DE2351400C3

DE2351400C3 - Erkennungs-Einrichtung zum Erfassen gewisser gegenüber ihrer Umgebung kontrastierender Gegenstände

Info

Publication number: DE2351400C3
Application number: DE2351400A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Tokorozawa Ejiri; Sadahiro Hachioji Ikeda; Jun Hachioji Motoike; Takeshi Sayama Uno
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1972-10-13
Filing date: 1973-10-12
Publication date: 1981-01-29
Also published as: DE2351400A1; JPS537112B2; JPS5241015B2; DE2351400B2; JPS4979749A; JPS4960652A; US3959771A; GB1448881A

Description

Die Erfindung betrifft eine Erkennungs-Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bereits erwogen worden, zum Erfassen kontrastierender Gegenstände Digitalrechner einzusetzen, die große Mengen von Gegenstands-Information speicher und verarbeiten können, was allerdings sehr aufwendig ist.

Es ist ferner eine Erkennungs-Einrichtung der eingangs genannten Art im wesentlichen bekanntgeworden (vgl. Firmenschrift von Leitz/Wetzlar: Mitteilungen für Wissenschaft und Technik, Sonderheft »Leitz-Classimat«, 1970), die zur quantitativen Analyse mikroskopisch oder makroskopisch differenzierter Stoffe vorgesehen ist, um die für den betreffenden Stoff charakteristischen Größen zu ermitteln, wie z. B. den prozentualen Anteil bestimmter Komponenten heterogener Stoffe bezogen auf das Gesamtobjekt, die Anzahl von Strukturen, ihre Größenverteilung, ihren Formfaktor, ihre Anzahl bezogen auf ein bestimmtes Einheitsvolumen, ihre spezifische Oberfläche usw. Die von dieser Erkennungs-Einrichtung unmittelbar gewonnenen Meßdaten sollten dabei von einem direkt angeschlossenen Digitalrechner beliebiger Größe und Leistungsfähigkeit weiterverarbeitbar sein.

Im übrigen ist der Aufbau der Verknüpfungseinrichtung im einzelnen offengelassen, lediglich die Bestimmung von Größen- bzw. Abstandsvertt ilungen ίο oder die Berechnung von Mittelwerten, z. B. über 10 Meßfelder, ist erwähnt.

Das sichere Erfassen von Gegenständen spielt besonders in der Fertigungs-Automation eine Rolle, nämlich im Zusammenhang mit sog. Robotern, die selbsttätig zu bearbeitende Werkstücke ergreifen, einem bestimmten Bearbeitungswerkzeug zuführen und anschließend wieder freigeben müssen, wobei derartige Roboter normalerweise an Taktstraßen eingesetzt werden, die also definitionsgemäß von gleichartigen Werkstücken in schneller Folge durchlaufen werden, weshalb der jeweilige Roboter das zu seiner Bearbeitungsstation transportierte Werkstück sicher im geeigneten Zeitpunkt ergreifen muß.

Es ist daher Aufgabe der -Erfindung, die Erkennungs-Einrichtung der eingangs genannten Art so fortzuentwickeln, daß die Voraussetzung zur Ermittlung der Bewegung einschließlich"der Bewegungsrichtung von zu erfassenden Gegenständen geschaffen ist. Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Lehre nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Dabei kann insbesondere durch eine der Subtrahierstufe nachgeschaltete weitere Stufe das Vorzeichen der am Ausgang der Subtrahierstufe auftretenden Differenz der beiden Paare von Summensignalen und damit die Bewegung des jeweiligen Gegenstands verfolgt werden.

Ersichtlich zeichnet sich die erfindungsgemäße Erkennungs-Einrichtung durch einfachen Aufbau aus, da sie keinen Universal-Digitalrechner benötigt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demgegenüber ist bisher lediglich noch folgender Stand der Technik bekanntgeworden:
- (aus der DE-OS 1448409) die Anordnung von mehreren (z. B. vier) Lichtquelle-Lichtempfänger-Paaren auf einer Geraden derart, daß ein durchlaufendes gestrecktes Werkstück die einzelnen Lichtschranken zwischen Lichtquelle und Lichtempfänger unterbricht, so daß auf diese Weise die Länge des Werkstücks ermittelt werden kann; abgesehen davon, daß mit dieser bekannten Einrichtung grundsätzlich zweidimensional Gegenstände nicht erfaßbar sind, treten Schwierigkeiten hinsichtlich der Genauigkeit (wegen der beschränkten mechanischen Justiermöglichkeit der Lichtschranken) und der Erfassungssicherheit (wegen möglicher Verfälschungen durch Rauschsignale) auf; und
ho - (aus der US-PS 3142761) eine mit Photozellen versehene Zeilen-Nachlaufeinrichtung zur Servosteuerung von Lesegeräten, indem in einer vertikalen Reihe angeordnete Photozellen und eine geschriebene oder gedruckte Zeile relativ zueinander in Zeilenrichtung bewegt werden, wobei - für eine Bewegung der Zeile senkrecht zur Mitte der Photozellen-Reihe - Signale von den jeweils äußersten vier Photozellen abge-

nommen und derart verarbeitet werden, daß das Summensignal der vier äußersten Photozellen einer Seite mit dem Summensignal der vier äußersten Photozellen der anderen Seite der Photozellen-Reihe verglichen wird und in Abhängigkeit vom dabei gebildeten Differenzsigna! der Abtaster so lange nachgeführt wird, bis dieses Differenzsignal gleich Null wird, d. h. die abgetastete Zeilesich dann in der Mitte der Photozellen-Reihe befindet. >°

Im folgenden sei zur weiteren Erläuterung der Erfindungauf die bei der Mustererkennung übliche Terminologie zurückgegriffen, so daß einfach statt »Gegenstands von »Muster« und statt »Erkennungs-Einrichtung zum Erfassen gewisser gegenüber ihrer Umgebung kontrastierender Gegenstände« kurz von »Muster-Erkenner« gesprochen werden wird, wobei »Mustern die Bedeutung von »Gegenstand« auch in Zusammensetzungen beibehält.

Darüber hinaus sei die »Mustera-Terminologie mit der Terminologie hinsichtlich der durch Abtastung, z. B. Video-Abtastung, erzeugten Bilder verglichen: »Muster«-Terminologie: »Bild«-Terminologie:
Muster Bild (Information)

Mustererkennung Bildinformations-

erkennung

Musterraum Bildebene

(Muster-)Raumbereich Bereich der Bildebene
Musterwert Bildwert (Helligkeit oder

Leuchtdichte betreffende Information)

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch den Aufbau einer Erkennungs-Einrichtung,

Fig. 2 bis 4 Blockschaltbilder von Ausführungsformen der Einrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Erkennungs-Einrichtung zum Erfassen gewisser gegenüber ihrer Umgebung kontrastierender Gegenstände,

Fig. 6 bis 8 Schaltbilder verschiedener Teile der Ausführungsform gemäß Fig. 5,

Ψ i g. 9 ein den Betrieb der Erkennungs-Einrichtung gemäß Fig. 5 veranschaulichendes Diagramm,

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Erkennungs-Einrichtung,

Fig. llabis 12c den Betrieb der Ausführungsform gemäß Fig. 10 veranschaulichende Diagramme,

Fig. 13a ein den Betrieb eines Teils der Ausführungsform gemäß Fig. iO veranschaulichendes Diagramm,

Fig. 13b ein Blockschaltbild der Schaltung zum Erzeugen der Signale gemäß Fig. 13a,

Fig. 14a bis 14c eine weitere Ausführungsform einer Erkennungs-Einrichtung und deren Betriebsweise,

Fig. 15 eine weitere Ausführungsform,

Fig. 16a bis 16c den Betrieb der Ausführungsform von Fig. 15 veranschaulichende Diagramme, {,0

Fig. 17a und 17b Abwandlungen eines Teils der Ausführungsform gemäß Fig. 15,

Fig. 18 ein Blockschaltbild einer automatischen Arbeitsmaschine,

Fig. 19a bis 19c den Betrieb der Maschine von Fig. 18 erläuternde Diagramme, und

Fig. 20 bis 26b Weitere Ausführungsformen von Erkennungs-Einrichtuiigen und dazugehörige Erläuterungen.

Die grundlegende Verarbeitungsfunktion der Einrichtung ist in Fig. 1 veranschaulicht; eine Stufe 1 trifft eine Entscheidung oder Wahl bezüglich eines festgelegten Bereichs eines Musterraumes, eine Stufe 2 trifft eine Entscheidung oder Wahl eines festgelegten Bereichs des Musterwertes, eine Stufe 3 mißt den Raum des Teils des Musterraumes, der die Entscheidungsbedingungen der Stufen 1 und 2 erfüllt, eine Stufe 4 entscheidet, ob der durch die Stufe 3 erhaltene Raum in einem vorgegebenen Bereich liegt oder nicht, und eine Stufe 5 erzeugt ein Erkennungsendergebnis durch logische oder rechnerische Verarbeitung des Ergebnisses der Stufe 4.

In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß Fig. 1 nur die grundlegende Verarbeitungsfunktion der Einrichtung und nicht den tatsächlichen Fluß bzw. den Informationsübertragungsweg zeigt. So können beispielsweise die Stufen 1 und 2 ausgetauscht werden, und die Stufe S kann ganz oder teilweise in die vor der Stufe 3 liegende Position g;. >iacht werden, um so den Aufbau zu vereinfachen. Alternativ dazu ist es auch üblich, den Aufbau der Einrichtung dadurch zu kompensieren, daß einige Funktionen parallel angeordnet werden.

Im folgenden werden Beispiele des grundlegenden Aufbaus der Einrichtung nach Fig. 1 beschrieben.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für ein einen Gegenstand darstellendes Einzelmuster, mit einerSpeicherplatte 6 eines Musters, Musterwertleseleiterii 7, Musterwertvergleichern 8, Addierern 9, Vergleichern 10 für die Addierer 9 und einem Rechenwerk 11. Die Verarbeitungssequenz deckt sich bei diesem Beispiel mit derjenigen von Fig. 1. Die Leseleiter 7 verwirklichen die Funktion der Stufe 1 von Fig. 1 durch Auswahl der Verbindung. Die Vergleicher 8 erzeugen ein Binärsignal »1«, wenn der Musterwert innerhalb eines bestimmten Wertebereichs liegt, und entsprechen der Stufe 2 von Fig. 1. Die Addierer 9 addieren die Ausgangssignale der Vergleicher 8 und entsprechen der Stufe 3 von Fig. 1. Die Vergleicher 10, die beispielsweise dann ein Binärsignal »1« erzeugen, wenn der gemessene Raum innerhalb eines bestimmten Wertebereichs liegt, entsprechen der Stufe 4vonFig. 1. Das Rechenwerk 11 entspricht der Stufe 5 von Fig. 1 und arbeitet aufgrund einer Anzahl von Zustands-Ausgangssignalen der Vergleicher 10 und entscheidet, ob das Gegenstandsmuster ein spezielles Muster ist oder nicht.

Es ist zu beachten, daß der Ausdruck »speziell« oder »gegeben« durch »eingestellt« ersetzt werden kann. Eine Einstellung kann durch den Teil 7, 8, 10 oder 11 erfolgen, so daß das zu erkennende Muster betreffende Bedingungen vorliegen.

Die in Fig. 2 gezeigte Einrichtung hat nur für eine Musterart eine Erkennungsfunktion. Um also die Erkennungsfunktion für mehrere Musterarten zu erhalten, werden infolgedessen entweder die Bedingungen betreffend die zu erkennenden Muster aufeinanderfolgend verändert, oder die Schaltungsteile 7-11 werden in gleicher Anzahl wie die Musterarten parallel angeordnet. Selbstverständlich können einige dieser Schaltungsteile gemeinsam benutzt werden.

Wenn die Musterwerte einzeln zu behandeln sind, können zusätzliche Elemente wie Analog-Digital-Umsetzer erfordei lieh sein.

Fig. 3 zeigt eine Einrichtung zum Abtasten des Musterraumes mit einem Abtaster 12 zum Abtasten

des Musterraumes 6 zur aufeinanderfolgenden Erfassung der Musterwerte an verschiedenen Teilen des Musterraumes 6; ein Musterraum-Verknüpfungsgliedsignal-Generator 13 erzeugt ein Ausgangssignal »1«, während der Abtaster 12 den bestimmten Wertebereich des Musterraumes 6 abtastet; Verknüpfungsgliedschaltungen 14 lassen das Ausgangssignal des Abtasters 12 zu den Vergleichern 8 nur dann durch, wenn das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedsignal-Generators 13 ein Binärsignal »1« ist; Akkumulatoren 19 akkumulieren die Anzahl der Ausgangssignale »1« von den Vergleichern 8. Da der von dem Akkumulator 19 akkumulierte Wert bis zur vollständigen Abtastung des gesamten Musterraumes (die im folgenden als Feldabtastung bezeichnet wird) im allgemeinen keine Bedeutung hat, muß dafür gesorgt werden, daß die Vergleicher 10 und das Rechenwerk 11 zu diesem Zeitpunkt arbeiten. Der Akkumulator 19 muß zu Beginn der Feldabtastung rückgestellt worden sein.

Auch wenn die Aufeinanderfolge der Verknüpfungsgliedschaltungen 14 und der Vergleicher 8 bei der Einrichtung gemäß Fig. 3 ausgetauscht wird, ergeben sich der gleiche Betrieb und das gleiche Ergebnis (vgl. Fig. 4). Das gleiche gilt für die Einrichtung gemäß Fig. 2.

Fig. 4 zeigt eine der Fig. 3 ähnliche Einrichtung, wobei jedoch die Verknüpfungsglieder 14 und die Vergleicher 8 ausgetauscht sind und ein weiteres Rechenwerk 18 zusätzlich vor dem Akkumulator 19 vorgesehen ist. Der Betrieb der Einrichtung von Fig. 4 unterscheidet sich nicht wesentlich von dem gemäß Fig. 3, so daß hier keine Beschreibung erforderlich ist.

Die Einrichtung von Fig. 5 ist gemäß Fig. 2 aufgebaut, und der zu erkennende Gegenstand ist ein HeI-ligkeits- oder Leuchtdichtemuster, das auch ein HeI-ligkeits- oder Leuchtdichtemuster eines Körpers sein kann. Das gleiche gilt auch für die weiteren Ausführungsbeispiele.

Das Objektmuster 15 ist aus Helligkeit oder

LcUlhtuicilie gcuiiuci, UHU c> ist cmc upiiaiuc Linse

16 vorgesehen. Ein Feld lichtelektrischer Elemente

17 ist vorgesehen, das beispielsweise ein zweidimensionales Feld von Fotodioden sein kann. Der Ausgangsteil des Feldes lichtelektrischer Elemente 17 kann als die gleiche Wirkung wie der Musterraum oder die Speicherplatte des Objektmusters 6 von Fig. 2 zeigend betrachtet werden. Ein UND-Glied 11' entspricht dem Rechenwerk 11 von Fig. 2 bis 4. Analogvergleicher 8' und 10' sind vorgesehen, deren Schaltungsaufbau in Fig. 6 gezeigt ist. Ein solcher Analogvergleicher erzeugt ein Ausgangssignal eines von zwei Zuständen »1« und »0« als kontinuierliches Eingangssignal. Dessen Schwellenwert wird bestimmt durch eine veränderbare Spannungsquelle. Um den Zustand des Ausgangssignals umzukehren, genügt die Verwendung eines in Fig. 7 gezeigten üblichen Verstärkers. Ein solcher Vergleicher, der als Ausgangswert eine binäre »1« erzeugt, wenn das Eingangssignal zwischen einer bestimmten oberen und unteren Grenze liegt, und eine binäre »0« als Ausgangssignal erzeugt, wenn das Eingangssignal außerhalb dieses Bereiches liegt, kann beispielsweise leicht dadurch geschaffen werden, daß eine Schaltung gemäß Fig. 7 mit einem Logikelement kombiniert wird.

Ein Addierer 9' empfängt die Ausgangssignale von vier Vergleichern 8' und erzeugt eine elektrische Größe, die proportional ist der Anzahl der Eingangssignale »1«. Der tatsächliche Aufbau des Addierer« 9' entspricht Fig. 8. in der von vier Transistoren diejenigen mit einer hohen Eingangsspannung leitend "' werden und an einem Widerstand 20 eine Ausgangsspannung erzeugen, die proportional ist der Zahl der leitenden Transistoren. Der Vergleicher 10' vergleichl diese Ausgangsspannung mit einer eingestellten Spannung und erzeugt als Ausgangssignal eine binäre

if »1«, wenn die Ausgangsspannung innerhalb des eingestellten Bereichs liegt.

Auf diese Weise können die Stufen 6, 7, 8, 9, IC und 11 von Fig. 2 als Teile 17. 7, 8', 9', 10' und 11 von Fig. 5 verwirklicht werden.

ι > Es wird nunmehr der Betrieb der Einrichtung vor Fig. 5 beschrieben. Wenn man annimmt, daß das zt erkennende Objekt 15 ein Helligkeitsmuster gemäC Fig. 9 ist, ist das AusganKSsignal des UND-Giiede< 11' eine binäre »1« und andernfalls eine binäre »0«

2n In Fig. 9 ist ein dunklerer Teil dichter schraffiert Wenn man annimmt, daß der Ausgangswert de; lichtelektrischen Umsetzers für den Teil 21 des ir Fig. 9 gezeigten Objektmusters 15 0,9-1,0 V, für der Teil 22 0,5-0,6 V und für den Teil 23 0,0-0,1 V ist

-¹¹S sind die Analogvergleicher 8' so eingestellt, daß ihi dem Pereich 21 entsprechender Teil (obere vier Ver gleicher) für den Eingangswert 0,9-1,0 V ein Binärsignal »1« (hohe Spannung) abgibt, ihr dem Bereich 22 entsprechender Teil (mittlere vier Vergleicher) füi

ίο den Eingangswert 0,5-0,6 V eine binäre »1« abgibi und ihr dem Bereich 23 entsprechender Teil (untere vier Vergleicher) für den Eingangswert 0,0-0,1 V eine binäre »1« abgibt, und für andere Eingangsspannungen erzeugen die Analogvergleicher &' eine binäre »0» (OV).

Jeder der Addierer 9' ist so aufgebaut, daß er einer Wert 'V₄ V erzeugt, wenn η der vier mit ihm verbundenen Analogvergleicher 8'eine binäre »1« erzeugen Wenn jeder der Analogvergleicher 10' so eingestell ist, daß er eine binäre »1« erzeugt, wenn der Ausgangswert des Addierers 9' beispielsweise 0,6 V odei

1111*111 !St, CULUgl UCl ΓΊ1 IClIUg Y Cl gldVlC*~l J1.V «.·■■«* f*

näre »1«, wenn drei oder mehr der vier Analogvergleicher 8' eine binäre »1« erzeugen. Wenn der Vergleicher 10' eine binäre »1« erzeugen soll, wenn alle vier Vergleicher 8' eine binäre »l« erzeugen, so ge nügt es, dafür zu sorgen, daß der Vergleicher 10' ein« binäre »1« erzeugt, wenn der Ausgangswert des Addierers 9' beispielsweise 0,9 V ist.

ίο So hängt die eingestellte Spannung des Verglichen 10' davon ab, inwieweit eine Helligkeitsänderung unc eine Verzerrung der Form des Helligkeitsmusters If zulässig sind. Je größer also diese Zulässigkeit ist desto weniger anfällig gegen Störungen ist die Einrichtung. Wenn jedoch diese Zulässigkeit zu groß ge macht wird, erzeugt der Vergleicher 10' selbst bei einem verschiedenen Helligkeitsmuster eine binäre »1« was zu einem fehlerhaften Ergebnis führt.

Das gleiche gilt für die Wahl der eingestellten Span nung der Analogvergleicher 8'. Obwohl· bei dem obi gen Beispiel der lichtelektrisch umgesetzte Ausgangs wert für ein ideales Objekt so, wie er ist, al: eingestellte Spannung benutzt wird, kann die Einstel lung auch so vorgenommen werden, daß Objektflek

ken, eine Veränderung der Objektbeleuchtung usw in Betracht gezogen werden.

Die Einstellbedingung der Analogvergleicher 8 und die der Analogvergleicher 10' stehen bis zu einen

gewissen Grad miteinander in Beziehung; wenn beispielsweise die Einstellbedingung für die Vcrgleicher 8' sehr streng ist. ist es besser, die Einstellbedingung für die Verglcich.rr 10' zu lockern, während bei weniger strenger Einstellbcdingung für die Vergleicher 8' es besser ist, die Einstellbedingung für die Verglcicher 10' streng zu machen.

Wc-.n die Einstellung der Vcrgleicher 8' und 10' in der oben beschriebenen Weise erfolgt und wenn das Objekt 15 das in Fig. 9 gezeigte Muster hat, liefern alle drei Analogvergleicher 10' ein binäres Ausgangssignal »1«, und das Ausgangssignal des UND-Gliedes 11' ist ebenfalls eine binäre »1«. Wenn ein in bezug auf den Helligkeitsgrad und die Form von Fig. 9 verschiedenes Muster als Objekt 15 gewählt wird, entspricht der Helligkeitsgrad nicht der Bedingung für die Vergleicher 8', der Unterschied in der Form entspricht nicht der Bedingung für das Einstellelement 7 eines gegebenen Bildfeldes des Musterraumes, und infolgedessen svird die Bedingung für die Vergleicher 10' nicht erfüllt, was in einem Ausgangssignal »0« des UND-Gliedes 11' resultiert. Man kann also sagen, daß das Ausgangssignal des UND-Gliedes 11' das Erkennungsausgangssignal für das Muster gemäß Fig. 9 ist.

Wenn es erforderlich ist, andere als das in Fig. 9 gezeigte Muster zu erkennen, so müssen nur die den Schaltungsteilen 7,8', 9', 10' und 11' entsprechenden Schaltungsteile in der Anzahl der zu erkennenden Muster vorgesehen werden.

Ef ist selbstverständlich, daß die Leseleiter 7 in Übereinstimmung mit der Form jedes Musters angeordnet werden müssen, daß die Analogvergleicher 8' in Übereinstimmung mit dem Helligkeitsgrad eingestellt und die Analogvergleicher 10' in Übereinstimmung mit der Veränderung der Form und des Helligkeitsgrades eingestellt werden müssen.

Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel des in Fig. 4 gezeigten Aufbaus. Das zu erkennende Objekt ist ebenfalls, ähnlich wie bei Fig. 5, ein aus Helligkeit zusammengesetztes Objektmuster 15; es ist eine Fernsehbild-Eingabeeinrichtung 24 vorgesehen sowie ein Abiasici 25 zum Auiabtcii eines kuniinuieriien von der Eingabeeinrichtung 24 gelieferten elektrischen Signals. Durch dieses Abtasten wird das Bild in Horizontalrichtung definiert. Ein Analog-Digital-Umsetzer 26 gewinnt den Wert des vorübergehend in dem Abtaster 25 gespeicherten kontinuierlichen Bildsignals.

Digitalvergleicher 8" erzeugen ein binäres Ausgangssignal »1«, wenn der Wert des Bildsignals innerhalb des eingestellten Bereichs liegt. UND-Glieder 14" werden durch das von einem Raumverknüpfungsgliedsignal-Generator 13" gelieferte Raumverknüpfungsgliedsignal A oder B gesteuert.

Ein ODER-Glied 18" liefert die Ausgangssignale der beiden UND-Glieder 14" an einen Zähler 19"; wenn es erforderlich ist, die beiden Ausgangssignale der UND-Glieder 14" voneinander zu unterscheiden, wird an jedes der Name des Raumverknüpfungsgliedsignals A oder B angehängt; dies gilt auch für die folgende Beschreibung. Der Zähler 19" zählt die Anzahl der von dem ODER-Glied 18" gelieferten Impulse. Ein Digitalvergleicher 10" erzeugt als Ausgangssignal eine binäre »1«, wenn der Zählerstand des Digitalzählers 19" innerhalb des eingestellten Bereiches liegt.

Aufbau und Betrieb der Schaltung von Fig. 10

v/erden im folgenden im einzelnen beschrieben.

Es wird angenommen, daß das Objektmuster aus den drei in Fig. I la-c gezeigten Helligkeitsmustern besteht, wobei die schraffierten Teile schwarz und die verbleibenden Teile weiß sind. Zum Erkennen oder Unterscheiden dieser Muster brauchen beispielsweise nur die Raumverknüpfungsgliedsignale gemäß Fig. 12a-c ausgenutzt zu werden, bei denen der mit A bezeichnete Teil derjenige ist, dessen Raumverknüpfungsgliedsignal A eine binäre »1« ist, und der verbleibende Teil derjenige ist. dessen Raumverknüpfunggliedsignal B eine binäre »0« ist. Während des Abtastens des Objektmusters wird der der abgetasteten Stelle entsprechende Zustand als Raumverknüpfungsgliedsignal geliefert.

Das Raumverknüpfungsgliedsignal und die Schaltung für dessen Erzeugung werden unter Bezugnahme auf Fig. 13a und 13b beschrieben. Fig. 13a ist ein Zustanrlsdiagrnmm des Fig. !2a entsprechenden Raumsteuersiynals. Wenn man annimmt, daß der Zustand eines Punktes im Objektmuster beispielsweise von der Fernsehbild-Eingabeeinrichtung 24 von Fig. K) eingegeben oder abgetastet wird, nimmt das Raumverknüpfungsgliedsignal zu diesem Zeitpunkt den Zustand des Punktes an der gleichen Stelle des Raumverknüpfungsgliedsignaldiagramms an. beispielsweise den Zustand von Fig. 13a. Wenn beispielsweise der Abtastpunkt indem mit A inFig. 13a bezeichneten Raumbereich liegt, erzeugt der Raumverknüpfungsgliedsignal-Generator 13" an seinem Ausgang A eine binäre »1«, während am Ausgang A eine binäre »0« erzeugt wird, wenn der Abtastpunkt in einem von A verschiedenen Raumbereich liegt. Dieses Signal wird mit Raumverknüpfungsgliedsignal A bezeichnet.

Zum Erzeugen der Raumverknüpfungsgliedsignale A und B genügt es, beispielsweise die in Fig. 13b dargestellte Schaltung zu verwenden, bei der Zähler 27 und 27' die Impulse zählen, die proportional sind den Geschwindigkeiten in Horizontal- und Vertikalrichtungen der jeweiligen Abtastpunkte. Es genügt, daß die Zähler 27 und 27' den für den Abtaster 25 von Fig. i0 benutzten Abtastimpuls bzw. zum Abtasten das horizontale Synchronisiersignal benutzen. Obwohl dies in Fig. 13 nicht deutlich gezeigt ist, wird der Zähler 27 jedesmal rückgestellt, wenn die Horizontalabtastung beginnt, während der Zähler 27' jedesmal rückgestellt wird, wenn die Vertikalabtastung beginnt.

Register 28 und 29 dienen zum Speichern von Einstellwerten, und Vergleicher 30 und 31 erzeugen als A:isgangssignal eine binäre »1«, wenn der obere Eingangswert (codierter digitaler Wert; das gleiche gilt für die folgende Beschreibung) niedriger ist als der untere Eingangswert.

Wenn man annimmt, daß die Horizontalabtastung in einer Richtung O, C, D und E in Fig.l3a erfolgt, werden in den Registern die den Punkten C bzw. D entsprechenden Impulszahlen eingesetzt. Wenn dann die linke Seite des Punktes C abgetastet wird, erscheint eine binäre »0« am Ausgang jedes der Vergleicher 30 und 31, während auf der rechten Seite des Punktes C der Ausgangswert des Vergleichers 30 eine binäre »1« und auf der rechten Seite des Punktes D der Ausgangswert des Vergleichers 31 eine binäre *1* ist.

Die Funktionen der Register 28' und 29' und der Vergleicher 30' und 31' sind die gleichen wie die der

Register 28 und 29 bzw. der Vergleicher 30 und 31. Wenn man annimmt, daß die Vertikalabtastung in einer Richtung O, F, G und H in Fig. 13a erfolgt, werden in die Register 28' und 29' die den Punkten F bzw. G entsprechenden Impulsanzahlen eingesetzt. Wenn dann die Oberseite des Punktes F abgetastet wird, erscheint am Ausgang jedes Vergleichers 30' und 31'eine binare »0«, während ander unteren Seite des Punktes F der Ausgangswert des Vergleichers 30' fine binäre »1« und an der Unterseite des Punktes G der Ausgangswert des Vergleichers 31' eine binäre » 1« ist.

Weiter sind UND-Glieder 32 und 33 vorgesehen, wobei durch den kleinen Kreis am Eingang eine Negation angegeben ist. Bei dem gezeigten Schaltungsaufbau erzeugt das UND-Glied 32 als Ausgangssignal eine binäre »1«, wenn der Abtastpunkt zwischen den Punkten C und D in Horizontalrichtung und den

ι uiinibii f uitu *J in r WI tll\ail IvIIlUl Ig IfCgI, WdlllCIIU das UND-Glied 33 als Ausgangssignal eine binäre » 1« erzeugt, wenn der Abtastpunkt über dem Punkt G in Vertikalrichtung liegt, wobei dann das Ausgangssignal des UND-Gliedes 32 eine binäre »0« ist. Infolgedessen erzeugt das UND-Glied 32 das Raumverknüpfungsgliedsignal A und das UND-Glied 33 das Raumverknüpfungsgliedsignal B.

Das Raumverknüpfungsgliedsignal gemäß Fig. 12b kann dadurch realisiert werden, daß der oben beschriebene Vorgang etwas kompliziert wird. Das Raumverknüpfungsgliedsignal von Fig. 12c kann realisiert werden durch schrittweises Verkleinern und Vergrößern der Inhalte der Register 28 bzw. 29 in Fig. 13b. Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß ein Raumverknüpfungsgliedsignal-Generator in einfacher Weise realisierbar ist.

Angenommen, daß die Anordnung gemäß Fig. K) den mittleren weißen Teil des Musters von Fig. lla abtastet, so liefert der Analog-Digital-Umsetzer 26 numerische Ausgangswerte von »10« bis »15« (d. h. das Helligkeitsniveau), während bei Abtastung des schwarzen Umfangsabschnitts der Analog-Digital-Umsetzer 26 numerische Aiusgangswerte von »0« bis »4« liefert. Der Ausgangswert des Analog-Digital-Umsetzers 26 wird den beiden Vergleichern 8" zugeführt, deren einer mit 8"^ und deren anderer mit 8"_fl bezeichnet ist. Der Vergleicher 8"^ erzeugt als Ausgangssignal eine binäre »1«, wenn ihm ein numerischer Eingangswert von »9« bis »15« zugeführt wird, während der Vergleicher 8"_e eine binäre »1« als Ausgangssignal liefert, wenn ihm ein numerischer Eingangswert von »0« bis »6« zugeführt wird. Der Ausgang des Vergleichers 8"^ ist mit dem UND-Glied 14"^ verbunden,das im Bildfeld A in Fig. 12a geöffnet ist, während der Ausgang des Vergleichers 8"_e mit dem UND-Glied 14"_fl verbunden ist, das am Bildfeld B in Fig. 12a geöffnet ist.

Wenn also das Muster gemäß Fig. lla das Objektmuster ist und dessen Feldabtastung beendet ist, zählt der Zähler 19", der zählt, wie oft das UND-Glied 18" ein binäres Ausgangssignal »1« liefert, den numerischen Wert, der dem Bildabschnitt der Summe des Bildfeldes A und des Bildfeldes B von Fig. 12a entspricht. Wenn als Objektmuster das Muster gemäß Fig. 11b oder lic gewählt wird, muß dessen Zählwert geringer sein als der obengenannte Zählwert.

Wenn der Vergleicher 10" so aufgebaut ist, daß er als Ausgangssignal eine binäre »1« erzeugt, wenn ihm ein numerischer Eingangswert zugeführt wird, der etwa dem numerischen Wert des Bildabschnitts der Summe der Bildfelder A und B von Fig. 12a entspricht, stellt der Ausgangswert des Vergleichers 10" das Ergebnis der Erkennung des Musters gemäß Fig. 11 a dar.

Wenn die Einsteilbedingung der oben beschriebenen entgegengesetzt gemacht wird, d. h. wenn der Vergleicher 8"_A ein binäres Ausgangssignal »1« erzeugt, wenn ihm ein numerischer Eingangswert von »0« bis »6« zugeführt wird, während der Vergleicher 8"_fl ein binäres Ausgangssignal » 1« erzeugt, wenn ihm ein numerischer Eigangswert von »9« bis »15« zugeführt wird, ist der Zählstand des Zählers 19" Null, wenn das Objekt das Muster gemäß Fig. 11 a ist, und ein höherer Wert, wenn das Objekt ein von dem Muster von Fig. lla verschiedenes Muster ist. Wenn infolgedessen der Vergleicher 10" so ausgebaut ist, daß er bei Zuführung des Null angenäherten Zählstandes

win LMMaPCS /-lüSgaMgäsigfiai »ι« wT^Cügi, Sich

Ausgangssignal auch das Ergebnis der Erkennung des Musters von Fig. lla dar.

Jedes dieser beiden beschriebenen Verfahren ist zur Mustererkennung geeignet.

Wenn durch einmalige Abtastung des Objektmusters unterschieden oder erkannt werden soll, welches der Muster gemäß Fig. 11 a-c das Objektmuster ist, so genügt es, drei Gruppen digitaler Vergleicher 8" und die ihnen nachgeschalteten Schaltungen vorzusehen und für die Vergleicher 8" und 10" und den Verknüpfungsgliedsignal-Generator 13" jeder Gruppe geeignete Bedingungen festzulegen. Alternativ ist es möglich, daß bei Belassen der Schaltung von Fig. 10 in der gezeigten Form die Raumverknüpfungsgliedsignale aufeinanderfolgend so geändert werden, daß sie den Mustern von Fig. 1 i a-c entsprechen, also beispielsweise wie diejenigen von Fig. 12a-c bei jeder vollständigen Abtastung jedes Musters, und zur gleichen Zeit werden auch die Einstellbedingungen der Vergleicher 8" und 10" ebenso geändert.

Im folgenden wird ein Erkennen des Vorhandenseins und der Lage einer in dem Muster e-thaltenen willkürlich festgelegten Form beschrieben. Bei der Mustererkennung kann in manchen Fällen ein Objektmuster bezüglich seiner Lage vollständig mit der Einstellbedingung oder dem Einstellmuster (das manchmal Standardmuster genannt wird) übereinstimmen, dies ist jedoch häufig nicht der Fall. Durch Verschieben des gesamten Objektmusters oder der den Musterraum betreffenden eingestellten Lage kann die bestimmte Form, d. h. der bestimmte Teil des Musters, auch für ein Muster erkannt werden, das bezüglich seiner Lage nicht übereinstimmt. Wenn in diesem Fall die Verschiebung des gesamten Musters oder der Einstellposition bekannt ist, kann auch die Lage des bestimmten Teils des Musters erkannt werden.

Wenn beispielsweise bei der Schaltung von Fig. 5, die immer einen Erkennungsausgangswert liefern kann, ein solcher Wert erhalten werden kann, während das gesamte Muster oder das optische Feld der Anordnung verschoben wird, kann die Lage des betreffenden Teils des Objektmusters aus der Lage der optischen Achse zu diesem Zeitpunkt erkannt werden.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 10 wird jedesmal räch vollständiger Abtastung des gesamten Musterraumes ein Ausgangssignal geliefert, so daß für die Verschiebung einige Überlegung erforderlich ist. Um diesen Zweck durch Änderung der Einstellbeciingung

zu erreichen, genügt es, die Inhalte der Register 28, 29, 28' und 29' von Fig. 13b bei jeder Gesamtabtastung fortschreitend zu erhöhen oder zu verringern oder die Inhalte der Zähler 27 und 27' bei jeder Gesamtabtastung zum Rückstellzeitpunkt der Zähler stufenweise zu erhöhen oder zu verringern (ohne Beschränkung bezüglich des Erreichens des Zählwertes Null). Hierdurch erfolgt nur eine Umsetzung. Wenn eine Drehung erforderlich ist, braucht nur bei jeder Horizontalabtastung und nicht bei jeder Gesamtabtastung die oben beschriebene fortschreitende Erhöhung oder Verringerung zu erfolgen. In manchen Fällen wird durch Kombination dieser Arbeitsweisen ein besseres Ergebnis erzielt.

In Fig. 12a-c ist das gegebene Bildfeld des Musierraumes durch die Bildfelder A und B angedeutet. Das gegebene Bildfeld besteht jedoch nicht notwendigerweise aus zwei Bildfeldarten. Mehrere Bildfelder derselben Art können getrennt voneinander verstreut sein. Es können auch Teile vorhanden sein, die keinem gegebenen Bil'dfeld des in Fig. 12a-c gezeigten Musterraumes zugeordnet sind, oder im Gegensatz dazu können alle Teile des Musterraumes irgendeinem gegebenen Bildfeld zugeordnet sein. Dies wird noch im einzelnen erläutert.

In Fig. 14a ist zu sehen ein Beispiel eines gegebenen Bildfeldes einer Art. Hierbei wird angenommen, daß das Objektmuster auf die drei Musterarten gemäß Fig. lla-c beschränkt ist. Dt.- sowohl dem Bildfeld A als auch dem schwarzen Bereich jedes Objektmusters zugeordnete Raumanteil ist 100% des Raumes des Bildfeldes A von Fig. 11a, 0% desjenigen von Fig. 11 b und 25% desjenigen von Fig. 11 c. Infolgedessen können die drei Arten von Mustern durch die Schaltung von Fig. 14b erkannt werden. Wenn also der Raumverknüpfungsgliedsignal-Generator 13" so ausgelegt ist, daß er das Raumverknüpf ungsgliedsignal von Fig. 14a erzeugt, und wenn die Werte des von dem Zähler 19" gemessenen Raumanteils etwa 100% bzw. 0% bzw. 25% des Raumes des Bildfeldes A sind, ist das Ausgangssignal jedes digitalen

Vp.rpleicher« 10" 10" iinrt 10" p'inp hinärp »1«

und diese Ausgangssignale können als Erkennungsausgangssignale der Muster von Fig. 11a bzw. lib bzw. 11 c betrachtet werden.

Der Fall, bei dem drei Arten von gegebenen Bildfeldern vorhanden sind, wird nicht beschrieben, da er bereits unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 9 beschrieben wurde.

Fig. 14czeigt ein Beispiel für mehrere einzelne unabhängige Bildfelder der gleichen Art. Selbst wenn derartige gegebene Bildfelder benutzt werden, kann durch die Schaltung gemäß Fig. 14 b ein ähnliches Ergebnis erhalten werden.

Fig. 16a—c sind Beispiele des Raumverknüpf ungsgliedsignals entsprechend Fig. lla-c. Wenn diese Raumverknüpfungsgliedsignale benutzt werden, werden der weiße Teil und der schwarze Hintergrund der Muster gemäß Fig. 11 a-c zum Objekt. Infolgedessen wird ein Ergebnis von höherer Wahrscheinlichkeit erhalten als bei Benutzung des Raumverknüpfungsgliedsignals gemäß Fig. 14a oder 14c.

Im folgenden wird das Erkennen einer Gestalt im einzelnen beschrieben. Es wird angenommen, daß in Fig. 16a-c der Teil 101 das Bildfeld A„ die Teile 100 und 102 die Bildfelder B₁, der Teil 104 das Bildfeld A₂, die TeUe 103 und 105 die Bildfelder B₁, der Teil 107 das Bildfeld A₁, die Teile 106 und 108 die Bildfelder ß„ der Teil HO das Bildfeld A₄, die Teile 109 und 111 die Bildfelder B₄, der Teil 113 das Bildfeld A,, die Teile 112 und 114 die Bildfelder ß₅, der Teil Il6 das Bildfeld A₆ und die Teile 115 und 117 die Bildfelder ß₆ sind. Weiter wird angenommen, daß bsi Verwendung des Raumvcrknüpfungsgliedsignal-Generators (vgl. Fig. 4, 10 und 14b) das von diesem erzeugte Raumverknüpfungsgliedsignal in gleicher Weise wie das obengenannte Bildfeld bezeichnet ist.

H) Die gestrichelten Linien in Fig. 16a-c deuten die Form der Muster gemäß Fig. lla-c an.

Fig. 15 zeigt eine Ausführungsform der Einrichtung zum Erkennen der Muster gemäß Fig. lla-c durch die Einstellung gemäß Fig. 16a-c. Ein Quantisierer 26' setzt das Ausgangssignal des Abtasters 25, d. h. die Musterwerte verschiedener Teile des Objektmusters 15, in einen der beiden Zustände »1« und »0«. Das Signal von den schraffierten Teilen in Fig. i i a-c wird zu einer binaren »U«, und das Signal

2u von den verbleibenden Teilen wird zu einer binären »1«. Ein Kaumverknüpfungsgliedsignal-Generator 13", erzeugt Raumverknüpfungsgliedsignale A^ und S₁, ein UND-Glied 14"^₁ erzeugt ein binäres Ausgangssignal »1«, wenn das Signal A₁ des Raumver-

knüpfungsgliedsignal-Generators 13", eine binäre » 1« und das Ausgangssignal des Quantisierers 26' eine binäre »0« ist, ein UND-Glied 14"_ß, erzeugt eine binäre »1«, wenn das Signal B. des Raumverknüpfungsgliedsignal-Generators 13 ', eine binäre »1« ist.

jo und UND-Glieder 14"^₁₂ und 14"_fl, arbeiten in gleicher Weise wie die UND-Glieder 14".,, und 14"_flj. jedoch sind hierbei die Raumverknüpfungsgliedsignale A₂- und ß₂-Signale. Ferner sind ODER-Glieder 18", und 18"₂ vorgesehen.

s > Wenn also der gesamte Musterraum von der Eingabeeinrichtung 24 abgetastet wird, liefert das ODER-Glied 18", als Ausgangswert mehrere Impulse (weil diese von dem Abtaster 25 räumlich getrennt sind), die proportional zu der Summe des Bildabschnitts des Teils sind, der innerhalb des Raumbildfeldes 100 oder 102 liegt und an dem der Zustand des Objektmusters

Raumbildfeldes 101 liegt und an dem der Z .stand des Objektmusters »0« ist. Das ODER-Glied 18", liefert als Ausgangswert eine Anzahl von Impulsen, die proportional zu der Summe des Bildabschnitts des Teils sind, der in dem Raumbildfeld 103 oder 105 liegt und an dem der Zustand des Objektmusters »1« ist, und des Bildabschnitts des Teils, der innerhalb des

so Raumbildfeldes 104 liegt und an dem der Zustand des Objektmusters »0« ist.

Zähler 19", und 19"₂ zählen die Anzahl der am Ausgang des ODER-Gliedes 18", und 18", gelieferten Impulse. Vergleicher 10", und 10", erzeugen eine

»1«, wenn die Inhalte der Zähler 19", und 19", unterhalb bestimmten Einstellwerten liegen, andernfalls erzeugen sie eine »0«. Die Vergleicher 10", und 10", werden zu Beginn der Abtastung durch die Eingabeeinrichtung 24 rückgestellt, und die Zähler 19", und

19", arbeiten, wenn die Abtastung durch die Eingabeeinrichtung 24 über den gesamten Musterraum durchgeführt wird.

Beide Raumbildfelder 101 und 104 in Fig. 16a sind so eingestellt, daß sie einem Teil des Zustands »1« des Objektmusters von Fig. 11a entsprechen, und sämtliche Raumbildfelder 100,102,103 und 105 sind so eingestellt, daß sie einem Teil des Zustands »0« des Objektmusters von Fig. 11a entsprechen. Wenn

also das Muster von Fig. lla als Objektmuster 15 ausgewählt wird, müssen die Endzählstände der Zähler 19", und 19", beide im Prinzip Null sein, so daß es ausreicht, an Null angenäherte Werte als Einstellwerte für die V^rgleicher 10", und 10", zu wählen. Es ist allerdings möglich, daß der Zählstand infolge einer Verformung des Musters nicht immer Null sein kann. Es kann aus diesem Grund ein etwas höherer Einstellwert gewählt werden. Wenn dann das Muster von Fig. lla als Objektmuster 15 gewählt wird, ist das Ausgangssignal jedes der Vergleicher 10", und 10'\ eine binäre »1«, und daher ist das Ausgangssignal des "UND-Gliedes lla eine binäre »1«.

Wenn als Objektmuster 15 das Muster von Fig. lib oder lic gewählt wird, ist das Ausgangssignal des UND-Gliedes lla eine binäre »0«. da die Zählerstände der Zähler 19", und 19", nach Beendigung der jeweiligen Feldabtastung niemals gleichzeitig bei Null liegende Werte sind. Wenn also die Einstellung in der obigen Weise erfolgt, kann das Ausgangssigna! des UND-Gliedes lia als Erkennungssignai des Musters von Fig. lla betrachtet werden.

Wenn die Schaltungsblöcke einschließlich der UND-Glieder 116 bzw. lic (vgl. Fig. 15) in ähnlicher Weise wie der das UND-Glied lla aufweisende Schaltungsblock aufgebaut sind, sind die Ausgangssignale der UND-Glieder 116 und lic die Erkennungsausgangssignale der Muster gemäß Fig. 11b bzw. lic. Da jedoch beispielsweise die Grenzlinie zwischen den Bildfeldern 112 und 113 von Fig. 16c nicht vollständig übereinstimmt mit der Grenzlinie des Musters gemäß Fig. Hc, sind die Endinhalte der Zähler 19"₅ und 19"₆ nicht Null, sondern bestimmte Werte, selbst wenn das Muster von Fig. 11 a das Objektmuster ist. Da diese Werte vorher von dem Muster vcKi Fig. 11 c und der Form und Größe des Raumbildfeldes von Fig. 16a bekannt sein können, genügt es, die Vergleicher 10"₅ und 10"₆ so auszulegen, daß sie eine binäre »1« erzeugen, wenn die Inhalte der Zähler 19", und 19"₆ sich diesen Werten nähern.

Die Raumbereicht 100, 101 und 102 in Fig. 16a sind in diesem Fall die gif'r/ten wie die Raumbildfelder 106,107 und 108 in Fig. 16b. In einem solchen Fall können die Schaltungsteile 13"₃, U"_Ar 14" ₃, 18"₃ und 19"₃ entfallen, und das Ausgangssignal des Zählers 19", kann dem Vergleicher 10"₃ zugeführt werden. Wenn außerdem die Vergleichsbedingung des Vergleichers 10". übereinstimmt mit derjenigen des Vergleichers 10',, kann selbstverständlich der Vergleicher 10"₃ wegfallen, so daß dem UND-Glied 116 das Signal vom Vergleicher 10", anstatt vom Vergleicher 10"₃ zugeführt wird.

Der das UND-Glied lla in Fig. 15 aufweisende Schaltblock, der in Fig. 17a wiederum dargestellt ist, kann in der in Fig. 17b gezeigten Weise abgewandelt werden. Streng genommen unterscheiden sich die Operationen der Schaltungen von Fig. 17a und Fig. 17bvoneinander, in einigen Fällen dienen sie jedoch dem gleichen Zweck. Bei der Schaltung von Fig. 17 b liefert ein ODER-Glied 18",, an den Zähler 19"₁₂ eine Anzahl von impulsen (oben beschrieben) proportional der Summe des Bereichs der Teile, an denen der Zustand des Objektmusters in den Raumbildfeldern 100, 102, 103 und 105 »1« ist, und des Abschnitts der Teile, an denen der Zustand des Objektmusters in den Raumbildfeldern 101 und 104 »I« ist. Der Inhalt des Zählers 19", ₂ zum Zeitpunkt der Beendigung der Feldabtastung wird bestimmt durch den Vergleicher 10",,. Der Einstellwert des Vergleichers 1Ό",, sollte so bestimmt werden, daß die Möglichkeit einer Verformung des Objektmusters dabei in Betracht gezogen wird. Wenn angenommen wird, daß die Verformung gleichmäßig über das ganze Muster hinweg auftritt, ist es besser, den Einstellwert des Vergleichers 10",, etwas größer als die Einstellwerte der Vergleicher 10", und 10"₂ zu wählen und die Kennlinien, Eigenschaften usw. des Objektmusters in

ίο Betracht zu ziehen. Dann hat die Schaltung gemäÜ Fig. 17b den Vorteil, daß die Zahl der Schaltungsteile kleiner ist als bei der Schaltung von Fig. 17a.

Was die Anzahl der Schaltungsteile betrifft, sq brauchen die Raumverknüpfungsgliedsignal-Genera-

toren 13",, 13",, ..., 13"₆ nicht immer einzelnen Schaltungszweigen von Fig. 15 unabhängig zugeordnet zu sein, sondern in vielen Fällen wird die Schaltung dadurch vereinfacht, daß diese Raumverknüpfungsgliedsignal-Generatoren durch einen gemeinsamen Raumverknüpfungsgliedsignal-Gensrator ersetzt werden. Bei der Schaltung gemäß Fig. 15 sind die Erkennungsschaltblöcke auch einzeln für iie drei Muster vorgesehen, es kann jedoch ausreichen, nur einen Schaltblock vorzusehen, der zeitlich aufeinanderfolgend benutzt wird durch Umschalten des Raumverknüpfungsgliedsignals und des Einstellwertes des Vergleichers, obwohl dadurch im allgemeinen die Verarbeitungszeit verlängert wird.

Bei Verwendung der Raumverknüpfungsgliedsignale gemäß Fig. 16a und 16b ist die Erkennung selbst bei einer vertikalen Lageänderung des Objektmusters möglich. Infolgedessen ist durch Ausnutzung dieser Umstände die Bildung einer effektiven industriell verwendbaren Einrichtung möglich. Wenn ein auf einem Förderband transportierter Gegenstand bzw. Körper erkannt werden soll (vgl. Fig. 18), können etwaige Lageunterschiede in einer zur Bandlaufrichtung seitlichen Richtung zulässig sein. Wenn beispielsweise das Raumverknüpfungsgliedsignal von Fig. 12b anstelle desjenigen von Fig. 16b benutzt wird, kann ein in Vertikalrichtung verschobener Körperoder ein Muster nicht normalerweise erkannt werden. Wenn ein solcher Gegenstand oder ein Muster erkannt werden soll, wird das Feld der Fernsehbild-Eingabeeinrichtung oder der gesamte Raumbereich in Vertikalrichtung verschoben, und die Feldabtastung muß einigemal wiederholt werden. Wenn jedoch das Raumverknüpfungsgliedsignal von Fig. 16a oder 16 b benutzt wird, sind diese zeitraubenden Vorgänge für die Erkennung unnötig.

Gemäß Fig. 18 wird eine Schaltung gemäß Fig. 10 angewendet zum Auswählen oder Sortieren von Artikeln. Artikel bewegen sich in Horizontalrichtung, und der Auswahl- oder Erkennungsvorgang wird kontinu-

ierlich durchgeführt. Durch Beleuchten wird der Helligkeitskontrast zwischen den Artikeln und dem Hintergrund erhöht, um so die Verarbeitung mit Hilfe von zwei Zustandssignalen zu ermöglichen.

In Fig. 18 sind Artikel 34, 35 und 36 zu sehen,

ein diese tragender Bandförderer 37, eine verhältnismäßig helle Platte 38, die leuchtet oder beleuchtet ist, und eine Fernsehbild-Eingabeeinrichtung 24. Wenn die Artikel 34, 35 und 36 vor der Bildeingabeeinrichtung 24 vorhanden sind, werden Fig. 19a bzw. 19b bzw. 19c entsprechende Bilder eingegeben. Eine bereits unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschriebene Abtastschaltung 25 ist vorgesehen, und ein Quantisiercr 39 codiert den weißen Zustand des Bildes gemäß

Fig. 19a-c in eine binäre »1« und den schwarzen Zustand des Bildes in eine binäre »0«. Ein Raumverknüpfungsgliedsignal-Generator 13" erzeugt das Raumverknüpfungsgliedsignal von Fig. 12a, und es wird angenommen, daß an seinem A -Ausgang ein binäres Ausgangssignal »1« am Teil A in Fig. 12a und an seinem S-Aasgang ein binäres Signal »1« am Teil B in Fig. 12a erscheint. UND-Glieder 14"., und 14"_B sind vorgesehen, wobei ein kleiner Kreis am Eingang eine Negation bedeutet, und ferner ist ein ODER-Glied 18" vorgesehen. Da das UND-Glied 14"^₁ ein Binärsignal »l« als Ausgang liefert, wenn es sich um den Teil A in Fig. 12a handelt und das Bild weiß ist, und das UND-Glied 14"_e ein binäres Ausgangssignal »1« liefert, wenn es sich um den Teil B in Fig. 12a handelt und das Bild schwarz ist, ist das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 18" niemals eine binäre »1«, wenn das Bild von Fig. 19a eingegeben wird. Selbst wenn also die Abtastung des Gesamtbildes beendet ist, ist im Prinzip der Zählersiand des Zählers 19" NuIi. Wenn ein von Fig. 19a verschiedenes Bild eingegeben wird, zählt der Zähler 19" den numerischen Wert, der dem Bereich des von dem Bild von Fig. 19a verschiedenen Teils entspricht (d.h. also, der Teil in Fig. 12a, der nicht A oder B ist, wird von diesem Teil subtrahiert).

Da jedoch aufgrund von Störungen und der Bewegung des Gegenstandes tatsächlich nicht erwartet werden kann, daß der Zählstand des Zählers 19" ganz zu Null wird, selbst wenn der Artikel 34 ein Objekt ist, ist es besser, den Bezugsstandard des Zählers 10" dadurch zu bestimmen, daß man den Zählstand in Betracht zieht, der erhalten wird, wenn ein in bezug auf Form von dem Gegenstand 34 am wenigsten verschiedener Körper ein Objekt ist.

Eine Bedienungssteuerstufe 40 steuert eine vom Ausgangswert des Vergleichers 10" bestimmte Handhabungsvorrichtung, und es ist ein Handhabungsorgan 41 vorgesehen.

Bei der Schaltunggemäß Fig. 18 sind drei Gruppen der Schaltungsteile 13", 14"^, 14"₈, 18", 19" und 10" vorgesehen. Diese drei Schaltungsgruppen sind in geeigneter Weise für die Bilder gemäß Fig. 19a-c eingestellt und erzeugen als Ausgangswerte die Erkennungsausgangssignalc der Artikel 34, 35 und 36.

Bei dieser Schaltung kann das Erkennungsausgangssignal eines Gegenstandes am Abtastfeld in dem Moment erhalten werden, in dem der Gegenstand an dem dem eingestellten Raumbildfeld entsprechenden Teil vorbeiläuft. Infolgedessen kann durch Liefern dieses Ausgangssignals an die Bedienungssteuerstufc 40 das Handhabungsorgan 41 für einzelne Gegenstände geeignete Arbeitsschritte ausführen. Wenn beispielsweise das Erkennungsausgangssignal für den Gegenstand 34 geliefert wird, ergreift und trägt das Handhabungsorgan 41 den Gegenstand 34 zu einer vorgegebenen Stelle; wenn das Erkennungssignal für den Gegenstand 35 geliefert wird, schiebt das Handhabungsorgan 41 den Gegenstand 35 von dem Bandförderer 37 herunter usw. Wenn alternativ die Art eines Gegenstandes nach Erzeugen des Erkennungsausgangssignals gespeichert wird und wenn die Bedienungsstcuerstufe 40 so ausgelegt ist, daß sie das Handhabungsorgan 41 betätigt nach Ablauf einer bestimmten, von der Geschwindigkeit des Förderers abhängigen Zeitdauer vom Zeitpunkt der Erzeugung des Erkennungsausgangssignals. ist ein Sortieren und Handhaben des Gegenstandes an einer von der F.rkennungsposition verschiedenen Stelle möglich.

Bei den obigen Ausführungsbeispielen ist wenigstens ein gegebenes Bildfeld (Raumbildfeld) vorgesehen, der von dem Bildfeld einzunehmende Musterwert ist vorgegeben, und der Bildabschnitt des Teils des Objektmusters, in dem das Objektmuster den vorgegebenen Musterwert annimmt, wird gemessen. Wenn der gemessene Bildabschnitt innerhalb eines bestimmten Wertebereichs liegt, wird das Objektmuster als zu erkennendes Muster betrachtet.

Im Gegensatz dazu wird bei den folgenden Ausführungsbeispielen der Bildabschnitt des Teils des Objektmusters gemessen, in dem das Objektmuster den Musterwert annimmt, der dem von dem gegebenen Bildfeld einzunehmenden vorgegebenen Musterwert entgegengesetzt ist. Wenn der gemessene Bildabschnitt einen vorgegebenen Wert nicht übt^richreitet (oder in den Zulässigkeitsgrenzen liegt), wird das Objektmuster als zu erkennendes Muster betrachtet.

Fig. 20 zeigt ein Beispiel der Anordnung zur Bestimmung der Lage eines auf einem Bandförderer sich bewegenden Gegenstandes durch Benutzung einer Industrie- oder Betriebsfernsehkamera als Bildeingabeeinrichtung. Da das zu erkennende Objekt sich bewegt, wird in diesem Fall die Lageinformation durch die Zeitdauer repräsentiert, während der sich der Gegenstand an der gegebenen Position vorbeibewegt. In Fig. 20 ist zu sehen der zu erkennende Gegenstand 60, eine Betriebsfernsehkamera 42, ein Bandförderer

JO 43 und eine Beleuchtungsquelle 44. Die Beleuchtungsquelle 44 ist eine helle ebene Lichtquelle, wodurch der sich an ihr vorbeibewegende Gegenstand 60 von der Fernsehkamera als Silhouette aufgenommen wird. Im allgemeinen genügt es, daß zwischen

j5 dem Gegenstand und dem Hintergrund ein Unterschied bezüglich der Leuchtdichte oder Helligkeit besteht. Dabei kann der Gegenstand als Silhouette erfaßt werden, und es ist auch möglich, den Gegenstand hell und den Hintergrund dunkel zu machen. Natürlieh kann auch für den Fall, daß' der Gegenstand weiß und der Hintergrund grau und schwarz ist, die Quantisierung in einfacher Weise erfolgen. In diesem Fall wird beispielsweise der Gegenstand zu »1« und der Hintergrund zu »0« gemacht. Es ist auch möglich, daß der Gegenstand grau und der Hintergrund weiß und schwarz ist. Eine Bildinformations-Verarbeitungsstufe 45 erzeugt zu dem Zeitpunkt ein Impulssignal, zu dem der Gegenstand 60 an dem gegebenen Bereich des Feldes der Betriebsfernsehkamera *2 vorbeiläuft.

so Wenn man annimmt, daß sich der Bandförderer 43 in Pfeilrichtung bewegt, ist das Bild des von der Betriebsfernsehkamera 42 aufgenommenen Gegenstandes zu einem Zeitpunkt gemäß F i g. 21 a und zu einem späteren Zeitpunkt gemäß Fig. 21 b. Der schraffierte

;s Teil ist der dunkle Teil des aufzunehmenden Objekts, und der verbleibende Teil ist dessen weißer Teil.

Wenn es sich um einen derartigen Bildeingang handelt, werden auf der Bildebene Bildfelder gemäß Fig. 22 gebildet. Derartige gegebenen Bildfelder sind

w mit A, B, C und D bezeichnen Der Einfachheit halber wird angenommen, daß die Breiten der Bildfelder in Horizontalrichtung einander gleich sind und daß die Summe der Breiten der Bildfelder B und C in Horizontalrichtung übereinstimmt mit der Breite des BiI-

(,5 des des Gegenstands 60 in Horizontalrichtung.

Bezüglich der Bildfelder A und D werden deren Teilabschnitte gemessen, in denen der Wert des Bildsignals Schwarz entspricht, und bezüglich der Bildfei-

der B und C werden deren Teilabschnitte gemessen, in denen der Wert des Bildsignals Weiß entspricht, und die gemessenen Bildabschnitte werden mit a, d, b und c bezeichnet. Wenn in diesen Bildabschnitten eine Rechenoperation wie beispielsweise S = a — b + c — d durchgeführt wird, so ist S = O, wenn das Bild des Gegenstandes 60 sich an den Bildfeldern B und C befindet. Wenn das Bild des Gegenstandes 60 sich relativ zu dieser Lage etwas rechts davon befindet, so ist 5<0, während 5>0 ist, wenn das Bild sich etwas an der linken Seite befindet. Eine genaue Darstellung dieser Tatsache ist in Fig. 23a-c gezeigt, wobei Fig. 23a die gegebenen Bildfelder A, B, C und D und Fig. 23b das Bild des Gegenstandes 60 darstellt. Fig. 23 czeigt den Wert von S, der veränderbar ist in Abhängigkeit von der Lage des Mittelpunktes (der beispielsweise durch einen Punkt bezeichnet ist) des Bildes des Gegenstandes 60 in Horizontalricht«i»}g. Wenn man annimmt, daß sich das Bild des Gegenstandes 60 von rechts nach links bewegt, ist der Zeitpunkt, an dem S von einem negativen Wert nach Null übergeht, der Zeitpunkt, an dem das Bild des Gegenstandes 60 die Grenzlinie zwischen den Bildfeldern B und C durchläuft.

Wenn von der Betriebsfernsehkamera ein Bild eingegeben wird, wird genaugenommen in manchen Fällen S nicht zu Null, da die Eingabe des Bildes jede V₃₀ s oder V₆₀ s erfolgt, so daß das Bild sich intermittierend bewegt. In einem solchenFall genügt es, den Zeitpunkt zu benutzen, an dem 5 von einem negativen in einen positiven Wert übergeht.

Unter Bezugnahme au! Fig. 14 wird der Schaltungsaufbau der Bildinforma-iioTis- Verarbeitungsstufe 45 beschrieben. Ein Quantisierer <d quantisiert ein Bildsignal (Leuchtdichte- oder Helligkeitssignal), wobei ein weißes Bildsignal zu einer binären »1« und ein schwarzes Bildsignal zu einer binären »0« codiert wird. Ein Abtaster 47 erzeugt ein Bild, das sowohl in Horizontal- als auch in Vertikalrichtung definiert ist (eine Betriebsfernsehkamera erzeugt aufgrund ihres Abtastsystems ein in Vertikalrichtung definiertes Bild). Die Taktgabe für die Abtastung wird von einem Synchronisiersignal-Generator 48 erzeugt. UND-Glieder 49., 49„, 49_C und 49₀ öffnen sich am Bildfeld A, B, C und D. Die dafür bestimmten Verknüpfungsgliedsignale werden von einem Raumverknüpfungsgliedsignal-Generator 50 von dessen Anschlüssen A, B, C und D geliefert. Diese Verknüpfungsgliedsignale können in einfacher Weise erzeugt werden durch Ausnutzung des Taktsignals für die Hortzontalabtastung (das äquivalent ist dem Horizontalsynchronisiersignal einer Betriebsfernsehkamera). Diese Schaltungen sind in der oben beschriebenen Weise ausgelegt.

Zähler 51,,-5I₀ (allgemein: Integratoren) dienen zum Erhalt der Bildabschnitte a, b, c und d. Da die Negation eines binärcodierten Bildsignals beispielsweise durch das UND-Glied 49,, verläuft, zählt der Zähler 5I₄ den dem Bildabschnitt zu dem Zeitpunkt proportionalen Wert, wenn das Ausgangssigiial des Quantisierers 46 »0« ist, d. h. wenn das Bild schwarz (und am Bildfeld A) ist. In gleicher Weise zählen die Zähler51„,51_C und 51„ die den Bildabschnitten proportionalen Werte zu dem Zeitpunkt, zu dem das Bild weiß bzw. weiß bzw. schwarz ist. Diese Zähler werden zu Beginn der Abtastung durch die Betriebsfernsehkamera (äquivalent dem vertikalen Synchronisiersignal) rückgestellt.

Addierer 52, 52' und ein Subtrahierer 52" werden in diesem Zustand von dem Taktsignal des Synchronisiersignalgenerators 48 aktiviert. Der Addierer 52 addiert die Zählstände der Zähler 51. und 51_C , während

der Addierer 52' die Zählstände der Zähler 51_B und Sl₀ addiert. Der Subtrahierer 52" subtrahiert den Ausgangswert des Addierers 52' vom Ausgangswert des Addierers 52 und erzeugt einen Ausgangswert von S = a-b + c-d.

ίο Ein Register 53 dient zur Speicherung des Ausgangswertes des Subtrahierers 52" zum Zeitpunkt der rechten vorhergehenden Bildabtastung. Ein Entscheider 54 erzeugt ein Ausgangssignal »1«, wenn der gespeicherte Wert des Registers 53 negativ und der Ausgangswert des Subtrahierers 52" Null oder positiv ist. Da es für den Entscheider 54 genügt, ein Ausgangssignal »1« abzugeben, wenn das höchstwertige Bit des Inhalts des Registers 53 »1« und das höchstwertige Bit des Inhalts des Subtrahierers 52" »0« ist, wenn die Inhalte des Registers 53 und des Subtrahierers 52" reine Binärzahlen sind, kann der Entscheider in einfacher Weise durch ein NICHT-Glied und ein UND-Glied gebildet werden. Nach Beendigung des Betriebs des Entscheiders 54 wird das Aasgangssignal des Subtrahieres 52" in dem Register 53 gespeichert. Auf diese Weise kann der sich auf die Lage eines Gegenstandes beziehende zeitliche Vorbeilauf-Ausgangswert gebildet werden. Die Steuerung und die Operationssequenz werden bei der obigen Schaltung sämtlich durch den Synchronisiereignalgenerator 48 durchgeführt, der nicht im einzelnen beschrieben wird. Auch die Abtastung der Betriebsfernsehkamera wird durch das Signal des Synchronisiersignalgenerators 48 gesteuert.

Die Schaltung von Fig. 25 ist eine vereinfachte Ausführung der Schaltung von Fig. 24, wobei die Zähler 51,,-5I₁, durch einen Zweirichtungszähler 55 ersetzt sind. Das Pluszeichen im Zycirichtungszähler 55 bezeichnet die Eingangsklemme zum Addieren des Eingangsimpulses, und das Minuszeichen bezeichnet die Eingangsklemme für die Subtraktion des Eingangsimpulses. Die Betriebsweisen der Schaltungsteile 46, 47, 48, 49^-49,,, 50, 53 und 54 entsprechen denen von Fig. 24. Ferner sind ODER-Glieder 56 und 56' vorgesehen. Die Ausgangssignale der UND-Glieder 49,, und 49p laufen durch das ODER-Glied 56, das sie der positiven Klemme des Zweirichtungszählers 55 zuführt, während die Ausgangssignale der UND-Glieder 49_fl und 49_D durch das ODER-Glied 56' lau-

fen, das sie an die negative Klemme des Zweirichtungszählers 55 liefert. Da die Bildfelder A, B, C und D voneinander unabhängig sind, ist der Inhalt des Zweirichtungszählers 55 a — b + c — d, d.h. als 5 mindestens am Ende der Bildabtastung durch die Betriebsfernsehkamera.

Obwohl in den beiden obigen Beispielen das Bildsignal (Leuchtdichtesignal) als Binärwert behandelt wird, ist dies nicht immer eine notwendige Bedingung. Wenn beispielsweise die Helligkeit oder Leuchtdichte

μ des Bildes des Objektmusters 60 20-30% ist (dabei wird Schwarz mit 0% und Weiß mit 100% angenommen) und die Leuchtdichte des Hintergrundes, z. B. der Beleuchtungsquelle 44, 90-95% ist, können 20-30% als Meßbedingung für die Abschnitte α und

«,5 d und 90-95% als Meßbedingung für die Abschnitte b und c festgelegt werden. Diese Situation ist leicht dadurch realisierbar, daß mehrere Quantisierer mit unterschiedlichen Werten vorgesehen werden.

Entsprechend den Charakteristiken von Bildstörungen (einschließlich Flecken auf dem Gegenstand und dem Hintergrund und Veränderungen der Form sowie elektrischem Rauschen) können 0-90% und 95-100% zu Meßbedingungen für die Bildabschnitte α und d und 0-20% und 30-100% zu Meßbedingungen für die Bildabschnitte b und c gemacht werden_: oder die Bedingungen des vorhergehenden und dieses Beispiels können kombiniert werden.

Obwohl hier für die Bildfelder A und D die Leuchtdichte des Bildes des Gegenstandes 60 zur Bedingung zum Erhalt der Bildabschnitte α und d und für die Bildfelder B und C die Leuchtdichte des Bildes des Hintergrundes des Gegenstandes 60 zur Bedingung zum Erhalt der Bildabschnitte b und c gemacht wurde (oder entsprechend abgewandelte Bedingungen), kann es sein, daß im Gegensatz dazu die die Leuchtdichte des Bildes des Hintergrundes des Gegenstandes 60 betreffende Bedingung den Bildfeldern A und D und die die Leuchtdichte d\s Bildes des Gegenstandes 60 betreffende Bedingung den Bildfeldern B und C zugeordnet wird.

In obigem Beispiel war der Hintergrund hell, und die Silhouette des Gegenstandes diente als Bildeingang. Es kann aber auch der Gegenstand hell und der Hintergrund dunkel gemacht werden.

Die Summe der Breiten der Bildfelder B und C in Horizontalrichtung wurde so ausgelegt, daß sie übereinstimmte mit der Breite des Bildes des Gegenstandes 60. Dies ist jedoch auch keine notwendige Bedingung. Weiter wurden die Breiten der Bildfelder A, B, C und D in Horizontalrichtung sämtlich einander gleichgemacht. Dies ist ebenfalls keine notwendige Bedingung.

Es soll nunmehr der Grund erläutert werden dafür, daß die vier Bildfelder A, B, C und D vorgesehen werden. Tatsächlich sind diese vier Bildfelder nicht unbedingt ζ·υη Messen der Mitte eines Teils des Leuchtdichtebildes erforderlich, sondern dies genügt bereits bei beispielsweise zwei Bildfeldern B und C. Durch Behandlung von S= —b + c in der oben beschriebenen Weise für zwei Bildfelder kann die Lage (der Mitte) festgestellt werden. Wenn jedoch nur die zwei Bildfelder B und C vorgesehen sind, kann die Größe des Teils, dessen Mitte bekannt ist, nicht festgestellt werden.

Dies wird im folgenden im einzelnen erläutert. Man kann zwar sagen, daß die Größe dieses Teils festgestellt werden kann durch die Summe S der Bildabschnitte b und c; es ist jedoch offensichtlich, daß dies zu einer fehlerhaften Entscheidung führt infolge der Anwesenheit der erwähnten Störungen in dem Bild. Beispielsweise kann für das Bild von Fig. 26a die Größe des dem Gegenstand entsprechenden Teils

ίο durch 5 bekannt sein. Für das Bild von Fig. 26b repräsentiert S jedoch nicht die Größe des Teils des Gegenstandes. In einem solchen Fall werden die Breiten der beiden Bildfelder B und C gleich der Breite des Teils des Gegenstandes und die Breiten der BiIdfelder A und D individuell schmaler gemacht. Es kann dann beispielsweise durch S = a + b + c + d entschieden werden, ob das Bild eines (anscheinend vorhandenen) Gegenstandes im Sichtfeld übereinstimmt mit dem eingestellten Bildfeld oder nirht, und es kann

in durch S = α — b + c — d entschieden werden, ob dieses Bild sich durch die Mitte (genau, die Mitte zwischen der Grenzlinie zwischen den Bildfeldern A und B und der Grenzlinie zwischen den Bildfeldern C und D) des eingestellten Bildfeldes bewegt. Falls also die Übereinstimmung durch 5 entschieden wird, ergibt sich 5 = 0, wenn die Summe der Breiten der Bildfelder B und C vollständig übereinstimmt mit der Breite des Bildes des Gegenstandes, es ist jedoch besser, als Entscheidungsbedingung S<e (mit ε = Toleranz) zu ma-

jo chen unter Einschluß von Bildstörungen und einem zulässigen Änderungsgrad der Breite des Bildes des Gegenstandes.

Wenn weiterhin festgelegt wird, daß die Entscheidung, ob die Bedingung 5<ε erfüllt ist oder nicht, dann fällt, wenn S sich von negativ nach positiv oder Null ändert, kann gleichzeitig die Entscheidung bezüglich der Breite (eines Teils) des Bildes des Gegenstandes und die Entscheidung bezüglich der Lage (oder Zeit), an der dieser Teil vorbeiläuft, getroffen

•to werden.

Durch Vorsehen mehrerer Gruppen von Bildfeldern A, B, C und D und durch Durchführung einer logischen Operation bezüglich des Entscheidungsergebnisses in jeder Gruppe kann eine kompliziertere Form oder Gestalt mit höherer Wahrscheinlichkeit erkannt werden.

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen

Claims

Pate ntansprüche:

1. Erkennungs-Einrichtung zum Erfassen gewisser gegenüber ihrer Umgebung konstrastierender Gegenstände,

- in der von einem die Gegenstände abtastenden Video-Abtaster gewonnene, durch einen Bildfeld-Generator ausgeschnittene Video-Signale

- durch einen Quantisierer Schwellenwerten entsprechenden Pegeln zugeordnet bzw. quantisiert und

- dann einer Verkniipfungseinrichtung, die eine Summierstufe und eine Subtrahierstufe umfaßt, zugeführt werden,

dadurch gekennzeichnet,

- daß der mit dem Quantisierer (46) verbundene Bildfeld-Generator in der Abtastebene (Fig. ?l a, 21 b) des Video-Abtasters (42) in Richtung der Gegenstands(60)-Bewegung (Fig. 20) vier aufeinanderfolgende Bildfelder (A, B, C, D in Fig. 22) erzeugt,

- daß der Summierstufe (52, 52') die diesen vier Bildfeldern (A-D) entsprechenden Signale (α, b, c, d) zuführbar sind und

- daß die Subtrahierstufe (52") durch zwei Paare von Summensignalen (a + c, b + d) beaufschlagt ist, deren jedes die Signalsumme aus zweien der Bildfelder (A, C; B, D) verkörpert (Fig. 24).

2. Erkeniiungs-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da~ zur Erzeugung der den vier Bildfeldern (A-D in Fig. 22) entsprechenden Signale eine mit dem Bildfeld-Generator verbundene Meßeinrichtung (48-51) in jedem Bildfeld (A-D) die Fläche (a-d) des jeweiligen Bildfeld-Teils mit dem vorgegebenen Wert (1; 0) eines Binär-Signals vom Quantisierer (46) ausmißt (Fig. 24).

3. Erkennungs-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Summierstufe (52, 52') und die Subtrahierstufe (52"> zu einem Zweirichtungs-Zähler (55) vereinigt sind (Fig. 25).