten Taktimpulse und damit auch proportional dem Abstand
des Zeichenbereiches des gerade betrachteten Schriftzeichens von der Oberkante des
Abtastbandes. Es läßt sich daher in einfacher Weise dem Vorstromgenerator ein entsprechender
Vorstrom entnehmen, der bei der Hauptabtastung des betreffenden Schriftzeichens
zusätzlich zu dem sägezahnförmigen Ablenkstrom der Vertikalablenkspule der Abtasteinrichtung
A zugeführt wird, womit eine entsprechende Verschiebung des Abtaststrahles in vertikaler
Richtung erreicht ist.
-
Es wurde oben bereits ausgeführt, daß der sägezahnförmige Ablenkstrom
bei der Hauptabtastung eines Schriftzeichens eine geringere Amplitude haben kann,
als dies bei der Vorabtastung der Fall ist. Es genügt, wenn der Abtaststrahl bei
der Hauptabtastung eines Schriftzeichens eine Hauptspur überläuft, welche gerade
so lang wie das höchste vorkommende Schriftzeichen ist. Nachdem nun aber viele kleine
Buchstaben kleiner als die großen Buchstaben sind, kann man bei der Abtastung solcher
kleinen Buchstaben die Hauptspur an sich noch kürzer machen. Dies könnte etwas dadurch
geschehen, daß man die Maximalamplitude des bei der Hauptabtastung eines Schriftzeichens
von dem Ablenkgenerator AG abgegebenen sägezahnförmigen Ablenkstromes variabel entsprechend
der Größe des jeweils betrachteten Schriftzeichens macht.
-
In der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 wird davon ausgegangen, daß
die Maximalamplitude des Ablenkstromes konstant bleibt. Dennoch wird aber erreicht,
daß bei der Hauptabtastung eines Schriftzeichens der Verarbeitungseinrichtung nur
Signalelemente zugeführt werden, die von der Abtasteinrichtung A während der Abtastung
nur des unmittelbaren Zeichenbereiches des betreffenden Schriftzeichens abgegeben
werden. Zu diesem Zweck ist eine Zähleinrichtung Zu vorgesehen, welche eine Zählkapazität
besitzt, die gleich der Anzahl der in einer Abtastspalte enthaltenen Signalelemente
ist. Dieser Zähleinrichtung ist ein »UND«-Gatter GTu vorgeschaltet, dessen einer
Eingang an den Ausgang des Speichers Su angeschlossen ist und dessen anderer Eingang
mit dem zentralen Taktgenerator ZTG
verbunden ist.
-
Wenn nun im Verlaufe des Durchschiebevorganges die Registersteuereinrichtung
St eine Anzahl von Taktimpulsen abgegeben hat, die gleich der Anzahl der
zwischen der unteren Grenze des Zeichenbereiches des gerade betrachteten Schriftzeichens
und der Oberkante des Abtastbandes liegenden Flächenelemente ist, tritt für das
Sperrgatter Gu der Koinzidenzfall ein, und der ihm nachgeschaltete Speicher Su gelangt
in den »1«-Zustand. Damit wird das »UND«-Gatter GTu für die von dem zentralen Taktgenerator
abgegebenen Taktimpulse übertragungsfähig, so daß die Umlaufzähleinrichtung Zu nunmehr
durch jeden Taktimpuls um einen Zählschritt weitergeschaltet wird. Diese Zähleinrichtung
läuft von nun an dauernd um, bis die Hauptabtastung des gerade betrachteten Schriftzeichens
beendet ist. Jeweils nach Erreichen des ersten Zählschrittes gibt sie dabei ein
Ausblendsignal an die Abtasteinrichtung A ab, welches bewirkt, daß der Abtaststrahl
dunkelgetastet wird. Dies ist also jeweils dann der Fall, wenn der Abtaststrahl
auf der in F i g. 3 dargestellten Hauptspur die obere Grenze des dort angedeuteten
Abschnittes e erreicht. Ist der Abtaststrahl an der unteren Grenze des Abschnittes
e angelangt, so kann das von der Umlaufzähleinrichtung Zu abgegebene Ausblendsignal
wieder abgeschaltet werden. Zu diesem Zweck kann, wie dies in F i g. 2 dargestellt
ist, in die i von der Umlaufzähleinrichtung Zu zu der Abtasteinrichtung A führende
Ausblendsignalleitung ein »UND«-Gatter Ga eingefügt sein, dessen Übertragungsfähigkeit
über eine bistabile Kippstufe Sa von der die Flächen- bzw. Signalelemente einer
jeden Abtastspalte zählenden Zähleinrichtung EZ in der Weise gesteuert wird, daß
das von der Zähleinrichtung Zu abgegebene Ausblendsignal nur bis zu Beginn der nächsten
Abtastspalte, d. h. bis zum Auftreten des nächsten von der Zähleinrichtung EZ abgegebenen
Spaltensynchronsignals, übertragen wird.
-
Die Vorabtastung und die darauffolgende Hauptabtastung eines Schriftzeichens
können grundsätzlich entweder mit Hilfe verschiedener Abtasteinrichtungen oder aber
mit Hilfe ein und derselben Abtasteinrichtung durchgeführt werden. In der in F i
g. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird der letztere Weg eingeschlagen,
und es werden der der Ermittlung des Zeichenbereichs eines Schriftzeichens dienende
Abtastvorgang, d. h. die Vorabtastung, und der der automatischen Verarbeitung des
jeweils vorangehenden Schriftzeichens dienende Hauptabtastvorgang mit Hilfe einer
einzigen Abtasteinrichtung A zeitlich ineinandergeschachtelt durchgeführt. Dabei
wird jeweils in einer Zeitspanne, in der die auf der umlaufenden Trommel T (vgl.
F i g. 1) aufgebrachte Vorlage V um die Breite einer Abtastspalte gegenüber der
Abtasteinrichtung A verschoben wird, eine über das eine Schriftzeichen laufende
Abtastspalte (»Vorspur« in F i g. 3) und eine über das jeweils vorangehende Schriftzeichen
verlaufende Abtastspalte (»Hauptspur« in F i g. 3) abgetastet. Um die Abtasteinrichtung
A in dieser Weise zu steuern, ist in der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 eine
Umsteuereinrichtung Hu vorgesehen, die zwei mögliche stationäre Zustände
aufweist. Durch ein jeweils zu Beginn einer Abtastspalte von der Zähleinrichtung
EZ abgegebenes Spaltensynchronsignal wird die Umsteuereinrichtung HU jeweils
in den einen bzw. anderen Zustand umgeschaltet. Die Umsteuereinrichtung
Hu steuert die Abtasteinrichtung A und die beiden mit ihr verbundenen Umschalter
U1 und U2 in der Weise, daß bei dem einen stationären Zustand der Umsteuereinrichtung
Hu der Umschalter U 1 die Abtasteinrichtung A mit dem Abtaststeuerwerk,
d. h. mit dem Eingang der Verteilereinrichtung VE verbindet. Der Umschalter
U2
verbindet zugleich die Vertikalablenkspule der Abtasteinrichtung A mit
dem ersten Ausgang des Ablenkgenerators AG; außerdem wird an die Horizontalablenkspule
der Abtasteinrichtung A ein bestimmter Strom angeschaltet, so daß der Abtaststrahl
die in F i g. 3 mit »Vorspur« bezeichnete Spur zu überlaufen vermag. Bei dem anderen
stationären Zustand der Umsteuereinrichtung IM verbindet der Umschalter U1 die AbtasteinrichtungA
mit der Verbindungsleitung d, welche zu der (in der F i g. 2 nicht dargestellten)
Verarbeitungseinrichtung hinführt. 'Über den Umschalter U2 ist die Vertikalablenkspule
der Abtasteinrichtung A mit dem zweiten Ausgang des Ablenkgenerators AG und zugleich
mit dem Ausgang des Vorstromgenerators VG verbunden; außerdem wird der Horizontalablenkspule
ein solcher
Strom zugeführt, daß der Abtaststrahl der Breite -des
Schriftzeichens entsprechend gegenüber der Vorspur im Umlaufsinn der Trommel T (P'
i g. 1) versetzt ist. Der Abtaststrahl vermag nunmehr also die in F i g. 3 mit »Hauptspur«
bezeichnete Spur zu überlaufen. Nachdem der Abtaststrahl jeweils eine Vorspur bzw.
eine Hauptspur überlaufen hat, d. h. nachdem die Abtasteinrichtung im Verlauf einer
Vorabtastung bzw. einer Hauptabtastung jeweils eine Abtastspalte abgetastet hat,
wird jeweils die Umsteuereinrichtung HU von der Zähleinrichtung EZ her umgesteuert,
so daß also zeitlich ineinandergeschachtelt zwei Abtastvorgänge ablaufen, nämlich
die Vorabtastung eines Schriftzeichens und die Hauptabtastung des vorangehenden
Schriftzeichens.