DE2526486C2 - Vorrichtung zur Abtastung und Erkennung von alphanumerische Zeichen enthaltenden Zeichenzeilen - Google Patents

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilenbegrenzungsdetektor (54) über Leitungen (76, 80) an die Zeilenlage-Speicherlogik (78) angeschlossen ist und über diese Leitungen jeweils Signale ausgibt, die das obere bzw. das untere Ende der jeweils untersten Zeichenzeile (71 bzw. 73) bezeichnen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zeilenlagespeicher (82) eine Zeilensuchlogik (96) nachgeschaltet ist, die zur Erzeugung eines Steuersignals (LWC) auf einer Leitung (58) zur Zeilenwahllogikschaltung (60) für die Abfrage des Abtastspeichers (52) dient.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilenlage-Speicherlogik (78), der Zeilenlagespeicher (82) und die Zeilensuchlogik (96) Teil einer Logikschaltung (56) sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Logikschaltung (56) gesteuerte Verzerrungskorrekturlogik (66) eingangsseitig an den Auswahlspeicher (74) und ausgangsseitig an die Zeichenerkennungseinheit angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Logikschaltung (56) ein Zeichengrößendetektor (68) und eine Normierlogik (72) nachgeschaltet sind.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abtastung und Erkennung von alphanumerische Zeichen enthaltenden Zeichenzeilen mit einem optischen Abtaster, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-OS 22 34 109 ist es bereits bekannt auf einem Schriftstück aufgebrachte Schriftzeichen mit Hilfe einer Fernsehkamera zu lesen, wobei das erhaltene Fernsehbild elektronisch in einzelne Fächer aufgeteilt ist, die nacheinander ausgelesen werden. Von jedem Fach wird ein Datenwort erzeugt, das zusammen mit den aus den anderen Fächern erhaltenen Datenworten in einem Speicher abgelegt wird. Die Zeichenerkennung und Zeichenentscheidung erfolgt anschließend durch Abrufen und Weiterbearbeiten der einzelnen Datenworte. Da alle aus den Fächern erhaltenen Informationen verarbeitet werden müssen, ist zur Auswertung des Fernsehbildes ein erheblicher Schaltungsaufwand erforderlich, was einen wesentlichen Nachteil darstellt.

Aus der DE-OS 22 45 001 ist eine Vorrichtung zum Aufsuchen bestimmter Zeichen, insbesondere von Postleitzahlen, bekannt, die eine Fernsehröhre zur Grobabtastung ues zu lesenden Schriftstücks in einem ersten Schritt aufweist Die Koordinaten der Schriftzeichen tragenden Bereiche werden mit Hilfe von Zeilen- und Impulszählern festgestellt und diese Bereiche werden anschließend mittels einer hochauflösenden Bildzerlegsrröhre fein abgetastet. Für die Umwandlung und Auswertung der Videodaten ist jedoch wiederum ein wesentlicher Schaltungsaufwand erforderlich, da sowohl die Fernsehröhre als auch die Bildzerlegerröhre zu steuern sind.

Schließlich ist aus der US-PS 35 88 818 eine Zeichenerkennungsvorrichtung bekannt, die einen optischen Wandler zum Einlesen der Zeichen in eine große Speichermatrix aufweist In der Speichermatrix werden die eingelesenen Zeichendaten spiralförmig so lange bewegt bis eine zugehörige Logikschaltung die Zeichenerkennung abgeschlossen hat. Die bekannte Vorrichtung ist ebenfalls wieder äußerst schaltungsaufwendig und außerdem nicht in der Lage, bestimmte Zeicheninformation tragende Zeilen schnell und sicher aufzufinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abtastung und Erkennung von alphanumerische Zeichen enthaltende Zeichenzeilen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß eine wählbare Zeile einer unter einer Abtasteinrichtung vorbeilaufenden Zeilenanordnung auffindbar ist

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen.

Dadurch wird erreicht, daß eine Zeilenwahllogikschaltung aus einem großen Abtastspeicher die Daten für eine bestimmte Zeichenzeile auswählt und in einen Auswahlspeicher überträgt der damit lediglich eine vollständige Zeichenzeile zur nachfolgenden Verarbeitung durch die Zeichenerkennungsschaltung speichert Dadurch ist der Schaltungsaufwand wesentlich kleiner als beim Stand der Technik. Die Auswahl der die gewünschte Information enthaltenden Zeile erfolgt dadurch, daß die Zeilenwahllogikschaltung von einem Zeilenbegrenzungsdetektor und von einer diesem nachgeschalteten Logikschaltung angesteuert wird. Für das Lesen von Postleitzahlen sucht der Zeilenbegrenzungsdetektor beispielsweise die jeweils unterste Zeile des Anschriftenfeldes auf.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung

ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert

F i g. 1 zeigt in perspektivischer, schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel zur Abtastung von Briefadressen mit einer einzigen Lesestation.

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 1.

Fig.3 zeigt die Zeilenauswahl mit einer einzigen Lesestation gemäß F i g. 2.

F i g. 4 z>;igt in einem Blockschaltbild eine Logikschaltung zur Erzeugung eines Zeilenfenstersteuersignals.

Fig.5A zeigt einen Ausschnitt des Abtastspeichers ausFig.2.

Fig.5B zeigt in einer Tabelle die durchschnittliche '5 Lage von schwarze Stellen bezeichnenden Daten in den Zellenpositionen gemäß F i g. 5A.

F i g. 5C und 5D zeigen die Bearbeitung bei der Wahl der unteren Zeile unter Verwendung einer »fliegenden« Steuerlogik.

Fi g. 6 zeigt in einer schematischen Schaltungsanordnung eine Zeilenaufsuchlogik für die einzige Lesestation gemäß F i g. 2.

F i g. 7 zeigt in einem Ablaufdiagramm die Zeilenauswahl gemäß der Erfindung.

Wie in F i g. 1 dargestellt, wird ein Briefumschlag oder ein anderes datentragendes Schriftstück 10 vereinzelt mit hoher Geschwindigkeit von einer Schriftstückzuführeinheit 12 in ein Transportsystem und entlang dem Blickfeld 14 einer elektro-optischen Abtasteinheit 16 bewegt Das Schriftstück 10 wird in Richtung des Pfeils 18 transportiert, der im allgemeinen parallel zu einer Anordnung 20 von abzutastenden Zeichenzeilen verläuft

Nach dem Abtasten wird das Schriftstück 10 einer ^s Sortier- und Stapeleinheit 22 zugeführt, in der es gemäß den Informationen in den Zeichenzeilen in eine vorgewählte Gruppe gelangt

Ein Bild der Anordnung 20 der sich in Längsrichtung des Schriftstücks 10 erstreckenden Zeichenzeilen wird mittels einer Lampenanordnung 24 und 26 beleuchtet und mittels einer Linsenanordnung 28 auf einen lichtempfindlichen Abtaster projiziert, der eine selbstabtastende Fotodiodenanordnung 30 aufweisen kann. Typischerweise kann die Fotodiodenanordnung 30 512 Fotodioden enthalten, um so ein Blick- oder Abtastfeld über eine typische Schriftstückbreite zu erreichen.

Gemäß üblichen Zeichenerkennungsverfahren reagiert die Fotodiodenanprdnung 30 auf die Worte des auf jede der Fotodiode fallenden Lichtes und erzeugt eine so Folge von Ausgangssignalen, die einer elektronischen Verarbeitungsschaltung 32 zugeführt werden, die später erläutert werden wird, und nach der Verarbeitung gelangen sie in eine elektronische Speicherschaltung 34. Daten vom Ausgang der Speicherschaltung 34 zu einer nicht dargestellten Zeichenerkennungseinheit bewirken die Erzeugung von Entscheidungssignalen, die als Eingangssignale für einen Auswertecomputer benutzt werden.

Das in Fig.2 dargestellte Blockschaltbild zeigt die Bearbeitungsschaltung 32 und die Speicherschaltung 34 eines optischen Zeichenbearbeitungssystems gemäß der Erfindung. Die Linsenanordnung 28 überdeckt die gesamte Anordnung 20 von Zeichenzeilen auf der Oberfläche des Schriftstücks 10. Ein Bild der Zeichenzeilenanordnung wird durch die Linsenanordnung 28 auf die Oberfläche der selbst abgetasteten Fotodiodenanordnung 30 projiziert Daten von der Fotodiodenanordnung 30 gelangen über einen einzigen Kanal 38 als Eingangssignale an einen Operationsverstärker 40 mit großem Verstärkungsfaktor. Derartige Verstärker sind typischerweise integrierte Schaltungen mit einer kapazitiven Rückkopplung vom Ausgang des Verstärkers zum Eingangskanal 38.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 40 ist über einen Kanal 42 mit dem Eingang eines Analog/Digital-Umsetzers 44 verbunden, an dessen Ausgang eine Serienfolge von 4 Bit Datenworten erzeugt werden, die digitale Äquivalente der Ausgangssignale der Fotodiodenanordnung 30 darstellen. Die Datenausgangsrate des Analog/Digital-Umsetzers 44 ist gleich der Abtastfrequenz der Fotodiodenanordnung 30. Vorzugsweise wird das digitale Wort »1111« zur Bezeichnung des Ausgangszustandes des Analog/Digital-Umsetzers 44 für die Abtastung eines vollständig weißen Bereiches durch eine Fotodiode benutzt, während das digitale Wort »0000« das Ausgangssignal für die Abtastung eines vollständig schwarzen Bereiches ist

Der Analog/Digital-Umsetzer 44 ist von üblicher Bauart und kann eine Kette von Vorwiderständen enthalten, die mit entsprechenden Pegeldetektoren verbunden sind, die jeweils an eine Bezugsspannung angeschlossen sind. Jeder Pegeldetektor ist mit einer Logikschaltung verbunden. Im Betrieb werden Wellenformen enthaltende Impulse aus analogen Videodaten dem Analog/Digital-Umsetzer 44 als Eingangssignaie zugeführt und auf den Kanälen 46 tritt eine aus vier Bit bestehende digitale Darstellung der Impulse auf. Durch Integration wird der zeitliche Mittelwert des Fotostroms für die abgetasteten Bereiche jedes der Zeichen in der Anordnung 20 von Zeichenzeilen ermittelt. Die digitalen Impulse auf den Kanälen 46 bilden eine Darstellung eines von 16 möglichen Grauwerten, die zwischen den »schwarzen« Zeichensignalen (entsprechend schwarzen Bildbereichen) und »weißen« Zeichensignalen (entsprechend weißen Bildbereichen) liegen.

Das Ausgangssignal des Analog/Digital-Umsetzers 44 bildet ein Eingangssignal für einen Korrelator 48, der die Grauwertdaten auf den Kanälen 46 in »schwarze« oder »weiße« Zeichensignale umwandelt Außerdem enthält der Korrelator 48 eine Fehlerkorrekturschaltung, in der jedes der vier Bits enthaltenden Worte im Serienstrom der Daten korrigiert wird, um sowohl feste Vorlagefehler als auch Abtastfehler zu beseitigen. Dadurch ergibt sich ein Serien-Datenstrom aus digitalisierter Video-Information von einem Bit pro Zelle der Anordnung 30 von Fotodioden auf einem Kanal 50. Die schwarzen und weißen Zeichensignale sind Eingangssignale für einen großen Abtastspeicher 52 und werden in diesem gespeichert sowie außerdem einem Zeilendetektor 54 zugeführt.

Der Abtastspeicher 52 enthält eine Anordnung von kaskadenartig geschalteten, dynamischen Schieberegistern mit einer Speicherkapazität zur Aufnahme jedes Zeichensignals vom Korrelator 48, das die Anordnung 20 von Zeichenzeilen darstellt. Typischerweise sind die einzelnen Schieberegister miteinander über einen Rückführweg verbunden, um die Daten mit der Abtastrate des Schriftstücks 10 zickzackförmig durch den Speicher zu schieben. Die Ausgangssignale der Speicherelemente jedes Registers bilden Eingangsdaten für das Wort N + 1 des folgenden Registers, so daß die Speicherinhalte kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit entsprechend der Abtastfrequenz durch die Register geschoben werden.

Der Eintritt von Daten in den AbtastSDeicher 52 wird

vom Zeilendetektor 54 überwacht, der zur Ermittlung der Anordnung 20 von Zeichenzeilen dient, um das Vorhandensein einer Druckzeile festzustellen. Obwohl der Detektor 54 so voreingestellt werden kann, daß er irgendeine Zeile der Anordnung 20 wählt, wird zur Erläuterung der Erfindung angenommen, daß der Detektor so eingestellt ist, daß er das obere Ende der unteren Zeile und das untere Ende dieser unteren Zeile ermittelt.

Die Ausgangssignale des Zeilendetektors werden zur Feststellung der unteren Zeile und deren Verzerrung oder Neigung einer Logikschaltung 56 zugeleitet, die auf einem zu einer Zeilenwahllogikschaltung 60 führenden Kanal 58 ein Zeilenfenstersteuersignal erzeugt. Ferner erzeugt die Logikschaltung 56 auf einem Kanal 62 ein Signa! für den Neigungs- oder Verzcrrungswinke! und auf einem Kanal 64 ein Zeichengrößensignal.

Wenn das Signal für das obere und untere Ende vom Detektor 54 an die Logikschaltung 56 gegeben wird, erfolgt eine Verarbeitung der Daten, um zu bestimmen, ob die untere Zeichenzeile der Anordnung 20 ermittelt wurde. Zu Beginn spricht der Detektor 54 auf die erste Zeile an, die in das Blick- oder Abtastfeld 14 fällt, um ein Signal für das obere und untere Ende zu erzeugen. Hierbei braucht es sich jedoch nicht um die untere Zeichenzeile der Anordnung 20 zu handeln. Wenn das Schriftstück 10 sich weiter durch den Abtaster 30 bewegt und vom Detektor 54 eine nachfolgende, tiefer liegende Zeile ermittelt wird, wird der Logikschaltung 56 ein neues Signal für das obere und untere Ende zugeführt. Hat die Logikschaltung 56 bestimmt das die untere Zeile der Anordnung 20 festgestellt wurde, wird auf der zur Zeilenwahllogikschaltung 60 führenden Leitung 58 das Zeilenfenstersteuersignal erzeugt

Zusätzlich zur Erzeugung des Zeilenfenstersteuersignals ermittelt die Logikschaltung 56 den Verzerrungsbzw. Neigungswinkel der Zeichenzeilen in der Anordnung 20. Ein Schriftstück, das sich nicht in einer Lage senkrecht zum Abtaster durch diesen bewegt bewirkt die Erzeugung von fehlerhaften Daten, die den Zeichenzeilen der Anordnung 20 zugeordnet sind. Um diesen Verzerrungs- oder Neigungswinkelfehier zu korrigieren, erzeugt die Logikschaltung 56 auf der Leitung 62 zur Verzerrungskorrekturlogik 66 ein Verzerrungswinkelsignal.

Eine andere von der Logikschaltung 56 durchzuführende Korrektur besteht in der Normierung der Zeichengröße auf ein Standardformat zur Zufuhr zu einer Zeichenerkennungseinheit Das Signal vom Detektor 54 für das obere und untere Zeilenende wird der Logikschaltung 56 zugeführt um auf der zum Zeichengrößendetektor 68 führenden Leitung 64 ein Normierungssignal zu erzeugen. Der Zeichengrößendetektor 68 ermittelt die Größe der Zeichen in der Zeile der Anordnung 20 und erzeugt auf dem Kanal 70 einen Multiplikationsfaktor für die Normierlogik 72. Diese bringt die Zeichensignaldaten in ein Standardformat zur Zufuhr zu einer Zeichenerkennungseinheit 36 (Fig. 1). Eine detailliertere Beschreibung der Korrektur des Verzerrungs-oder Neigungswinkels der Zeichen sowie der Normierung findet sich in der US-PS 37 84 981.

Wenn die Logikschaltung 56 auf der Leitung 58 das Zeilenfenstersteuersignal erzeugt wird die Zeilenwahllogikschaltung 60 aktiviert, um aus dem Abtastspeicher 52 für die schwarzen und weißen Zeichendaten Signale von der unteren ZeDe der Anordnung 20 zn entnehmen. Wenn diese Zeichendatensignale durch die zeitliche Zuordnung der Abtastung und die Wahl der Datenbits, die nur die gewählte Zeile bzw. die gewählten Zeilen darstellen, in diesem Fall die untere Zeile, identifiziert sind, überträgt die Zeilenwahllogikschaltung 60 diese Zeile von Daten in einen Auswahlspeicher 74, während die Schieberegister des Abtastspeichers 52 weiterhin Daten verschieben. Ein Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß nur eine gewählte Zeile von Zeichendaten vom Abtastspeicher 52 zum Auswahlspeicher 74 übertragen wird. Daher ist seine Speicherkapazität so

ίο bemessen, daß er nur eine Zeile von Daten aufnimmt. Wenn also Zeichendaten durch die Anordnung gemäß F i g. 2 übertragen werden, ergibt sich eine verringerte Speichergröße für die nachfolgenden Bearbeitungsschritte.

Wenn die nicht dargestellte Zeichenerkennungseinheit 36 zur Annahme von Daten aus dem Auswahlspeicher 74 bereit ist, erfolgt eine Triggerung mittels eines Signals auf einer Leitung 76, um die gespeicherten Daten durch die Korrekturlogik 66 und dann durch die Normierlogik 72 zur Erkennungseinheit zu übertragen. Der Auswahlspeicher 74 wird nur für eine Zeitspanne aktiviert, die ausreicht, um die in ihm gespeicherten Daten durch die Korrekturlogik 66 und die Normierlogik 72 zur Erkennungseinheit 36 zu befördern.

In F i g. 3 ist der Ablauf der Zeilenwahl von einem sich in Richtung des Pfeiles 18 bewegenden Schriftstück 10 dargestellt. Wenn sich der abgetastete Bereich entlang dem optischen Abtaster bewegt werden die die drei Zeichenzeilen der Anordnung 20 bezeichnenden Daten in den Abtastspeicher 52 eingespeichert Zu Beginn reagiert der Zeilen-Detektor 54 auf die das Wort »Straße« darstellenden Daten, wenn diese in den Abtastspeicher 52 übertragen werden. Wenn die Postleitzahl »7520« durch den Abtaster läuft geht der Detektor 54 dazu über, diese Daten als die untere Zeile in der Anordnung 20 zu identifizieren. Die Signale für das obere und das untere Ende vom Zeilen-Detektor 54, die der Logikschaltung 56 zugeleitet werden, dienen zur Erzeugung des Zeilenfenstersteuersignals für die Zeilenwahllogikschaltung 60. Dieses Signal wird erst erzeugt wenn alle Zeichendaten der drei Zeilen der Anordnung 20 im Abtastspeicher 52 gespeichert sind. Dann betätigt das Zeilenfenstersteuersignal die Zeilenwahllogikschallung 60, um »schwarze« und »weiße«, die Zeile »Bruchsal 7520« bezeichnende Datensignale vom Abtastspeicher 52 in den Auswahlspeicher 74 zu übertragea Wie vorstehend bereits erläutert, stellen die Ausgangssignale des Speichers 74 die einer Erkennungseinheit zuzuführende Videoinformation dar.

In F i g. 4 sind Einzelheiten der Zeilenfindelogik der Logikschaltung 56 zum Finden der unteren Zeile dargestellt wobei »schwarze« Zeichenvideodaten und »weiße« Zeichenvideodaten auf dem Kanal 50 als Eingangssignale für den Abtastspeicher 52 dienen und außerdem dem Detektor 54 für das obere und das untere Ende der Zeile zugeführt werden. Der Detektor 54 erzeugt auf einer Leitung 76 ein die obere Stelle der unteren Zeile der Anordnung 20 an diskreten Punkten der vertikalen Abtastungen darstellendes Signal, das

eo einer Zeilenlagespeicherlogik 78 zugeführt wird. Ferner wird vom Detektor 54 auf einer Leitung 80 ein Signal erzeugt, das die untere Stelle der unteren Zeile bezeichnet die vom Abtaster an senkrechten Abtastpunkten abgetastet wurde. Dieses Signal auf der Leitung 80 wird ebenfalls der Zeilenlagespeicherlogik 78 zugeführt Die Speicherlogik 78 ist mit einem Zeflenla-' gespeicher 82 gekoppelt der ein Register zur Speicherung von zuvor vom Detektor 54 erzeugten

Signalen enthält, die das am tiefsten liegende obere Zeilenende und das am tiefsten liegende untere Zeilenende entsprechend der Feststellung des Abtasters anzeigen. Diese im Lagespeicher 82 gespeicherte Information wird durch die Speicherlogik 78 zum Vergleich mit den auf den Leitungen 76 und 80 auftretenden Signalen zurückgeführt. Wenn die auf den Leitungen 76 und 80 auftretenden Signale eine tieferliegende Zeile der Anordnung 20 als die zuvor im Zeilenlagespeicher 82 gespeicherte Lage bezeichnen, werden die neu erzeugten Signale in den Zeilenlagespeicher 82 übertragen. Auf diese Weise wird der Speicher 82 andauernd auf den neuesten Stand gebracht, so daß er Daten enthält, die der vom Abtaster als am tiefsten liegenden Zeile zugeordnet sind.

Dieser Rückführvorgang zur kontinuierlichen Aktualisierung des Inhalts des Lagespeichers 82 wird von einer Zeitgeber- und Steuerlogikschaltung 84 gesteuert, die Takt- und Synchronisierungsimpulse auf einer zur Speicherlogikschaltung 78 führenden Leitung 86 erzeugt Um die Speicherung der Daten im Lagespeicher 82 einzuleiten, reagiert die Steuerlogik 84 auf ein auf der Leitung 88 auftretendes Signal DPS, das das Vorhandensein eines Schriftstückes anzeigt Dadurch bewirkt die Steuerlogik den Schrittbetrieb der Speicherlogik 78 gemäß einem Abtasttaktsignal auf einer Leitung 90. Diese Abtasttaktsignale sind mit dem Abtasten der Zeichenzeilen durch den Abtaster synchronisiert Wenn zusätzliche Videodaten in den Abtastspeicher 52 und den Detektor 54 für das obere und untere Ende der Zeile gelangen, wird der Zeilenlagespeicher 82 auf den neuesten Stand gebracht

Nachdem alle Zeichenzeilen der Anordnung 20 vom Abtaster abgetastet wurden, wird auf einer Leitung 92 ein Signal EOSS erzeugt das ein das Ende der Abtastung bezeichnendes Synchronisiersignal ist und der Steuerlogik 84 zugeführt wird. Dieses Signal beendet die Akualisierung des Lagespeichers 82 und bewirkt auf einer Leitung 94 einen Triggerimpuls für eine Zeilensuchlogik 96, die mit dem Lagespeicher 82 gekoppelt ist und auf in diesem gespeicherte Daten anspricht Bei Empfang eines Triggerimpulses auf der Leitung 94 ermittelt die Zeilensuchlogik 96 die letzten Daten im Lagespeicher 82, um auf der Leitung 58 ein Zeilenfenstersteuersignal LWC für die Zeilenwahllogikschaltung 60 zu erzeugen. Dieses Signal aktiviert die Zeilenwahllogikschaltung 60 zur Abtastung des Speichers 52, um die untere Zeile von Zeichendaten der Anordnung 20 zur Speicherung im Auswahlspeicher 74 auszuwählen. so

Zur Erläuterung des Betriebes der Zeilenwahllogik gemäß Fig.4 ist in Fig.5a ein Abschnitt von Zeiieniagen innerhalb des Abiösispeichers 52 für sieben senkrechte Abtastungen mit verschiedenen »schwarzen« Zeichensignalen dargestellt In diesem Beispiel ss sind die Zeiieniagen von 1 bis 6 numeriert Typischerweise ei'Streckt sich ein Zeichen jedoch über 16 bis 32 Zellen in der Höhe, und die dargestellten sechs Zeilen wurden nur zur Vereinfachung der Beschreibung gewählt Typischerweise hat der Abtastspeicher 512 senkrechte Zeiieniagen, und die typische Breite des Speichers beträgt 800 Zellen, so daß ein Zeichenzeilen enthaltender Bereich von 139,7 mm mit einer Auflösung von 0,18 nun pro Zelle überdeckt wird.

Zum Lokalisieren der Zeichendaten prüft der Detektor 54 für das obere und untere Ende der Zeile die Daten in 32 horizontalen Zellenabschnitten oder über eine Breite von 5,69 mm mit einer Auflösung von 0,18 mm pro Zelle. Diese Abschnitte werden als Abtastungen bezeichnet. Bei jeder Abtastung wird ein die Lage des oberen und unteren Endes der Zeile bezeichnendes Datenpaar erzeugt, um aufgrund einer Abtastung mittels der Logikschaltung 56 ein L WC-Signal auf der Leitung 58 zu erzeugen, das der Zeilenwahllogikschaltung 60 zugeführt wird.

Die Speicherung der brauchbaren Videodaten im Abtastspeicher 52 erfolgt nicht vor der Feststellung der ersten, die Daten für das obere und das untere Ende enthaltenden Abtastung. Daher ist es nicht erforderlich, den Abtastspeicher 52 so zu dimensionieren, daß er Videodaten von der gesamten Breite des abgetasteten Bereiches 20 aufnimmt, falls nicht ein besonderer Anwendungsfall der Erfindung sich auf brauchbare Zeichendaten bezieht, die sich über den gesamten Abtastbereich erstrecken. Typischerweise können die Adressendaten eines normalen Briefes zuverlässig in einem Bereich untergebracht werden, der eine Breite von 139,7 mm hat

In einem Ausführungsbeispiel der Steuerlogikschaltung 84 ist eine »Vorherseh«-Logikschaltung vorgesehen, um die Speicherkapazität des Abtastspeichers 52 zu verringern. Dieser Abtastspeicher wird dann so dimensioniert, daß er nur Daten von einem Bereich in der Breite der »Vorherseh«-Strecke, die zur Bestimmung der Lage der gewünschten Zeile bzw. der gewünschten Zeile vor Aktivierung der Zeilenwahllogikschaltung 60 erforderlich ist, speichert. Bei Verwendung der »Vorherseh«-Logikschaltung in der Steuerlogikschaltung 84 werden die Videodaten für die gewünschte Zeile bzw. die gewünschten Zeilen »fliegend« zum Auswahlspeicher 74 übertragen, jedoch durch die Breite des Abtastspeichers verzögert.

Wenn die Daten »fliegend« zum Auswahlspeicher 74 befördert werden, verarbeitet die Zeilenwahllogikschaltung 60 die übertragenen Daten nicht nach vollständiger Oberprüfung des gesamten abzutastenden Bereiches. Daher kann ein Fehler in der Wahl einer Zeile auftreten, die nicht die niedrigste bzw. am tiefsten liegende Zeile war.

In den F i g. 5C und 5D ist der Zustand angezeigt bei dem die anfängliche Auswahl der unteren Zeile fehlerhaft war. In diesem Fall bewirkt die Steuerlogik 84 eine Aufhebung der zunächst getroffenen Wahl der untersten Zeile, und die bis zu diesem Zeitpunkt gesammelten Daten werden vom Auswahlspeicher 74 nicht beachtet Aufgrund der neuen Daten gemäß F i g. 5D wird eine weitere Wahl der unteren Zeile für eine andere Zeile oder andere Zeilen eingeleitet In Fig.5C ist die zunächst gewählte Zeile mit »71« bezeichnet Wie jedoch in Fig.5C zu erkennen ist handelt es

nicht um die unterste Zeüe. In der

nachfolgenden Wahl der untersten Zeile konzentriert sich die Logikschaltung 60 auf die Zeile 73 im Bereich 75, wenn Daten in den Abtastspeicher 52 gelangen.

Während der ersten Abtastung durch den Abtaster wird gem. Fig.5A in den Positionen 2 bis 6 für die Abtastung 1 ein »schwarzes« Zeichenbit χ gespeichert Wie die Tabelle gemäß Fig.5B zeigt erzeugt der Detektor 54 während der ersten Abtastung ein Signal auf der Leitung 76, das das obere Ende der den Abtaster durchlaufenden, unteren Zeile in der Zellenstellung 6 anzeigt. Entsprechend erzeugt der Detektor 54 bei der ersten Abtastung auf der Leitung 80 ein Signal, das das untere Ende der unteren ZeDe in der zweiten Zellenstellung angibt Diese Signale werden durch ein Signal auf der Leitung 86 durch den Speicher 82

rückgeführt, um das mittlere obere Ende der unteren Zeile als Stellung 6 und das mittlere untere Ende der unteren Zeile als Stellung 2 zu speichern.

Das Schriftstück bewegt sich weiter in Richtung des Pfeiles 18 und der Abtaster beginnt die zweite Abtastung der Zeichenzeilenanordnung 20. Für diese zweite Abtastung wird das das obere Ende der unteren Zeile bezeichnende Signal in Zelle 5 und das das untere Ende dieser Zeile bezeichnende Signal in Zelle 2 gespeichert. Die Signale werden mit den im Lagespeicher 82 gespeicherten »mittleren« Daten rückgeführt, um die mittlere oder Durchschnittsinformation auf den letzten Stand zu bringen. Wie Fig.5B zeigt, ist das mittlere obere Ende bei der zweiten Abtastung wieder in Stellung 6 und das mittlere untere Ende in Stellung 2. Während der dritten Abtastung der Zeichenzeüenanordnung 20 werden keine »schwarzen« Zeichendaten in den Speicher 52 verschoben. Somit zeigen die vom Detektor 54 kommenden Signale auf den Leitungen 76 und 80 keine »schwarzen« Zeichendaten an, und diese Signale werden zur Aktualisierung des Lagespeichers 82 rückgeführt. Auch hier liegt das mittlere obere Ende in Stellung 6 und das mittlere untere Ende in Stellung 2.

Der Abtastvorgang wird unter Erzeugung eines Zeilenlagesignals durch den Detektor 54 auf der Leitung 76 entsprechend der Darstellung in Spalte 1 von F i g. 5B fortgesetzt. Die Lagesignale aus Spalte 2 von F i g. 5B bezeichnen ein Signal, das vom Detektor 54 auf der Leitung 80 erzeugt wird. Bei jedem Beginn einer neuen Abtastung und der Erzeugung von aktualisierten Signalen auf den Leitungen 76 und 80 wird der Lagespeicher durch Rückführung der gespeichertem Mittel- oder Durchschnittswerte sowie der letzten Lagesignale auf den neuesten Stand gebracht.

Gemäß der Folge vom »schwarzen« Zeichensignalen gemäß F i g. 5A bezeichnet das nach sieben Abtastungen gespeicherte mittlere obere Signal im Lagespeicher 82 die sechste Zellenstelle und das untere Lagesignal im Speicher 82 die zweite Zellenstelle. Dieses wird fortgesetzt, bis das Ende des wirksamen Lesebereiches (Breite des Abtastspeichers 52) erreicht ist, worauf das letzte mittlere obere Signal und das letzte mittlere untere Signal des Speichers 82 zur Erzeugung des Zeilenfenstersteuersignals auf der Leitung 58 der Suchlogikschaltung 96 zugeführt wird. Es ist auch möglich, mit der »fliegenden« Steuerlogikschaltung 84 den Zeilensuchvorgang kontinuierlich während der Bewegung des Schriftstückes mit dem im Realzeitbetrieb erzeugten L WC-Signal auf der Leitung 58 durchzuführen.

Wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 zeigt, speichert der Zeilenlagespeicher 82 zunächst die der zweiten Zeile der dreizeiiigen Anordnung 20 zugeordneten Daten über das obere und untere Ende der Zeile. Wenn der Abtaster auf die untere Zeile des Schriftstücks gemäß Fig.3 anspricht, werden die Daten bezüglich des oberen und unteren Zeilenendes für die untere Zeile ermittelt und ersetzen die Daten für die mittlere Zeile, bevor der Speicher 82 auf den neuesten Stand gebracht wird. Bevor jedoch der Speicher 82 auf den neuesten Stand gebracht wird, müssen zwei von vier Abtastungen »schwarze« Zeichendaten enthalten, d. h. niedriger liegen als die Zeile, für die die Signale im Speicher 82 gespeichert sind und nicht mit den vorhergehenden Signalen für das obere und untere Ende gekoppelt sein. Dies wird dadurch erreicht, daß das Ausgangssignal der Zeilenlagespeicherlogik 78 mittels Schieberegistern für die Daten betreffend das obere und das untere Ende um vier Abtastungen verzögert werden, um die Daten der drei vorhergehenden Abtastungen zusammen mit der gerade stattfindenden Abtastung zu speichern. Eine andere Bedingung, die erfüllt sein muß, bevor der Speicher 82 auf den neuesten Stand gebracht wird, besteht darin, daß die in den beiden Abtastungen aus den vier Abtastungen enthaltenen »schwarzen« Zeichendaten miteinander gekoppelt bzw. verbunden sein müssen. Wenn nur eine von vier Abtastungen Zeichendaten enthält, die tiefer liegen als die zuvor im Speicher 82 gespeicherten Daten, werden diese Daten nicht beachtet und als Fehlererscheinung im abgetasteten Bereich angesehen.

Wenn sich der abzutastende Bereich entlang dem

Abtaster bewegt, werden die ersten vier Abtastungen der »schwarzen« Zeichendaten im Speicher 52 bezüglich der Anforderungen für die untere Zeile und die Kopplung bzw. Verbindung überprüft Sind beide Anforderungen erfüllt, werden die Lagedaten der ersten der vier Abtastungen in den Zeilenlagespeicher 82 übertragen. Die Speicherlogikschaltung 78 beachtet dann alle Zeilendaten nicht, die eine höher liegende Zeile als die zuvor für die untere, ausgewählte Zeile im Speicher 82 gespeicherten Daten bezeichnen.

Die Aktualisierung der Lagedaten im Speicher 82 wird fortgesetzt, bis alle vier Abtastungen beendet sind. ohne daß ein Signal für das obere oder untere Ende auf der Leitung 76 oder 80 erzeugt wird, oder bis das Ende des zu lesenden Bereiches oder der Schriftstückrand erreicht ist. Das Abstoppen nach vier »schwarzen« Abtastungen ermöglicht eine Worttrennung in einer Zeichenzeile und stellt sicher, daß die untere Zeile den Abtaster durchlaufen hat. bevor die Suchlogikschaltung 96 das Zeilenfenstersteuersignal erzeugt.

In F i g. 6 ist eine Logikschaltung für das Auffinden der unteren Zeichenzeile in der Anordnung 20 dargestellt, in der das Signal für das am weitesten unten liegende obere Ende der Zeile auf Leitung 76 und das Signal für das am weitesten unten liegende untere Ende

der Zeile auf der Leitung 80 zu einem Lagespeicher 98 übertragen wird. Das Signal auf der Leitung 80 gelangt außerdem an einen Vergleicher 100, ein Mittelwertnetzwerk 102, ein NAND-Glied 104 und ein NAND-Glied 106. Im Vergleicher 100 wird das Signal für die tiefste

Lage des unteren Zeilenendes mit dem gerade von einem Speicherregister 108 zugeführten Abschnitt des Mittelwerts verglichen. Sind das Signal auf der Leitung 80 und das Signal vom Register 108 gleich, so erzeugt der Vergleicher 100 auf der Leitung 110 ein Signal, das

einem zweiten Eingang des NAND-Glieds 104, einem Verzögerungselement 112 und NAND-Gliedern 114 und 116 zugeführt wird. Unterschiedet sich das Signal auf der Leitung 80 von dem Signal vom Register 108, so erzeugt der Vergleicher 100 auf der Leitung 118 ein

Signal für das NAND-Glied 120. Ein zweites Eingangssignal für das NAND-Glied 120 ist ein Mittelwertsignal vom Mittelwertregister 1OZ Die Ausgänge der NAND-Glieder 104 und 120 sind mit dem Eingängen eines NAND-Glieds 122 verbunden, das für das Register 108

ein Ausgangssignal erzeugt, um dieses Register gegebenenfalls auf den neuesten Stand des mittleren Wertes des Signals für das untere Zeilenende zu bringen.

Das Ausgangssignal des Verzögerungselementes 112 wird einem zweiten Eingang des NAND-Glieds 106 sowie einem Eingang eines NAND-Glieds 124 zugeführt, dessen zweiter Eingang mit einem Abschnittszähler 126 verbunden ist Mit diesem Abschnittszähler 126

ist außerdem der zweite Eingang des NAND-Glieds 114 gekoppelt

Die Ausgänge der NAND-Glieder 106, 114, 116 und 124 führen zu dem Zeilenlagespeicher 82. Ein Ausgangssignal des Glieds 106 ist ein Datenbit für das mittlere untere Zeilenende und wird im Speicher 82 gespeichert. Das Glied 124 erzeugt Abschnittsanfangsdaten für den Speicher 82 und das Glied 114 Abschnittsenddaten. Das Glied 116 taktet die verschiedenen Datenbits durch den Speicher, und sein zweiter Eingang ist über eine Leitung 128 mit einem Abschnittstaktgeber verbunden.

In F i g. 7 ist ein Ablaufdiagramm des Arbeitsablaufes der Logikschaltung aus F i g. 6 dargestellt. Dieser Ablauf beginnt bei 130 und durchläuft den Schritt 132, um festzustellen, ob das augenblickliche Abschnittssignal ^l:> für das untere Ende auf der Leitung 80 einen Null-Zustand erzeugt Ist dies der Fall, so wird zum Schritt 134 übergegangen, um festzustellen, ob ein vorhergehender Zeilenstart vorhanden war. War kein derartiger Start vorhanden, so wird zum Startschritt 130 übergegangen. Ist ein vorhergehender Zeilenstartschritt begonnen worden, so erfolgt ein Übergang zu einem Null-Zählerschritt 136, um zu einer Abfrage 138 zu gelangen. Befindet sich der Null-Zähler auf einem Wert von weniger als 3, kehrt die Zeilensuchfolge zum Start ^2j zurück und läuft erneut an. Ist der Stand des Null-Zählers gleich oder größer als 3, wodurch das Ende eines Zeilenabschnittes angezeigt wird, so beginnt der Arbeitsablauf die Abtastung zu beenden. Dies ist ein Signal, um die Zeilensuchlogik 96 das Zeilenfenstersteuersignal erzeugen zu lassen.

Ist das augenblickliche Signal für das untere Ende nicht gleich einem Null-Zustand, wird zu einem Schritt 140 übergegangen, um einen Null-Zähler auf Null zu stellen. Dadurch kommt der Ablauf zur Abfrage 142, ^3:> von der aus drei mögliche Wege innerhalb des Arbeitsablaufs gegeben sind. Ist das auftretende Signal für das untere Zeilenende größer als das zuvor gespeicherte Signal, wird zu einem Schritt 144 übergegangen, um den neuen Signalabschnitt auf Null zu bringen und den Arbeitsablauf zum Start 130 zurückzuführen.

Ist das auftretende Signal für das untere Ende gleich dem zuvor gespeicherten Signal, wird von der Abfrage 142 zu einem Schritt 146 für den augenblicklichen Mittelwert übergegangen. Bei diesem Schritt wird der augenblickliche Mittelwert der Signale für das untere Ende errechnet und dann zu einem Schritt 148 übergegangen, mit dem der neue Signalabschnitt für das untere Ende auf Null gestellt wird, worauf der Ablauf zum Start 130 zurückkehrt.

Ist das augenblickliche Signal für das untere Zeilenende kleiner als das gespeicherte Signal, erfolgt ein Übergang von der Abfrage 142 zu einer Abfrage 150, in der der augenblickliche Signalabschnitt für das untere Zeilenende ermittelt wird. Ist der neue Signalabschnitt gleich dem vorhergehenden Signal für das untere Zeilenende, wird zu einem Schritt 152 und einem Rückstellschritt 154 übergegangen. Nach dem Rückstellschritt 154 geht der Arbeitsablauf zu einem Schritt 156 und von dort zum Start 130 über.

Bei ungleichem Ausgangssignal der Abfrage 150 wird zu einem Schritt 158 und von dort zum Start 130 gegangen. Außer für den Abtastbeendigungszustand der Abfrage 138 bewirkt also die Ablauffolge gemäß F i g. 7 eine Fortsetzung der Rückführung zur Aktualisierung der unteren Reihe von mittleren oder Durchschnittssignalen des Registers 108, um die Daten im Zeilenlagespeicher 82 dauernd auf den neuesten Stand zu bringen. Wenn sich beim Null-Zähler 136 ein Abtastendzustand ergibt, gelangt ein das Ende der Abtastung bezeichnendes Signal von der Leitung 92 zur Zeitgeber- und Steuerlogik 84 und triggert die Zeilensuchlogik 96, um das Zeilenfenstersteuersignal für die Zeilenwahllogikschaltung 60 zu erzeugen. Dadurch wird der Auswahlvorgang für eine gegebene Anordnung 20 von Zeichenzeiien beendet und das System gemäß F i g. 2 für das als nächstes den Abtaster durchlaufende Schriftstück rückgestellt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Abtastung und Erkennung von alphanumerische Zeichen enthallenden Zeichenzeilen

— mit einem optischen Abtaster zur gleichzeitigen, kontinuierlichen Abtastung mehrerer Zeilen,

— mit einem an den optischen Abtaster angeschlossenen elektronischen Abtastspeicher zur Zwischenspeicherung der aus der Abtastung erhaltenen Videodaten,

— mit einem Videodaten-Auswahlspeicher, und

— mit einer Zeichenerkennungseinheit,

dadurch gekennzeichnet,

— daß dem Abtastspeicher (52) eine Zeilenwahllogikschaliung (60) für die Aufnahme der Videodaten einer bestimmten Zeichenzeile (71 oder 73) nachgeschaltet ist,

— wobei die bestimmte Zeichenzeile durch einen ebenfalls an den optischen Abtaster (30) angeschlossenen Zeilenbegrenzungsdetektor (54),

— durch eine mit diesem verbundene Zeilenlage-Speicherlogik (78) und

— durch einen dieser nachgeschalteten Zeilenlagespeicher (82), der ausgangsseitig an die Zeilenwahllogikschaltung (60) angeschlossen ist, ermittelbar ist, und

— daß der zur Aufnahme der Videodaten der ausgewählten Zeichenzeile (71, 73) dienende Auswahlspeicher (74) an den Ausgang der Zeilenwahllogikschaltuns (60) angeschlossen und mit der Zeichenerkennungseinheit verbunden ist, die zur Peststellung der Bedeutung bestimmter Videodaten der gespeicherten Zeichenzeile (71,73) dient.