DE1424805A1 - Zeichen-Erkennungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zeichen-Brkennungsvorrichtung, die in der Lage ist, graphische Daten wie z.B. gedruckte oder maschinengeschriebene Ztiohen zu erkenne*, und geeignete Ausgangeaignale zu erzeugen, die zur Betätigung nachgeschalteter Rechenvorrichtungen, Schreibvorrichtung^ oder anderer Datenverarbeitungsvorrichtungen geeignet sind.

Mit der vorliegenden Erfindung soll eine verbesserte Zeichen-Erkennungsvorrichtung angegeben werden, bei der aus der Abtastung des zu erkennenden Zeichens eine digitale Information abgeleitet wird, die mit entsprechenden digitalen Informationen für eine Anzahl von gespeicherten Bezugszeichen verglichen wird. Zur Identifizierung des abgetasteten Zeichens wird dasjenige Besu^szeichen ermittelt, von dem sich das ab- -'c tad tu te Zeichen am wenigsten unterscheidet - os sei denn,

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. MiAA S"~

daß der Unterschied einen vorbestimmten Betrag überschreitet, so daß ein Fehllese-Signal ausgelöst wird - . Iia Rahmen der vorliegenden Erfindung soll dabei ein verbesserter Digital-Umwandler anlege-ien werden, der in dor Lage ist, fehl'.rhsfto Vorderkanten der abgetasteten Zeichen zu igiiori~.?en und dr.rr.it für die abgetasto !,en Zeichen genauere und zuverlässigere Irapulsziige zu erzeugen.

Bei der -erfiii-lungsge:j^:1:2en Zeichen-Jrkennunj.r/orri -htung wird das abzutretende Zeichen an einen Lesekopf vorbei tranepcrtiert, der eine Reihe uenkrecht zur Transpor+rxihtun/; snjeordnc;-ter elektrischer Abtatst-Elemente enth'ilt, deren Auo?rang der Reihe nach angeschaltet wirI, so daß sich eine Jtrie von Auc_;;;an_.;n impulsen ergibt, von denen jeder einzelne Impuls von einem -z.izen oder einem zweiten elektrischen "^rert i^t, je ä^ühdo:., ob ein Teil des Zeichens von den Abtast-Slem&nten erfaßt .urde ode.· nicht, wobei die Anschaltung der _.ei!ie von Ac.¹.· -t-JIor:.ent,en \rihrend der Abtastung des Zeichens .7ied<srh..jlt erfoljt und aich. damit ein Aus^nngs-Impulszur· ergibt, der t-ufslnund-ri*ol.j:i;nac· StUcken des abgetasteten Zeichens v.^rie ier~iot.

Der Ausgang3-Impifjzug kann sodann rait entsprecher.len Impulszügen für die gespeicherten Bezu^^zeichen ver licaen ν;~?^:.η, wobei die Speicherung der 3ezu5szeiciieri ent./edsr in ei^iärri II.i^-ri_- Speicher oder in oinem Magnettromriel-Speicher erfolgon >^

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Die Yar -!eicheinrichtung zum Vergleich der bei lerAM astung Tewonnenen Impulszüge mit den gespeicherten Iinpulszügen ist vorzujR'.veise so Anschaffen, daß nur dann ein Ausgangs-Impula aus derVcrgleiehseinrichtung abgegeben >/ird, wenn die Binärsiffern für einander entsprechende Stücke d^s nb'otnsteten Zeichens y\rA lea clar.it verglichenen gespeicherten Zeichens vonein π ■ r · ·· iiii^ler. sind. Die Auarjan^siiu. ul.';e aus der Yorgl!;ichseinric>.tung dünnen in Z'hlcrn, von den^n je ^reils einor einen der gespeicherten Zeichen zugeordnet ist, so sumiert .trden, ia?? sich beim Abfra.-en derjenige Zähler orinioteln läßt, der die ,^orin^^te Z^:'hlunj enth^;:lt.

".'eitere 2inzelheiten und Vorteile der Erfindung "verden n".chfolöOnd in Auafährun^sbeispielen r-nliand 3er Zeicianungen ir^J:ier rrläutcrt.

In len Zeichnungen stellen dar:

Fig. * r>in vereinfachtes Blockdiagranun einer 'rrfiniun_£;a-

-e.ui;^;en Zeichen-^rkennunssvorrichtung, Fig. 2 oin .-chematiaches Schaltdiagramm einc-s Di jital-

um.randlers,

Pig. 3 ein ac.ieniiitisches Sshaltaiagrauja einer ersten

des Speicher- und Yergleichs-

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Fig. 4 ein geometrisches Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Abtastung eines Zeichens,

Fig. 5 ein elektrisches Schaltbild einer in der Vorrichtung nach Fig. 3 enthaltenen Speichermatrix,

Fig. 6 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise eines in der Vorrichtung nach Fig. 3 ι

enthaltenen Ringzählers,

Fig. 7 ein sehematisches Schältdiagramm einer alternativen Ausführungsform des Speicher- und Vergleichssystemö,

Fig. 8 ein sehematisches Sehaltdiagramm des Haupt-Speicherteiles der Vorrichtung nach Fig. 7»

Fig. 9 ein sehematisches Schaltdiagramm eines in der Vorrichtung nach Fig. 7 enthaltenen Schiebe- . registers. .

Bei allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zeichen-Erkennungsvorrichtung sind drei Hauptteile vorgesehen, wie aus dem Blockdiagramm der Fig. 1 hervorgeht. Der erste Hauptteil .vird durch einen Digitalumwandler gebildet, der bei allen Ausführung sformen der Erfindung im großen und ganzen gleich aufgebaut -sein kann und der im übrigen auch bei zahlreichen, anderen ■ Daten-Abtasteinrichtungen verwendet werden kann. Der Digitalumv/andler dient zum Abtasten des zu lesenden Probezeichens und

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zum Erzeugen eines vorzugsweise "binaren Impulszuges, der für das betreffende Zeichen charakteristisch ist. Der zweite Hauptteil der Vorrichtung ist ein Speichersystem, das entweder aimul^tan oder sukzessiv ein Anzahl von gespeicherten Bezugs-Impulszügen abgibt, wobei jeder dieser Bezugs-Impulszüge für ein bestimmtes al_:)h··numerisches Zeichen charakteristisch ist. Nachfolgend wa?den bei den einzelnen Ausführungformen der Erfindung zwei stark voneinander unterschiedene Speichersysteme erläutert. Die Ausführungsform nach Pig. 3, die besonders anwendbar ist bei Einrichtungen mit gering bemessenem Vokabularium, verwendet eine Dioden-Matrix und bildet einen Permanentspeicher. Die alternative Ausführungsform der i*ig. 7 und 8 verwendet eine Magnettrommel als grundlegenden Permanentspeicher und zusätzlich zwei Schieberegister zur temporeren Speicherung von Informationen. Diese •letztere Ausführungsform ist besonders geeignet für umfangreiche Installationen, bei denen entweder eine Speicherung eines sehr großen Vokabulariums an Zeichen erforderlich ist oder bei denen ein rascher oder häufiger Wechsel des Vokabulariums auftritt. Der dritte Hauptteil der Vorrichtung ist ein Vergleichssystem, mit dem ermittelt und bestimmt wird, welches der im '■Speichersystem gespeicherten Zeichen gerade abgetastet worden ist. Zu diesem Zweck werden in Vergleichssystem individuelle Diffprenzdaten entwickelt, und zwar aus der Differenz zwischen

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den Binärziffern des abgetasteten Probezeichens und eines jeden der im Spelchersyjtem gespeicherten Bezugszeichen, Sobald das Abtasten eines Zeichens beendet ist, werden die zahlreichen Gruppen von Differenzdaten abgefragt, wobei sich im allgemeinen dasjenige Zeichen im Speicher, für das die geringste Differenz oder der geringste Fehler aufgetreten ist, als das abgetastete Zeichen festlegen läßt.

Nachfolgend soll nun der Digitalurawandler in größeren Einzelheiten erläutert werden.

Der Digltalumwandler leitet aus dem abgetasteten Probezeichen durch punktweise Abtastung in Vertilralrichtung und Horizontalrichtung "sch-./arze" und "vreiße" Binärziffern ab* Zur Abtastung des Zeichens können eine Anzahl verschiedener, , äquivalenter optischer Systeme benutzt werden* Bevorzugt wird die Verwendung einer Lichtquelle, die einen intensiven,halbwegs gleichförmigen Lichtstrahl über das -lebiet eines vertikalen Schlitzes projeziert. Dieser Schlitz .virct von einem Lesekopf . beobachtet, der eine Anzahl In einer vertikalen Reihe angeordneter fotoserusltiver Zellen enthält. Das vom Schlitz reflektierte Licht wird durch eine Projektionslinse auf die foto,;ensltivsri Zellen geworfen,, Zum Justieren der Abtast-Auf lösung in horizon-, taler Richtung kann eine horizontal einstellbare Apertur vorgesehen sein. Die vertikale Auflösung ,/ird v.estimmt durch die

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Anzahl sowie den Abstand der in der vertikalen Reihe angeordneten Fotozellen. Die vertikale Abtastung wird elektronisch bewirkt, indem aufeinanderfolgend die Ausganges tr örae der Fotozellen abgenommen werden. Die horizontale Abtastung erfolgt mit einer relativ geringeren Geschwindigkeit, indem das das abzutastende i-robezeichen enthaltende Dokument seitlich mit konstanter Geschwindigkeit unter dem stationären Lesekopf vorbei bewegt wird. Bei gewissen Anwendungs.bereichen, z.B. beim lesen vertikal aufeinanderfolgender Ziffern in einer Kolonne eines üblichen Kassen-Registerstreifens, kann es jedoch auch wünschenswert sein, den Streifern vertikal zu be.'egen und die aufeinanderfolgend ansprechenden Fotozellen in einer horizontalen Reihe anzuordnen.

Bei dem nachfolgend im einzelnen erläuterten Ausführungsbeispiel sind acht Fotozellen in einer vertikalen Reihe angeordnet. Dabei werden normalerweise sechs dieser .Fotozellen zum Beobachten des Probezeichens verwendet, während jeweils eine weitere Fotozelle oberhalb hzvi. unterhalb des normalen Zeichengebietes liegt, um eine Anpassung an Änderungen oder Abweichungen der Vertikal-Registrierung zu bewirken. Die Zeichen werden seitlich mit einer Geschwindigkeit unter lesekopf vorbei bev.'egt, die derart auf die Geschwindigkeit des vertikalen Abtastens bezogen ist, daß zehn Abtastungen über

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ein typi.sc-ii.es alphanumerisches Zeichen hinweg vorgenommen werden können. Natürlich, hängt die Zahl der horizontalen Abtastungen von der Breite des jeweiligen Probezeieliens ab, die Anzahl von zehn Abtastungen.hat sich jedoch für die meisten Zeichen als gut

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brauchbar erwiesen. Wenn zehn Abtastungen erfolgen, werden jedoch nur fünf dieser Abtastungen-, und zwar jev/eilsdie gradzahligen, ' zum Entwickeln von ErkennungSrDaten verwendet. Die allererste Abtastung dient lediglich zum Bilden eines Startsignals, während diedritte und jede höhere ungradzahlige Abtastung verworfen wird* Sehr schmale Zeichen brauchen beispielsweise nur sechsmal in Horizontalrichtung abgetastet zu werden. Von diesen sechs Abtastungen werden dann nur die zweite, die vierte und die sechste Abtastung zur Zeichenerkennung verv/endet.

Bs soll nunmehr auf die Darstellung der Pig. 4 Bezug genommen werden, die die Überlagerung des Abtastmusters des Digitalumwandlers auf die Zahl "2" zeigt. In der Darstellung der Fig. 4 ist die Zahl "2" in einem Abtastfeld untergebracht, das acht Zonen hoch und zwölf Zonen breit ist. Zur Erleichterung der Übersicht ist dabei jede der Zonen in -Pig. 4 etwas verkleinert dargestellt. Die Breite einet jeden Zone entspricht der effektiven Breite des zwischen dem Dokument und den fotosenaitiven Zellen des Lesekopfes angeordneten Schlitzes. Die Höhe einer jeden Zone entspricht der vertikalen Lange desjenigen. Teiles des

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, Schlitzes, der auf die zugeordnete Fotozelle "bzw. !Fotodiode abgebildet,wird. Obgleich zwar die Fotodioden (PX-1 bis PX-8 in Fig. 2) des Lesekopfes geradlinig"untereinander in Vertikalrichtung bzw« X-Richtung angeordnet sind, erscheint in der Darstellung der Fig. 4 eine gewisse Schrägstellung der vertikalen Reihen. Diese Schrägst ellung ist jedoch nur scheinbar, sie. beruht darauf, daß während des Fortachreitens eines vertikalen Abtastvorganges eine kontinuierliche Transportbewegung des das betreffende Zeichen tragenden Dokuments in Horizontalrichtung erfolgt. Der Winkel der aer'einbaren Schräglage der vertikalen Reihen hängt von der Tranaportgesohwindigkeit des Dokuments und der Abtastgeschwindigkeit in Vertikalrichtung ab, und zwar ist der ?&- ;enz dieses Ifinkels proportional der horizontalen !transportgeschwindigkeit des Dokuments dividiert durch die vertikale.A$- tnstgeschwindigkeit.

Die Abtastung des Musters in #ig· 4 erfolgt von unten nach oben und von links nach rechts. Die Abtastung beginnt bei der Zone X₁ Y₁ in der linken unteren Ecke, sie schreitet dann

.,nach oben hin durch alle Y₁-Zonen hindurch, springt dann von unten nach oben der Reihe nach auf alle folgenden Yg-Zonen •über und endet schließlich in der oberen rechten 3cke. 3s ist jedoch keinesi/e,r*s notwendig, daß die Abtastung in dieser bestim-ten ""eise vorgenommen wird. Desweifcereii können bei einigen

der Erfindung verschiedene optische Elemente

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ver/endet v/erden, um. die Ausstrich tungen umzukehren.

■''ie bereits erwähnt, werden bei dem hiör beschriebenen Ausführungabeispiel nur die gradsahligen Abtastungen für die · Erkennung des abgetasteten -Probezeichens verwendet. In der Darstellung der Fig. 4 sind die von ungradzaiiligen Abtastungen erfaßten G-ebiete mit gestrichelten Randlinien versehen. Bei diesen j-ebieten handelt es sich uy die Reihen Y₁, .Y-i Υς» Y₇, Yq und Y-I j·· Die zwischen den vorgenannten Gebieten liegenden, von gradzahligen Abtastungen erfaßten 3-ebiete Y₀, Y,, Y,-V Yg, Y₁Q und Y-ip ^si^{n<i m}^ ausgezogenen ßandlinfen kenntlich gemacht*~ Die Anzahl der vorgenominenen horizontalen Abtastungen, und demzufolge die Anzahl der zur Zeichenerkennung verwendeten . Abtastungen, hängt teilweise von der Natur des jeweils abgetasteten Zeichens bzw. graphischen Symbols ab.- 'Das Abtastsystem stejlltsich namlieh jedesmal dann auf-die Abtastung eines nachfolgenden oder neuen Zeichens zurück, vmnn während einer vorbestimmten Zeitlänge kein "Schwarz" aufgetreten ist. Falls.beispielsweise das schwarze Sebiet eines abgetasteten schtialen Zeichens nur einen schmalen Bereiöh an der linlten Seite des Abtastfeldes ausmacht, a#B-, innerhalb dar b'treilen Y^ bis-.Y^, ^ird nach Vollendung dieser wenigen Abtastungen die weitere Abtastung- unterbrochen. ^v falls auf der änderen Seite Sich ein sehr breites Zeichen vollständig über das Abtastfeld kur./e^. erstreckt v/-erden in Horizontalrichtung noch -.Teitere zusätzliche V^rtikalrei!ien':.b~etastet,

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wobei natürlich auch von diesen zusätzlichen Reihen je.veils nur die aus den gradzahligen Abtastungen stammenden Daten zur Zeichenerkennung vervendet werden. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Maximum von sechzehn Y-Abtastungen möglich. Derjenige Teil des Abtastfeldes, der von einer jeden Fotodiode beobachtet wird, ist in Fig. 4 durch die entsprechende X-Zone markiert. Die unterste Fotodiode PX-1 beobachtet die Zone X-, die nächste Fotodiode PX-2 beobachtet die Zone X₂ und die oberste Fotodiode PX-S beobachtet die Zone X₀.

Zur Beschreibnng der ^irkungsweise des Digitalum/mndlers soll nunmehr auf Fig. 2 Bezug genommen.werden. Sobald ein auf dem unter dem Lesekapf vorbei be./egten Dokument befindliches Zeichen in den Lesebereich eintritt, wird irgendeine Schwärzung an der Vorderkante oder Führungskante des Zeichens eine oder mehrere der acht vorhandenen Fotodioden betätigen. Von dieser oder diesen Fotodioden wird ein Spanhungssignal abgegeben, das in einem zugeordneten Verstärker verstärkt und durch einen üblichen ODER-Kreis 10 geleitet wird. Da in Verti^alrichtung keine Abtastung stattfindet, bevor nicht der vorderste Teil eines Zeichens in das !»esefeld eingetreten ist, sondern sämtliche acht Fotodioden kontinuierlich das Dokument beobachten und ihre Signale in das OD3R-Gatter 10 abgeben, ist die die Vorderkante des Zeichens definierende Linie Xt-Xt₁ nicht schräg* gestellt. Desgleichen verläuft auch die die Hinterkante des Zeichens definierende Linie

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Xjj,- Xrp senkrecht und nicht schräg. - . "-,.-'..

Im Beispiel der Fig, 4 tritt die vorderste Kante der Zahl "2" in der Zone X₂ in das Lesefeld ein. Demzufolge wird bei diesem Beispiel ein Startsignal durch die Fotodiode PX-2 erzeugt, sobald" diese die Vorderkante des Zeichens "sieht". Damit beginnt die Abtastung des Zeichens in der ersten vertikalen Reihe Y.. Während dieser Y₁-Abtastung erscheint, etv/as "Schwarz"-neben der Zone X« ' auch in den Zonen X_ß und X₇, so daß während dieses ersten vertikälen AbtastVorganges die Fotodioden PX-2, PX-6 und PX-7 Eingangssignale für den QDER-Kreis 10 liefern. Das ursprüngliche Signal aus der Fotodiode PX-2 veranlaßt das aufeinanderfolgende Abtasten der Ausgangssignale der acht Fotodioden durch Aktivierung eines Zeichengatters 11. Dieses.. Gatter 11 ist ein übliches UND-Gatter, das Taktimpulse aus einem Multivibrator MV an einen Ringzähler 12 durchläßt, wenn es geöffnet ist. Mit diesen Taktimpulsen wird ;. der Ringzähler 12 weiter geschaltet, und zwar solange wie irgendein "Schwarz" durch irgendeine oder mehrere der Fotozellen im Lesekopf wahrgenom en wird. Nach dem vollständigen Durchgang sämtlicher schwarzen Stellen des Zeichens-verschwindet der vom ODER-Gatter aus an das UND-Gatter 11 geleitete Eingang, so daß sich das UND-Gatter 11 schließt und die Weiterschaltung des Zählers 12 beendet wird. Der Ringzähler 12 besitzt acht Stufen, . und die Äusgangssignale aus diesen Stufen werden aufeinanderfolgend an UND-Gatter 21 -28 angelegt. Jedes dieser UND-Gatter" / "

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009813/1^306 , Stüt

- ist einer der Fotodioden PX-1 bis PX-8 zugeordnet und wird von dieser zugeordneten Fotodiode mit Signalen entsprechend der wahrgenommenen Schwärzung des Zeichens versorgt. Man erkennt, daß die Satter 21 bis 28 einzeln und4ufeinanderfolgend geöffnet und geschlossen warden, wenn der Zähler durch seine "Periode hindurch aufwärts zählt. Die aufeinanderfolgenden Signale . aus den UiID-Gattern 21 - 28 werden durch ein ODBR-Gatter 29 so kombiniert, daß sich auf einer Leitung eine Impulsfolge er* gibt, die für das abgetastete Zeichen charakteristisch ist. In;!besondere während der ersten Abtastung in der Y₁-Reihe» aber auch während aller nachfolgenden ungradzahligen Abtastungen, können die verstärkten Ausgangsspannungen der Fotodioden nicht zum ODER-Gatter 29 gelangen, da die UIID-Gatter 21-28 zum Öffnen noch ein drittes Eingangssignal benötigen. Dieses dritte Eingangssignal wird von einem Flip-Flop 14 geliefert, und zwar

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nur während der gradzahligen Abtastungen, nicht aber wähij&d der ungradzahllgen Abtastungen. \

Sobald der iesekopf die Beobachtung des Prol;e zeichens beendet hat, so d£ kein "Schwarz¹* von irgendeiner .der· Fotodioden mehr wahrgenommen wird,.schließt sich das UND-Gatter '11· Sei "einigen Ausführung^formen der Erfindung, kann es wünschenswert sein, eine kleine Verzögerung in die Kreise des UHD-Gatters und des Inverters 16 einzuarbeiten, um zu vermeiden, daß jsioh. der Zähler 12 bei der Abtastung eines Zeichens, das viel "weiße¹¹

_B ■■-■■-*-'■' - 14 -

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Gebiete zwischen :1er linken und der rechten Zeichenkante auf- _; v/eist, vorzeitig zurückstellt. Das Aus,fangssi>nal aus dem" -„!.-„, ODER-Gatter 10 wird mitunter auch, als Zeichengatter-Signal .. .:,-, bezeichnet, da es während der gesamten Abtastperiode eines . ,.-^. einzelnen Zeichens bestehen bleibt und dabei die Dauer dieser .. Abtastperiode definiert. Es sei in diesem Zusammenhang nochmals darauf hingewiesen,, daß das Zeichengatter-Signal immer'. dann vorhanden ist, wenn irgendeine der Fotodioden innerhalb der gesamten Reihe eine .Schwärzung wahrnimmt, und nicht nur dann, wenn, die jeweils mit der Stellung des Zählers 12 koinzidierende Fotodiode in diesem betreffenden Au^erfhlick ein .-._.--■ Signal liefert. Da die meisten al«lianjU:iaerisc.Eieri 2eiciien einen in irgendeiner speziellen -'/eise'kontinuierlich zwiscnen der / . Vorderkante Und der Hinterkante des Zeichens verlaufenden '-.·._>. schv;arzen Bereicii aufweisen, dauert mithin das .Zeichengatter- ..,. Signal solange an, und zwar auch nur solange, wie das gerade -

beobachte Zeichen sich noch im Lesefeld des Lesekopfes befindete . Durch ein Schließen des UND-(ra*tters11 wird nicht nur . ■■-die "Weiterzählung des Ringzählers ΛΖ unterbrochen, sondern i zugleich auch dieser Ringzähler in seine Anfangsposition, die _v. die Bezugsposition darstellt-, zurückgesetzt. Sin Sehalt diagramm. und -ein· zugehöriges Taktdiagramm eines Ringzählers, der als Zähler 12 in| Fig, 2 oder als Zähler 2,10 und 216 in Fig. 3 ,

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verwendbar*ist, gibt die Fig. 6 wieder. Das Eingangssignal zum ' .Zähler ist in der obersten Zeile der Fig. 6 gezeigt. Der Zähler wird bei jeder vollständigen Periode des Taktsignals um eine Stufe weitergeschaltet. Er ist mit einer Eücksetz-Leitung versehen, und er wird jedesmal dann in die Anfangsposition zurückgesetzt, wenn diese Rücksetzleitung betätigt wird, und Bwar unabhängig von der momentanen Zählung, die dan#gerade in dem Zähler registriert ist. Zähler dieses Typs sind bekannt.

Man erkennt, daß· durch ein Anhalten und Rücksetzen des Ringzählers 12, wenn während einer vorgegebenen Zeitdauer von I keiner der Fotozellen eine Schwärzung wahrgenommen wurde, effektiv die Abtastung in Vertikalrichtung unterbricht, so daß, wie bereits erwähnt, bei schmalen Zeichen weniger vertikale Reihen abgetastet werden als bei breiten Zeichen. Das Rücksetzen des Zählers 12 in eine Bezugsposition ist sehr wichtig, da dadurch sichergestellt wird, daß alle späteren Zeichen in der gleichen Weise abgetastet werden. Es sei noch darauf hingewiesen, •daß unabhängig davon, welche der Fotodioden als erste die Vorderkante des abzutastenden Probezeichens ermittelt, die 'Abtastung immer von der gleichen Bezugspoeition des Zählers 'aus beginnt und nicht von der Position aus, die der zuerst auf •»schwarz" aneprechenden Fotodiode entspricht. Im Beispiel der Fig· 4 wird zuerst von der Fotodiode PX-2, d.h., der zweiten fotodiode in der vertikalen Reihe, für die abzutastende Zahl "2"

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eine Schwärzung ermittelt. Die erste Fotodiode, deren Signal jedoch mittels des Zählers 12 zum ODER-Gatter 29 durchgelassen werden kann, ist die Fotodiode PX-1, die erste Fotodiode in der vertikalen Reihe. Dadurch, daß während der Y₁-Abtastung keine Ausgangs signale vom GDISR^Gatter29 abgegeben werden können, beginnt beim Eintreten eines: Zeichens in das -kesefeld die -. . "" Abtastung stets in der gleichen Teiee von der untersten . Fotodiode der Reihe aus. Im Beispiel der Fig. 4 liefert bei Beginn der wirksamen Abtastung, d.U. bei Beginn der Abtastung in der Yp-Reihe, das ODER-Gatter 29 ein "weißes" Signal (also · kein Signal) von 'ler Fotodiode PX-1, während das Gatter 21 offen ist, nach ein "schwarzes" Signal, während das Gitter_-P.2 offen ist, und sofort durch alle acht Stufen hindurch. Die . Verwendung eines /gleichbleibenden Abtastiausters für alle. Typen von Zeichen erlaubt es, sehr viel weniger Binärziffern in dem Speichersystem der Vorrichtung gespeichert zu halten, um eine bestimmte Anzahl von Zeichen mit einer vorgegebenen Genauigkeit identifizieren zu können. _

In der Very/erfung, insbesondere der ersten vertikalen. Abtastung, aber auch: aller nachfolgenden ungr ad zahl igen Abtastungen des ^'iciieiis, ist ein v/ichtiges Herkmal des Digitalumvrandlers zu sehen. Die letzte Stufe des Zählers 12 ist über einen Inverter 13 mit dem Flip-Flop H verbunden, dessen Ausgang als dritter Eingang an die UND-Gatter 21-28 angeschaltet ist.

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ea
In den sich wiederholden Zählperiodea des Zählers veranlaßt jede letzte Zählstufe eine Umschaltung des Zustandes des Flip-Pips H. Dadurch werden die UITD-Gatter 21-28 bei aufeinanderfolgenden vertikalen Abtastungen abwechselnd eingeschaltet und abgeschaltet, und zwar derart, daß sie bei ungraÄdzahligen Abtastungen geschlossen bleiben, sich bei gradzahligen Abtastungen jedoch öffnen _; können. Durch das Ausblenden der von der ersten Abtastung stain- I menden Daten wird wesentlich zur Genauigkeit und Zuverlässigkeit < des Lesevorganges beigetragen. Durch unregelmäßige Vorderkanten der Zeichen können nämlich zahlreiche drastische Lesefehler j entst3hen. Solche Unregelmäßigkeiten gerade in der Vorderkante der Seichen sind aber sehr leicht möglich, beispielsweise durch Schwankungen in der Schwärzung des Zeichens, durch abgenutzte Drucktypen, durch Änderungen im Oberflächenzustand des Schreibpapiers usw..

In den vorangehend beschriebenen Ausführungabeiapiel iüL ;ύ Müei'lich, die dritte und alle weiteren ungradzahligen Abt ··.:; tunken zti ignorieren, vtenn nur ein begrenz tos Vokabularium von Spionen arkannt zu werden braucht. Bei manchen Ausführungs- ?ora:-3n dsr Erfindung mag es vorzuziehen sein, die Lesedaten nur von der ersten Abtastung zu ignorieren. In einem solchen Pail kann beispielav/eicse der Plip-Plop 14 so geschaltet sein, daß er üb'jr die Leitung 52 durch das invertierte Zeichengatter-Si^nal zurücie-ieaetzt und durch die Leitung kolonne 2" des IColonriüxi-

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Zählers 216 gesetzt wird. Dadurch v/erden die Gatter 21-28 nur während der anfänglichen vertikalen Abtastung gesperrt. 3s ist aber auch möglich, um einige Schaltungskomponenten einzusparen, das Hemmsignal an ein einziges, nicht weiter dargestelltes und vom Verstärker PD gespeistes Koinzidenzgatter anstatt an alle acht-UND-Gatter 21-28 anzulegen» '

Die horizontale Hegistrierung hängt davon ab,, ob die Leseeinrichtung ein Zeichen noch einwandfrei erkennen kann, wenn dessen horizontale Position innerhalb des Zeichengebiete3 von einer Idealposititon oder Bezugsposition abweicht. Die erfindungsgemäl3e Vorrichtung überwindet das Potentiniproblem der horizontalen Registrierung dadurch, daß vor dem Beginn des Lesevorganges gewartet wird,--bis etv/as Schwärzung wahrgenommen wird. Dadurch wird eine konsistente Bezugslinie (län^s der linken Kante eines jeden Zeichens) sichergestellt, von der aus jede Abtastung relativ zur horizontalen Zeichenpsosition eingeleitet' .vird.

Das Zeichengatter 11 stellt sicher, .aaß eine einwanlfreie seitliehe Lage des Zeichens 'relativ zur Reihe der Fotodioden vorliegt, wenn die vertikale Abtastung beginnt, Solange keine der Fotodioden eine Schwärzung wahrnimr.it und. damit ein Ausgangs-_% signal liefert, kann keine vertikale Abtastung beginner., so daß auch die horizontale Registrierung des aich in Horizontalrichtung bewegenden Zeichens kein Problem darstellt. "3s ist jedoch wichtig,

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daß das abgelesene Dokument mi^/einer im wesentlichen konstanten, gesteuerten Geschwindigkeit unter dein ^esekopf hindurch transportiert wird. Die Transportjeschwindigkeit des Dokuments in der Vorrichtung kann in einer Anzahl bekannter "'eisen mit der Frequenz des Multivibrators MV synchronisiert werden. Beisjiels-,weise kann ein Tonrad benutzt werden, um den Multivibrator MV

■Mbit Synchron-Impulseh zu versorgen. Bei Abtastern mit fliegendem Lichtfleck erfordert eine Definition der exakten Zeit, zu der der Fleck die Vorderkante eines Zeichens schneidet, im allgemeinen eine extrem hohe Attastnr-Auflösung.

JSine Kompensation der Abweichungen von einer genauen vertikalen Rugistriexning des au lesenden Zeichens kann in der weiter unten beschriebenen ^T.Veiee in dem Speichersystem der Prfin.1un£Bgemäßen Vorrichtung erfolgen. I'urz gesagt, wird eine Toleranz der vertikalen Registrierung dadurch ermöglicht, daß zusätzliche Fotozellen oberhalb und unterhalb der nominalen

■ Vertikalposition des Zeichens vorhanden, sind, und daß gewartet wird| bis eine Schwärzung während der zweiten vertikalen Abtastung eines jeden Zeichens auftritt, bevor mit der Analyse des durch die Abtastung gewonnenen Impulszuges "begonnen wird. Da keine vertikale Abtastung beginnt, bevor nicht die horizontale Posi-

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tion aeö 'J^&fftenje die Erkennung einer ersten Schwärzung er-

die gesamten Abtast&aten aus der ersten

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vertikalen Abtastung verworfen werden, und da schließlich die Analyse des aus der zweiten vertikalen Abtastung gewonnenen Impulszuges erst beginnt, wenn auch in diesem zweiten Impulszug das erste "Schwarz" auftritt, ergibt sich, daß der Bezugspunkt, bei dem die Analyse eines bei der Abtastung eines Zeichens gewonnenen Impulszuges beginnt, für jedes" vorgegebene Zeichen sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung konstant ist. '

Nachfolgend soll nunmehr das Speichersystem und Vergleichssystem der erfindungsgemUßen Vorrichtung in größeren Einzelheiten erläutert werden.

Ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform ist in ^ig. 3 dargestellt. Eine Bank von Modenmatrizen dient zum Speichern des Vokabulariums an den von der Vorrichtung zu lesenden Zeichen. Dabei wird ein jeder Impuls des von dem Digital-* umwandler stammenden Impulszuges an eine bestimmte Position in jeder Matrix des Speichersystems gebracht. Diese Position ist einmal durch die Stellung der jeweilig abgelesenen Fotodiode (d.h. der "Reihe"), und zum andern durch die Zahl der Abtastung über .das Zeichen (d.h. die "Kolonne") bestimmt. In Abhängigkeit davon, ob der gerode untersuchte Impuls aus dem Digitalumwandler mit der; Signifikanz einer an der betreffenden Stelle im Speicher gespeicherten Binärfciffer übereinstimmt oder nicht übereinstimmt,

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wira ein Impuls von der betreffenden Matrix aus an eine nachgeschaltete Summierschaltung geleitet oder nicht geleitet. Die nachgeschaltete Sumiaiers chal tung hält mittels einer analogen Impuls-Zählschaltung die bei der Analyse aufgetretenen Fehlerimpulse fest. Sobald bei Beendigung der Abtastung eines Zeichens das Zeichengatter 11 geschlossen wird, v/ird mit der dann letzten Zählung von Fehlerimpulsen die Schaltung gesperrt.

Wie bereits erwähnt, ermöglicht das System einen nennenswerten Betrag einer vertikalen Fehllage des Zeichens dadurch, daß die Binärziffern zur Untersuchung nicht von der ersten Ziffer der ersten gradzahligen Abtastung, sondern von der ersten "schwarzen" Ziffer dieser Abtastung genommen werden· Im Effekt wird dadurch das gesamte Zeichen relativ zur Matrix "herauf oder herunter bewegt", so daß unabhängig von der genauen vertikalen Registrierung des Zeichens gegenüber dem Lesekopf jeweils das gleiche Impulsmuster in die Matrix eingespeist wird»

Aus der Darstellung der Fig. 3 ist erkennbar, daß der erste "schwarze" Impuls eines Impulszuges aus dem Digitalumwandler den Flip-Flop 208' über die Klemme 40 und den Leiter 207 einstellt. Dieser Flip-Flop wirkt als Sperrkreis, er speist • im eingestellten Zustand das UIID-Gatter 209» das Taktimpulse

"' von der Taktquelle MV aus zum Ringzähler 210 durchläßt, sobald ' . . J J-

- . Koinzidenz der Ausgangs signale vom Flip-Flop 208 und der Gatter-*

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impulse aus dem Flip-Flop 14 (die über die Klemme 51 zugeführt werden) vorliegt. Durch die über die Klemme 54 ankommenden Taktimpulse wird der Ringzähler 210 dann weiter geschaltet. Die Ausgangsleitungen des Ringzühlers speisen die "Reihen-Eingänge" der Speichermatrizen, und zwar über individuelle Verstärkerstufen, die aus Gründen der Vereinfachung- in Fig. 3 als ein einziger Multikanal-Verstärker 212 dargestellt sind. Das Signal aus dem Flip-Flop 14 wird weiterhin dem TJiED-Gatter 209 zugeführt, so daß der Ringzähler 210 nur während der. gradzahligen vertikalen Abtastungen weitergeschältet wird.

Die maximal mögliche Zahl von vertikalen Abtastungen, und damit die maximal mögliche Zeichenbreite für eine vorgegebene Transpoi'tgesehwindigkeit des Dokuments und für einen.vorgegebenen Abstand zwischen den Abtastungen, wird bestimmt durch die Anzahl der im Zähler 210 vorgesehenen Stufen. Ein achtstufiger Zähler kann sechzehn vertikale .Abtastungen verarbeiten. Da die meisten der zu erkennenden Zeichen, wie bereits ermähnt, normalerv/eise vollständig durch zehn vertikale Abtastungen erfaßt.werden können, rückt der Zähler 210 selten weiter als bis zur fünften Stufe vor. Nach Erreichen dieser Stufe wird er durch ein Signal, in.der Leitung 52, das das ,Ende des zu lesenden,, Zeichens angibt, zurückgesetzt.. , >

Der Singzähler 210 schaltet die Äeihen-Leitungen der Speichermatrizen weiter. Die letzte Zählung dieses Hingzählers _λ -

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wird über eine Leitung 214 zum \7eiterschalten eines Ringschalters 216 benutzt. Der Ringzähler 216 speist mit seinen aufeinanderfolgend wirksamen Ausgangsleitungen die Kolonnen-Leitungen der Speichermatrizen, und zwar über jeweils individuelle Verstärker, die in Fig, 3 aus Vereinfachungsgründen als ein Multikanal-Verstärker 217 dargestellt sind. Das das Ende des Zeichens angebende Signal einer Klemme 52, das zum Rücksetzen des Umwandler-Zählers 12 (^ilig. 2) und des Reihen-Z-ihlers 210 benutzt wird, dient auch zum Rücksetzen des Kolonnen-Zahlers 216 auf eine· Bezugsposition. Mithin werden Zähler 12 und Zlüiler 210 und 216 jedesmal sofort dann in ihre Bessugspositionen zurückgesetzt, wenn kein Zeichen mehr abgetastet wird, d.h. wenn keine Schwärzung während einer vorgegebenen, relativ kurzen Zeitdauer mehr wahrgenommen wird. Dadurch wird sichergestellt, daß alle nachfolgenden Abtastvorgänge in exakt der gleichen Weise ablaufen.

Die Zeichensignale an der Klemme 40 werden sämtlichen Speichermatrizen sowohl in direktor als auch in invertierter Form "zugeführt, und zwar'über direkte Leiäungsverst-irker 221 und über invertierende Leistungsverstärker 222. Für jedes Zeichen oder Muster, das die Vorrichtung erkennen soll, ist eine Speicher- natvlze vorgesehen. Sine typische Zeichen- Srkennungsvorrichtung kann beispielsweise sechsundzwanzig Matrizen für Großbuchstaben, seciisundzwanzig Matrizen für Kleinbuchstaben, zehn Matrizen fUr Zahlen 'and f'inf bis zehn Matrizen f.ir Punkte und sonstige

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Symbole enthalten. Jede der horizontalen Leitungen einer jeden Matrize ist an die eine oder die andere Form der Eingangsleitungen für die Zeichensignale angeschlossen, und zwar in Abhängigkeit davon, o.b die betreffende Binärziffer "schwarz" oder "weiß" für das in Frage stehende Zeichen'angeben soll. Falls die betreffende Binärziffer in einzelnen Fällen bei einem Standard-Symbol sowohl "schwarz" als auch ".^eiß" sein kann, braucht kein Anschluß

vorgenommen zu werden, so daß die Signifikanz einer solchen Binärziffer bei dem in Frage stehenden Zeichen unspezifiziert bleiben kann.

Bei dem Beispiel der Fig. 4 ist jede der zur Erkennung des Zeichens herangezogene vertikale Abtastung (d.h. jede der gradzahligen Abtastungen) in acht Zonen unterteilt, die jeweils einer der acht Fotodioden zugeordnet sind. In Fig. 4 ist dabei jede der Zoneiyin Übereinstimmung mit dem Signal markiert, das von dieser Zone bei einem einigermaßen ordnungsgemäß ausgerichteten Zeichen von den betreffenden Fotozellen abgegeben werden würde. Man erkennt, daß die vierzig Zonen, die bei fünf gradzahligen vertikalen Abtastungen zur Verfügung stehen, v/ie folgt unterteilt werden können:

22 Zonen sind wahrscheinlich "weiß", nämlich alle fünf X^-Zonen, alle fünf Xg-Zonen, sowie die Zonen X₇ Y₁₀, X₆Y₄, X₆Y₆, X₅Y₂, X₅Y₄,

^X5^Y1O^{f X}4^f2' ^i[4^Y8' ^X4^Y10,^X3^Y6» ^X5^Y8' ^X3 ^Y1O* ■ 00.9813/1306 ——*..

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12 Zonen sind wahrscheinlich "schwarz", nämlich die Zonen

^X7^Y2' ^X7^Y4' ^X7^Y6» ^X7^Y8* ^X6^Y8' ^X5^Y8' ^X4^Y6' ^X3^Y4' 2 2' 2 4' 2 6* 2 8*

ο Zonen sind ungev/iß, nämlich die Zonen

YV YV YVYYYVYY

6 2» 6 10' 5 6* 4 4* ^X5ⁱ2* ViO'

Die zum Erkennen der Zahl "2" bestimmte Matrix ist in ^ig. 5 näher erläutert. Die Z_ei_chensignale aus den direkten Verstärkern 221 und den invertierenden Verstärkern 222 werden an die "schwarze" Eingangsleitung 250 bzw. die "vveiße" Eingangsleitung 251 (in der Mitte der Fig. 5) angelegt. Jede horizontale Leitting in der Matrix für die Zahl "2" ist entweder an die "üchv/orse". Leitung 250 oder an die "weiße" Leitung 251 angeschlossen. Desweiteren ist jede horizontale Leitung in dieser Llatrix über z/ei Dioden an "äeihen"- und "Kolonnen"-Eingänge angeschlossen. Jede horizontale Leitung stellt dabei ein UND-G-atter mit drei Eingängen dar, das seinen Ausgang in ein mit . visl·^Eingängen arbeitendes 0D3R-datter abgibt. An dem einen Ende einer jeden horizontalen Leitung liegt über jeweils einen individuellen Widerstand 286 eine negative Spannungsquelle -V.' ■Das andere Ende einer jeden horizontalen Leitung ist über individuelle Dioden 285 mit einer gemeinsamen Ausgangsklemme 275 verbunden, die ihrerseits über einen Widerstand 276 an eine positive

Vi\i:r^. _ 26 -

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Spannungsqulle +Y angeschlossen ist. Jede horizontale Leitung der Matrix bildet eine der Eingangsleitungen für das Dioden-OD'SR-Gatter, das seinerseits seine Auagangssignale über die Klemme 275 abgibt. . ·

Während der Y₂-Abtastung der Zahl "2" speist der Kolonnen-Zähler 216 die vertikale Leitung Y2 der Matrix. Während der acht aufeinanderfolgenden Zonen innerhalb dieser vertikalen Abtastung rückt der ..leihen-Zi-lhler 210 schrittweise von der vertikalen Matrix-Leitung X1 bis zur Leitung X8 vor. Dabei bleibt die Leitung Y2 gespeist.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß während der Abtastung einer '•2" eine Schwärzung in der X^-Zone der Y^-Abtastung auftreten ' sollte. Deshalb sind mit der horizontalen Leitung 284 in Fig. 5, die in dieser Zone bei der Zahl "2" entspricht_r sowohl die Leitung X2 als auch die Leitung Y2 als auch die Leitung 250 über die jeweils zugehörigen Dioden 281, 282 bzw» 283 verbunden. Die Leitung 284 liegt über dem Widerstand 286 an der negativen Span- · nungsquelle -V. Die drei Dioden-Hingänge zur Leitung 284 bilden ein übliches negatives üliD-G-atter, so daß die Leitung 284 solange auf einem vorgegebenen Potential bleibt, bis negative Eingaligssignale gleichzeitig über alle drei Dioden 281, 282 und 283 zugeführt werden. Währ end der X₂-Zone der Y^-Abtastunggeben die. Bingzähler 210 und 216 -jevjeils von ihrer zweiten Stufe negative Signale ab, die durch die Verstärker 212 bzv/. 2T? invertiert

BADORlGiNAU 27 -

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werden. Fails während dieser Zone vom Lesekopf "weiiS" wahrgenommen worden ist^ tritt ein negatives Signal an der Klemme 250 auf , das zu einem negativen Ausgangspotential in der Leitung 284 führt. Falls jedoch während dieser Periode eine Schwärzung wahrgenommen worden ist, gelangt kein Signal an die Klemme 250, so daß auch kein negatives Ausgangspotential in der Leitung 284 erzeugt werden kann. Die Signale in der Leitung 284 werden an ein mit vielen Eingängen arbeitendes ODER-ßatter angelegt. Bei einem negativen Impuls in der Leitung 284 steigt der Stromfluß durch die Diode 285 und den Widerstand 286 an, so daß sich ein negativer Ausgangsimpuls an der Klemme 275 ergibt. Es ist ein wesentliches Ilerkir.al der vorliegenden Erfindung, daß von jeder Binärziffer-Position innerhalb einer jeden Speichermatrix Ausgangsimpulse nur dann erhalten werden, wenn das Zeichen3ignal nicht mit der Signifikanz der an dor entsprechenden Stelle in der Matrix gespeicherten Binärziffer übereinstimmt. Falls Übereinstimmung vorliegt, •werden keinerlei Ausgangsimpulse erzeugt.

Die Ausnan&simpulse aus jeder Speichermatrix werden nachfolgend als "Feiil^rinr ulse" oder "Differenzsignale" bezeichnet. Sie werden, wie Fig. 5 erkennen läßt,- jeweils an individuelle tHTD-Gatter 311 bis 320 angelegt. Diese UND-Gatter werden zugleich mit Taktimpulsen von festgelegter Lürr;e versorgt. Die Ausgangssignale aus den ITHD-Gattern stellen deshalb Fehlerimpulse dar,

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die sowohl in Amplitude als auch in Periode genau gleichförmig sind. Diese Fehlerimpulse v/erden an Speicherkondensatoren angelegt und dort summiert" oder gesohlt, indem sich eine Kondensator-1:5dung aufbaut, die proportional ist der Anzahl der zugeführten Fehlerimpulse. Diese Summierkreise werden vor der Abtastung eines jeden Zeichens, vorzugsweise während der Y₁ -Abtastung eines Jeden Zeichens, entladen.

-I

In dem B'einpiel der Fig. ο werden die zum Steuern der UND-Gatter 311 bis 32U vervendeten Taktimpulse durch einen Taktkreis erzeugt, der einen ■Sintakt-i.Iu.ltivibrator 321 mit einer Zeitkono+^ntan von 1C !e kund en enthalt, welcher seinerseits durch ein-F-ID-Gatter 322 gesteuert ist. Zur Betätigung des tTITD-Gatters 322 und damit des Multivibrators 321 dienen das Signal aus dem Flip-Flop H (Fig. 1), das über die Klemme 51 ankommt sowie das invertierte Taktsignal aus dem Ivlultivibx'ator LIV, das über die Leitung 55 ankommt. Durch das abwechselnde AotHtjt-oigncl in der Leitung 51 werden die Impulszähler während der ungradzähli_f:en Abtastungen von den jeweiligen Spe.ichermatrizen abgeschaltet, so daß Hauschsignale-während der ungradzahligen Abtastungen nicht die Zählung der Fehlerimpulse beeinträchtigen können. Während einer jeden der acht,Zonen der gradzahligen Abtastungen dient das invertierte Taktsignal in der Leitung 55 zum Rückstellen des Taktgebers 321. Mithin wird während einer jeden gradaahligen Abtastung der Taktgeber

— .^- - 29 -

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achtnal betätigt, so daß acht genau auf 10 Sekunden bemessene Impulse an die UND-Gatter 311 bis 32ü elangen.

Die Ziihlkreise 331 bis 340 für die genauen Fehler impulse 'können aus üblichen RC-Integrierschaltungen aufgebaut sein, sie können aber auch als Digital-Zähler ausgebildet sein, da die zu zählenden Impulse in Impulshöhe und Impulsdauer gleichförmig sind.

Das an der Klemme 53 ankommende Zeichengatter-Signal dient zur Steuerung zur Steuerung eines ./eiteren Taktgebers 323, der einen Eintakt-Multivibrator mit einer Zeitkonstankten von 103 'j'eVunden enthält. Dieser Multivibrator gibt Rücksetzimpulse vo--_ IjO Sekunden Dauer dor ernten Abtastung eines jeden ,Zeichens in iie Leitung 324 ab. Dadurch werden sämtliche Zählkreise i31 - 340 auf "Null" zurückgesetzt, sobald die Vorderkante .eines neuen Zeichens in das Lesefeld des Lesekopfes eintritt. Das invertierte Zeichengatter-Signal an der Klemme wird zusammen mit dem Aus gangs signal aus dem ODEB--Gatter 351 an ein UND-Gatter 327 angelegt. Dieses UND-Gatter 327 steuert einen weiteren Taktgeber 328, der einen Eintakt-Multivibrator mit einer Zeitkonstanten von 5 Sekunden enthält. Das ODER-j-Gatter ■351' wird von den Ausgangsleitungen des Kolonnen-Zählers 216 gespeist, und zwar nur von den Ausgangsleitungen der höheren Ordnung (d.h. .der höheren Zählstufen). Auf diese. Weise kann

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ein Signal in der Ausgangsleitung- 352 des ODJSR-Qatters 351 nur dann auftreten, wenn ein Zeichen bereits über mehrere vertikale Abtastungen hinweg beobachtet worden ist. Mithin v/ird las TJHD-G-atter 327 nur ,.'irksam, wenn-'ein Zeichen bereits .über mehrere vertikale Abtastungen hin.-/eg beobachtet worden ist und wenn, dann.· die Schvärzung im Lesefeld verschwindet. Bei Betätigung des UHD-Gatters 327 wird der ;jultivibrator328 eingeschaltet. Dieser speist dann während einer Periode von 5 Sekunden Bauer über einen Antriebskreis 329 eine Reihe von Atfragekreisen 341 his 350. Nach Beendigung dieser Abfrageperiode bleibt die Ausgangsleitung desjenigen Abfragekreises, dessen zugeordneter Zählerkreis den kleinsten. Fehler enthalten hat, aktiviert, während die Ausgangsleitungen aller anderen Abfragekreise abgeschaltet v/erden. Diese Situation bleibt bestehen bis ein nächstes Zeichen gelesen und verarbeitet worden ist. . ■■' . "

Für jedes Zeichen,■das-in das Vokabularium der Vorrichtung aufgenommen ist, ist ein besonderer Abfragekreis vorgesehen« Die Ausgangsleitung desjenigen Abfrägekreises, der * nach dem Abf^agevorgang aktiviert bleibt, gibt das zuletat identifizierte Zeichen an. Die Ausgangsleitungen der Abfrage-, krebse könnek an zahlreiche verschiedene nachgeschalteteTor-^: richtungen angeschlossen- sein, beispielsweise ah entsprechende Eingangskreise von Rechenvorrichtungen und Datenverarbeitungst.

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Vorrichtungen oder von Anzeigevorrichtungen» die das betreffende Zeichen sichtbar machen.

Bei einer alternativen Ausführungsforra der Erfindung kann der in Pig. 2 erlf-'utorte Digitalurawandler verwendet ./-erden, während «anstelle des "innktiven" I^lriTC-üyntems der Fig. 5 ein "a!:1ivefj" lia^nottrommel-Ipeichersyctem vorgesehen ist, d*":i: oine sehr viel ".'irLrekaftlichcre Speicherkapazität besitzt. In dieser alternativen Ausführungsforn wir! die Llagnettrommel zur Speicherung des ;e3araten Vokabulariums benutzt. 3ie bildet dabei einen Speicher mit variabler Zu^riffszeit, da..' der Zugriff zu jeder abgefragten Speicherinformation abhängt von der 7inkel-' Stellung dieser Speicherinformation gegenüber der Position des Lesekopfes im Augenblick der Abfrage. Da die Ankunftszeit der Zeichensignale aus dem Digitalura.vandler sich ebenfalls bei unterschiedlichen Zeichen und auch in Abhängigkeit von dor Registrierung der Zeichen im Lesefeld "ndert, sind Mittel vorgesehen die einen Synchronlauf zwischen der Magnettromael und dem Digital-Aimwandler zu irgendeinem Punkt des Vergleichs-Zyklus, vorzugsweise "beim Start dieses Zyklus, be-.virken. Die in -Einzelheiten in Fig. 7 gezeigten Zwischenspeicher erfüllen diese Funktion. "Es sind mittels einer noch genauer zu beschreibenden Schaltung die Schiell|iegister S-1 und S-2 in Fig_# 7 so geschaltet, daß die zuvor in dem einen Schieberegister gespeicherten Zeichensignale zwecks Vergleich mit der ':uf der Tromnel gespeicherten

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Information zur gleichen Zeit aus dem Register ausgeachoben "werden, wenn das andere Schieberegister weitere- Zeichensignale empfängt. Die Taktzeiten können gesteuert werden durch Auslesen eines Synchronsignals von der rotierenden Magnettrommel, wobei der Multivibrator MV der !Pig. 2 über die Klemme 741 angeschlossen ist, damit ein Synchronlauf mit der Trommel entsteht. Der · Trommelantrieb ist vorzugsweise mit den Transporteinrichtungen für das zu lesende Dokument synchronisiert, und zwar mittels irgendeiner der zu dienern Zv/eck bekannten Maßnahmen.

Aus' Fig. 7 ergibt sich, daß die von der Klemme 40 ies Digitalumwandlers abgenommenen Zeichensignale an UND-Gatter 701 und 702 angelegt werden. Jedem dieser UND-Gatter werden .weiterhin zugeführt das invertierte Taktsignal auf der Leitung 55 (Fig. 1), das von der Magnettrommel an der Klemme 741 abgenommene Synchronsignal sowie ein Ausgangssignal von einem Flip-Flop 703. Zur Erläuterung sei nun angenommen, daß der "!"-Ausgang des bistabilen Flip-Flops 703 negativ ist, so daß das UND-Gatter 701 geöffnet ist und Zeichensignale in das Schieberegister "3-1 durchläßt.

, Die Schieberegister 8-1 und S-2 können von konventioneller Bauart sein» wie sie in Fig« 9 wiedergegeben ist. Die über eine Eingangsleitung zugeführten Impulse v/erden durch Anlegen von Signalen an eine Schiebeleitung gegen die Ausgangsleitung hin

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verschoben. Wie sich aus Fig. 9 im einzelnen ergibt, enthält eine ,jede Stufe des Schieberegisters einen binären Flip-Flop, der über eine Verzögerungsschaltung D mit der nächsten Stufe verbunden ist.

Der vom UND-Gatter 701 zum Schieberegister S-1 durchgelassene Impulszug von Zeichensignalen wird durch das Register S-1 hindurchgeschoben, Lind zwar mittels Schiebeimpulsen, die dem Register über die UND-Gatter 704 und 705 und das ODER- Gatter 707 zugeführt v/erden. Die Schiebeimpulse werden dadurch gebildet, daß am UND-Gatter 704 das invertierte Taktsignal aus der leitung 55 mit dem (in der Einheit 731 invertierten) Synchronsignal von der Klemme 741 der Magnettrommel kombiniert wird. Dadurch ergeben sich Schiebeimpulse, die während des vierten Viertels der Periode der Zeichensignale auftreten. Da das dritte Viertel der Zeichensi^nale über das UND-Gatter 701 dem Schieberegister S-1 zugeführt -wird, ergibt sich dadurch, daß die Schiebeimpulse nur während des vierten Viertels der Periode der Zeichensignale auftraten, ein ausreichender Abstand' zwischen der Zufuhr von Zeichens.ignalen und Schiebeimpulsen zum Schieberegister S-1. \

Die Schiebeimpulse werden solange über die Gatter 704, , 705 und 707 dem Schieberegister S-1 zugeführt, bis der erste an '•das Register S-1 angelegte Impuls das Ende des Registers erreicht ■' hat. Sobald dieser, erste Impuls in der Ausgangsleitung 708 des ; Schieberegisters erscheint, beaufschlagt er die Rücksetzleitung

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des Flip-Flops 703. Dadurch wird d^-ε Gatter 701 geschlossen und das Gatter 702 geöffnet, so dai3 das Schieberegister S-2 zur Aufnahme eines Impulszu;;es für das nächste abzutastende Zeichen bereit steht. Sobald dieser nächste■Impulszug auftritt, wird er über das UHD-Gatter 702 dem Schieberegister S-2 zugeführt, und zwar entsprechend der bereits erläuterten Arbeitsweise des Registers S-1.

Irgendwann während des Sinspeisens von Zeichensignalen in das Schieberegister S-2 gelangt die Magnettrommel in eine Position, bei der ein Vergleichszyklus beginnen kann. Zu dieser Zeit wird von der Magnettrommel über die Leitung 742 (vgl. Fig.8) ein "Wortsynchron-Impuls" abgegeben, Dieser Impuls gelangt zum UID-Gatter 711 und schaltet den Flip-Flop 712, so daß ein Vergleichs-Gatt ersignal durch das 0D3R-Gatter 7H hindurchlaufen kann. Dieses Signal gelangt zur Leitung 715 und wird in der weiter unten beschriebenen Weise verwendet,,

Während des anfänglichen Teiles der Beladung des Registers 8-2 bleibt der Impulszug, der zuvor in das Register S-1 eingespeist worden; ist, und lessen Lei timpuls in der Leitung 738 erschienen war, im Begister S-1 stationär". Bei Beginn des "^ergleichszyklus jedoch tritt ein Zustandswechsel des Flip-Flops ein. Durch diesen Zustandswechsel wird das Gatter 706 geöffnet, und damit können Schiebeimpulse vom Gatter 704 nunmehr über das

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BAD-

UND-Gatter 706 und ODER-Gatter 707 zum Schieberegister S-1 gelangen. Durch die§e Schiebeimpulse wird der im Register S-1 genpeicherte Impulszug in Serie über das QD3R-Gatter 718 in die Leitung 762 ausgeschoben. Mithin bleibt unabhängig von dem jeweils gerade beobachten Zeichen und seiner Lage im Lesefeld der bei der Abtastung dieses Zeichens erhaltene Impulszug solange im Register S-1 gespeichert, bis die Mainettrommel in eine geeignete Lage gelangt ist, bei der ein synchronisierter Vergleich beginnen kann. Die Schieberegister S-1 und S-2 wechseln zwischen den Zuständen "Speicherung" und "Vergleich" ab, sobald ein neues Symbol empfangen wird. Während der einseinen Ab tue tun-' gen steuert das ODSR-Gatter 719 die UND-Gatter 705 und 725 so, daß Schiebeimpulse während ungradzahliger Abtastungen an keines der Schieberegister gelangen können.

Während der Intervalle, bei denen sich Icein Zeichen im Lesefeld befindet, etellt das invertierte Zeiehengatter-Signal in der Leitung 52 den Flip-Flop 750 ein. Dadurch wird ein Ausgang sum ODS'l-Gatter 719 bewirkt, der eine zufällige Zufuhr von Schiebeimpulsen zu den beiden Schieberegistern verhindert, wenn kein Zeichen abgetastet .,ird. Man erkennt, daß d<tai A_Usgrng des ODER-Gatt<i|?s zwar eine öffnung der UND-Gatter 705 bzw. 725 und damit einer Verschiebung der Informationen in den Registern S-1 und S-2 während ihrer-Beladungsperioden verhindert, wenn keine

BAD ORIQINAU - 36 - ' ; 009813/1306

Zeicliensignale an der Κΐβπι:υ 40 vorliegen, Iai3 jedoch dieser mi.i^mr: wüLreni .lc;r SnLIulunj.spariolen dieser beiden Register nicht die Zufuhr dur notwendigen 3chiebeimpulse über die UlTD-Gatter 706 bzw. 726 verhindert, sobald die Magnettrommel in eine für den Beginn des V^rgleichszyklus günstige Position _t;elangt ist. Am Ende eines jeden Zeichens stellt ein von der Magnettrommel über die Leitung 745 abgenommenes Zeichenende-Signal die Flip-Flops 712 ,und 723 wieder¹zurück, dadurch wird das Vergleichs-Gattersignal abgeschaltet und der Zwischenspeicherkreis wieder für das nächste Zeichen vorbereitet. ·

Beide Auo^ünge des Flip-Flops 702 laufen über das ODJR-G-attcr 729, (30 daf? Jer Flip-Flop 730 während eines jeden Überganges des Flip-Flops 703 zurückgesetzt wird, um die Hinterkante eines gerode abgetasteten Zeichens zu definieren.

Wie sich aus Fig. 8 ergibt, sind auf der Magnettrommel M eine Anzahl separater Spuren vorgesehen, und zwar jeweils eine Spur für jedes Zeichen,dessen Erkennung mit der Vorrichtung vorgenommen werden soll. Zusätzlich 2u diesen Zeichen-Spuren sind noch einige Synchronisatioiis-Spuren -vorhanden* Die einer jeden Zeichenapur zugeordneten Les^ekÖpfe sind über jeweils einen Verstärker mit der einen-ISingangslqitung eines zngeOrdneten ÜHD-Gatters verbunden. Diese XiSfJDrrGratter Sind In des P^rsteilung · .der Fig. 8 in der Gruppe 8OO-8Ö9 zusammengefaßt. Das Vergleichs-G after signal, das in der bei i*ig» 7 erläuterten Weise: in der

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leitung 715 erzeugt wurde, wird über die Klemme 761 als zweiter Eingang den HIfD-Sattern 300-809 zugeführt. Demzufolge können. Impuls züge aus der Trommel nur dann ausgelesen v/erden, wenn das Ver- ^leiGhs-Gattersignal vorhanden ist. Die Ausgangssignale aus den illTD-Guttern 000-309 werden .einzelnen "Ausschließlich-OD^R"-Trattern 310-319 zugeführt, die Ausgangs impulse nur dann abgeben* v,, :um ihre beiden Eingangsimpiilse nicht koinsident sind. Demzufolge kann von den Gattern 810-819 nur dann ein Ausgangsimpuls erhalten werden, vrenn eine Differenz besteht zwischen den Inipulsen, die

von der Magnettrommel abgenommen wurden,und den entsprechenden, bei der Abtastung des Zeichens entstandenen Zeichenimculüen, die üV-er die Leitung 762 zugeführt ./erden. Die Ausgänge der ODSR- 'iii'oiac 310-819 werden durch individuelle Zähleinheiten 820-829 gezählt. Den Zähleinheiten naehgeschaltet sind individuelle Abfragekreise 830-839. Dieser letzte Teil der Sohaltung kann identisch dem entsprechenden Teil der Pig. 3 augebaut sein" mit

an der Klemme 742 liefert, das in .'Be zum Auslösen dej? V nal stellt bei Z_e$öi|<$|ien<ie

sämtliche

Her

Ausnahme, daß die Synchronisiferungssignale vorzugsweiE von einer zusätzlichen Spur der Magnettrommel M abgenomraer den. Die "Zeichenande^H-3pur auf dJr Magnettrommel liefert einen Synchronjjmyuls, der naoh Invörtiöi ?ung das ^HWortsynchron^l*-i<9ignäi '

der in Pig» 7·

genötigt wird
Über <S«i$

auf «0«» zUj?ÜQli, Die

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.'eitcrhin (liber die leitung 741) das Synchronsignal, das sich als Taktsignal um die ganze Trommel herum erstreckt und das zum Steuern dee Multivibrators MV vi?ig. 3) dient.

Die Arbeitsweise der Magnettrommel ist in keiner ',/eise, abhängig von dem Schrifttyp'oder dea graphischen Bild ..des zu" lesenden Zeichens. Sie ist vielmehr sehr vielseitig und kann leicht an eine Vielzahl von Typen und Alphabete angepaßt v/erden. Die Spei eher trommel kann durch Abtastung- eines Bezugsvokabulariums beladen werden, wobei eui Beladen der gleiche Abtaster "benutzt wird, der später dann auch zum Abtasten des zu lesenden Ma.t tril eingesetzt wird·

Claims (18)

Ansprüche

1. Zeichen-Erkennungsvorrichtung, "bei welcher ein abzutastendes Zeichen an einem Lesekopf vorbeitransportiert wird, der eine Reihe senkrecht zur Tranaportrichtung angeordneter elektri- , Bcher Abtast-Elemente enthalt, deren Ausgang der Reihe nach angeschaltet wird, so daß sich eine Serie von Ausgangsimpulsen ergibt, von denen jeder einzelne Impuls von einem ersten oder einem zweiten elektrischen 7crt ist, je nachdem, ob ein Teil des Zeichens von den Abtastelement en erfaßt .vurde oder nicht, wobei die Anschaltung der Reihe von Abtast-Elementen während der Abtastung eines Zeichens wiederholt erfolgt und sich damit ein Auegangs-Irapulszug ergibt, der aufeinanderfolgende Stücke des abgetasteten Zeichens wiedergibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ^kennzeichnet, daß die Abtastelemente fotosensitive Zellen sind, so daß sich der 'Aus^angs-Impulszug aus Video-Signalen zusammensetzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch 'einen ©Isütronischen Ringzähler, der über ein erstes Ko3.naid.eaz-

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•₍ gatter vow einem miß einem iaktgenerätor abgeftqmiaeneti tieriodi-rf, .'?*: sehen iaktsirnal v/öiterseschaltet wird und der für jedes der Abtastelement eine individuelle Stufe besitzt, wobei die

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einzelnen Zähler.:tuf en ^us^n^cm mit den jeweils zugeordneten Abtastelenenten an eine Gruppe von UND-Gattern angeschlossen sind, die die Signale aus den Abtasteleraenten aufeinanderfolgend zu einem ODSR-Gatter durchlassen, dessen Ausgang damit eine Serie von Impulsen darstellt. . · '

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Ringzähler ein bist&biler schalter betäti ;t wird, der während, abwechselnder Perioden des Ringzählers seinen Zustand ändert, wobei ein Hclnltnet:. vorgesehen iijt, daß diesen · Schalter mit den ΙΠΰ-Gattern verbindet und sie bei abwechselnden Perioden des Zählers öffnet öder schließt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch Schaltmittel, die auf ein Signal von irgendeinem der Abtastelemente ansprechen und in diesem Ansprechen das erste Koinzidenzgatter öffnen,, im d-.s Taktsignal zum Portschalten des Rings^:ihlers durchzulassen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch Schaltmittel zum Schließen, der UITD-Gatter vfihrend. aller nachfolgenden Zählungen innerhalb der gleichen Periode des Zähle_vrs,_sobald ein die Gegenwart eines Zeichens angebendes Signal von einem der Abtostel':;iente geliefert vairde, so daß

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wahren/! -ler -;r ^f;en Abt'ifitung des Zeichens keine Signale zum 03J'i-G-i.tter ""elenden können.

7. Vorrichtung nach ei ion der Ansprüche 3 bis 6, ^kennzeichnet durch n.Ghr\lt:uittöl, die auf ein Signal aus ir-jondeinem der AbtauU:! 3-i2ii.t;; ••ni,.!pi^<3':!r;n ur;i iu .uisprchen auf dieses Signal das era te Koinzidenzgatter solange offen halten, v/i β die (xogonvvart eines Zeichens durch, ein Signal aus irgendeinem der .ibtaotelemente angezeigt v/ird, während sie den RingzMhIer in einen ^T3esugBzustand zurückstellen, sobald von sämtlichen Abtaatelementen iceine Zeicliensignale mehr geliefert werden.

b. Yorrichtung nach einea der vorhergehenden Ansprüche, jiiennn?lehnet durch eine Var'gleichsschaltung, die zur Iden,-tiflai^; rung des abgetasteten Zeichens den aus dem Digitalumwandlür gollaferien Ausgangs-Impulsziug analysiert. ■

9, Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aua^anga-Impulszug tius dea Digitalunwandler für jedes abgetastete Zeichen verglichen wird mit Bezugszeichen, die «i-ioi· :ioeioherijii^t-:?i:-: ^speichert sind.

-.

10. Yorrichtung nach Anspruch δ, dadurch gekennzeichnet, daß der Auoganga-Impulszug aus dem Digitalumvmndler für jedes abgetastete Zeichen verglichen wild mit Impulszügen für Be- "\

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zugszeichen, die aus einem Magnetspeicher , z.B. hinein Magnetkernspeicher odor einem Magnettrommelspeicher, abgeleitet sind,

11. Vorrichtung_ nr,ch Anspruch 0, di-.durch gekennzeichnet, daß der Mafcrix-Speichor eine Anzahl· von Matrizen enthält, von denen jede ir.it Kolorinen-i^lnganjDlei cungen und deilien-^iiagan.^sleiuuj-;en ausgerüstet ist sowie ir.it Autsgangsleitungeri für jedes Paar von Kolonnen- und rieiUen-iiingangoleitunken, „-Guei-für jede Abtastperiode des Zeichens eine gesonderte Kolunnen-üiri.jang-üleitung und für jedes Abtast-Slement eine gesonderte '.Leiiieia-3ingan_c-:-üleitung vorgesehen ist. . -

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, äaciur-jh "ölcemiZGiehn&t, dais jede Ua tr ix eine Anza'il von UiTD-Gattern mit drei Jlingängen enthält, von denen jedos eine gespeicherte Binärziffer darstellt und einer eindeutigen 3inärziffer-Position innerhalb des Impulszuges zugeordnet ist, und von denen j-idts ein geaeinsaneq, riit -'intapreciiend vielen Singangsleitungen ausgei'ästetes OäßR-Gatter speist.

13. VOrrichtung nach Ansprußh 12,..dadurch gelcennzeiehnet, daß * die Seihen-Eingangsleitungen der IJatrii: aufeinanaerfolgend durch einen Ringzähler" ;;e.3-pei:5t ./erden, der synchron mit der Anschaltung der Abtastelemente fortgeschaltet wird, nachdem ein die Gegenwart

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eines Zeichens anzeigendes Signal vorliegt, während die Kolouneii-Eingangaleitun^on aufeinanderfolgend durch einen weiteren Ringzähler gespeist .verdeu, ier nach Beendigung einer jeden Periode des ilßihen-RingEKÜilers.₍ura jeweils eine Stufe fortgeschaltet wird.

14· Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Auegangs-Impuluzug einer jeden Llatrii; in Form zweier Signale von entgegengesetzter Polarität zugeführt wird, wobei das eine dieser Signale.an diejenigen UND-Gatter der Matrix angelegt Wird, deren Ziffernpocititonen das Vorhandensein eines Zeichenteiles darstellen, während das andere Signal denjenigen UliD-Gattern zugeführt, deren Ziffernpositionen die Abwesenheit eines Zeichenteiles darstellen.

15. Vorrichtung nach Anspruah 12 oder 13 od :r H₁. dadurch gekennzeichnet, daß jjedes TIIlD-G-atter einer jeden Ua tr ix nur dann einen

■ Ausgangsirapuls liefert, wenn die Binärziffer in dem angelegten Impulszug von der entsprechenden gespeicherten Binärziffer unterschiedlich ist, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, die

- von den einzelnen Kr-trlzen gesondert die abgegebenen Ausgangs-.impulse summieren und bei Baendigun? der Analyse eines jeden Zeichens diejenige Matrix angeben, ,die die geringste Anzahl von Ausgangsiapulsen geliefert hat, wobei· jede Matrix, ein · - -unterscl-iedliches" gespeichertem Z-ichen iarj ^eIIt-. . . . .·; .,-. .

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16. Vorrichtung nach-Anspruch 10,gekennzeichnet durch einen ·' Zwischenspeicher, der das Anlegen des Ausgangs-Iiüpulszuges an die Vergleichseinrichtung solange verzögert, bis der Magnetspeicher sich in einem Zustand befindet, bei dem er Sezugs-Impulszüge für die gespeicherten Zeichen abgeben kann.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ,der Zv:ißchenspeicher ein erstes und ein zweites Schieberegister enthäl't, die über einen Schaltkreis so geschaltet sind, daß sie die Ausgangs-Impulszüge aus dem Bigitalumwandler abwechselnd empfangen, wobei die Ausgangsstufe eines jeden Schieberegisters den Schaltkreis steuert und das Anlegen eines Impulszuges an das andere Schieberegisterveranlaßt« wenn der erste Impuls, des abgetasteten Zeichens in der Ausgangsstufe desjenigen Schieberegisters erscheint, dem die. Zeiehenimpulse zugeführt wurden.

18. Vorrichtung nach -Anspruch T7j dadurch gekennzeichnetV

aaß der Magnetspeicher ein .Mahnettrom^elepeioher is-t. uM.daS. - - v/eitere Schal -tndttel forge sehen-sind j die toe 4er ■ Magnettrommel betätigt werden und öl© die in to Schieberegistern: zwiscliengespeichertea Ausganss^IapTil sauge 'in. die Ver^leishsieariehtung ausschiefcen, und."zwar ■■ synchron mit Bezugs-■■ impulszüges» die. aus der föarjnettromriel amsgelssea sind.

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