DE1549754C3 - Zeichenerkennungsgerät - Google Patents

Description

In vielen Zeichenerkennungsgeräten wird durch die Abtastung eines Zeichens ein analoges Signal erzeugt. Diese Wellenform wird in digitale Werte umgesetzt. Die digitalen Werte werden dann zur Zeichenerkennung ausgenutzt. Da die digitalen Werte davon abhängen, ob das analoge Signal einen gegebenen Schwellenwert zu ausgewählten Zeitpunkten überschreitet oder nicht, würden gleiche Zeichen von verschiedener Strichbreite verschiedene digitale Muster ergeben, wenn die Schwelle nicht entsprechend der Strichbreite eingestellt würde. Die Erfindung betrifft eine Verbesserung für die Einstellung eines Schwellenwertes entsprechend der Strichbreite der Zeichen, die abgetastet werden.

Dokumente, die durch Zeichenerkennungsgeräte

ίο gelesen werden, werden mit den verschiedensten Typenarten geschrieben. Dadurch allein erhält man die verschiedensten Strichbreiten. Ein anderer Grund für die verschiedenen Strichstärken liegt darin, daß sich die Strichbreite mit der Lebensdauer des Farbbandes verändert. Zeichen, die mit einem neuen Farbband geschrieben werden, haben im allgemeinen größere Strichbreite als Zeichen, die mit einem alten Farbband geschrieben werden. Im Falle von vierteljährlichen oder halbjährlichen Berichten ist es durchaus möglich, daß ein Dokument mit verschiedenen Schreibmaschinen geschrieben wird. Bei solchen Berichten kann es nötig sein, den Schwellenwert von Zeichen zu Zeichen, abhängig von der Strichbreite, neu einzustellen. Natürlich ist es oft auch nötig, die Schwelle während der Abtastung eines Zeichens nachzuregeln.

Durch das Hauptpatent 1 524 409 wurde bereits ein Zeichenerkennungsgerät vorgeschlagen, bei dem der Schwellenwert abhängig von zusammenhängenden Flächenelementen des jeweils abgetasteten Zeichens geregelt wird. Dieses Zeichenerkennungsgerät ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Schieberegister vorgesehen ist, durch das die Videoimpulse hindurchgeschoben' werden, daß solche Stufen des Schieberegisters, die einem Block zusammenhängender Flächenelemente entsprechen, mit den Eingängen einer Und-Schaltung verbunden sind, daß an den Ausgang der Und-Schaltung ein Gruppenzähler angeschaltet ist, der die Anzahl Q der Ausgangssignale der Und-Schaltung zählt, daß ein Flächenzähler vorgesehen ist, der die Gesamtzahl A der vom Abtaster gelieferten Schwarz-Videoimpulse zählt und daß an die Ausgänge von Gruppenzähler und Flächenzähler eine Divisionsschaltung angeschaltet ist, die das Verhältnis QlA bildet, das zur Einstellung des Schwellenwertes benutzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, die aufwendige Divisionsschaltung in dem Zeichenerkennungsgerät nach dem Hauptpatent durch eine einfache und billige Vergleichsschaltung zu ersetzen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zur Verkleinerung des Wertes A oder zur Vergrößerung des Wertes Q um einen konstanten, vorgegebenen Wert vorgesehen ist, und daß der jeweils veränderte eine Wert A oder Q sowie der unveränderte andere Wert Q oder A einem Vergleicher zugeführt werden, dessen Ausgangssignal den Schwellenwert bestimmt.

Nachstehend soll die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Schwellenwert-Generator bezeichnet, der von herkömmlicher Art, z. B. wie in der deutschen Patentschrift 1 105 914 beschrieben, sein kann. Eine nähere Erläuterung dieses Schwellenwert-Generators 10 ist daher nicht erforderlich. Die Zeichen auf einem Dokument 14 werden mittels einer Kathodenstrahlröhre 11 und eines Fotomultipliers 13 abgetastet.

Die Kathodenstrahlröhre 11 ist von bekannter Art. Ihr Elektronenstrahl wird durch eine an sich bekannte Ablenkschaltung 12 so abgelenkt, daß die Zeichen auf dem Dokument 14 in einer Reihe von horizontal nebeneinanderliegenden vertikalen Abtastspuren abgetastet werden. Das von dem Dokument 14 reflektierte, von dem Lichtpunkt auf der Kathodenstrahlröhre 11 herrührende Licht trifft auf den Fotomultiplier 13 auf. Am Ausgang des Fotomultipliers 13 erscheint ein analoges Videosignal, das dem Eingang eines Spannungsdiskriminators 15 zugeführt wird. Dieses analoge Videosignal wird im Spannungsdiskriminator 15 mit dem Schwellenwert von einem Verstärker 24 verglichen. Wenn das analoge Videosignal größer als der Schwellenwert ist, ist das Ausgangssignal des Spannungsdiskriminators 15 ein Schwarzoder Eins-Signal, während wenn das analoge Videosignal kleiner als der Schwellenwert ist, das Ausgangssignal des Spannungsdiskriminators 15 ein Weiß- oder Nullsignal ist. Das Ausgangssignal des Spannungsdiskriminators 15 ist somit ein quantisiertes Videosignal.

Dieses quantisierte Videosignal wird dann mittels Signalen von der Zeitsteuerung 20 digitalisiert. Das Ausgangssignal des Spannungsdiskriminators 15 wird einem Inverter 16 und einem Eingang einer Und-Schaltung 18, das Ausgangssignal des Inverters 16 dem Eingang einer Und-Schaltung 17 zugeführt. Je ein Eingang der Und-Schaltungen 17 und 18 führt Zeitsignale von der Zeitsteuerung 20. Das Ausgangssignal der Und-Schaltung 17 wird dem Rückstelleingang einer bistabilen Kippschaltung 19 zugeführt, während deren Einstelleingang mit dem Ausgang der Und-Schaltung 18 verbunden ist. Der Ein-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 19 liefert das Videosignal in digitaler Form. Dieser Ausgang ist mit dem Eingang eines Schieberegisters 21 verbunden. Das Schieberegister 21 wird durch Zeitsignale von der Zeitsteuerung 20 weitergeschaltet.

Und-Schaltungen 26, 27 und 28 untersuchen die synchron mit der Zeichenabtastung durch das Schieberegister 21 geschobenen Daten benachbarter Abtastfelder. Die Felder 0, 40 und 80 sind die untersten Felder der ersten drei vertikalen Abtastspuren und die Felder 1, 41, 81 die jeweils nächsten Felder dieser Abtastspuren. Es wird pro abgetastetem Zeichen eine Zahl Q ermittelt, die der Zahl der Fälle entspricht, in denen wenigstens eine der Und-Schaltungen 26, 27 und 28 ein Ausgangssignal abgibt. Der Wert Q wird in einem Neun-Bit-Binärzähler, dem Gruppenzähler 31 ermittelt. Die Ausgänge der Und-Schaltungen 26, 27 und 28 sind mit den Eingängen einer Oder-Schaltung 29 verbunden, deren Ausgang mit einem Eingang der Und-Schaltung 30 verbunden ist. Dem zweiten Eingang der Und-Schaltung 30 werden Zeitsignale von der Zeitsteuerung 20 zugeführt. Die Ausgangssignale aus der Und-Schaltung 30 werden dem Gruppenzähler 31 zugeführt, um diesen weiterzuschalten. Der Gruppenzähler 31 ist anfangs auf Null zurückgestellt und wird jeweils nach jedem abgetasteten Zeichen wieder auf Null zurückgestellt. Die Zeichenende-Schaltung 23 liefert ein Signal zum Rückstellen des Gruppenzählers 31. Die Zeichenende-Schaltung 23 kann ein Zähler sein, der die Zahl der vertikalen Abtastungen zählt, die für die Abtastung eines Zeichens auf dem Dokument 14 erforderlich ist, und der ein Ausgangssignal liefert, nachdem die erforderliche Zahl von Abtastungen erfolgt ist.

Die Zahl der Schwarz-Bits in einem Zeichen stellt den Wert A dar. Dieser Wert wird durch Zählen der Schwarz-Bits ermittelt, die der ersten Stufe des Schieberegisters 21 zugeführt werden. Der Wert A wird mittels eines Flächenzählers 33 ermittelt, der ein Neun-Bit-Binärzähler ist. Im Unterschied zum Hauptpatent wird der Wert Q nicht durch den Wert A geteilt. Vielmehr werden die Werte Q und A in Analogsignale umgewandelt und der Wert A wird mit einer Konstante K multipliziert. Die Konstante K ist abhängig von einer durchschnittlichen Strichbreite. Wenn z.B. QIA gleich 0,67 ist, dann beträgt die durchschnittliche Strichbreite eines Zeichens ungefähr 3 Bits. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird

*5 der Wert Q im Gruppenzähler 31 mittels eines Digital-Analog-Wandlers 32 in ein Analogsignal umgewandelt. Der Wert im Flächenzähler 33 wird durch einen Digital-Analog-Wandler 34 ebenfalls in ein Analogsignal umgewandelt. Das Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers 34 wird einem Dämpfungsglied 35 zugeführt, in welchem das Analogsignal vom Digital-Analog-Wandler 34 mit der Konstante K multipliziert wird. Die Ausgangssignale des Digital-Analog-Wandlers 32 und des Dämpfungsgliedes 35 werden den Eingängen eines Spannungsdiskriminators 36 zugeführt. Der Spannungsdiskriminator 36 vergleicht KA mit Q und erzeugt ein Ausgangssignal, das anzeigt, ob KA größer oder kleiner ist als Q. Dieser Vergleich ist äquivalent der Bestimmung, ob QIA größer oder kleiner ist als K. Natürlich könnte auch der Wert Q verstärkt, d.h. mit K multipliziert und dann mit A verglichen werden. Es wird die Änderung in der Strichbreite bestimmt. Die Änderung ist entweder auf den Wert K hin, oder von diesem weg gerich-

tet. Die Änderung in der Strichbreite wird benutzt, um einen Schwellenwertzähler 40 vorwärts oder rückwärts zu schalten, der ursprünglich auf einen vorbestimmten Wert eingestellt war. Der Wert in dem Schwellenwertzähler 40 wird dann in ein analoges Schwellenwertsignal umgewandelt.

Das Ausgangssignal des Spannungsdiskriminators

36 wird abgenommen, nachdem ein Zeichen abgetastet worden ist. Zu diesem Zweck ist der Ausgang des Spannungsdiskriminators 36 mit dem Eingang eines Inverters 37 und mit einem Eingang einer Und-Schaltung 38 verbunden. Der Ausgang des Inverters

37 ist mit einem Eingang der Und-Schaltung 39 verbunden. Die Und-Schaltungen 38 und 39 werden durch ein Signal von der Zeichenende-Schaltung 23 vorbereitet. Die Ausgangssignale der Und-Schaltungen 38 und 39 werden einem Schwellenwertzähler 40 zugeführt, um diesen vorwärts und rückwärts zählen zu lassen. Der Schwellenwertzähler 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Binärzähler mit vier Stufen und wird vor Beginn der Zeichenabtastung auf den Wert 8 eingestellt. Danach wird der Wert im Zähler 40 nach jedem abgetasteten Zeichen neu eingestellt. Das Ausgangssignal des Zählers 40 wird einem Digital-Analog-Wandler 41 zugeführt. Der Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 41 ist mit einem Eingang des Verstärkers 24 verbunden, der das Ausgangssignal vom Digital-Analog-Wandler 41 zum Ausgangssignal des Schwellenwertgenerators 10 addiert und somit den endgültigen Schwellenwert bildet. Das Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers 41 könnte aber auch direkt als Schwellenwert benutzt werden. Der Gruppenzähler 31 und der Flächenzähler 33 werden durch das Zeichenende-Signal von der Zeichenende-

Schaltung 23 zurückgestellt. Das Zeichenende-Signal liefert außerdem eine Anzeige für eine Zeichenerkennungsschaltung 22, daß diese die Daten in dem Schieberegister 21 zu dieser Zeit untersuchen soll. Die Zeichenerkennungsschaltung 22 kann von irgendeiner bekannten Art sein; sie bildet keinen Teil der Erfindung.

Der dem Diskriminator 15 zugeführte Schwellenwert wird entsprechend der von Zeichen zu Zeichen sich ändernden Strichbreite und auch entsprechend den optischen Bedingungen innerhalb eines Zeichens verändert. Der Bereich von QIA wird durch einen Spannungsdiskriminator bestimmt, es ist keine Analog-Divisionsschaltung notwendig. Der Schwellenwert für die Strichbreite wird nach jedem Zeichen einfach durch Änderung des Wertes in dem Schwellenwertzähler 40 verändert. Es ist auch möglich, eine Zeile vor der eigentlichen Erkennung abzutasten, um den Schwellenwertgenerator während der Erkennungsphase zu stabilisieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zeichenerkennungsgerät, in welchem ein Schieberegister vorgesehen ist, durch das die Videoimpulse hindurchgeschoben werden, wobei solche Stufen des Schieberegisters, die einem Block zusammenhängender Flächenelemente entsprechen, mit den Eingängen wenigstens einer Und-Schaltung verbunden sind, wobei an den Ausgang (die Ausgänge) der Und-Schaltung(en) ein Gruppenzähler angeschaltet ist, der die Anzahl Q der Ausgangssignale der Und-Schaltung(en) zählt, wobei ein Flächenzähler vorgesehen ist, der die Gesamtzahl A der vom Abtaster gelieferten Schwarz-Videoimpulse zählt und in welchem ferner das Verhältnis QlA den Schwellenwert bestimmt, gemäß Patent 1 524409, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (35) zur Verkleinerung des Wertes A oder zur Vergrößerung des Wertes Q um einen konstanten, vorgegebenen Wert vorgesehen ist, und daß der jeweils veränderte eine Wert A oder Q sowie der unveränderte andere Wert Q oder A einem Vergleicher (36) zugeführt werden, dessen Ausgangssignal den Schwellenwert bestimmt.

2. Zeichenerkennungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Gruppenzählers (31) und des Flächenzählers (33) je ein Digital-Analog-Wandler (32, 34) angeschaltet ist, daß der Ausgang des den Wert A abgebenden Digital-Analog-Wandlers (34) mit einem Dämpfungsglied (35) verbunden ist, daß der Ausgang dieses Dämpfungsgliedes (35) und der Ausgang des den Wert Q abgebenden Digital-Analog-Wandlers (32) mit einem Spannungsdiskriminator (36) verbunden ist, daß an den Ausgang des Spannungsdiskriminators (36) ein Schwellenwertzähler (40) angeschaltet ist, der abhängig davon, welcher der beiden zugeführten Werte größer ist von einem voreingestellten Wert aus vorwärts oder rückwärts zählt und daß an den Ausgang des Schwellenwertzählers (40) ein Digital-Analog-Wandler (41) angeschaltet ist.

3. Zeichenerkennungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang einer Zeichenende-Schaltung (23) mit den Rückstelleingängen des Gruppenzählers (31) und des Flächenzählers (33) verbunden ist.

4. Zeichenerkennungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des an den Schwellenwertzähler (40) angeschalteten Digital-Analog-Wandlers (41) und der Ausgang eines Schwellenwertgenerators mit den Eingängen eines Verstärkers (24) verbunden sind, der beide Schwellenwerte zu einem endgültigen Schwellenwert addiert.