DE1774314B1

DE1774314B1 - Einrichtung zur maschinellen zeichenerkennung

Info

Publication number: DE1774314B1
Application number: DE19681774314
Authority: DE
Inventors: Walter Dr-Ing Dietrich; Rudolf Schlupp
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1968-05-22
Filing date: 1968-05-22
Publication date: 1972-03-23
Also published as: BE733348A; NL6907744A; CH503327A; GB1227120A; US3634823A

Description

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dere dem mit der nächst großen, also fast gleich den Zeichens den höchsten Zählerstand aufweist, großen Spannung, herausfinden kann, muß die ganze Die Lage der Schwarzpunkte innerhalb einer Spalte Anlage weitgehend entstört sein. Schließlich sei die wird hierbei nicht berücksichtigt. Es werden hier »Zentrierung« erwähnt, ein Vorgang, bei dem die also keine Formelemente in dem Sinne, wie sie weiter

elektrisch gespeicherte Information auf die Erken- 5 unten im Zusammenhang mit der Erfindung be-

nungsschaltungen hingeschoben wird; dieses Ver- schrieben werden, erkannt.

fahren ist mit analogen Spannungswerten noch nicht Aus der USA.Patentschrift 2 905 927 ist ein Verbefriedigend gelöst, man muß sich vielmehr auf andere fahren zur Worterkennung bekannt, bei dem pro Weise helfen, etwa durch Vervielfachung der Er- Zeichen nur zwei Spalten zu je 2 Bit vorgesehen sind, kennungsschaltungen. io von denen jedoch nur 1 Bit betrachtet wird. Es erfolgt Diese drei Faktoren: Parallele Informationsver- dort eine spaltenweise Formelementerfassung, wobei arbeitung, weitgehende Entstörung und die Zen- allerdings der Vergleich zwischen gespeichertem trierung bedingen großen Aufwand, beeinträchtigen Formelement und zu erkennendem Formelement unter Umständen die Betriebssicherheit und lassen digital erfolgt.

sich durch Anwendung geeigneter digitaler Methoden 15 Den oben geschilderten Nachteilen, also der unhäufig besser bewältigen. sicheren Bestimmung der größten Spannung und So ist es bekannt, an Stelle der Verzögerungslei- der umständlichen Erweiterung der Erkennungstungen digitale Schieberegister zu verwenden und die schaltung auf andere, insbesondere ähnliche Zeichen, Auswertung der darin gespeicherten Information wie hilft die Erfindung ab.

oben mit Widerstandsnetzwerken vorzunehmen. Für 20 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

die nachfolgenden Extremwertschaltungen ergibt sich eine Einrichtung zur maschinellen Zeichenerkennung

~ der zusätzliche Gewinn, daß die digitalen Spannungs- anzugeben, dem die oben angeführten Nachteile

ψ werte von sich aus bereits weitgehend frei von Störun- nicht anhaften.

gen sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch

Die Widerstandsnetzwerke sind im allgemeinen 25 gelöst, daß das Zeichen zeilenweise aus dem zwei-

als Sternschaltung ausgeführt, wobei das eine Ende dimensionalen Schieberegister ausgespeichert wird,

des Widerstandes an einen Punkt des flächenhaften wobei die Schwarzweißverteilung jeder Zeile ein

Speichers führt, während das andere Ende allen Wider- Formelement darstellt, und daß die Formelemente

ständen gemeinsam ist und auf den Eingang der durch diesen nachgebildete elektrische Sonden ermit-

Extremwertschaltung führt. Wenn der Zeichensatz 30 telt werden, indem die Formelemente nacheinander

viele Zeichen hat, so braucht man erstens eine hohe den Sonden angeboten werden und mittels einer ersten

Auflösung und damit viele Speicherpunkte, zweitens Extremwertschaltung die dem jeweiligen Formele-

nahezu an jedem Speicherpunkt einen Widerstand, ment ähnlichste Sonde festgestellt wird, daß durch

je Netzwerk also viele Widerstände; eine typische eine Erkennungsschaltung die so festgestellte Sonde

Anzahl sind 200 Widerstände für ein Netzwerk, d. h. 35 unter Berücksichtigung ihrer Lage innerhalb des

ein Zeichen. Mit zunehmender Anzahl der verschiede- Zeichenfeldes den betreffenden Zeichen zugeordnet

nen Zeichen wird die kritische Spannung, das ist die wird, daß durch einen Binärzähler je Zeichen die

Spannungsdifferenz zwischen der größten Spannung Anzahl der ihm zugeordneten Sonden festgehalten

für das richtige Zeichen und der nächst großen und mittels einer zweiten Extremwertschaltung das

Spannung für das ähnlichste, aber falsche Zeichen, 40 Zeichen mit der größten Anzahl von zugeordneten

immer kleiner und die Gefahr fehlerhafter Erkennung Formelementen festgestellt und damit erkannt

immer größer. wird.

Will man dem Zeichensatz ein weiteres Zeichen Das neue Verfahren ist besonders gut geeignet,

hinzufügen, und sei es eines bereits vorhandener Be- wenn das Zeichenfeld gerastert abgetastet und für

deutung, aber etwas anderer Gestalt (z. B. die oben 45 die einzelnen Rasterfelder eine Ja-Nein-Entscheidung

offene und die oben geschlossene Ziffer 4), so braucht für Schwarz oder Weiß getroffen wird; man kann

man bereits ein weiteres Widerstandsnetzwerk. dann nämlich die Formelemente-Einteilung so vor-

Ein in diesem Sinne »anderes Zeichen« liegt auch nehmen, daß jeweils die Schwarzweißverteilung

vor, wenn ein Zeichen bei gleicher Bedeutung und einer oder mehrerer Zeilen bzw. Spalten des Raster-

sonst gleicher Gestalt nur in den Abmessungen ver- 50 feldes ein Formelement darstellt,

ändert wird. So sind z. B. bei der Normung von Ziffern Anspruch 1 schützt ausschließlich die Gesamt-

und großen Buchstaben für die optische Zeichener- kombination der in ihm enthaltenen Merkmale, die

kennung vier verschiedene Größen für jedes Zeichen Unteransprüche gelten nur in Verbindung mit dem

vorgesehen, um den verschiedenartigen Druckwerken Anspruch, auf den sie rückbezogen sind. Die Erfin-

gerecht werden zu können. Es ist leicht einzusehen, 55 dung wird nun an Hand der folgenden Figurenbe-

daß die Anzahl der Erkennungsschaltungen hier sehr Schreibung näher erläutert. Es zeigt

groß wird. F i g. 1 den Zeichensatz OCR-A,

Aus der Literaturstelle »IBM Technical Disclosu- F i g. 2 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen

res Bulletin«, Vol. 6, Nr. 9, Februar 1964, S. 75/76, Einrichtung,

ist es bekannt, das Zeichen in Spalten aufzuteilen und ⁶° F i g. 3 das in F i g. 2 schematisch dargestellte

die Anzahl der Schwarzpunkte nacheinander in jeder Sondennetzwerk,

Spalte zu zählen. Es ist hierbei pro zu erkennendem Fig. 3a die gesamte Codetabelle der 32 Sonden, Zeichen ein Zähler vorgesehen, und über eine logische F i g. 4 einen Analog-Digital-Wandler mit vier Grau-Verknüpfung wird jeweils den Zählern derjenigen stufen,

Zeichen, bei denen in der betreffenden Spalte die 65 F i g. 5 eine Stufe des Sondenregisters,

ermittelte Anzahl der Schwarzpunkte vorkommen F i g. 6 eine zweite Ausführungsmöglichkeit des

kann, diese Anzahl hinzuaddiert, derart, daß nach Sondennetzwerkes,

der Abtastung aller Spalten der Zähler des zu erkennen- Fi g. 7 a bis 7 c die Ziffer »3« in drei verschiedenen

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Größen mit Angabe der Zonen und der betreffenden verwendet werden. Je ein Zählet Zl bis Zn ist einem

Sonden, Zeichen des Zeichensatzes zugeordnet. Die Erken-

F i g. 8 die erste Extremwertschaltung zur Be- nungssignale der Erkennungsschaltung 8, in der auch

Stimmung der Sonde mit der größten Ausgangs- die zeilengerechte Zuordnung der Sonden erfolgt, spannung sowie die taktgesteuerte Erkennungsschal- 5 werden daher über die ODER-Schaltungen 11 jeweils

tung für die Ziffer »3«, denjenigen Zählern als Zählimpulse zugeleitet, deren

F i g. 9 die Schaltung zur Umschaltung der Zeilen zugehörige Zeichen das Sondenmerkmal aufweisen.

und Zonen in Abhängigkeit von der Zeichengröße, Daher wird derjenige Zähler (Zl bis Zn) den höchsten Fig. 10a bis 10c Schaltungen für die Zuordnung Zählerstand aufweisen, dessen zugeordnetes Zeichen

der Sonden zu den Zeichen, und zwar der Ziffer »3« _i0 abgetastet wurde, und es bleibt noch als letzter

mit verschiedenen Abwandlungen, Schritt, diesen Zähler zu ermitteln, wofür die Extrem-

F i g. 11 die Zuordnung der Sonden unter Berück- wertschaltung 10 vorgesehen ist. Die Bedeutung des

sichtigung gleicher Teile bei verschiedenen Zeichen, Höhenregisters 12 sowie des Zeilenzählers 13 und des F i g. 12 die Treffer-Binärzähler mit der zweiten Zonenzählers 14 wird in Zusammenhang mit F i g. 9

Extremwertschaltung, 15 erläutert. Die Schiebe- und Zähltakte werden von dem

Fig. 13 ein Schaltungsbeispiel einer Extremwert- gemeinsamen Taktgeber 15 abgeleitet; die hierfür

schaltung. erforderlichen Steuerungen sind nicht dargestellt, da

Bei dem im folgenden beschriebenen Ausführungs- sie allgemein bekannt sind.

beispiel werden die Zeichen, die in F i g. 1 dar- Nach dieser prinzipiellen Erläuterung der Erfin-

gestellt sind (OCR-A), gerastert abgetastet, und zwar 20 dung sollen nunmehr einzelne Schaltungsteile und mit einer Lichtwandlerreihe, die jeweils eine Spalte Funktionen beschrieben werden, des Zeichenfeldes erfaßt. Wie bereits gesagt, werden die Lichtwandlersignale

An Hand des Blockschemas der F i g. 2 soll die verstärkt und digitalisiert und in die beiden Werte 0 Erfindung zunächst im Prinzip erläutert werden. Als oder 1 eingeteilt. Dies ergibt eine grobe Quantisierung Beispiel wird die Ziffer »3« abgetastet und in Richtung 25 der Schwärzung in nur zwei Stufen, so daß in dem des Pfeiles 1 über die Lichtwandlerreihe 2 geführt. Schieberegister 4 und in dem Sondenregister 5 jeweils Um Höhenschwankungen und Größenänderungen nur ein Flipflop oder ein anderes digitales Speichersowie Ungenauigkeiten im Druck ausgleichen zu element je Speicherstufe erforderlich ist. können, ist die Lichtwandlerreihe größer als die F i g. 3 zeigt für diese einfache Einteilung das

Zeichenhöhe. Die Lichtwandlersignale werden in 30 Sondennetzwerk. Als Sonden dienen die Schwarzden zugeordneten Schaltungen 3 verstärkt und digi- weißverteilungen der einzelnen Matrixzeilen. Da in talisiert, so daß man für ein schwarzes Rasterfeld dem vorliegenden Beispiel fünf Abtast-Spalten vorein Signal am Ausgang der Schaltung 3 erhält, das gesehen sind, ergeben sich also 32 mögliche Schwarzdeutlich von den Signalen der weißen Rasterfelder weißverteilungen und damit 32 mögliche Zeilen. In unterschieden ist. Die an den Ausgängen O₁ bis <z₃₂ 35 F i g. 3 ist auf der rechten Seite die entsprechende auftretenden Signale (0 oder 1) werden spaltenweise Codetabelle aufgezeichnet, wobei »0« = Weiß und in das zweidimensionale Schieberegister 4 einge- »1« = Schwarz darstellt. Das Sondenregister 5 enthält speichert und in diesem ebenfalls spaltenweise weiter- fünf Flipflops 16 mit je zwei Ausgängen, von denen geschoben. jeweils einer markiert ist, je nachdem, ob ein schwarzes

Wenn das Zeichen ganz eingespeichert ist, wird 40 oder weißes Flächenelement in das Sondenregister es senkrecht zur Einspeicherrichtung zeilenweise eingespeichert wurde. Zur Nachbildung der Sonden ausgespeichert. Bei jedem Schiebetakt wird folglich sind Widerstandsverknüpfungen vorgesehen, und zwar eine Zeile des Zeichens über das für eine Zeile aus- in der Weise, daß für eine 0, d. h. ein weißes Matrixgelegte Sondenregister 5 in das Sondennetzwerk 6, element, der Weiß-Ausgang und für eine 1, d. h. ein das an Hand der F i g. 3 bzw. 6 näher erläutert 45 schwarzes Matrixelement, der Schwarz-Ausgang des wird, eingespeichert. Das Sondennetzwerk enthält betreffenden Flipflops 16 mit der Zeilenleitung verebenso viele Spalten wie das Schieberegister 4 und bunden ist. Wenn man die Codetabelle der F i g. 3 so viele Zeilen wie Sonden für die sichere Erkennung mit den Ziffern der F i g. 7 vergleicht, so erkennt der Zeichen erforderlich sind, bei dem gewählten man, daß für die Zonen II und V die Sonde 17 den Beispiel maximal 32. 50 größten Ausgangswert liefern muß, da dann die Ver-

Bei jedem Schiebetakt liefert nun eine der Sonden, drahtung des Sondennetzwerkes mit dem Formelenämlich diejenige, die hierbei dem in dem Sonden- ment der abgetasteten Ziffer übereinstimmt. In den register eingespeicherten Zeichenteil (Zeichenzeile) Zonen II und V treten nämlich von rechts nach links am ähnlichsten ist, das größte Signal. Dieses wird die Signale Schwarz, Weiß, Weiß, Weiß, Weiß, auf, in der Extremwertschaltung 7 ermittelt und der 55 was der Verdrahtung der 17. Sonde entspricht, wie Erkennungsschaltung 8 zugeführt. In der Erkennungs- man aus F i g. 3 ersehen kann, schaltung 8 erfolgt die Zuordnung der festgestellten F i g. 3 a zeigt die gesamte Codetabelle der 32 Sonden.

Sonde zu allen denjenigen Zeichen, die in der be- Vielfach genügt die einfache Schwarzweißdigitali-

trachteten Zeile die durch diese Sonde gekennzeichnete sierung nicht, so daß es dann zweckmäßig ist, mehrere Ausbildung aufweisen. Es wird aber nun nur ein 60 Graustufen einzuführen. F i g. 4 zeigt eine Schal-Zeichen geben, für das alle Aussagen der Extrem- tung zur Umwandlung der von den Lichtwandlern 2 wertschaltung 7 zutreffen, nämlich für das gerade kommenden Analogsignale in vier Graustufen, abgetastete Zeichen, während für alle anderen Zeichen Die Lichtwandlersignale gelangen über den Verweniger Aussagen zutreffen. In einem zweiten Er- stärker 3' zu dem Analog-Digital-Wandler 3". Dieser kennungsschritt muß also das richtige Zeichen ermit- 65 besteht aus den drei Flipflops FFl, FFl und FF3, telt werden. Hierzu sind die Binärzähler 9 (Zl bis Zn) denen die Signale über Spannungsteiler mit den sowie die Extremwertschaltung 10 vorgesehen. An Abstufungen ¹Z₄, ¹I₂ und ³/₄ parallel zugeführt werden; Stelle der Binärzähler können auch andere Zähler der andere Eingang der Flipflops wird zum Löschen,

d. h. Zurücksetzen des Flipflops benutzt, nachdem der Inhalt ausgewertet wurde. Bei entsprechendem Schwarzgehalt des abgetasteten Flächenelementes wird einer oder mehrere der Flipflops in den »!«-Zustand gesetzt und der »1 «-Ausgang markiert. Im anderen Falle ist der »O«-Ausgang markiert. Die Ausgänge der Flipflops FFl bis FF3 sind nun so über die UND-Schaltung 17 und die ODER-Schaltung 18 miteinander verknüpft, daß die Ausgänge der Flipflops FFA und FF5, die eine Stufe des Schieberegisters 4 darstellen, gemäß folgender Tabelle markiert sind:

Al	A2
0	0
1	0
0	1
1	1

= weißes Rasterfeld

= hellgraues Rasterfeld

= dunkelgraues Rasterfeld

= schwarzes Rasterfeld

gesteuerten Erkennungsschaltung 8, wobei die Steuerung mit Hilfe desselben Taktgenerators (bzw. derselben Taktfrequenz) erfolgen kann, der die Information in dem Schieberegister 4 nach ober schiebt.
Die taktgesteuerte Erkennungsschaltung wird an Hand der Fig. 8 näher erläutert; zuvor ist es jedoch noch erforderlich, eine Weiterbildung der Erfindung zu erklären.
Wie F i g. 7 zeigt, ist das Zeichenfeld, im Beispiel

ίο mit der Ziffer »3«, in sechs Zonen I bis VI eingeteilt, und zwar zum Zwecke der Daten- und damit Aufwandsverminderung. Jede Zone umfaßt eine bestimmte Anzahl von Abtastzeilen, und zwar in Abhängigkeit von der Zeichengröße. Die Ziffer 3 der Fig. 7 a ist z. B. in sechs Zonen mit je drei Abtastzeilen eingeteilt, während die 3 der Fig. 7b Zonen mit drei bzw. vier Abtastzeilen aufweist. Die genaue Einteilung ergibt sich aus der folgenden Tabelle.

F i g. 5 zeigt die Verbindung der Ausgänge der Stufen des Sondenregisters 5 für eine Stufe. Sie besteht aus den beiden Flipflops FF6 und FFl, deren »1«-Ausgänge über die beiden Widerstände R und ¹I₂R auf den gemeinsamen Ausgang A führen. Da die Widerstandswerte dieser beiden Widerstände im Verhältnis 2:1 stehen, ergeben sich folgende Spannungsverhältnisse an dem Ausgang A:

Al	Al	A	Rasterfeld
O	O	O	weiß
1	O	7a	hellgrau
O	1	²/₃	dunkelgrau
1	1	1	schwarz

Die Ausgänge A sind mit den zugeordneten Spalten des Sondennetzwerkes 6 verbunden, dessen Aufbau aus F i g. 6 hervorgeht. Jede Zeile (Sonde) weist zwei Leitungen auf, nämlich eine s- und eine w-Leitung; der Ausgang Λ ist mit der w-Leitung verbunden, wenn das zugeordnete Rasterfeld und damit das Sondenelement weiß ist, und mit der s-Leitung verbunden, wenn dieses Element schwarz ist. In F i g. 6 ist rechts die Sondentabelle mit »0« für Weiß und »1« für Schwarz auszugsweise wiedergegeben. Die beiden Leitungspaare sind je mit einem Differenzverstärker 19 verbunden, so daß also je Sonde die Differenz zwischen Schwarz und Weiß gebildet wird. Differenzverstärker sind an sich bekannt und brauchen hier daher nicht näher erläutert zu werden.

Die Ausgänge der Differenzverstärker führen zu der Extremwertschaltung 7. Da der Inhalt des Schieberegisters 4 zeilenweise in das Sondenregister 5 eingeschoben und dem Sondennetzwerk 6 angeboten wird, treten bei jedem Schiebeimpuls an den Ausgängen des Sondenregisters 5 Spannungen auf, die den Schwarzweißverlauf längs eines horizontalen Schnittes durch das Zeichenfeld, d. h. längs einer Abtastzeile darstellen. Die Sonde, deren Verdrahtungen dem Spannungsverlauf längs dieser Abtastzeile entspricht, liefert die größte Ausgangsspannung, die mittels der Extremwertschaltung 7 bestimmt und digitalisiert wird. Ist das Zeichen z. B. achtzehn Abtastzeilen hoch, so liefert die Extremwertschaltung 7 nacheinander achtzehn Ausgangssignale, deren zeitliche Folge und damit Zuordnung zur Höhenlage innerhalb des Zeichens für die Erkennung des Zeichens berücksichtigt werden muß. Dies erfolgt in der takt-

20	Zone	Zeilen	pro Zone	bei Normgröße
		A
	I	3
	II	3
25	III	3
	IV	3
	V	3
	VI	3
B	C
3	4
4	4
3	4
4	4
3	4
4	4

Die Aufwandsreduzierung wird nun dadurch erzielt, daß innerhalb der einzelnen Zonen die Reihenfolge der Sonden nicht beachtet wird.

Die Anzahl der Abtastzeilen muß also, wie die obige Tabelle zeigt, in Abhängigkeit von der Normgröße umgeschaltet werden. Diese Umschaltung wird an Hand der F i g. 2 und 9 näher erläutert.

An das Schieberegister4 (Fig. 2) ist ein sogenanntes Höhenregister 12 angeschlossen, mittels dessen die Zeichengröße (Zeichenhöhe) festgehalten wird. Dazu werden die Stufen des Höhenregisters durch jede an den Anschlußpunkten al' bis ö32' einlaufende Schwarz- bzw. Grauinformation gesetzt. Nach der Abtastung eines Zeichens wird die Höheninformation gleichzeitig mit der Zeicheninformation im Schieberegister 4 nach oben geschoben. An die Ausgänge der einzelnen Stufen des Höhenregisters 12 sind die UND-Schaltungen 20, 21 und 22 angeschlossen. Dabei erfassen die UND-Schaltungen 20 die Zeichen der Normgröße A (Fig. 7), die UND-Schaltungen 20 und 21 die Zeichen der Normgröße B und die drei UND-Schaltungen zusammen die Zeichen der Normgröße C.

Die Ausgänge der drei UND-Schaltungen 20 bis 22 führen zu dem Zeilenzähler 13, der von dem gemeinsamen Taktgeber 15 weitergeschaltet wird und der in F i g. 9 näher gekennzeichnet ist.

Die Zählimpulse gelangen von dem Taktgeber 15 über die UND-Schaltung 23 zu den ersten drei Stufen des Ringzählers 24, wenn das Flipflop FFS gesetzt ist, d. h., wenn die UND-Schaltung 20 angesprochen hat. Entspricht nun das abgetastete Zeichen der Normgröße A, dann steht das Flipflop FF9 in der Nullstellung, so daß nach dem dritten Zählimpuls über die UND-Schaltung 25 und die ODER-Schaltung 26 der Zonenzähler 14 von der Stufe I in die Stufe II weitergeschaltet wird.

Der 4. Taktimpuls setzt ferner den Ringzähler über die UND-Schaltung 25 in die 4. Stellung. Nach

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dem 6. Taktimpuls wird der Zonenzähler 14 in die Gemäß Fig. 10b ist die zweite Zone stärker Stufe III weitergeschaltet, da das Flipflop FFlO in gewichtet als die anderen Zonen, da deren Ausgangsder Nullstellung steht und damit die UND-Schaltung leitung zu der zweiten Stufe des Zählers 9 führt.

27 geöffnet ist. Nimmt man z. B. an, daß bei einer gut gedruckten

Mit dem 7. Taktimpuls beginnt der Zähler 24 von 5 Ziffer »3« der Größe A achtzehn Impulse auf den

vorn zu zählen, so daß nach jedem 3. Taktimpuls, zugeordneten Zähler Z3 gelangen, dann erhalten alle d. h. nach jeder 3. Abtastzeile, der Zonenzähler 14 anderen Zähler weniger Zählimpulse, da für sie eine

weitergeschaltet wird. oder mehrere Sondenbedingungen nicht erfüllt sind.

Liegt nun eine Ziffer der NormgrößeB vor, dann Wie man nun leicht aus Fig. 10b erkennt, werden

spricht die UND-Schaltung 21 an und setzt das io die Aussagen für die Ziffer »3« noch mehr bevorzugt,

Flipfiop FFlO über die UND-Schaltung 28, deren indem nun der Zähler Z3 bis 21 zählt. Diese Ge-

erster Eingang bereits durch Flipflop FF8 markiert wichtung hat den Vorteil, daß z. B. die Gewichtung

ist, in die 1-Stellung, so daß die UND-Schaltung 29 der Sonden Nr. 17 der Ziffer »3« für alle anderen

geöffnet und die UND-Schaltung 27 gesperrt wird. Ziffern unschädlich ist, selbst wenn bei diesen Ziffern

Damit gelangt dann der 7. Taktimpuls nicht zum 15 das gleiche Formelement vorkommt.

Zonenzähler 14, sondern zur Stufe 6' des Ringzählers Eine weitere Abänderung im Sinne einer sicheren

24, und man erhält die in Tabelle 3 für die Norm- Erkennung zeigt das Beispiel der F i g. 10 c, bei dem

größe B angegebene Umschaltfolge des Zonenzähleis. noch die »Vorgeschichte« berücksichtigt wird. Wie

Bei der Abtastung einer Ziffer der Normgröße C man sieht, wird das Flipflop FFIl gesetzt, wenn in

spricht auch die UND-Schaltung 22 an, so daß nun- ao der Zone I ein Signal kommt, d. h., wenn wie bei der

mehr auch das Flipflop FF9 über die UND-Schaltung Ziffer »3« ein waagerechter Strich vorhanden ist.

30 in die 1-Stellung übergeht und damit die UND- Nur in diesem Fall kann die Zone II auf den Zähler Z3 λ

Schaltung 25 sperrt und die UND-Schaltung 31 öffnet. einwirken. \

Dies bedeutet dann, wie man sieht, daß nunmehr In vielen Fällen haben verschiedene Zeichen gleiche

der Zonenzähler 14 nach jeder 4. Abtastzeile weiter- 25 Zeichenteile oder Formelemente. Man kann daher

geschaltet wird. zur Aufwandsreduzierung für diese gleichartigen

Wie man ferner aus F i g. 9 erkennt, sind die Teile auch gemeinsame Erkennungsschaltungen verAusgänge der einzelnen Stufen des Zonenzählers 14 wenden. So ist z. B. bei den Ziffern »3« und »5« der über UND-Schaltungen32 mit der taktgesteuerten untere Teil gleich. Fig. 11 zeigt ein Schaltungs-Erkennungsschaltung 8 verbunden, so daß die letztere 30 beispiel für die Zusammenfassung der betreffenden bei jedem Schiebetakt abgefragt wird. Erkennungslogik.

Fig. 8 zeigt weitere Einzelheiten der taktge- Fig. 11 zeigt noch eine andere Weiterbildung der

steuerten Erkennungsschaltung 8, und zwar die Zu- Erfindung.

Ordnung der Sonden für die Ziffer »3«. Die Widerstandssonden sind alle vorher und fest

Wie nun ein Vergleich mit der Normgröße A der 35 eingebaut, unabhängig von dem zu lesenden Zeichen-Ziffer 3 in F i g. 7 zeigt, muß die Sonde Nr. 17 in satz und der Anzahl der Zeichen; dies bedeutet, daß jeder Zone ansprechen; der Ausgang der Extrem- man im ungünstigsten Fall alle 32 mögliche Sonden wertschaltung 7 für diese Sonde ist also bei jedem einbauen muß. Ist die Druckqualität der später abge-Zonentakt über geeignete ODER- und UND-Schal- tasteten Zeichen in definierter Weise schlecht oder tungen zu der Ausgangs-ODER-Schaltung 33 durch- 40 liegen Zeichenteile zwischen oder auf zwei Abtastgeschaltet, während der Ausgang der 31. Sonde im spalten, dann kann man zur Erhöhung der Erkennungs-3. und 4. Zonentakt und der Ausgang der 32. Sonde sicherheit weitere Sondensignale einführen. So erlaubt im 1. und 6. Zonentakt auf die ODER-Schaltung 33 die zusätzliche Verknüpfung der Sonde 31 an der durchgeschaltet wird. Die übrigen Sonden spielen Stelle PX die Erkennung eines verkürzten unteren { bei der Ziffer 3 keine Rolle. 45 Striches bei den Ziffern »3« und »5«. In ähnlicher Weise

Für die anderen Ziffern gelten andere Verknüpfun- bedeutet die Verknüpfung an der Stelle P2, daß auch

gen, die ebenfalls je auf eine Ausgangs-ODER-Schal- bei verkürztem waagerechten mittleren Strich der Ziffer

tung führen, die in F i g. 2 summarisch mit den >>5« ein Erkennungssignal zu dem Zähler Z5 gelangt.

Bezugszeichen 11 bezeichnet sind. Die Beispiele der F i g. 10 und 11 zeigen die

Je eine der ODER-Schaltungen 11 ist mit dem 50 große Flexibilität der erfiiidungsgemäßen Anordnung

zugeordneten Zähler 9 verbunden; so gelangen die bei der Anpassung an die gegebenen Verhältnisse.

Ausgangsimpulse der ODER-Schaltung 33 (F i g. 8) Fi g. 12 zeigt nun noch ein Beispiel für die Extrem-

zu dem Zähler Z3, der der Ziffer 3 zugeordnet ist. wertschaltung 10.

In den Zählernil (Zl bis Zn) wird also gezählt, Die Zählerausgänge der ZählerZl bis Zn sind

wie oft eine der vorhandenen Sonden anspricht. Da 55 über binär abgestufte Widerstände mit der Extrem-

diese Zahl für das abgetastete Zeichen am größten wertschaltung 10 verbunden. Die Abstufung der

sein muß, gilt es nur noch, den Zähler mit dem hoch- Widerstandswerte hat den Zweck, den Zählerstand in

sten Zählerstand zu ermitteln. einen der Zahl proportionalen Spannungswert umzu-

Vielfach ist es erforderlich, zur sicheren Erkennung wandeln, der im Knotenpunkt des Widerstandsder Zeichen bestimmte Aussagen stärker oder schwä- 60 Netzwerks zur Verfügung steht und der Extremwertcher zu beachten. So ist beispielsweise der senkrechte schaltung zur Mehrheitsentscheidung zugeführt wird. Strich der Ziffer »3« in Zone II wichtig. F i g. 10 F i g. 13 zeigt ein Schaltungsbeispiel einer Extremzeigt einige Beispiele für die unterschiedliche Ge- wertschaltung. Trotz rein digitaler Erkennungsschalwichtung der Erkennungssignale für die Ziffer »3«. tung erhält man eine echte Mehrheitsentscheidung

In F i g. 10 a ist die gemäß F i g. 8 beschriebene 65 für das wahrscheinlichste Zeichen.
Erkennungslogik übersichtlich dargestellt; ein aus- Es sei noch bemerkt, daß man den höchsten Zählergefüllter Kreuzungspunkt bedeutet eine ODER- stand auch mit aus der Rechentechnik bekannten Verknüpfung und ein Kreis eine UND-Verknüpfung. dig^;talen Methoden ermitteln kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche· *^^e Erdung betrifft eine Einrichtung zur maschi-

' nellen Zeichenerkennung, bei der die Zeichen mit einer

I. Einrichtung zur maschinellen Zeichener- mehrkanaligen Abtasteinrichtung spaltenweise abgekennung, bei der die Zeichen mit einer mehr- tastet werden, die einzelnen Signale verstärkt und kanaligen Abtasteinrichtung spaltenweise abge- 5 digitalisiert werden und die so gewonnenen Schwarztastet werden, die einzelnen Signale verstärkt weißsignale jeweils eines vollständigen Zeichens spal- und digitalisiert werden und die so gewonnenen tenweise in ein zweidimensionales Schieberegister Schwarzweißsignale jeweils eines vollständigen eingespeichert werden.

Zeichens spaltenweise in ein zweidimensionales Es gibt bereits sehr viele verschiedenartige Erken-

Schieberegister eingespeichert werden, dadurch io nungsverfahren, die man ihrer wesentlichen Funktion gekennzeichnet, daß das Zeichen zeilen- nach in analoge und digitale Verfahren einteilen kann, weise aus dem zweidimensionalen Schiebere- Das bekannteste analog arbeitende Verfahren wird gister (4) ausgespeichert wird, wobei die Schwarz- bei der Magnetschrift E 13 B angewendet; dabei wird weißverteilung jeder Zeile ein Formelement dar- das mit magnetischer Druckfarbe gedruckte Zeichen stellt, und daß die Formelemente durch diesen 15 schnell über den Luftspalt eines Magnetkopfes hinnachgebildete elektrische Sonden (Widerstands- weggezogen; am Ausgang des Magnetkopfes entsteht netzwerk 6) ermittelt werden, indem die Form- dann eine Spannungskurve, deren Amplitude gemäß elemente nacheinander den Sonden angeboten dem Induktionsgesetz in jedem Augenblick gleich werden und mittels einer ersten Extremwert- der Änderung der Ausdehnung der Druckfarbe in schaltung (7) die dem jeweiligen Formelement 20 Richtung des Spaltes ist. Die Spannungskurve hat ähnlichste Sonde festgestellt wird, daß durch eine also für jedes Zeichen einen charakteristischen Ver-Erkennungsschaltung (8) die so festgestellte Sonde lauf, der in eine Verzögerungsleitung eingespeist und unter Berücksichtigung ihrer Lage innerhalb des von dieser mit Hilfe von für jedes Zeichen charakte-Zeichenfeldes den betreffenden Zeichen zugeordnet ristischen Widerstandsnetzwerken, die an dafür vorwird, daß durch einen Binärzähler (9) je Zeichen 25 gesehene Anzapfungen der Verzögerungsleitung angedie Anzahl der ihm zugeordneten Sonden fest- schlossen sind, ausgewertet wird. Das Widerstandsgehalten und mittels einer zweiten Extremwert- netzwerk, das dem gerade abgetasteten Zeichen zugeschaltung (10) das Zeichen mit der größten Anzahl ordnet ist, liefert die größte Ausgangsspannung, die von zugeordneten Formelementen festgestellt und mit Hilfe einer Extremwertschaitung aus den Ausdamit erkannt wird. 30 gangsspannungen aller Widerstandsnetzwerke heraus-
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- gefunden wird und damit das gelesene Zeichen nach kennzeichnet, daß die Speicherkapazität des Schie- außen signalisiert. Dieses Verfahren ist einfach und beregisters mehr als zwei (z. B. vier) Graustufen arbeitet gut, solange die Druckqualität sehr gut ist; pro Rasterpunkt beträgt. andernfalls macht es Fehler oder versagt sogar, weil
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 35 die längs einer einzigen Abtastspur, hier mit Hilfe gekennzeichnet, daß das Schieberegister (4) in des Magnetkopfes zu gewinnende geringe Informations-Zonen mit von der Zeichengröße abhängiger menge dann nicht mehr ausreicht.

Zeilenzahl eingeteilt ist und daß die Reihenfolge Bei der optischen Zeichenerkennung muß und will

der Formelemente innerhalb einer Zone nicht man stets vergleichsweise geringe Druckqualitäten berücksichtigt wird. 40 zulassen; das geschilderte einfache Verfahren reicht
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- dann nicht mehr aus, vielmehr wird dann eine Anzahl kennzeichnet, daß die Sondenausgänge gewichtet paralleler Abtastspuren vorgesehen, mit Lichtwandsind. lern zur Abtastung des Zeichens, und einer gleichen
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- Anzahl von Verzögerungsleitungen, an deren Ankennzeichnet, daß die Sondenausgänge dadurch 45 zapfungen dann eine der Gestalt des Zeichens entgewichtet sind, daß sie mit der zweiten, dritten sprechende Spannungsverteilung, wobei die Ampli- oder folgenden Stufe des Binärzählers (9) direkt tude der Spannungen durch die Schwärzung des verbunden sind. Zeichens gegeben ist, abgegriffen und über ein jetzt
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- nicht mehr eindimensionales, sondern flächenhaftes, kennzeichnet, daß zur Berücksichtigung der »Vor- 5° also zweidimensionales, Widerstandsnetzwerk je Zeigeschichte« (z. B. muß zuerst eine bestimmte Sonde chen sowie eine anschließende Extremwertschaltung vorher angesprochen haben) ein Zwischenspeicher ausgewertet, d. h. das Zeichen erkannt wird.

(FFIl in Fig. 10c) für diese Sondenaussage Ein solches durchgehend mit Analogwerten arbei-

vorhanden ist, der mit dem betreffenden Sonden- tendes Leseverfahren liefert bei vorgegebener Auflösung ausgang über eine UND-Schaltung mit dem 55 das Maximum an Information aus dem Zeichenbild Zähler verbunden ist. an die Erkennungsschaltungen, in obigem Beispiel
7. Einrichtung nach einem oder mehreren der die Widerstandsnetzwerke, und gestattet, wenn diese vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- sinnvoll ausgelegt sind, theoretisch auch die Erkennet, daß für gleiche örtliche Formelemente ver- nung von Zeichen mit extrem ungünstigen Eigenschiedener Zeichen nur eine logische Verknüpfung 60 schäften.

vorgesehen ist, die mit den betreffenden Zählern In der praktischen Ausführung dieser rein analog

verbunden ist. arbeitenden Verfahren zeigen sich jedoch schwer-
8. Einrichtung nach den vorhergehenden An- wiegende Nachteile. Um die bei der digitalen Inforsprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zur siehe- mationsverarbeitung üblichen Geschwindigkeiten zu ren richtigen Zuordnung schlecht gedruckter 65 erreichen, muß man die abgetasteten Informationen Zeichenteile zusätzliche Sondenaussagen ausge- weitgehend parallel verarbeiten; damit die Extremwertet werden. wertschaltung das richtige Zeichen, d. h. die größte

Spannung, sicher aus den anderen Zeichen, insbeson-