DE2140846C3 - Zeichenerkennungsschaltung mit zwei simultan arbeitenden Erkennungssystemen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zeichenerkennungsschaltung mit zwei simultan arbeitenden Erkennungssystemen für die Identifizierung von auf Belegen vorhandenen Zeichen, wobei die Zeichen durch eine Abtasteinheit abgetastet, die abgetasteten Signale in digitale Zeichensignale umgewandc-it und zur Feststellung der Richtigkeit miteinander verglichen werden.

Eine derartige Zeichenerkennungsschaltimg ist aus der GB-PS 82 02 83 bekannt. Bei dieser Zeichenerkennungsschaltung für die identifizierung von Marken, die beispielsweise Zahlen sein können, werden in der Abtasteinheit zwei getrennte und voneinander gänzlich unabhängige Abtast- und Erkennungssysteme benutzt. Dabei wird jeweils ein Lesekopf beispielsweise auf den oberen und den unteren Bereich einer Zahl ausgerichtet und das abgetastete Ergebnis in zwei getrennten, jedoch nach demselben Prinzip arbeitenden Erkennungsschaltungen identifiziert. Die dabei ermittelten Ergebnisse werden zwecks Feststellung der Richtigkeit des abgetasteten Zeichens miteinander verglichen. Stimmt das Ergebnis miteinander überein, ist die Erkennung richtig, wenn nicht, muß die Abtastung wiederholt werden. Um diese Wiederholung eventuell zu vermeiden, kann gemäß dieser britischen Patentschrift noch eine dritte Abtastvorrichtung vorgesehen werden, so daß dann beim Vergleich auf die Richtigkeit hin eine Mehrheitsentscheidung möglich ist. Es ist offensichtlich, daß der Aufwand bei dieser Vorrichtung durch die Verwendung von zumindest zwei parallelen Abtast- und Erkennungssystemen erheblich ist.

Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht bei einer Zeichenerkennungsschaltung der eingangs genannten Art darin, bei Verwendung nur einer Abtasteinheit die Erkennungssicherheit dadurch zu erhöhen, daß das Zeichen bzw. dessen Abtastwellenform mittels zweier unterschiedlicher Auswertschaltungen analysiert und identifiziert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die zu lesenden Zeichen aus Magnettinte bestehen, daß die zu lesenden Zeichen mittels einer einzigen Lesestation abgetastet werden, daß die dabei ermittelte analoge Amplituden-Wellenform zum einen in einer Erkennungsschaltung auf den Energieinhalt hin, der jeweils in einem von mehreren aufeinanderfolgenden Abschnitten vorhanden ist, analysiert wird und zum anderen in einer Prüfschaltung auf das Vorhandensein von vorbestimmten Pegelwerten der Wellenform zu vorbestimmten Zeitpunkten hin analysiert wird.

In vorteilhafter Weise wird durch diese erfindungsgemäße Lösung der Aufwand im Hinblick auf die eingangs genannte und bekannte Zeichenerkennungsschaltung wesentlich vermindert und mit einer einzigen Lesestation die ermittelte und für das Zeichen charakteristische Wellenform auf zwei verschiedene Wege parallel zueinander analysiert. Beide ermittelte Ergebnisse werden miteinander verglichen, und bei Nichtübereinstimmung wird ein Fehlersignal erzeugt. Die Sicherheit der Zeichenerkennung ist dadurch bei erheblich vermindertem Aufwand wesentlich verbessert.

Aus der DT-AS 11 10 926 ist es bei einer Vorrichtung zur Erkennung von Schriftzeichen an sich bekannt, aus der beim Abiasten eines mit Magnettinte gedruckten und magnetisieren Zeichen eine dem Zeichen charakteristische analoge Wellenform zu ermitteln und aus dieser analogen Wellenform durch Feststellung bestimmter Amplitudenwerte den analogen Wellenzug in eine binäre Codedarstellung am Ausgang einer Auswerteschaltung umzuwandeln. Dabei wird der analoge Wellenzug in eine Verzögerungsleitung eingestellt, die an verschiedenen Punkten angezapft ist. An diese An-

zapfungspunkte sind zweckdienliche Stromkreise, beispielsweise Flip-Flop-Schaltungen angeschaltet, die entsprechend der an den Punkten anstehenden Amplituden eingestellt werden. Die Ausgangsspannungen dieser Flip-Flop-Schaltungen üilden eine Codedarstellung, die direkt als Maschinensprache verwendbar ist. Der mit dieser bekannten Schaltung für die Erkennung von Zeichen notwendige Aufwand ist erneblich und nutzt den Informationsgehalt des analogen Amplitudenzuges nur in einer Weise aus. Es ist kein Hinweis darauf gegeben, den Informationsinhalt dieses Amplitudenwellenzuges parallel dazu auf eine zweite von der ersten unterschiedlichen Weise zu analysieren, um die Zeichenerkennung sicherer zu gestalten.

Die normale Zeichenerkennung mittels der Erkennungsschaltung erfolgt bei der erfindungsgemäßen Zeichenerkennungsschaltung in vorteilhafter Weise mit einem Lese- und Erkennungssystei.i gemäß einem älteren Vorschlaig der Anmeldern, (vgl. DT-OS 20 44 177), bei dem eine analoge Wellenform im Lesekopf generiert wird, entsprechend dem Zeichen, das in Magnettintenschrift auf dem Beleg aufgebracht ist. Durch Integration dieser Wellenform in einzelnen aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten werden verschiedene Gleichspannungspegel erzeugt, die einem Verknüpfungsnetzwerk für die Generierung von entsprechenden digitalen Signalen an einem von 14 Ausgangsleitungen zugeführt werden. Wenn ein Zeichen aus Magnettinte unter dem Lesekopf hindurchläuft, wird ein analoges Signal im Lesekopf generiert, das charakteristisch für das aufgedruckte Zeichen ist. Ein Vorderkantendetektor wird zur Bestimmung der Vorderkante des Zeichens benutzt und ein Satz von Integratoren beginnt nach einer halben Zeitzone nach Auftreten der Vorderkante mit der Integration des analogen Signalwertes. Die integrierten Signale werden 14 Verknüpfungsnetzwerken zugeführt, deren Ausgange miteinander durch eine Maximalwertdetektorschaltung verglichen werden, um das Signal mit dem größten Wert zu bestimmen, das dem abgetasteten Zeichen entspricht. Wenn das Zeichen nicht lesbar ist, wird keine der 14 Ausgangsleitungen aktiviert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckdienliche Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im folgenden ist an Hand des in den Figuren dargestellten AuSiführungsbeispieles Aufbau und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Zeichenerkennungsschaltung näher erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen

F i g. 1 die Zusammensetzung der F i g. la und Ib,

F i g. la, Ib zeigen zusammen schematisch ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Zeichenerkennungsschaltung.

Wenn Belege mit Magnettinteninformationen eine Erkennungsistation passieren, werden in einem Lesekopf 3 analoge Spannungen induziert, die dem durch den Lesekopf abgefühlten Zeichen entsprechen. Diese analogen Spannungen werden durch einen Vorverstärker 5 verstärkt und einen Begrenzer 7 begrenzt, um Signale von geeigneter Form und Amplitude für die ^f«> weitere Verarbeitung zu erhalten. Ein Filter 9 fiitort unerwünschte Teile des Analogsignals aus und führt die gefilterten Signale einem Spannungsverstärker 11 zu. Von diesem Verstärker It werden die Signale über einen Leistungsverstärker 13 als Eingänge einer Mehrzahl von Integratoren zugeführt, die als ein Teil 15 dargestellt sind. Diese Integratoren sind konventioneller, elektronischer Art und sind zur Integrierung der vom Leistungsverstärker 13 zugeführten Signale vorgesehea Der Ausgang des Spannungsverstärkers 11 wird als ein Eingang gleichzeitig einem Verstäikungsregler Ϊ7 zugeführt, der zur Steuerung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 11 vorgesehen ist, um somit gute Ausgangssignale am Leistungsverstärker 13 zu erhalten. Die begrenzten Signale vom Begrenzer 7 werden auch zu einem Vorderkantendetektor 19 abgezweigt und von dort dem Eingang eines Lesen- und Frkennen-Steuerungskreises 21 zugeführt.

Der Lesezyklus der Zeichenerkennungsschaltung, die z. B. in einer Belegsortiermaschine verwendet wird, wird durch eine Vorderkanten-Signalrückmeldung ingang gesetzt, die von den Analogkreisen über die Lesen- und Erkennen-Schaltung 21 zur Steuerung eines Lese- und Erkennungsoszillators 23 zugeführt wird, dessen Ausgangssignale mit passendem Betrag einer Steuerungsschaltung 25 und einem Lesering 27 zugeführt werden. Der Lese/\ klus wird durch diese Ringschaltungen 25 und 27 in acht Segmente aufgeteilt, von denen beispielsweise die ersten sieben Lesezonen und die achte eine End- bzw. Erkennungszone darstellen. Die Signale der Lesezonen werden Analogkreisen für die Zeichenanalysierung zugeführt, während die Steuerringe Erkennungsimpulse für die digitalen Schaltkreise während des achten Zeitsegmentes generieren. Die Signale werden in einer Erkennungszeitgabeschaltung 29 kombiniert, wovon der letzte der Ausgangsimpulse ein Rückstellimpuls ist, der zum Rücksetzen der Lesezyklus-Schaltkreise bei seinem Auftreten dient.

Die im vorliegenden System in dem Erkennungsteil verwendete Technik teilt die Wellenform des zu lesenden Zeichens in sieben gleiche Zeitzonen auf, wobei der Beginn eine halbe Zeitzone nach dem Auftreten des ersten Vorderkantensignals beginnt. Die Erkennung einer Wellenform erfordert Informationen über die Amplitude und die Polarität des Signals in jeder Zeitzone. Diese Information wird durch Integration der Wellenform in den Integratoren 15 erhalten.

Der Lesezyklus beginnt mit der Feststellung der ersten Vorderkante des Analogsignals durch den Vorderkantendetektor 19. Nach einer Verzögerung um eine halbe Zeitzone wird der Zeitgabering gestartet, der die Teilung des Zeichens in eine passende Anzahl von Zeitzonen, beispielsweise durch Generierung von sieben Integrationsintervallen, steuert. Der erste Integrator integriert über sämtliche sieben Zeitzonen, der zweite Integrator integriert über die letzten sechs Zeitzonen usw. Der Wert des Integrals für die erste Zeitzone wird durch Subtraktion des auf dem zweiten Integrator gespeicherten Pegels von dem auf dem ersten Integrator gespeicherten Pegels erhalten. Der achte Integrator ist zur Bestimmung des Integralwertes der siebten Zeitzone vorgesehen.

Am Ende des siebten Integrationsintervalls sind alle für die Erkennung notwendigen Informationen auf den Kapazitäten der acht Integratoren, die in 15 enthalten sind, vorhanden. Die Information wird durch Zuführung der Integratorsignale /u einem Verknüpfungsnetzwerk 31 analysiert, uas die in den Integratoren enthaltenen Informationen kombiniert, um die notwendigen Ausgangssignale zu erhalten, wobei der höchste Wert denjenigen Wert des Zeichens darstellt, das abgetastet wurde. Im vorliegenden Beispiel sind 14 Verknüpfungsschaltungen in 31 vorgesehen, am i4 Ausgänge realisieren zu können.

Das Signal mit der höchsten Amplitude der 14 vom

Verknüpfungsnetzwerk 31 abgegebenen Signale wird durch 14 Maximalwertdetektoren 33 bestimmt, die den höchsten der 14 Spannungspegel feststellen und daraus ein digitales Ausgangssignal herstellen, welches das abgefühlte Zeichen darstellt. Die Ausgänge der Maximalwertdetektoren 33 werden Zeichenverriegelungen 35 zugeführt, von denen eine für jedes der möglichen zu erkennenden Zeichen vorgesehen ist. Dies sind im vorliegenden Fall 14 Verriegelungen.

Wie in F i g. la und Ib dargestellt, werden Ausgänge der Zeichenverriegelung 35 als Eingänge den Maximalwertdetektoren 33 zurückgeführt. Die Ausgänge der Zeichenverriegelungen 35 werden weiterhin Zeichenfehlerdetektoren 37 zugeführt, die ein Ausgangssignal in dem Falle abgeben, wenn mehr als eine oder keine Zeichenverriegelung 35 bei einem besonderen Lesezyklus gesetzt worden ist. Dieses Ausgangssignal wird zur Steuerung der Belegabweisung verwendet.

Die zusätzliche Erkennungsprüfung gemäß der Erfindung wird durch Zuführung des Ausgangs des Verstärkers 13 zu einer Pegelwertdetektorschaltung 39 durchgeführt. Die Ausgänge dieser Pegelwertdetektorschaltung 39 werden als ein Eingang einer Mehrzahl von ODER-Schaltungen 41 und von diesen zu einem Pegelwertzeitdetektor 43 zugeführt. Der Ausgang des Pegelwertzeitdetektors 43 wird als ein Eingang einem Zusatzzeichendetektor 45 zugeführt, der als andere Eingänge die Ausgänge der Zeichenverriegelungen 35 hat. Der Zeichenfehlerdetektor 37 enthält eine Logikschaltung, deren Ausgang die Bedienung für nur einen aktiven Eingang für jeden der 14 möglichen Eingänge darstellt.

Falschregistrierung oder große Dämpfung der Eingangswellenform kann eine inkorrekte Identifikation bei der Erzeugung des digitalen Zeichensignals verursachen. Dies tritt bei dem besonderen verwendeten System der Erkennung in der vorliegenden Vorrichtung deshalb auf. weil dieses Erkennungssystem auf dem Vergleich von Gleichspannungspegeln basiert, die von verschiedenen Eingängen herrühren bzw. gestört werden können. Die Wellenformen selbst müssen bei diesem spezifischen Erfordernis nicht unbedingt stimmen, vielmehr müssen die Energieinhalte getroffen werden. Diese Energieinhalte werden durch die Integratoren 15 festgestellt. Mit dem vorgesehenen Zusatzzeichendetektor 45 wird eine Prüfung gegenüber solchen Fehlern vorgesehen. Es sind in der Pegelwertdetektorschaltung 39 mehrere Vergleicher vorhanden, die zur Feststellung von Pegeln verschiedener Höhe im Analogsignal benutzt werden, während das Zeichen abgetastet wird. Die Ausgänge dieser in der Pegelwertdetektorschaltung 39 vorhandenen Vergleicher werden über die ODER-Schaltung 41 und den Pegelwertzeitdetektor 43 in geeignete Verriegelungen im Zusatzzeichendetektor 45 dann durchgeschaltet wenn bestimmte Pegelwerte zu bestimmten Zeiten, festgestellt durch den Pegelwertzeitdetektor 43, vorhanden sind. Am Ende des Lesezyklusses wird über ein Signal von der Erkennungszeitgabe 49 der Zustand der Verriegelungen in dem Zusatzzeichendetektor 45 mit den Ausgängen der Zeichenverriegelungen 35 verglichen, die dem Zusatzzeichendelektor 45 als Eingänge zugeführt sind. Eine oder mehrere Diskrepanzen bei diesem Vergleich verursachen ein Ausgangssignal am Zusatzzeichendetektor 45. welches als Eingangssignal einer ODER-Schaltung 47 zugeführt wird, deren Ausgangssignal das Eingangssignal für eine Fehlerverriegelung 49 ist. Das Ausgangs signal der Fehlerverriegelung 39 dient zur Aussteuerung von Belegen, deren Information nicht richtig erkannt wurde.

Wie aus Fi g. la ersichtlich, ist bei der vorliegenden Erfindung ein Zeichensimulierer 51 vorgesehen, der eine diagnostische Möglichkeit eröffnet, mit der eine manuelle Steuerung für die Lesezonensignale gegeben ist, die den Integratoren 15 und einem Pegelwertgenerator 53 zugeführt werden. Der Ausgang des Pegelwertgenerators 53 wird den ODER-Schaltungen 41 zugeführt, deren Ausgänge mit dem Pegelwertzeitdetek tor 43 verbunden sind. Der Zeichensimulator 51 setzt das System in eine diagnostische oder Prüfphase, in der das Lesesystem zur Analyse eines ausgewählten Zeichens überprüft wird. Normalerweise ist diese Handsteuerung ausgeschaltet, um das System in dessen normaler Arbeitsweise zu belassen. Während der Simuiierungsarbeitsweise jedoch wird die Lesezeit durch eine Lesezeitgabe 55 andauernd in Betrieb gehalten und ein Gleichspannungspegel wird über den gleichen Simulierer 51 den Eingängen der Integratorschaltungen 15 zugeführt. Auf diese Weise kennen die in den Integratoren zur Erkennungszeit gespeicherten Werte durch die Lesezeitgabe vom Zeichensimulierer 51 gesteuert werden. Ein Zeichen oder ein spezielles Symbol, das durch das System gelesen werden sollte, kann durch diese Methode aktiviert werden, um eine Basisprüfung des Lesesystems durchzuführen. Darüber hinaus können während dieser Zeit Signale von der Lesezeitgabe 55 durch geeignete manuelle Selektion dem Pegelwertzeitdetektor 43 zugeführt werden. Diese simulierten Pegelwerte können entsprechend benutzt werden, um die richtige Arbeitsweise des Zusatzzeichendetektors 45 zu prüfen. Ein zusätzliches, in F i g. la dargestelltes Schaltglied 57 ist der Rücksetzschaltkreis für den Verstärkungsregler 17, dessen Eingänge von der Lesen- und Erkennen-Steuerung 21 und vom Ausgang der Erkennungszeitgabe 29 gebildet werden. Die Lesen- und Erkennen-Steuerung 21 wird Ober ein Rückstellsigna von der Erkennungszeitgabe 29 zurückgestellt Durch diese Rückstellkreise wird zu gegebener Zeit ein Erkennungszykhis beendet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zeichenerkennungsschaltung mit zwei simultan arbeitenden Erkennungssystemen für die Identifizierung von auf einem Bieleg vorhandenen Zeichen, wobei das Zeichen durch eine Abtasteinheit abgetastet und die abgetasteten Signale in digitale Zeichensignale umgewandelt und zur Feststellung der Richtigkeit miteinander verglichet, werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zu lesenden Zeichen aus Magnettinte bestehen, daß die Zeichen mittels einer einzigen Lesestation (3, 5, 7, 9, 11, 13) abgetastet werden, daß die dabei ermittelte analoge Amplituden-Wellenform zjm einen in finer Erkennungsschaltung (15,31,33,35) auf den Energieinhalt hin, der jeweils in einem von mehreren aufeinanderfolgenden Abschnitten vorhanden ist, analysiert wird und zum anderen in einer Prüfschaltung (39, 41, 43, 45), auf das Vorhandensein von vorbestimmten Pegelwerten der Wellenform zu vorbestimmten Zeitpunkten hin analysiert wird,

2. Zeichenerkennungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungsschaltung (15,31,33,35) Integratoren (15) enthält, die das von der Lesestation (3. 5, 7. 9, 11, 13) zugeführte analoge Signal in einzelnen aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten integrieren, ein Verknüpfungsnetzwerk (31) enthält, dem die integrierten, unterschiedlichen Gleichspannungspegel zur Erzeugung entsprechender digitaler Ausgangssignale zugeführt werden, und daß sie Maximalwertdetektoren (33) enthält, die jedes einzelne Ausgangssignal des Verknüpfungsnetzv/erkes (31) zur Feststellung des größten Wertes untersucht, welcher dem abgetasteten Zeichen entspricht

3. Zeichenerkennungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung (39, 41, 43, 45) einen Zusatzzeichendetektor (45) enthält, der an den Ausgang der Erkennungsschaltung (15, 31, 33, 35) angeschlossen ist und ein Fehlersignal abgibt, wenn sein zusätzliches digitales Ausgangssignal nicht mit dem digitalen Zeichensignal der Erkennungsschaltung (35) übereinstimmt.

4. Zeichenerkennungsschaltung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung der Kriterien zur Ableitung des zusätzlichen Zeichens in der Prüfschaltung eine Pegelwertdetektorschaltung (39) und eine Pegelwertzeitdetektorschaltung (43) vorgesehen ist. 5»

5. Zeichenerkennungsschaltung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Kriterien für die Ableitung des zusätzlichen Zeichens geringer ist als die Anzahl derjenigen beim eigentlichen digitalen Zeichensignal in der Erkennungsschaltung (35).

b. Zeichenerkennungsschaltung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Simulierung der Zeichenerkennungsschaltung parallel zur Pegelwertdetektoischaitung (39) ein Pegelwertgencrator (53) vorgcscncn ist.