DE2432129A1

DE2432129A1 - Verfahren und vorrichtung zum erkennen von schriftzeichen, namentlich von ziffern

Info

Publication number: DE2432129A1
Application number: DE2432129A
Authority: DE
Inventors: Jan Frederik Van Bilzem; Joannes Van Staveren
Original assignee: Nederlanden Staat
Current assignee: Nederlanden Staat
Priority date: 1973-07-30
Filing date: 1974-07-04
Publication date: 1975-02-27
Also published as: BE818282A; SE7409726L; DE2432129B2; CA1045246A; JPS6259350B2; US3999161A; FR2239723B1; FR2239723A1; JPS5063848A; GB1472443A; CH591726A5; SE412965B; DE2432129C3

Description

■ I 1

BESCHREIBUNG zur Patentanmeldung

De Staat der Nederlanden, te dezen vertegenwoordigd door de directeur-generaal der Posterijen, Telegrafie en Telefonie, Den Haag (Niederlande).

betreffend: Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen von Schriftzeichen, namentlich von Ziffern.

Die Erfindung bezieht sich auf ein 'Verfahren zum Erkennen von Schriftzeichen, namentlich von Ziffern, die mit der Hand auf einen Informationsträger mit Fachereinteilung geschrieben sein können, wobei die je für eine Ziffer dienenden Fächer auf eine 'Matrize zu projizieren sind, wobei eine Aufnahmerohre fur die Abtastung der Matrizen sorgt, und wobei das Abtastergebnis in einem Speicher registriert und dann in einem Prozessor verarbeitet wird.

Bei Anwendung eines derartigen bekannten Verfahrens wird jedes Fach mit einer Anzahl vertikal verlaufender Bildzeilen abgetastet, wobei - abhängig von der Zahl der Schnittpunkte, die die Abtastzeilen mit den Ziffern machen - die zu« erkennenden Ziffern in Gruppen eingeteilt werden· Eine weitere Klassifizierung innerhalb jeder einzelnen Gruppe findet anhand charakteristischer Eigenschaften statt. Die erzielten numerischen Werte werden bei dem Erkennungsprozess im Prozessor auf bestimmte Arten bearbeitet·

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Die charakteristischen Eigenschaften sind in dem Speicher des Prozessors vorhanden und in sog. "Entscheidungsschemen" verarbeitet. Bei dem bekannten Verfahren ist es nicht einfach, den Speicherinhalt, anhand dessen die zu erkennenden Ziffern geprüft werden, zu ändern. Das Erkennungsverfahren ist auch ziemlich umständlich, überdies müssen die zu erkennenden Schriftzeichen Kriterien entsprechen, die im voraus festgelegt sind.

Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zu vermitteln, bei dem die Einteilung eines zu erkennenden Schriftzeichens in eine bestimmte Klasse nicht dadurch bedingt ist, dass den von dem Erfinder für die betr. Klasse festgelegten Kriterien Genüge geleistet wird, sondern durch die Konstat-ierung· der grössten Wahrscheinlichkeit, dass das Schriftzeichen ,aufgrund des "Vorhandenseins einer Anzahl Eigenschaften in die betr. Klasse gehört. Die Erfindung erreicht das dadurch, dass sowohl in der Lernphase ale auch in der darauffolgenden Gebrauchsphase Teilbilder und Sekundärbilder der zu verarbeitenden Schriftzeichen hergestellt werden, wobei die Eigenschaften der Schriftzeichen nach dem Mass der Kompliziertheit innerhalb von Gruppen klassifiziert werden, für jedes Teil- und jedes Sekundärbild die Klassifizierung pro Eigenschaftsgruppe festgelegt wird, und die Ergebnisse dieser Klassifizierungen in der Lernphase als statistische Frequenzen in einem Speicher registriert werden, wonach die Lernphase durch Registrierung der logarithmischen Werte der statistischen Frequenzen im Speicher beendet wird, und während der Gebrauchsphase die Resultate der Eigenschaftsklassifizierung neu angebotener Schriftzeichen benutzt werden, um für jede Ziffernklasse die Produktwahrscheinlichkeit der gefundenen Eigenschaften durch Summierung- der betr. logarithmischen Werte zu bestimmen.

Während der Lernphase wird eine grosse Zahl der Ziffern oder anderen Schriftzeichen - u.a. zum Beispiel Buchstaben - der von einer Maschine zur Durchführung des Verfahrens zu erkennenden Art auf bestimmte Eigenschaften hin untersucht, wobei die Wahrscheinlichkeit des Auftretens dieser Eigenschaften festgestellt wird. Die Zahl der Eigenschaften kann willkürlich erweitert werden·

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Dac beschriebene Verfahren wurde mit einer beschränkten Menge von Ziffern für die Lernphase und einer beschränkten Zahl von Eigenschaften angewandt; das Resultat war aber bereits bedeutend besser als das beste mit dem bisher bekannten Verfahren erzielte Ergebnis.

Die Teilbilder werden vorzugsweise durch Aspekte vollständiger und horizontal und vertikal halbierter Schriftzeichen gebildet.

Es empfiehlt sich, eine erste Gruppe von Eigenschaften sich auf die Diskontinuität von Linienteilen in Aspekten in der Ziffernfläche beziehen zu lassen; eine andere Gruppe auf Neigungskonfigurationen von Linienteilen in Aspekten in der Ziffernfläche; eine dritte Grttvpe auf das Vorhandensein von Endpunkten in Aspekten in der Ziffernfläche und eine vierte Gruppe auf die Zahl der Teilgebiete, aus denen ein Sekundärbild besteht, und auf die Weise, in der jedes Teilgebiet begrenzt ist. Ein solches Sekund&rbild eines zu bearbeitenden Schriftzeichens wird durch den Teil der durch das Zeichen eingenommenen Fläche gebildet, der nach Entfernung der Bildelemente ab den Seiten des umschliessenden Rechtecks bis zur ersten Durchschneidung und aller danach noch vorhandenen Elemente des Zeichens übrig bleibt, wobei die Eigenschaften mit Hilfe eines oberen, unteren, linken und rechten Aspekts bestimmt werden. Die Teilgebiete werden im folgenden auch "Inseln" genannt.

Die Erfindung bezieht sich überdies auf eine Vorrichtung zum Ausführen des obenerwähnten Verfahrens, die mit einer Projektionsvorrichtung versehen ist, die ein Schriftzeichen auf eine Matrize projiziert; mit einer Aufnameröhre für das Abtasten der Matrizen; einem Speicher für die Speicherung der Abtastergebnisse; einem Umsetzer der Abtastrequltate und einem Prozessor für die- Verarbeitung der umgesetzten Speicherdaten.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist mit einem einen Speicher in Matrizenform enthaltenden Mustermanipulator versehen, sowie mit Mitteln zum Kopieren, zum Rotieren in Vielfachen von 90°, zum Verschieben in Vielfachen von 1 Bit in horizontaler bzw. vertikaler Richtung, zum Zentrieren und Ausrichten von Mustern und zum Bearbeiten von Musterstreifen - dies alles zum Zweck der Herstellung von Teilbildern von verschiedenen, innerhalb und

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ausserhalb des Bilds liegenden Blickpunkten aus. Der Mustermanipulator ist mit Schaltungen für das simultane Ermitteln und Klassifizieren verschiedener Eigenschaften der Teilbilder verbunden.

Für die Ermittlung von m χ η Eigenschaften, wobei η die Zahl der Arten von Eigenschaften und m die Zahl der Teilbilder ist, kann man-sich nun mit einem Manipulator und η Schaltungen begnügen.

Nach der Erfindung umfasst eine Schaltung für das Ermitteln und Klassifizieren, vom Speicher aus, von Diskontinuitäten oder Sprüngen von Linien in Teilbildern einen Zähler zum Feststellen des Abstands bis ^.urn ersten Schwarz/Weiss-Ubergang und einen Puffer/Rückzähler für das Feststellen des Abetands bis zum ersten Weiss/Schwarz-Ubergang der folgenden Zeile, wobei die beiden Zähler zur Konstatierung eines positiven Sprungs dienen; einen Zähler und einen Puffer/Rückzähler für die Konstatierung eines negativen Sprunges, wobei Schaltungen zur Bestimmung eines ersten Schwarz/Weiss-Ubergangs und eines ersten Weiss/Schwarz-Ubergangs zur Blockierung der Zähler dienen, und die Ausgänge der Zähler mit einem Zähler und einem Schieberegister verbunden sind, die in Kombination zur Klassifizierung der Diskontinuitäten dienen.

Nach der Erfindung umfasst eine Schaltung zur Ermittlung und Klassifizierung,vom Speicher aus, von Neigungskonfigurationen in Teilbildern Mittel zur Konstatierung einer positiven und einer negativen Neigung und des Endpunktes einer Linie, ein Schieberegister zur Feststellung einer Aufeinanderfolge von positiven und negativen Neigungen und einen Zähler zum Feststellen der Zahl der aufeinanderfolgenden Neigungen.

Nach der Erfindung umfasst eine Schaltung zur Ermittlung und zum Zählen von Endpunken erstens eine Schaltung zur Bestimmung von Extremen mit Hilfe eines Schieberegisters und eine Logikschaltung für den Vergleich zweier aufeinanderfolgender Zeilen eines Schriftzeichenmusters und die dabei erfolgende Diskriminierung aufgrund vorher festzulegender Bedingungen; zweitens eine Schaltung für das Abtasten der Linienteile mit Extremen, wobei

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mit Hilfe eines Schieberegisters eine einem Linienteil zuerkannte Markierung bei Nicht-Anschluss von Linienteilen verschwindet und eine Markierung erhalten bleibt, solange der Anschluss den gestellten Bedingungen genügt; und drittens eine Schaltung für die Feststellung einer Zahl von Endpunkten in einem Aspekt, die einem Zähler für zusammenhängende schwarze Bildelemente umfasst, ein Register für die in einem Extrem auftretende grösste Liniendicke, einen Koraperator zum Vergleich des Inhalts des Zählers mit dem des Registers,einen zweiten Zähler zum Zählen der Reihen Bildelemente bei Anschuluss, einen zweiten Komparator zum Vergleichen des Inhalts des Registers mit dem des Zählers, eine Logikschaltun£ zur Diskriminierung der Ergebnisse des Vergleichs aufgrund vorher festzulegender Bedingungen und einen Zähler für die Registrierung der Zahl der Endpunkte in einem Aspekt·

Vorzugsweise besitzt die Vorrichtung einen Arbeitsspeicher und eine Schaltung zur Herstellung eines aus Teilgebieten, sog. Inseln bestehenden Sekundärbilds, die invertierten Daten des quantifizierten Musters zugeführt werden, und die eine Vorrichtung zur Ermittlung der ersten Weiss/Schwarz-Ubergänge hat und deren Ausgang mit einem UND-Glied verbunden ist, wodurch alle nicht zu dem eigentlichen Schriftzeichen gehörenden' Bildelemente ab jeder der Seiten des das Schriftzeichen umschliessenden Rechtecks ignoriert werden·

Eine Schaltung für die Ermittlung und Klassifizierung von Eigenschaften sekundärer Bilder kann zwei Schieberegister für die synschrone Aufnahme von Daten haben, wobei in dem einen Schieberegister Daten von dem ursprünglichen Muster und in dem anderen Daten von dem Sekundärbild aufgenommen werden können, wodurch mit Hilfe von Verknüpfungsgliedern und Auslöser die Art der Begrenzung zwischen einer "Insel" und dem ursprünglichen Muster konstatiert und registriert werden kann.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnungen erläutert. Fig. 1 zeigt eine Eigenschaften-Matrize, Fig. 2 Beispiele von Aspekten einer Ziffer 2, ■ Fig. 3 - Neigungsandeutungen,

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Fig. h zeigt ein Koordinatensystem, Fig. 5 Klassifizierungsbeispiele, Fig. 6 Matrizen für "Sprünge", •Fig· 7-11 Neigungskonfigurationen, Fig. 12 Matrizen hierfür, Fig. 13 + 14 Endpunkte, Fig. 15 ein vollständiges Muster, Fig. 16 ein von dem Muster abgeleitetes Sekundärbild

mit drei Inseln, Fig. 17 ein Muster, aus dem ein Bild mit .zwei Inseln

entsteht,

Fig. 18 ein Muster, aus dem ein Bild mit einer zusammengesetzten Insel entsteht,

Fig. 19 eine Übersicht der Vorrichtung, Fig. 20 die Kopplung eines Prozessors mit einem externen

Speicher,

Fig. 21 ein Muster vor der Manipulation, Fig. 22 ein Muster nach der Manipulation, Fig. 23 die Kopplung zweier Speicher, Fig. 2k - 30 verschiedene Matrizenanschlüsse, Fig. 31 eine Drehschaltung von Adressenlinien eines

Speichers,

Fis. 32 einen Vier-Teiler, Fig. 33 eine Teilschaltung mit einem Dekodierer, Fig. J>h ein Blockschema für den Speicher in Fig. 20, Fig. 35 ein Schema für Verschiebungen, Fig. 36 - M Verschiebungen mit verschiedenen Voreinstellungen, Fig. kZ ein ^8-bit-Schieberegister, Fig. hj> eine Schaltung für einen Verschiebungszähler, Fig. kk ein Ziffernmuster, Fig. h5 - **8 das Ausrichten von Mustern, Fig. *f9 ein Blockschema für eine Vorrichtung zum Ermitteln

von "Sprüngen", Fig. 50 einen "Sprung", Fig. 51 ein Blockschema für eine Vorrichtung zum Ermitteln

von Neigungen,

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Fig. 52 zeigt id., aber vollständiger, Fig. 53 - 57 Muster mit Linienteilen, Fig. 58 - 61 Bildelemente,

Fig. 62 ein Blockschema für eine Vorrichtung zum Ermitteln von Extremen,

Fig. 63 - 65 Situationen an einem bestimmten Ausgang eines Schieberegisters Fig. 66 + 67 andere Situationen an diesem Ausgang,· Fig. 68 Voraussetzung für ein Extrem, Fig. 69 ein Schema für eine Vorrichtung zum Markieren von Schnittpunkten,

Fig. 70 Situationen zweier Schieberegister, Fig. 7'. id..
Fig. 72 ein Schema für eine Vorrichtung zum Konstatieren der Zahl der Endpunkte,

Fig. 73 dec Prinzip der Herstellung eines Sekundärbilds, Fig. 7^ ein Blockschema betr. der Ermittlung der Eigenschaften eines Sekundärbilds.

In der Matrize der Fig. 1 stehen in horizontaler Richtung die Klassen, im Falle von Ziffern: KO - 95 in vertikaler Richtung die Eigenschaften Ea - Ex. Wxy ist der logarithmische Wahrscheinlichkeitswert der Eigenschaft Ey für die Ziffer Kx. Das Wahrscheinlichkeitsprodukt aller Eigenschaften einer bestimmten Klasse Kx kann mit der Summe der logarithmischen Werte der betr. Spalte Kx in der Matrize bestimmt werden.

Es werden Eigenschaften für den oberen bzw. unteren bzw. linken bzw. rechten Aspekt des vollständigen Musters (Fig. 2, a-d) bestimmt. Danach wird jedes Muster horizontal und vertikal halbiert, und dann werden auch die Eigenschaften für die Aspekte des so halbierten Musters bestimmt (Fig. 2, e-h), und zwar von links bzw. rechts bzw. unten bzw. oben betrachtet« Stellt man sich als Beobachter auf und blickt man nach rechts, dann sieht man die ausgezogenen Ziffernteile (Fig. 2). Für jeden dieser Aspekte wird eire Wahrscheinlichkeitsraatrize hergestellt·

überdies wird von jedem zu erkennenden Zeichen das Sekundärbild hergestellt und seine Eigenschaften für den oberen bzw.

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unteren bzw. linken bzw. rechten Aspekt werden bestimmt. Fig. gibt das Beispiel eines vollständigen Musters und Fig. 16 ein davon abgeleitetes Sekundärbild·

Die Eigenschaften der Teilbilder sind in drei Gruppen eingeteilt, deren eine sich auf die Diskontinuität von Linienteilen in einem Aspekt ("Sprünge") bezieht.

Die zweite Gruppe bezieht sich auf Neigungskonfigurationen von Linienteilen und die dritte Gruppe auf das Vorhandensein von Endpunkten in einem Aspekt.

Die Eigenschaften der Sekundärbilder beziehen sich auf die Zahl der Teilgebiete (Inseln), aus denen sie sich zusammensetzen, und auf die Art, in der jedes Teilgebiet begienzt ist. Diese Eigenschaften werden ebenfalls pro Aspekt bestimmt.

Ausgegangen wird von quantisierten Ziffernmustern, die aus binären Bildelementen bestehen. Die Ziiferntüuster stehen in einem Rechteck von z.B. 32 χ 32 Bildelementen.

Es werden Teilbilder unterschieden, wobei jedes Teilbild sozusagen der Aspekt des Ziffernmusters aus der betr. Blickrichtung ist.

Die Neigung eines Linienstücks in jedem der Teilbilder wird nach einer Vereinbarung, die mit Fig. 3 verdeutlicht ist, als "positiv" oder "negativ" bewertet. Die Daten stehen also als eine Menge von Rasterpunkten, die in Spalten und Zeilen geordnet sind, zur Verfugung. Die Koordinaten werden in x- und in y-Richtung gegeben. Die positiven Richtungen sind in Fig. h dargestellt. Dabei sind die Aspekte mit I₁ II, III und IV numeriert. In jedem der vier Teilbilder können sich ein oder mehrere Linienstücke ^r 1 befinden. Ein Linienstück besteht aus einer Zahl an einander anschliessender Bildelemente, gesehen aus der betr. Blickrichtung. Ein Linienstück endet, wenn keine anschliessende Verbindung mit den Bildeleraenten in der danebenliegenden Spalte, aus der betr. Blickrichtung gesehen, existiert.

Systeme des automatischen Erkeuaens, wobei Teilbilder auf das Vorhandensein von Merkmalen hin untersucht werden, sind bekannt. Die gefundenen Merkmale sind dabei als Kodierungen aller

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Inkreraente und Dekremente der in einer Matrize gespeicherten Funktion, die die Form eines Musters hat, aufzufassen. TJm das Vorhandensein einer Eigenschaft konstatieren zu können, muss völlige Übereinstimmung zwischen der bei einem zu erkennenden Muster gefundenen Kodierung und einer Kodierung bestehen, die im Speicher der Lesemaschine registriert ist. Da in der Praxis wegen der komplizierten Struktur der Handschrift sehr viel Kodierungen von Inkrementen und Dekrementen vorkommen können, erfordert eine solche Methode eine grosse Speicherkapazität, und das Aufsuchen der gewünschten Kodierung im Maschinenspeicher ist ein kompliziertes und zeitraubendes Verfahren. Es ist auch denkbar, dass die betr. Kodierung im Maschinenspeicher nicht vorkommt und dadurch für das Erkennen verlorengeht.

Nach der Erfindung werden die- Merkmale in Gruppen eingeteilt, wobei die Merkmale in jeder Gruppe nach dem steigenden Grad der Kompliziertheit klassifiziert sind. Bei dem zu präferierenden System für das Erkennen von Ziffern werden im ganzen vier Gruppen unterschieden. Für jedes Teil und jedes Sekundärbild wird stets für jede der Merkmalsgruppen eine der möglichen Klassifikationen festgestellt, so dass keine Information für das Erkennen verlorengehen kann.

Die Merkmalsgruppen nach dem zu präferierenden System beziehen sich auf Diskontinuitäten von Linienstücken, Neigungskonfigurationen, Endpunkte in Teilbildern und auf die Zahl der Teilgebiete und ihre Begrenzungen in Sekundärbildern. Diskontinuitäten von Linienstücken (Sprünge)

Die relative Position der Linienstücke kann von jedem der Aspekte aus klassifiziert werden. Ein positiver relativer Abstandsunterschied ist gegeben, wenn der Anfang eines Linienstücks einen grösseren Abstand hat als das Ende eines anderen Linienstücks, wobei der Abstand ab derjenigen Seite des Rechtecks gemessen wird, von der aus man betrachtet.

Benutzt wird die nachstehende Klassifizierung:

PS 0: es gibt nur ein einziges Linienstück in dem Aspekt, so dass kein Abstandsunterschied vorliegen kann;

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PS 1 : + es gibt nur einen einzigen positiven Abstandsunterschied;

PS 2 ^: - es gibt nur einen einzigen negativen Abstandsunterschied;
PS 3 ^: - + es gibt nur einen negativen Abstandsunterschied,

dem ein positiver Abstandsunterschied folgt; PS k : + - es gibt einen positiven Abstandsunterschied, dem

ein negativer Abstandsunterschied folgt;

PS 5 : + + es gibt zwei aufeinanderfolgende positive Abstandsunterschiede;
PS 6 : - - es gibt zwei aufeinanderfolgende negative Abstands-

unterschiede;
PS 7 ^: es gibt mehr als drei Linienstücke in dem Aspekt.

Fig. 5 zeigt Beispiele dieser Klassifizierung für einen linken Aspekt. Zu bemerken ist, dass ein Abstandsunterschied zwischen zwei Linienstücken als PS 0 klassifiziert wird, wenn er kleiner oder gleich 1/10 der Breite oder Höhe des umschliessenden Rechtecks ist oder wenn er kleiner ist als 1 Bildelement.

. Aus den erarbeiteten Daten werden Matrizen aufgebaut, wobei in jeder Zelle die relative Frequenz, mit der das Merkmal vorkommt, notiert wird. Fig. 6 zeigt vier Matrizen für vier Aspekte, I₁ II, III und IV.
Neigungskonfigurationen

Für die Definition positiver und negativer Neigungen und die Abtastrichtung wird auf Fig. 3 und *t verwiesen. Für jeden der Aspekte wird die Neigungskonfiguration festgestellt und klassifiziert. Eine Neigung erstreckt sich stets über eine gewisse Zahl von Spalten, von der betr. Blickrichtung aus gesehen. Das Gebiet wird mit einer Spaltennummer, die den Anfang und einer Spaltennummer, die das Ende angibt, markiert.

Der Anfang einer Neigung wird mit Hilfe mindestens einer der nachstehenden Möglichkeiten beschrieben:

- der Anfang eines Linienstücks;

- eine Änderung der Linienrichtung, der vorhergehenden Richtung entgegengesetzt, in mindestens zwei direkt

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nebeneinander liegenden Spalten. Das Ende einer Neigung wird wie folgt beschrieben:

- das Ende eines Linienstücks;

- eine Änderung der Linienrichtung, der vorhergehenden Richtung entgegengesetzt, in mindestens zwei direkt nebeneinander liegenden Spalten.

Fig. 7 gibt Beispiele für einen rechten Aspekt.

Hierin ist:

a der Anfang einer negativen Neigung; b das Ende einer negativen Neigung; c der Anfang einer positiven Neigung; d das Ende einer positiven Neigung.

Wenn sich eine Neigung am Beginn eines Linienstücks nur über zwei nebeneinander liegende Bildeleraente erstreckt, wird diese Neigung nicht berücksichtigt.

In einem Aspekt können sich in bezug auf die Aufeinanderfolge der Neigungen verschiedene Konfigurationen ergeben. Im allgemeinen wird das auch von der Zahl der Linienstücke in dem betr. Aspekt abhängen.

Enthält eine Ansicht ein einziges Linienstück, so entscheiden v/ir in der Praxis die in Fig. 8 abgebildeten, am öftesten vorkommenden Möglichkeiten, wobei die Kodierungen für den rechten Aspekt gegeben sind.

Für das Angeben der Neigungskorifiguration sind vier ternäre Stellen verfügbar. Von der Zahl der möglichen Kombinationen (3 ) wird nur ein kleiner-Teil benutzt. Die Kodierung jedes Schriftzeichenelements ist ternär, weil die Werte +, - und 0 vorkommen können.

Das Vorhandensein einer bestimmten Neigungsklassifikation besagt nichts über die Form des Aspekts. So könnte z.B. die Klassifikation XS 6 (Fig. 8) auch bei einem Aspekt vorkommen, der zwei Linienstücke hat, wie Fig. 9 in einem rechten Aspekt das zeigt.

Um zu vermeiden, dass kleine Linienstücke die Kodierung

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weitgehend bestimmen, wird die Regel angewandt, dass - wenn in einem Aspekt mehr als 1 Linienstück vorkommt - die Neigungskodierung in der Reihenfolge der Länge der Projektionen in dem betr. Aspekt ausgeführt wird.

So wird die Kodierung des rechten Aspekts des Musters nach Fig. 10 sein: XS 5i weil Linienstück 1 grosser ist als Linienstück 2.

Die gefundene Neigungskonfiguration ist also - + - 0.

Im Hinblick auf das Vorkommen mehr als eines Linienstücks per Aspekt werden auch noch die Klassifizierungen nach Fig. 11 (Beispiel eines rechten Aspekts) eingeführt, wobei XS 11 für alle übrigen Neigungskonfigurationen, die nicht unter die Kodierungen XS 0 bis einschl. XS 10 fallen, reserviert ist.

Auch mit der Neigungskonfiguration wird für jeden der Aspekte eine Matrize aufgebaut (Fig. 12). In jeder Zelle wird die relative Frequenz, mit der das Merkmal erscheint, in dem Satz der angebotenen Lernmuster notiert.
Endpunkte

In jedem der Aspekte werden Endpunkte bestimmt. Dabei werden die nachstehenden Klassifikationen angewandt: PE 0 - kein Endpunkt in dem betr. Aspekt; PE 1 - 1 Endpunkt;
PF 2 - 2 Endpunkte;
PE 3 - mehr als 2 Endpunkte.

Für jeden der Aspekte wird wieder eine Wahrscheinlichkeitsmatrize aufgestellt. Die Endpunktbestimmung findet an denjenigen Punkten in dem Aspekt statt, an dem ein extremer Wert auftritt.

Ein extremer Wert tritt auf:

a) am Ende eines Linienstücks mit negativer Neigung;

b) am Anfang eines Linienstücks mit positiver Neigung;

c) wenn keine Neigung gegeben ist: beim höchstgelegenen schwarzen Bildelement oder einem der schwarzen Elemente in der höchstgelegenen Zeile und

d) beim Zusammentreffen einer negativen und einer positiven Neigung.

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Beispiele für das Auftreten extremer Werte nach a, b, c und d sind in Fig. 13 wiedergegeben.

Für die Ermittlung von Endpunkten wird für eine Zahl von Zeilen r, gerechnet ab einem extremen Wert, für je zwei aufeinanderfolgende Zeilen die-UND-Funktion der schwarzen Bildelemente, die extreme Werte angeben, bestimmt. Die erhaltene UND-Funktion muss stets eine Anzahl (m) anschliessender schwarzer Bildelemente enthalten.

Voraussetzung für einen Endpunkt ist:

^(lV* ■ ^{1 Λ r} > .» Y 'V > 1 Λ r > 2 n._max).

Hierbei ist m die grösste Zahl aufeinanderfolgender max

schwarzer Bildelesente in einer UND-Funktion und r die Zahl der Zeilen, die zu dem Linienstück mit den extremen Werten gehört.

Fig. Ik gibt Beispiele von Endpunkten in dem oberen Aspekt. Inseln

Von dem in Fig. 15 wiedergegebenen Muster 01 wird zuerst von oben ein Teil weggenommen, der wie neben Pfeil 02 angegeben schraffiert ist. Danach wird von dem verbleibenden Muster von rechts ein Teil weggenommen, der wie neben Pfeil 03 angegeben schraffiert ist. Von dem dann verbleibenden Teil des Musters wird anschliessend von unten ein Teil weggenommen, der wie neben dem Pfeil 0*f angegeben schraffiert ist« Und schliesslich wird von links ein Teil weggenommen, der wie neben dem Pfeil 05 angegeben schraffiert ist. -

Damit bleibt ein "Sekundar"-Bild übrig, das aus drei Teilgebieten oder Inseln - 06, 07, 08 - besteht. Fig. 16 gibt dieses Sekundärbild auch noch gesondert.

Das Muster nach Fig. 17 hat zwei Inseln. Um als solche infragezukommen, muss eine Insel der Voraussetzung genügen, dass ihre Projektion mindestens 2 Bildelemente enthält.

In Bezug auf die Inseln wird ein Muster aus.vier Blickrichtungen betrachtet. Als kennzeichnende Eigenschaft gilt, ob eine Insel, aus der betr. Blickrichtung gesehen, in dem ursprünglichen Muster durch weisse oder durch schwarze Bildelemente begrenzt wird. Ist mehr als 1 Insel gegeben, so ist es wichtig, dass die

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Reihenfolge, in der die Inseln behandelt werden, definiert ist.

In dem Beispiel (Fig. 17) sind die folgenden Situationen gegeben:

Insel 09 Insel 010

oberer Aspekt schwarz schwarz

unterer Aspekt weiss schwarz

linker Aspekt .· schwarz schwarz

rechter Aspekt schwarz schwarz.

Für jeden der Aspekte kann man die nachstehende Klassifikation benutzen:
PT 0 - keine Insel
PT 1 - .1 Insel, Begrenzung weiss
PT 2 - 1 Insel, Begrenzung schwarz
PT 3 - 2 Inseln (schwarz, schwarz)
PT if - 2 Inseln (schwarz, weiss)
PT 5 - 2 Inseln (weiss, schwarz)
PT 6 - 2 Inseln (weiss, weiss)
PT 7 - 3 oder mehr Inseln.

Da Linienunterbrechungen auch den Effekt haben, dass Inseln in Stücke geteilt werden, ist Voraussetzung, dass Inseln, zwischen denen in dem ursprünglichen Huster keine schwarzen Bildelemente vorhanden sind, mindestens in einem Abstand von 2 Bildeleinenten zueinander liegen. Bei einem dazwischenliegenden Abstand von nur 1 Bildelement werden die Gebiete als eine einzige Insel betrachtet.

In dem Beispiel der Fig.18 werden die Gebiete 012 und 013, weil der weisse Zwischenstreifen nur 1 Bildelement breit ist, als eine einzige Insel gerechnet. Die Gebiete 011 und 012 bleiben getrennte Inseln.

Grenzen in einem Aspekt in dem ursprünglichen Muster mindestens zwei nebeneinander liegende Bildelemente e.iner Insel an "weiss", so wird die betr. Begrenzung als "weiss" betrachtet.

In dem Beispiel der Fig. 18 la-iten die Kodierungen für die Aspekte also:

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oben PT 5

unten PT 3

links PT 3

rechts PT 3.

In dem Blockschema der Fig. 19 wird das Dokument 1 von dem optischen Abtaster 2 abgetastet. Das Ausgangssignal des Abtasters wir mit Hilfe des Bearbeiters 3 digitalisiert und .quantisiert, wonach es an den Prozessor k weit-ergegeben werden kann, um im Speicher des Prozessors registriert zu werden.

Die Daten bestehen im allgemeinen aus einer Zahl von Ziffernmustern, die auf dem Dokument 1 geschrieben sind. Jedes zu erkennende Ziffernrauster wird einem Mustermanipulator 5 zugeführt. Auf diese Weise werden Teilbilder hergestellt. Ist die Vorrichtung mit einer Schaltung für die geometrische Trennung von Mustern versehen, so kann der Manipulator 5 auch benutzt werden, um die Grenzstreifen zu selektieren.

Die Daten der Teilbilder, die mit Hilfe des Mustermanipulators gebildet sind, werden Schaltungen 6 zur Ermittlung der Eigenschaften der Teilbilder zugeführt.

Die Daten der Teilbilder können auch einer Schaltung 9A zur Herstellung von Sekundärbildern zugeführt werden, die in einem Arbeitsspeicher 7 gespeichert werden. In einer Vorzugsausführung hat der Arbeitsspeicher 32 χ 32 Bit-Stellen. Die Sekundärbilder werden zur Ermittlung ihrer Eigenschaften an eine Schaltung 8 weitergegeben. Die Ausgänge der Schaltungen 6 und 8 sind mit Eingängen des Prozessors k verbunden, so dass die Kodierungen der gefundenen Merkmale in den Speicher des Prozessors aufgenommen werden können. Aufgrund dieser Merkmale wird die Klassifizierung des .Musters ausgeführt.

Der Mustermanipulator 5 (Fig. 20) besitzt einen Halbleiter 9 in Matrizenform mit 48 χ kB Bit-Stellen. Jedes Bit kann mit Hilfe eines Schreibdrahts 10 bzw. eines Lesedrahts 11 hineingeschrieben bzw. herausgelesen werden, wobei die betr. Speicherstelle mit Hilfe eines Adressierimpulses auf der horizontalen und der vertikalen Seite angezeigt wird, und zwar in der Art, in der ein

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Kernspeicher benutzt wird.

Mit Hilfe des Mustermanipulators in Zusammenarbeit mit dem Speicher des Prozessors und evtl. einem zweiten Mustermanipulator können die Daten die nachstehend aufgeführten Bearbeitungen erfahren, die kombiniert und gleichzeitig erfolgen können. Diese Bearbeitungen sind:

■ a) Kopieren - direkt zu einem anderen Mustermanipulator oder dem Speicher des Prozessors hin oder direkt von ihnen ausgehend;

b) Rotieren in Vielfachen von 90°;

c) Verschieben in Vielfachen von 1 Bit, sowohl horizontal als vertikal oder beide gleichzeitig;

d) Zentrieren;

e) Ausrichten;

f) Bearbeitung von Streifen, z.B. löschen.

Fig. 21 und 22 sind Beispiele der Kombination einer Reihe der vorstehend genannten Bearbeitungen. Fig. 21 zeigt die Übertragung der Daten aus dem Speicher des Prozessors in den Speicher 9 (Fig. 20). Fig. 22 zeigt die Daten in einem Teil der Matrize. Dieser Teil enthält 32 χ 32 Bit-Stellen, in denen das Muster geometrisch getrennt, ausgerichtet und zentriert ist.

Zu den Bearbeitungen a - e ist folgendes zu bemerken: a) Kopieren

Die Möglichkeiten sind:

al: vom Prozessor zur *f8 χ hS Matrize oder zum Speicher 9ί a2: vom Speicher 9 in den Prozessor;

a3: vom Speicher 9 z.B. zu einer 32 χ 32 Matrize des Speichers 9 oder umgekehrt.

al (Fig. 20): Auf programmatischen Befehl hin gibt der Prozessor *f das ernte Signal "Address accepted" (AA), wodurch ein Schieberegister 12 vom Speicher des Prozessors h aus mit 8 Bit parallel gefüllt wird.

Danach werden diese 8 Bit mit Hilfe von 8 Taktimpulsen, die nach Empfang des AA-Impulses von einem 8-Impulsgeber 13 gegeben werden, über den Schreibdraht 10 aus dem Schieberegister

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12 in den Speicher 9 geschoben.

Die Taktimpulse steuern überdies einen Horizontal-Adressenzähler, kurzweg: Zähler 14. Hat dieser Zähler 48 Impulse empfangen, dann erscheint am Ausgang ein Impuls, der einen Vertikal-Adressenzähler - kurzweg: Zähler 15 - einen Schritt tun lässt.

Sobald der Generator 13 die Impulssendung beendet had, gibt er dem Prozessor am "Break requesf'-Eingang (BR) ein Signal "8.Impuls". Danach entsteht, sobald der Prozessor 4 andere Handlungen beendet hat, wieder ein AA-Impuls, und.der weiter oben beschriebene Prozess wiederholt sich, wobei der Speicher 9 in Zeilen von links nach rechts bzw. /on oben nach unten ganz mit Daten aus dem Prozessor 4 vollgeschrieben wird.

Adressierung des Prozessorspeichers erfolgt mit Hilfe der Zähler 14 und 15 oder - wenn die Daten in der Matrize verschoben aufgenommen werden müssen - mit Hilfe von Extrazählern, wie nachstehend zu c_ beschrieben. Der Prozess wird mit einem Signal beendet, das bei Erreichung des Endzustands der Zähler 14 und erscheint. Dieses Signal blockiert den 8-Impulsgeber 13· a.2 (Fig. 20): Im Gegensatz zu dem Gang der Dinge, wie er zu al beschrieben wurde, wird jetzt ein Schieberegister 16 benutzt. Dieses Schieberegister wird während des Lesens durch den Speicher 9 mit Seriendaten gefüllt. Danach übernimmt der Prozessor die Daten parallel über die Dateneingänge 17· a.3 (Fig. 23): Bei der übertragung von Daten von der 48 χ 48 Bit-Matrize des Speichers 9 in eine kleinere Matrize ist der Prozessor nicht nötig. Der Prozessor braucht nur bei programmatischer Steuerung ein Startsignal zu geben und ein Signal zu empfangen, wenn der Kopiervorgang beendet ist.

Die Adressierung der beiden Matrizen 9 (48 χ 48 und 32 χ 32) verläuft synchron, aber im Verhältnis zueinander zeitlich verschoben.

Die Zähler 18 und 19 (horizontal bzw. vertikal) sind als 32-Teiler geschaltet. Der Lesedraht 11 des Speichers 9 (48 χ 48) ist als Schreibdraht an den Speicher 9 (·32. χ 32) angeschlossen.

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Die Verzögerung der Adressierung des letztgenannten Speichers hinsichtlich der des erstgenannten Speichers ist notwendig, weil das Lesesignal erst zur Verfugung kommt, nachdem das betr. Speicherelement adressiert ist. Bei dem Schreiben von Daten müssen sie vorhanden sein, wenn die Adressierung stattfindet. b) Rotieren (Fig. 2k - 31)

Das Prinzip, auf dem das Rotieren beruht, ist in den Fig. 2k - 30 wiedergegeben. Anstatt die Daten selbst im Speicher 9 zu rotieren, kann die Adressierung geändert werden. Eine Rotation von 90° (Fig. 2*f, 25) kann dann dadurch erreicht werden, dass die Adressierljnien, die erst an der oberen Seite anschlossen, zur rechten Seite hin verlegt werden, wober dann die Anschlüsse auf der linken Seite zur oberen Seite hin verlegt werden müssen. In der praktischen Schaltung sind aber nur die obere und die linke Seite verfügbar. In den Fig. 28, 29 und 30 ist angegeben, wie die Anschlüsse angebracht werden müssen, um die gewünschte Rotation zu erzielen. Diese Figuren ersetzen für eine Rotation um 90, und 270O die Fig. 25 bzw. 26 bzw. 27.

Fig. 31 gibt an, wie dies in einer Schaltung verwirklicht werden kann. Diese Schaltung muss 48 Mal ausgeführt v/erden. In Fig. 31 sind Schaltungen für die horizontale und die vertikale Adressierlinie für den Speicherplatz 0 (d.h. die Spalte 0 und die Zeile θ) der Speichermatrize gezeichnet. Wie aus den Fig. 2h, 28, 29 und 30 hervorgeht, muss die horizontale Adressierlinie für die Rotationen von 0, 90, 18O und 270° mit den Adress-Indikationslinien AO bzw. B^t? bzw. A ^7 bzw. BO verbunden werden. Mit Hilfe von UND-Gliedern - beziehungsweise PtT₀₁ bis einschl. P„_ojL - wird die betr. Adress-Indikationslinie über ein ODER-Glied Ρ_σΛ mit der Adressierlinie verbunden. Für die vertikalen

HU

Adressierlinien dienen die entsprechenden Glied-Schaltungen P„₀₁ bis einschl. Py₀J, und Py₀* Aus praktischen Gründen aber findet die Umschaltung nicht an den Adress-Eingängen der Matrize statt, sondern an den Ausgängen der Zähler lh und 15, wo der Zählerstand - kodiert durch 6 Bit pro Zähler - noch vorliegt. Nach der Rotierungsschaltung wird der Zählerstand dekodiert und

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horizontal und vertikal an die *f8 Adress-Eingänge weitergegeben.

In Fig. 32 ist das Prinzip anhand eines 4-Teilers, der in Fig. 33 ausführlich dargestellt ist, erläutert.

Die beiden ODER-Glieder sind mit einer Dekodiervorrichtung verbunden, die ebenso viele Ausgänge hat wie sie Adresslinien steuern muss. Die Adressendaten liegen in einem Binärzähler fest, der weniger Ausgänge hat als es Adresslinien gibt. Die Zahl der Eingänge der Dekodierungsvörrichtung ist gleich der Zahl der Ausgänge des Binärzählers. Mit Hilfe der Rotationsschaltung werden die gewünschten Verbindungen zwischen den Ausgängen des Binärzählers und den Eingängen des Dekodierors zustande gebracht.

Fig. J>h zeig+ ein Blockschema der mit dem Speicher 9 verbundenen Schaltung.
c) Verschieben

Bei dem Kopieren der Daten vom Speicher des Prozessors h aus zum Speicher 9 des Mustermanipulators 5 hin können für das Adressieren dieser Speicher die gleichen Zähler *\h und 15 benutzt werden. Müssen die Daten verschoben in den Speicher 9 eingegeben bzw. ihm verschoben entnommen werden, so sind gesonderte Adressenzähler 23» Zh bzw. 21, 22 (Fig. 35) für den Speicher 9 bzw. den Prozessorspeicher zu benutzen. Dabei erhält dann, um die gewünschte Verschiebung zu erzielen, einer oder beide Adressenzähler 23, Zh des Speichers 9 nit programmatischer Steuerung des Prozessors eine bestimmte Voreinstellung (VI). Überdies ist es möglich, nur einen Teil der h& χ *ί8 Bit-Stellen des Speichers 9 zu benutzen - z.B. nur 32 χ 32 -, indem alle Adressenzähler, ebenfalls mit Programmsteuerung, von *f8 auf 32 Teiler umgeschaltet werden. Diese letztgenannte Möglichkeit wurde weiter oben, unter a3, bereits beschrieben. Das Prinzip ist in Fig. 35 dargestellt. Die Fig. 36 - Ί-1 zeigen das Resultat bei verschiedenen Voreinstellungen. Die Adressenzähler 21 - Zh setzen sich aus 32 Zählern zusammen, die je aus 5 2-Zählern bestehen.
d. Zenti-i sren

Das Zentrieren ist eine Form des Verschiebens, wobei das Mass der Verschiebung einer gesonderten Schaltung, unter Benutzung

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der ODER-Funktion des ganzen Ziffernmusters, sowohl horizontal wie vertikal, bestimmt wird. Diese ODER-Funktion wird während des Einführens der Daten in den Speicher 9 mit Hilfe eines ^S-Bit-Schieberegisters - wie in Fig. 32 wiedergegeben - gebildet.

Die für das Zentrieren erforderliche Voreinstellung der Adressenzähler des Speichers 9 entsteht dank eines gesonderten Zählers, Ver-Bchiebungszähler 20 (Fig. k3)· Zunächst muss die Position der Mittellinie des Ziffernmusters bestimmt werden (Fig. hk). Die ODER-Funktion des ganzen Musters wird beim Einführen der letzten Zeile .(V?) B^e~ bildet. Die Position der Mittellinie wird dadurch gefunden, dass in Zeile 47 zuerst die Zahl der weissen Bildelemente bis zum Beginn uer ODER-Funktion und danach die halbe Zahl der Elldelemente der ODER-Funktion selbst gezählt werden (Fig. kk). Es muss aber eine Verschiebung zustande gebracht werden, die gleich dem Abstand zwischen der Mittellinie der Matrize selbst und der das Ziffernmusters ist. Die Mittellinie der Matrize liegt bei + 2*f. Wenn nun der Verschiebungszähler 20 eine Voreinstellung von - 2h erhält, wird schliesslich der Stand des Verschiebungszählers genau gleich dem Unterschied zwischen der Mittellinie des Ziffernmusters und der der Matrize, d.h. gleich der gewünschten Verschiebung in horizontaler Richtung sein. Der Stand des Verschiebungszählers wird dann als Voreinstellung für den horizontalen Adressenzähler der Matrize benutzt.

Mit Hilfe eines zweiten Verschiebungszählers kann ne.ch dem Rotieren des Musters die vertikale Verschiebung bestimmt und als Voreinstellung an den vertikalen Adressenzähler der Matrize weitergegeben werden. Danach wird das ganze Ziffernrauster verschoben einer anderen Matrize oder dem Speicher des Prozessors übertragen, womit also die Zentrierung zustande gekomaen ist.

Bei weiteren Bearbeitungen des zentrierten Ziffernmusters kann es oft vorteilhaft sein, die nun bekannte Positition in der Matrize zu benutzen. Wenn erwünscht, kann in ähnlicher Weise ein Ziffernmuster z.B. auch zur linken oder oberen Seite der Matrize hin verschoben werden.
e. Ausrichten (Fig; h3 - MS)

Wird dem Adressenzähler 14 beim Füllen der Matrize am Ende

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- 21 - ' ■

111« t I

jeder Zeile ein Extraimpuls zugeführt, dann wird eine vertikale Linie (Fig. k$) in dem ursprünglichen Ziffernmuster in der Matrize als eine Linie mit einem Winkel von h5° erscheinen (Fig. *f6). Man kann auch in jeder Zeile einen Impuls weglassen. Dadurch erfolgt eine Drehung der Linie - ebenfalls um h3° - in der entgegengesetzeten Richtung (Fig. h7) » Für eine kleinere Drehung kann 1 Impuls pro 2 Zeilen extra gegeben bzw. weggelassen werden (Fig. ^8). Nach diesem Prinzip können Ziffernmuster ausgerichtet werden.

Es folgt nun die Beschreibung einer Schaltung für die Ermittlung und Klassifizierung der Diskontinuität von Linienstücken in Teilbildern. Ausgangspunkt ist, dase die Information in eiuer Matrize von 32 χ 32, die ein Teil des Speichers 9 ist, steht (siehe Fig. 21 - 23 und 36 - M). Angenommen wird dass die Sprünge in dem linken Aspekt ermittelt werden sollen. Die Information wird, beginnend mit der Zeile 0, Zeile für Zeile nach aussen geschoben. Per Zeile kommen die Bit-Nummern 0-31 vor.

In Fig. ^9 werden die Daten 25> zusammen mit Taktimpulsen 26 einen UND-Glied 27 zugeführt. Gegeben sind eine Schaltung 28 " für die Ermittlung des ersten Schwarz/Weiss-Ubergangs und eine Schaltung 29 für die Ermittlung des ersten Weiss/Schwarz-Übergangs. Die Taktimpulse 26 werden* über ein UND-Glied 30 einem Zanler 31 zugeführt, der diese Impulse zählt, bis der erste Schwarz/Weiss-Ubergang ermittelt ist· Am Ende jeder Zeile von Bildelementen folgt ein Zeilenirapuls 32. Mit Hilfe der UND-Glieder 33 wird der Stand des Zählers 31 von einem Puffer/Rückzähler J>h übernommen. In diesem Puffer sind also stets Daten aus der vorigen Zeile vorhanden. Die Taktimpulse werden über ein UND-Glied 35 einem Puffer/Rückzähler 3*f zugeleitet, bis der erste Weiss/ Schwarz-Übergang ermittelt ist. Der Zähler 31 hat am Anfang jeder Zeile eine Voreinstellung von + 2. Der Stand des Puffer/Rückzählers J>k ist also negativ, wenn ein Sprung S von mehr als 2 Bildelementen gegeben ist (Fig. 50). Der negative Stand des Rückzählers wird durch das bedeutendste Bit des Zählers angegeben. Der Zähler dient ebenso wie der Puffer/Rückzähler Z>h der Feststellung

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positiver Sprunge· Eine gleichartige Schaltung mit einem Zähler 36 und einem Puffer/Rückzähler 37 dient der Feststellung negativer Sprunge. Der Zähler 37 hat beim Beginn jeder neuen Zeile eine Voreinstellung von - 1. Die Ermittlung negativer Sprünge darf nur dann arbeiten, wenn in der vorigen Zeile schwarze Bildelemente vorkommen. Dafür ist eine Schaltung (Auslöser 3% die schwarze Bildelemente ermittelt, vorgesehen. Mit Hilfe eines UND-Glieds 39 wird ein solches Element in einem Puffer-Register ^O pufferschwarz registriert. Das UND-Glied k2. ist gesperrt, wenn in der vorigen Zeile keine schwarzen Bildelemente vorkamen. Das UND-Glied Vl ist gesperrt, wenn in der im /.ugenblick in Bearbeitung befindlichen Zeile keine schwarzen Bildelemente vorhanden sind. Diese Anordnung dient um zu vermeiden dass schwarze Bildelemente in der ersten und letzten Zeile des Musters zur Registrierung von Sprüngen führen. Die Glieder if"1 und K2. werden am Ende jeder Zeile durch einen Impuls ^3i der dem "Zeilenimpuls" vorangeht, entsperrt· Wird ein positiver Sprung ermittelt, dann liefert das Glied 4-1 einen Impuls, und wird ein negativer Sprung ermittelt, dann liefert das Glied kZ einen Impuls. Der Kode der Sprungkonfiguration wird mit dem ODER-Glied Mf, dem Zähler h*> und dem Schieberegister k6 gebildet. Der Zähler h$ zählt die Ausgangsimpulse des Glieds kk, die als Taktimpulse im Schieberegister ^6 benutzt werden. Der Binärzähler h3 sperrt sich selbst nach 3 Impulsen. Ist der Impuls des Glieds *f1 eine "1", so wird im Schieberegister kS eine "1" aufgenommen.

Bei den verschiedenen Sprungkonfigurationen It. Seiten 9 im entsteht folgendes Bild:

v, —it*.-, λ.λ j ρ ·· Schiebe- Zähler

Klassifikation der Sprunge register k6

PS O - kein Sprung	00	00
PS 1 - 1 positiver Sprung	10	01
PS 2 - 1 negativer Sprung	00	01
PS 3 - erst ein negativer, dann ein
positiver Sprung	10	10
PS h - erst ein positiver, dann ein
negativer Sprung	01	10
PS 5 - 2 positive Sprünge	11	10
PS 6 - 2 negative Sprünge	00	10
PS 7 - 3 oder mehr Sprünge	XX	11.

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Nachstehend folgt die Beschreibung einer Vorrichtung für die Ermittlung und Klassifizierung von Neigungskonfigurationen (siehe Blockschema Fig. 51). Auch hierbei wird wieder davon ausgegangen, dass die Daten zeilenweise aus der Matrize 32 χ 32 (Fig. 21 - 23 und 36 -.¹H) geschoben werden. Die Bestimmung der Neigungskonfiguration und der Sprünge kann synchron verlaufen. Vorhanden sind eine Schaltung 50 für die Ermittlung einer positiven und eine Schaltung 51 für die einer negativen Neigung. Wird eine positive Neigung gefunden, so wird der Auslöser 52 eingestellt, bei einer negativen Neigung der Auslöser 53· Die Einstellung der Auslöser 52 bzw. 53 lässt am Impulsformer 5^ bzw· 55 einen Impuls entstehen. Am Beginn einer negativen Neigung wird mit Hilfe der ODER-Glieder 56 bzw. 57 der Auslöser 52 und am Beginn einer positiven Neigung der Auslöser 53 zurückgestellt. Am Ende eines Linienstücks, dessen Signal am Ausgang des Glieds hk (Fig. h9) verfügbar ist, wir.d mit Hilfe des Auslösers hf am Ausgang kS ein Impuls "Sprung" gebildet. Der Auslöser ^7 wird am Beginn der folgenden Zeile Bildelemente über den Eingang ^9 zurückgestellt, wodurch über die Glieder 56 und 57 auch die Auslöser 52 und 53 zurückgestellt werden.

Es ist nun folgendes erreicht:

a) immer, wenn eine positive oder negative Neigung beginnt, entsteht ein Impuls am Ausgang des ODER-Glieds 58;

b) der Stand des Auslösers 59 zeigt an, ob die zuletzt registrierte Neigung positiv oder negativ ist.

Das Ausgangssignal des ODER-Glieds 58 wird dem Eingang 60 für Taktimpulse des 4 Bit-Schieberegisters 61 zugeführt· Die Darstellung der Aufeinanderfolge positiver und negativer Neigungen steht an den Ausgängen des Schieberegisters und die Zahl der aufeinander folgenden Neigungen am Ausgang des Zählers 87 zur Verfugung. Die Ausgangsglieder für die Neigungskonfigurationen können mit diesen Ausgängen verbunden werden.

Fig. 52 vermittelt ein detaillierteres Prinzipschaltbild. Einige Signale können der Sprungermittlungsschaltung (Fig. ^9) entnommen werden. Die Daten werden dem Ausgang des UND-Glieds 62

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- 2k - .

ι ■ Il

1 *

(Fig. ^9) entnommen. Dieser Ausgang liefert eine Zahl von Impulsen, die der Zahl von Bildelementen bis einschl. des ersten schwarzen Elements gleich ist. Diese Zahl wird mit dem Zähler 63 konstatiert. Am Ende der Zeile mit 32 Bildelementen entsteht ein Zeilenimpuls 6k. Mit Hilfe von UND-Gliedern 65 werden die Daten während dieses Zeilen-Impulses parallel in den Puffer/Rückzähler 66 übertragen, mit dessen Eingang auch'wieder der Ausgang des Glieds 62 verbunden ist. Ist am Ende einer Zeile Bildelemente der Inhalt des Puffer/ Rückzählers 66 eine positive Ziffer, dann deutet das auf eine negative Neigung· Es gibt einen Komparator^ 0 (67) zur Konstatierung einer positiven und einen Komparator^ 0 (68) zur Konstatierung einer negativen Zählung. Der Stand der beiden Komparatoren wird während des Impulses 69, der dem Zeilenitnpuls Sk vorangeht, abgetastet. An den UND-Gliedern 70 und 7I ist auch der Ausgang des Puffer-Registers kO (Fig. ^9) angebracht. Ist der Inhalt des Puffer/ Rückzählers 66 während des Impulses 69 eine positive Ziffer, dann gibt der Ausgang 71 einen Impuls, der dem UND-Glied 7^ zugeleitet wird. Am Ausgang dieses Glieds entsteht nur dann ein Impuls, wenn der Auslöser 75 eingestellt ist zum Zeichen, dass auch die letzte ermittelte Neigung negativ war. Der Auslöser 75 kann durch einen Ausgangsimpuls des Impulsformers 76 bedient werden. Dieser Impuls bildet sich an der Hinterflanke des von dem Ausgang 71 gegebenen Impulses. Entsteht am Ausgang des Impulsformers 76 ein Impuls, dann wird über das ODER-Glied 77 der Auslöser 78 zurückgestellt. Die für die positiven Neigungen vorgesehenen identischen Schaltungen sind das Verknüpfungsglied 70, der Impulsformer 79, der Auslöser 78 und das UND-Glied 81. Es ist nun erreicht, dass eine Neigungsänderung, die nur in einer einzigen Zeile konstatiert wird, keinen Ausgangsimpuls an den Ausgängen des Glieds 7k bzw. 81 verursacht. Nur die Änderungen der Neigungen sind relevant. Dazu dienen die Auslöser 52 und 53, die die zuletzt konstatierte Neigung angeben. Bei Entstehen eines Impulses am Ausgang des Glieds 7^ wird der Auslöser 52 über das Glied 56 zurückgestellt· Ein Impuls von Glied 81 stellt den Auslöser 53 über das Glied 57 zurück. Am Ende eines Linienstücks werden die Auslöser 78, 75, 52 und 53 mit Hilfe

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f ι ι

des UND-Glieds 83 zurückgestellt. Wird ein Sprung (S) ermittelt, so wird der Auslöser V? (Fig. *f9) im Augenblick des Impulses kj> eingestellt. Dann entsteht während des Zeilenirapulses 82 am Ausgang des Glieds 83 ein Impuls. Hierbei ist nicht zu vermeiden, dass infolge des Sprungs (S) an den Ausgängen der Glieder 7** und 81 Impulse entstehen. Wird der Auslöser 52 eingestellt zum Zeichen, dass der Anfang; einer positiven Neigung ermittelt ist, so kommt am Ausgang des Impulsformers 3h ein Impuls frei. Am Ausgang des Impulsformers 55 entsteht am Anfang einer negativen Neigung ein Impuls. Nur wenn in der betr. Zeile kein Sprung vorhanden ist, kann die fragliche Neigung akzeptiert werden. Ob kein Sprung (S) vorhanden ist_; ergibt sich aus der Polarität des UND-Glieds 8k während des Zeilenimpulses 82. Eine qualifizierte positive Neigung entsteht also am Ausgang des Glieds 85 und eine qualifizierte negative Neigung am Ausgang des Glieds 86. Die Aufeinderfolge positiver und negativer Neigungen ist in der bereits behandelten Art an den Ausgängen des Schieberegisters 61 festgelegt, während die Zahl aufeinder folgender Neigungen von dem Ausgangszähler 87 gezählt wird.

Es folgt nunmehr die Beschreibung einer Schaltung für die Ermittlung und Registrierung von Endpunkten.

Für die Ermittlung von Endpunkten müssen zuerst die Extreme bestimmt werden. Das kann am einfachtsten dadurch ausgeführt werden, dass - wenn z.B. Sprünge und Neigungen in dem linken Aspekt bestimmt werden - gleichzeitig die Extreme und anschliessend auch die Endpunkte des oberen Aspekts ermittelt werden.

Bei der Analyse des linken Aspekts in bezug auf Sprünge und Neigungen werden die Daten Zeile nach Zeile aus der Matrize 32 χ 32 (Fig. 21 - 23 und 36 - M) nach aussen geschoben.

Mit der nachstehend beschriebenen Schaltung werden die evtl· vorhandenen Endpunkte in dem oberen Aspekt gleichzeitig hiermit ermittelt.

Zur Bestimmung eines Endpunktes muss, nachdem ein Extrem gefunden ist, das betr. Linienstück weiterverfolgt-werden. Dazu werden den- verschiedenen Schnittpunkten Rangnummern zuerkannt

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¹ unter den Voraussetzung, dass das Linienstuck ohne Aufteilungen Verläuft. Ein Linienstück, dass dieser Voraussetzung auch weiterhin entspricht, behält stets die gleiche Markierung. In den Beispielen der Fig. 35 - 39 wird von links nach rechts abgetastet. Die Rangnummer kommt hinter dem Schwarz/Weiss-Ubergang. Sobald der Voraussetzung nicht mehr entsprochen wird, wird nach dem Schwarz/Weiss-Ubergang keine Markierung angebracht.

Bedingungen für den richtigen Anschluss mit der vorangehenden Zeile von Bildelementen:

a. Die 'Durchschneidungen in zwei aufeinander folgenden Zeilen dürfen an der vorderen und der hinteren Seite im Verhältnis zueinander nicht mehr als zwei Bildelomente verschoben sein.

Beispiele: Fig. 58 - korrekt; Fig. 59 - nicht korrekt.

b. In einer und derselben Zeile müssen einer? übergang von V/eiss nach Schwarz mindestens vier weisse Bildelemente vorangehen.

Beispiele: Fig. 60 - korrekt; Fig. 61 - nicht korrekt.

Die Schaltung nach Fig. 62 stellt ein funktionelles Block-Bchema dar, mit dem die korrekten Anschlüsse festgestellt werden. Bedingung a.

Das erfolgt durch Verknüpfungsglieder, die mit dem Schieberegister 88 verbunden sind, das 36 Ein-Bit-Glieder hat. Die Rückseite einer Durchschneidung kann an den Ausgängen 1 und 0 des Schieberegisters 88 ermittelt werden. Gibt Ausgang 1 "schwarz" und Ausgang 0 "weiss" an, so erfolgt eine Polaritätsänderung am Ausgang des UND-Glieds 89. Am Ausgang 32 des Schieberegisters stehen die Daten der vorigen Zeile Bildelemente zur Verfügung. Indem Augenblick, in dem sich die Polarität des Glieds 89 ändert, .können die Daten am Ausgang 32 "weiss" oder "schwarz" angeben. Gibt in dem fraglichen Augenblick der Ausgang 32 "weiss" an, dann ändert sich die Polarität des UND-Glieds 90; gibt der Ausgang 32 "schwarz" an, dann wird sie;* die Polarität des UND-Glieds 91 gleichzeitig mit der des Glieds 89 ändern. Es gibt verschiedene Situationen, in denen der Anschluss als korrekt betrachtet wird.

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Siehe für den Fall, dass der Ausgang 32 bei einem Polaritätswechsel des Glieds 89 "weiss" angibt, die Pig. 63, Sk und 65. Einer-oder mehr der Ausgänge 33, 3k oder 35 muss dann "schwarz" angeben (Fig. 63 - 65)· In der Schaltung kann dies mit dem ODER-Glied 92 festgestellt werden» Ist die Bedingung nicht erfüllt, dann entsteht am Ausgang des UND-Glieds 93 ein Impuls. Die Möglichkeiten für korrekten Anschluss, falls der Ausgang 32 "schwarz" angibt, sind in den Fig. 66 und 67 wiedergegeben. Hierbei muss also ein "schwarzes" Bildelement an einem der beiden Ausgänge 30 oder 31 angegeben sein. In der Schaltung wird das mit Hilfe das ODER-Glieds 3h festgestellt. Wird diese Bedingung nicht erfüllt, dann entsteht am Ausgan.j des UND-Glieds 95 ein Impuls.
Bedingung b.

Das Schieberegister 96 hat fünf 1-Bit-Glieder. Die vordere Seite einer Durchschneidung kann an den Ausgängen 0 und 1 dieses Schieberegisters ermittelt werden. Gibt Ausgang 0 "schwarz" und Ausgang 1 "woiss" an, dann erfolgt an dem Ausgang des UND-Glieds 97 ein Polaritätswechsel. An den Ausgängen 2, 3 und h des Schieberegisters stehen die Daten der vorangehenden Bildeleraente zur Verfugung. Ein Übergang von weiss nach schwarz in den angebotenen Daten wird nur dann als korrekt betrachtet, wenn die Ausgänge 1 bis einschl. k "weiss" angeben während der Zeit, dass Ausgang 0 "schwarz" angibt. Dass die Ausgänge 2, 3 und k "weiss" angeben kann mit dem UND-Glied 98 konstatiert werden. Ist der Bedingung nicht entsprochen, dann ändert sich die Polarität am Ausgang des UND-Glieds 99 gleichzeitig mit der des Glieds 97· Wird ein zu kleiner Zwischenraum zwischen den Durchschneidungen festgestellt, dann wird ein Auslöser 100 eingestellt. Schliesslich gibt der Ausgang des ODER-Glieds 101 an, ob im Augenblick eines Schwarz/ V/eiss-Ubergangs in dem Datenfluss ein korrekter Anschluss ermittelt ist. Selbstverständlich kann das Schieberegister 96 ein Teil des Schieberegisters 88 sein. Ein Extrem kann mit Hilfe der UND-Glieder 103 und 102 bestimmt werden. Bedingung für ein Extrem ist die Situation nach Fig. 68.

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Die Situation, dass der Ausgang 1 "schwarz" und der Ausgang 0 "weiss" angibt, wird durch die Polarität des Glieds 89 angegeben. Der Auslöser 100 darf dann nicht eingestellt sein. Die Ausgänge 29 bis einschl. 35 müssen "weiss" sein. Diese Bedingungen erzielt man mit Hilfe des Glieds 103· Wird ein Extrem konstatiert, so ex-folgt am Ausgang des Glieds 102 ein Polaritätswechsel.

Die Markierung der Schnittpunkte kann mit Hilfe einer Schaltung (Fig. 69), die die Schieberegister 104 und 105 enthält, erfolgen. Die Schaltungen für die Feststellung, ob der Anschluss korrekt ist, und für die Ermittlung eines Extrems sind mit dem Schieberegister 88 (Fig. 62) verbunden. Die Schieberegister 104, 105 kcunen für jeden der Schnittpunkte die Rangnummer enthalten»Tie Rangnunraer hat 2 Bit. Die Schieberegister 104 und 105 enthalten je Bit einer Eangnumraer. In der Anfangssituation sind die Schieberegister 88 und 10*f, 105 leer. Sobald ein Extrem konstatiert ist, wird der Stand des Zählers 106 um 1 erhöht. Während 1 Talctimpulsperiode sind die UND-Glieder 107 und 108 deblocliert, und der Zählerstand wird über die ODER-Glieder 109 und 110 den Daten-Eingängen der Schieberegister 10*f, 105 zugeführt. Während des darauffolgenden Taktimpulses werden die Daten in den Registern 10^, 105 aufgenommen. Diese Daten schieben nun, synchron mit den Daten im Schieberegister 88, durch die Schieberegister 10^, 105· Da die Enden der Durchschneidungen, die zu ein und demselben Linienstück gehören, im Verhältnis zueinander verschoben sein können, kann die dazugehörige Markierung in den Schieberegistern 10¹^, 105, die gleiche Platzverschiebung aufweisen.

Wenn in zwei aufeinander folgenden Zeilen die Schwarz/Weissübergänge genau übereinander liegen, können sich bei zwei aufeinander folgenden Taktimpulsen η und η + 1 die Situationen It. Fig. 70 und 71 ergeben. Die letzte Schwarz/Weiss-Ubergangsindikation steht an den Ausgängen 1 und 0 des Schieberegisters 88 zur Verfügung, die der vorigen Zeile an den Ausgängen 32 und 33· Die dazugehörige Kodierung des Linienstücks (in diesem Beispiel 10) befindet sich in den Registern 10*f, 105. Wird im Augenblick des Taktimpulses η festgestellt, dass der Anschluss korrekt

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ist, dann werden die Daten an den Ausgängen 31 der Register 105 zum Eingang zurückgekoppelt. In der Schaltung sind die betr. Ausgänge über die ODER-Glieder 111 und 112 und die Glieder 113, 114, 109» 110 mit den Daten-Eingängen verbunden. Ist der Anschluss korrekt, dann sind die UND-Glieder 113 und 11 ^ deblockiert. Da die Schnittpunkte im Verhältnis zueinander verschoben sein können, sind die Ausgänge 29 bis einschl. 33 der Schieberegister 10*f-, über die ODER-Glieder 111 und 112 mit den UND-Gliedern 113 und 11*f verbunden. Auf diese Weise ist erreicht, dass bei NichtAnschluss eine Markierung verschwindet, und dass ein Linienstück die gleiche Markierung behält, solange der Anschluss korrekt ist.

Der letzte Schritt in dem Veifahren ist zu prüfen, ob Endpunkte in einem Aspekt gefunden werden, und wenn ja, wieviel. Das Prinzip der Schaltung ist in einem funktionellen Blockschema (Fig. 72) wiedergegeben. Mit dem Zähler 115 werden dje schwarzen Bildelemente in dem Daten-Bitfluss gezählt. Es gibt Vorrichtungen, um den Zähler in den Nullstand zurückzustellen, sobald wieder "weisse" Bit erscheinen. Die Eingänge des UND-Glieds 116 sind mit den Ausgängen der Glieder 109 und 110 der Schaltung für die Markierung der Schnittpunkte (Fig. 69) verbunden. Die Ausgangspolarität des Glieds 116 wechselt z.B. bei Rangnummer 01. In dem Register 117 muss die Bit-Zahl bei der grössten auftretenden Liniendicke festgelegt werden. Ist Rangnummer 01 eines Schnittpunktes ermittelt, so kann das UND-Glied 118 die UND-Glieder 119 deblockieren, vorausgesetzt, dass der Komparator 120 angibt, dass der Inhalt des Registers 117 kleiner ist als der Inhalt des Zählers 115· Bei jeder neuen Zeile Bildelemente wird am Ausgang des Glieds 116 ein Impuls auftreten, vorausgesetzt, dass noch stets Anschluss gegeben ist. Die Zahl der Impulse wird mit dem Zähler 121 gezählt. Bedingungen für einen Endpunkt

a. der Inhalt des Registers 117 ist 001 und der Inhalt des Zählers 115 ist 0011.

b. der Inhalt des Zählers 121 ist^j. 2 χ dem Inhalt des Registers

Sobald eine der Bedingungen vorliegt, wird über das UND-Glied

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122 der Auslöser 123 eingestellt - zumindest, soweit sich das auf den Schnittpunkt 01 bezieht. Ob Bedingung a gegeben ist, wird mit den UND-Gliedern, 12^f, 125 und 126 konstatiert. Mit Hilfe des !Comparators 127 wird festgestellt, ob die Bedingung b gegeben ist. Der Inhalt des Registers 117 ist ein binär kodierter Wert (3 bit); der Zähler 121 ist ein ^ Bit-Binärzähler. Durch Vergleich der 3 relevantesten Bit des Zählers 121 mit den 3 Daten-Bit des Registers 117 ist gleichzeitig der Faktor 2 introduziert. Das ODER-Glied 128 gibt an, ob eine der beiden Bedingungen gegeben ist. Der Auslöser 123 kann während des Vorhandenseins eines Impulses a* Ausgang des Glieds 116 eingestellt werden. Es wird vorausgesetzt, dass pro Aspekt nicht ci?hr als 3 Extreme vorkommen können. Das bedeutet dass die beschriebene Schaltung dreifach ausgeführt werden muss, dies mit Ausnahme des Zählers 115« Der Zähler 129 dient, um zu registrieren, wieviel Endpunkte in einem Aspekt gefunden sind. Zu diesem Zweck ist der Auslöser 123 über den Impulsformer 130 mit dem ODER-Glied 131 verbunden. Für die anderen Endpunkte gibt es die Auslöser 132 bzw. 133 und die Impulsformer 13^ und 135.

Zu der Rückstellung der verschiedenen Auslöser, Register, Zähler usw. ist folgendes zu bemerken: für jeden Aspekt werden alle Register, Zähler usw. in den Nullstand gebracht. Die Schaltung tritt stets in Tätigkeit, sobald an den Ausgängen 1 und 0 des Schieberegisters 88 ein Schwärz/Weiss-Ubergang vorhanden ist. Nach Ablauf der Handlung, d.h. wenn Ausgang 1 wieder "weiss" angibt, wird der Auslöser 100 (Fig. 62) zurückgestellt, ebenso v/ie der Zähler 115 (Fig. 72). Der Rückstellimpuls erscheint am Ausgang des Impulsformers I36 (Fig. 62).

Schliesslich folgt nachstehend die Beschreibung einer Schaltung für die Ermittlung und Registrierung von Inseln in Sekundärbildern. Zur Herstellung von Sekundärbildern ist ausser dem Speicher 9 der Arbeitsspeicher 7 erforderlich. Diese Speicher haben je eine Bit-Kapazität von mindestens 32 χ 32 Bit (Fig. 73). Die Adressierung erfolgt bei beiden Speichern mit dem Zähler 19 für die Zeilen und dem Zähler 18 für die Spalten. Die Adressierlinien beider Speicher

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sind also an die gleichen Ausgänge der Zähler 19 und 18 angeschlossen. Der Speicher 9 wird überdies während der Bestimmung der übrigen Eigenschaften benutzt. Die Schaltungen für die Ermittlung von Sprüngen, Neigungen und Endpunkten sind daher mit dem Speicher 9 verbunden. Ein zu erkennendes Muster wird zuerst als ein Fluss weisser und schwarzer Bildelemente (Daten) von dem Prozessorspeicher aus dem Daten-Eingang des Speichers 9 und mittels des umkehrenden Verstärkers 137 in invertierter Form auch dem Daten-Eingang des Speichers 7 angeboten. Bei der Bestimmung der Merkmale wird das Muster im Speicher 9 und also auch das invertierte Muster im Speicher 7 jeweils unter einem anderen Aspekt untersucht und dann um 90° gedreht. Ein Sekundärbild entsteht dadurch, dass für jeden Aspekt und gerechnet ab der Seite "weisse" Bildelemente in den Speicher 7 geschrieben werden bis dort, v/o das Zeichen beginnt. Das bedeutet, dass das weit schraffierte Feld des invertierten Musters in der Figur "weiss" wird. Die dan restierenden Inseln sind "schwarz" und in Fig. dicht schraffiert. Die Schaltmittel 137 bis einschl. 1*f2 der Fig. 73 bilden die Schaltung, die in Fig. 19 mit 9A angegeben ist. Mit deu Signal DT (Fig. 73) wird angegeben, dass Datentransport von dem Prozessorspeicher aus zu den «Speichern 9 und hin stattfindet, über das ODER-Glied 138 wurden die mit Hilfe des umkehrenden Verstärkers 137 invertierten Daten in den Speicher 7 eingeschrieben.

Danach werden für die Aspekte I, IV, II und III (Fig. k) die Daten vom Speicher 9 ^aus gelesen und den Schaltungen für die Ermittlung von Sprüngen, Neigungen und Endpunkten zugeführt. Diese Daten werden auch der Schaltung 13? zugeführt, die den ersten Weiss/Schwarz-Ubergang ermittelt. Bei den Aspekten I, II und IV wird mit Hilfe des ODER-Glieds 1*tO das UND-Glied 1*f1 deblockiert. Über das ODER-Glied 138 werden 0 - Daten, die in dem Muster "weiss" entsprechen, in den Speicher 7 geschrieben. Das Glied 1*f1 wird blocKiert, sobald der erste Weiss/Schwarz-Ubergang ermittelt ist.

Während der. Bearbeitung des letzten Aspekts (Aspekt III)

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können die Inseln definitiv bestimmt werden. Die Bestimmung der Merkmale kann also gleichzeitig mit der Bearbeitung des letzten Aspekts erfolgen. Am Ausgang des UND-Glieds 1^2 treten die Daten betr. der Inseln auf. Während der Bearbeitung des Aspekts III hat der Ausgang des Glieds 1^2 am Anfang jeder Zeile den Wert ¹¹O" ("weiss"). Sobald der erste Weiss/Schwarz-Ubergang ermittelt ist, werden die Daten von dem Speicher 7 aus an den Ausgang des Glieds 1*f2 weitergegeben. Das Prinzip der Bestimmung der Merkmale in Schaltung 8 (Fig. 19) kann anhand eines einfachen Beispiels erklärt werden, wenn nämlich in einem Muster nur 1 Insel vorhanden ist (Fig. 7Ό· Die Daten des ursprünglichen Musters werden aus dem Speicher 9 dem Schieberegister 1^3 (Fig. 7^) zugeführt, das 33 Bit enthalten kann, nämlich 32 Bit aus der ersten Zeile plus dem ersten Bit aus der folgenden Zeile. Die Daten am Ausgang des Glieds 1^2 der Schaltung für die Bildung von Inseln wird dem Schieberegister 144 zugeführt, das ebenfalls 33 Bit enthalten kann. Ein Schwarz/Weiss-Ubergang im Sekundärbild ist am Ausgang des UND-Glieds 145 erkennbar. Wenn im Augenblick des Polaritätswechsels des Glieds 1*f5 der Ausgang 0 des Schieberegisters 1^3 "weiss" angibt, dann bedeutet das, dass die Begrenzung der Insel gegenüber dem ursprünglichen Muster "weiss" ist. In diesem Fall wechselt die Polarität des UND-Glieds 1*f6 und der Auslöser 1^7 wird eingestellt zum Zeichen, dass die Begrenzung rechts "weiss" ist. Ein Übergang von "weiss" nach "schwarz" im Sekundärbild ist am Ausgang des UND-Glieds 1*f8 erkennbar. Wechselt die Polarität des Glieds 1*t8 und gibt überdies der Ausgang 1 des

Schieberegisters 1*f3 "weiss¹¹ an, dann ändert sich die Polarität des UND-Glieds 1^9 und der Auslöser 150 wird eingestellt zum Zeichen, dass die Begrenzung der Insel links "weiss" ist. Die Ermittlung der Gegebenheiten oben und unten erfolgt mit Hilfe der Auslöser 151 bzw. 152. Die obere Begrenzung des Sekundärbilds ist anhand der Situation, in der der Ausgang 0 des Schieberegisters iMf "schwarz" und der Ausgang 32 des gleichen Schieberegisters "weiss" ist, erkennbar. Ist in dieser Situation der Ausgang 32 des Schieberegisters 1^3 ebenfalls "weiss", so ändert sich die

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Polarität des UND-Glieds 153 und der Auslöser 152 wird eingestellt zum Zeichen, dass die Begrenzung der Insel oben "weiss" ist. Entsprechend wird der Auslöser 151 eingestellt, wenn die 'Begrenzung unten "weiss" ist.

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Claims

- 3h -

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Erkennen von Schriftzeichen, namentlich von "Ziffern, die mit der Hand auf einen Informationsträger mit Fächereinteilung geschrieben sein können, wobei die je für eine Ziffer dienenden Fächer auf eine Matrize zu projizieren sind, wobei eine Aufnahmerohre für die Abtastung der Matrizen sorgt, und wobei das Abtastergebnis in einem Speicher registriert und dann in einem Prozessor verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl in der Lernphase als auch in der darauffolgenden Gebrauchsphase Teilbilder und Sekundärbilder der zu verarbeitenden Schriftzeichen hergestellt werde.:., wobei die Eigenschaften der Schriftzeichen nach dem Mass der Kompliziertheit innerhalb von Gruppen klassifiziert werden, für jedes Teil- und jedes Sekundärbild die Klassifizierung pro Eigenschaftsgruppe festgelegt wird, und die Ergebnisse dieser Klassifizierungen in der Lernphase als statistische Frequenzen in einem Speicher registriert werden, wonach die Lernphase durch Registrierung der logarithmischen Werte der statistischen Frequenzen im Speicher beendet wird, und während der Gebrauchsphase die Resultate der Eigenschaftsklassifizierung neu angebotener Schriftzeichen benutzt werden, um für jede Ziffernklasse die Produktwarscheinlichkeit der gefundenen Eigenschaften durch Summierung der betr. logarithmischen Werte zu bestimmen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbilder durch Aspekte vollständiger und horizontal und vertikal halbierter Schriftzeichen gebildet werden.
3· Verfahren na.ch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe von Eigenschaften sich auf die Diskontinuität von Linienteilen in Aspekten in der Ziffernfläche bezieht.
km Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe von Eigenschaften sich auf Neigungskonfigurationen von Linientcilen in Aspekten in der Ziffernfläche bezieht.
5· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe von Eigenschaften sich auf das Vorhandensein von Endpunkten in Aspekten in der Ziffernfläche bezieht.

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6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe von Eigenschaften sich auf die Zahl und die Begrenzung der Teilgebiete in einem Sekundärbild des zu bearbeitenden Schrift-.zeichens bezieht, welches Sekundärbild durch denjenigen Teil der durch das Zeichen eingenommenen Fläche gebildet wird, der nach Entfernung der Bildelemente ab den Seiten des umschliessenden Rechtecks bis zur ersten Durchschneidung und aller danach noch vorhandenen Zeicheneleinente übrig bleibt, wobei die Eigenschaften mit Hilfe eines oberen, unteren, linken und rechten Aspekts bestimmt werden.
7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilgebiet als solches erkannt wird nur wenn es mindestens zwei Bildelemente gross ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Weise, in der jedes Teilgebiet begrenzt ist, dadurch festgestellt wird, dass in jedem der Aspekten bestimmt wird, ob die Teilgebiete auf der dem Aspekt entsprechenden Seite durch Bildelemente des ursprünglichen Zeichens begrenzt werden.
9« Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Teilgebiete, zwischen denen keine Zeichenelemente vorhanden sind, als solche nur erkannt werden, wenn sie in einer Entfernung von zwei oder mehr Bildelementen zueinander liegen.
10. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 - 9i die mit einer Projektionsvorrichtung versehen ist, die ein Schriftzeichen auf eine Matrize projiziert; mit einer Aufnahmeröhre für das Abtasten der Matrizen, einem Speicher für die Speicherung der Abtastergebnisse, einem Umsetzer der Abtastresultate und einem Prozessor für die Verarbeitung der umgesetzten Speicherdaten, dadurch gekennzeichnet, dass ein einen Speicher in Matrizenform (9) enthaltender Mustermanipulator (5) vorgesehen ist, sowie Mittel zum Kopieren, ztim Rotieren in Vielfachen von 90°, zum Verschieben in Vielfachen von 1 Bit in horizontaler bzw. vertikaler Richtung, zum Zentrieren und Ausrichten von Mustern und zum Bearbeiten von Musterstreifen - dies alles zum Zweck der Herstellung von Teilbildern von verschiedenen,

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innerhalb und ausserhalb des Bilds liegenden Blickpunkten aus, welcher Mustermanipulator mit Schaltungen (6) für das simultane Ermitteln und Klassifizieren verschiedener Eigenschafter der Teilbilder verbunden ist (Fig. 19 - k8).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Schaltung für das Ermitteln und Klassifizieren,vom Speicher (9) aus, von Diskontinuitäten oder Sprüngen von Linien in Teilbildern, die einen Zähler (31) zum Feststellen des Abstands bis zum ersten Schwarz/Weiss'-tlbergang und einen Puffer/Rückzähler (3*0 für das Feststellen des Abstands bis zum ersten Weiss/Schwarz-Ubergang der folgenden Zeile enthält, wobei die beiden Zähler zur Konstatierung eines positiven Sprungs dienen, einen Zähler (36) und einen Puffer/Rückzähler (37) für die Konstatierung eines negativen Sprunges, wobei Schaltungen (28, 29) zur Bestimmung eines ersten Schwarz/Weiss-Ubergangs und.eines ersten Weiss/Schwarz-Übergangs zur Blockierung der Zähler dienen, und die Ausgänge der Zähler mit einem Zähler Cf5) und einem Schieberegister (*t6) verbunden sind, die in Kombination zur Klassifizierung der Diskontinuitäten dienen (Fig. h9).
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Schaltung zur Ermittlung und Klassifizierung,vom Speicher aus, von Neigungskonfigurationen in Teilbilderr, mit Mitteln zur Konstatierung einer positiven (50) und einer negativen (51) Neigung und des Endpunktes einer Linie (Mf₁ V?), ein Schieberegister (61) zur Feststellung einer Aufeinanderfolge von positiven und negativen Neigungen und einen Zähler (87) zum Feststellen der Zahl der aufeinanderfolgenden Neigungen (Fig. 51, 52).

13· Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Schaltung zur Ermittlung und zum Zählen von Endpunkten, mit erstens einer Schaltung zur Bestimmung von Extremen mit Hilfe eines Schieberegisters und einer Logikschaltung für den Vergleich zweier aufeinanderfolgender Zeilen eines Schriftzeichenmusters und die dabei erfolgende Diskriminierung aufgrund vorher festzulegender Bedingungen, zweitens einer Schaltung für das Abtasten der Linienteile mit Extremen, wobei mit Hilfe von Schieberegistern (iO*f, 105) eine einem

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Linienteil zuerkannte Markierung bei Nicht-Anschluss von Linienteilen verschwindet und eine Markierung erhalten bleibt, solange der Anschluss den gestellten Bedingungen genügt, und drittens einer Schaltung für die . Feststellung einer Zahl von Endpunkten in einem Aspekt, die einen Zähler (115) für zusammenhängende schwarze Bildelemente umfasst, ein Register (117) für die in einem Extrem auftretende grösste Liniendicke, einem Komparator (120) zum Vergleich des Inhalts des Zählers (115) mit dem des Registers (117)» einen zweiten Zähler (121) zum Zählen der Reihen Bildelemente bei Anschluss, einen zweiten Komparator (127) zum Vergleichen des Inhalts des Registers (117) mit dem des Zählers (121), eine Logikschaltung zur Diskriminierung der Ergebnisse der Vergleiche aufgrund vorher festzulegender Bedingungen und einen Zähler (129) für die Registrierung der Zahl der Endpunkte in einem Aspekt (Fig. 62, 69 und 72).

1¹U Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Arbeitsspeicher (7) und eine Schaltung (9A) zur Herstellung eines aus Teilgebieten, sog. "Inseln", bestehenden S.ekundärbilds, der die invertierten Daten des quantifizierten Musters zugeführt werden, und die eine Vorrichtung (139) zur Ermittlung der ersten Weiss/Schwarz-Übergänge hat und deren Ausgang mit einem UND-Glied (1*H) verbunden ist, wodurch alle nicht zu dem eigentlichen Schriftzeichen gehörenden Bildelemente ab jeder der Seiten des das Schriftzeichen umschliessenden Rechtecks ignoriert werden (Fig. 73).

15· Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Schaltung für die Ermittlung und Klassifizierung von Eigenschaften sekundärer Bilder die zwei Schieberegister Ci^3t 1MO fur die synchrone Aufnahme von Daten hat, wobei in dem einen Schieberegister (143) Daten von dem ursprünglichen Muster und in dem anderen Schieberegister (1MO Daten von dem Sekundärbild aufgenommen werden können, wodurch mit Hilfe von Verknüpfungsgliedern (1^5, 1^6, 1^8, 1*f9t 153) ^und Auslöser (1^7, 150, 151, 152) die Art der Begrenzung zwischen einer "Insel", und dem ursprünglichen Muster konstatiert und registriert werden kann (Fig. 7*0·

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