DE1549719A1

DE1549719A1 - Einrichtung zur Zeichenerkennung

Info

Publication number: DE1549719A1
Application number: DE19671549719
Authority: DE
Inventors: Lemay Christopher Archi Gordon
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1966-12-30
Filing date: 1967-12-28
Publication date: 1971-04-08
Also published as: FR1586818A; US3582898A; GB1206404A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zeichenerkennung, mit einer Eingangseinrichtung für Eingangssignale, die von einem zu erkennenden Zeichen abgeleitet sind, mit einer Einrichtung zur Transformation dieser Signale, und mit einer Einrichtung zur Identifizierung der transformierten Signale. Sie bezieht sich also auf Einrichtungen zur Zeichenerkennung, die in Abhängigkeit von einer angebotenen Darstellung eines unbekannten Zeichens ein Ausgangssignal, beispielsweise in der Form mehrerer binärer Ziffern, erzeugen, das die Identität eines unbekannten Zeichens darstellt, das dem unbekannten Zeichen am nächsten kommt.

Eine Schwierigkeit bei der Zeichenerkennung ergibt sich daraus, daß die Darstellung beispielsweise von gedruckten

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Zeichen oder von Zeichen abgeleitet ist, die im Druck schlecht, gedreht oder in ihrer Größe verschieden in bezug zu anderen Zeichen sind. Das führt zu dem Ergebnis, daß die Einrichtung in der Lage sein muß, das gleiche Zeichen oder Muster in einer großen Anzahl unterschiedlicher Lagen in dem Abtastbereich der Einrichtung zu erkennen, und das kann zu einer unerwünschten Vergrößerung des für die Zeichenerkennungseinrichtung erforderlichen Speichers führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden,,

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Einrichtung zur Transformation Mittel aufweist, die von den EingangsSignalen gesteuert werden und Gruppen von Ähnlichkeitssignalen erzeugen, wobei die Ähnlichkeitssignale einer Gruppe das Maß der Ähnlichkeit des eingespeisten Zeichens mit einem bekannten Zeichen mit verschiedenen Werten wenigstens eines Parameters anzeigen, daß ein verschiedenes bekanntes Zeichen für jefe Gruppe vorhanden ist, daß Mittel zur Auswahl eines Ähnlichkeitssignals mit einem extremen Wert aus jeder Gruppe vorgesehen sirfi, und daß die Ähnlichkeitssignale mit den Extremwerten zusammen die transformierten Signale bilden, die weniger abhängig von dem Wert des wenigstens einen Parameters des eingespeisten Zeichens als die Eingangssignale sind·

Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht bei einer Einrichtung zur Zeichenerkennung, alt einer Eingangseinrichtung für Eingangssignale, die veα einem zu erkennenden Zeichen abgeleitet sind, mit einer Einrichtung zur Irausfonaation

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dieser Signale, und mit einer Einrichtung zur Identifizierung der transformierten Signale darin, daß die Einrichtung zur Transformation einen Speicher aufweist, in dem sich eine Vielzahl von Speicherstellen für die Darstellung einer Vielzahl unbekannter Zeichen befinden, daß eine Vielzahl von Darstel- · lungen für jedes bekannte Zeichen vorhanden sind, die das bekannte Zeichen mit verschiedenen Werten wenigstens eines Parameters des bekannten Zeichens repräsentieren, daß der oder jeder der Parameter der gleiche für jedes bekannte Zeichen ist, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Eingangssignale mit den Darstellungen vergleicht und Ähnlichkeitssignale erzeugt, die das Maß der Ähnlichkeit zwischen diesen angeben, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die transformierte Signale in Abhängigkeit von den Ähnlichkeitssignalen erzeugt, die einen extremen Wert haben und von Darstellungen jedes bekannten Zeichens abgeleitet sind, so daß die transformierten Signale weniger abhängig von dem Wert des wenigstens einen Parameters des eingespeisten Zeichens als die Eingangssignale sind.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.

Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung ist von der abgeleitet, die im einzelnen in der deutschen Patentanmeldung E 24 672 beschrieben ist· Sie weist jedoch die Abwandlungen auf, die zur Ausführung der Erfindung erforderlich sind. In der Zeichnung hat die Darstellung des eingespeisten Zeichens die Form einer Vielzahl von binären Ziffern. Die Darstellung wird über Klemmen 1 eingespeist, von wo sie in ein Register 2

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gelangen. Die in dem Register 2 gespeicherte Darstellung gelangt über Eingangsgatter 3 an einen Teil 4A eines Speichers 4 direkt an Vergleichseinrichtungen 5. Die Eingangssignale des Teils 4A des Speichers 4 gelangen ebenfalls an die Vergleichseinrichtung 5 und an ein ODER-Gatter 5A, Der Speicher 4 weist eine Vielzahl von Adressen auf, die mittels eines Selektors 6 ausgewählt werden. An jeder Adresse "befinden sich zwei Register, eines in dem Teil 4A und eines in einem Teil 4B des Speichers. Darüber hinaus ist der Speicher 4 so beschaffen, daß die Register in beiden Teilen des Speichers in Abhängigkeit von Signalen des Selektors 6 löschungsfrei gelesen werden, wenn nicht Signale über die Eingangsgatter 3 an den Speicher gelangen, wenn die Inhalte der adressierten Register entsprechend den Signalen der Eingangsgatter 3 geändert werden. Die aus dem Speicher zu dieser Zeit herauskommenden Ausgangssignale sind ebenfalls geändert, so daß sie gleich mit denen aus den Eingangsgattern 3 kommenden sind. Anstatt des löschungsfreien Lesens des Speichers 4 kann auch ein regeneratives lese-Schreib-System verwendet werden.

Das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtungen 5 sei als Ähnlichkeitssignal bezeichnet und stellt die Zahl von Ziffern der in dem Register 2 gespeicherten Ziffer dar, die die gleichen wie die des Wortes sind, das von dem Selektor 6 aus dem Teil 4A des Speichers 4 ausgewählt ist. Dieses Ausgangssignal gelangt an einen Verteiler 7 und außerdem an einen Speicher 8.

Die beschriebene Einrichtung ist anpassungsfähig und

in der lage, "lern"-Vorgänge auf eine "Anweisung zu lernen"

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hin auszuführen. Die "Anweisung zu lernen" wird mittels eines Signals gegeben, das an eine Klemme 9 angelegt wird, von der das Signal zu einem Steuerkreis 10 und zu Gattern 11 und 12 gelangt. Während des Lernens wird die Identität oder der Name eines eingespeisten Zeichens in binärkodierter, digitaler Form in .Eingangsklemmen 13 für Namen eingespeist, von denen es zur Speicherung in ein Register 14 gelangt. Der Name in dem Register 14 gelangt über Eingangsgatter 3 in den Teil 4B des Speichers und außerdem an eine Gruppe von Eingängen einer Vergleichseinrichtung 15» Der durch Steuerung des Selektors für die Worte aus dem Teil 4B des Speichers 4 gelesene Name wird außerdem an den Verteiler 7 und weiterhin über Gatter 16 an ein Register 17 geführt.

Die Gatter 16 werden in Abhängigkeit TOn dem Ausgangssignal eines Anstiegsdetektors 18 geöffnet, der auf Anstiege der maximalen, in dem Speicher 8 gespeicherten Punktzahl anspricht. Der in dem Register 17 gespeicherte Name wird an die anderen Eingänge der Vergleichseinrichtung 15 geführt, die ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Namen in den Registern 14 und 17 die gleiche» sind. Diese Ausgangssignale sind angelegt, um Signale durch Gatter 19 zu unterdrücken. Wenn das Gatter 19 in der Lage ist, Signale durchzulassen, so mag es ein Signal durchlassen, um die Eingangsgatter 3 aufgrund eines Signals "Anweisung zu lernen" zu öffnen, das an die Klemme 9 angelegt und Über Gatter 11 und 11A zugeführt ist. Das Gatter 11A ist daran gehindert, das Signal "Anweisung zu lernen" durchzulassen,

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und zwar aufgrund eines Signals von dem Gatter 5A, das anzeigt, daß bei der ausgewählten Adresse bereits eine Information gespeichert ist. Der Steuerkreis 10 steuert die Punktion des Selektors 6 für die Worte, und wenn alle Adressen des Speichers 4 eingespeichert sind, erzeugt der Selektor 6 ein Ausgangssignal, das das Gatter 11 schließt und ermöglicht, daß das Signal "Anweisung zu lernen" durch das Gatter 12 zu einer Hauptzeichenerkennungseinrichtung 20 läuft.

Die Ausgangssignale von dem Verteiler 7 bestehen aus den maximalen Punktzahlen, die durch die Ähnlichkeitssignale angezeigt sind, die von der Vergleichseinrichtung 5 für die verschiedenen Namen aus dem Teil 4B des Speichers erzeugt sind. Die Ausgangssignale des Verteilers 7 werden durch die entsprechende Namensinformation aus dem Teil 4B des Speichers 4 zu Speichern 21 für die maximalen Punktzahlen geleitet. Die Speicher 21 sind jeweils einem der Namen in den Teil 4B des Speichers zugeordnet. Die Kombination von maximalen, in den Speichern 21 gespeicherten Punktzahlen oder eine quantisierte Version dieser Punktzahlen bilden die transformierten Eingangssignale für die Hauptzeichenerkennungseinricbtung 20« Zunächst sei die Punktion der in der Zeichnung dargestellten Anordnung betrachtet, nachdem der Speicher 4 mit Darstellungen von Zeichen und entsprechenden Namen gefüllt ist. Der Speicher 4, der zwei Teile 4A und 4B aufweist, speichert bei jeder Adresse in den entsprechenden Teilen eine Darstellung eines Zeichens und den entsprechenden Namen für dieses Zeichen«

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Eine Darstellung eines in dem Register 2 eingespeisten Zeichens wird ununterbrochen an die Vergleichseinrichtung 5 gespeist, wobei die Eingangsgatter 3 geschlossen sind, ausgenommen während des Lernens. Mittlerweile tritt der Selektor 6 für die Worte in Funktion, um aufeinanderfolgend all die Adressen des Speichers 4 auszuwählen, so daß die in dem Teil 4A des Speichers gespeicherten Darstellungen von Zeichen aufeinanderfolgend an die Vergleichseinrichtung 5 geführt werden. Wie zuvor erläutert, erzeugt die Vergleichseinrichtung 5 ein Ihnlichkeitssignal, das die Zahl von Ziffern der in dem Register 2 gespeicherten Darstellung darstellt. Die Ziffern sind die gleichen wie die der Darstellung, die auf der gewählten Adresse des Teiles 4A des Speichers gelesen worden ist, und dieses Signal, das beispielsweise eine binärkodierte Form hat, ist an den Verteiler 7 geführt« Der Verteiler 7 führt aufgrund der Steuerung des aus dem Teil 4B der von dem Selektor 6 ausgewählten Adresse gelesenen Namens das Ähnlichkeitssignal von der Vergleichseinrichtung 5 zu dem einen der Speicher 21 für die maximale Punktzahl, der diesem Namen entspricht. Nachdem alle Adressen des Speichers 4 durch den Selektor 6 ausgewählt worden sind, speichert jeder der Speicheret die Punktzahl, die die Zahl von Ziffern der Darstellung des eingespeisten Zeichens darstellt, die die gleichen sind wie jene der ähnlichsten Darstellung, die in dem Teil 4A des Speichers 4 eingespeichert ist, wobei bei der gleichen Adresse in dem Teil 4B des Speichers der Name zugeordnet ist, der in diesem bestimmten der Speicher 21 aufgenommen ist.

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Die in dem Teil 4A des Speichers 4 gespeicherten Darstellungen fallen an eine Zahl von Gruppen, und die Darstellungen in jeder Gruppe haben den gleichen Famen. In jeder Gruppe jedoch weichen die Darstellungen voneinander ab, da sie Darstellungen des gleichen Zeichens sind, das hinsichtlich eines oder mehrerer Parameter einer Änderung unterworfen worden ist, beispielsweise einer Verschiebung von links nach rechts, einer Verschiebung nach oben oder unten, einer Drehung oder einer Veränderung der Größe zum Beispiel»

Es sei z. B« angenommen, daß eine Gruppe von Darstellungen den Buchstaben A in einer Vielzahl unterschiedlicher Lagen von links nach rechts innerhalb des Abtastbezirks verlaufend darstellt, von denen die Darstellungen abgeleitet sind. Allen Darstellungen in dieser Gruppe würde in dem Teil 4B des Speichers der Warne zugeordnet sein, der angibt, daß die Identität des Zeichens der Buchstabe A ist. Es sei nun angenommen, daß eine Darstellung eines unbekannten eingespeisten Zeichens an die Klemmen 1 gelangt, die tatsächlich von einem Buchstaben A abgeleitet ist, der zur einen Seite vom Zentrum des /btastbezirks versetzt ist. Wählt dann der Selektor 6 aufeinanderfolgend die Adressen des Speichers 4» so wird eine Darstellung, die sehr weitgehend mit der angelegten Darstellung übereinstimmt, an irgendeiner Adresse von dem Teil 4A abgeleitet, und die Vergleichseinrichtung 5 wird ein Ausgangssignal erzeugen, das einer relativ hohen Punktzahl entspricht und das von dem Verteiler 7 zu dem der Speicher 21 geleitet wird, der dem Buchstaben A zugeordnet ist* Die anderen Darstellungen

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des Buchstabens in anderen Lagen werden niedrigere Punktzahlen erzeugen, die, obwohl ebenfalls zu dem gleichen Speicher21 gerichtet, nicht eingespeichert werden, da sie alle unterhalb der maximalen, von dieser Darstellung gewonnenen Punktzahl liegen, die am besten mit der Darstellung des unbekannten Zeichens übereinstimmt. Es ergibt sich somit klar, daß die beschriebene Anordnung für ein eingespeistes Zeichen, das exakt dem in dem Speicher 4 eingespeicherten Zeichen entspricht, Ausgangssignale erzeugt, die im wesentlichen unabhängig von der Lage des unbekannten Zeichens sind.

Es sei nun der Fall betrachtet, daß das eingespeiste Zeichen nicht exakt einem der in dem Speicher 4 eingespeicherten Zeichen entspricht, was z. B, der Fall ist, wenn die anliegende Darstellung von einem Buchstaben B abgeleitet ist, der wiederum zur einen Seite von dem Zentrum des Abtastbezirks versetzt ist* Wie im vorherigen Fall wird die Gruppe von Darstellungen des Buchstabens A in verschiedenen Lagen aufeinanderfolgend der Vergleichseinrichtung 5 zugeführt, und es werden die entsprechenden Puktzahlen erzeugt. Obwohl keine genaue Übereinstimmung bei irgendeinem Zeichen erzielt wird, wird sich doch eine maximale Punktzahl entsprechend der besten Übereinstimmung des Zeichens B mit dem Zeichen A bei irgendeiner Verschiebungslage ergeben. Da die Darstellungen in dem Eeil 4A einer Zahl von seitlichen Lagen von links nach rechts des Buchstabens A entsprechen, ergibt sich, daß, welches auch immer die seitliche Verschiebungslage des Buchstabens B ist, von dem das eingegebene

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Zeichen abgeleitet ist, die maximale Punktzahl unverändert bleibt, vorausgesetzt, daß die Darstellungen in dem Teil 4A einem ausreichend weiten Bereich seitlicher Lagen des Buchstabens A entsprechen· Die gleichen Betrachtungen gelten für andere, in den anderen Teilen des Teiles 4A des Speichers eingespeicherte Zeichen, so daß die Kombination von in den Speichern 21 eingespeicherten maximalen Punktzahlen im wesentlichen unabhängig von der seitlichen Lage des Buchstabens B sein wird, aufgrund dessen das eingespeiste Zeichen erzeugt worden ist, und zwar aufgrund der obigen Voraussetzungen. Anstatt unterschiedlicher seitlicher Verschiebungslagen von einer Seite zu der anderen können für die verschiedenen, in dem Speicher 4 eingespeicherten Zeichen auch unterschiedliche Verschiebungslagen von oben nach unten, unterschiedliche Drehlagen über eine vollständige Drehung hinweg oder auch unterschiedliche ' Größen genommen werden. Stattdessen oder zusätzlich kann das Teil 4A Darstellungen des gleichen Zeichens in Weiß auf Schwarz ebenso wie in Schwarz auf Weiß enthalten, so daß positive oder negative Formen angelegter Zeichen erkannt werden können.

Nimmt man die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung unter Weglassung der Einrichtung 20 als erste Schicht einer Mehrschichtzeichenerkennungseinrichtung, so können mehrere solcher Schichten verwendet werden, von denen jede dazu dient, verschiedene Parameter, wie beispielsweise Lagen oder Änderung eines Zeichens, zu kompensieren. Zum Beispiel kann die erste Schicht dazu dienen, eine Verschiebung von links nach rechts

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zu kompensieren, die zweite Schicht kann dazu dienen, eine Verschiebung nach oben oder unten zu kompensieren, die dritte Schicht kann dazu dienen, eine Drehung zu kompensieren, und eine vierte Schicht kann dazu dienen. Änderungen in der Größe des Zeichens zu kompensieren. Auf diese Weise können Änderungen in der Lage und der Größe eines unbekannten Zeichens kompensiert werden, so daß das Ausgangssignal von der vierten Schicht im wesentlichen unabhängig von den Änderungen in der Lage und in der Größe ist. Die endgültige Erkennung kann dann anhand eines normal bemessenen, zentral in dem Abtastbereich liegenden Zeichens erfolgen.

Es ist nun erforderlich, die Funktion der beschriebenen Einrichtung zu betrachten, wenn sie bestimmte unbekannte Zeichen lernt· Die Darstellung eines von dem Zeichen in einen Abtastbezirk abgeleiteten Zeichens wird an die Klemmen 1 gelegt, sein Name wird in binärkodierter Form an die Eingangsklemmen 13 gelegt, und ein Signal "Anweisung zu lernen" wird an die Klemmen 9 gelegt. Gesteuert von dem Steuerkreis 10 wäolt der Selektor 6 die Adressen des Speichers 4 wiederholt aus, und bei der ersten freien Adresse verschwindet das Ausgangesignal von dem Gatter 5A, so daß das Signal "Anweisung zu lernen" durch die Gatter 11 _;. 11A und 19 durchlaufen und die Eingangsgatter 3 öffnen kann, so daß die ftetzt in dem Register 2 gespeicherte, eingespeiste Darstellung in die erste Adresse des Teiles 4A des Speichers und der entsprechende Name in die erste Adresse des Teiles 4B des Speichers gelangt. Nachdem die Darstellung in die erste Adresse des Speichers 4 eingespeichert ist, werden Ausgangseignale von

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dem Teil 4A des Speichers gewonnen, die die gespeicherte Darstellung repräsentieren, die mit der in dem Register 2 gespeicherten Darstellung verglichen wird. Da diese identisch sind, · erzeugt die Vergleichseinrichtung 5 ein großes Ausgangssignal entsprechend der vollen Punktzahl. Dieses Signal wird in den Speicher 3 für die maximale Punktzahl geführt, der den Anstiegsdetektor 18 dazu veranlaßt, ein Ausgangssignal zu erzeugen und die Gatter 16 zu öffnen. Der Name, der in die erste Adresse des Teiles 4B des Speichers gelangt ist, läuft durch Gatter 16, gelangt in das Register 17 und wird dann in der Vergleichseinrichtung 15 mit dem in dem Register 14 gespeicherten Namen verglichen. Diese Namen sind die gleichen, und die Vergleichseinrichtung 15 erzeugt ein Ausgangssignal, das das Gatter 19 schlieBt.

Mehr Eingänge von diesem Zeichen können nicht in den Speicher 4 gelangen, da dieses das einzige Zeichen in dem Speicher 4 ist und der Name dieses Zeichens immer zu dem Register 17 geleitet wird, Um weitere Einspeicherungen in den Speicher 4 zu erzielen, ist es erforderlich, der Einrichtung Darstellungen anderer Zeichen mit einem anderen Namen einzubringen» Nach zwei weiteren Einspeicherungen wied es vermutlich erforderlich sein, ein weiteres Zeichen einzuführen oder zu dem ersten zurückzukehren, um weitere Einspeicherungen zu ■bewirken* Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis alle zu lernenden Darstellungen in den Speicher 4 gelangt sind und der richtige Name für 1?des der Zeichen erzeugt ist.

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BADORlGiNAt

Der Speicher 4 wird eine Gruppe von mehreren Darstellungen des gleichen Zeichens in unterschiedlichen Lagen enthalten, und diese lagen müssen ausreichend eng benachbart liegen, damit Verwirrungen mit anderen Zeichen vermieden werden. Andererseits führt eine zu enge Abstandshaltung der lagen zu einer wenig wirkungsvollen Ausnutzung der Speicherkapazität des Speichers 4» Die beschriebene Einrichtung gestattet jedoch eine Einspeicherung einer Darstellung in den Speicher 4 nur, wenn eine Verwirrung mit einer vorher gespeicherten Darstellung mit unterschiedlichem Namen vorhanden ist. Solange der Käme in dem Register 17 der gleiche wie der des in das Register 14 eingegebenen Zeichens ist,, erzeugt die Vergleichseinrichtung ein Ausgangssignal, das das Gatter 19 schließt und die Eingabe der Darstellung und des entsprechenden Namens in den Speicher verhindert. Ist der Abstand der Lagen des Zeichens, von dem eine Gruppe von in dem Teil 4A des Speichers gespeicherten Darstellungen abgeleitet ist, zu groß, so wird bei irgendeiner Lage des Zeichens in dem Abtastbezirk der in das Register 17 eingegebene Name von dem abweichen, der an die Eingangsklemmen 13 angelegt und in dem Register 14 gespeichert ist, da die maximale Punktzahl durch eine Darstellung aufgezeichnet sein wird, die einen anderen Namen hat. Tritt das ein, so verschwindet das Ausgangssignal an der Vergleichseinrichtung 15, und die Eingangsgatter 3 werden aufgrund des Signals "Anweisung zu lernen" geöffnet, so daß die Darstellung des eingegebenen Zeichens und der entsprechende Name in den Speicher 4 an der ersten freien Adresse des Speichers eingespeist werden können.

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Die Einrichtung ermöglicht ein lernen der Anlage in der beschriebenen halbautomatischen Weise, indem beliebige eingespeiste Zeichen und ihre entsprechenden Namen der Einrichtung zugeführt wer-den, wobei jedes Zeichen quer Über den Abtastbereich ausreichend langsam abgetastet wird, so daß die Einrichtung solche unterschiedlichen Darstellungen aufnehmen kann, wie sie zur Unterscheidung des zu dieser Zeit zugeführten Zeichens von Zeichen benötigt werden, die andere Namen haben, die bereits in der Einrichtung gespeichert sind. Ist nur das erste Zeichen zugeführt, so findet nur eine Eingabe statt, da keine Möglichkeit besteht, daß es mit irgendeinem anderen Zeichen durcheinandergebracht wird. Ist das zweite Zeichen angelegt, so müssen wahrscheinlich zwei Darstellungen in dem Speicher 4A gespeichert werden, damit die gewünschte Unterscheidung möglich ist. Beim dritten Zeichen werden vier oder fünf Darstellungen gespeichert werden, wenn das Zeichen quer über den Abtastbezirk bewegt wird, usw. Natürlich ist es erforderlich, jedes angelegte Zeichen mehrere Male einzugeben, um die erforderliche Dichte der Lagen des Zeichens, dessen Darstellungen in dem Teil 4A gespeichert sind, zu erzielen·

Sind vor der Haupterkennungseinrichtung mehrere Schichten von Obersetzungsschaltungen vorgesehen, wobei jede Schicht zur Kompensation von Verschiebungen verschiedener Art dient, so werden die Speicher dieser Schichten in der beschriebenen Weise einer nach dem anderen zum Lernen veranlaßt, wobei die

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erste Schicht zuerst lernt, die zweite Schicht danach, usw. Es ist zu beachten, daß es wesentlich ist, die Zeichen während des Lernvorganges von einer bestimmten Schicht irgendeiner Übersetzung oder Verzerrung freizuhalten, die aufgrund einer Kompensation durch eine nachfolgende Schicht erfolgt, obwohl Übersetzungen oder Verzerrungen, die durch vorhergehende Schichten kompensiert sind, in Kauf genommen werden können, da diese keine Wirkung haben. Es ist vorteilhaft, jedoch nicht wesentlich, für jede Schicht eine verschiedene Gruppe von Zeichen zu verwenden. Das Signal des Selektors 6 für die Worte kann zur Erzeugung einer Anzeige für den Bedienenden verwendet werden, daß alle Adressen des Speichers in einer Schicht voll sind, Ggf. kann der Abstand der Lagen des Zeichens, von denen die Darstellungen abgeleitet oder in denen die Darstellungen gewonnen werden, vorherberechnet werden, ebenso wie die in den Speicher 4 eingegebenen Darstellungen, und zwar mittels herkömmlicher Schreibschaltungen. Die zuvor anhand der Zeichnung beschriebene Einrichtung weist keine Mittel zum Freim&cöen der Register am Ende jedes Zyklus des Selektors 6 für die Worte auf und keine Mittel, die sicherstellen, daß die verschiedenen Operationen genau im Takt erfolgen. Alle diese Dinge bereiten, jedoch einem Fachmann keine Schwierigkeiten und sind deswegen hier nicht beschrieben. Es sei jedoch bemerkt, daß der ° Speicher 4 und die sugebörige Schaltung so ausgelegt sein

^ können, daß ein gleichzeitiger Vergleich eines eingegebenen

«^ Zeichens mit den gespeicherten Darstellungen in Gruppen oder u- sogar mit allen gespeicberten Darstellungen erfolgen kann, ¹^ so daß die Arbeitsgeschwindigkeit der Einrichtung größer als bei dem zuvor beschriebenen, aufeinanderfolgenden Vergleich ist.

BAD ORIGINAL

Die Einrichtung kann dadurch abgewandelt werden, daß die Speicher 21 nicht die maximalen Punktzahlen für die Zeichen der jeweiligen Gruppen speichern, sondern die minimalen Punktzahlen aufgrund der verschiedenen Zeichen der jeweiligen Gruppen, was im wesentlichen unabhängig von den Adressen in dem Speicher 4 erfolgt, von denen die verschiedenen Punktzahlen gewonnen sind.

Eine andere Abwandlung der Erfindung besteht darin, daß der Speicher 4 nicht in zwei Teile 4A und 4B geteilt ist, und daß bei jeder Adresse nur die Darstellung des eingespeisten Zeichens gespeist ist. Die Adressen des Speichers sind jedoch in mehrere Gruppen unterteilt, wobei jede Gruppe einem Zeichen einer bestimmten Identität zugeordnet und der Verteiler 7 durch die von dem Selektor 6 ausgewählten Adressen des Speichers 4 gesteuert ist. Bei dieser Anordnung ist zu bemerken, daß jede Gruppe van Adressen die Namensinformation ersetzt, die sonst in dem Teil 4B des Speichers gespeichert ist.

Die erfindungsgemäße Lehre ist nicht auf den Vergleich mit gespeicherten Zeichen beschränkt, um die Transformation der Signale zu bewirken. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die Transformationseinrichtung mehrere Korrelationsnetzwerke auf, die je ein Ähnlichkeitssignal erzegen, das das Maß der Ähnlichkeit des von dem Eingangszeichen der Transformationseinrichtung repräsentierten Zeichens mit dem Zeichen darstellt, auf das das bestimmte Korrelationsnetzwerk passen soll. Es kann auch jede andere Anordnung verwendet werden,

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BAD ORfQiNAL

die Ähnlichkeitssignale in Abhängigkeit von dem eingegebenen Zeichen erzeugt. Die Erfindung liegt in der Auswahl des Ähnlichkeitssignals mit einem Extremwert aus dem Ähnlichkeitssignal, das das Maß der Ähnlichkeit des eingegebenen Zeichens mit dem gleichen bekannten Zeichen darstellt, und in der Übertragung der Kombination von Ähnlichkeitssignalen mit Extremwert für die verschiedenen bekannten Zeichen in Form transformierter Signale zu der nächsten Schicht der Einrichtung zur Zeichenerkennung, Die Erfindung kann in Einrichtungen zur Erkennung jeder Art vnn Zeichen verwendet werden, beispielsweise von sichtbaren Zeichen, von Sprachlauten, von Arbeitsbedingungen in einem Fertigungsverfahren oder von Wetterlagen. Die Erfindung, hat die Verringerung des Einflusses eines oder mehrerer Parameter dieser Zeichen zur Folge, um den Erkennungsvorgang zu vereinfachen.

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Claims

- 18 Patentansprüche

1. Einrichtung zur Zeichenerkennung, mit einer Eingangseinrichtung für Eingangssignale, die von einem zu erkennenden Zeichen abgeleitet sind, mit einer Einrichtung zur Transformation dieser Signale, und mit einer Einrichtung zur Identifizierung der transformierten Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Transformation Mittel aufweist, die von den Eingangssignalen gesteuert werden und Gruppen von Ähnlichkeitssignalen erzeugen, wobei die Ahnlichkeitssignale einer Gruppe das Maß der Ähnlichkeit des eingespeisten Zeichens mit einem bekannten Zeichen mit verschiedenen Werten wenigstens eines Parameters anzeigen, daß ein verschiedenes bekanntes Zeichen für jede Gruppe vorhanden ist, daß Mittel zur Auswahl eines Ähnlichkeitssignals mit einem extremen Wert aus jeder Gruppe vorgesehen sind, und daß die Ähnlichkeitssignale mit den Extremwerten zusammen die transformierten Signale bilden, die weniger abhängig von dem Wert des wenigstens einen Parameters des eingespeisten Zeichens als die Eingangssignale sind,

2_# Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Transformation einen Speicher aufweist, in dem sich eine Vielzahl von Speicherstellen für die Darstellung einer Vielzahl unbekannter Zeichen befinden, daß eine Vielzahl von Darstellungen für jedes bekannte Zeichen vorhanden sind, die das bekannte Zeichen mit verschiedenen

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Werten, wenigstens eines Parameters des bekannten Zeichens repräsentieren, daß der oder jeder der Parameter der gleiche für jedes bekannte Zeichen ist, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Eingangssignale mit den Darstellungen vergleicht und Ähnlichkeitssignale erzeugt, die das Maß der Ähnlichkeit zwischen diesen angeben, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die transformierte Signale in Abhängigkeit von den Ähnlichkeitssignalen erzeugt, die einen extremen Wert haben und von Darstellungen jedes bekannten Zeichens abgeleitet sind, so daß die transformierten Signale weniger abhängig von dem Wert des wenigstens einen Parameters des eingespeistenZeichens als die Eingangssignale sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung transformierter Signale Mittel enthält, die für jedes der bekannten Zeichen ein Signal speichern, das einen Extremwert des Ähnlichkeitssignals darstellt, das aufgrund von Vergleichen des Eingangssignal mit den Darstellungen des bestimmten bekannten Zeichens gewonnen ist, wobei die Extremwertsignale für die verschiedenen bekannten Zeichen zusammen die transformierten Signale bilden.

4-_# Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Speichern von jedem der bekannten Zeichen das größte Ähnlichkeitssignal speichern.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherstellen des Speichers in der Lage sind, eine der

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Darstellungen und ein Signal zu speichern, das die Identität des bekannten Zeichens angibt, von dem die Darstellung abgeleitet ist, daß die Einrichtung zur Erzeugung der transformierten Signale getrennte Speichermittel für jedes der bekannten Zeichen aufweist sowie Mittel, die das größte der Ähnlichkeitssignale, das durch Vergleiche des Eingangssignals mit Darstellungen jedes bekannten Zeichens gewonnen ist, an den jeweiligen Speicher anlegen, wobei die Signale in dem Speicher die transformierten Signale bilden.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Transformationseinrichtungen vorgesehen sind, die jeweils Eingangsklemmen für Eingangssignale und Ausgangsklemmen für transformierte Signale aufweisen, daß Mittel vorgesehen sind, die die Ausgangsklemmen einer ersten der Transformationseinrichtungen mit den Klemmen einer zweiten der Transformationseinrichtungen verbinden und so die Traisformationseinrichtungen in Reihe spalten, daß die Erkennungseinrichtung auf die transformierten Signale an den Ausgangsklemmen einer letzten der Transformationseinrichtungen anspricht, wobei jede der Transformationseinrichtungen Mittel aufweist, die ein Ä'hnliehkeitssignal erzeugen, das das Maß der Ähnlichkeit des Eingangssignals der Transformationseinrichtungen mit solchen Darstellungen von bekannten Zeichen anzeigt, daß die jeweiligen transformierten Signale weniger abhängig von verschiedenen Parametern des Eiagangssreichens als die jeweiligen Eingangssignale sind.

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7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Eingangsklemmen für Identitätssignale vorgesehen sind, die die Identität eines Eingangszeichens angeben, von dem die Eingangssignale für die Einrichtung abgeleitet sind, und daß Mittel vorgesehen sind, die auf die Eingangssignale und auf die Identitätssignale ansprechen und in eine freie Speicherstelle der Speichereinrichtung eine * Darstellung des Eingangszeichens und die die Identität des Eingangszeichens repräsentierenden Identitätssignale einspeisen, wobei die transformierten Signale von den Identitätssignalen abhängig sind, während die Darstellungen in die Speichereinrichtung mittels eines Lernvorgangs gegeben werden.

8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einspeisung einer Darstellung in die Speichereinrichtung Mittel aufweist, die eine solche Einspeisung verhindern, wenn die Darstellung aus dem Speicher, die die größte Ähnlichkeit mit den Eingangssignalen aufweist, die von dem Eingangszeichen gewonnen sind, eine Darstellung eines Zeichens ist, das die gleiche Identität wie das Eingangszeichen hat.

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