DE2112919B2

DE2112919B2 - Anordnung zum Erkennen von Zeichen

Info

Publication number: DE2112919B2
Application number: DE2112919A
Authority: DE
Inventors: Willem Cecil De Den Haag Vries (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-03-26
Filing date: 1971-03-17
Publication date: 1980-05-22
Also published as: GB1351214A; NL7004381A; FR2085133A5; DE2112919C3; DE2112919A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erkennen von auf einem Träger vorhandenen lesbaren Zeichen, mit einem ersten Zeichenverarbeitungsweg, der enthält:

a) eine Aufnahmeanordnung, die den Zeichen Information entnimmt;

b) eine Verarbeitungsanordnung, die die Signale der Aufnahmeanordnung zur Verarbeitung empfängt;

c) eine Entscheidungsanordnung, die die Signale der Verarbeitungsanordnung empfängt und in der ein Zeichen erkennbar ist, wodurch ein Entscheidungssignal an ihrem Ausgang erscheint,

Üblicherweise treten bei derartigen Anordnungen zweierlei Fehler auf, einerseits dadurch, daß ein Zeichen nicht erkannt wird, andererseits dadurch, daß ein Zeichen falsch erkannt wird. Einerseits kann man die Kriterien zum Erkennen sehr streng wählen, dann werden viele Zeichen mittlerer Qualität nicht erkannt. Andererseits kann man die Kriterien auch großzügig wählen. Dann werden die Zeichen oftmals falsch erkannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der die Zahl von nicht erkannten Zeichen bei gleichzeitiger Verringerung der Anzahl falsch erkannter Zeichen verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anordnung einen weiteren Zeichenverarbeitungsweg enthält, der zum einen aus einer weiteren Aufnahmeanordnung und/oder einer weiteren Verarbeitungsanordnung sowie der bereits vorhandenen Entscheidungsanordnung oder zum anderen aus jeweils einer zweiten Aufnahme-, Verarbeitungs- und Entscheidungsanordnung besteht, wobei wenigstens

■20 eine der drei Anordnungen des zweiten Zeichenverarbeitungswegs nach einem anderen Prinzip arbeitet als die entsprechende Anordnung des ersten Zeichenverarbeitungswegs, und daß ein Entscheidungssignal am Ausgang des weiteren Zeichenverarbeitungswegs zusammen mit einem Entscheidungssignal des ersten Zeichenverarbeitungswegs einer Vergleichsanordnung zugeführt wird, die bei deren Übereinstimmung ein Erkennungssignal erzeugt.

Dadurch, daß man nun verschiedene Kriterien hat, dürfen sie jeweils großzügiger definiert sein. Die Möglichkeit, daß ein Zeichen mehrere Male auf dieselbe Weise falsch erkannt wird, ist sehr gering.

Die Erkennungen an sich brauchen nicht einmal eindeutig zu sein wenn ihre Kombination es nur ist.

Wenn die erste Methode ergibt, daß es eine »2« oder eine »5« ist, und die zweite, daß es eine »5« oder eine »6« ist, kann das Zeichen als 5 erkannt werden.

Die Aufnahmeanordnungen können beispielsweise

unterschiedliche Merkmale des Zeichens erkennen.

Sind diese Merkmale nicht korreliert, ist auch die Erkennung nicht korreliert, und die Möglichkeit, daß zweimal auf dieselbe Weise falsch erkannt wird, wird sehr geling. Auf diese Weise braucht außerdem jede Aufnahmeanordnung den Zeichen nur eine be-

4¹) schränkte Anzahl von Daten zu entnehmen, da das Zeichen ohnehin wenigstens zweimal erkannt wird. Dann können die Aufnahmeanordnungen einfacher ausgebildet werden oder aber schneller arbeiten, als wenn sie alle Information abnehmen müßten. Da-

M durch, daß die Ergebnisse getrennt verarbeitet werden, kann man das Vergleichen beispielsweise auf einfache Weise mit einer UND-Funktion verwirklichen. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnungist dadurch gekennzeichnet, daß eine Steueranordnung vorgesehen ist, die nur bei einem bestimmten Entscheidungssignal des ersten Zeichenverarbeitungswegs wenigstens einer Anordnung des zweiten Zeichenverarbeitungswegs ein Startsignal zuführt. Wenn die erste Erkennung beispielsweise eindeutig

bo genug ist, braucht die zweite Erkennung nicht zu erfolgen, während bei einer mangelhaften Erkennung eine Bestätigung notwendig ist. Dabei kann die im zweiten Verarbeitungsweg verwendete Methode sehr genau, aber ziemlich langsam sein, wodurch die

b5 Durchschnittsgeschwindigkeit dennoch hoch bleibt, da bei den meisten Zeichen der erste Zeichenverarbeitungsweg eine eindeutige Erkennung ergibt.
Fig. 1 zeigt einen Träger mit Zeichen D, eine Auf-

nahmeanordnung E mit zwei Aufnehmern El und £2 und einem Speicher F, eine Verarbeitungsanordnung G mit einer ersten Verarbeitungseinheit Gi, eine Entscheidungsanordnung H mit einer Entscheidungseinheit Hl und eine Vergleichsannrdnung 7 mit einem Schieberegister Jl, einem logischen UND-Tor 72 und einer Ausgangsklemme 74.

Im allgemeinen werden die Zeichen nach einem aus verschiedenen Stadien bestehenden Verfahren erkannt. Zunächst wird das Zeichen auf einem T/äger, beispielsweise einem Blatt Papier, präsentiert. Ein Aufnehmer entnimmt dem Zeichen Daten. Der Aufnehmer enthält beispielsweise eine Pholozelle, die den Träger gemäß einem gewissen Muster abtastet. Danach kann das Ausgangssignal der Photozelle vorbearbeitet werden, beispielsweise durch das Umwandeln des analogen Signals in ein zweiwertiges Signal. Danach wird die Information des Zeichens weiter verarbeitet. Dies kann auf viele Arten erfolgen. Die Größe des Zeichens kann normalisiert werden, es kann entstört werden (beispielsweise dadurch, daß zwei sich berührende Zeichen getrennt werden). Auch kann das Zeichen zu einem Zeichenskelett ausgedünnt werden oder kann eine Autokorrelation durchgeführt werden. Dann werden die den Zeichen entnommenen und bearbeiteten Daten mit Beispielszeichen verglichen, aus denen gleich viele Vergleichsergebnisse hervorgehen, wie Beispielzeichen in Betracht kommen. Danach kann aus den Vergleichsergebnissen eine Entscheidung getroffen werden. Diese kann dahingehend lauten, daß das Zeichen als ein bestimmtes Zeichen erkannt, oder aber daß es nicht erkannt ist.

Die Aufnehmer El und El entnehmen den Zeichen A, B und C auf dem Träger D Information, die im Speicher F gespeichert wird. Die Information von El wird der Verarbeitungseinheit Gl zugeführt, in der die Ergebnisse verarbeitet werden. Beispielsweise wird die Größe des Zeichens normalisiert, und dieses mit einer Menge von Beispielzeichen verglichen. In der Entscheidungseinheit Wl werden die Vergleichsergebnisse verglichen und wird das beste Vergleichsergebnis ausgewählt. Dies liefert eine Identifikation, die beispelsweise dem Schieberegister 71 als einen 1-aus-w-Code zugeführt wird. Danach erfolgt dasselbe für die von El abgenommene Information. Wenn das zweite, vorläufige Entscheidungssignal als ein 1-aus-rt-Code durch die Entscheidungseinheit Hl bestimmt ist, werden beide Codes dem UND-Tor 72 zugeführt. Wenn sich die Codes entsprechen, erscheint das Erkennungssignal als ein 1-aus-n-Code an der Ausgangsklemme 74 und ist das Zeichen erkannt. Der Anordnung nach Fig. 1 kann noch eine Synchronisieranordnung zugeordnet sein, wodurch beispielsweise die beiden 1-as-n-Codes synchronisiert werden; diese Anordnung ist jedoch einfachheitshalber weggelassen.

Inzwischen sind sehr unterschiedliche Aufnahmeprinzipien bekannt. So gibt die U.S. Patentschrift 3 114131 (R. J. Fuss) ein Verfahren an, bei dem mit magnetisierbarer Tinte gedruckte Zeichen erkannt werden. Mit Hilfe eines Magnetkopfes wird jeder Zeichenart eine charakteristische Wellenform entnommen. Demgegenüber kann man den Aufnehmer E2 auf optischen Prinzipien beruhen lassen. Es ist dann möglich, daß stets dieselbe Wellenform erhalten wird für beide Verfahren, die selbstverständlich auf dieselbe Weise verarbeitet werden können. Dieses Verfahren kann bei der Qualitätsüberwachung von Maschinen angewendet werden, die diese gedruckten Zeichen produzieren. So gibt es beispielsweise sehr viele Drucker, die regelmäßig Proben liefern, die in einer gesonderten Anordnung erkannt werden.
Die U.S. Patentschrift 3 104368 (K. Steinbuch) gibt ein Verfahren an, das ein spezielles Muster von Widerstandssonden verwendet. "Wenn eine Sonde mit einem Teil eines Zeichens zusammenfällt, ändert sich der Widerstand. So wird für jedes zu untersuchende

ίο Zeichen ein binärer Code gebildet, der mit Beispielzeichen verglichen wird. Dann enthält die Anordnung nach Fig. 1 beispielsweise parallel einen Aufnehmer, der dem Zeichen gemäß der U.S. Patentschrift 3114131 eine Wellenform entnimmt, und weiterhin einen Aufnehmer, der mit den erwähnten Widerstandssonden arbeitet. In der Verarbeitungsanordnung werden die Informationen mit einer Menge von Beispielszeichen verglichen. Diese Menge kann gegebenenfalls noch unterschiedlich sein für die beiden Aufnehmer.

Fig. 2 zeigt eine andere erfindungsgemäße Ausführung, die der in Fig. 1 in großen Teilen entspricht. Nun ist jedoch nur ein Aufnehmer El vorhanden. Demgegenüber enthält die Verarbeitunsanordnung G jetzt zwei Verarbeitungseinheiten Gl und G2. Ferner ist ein logisches ODER-Tor / vorhanden.

Der Aufnehmer £1 besteht nun beispielsweise aus einer Reihe von Photozellen oder einem Lichtpunktabtaster, der das Zeichengebiet gemäß einem Muster beispielsweise spaltenweise abtastet. Die Information wird in F gespeichert. Die Information kann auf verschiedene Arten verarbeitet werden, deren Ausführungsformen in der Literatur bekannt sind. Nach der U.S. Patentschrift 3237161 (J. Rabinow) wird das Gebiet eines Zeichens in Flächen aufgeteilt, die als schwarz oder weiß gerechnet werden, abhängig davon, welche Information gespeichert wird. In einer für jedes verschiedene Zeichen vorhandenen Relais-Bank wird diese Information mit der Information eines gespeicherten Zeichens verglichen. Das am meisten entsprechende Zeichen ist mit dem untersuchten identisch.

Die U.S. Patentschrift 3088097 (K. Steinbuch) beschreibt den Entzug von Formelementen aus der Information des Zeichens. Wenn eine ausreichende Anzahl von Formelementen gefunden ist, kann daraus die Identität des Zeichens bestimmt werden. Formelemente sind beispielsweise horizontale, vertikale

so oder schräge Linienabschnitte.

Die U.S. Patentschrift 3196 398 (H. B. Baskin) beschreibt, wie ein Zeichen als eine Matrix von Punkten gespeichert werden kann, die vier verschiedene Schwärzungswerte haben können, unter anderem weiß. Danach wird ein Verfahren angegeben, um aus diesen Zeichen ein Skelettzeichen abzuleiten, dessen Linienabschnitte eine Dicke von nur einem Matrixpunkt haben.

Die U.S. Patentschrift 3 192315 (W. R. Remley) zeigt eine Methode, bei der eine Filterung des Zeichens durchgeführt wird. Dadurch wird eine Autokorrelation erhalten, wodurch die Erkennung eines Zeichens leichter verlaufen kann.

Anhand der zitierten U.S. Patente 3237161,

b5 3088087, 3 196398 und 3 1923 15 ist ersichtlich, daß für die Verarbeitungseinheiten Gl und G2 sehr unterschiedliche Prinzipien möglich sind. Die Vergleichsergebnisse der Vergleiche zwischen den auf

diese Weise verarbeiteten Zeichen und der Menge von Beispielzeichen erscheinen an den Ausgängen von G1 bzw. Gl und werden über das ODER-Tor / der Entscheidungseinheit Hl zugeführt, die im vorhergehenden erörtert wurde.

Es ist beispielsweise möglich, daß Gl einen direkten Vergleich durchführt, während in G2 erst der Zeicheninformation die Formelemente entzogen werden, wonach die Formelemente mit denen von genormten Zeichen verglichen werden. Der Entzug der Formelemente erfordert Zeit, so daß die Ausgangssignale von Gl nach denen von Gl erscheinen. Die weitere Erkennung erfolgt wie nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung, die außer den bereits erwähnten Elementen die Steueranordnung K enthält. Ferner enthält die Entscheidungsanordnung H die Entscheidungseinheiten Hl und Hl, und die Vergleichsanordnung J das Schieberegister J3. Die beiden Entscheidungen verlaufen nun völlig parallel zueinander, und dadurch können noch mehrere Erkennungsprinzipien verwendet werden, die aus der Literatur bekannt sind. So gibt die U.S. Patentschrift 2026329 (G.Tauschek) bereits 1929 ein Verfahren an, bei dem eine Schablone mit einem lichtdurchlässigen Muster mit einem Zeichen verglichen wird.

Die U.S. Patentschrift 3 383 516 (J. J. Leimer) gibt ein Verfahren an, bei dem ein Lichtpunktabtaster am Rand des Zeichens folgt, wonach diese Information weiter verarbeitet wird.

Die U.S. Patentschrift 2980801 zeigt ein mit einem zusätzlichen magnetisierbaren Code versehenes Zeichen. Hierbei wird die Erkennung des Codes beschrieben, man kann jedoch auch das Zeichen selbst erkennen und feststellen, ob eine Übereinstimmung besteht. Hinsichtlich dieser letzten Druckschrift kann man die beschriebenen Anordnungen als Mittel zur Kontrolle verwenden, ob in beiden Fällen eine ausreichende Druckqualität erreicht ist.

Es ist möglich, daß bei der Anordnung nach Fig. 3 die Entscheidung im Kreis F-Gl-Hl nicht sicher genug war. Das kann vorkommen, wenn die Vergleichsergebnisse zwischen dem untersuchten Zeichen und mehreren Beispielzeichen nahezu gleich hoch waren. Dieses kann beispielsweise als ein zusätzliches Signal am Ausgang von Hl signalisiert werden. Dies kann ein dem 1-aus-M-Code zusätzlich zugeordnetes Bitin Signal oder ein Signal an einer zusätzlichen Ausgangsleitung von Wl sein. Dieses Signal wird der Steueranordnung K zugeführt, welche die zweite Verarbeitungseinheit Gl startet. Diese arbeitet beispielsweise sehr genau, aber auch ziemlich langsam. Nur wenn der 1-aus-n-Code von Hl (ohne die eventuelle zusätzliche Bit-Information, die Ä' dazu veraniaßte, G2 ein Startsignal zu geben) einem von Hl abzugebenden Code entspricht, ist das Zeichen erkannt.

In den Entscheidungseinheiten Hl und Hl kann ferner eine relative Entscheidung getroffen werden: die Identifikation erfolgt anhand der relativ besten Übereinstimmung. Die Entscheidung kann aber auch absolut sein: nur wenn eine minimale Übereinstimmung erreicht ist, wird ein Zeichen erkannt. Dabei >5 kann die Erkennung eindeutig sein: eine Identifikation mit nur einem Beispielzeichen erfolgt. Andererseits ist das nicht notwendig: dann muß die Kombination der Entscheidungen eindeutig sein. Es ist ferner möglich, daß mehr als zweimal nach unterschiedlichen ίο Prinzipien eine Entscheidung getroffen wird, während aus den Ergebnissen eine Mehrheitsentscheidung getroffen wird. Ferner ist es möglich, daß jedes Prinzip mehrmals angewendet wird. Dann wird das untersuchte Zeichen nur dann erkannt, wenn es nach jedem Prinzip wenigstens einmal zu einer positiven Entscheidunggeführt hat. Ferner sind im vorhergehenden stets zwei Prinzipien zur Erkennung angenommen, es können jedoch auch mehr sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Erkennen von auf einem Träger vorhandenen lesbaren Zeichen, mit einem ersten Zeichenverarbeitungsweg, der enthält:

a) eine Aufnahmeanordnung, die den Zeichen Information entnimmt;

dadurch ge kennzeich η et, daß die Anordnung einen weiteren Zeichenverarbeitungsweg enthält, der zum einen aus einer weiteren Aufnahmeanordnung (£2) und/oder einer weiteren Verarbeitungsanordnung (Gl) sowie der bereits vorhandenen Entscheidungsanordnung (Hl) oder zum anderen aus jeweils einer zweiten Aufnahme-, Verarbeitungs- und Entscheidungsanordnung (£2, G2, Hl) besteht, wobei wenigstens eine der drei Anordnungen des zweiten Zeichenverarbeitungswegs nach einem anderen Prinzip arbeitet als die entsprechende Anordnung (£1, Gl, Hl) des ersten Zeichenverarbeitungswegs, und daß ein Entscheidungssignal am Ausgang des weiteren Zeichenverarbeitungswegs zusammen mit einem Entscheidungssignal des ersten Zeichenverarbeitungswegs einer Vergleichsanordnung (/) zugeführt wird, die bei deren Übereinstimmung ein Erkennungssignal erzeugt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Verarbeitungsweg eine oder mehrere der Anordnungen (£2, G2, Hl) nach mehr als einem Prinzip ein Entscheidungssignal erzeugen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steueranordnung (K) vorgesehen ist, die nur bei einem bestimmten Entscheidungssignal des ersten Zeichenverarbeitungswegs wenigstens einer Anordnung (G2) des zweiten Zeichenverarbeitungswegs ein Startsignal zuführt.