DE1549696A1

DE1549696A1 - Device for character recognition

Info

Publication number: DE1549696A1
Application number: DE19621549696
Authority: DE
Inventors: Greenly Robert B; Paufve Eldred H; Lewandowski Frank P
Original assignee: CHARACTER RECOGNITION CORP
Current assignee: CHARACTER RECOGNITION CORP
Priority date: 1961-10-17
Filing date: 1962-10-17
Publication date: 1971-05-13

Description

Einrichtung zur Zeicherierkennung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zeichenerkennung, mit einer Abtastanordnung, die in einem geometrischen Muster angeordnete Abtastelemente aufweist, die aus fotoempfindliehen Dioden bestehen, mit einer Einrichtung, die ein Blickfeld mit dem Zeichen darin als repräsentative liebtintensitätsverteilung auf die Abtastanordnung projiziert, und mit an die Abtastanordnung angeschlossenen Dekodiermitt.eln, die das Ausgangssignal der Abtastanordnung erkennen und an die eine Anzeigesignalschaltung angeschlossen ist, damit angezeigt wird, daß das von der Abtastanordnung abgetastete Zeichen erkannt ist, Solche Einrichtungen dienen zur Identifizierung grafischer Daten wie beispielsweise gedruckt-er oder in Druckbuchstaben geschriebener Zeichen, Sie erzeugen passende Ausgangssignale zur Speisung von Rechnern, Druckern oder anderen datenverarbeitenden Einrichtungen, Der Erfindung liegt die Aufgabe,zugrunde, eine verbesserte Einrichtung zur Zeichenerkennung zu schaffen, die ein abgetastetes Zeichen mit einer Vielzahl von gespeicherten Bezugszeichen vergleicht und die das abgetastete Zeichen als Bezugezeichen identifiziert, von dem es am geringsten abweicht, falle es nicht um ein vorherbestimmtes, zu hohes Maß abweicht, in welchem Fall ein eine falsche Ablesung anzeigendes Signal erscheint, Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Dkodiermittel eine erste und eine zweite Dekodiereinrichtung aufweisen, von denen die erste Dekodiereinrichtung eine geometrische Anordnung nur in einer Richtung leitender Elemente aufweist, die fUr den Helligkeitsbezirk eines bekannten Zeichens repräsentativ ist, und von denen die zweite Dekodiereinrichtung eine geometrische Anordnung nur in einer Richtung leitender Elemente aufweist, die für die Dunkelbezirke des bekannten Zeichens repräsentativ ist.Device for character recognition The invention relates to a device for character recognition, with a scanning arrangement in a geometric pattern has arranged scanning elements, which consist of photosensitive diodes, with a facility that has a field of vision with the sign in it as representative love intensity distribution projected onto the scanning arrangement, and with the scanning arrangement connected decoding means which recognize the output signal of the scanning arrangement and to which a display signal circuit is connected to display that the character scanned by the scanning arrangement is recognized, such devices are used to identify graphic data such as printed-er or characters written in block letters, they generate suitable output signals for supplying computers, printers or other data processing facilities, Of the The invention is based on the object of an improved device for character recognition to provide a scanned character with a plurality of stored reference characters compares and identifies the scanned character as a reference character from to which it deviates the least, it does not fall by a predetermined, too high one The extent to which a signal indicating an incorrect reading appears, The object on which the invention is based is achieved in that the coding means a first and a second decoder, of which the first decoder has a geometric arrangement of conductive elements in only one direction, the is representative of the luminosity district of a known sign, and of which the second decoder has a geometric arrangement in only one direction having conductive elements representative of the dark areas of the known sign is.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Anzeigeschaltung mit der Abtastanordnung und den Dekodiermitteln verbundene Schaltmittel zum Abfragen der Abtastanordnung und der Dekodiermittel aufweist, so daß für die Anzeigeeinrichtung elektrische Impulse erzeugt werden, die das abgetastete Zeichen angeben.A further development of the invention is that the display circuit switching means connected to the scanning arrangement and the decoding means for interrogation the scanning arrangement and the decoding means, so that for the display device electrical pulses are generated which indicate the character being scanned.

Jede der Dekodiereinrichtungen kann eine Dioden trix sein, die beiden Diodenmatrizen bilden Teile einer einzigen zusammengesetzten größeren Matrix. Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß mehrere zusammengesetzte größere Matrizen vorgesehen sind, die jeweils zwei Diodenmatrizen enthalten, die jeweils zwei erste und zweite Dekodiereinrichtungen darstellende Diodenmatrizen aufweisen und die jeweils Dekodiermittel für ein verschiedenes bekanntes gespeichertes Zeichen oder Muster darstellen, und daß das Eingangssignal von der Abtastanordnung allein diesen zusammengesetzten Matrizen gleichzeitig zugeführt wird, Jede der zusammengesetzten Matrizen kann eine Vielzahl von UND-Gattern mit drei Eingangsleitungen aufweisen. Die UND-Gatter stellen jeweils ein gespeichertes Bit dar und sind verschiedenen Impuls- oder Bitpositionen in dem Eingangssignal von der Abtastanordnung zugeordnet und alle zusammen mit einem einzigen ODER-Gatter mit Vielfacheingang verbunden. Vorzugsweise liefert jedes UND-Gatter einer Matrix nur dann einen Ausga ageimpuls, wenn das entsprechende Bit in dem eingespeisten, aus Bitimpulsen bestehenden Eingangesignal von dem gespeicherten Bit abweicht. Außerdem sind Mittel vorgesehen, die die von den verschiedenen Matrizen gelieferten Ausgangeimpulse getrennt zusammenrechnen und am Ende jader Zeichenanalyse anzeigen, welche Matrix die geringste Zahl von Ausgangeimpuleen erzeugt hat.Each of the decoders can be a diode trix, the two Diode arrays form parts of a single composite larger matrix. One Another development of the invention is that several composite larger Matrices are provided, each containing two diode matrices, each two diode matrices representing first and second decoding devices and the respective decoding means for a different known stored character or represent patterns, and that the input signal from the scanning arrangement alone is fed to these composite matrices at the same time, each of the composite Matrices can have a plurality of AND gates with three input lines. The AND gates each represent a stored bit and are different Assigned pulse or bit positions in the input signal from the scanning arrangement and all connected together with a single multi-input OR gate. Each AND gate of a matrix preferably only supplies an output pulse if if the corresponding bit in the input signal consisting of bit pulses differs from the stored bit. Funding is also foreseen to support the Add the output pulses supplied to the various matrices separately and at the end of each character analysis show which matrix has the lowest number of Generated output pulses.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail below with the aid of the drawing will.

Fig. 1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer erfindungegemäßen Zeichenerkennungseinrichtung, Fig. 2 ist ein schematisches Schaltdiagramm eines Digitalumwandlers, Fig. 3 ist ein schematisches Schaltdiagramm einer ersten Ausführungsform des Speicher- und Vergleichssystems, Fig. 4 ist ein geometrisches Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Abtaatung eines Zeichens, Fig. 5 ist ein elektrisches Schaltbild einer in der Vorrichtung nach Fig. 3 enthaltenen Speichermatrix und Fig, 6 ist ein Impuladiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise eines in der Vorrichtung nach Fig. 3 enthaltenen Ringzählers. Die Einrichtung zur Zeichenerkennung weist drei Hauptteile auf, wie das aus Fig. 1 hervorgeht. Der Digitalwandler dient zum Abtasten des zu lesenden Zeichens und zum Erzeugen eines vorzugsweise binären Impulazuges, der für das betreffende Zeichen charakteristisch ist. Das Speichersystem verwendet Dioden trixopeicher, so daß eine permanente Speicherung erfolgt. Der dritte Teil der Einrichtung ist ein Vergleichssystem, mit dem ermittelt wird, welches der im Speichersystem gespeicherten Zeichen gerade abgetastet worden ist. Zu diesim Zweck werden jEweils Differenzdaten durch Vergleich zwischen den Binärziffern des abgetasteten Zeichens mit jedem der im Speichersystem gespeicherten Bezugezeichen gebildet. Sobald das Abtasten eines Zeichens beendet ist, werden die zahlreichen Gruppen von Differenzdaten abgefragt, wobei sich im allgemeinen daajenige Zeichen im Speicher, für das die geringste Differenz oder der geringste Fehler aufgetreten ist, als das abgetastete Zeichen festlegen läßt, Nachfolgend soll nun der Digitalwandler näher erläutert werden.Fig. 1 is a simplified block diagram of a character recognition device according to the invention, Fig. 2 is a schematic circuit diagram of a digital converter, Fig. 3 is a schematic circuit diagram of a first embodiment of the storage and comparison system, Fig. 4 is a geometric diagram for explaining the mode of operation of the state a sign, Fig. 5 is an electrical circuit diagram of the device according to Fig. 3 the memory matrix contained and Fig, 6 is a Impuladiagramm for explaining the operation of a ring counter contained in the apparatus of Fig. 3. The apparatus for character recognition comprises three main parts, as that of Fig. 1 seen. The digital converter is used to scan the character to be read and to generate a preferably binary pulse train which is characteristic of the character in question. The storage system uses diodes trixopeicher, so that permanent storage takes place. The third part of the device is a comparison system with which it is determined which of the characters stored in the memory system has just been scanned. For this purpose, each difference data is formed by comparing the binary digits of the scanned character with each of the reference characters stored in the memory system. As soon as the scanning of a character is finished, the numerous groups of difference data are queried, whereby in general the characters in the memory for which the slightest difference or the slightest error has occurred can be defined as the scanned character explained.

Der Digitalwandler leitet aus dem abgetasteten Zeichen durch punktweise Abtastung in Vertikalrichtung und Horizontalrichtung "schwet#m" und "weiße" Binärziffern ab. Zur Abtastung des Zeichens können beliebige optische Systeme verwendet werden. Besonders zweckmäßig ist ein System, bei dem eine Lichtquelle ein. starkes gleichförmiges lichtband über das Gebiet eines vertikalen Streifens wirft, Dieser Streifen wird von einem Lesekopf abgetastet, der in einer vertikalen Reihe angeordnete Potozellen enthält. Das von dem Streifen reflektierte licht wird durch eine Projektionslinse auf die Fotozellenipworfen. Zur Einstellung der Horizontalauflösung kann eine horizontal einstellbare Blende vorgesehen sein. Die vertikale Auflösung wird durch die Anzahl sowie den Abstand der in der vertikalen Reihe angeordneten Fotaellen bestimmt. Die vertikale Abtaatung erfolgt elektronisch, indem aufeinanderfolgend die Potozellen abgefragt werden. Die horizontale Abtaatung erfolgt mit einer relativ geringeren Geschwindigkeit, indem das das abzutastende Zeichen enthaltende Schriftstück seitlich mit konstanter Geschwindigkeit unter dem stationären Leaekopf durchgezogen wird. In bestimmten Fällen, z. B, beim Lesen vertikal aufeinanderfolgender Ziffern in einer Kolonne eines üblieben Kassenregistrierstreifens, kann es jedoch auch zweckmäßig sein, den Streifen vertikal zu bewegen und die Fotozellen in einer buizontalen Reibe anzuordnen, Bei dem nachfolgend im einzelnen erläuterten Ausfübrungsbeispiel sind acht Fotozellen in einer vertikalen Reibe angeordnet. Dabei weden normalerweise sechs dieser Fotozellen zum Abtasten des Zeichens verwendet, während jeweils eine weitere Fotozelle oberhalb bzw. unterhalb des normalen Zeichengebietes liegt, um Verschiebungen oder Ab- weichungen der Vertikalregistrierung auszugleichen, Die Zeichen werden seitlich mit einer Geschwindigkeit unter dem Lesekopf vorbeibewegtg die derart auf die vertikale Abtastgeschwindigkeit abgestimmt ist, daß zehn Abtaotungen (Zeilen) bei einem typischen alphanumerischen Zeichen erfolgen. Natürlich hängt grundsätzlich die Zahl der horizontalen Abtastungen von der Breite des jeweiligen Zeichens abg die Anzahl von zehn Abtaatungen (Zeilen) hat sich jedoch für die meisten Zeichen gut bewährt, Wenn zehn Abtastungen erfolgen, werden jedoch nur fünf dieser Abtaatungeng und zwar jeweils die geradzahligent zur Gewinnung von Erkennungedaten verwendet. Die allererste Abtatung dient lediglich zum Bilden einen Starteignals, während die dritte und jede höhere ungeradzahlige Abtastung ungenutzt bleibt, Sehr schmale Zeichen brauchen beispielsweise nur sechemal abgetastet zu werden. Von diesen sechs Abtaatungen werden dann nur die zweite, die vierte und die sechste Abtastung zur Zeichenerkennung verwendet. In Fig. 4 überdeckt das Abtastfeld des Digitalwandlers die Zahl 112u, Das Abtastfeld hat acht vertikale Zonen und zwölf horizontale Zonen. Zur Erleichterung der Übersicht ist dabei jede der Zonen in Fig, 4 etwas verkleinert d-argestellt, Die Breite einer jeden Zone entspricht der effektiven Breite der zwischen dem Schriftstück und den Potozellen des lesekopfes angeordneten Blende. Die Höhe einer jeden Zone entspricht der vertikalen Länge desjenigen Teiles des lichtstreiferg der auf der zugeordneten Fotozelle bzw. Fotodiode abgebildet wird. Obgleich zwar die Fotodioden (PX-1 bis PX-8 in Fig. 2) des lesekopfes geradlinig untereinander in Vertikalriebtung bzw. X-Riebtung angeordnet sind, erscheint in der Darstellung der Fig, 4 eine gewisse Schrägstellung der vertikalen Reiben. Diese Schrägstellung ist jedoch nur scheinbar, sie beruht daraufi daß während eines vertikalen Abtastvorganges eine kontinuierliche Trausportbewegung des das betreffende Zeichen tragenden Dokumente in Horizontalrichtung erfolgt. Der Winkel der scheinbaren Sebräglage der vertikalen Reiben hängt von der Transportgeschwindigkeit des Dokumente und der Abtastgeschwindigkeit in VELtikalrichtung ab, und zwar ist der Tangens dieses Winkels proportional der horizontalen Trausportgeschwindigkeit des Dokumente dividiert durch die vertikale Abtastgeschwindigkeit.The digital converter derives "black # m" and "white" binary digits from the scanned characters by means of point-by-point scanning in the vertical and horizontal directions. Any optical system can be used to scan the character. A system in which a light source is a particularly useful one. Throws a strong uniform band of light over the area of a vertical strip. This strip is scanned by a reading head which contains potentiometer cells arranged in a vertical row. The light reflected from the strip is projected onto the photocells through a projection lens. A horizontally adjustable diaphragm can be provided to set the horizontal resolution. The vertical resolution is determined by the number and the spacing of the photo cells arranged in the vertical row. The vertical defat is done electronically by interrogating the potentiometers one after the other. The horizontal deflation takes place at a relatively slower speed, in that the document containing the character to be scanned is pulled sideways at a constant speed under the stationary Leaekopf. In certain cases, e.g. B, when reading vertically consecutive digits in a column of a remaining cash register strip, it can also be useful to move the strip vertically and to arrange the photocells in a buizontal grater.In the exemplary embodiment explained in detail below, eight photocells are arranged in a vertical grater . In this case, six of these photo cells normally Weden used to scan the character vorbeibewegtg at a speed under the read head laterally while in each case a further photo cell is above or below the normal character area is to displacements or waste of the vertical registration deviations compensate, the characters are the so on the vertical scanning speed is adjusted so that ten deletions (lines) occur in a typical alphanumeric character. Of course, the number of horizontal scans basically depends on the width of the respective character, but the number of ten scans (lines) has proven itself well for most characters Used to obtain identification data. The very first scan is only used to form a start signal, while the third and each higher odd-numbered scan remains unused. Very narrow characters, for example, only need to be scanned six times. Of these six scans, only the second, fourth and sixth scans are then used for character recognition. In Fig. 4, the scan field of the digital converter covers the number 112u. The scan field has eight vertical zones and twelve horizontal zones. To make the overview easier, each of the zones in FIG. 4 is shown somewhat reduced. The width of each zone corresponds to the effective width of the diaphragm arranged between the document and the potentiometer cells of the reading head. The height of each zone corresponds to the vertical length of that part of the light strip that is imaged on the associated photocell or photodiode. Although the photodiodes (PX-1 to PX-8 in FIG. 2) of the reading head are arranged in a straight line below one another in vertical or X-rubbing, the representation in FIG. 4 shows a certain inclination of the vertical rubbing. This inclination is only apparent, however, it is based on the fact that during a vertical scanning process a continuous trausport movement of the documents bearing the relevant character takes place in the horizontal direction. The angle of the apparent inclination of the vertical rubs depends on the transport speed of the document and the scanning speed in the vertical direction, namely the tangent of this angle is proportional to the horizontal transport speed of the document divided by the vertical scanning speed.

Die Abtastung des Musters in Fig. 4 erfolgt von unten nach oben und von linke nach rechts. Sie beginnt bei der Zone X 1 y 1 in der linken unteren Ecke, sie schreitet dann nach oben bin durch alle Y i-Zonen hindurcbv springt dann nach unten und überstreiebt der Reihe nach alle folgenden Y 2-Zonen usw. und endet schließlich in der oberen rechten Ecke. Es ist jedoch keineswegs notwendig, daß die Abtastung in dieser bestimmten Weise vorgenommen wird. Desweiteren können bei einigen Ausführungsformen der Erfindung verschiedene optische Mittel verwendet werden, um die Abtastriebtungen umzukehren.The pattern in Fig. 4 is scanned from bottom to top and from left to right. It starts at zone X 1 y 1 in the lower left corner, it then progresses upwards through all Y i zones hindurcbv then jumps down and sweeps over all the following Y 2 zones, etc., and finally ends in the upper right corner. However, it is by no means necessary that the sampling be done in this particular manner. Furthermore, in some embodiments of the invention, various optical means can be used to reverse the scanning drives.

Wie bereits erwähnt, werden bei dem hier beschriebenen Ausfübrungebeispiel nur die geradzabligen Abtaatungen für die Erkennung des abgetasteten Probezeicbens verwendet. In der Darstellung der Fig. 4 sind die von ungeradzabligen Abtastungen erfaßten Gebiete mit gestricbelten Randlinien versehen. Bei diesen Gebieten handelt es sieh um die Reihen Yl, y39 Y 59 Y 79 Y 9 und Yll, Die zwischen den vorgenannten Gebieten liegenden, von geradzabligen Abtastungen erfaßten Gebiete Y2, Y49 y69 y89 Y10 und Y12 sind mit ausgezogenen Randlinien kenntlich gemacht, Die Anzahl der vorgenommenen vertikalen Abtastungen, und demzufolge die Anzahl der zur Zeiebenerkennung verwendeten Abtastungen, hängt teilweise von der Natur des jeweils abgetasteten Zeichens bzw. grafischen Symbols ab. Das Abtaatsystem stellt.sich nämlich jedesmal dann auf die Abtastung eines nachfolgenden oder neuen Zeichens zurück, wenn während einer vorbestimmten Zeitlänge kein uSebwarz" aufgetreten ist. Falle beispielsweise das schwarze Gebiet eines abgetasteten schmalen Zeichens nur einen schmalen Bereich an der linken Seite des Abtantfelden ausmacht, z. B, innerhalb der Streifen Yl bis Y49 wird n,#--ch Vollendung dieser wenigen Abtastungen die weitere Abtastung unterbrochen. Falls auf der anderen Seite sich ein sehr breites Zeichen vollständig Uber das Abtastfeld hinweg erstreckt, werden in Horizontalrichtung noch weitere zusätzliche Vertikalreihen abgetastet, wobei natürlich auch von diesen zusätzlichen Reiben jeweils nur die aus den geradzahligen Abtastungen stammenden Daten zur Zeicbenerkennung verwendet werden. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Maximum von sechzehn Y-Abtastungen möglich.As already mentioned, in the exemplary embodiment described here, only the straight-line indications are used for the recognition of the scanned test character. In the illustration of FIG. 4, the areas covered by odd scans are provided with knitted edge lines. These areas are the rows Yl, y39 Y 59 Y 79 Y 9 and Yll, The areas Y2, Y49, Y69, Y89, Y10 and Y12, which are located between the aforementioned areas and are covered by straight scans, are marked with solid border lines, the number of the vertical scans made, and consequently the number of scans used for character recognition, depends in part on the nature of the particular character or graphic symbol scanned. The defensive system resets itself to the scanning of a subsequent or new character every time if no "black" has occurred during a predetermined length of time. For example, within the strips Y1 to Y49 the further scanning is interrupted n, # - ch completion of these few scans If on the other side a very wide character extends completely over the scanning field, further additional vertical rows are created in the horizontal direction of these additional reamers, of course, only the data originating from the even-numbered scans are used for character recognition In the exemplary embodiment described here, a maximum of sixteen Y scans is possible.

Derjenige Teil des Abtaetfeldes, der von einer jeden Fotodiode abgetastet wird, ist in Fig. 4 durch die entsprechende X-Zone markiert. Die unterste Fotodiode PX-1 beobachtet die Zone X" die nächste Potodiode PX-2 beobachtet die Zone X2 und die oberste Fotodiode PX-8 beobachtet die Zone X., Zur Beschreibung der Wirkungoweise des Digitalwandlern soll nunmehr auf Fig. 2 Bezug genommen werden, Sobald ein auf dem unter dem lesekopf vorbeibewegten Dokument befindlichen Zeichen in den lesebereich eintrittl wird irgendeine Schwärzung durch die Vorderkante den Zeichens eine oder mehrere der acht vorhandenen Fotodioden zum Ansprechen bringen. Von dieser oder diesen Potodioden wird ein Spannungeoignal abgegeben, das in einem zugeordneten Verstärker verstärkt und durch einen ODER-Kreis 10 geleitet wird. Da in Vertikalrichtung keine Abtastung stattfindett bevor nicht der vorderste Teil eines Zeichens in das Leoefeld eingetreten ist, sondern sämtliche acht Fotodioden kontinuierlich das Dokument abtasten und ihre Signale in dem ODER-Kreio 10 abgeben, ist die die Vorderkante des Zeichens definierende Linie X 1 -X 1 nicht schräg gestellt. Desgleichen verläuft auch die die Hinterkante des Zeichens definierende Linie X T -X T senkrecht und nicht schräg.That part of the scanning field which is scanned by each photodiode is marked in FIG. 4 by the corresponding X zone. The lowest photodiode PX-1 observes the zone X " the next photodiode PX-2 observes the zone X2 and the uppermost photodiode PX-8 observes the zone X. For a description of the mode of operation of the digital converter, reference should now be made to FIG. As soon as a character located on the document moving under the reading head enters the reading area, any blackening caused by the leading edge of the character will cause one or more of the eight existing photodiodes to respond and is passed through an OR circuit 10. Since there is no vertical scanning before the foremost part of a character has entered the Leo field, but instead all eight photodiodes continuously scan the document and emit their signals in the OR circuit 10 , the the leading edge of the character defining line X 1 -X 1 gesture not at an angle llt. Likewise, the line XT -X T defining the trailing edge of the character also runs vertically and not at an angle.

Im Beispiel der Fig. 4 tritt die vorderste Kante der Zahl n211 in der Zone X2 in das lesefeld ein. Demzufolge wird bei diesem Beispiel ein Starteignal durch die Potodiode PX-2 erzeugt, sobald diese die Vorderkante des Zeichens abtastet. Damit beginnt die Abtastung des Zeichens in der ersten vertikalen Reihe Yl, Während dieser Y 1 -Abtastung erscheint etwas "Schwarz" neben der Zone X2 auch in den Zonen X6 und X79 so daß während diesen ersten vertikalen Abtastvorganges die Potodioden PX-29 PI-6 und PX-7 Eingangesignale für den ODER-Kreis 10 liefern. Das ursprüngliche Signal aus der Potodiode FI-2 veranlaßt das aufeinanderfolgende Abtasten der Ausgangssignalle der acht Fotodioden durch Erregung eines Gatters 11, Dieses Ga-tter 11 ist ein übliches UND-Gatterg das Taktimpule aus einem Multivibrator MV an einen Ringzähler 12 durchläßtt wenn es geöffnet ist. Mit diesen Taktimpuloen wird der Ringzähler 12 weitergeschaltet, und zwar solanget wie irgendein "Schwarzn durch eine oder mehrere der Potozellen im lesekopf abgetastet wird. Nach dem vollständigen Durchgang sämtlicher schwarzen Stellen des Zeichens verschwindet das vom ODER--. Gatter 10 an das UND-Gatter 11 geleitete Signalg so daß das UND-Gatter 11 öffnet und die Weiterechaltung des Ringzählers 12 beendet wird. Der Ringzähler 12 besitztacht Stufen, und die Ausgengesignale aus diesen Stufen werden aufeinanderfolgend an UND-Gatter 21 - 28 angelegt. Jeden dieser UND-Gatter ist einer der Fotodiodea PX-1 bis PX-8 zugeordnet und wird von dieser zugeordneten Fotodiode mit Signalen entsprechend der abgetasteten Schwärzung des Zeichens versorgt. Man erkennt, daß die UND-Gatter 21 bis 28 einzeln und aufeinanderfolgend geöffnet und geschlossen werden, wenn der Zähler periodisch aufwärts zählt, Die aufeinanderfolgenden Signale aus den UND-Gattern 21 - 28 werden durch ein ODER-Gatter 29 so kombiniert, daß sich auf einer Leitung eine Impulsfolge ergibt, die für das abgetastete Zeichen charakteristisch ist. Insbesondere während der ersten Abtastung in der Y i-Reibe, aber auch während aller nachfolgenden ungeradzahligen Abtastungen, können die verstärkten Ausgangsspannungen der Fotodioden nicht zum ODER-Gatter 29 gelangen,.da die UND-Gatter 21 - 28 zum Durchschalten noch ein drittes Eingangssignal benötigen. Dieses dritte Eingangssignal wird von einem Flip-Flop 14 geliefert, und zwar nur während der geradzahligen Abtastungen, nicht aber während der ungeradzahligen Abtastungen.In the example of FIG. 4, the foremost edge of the number n211 in zone X2 enters the reading field. Accordingly, in this example, a start signal is generated by the potentiometer PX-2 as soon as it scans the leading edge of the character. This starts the scanning of the character in the first vertical row Y1. During this Y 1 scan, something "black" appears next to zone X2 also in zones X6 and X79, so that during this first vertical scanning process the potentiometers PX-29 PI-6 and PX-7 provide input signals for the OR circuit 10 . The original signal from the potentiometer FI-2 causes the successive sampling of the output signals of the eight photodiodes by energizing a gate 11, this gate 11 is a common AND gate that allows clock pulses from a multivibrator MV to a ring counter 12 when it is open . With these clock pulses, the ring counter 12 is incremented as long as any "black" is scanned by one or more of the potocells in the reading head. After all the black areas of the character have passed through completely, this disappears from the OR gate 10 to the AND gate 11 routed Signalg so that the AND gate 11 opens and the further switching of the ring counter 12. The ring counter 12 has eight stages, and the output signals from these stages are successively applied to AND gates 21 - 28. Each of these AND gates is one the Fotodiodea PX-1 to PX-8 associated with and is powered by this associated photodiode with signals corresponding to the sensed darkness of the character. It is seen that aND gates individually, and 21 to 28 are sequentially opened and closed when the counter periodically upwards counts the successive signals from the AND gates 21-28 are so Combine through an OR gate 29 iert that there is a pulse train on a line that is characteristic of the scanned character. In particular, during the first scan in the Y i-grater, but also during all subsequent odd-numbered samples, the amplified output voltages of the photodiodes can not reach the OR gate 29, the AND gate 21 .da - 28 still need a third input signal for switching . This third input signal is supplied by a flip-flop 14, to be precise only during the even-numbered samples, but not during the odd-numbered samples.

Sobald der Lesekopf die Abtastung des Zeichens beendet hat, wenn kein "Schwarz" von irgendeiner der Fotodioden mehr wahrgenommen wird, schließt sich das UND-Gatter 11. Bei einigen AusfUbrungsformen der Erfindung kann es zweckmäßig sein, eine kleine Verzögerung in die Kreise des UND-Gatters 11 und eines Inverters 16 einzuführen, um zu vermeiden, daß sich der Ringzähler 12 beider Abtastung eines Zeichens, das viele nweißen Gebiete zwischen der linken und der rechten Zeichenkante aufweist, vorzeitig zurückstellt. Das Ausgangssignal aus dem ODER-Gatter 10 wird mitunter auch als Zeichengattersignal bezeichnet, da es während der gesamten Abtastperiode eines einzelnen Zeichens bestehen bleibt und dabei die Dauer diear Abtaatperiode bestimmt. Es sei in diesem Zusammenhang nochmals darauf hingewiesen, daß das Zeichengattereignal immer dann vorhanden ist, wenn irgendeine der Potodioden innerhalb der gesamten Reihe eine Schwärzung abtastet, und nicht nur dann, wenn die jeweils mit der Stellung des Ringzählers 12 koinzidierende Fotodiode in diesem betreffenden Augenblick ein Signal liefert. Da die meisten alphaaumerischen Zeichen einen in irgendeiner speziellen Weise kontinuierlich zwischen der Vorderkante und der Hinterkante des Zeichens verlaufenden schwarzen Bereich aufweisen, dauert mithin das Zeichengattereignal solange und nur solange an, wie sich das gerade abzutastende Zeichen noch im lesefeld des Lesekopfes befindet.As soon as the reading head has finished scanning the character, when "black" is no longer perceived by any of the photodiodes, the AND gate 11 closes. To introduce gate 11 and an inverter 16 in order to prevent the ring counter 12 from being prematurely reset when scanning a character which has many white areas between the left and right character edges. The output signal from the OR gate 10 is sometimes also referred to as the character gate signal, since it remains during the entire sampling period of a single character and determines the duration of the down period. It should be pointed out again in this connection that the character gate signal is always present when any of the potodiodes within the entire row scans a blackening, and not only when the photodiode coinciding with the position of the ring counter 12 is activated at that moment Signal delivers. Since most alpha-spatial characters have a black area running continuously in some special way between the leading edge and the trailing edge of the character, the character gate signal lasts as long and only as long as the character to be scanned is still in the reading field of the reading head.

Durch Schließen des UND-Gatters 11 wird nicht nur die Weiterzählung des Ringzählers 12 unterbrochen, sondern zugleich auch dieser Ringzähler in seine Anfangsstellung zurückgestellt, Ein Schaltbild und ein zugehörigen Taktdiagramm eines Ringzählers, der als Ringzähler 12 in Fig. 1 verwendbar istg gibt die Fig, 6 wieder. Das Eingangssignal zum Zähler ist in der obersten Zeile der Fig. 6 dargestellt. Der Zähler wird bei jeder vollständigen Periode des Takteignals um eine Stufe weitergeschaltet. Er ist mit einer Rückstelleitung verneben, und er wird jedesmal dann in die Anfangestellung zurückgestellt, wenn diese Rückstelleitung betätigt wird, und zwar unabhängig von der augenblicklichen Zähletellung. Zähler dieses Typs sind bekannt. Durch Anhalten und Rückstellen des Ringzählers 12, wenn während einer vorgegebenen Zeitdauer von keiner der Fotozellen eine Schwärzung abgetastet wurde, wirddie Abtastung in Vertikalrichtung unterbrochen, so daß, wie bereits erwähnt, bei schmalen Zeichen weniger vertikale Reihen abgetastet werden als bei breiten Zeichen, Das Rückstellen des Ringzählers 12 in seine Anfangsstellung ist sehr wichtig, da dadurch sichergestellt ist, daß alle späteren Zeichen in der gleichen Weise abgetastet werden. Es sei noch darauf bingewiesen, daß unabhängig davon, welche der Fotodioden als erste die Vorderkante des Zeichens abtastet, die Abtastung immer von der gleichen Anfa'gostellung des Ringzählers 12 aus beginnt und nicht von der Stellung aus, die der zuerst auf "schwarz" ansprechenden 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 112" eine Schwärzung abgetastet. Die erste Potodiode, deren Signal durch den Ringzähler 12 zum ODER-Gatter 29 durchgelassen wird, ist die Fotodiode PI-1, das ist die erste Potodiode in der vertikalen Reihe. Dadurch, daß während der Y 1 -Abtastung keine Ausgangoeignale vom ODER-Gatter 29 abgegeben werden können, beginnt beim Eintreten eines Zeiehens in das lesefeld die Abtaatung stets in der gleichen Weise von der untersten Fotodiode der Reihe aus. Im Beispiel der Fig, 4 überträgt bei Beginn der tatsächlichen Abtastungg 4. b. bei Beginn der Abtaatung in der Y2-Reihe, das ODER-Gatter 29 ein 'mWeiß"-Signal (also kein Signal) von der Potodiode PX-1, während das Gatter 21 offen ist, danach ein 11Schwarzu-Signal, während das Gatter 22 offen ist, und sofort durch alle acht Stufen hindurch. Die Verwendung eines gleichbleibenden Abtastmusters fUr alle Typen von Zeichen erlaubt es, nur sehr wenige Binärziffern in dem Speicbersystem der Vorrichtung gespeichert zu halten, um eine bestimmte Anzahl von Zeichen mit einer vorgegebenen Genauigkeit erkennen zu können.By closing the AND gate 11, the further counting of the ring counter 12 is not only interrupted, but at the same time also the ring counter returned to its initial position, a circuit diagram and an associated timing diagram of a ring counter, as a ring counter 12 in Fig. 1 used ISTG are the figures, 6 again. The input signal to the counter is shown in the top line of Fig. 6. The counter is incremented by one level for each complete period of the clock value. It is linked to a reset line, and it is reset to the initial position every time this reset line is actuated, regardless of the current counting position. Counters of this type are known. By stopping and resetting the ring counter 12 if no blackening has been scanned by any of the photocells during a predetermined period of time, the scanning in the vertical direction is interrupted so that, as already mentioned, fewer vertical rows are scanned for narrow characters than for wide characters of the ring counter 12 in its initial position is very important because it ensures that all subsequent characters are scanned in the same way. It should also be pointed out that regardless of which of the photodiodes scans the leading edge of the character first, the scanning always begins from the same starting position of the ring counter 12 and not from the position that first responds to "black" In the example of FIG. 4, the photodiode PX-2, i. H. of the second photodiode in the vertical row, a blackening is scanned for the number 112 "to be scanned. The first photodiode, the signal of which is passed through the ring counter 12 to the OR gate 29 , is the photodiode PI-1, which is the first photodiode in the The fact that no output signals can be emitted from the OR gate 29 during the Y 1 scanning means that when a drawing occurs in the reading field, the scanning always begins in the same way from the bottom photodiode in the row , 4 transmits at the beginning of the actual scanning g 4. b. At the beginning of the scanning in the Y2 row, the OR gate 29 transmits an 'mWhite' signal (i.e. no signal) from the potentiometer PX-1, while the gate 21 is open is then an 11black signal while gate 22 is open and immediately through all eight stages. The use of a constant scanning pattern for all types of characters makes it possible to keep only very few binary digits stored in the storage system of the device in order to be able to recognize a certain number of characters with a predetermined accuracy.

Das Unterdrücken insbesondere der ersten vertikalen Abtastung, aber auch aller nachfolgenden ungeradzahligen Abtastungen, stellt ein wichtiges Merkmal des erfindungegemäßen Digitalwandlers dar. Die letzte Stufe des Ringzählern 12 ist über einen Inverter 13 mit einem Flip-Flop 14 verbunden, dessen Ausgangesignal als drittes Eingangesignal an die UND-Gatter 21-28 angelegt ist. In den sich wiederholenden Zählperioden des Ringzählers veranlaßt jede letzte Zählatufe eine Umschaltung der Kipplage des Flip-Flope 14, Dadurch werden die UND-Gatter 21-28 bei aufeinanderfolgenden vertikalen Abtaatungen abwechselnd eingeschaltet und ausgeschaltet, und zwar derart, daß sie bei ungeradzahligen Abtastungen geschlossen bleibeng sich bei geradzahligen Abtastungen jedoch öffnen können. Das Ausblenden der von der ersten Abtastung stammenden Daten trägt wesentlich zur Genauigkeit und Zuverlässigkeit den lesevorganges bei. Durch unreglmäßige Vorderkanten der Zeichen können nämlich zahlreich-e grobe Leoefehler entstehen. Solche Unrealmäßigkeiten gerade an der Vorderkante der Zeichen sind aber sehr häufigg beispielsweise infolge Schwankungen in der Schwärzung des Zeichens, durch abgenutzte Drucktypens durch Änderungen im Oberflächenzustand des Schreibpapiere usw. In dem vorangehend beschriebenen AusfUbrungsbeispiel ist es möglich, die dri tte und alle weiteren ungeraizahligen Abtaotungen wegzulassen, wenn nur eine begrenzte Anzahl verscbiedener Zeichen erkannt zu werden braucht. Bei manchen Ausfübrungeformen der Erfindung mag es vorzuziehen sein, die Lesedaten nur der ersten Abtastung zu unterdrücken und wegzulassen. In einem solchen Fall kann beispielsweise der Flip-Flop 14 so geschaltet sein, daß er durch das invertierte Zeichengattersignal in die Ruhelage zurückgestellt und durch einen Kolonnenzähler wieder in die andere Lage gekippt wird. Dadurch werden die Gatter 21-28 nur während der anfänglichen vertikalen Abtastung gesperrt. Es ist aber auch möglich, um einige Scbaltteile einzusparen, das Unterdückungssignal an ein einziges, nicht weiter dargestelltes und vom Verstärker PD gespeistes Koinzidenzgatter anstatt an alle acht UND-Gatter 21-28 anzulegen.The suppression in particular of the first vertical scan, but also of all subsequent odd-numbered samples is an important feature of the erfindungegemäßen digital converter. The last stage of the ring counters 12 is connected through an inverter 13 to a flip-flop 14 whose Ausgangesignal as a third Eingangesignal to the AND gate 21-28 is applied. In the repetitive counting periods of the ring counter, each last counting step causes the tilt position of the flip-flop 14 to be switched over. As a result, the AND gates 21-28 are switched on and off alternately for successive vertical scans, in such a way that they remain closed for odd-numbered scans however, can open in the case of even-numbered scans. Hiding the data from the first scan contributes significantly to the accuracy and reliability of the reading process. Irregular leading edges of the characters can cause numerous gross Leo errors. Such unrealities, especially at the leading edge of the characters, are very common, for example, as a result of fluctuations in the blackness of the character, worn printing types, changes in the surface condition of the writing paper, etc. when only a limited number of different characters need to be recognized. In some embodiments of the invention it may be preferable to suppress and omit the read data of only the first scan. In such a case, for example, the flip-flop 14 can be switched so that it is returned to the rest position by the inverted character gate signal and is toggled back into the other position by a column counter. This disables gates 21-28 only during the initial vertical scan. But it is also possible, in order to save some switching parts, to apply the suppression signal to a single coincidence gate, not shown in detail and fed by the amplifier PD, instead of to all eight AND gates 21-28 .

FUr die horizontale Abtastung ist wesentlich, ob die leseeinrichtung ein Zeichen noch einwandfrei erkennen kann, wenn dessen horizontale Lage innerhalb des Zeichengebietes von einer Ideal- oder Bezugslage abweicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung überwindet alle Schwierigkeiten bei der horizontalen Abtastung dadurch, daß vor Beginn des Lesevorganges gewartet wird, bis Schwärzung auftritt. Auf diese Weise erhält man mit Sicherheit eine Bezugslinie längs der linken Kante eines jeden Zeichens, von der ausgehend Jede AbtaBtung relativ zur horizontalen Zeichenlage erfolgt. Das Zeichengatter 11 stellt sicher, daß eine einwandfreie seitliche Lage des Zeichens relativ zur Reihe der Fotodioden vorliegt, wenn die vertikale Abtastung beginnt. Solange keine der Fotodioden eine Schwärzung abtastet und damit ein Ausgangssignal liefert, kann keine vertikale Abtastung beginnen, so daß auch die horizontale Abtastung des sich in Horizontalrichtung bewegenden Zeichens kein Problem darstellt. Es ist jedoch wichtig, daß das gelesene Dokument mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit unter dem Lesekopf vorbeibewegt wird. Die Tranaportgeschwindigkeit des Dokuments kann in bekannter Weise mit der Frequenz des Multivibrators MV synchronisiert werden. Beispielsweise kann ein Synchronrad (gezahntes Rad) benutzt werden, um den Multivibrator KV mit Synchronimpuleen zu versorgen. Bei Lichtpunktabtastern erfordert eine genaue Bestimmung des Zeitpunktes, an dem der Licbtpunkt die Vorderkante eines Zeichens schneidet, im allgemeinen eine extrem hohe Abtasterauflösung.For horizontal scanning, it is essential whether the reading device can still correctly recognize a character if its horizontal position within the character area deviates from an ideal or reference position. The device according to the invention overcomes all difficulties in horizontal scanning in that it is waited before the reading process begins until blackening occurs. In this way a reference line is obtained with certainty along the left edge of each character, starting from which each character is drawn relative to the horizontal position of the characters. The character gate 11 ensures that there is a proper lateral position of the character relative to the row of photodiodes when the vertical scan begins. As long as none of the photodiodes scans a blackening and thus supplies an output signal, no vertical scanning can begin, so that the horizontal scanning of the character moving in the horizontal direction does not pose a problem either. It is important, however, that the document being read be moved past under the reading head at a substantially constant speed. The transport speed of the document can be synchronized in a known manner with the frequency of the multivibrator MV. For example, a synchronous wheel (toothed wheel) can be used to supply the multivibrator KV with synchronous pulses. In the case of light point scanners, an exact determination of the point in time at which the light point intersects the leading edge of a character generally requires an extremely high scanner resolution.

Eine Kompensation von Verschiebungen des zu lesenden Zeichens in der Vertikalen kann in der gleichen Weise erfolgen. Vertikale Toleranzen lassen sich dadurch ausgleichen, daß zusätzliche Fotozellen oberhalb und unterhalb der Mittellage des Zeichens angeordnet sind, und daß gewartet wird, bis eine Schwärzung während der zweiten vertikalen Abtastung eines jeden Zeichens abgetastet wird, bevor mit der Analyse des durch die Abtastung gewonnenen Impulazuges begonnen wird. Da keine vertikale Abtastung beginntg bevor nicht das Zeichen die richtige horizontale Lage erreicht hat und die Abtaatung einer Schwärzung erfolgt, da fernerhin die gesamten Abtastdaten aus der ersten vertikalen Abtastung unterdrückt und weggelassen werden, und da schließlich die Analyse des aus der zweiten vertikalen Abtastung gewonnenen Impulazuges erst beginnt, wenn auch in diesem zweiten Impulszug das erste "SchwarzU auftritt, ergibt sich, daß der Bezugspun-kt, an 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.A compensation for shifts in the character to be read in the Vertical can be done in the same way. Vertical tolerances can be compensate by having additional photocells above and below the central position of the character are arranged and that it is waited until a blackening during the second vertical scan of each character is scanned before using the analysis of the pulse train obtained by the scan is started. There no vertical scanning begins before the character is in the correct horizontal position has reached and the Abtaatung a blackening takes place, since furthermore all scan data from the first vertical scan are suppressed and omitted and finally the analysis of the second vertical scan The train of impulses gained only begins, even if the first is also in this second train of impulses "BlackU occurs, it follows that the reference point at which the analysis of a The train of pulses obtained from the scanning of a character begins for each given one Character is constant in both vertical and horizontal directions.

Nachfolgend soll nunmehr das Speichersystem und Vergleidx system der erfindungsgemäßen Vorrichtung in größeren Einzelheiten erläutert werden.The storage system and the Vergleidx system of the device according to the invention are explained in greater detail.

Ein Blockdiagramm einer ersten Ausfährungeform ist in Fig. 3 dargestellt. Eine Bank von Diodenmatrizen dient zum Speichern des Vokabulariums der von der Vorrichtung zu lesenden Zeichen. Dabei wird ein jeder Impuls des von dem Digitalwanller stammenden Impulszuges an eine bestimmte Position in jeder Matrix des Speiebersysteme gebracht. Diese Position ist einmal durch die Stellung der jeweilig abgelesenen Fotodiode (d.h. der "Reihe"), und zum andern durch die Zahl der Abtastungen über das Zeichen (d. b» die "Kolonne") bestimmt. In Abhängigkeit davon, ob der gerade untersuchte Impuls aus dem Digitalwandler mit der Signifikanz einer an der betreffenden Stelle im Speicher gespeicherten Binärziffer übereinstimmt oder nicht, wird ein Impuls von der betreffenden Matrix an eine nachgeschaltete Siimmierschaltung geleitet oder nicht. Die nachgeschaltete Simmierschaltung hält mittels einer analogen Impuls-Zähleebaltung die bei der Analyse aufgetretenen Fehlerimpulee fest. Sobald bei Beendigung der Abtastung eines Zeichens das Zeichengatter 11 geschlossen wird, wird mit der dann letzten Zählung von Fehlerimpulsen die Schaltung gesperrt.A block diagram of a first Ausfährungeform is shown in Fig. 3. A bank of diode matrices is used to store the vocabulary of the characters to be read by the device. Each pulse of the pulse train originating from the digital converter is brought to a specific position in each matrix of the storage system. This position is determined on the one hand by the position of the respective photodiode read (ie the "row"), and on the other hand by the number of scans over the symbol (i.e. the "column"). Depending on whether or not the pulse from the digital converter that has just been examined corresponds to the significance of a binary digit stored in the relevant location in the memory, a pulse is sent from the relevant matrix to a downstream sizing circuit or not. The downstream harmonizing circuit uses an analog pulse counter circuit to record the error pulses that occurred during the analysis. As soon as the character gate 11 is closed at the end of the scanning of a character, the circuit is blocked with the then last count of error pulses.

Wie bereits erwähnt, läßt das System einen nennenswerten Betrag einer vertikalen Fehllage des Zeichens dadurch zu, daß die Biaärziffern zur Untersuchung nicht von der ersten Ziffer der ersten geradzahligen Abtastung, sondern von der ersten 11schwarzenff Ziffer dieser Abtastung herangezogen 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 Impulamuater in die Matrix eingespeist wird.As mentioned earlier, the system leaves a significant amount of one vertical misalignment of the character due to the fact that the binary digits for investigation not from the first digit of the first even-numbered sample, but from the first 11schwarzenff digit of this sampling can be used, in effect will thereby the entire character "moved up or down" relative to the matrix, see above that regardless of the exact vertical registration of the character with respect to the reading head feeds the same pulse pulse into the matrix.

Aus der Darstellung der Fig. 3 ist erkennbar, daß der erste "schwarze" Impuls eines Impulszuges aus dem Digitalwandler einen Flip-Flop 208 über eine Klemme 40 und einen Leiter 207 einstellt. Dieser Flip-Flop wirkt als Sperrkreis, er speist im eingestellten Zustand ein UND-Gatter 209, das Taktimpulee von der Taktquelle NV aus zu einem Ringzähler 210 durchläßt, sobald Koinzidenz der Ausgangseignale vom Plip-Flop 208 und der Gatterimpulee aus dem Flip-Flop 14 (die über eine Klemme 51 zugeführt werden) vorliegt. Durch die über eine Klemme 54 ankommenden Taktimpulee wird der Ringzähler 210 dann wELter geschaltet. Die Ausgangeleitungen des Ringzählers speisen die nReihen-Eingängen der Speiebermatrizeng und zwar Uber individuelle Verstärkerstufeng die aus Gründen der Vereinfachung in Fig". 7 als ein einziger Multikanal-Verstärker 212 dargestellt sind, Das Signal aus dem Flip-Flop 14 wird weiterhin dem UND-Gatter 20 9 zugeführt, so daß der Ringzähler 210 nur während der geradzahligen vertikalen Abtastungen weitergeschaltet wird.It can be seen from the illustration in FIG. 3 that the first "black" pulse of a pulse train from the digital converter sets a flip-flop 208 via a terminal 40 and a conductor 207 . This flip-flop acts as a blocking circuit; in the set state it feeds an AND gate 209, which lets clock pulses from the clock source NV through to a ring counter 210 as soon as the output signals from the flip-flop 208 and the gate pulses from the flip-flop 14 coincide (which are supplied via a terminal 51 ) is present. The ring counter 210 is then switched wELter by the clock pulses arriving via a terminal 54. The output lines of the ring counter feed the n-row inputs of the Speiebermatrizeng via individual amplifier stages which are shown for the sake of simplicity in Fig. 7 as a single multi-channel amplifier 212. The signal from the flip-flop 14 is still the AND gate 20 9 supplied so that the ring counter 210 is only incremented during the even-numbered vertical scans.

Die maximal mögliche Zahl von vertikalen Abtastungen, und damit die maximal mögliche Zeichenbreite für eine vorgegebene Transportgeschwindigkeit des Dokumente und für einen vorgegebenen Abstand zwischen den Abtastungen, wird bestimmt durch die Anzahl der im Ringzäher 210 vorgesehenen Stufen. Ein achtstufiger Zähler kann sechzehn vertikale Abtastungen verarbeiten, Da die meisten der zu erkennenden Zeichen, wie bereits erwähnt, normalerweise vollständig durch zehn vertikale Abtastungen erfaßt werden können, rückt der Ringzähler 210 selten weiter als bis zur fünften Stufe vor. Nach Erreichen dieser Stufe wird er durch ein Signal in einer Leitung 52, das das Ende des zu lesenden Zeichens angibt, zurückgestellt.The maximum possible number of vertical scans, and thus the maximum possible character width for a given transport speed of the document and for a given distance between the scans, is determined by the number of stages provided in the ring counter 210. An eight-stage counter can handle sixteen vertical scans. Since most of the characters to be recognized, as previously mentioned, can normally be detected entirely by ten vertical scans, the ring counter 210 seldom advances beyond the fifth stage. After reaching this stage, it is reset by a signal on line 52 indicating the end of the character to be read.

Der Ringzähler 210 schaltet die Reihenleitungen der Speichermatrizen weiter. Die letzte Zählung dieses Ringzählers wird über eine Leitung 214 zum Weiterschalten eines Ringzählers 216 benutzt. Der Ringzähler 216 speist über seine aufeinanderfolgend wirksamen Ausgangsleitungen die Kolonnenleitungen der Speiebermatrizen, und zwar über jeweils individuelle Verstärker, die in Fig. 3 aus Vereinfaebungegränden als ein Multikanal-Verstärker 217 dargestellt sind. Das das Ende des Zeichens angebende Signal an der Leitung 52, das zum Rückstellen des Ringzählers 12 (Fig. 2) und des Ringzäblers 210 fUr die Reiben benutzt wird, dient auch *um Rückstellen des Ringzählers 216 für die Kolonnen auf eine Bezugsposition. Mithin werden Ringzäbler 12 und Ringzähler 210 und 216 jedesmal sofort dann in ihre Bezugepositionen zurückgestellt, wenn kein Zeichen mehr abgetastet wird, d. b, wenn keine Sebwärzung während einer vorgegebenen, relativ kurzen Zeitdauer mehr wahrgenommen wird. Dadurch wird sichergestellt, daß alle nachfolgenden Abtastvorgänge in exakt der gleichen Weise ablaufen, Die Zeiebensignale an der Klemme 40 werden sälbtlieben Speiebermatrizen sowohl in direkter als auch in invertierter Form zugefübrt, und zwar Uber direkte leistungsverstärker 221 und über invertierende Leistungsverstärker 222. Für jedes Zeichen oder Muster, das die Vorriebtung erkennen soll, ist eine Speichermatrize vorgesehen. Eine typische Zeiebenerkennungsvorriebtung kann beispielsweise sechsundzwanzig Matrizen für Großbuchstaben, seebsundzwanzig Matrizen für Kleinbuchstaben, zehn Matrizen für Zahlen und fünf bis zehn Matrizen für Punkte und sonstige Symbole enthalten, Jede der horizontalen Leitungen einer jeden Matrize ist an die eine oder die andere Form der Eingangsleitungen für die Zeicbensignale angeschlossen, und zwar in Abhängigkeit davon, ob die betreffende Binärziffer "schwarz" oder "weiß" für das in Frage stehende Zeichen angeben soll. Falle die betreffende Binärziffer in einzelnen Fällen bei einem Standardeymbol sowohl Naobwarzft als auch "weiß" sein kann, braucht kein Anschluß vorgenommen zu werden, so daß die Signifikanz einer solchen Binärziffer bei dem in Frage stehenden Zeichen unspezifiziert bleiben kann.The ring counter 210 switches the row lines of the memory arrays. The last count of this ring counter is used via a line 214 for advancing a ring counter 216 . The ring counter 216 feeds the column lines of the spreader matrices via its successively effective output lines, specifically via individual amplifiers in each case, which are shown in FIG. 3 as a multichannel amplifier 217 for reasons of simplicity. The signal on line 52 indicating the end of the character, which is used to reset the ring counter 12 (FIG. 2) and the ring counter 210 for the graters, is also used to reset the ring counter 216 for the columns to a reference position. Thus, ring counters 12 and ring counters 210 and 216 are immediately reset to their reference positions whenever no more character is scanned, i.e. when no more characters are scanned; b, if no more sebuming is perceived during a specified, relatively short period of time. This ensures that all subsequent scanning processes take place in exactly the same way. The cell signals at terminal 40 are fed to the remaining spider matrices in both direct and inverted form, via direct power amplifiers 221 and inverting power amplifiers 222. For each character or A memory matrix is provided for the pattern that is intended to identify the advance. For example, a typical character recognition device may contain twenty-six matrices for uppercase letters, twenty-seven matrices for lowercase letters, ten matrices for numbers, and five to ten matrices for dots and other symbols Connected character signals, depending on whether the binary digit in question should indicate "black" or "white" for the character in question. If the relevant binary digit can in individual cases be both Naobwarzft and "white" for a standard symbol, no connection needs to be made, so that the significance of such a binary digit for the character in question can remain unspecified.

Bei dem Beispiel der Fig. 4 ist jede zur Erkennung des Zeichens berangezogene vertikale Abtaatung (d, b. jede der geradzahligen Abtastungen) in acht Zonen unterteilt, die jeweils einer der acht Fotodioden zugeordnet sind. In Fig. 4 ist jede der Zonen in Übereinstimmung mit dem Signal markiert, das von dieser Zone bei einem einigermaßen ordnungsgemäß ausgerich- teten Zeichen von den betreffenden Fotozellen abgegeben werden würde. Man erkennt, daß die vierzig Zonen, die bei fUnf gerad- zahligen vertikalen Abtastungen zur Verfügung stehen, wie folgt unterteilt werden können: 22 Zonen sind wahrscheinlich 11weißt19 nämlich alle fünf Xi-Zoüen, alle fUnf X8-Zohen sowie die ZonenX 7 Ylol X6Y49 X6Y69 X5Y29 X5Y41 x 5 Y101 X4 y 29 X4Y8' x 4 Y 10 tx 3 y 69 X3Y8' x 3 y 10* 12 Zonen sind wahrscheinlich 11schwarzt1, nämlich die Zonen x 7 Y29 X7 y 49 x 7 Y69 X7 y 89 X6Y89 X5 y 89 X4Y6' x 3 y 4' x 2y21 X2Y49 X2Y69 x2 y80 6 Zonen sind ungewiß, nämlich die Zonen X6Y29 X6Y109 X5 y69 X4Y4' x 3 Y 2 9 X2Y 104 Die zum Erkennen der Zahl 11211 bestimmte Matrix ist in Fig. 5 näher erläutert. Die Zeichensignale aus den Treib-und den invertierenden Verstärkern werden an eine "schwarze" Eingangsleitung 250 bzw. eine "weiße" Eingangsleitung 251 (in der Mitte der Fig. 5) angelegt. Jede brizontale Leitung in der Matrix für die Zahl 112m ist entweder an die llochwarzelm Eingangeleitung 250 oder an die "weißel' Eingangsleitung 251 angeschlossen, Desweiteren ist jede horizontale Leitung in dieser Matrix über zwei Dioden an "Reibenn- und "Kolonnenn-Eingttage angeschlossen. Jede horizontale Leitung stellt dabei ein UND-Gatter mit drei Eingängen dar, das sein Ausgangesignal an ein mit viel Eingängen arbeitendes ODER-Gatter abgibt. An dem einen Ende einer jeden horizontalen Leitung liegt Uber jeweils einen individuellen Widerstand 286 eine negative Spannungsquelle -V, Das andere Ende einer jeden horizontalen Leitung ist Uber individuelle Dioden 285 mit einer gemeinsamen Ausgangeklemme 275 verbunden, die ihrerseits über einen Widerstand 276 an eine positive Spannungequelle +V angeschlossen ist. Jede horizontale Leitung der Matrix bildet eine der Eingangsleitungen für das Dioden-ODER-Gatter, das seinerseite seine Ausgangesignale äber die Ausgangsklemme 275 abgibt.In the example of FIG. 4, each vertical slope (d, b. Each of the even-numbered samples) divided into eight zones, each assigned to one of the eight photodiodes. In Fig. 4, each is of the zones marked in accordance with the signal that from this zone with a reasonably properly aligned The respective photocells emit the signal would. It can be seen that the forty zones straight- at five numerous vertical scans are available as follows can be divided into: 22 zones are probably 11weißt19 namely all five Xi-Zoüen, all five X8-Zoüen as well the zones X 7 Ylol X6Y49 X6Y69 X5Y29 X5Y41 x 5 Y101 X4 y 29 X4Y8 ' x 4 Y 10 tx 3 y 69 X3Y8' x 3 y 10 * 12 zones are probably 11 black1, namely the zones x 7 Y29 X7 y 49 x 7 Y69 X7 y 89 X6Y89 X5 y 89 X4Y6 ' x 3 y 4' x 2y21 X2Y49 X2Y69 x2 y80 6 zones are uncertain, namely the zones X6Y29 X6Y109 X5 y69 X4Y4 ' x 3 Y 2 9 X2Y 104 The particular for detecting the number 11211 matrix is explained in more detail in Fig. 5. The character signals from the drive and inverting amplifiers are applied to a "black" input line 250 and a "white" input line 251 (in the center of FIG. 5) , respectively. Each brizontal line in the matrix for the number 112m is connected either to the llochwarzelm input line 250 or to the "white" input line 251. Furthermore, each horizontal line in this matrix is connected to "Reibenn" and "column input days" via two diodes horizontal line represents here an AND gate with three inputs represent the outputs its Ausgangesignal to a working with a lot of input OR gate. at one end of each horizontal line lies above a respective individual resistor 286, a negative voltage source -V, and the other The end of each horizontal line is connected via individual diodes 285 to a common output terminal 275 , which in turn is connected to a positive voltage source + V via a resistor 276. Each horizontal line of the matrix forms one of the input lines for the diode OR gate, the its output signals via output terminal 275 .

Während der Y2-Abtaatung der Zahl 02n speist der Kolonnen-Ringzähler 216 die vertikale Leitung Y2 der Matrix. Während der acht aufeinanderfolgenden Zonen innerhalb dieser vertikalen Abtaatung rückt der Reihen-Ringzähler 210 schrittweise von der vertikalen Matrix-Leitung Xl bis zur Leitung X8 vor, Aus Fig, 4 ist ersichtlich, daß während der Abtastung einer "2" eine Schwärzung in der X2-Zone der Y 2 -Abtastung auftreten sollte. Deshalb sind mit einer horizontalen Leitung 284 in Fig. 5, die in dieser Zone bei der Zahl "2ft entsprichtg sowohl die Leitung X2 als auch die Leitung Y2 als auch die Eingangsleitung 250 über jeweils zugehörige Dioden 281, 282 bzw. 283 verbunden, Die Leitung 284 liegt Uber dem Widerstand 286 an der negativen Spannungsquelle -V, Die drei Dioden-Eingänge zur Leitung 284 bilden ein üblichen negatives UND-Gatter, so daß die Leitung 294 solange auf einem vorgegebenen Potential bleibt, bis negative Eingangesignale gleichzeitig über alle drei Dioden 281, 282 und 283 zugefübrt werden. Während der X2-Zone der Y2-Abtastung geben die Ringzähler 210 und 216 jeweils von ihrer zweiten Stufe negative Signale ab, die durch die Verstärker 212 bzw. 217 invertiert werden. Falle während dieser Zone vom Lesekopf uweiß" wahrgenommen worden ist, tritt ein negatives Signal an der Biqeußgleitung 250 auf, das zu einem negativen Ausgangspotential In der Leitung 284 führt. Falle jedoch während dieser Periode eine Schwärzurgwahrgenommen worden ist, gelangt kein Signal an die Eingangsleitung 250, so daß auch kein negatives Ausgangspotential an der Leitung 284 erzeugt werden kann. Die Signale in der Leitung 284 werden an ein mit vielen Eingängen arbeitendes ODER-4atter 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 Ausgangeimpuls an der Ausgangsklemme 275 ergibt. Es ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß von jeder Binärziffer-Position innerhalb einer jeden Speiebermatrix Ausgangsimpulse nur dann erhalten werden, wenn das Zeichensignal nicht mit der Signifikanz der an der entsprechenden Stelle in der Matrix gespeicherten Binärziffer übereinstimmt. Falls Übereinstimmung vorliegt, werden keinerlei Ausgangelmpulse erzeugt.During the Y2 reading of the number 02n, the column ring counter 216 feeds the vertical line Y2 of the matrix. During the eight successive zones within this vertical range, the row ring counter 210 advances step-by-step from the vertical matrix line X1 to the line X8. It can be seen from FIG. 4 that a blackening in the X2- Zone of Y 2 scanning should occur. Therefore, line X2, line Y2 and input line 250 are connected to a horizontal line 284 in FIG. 5, which corresponds to the number "2ft in this zone" via associated diodes 281, 282 and 283 , respectively 284 is connected to the negative voltage source -V via the resistor 286. The three diode inputs to the line 284 form a normal negative AND gate, so that the line 294 remains at a predetermined potential until negative input signals are received simultaneously via all three diodes 281 , 282 and 283. During the X2 zone of the Y2 scanning, the ring counters 210 and 216 each emit negative signals from their second stage, which are inverted by the amplifiers 212 and 217 , respectively. has been perceived, a negative signal occurs at the foot slide 250 , which leads to a negative output potential in the line 284. If, however, a blackening has been perceived during this period, no signal reaches the input line 250, so that no negative output potential can be generated on the line 284 either. The signals on line 284 are applied to a multi-input OR gate. With a negative pulse in the line 284, the current flow through the diode 285 and the resistor 286 increases , so that a negative output pulse at the output terminal 275 results. It is an essential feature of the present invention that output pulses are only obtained from each binary digit position within each memory matrix if the character signal does not match the significance of the binary digit stored at the corresponding location in the matrix. If there is a match, no output pulses are generated.

Die Ausgangsimpulse aus jeder Speichermatrix werden nachfolgend als "Fehlerimpulaeu oder"Differenzsignale" bezeichnet. Sie werden, wie Fig. 3 erkennen läßt, jeweils an individuelle UND-Gatter 311 bis 320 angelegt. Diese UND-Gatter werden zugleich mit Taktimpulsen von festgelegter Länge versorgt. Die Ausgangssignale aus den UND-Gattern stellen deshalb Fehlerimpulse dar, die sowohl in Amplitude als auch in Periode genau gleichförmig sind. Diese Fehlerimpulee werden an Speicherkondensatoren angelegt und dort summiert oder gezählt, indem sich eine Kondensatorladung aufbaut, die proportional ist der Anzahl der zugeführten Fehlerimpulee, Diese Summierkreise werden vor der Abtastung eines jeden Zeichens, vorzugsweise während der Y 1 -Abtastung eines jeden Zeichens, entladen.The output pulses from each memory matrix are hereinafter referred to as “error pulses” or “difference signals.” As shown in FIG. 3 , they are each applied to individual AND gates 311 to 320. These AND gates are simultaneously supplied with clock pulses of a fixed length. The output signals from the AND gates therefore represent error pulses that are exactly uniform in both amplitude and period. These error pulses are applied to storage capacitors and added or counted there by building up a capacitor charge that is proportional to the number of error pulses supplied These summing circles are discharged before each character is scanned, preferably during the Y 1 scan of each character.

In dem Beispiel der Fig. 3 werden die zum Steuern der UND-Gatter 311 bis 320 verwendeten Taktimpulee durch einen Taktkreie erzeugt, der einen Eintakt-Multivibrator 321 mit einer Zeitkonstanten von 10 Sekunden enthält, welcher seinerseits durch ein UND-Gatter 322 gesteuert ist. Zur Betätigung des UND-Gatters 322 und damit des Multivibratöre 321 dienen das Signal aus dem Flip-Flop 14 (Fig. 1), das über die Klemme 51 ankommt sowie das invertierte Takteignal aus dem Multivibrator MV, das über die Leitung 55 ankommt. Durch das abwechselnde Abtasteignal in der Klemme 51 werden die Impulszähler während der ungeradzahligen Abtastungen von den,jeweiligen Speichermatrizen abgeschaltet, so daß Rauscheignale während der ungeradzahligen Abtastungen nicht die Zählung der Fehlerimpulee beeinträchtigen können. Während einer jeden der acht Zonen der geradzahligen Abtastungen dient das invertierte Takteignal in einer Leitung 55 zum Rückstellen des Multivibrators 321. Mithin wird während einer jeden geradzabligen Abtastung der Multivibrator 321 achtmal betätigt, so daß acht genau auf 10 Sekunden bemessene Impulse an die UND-Gatter 311 bis 320 gelangen.In the example of FIG. 3 , the clock pulses used to control the AND gates 311 to 320 are generated by a clock circuit which contains a single-ended multivibrator 321 with a time constant of 10 seconds, which in turn is controlled by an AND gate 322. The signal from flip-flop 14 (FIG. 1), which arrives at terminal 51 , and the inverted clock signal from multivibrator MV, which arrives at line 55 , are used to operate AND gate 322 and thus multivibrator 321. By the alternating sampling signal in the terminal 51 , the pulse counters are switched off during the odd-numbered samples from the respective memory matrices, so that noise signals during the odd-numbered samples cannot affect the counting of the error pulses. During each of the eight zones of the even-numbered scans, the inverted clock signal in a line 55 is used to reset the multivibrator 321. Therefore, during each even-numbered scan, the multivibrator 321 is actuated eight times, so that eight pulses measured exactly to 10 seconds are sent to the AND gates 311 to 320 .

Zählkreise 331 bis 340 fUr die genauen Fehlerimpulse können aus Ublichen RO-Integrierschaltungen aufgebaut sein, sie können aber auch als Digitalzähler ausgebildet sein, da die zu zählenden Impulse in Impulshöhe und Impulsdauer gleichförmig sind.Counting circuits 331 to 340 for the exact error pulses can be built up from conventional RO integrating circuits, but they can also be designed as digital counters, since the pulses to be counted are uniform in pulse height and pulse duration.

Das an einer Klemme 53 ankommende Gatterzeichensignal dient zur Steuerung eines weiteren Taktgebers 323, der einen Eintakt-Multivibrator mit einer Zeilkonstanten von 100 Sekunden enthält, Dieser Multivibrator gibt Rückstellimpulee von 100 Sekunden Dauer der ersten Abtastung eines jeden Zeichens an eine Leitung 324 ab. Dadurch werden sämtliche Zählkreise 331 - 340 auf "Null" zurUckgestellt, sobald die Vorderkante eines neuen Zeichens in das lesefeld des lesekopfes eintritt.The gate character signal arriving at a terminal 53 is used to control a further clock generator 323, which contains a single-ended multivibrator with a line constant of 100 seconds.This multivibrator emits reset pulses of 100 seconds duration from the first scan of each character to a line 324. Thus, all counter circuits 331 - zurUckgestellt to "zero" 340, once the leading edge of a new sign reading field in the reading of the head occurs.

Das iavertierte Gatterzeichensignal an der leitung 52 wird zusammen mit dem Ausgangssignal aus einem ODER-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-Gatter 351 wird von den Ausgangsleitungen des Kolänncu-Ringzäblers 216 gespeist, und zwar nur von den Ausgangaleitungen der höheren Ordnung (d. h. der höheren Zählstufen). Auf diese Weise kann ein Signal in einer Ausgangeleitung 352 des ODER-Gatters 351 nur dann auftreten, wenn ein Zeichen bereits Uber mehrere vertikale Abtastungen hinweg beobachtet worden ist. Mithin wird das UND-Gatter 327 nur wirksam, wenn ein Zeieden bereits Uber mehrere vertikale Abtastungen hinweg beobachtet worden ist und wenn dann die Schwärzung im lesefeld verschwindet. Bei Betätigung des UND-Gatters 327 wird der Taktgeber 328 eingeschaltet. Dieser speist dann während einer Periode von 5 Sekunden Dauer über einen Antriebekreis 329 eine Reihe von Abfragekreisen 341 bis 350. Nach Beendigung dieser Abfrageperiode bleibt die Ausgangeleitung deajenigen Abfragekreisee, dessen zugeordneter Zählerkreis den kleinsten Fehler enthalten hat, aktiviert, während die Ausgangsleitungen aller anderen Abfragekreise abgeschaltet werden. Diese Situation bleibt bestehen, bis ein nächstes Zeichen gelesen und verarbeitet worden ist.The inverted gate signal on line 52 is applied to an AND gate 327 along with the output from an OR gate 351 . This AND gate 327 controls a further clock generator 328, which contains a single-ended multivibrator with a time constant of 5 seconds. The OR gate 351 is fed from the output lines of the Kolanncu ring counter 216 , and only from the output lines of the higher order (i.e., the higher count levels). In this way, a signal can only appear on an output line 352 of the OR gate 351 when a character has already been observed over several vertical scans. The AND gate 327 is therefore only effective if a line has already been observed over several vertical scans and if the blackening in the reading field then disappears. When the AND gate 327 is actuated, the clock generator 328 is switched on. This then feeds a series of interrogation circuits 341 to 350 via a drive circuit 329 for a period of 5 seconds.After the end of this interrogation period, the output line of the interrogation circuit whose associated counter circuit contained the smallest error remains activated, while the output lines of all other interrogation circuits are switched off will. This situation persists until a next character has been read and processed.

Für jedes Zeichen, das in das Vokabularium der Vorrichtung aufgenommen ist, ist ein besonderer Abfragekreie vorgesehen. Die Ausgangsleitung desjenigen Abfragekreisee, der nach dem Abfragevorgang aktiviert bleibt, gibt das zuletzt identifizierte Zeichen an. Die Ausgangsleitungen der Abfragekreise können an zahlreiche verschiedene nachgeschaltete Vorrichtungen angeschlossen sein, beispielsweise an entsprechende Eingangskreise von Rechenvorrichtungen und Datenverarbeitungsvorrichtungen oder von Anzeigevorrichtungen, die daß betreffende Zeichen sichtbar machen.For each character added to the vocabulary of the device is, a special query circle is provided. The one’s exit line Inquiry circles that remain activated after the inquiry process are the last identified Sign on. The output lines of the interrogation circuits can go to numerous different downstream devices be connected, for example to corresponding Input circuits of computing devices and data processing devices or of display devices that make the characters in question visible.

Claims

2 atentans p r U cbe 1. Device for character recognition, with a scanning arrangement which has scanning elements arranged in a geometric pattern and consisting of photosensitive diodes, with a device which projects a field of view with the character therein as a representative light intensity distribution onto the scanning arrangement, and decoding means connected to the scanning arrangement, which recognize the output signal of the scanning arrangement and to which an indication signal circuit is connected for indicating that the character scanned by the scanning arrangement is recognized, characterized in that the decoding means comprises first and second decoding means of of which the first decoder has a geometric arrangement of conductive elements (W) in only one direction, which is representative of the brightness region of a known character, and of which the second decoder has a geometric arrangement in only one direction conductive elements (B) representative of the dark areas of the known sign.

2. Device according to claim 1, characterized in that the display circuit has switching means connected to the scanning arrangement and the decoding means for interrogating the scanning arrangement and the decoding means, so that electrical pulses are generated for the display device which indicate the character being scanned. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that each of the decoding devices is a matrix of diodes. 4. Device according to claim 3, characterized in that two diode matrices are parts of a single composite larger matrix (Fig. 5). 5. Device according to claim 4, characterized in that a plurality of composite larger matrices are provided, each containing two diode matrices, each having two first and second decoding devices representing diode matrices and each representing decoding means for a versebiedenes known stored character or pattern, and that the input signal from the scanning arrangement alone is fed to these composite matrices at the same time.