DE2015359C3

DE2015359C3 - Anordnung zum Einspeichern der modifizierten Bildinformation von Schriftzeichen

Info

Publication number: DE2015359C3
Application number: DE2015359A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokio Genchi; Kenichi Yokohama Mori; Sadakazu Tamagawa Watanabe; Tsuneo Kawasaki Yoneyama
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1969-03-31
Filing date: 1970-03-31
Publication date: 1978-09-28
Also published as: GB1263667A; DE2015359A1; GB1311541A; DE2015359B2; NL170062B; US3688266A; GB1311486A; NL7004565A; FR2040164A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Einspeichern der Bildinformation von Schriftzeichen für deren maschinelle Auswertung mit einer photoelektrischen Abtastvorrichtung für die Schriftzeichen aufweisende Aufzeichnungsträger, deren Video-Signale über als Analog-Digital-Wandler vorgesehene Schaltstufen vorgegebener, das Schaltverhalten bestimmender Schwell wertspannungen als digitale Bildinformation in Speicher überführt werden, wobei im Rahmen einer Umspeicherung Bildelementen zugeordnete Signale in Abhängig keit von Signalen benachbarter Bildelemente zum Zwecke der Korrektur der Bildinformation modifiziert werden. Derartige Einrichtungen werden benutzt, um durch Abtastung gewonnene Bilder von Störinformatio nen zu befreien. Hierbei können einzelne, von ihrer Umgebung abweichende Bildelemente gewandelt werden; von einzelnen, den Speicherzustand »1« in einem Gebiet von Nullen einnehmenden Bildelementen kann angenommen werden, daß es sich um Flecke, d. h. ungewollte, mehr oder weniger stark geschwärzte Stellen des Aufzeichnungsträgers handelt, während bei in einem Gebiet von Einsen einzeln enthaltenen Nullen angenommen wird, daß es sich hier um Auslassungen innerhalb der Konturen der wiederzugebenden Schriftzeichen handelt.

Nach der DE-AS 12 05 320 werden zur Reinigung der Hiklinlornialion von Störungen oder auch zur Erleichterung der Zeichenerkennung !-linsen .1111 Rande eines von !linsen gebildeten Gebietes bevorzugt oiler Nullen dort in !-linsen umuewandelt und damit Konturen Schürfer

herausgebracht, wie auch Ränder von Gebieten aus Einsen weggeschrumpft werden, indem jedes Bildelement im Zusammenhang mit den angrenzenden Bildelementen betrachtet und der Zustand der zugeordneten Speicherzelle in Abhängigkeit von den Zuständen der den benachbarten Bildelementen zugeordneten Speicherzellen nach irgendwelchen vorgegebenen Regeln entweder erhalten oder geändert werden. Dieses Modifizieren kann bei den bekannten Anordnungen im Parallelverfahren vorgenommen werden, das einen hohen logistischen Schaltungsaufwand bedingt; es ist aber auch möglich, unter Einbeziehung eines Zwischenspeichers eine Arbeitsweise zu wählen, die auf dem Serienprinzip basiert. Als problematisch hat sich jedoch die Wahl der anzuwendenden logistischen Verknüpfung erwiesen; überwiegt die Tendenz, Bildelemente zu ergänzen, so wird eine unerwünschte Verbreiterung der Konturen der auszuwertenden Schriftzüge innerhalb der Bildinformation erreicht, und Störungen durch abgetastete unerwünschte Schwarz- oder Grauflecke werden nicht nur beibehalten, sondern innerhalb der Bildinformation ebenso verstärkt wie Konturen des gegebenenfalls zu ergänzenden Schriftzeichens. — Logische Verknüpfungen, welche Fremdsignale unterdrücken, sind dagegen kaum in der Lage, Auslassungen in den Konturen von Schriftzeichen zu ergänzen, und problematisch wird insbesondere die Wiedergabe kurzer Zeichenelemente wie des »i«-Punktes oder durch Einschnürungen bzw. Auswaschungen am Ende eines Schriftzuges eines Zeichens nahezu oder völlig abgetrennter Teile desselben.

Die in der GB-PS 9 81 500 offenbarte Einrichtung geht einen wesentlich komplizierteren Weg. Die das Abfühlungsergebnis darstellenden Signale werden hierbei einem ersten Wandler zugeführt, dessen Übertragungsbereich sowohl nach oben als nach unten begrenzt ist, und der einen Speicher speist, dem logistische Schaltungen nachgeordnet sind, welche die Einspeicherung eines Bildelements nur dann bewirken, wenn dieses Bildelement zweiseitig von anderen Bildelementen flankiert ist und damit die Verbindung zwischen zwei benachbarten Bildelementen darstellt. Zwei weitere Wandler werden, um die Arbeitszeit der dem ersten Wandler nachgeordneten logistischen Schaltung verzögert, mit der gleichen Signalfolge beaufschlagt, die auch dem ersten Wandler zugeführt wurde. Der zweite und der dritte Wandler erhalten jeweils auch eine obere und untere Begrenzung und vermögen damit nur, jeweils einen zugeordneten Amplitudenbereich zu übertragen. Den Wandlern ist ein als ODER-Stufe wirksamer Verstärker nachgeordnet, der auf die Ausgänge der logistischen Schaltung und des zweiten und dritten Wandlers anspricht und das derart modifizierte Abfühlergebnis weitergibt. Die beschriebene Anordnung wiederholt sich mehrfach, im Ausführungsbeispiel dreifach, wobei jeweils der Arbeits- bzw. der Übertragungsbereich der Wandler geändert ist. Eine derartige Anordnung erweist sich als relativ aufwendig, da eine Anzahl logistischer Schaltungen hintereinander anzuordnen ist, die jeweils zusätzlich zum eigenen Schaltungsaufwand besonderer Speicher bedürfen, um die Umgebung einer Koordinaten-Position zur Verarbeitung parallel gespeichert vorliegen zu haben. Der Aufwand wird weiterhin dadurch vergrößert, daß bei der Auswertung nur Verbindungen /wischen Koordina- h5 len-Posiiionen berücksichtigt werden. Hierdurch wird eine rclam weitgehende Auflösung des BiIdIeIiIeS eines Zeichens erforderlich, mn frei endeneu Striche.

»!«-Punkte od. dgl. nicht so stark zu unterdrücken, daß das abzutastende Zeichen hierdurch verfälscht wird. Das erforderliche gesteigerte Auflösungsvermögen fällt um so stärker ins Gewicht, als nach den Lehren der GB-PS 9 81 500 die logistischen Schaltungen und die diesen zugeordneten, jeweils die Kapazität des Bildfeldes aufweisenden Speicher mehrfach vorzusehen sind.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Anordnung der oben bezeichneten Gattung zu schaffen, die bei mäßigem Aufwand weitgehend von Störsignalen befreite Bildinformationen liefert.

Erreicht wird dieses, indem bei einer Anordnung gemäß der bezeichneten Gattung die Video-Signale der Abtastvorrichtung den Eingängen zweier parallel angeordneter Wandler zugeführt werden, deren Schwellwertspannungen unterschiedlich so eingestellt sind, daß der erste Wandler nur auf einen ersten Schwellwert überschreitende Schwärzungen und der zweite Wandler auf einen niedrigeren Schwellwert als der erste Wandler ansprechen, und indem ein Selektor vorgesehen ist, der die durch die Wandler ermittelten Bildinformationen vergleicht und zur Bildung der modifizierten Bildinformation die Speicherung eines Bildelements für jede Koordinaten-Position bewirkt, in der ein Bildelement der Bildinformation des zweiten, bereits auf einen niedrigen Schwellwert ansprechenden Wandlers mit einem Bildelement des ersten, auf höheren Schwellwert ansprechenden Wandlers koinzidiert oder für ein Bildelement der Bildinformation des zweiten Wandlers niedrigen Schwellwertes in mindestens einer der benachbarten Koordinaten-Positionen bereits ein Bildelement zu speichern ist bzw. schon gespeichert ist. Hierdurch wird erreicht, daß starke Schwärzungen des Aufzeichnungsträgers in jedem Falle in die modifizierte Bildinformation übernommen werden, Graubereiche des Aufzeichnungsträgers dann übernommen werden, wenn sie an Schwarzbereiche der modifizierten Bildinformation angrenzen, nur mäßige Schwärzungen ohne Verbindung zu kräftigen Schwärzungen jedoch unterdrückt werden. Damit können die meisten Verschmutzungen innerhalb des Abtastfeldes bei der Bildung der modifizierten Bildinformation ausgeschlossen werden, während andererseits Auswaschungen in den Konturen der Bildzeichen, die im allgemeinen eine nur geringe Schwärzung aufweisen, weitgehend aufgefüllt werden.

Die weiterbildenden Merkmale der Erfindung sind im einzelnen dem vorangestellten Schutzbegehren zu entnehmen.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung an Hand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt hierbei

Fig. 1 auf einem Aufzeichnungsträger vorgesehene Schriftzeichen,

Fig. 2 die auf Grund eines der Schriftzeichen der Fig. 1 unter Zugrundelegung unterschiedlicher Wandlungsbedingungen gewonnenen Bildinformationen,

Fig. 3 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer photoelektrischen Abtast- mit nachgeordneter Auswertvorrichtung,

F i g. 4A einen Abschnitt eines Aufzeichnungsträgers mit einem Schriftzeichen sowie Störsignale bewirkenden Schmutzflecken,

Fig. 4B diagrammatisch das von der photocleknischcn Abtastvorrichtung bei der Abtastung einer Zeile tier F i g. 4Λ erhaltene Alisgangssignal.

F ig.:') schemalisch dl·.· in Speichern gespeicherte.

dem Schrift/eichen dor I ig. 4Λ einsprechenden Bikliiilormationen.

I'ig. b eine Schaltungsanordnung /um Modifizieren /ueier unter unterschiedlichen Bedingungen gewonnener ßildinformationeri, -,

l·' i g. 7 das Blockschahbild einer weiteren Anordnung /iir Erlangung modifizierter Bildinforniationen.

I-i g. 8 bis IJ die schenialischc Darstellung unterschiedlicher, einzelne Verfahrensschritie kennzeichnender Bildinforniationen. H)

Fig. 14 ein der F i g. 7 entsprechendes, deren einzelne Funktionen berücksichtigendes Blockschaltbild,

Fig. 15 symbolisch das Schaltbild eines der Bausteine der Fi g. 14. und

Fig. 16 das Schaltbild eines der Wandler, mittels deren analoge Abtastcrgebnissc in digitale Bildinformationen umgesetzt werden.

In Fig. 1 ist eine in Schreibmaschinenschrifi auf einem Aufzeichnungsträger festgehaltene Zahl »181« wiedergegeben. Die vergrößerte Darstellung zeigt deutlich, diifi die erkennbaren Konturen der Ziffern nicht gleichzeitig geschwärzt sind, sondern hellere, die Auswertung störende Bereiche aufweisen.

Die Ablesung eines der in F i g. 1 dargestellten Schriftzeichen, des in einem Abtastfeld 41 eines r, Aufzeichnungsträgers enthaltenen Schriftzeichens 42 »8«. wird an Hand der F i g. 3 erläutert. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird mittels eines Objektives 31 das Bild des .Schriftzeichens 42 auf ein Ikonoskop 32 projiziert, dessen Abtast-Zeilenraster j» durch einen Aus!enk\ erstarker 37 bestimmt wird. — Es können jedoch auch andere bekannte Abtastverfahren eingesetzt werden, die beispielsweise mittels eires ras'crisrttg <iüSgC:cnKien i.cuCiitpunKics wirKsarn werden. — Veranschaulicht wird eine solche Abtastung an r> Hand der Fig. 4A. die im Abtastfeld 41 eines Aufzeichnungsträgers 43 das Schriftzeichen 42 sowie Schmut/fiecke 44 zeigt. Eingetragen ist fernerhin eine Abtastzeile 45 des Zeilenrasters der photoelektrischen Abtastvorrichtung, und in Fig. 4B ist die bei der jh Abtastung der Zeile 45 gewonnene Video-Signalspannung Jijrch i!:i.· Kurve 46 graphisch dargestellt, wobei Schwarz iur.h maximale und Weiß durch minimale Amplwuc'en wiedergegeben wird. Nun wird der Aufzeichnungsträger 43 ebensowenig absolut weiß sein j:> wie das Schp'izeichen 42 schwarz, ja. er kann getönt, beispielsweise blau oder braun, ausgeführt sein. Die Grundsp.iDnur.g des Video-Signals der Kurve 46 geht daher \·- \i\eau 47. dem Grundpegel des Aufzeichnungsträgers entsprechend, aus und erreicht ein erster '<■· \1.:\imu.Ti in Hohe des Niveaus 48 während der AbMst'jng eir.es Schmutzfleckes 44. während zwei '.'.euere Maxim,·, bei der Abtastung der oberen Schleife des Scmfizeichens 42 anfallen. Das in Fig. 4B dargestellte analoge Video-Signal ist allerdings zur Einspeicherung in übliche, digitale Speicher nicht geeignet: vor der Einspeicherung ist das analoge in digitale Signale vermittels von Digitalwandlern umzusetzen, die in Abhängigkeit davon, ob ein vorgegebener Sch α ellwert überschritten wird beispielsweise eine digitale Eins einspeichern, während eine Null zur Einspeicherung gelangt, wenn das dem einzuspeichernden Bildelement entsprechende Video-Signal den Schwellwerk unterschreitet. In Matrixform ist die gespeicherte Bildinformation des Schriftzeichens »8« b5 zur Erläuterung des Auswirkung der bei der Wandlung wirksamen Schwcllwertspannung in Fig. 2A bis 2C dargestellt.

Wird der Schwell« en etwa in Höhe des Niveaus 49 der F i g. 413 gewählt, so wird die in F i g. 2A dargestellte Bildmformation gewonnen. Entsprechend der Darstellung der Ziffer »8« in F i g. 1 weist die Wiedergabe des Schriftzeichens im rechten, oberen Schultcrtcil und im zentralen Überkreuzungsteil Mangel auf, die sich auf die mit relativ hohem Schwcllwert gewonnene Bildinformation der Fig. 2A auswirkt: Speicherzellen, die bei der Darstellung der Ziffer »8« hätten belegt werden müssen, sind freigeblieben, so daß die vorgesehene Auswertung der Bildinformation beeinträchtigt wird und Fehler aulzeigen kann. Wird nun die Schwellwerlspannung aus der Nähe des Niveaus 49 der Fig.4B etwa zum Niveau 48 hin verschoben, so verringert sich, wie F i g. 2B zeigt gegenüber der Darstellung der F i g. 2A die Anzahl der bei der Darstellung der Ziff. »8« ausgelassenen Speicherzellen, jedoch geben bereits dunklere Stellen des Belegträgers zu Störsignalen Anlaß, die sich durch die Belegung weiterer, nicht zur Ziff. »8« gehörenden Speicherzellen anzeigen. Eine weitere Senkung der bei der Aiialog-Digitai-Wandlung wirksamen Schwellwertspannung über das Niveau 48 der Fig. 4B hinaus ir Richtung auf das Niveau 47 ergibt das in Fig. 2C wiedergegebene Ergebnis: Es sind weitere, an sich zui Darstellung des Schriftzeichens »8« zu besetzende Speicherzellen belegt, aber auch die Anzahl dei Störsignale ist weiterhin gestiegen.

Gemäß der Anordnung nach Fig. J werden die von" Ikonoskop 32 bewirkten Video-Signale zwei Digital-Wandlern 33;f und 33b zugeführt, die parallel angeordnet sind und jeder einen nachgeordneten Speicher 34,- bzw. 346 speisen. Die an sich identisch aufgebauten Digital-Wandler 33 unterscheiden sich durch die jeweils eingestellten, die Wandlung bewirkenden Schwellspannungen. Der Digital-Wandler 33a arbeitet bei eine; Schwellspannung, die dem Niveau 49 der Fig. 4ß entspricht. Das bedeutet, daß nur das Niveau 49 überschreitende Amplituden des Video-Signals 46 zur Einspeicherung gelangen. Beim Abtasten der Zeile 45 der F i g. 4A wird daher das vom Schmutzfleck 44 herrührende Signal wegen seiner zu geringen Amplitude unterdrückt, eingespeichert wird das dem linken Ast der oberen Schleife entsprechende, das Niveau 49 überschreitende Signal, hingegen wird der rechte Ast der Schleife mangels ausreichender Amplitude unterdrückt, so daß eine Auslassung entsteht. Der Digital· Wandler 33a bewirkt damit im Speicher 34a Bildinforniationen. die etwa der Darstellung der Fig. 5A entsprechen: Die Bildinformation 53 weist Auslassungen 51 auf.

Der Digital-Wandler 336 wird parallel zum Digital-Wandler 33a betrieben, und seine die Wandlung bestimmende Schwellwertspannung liegt im Bereiche des Niveaus 48 der Fig. 4B. Damit werden sowohl die von Schmutzflecken 44 herrührenden, das Niveau 4Ϊ gerade erreichende Amplituden wie auch die der beiden Äste der oberen Schleife während der Wandlung der Abtastzeile 45 in den folgenden Speicher 34έ> übertragen, der nach der völligen Abtastung die in Fig.5B dargestellte Bildinformation aufweist: Die zur Bildinformation des Schriftzeichens 54 »8« gehörender Speicherzellen sind belegt, aber auch die Störsignale haben zu Störinformationen 52 geführt.

Die Speicher 34a und 34ft weisen bistabile Speicherelemente in der Anzahl der Bildelemente einer Bildinformation auf und vermögen diese vorzugsweise matrixartig bzw. zweidimensional aufzunehmen. Die Speicherelemente können in an sich bekannter Art

durch Sehalisiuleii. Ferritkerne. Relais ud. dgl. dargestellt sein. Ilen Speichern 54 ist ein Selektor Ϊ5 nachgeordnet, der auf (iiiincl tier unterschiedlichen gespeicherten Uildinl'ormaiioncn clinch tieren Vergleich und logische Enlschciiliing eine Hiklinloimation erinil- ', teil und in den nachgeorilneten Speicher 36 überführt, die durch weitgehende l'.rgäii/ung ausgelassener Stellen und Ausschaltung von Störsignalen tlem ursprünglichen Schriftzeichen entspricht und einer folgenden, nicht dargestellten Auswerteiiirichiiing als Basis zu dienen in vermag.

Schematisch ist ein Allsführungsbeispiel des Selektors an Hand der F i g. b beschrieben. Diese Figur zeigt binäre, Ausgänge Null und Eins aufweisende Speicherzellen 341a und 3416 der Speicher 34a und 346 der r> F'ig. 3. in der Mitte der i i g. b sind die Speicherzellen für die Koordinaten \. \ dargestellt, darüber die für die Koordinaten \j + 1, darunter für die Koordinaten A.\ —1. rechts die Koordinaten \ + 1..V und links für die Koordinaten λ— I.v. Innerhalb tier Speicherzellen ist neben der Relerenznummer. die die Zugehörigkeil zu den Speichern der I" i g. J aufzeigt, durch Angabe der Koordinaten die relative Lage innerhalb tier Speichermatrix ebenso angegeben wie durch die Bezeichnungen »0« und »1« die jeweilige binären Ausgänge angegeben >> sind.

Den Paaren jeweils den gleichen Koordinaten zugeordneter Speicherzellen sind jeweils eine zu diesen Koordinaten gehörende ODER-Stufc 61 sowie eine UN D-Stufe 62 zugeordnet. Die ODER-Stufc 61 weist im Ausführungsbeispiel fünf Eingänge auf, deren erster mit dem Ausgang »1« der zugehörigen Speicherzelle 341a verbunden ist. An Hand der Figur kann dies für alle mit ihren Koordinaten ausgezeichneten Speicherzellen 341a verfolgt werden. Der Ausgang der ODER-Stufen j> 61 ist jeweils mit einem Eingang der nachgeordneten UND-Stufe 62 verbunden, deren anderer Eingang vom Ausgang »1« der die gleichen Koordinaten aufweisenden Speicherzelle 3416 beaufschlagt wird. Der Ausgang jeder UND-Stufe steht mit der die gleichen Koordinaten aufweisenden Speicherzelle des Speichers 36 in Verbindung, der das Ergebnis der logischen Verknüpfung der Speicher 33a und 336 aufnimmt. Der Ausgang jeder UND-Stufe steht aber weiterhin mit je einem Eingang der ODER-Stufen 61 derjenigen Koordinaten in Verbindung, die bezüglich der Ordinate oder aber der Abszisse der UND-Stufe um den Betrag Eins geändert sind, d. h- der Ausgang jeder UND-Stufe steht mit Eingängen der ODER-Stufen in Verbindung, die der UND-Stufe innerhalb der gleichen Spalte oder innerhalb der gleichen Zeile benachbart sind. Der an Hand der F i g. 6 erläuterte Selektor 35 der F i g. 3 wirkt daher wie folgt: Ist vom Wandler 33a her eine Speicherzelle 341a des Speichers 34a belegt, so wird über die zugehörige ODER-Stufe 61 ein Eingang der nachgeordneten UND-Stufe 62 erregt. Gleichzeitig erfolgt aber auch eine Erregung des zweiten Eingangs dieser UND-Stufe 62, da in diesem Falle der mit geringerem Schwellwert arbeitende Wandler 336 ebenfalls die dieser Koordinate nachgeordnete seiner Speicherzellen 3416 erregte. Damit wird aber das am Ausgang der UND-Stufe 62 anstehende Signal in den Speicher 36 übertragen und steht dort zur Auswertung an. Weiterhin aber wird dieses am Ausgange einer UND-Stufe 62 anstehende Signal Eingängen von ODER-Stufen 61 zugeführt, die innerhalb der Spalte oder Zeile benachbart sind. Liegt für deren Speicherzellen 341a und 3416 kein Signal »1« vor. so wird deren UND-Stufe f)2 nur an einem ihrer Fingänge erregt und bleibt wirkungslos. Ist jedoch mindestens die Speicherzelle !4l/> theser abgeänderten Koordinaten bei der Abtastung des Ablasifeldes 41 erregt worden, so liegt auch am /weilen Eingang dieser UND-Smfe 62 ein Signal an. und das an ihrem Ausgang auftretende Signal wird sowohl an die zugeordnete Speicher/eile des Speichers 56 weitergegeben, als auch wiederum Eingängen von ODER-Stufen 61 zugeführt, die der nunmehr erregten UND-Stufe 62 benachbart sind. Als Arbeiisbcispiel sei angeführt: Eine Erregung der Speicherzellen 341a (\.y) sowie 34Ii) (x.y) bewirkt eine Aktivierung der dieser Koordinate zugeordneten UND-Slufe 62 und einerseits eine Einspeicherung in die Speicherzelle gleicher Koordinate des Speichers 36. während weiterhin jeweils ein Eingang derjenigen ODER Stufen 6! beaufschlagt werden, welche die Koordinaten x.y+ 1; a + \.y: x.y— 1: und v— 1,) einnehmen, d. h., der ursprünglichen Koordinate in der Zeile oder Spalte benachbart sind.

Durch die an Hand des Schallungsabschnitlcs der Fig. b erläuterte Sclektor-Schaltung wird erreicht, daß im Speicher 36 alle Bildelemcnie eingespeichert werden, die infolge ihrer Intensität sowohl vom Wandler 33a als auch vom Wandler 336 erfaßt wurden. Alleinstehende Signale geringerer Amplitude, die nur vom Wandler 336 ermittelt wurden, werden unterdrückt. Vom Wandler 336 aufgepaßte Bildelcmcnte jedoch, in denen benachbarten Adressen Bildelcmentc des Wandlers 33a auftreten, gelangen zur Auswertung; für sie gilt mit hoher Wahrscheinlichkeit, daß sie zur eigentlichen Bildinformation gehören und ein Bildelement des Schwärzungsbereiches des Schriftzeichens darstellen.

Der Selektor wird vorzugsweise für ein Abtastfeld 41 bzw. die Speicher 34a und 346 parallel wirksam und überführt die ermittelte Bildinformation in den Speicher 36. Durch die Heranziehung der Bildinformation des Speichers 346 wird gesichert, daß einerseits im Speicher 34a vorhandene Gebiete fehlender Information aufgefüllt werden, während andererseits durch die Einflußnähme der Bildinformation des Speichers 34a Störinformationen, die frei im Abtastfeld 41 des Aufzeichnungsträgers 43 stehen, ausgeschaltet werden.

Die Anordnung nach F i g. 3 und 6 kann abgewandelt werden. Nach Fig. 6 wurden in der Zeile sowie in der Spalte benachbarte Koordinaten zur Selektion herangezogen: Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, sowohl bezüglich der Spalte als auch der Zeile oder auch nur bezüglich der Spalte oder der Zeile modifizierte Koordinaten zur Selektion heranzuziehen, und es besteht weiterhin die Möglichkeit, bei der Selektion die Anzahl der aktivierten benachbarten UND-Stufen zu verwenden. Die Speicherkapazitäten des Selektors muß nicht der des Aufzeichnungsträgers oder dessen Bildfeld angepaßt sein: sie kann beispielsweise nur eine Zeile oder Spalte des Bildfeldes erfassen. In jedem Falle wird die Gefahr einer Fehldeutung bei der Auswertung photoelektrisch abgefühlter Schriftzeichen erheblich reduziert, wenn auf die »bereinigten« Bildinformationen des Speichers 36 zurückgegriffen wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zunächst an Hand der F i g. 7 erläutert. Auch hier wird ein Abtastfeld 41 eines Aufzeichnungsträgers durch eine in der Fig.7 nicht dargestellte photoelektrische Abtastvorrichtung abgetastet und die hierbei entstehenden Video-Signale werden zur Analog-Digital-Wandlung zwei parallel gespeisten Wandlern 33a und 336 zugeführt, deren erster mit hoher Schwellwertspannung arbeitet, so daß nur Bildelemente starker

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Schwür/ung b/.w. die tliescn enlsprcchciulen Signalclemenie hoher .Amplitude erlal.il werden, während der Wandler 336 mil niedriger Scliwellwerispaniuing arbeilel und daher bereits geringe Signalamplituilen ausreichen. Bildelementen einsprechende Digiialsigiiale auszulösen.

Der die Bildinforniaiioii des Wandlers J3.7 enthaltende Signalzug wird einem Selektor, ti. h. einer VorricliiLing 72 /.inn Belegen benachbarter Speicher/eilen, zugeführt, die bewirkt, daß bei einer Einspeicherung nicht nur die die betreffenden Koordinaten aufweisenden Signale bzw. Speicherzellen betroffen werden, sondern jeweils auch die diesen in der Abtastmatrix benachbarten Speicherzellen bzw. Signalpositionen zur Speicherung herangezogen werden.

Die vom Wandler 33a gewonnenen Signale werden nach ihrer Umformung in dieser Vorrichtung zum Belegen benachbarter Speicherzellen einer Vorrichtung zur Multiplikation der Bildinformationen zugeführt, der als zweiter Faktor die Bildinformaiion des Wandlers 336 zugeleitet wird. Entsprechend der binären Multiplikation wird als Ergebnis ein Binärwert dem folgenden Speicher 73 für korrigierte Bildinformationen zugeführt, wenn beide der Vorrichtung 72 zugeführte Faktoren in dem betreffenden Koordinaten bzw. in der gleichen Adresse einen Binärwert 1 enthielten.

Der Korrekturvorgang der F i g. 7 läßt sich mathemalisch beschreiben. Hierbei wird davon ausgegangen, daß das Bildfeld 41 den optischen Inhalt F(xy) enthielt, daß der erste Wandler 33a Binärsignale der Form l'(x.yB\) formt und der zweite Wandler 336 Binärsignale der Form f(x,yBi) abgibt. Die Signale lassen sich nun wie folgt ausdrücken:

/(X^W₁)= 1[F(X-V)-W₁] (1)

(wobei 1 [x] = Einheits-Schrittfunklion).

Die Gleichung zeigt, daß durch Einführung der Schwellwertspannung Θι der ursprünglichen Punktmenge Punkte entzogen werden, so daß die Reproduktion des ursprünglichen Schriftzeichens viele Auslassungen und verdünnte Stellen aufweist, wie dies am Beispiel einer »0« in F i g. 8 gezeigt wird.

Für die Signale des Wandlers 336 gilt

/(.v.y.(9₂)=

(2)

In dieser Formel bedeutet Θ? die Schwellspannung des Wandlers 336. die bereits im Störpegel der Abtastsignale liegt. Hieraus ergibt sich, daß, wie auch F i g. 9 zeigt, die Signale des zweiten Mengenbildners weder Auslassungen von Bildelementen noch verdünnte Stellen ergeben, daß aber auch Störungen bzw. Verschmutzungen der Oberfläche des Beleges sich als Signale abzeichnen, so daß die so gewonnene Bildinformation falsche Auswertergebnisse gibt oder aber eine Auswertung gar nicht zuläßt. Es werden daher an Bildelemente entsprechende Signale jeweils weitere Signale so angelagert, daß die Bildelemente allseitig, beispielsweise um ein Bildelement, erweitern werden. Hierfür gelten die folgenden Gleichungen:

(i) Wenn/(x,y,O₁) = 1 :f(x ± Ly ±),Θ_Ύ) = 1,

(H) Wenn/(x,.v,(9,) = 0 :f(x ± Ly ± /',O₁) = 0.

(wobei i und j = 1,2,3, - - -,π).

Von der in Fig. 8 dargestellten MairK ausgehend bedeutet dies, daß /ti jeder gespeicherten binären Ziffer »I« einer vorgegebenen Adresse weitere F.inspeicherungen von »I« mil alitieren Adressen erfolgen, die von der ursprünglichen Adresse um η Bits oder um /) lnformaiionsschritte in vertikaler Richtung, in horizontaler Richtung und auch in Schiägrichtiing verschoben sind und damit sowohl eine Verbreiterung ties eingespeicherten Schrift/uges als auch ein Auffüllen tier I .ücken desselben bewirken. In F i g. 7 ist die verbreiterte MatrK durch tlas Formel/eichen g(\.).(~h) be/eichnei. Hierbei kann es nicht ausbleiben, daß auch Teile verbreitert werden, die in die Matrix schon einsprechend ihrer ursprünglichen Breite übernommen worden sind. In einem weiteren Verfahrensschritt gilt es daher, solche Stellen auszumachen und zu korrigieren. Im Auslühiungsbeispiel wird dies erreicht, indem in der Vorrichtung 72 die Impulsziige ^(χ.^,θι) und !'(x.y.Bi) miteinander multipliziert werden, so daß Bildelemcntc bezeichnende Binärsignale nur in den Adressen stehenbleiben, in denen Bildelcmente beider Bildinformationen koinzidieren. Hierbei wird davon ausgegangen, daß durch die zusätzlichen Einspeicherungen die somit verbreiterte erste Bildinformation tatsächlichen starken Schwärzungen entsprach und Lücken aufgefüllt wurden, während die zweite, direkt vom Wandler 336 zugeführte Bildinformation auf Schriftzeichen-Elementen geringer Schwärzung und damit Signalen geringer Amplitude beruht, welche zwar die Konturen des Schriftzeichens reproduzieren, darüber hinaus aber Störsignale enthalten. Das Ergebnis der Multiplikation ist in Fig. 10 dargestelll: Eine korrigierte, relativ fehlerfreie und gut auswertbare Matrix ist erhalten. Die Störungen der Matrix der F i g. 9 haben in der Fig. 8 keine koin/idierenden Bildelemcntc. und bei der Verdickung entstehende überstarke Stellen der modifizierten Matrix der Fig. 8 entbehren koinzidierender Stellen in der Matrix der F i g. 9. Wiedergegeben werden kann die als Produkt erhaltene Matrix durch die nachstehende Formel:

x. y, «„

In der Praxis hat es sich bewährt, sowohl das Verbreiterungsmaß als auch die Schwellspannungen einander anzupassen. Im Falle der Fig. 8 bis 10 sind Matrizes von 36 χ 50 Bits vorgesehen, für die eine Verbreiterung um allseitig 1 Bit ausgewählt wurde. Während F i g. 8 die für den Wandler 33a charakteristischen dünnen und teilweise unterbrochenen Umrisse des abgetasteten Schriftzeichens zeigt, sind mit dem Wandler 336 niedrigere Reizschwelle in der Matrix der F i g. 9 auch Koordinaten belegt, die von nur geringen Schwärzungen im Original herrühren. Wenn die Matrix der F i g. 9 auch von Verdünnungen und Unterbrechungen der Kontur des wiedergegebenen Schriftzeichens frei ist. so bilden doch die Bildelemente zu dicke Linien, was darauf hinweist, daß vermutlich eine große Anzahl der wiedergegebenen Bildelemente von Helligkeitsstörungen der Belegoberfläche herrührt. Die gemäß der Erfindung korrigierte Matrix der Fig. 10 zeigt zwar noch geringe Verdünnungen entsprechend der zuvor gewählten Verstärkung um 1 Bit: die Störsignale jedoch sind vollständig ausgeschieden, und ebenso sind die Deformationen der Matrix der F i g. 2 nicht übernommen worden.

Diis an Hand der I·'ig. 7 erläuterte Verfahren soll nochmals in seiner praktischen Auswirkung an Hand eines Arbeilsbeispiels erläutert werden. Auf dem dem Arbeitsbeispiel zugrunde liegenden Aufzeichnungsträger sind Schriftzeichen durch Kopieren mangelhaft so aufgetragen, daß jeweils die Mitte des Schriftzuges freiblieb. I'ig. 11 zeigt eine Matrix entsprechend ilen hinter dem Wandler 3.3;/ auftretenden Bildinformaiions-Signalen. Fig. 12 eine gleichartige Matrix entsprechend den dem Wandler 336 entstammenden Signalen, wobei der Wandler .33.7 mit hohem Schwellwert betrieben wird und die Bildinformation der Matrix der I" ig. Il entsprechend dünne Konturen fast ohne Störsignalc enthält, während der mit niedrigerem Schwellwert betriebene Wandler 33i> entsprechend der Fig. 12 starke Aufzeichnungen, verbunden mit Störsignalen, liefert. Wie Fig. !! zeigt, ist der Mittelteil der Kontur des Schriflzeichens in der Wiedergabe durch die Matrix stark ausgehöhlt, während dies in der Matrix nach Fig. 12 nur bereichsweise der Fall ist. Die Matrix der F i g. 11 wird durch die Vorrichtung 71 zum Belegen benachbarter Speicherzellen so gewandelt und verbreitert, daß die Konturen des Schriftzuges praktisch völlig ausgefüllt werden. Dementsprechend wird durch die Multiplikation in der Matrix der Fig. 13 eine Kontur der wiederzugebenden Ziffer erhalten, deren Miltelbereiche des Schriftzuges im wesentlichen ausgefüllt sind, so daß Fehlauswertungen erheblich gemindert werden.

Die in F i g. 7 im stark vereinfachten Blockschaltbild gezeigte Einrichtung wird breiter ins einzelne gehend im ausführlichen Blockschaltbild der Fig. 14 dargestellt. Das Abtastfeld 41 wird durch einen pholoelektrischen Wandler 32 abgetastet, der parallel die Digiial-Wandler 33;/ und 336 unterschiedlicher Schwellwertspannungen speist.

Zur Steuerung der folgenden Einrichtungen, insbesondere der als Schieberegister ausgebildeten Speicher, ist ein synchron mit der Auslenkspannung des photoelektrischen Wandlers wirksamer zentraler Taktgeber 81 vorgesehen, der die Taktimpulsleitung 75 und die durchweg als Schieberegister ausgebildeten Speicherbetreibt.

Die digitalen Bildinformations-Signaie der Wandler 33a und 336 werden unter Einwirkung der Taktsignale des Taktgebers 81 in Speicher 82 und 83 eingebracht und über die steuerbare Weiche 84 in die entsprechenden Adressen eines in Matrixform aufgebauten Kernspeichers 85 eingegeben. Über eine dem Kernspeicher nachgeordnete Weiche 86 können sie den Speichern 87 bzw. 88 zugeführt werden. Den Speicher 88 passierende Signale werden einem Eingang der U N D-Stufe 98 zugeführt. Dem Ausgang des Speichers 87 sind weitere Speicher 89 und 90 nachgeordnet, und an den Ausgang jedes der Speicher 87,89 und 90 schließen sich ihrerseits eine Schaltkette bildende Flip-Flops 91 bis 96 an. Die Speicher 87 bis 90 sind als Schieberegister ausgebildet und in ihrer Kapazität so aufeinander abgestimmt, daß an ihrem Ausgange jeweils in der Matrix übereinanderliegende Bildelemente einander benachbarter Abtastzeilen zur Verfügung stehen, und die Flip-Flops ermöglichen es durch ihre Verzögerung um jeweils 1 Bit für jedes jeweils zwischen einem Paar der Flip-Flops abgegriffene Signal, auch das diesem in der betreffenden Abtastzeile vorgeordnete sowie nachgeordnete zur Verfugung zu haben. Die an den drei Flip-Flop-Ketten 91 bis 96 parallel abgegriffenen Signale stellen damit jeweils die Signale der Bildelemente dar, die innerhalb der Zeile und/oder innerhalb ei"er vertikalen Spalte

benachbart sind, und sie stehen jeweils parallel an den Eingängen der durch die Schieberegister nach dem Serienverfahren betriebenen ODER-Stufe 97 an. Deren Ausgang ist mit dem /weiten Eingang der IJND-Stufe 98 verbunden, so daß diese stets dann ein Signal abgibt, wenn ein Signal des Speichers 88 und damit ursprünglich des Wandlers 3.36 mit dem zugeordneten Signal des Wandlers 33.7 am Ausgange des Flip-Flops 93 oder aber einem Signal, das diesem benachbart ist. koinzidiert.

Damit ist das Verfahren nach F i g. 7 in Verbindung mit nach dem Serienverfahren wirkenden Speichern praktisch durchgeführt; die am Ausgange der I IND-Sm-Ie 98 auftretenden, der korrigierten Matrix enisprechcnden Signale werden über die durch den Taktgeber 81 gesteuerte Weiche 80. den Speicher 82 und die Weiche 84 in den Kernspeicher 85 überführt und sind als korrigierte Matrix diesem zur Auswertung annehmbar.

Zweckmäßig wird zunächst die photoelektrische Ablesung vorgenommen, und die Bildinformationen der beiden Wandler werden in den Kernspeicher eingelesen.

Bewährt hat es sich, zunächst in einem Abtastvorgang ein Abtastfeld auszuwerten und die entsprechenden, von den Wandlern 33;/und 336bewirkten Signale in ά^η Kernspeicher überzuführen. Die Auswertung zur Gewinnung einer verbesserten Matrix wird dann nach Umschaltung der Weiche 80 auf die I IN D-Stufe 89 bewirkt. Der über die Speicher 87 bis 90. die ODER-Stufe 97 und die UN D-Stufe 98 bewirkte Vorgang kann wiederholt werden, um Verbreiterungen der Matrix um 2,4 oder weitere Bits zu erzielen.

Noch weitergehend ins einzelne dargestellt ist in F i g. 15 die Weiche 80 der F i g. 14.

Eingangsseitig ist die Weiche mit zwei UND-Stufen

101 und 102 ausgestattet, deren Ausgänge über die ODER-Stufe 104 vereinigt werden, deren Ausgangssignale dem Speicher 82 zugeführt werden. Der Eingang 76 der UND-Stufe 1Ol wird vom Wandle 33;/ beaufschlagt, während der Eingang 77 der UND-Stufe

102 die Ausgangssignale der UND-Stufe 98 aufnimmt. Der zweite Eingang der UND-Stufe 101 wird von der Klemme 78 aus durch Steuersignale des Taktgenerator 81 gesteuert, die gleichzeitig über die invertierende Stufe 103 dem zweiten Eingang der UND-Stufe 102 zugeführt werden. Beim Anlegen einer Steuerspanming werden daher die vom Wandler 33a über den Eingang 76 zugeführten Signale am Ausgang der ODER-Stufe

103 anstehen, während beim Fortbleiben des Steuersignals die Signale der UND-Stufe 98 zu passieren vermögen.

Ein Schaltbild der im wesentlichen gleichartig ausgeführten Wandler 33a bzw. 336 ist in Fig. Ib dargestellt. Die von der photoelekttischen Abtast vorrichtung 32 der F i g. 3 oder 14 bewirkten Video-Signale sind beispielhaft diagrammatisch unterhalb der Klemme 1 dargestellt Abweichend von Fig.4B bedeuten ihre Maximalamplituden weiß, ihre Minimalampliluden schwarz. Diese Video-Signale werden der Basis eines Transistors 2 zugeführt, in dessen Emitterzuleitung ein Widerstand 3 angeordnet ist. Die am Emitter auftretende Spannung wird den Basen der Transistoren 4 und 5 zugeführt, die zu einem einen gemeinsamen Emitterwiderstand 6 benutzenden Differentialverstärker 13 gehören. Dem Transistor 4 sind eine Diode 7 sowie ein Ableitkondensator 8 vorgeordnet, so daß sich an dessen Basis eine Gleichspannung einstellt, die der Grundhelligkeit des abgetasteten Aufzeichnungsträgers bzw. dem

13 14

bei dci Abtastung auftretenden Weißueri des Yideo-Si- Transistor 11 einen Schmitt-Trigger 12 bi

gnals entsprechend Potential 47 der Fig. 4B entspricht. Ausgang die digitalisierte, d.h. sprungu

Die am Widerstand 9 des Differentials erstarken» dem »0«- inul dem »!«-Potential wechse

abgegriffene Spannung wird dem in den C-Beiricb malion 15 .msiehl.

vorgespannten Transistor 10 übermittelt, der mit dem ~>

Hierzu 15 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Einspeichern der Bildinformation von Schriftzeichen für deren maschinelle Auswertung mit einer photoelektrischen Abtastvorrichtung für die Schriftzeichen aufweisende Aufzeichnungsträger, deren Video-Signale über als Analog-Digital-Wandler vorgesehene Schaltstufen vorgegebener, das Schaltverhalten bestimmender Schwellwertspannungen als digitale Bildinformationen in Speicher überführt werden, wobei im Rahmen einer Umspeicherung Bildelementen zugeordnete Signale in Abhängigkeit von Signalen benachbarter Bildelemente zum Zwecke der Korrektur der Bildinformation modifiziert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Video-Signale der Abtastvorrichtung den Eingängen (1) zweier parallel angeordneter Wandler (33a, 33b) zugeführt werden, deren Schwellwertspannungen unterschiedlich so eingestellt sind, daß der erste Wandler (33a^nur auf einen ersten Schwellwert (49) überschreitende Schwärzungen und der zweite Wandler (33b) auf einen niedrigeren Schwellwert (48) als der erste Wandler ansprechen, und daß ein Selektor (35, 72, F i g. 6, 87 bis 98) vorgesehen ist, der die durch die Wandler ermittelten Bildinformationen vergleicht und zur Bildung der modifizierten Bildinformation die Speicherung eines Bildelements für jede Koordinaten-Position bewirkt, in der ein Bildelement der Bildinformation des zweiten, bereits auf einen niedrigen Schwellwert ansprechenden Wandlers (33b) mit einem Bildelement des ersten, auf höheren Schwellwert ansprechenden Wandlers (33a) koinzidiert oder für ein Bildelement der Bildinformation des zweiten Wandlers (33b) niedrigen Schwellwerts in mindestens einer der benachbarten Koordinaten-Positionen bereits ein Bildelement zu speichern ist bzw. schon gespeichert ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Selektor (35) für Bildelemente-Positionen der Bildinformation jeweils ODER-Stufen (61, 97) aufweist, deren einer Eingang mit dem Ausgangssignal einer Bildelemente-Position des ersten, nur auf einen ersten Schwellwert (49) überschreitende Schwärzungen ansprechenden Wandlers (33a) beaufschlagt wird, und deren Ausgang auf einen Eingang einer UND-Stufe (62,98) geschaltet ist, deren anderer Eingang in Abhängigkeit von der gleichen Bildelemente-Position des zweiten, auf einen niedrigeren Schwellwert (48) als der erste Wandler ansprechenden Wandlers (33i>^ beaufschlagt wird, und deren Ausgangssignal die Speicherung des zugeordneten Bildelements der modifizierten Bildinformation bewirkt, und daß die ODER-Stufe (61, 97) weitere Eingänge aufweist, die mit den Signalen von Bildelementen benachbarter Position beaufschlagt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß je Bildele.nent eines Abtastfeldes (41) eine ODER-Stufe (61) und eine dieser nachgeordnetc UND-Stufe (62) vorgesehen sind.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kingange der ODHR-Siufen (βΙ) mn den Ausgängen bezüglich der Biklelcnienic- h^r> PosiiiciM benachbarter I IND-Siiiien (f>2) verbunden si nil.

"1. Anunlmm.L' 11,ich Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß nur eine ODER-Stufe (97) und eine deren Ausgang nachgeordnete UND-Stufe (98) vorgesehen sind, die für Bildelemente-Positionen nacheinander nach dem Serienverfahren wirksam werden, daß die den Bildelementen zugeordneten Signale des zweiten, auf einen niedrigeren Schwellwert (48) als der erste Wandler ansprechenden Wandlers (336,} nacheinander dem zweiten Eingang der UND-Stufe (98) zugeführt werden, und daß die den Bildelementen zugeordneten Signale des ersten, nur auf einen ersten Schwellwert (49) überschreitende Schwärzungen ansprechenden Wandlers (33a) nacheinander einer Kette in Serie geschalteter Schieberegister (89 bis 96) zugeführt werden, deren Ausgänge jeweils mit einem Eingang der ODER-Stufe (97) verbunden sind, und deren Kapazitäten auf die Anzahl der Bildelemente je Zeile des Abtastfeldes (41) so abgestimmt sind, daß ein Eingang der ODER-Stufe (97) mit einem Signal beaufschlagt wird, das vom gleichen Bildelement abgeleitet ist wie das dem zweiten Eingang der UND-Stufe (98) zugeführte Signal, während die anderen Eingänge der ODER-Stufe (97) mit den Signalen von Bildelementen benachbarter Positionen beaufschlagt sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (33a, 33b) Differentialverstärker (13) aufweisen, deren einer Zweig {Transistor 4) auf das Potential (47) der Grundhelligkeit des abgetasteten Aufzeichnungsträgers (43) gebracht wird (Diode 7, Kondensator 4), und daß dem Differentialverstärker ein Schmitt-Trigger (14) nachgeordnet ist.