DE1499394B2 - Anordnung zum messen der groesse von zeichen - Google Patents

Description

schwarz oder weiß, abhängig davon, ob wesentliche Teile der Abschnitte im Bereich der Striche liegen, die das Zeichen bilden. An einem Schwellwert wird bestimmt, ob der optische Zustand eines Abschnittes schwarz oder weiß ist. Die schwarzen und weißen Bedingungen werden durch ein 1- oder O-Bit dargestellt. Somit werden während jeder vertikalen Abtastung digitale elektrische Signale erzeugt. Diese elektrischen Signale werden ausgewertet, um die nötige Information für eine Höhenmessung von Strichmitte zu Strichmitte zu erhalten.

Die Abtastung beginnt im unteren Teil eines Zeichens, und um die unterschiedlichen Strichstärken zu berücksichtigen, wird während der ersten Hälfte der Abtastung eine erste Bedingung gesucht. Diese erste Bedingung (Fig. 1) ist erfüllt, wenn eine Bitfolge 0011 oder 00011 festgestellt wird. Es ist ein Zeichen dafür, daß der untere Teil der Grundlinie eines Zeichens festgestellt wurde. Unmittelbar nach der ersten Bedingung wird eine Bitfolge 1100, die die zweite Bedingung (F i g. 1) darstellt, gesucht. Das heißt eine Anzeige, daß der oberste Teil der Grundlinie festgestellt wurde. Eine dritte Bedingung ist dann erfüllt, wenn eine vorbestimmte Zahl von Abschnitten vorüber ist. Die dritte Bedingung (F i g. 1) hat den Sinn, in der Mitte liegende Teile eines Zeichens auszuschalten, so daß diese die Höhenmessung nicht verfälschen können. Zu diesem Zweck wird eine vorherbestimmte Zahl von Abschnitten innerhalb einer vertikalen Abtastung nicht geprüft. Hierdurch wird vermieden, daß in der Mitte liegende Striche eines Zeichens, wie beispielsweise der horizontale Strich in der Mitte des E, fälschlicherweise als der oberste Strich eines Zeichens erkannt wird. Nachdem die Bedingungen 1 und 2 erfüllt und eine vorherbestimmte Zahl von Abschnitten übersprungen worden sind, um die Bedingung 3 zu erfüllen, wird die vierte Bedingung (Fig. 1), die der Bitfolge 00011 entspricht, gesucht, um die untere Kante des obersten Striches eines Zeichens festzustellen. Unmittelbar nachdem die vierte Bedingung erfüllt ist, wird eine fünfte Bedingung (F i g. 1) gesucht, welche anzeigt, daß die Oberkante des obersten Striches eines Zeichens vom Strahl abgetastet worden ist. Diese fünfte Bedingung ist erfüllt, wenn die Bitfolge 1100 auftritt.

Die Bedingungen 1, 2, 3, 4 und 5 werden als Steuersignale benutzt, um die Zahl der Abschnitte zwischen den Bedingungen 1 und 4 und zwischen den Bedingungen 2 und 5 festzustellen. Die Gesamtzahl der Abschnitte zwischen den Bedingungen 1 und 4 und zwischen den Bedingungen 2 und 5 entspricht ungefähr zweimal der Bithöhe von Strichmitte zu Strichmitte. Dieser Betrag wird dann über eine Zahl von Abtastungen hinweg von Abtastung zu Abtastung vermindert, um eine normalisierte Anzeige für die Höhe von Strichmitte zu Strichmitte zu erhalten. Diese Anzeige wird dann benutzt, um die vertikale Abtasthöhe des Rasters während der Abtastung eines Zeichens beim Lesen einzustellen.

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung, die in ein Zeichenerkennungsgerät eingebaut ist. Das Zeichenerkennungsgerät enthält eine Kathodenstrahlröhre 10 zum Abtasten von Zeichen auf einem Dokument 12. Durch eine Strahlablenkschaltung 20 wird der Kathodenstrahl der Kathodenstrahlröhre 10 zurFormatfindung, zum Messen der Zeichen und zu deren Normalisierung sowie zum Abtasten beim Lesen abgelenkt.

Nachdem die Lage einer Zeile von Zeichen festgestellt und der Elektronenstrahl durch eine Formatsteuerschaltung auf diese gerichtet wurde, bewirkt die Strahlablenkschaltung 20 während einer Vorabtastung der Zeile die vertikale Ablenkung, die etwa der Typenhöhe entspricht, um die Höhe der Typen zu messen und zu normalisieren. Danach wird die Höhe des Abtastrasters auf die normalisierte Zeichenhöhe eingestellt, und dann werden die Zeichen in umgekehrter Richtung zum Lesen abgetastet.

Die Zeichen werden durch eine Reihe von horizontal aneinander anschließenden vertikalen Abtastbewegungen abgetastet, wie in F i g. 1 gezeigt, und der Strahl der Kathodenstrahlröhre 10 wird vom Dokument 12 in einen Photovervielfacher 14 reflektiert. Das Licht vom Untergrund des Dokumentes ist stärker als das von den Zeichen. Der Photovervielfacher 14 erzeugt somit ein Analogsignal, das im wesentlichen zwei verschiedene Werte aufweist, abhängig davon, ob der Strahl durch die unbedruckte Fläche des Dokumentes oder durch einen Teil eines Zeichens reflektiert wird. Verglichen mit der Größe des Zeichens ist der Strahlquerschnitt relativ klein. Der Ausgang des Photovervielfachers 14 ist mit einer Begrenzer- und Quantisierungsschaltung 15 verbunden. Die Begrenzer- und Quantisierungsschaltung 15 bestimmt, ob der jeweils abgetastete Bereich schwarz oder weiß ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel (F i g. 1) wird jede vertikale Abtastung durch die Zeitsteuerung 25 in 32 Zeitabschnitte unterteilt. Jeder Abschnitt ist entweder schwarz oder weiß.

Der Ausgang der Begrenzer- und Quantisierungsschaltung 15 ist mit einer Zeichenerkennungsschaltung 50 und dem Eingang eines Schieberegisters 100 verbunden. Die Zeichenerkennungsschaltung 50 identifiziert die Zeichen durch Vergleich der schwarzen und weißen Bitfolgen, welche beim Abtasten erzeugt werden, mit Bezugsbitmustern. Für jedes Zeichen gibt es mehr als ein Bezugsmuster, um Zeichen in verschiedenen Schriftarten erkennen zu können. Die Zahl der Bezugsmuster die für jedes Zeichen erforderlich ist, wird jedoch durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung vermindert, weil diese verschiedene Bezugsmuster für verschiedene Zeichengrößen überflüssig macht. Der Ausgang der Zeichenerkennungsschaltung 50 ist mit der Strahlablenkschaltung 20 verbunden und steuert diese während der Format- und Zeichenabtastung.

Das Schieberegister 100 hat in diesem Ausführungsbeispiel sechs Stufen; es speichert die bei einer vertikalen Abtastung ermittelten Bits in der Reihenfolge ihrer Abtastung. Sechs Stufen sind vorgesehen, weil nur sechs Bits zu irgendeiner Zeit geprüft werden, um zu bestimmen, ob bestimmte logische Bedingungen vorhanden sind. Die Folge der sechs Bits ändert sich ständig während jeder vertikalen Abtastung. Die Bits werden unter Steuerung der Zeitsteuerung 25 in das Schieberegister 100 eingeführt. Das Schieberegister 100 könnte ebenso in der Zeichenerkennungsschaltung 50 enthalten sein, weil in dieser Schaltung die beim Lesevorgang abgetasteten Bits sowiso gespeichert werden müssen, um sie mit dem Bezugsbitmuster vergleichen zu können.

Die Bitfolge im Schieberegisten 100 wird durch eine Bitfolgeprüfschaltung 150 untersucht, welche feststellt, ob bestimmte Bedingungen während einer vertikalen Abtastung auftreten. Diese Bedingungen sind in F i g. 3 dargestellt. Die erste Bedingung muß in-

nerhalb der ersten Hälfte einer Abtastbewegung oder innerhalb der ersten fünfzehn Bits erfüllt sein. Die erste Bedingung ist erfüllt, wenn die ersten zwei Stellen des Registers 100 Einsen enthalten und die nächsten drei Stellen Nullen. Der Inhalt der sechsten Stelle ist nicht von Bedeutung. Die sechste Stelle wird nur dazu benutzt, zu bestimmen, ob ein Strich zu breit ist. Eine solche Bedingung könnte auftreten, wenn der Strich nicht gefunden worden wäre, wie es z. B. bei einem falschen Start der Fall ist.

Die zweite Bedingung muß innerhalb von 5-Bit-Zeiten, nachdem die erste Bedingung aufgetreten ist, erfüllt sein, andernfalls tritt die Rückstellbedingung auf. Die zweite Bedingung ist nur erfüllt, nachdem die erste Bedingung erfüllt worden ist und die Schieberegisterstellen 1 und 2 Null-Bits enthalten. Die übrigen Stellen des Schieberegisters sind zu dieser Zeit nicht von Bedeutung, sie enthalten deshalb in der Fig. 3 einX.

Nachdem die zweite Bedingung erfüllt ist, wird eine dritte Bedingung gesucht. Die Zustände der Stufen des Schieberegisters werden für die dritte Bedingung nicht überprüft, für die also der Zustand dieser Stufen ohne Bedeutung ist. Die dritte Bedingung kann nur auftreten, nachdem die zweite Bedingung erfüllt worden ist und nachdem ein Sprungzähler 225 bis vierzehn gezählt hat. Dadurch, daß der Sprungzähler 225 bis vierzehn zählt, bevor die dritte Bedingung erfüllt ist, werden die in der Mitte liegenden Striche eines Zeichens übersprungen, und diese können demnach nicht als der obere Strich eines Zeichens angesehen werden.

Wenn die Bedingung drei erfüllt ist, kann die Bedingung vier gesucht werden. Die Stellen des Schieberegisters 100 müssen für die Bedingung vier die gleiche Bitkonfiguration aufweisen, wie für die Bedingung eins. Die Bedingung fünf kann nur auftreten, wenn die Bedingung vier erfüllt ist und wenn die Stufen des Schieberegisters 100 die gleiche Bitkonfiguration aufweisen, wie bei der Bedingung zwei. Die Rückstellbedingung ist erfüllt, wenn eine von zwei bestimmten Bitkonfigurationen während einer vertikalen Abtastung auftritt. Eine dieser Bitkonfigurationen ist die, daß die Stellen 1, 5 und 6 des Schieberegisters eine Eins enthalten. Die andere Bedingung ist dann erfüllt, wenn die Stellen 1, 4 und 6 eine Eins enthalten. Wenn die Rückstellbedingung auftritt, wird die vorher erfüllte Bedingung zurückgestellt, und diese Bedingung muß dann noch einmal erfüllt sein, oder die Abtastung wird beim Normalisierungsprozeß nicht berücksichtigt.

Die Bitfolge-Prüfschaltung 150 liefert an die Zählersteuerung 200 Signale. Wenn die Bedingung eins erfüllt ist, gibt die Zählersteuerung 200 an den Sprungzähler 225 und einen Zweischrittzähler 250 ein Signal ab. Der Sprungzähler 225 wird durch das Signal von der Zählersteuerung 200 angestoßen und zählt mit jedem Abschnitt der vertikalen Abtastung um eins weiter, bis es den Zählerstand 14 erreicht. Zu dieser Zeit liefert der Sprungzähler 225 ein Ausgangssignal, welches die Bedingung drei einstellt.

Der Zweischrittzähler 250 wird mit jedem Abschnitt innerhalb einer vertikalen Abtastung zwischen den Bedingungen eins und zwei um eins weitergeschaltet. Wenn die Bedingung zwei erfüllt ist, wird der Zweischrittzähler 250 mit jedem Abschnitt der vertikalen Abtastung um zwei weitergeschaltet, bis die Bedingung vier erreicht ist. Nach der Erfüllung der Bedingung vier zählt der Zweischrittzähler 250 wieder mit jedem Abschnitt um eins weiter, bis die Bedingung fünf erfüllt ist.

Wenn der Zweischrittzähler 250 zählt, bestimmt die Berechnungsschaltung 300 die Zählung der Mittellinie. Wenn der Zweischrittzähler 250 eine gerade Zahl enthält, wird die Berechnungsschaltung 300 im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine einzige Zahl abgeben und wenn die Zählung ungeradzahlig ist,

ίο wird sie zwei Werte abgeben. Diese Beziehungen sind in F i g. 4 dargestellt. Wenn der Zweischrittzähler 250 beispielsweise die Zahl 30 ermittelt hat, wird eine einzige Zählung von 15 abgegeben, während bei der Zahl 31 die beiden Zahlen 15 und 16 abgegeben werden. Zählungen werden durch den Zweischrittzähler 250 für jede Abtastung ermittelt, so daß ungleiche Breiten der untersten und der obersten Striche der Zeichen festgestellt werden können. Die Berechnungsschaltung 300 teilt die Zählung des Zweischrittzählers 250 durch zwei und abhängig davon, ob das Ergebnis der Zählung gerade oder ungerade ist, werden eine oder zwei Zählwerte weitergegeben. Jedes Zählerergebnis wird in einen entsprechenden Häufigkeitszähler 400 unter Steuerung einer Zählersteuerung 350 eingegeben. Die Häufigkeitszähler 400 werden nach einer vorbestimmten Zahl von Abtastungen geprüft um festzustellen, welcher Häufigkeitszähler am häufigsten eine Eintragung erhalten hat und damit den maximalen Wert anzeigt. Das Höhenmaß, das dem Häufigkeitszähler 400 entspricht, der den größten Wert enthält, wird dann als die gemessene Höhe für die abgetasteten Zeichen weiterverwendet.

Die Ausgänge der Häufigkeitszähler 400 sind mit einer Abtaststeuerung 500 verbunden, welche den Zustand der Zähler 400 prüft, nachdem sie ein Signal von einer Abtastzählsteuerung 475 erhalten hat. Der Ausgang der Abtaststeuerung 500 ist mit der Strahlablenkschaltung 20 verbunden, die die Höhe für den . Abtastraster beim Lesen einstellt. Der beschriebene Datenfluß ist schematisch in der F i g. 4 dargestellt. Man sieht dort, daß die Zählung durch den Zweischrittzähler 250 eine Zahl für die Höhe liefert. Aus den Höhenzählungen werden ausschließlich die maximalen Werte weiterverwendet. Diese Maximalwerte stellen einen Zwischenzähler in der Abtaststeuerung 500 ein. Der in den Zwischenzähler eingestellte Wert wird benutzt, um den Wert im Strahlzähler der Abtaststeuerung 500 einzustellen. Der Wert in dem Strahlzähler, der ursprünglich auf einen Anfangswert eingestellt wurde, steuert die Strahlablenkschaltung 20 um den Strahl in der richtigen Höhe abzulenken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Einstellung der Strahlhöhe in ganzen Zahlen gesteuert. Das Verhältnis der Höhe von Strichmitte zu Strichmitte der Zeichen zu der Abtasthöhe die vorher gemessen wurde, ist gleich dem Verhältnis der gemessenen Höhe zur gesamten Anzahl der Abschnitte einer Abtastbewegung. Ferner ist das Verhältnis der Höhe des Zeichens zu der Abtasthöhe nach der Normalisierung gleich dem Verhältnis der normalisierten Höhe zu der gesamten Zahl der Abschnitte pro Abtastung.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt sich, daß die Höhe der Zeichen von Strichmitte zu Strichmitte durch eine vertikale Abtastung der Zeichen gewonnen wird, wobei jede vertikale Abtastung in 32 Abschnitte unterteilt ist. Während der vertikalen Zeichenabtastung werden die Bitfolgen in ein Schiebe-

register 100 eingegeben, und durch eine Bitfolge-Prüfschaltung 150 wird auf bestimmte Bitkonfigurationen hin geprüft. Eine zweifache Zählung von Strichmitte zu Strichmitte wird mit Hilfe des Zweischrittzählers 250 erhalten, welcher durch die Zählersteuerung 200 und den Sprungzähler 225 gesteuert wird. Die Zählung des Zweischrittzählers wird dann auf eine Zählung von Strichmitte zu Strichmitte durch eine Berechnungsschaltung 300 vermindert, und dieser Wert mit Hilfe der Zählersteuerung 350

in die Häufigkeitszähler 400 eingegeben. Wenigstens einer der Häufigkeitszähler 400 befindet sich bei jeder vertikalen Abtastung auf einem maximalen Wert. Am Ende einer vorherbestimmten Zahl von Abtastungen betätigt der Häufigkeitszähler 400, dem die meisten Eingangsimpulse zugeführt wurden, die Abtaststeuerung 500. Die Abtaststeuerung 500 erzeugt einen Wert, der der Strahlablenkschaltung 20 zugeführt wird, die die vertikale Rasterhöhe für eine ίο Leseabtastung einstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 520/326

Claims (1)

1 2

stellung des Zählers nach einer Abtastung des Zei-

Patentansprüche: chens gibt die Höhe des Zeichens an. Da die Messung

der Höhe nach der schweizerischen Patentschrift

1. Anordnung in Zeichenerkennungsgeräten 356 296 mit dem ersten Schwarzsignal beginnt und zum Messen der Größe von Zeichen durch Fort- 5 mit dem letzten Schwarzsignal beendet wird, wird schalten eines Zählers, abhängig von der Ablen- die Höhe nicht richtig gemessen, wenn die Striche kung des Abtaststrahles, dadurch gekenn- der Zeichen verbreitert sind (dies ist beispielsweise zeichnet, daß wenigstens ein Teil der bei der bei Durchschlägen der Fall. Eine falsche Höhen-Abtastung eines Zeichens erhaltenen binären Si- messung bedeutet aber, daß die Normierung bei der gnale in ein Schieberegister (100) eingegeben io Zeichenerkennung falsch eingestellt wird.

wird, daß eine Bitfolge-Prüfschaltung (150) durch Die Erfindung benutzt zur Höhenmessung wie die Prüfen des Registerinhaltes als erste Bedingung Anordnung gemäß der schweizerischen Patentschrift das erstmalige Überstreichen, als zweite Bedin- 356 296 ebenfalls einen Zähler. Aufgabe der Erfingung das Ende des Überstreichens des untersten dung ist es, die Fehler bei der Höhenmessung, die Striches, als dritte Bedingung das Verstreichen 15 durch unterschiedliche Strichbreite entstehen, auszueiner vorherbestimmten Zeit nach der zweiten Be- schalten. Zu diesem Zweck bestimmt die erfindungsdingung, als vierte Bedingung das erstmalige gemäße Anordnung die Höhe eines Zeichens von der Überstreichen und als fünfte Bedingung das Ende Mitte des untersten Striches bis zur Mitte des obersten des Uberstreichens des obersten Striches eines Striches. Dieses Ziel wird mit einem eleganten Trick Zeichens feststellt, daß ein Zähler (Zweischritt- 20 erreicht, indem man den Zähler (Zweischritt-Zähler), zähler 250) zwischen dem Auftreten der ersten der die Höhe bestimmt, über die Breite des untersten und zweiten Bedingung und der vierten und fünf- und des obersten Striches in Einerschritten fortschalten Bedingung in Einerschritten und zwischen tet und zwischen dem untersten Strich und dem oberder zweiten und vierten Bedingung in Zweier- sten Strich in Zweierschritten. Teilt man diesen Zähschritten fortgeschaltet wird und daß eine Berech- 25 !erstand durch 2, dann erhält man die Höhe des nungsschaltung(300) vorgesehen ist, die die Hälfte Zeichens von Strichmitte zu Strichmitte der äußeren des Inhaltes des Zweischrittzählers (250) bildet, Striche.

die der Größe des Zeichens von Strichmitte zu Die Erfindung betrifft eine Anordnung in Zeichen-Strichmitte der äußersten Striche entspricht. erkennungsgeräten zum Messen der Größe von Zei-

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 chen durch Fortschalten eines Zählers, abhängig von kennzeichnet, daß, um die Anzeige der vierten der Ablenkung des Abtaststrahles.

und fünften Bedingung durch den mittleren Be- Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß

reich eines Zeichens zu vermeiden, ein Sprung- wenigstens ein Teil der bei der Abtastung eines

zähler (225) vorgesehen ist, der nach Erfüllung Zeichens erhaltenen binären Signale in ein Schiebe-

der zweiten Bedingung zu zählen beginnt und 35 register eingegeben wird, daß eine Bitfolge-Prüfschal-

nach Erreichung einer vorbestimmten Zählstel- tung durch Prüfen des Registerinhaltes als erste Be-

lung die dritte Bedingung als erfüllt anzeigt. dingung das erstmalige Überstreichen, als zweite Be-

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, da- dingung das Ende des Überstreichens des untersten durch gekennzeichnet, daß die Berechnungsschal- Striches, als dritte Bedingung das Verstreichen einer tung (300) bei ungeradzahligem Zählerstand des 40 vorherbestimmten Zeit nach der zweiten Bedingung, Zweischrittzählers (250) zwei Werte erzeugt, die als vierte Bedingung das erstmalige Überstreichen der Hälfte des Zählerstandes benachbart sind. und als fünfte Bedingung das Ende des Überstreichens des obersten Striches eines Zeichens feststellt, daß ein Zähler (Zweischrittzähler) zwischen

45 dem Auftreten der ersten und zweiten Bedingung

und der vierten und fünften Bedingung in Einerschritten und zwischen der zweiten und vierten Bedingung in Zweierschritten fortgeschaltet wird und

Die vorliegende Erfindung ist zur Verwendung in daß eine Berechnungsschaltung vorgesehen ist, die Zeichenerkennungsgeräten gedacht, welche in der so die Hälfte des Inhaltes des Zweischrittzählers bildet, Lage sind, Zeichen verschiedener Art dadurch zu er- die der Größe des Zeichens von Strichmitte zu Strichkennen, daß die zu lesenden Zeichen mit Bezugs- mitte der äußersten Striche entspricht,
zeichen verglichen werden. Wenn man die Größe der Nachfolgend soll die Erfindung an Hand von in Zeichen laufend normalisiert, kann die Zahl der Be- den F i g. 1 bis 4 dargestellten Beispielen näher erzugszeichen auf die Zahl der verschiedenen Typen 55 läutert werden.

beschränkt werden. Die Zeichen werden optisch durch einen Strahl

Durch den Aufsatz von Bauldreay und eines üblichen Lichtpunktabtasters in horizontal

Milbradt »Solving Registration Problems in Optical nebeneinanderliegenden Vertikalabtastbewegungen

Character Recognition«, erschienen in Electronics, abgetastet. Die Höhenmessung und Normalisierung

5. Januar 1962, S. 77 bis 81, ist bereits die Aufgabe 60 erfolgt während einer Vorabtastung eines Informa-

bekannt, in Zeichenerkennungsgeräten die Höhe der tionsfeldes, wodurch die Abtasthöhe des vertikalen

Zeichen zu messen. Eine Lösung zur Messung der Rasters während des Abtastens zum Lesen eingestellt

Zeichenhöhe ist in der schweizerischen Patentschrift wird. Eine Photovervielfacherröhre sammelt das von

296 angegeben, in der zur Messung der Höhe dem Dokument reflektierte Licht, wenn der Strahl eines Zeichens das Zeichen mit übereinanderliegen- 65 über das Zeichen läuft, und erzeugt ein elektrisches

den horizontalen Abtastungen abgetastet und bei je- Signal. In Fig. 1 ist gezeigt, wie die vertikalen Ab-

der horizontalen Abtastung, in der ein Schwarzsignal tastbewegungen in Abschnitte unterteilt sind. Der

ermittelt wird, um 1 weitergeschaltet wird. Die Ein- optische Zustand dieser Abschnitte ist entweder