DE2044795B2 - Verfahren zur verringerung oder beseitigung des einflusses von unterschieden des kontrastes und der untergrundhelligkeit auf die klassifizierung von schriftzeichen bei rasterver fahren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

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verfolgungsverfahren, bei denen ein Elektronenstrahl Untergrundhelligkeit erzeugte Spannung oberhalb den Konturen des zu lesenden Schriftzeichens folgt der maßgebenden Grenzspannung liegt und für und die dabei auftretenden horizontalen und verti- welche die bei der vorliegenden Schwärzung des kalen Strahlablenkungen zur Erkennung des Schrift- Schriftzeichens erzeugte Spannung unterhalb der zeichens ausgewertet werden, verhältnismäßig un- 5 maßgebenden Grenzspannung liegt, unabhängig von empfindlich gegenüber der Untergrundhelligkeit und der Untergrundhelligkeit und dem Kontrast,
dem Kontrast des zu lesenden Schriftzeichens sind, Es ist auch bekannt (deutsche Patentschrift solange ein bestimmter Mindestkontrast gegeben ist, 1247 051), die für die Digitalisierung maßgebende spielt der Kontrast und die Untergrundhelligkeit bei Grenzspannung in Abhängigkeit von dem zu digitali-Rasterverfahren der eingangs angegebenen Art eine io sierenden Beleg veränderlich zu machen. Als Krisehr wesentliche Rolle. Die Erfindung bezieht sich terium für die Größe der Grenzspannung wurde ausschließlich auf derartige Rasterverfahren. z. B. die mittlere Helligkeit eines größeren BiId-

Bei diesen Rasterverfahren wird das zu erken- ausschnitte auf dem Beleg herangezogen. Damit wird nende Schriftzeichen, das auf einem Beleg dunkel allerdings nicht der tatsächliche Kontrast berückauf hellem Untergrund dargestellt ist, mit Licht be- 15 sichtigt, man erhält z. B. bei Strichen gleichen Konleuchtet. Jegliche Darstellung eines dunkleren, trastes aber unterschiedlicher Strichbreite verschieschwächer lichtreflektierenden oder lichtdurchläs- den hohe Grenzspannungen, was sicher unerwünscht sigen Schriftzeichens auf einem helleren, stärker ist. Weiterhin wurde angegeben, die Grenzspannung lichtreflektierenden oder lichtdurchlässigen Unter- in die Mitte zwischen die vom unbeschriebenen grund wird nachstehend zusammenfassend als 20 Untergrund erzeugte Spannung und die von be- »Schwärzung auf hellem Untergrund« bezeichnet, schriebenen Stellen abgeleitete Spannung zu legen, unabhängig davon, ob es sich tatsächlich um eine wobei die mittlere Höhe dieser beiden Spannungen schwarze Zeichendarstellung handelt; auch eine mit Hilfe von zwei Speicherschaltungen mit passen-Darstellung beispielsweise eines dunkelblauen Zei- der Entladezeitkonstante ermittelt wird,
chens auf einem hellblauen Untergrund fällt unter 25 Die meisten der auf Digitalisierung der Rasterdiese Definition. feldspannungen beruhenden Rasterverfahren haben

Der das Schriftzeichen tragende Bereich des Be- den Nachteil, daß die erstrebte Unabhängigkeit von leges, d. h. die Bildfläche, ist in gedachte Raster- Untergrundhelligkeit und Kontrast nur recht mangelfelder aufgeteilt. Das von den einzelnen Raster- haft erreicht wird; beim zuletzt erwähnten Verfeldern kommende Licht wird photoelektrischen 30 fahren ist die angestrebte Unabhängigkeit zwar erWandlern zugeführt, die in Übereinstimmung mit heblich größer als bei den einfacheren Verfahren, der Rasterfeldaufteilung angeordnet sind, so daß aber der dazu nötige Aufwand zur Festlegung der jeder photoelektrische Wandler das von dem zu- Grenzspannung ist recht groß. Ein weiterer grundgeordneten Rasterfeld kommende Licht empfängt. sätzlicher Nachteil all dieser Verfahren besteht Die von den photoelektrischen Wandlern erzeugten 35 darin, daß wegen der für die Anwendbarkeit der Spannungen sind somit direkt proportional den Verfahren erforderlichen feinen Rasterung der Bild-Helligkeitswerten der einzelnen Rasterfelder. Diese fläche und der damit erforderlichen Anwendung Spannungen werden für jede zu unterscheidende einer recht großen Zahl an photoelektrischen Wand-Schriftzeichenklasse, z. B. die Klassen der Ziffern lern, Einrichtungen zur digitalen Umformung, 0, 1 ... 9, mindestens einem und gewöhnlich meh- 40 Widerstandsnetzwerken usw., ein hoher technischer reren Widerstandsnetzwerken zugeführt. Jedes und kostenmäßiger Aufwand entsteht.
Widerstandsnetzwerk stellt im Prinzip eine Brücken- Werden andererseits die von den photoelektri- oder Grenzwertschaltung dar, die so bemessen ist, sehen Wandlern erzeugten Spannungen in den daß die Ausgangsspannung (Brückenabgleichsspan- Widerstandsnetzwerken analog verarbeitet, was bei nung) dann innerhalb einer bestimmten Grenze 45 anderen bekannten Rasterverfahren der Fall ist und liegt, wenn die Kennwerte des vorgelegten unbekann- den Vorteil hat, daß keine so feine Rasterung und ten Schriftzeichens den im Widerstandsnetzwerk ge- ein wesentlich geringerer technischer Aufwand notspeicherten Kennwerten der betreffenden Klasse ent- wendig ist, so ist der Einfluß von Unterschieden des spricht. Zur Prüfung, ob dies der Fall ist, wird die Kontrastes und der Untergrundhelligkeit auf die Ausgangsspannung eines jeden Widerstandsnetz- 50 Klassifizierung recht beträchtlich.
Werkes in einer Vergleichsschaltung mit einer Ver- Eine Maßnahme, diesen Einfluß zu verringern, gleichsspannung verglichen. besteht in der Anordnung von Reglern, welche von

Bis zu einem gewissen Grade besteht Unabhängig- Hand auf die jeweilige Untergrundhelligkeit und keit von Untergrundhelligkeit und Kontrast ohne auf den jeweiligen Kontrast eingestellt werden weitere Maßnahmen dann, wenn den Widerstands- 55 müssen. Dies führt zu brauchbaren Ergebnissen aber netzwerken nur digitale Informationen zugeführt nur bei annähernd ideal abgebildeten Schriftzeichen, werden. Damit ist gemeint, daß die von jedem ein- d. h. bei Vorliegen praktisch gleicher Schwärzung zelnen photoelektrischen Wandler abgegebene Span- innerhalb ein und desselben Schriftzeichens und nung so umgeformt wird, z. B. durch nachgeschaltete praktisch gleicher Schwärzung der einzelnen Schrift-Verstärker und Begrenzer, daß die Spannung 60 zeichen im Vergleich zueinander, und für einen

0 Volt entsteht, falls die von dem photoelektrischen praktisch idealen Untergrund, d. h. einen UnterWandler erzeugte Spannung unterhalb der für die grund ohne Verschmutzung, ohne nennenswerte Klassifizierung maßgebenden Grenze liegt, und an- Unterschiede des Lichtreflexionsvermögens des Padererseits eine festgelegte andere Spannung, z. B. piers u. dgl. In der Praxis ist dies jedoch selten der

1 Volt, entsteht, falls die von dem photoelektrischen 65 Fall und kann, wenn überhaupt, nur durch sehr Wandler erzeugte Spannung oberhalb dieser Grenze scharfe Vorschriften hinsichtlich der Zeichendarstel-Iiegt. 1st diese Grenze einmal festgelegt, so ist man lung, des verwendbaren Papiers u. dgl. gewährleistet für alle diejenigen Fälle, für welche die bei der werden. Dies verringert die Anwendungsbreite des

Verfahrens und erhöht den technischen und kosten- die Darstellung der Schriftzeichen, die Papierqualität mäßigen Aufwand. hinsichtlich völlig gleichmäßiger Lichtreflexion über

Es gibt auch Verfahren, bei denen eine gewisse die gesamte Fläche und bei verschiedenen Liefeautomatische Ausregelung des Einflusses von Unter- rungen, usw., gestellt werden.

schieden des Kontrastes und der Untergrundhellig- 5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein keit erreicht wird. Bei diesen Verfahren werden im Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die allgemeinen den die Widerstandsnetzwerke bilden- nicht die vorstehend erläuterten und ähnliche Mänden Brückenschaltungen nicht nur (dem einen gel bekannter Verfahren und Vorrichtungen auf-Brückenzweig) die elektrischen Spannungen der- weisen, den Einfluß von Unterschieden des Konjenigen photoelektrischen Wandler, welche die io trastes und der Untergrundhelligkeit in einem für durch das zu lesende Schriftzeichen geschwärzten eine einwandfreie Klassifizierung hinreichenden Rasterfelder abtasten, einzeln zugeführt, sondern Maße völlig automatisch ausregeln, keine hohen auch (dem anderen Brückenzweig) die Summe der Anforderungen an die Einheitlichkeit der Schwärelektrischen Spannungen aller photoelektrischen zung der zu erkennenden Schriftzeichen und an die Wandler und damit aller Rasterfelder, im folgenden 15 Papierqualität stellen und trotzdem bei einfacher Summenspannung genannt. Durch eine derartige apparativer Ausbildung betriebssicher und Störungs-Maßnahme kann der Einfluß des Schwärzungsgrades, frei arbeiten.

d. h. von Unterschieden des Kontrastes, jedoch nur Gegenstand der Erfindung ist hierzu ein Ver-

in engen Grenzen ausgeregelt werden. fahren zur Verringerung oder Beseitigung des Ein-

Nach den der Erfindung zugrunde liegenden Un- 20 flusses von Unterschieden des Kontrastes und der tersuchungen ist hierfür von Bedeutung, daß der von Untergrundhelligkeit auf die Klassifizierung von als einem Schriftzeichen geschwärzte Anteil der Bild- Schwärzung auf hellem Untergrund dargestellten fläche nur einen Bruchteil ihrer Gesamtfläche aus- Schriftzeichen bei Rasterverfahren, bei denen die das macht, gewöhnlich etwa 10 bis etwa 25% (beispiels- Schriftzeichen tragende und in gedachte Rasterfelder weise schwärzt die Ziffer 1 etwa lO°/o und eine Zif- 25 unterteilte Bildfläche mit Licht beleuchtet wird, das fer 8 etwa 25 °/o der Gesamtfläche des Bildfeldes). von den einzelnen Rasterfeldern kommende Licht je Da weiterhin die in den photoelektrischen Wandlern einem photoelektrischen Wandler zugeführt wird, in durch geschwärzte Rasterfelder erzeugten elek- jedem photoelektrischen Wandler eine dem zutrischen Spannungen geringer sind als die durch gehörigen Rasterfeld entsprechende elektrische Spanungeschwärzte Rasterfelder erzeugten Spannungen, 30 nung erzeugt wird, diese Rasterfeldspannungen soist der auf geschwärzte Flächenbereiche zurück- wohl einzeln als auch als Summenspannung einem zuführende Spannungsanteil an der Summenspan- Widerstandsnetzwerk zugeführt und dort zu einer nung noch geringer; er liegt für übliche Darstellun- Ausgangsspannung verarbeitet werden und die Ausgen von Schriftzeichen bei 5 bis 15°/o. Bei einer gangsspannung zum Zwecke der Klassifizierung mit Änderung des Schwärzungsgrades der Schriftzeichen 35 einer Vergleichsspannung verglichen wird, welches ändert sich nur die Lichtreflexion des geschwärzten dadurch gekennzeichnet ist, daß man zusätzlich zu Flächenanteils der Bildfläche, während der weit den einzelnen Rasterfeldspannungen von mindestens überwiegende Teil der Bildfläche, nämlich der un- einer Stelle des Untergrundes, wo sich kein Schriftgeschwärzte Flächenanteil, unverändert bleibt. Da zeichen befindet, in mindestens einem zusätzlichen andererseits die Summenspannung durch Addition 40 photoelektrischen Wandler eine für den Untergrund der Spannungen von sämtlichen photoelektrischen kennzeichnende Bezugsspannung erzeugt, diese BeWandlern gebildet wird und somit sämtliche Raster- zugsspannung gegenphasig bzw. gegenpolig zu jeder felder wiedergibt, ändert sich die Summenspannung einzelnen Rasterfeldspannung addiert und hierdurch nur um einen geringen Bruchteil der eingetretenen für jedes Rasterfeld eine Rasterfeld-Differenzspan-Änderung des Schwärzungsgrades und der ein- 45 nung bildet, die bei vollständiger Schwärzung des getretenen Änderung der die Schwärzungen wieder- betreffenden Rasterfeldes einen Maximalwert und gebenden Rasterfeldspannungen. So ändert sich bei völlig ungeschwärztem Rasterfeld einen Minimalz. B. bei den bekannten Verfahren die Summen- wert oder den Wert Null hat, diese Rasterfeldspannung nur um etwa lO°/o ihres Wertes, wenn Differenzspannungen an Stelle der ursprünglichen sich der Schwärzungsgrad um den Faktor 3 ändert, 50 Rasterfeldspannungen sowohl einzeln als auch als d. h. dreimal so groß wird oder auf ein Drittel Summenspannung dem Widerstandsnetzwerk zuführt zurückgeht. und zu der Ausgangsspannung verarbeitet und die

Demgemäß ist eine Ausregelung des Einflusses so gebildete Ausgangsspannung mit der Vergleichsdes Schwärzungsgrades mittels der aus sämtlichen spannung vergleicht.

Rasterfeldspannungen gebildeten Summenspannung 55 Eine besonders weitgehende Ausregelung von nach der bekannten Arbeitsweise nur in sehr be- Unterschieden des Kontrastes und der Untergrundschränktem Umfang möglich und auch nur dann, helligkeit wird erreicht, wenn man die Vergleichswenn außerdem durch weitere Maßnahmen, etwa spannung aus der durch Summenbildung der Rasterdurch von Hand zu betätigende Regler, der Einfluß feld-Differenzspannungen erzeugten Summenspander Untergrundhelligkeit weitgehend ausgeschaltet 60 nung bildet.

wird. Andernfalls kann gar kein eindeutiger Zu- In einigen Fällen, z. B. bei nicht gleichmäßiger

sammenhang zwischen Summenspannung und Struktur des Untergrundes, ist es zweckmäßig, die Schwärzungsgrad hergestellt werden, da man z. B. Bezugsspannung durch Abtastung von mehreren für weißes Papier, das teilweise beschriftet ist, die- Stellen des Untergrundes, wo sich keine Schriftselbe Summenspannung erhalten könnte wie für 65 zeichen befinden, und Mittelwertbildung der eretwas dunkleres unbeschriftetes Papier. Es sind also haltenen Spannungen zu erzeugen,
zusätzliche Regeleinrichtungen erforderlich, und es Die Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt

müssen immer noch sehr hohe Anforderungen an eine Mehrzahl von photoelektrischen Wandlern, die

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entsprechend der gedachten Rasterung einer Bild- feldes einen Maximalwert und bei völlig ungeschwärzfläche, welche ein als Schwärzung auf hellem Unter- tem Rasterfeld einen Minimalwert oder den Wert grund dargestelltes Schriftzeichen trägt, angeordnet Null, während bei bekannten Rasterverfahren gerade sind, eine Addierschaltung zur Bildung einer Sum- das umgekehrte der Fall ist, d. h., bei vollständiger menspannung aus den einzelnen Rasterfeldspannun- 5 Schwärzung des Rasterfeldes hat die entstehende gen, Widerstandsnetzwerke zur Verarbeitung der und den Widerstandsnetzwerken zugeführte Span-Rasterfeldspannungen und der Summenspannung zu nung einen Minimalwert oder den Wert Null und einer Ausgangsspannung je Widerstandsnetzwerk bei einem völlig ungeschwärzten Rasterfeld den und eine Vergleichsschaltung zur Feststellung, ob die Maximalwert.

Ausgangsspannungen innerhalb der für eine Klassi- io Die durch gegenphasige bzw. gegenpolige Addifizierung maßgebenden Grenzen liegen, durch Ver- tion der Bezugsspannung gebildeten Rasterfeldgleich der Ausgangsspannungen mit einer Ver- Differenzspannungen, die also proportional zu den gleichsspannung. Insoweit kann die Vorrichtung in Schwärzungen der Rasterfelder sind, werden an an sich bekannter Weise ausgebildet sein. Die kenn- Stelle der bei bekannten Verfahren verarbeiteten zeichnenden Merkmale der Vorrichtung gemäß der 15 ursprünglichen Rasterfeldspannungen, die propor-Erfindung liegen darin, daß zusätzlich zu den ent- tional zur Helligkeit der Rasterfelder sind, sowohl sprechend der gedachten Rasterung der Bildfläche einzeln als auch in Form der aus sämtlichen Rasterangeordneten photoelektrischen Wandlern minde- feld-Differenzspannungen gebildeten Summenspanstens ein weiterer photoelektrischer Wandler, der nung den Widerstandsnetzwerken zugeführt. Die eine kein Schriftzeichen tragende Stelle des Unter- 20 einzelnen Rasterfeld-Differenzspannungen werden grundes abtastet, vorgesehen ist, hinter die photo- dem einen Brückenzweig zugeleitet, die Summenelektrischen Wandler eine Einrichtung zur Differenz- spannung, gebildet in einer Addierschaltung aus den bildung zwischen jeder der Rasterfeldspannungen einzelnen Rasterfeld-Differenzspannungen, wird dem und der von dem weiteren photoelektrischen Wand- anderen Brückenzweig zugeführt. Die Verarbeitung ler erzeugten Bezugsspannung geschaltet ist, und die 25 der dem Brückenzweig einzeln zugeführten Raster-Ausgänge der Einrichtung zur Differenzbildung, an feld-Differenzspannungen erfolgt dabei durch eine denen an Stelle der Rasterfeldspannungen die ge- durch Mittelwerte von Form und Schwärzung der bildeten Rasterfeld-Differenzspannungen anliegen, Schriftzeichen bestimmte Kombination von Widermit den Widerstandsnetzwerken und der Addier- ständen, während der andere Brückenzweig dazu schaltung verbunden sind. 30 dient, den in dem einen Brückenzweig fließenden

Vorzugsweise ist der Ausgang der Addierschal- Strom zu kompensieren, so daß im Falle einer Über-

tung zwecks Zuführung der aus den Rasterfeld- einstimmung des vorgelegten unbekannten Schrift-

Differenzspannungen erzeugten Summenspannung zeichens mit den in dem oder den Widerstandsnetz-

als Vergleichsspannung mit der Vergleichsschaltung werken gespeicherten Merkmalen der betreffenden

verbunden. 35 Klasse die Ausgangsspannung (Brückenabgleichs-

Wenn die zur Differenzbildung benutzte Bezugs- spannung) des oder der Widerstandsnetzwerke dieser

spannung durch Abtastung von mehreren schrift- Klasse Null wird oder einen Minimalwert innerhalb

zeichenfreien Stellen des Untergrundes und durch vorgegebener Grenzen annimmt.

Mittelwertbildung der erhaltenen Spannungen er- Zur Feststellung, ob die Ausgangsspannungen der

zeugt werden soll, sind zusätzlich zu den ent- 40 Widerstandsnetzwerke den Wert Null oder einen

sprechend der gedachten Rasterung der Bildfläche Minimalwert innerhalb der vorgegebenen Grenzen

angeordneten photoelektrischen Wandlern mehrere haben, werden die Ausgangsspannungen in einer

weitere photoelektrische Wandler, welche von Vergleichsschaltung mit einer Vergleichsspannung

Schriftzeichen freie Stellen des Untergrundes zwecks verglichen. Dabei wird eine besonders weitgehende

Mittelwertsbildung der von diesen Stellen erhaltenen 45 Beseitigung des Einflusses von Unterschieden des

Spannungen abtasten, vorgesehen. Kontrastes und der Untergrundhelligkeit erreicht,

Durch die bei dem Verfahren und der Vorrichtung wenn zur Erzeugung der Vergleichsspannung die aus gemäß der Erfindung vorgeschriebene Bildung der den einzelnen Rasterfeld-Differenzspannungen er-Bezugsspannung, die durch Abtastung wenigstens zeugte Summenspannung verwendet wird,
einer immer ungeschwärzten Stelle des Untergrundes 50 Die Verarbeitung der durch gegenphasige bzw. mit wenigstens einem zusätzlichen photoelektrischen gegenpolige Addition der Bezugsspannung zu den Wandler erzeugt wird und damit für die Untergrund- Rasterfeldspannungen gebildeten Rasterfeld-Diffehelligkeit kennzeichnend ist, und die gegenphasige renzspannungen in der Addierschaltung, den Wider-(bei Wechselspannung) bzw. gegenpolige (bei Gleich- Standsnetzwerken und der Vergleichsschaltung kann spannung) Addition der Bezugsspannung zu jeder 55 in herkömmlicher Weise erfolgen, und die Addiereinzelnen ursprünglichen Rasterfeldspannung wird schaltung, die Widerstandsnetzwerke und die Vererreicht, daß die für die Klassifizierung verarbeiteten gleichsschaltung können von herkömmlicher Aus-Rasterfeld-Differenzspannungen direkt proportional bildung sein, so daß ins einzelne gehende Erläutezum Schwärzungsgrad des betreffenden Rasterfeldes rungen hierzu entbehrlich sind,
und damit direkt proportional zum Schwärzungs- 60 Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines grad des vorgelegten Schriftzeichens sind. Bei den Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichbekannten Verfahren sind demgegenüber die für die nung weiter veranschaulicht. Die Zeichnung zeigt in Klassifizierung verarbeiteten Spannungen, d. h. die schematischer Weise als Blockschaubild eine nach ursprünglichen Rasterfeldspannungen, direkt pro- den Regeln der Erfindung ausgebildete Vorrichtung portional zum Helligkeitsgrad der Rasterfelder. Bei 65 und die darin herbeigeführten Vorgänge,
dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Er- Die Vorrichtung umfaßt als wesentliche Bestandfindung hat also die Rasterfeld-Differenzspannung teile eine Anordnung einer Mehrzahl von photobei vollständiger Schwärzung des betreffenden Raster- elektrischen Wandlern 1, mindestens einen weiteren

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photoelektrischen Wandler 2, eine Einrichtung 3 zur ist, und die Auswertung zur Klassifizierung erfolgt

Differenzbildung von Spannungen, Widerstandsnetz- durch die Vergleichsschaltung 5, in der die von den

werke 4, eine Vergleichsschaltung 5 und eine Ad- Widerstandsnetzwerken 4 zugeführten Ausgangs-

dierschaltung 6. Da die einzelnen Vorrichtungteile 1 spannungen mit einer Vergleichsspannung verglichen

bis 6 in an sich bekannter Weise ausgebildet sein 5 werden. Diese Vergleichsspannung wird vorzugs-

können und hier kein Schutz für irgendeine beson- weise ebenfalls aus der aus den Rasterfeld-Differenz-

dere Ausbildung beansprucht wird, sind sie nur zu- spannungen erzeugten Summenspannung gebildet,

sammenfassend als Blöcke dargestellt. Hierzu wird diese Summenspannung aus der Addier-

Die Abtastung der Bildfläche, auf der das zu er- schaltung 6 nicht nur den Widerstandsnetzwerken 4, kennende Schriftzeichen abgebildet ist, erfolgt mit io sondern auch der Vergleichsschaltung 5 zugeführt, den photoelektrischen Wandlern 1, bei dem dar- Dadurch wird eine noch wesentlich weitgehendere gestellten Beispiel vierundzwanzig photoelektrischen Beseitigung des Einflusses von Unterschieden des Wandlern. Die photoelektrischen Wandler 1 sind Kontrastes und der Untergrundhelligkeit auf die entsprechend der gedachten Rasterung der Bildfläche Klassifizierung erreicht, da sich dann auch die Verangeordnet, jeder einzelne photoelektrische Wandler 15 gleichsspannung in Übereinstimmung mit Unterempfängt das von einem gedachten Rasterfeld korn- schieden des Kontrastes und der Untergrundhelligmende Licht. Zusätzlich zu den entsprechend der keit ändert.

Rasterung angeordneten photoelektrischen Wand- Durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß lern 1 ist ein weiterer photoelektrischer Wandler 2 der Erfindung werden insbesondere folgende techvorgesehen, der den Beleg, auf dem das zu lesende 20 nische Vorteile erzielt:

Schriftzeichen steht, an einer unbeschriebenen Stelle Durch die Erzeugung der Bezugsspannung und

abtastet. Gewöhnlich ist der photoelektrische Wand- deren gegenphasige bzw. gegenpolige Addition zu

ler 2 außerhalb des von den Wandlern 1 gebildeten jeder der Rasterfeldspannungen liefert unbeschrie-

Feldes angebracht, in Sonderfällen kann er sich aber bener Untergrund immer die Spannung Null, un-

auch an ieiner Stelle innerhalb des Feldes befinden, 25 abhängig von der im Einzelfall gegebenen Art des

wo bei allen in Betracht kommenden Schriftzeichen Untergrundes. Dadurch werden die Einflüsse von

mit Sicherheit keine Schwärzung vorhanden ist. Helligkeit und Farbe des Untergrundes aus dem

Die von den photoelektrischen Wandlern 1 er- Entscheidungsproblem eliminiert, und zwar völlig

zeugten elektrischen Spannungen, die Rasterfeld- automatisch. Es müssen also nicht, wie bei bekann-

spannungen, und die von dem weiteren photoelek- 30 ten Methoden, erst besondere Einstellungen von

trischen Wandler 2 erzeugte Spannung, die Bezugs- Hand vorgenommen werden.

spannung, werden der Differenzbildungseinrichtung 3 Die Rasterfeld-Differenzspannungen und die den zugeführt. Dort wird die Bezugsspannung gegen- Widerstandsnetzwerken zugeführte Summenspanphasig bzw. gegenpolig zu jeder einzelnen Raster- nung sind direkt proportional zur Schwärzung der feldspannung addiert. Demgemäß stehen an den 35 Rasterfelder und damit zur Schwärzung der vorAusgängen 7 der Differenzbildungseinrichtung 3 die gelegten Schriftzeichen. Ändert sich also der Konfür die einzelnen Rasterfelder kennzeichnenden trast eines Schriftzeichens gegenüber dem Unter-Rasterfeld-Differenzspannungen zur Verfügung, die grund um einen bestimmten konstanten Faktor, so direkt proportional den Schwärzungen der betreffen- ändern sich auch sowohl die Rasterfeld-Differenzden Rasterfelder sind, d. h. den Wert Null oder an- 40 spannungen der geschwärzten Rasterfelder als auch nähernd Null für völlig ungeschwärzte Rasterfelder die Summenspannung um denselben Faktor. Für und den Maximalwert für vollständig geschwärzte diejenigen Widerstandsnetzwerke, für welche die Rasterfelder haben. Ausgangsspannung 0 Volt betrug, bleibt die Aus-

Diese Rasterfeld-Differenzspannungen werden den gangsspannung somit unverändert 0 Volt, da sich Widerstandsnetzwerken 4 und der Addierschaltung 6 45 sämtliche den beiden Brückenzweigen zugeführten zugeführt. In der Addierschaltung 6 werden samt- Spannungen um denselben Faktor ändern,
liehe Rasterfeld-Differenzspannungen zur Erzielung In den Widerstandsnetzwerken, in denen die Ausder Summenspannung addiert. Die Summenspan- gangsspannungen von Null verschieden waren, ännung wird ebenfalls den Widerstandsnetzwerken 4 dem sich die Ausgangsspannungen höchstens um zugeführt. Sowohl die Widerstandsnetzwerke als 50 denselben Faktor, um den sich der Kontrast — also auch die Addierschaltung werden also durchweg mit das Lichtreflexionsverhältnis zwischen geschwärzten Spannungen betrieben, die direkt proportional zum Schriftzeichen und ungeschwärztem Untergrund — Schwärzungsgrad der zugeordneten Rasterfelder ändert. Demgegenüber ändern sich bei den besind, kannten Verfahren und Vorrichtungen, bei denen

In den aus Brückenschaltungen bestehenden 55 direkt die einzelnen Rasterfeldspannungen und die Widerstandsnetzwerken 4 werden die dem einen direkt von diesen Rasterfeldspannungen gebildete Brückenzweig zugeführten einzelnen Rasterfeld- Summenspannung den Widerstandsnetzwerken zu-Differenzspannungen und die dem anderen Brücken- geführt werden, die Ausgangsspannungen der Widerzweig zugeführte Summenspannung in an sich be- Standsnetzwerke um ein Vielfaches der Kontrastkannter Weise zu der für die Klassifizierung maß- 60 änderung, da sich sämtliche dem einen Brückengebenden Ausgangsspannung verarbeitet. Wenn das zweig zugeführten und auf geschwärzten Rastervorgelegte unbekannte Schriftzeichen den in den feldern beruhenden Rasterfeldspannungen um den-Widerstandsnetzwerken gespeicherten Merkmalen selben Faktor wie die Kontraständerung ändern, einer Schriftzeichenklasse genügt, liegen die Aus- während sich die dem anderen Brückenzweig zugangsspannungen der zugehörigen Widerstandsnetz- 65 geführte Summenspannung in der oben erläuterten werke innerhalb der für die betreffende Klasse maß- Weise nur um einen geringen Betrag, z. B. etwa gebenden Grenzen. 10⁰/o, ändert. Bei einer Kontraständerung um den

Die Feststellung, ob diese Grenzbedingung erfüllt Faktor 2 ändern sich bei dem Verfahren und der

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Vorrichtung gemäß der Erfindung also die Aus- hinreichender Sicherheit erkannt und klassifiziert

gangsspannungen der Widerstand.snetzwerke eben- werden.

falls um den Faktor 2, wahrend sie sich bei den be- Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausfühkannten Verfahren und Vorrichtungen um an- rungsform ist nur ein einziger weiterer photoelektrinähernd eine Größenordnung mehr ändern. 5 scher Wandler 2 neben den in Übereinstimmung mit Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der der Rasterung der Bildfläche angeordneten photo-Erfindung gewährleisten somit eine so weitgehende elektrischen Wandlern 1 vorgesehen. Zur weiteren Verbesserung der Ausregelung von Unterschieden Erhöhung der Sicherheit hinsichtlich der Erzeugung des Kontrastes und der Untergrundhelligkeit, und einer den Untergrund eindeutig kennzeichnenden zwar automatisch, daß eine manuelle Einstellung auf iu Bezugsspannung kann es in manchen Fällen zweckden im Einzelfall vorliegenden Kontrast und Unter- mäßig sein, zwei oder mehrere weitere photogrund unnötig ist. Die durch Verarbeitung der elektrische Wandler 2 vorzusehen, die schriftzeichen-Rasterfeld-Dirlerenzspannungen und der daraus ge- freie Stellen des Untergrundes abtasten. In einem bildeten Summenspannung in den Widerstandsnetz- solchen Fall wird eine Mittelwertbildung zwischen werken erreichte automatische Ausregelung reicht 15 den von den weiteren photoelektrischen" Wandlern aus. um in zuverlässiger Weise eine Klassifizierung erzeugten Spannungen vorgenommen. Dies kann in von Schriftzeichen zu gewährleisten, die beispiels- an sich bekannter Weise erfolgen und braucht daher weise mit ein und demselben Druckwerk oder hier nicht im einzelnen erläutert zu werden.
Schreibstift geschrieben sind, jedoch den Unzuläng- Vorstehend ist hinsichtlich des von den gedachten lichkeiten und Zufälligkeiten beim Drucken und 20 Rasterfeldern der Bildfläche kommenden Lichtes Schreiben, z. B. durch unterschiedlichen Schreib- meistens von reflektiertem Licht gesprochen worden, druck, verschiedene Strichstärke. Einfluß von Färb- da das z. B. beim Lesen von auf Papier geschriebändern usw.. unterworfen sind. benen Schriftzeichen der für die Praxis üblichere Durch die bevorzugte Verwendung der in der Fall ist, genauso gut kann es sich aber auch um Addierschaltung 6 aus den Rasterfeld-Differenz- 25 durch die RasterfeFder hindurchfallendes Licht hanpannungen gebildeten Summenspannung zur Er- dein. z. B. bei der Abtastung von Schriftzeichen, die zeugung der Vergleichsspannung für die Vergleichs- sich auf einem lichtdurchlässigen Film befinden,
schaltung 5 kann eine noch wesentlich weitergehende Bei der dargestellten Ausführungsform sind Beseitigung des Einflusses von Unterschieden des vierundzwanzig photoelektrische Wandler 1 entKontrastes und der Untergrundhelligkeit erreicht 30 sprechend der gedachten Rasterung der Bildfläche werden. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform angeordnet. Selbstverständlich ist dies nur als Beiändert sich die Vergleichsspannung bei Änderungen spiel aufzufassen. Wesentlich ist nur. daß die Zahl des Kontrastes bzw. der Untergrundheiligkeit um und Anordnung der photoelektrischen Wandler 1 denselben Faktor, wie die Ausgangsspannungen der mit der gedachten Rasterung der Bildfläche über-Widerstandsnetzwerke 4. Die Klassifizierungsent- 35 einstimmt.

scheidung bleibt damit von Unterschieden des Kon- Es ist klar, daß die von den photoelektrischen trastes und der Untergrundhelligkeit praktisch völlig Wandlern 1 und 2 kommenden Spannungen vor, in unbeeinflußt. Bei Anwendung dieser Ausführungs- oder nach der Differenzbildungseinrichtung 3 verform können selbst auf ein und demselben Beleg stärkt werden können. Besonders zweckmäßig und erscheinende Schriftzeichen sehr unterschiedlicher 40 einfach ist eine Verstärkung in Verbindung mit der Schwärzungsgrade, z. B. einmal mit einem Vergleichs- gegenphasigen bzw. gegenpoligen Addition der Beweise schwach schwärzenden Bleistift und zum an- zugsspannung zu den Rasterfeldspannungen bei der deren mit stark deckender Tusche geschrieben, mit Bildung der Rasterfeld-Differenzspannungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Vergleich der Ausgangsspannungen mit einer Vergleichsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den entsprechend der gedachten Rasterung der Bildfläche angeordneten photoelektrischen Wandlern (1) mindestens ein weiterer photoelektrischer Wandler (2), der eine kein Schriftzeichen tragende Stelle des Untergrundes abtastet, vorgesehen ist, hinter die photoelektrischen Wandler (1, 2) eine Einrichtung (3) zur Differenzbildung zwischen jeder der Rasterfeldspannungen und der von dem weiteren photoelektrischen Wandler (2) erzeugten Bezugsspannung geschaltet ist und die Ausgänge (7) der Einrichtung zur Differenzbildung (3), an denen an Stelle der Rasterfeldspannungen die gebildeten Rasterfeld-Differenzspannungen anliegen, mit den Widerstandsnetzwerken (4) und der Addierschaltung (6) verbunden sind. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Addierschaltung (6) zwecks Zuführung der aus den Rasterfeld-Differenzspannungen erzeugten Summenspannung als Vergleichsspannung mit der Vergleichsschaltung (5) verbunden ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den entsprechend der gedachten Rasterung der Bildfläche angeordneten photoelektrischen Wandlern (1) mehrere weitere photoelektrische Wandler (2), welche von Schriftzeichen freie Stellen des Untergrundes zwecks Mittelwertsbildung der von diesen Stellen erhaltenen Spannungen abtasten, vorgesehen sind. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verringerung oder Beseitigung des Einflusses von Unterschieden des Kon- 5
trastes und der Untergrundhelligkeit auf die
Klassifizierung von als Schwärzung auf hellem
Untergrund dargestellten Schriftzeichen bei
Rasterverfahren, bei denen die das Schriftzeichen
tragende und in gedachte Rasterfelder unterteilte io
Bildfläche mit Licht beleuchtet wird, das von den
einzelnen Rasterfeldern kommende Licht je
einem photoelektrischen Wandler zugeführt wird,
in jedem photoelektrischen Wandler eine dem
zugehörigen Rasterfeld entsprechende elektrische 15
Spannung erzeugt wird, diese Rasterfeldspannungen sowohl einzeln als auch als Summenspannung einem Widerstandsnetzwerk zugeführt und
dort zu einer Ausgangsspannung verarbeitet
werden und die Ausgangsspannung zum Zwecke 20
der Klassifizierung mit einer Vergleichsspannung
verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich zu den einzelnen
Rasterfeldspannungen von mindestens einer Stelle
des Untergrundes, wo sich kein Schriftzeichen 25
befindet, in mindestens einem zusätzlichen photoelektrischen Wandler eine für den Untergrund
kennzeichnende Bezugsspannung erzeugt, diese
Bezugsspannung gegenphasig bzw. gegenpolig zu
jeder einzelnen Rasterfeldspannung addiert und 30
hierdurch für jedes Rasterfeld eine Rasterfeld-Differenzspannung bildet, die bei vollständiger
Schwärzung des betreffenden Rasterfeldes einen
Maximalwert und bei völlig ungeschwärztem
Rasterfeld einen Minimalwert oder den Wert 35

Null hat, diese Rasterfeld-Differenzspannungen

an Stelle der ursprünglichen Rasterfeldspannungen sowohl einzeln als auch als Summenspannung dem Widerstandsnetzwerk zuführt und Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringezu der Ausgangsspannung verarbeitet und die so 40 rung oder Beseitigung des Einflusses von Untergebildete Ausgangsspannung mit der Vergleichs- schieden des Kontrastes und der Untergrundheiligspannung vergleicht. keit auf die Klassifizierung von als Schwärzung auf

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- hellem Untergrund dargestellten Schriftzeichen bei kennzeichnet, daß man die Vergleichsspannung Rasterverfahren, bei denen die das Schriftzeichen aus der durch Summenbildung der Rasterfeld- 45 tragende und in gedachte Rasterfelder unterteilte Differenzspannungen erzeugten Summenspan- Bildfläche mit Licht beleuchtet wird, das von den nung bildet. einzelnen Rasterfeldern kommende Licht je einem

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, da- photoelektrischen Wandler zugeführt wird, in jedem durch gekennzeichnet, daß man die Bezugs- photoelektrischen Wandler eine dem zugehörigen spannung durch Abtastung von mehreren Stellen 50 Rasterfeld entsprechende elektrische Spannung erdes Untergrundes, wo sich keine Schriftzeichen zeugt wird, diese Rasterfeldspannungen sowohl einbefinden, und Mittelwertbildung der erhaltenen zein als auch als Summenspannung einem WiderSpannungen erzeugt. Standsnetzwerk zugeführt und dort zu einer Aus-

4. Vorrichtung zur Durchführung des Ver- gangsspannung verarbeitet werden und die Ausfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, mit 55 gangsspannung zum Zwecke der Klassifizierung mit einer Mehrzahl von photoelektrischen Wandlern, einer Vergleichsspannung verglichen wird.

die entsprechend der gedachten Rasterung einer Beim automatischen Lesen von Schriftzeichen ist Bildfläche, welche ein als Schwärzung auf hellem es erforderlich, daß das Klassifizierungsergebnis Untergrund dargestelltes Schriftzeichen trägt, an- möglichst weitgehend unabhängig ist vom Kontrast geordnet sind, einer Addierschaltung zur Bildung 60 der zu lesenden Schriftzeichen gegen den Untereiner Summenspannung aus den einzelnen grund und von dem Untergrund selbst, daß also Rasterfeldspannungen, Widerstandsnetzwerken z. B. eine mit Bleistift auf blauem Untergrund gezur Verarbeitung der Rasterfeldspannungen und schriebene Ziffer mit der gleichen Sicherheit erkannt der Summenspannung zu einer Ausgangsspan- wird wie eine mit schwarzer Tusche auf weißem nung je Widerstandsnetzwerk und einer Ver- 65 Untergrund geschriebene Ziffer, gleichsschaltung zur Feststellung, ob die Aus- Für das automatische Lesen von Schriftzeichen gangsspannungen innerhalb der für eine Klassi- sind Konturenverfolgungsverfahren und Rasterfizierung maßgebenden Grenzen liegen, durch verfahren entwickelt worden. Während Konturen-