DE2049581B2

DE2049581B2 - Vorrichtung zur zeichenerkennung

Info

Publication number: DE2049581B2
Application number: DE19702049581
Authority: DE
Inventors: Douglas Richard Atrubin Allan Joseph Rochester Minn Andrews (V St A )
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-10-15
Filing date: 1970-10-09
Publication date: 1973-08-23
Also published as: GB1293831A; US3573730A; NL7015037A; CH520987A; FR2068204A5; DE2049581A1; DE2049581C3; JPS492412B1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur über ein geeignetes Steuerwort aufzusuchen und aus-Zeichenerkennung mit elektro-optischer Abtastung zuwählen, insofern verbessert, als während der Er- und Speicherung der Abtastwerte in einem Register kennungsoperation eine Änderung der durch ein bezum Vergleich mit in einem Speicher enthaltenen stimmtes Steuerwort bereitgestellten Klasse von Ketten von Bezugsdaten, von denen über ein Steuer- 5 Bezugsdaten ermöglicht wird. Hierdurch wird eine wort jeweils eine Kette für die Vergleichsopera- Art von Optimierung beim Erkennungsvorgang ertion ausgewählt wird. reicht, da die Abtastdaten nicht mehr mit allen Be-

Es ist bekannt, zur Zeichenerkennung das unbe- zugsdaten einer Klasse von Bezugsdatenwörtern verkannte Zeichen abzutasten und die gewonnenen glichen werden müssen, wenn die ursprünglich geMeßwerte mit zu einem früheren Zeitpunkt gespei- io wählte Klasse nicht die zur Erkennung benötigten cherten Bezugsmeßwerten bekannter Zeichen zu ver- Bezugsdaten enthält. Es soll praktisch eine Auswahl gleichen (z. B. kanadische Patentschrift 568 014 und der Bezugsdaten in Abhängigkeit vom vorausgegandeutsche Patentschrift 1180 178). Dabei wird das- genen Vergleich erfolgen, wozu insbesondere auch jenige Zeichen als das zu erkennende angezeigt, das Aufsuchen der für die Erkennung benötigten zudessen Bezugsmeßwerte am besten mit den Meß- 15 sätzlichen Bezugsdatenwörter erleichtert werden soll, werten des unbekannten Zeichens übereinstimmen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch

Üblicherweise erfolgt die Abtastung mit einem Licht- gelöst, daß zur Ableitung von Meßwerten für Einzelpunkt-Abtastgerät, wobei die Videoinformation in merkmale der gespeicherten Abtastwerte eine ein Schieberegister eingegeben wird, das mit dem Maskenschaltung vorgesehen ist, die aus mehreren Abtast-Lichtpunkt synchron weitergeschaltet wird. 20 den charakteristischen Einzelmerkmalen des unbe-Der Registerinhalt entspricht demzufolge direkt der kannten Zeichens zugeordneten Einzelmasken besteht, abgetasteten Zeicheninformation. Es wurde auch daß die Meßwerte in den Einzelmerkmalen zugeordbereits vorgeschlagen, mit Hilfe von Maskenschal- neten Speicherschaltungen festgehalten werden, daß tungen gewisse charakteristische Teilformen der in einem Festwertspeicher mehrere Ketten von Daten-Zeichen zu ermitteln, indem diese Schaltungen diesen 25 Wörtern enthalten sind, von denen das erste jeweils Teilformen entsprechende Bitkombinationen auszu- ein Steuerwort ist, das mehrere Sprungadressen zu sondern versuchen. anderen Steuerwörtern enthält, und die übrigen

Das oben erläuterte Prinzip ist zwar im allgemeinen Datenwörter Bezugsdatenwörter für das zu erkenzuverlässig, es weist jedoch noch gewisse Mängel auf. _nende Zeichen darstellen, daß eine Steuerschaltung So bereitet es Schwierigkeiten, geeignete Bitkombina- 30 zur Übertragung des ersten Datenwortes einer Kette tionen zu finden, die sich als eindeutige Bezugsmeß- aus dem Festwertspeicher in ein Steuerwortregister werte der zu erkennenden Zeichen eignen. Da die _und zur Übertragung der nachfolgenden Datenwörter Prüfung auf Übereinstimmung in einem direkten _{m e}i_n Verarbeitungsregister dient und daß eine Vergleich besteht, sind bei jeder Erkennungsoperation logische Verknüpfungsschaltung vorgesehen ist, die eine größere Anzahl Bezugsmeßwerte aufzurufen und ₃₅ einen Vergleich der Meßwerte mit den Bezugsdatenzu vergleichen. Zur Vereinfachung dieses Vorganges Wörtern ausführt und in Abhängigkeit vom Verwar man deshalb bestrebt, Bezugsmeßwerte zu ver- gleichsergebnis eine der Verzweigungsadressen zu wenden, die möglichst kurz und einheitlich lang sind. einem neuen Steuerwort im Festwertspeicher aus-Es ist weiterhin bekannt, zur Zeichenerkennung wählt, in dessen Folge sich weitere Bezugsdaten-Bezugsdaten mit Hilfe eines Steuerwortes auszuwäh- 40 Wörter zum Vergleich mit den gleichen oder anderen len, das voreinstellbare Informationen über die Art Meßwerten befinden.

der zu erkennenden Zeichen enthält (USA.-Patent- Verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen und Weischrift 3 384 875). Am Beginn der Erkennungsopera- terbildungen der Erfindung sind aus den Unterantion wird das Steuerwort aufgerufen, das aus einem sprächen ersichtlich.

ersten Informationsteil besteht, welcher Steuerpara- 45 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an meter für die Durchführung des Vergleiches der Ab- Hand der Zeichnungen in der nachfolgenden Betastdaten (zu erkennende Zeichen) mit den gespei- Schreibung erläutert. Es zeigt

cherten Bezugsdaten enthält. Ein zweiter Informa- Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen

tionsteil im Steuerwort enthält Adreßdaten für unter- Vorrichtung zur Zeichenerkennung, schiedliche Ketten von Bezugsdaten. Jede Kette von 50 Fig. 2A bis 2E schematisch die Entwicklung der Bezugsdaten besteht aus mehreren Bezugsdaten- Eingangssignale,

Wörtern, die über in den Bezugsdatenwörtern gespei- Fig. 3 ein Blockdiagramm des in Fig. 1 gezeigten

cherte Folgeadressen aneinandergekettet sind. Wenn Meßregisters,

daher ein zu erkennendes Zeichen einer bestimmten F i g. 4 ein Blockdiagramm des in der Vorrichtung

Zeichenart angehört, z. B. ein numerisches Zeichen 55 der F i g. 1 verwendeten Verarbeitungsregisters, ist, wird über die entsprechende Adresse im Steuer- Fig. 5 ein Blockdiagramm der in Fig. 1 gezeigten

wort die Bezugsdatenkette für numerische Zeichen Verknüpfungsschaltung,

ausgewählt, und ein Bezugsdatenwort nach dem F i g. 6 ein Schaltbild des in F i g. 5 gezeigten

anderen wird zum Vergleich mit den Abtastdaten Schwellwertdetektors.

aufgesucht, bis ein vorgegebener Ähnlichkeitsgrad 60 I_n den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugserreicht ist, wonach das betreffende Bezugsdatenwort zeichen identische oder einander entsprechende Teile, die Erkennungsdaten liefert. Dieses Prinzip führt zur Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung umfaßt einen schnellen Erkennung, wenn die zu erkennenden Festwertspeicher 100, der eine Vielzahl binärer Zeichen in eine bestimmte Klasse einstufbar sind, für Wörter speichern kann. In den hier beschriebenen welche über das Steuerwort auswählbare Bezugsdaten 65 Beispiel umfaßt jedes Wort 36 Bits. Im Speicher zur Verfügung stehen. sind zwei Arten von Wörtern gespeichert, und zwar

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung Steuerwörter und Meßwörter, von denen die letzteren anzugeben, die das Prinzip, gespeicherte Bezugsdaten als Bezugsdaten zum Vergleich mit aus den zu er-

kennenden Zeichen abgeleiteten Signalen dienen. Beide Wortarten können in gespeicherter Form nicht voneinander unterschieden werden. Ein Startimpuls an einem Anschluß 101 löst eine Erkennungsfolge dadurch aus, daß er einen Befehlszähler 102 zurücksetzt und den Abruf eines ersten, aus 36 Bits bestehenden Steuerwortes aus dem Speicher 100 auf ein Steuerwortregister 103 veranlaßt. Das erfolgt durch Einspeisung der Ausgangsdaten des Speichers 100 in eine Leitung 104, nachdem der Startimpuls einem UND-Glied 105 zugeführt worden ist. Das UND-Glied 105 besteht tatsächlich aus 36 einzelnen UND-Gliedern, deren Ausgänge mit entsprechenden Haltekreisen im Steuerwortregister 103 verbunden sind. Ein Taktgeber 106 schaltet den Befehlszähler 102 weiter zum Abruf der nachfolgenden Meßwörter in ein Verarbeitungsregister 107.

Die Eingangsdaten erhält die Anlage von einem Lichtpunkt-Abtaster und einen getakteten Schieberegister. Die Fig. 2A bis 2E zeigen die Art, in welcher ein zu identifizierendes Zeichen abgetastet wird. Ein Lichtpunkt 108 wird durch eine Kathodenstrahlröhre 109 und eine Optik 110 erzeugt. Der Lichtpunkt 108 wird vertikal aufwärts abgetastet und horizontal indexiert um so ein Raster zu erzeugen, das das zu identifizierende Zeichen vollkommen erfaßt. Jedesmal, wenn der Lichtpunkt 108 einen Teil des Zeichens überquert, erzeugt der Detektor 111, der z. B. ein Fotovervielfacher sein kann, einen Ausgangsimpuls, welcher auf ein Schieberegister 112 geleitet wird. Der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre 109 ist während jedes Rücklaufes dunkelgetastet, so daß das Bildsignal nur während der Aufwärtsauslenkungen des Lichtpunktes 108 indas Schieberegister 112 gelangt. Der einfacheren Darstellung halber ist das Schieberegister 112 auf nur 60 Stufen reduziert, in der Praxis umfaßt es 657 Positionen. Die Bildinformation wird vom Detektor 111 durch einen mit dem abtastenden Lichtpunkt 108 synchronisierten Taktgeber 113 in das Schieberegister 112 geleitet. Wie durch die Schraffierung dargestellt ist, entspricht die Information im Schieberegister 112 direkt der vom Dokument abgetasteten Zeicheninformation.

Wenn die über das unbekannte Zeichen gewonnene Information in das Schieberegister 112 gelangt, suchen Maskenschaltungen nach Bitkombinationen, die bestimmte Messungen definieren. Das ist z. B. in F i g. 3 gezeigt, wo die 657 Ausgangsleitungen des Schieberegisters 112 an Masken- oder Verknüpfungsschaltungen 114 angeschlossen sind. In der Praxis können die Maskenschaltungen 114 240 UND-Glieder mit mehreren Eingängen umfassen, die an bestimmte vorgegebene Stufen des Schieberegisters 112 angeschlossen sind. Jedes UND-Glied erkennt ein bestimmtes Merkmal oder eine Form, wie z.B. eine Kurve, eine abgewinkelte Linie oder eine weiße Fläche oder ein anderes vorbestimmtes Muster des Zeichens. Die Ausgangssignale der Schaltungen 114 setzen eine entsprechende Anzahl von Haltekreisen 115. Die Maskenschaltungen 114 und die Haltekreise 115 bilden zusammen das Meßregister 116, das in F i g! 1 allgemein dargestellt ist.

Das in Fig. 4 gezeigte Verarbeitungsregister 107 umfaßt ein 36 Bit großes Speicherregister 117, welches willkürlich in drei Bytes eingeteilt ist. Jedes Byte setzt sich aus zwölf Bits zusammen, und zwar aus acht Meßwertbits, die sich in Gestalt einer vorgegebenen Bitkombination auf ein bestimmtes Zeichenmuster beziehen, einem Echtwertbit, das einen vorgegebenen logischen Vergleichswert darstellt und nachfolgend jeweils kurz als echter Wert bezeichnet ist, sowie drei Operationsbits, die einen Steuercode für die auszuführende Funktion angeben. Der Operatorcode gibt zwei Arten von Operationen an: Scnwellwertfunktionen und logische Operationen im Sinne der Bodeschen Algebra. Da drei Bits vorhanden sind, sind acht verschiedene Operatorcodes möglich, d. h. acht verschiedene Operationen ausführbar. Diese Operatorcodes sind in der folgenden Tabelle aufgeführt, in der links der jeweilige Operatorcode bzw. der Name des Signals steht, das die betreffende Operation auslöst, und rechts die Operation beschrieben ist:

1. Schwellwertfunktionen

-b = N von N Eingangsvariablen gefordert,
M 2 = 2 von N Eingangsvariablen gefordert,
M 3 = 3 von N Eingangsvariablen gefordert,
M 4 = 4 von N Eingangsvariablen gefordert,

^a5 M 5 = 5 von iV Eingangsvariablen gefordert.

2. Logische Operationen

+ + bezeichnet innere Summe (ODER-Verknüpfung) von zwei logischen Eingangsvariablen,

)( bezeichnet äußeres Produkt (UND-Verknüpfung) von zwei logischen Eingangsvariablen,

)b bezeichnet Ende der Erkennungsfunktion.

Die drei Bytes eines jeden Wortes werden nacheinander decodiert, und zwar entsprechend den vom Taktgeber 106 erzeugten Taktsignalen. Somit werden alle Bytes während aufeinanderfolgender Maschinenzyklen nacheinander aus dem Register 117 durch die UND-Glieder 118, 119 und 120 abgerufen. Jedes der UND-Glieder 118, 119 und 120 besteht tatsächlich aus zwölf UND-Gliedern, die an entsprechende Haltekreise des gleichen Bytes im Speicherregister 117 angeschlossen sind. Somit besteht der Ausgang des UND-Gliedes 118 aus zwölf Leitungen, die das Byte 1 des Meßwortes darstellen, und ist als ein Eingang auf zwölf mit je drei Eingängen versehene ODER-Glieder 121 gelegt. Die Leitungen 1 bis 8 der ODER-Glieder 121 stellen den aus acht Bits bestehenden Meßwert dar und führen zu einem Decodierer 122.

Der Ausgang des Meßregisters 116 umfaßt 256 Leitungen, die sich zusammensetzen aus 240 Leitungen von den Haltekreisen und 16 Leitungen von den i?-Haltekreisen, die nachfolgend genauer beschrieben werden. Diese 256 Leitungen sind an den Decodierer 122 angeschlossen. Der aus acht Bits bestehende Meßwert definiert einen Code, der einem der 256 Haltekreise im Meßregister 116 entspricht. Der Decodierer 122 kann z. B. aus 256 UND-Gliedern mit je neun Eingängen zusammengesetzt sein. Jedes dieser UND-Glieder ist mit einem entsprechenden der 256 Haltekreise im Meßregister 116 verbunden. Die anderen acht Eingänge für jedes UND-Glied sind an die acht Leitungen angeschlossen, die den Meßwert führen. Somit wählt der Decodierer 122 einen

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bestimmten Haltekreis im Meßregister 116 zum Ver- Nein-Werte, die in noch zu beschreibender Weise gleich mit einem vorgebenen echten Wert POL. Die durch Vergleich eines logischen Meßwertes M mit 256 Ausgangssignale vom Decodierer 122 werden in einem vorgegebenen logischen Vergleichswert POL einem mit 256 Eingängen ausgestatteten ODER-Glied erhalten werden. Hierbei wird der logische Meß- 123 zusammengefaßt, dessen Ausgangssignal M den 5 wert M durch den im Register 117 enthaltenen Begewählten logischen Meßwert darstellt. zugsmeßwert und den in den Maskenschaltungen 114

Der erwähnte echte Wert POL, der eine 1 oder 0 abgeleiteten Meßwert ausgewählt. Letzteres geschieht sein kann, wird auf der Leitung 9 von den ODER- im Decodierer 122. Der logische Vergleichswert POL Gliedern 121 geliefert, während die übrigen drei Lei- wird aus dem Register 117 erhalten und wird auch tungen an einen Decodierer 124 angeschlossen sind. ₁₀ als vorgegebener echter Wert bezeichnet.
Der Decodierer 124 kann acht UND-Glieder mit je Die Erkennungs- oder Zuordnungsfunktionen sind drei Eingängen umfassen, die den in Zuordnung zu aus der grundlegenden Schwellwertfunktion in folgeneiner bestimmten Meßzahl und einen echten Wert der Form abgeleitet:
POL im Speicherregister 117 gespeicherten Operatorcode identifizieren. Somit bildet jedes Byte des Meß- ₁₅ R(X) = Λ (V I^t*,n {^xi}])·
Wortes einen Ausdruck der logischen Funktion, indem

es eine logische Veränderliche in Form einer Meß- Hierin steht R (X) als Symbol für die Erkennungszahl X₁, die das Resultat dieser Messung nach einem oder Zuordnungsfunktion, /\ bezeichnet die UND-Vergleich eines Meßwertes M mit einem vorgegebenen Verknüpfung aufeinanderfolgender i?-Funktionen für echten Wert POL darstellt und eines der Operations- ₂o unterschiedliche X_rWerte, und \y bezeichnet die Steuersignale M 2 bis M 5, )b,.+ +, -b,)( liefert, das ODER-Verknüpfung von Schwellwertfunktionen T, der Veränderlichen folgt. Wie bereits gesagt, ist die die mit verschiedenen ^-Werten gebildet worden Verwendung von drei Bytes pro Wort willkürlich. Es sind.

wurde auch eine Ausführungsform der vorliegenden Die Zuordnungsfunktionen sind also einfach die

Erfindung entwickelt, die mit einem aus 5 Bytes und 25 logischen Produkte der logischen Summen der

60 Bits bestehenden Wort arbeitet. Außerdem kann Schwellwertfunktionen.

eine einzige logische Funktion eine beliebige Zahl Fig. 5 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der

von Bytes oder Wörtern umfassen. Verknüpfungsschaltung 128. Der Meßwert M wird

Neben der Erzeugung des bestimmten Meßwertes M mit dem zugehörigen echten Wert POL in einer

und der Bereitstellung des zugehörigen echten Wertes _3o Vergleicherschaltung verglichen, die sich aus den

POL und eines von acht möglichen Operationssteuer- UND-Gliedern 129 und 130 und dem ODER-Glied

Signalen gemäß obiger Ausführung erzeugt das Ver- 131 zusammensetzt. Der Meßwert M und der echte

arbeitungsregister 107 noch drei zusätzliche logische Wert POL werden darstellungsgemäß direkt auf das

Ausgangssignale MO, MT und WT, die ebenfalls als UND-Glied 129 und über entsprechende Inverter 132

Operationssteuersignale dienen. Diese ergeben sich 35 und 133 auf das UND-Glied 130 gegeben. Somit

durch Zusammenfassung der Operationssteuersignale liefert das ODER-Glied 131 nur ein Ausgangssignal,

MI bis MS im ODER-Glied 125 und der übrigen wenn der Meßwert M und der echte Wert POL

Operationssteuersignale im ODER-Glied 126. Das beide 1 oder beide 0 sind.

Ausgangssignal des ODER-Gliedes 125 setzt einen Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 131 wird

Haltekreis 127, während das Ausgangssignal des 40 auf die UND-Glieder 134 und 135 geleitet. Der

ODER-Gliedes 126 diesen zurückstellt. Der Halte- zweite Eingang des UND-Gliedes 134 ist mit dem

kreis 127 liefert Ausgangssignale MT entsprechend MT-Ausgang des Haltekreises 127 verbunden, wäh-

seiner eingeschalteten Stellung und Signale WT, die rend der zweite Eingang des UND-Gliedes 135 an

der Rückstellposition entsprechen. Außerdem erhält den MT-Ausgang des Haltekreises 127 angeschlossen

man vom ODER-Glied 125 ein Ausgangssignal MO. 45 ist. Der Haltekreis 127 stellt fest, ob eine Schwell-

Die Ausgänge des Registers 107 sind mit einer wertfunktion oder eine logische Operation im Sinne

Verknüpfungsschaltung 128 verbunden, die den ge- der oben angegebenen Tabelle auszuführen ist, und

speicherten Satz von Funktionen auswertet, was zwar abhängig von dem zu einem bestimmten Meß-

schließlich zur Klassifizierung des gemessenen binären wert gehörenden Operatorcode. Dies geschieht, indem

Musters führt. Die bei dieser Auswertung zu be- 50 der Haltekreis 127 in der oben beschriebenen Weise

trachtende Funktion ist eine Schwellwertfunktion Ττ,_Ν. über die ODER-Glieder 125, 126 die decodierten

Diese Schwellwertfunktion ist wie folgt definiert: Operationssteuersignale MZ, M3, MA, MS bzw.

(b, + .+, -b,)( zugeführt erhält. Den UND-Gliedern

Ττ, _NX_t = 1 (mit i = 1, N), wenn mindestens r der 134 und 135 wird des weiteren das Ausgangssignal

angegebenen N binären Veränderlichen X₁ ₅₅ des ODER-Gliedes 136 zugeführt. Das ODER-Glied

sich im vorgeschriebenen Zustand befin- 136 erhält als Eingangssignale das MO-Ausgangs-

den, in allen anderen Fällen ist _si_gnal vom ODER-Glied 125 und das -b-Operations-

Tx, _NX_t = 0. Steuersignal vom Decodierer 124.

Der Ausgang des UND-Gliedes 134 ist mit einem

Hierin steht T als Symbol für die Schwellwertfunk- 60 Schwellwertdetektor 137 verbunden, der genauer tion, und τ bezeichnet den Schwellwert, d. h. die- in F i g. 6 dargestellt ist. Dieser Schwellwertdetektor jenige Zahl, die von einer Gesamtzahl N Eingangs- 137 umfaßt vier Haltekreise 138 bis 141, von denen signale zur Bildung eines 1-Ausgangssignals vornan- jeder einen entsprechenden Operator Ml bis M5 den sein muß. Die Gesamtzahl N entspricht im dar- vom Decodierer 124 empfängt. Der Schwellwertgestellten Ausführungsbeispiel der durch die Opera- 65 detektor umfaßt außerdem einen dreistufigen Zähler tionssteuersignale M 2 bis M 5 angegebenen Wert- 142, der als Eingangssignale die Ausgangssignale des bedeutung. Die .ST_rWerte bezeichnen die den Ver- UND-Gliedes 134 empfängt. Das -b-Operationsknüpfungsoperationen unterliegenden logischen Ja- Steuersignal wird als Verknüpfung eines jeden Bytes

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der Schwellwertfunktion benutzt; die M 2 bis M5-Operationssteuersignale können ebenfalls dazu benutzt werden. Ein ODER-Glied 143, welches als Eingangssignale die Operationssteuersignale )b, + + und )( vom Decodierer 124 empfängt, liefert ein Ausgangssignal, welches den Schwellwertdetektor zurücksetzt, wenn eines der anderen Operationssteuersignale erscheint.
Der dreistufige Zähler 142 liefert drei Ausgangs-

der Einschwingvorgänge zu gestatten. Der Haltekreis 158 wird zurückgestellt durch das Ausgangssignal des UND-Gliedes 135.

Den beiden UND-Gliedern 156 und 157 wird fer-5 ner das Ausgangssignal eines ODER-Gliedes 162 zugeführt. Das ODER-Glied 162 ist mit seinen Eingängen direkt an die Operationssteuersignalausgänge +'+ und )( des Decodierers 124 angeschlossen. Die Ausgangssignale der UND-Glieder 156 und 157 wer-

signale 51, S 2 und S 4, die durch Verknüpfungs- io den in einem ODER-Glied 163 zusammengefaßt, netzwerke decodiert werden und vier Ausgangssignale welches einen Haltekreis 164 einstellt, der durch das liefern, welche den Stand des Zählers 142 anzeigen. Ausgangssignal der Verzögerungseinheit 161 zurück-Somit liefert das ODER-Glied 144, welches an die gestellt wird. Im zurückgestellten Zustand bereitet Ausgänge 52 und 54 des Zählers 142 angeschlossen der Haltekreis 164 ein UND-Glied 165 vor, welches ist, ein Ausgangssignal, wenn der Zähler mindestens· 15 sein zweites Eingangssignal direkt von dem Operadie Zahl 2 enthält. Das UND-Glied 145 ist an die tionssteuersignalausgang )( des Decodierers 124 emp-Ausgänge 51 und 52 des Zählers 142 angeschlossen fängt. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 165 stellt und liefert daher ein Ausgangssignal, wenn der Zähler einen Haltekreis 166 zurück, dessen Ausgangssignale die Zahl 3 enthält. Das Ausgangssignal des UND- zur Erzeugung der Abschlußsignale benutzt werden. Gliedes 145 wird mit dem 54-Ausgang des Zählers 20 Das erfolgt mit Hilfe der UND-Glieder 167 und 168, 142 in einem ODER-Glied 146 zusammengefaßt, worin das UND-Glied 167 mit dem »1 «-Ausgang des welches ein Ausgangssignal liefert, sobald der Haltekreises 166 und das UND-Glied 168 mit dem Zähler 142 einen Stand von mindestens 3 erreicht Komplementärausgang des Haltekreises 166 verbunhat. Ein drittes Ausgangssignal auf der Leitung 147 den ist. Der zweite Eingang des UND-Gliedes 167 ist wird vom 54-Ausgang des Zählers genommen und 35 direkt mit dem )b-Operationssteuersignalausgang des liefert ein Ausgangssignal, sobald der Zähler minde- Decodierers 124 verbunden. Der Ausgang des UND-stens die Zahl 4 enthält. Ein viertes Ausgangssignal Gliedes 167 wird als Abschluß=1-Ausgang bezeichkommt vom übrigen Teil der Schaltung, der das net. Das UND-Glied 168 empfängt sein zweites EinUND-Glied 148 enthält, welches an die Ausgänge 51 gangssignal von der Verzögerungseinheit 161. Das und 54 des Zählers 142 angeschlossen ist, und ein 30 Eingangssignal zur Verzögerungseinheit 161 war beUND-Glied 149, das an die Ausgänge 52 und 54 kanntlich das Operationssteuer-Ausgangssignal)( des des Zählers angeschlossen ist. Die Ausgangssignale Decodierers 124. Das Ausgangssignal des UND-der UND-Glieder 148 und 149 werden in einem Gliedes 168 wird als Abschluß=0 bezeichnet und ODER-Glied 150 zusammengefaßt und liefern somit setzt den Haltekreis 166 über eine passende Verzögeein Ausgangssignal dieses ODER-Gliedes, sobald der 35 rungseinheit 169.

Zähler 142 mindestens die Zahl 5 enthält. Das Ausgangssignal »Abschluß=0« bedeutet, daß

Ein bestimmtes decodiertes Ausgangssignal vom die unter Steuerung des Operatorcodes und unter dreistufigen Zähler 142 wird durch eines der UND- Verwendung der vorgegebenen Meßwertbits und des Glieder 151 bis 154 gewählt, die durch die ihnen zu- vorgegebenen echten Wertes POL aus dem Verarbeigeordneten Haltekreise 138 bis 141 eingeschaltet 40 tungsregister 107 durchgeführte Bewertung der maswerden. Wenn z. B. das Operationssteuersignal M3 kierten Abtastsignale den logischen Resultatwert »0« entsprechend einem vorgeschriebenen Schwellwert 3 ergeben hat. Dieses Resultat wird unter Wirkung des von N durch den Decodierer 124 decodiert wird, Operationssteuersignals)(, das die Bildung des logiwird der Haltekreis 139 gesetzt und dadurch das sehen Produkts der Resultatwerte aufeinanderfolgen-' UND-Glied 152 vorbereitet. Wenn der dreistufige 45 der Operationszyklen veranlaßt, im Haltekreis 166 Zähler 142 eine Zahl größer als 3 enthält, wird am für den nächsten Operationszyklus aufbewahrt. Dieser

ODER-Glied 146 ein Ausgangssignal erzeugt, das durch das UND-Glied 152 auf ein ODER-Glied 155 geleitet wird. Wenn also der decodierte Operatorcode

Vorgang wiederholt sich, bis beispielsweise das letzte Meßwertbyte einer Gruppe von Meßwörtern verarbeitet worden ist. Dieser Zeitpunkt wird durch das

einer der vorgeschriebenen Schwellwerte M 2 bis M 5 5° Auftreten eines Operationssteuersignals )b am Aus

ist, wird eines der UND-Glieder 151 bis 154 eingeschaltet. Wenn der vorgeschriebene Schwellwert erreicht ist, wird ein Ausgangssignal durch das entsprechende UND-Glied zum ODER-Glied 155 geleitet.

gang des Decodierers 124 bestimmt. Die dann von den Ausgängen der UND-Glieder 167,168 gelieferten Ausgangssignale entsprechen der Endauswertung.

Die Endauswertung einer einzigen Verknüpfungs-

In der Darstellung der F i g. 5 ist der Ausgang des 55 funktion wird ausgedrückt durch die Abschluß-Aus-ODER-Gliedes 155 mit einem Eingang des UND- gangssignale der UND-Glieder 167 und 168. Das Gliedes 156 verbunden, welches durch das MT-Aus- Signal »Abschluß=1« tritt auf, wenn der laufende gangssignal des Haltekreises 127 eingeschaltet wird. Wert »1« ist und der Operatorcode )b auftritt. Das Ein entsprechendes UND-Glied 157, welches Signal »Abschluß=0« tritt auf, wenn der laufende durch das MT-Ausgangssignal des Haltekreises 127 60 Wert am Ende irgendeines äußeren Produktes, )(, »0« vorbereitet wird, empfängt an seinem Eingang das ist, da die Funktion hinterher niemals mehr erfüllt Ausgangssignal des Haltekreises 158. Der Haltekreis werden kann.

158 wird gesetzt durch das Ausgangssignal eines Das in F i g. 1 gezeigte Steuerwortregister 103 um-

ODER-Gliedes 159. Das ODER-Glied 159 empfängt faßt 36 Bitpositionen, die folgendermaßen unterteilt als Eingangssignale die decodierten Operatorcodes 65 werden können: je elf Bits für zwei Verzweigungs- + + und )( vom Decodierer 124 über geeignete Ver- adressen, acht Bits für einen Identifikations-Code, zögerungseinheiten 160 und 161, die eine Zeitver- zwei Bits für einen Operations-Code und vier Bits für zögerung liefern, welche ausreicht, um das Abklingen eine noch zu erläuternde i?-Bitadresse. Jede Verzwei-

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gungsadreßposition ist mit entsprechenden UND- im Steuerwort und das zweite Bit des Operations-Gliedern 170 und 171 verbunden. Jedes dieser UND- Codes. Wenn somit eine Funktion erreicht ist, die bei Glieder 170 und 171 besteht tatsächlich aus elf ein- Erfüllung ausreicht, um das Bild als das in seinem zelnen UND-Gliedern, die jeweils mit einer der zu- Steuerwort vorgeschriebene Zeichen zu identifizieren, gehörigen Verzweigungsadresse entsprechenden Bit- 5 schalten das zweite Bit des Operations-Codes und das position im Steuerwortregister verbunden sind. Das Ausgangssignal »Abschluß=1« von der Verknüp-Ausgangssignal «Abschluß=0» der Verknüpfungs- fungseinheit 128 ein UND-Glied 175 ein, welches das schaltung 128 wird einem Eingang des UND-Gliedes Identifikations-Codefeld zur Ausgabe auf ein Iden-170 zugeführt, während das Signal »Abschluß=1« tifikations-Register 176 überträgt. Wie vorher ist die dem Eingang des UND-Gliedes 171 zugeführt wird. ₁₀ Verzweigungsadresse 1 für dieses Wort eine bestimmte Die Ausgangssignale der UND-Glieder 170 und 171 Stelle, die das Ende der Speichersuche bezeichnet, werden in elf mit je zwei Eingängen versehenen Obwohl sie in diesem Ausführungsbeispiel nicht dar-ODER-Gliedern 172 zusammengefaßt. Die Ausgangs- gestellt sind, können auch andere Operations-Codesignale der Verknüpfungseinheit 128 wählen somit werte zur Bestimmung von Erkennungsüberschneieine der beiden elf Bits umfassenden Verzweigungs- ₁₅ düngen und Fehlern benutzt werden, die dann eine adressen im Steuerwortregister, abhängig vom End- erneute Abtastung des Zeichens usw. auslösen,
wert des gerade komplettierten Ausdrucks. Der Be- Das beschriebene Ausführungsbeispiel läuft also fehlszähler 102 schaltet dann auf die gewählte kontinuierlich im Speichersuchbetrieb und baut logi-Adresse und beginnt, eine neue logische Funktion sehe Verknüpfungen von abgeleiteten Meßwerten, von auszuwerten, deren erstes Wort ein weiteres Steuer- _ao vorgegebenen gespeicherten Meßwerten und von wort ist, welches zwei Verzweigungsadressen enthält. Operationssteuersignalen auf, wobei jedesmal die für Im einfachsten Falle führt die erste zu erfüllende das jeweilige Zeichen im Schieberegister erhaltenen logische Funktion dazu, daß das zu erkennende logischen Funktionen mit den vorgegebenen Meß-Schieberegistermuster als ein und nur ein Zeichen werten verglichen werden. Die Auswertung einer erkannt wird, dessen Name im Identifikations-Code- 25 jeden logischen Funktion wird dadurch begonnen, Teil des Steuerwortes erscheint. Die gewählte Ver- daß zuerst ein vorbestimmtes Steuerwort in das zweigungsadresse wäre dann eine besondere End- Steuerwortregister 103 gelesen und anschließend aufadresse, die das Weiterlaufen des Befehlszählers einanderfolgende Meßwörter in das Verarbeitungsunterbricht, bis ein weiterer Anfangsimpuls emp- register 107 zur Auswertung durch die Verknüpfungsfangen wird. 30 einheit 128 gelesen werden. Dieser Vorgang läuft

Das gezeigte Ausführungsbeispiel gestattet jedoch weiter, bis die Abschlußsignale eine der Verzweiauch die Benutzung komplizierterer Funktionen zur gungsadressen wählen und das Steuerwortregister da-Zeichenerkennung. So kann z. B. die Erfüllung oder durch veranlassen, den Zyklus, mit der Auswertung Nichterfüllung eines Ausdruckes als weiterer Meß- einer neuen logischen Funktion beginnend, zu wiederwert für das Schieberegistermuster betrachtet werden. 35 holen. Bevor ein Zeichen identifiziert werden kann, Um diese Operation auszuführen, bereitet eines der sind viele derartige Zyklen erforderlich. Somit sind beiden Operations-Codebits im Steuerwort das UND- die meisten Steuerwörter nicht mit Funktionen verGlied 173 vor, welches die aus vier Bits bestehende bunden, die zur Identifizierung eines bestimmten »i?-Bitadresse« im Steuerwort auf einen Decodierer Zeichens ausreichen. Infolgedessen wird der Identi- und eine Gruppe von UND-Gliedern 174 überträgt. ₄₀ fikations-Code dieser Steuerwörter eine Attrappe sein, Dadurch wird der Verknüpfungswert (logical value) und das zweite Bit des Operations-Codes wird das der Abschlußsignale in einem der 16-i?-Bit-Halte- UND-Glied 175 sperren. Das erste Bit des Operakreise gespeichert, die für diesen Zweck im Meß- tions-Codes kann das UND-Glied 173 einschalten register 116 reserviert sind. Danach arbeitet die Ver- in Abhängigkeit von der Art der gerade ausgewerarbeitungseinheit weitere Ausdrücke aus und kann 45 teten Funktion. Wenn eine Verzweigungsadresse vom den Wert der gespeicherten Funktion so adressieren, Steuerwortregister 103 gewählt wird, wird das nächste als handle es sich um einen anderen Meßwert vom Steuerwort in das Register über das UND-Glied 105 Schieberegister. Diese Möglichkeit gestattet eine Ope- geleitet, welches das Ausgangssignal des ODER-rationswiederholung, wodurch zunehmend komplexe Gliedes 177 empfängt. Das ODER-Glied 177 emp-Messungen des Zeichenbildes aufgebaut werden, bis 50 fängt als Eingangssignale einmal den Anfangsimpuls eine Identifizierung erreicht wird. Außerdem gestattet vom Anschluß 101, der bekanntlich die Identifiziees eine beträchtliche Erhöhung der Operations- rungsfolge ausgelöst hat, und zum andern das Ausgeschwindigkeit, da identische Teile einer Anzahl von gangssignal von einer Verzögerungseinheit 178. Die Funktionen nur einmal ausgewertet zu werden Verzögerungseinheit 178 empfängt als Eingangssignal brauchen. 55 das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 179, dessen

Die endgültige Zeichenidentifizierung erfolgt dann Eingangssignale die Abschlußsignale der Verknüpdurch den acht Bits umfassenden Identifikations-Code fungseinheit 128 sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

P atentansprüche:

1. Vorrichtung zur Zeichenerkennung mit elektro-optischer Abtastung und Speicherung der Abtastwerte in einem Register zum Vergleich mit in einem Speicher enthaltenen Ketten von Bezugsdaten, von denen über ein Steuerwort jeweils eine Kette für die Vergleichsoperation ausgewählt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung von Meßwerten für Einzelmerkmale der gespeicherten Abtastwerte eine Maskenschaltung (114) vorgesehen ist, die aus mehreren den charakteristischen Einzelmerkmalen des unbekannten Zeichens zugeordneten Einzelmasken besteht, daß die Meßwerte in den Einzelmerkmalen zugeordneten Speicherschaltungen (115) festgehalten werden, daß in einem Festwertspeicher (100) mehrere Ketten von Datenwörtern enthalten sind, von denen das erste jeweils ein Steuerwort ist, das mehrere Sprungadressen zu anderen Steuerwörtern enthält, und die übrigen Datenwörter Bezugsdatenwörter für das zu erkennende Zeichen darstellen, daß eine Steuerschaltung (102, 106, 105) zur Übertragung des ersten Datenwortes einer Kette aus dem Festwertspeicher (100) in ein Steuerwortregister (103) und zur Übertragung der nachfolgenden Datenwörter in ein Verarbeitungsregister (107) dient und daß eine logische Verknüpfungsschaltung (128) vorgesehen ist, die einen Vergleich der Meßwerte mit den Bezugsdatenwörtern ausführt und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis eine der Verzweigungsadressen zu einem neuen Steuerwort im Festwertspeicher auswählt, in dessen Folge sich weitere Bezugsdatenwörter zum Vergleich mit den gleichen oder anderen Meßwerten befinden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerwort einen Identifizierungscode enthält, der bei genügender Übereinstimmung zwischen den Meßwerten und den Bezugsdaten unter Steuerung der Ausgangssignale der Verknüpfungsschaltung (128) einem Identifizierungsregister (176) zugeführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Festwertspeicher (100) gespeicherte und vom Verarbeitungsregister (107) aufzunehmende Bezugsdatenwörter einen wenigstens drei Bytes umfassenden Term einer logischen Funktion darstellen, in welchem jedes Byte einen vorgegebenen Bezugsmeßwert, der zum Vergleich mit den abgeleiteten Meßwerten dient, einen vorgegebenen logischen Vergleichswert (POL), der zum Vergleich mit einem durch Zusammenführung von Bezugsmeßwert und abgeleiteten Meßwert ausgewählten logischen Meßwert (M) dient, sowie einen Operatorcode enthält, der die mit dem Ergebnis (X₁) des Vergleichs der logischen Werte (POL und M) auszuführenden Verknüpfungsoperationen angibt, und daß jedes Byte in einem von mehreren aufeinanderfolgenden Operationszyklen verarbeitet wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Verarbeitungsregister (107) eine erste Decodierschaltung (122) verbunden ist, die die Bezugsmeßwerte bestimmten Speicherpositionen der Speicherschaltungen (115) zuordnen und logische Meßwerte (M) als Ergebnis des gleichzeitigen Vorhandenseins eines Bezugsmeßwertes und eines abgeleiteten Meßwertes in der zugeordneten Speicherposition liefern, und daß eine zweite Decodierschaltung (124) zur Decodierung des Operationscodes und zur Bildung von Operationssteuersignalen

[M2bisM5,)(, ++,)b,-b]

dient.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (128) eine Vergleichsschaltung (129 bis 133) zum Vergleich der logischen Vergleichswerte (POL) und der von der ersten Decodierschaltung gelieferten logischen Meßwerte (M) aufweist, deren Ausgangssignal (X,·) in Abhängigkeit vom Vorhandensein bestimmter Operatiossteuersignale [ )b,)( ] direkt oder nach weiteren Verknüpfungsoperationen zur Auswahlschaltung (170 bis 173) für die Verzweigungsadressen weitergeleitet wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (128) aus dem Ergebnis (X,·) des Vergleiches und aus den Operationssteuersignalen durch eine Schaltung (156, 163, 164) das logische Produkt der Summe von unterschiedlichen Schwellwertfunktionen bildet, die ihrerseits durch die Operationssteuersignale bestimmt und in aufeinanderfolgenden Operationszyklen ausgeführt worden sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (129 bis 133) für die logischen Werte (POL und M) mit einem Schwellwertdetektor (137) verbunden ist, der zur Bereitstellung von durch die Operationssteuersignale bestimmten Schwellwertfunktionen dient und an dessen Ausgang die Schaltung (156,163 und 164) zur Bildung des logischen Produktes der Summe von Schwellwertfunktionen angeschlossen ist, die in getrennten Verknüpfungsoperationen ausgeführt werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertdetektor (137) eine Mehrzahl von Speicherschaltungen (138 bis 141) aufweist, die in Übereinstimmung mit den im Verarbeitungsregister (107) gespeicherten Operatorcodes eingestellt werden, daß ein Zähler (142, 144 bis 150) zur Abtastung der Speicherschaltungen vorgesehen ist und daß der Zähler mit der Vergleichsschaltung (129 bis 134) für die logischen Werte (POL und M) verbunden ist und entsprechend der Anzahl der in mehreren Operationszyklen festgestellten Übereinstimmungen weitergeschaltet wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Verknüpfungsschaltung (128) über vom Steuerwortregister (103) gesteuerte UND-Schaltungen (174) mit einem Teil der Meßwert-Speicherschaltungen (115) verbunden ist, so daß die Ausgangswerte einer Vergleichs- und Bewertungsoperation als Teil der Meßwerte einer nachfolgenden Vergleichs- und Bewertungsoperation zur Erkennung des Zeichens verwendbar sind.