DE2017246B2

DE2017246B2 - Verfahren und Einrichtung zum Ermitteln des Konturverlaufes eines spaltenweise abgetasteten Schriftzeichens

Info

Publication number: DE2017246B2
Application number: DE2017246A
Authority: DE
Inventors: Meinolf Dipl.-Ing. 8035 Gauting Muenchhausen; Ekke 8000 Muenchen Weber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-04-10
Filing date: 1970-04-10
Publication date: 1975-03-27
Also published as: AT310265B; NL7104783A; DE2017246A1; FR2089374A5; LU62959A1; US3713098A; DE2017246C3; SE378691B; GB1306798A; BE765562A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ermitteln und Zwischenspeichern eines aus mehreren Konturen zusammengesetzten Konturverlaufes eines spaltenweise abgetasteten Schriftzeichens mit Hilfe der Abtastergebnisse zweier jeweils aufeinanderfolgender Abtastspalten.

Das Problem der Zeichenerkennung gliedert sich eigentlich in zwei Teilaufgaben, einmal ein zu erken-

nendes Schriftzeichen abzutasten, das Abtastergebnis beim Abtastvorgang selbst schon eine wesentliche in entsprechender Form festzuhalten und zum anderen Reduktion des Informationsgehaltes des zu erkennendieses Abtastergebnis in einem Klassifizierungsprozeß den Schri^ftzeichens vorgenommen wird und man dann einer bestimmten Bedeutungsklasse zuzuordnen. Nun auch nicht mehr die ursprünglichen Konturen des hat man seit längerem erkannt, daß der wesentliche 5 Schriftzeichens aus dem Abtastergebnis wieder her-Inforroationsgehalt eines Schriftzeichens in der Ge- stellen kann. Daraus folgt aber wiederum, daß man »amtheit seiner Konturen liegt, wobei unter einer im eigentlichen Klassifizierungsprozeß mit wesentlich Kontur der geometrische Ort gleicher Änderungen weniger Informationen auskommen muß, um das der Informationsparameter, ü. h. Schwarz-Weiß- bzw. abgetastete Schriftzeichen zu erkennen. Derartige Weiß-Schwarz-Üoergänge, verstanden werden soll. _l0 Verfahren sind also in ihren Anwendungsmöglich-Es bat deshalb bereits zahlreiche Versuche gegeben, keiten beschränkt auf Schriftzeichen mit nur wenigen ein zu erkennendes Schriftzeichen anhand seines Variationen in einer Bedeutungsklasse und außerdem Konturverlaufes abzutasten, d. h. den Abtastvorgang sehr störempfindlich, da bei größeren Zeichenselbst durch die Konturen des Zeichens zu beein- störungen mit einer hohen Rückweisungsrate bzw. flüssen. Ein Abtastverfahren, das nach diesem Prinzip 15 Falscherkennungsrate gerechnet werden muß.
zufriedenstellend arbeitet, hat den großen Vorteil, daß Ein Beispiel für ein derartiges Verfahren zum Erfür die eigentliche Klassifizierung des abgetasteten kennen von Linienzügen bei spaltenweiser Abtastung Schriftzeichens ein Abtastergebnis erhalten wird, das ist in IEEE International Convention Record, Part 4, praktisch noch den gesamten Informationsgehalt des 1963, S. 64 ff., in dem Aufsatz »A Stream-Following Schriftzeichens besitzt. Das wirkt sich auf den Klassi- 20 Technique for Use in Character-Recognition« befizierungsprozeß insbesondere dann sehr günstig ?us, schrieben. Dort ist ein Verfahren *>im Verfolgen von wenn mit einem Zeichenerker.nungsverfahrn auch Linienzügen mit Hilfe spaltenweiser Abtastung eines alphanumerische Schriftzeichen erkannt werden sollen. Zeichens"bzw. eines Vergleichs der Abtastergebnisse Jedem Schriftzeichen muß dann aus einer größeren zweier aufeinanderfolgenden Spalten eines Abtast-Anzahl von Bedeutungsklassen eine bestimmte· Be- 25 feldes e-iäutert. Bei diesem Verfahren werden wie in deutungsklasse zugeordnet werden. Wenn das Zeichen- vielen anderen eine Formelementanalyse anwendenden erkennungsverfahren allgemein anwendbar sein soll, Verfahren zur Zeichenerkennung aus dem sukzessiven müssen aber auch innerhalb einer Bedeutungsklasse Vergleich der Abtastergebnisse in jeweils zwei aufeine Vielzahl von Variationen zugelassen werden, die einanderfolgenden Abtastspalten einfache Kriterien zum Teil auch auf Störungen der Schriftzeichen zurück- 30 zur Beschreibung dabei erkennbarer Linienzüge des zuführen sind. abgetasteten Zeichens gewonnen. Diese Kriterien sind Diesen Vorteilen stehen aber ebenso starke Nach- Linienzuganfang bzw. -ende, I.inienzugfortsetzung, teile gegenüber, die sich aus dem angedeuteten Abtast- Divergenz beim Auftreten einer Verzweigung eines prinzip ergeben. Da bei einer optischen Abtastung der Linienzuges und Konvergenz bei miteinander verLichtstrahl dem Konturenverlauf des abzutastenden 35 schmelzenden Linienzügen. Am Ende der Abtastung Zeichen« entsprechend ausgelenkt werden muß, dieser liegt bei diesem Verfahren zunächst also eine Kurz-Konturverlauf aber zunächst als unbekannt anzusehen beschreibung der aufgetretenen Linienzüge anhand ist, wird die Steuerung der Auslenkung des Licht- der genannten Formelemente vor.
Strahles einer Kathodenstrahlröhre zum Beispiel bei Für den vorliegenden Fall kann es dahingestellt Linienzugunterbrechungen erschwert und aufwendig. 40 bleiben, wie daraus im einzelnen Kriterien zum Man kann bei einer unbekannten Zeichenstruktur nur Erkennen des Zeichens abgeleitet werden, wesentlich davon ausgehen, daß ein eine Kontur verfolgender ist nur, daß als Ergebnis des Abtastvorganges Linien-Lichtstrahl weiterhin in der bisherigen Richtung aus- züge erkannt werden und ihre Form in einer Kurzgelenkt werden soll, weil eine bestimmte Wahrschein- beschreibung anhand der sogenannten Formelcinente lichkeit dafür besteht, daß die Kontur ihre Richtung 45 zwischengespeichert wird. Diese vorteilhaft nur gebeibehält, ringen Speicherplatz erfordernden Kurzbeschreibung Damit werden nun die Schwierigkeiten dieses Ab- reduziert aber den Informationsgehalt des abgetasteten tastprinzips deutlich. Einmal ist die Abtastgcschwin- Zeichens — wie oben ausgeführt — in einer Weise, digkeit begrenzt wegen der notwendigen Suchvorgänge daß damit zugleich auch bereits der Erkennungsdes Abtastsystems bei gestörten Zeichen, aber auch bei 50 Vorgang festgelegt ist. Dieser kann nur von den Zeichen, deren Konturverlauf nicht aus vollständig cmi.telten Kriterien, also den Formelcmentcn auszusammenhängenden Konturen besteht, zum anderen gehen, d. h., diese Elemente der Linienziigbeschreibung ist das Abtastergebnis auch nicht in allen Fällen bilden zugleich auch die wesentlichen Erkennungsgenau genug, daß daraus exakt der ursprüngliche kritericn. Das hat nicht nur den Nachteil, daß man Konturverlauf wieder herzustellen wäre. Das ist 55 sich damit also auch bereits auf ein bestimmtes Fraußerdem noch darauf zurückzuführen, daß es auch kennungsverfahr:n beschränkt, sondern bedeutet auch erhebliche Schwierigkeiten bereitet, die Koordinaten eine gewisse Störanfälligkeit des gesamten Systems, der Konturen geometrisch exakt festzulegen. denn verschmierte oder aufgerissene Zeichenteile Wegen dieser Schwierigkeiten und des großen Auf- führen zu anderen Formelementen und damit zu tvandes, ein derartiges Abtastverfahren praktisch 60 einer fehlerhaften Beschreibung des Zeichens, die als durchzuführen, ist man auch schon einen anderen solche nicht nachprüfbar ist.

Weg gegangen und hat das zu erkennende Schrift- Die Erfindung geht daher von der Überlegung aus,

teichen spaltenweise abgetastet. Dabei werden dann daß es methodisch besser ist, einmal durch die Art

die Abtastergebnisse jeweils zweier aufeinander- der Zeichenbeschreibung als Ergebnis der Abtastung

lolgendcr Abtastspalten miteinander verglichen und 65 nicht bereits das Erkennungsverfahren festzulegen und

dabei sogenannte Formslemente ermittelt, die für zum anderen die Zeichenbeschreibung so auszubilden,

!Schriftzeichen einer bestimmten Bedeutungsklasse daß sie möglichst exakt das abgetastete Zeichen

tharakteristisch sein sollen. Das bedeutet aber, daß widergibt. Das bedeutet, eine vom gewählten Er-

kennungsverfahren unabhängige Zeichenbeschreibung bei einem Weiß-Schwarz-Übergang, also einem Bildsollte das Abtastergebnis ohne Unterdrückung von signalwechsel aus dem Zustand »0« in den Zustand »L« Zeichendetails im Vorgriff auf etwa für das gewählte in der «-ten Abtastspalte, den Wert »+1« besitzt, mit Erkennungsverfahren irrelevante Informationen exakt den Ungleichungen der Anfang einer neuen Außenwiderspiegeln. Wollte man aber deswegen den ge- 5 kontur bzw. das Ende einer Innenkontur ermittelt samten Linienzugverlauf einschließlich der jeweils wird.

aufgetretenen Linienzugbreite zwischenspeichern, so Damit lassen sich die Vorteile eines spaltenweisen

wäre das nicht nur aufwendig, sondern auch unzweck- Abtastprinzips auf einfache Weise verbinden mit den mäßig, da dann mit Sicherheit sehr viele redundante Vorteilen, die sich aus einer reversiblen Zwischeninformationen in der Zeichenbeschreibung enthalten io speicherung des Konturverlaufes eines abgetasteten wären. Diese Redundanz läßt sich aber, wie die Zeichens ergeben. Bei dem spaltenweisen Abtasterläuterten Konturverfolgungsverfahren zeigen, ver- prinzip wird einmal die Steuerung für die Auslenkung meiden, wenn man die Zeichenbeschreibung auf eine des das Schriftzeichen abtastenden Lichtstrahles beBeschreibung der Konturen des abgetasteten Zeichens sonders einfach und die genaue Zuordnung der zurückführt, wobei diese bekannten Verfahren aller- 15 geometrischen Koordinaten des gerade abgetasteten dings den Nachteil komplizierter Abtaster zur Fest- Bildpunktes zu dem gesamten Abtastfeld möglich, stellung der Konturen haben. Außerdem geht bei dieser Abtastung und dem an-

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, schließenden Zwischenspeichern des Abtastergebnisses ein Verfahren zum Ermitteln und Zwischenspeichern so wenig Information verloren, daß man diesen Voreines aus mehreren einzelnen Konturen zusammen- ao gang in bezug auf das digitalisierte Bildsignal als gesetzten Konturverlaufes eines Schriftzeichens zu reversibel bezeichnen kann. Das bedeutet eine Erschaffen, bei dem aber das Zeichen spaltenweise ab- leichterung der späteren Klassifizierung, für die es getastet werden kann, um den Aufwand für die auch bei strengeren Anforderungen an das Zeichen-Steuerung des Abtastsystems bei den Suchvorgängen erkennungssystem wesentlich ist, daß das gesamte und die dafür benötigte Zeit zu vermeiden. Außerdem »5 Abtaste^rgebnis zur Verfügung steht. So wird es dann soll dieser Konturenverlauf allein aus dem digitali- z. B. möglich, wie bereits vorgeschlagen wurde, den sierten Abtastergebnis jeweils zweier aufeinander- eigentlichen Klassifizierungsvorgang in mehreren folgender Abtastspalten derart gewonnen werden Schritten durchzuführen und damit die Rückweisungskönnen, daß die Gesamtheit der Konturen eines rate zu senken.

Zeichens reversibel in einem verhältnismäßig einfach 30 Diese Vorverarbeitung der bei der Abtastung geaufgebauten Speicher auch schon bei kleiner Speicher- wonnenen Bildsignale ermöglicht eine besondere vorkapazität zwischengespeichert werden kann, wobei teilhafte Weiterbildung mit einem Konturspeicher, unter der reversiblen Zwischenspeicherung der Kon- der dadurch direkt adressierbar ist, daß mit der türen die Tatsache verstanden werden soll, daß die Adresse k einer Kontur die k-tc Zeile des Kontur-Beschreibung den Konturverlauf exakt widergibt, so 35 Speichers ausgewählt wird, daß bei einem festgestellten daß daraus der Konturverlauf des abgetasteten Zei- Anfang zweier neuer Konturen mit den Adressen (Jt-1) chens — abgesehen von der unvermeidlichen Digitali- und k sämtliche Zeilen des Konturspeichers, deren sierungsunschärfe — wider rekonstruierbar wäre. Adresse größer als [k— 2) ist, in jeweils eine Zeile mit

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch um zwei größerer Adresse umgespeichert werden und gelöst, daß in jeder Abtastspalte bei einem Zustands- 40 daß bei einem festgestellten Ende eines Konturpaares wechsel eines digitalisierten Bildsignals eine Kontur der Inhalt sämtlicher Speicherzeilen, deren Adressen festgestellt wird, daß jeder dieser Übergänge fort- höher sind als die Adressen des abgeschlossenen laufend gezählt und damit jeder Kontur eine be- Konturpaares, jeweils in Speicherzeilen mit um zwei stimmte Adresse zugeordnet wird, daß die in zwei kleinerer Adresse umgespeichert wird, sobald die aufeinanderfolgenden Abtastspalten auftretenden Dif- 45 Werte des abgeschlossenen Konturpaares in einen ferenzwerte der Ordinaten einer Kontur quantitativ weiteren kleineren Konturspeicher übertrafen sind, ermittelt und in einem Konturspeicher gespeichert Damit wird erreicht, daß zu jedem Zeitpunkt die werden, daß aber durch einen Bildsignalwechsel nur Anzahl der im Konturspeicher belegten Zeilen gleich dann der Anfang zweier neuer Konturen festgelegt der Anzahl der Konturen in der abgetasteten Spalte wird, wenn für die Ordinaten zweier Konturen in zwei 5° ist. Neben dem geringen Speicherplatzbedarf bei der aufeinanderfolgenden Abtastspalten n, m eine erste Konturspeicherung bedeutet es aber auch eine beson-Ungleichung ders einfache Auswahl der Speicherplätze.

Andere Weiterbildungen der Erfindung sind in Yn{k)< Ym (k — 1) + C Unteransprüchen gekennzeichnet.

55 Zum besseren Verständnis werden im folgender

erfüllt ist, bzw. durch den Bildsignalwechsel nur dann Einzelheiten und ein Ausführungsbeispiel der Erfindas Ende zweier Konturen festgelegt wird, wenn eine dung im Zusammenhang mit einer Einrichtung zui andere Ungleichung Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahren:

anband der Zeichnungen näher beschrieben.
Yn {k) > Ym (fc + 1) + C 60 Es zeigt

F i g. 1 die schematisierte Darstellung einer Zif

erfüllt ist, wobei, sofern die Funktionsvariable (C) bei fer »2« mit den entsprechenden Konturen k,
einem Schwarz-Weiß-Übergang, also einem Bild- F i g. 2 das Schema einer Zeichenstruktur, bei de

signalwechsel aus dem Zustand »L« in den Zustand »0« eine neue Außenkontur in der Abtastspalte η auftritt in der η-ten Abtastspalte, den Wert »—2« besitzt, mit 65 F i g. 3 ein entsprechendes Schema mit dem Endi den beiden Ungleichungen der Anfang einer neuen einer Innenkontur,

Innenkontur bzw. das Ende einer Außenkontur F i g. 4 bis 7 schematische Grenzfälle von Zeichen

ermittelt wird und, sofern die Funktionsvariable (C) Strukturen mit dem Anfang oder dem Ende voi

Außen- bzw. Innenkonturen, anhand deren verschiedene Werte für die Funktionsvariable C festgelegt werden und

P i g. 8 das Blockschaltbild einer Einrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei der Ipaltenweisen Abtastung eines in einem Abtastfeld liegenden Schriftzeichens, zum Beispiel mit Hilfe eines ausgelenkten Elektronenstrahls, trifft der Lichtstrahl nacheinander auf mehrere Konturen auf, wobei unter den Konturen eines. Schriftzeichens die durch Schwarz-Weiß-Übergänge oder Weiß-Schwarz-Ubergänge erzeugten Ränder der Linienzüge verstanden werden sollen. Diese Konturen sind in F i g. 1 durch eine Ordnungszahl k bezeichnet, so treten bei der dargestellten Ziffer »2« sechs Konturen auf, deren Anfänge und Enden durch Kreise bezeichnet sind. In dem hier sieben Abtastspalten überdeckenden, durch unterbrochene Linien eingegrenzten, Mittelteil der Ziffer »2« läßt sich jede Kontur eindeutig mit den von Spalte zu Spalte auftretenden Differenzwerten der Konturordinaten beschreiben, wie die Tabelle 1 zeigt.

Tabelle 3

Yn- Ym	1	1	-1	0	0	-2	SN	0
Merkmal	SP	SP	SN	HO	HO	VE	01	HO
10	10	01	00	00	11	00

	Tabelle	1	1	-1	0	*Yn (k)-*	*-Ym*	(Ar)	0
k	Ordinatendifferenz	0	0	0	0	-2	-2
6	1	1	1	1	-1	0	2
5	2	0	1	1	0	1	1
4	0	0	0	0	1	0	-1
3	1	0	0	0	0	1	0
2	0		0	0
1	0

Dort sind in der ersten Zeile die Differenzwerte der Konlurordinaten (Yn - )'/m) nochmals dargestellt, die aus der Zeile Ar = 6 der Tabelle 1 übernommen wurden. In der zweiten Zeile der Tabelle 3 stehen die aus diesen Differenzwerten gebildeten Elementarmerkmale SP, SN, HO und VE. Aus der vorletzten Spalte dieser Tabelle ist zu ersehen, daß aus einem Differenzwert, im Beispiel dem Wert »—2«, auch mehrere Elementarmerkmale gebildet werden können und dann auch müssen, um die Kontur an solchen Stellen eindeutig zu beschreiben. Das ist immer dann der Fall, wenn in zwei aufeinanderfolgenden Abtastspalten ein größerer Differenzwert als eins auftrritt, so entspricht dann zum Beispiel einem Differenzwert »+5« die Folge von Elementarmerkmalen 10, 11, 11, 11, 11.

Um die Differenzwerte der Konturordinaten bilden zu können, muß jeder festgestellte Bildsignalwechsel eindeutig einer bestimmten Kontur zuzuordnen sein,

d. h., es muß eine Adresse dieser Kontur festgelegt werden. In Bereichen, wie in dem Mittelteil der Ziffer »2« in Fig. 1, ist eine einfache Markierungsvorschrift für jede Kontur durch laufendes Mitzählen der Bildsignalwechsel in jeder Spalte möglich. Das ist aber dann nicht mehr der Fall, wenn sich die Anzahl der Konturen von einer Abtastspalte zur anderen ändert, oder anders ausgedrückt, wenn in G>r benachbarten Abtastspalte ein neues Konturenpaar auftritt, wie dies zum Beispiel schematisch in der F i g. 2 in der η-ten Abtastspalte mit zwei neuen Außenkonturen der Fall ist.

Um nun die Zuordnung der Bildsignahvechsel zu bestimmten Konturen aufrechtzuerhalten, müssen derartige Konturanfänge bzw. Konturenden erkannt werden, dazu reichen aber die Ordinaten der den Konturen zugeordneten Schwarz-Weiß-Übergänge und Weiß-Schwarz-Ubergänge zweier benachbarter Spalten aus. Bezeichnet man mit Yn (fc) die λ-te Konturordinate der eben abgetasteten Spalten und mit Ym (k) die Λ-te Konturordinate der vorher abgetasteten benachbarten Spalte m und zählt man die Konturadresse k in y-Richtung von unten nach oben, so isi normalerweise der Wert einer höher adressierter Konturordinate größer als der einer niedrig adressierten benachbarten Konturordinate. Diese Regel wird nur bei Konturanfängen und Konturenden durchbrochen, wie dies auch aus den Darstellungen ir F i g. 2 und F i g. 3 hervorgeht. Allgemeiner ausgedrückt bedeutet das, daß bei einem Konturanfang die Ungleichung

Yn (k) < Km(Ar-I) + C (1)

und bei einem Konturende die Ungleichung

Als Beispiel für die Beschreibung einer Kontur 65 Yn (k) > Yrn(k + l) + C (2)

anLand der Elementarmerkmale sei der Mittelteil der

sechsten Kontur der in der F i g. 1 dargestellten erfüllt sein muß, sonst setzt sich die schon bishe Ziffer »2« in Tabelle 3 erläutert. markierte Kontur fort.

Nun ist eine derartige Konturbeschreibung für die spätere Klassifizierung noch wenig geeignet, es ist vielmehr erwünscht, jede Kontur in ihre einzelnen Elementarmerkmale zu zerlegen. Dabei hat es sich als zweckmäßig und günstig erwiesen, eine Kontur anhand von vier Elementarmerkmalen zu beschreiben, die als »Steigung positiv« (SP) bei ansteigendem Konturverlauf, »Steigung negativ« (SN) bei abfallendem Konturverlauf, »vertikal« (VE) bei vertikalem und »horizontal« (HO) bei horizontalem Konturverlauf bezeichnet werden. Diese Bezeichnung wurde aus anschaulichen Gründen gewählt. Für die digitale maschinelle Verarbeitung muß ihnen aber ein Code zugeordnet werden, diese Zuordnung ist in der Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2

Elemcntarmerkmale	Code
Steigung positiv (SP) Steigung negativ (SN) Vertikal (VE) Horizontal (HO)	10 01 11 00

ίο

Das Unterscheidungskriterium zwischen einer Au- den kann, ob n.nmehr ein Paar von Innen- bzw. lenkontur, die in F i g. 2 dargestellt ist und einer Außenkonturen anfängt oder endet. Um mit diesem Innenkontur, wie sie F i g. 3 zeigt, ist die Übergangs- Ungleichungssystem in jedem Fall arbeiten zu können, fichtung des Bildsignalwechsels in der gerade abgc- muß man lediglich voraussetzen, daß zu jedem Zeittasteten Abtastspaltt η zu einem Zeitpunkt, da die 5 punkt oberhalb und unterhalb der laufenden Kontur Ungleichung erfüllt ist. Sie verläuft für den Anfang Vergleichskonturen existieren. Das erreicht man z. B. *der das Ende einer Innenkontur gerade umgekehrt leicht durch Simulation von zwei Konturen am oberen wie bei einer Außenkontur, wie aus dem Vergleich bzw. unteren Bildrand.

der F i g. 4 mit der F i g. 5 bzw. der F i g. 6 mit Aus dem Vorstehenden wurde deutlich, daß man

der F i g. 7 hervorgeht. Dort sind schematisch io eine laufende Kontur mit Hilfe von vier verschiedenen

Grenzfälle von Strukturkonstellalionen dargestellt, Elementarmerkmalen reversibel beschreiben kann,

mit denen der Wert der Funktionsvariablen C im die aus der Differenz der Konturordinaten benachbarte

einzelnen festgelegt werden soll. Die F i g. 4 zeigt Abtastspalten gewonnen werden und daß man die

in der /Ken Abtastspalte den Beginn eines neuen Beschreibung dieser Kontur vervollständigt, wenn

Paares von Außenkonturen, bei dem in jedem Fall 15 man die Ordinaten ihres Anfangs und Endes erfaßt.

die A-te Konturordinate durch einen Schwarz-Weiß- Ein sogenannter Konturspeicher AS/', in dem der

Übergang des Bildsignals angezeigt wird. Für den Konturverlauf eines abgetasteten Schriftzeichens di-

Zusammenhang zwischen beiden Konturordinaten rekt adressierbar zwischengespeichert werden kann,

in den benaehbarten Spalten gilt dann die Gleichung kann so aufgebaut sein, daß jeweils die gesamte Be-

Y (k\ — Y (k — Π — 2 (3) ^{20 scn}rcibung einer Kontur in einer entsprechenden

Speicherzelle gespeichert wird. Man kann nun sche-

da in jedem Fall das Schwarzelement als Teil der matisch den Konturspeicher KSPl spaltenweise in

Kontur gewertet wird und somit die Ordinatendiffe- drei Speichereinheiten aufteilen. Die erste Speichcr-

renz den Wert »2« besitzt. einheit 5AVf besitzt zwei Spalten für die Koordinaten

Das bedeutet, bei einem Anfang von neuen Außen- 25 des Konturanfangs, die durch eine bestimmte der

konturen ist die Funktionsvariable C- —2. χ Abtastspalten als Abszissenwert und die K-Ordinate

In der F i g. 5 ist der entsprechende Grenzfall gegeben sind. Die zweite Speichcreinheit SKE des

für den Beginn eines neuen Paares von Innenkonturen Konturspeichers KSPl ist dementsprechend ebenfalls

dargestellt, dem in der Abtastspalte /; der A-len Kon- aus zwei Spalten aufgebaut, die in analoger Weise die

tür auf jeden Fall ein Weiß-Schwarz-Ubergang des 30 Koordinaten für ein Konturende aufnehmen. Die

Bildsignals zugeordnet ist. Für die beiden interessieren- dritte Speichcreinheit des Konturspeichers, der Merk-

den Konturordinaten ergibt sich dann die Gleichung malspeicher SM, enthält schließlich in jeder ihrer

Y (k) — Ym (k — \) -l· 1 (4) Speicherzellen sämtliche Elementarmerkmale, die jene

Kontur beschreiben, die dieser Zeile zugeordnet ist.

und um die Ungleichung (1) zu erfüllen, folgt daraus 35 Um nun die direkte Adressierung des Kontur-

die Funktionsvariable C-I. Speichers und damit die einfache Speicherplatzauswahl

In der F i g. 6 ist das Ende eines Paares von Außen- aufrechterhalten zu können, müssen bei jedem Konkonturen dargestellt, bei dem in der Α-ten Kontur- turanfang eines neuen Konturpaares zv*A Speicherordinate der Abtastspalte;' ein Weiß-Schwarz-Über- zeilen dieses Konturspeichers KSPl zur Aufnahme gang des Bildsignals stattfindet. Diese Struktur- 40 der Konturbeschreibung bereitgestellt werden. Sind konstellation läßt sich durch die Gleichung in dem Konturspeicher bereits die Beschreibungen Yn (k) — Ym (k -<■■ I)-'' (5) laufender Konturen enthalten, deren Ordnungszahl

sich jetzt durch das Auftreten eines neuen Konturen-

beschreiben. In der Ungleichung (2) ist dann die paares ändert, so müssen die Speicherzeilen des

Funktionsvariable C 1. 45 Konturspeichers KSPl, deren Adressen höher als

Die F i g. 7 zeigt schließlich die vierte Möglich- (A. 1) sind, jeweils um zwei Zeilen nach oben umge-

keit, nämlich den Grenzfall für das Ende eines Innen- speichert werden, dann können die Anfangskoordina-

konturpaares in der Abtastspaltc/;, wobei in dieser ten der neuen Konturen Yn (k) und Ym{k — l) in

Abtastspalte bei der Α-ten Konturordinate ein Schwarz- die frei gewordenen Speicherzeilen aufgenommen

Weiß-Übergang des Bildsignals auftritt. Die Bezie- 50 werden. Dasselbe gilt umgekehrt auch für das Ende

hung zwischen den beiden zu vergleichenden Kontur- einer Kontur, zunächst werden die Merkmalsätze der

ordinaten abgeschlossenen Kontur in einen weiteren Speicher

Yn(k + \) und Yn (k) übertragen, wenn dabei gleichzeitig eine Merkmalreduktion vorgenommen wird, kann dieser zweite

ist hier durch die Gleichung 55 Konturspeicher KSP2, der ansonsten im wesentlicher

Yn (k) — K/w (A- I)- 1 (6) ähnlich aufgebaut ist, noch kleiner dimensionierl

werden. Nun können alle Speicherzeilen des ersten

gegeben, um die Ungleichung (2) zu erfüllen, muß die Konturspeichers KSP]. deren Adressen größer ali

Funktionsvariable C in diesem Fall wiederum den (A - 2) sind, um zwei Zeilen nach unten verschober

Wert » — 2« annehmen. 60 werden. Damit wird erreicht, daß zu jedem Zeitpunki

Daraus ergibt sich allgemein, daß die Funktions- die Anzahl der im ersten Konturspeicher KSPl be

variable C in den Ungleichungen (1) bzw. (2) bei legten Zeilen gleich der Anzahl der Konturen in einei

einem Schwarz-Weiß-Übergang in der /Ken Abtast- gerade abgetasteten Spalte ist. Nach dem Umspeicherr

spalte jeweils den Wert »—2« bzw. bei einem Weiß- der Merkmalsätze noch laufender Konturen muß di<

Schwarz-Übergang den Wert »1« annimmt. Das be- 65 Bedingung für ein Konturende auf Grund der Un

deutet, daß immer dann, wenn eine der beiden Un- gleichung (2) erneut abgefragt werden, um eventuel

gleichungen (]) oder (2) erfüllt ist, aus der Richtung mehrere direkt übereinanderliegenae Konturenpaan

des Zustandswechsels eines Bildsignals ermittelt wer- einer Spalte erkennen zu können. Zeigt sich dann, dal

kein: der beiden Ungleichungen (1) oder (2) für einen : erade abgetasteten Bildsignalwechsel erfüllt ist, so stellt de s das Kriterium für die Fortsetzung einer markierten Kontur dar. Die aus dem Differenzwert der Konturordinaten ermittelten fHementarmerkmalc werden dann cociert und in den Merkmalspeicher SM e^;nge:chriet en.

An Hand der Iilockdarslellung einer Einrichtung zur Duichfürrung des erläuterten Verfahrens, die in F i g. 8 dargestellt ist, seien im folgenden seine bisher •inzeln behandelten Merkmale nochmals zusammenfa:s;nd dargestellt.

Die F i g. 8 zeigt vier verschiedene Speicher, als Arbeitsspeicher cen ersten Konturspeicher KSPl mit tier Spe cheieinheit SKA zur Speicherung der Konturanfänge, der Speichereinheit SKE zur Speicherung der Kontire, den und dem Merkmalspeicher SM zur Speicherung der Klcmentarmcrkmale einer Kontur. Dazu komm als Ergebnisspeicher der zweite Konturipeicher KSPl, der wie der erste 16 Zeilen besitzen möge, wobei aber das in einer Speicherzeile zu speichernde Wort nur ncch halb so groß sein möge.

Auf'erdem ist eine Speicherspalte SYm für die Konturordinaten der zuletzt bearbeiteten Abtastjpalte hi mit 16 -6 Bit vorgesehen, die mit dem KonUirspeicher KSPl zcilcnrekoppelt ist. Dieser ersten Speicherspalte Sy«; entspricht schließlich als vierter Speicher eine weitere Speicherspalte 5Yn für die Konturordinaten der laufenden Abtastspalte η mit ebenfalls 16 · 6 Bit. Je zwei zeitlich aufeinanderfolgende Bildsignale des Abtasters AB entscheiden, ob ein Schwarz-Weiß-Übergang oder ein Weiß-Schwarz-Übcrgang vorliegt. Dieses Kriterium wird in der Schwarz-Weiß-Logik SWL ermittelt. Jeder selche Bi'dsignalwechsel wird in dem Konturmarkierer KZ gezählt, mit dieser Ordnungszahl ist zugleich die Konti.radiesse A festgelegt. Entsprechend dieser Konturadresse steuert er die einzelnen Vielfachschalter Sl bis 56. Bei einem Bildsignalwechscl wird die KonUircrdinatc von der Artaststeueri ng AST über einen ersten Vielfachschalter 51 auf eine der 16 Speicl·erstellen der zweiten Speicherspallc 5)'// übertragen. Eei einem Spa'tenendc, das \on der Abtaststeuerung AST dirch den E ef eh I SPL angegeben wird, werden die Kontakte des Trernschaltcrs SKI durchgeschallt, und cie erste Speicherspaltc SYm übernimmt den gesamten Speicherinhalt der Speicherspalte SYn, gleichzeitig wird der Konturmarkiercr K/. auf A = 0 zurückgesetzt.

Bei jedem Bildsignalwechsel, der einem Schwarz-Weiß-Übergang oder einem Weiß-Schwarz-Übergang entspricht, werden durch die Vielfachschalter S2 und 53 zwei bzw. drei der Ausgänge der beiden Speicherspalten 5Km und SYm auf die Ausgänge der beiden Vielfachschalter 52 bzw. 53 durchgeschaitet und damit die Werte Yn (A), Yn (A } 1) bzw. Ym (A), y»i(A· —1), Fw(A-H) zu den beiden Vergleichsschaltungen KAV und KEV übertragen, in denen die beiden Ungleichungen (1) und (2) logisch realisiert sind und mit denen damit Bedingungen für einen Konturanfang bzw. ein Konturende festgestellt werden. Zeigt die erste Vergleichsschaltung KA V die Erfüllung der Ungleichung (1) an, so werden dii Werte Yn (A-1) und Yn (A) und die Spaltenposition . als Koordinaten der beiden Konturanfänge in dei ersten Konturspeicher KSPl übertragen, nachden vorher eine Verschiebung der Merkmalsätze größere Adresse um jeweils zwei Konturspeicherzeilen naci oben in Abhängigkeit vom Konturmarkierer Γ Ζ er folgte. Eine Steuereinheit ADR enthält dazu cini Verschiebeeinheit, einen Merkmalzähler und einei

»ο Adresscnwähler zur Ansteuerung des Konturspeicher KSPl.

Bei einem Konturendesignal werden analoj Ym (A i 1) und Ym (A) und X als die Ordinaten de Konturendes in den Konturspeicher #5/1 über tragen. Der Inhalt der zugehörigen Konturspeicher zeilen kann nach einer Merkmalreduktion in den Merkmalreduktor RED in den zweiten Konturspeiche KSPl übertragen werden. Für die Auswahl der ent sprechenden Speicherzeilen der Konturspeicher KSP

ao und KSPl dienen die durch den Konturmarkierer K/ gesteuerten Vielfachschalter 55 bzw. 56. Die Merk malsätzc größerer Adresse können nun urn zwei Zeilei abwärts verschoben werden. Dies wird wiederun durch die Adresscnstcuerung/iZ)# des Konturspeicher:

KSPl vorgenommen. Wird dagegen durch die Ver gleichsschaltungen KA V bzw. KEV weder ein Kontur anf; ng noch ein Konturende festgestellt, so gilt di< nächste, bereits markierte Kontur als fortgesetzt unc die Ordinatendifferenz Yn(k)—Ym(k) wird in den Diffcrcnzglied DiF festgestellt. Daß weder die Un gleichung (1) noch die Ungleichung (2) erfüllt ist wird durch den logischen Schaltkreis KFL festgestellt der an die Ausgänge der beiden Vergleichsschaltung^ KA V und KEV angeschlossen ist. Der Trennschalte; SKA wird geschlossen, und damit ist das Differenz glied DIF an den Eingang eines Codewandlers COH angeschlossen. Dort werden aus dem festgestellter Differenzwert der Konturordinaten die Elementar merkmale ermittelt, die dann entsprechend der Ein stellung des Vielfachschaltcrs 54 in die ,'-te Zeile de; Merkmalspeichers SM übernommen weiden.

Vorstehend wurden die Merkmale der Erfindung und ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es sine aber im Rahmen der Erfindung durchaus noch anden Lösuigswege erdenkbar. Wenn z. B. mehrere Kontur anfange oder Konuircndcn zeitlich dicht aufeinanc.v folgen, kann unter Umständen die vom Abtaslprogramm zur Verfugung gestellte Zei!, zur Ausfüh rung der Rechenoperationen nicht mehr ausreichen

so Hier brächte dann eine zeitliche Entkopplung mi Hilfe einer gepufferten Speicherspalte SYn den Vor teil, die Rechenoperationen auf die Spaltenabtastzei beliebig verteilen zu können. Außerdem ist es ohn< weiteres denkbar, ein erfindungsgemäßes Verfahrer nur mit einem Konturspeicher zu realisieren, wenr abgeschlossene Konturen im Konturspeicher verbleiben. Dann ist allerdings die Adresse einer Vergleichs kontur nun im allgemeinen nicht mehr der laufender Konturadresse benachbart, sondern muß unter dei Berücksichtigung einer Kennzeichnung bestimmt werden, die z. B. auf Grund der Konturenden erfolger könnte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche

1, Verfahren zum Ermitteln und Zwischen- »peichern eines aus mehreren einzelnen Konturen zusammengesetzten Konturverlaufes eines spaltenweise abgetasteten Scbriftzeichens mit Hilfe der Abtastergebnisse zjveier jeweils aufeinanderfolgender Abtastspalten, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Abtastspalte (x) bei einem Zustandswechsel des digitalisierten Bildsignals eine Kontur (Λ) festgestellt wird, daß jeder dieser Übergänge fortlaufend gezählt und damit jeder Kontur eine bestimmte Adresse zugeordnet wird, daß die in zwei aufeinanderfolgenden Abtastspalten (zn, h) auftretenden Differenzwerte der Ordinaten Ym, (A-), Yn (A') einer Kontur quantitativ ermittelt und in einem Konturspeicher (,KSPl) gespeichert werden, daß aber durch einen Bild-Signalwechsel dann und nur dann der Anfang iweier neuer Konturen festgelegt wird, wenn für «lie Ordinaten (Y) zweier Konturen (A — I, A) in rwei aufeinanderfolgenden Abtastspalten (m, n) eine erste Ungleichung

Yn (k) < Ym (k-1) -f C

trfüllt ist, bzw. durch den Bildsignalwechsel dann Und nur dann das Ende zweier Konturen festgelegt tvird, wenn eine andere Ungleichung

Yn (k) > Ym {k-r I) -f C

erfüllt ist, wobei, sofern die Funkiionsvariable (C) bei einem Schwarz-Weiß-Gberga ig, also einem Bildsignalwechsel aus dem Zustand »Lc in den Zustand »0« in der η-ten Abtastspalte, den Wert t>—2« besitzt, mit den beiden Ungleichungen der Anfang einer neuen Innenkontur bzw. das Ende einer Außenkontur ermittelt wird und, sofern die Funktionsvariable (C) bei einem Weiß-Schwarzübergang, also einem Bildsignalwechsel aus dem Zustand »0« in den Zustand »L« in der /i-ten Abtastspalte, den Wert »i-1« besitzt, mit den Ungleichungen der Anfang einer neuen Außenkontur bzw. das Ende einer Innenkontur ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen und unteren Rand des Abtastfeldes ständig je eine Kontur als Vergleichskontur simuliert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf einer Kontur durch Elementarmerkmale »Steigung positiv« (SP) bei ansteigendem, »Steigung negativ« (SN) bei abfallendem, »horizontal« (HO) bei horizontalem und »vertikal«(VE) bei vertikalem Konturvcrlauf beschrieben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarmerkmale (SP, SN, HO und VE) aus den Differenzen der Konturordinaten benachbarter Abtastspalten derart ermittelt werden, daß eine positive Ordinatendifferenz vom Betrag d einem Elementarmerkmal »Steigung positiv« (SP) und einer Folge von (rf—1) Elementarmerkmalen »vertikal« (VE), eine negative Ordinatendifferenz vom Betrag d dagegen einer Folge von (d~\) Elementarmerkmalen »vertikal«(VE) und einem Elementarmerkmal »Steigung negativ« (SN) entspricht und daß das Elementarmerkmal »horizontal« (NO) vorliegt, wenn die Ordinatendifferenz »0« ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Konturspeicher (KSPi) dadurch direkt adressierbar ist, daß mit der Adresse k einer Kontur die A'-te Zeile des Konturspeichers ausgewählt wird, daß bei einem festgestellten Anfang zweier neuer Konturen mit den Adressen (A--1) und A sämtliche Zeilen des

ίο Konturspeichers, deren Adresse größer als (A-2) ist, in jeweils eine Zeile mit um zwei größerer Adresse umgespeichert werden und daß bei einem festgestellten Ende des Konturenpaares der Inhalt sämtlicher Speicherzellen, deren Adressen höher sind als die Adressen des abgeschlossenen Konturenpaares, jeweils in Speicherzeilen mit um zwei kleinerer Adresse umgespeichert wird, sobald die Werte des abgeschlossenen Konturenpaares in einen weiteren kleinen KonturspoLuc (KSP2)

ao übertragen sind.
6. Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Speichereinheiten (SYn und SYm) vorgesehen sind, in die für zwei aufeinanderfolgende Abtastspalten (»1, /1) die aus den Bildsignalen (BS) ermittelten Bildsignalwechsel in ihrer Reihenfolge und mit ihren Ordinaten gespeichert werden, daß den beiden Speichereinheiten (SYm, SYn) je ein durch die Bildsignalwechsel steuerbarer Vielfachschalter (S2 bzw. 53) zugeordnet ist und die entsprechenden Ausgänge (A, B bzw. C, D und E) dieser Vielfachschalter über steuerbare Trennschalter (SKI bzw. SK3) mit den Eingängen zweier zum Speichern der Anfänge bzw. der Enden von Konturen vorgesehenen Speichereinheiten SKA, SKE) des Konturspeichers (KSPX) verbunden sind, daß Ausgänge der Vielfachschalter (52 und 53) au.'krdem mit zwei Vergleichsschaltungen (KA V bzw. KEV) zum Feststellen von Konturanfängen bzw. Konturenden durch die jeweils einer der beiden Trennschalter (SKI bzw. 5A'3) gesteuert wird und weiterhin mit einem Differenzglied (DIF) zum Bilden der Differenzwerte der Konturordinaten zweier benachbarter Abtastspalten verbunden sind und daß dieses Differenzglied über einen weiteren Trennschalter (5A'4), einen Codewandler (CO W), in dem aus den Differenzwerten der Konturordinaten die Elementarmerkmale (SP, SN, VE, HO) in codierter Form ermittelt werden, an den Eingang eines weiteren steuerbaren Vielfachschalters (54) angeschlossen ist, dessen Ausgänge je einer Zeile eines sogenannten Merkmalspeichers (SA/) des Konturspeichers (KSPl) zugeordnet sind.