DE2000644A1

DE2000644A1 - Vorrichtung zur maschinellen Erkennung eingepraegter Zeichen

Info

Publication number: DE2000644A1
Application number: DE19702000644
Authority: DE
Inventors: Davis Wilbur Michel
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-01-08
Filing date: 1970-01-08
Publication date: 1970-07-23
Also published as: US3612833A; JPS4919613B1; FR2027893A1; GB1251306A

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Matchinen Getelltchaft mbH

Anmelderinj

Amtliches Aktenzeichen:

Böblingen, den 5, Januar 1970 bt-gr

International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 10504, USA

Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket RO 967 036

Vorrichtung zur maschinellen Erkennung eingeprägter Zeichen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur maschinellen Erkennung eingeprägter oder auf anderer Weise gegenüber einer Aufzeichnungsträgeroberfläche vertieft angeordneter Zeichen.

Aufzeichnungsträger mit eingeprägten Zeichen sind beispielsweise Kredit- und Kennkarten, wie sie heute vielfach Verwendung finden. Es ist zwar möglich, derartige Karten mit optischen Zeichenerkennungsmaschinen zu lesen, jedoch erfordert dies den Einsatz von mehr oder minder grossen Datenverarbeitungsanlagen, üblicherweise werden geprägte Karten unter Zwischenschaltung eines Farbbandes als Druckstock zur übertragung von Teilen des Karteninhalts auf Rechnungen, Überweisungen und dergleichen benutzt. In vielen Fällen ist es jedoch erwünscht, auf der Karte befindliche Zeichen maschinell zu erkennen, um beispielsweise einen Kontostand vor Belastung dieses Kontos auf ausreichende Deckung zu prüfen.

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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und betriebssichere Vorrichtung zur Erkennung geprägter Zeichen auf Aufzeichnungsträgern anzugeben.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Mehrzahl von mit erhabenen Vergleichsmustern versehenen Abtastelementen vorhanden ist, die einzeln nacheinander mit dem zu erkennenden eingeprägten Zeichen zur Deckung gebracht werden und dabei unter Vorspannung am Aufzeichnungsträger anliegen, und, dass eine Einrichtung vorhanden ist, die zur Feststellung der bei Übereinstimmung des erhabenen Vergleichsmusters mit dem eingeprägten Zeichen eintretenden, durch eine Bewegung in unaefährer Richtung der Normalen zur Aufzeichnungsträgeroberfläche hervorgerufenen Ortsveränderung eines Abtastelements dient. Bei geprägten Karten wird mittels dieser Vorrichtung also nicht die mit erhabenen Zeichen versehene Kartenseite, sondern die Rückseite gelesen. Vom Standpunkt der maschinellen Zeichenerkennung aus erscheint dieses Verfahren vorteilhaft, da eingeprägte oder auf andere Weise gegenüber einer Aufzeichnungsträgeroberfläche vertieft angeordnete Zeichen kaum einer Abnutzung oder einer mechanischen Beschädigung ausgesetzt sind. Gerade die Benutzung der erhabenen Kartenseite - wie oben bereits erwähnt - als Druckstock bedingt einer Abnutzung und kann, z.B. bei fehlerhafter Einstellung des Druckmechanismus, zu derart starken Beschädigungen führen, dass eine maschinelle Zeichenerkennung auf Schwierigkeiten stösst.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung benutzt zur Erkennung ein Docket RO 967 036 009830/1641

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Maskenverfahren, bei dem jeder Buchstabe mit als erhabene Vergleichsmuster auf Abtastelementen ausgebildeten Masken verglichen wird. Diese Maske wird mit einer gewissen Vorspannung gegen den Aufzeichnungsträger gedrückt, Übereinstimmung von zu erkennendem Zeichen und Maske, d.h. Abtastelement, erlaubt eine Bewegung des Abtastelement zum Aufzeichnungsträger. Diese mechanische Lageveränderung ist durch einfache Mittel, beispielsweise durch einen zweckentsprechend ausgebildeten Schalter, überprüfbar, da ^ nur eine Bin'irentucheidung - JA-NFIN-Entscheidunq - erforderlich ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass während einer Zeichenabtastung die Zeichen, auf die mehrere Vergleichsmuster zutreffen, zuerst mit dem jeweils richtigen Muster verglichen werden, und dass die nachfolgenden, Übereinstimmung von Muster und Zeichen anzeigenden Signale unterdrückt werden. Dadurch wird erreicht, dass während eines Abtastzyklus das erste Ubereinstimmunqssignal aus einer möglichen Vielzahl von solchen Signalen das Zeichen identifiziert.

Weitere Ausaestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen, Einzelheiten den Zeichnungen sowie der zugehörigen Beschreiblang zu entnehmen. Auf den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine soqenannte ExDlosionsdarstellung der wichtlasten

TeiIe der vorliegenden Erfindung Fig. 2 eine Seitenansicht der Erfindung

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Fig. 3 eine kreisförmige Anordnung von Abtastelementen

Fig. 4 eine der für geprägte Karten verwendeten Schrifttypen mit den zugehörigen Vergleichsmustern

Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung der Erkennungsschaltung

durch

Fig. 6 und 7 Impulsdiagramme, wie sie die in der Figur 5 gezeigten Schaltung erzeugt werden P Fig. 8 eine streifenförmige Anordnung der Abtastelemente

Fig. 9 eine Seitenansicht einer mit der in Fig. 8 gezeigten Streifenanordnung arbeitenden Erkennungsvorrichtung

Fig. 10 eine Anordnung der Abtastelemente in mehreren nebeneinander liegenden Streifen.

Wie in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, wird die zu lesende Karte 13 durch ein Kartenbett 10 und eine in geringer Höhe ^ über dem Kartenbett befindliche Kartenführung 11 geführt.

Die Kartenführung 11 besteht aus einem sich in Kartentransportrlchtung erstreckenden U-Profil mit geringer Schenkellänge, wobei die Abmessungen so gewählt sind, dass die Schenkel 12 die auf der Frontseite der zu Inenden Karte hervorstehende^ Zeichenteile umfasst. Durch die Kartenführung 11 erfolgt demnach eine Ausrichtung der Karte 13 quer zur Transportrichtung. Die Längsausrichtung und Vorschubbegrenzung übernimmt ein durch eine öffnung der Kartenführung 11 in den Kartenweg hineinragendes Begrenzungsrad 15 mit Zähnen 16, wobei der Abstand zwischen zwei Zähnen 16 der Breite eines Zeichens entspricht. Da die Karte 13 Docket RO 967 O36 009830/1641

in Richtung quer zum Transport durch die Kartenführung 11 geführt wird und keine Ausrichtung mittels der Kartenkanten vorgenommen wird, sind auch Karten mit einer nicht parallel zu den Kartenkanten geprägten Zeichenzeile ohne Schwierigkeiten lesbar. Die Stärke der beiden Schenkel 12 der Kartenführung 11 ist so gering bemessen, dass eine Beschädigung weiterer auf der Karte befindlicher Prägezeichen nicht möglich ist. Auf der Welle 19 ist eine kontinuierlich rotierende Antriebsrolle 18 angebracht, die durch eine öffnung des Kartenbetts 10 gegen die Rückseite der Karte gedrückt wird. Auf der Welle 21 ist eine in Fig. 3 detailliert gezeigte Abtastscheibe 20 befestigt. Diese Abtastscheibe 20 besteht aus einer Anzahl von mit erhabenen Abtastmustern versehenen Abtastelementen 22, die sich über ungefähr zwei Drittel des Scheibenumfangs erstrecken. Das restliche Drittel der Scheibe 20 bildet ein ebenes, während des Kartentransports die Karte berührendes Segment 24. In Fig. 2 ist zu erkennen, dass die die Abtastscheibe 20 tragende Welle 21 nicht senkrecht, sondern geneigt zur Transportrichtung der Karte angeordnet ist. Dadurch werden die federnden Abtastelemente 22 bei Berührung der Kartenrückseite abgebogen und liegen unter Vorspannung an der Karte an. Der Betätigungshebel7 eines Schalters 26 berührt die Rückseite des jeweils an der Karte anliegenden Abtastelements 22. Bei Übereinstimmung des auf einem Abtastelement 22 befindlichen, erhabenen Abtastmusters mit dem Profil des eingeprägten Zeichens bewegt sich das Abtastelement 22 um einen kleinen Weg nach oben. Dadurch wird über den Betätigungshebel der Schalter 26 geschlossen, so dass an seinem Ausgang ein die

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Übereinstimmung von Zeichen und Vergleichsmuster anzeigendes Signal abgreifbar ist. Ausserdem sind auf der Welle 21 noch die beiden Nockenscheiben 29 und 30 befestigt, die über die Betätigungshebel 33a und 34a die Schalter 33 und 34 betätigen. Die beiden letztgenannten Schalter werden dann geschlossen, wenn die an den beiden Nockenscheiben angebrachten Nocken an den zugehörigen Betätigungshebeln vorbeilaufen.Die P Welle 35 wird durch einen Motor angetrieben und treibt ihrerseits über den Riemen 38 die Antriebsrolle 18 und über dass Kegelradpaar 36 und 37 die Welle 21 an. Der Antrieb der Begrenzerrolle 15 erfolgt jeweils dann über nicht dargestellte übertragungsmittel von der Welle 35, wenn die Kartenrückseite vom eben ausgebildeten Segment 24 der Abtastscheibe 20 berührt wird.

Wie in Fig. 3 zu sehen ist, besitzt die Abtastscheibe insgesamt 10 mit erhabenen Vergleichsmustern versehene Abtastelemente 22. Jedes Vergleichsmuster enthält die vertikalen Teile des zugehörigen Zeichens. In Fig. 4 sind die Konfigurationen dargestellt. Es ist zu erkennen, dass einige Muster notwendige, jedoch nicht hinreichende Bedingungen für die definitive Erkennung eines Zeichens darstellen. Beispielsweise treffen ι auf die Ziffer "0" auch die Erkennungsmuster der Ziffern 9, 8, 7, 6, 5, 3 und 2 zu. Diese Schwierigkeit wird dadurch umgangen, dass die Anordnung der Abtastmuster so getroffen ist, dass die Zeichen, auf die mehrere Abtastmuster zutreffen, zuerst mit den jeweils richtigen Mustern verglichen werden. Sobald also

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innerhalb eines Abtastzyklus mehrere Erkennungssignale auftreten, wird das Zeichen durch das erste Signal identifiziert.

Wie in Fig. 5 zu sehen ist, wird die zugehörige elektrische Schaltung mit einer Gleichspannung von 12 Volt betrieben. Die Sc' "»lter 26, 33 und 34 sind parallel zueinander und in Serie zu einem Zähler und Decoder 40 geschaltet. Zwischen Schalter 26 und den Schaltern 33 und 34 befindet sich ein Widerstand, so dass das Schliessen der beiden letztgenannten Schalter ein Signal von 6 Volt, das Schliessen des Schalters 26 ein Signal von 12 Volt auf den Decoder 40 gibt.

Zum Betrieb wird eine geprägte Karte 13 so in das Gerät eingeschoben, dass sich die erhabene Zeichenzeile innerhalb der Kartenführung 11 befindet. Sobald die vordere Kante der Karte die Antriebsrolle 18 berührt, wird sie selbständig so weit befördert, bis das erste Zeichen einen Zahn 16 des Begrenzerrades 15 berührt. Eine nicht dargestellte Rutschkupplung zwischen Antriebswelle 3.5 und Antriebsrolle 18 verhindert eine Beschädigung der Karte. Die 10 Abtastelemente 22 prüfen nun die eingeprägte Rückseite des am Begrenzerrad 15 anliegenden Zeichens. Kurz vor Beginn dieser Prüfung betätigt die Nocke der Nockenscheibe 3O den Schalter 34 wodurch (veral. Fig. 5) ein langes 6-Volt-Startsignal abgegeben wird. Die Nockenscheibe 29 besitzt 10 Nocken, die den Schalter 33 synchron mit den 10 das eingeprägte Zeichen abtastenden Abtastelementen 22 einschaltet. Nach dem langen 6-Volt-Startsignal folgen nun also 10 kurze 6-Volt-Impulse. Sobald

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eines der Vergleichsmuster auf den Abtastelementen 22 die Zeichenbedingungen erfüllt, wird der Schalter 26 betätigt, wodurch der vom Schalter 33 abgegebene 6-Volt-Impuls durch einen 12-Volt-

sich Impuls überlagert wird, unter der Annahme, dass die Ziffer "5" in Abtastposition befindet, entsteht die in Fig. 6 gezeigte Impulskette. Bei Abtastung einer "8" tritt die in Fig. 7 gezeigte Impulskette auf. Da die Abtastmuster für die Ziffern 5, 3 und 2 ebenfalle die Bedingungen erfüllen, treten an diesen Stellen in der Impulskette wiederum Erkennungeimpulse auf. In diesem Fall wird vom Decoder nur der erste innerhalb defl Abtastzyklus, d.h. innerhalb einer Impulskette, aufgetretene 12-Volt-Impuls als Erkennungssignal gewertet.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Eine Reihe von Abtastelementen 50 let auf einem flexiblen Band 51 angeordnet. Die Flexibilität des Bandes 51 lässt die zur Erkennung notwendige Auslenkbewegung der Abtastelemente 50 zu. Durch geringfügige Variationen dieser Anordnung können eingeprägte Zeichen seriell und/oder parallel gelesen werden. In Fig. 9 ist eine Anordnung für serielles Lesen dargestellt. Die Abtastelemente 50 werden seriell der Abtastposition zugeführt und dort durch eine Blattfeder 53 gegen die Einprägungen im Aufzeichnungsträger gedrückt. Bei Übereinstimmung des Abtastmusters mit dem eingeprägten Zeichen bewegt sich das Abtastelement 50 nach oben und die an beiden Seiten angebrachten Zapfen 54 (vergl. Fig. 8) laufen oberhalb der festen Führung 55 weiter. Ist keine Übereinstimmung zwischen Abtastmuster Docket RO 967 036 0 0 9 8 3 0/1641

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■und eingeprägtem Zeichen vorhanden, so bewegen sich die Zapfen 54 unterhalb der festen Führung 55 weiter. Die Peststellung, welches Abtastelement 50 innerhalb eines Abtastsyklus als erstes sich oberhalb der festen Führung 55 befunden hat, ermöglicht eine Identifizierung des eingeprägten Zeichens.

Eine weitere Ausführung in Form einer ebenen Anordnung paralleler Abtaststreifen ist in Fig. 10 gezeigt. Jeder Abtaststreifen 60 enthält Abtastelemente 61 mit erhabenen Vergleichsmustern 62. Als Träger dient ein flexibles Band 63, um die notwendige vertikale Lageänderung der Abtastelemente auzulassen. Jedes Abtastelement 61 besitzt einen abgewinkelten Betätigungshebel 65, dessen Kröpfung 66 als Kontakt dient. Unterhalb jedes Abtaststreifens 60 befindet sich ein Kontaktblock 67, der auf der Stange 69 parallel zur Bewegungsrichtung des Abtaststreifens 60 beweglich ist. Jeder Kontaktblock 67 besitzt an seiner Oberseite einen Arm 71 mit einem verstärkten Kopf 72, der einseitig 'eingekerbt ist, derart, dass zwischen Kopf 72 und Kontaktblock 67 ein Kanal zur Durchführung des sich vom Abtastelement 61 erstreckenden abgekröpften Ende 66 des Hebels 65 bei nicht angehobenen Abtastelement 61 bildet.

In Betrieb bewegen sich die Abtaststreifen 60 entlang der eingeprägten Zeichen. Stimmen Vergleichsmuster und abgetastetes Muster nicht überein, so bewegen sich die Hebelenden 66 - wie oben bereits erwähnt - durch den Kanal 73 zwischen Kontaktblock 67 und Kopf 72.

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Sobald ein Abtastelement 61 angehoben wird, trifft das Hebelende

66 auf die Kerbe des Kopfes 72 und bewegt daher den Kontaktblock

67 entlang der Stanqe 69. Die Position des Kontaktblocks 67 wird durch eine nicht dargestellte Matrix abgetastet. Durch eine zweckentsprechend ausgebildete, nicht dargestellte Schaltung ist in
ähnlicher Weise wie bei den oben beschriebenen Verfahren eine
Erkennung des abgetasteten Zeichens möglich.

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Claims

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1.) Vorrichtung zur maschinellen Erkennung eingeprägter oder auf andere: Weise gegenüber einer Aufzeichnungsträgeroberfläche vertieft angeordneter Zeichen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von mit erhabenen Vergleichsmustern (62) versehenen Abtastelementen (22, 50, 61) vor- ä handen ist, die einzeln nacheinander mit dem zu erkennenden eingeprägten Zeichen zur Deckung gebracht werden und dabei unter Vorspannung am Aufzeichnungsträger anliegen, und dass eine Einrichtung (26, 27, 66, 72) vorhanden ist, die zur Peststellung der bei Übereinstimmung des erhabenen Vergleichsmusters mit dem eingeprägten Zeichen eintretenden, durch eine Bewegung in ungefährer Richtung der Normalen zur Aufzeichnungsträgeroberfläche hervorgerufenen Ortsveränderung eines Abtastelementes (22, 50, 61) dient.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastelemente (22, 50, 61) auf oder an einem elastischen Träger (51, 63) angeordnet oder selbst elastisch, insbesondere als Blattfeder (22) ausgebildet sind.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteleraente (22) als kreissektorförmige Blattfedern ausgebildet und zu einer Abtastscheibe (20) zusammengefasst sind.

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4.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastelemente (22) nur einen Teil des Scheibenumfangs einnehmen (Fig, 3).

5.) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastscheibe (20) an einer während des Abtastvorgangs kontinuierlich angetriebenen Welle (21) befestigt ist, deren Längsachse zur Normalen der abzutastenden Aufzeichnungsträgeroberfläche geneigt verläuft, dass diese Welle (21) ausserdem zwei Nockenscheiben (29, 30) trägt, deren Nocken zwei Schalter (33, 34) betätigen, wobei die erste Nockenscheibe (30) mit einer Nocke, die zweite Nockenscheibe (29) mit einer der Anzahl der auf der Abtastscheibe (20) vorhandenen Anzahl von Nocken versehen ist und dass der Betätigungshebel (27) eines dritten Schalters (26) auf der Rückseite jeweils des Abtastelements (22) aufliegt, welches das zu erkennende eingeprägte Zeichen abfühlt.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Abtastelementen (22,50,61) angebrachten erhabenenVergleichsmuster (62) geradlinig und zur Bewegungsrichtung der Abtastelemente (22, 50, 61) während des Abtastvorgangs tangential verlaufen.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Docket RO 967 036 0 09830/1641

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dass während einer Zeichenabtastung die Zeichen, auf die mehrere Vergleichsmuster zutreffen, zuerst mit dem jeweils richtigen Muster verglichen werdan vnä dass die nachfolgen' den, Übereinstimmung von Muster und Seichen anzeigenden Signale unterdrückt werden.

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