DE2054547C3 - Optischer Zeichenleser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Zeichenleser, in welchem das Eingabezeichenmuster mittels eines photoelektrischen Wandlers rastermäßig abgetastat und mit Hilfe einer Quantisierschaltung rasterfeldweise in Digitalwerte umgesetzt wird, die den optischen Schwärzewerten des Zeichens entsprechen, welche in einem zweidimensionalen Register gespeichert werden.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, eine Anzeige zu erhalten, ob die Strichbreite eines Eingabezeichenmusters einen bestimmten Wert erreicht hat oder zu schmal ist. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des

Hauptanspruches gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen, wie sie in den Unteransprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet sind, dienen dann

' dazu, die Strichbreite auf einen bestimmten Wert zu normalisieren, um für einen anschließenden Mustererkennungsvorgang eine stets einwandfrei gleiche Ausgangsbasis zu haben.

Nachfolgend wird die Erfindung im einzelnen anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der

ίο Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Schaltkreises für die Strichbreitennormalisierung,

Fig.2 ein Diagramm, daß die gitterartig verteilten Punkte eines quantisierten Eingabemusters zeigt,

is welches in einem zweidimensionalen Register, enthalten im Blockdiagramm gemäß F i g. 1, gespeichert ist, wobei die Werte der Gitterpunkte als Eingabesignale den Wichtungs/Summier-Kreisen in der Strichbrerten-Normalisierungsschaltung, enthalten im Blockdiagramm der

F i g. I, zugeführt werden,

F i g. 3 ein Diagramm für eine mögliche Maximalwert-Detektorschaltung in der Strichbreitennormalisierungsschaltung,

Fig.4 ein weiteres Blockdiagramm, welches im

einzelnen einen Teil eines zweidimensionalen Registers zeigt, mit welchem die Strichbreitennormalisierungsschaltung ausgestattet ist Dieses Diagramm dient der Erläuterung, um zu zeigen, wie die Strichbreite eines quantisierten Eingabemusters in dem zweidimensionalen Register durch logische Operationen gesteuert wird.

Es soll nun die F i g. 1 betrachtet werden, in der ein Schaltkreis gezeigt ist mit dem die Strichbreite

normalisiert wird Mit Ziffer 1 ist ein fotoelektrischer

Wandler bezeichnet, mit dessen Hilfe jedes Eingabemu-

ster abgetastet werden kann und der die Schwärzungswerte in elektrische Signale umsetzt Der Ausgang dieses fotoelektrischen Wandlers wird unterteilt und mit Hilfe des Quantisierkreises 2 in Werte quantisiert die Digitalwerte 1 oder 0 sind, je nachdem ob die unterteilten Werte einen bestimmten Grenzwert Überoder unterschreiten. Die Ausgangswerte dieses Quantisierkreises 2 werden vorübergehend gespeichert in einem zweidimensionalen Register 3. Mit Hilfe der vorher beschriebenen Mittel wird jedes Eingabemuster in ein quantisiertes Muster umgewandelt und in dem zweidimensionalen Register 3 gespeichert Eine Anzahl von Unterteiiungs- und Wichtungskreisen 4 (in einfacher Weise Summierverstärker üblicher Bauart) werden mit Eingangssignalen von Bereichen gleicher Größe

so beschickt die definierte Punkte der quantisierten Muster in dem zweidimensionalen Register 3 umgeben. Diese Eingangssignale, die jedem Unterteilungskreis zugeführt werden, werden gewichtet (multipliziert mit konstantem Koeffizienten) und dann zusammenaddiert Eine Anzahl von Gruppen derartiger Unterteilungskreise ist beispielsweise in F i g. 1 gezeigt Die genannten Punkte in der Mitte der genannten gleich großen Bereiche, von denen die Eingabesignale den Unterteilungskreisen 4 zugeführt werden, sind in Gitteranordnung angebracht, wobei die Gitterpunkte vertikal und horizontal im zweidimensionalen Register 3 verlaufen, wie dies durch ein Beispiel in der Fig.2 gezeigt ist. In dieser speziellen Konfiguration der Fig. 1 sind die Unterteilungskreise gleichmäßig in drei Gruppen unterteilt entsprechend den drei horizontal verlaufenden Bereichen A, B und C in Fig.2, und drei Maximalwert-Deteklorkreisc 5 sind, zugeordnet zu den drei (»nippen der Unicrtcilungskrci.se, vorgesehen, um

einen Maximalwert unter den· Ausgängen der Unterteilungskreise jeder Gruppe feststellen zu können. Der kleinste der Ausgangswerte der drei Maximalwert-Detektorkreise wird mit Hilfe eines Minimal wert-Detektorkreises 6 festgestellt, wie dies F i g. I zeigt,

Der Maximalwert-Detektorkreis 5 kann leicht mit Hilfe der Unterbrechungseigenschaft von Dioden verwirklicht werden, wie dies als Beispiel in Fig.3 gezeigt ist In dieser Figur sind mit den Bezugszeichen 10,11 und 12 Dioden bezeichnet von denen jeweils eine to mit dem Ausgang eines zugehörigen Unterteilungskreises 4 verbunden ist; 13 bezeichnet einen Eingangswiderstand, 14 einen Betriebsverstärker und 15 einen Rückkopplungswiderstand. Hat nun eine Eingangsspannung an der Diode 10 einen Maximalwert, dann sperren is die Dioden U und 12, so daß nur die Maximalspannung auf den Eingangswiderstand 13 gelangt Es kommt also nur die größte Eingangsspannung, die auftritt, bis zum Ausgang jedes Maximalwert-Detektorkreises 5. Der kleinste dieser Maximalwerte kann durch einen Minimalwert-Detektorkreis von ähnlichem Aufbau festgestellt werden, was dem allgemeinen Stand der Technik angehört

Der Ausgangswert des Minimalwert-Detektorkreises 6 wird einem Schwellwertdetektor 7 zugeführt, der einen Schwellwert aufweist welcher die normale Strichbreite darstellt so daß dieser Schwellwertdetektor 7 ein Signal abgibt das anzeigt ob die Strichbreite eines in quantisierter Form im zweidimensionalen Register 3 gespeicherten Eingabemusters größer oder kleiner als Normalbreite ist

Es sei nun angenommen, daß jeder der vorstehend genannten Bereiche, von dem Eingangssignal den Unterteilungskreisen 4 zugeführt werden, so bestimmt ist, daß die Linienbreite der quantisierten Muster in den zweidimensionalen Registern 3 überdeckt ist Wenn der Strich des Musters mehr oder weniger genau in dem Bereich liegt dann enthalten die quantisierten Werte zum großen Teil Binärwerte 1 (schwarze Punkte), wenn die Breite des Striches groß ist, und enthalten Binärwerte 1 zu kleinerem Anteil bei geringerer Strichbreite. Der zugehörige Unterteilungskreis 4 gibt eine hohe Ausgangsspannung ab im ersteren Fall und eine niedrige Ausgangsspannung im letzteren. Es ist also möglich, die Strichstärke eines Eingangsmusters entsprechend eiern Ausgangswert des Ui.terteilungskreises 4 festzustellen. Liegt dagegen der Strich des Musters mehr abseits vom Zentrum des vorstehend genannten Bereichs, dann kann der Ausgangswert des Unterteilungskreises 4 keine genaue Angabe über die Strichstär- so ke enthalten. Dieser Nachteil wird dadurch überwunden, daß eine Anzahl von Unterteilungskreisen 4 vorgesehen wird, in die Eingangssignale von einer Anzahl gleich unterteilter Abschnitte des quantisierten Eingangsmusters eingegeben werden, wie dies beispielhaft durch F i g. 2 angedeutet ist Auf diese Weise wird ein Strich des Musters immer einen dieser Abschnitte so schneiden, daß ein Maximalwert durch den zugehörigen Unterteilungskreis 4 erzeugt wird, dem das Signal von diesem Abschnitt zugeführt wird, in welchem der Strich des Musters nahezu durchs Zentrum läuft, und dieser Maximalwert wird dann mit Hilfe des Maximalwert-Detektorkreises 5 festgestellt

Es muß noch bedacht werden, daß die Unterteilungskreise 4 einen ungewöhnlich großen Ausgangswert es abgeben, wenn zwei oder mehr Striche eines Eingabemusters sich in einem PujIu kreuzen, der gerade in dem Bereich liegt, von dem Eingabesignale dem Kreis zugeführt werden. Dieser Nachteil wird ebenfalls mit der Erfindung dadurch ausgeglichen, daß die gleichmäßig unterteilten Bereiche in Gruppen von drei Regionen A, B und C aufgeteilt werden, wie dies F i g. 2 zeigt, und indem ein Maximalwert von jeder entsprechend aufgeteilten Gruppe der Unterteilungskreise 4 erhalten wird. Der kleinste der Maximalwerte, der so von den Bereichen A, B oder C erhalten wird, wird dann durch den Minimalwert-Detektorschaltkreis 6 aufgespürt Auf diese Weise kann ein Kreuzungspunkt von zwei oder mehreren Strichen eines Musters in einem der Bereiche A, B oder C, was die Abgabe außerordentlich hoher Ausgangswerte bei den Unterteilungskreisen nach sich ziehen würde, eine korrekte Feststellung der Strichstärke des Musters nicht falsch beeinflussen. Die drei Bereiche A, B und C werden auf verschiedentliche Weise abgewandelt, sowohl nach Anordnung als auch Anzahl entsprechend der Größe, Form oder Art der Eingabemuster, die bestimmt werden sollen.

Es wird nun deutlich, daß eine *vbweichung der Strichstärke eines Eingabemusters, die so von den quantisierten Werten im zweidimensionalen Register 3 erhalten wird, von der normalen Strichstärke mit Hilfe des Schwellwertdetektors 7 der F i g. 1 aufgespürt werden kann. Wird die Strichstärke des Eingabsmusters als geringer festgestellt als die normale Strichstärke, dann kann diese Feststellung in Form eines Signals a zum Quantisierkreis 2 rückgespeist werden, so daß dadurch der Quantisierpegel dieses Kreises gesenkt wird, oder zum zweidimensionalen Register 3, so daß dadurch die Strichstärke des quantisierten Musters mit Hilfe logischer Steuermittel gesteuert wird, wie dies nachstehend noch erläutert wird. Wird die Strichstärke des Eingabemusters als größer als die Normalstärke festgestellt so kann das Ergebnis ebenfalls rückgespeist werden, und zwar zum Quantisierkreis 2 und zum zweidimensionalen Register 3, um entweder den Quantisierpegel anzuheben, oder die Strichstärke des im Speicher gespeicherten quantisierten Musters zu senken.

Anhand eines Bespiels soll nun gezeigt werden, wie es möglich ist, die Strichstärke des quantisierten Musters in dem zweidimensionalen Register 3 der F i g. 1 zu vergrößern mit Hilfe sogenannter logischer Operationen. Dazu zeigt F i g. 4 eine Anzahl von Füp-Flops, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Das Bezugszeichen FFnjn deutet auf ein Flip-Flop, das in Spalte η in der Zeile m des Registers angeordnet ist usw. Ein die Strichbreite normalisierendes Signal a, das vom Schwellwertdetektor 7 zugeführt wird zum Zwecke der Vergrößerung der Strichstärke in dem Muster, wird auf einen Eingang aller vor die Setzeingänge S der Flip-Flops geschalteten UND-Gatter gegeben, wodurch das UND-Gatter geöffnet wird. Die andere Eingangsklemme jedes UND-Gatters ist jeweils mit einem ODER-Gatter verbunden, dessen Eingangsklemmen mit den Ausgängen von vier unmittelbar angrenzenden Rip-Flops verbunden sind sowie mit dem Ausgang des Flip-Flop selbst, dem das ODER-Gatter zugeordnet ist Man nehme an, daß das Flip-Flop FF„._m bereits gesetzt ist und am Rande eines Striches des Musters einen »Spritzer« darstellt Die übrigen Flip-Flops FF_n,._iJh FF_nm+n FF_n-\,_m und FF„,_m-\ geben nun ihren Beitrag zur Erhöhung der Strichstärke, wenn sie von dem die Strichstärke normalisierenden Signal a gesetzt werden. In diesem Augenblick bleibt das Flip-Flop FF„._m selbst von diesem Signal unbeeinflußt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Optischer Zeichenleser, in welchem das Eingabezeichenmuster mittels eines fotoeleklrischen Wandlers rastermäßig abgetastet und mit Hilfe einer Quantisierschaltung rasterfeldweise in Digitalwerte umgesetzt wird, die den optischen Schwärzewerten des Zeichens entsprechen, weiche in einem zweidimenionalen Register gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß in parallelen Unterteilungs- und Wichtungskreisen (4), die im zweidimensionalen Register (3) gleichmäßig verteilten, ausgewählten Punkten zugeordnet sind, die Rasterpunkte von einander überlappenden, gleich großen Bereichen, die die ausgewählten Punkte umgeben, lageentsprechend mittels einer Koeffizientenmatrix gewichtet und summiert werden und daß die Ausgangswerte aller Unterteilungsund Wicbtwigskreise aller ausgewählten Punkte einer Zeile je einem Maximalwertdetektor (5) und die Ausgänge aller Maximalwertdetektoren (5) einem Minimalwertdetektor (6) zugeführt werden, der seine Ausgangsgröße einem Schwellwertdetektor (7) eingibt

2. Zeichenleser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangswert des Schwellwertdetektors (7) auf die Quantisierschaltung (2) rückgekoppelt wird zur Anpassung des Quantisierpegels.

3. Zeicht dieser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangswert des Schwellwertdetektors (7) auf das zweidimensionale Register (3) rückgekoppelt wird zur Anpassung der Strichstärke des darin gespeicherten quantisierten Zeichenmusters.

4. Zeichenleser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweidimensionale Register (3) aus in Zeilen und Spalten angeordneten Flip-Flop-Speicherzellen besteht und jedem Setzeingang (S) jeder Speicherzelle (FF„_m) über ein UND-Gatter der Ausgangswert des Schwellwertdetektors (7) zugeführt wird, während mit dem zweiten UN D-Gattereingang über ein vorgeschaltetes ODER-Gatter alle Ausgänge der unmittelbar benachbarten Speicherzellen und der eigene Ausgang verbunden sind.

5. Zeichenleser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Unterteilungs- und Wichtungsschaltkreise mit den Eingängen einer Identifizierungsschaltung verbunden sind.