DE2601522C2

DE2601522C2 - Verfahren und Anordnung zur Erfassung von Kurven auf einer Vorlage

Info

Publication number: DE2601522C2
Application number: DE19762601522
Authority: DE
Inventors: Felix Johann Dr. 8000 Muenchen Stockinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-01-16
Filing date: 1976-01-16
Publication date: 1978-05-03
Also published as: DE2601522B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erfassung von auf einer Vorlage aufgezeichneten Kurven mittels eines die Vorlage zellenförmig abtastenden Wandlers, dessen Ausgangssignale codiert werden, wobei die so erhaltenen, die Kurvenform und den Kurvenverlauf enthaltenden Daten vor ihrer Eingabe in die Bilddatei der Datenverarbeitungsanlage einer Datenreduktion unterzogen werden und nur Werte gespeichert werden, die außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegen und bei Geraden nur die Anfangs- und Endposition umfassen und wobei die Datenverarbeitungsanlage ihrerseits die Daten zu einer Wiedergabevorrichtung ausgibt, auf der die Kurven der Vorlage erneut dargestellt werden, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE-OS 24 23 351 bekannt. Die dabei erzielbare Datenreduktion reicht jedoch nicht aus, um die bei der Erfassung von Kurven beliebiger Form auftretenden Datenmengen auf ein vertretbares Maß zu verringern.

Aus der DE-OS 22 15 941 ist ein Verfahren für automatische Bildanalyse bekannt. Bei der Abtastung wird über das zu analysierende Bild ein nach Zeilen und Spalten geordnetes fiktives Raster gelegt und die dadurch entstehenden Rasterelemente zeilenweise fortlaufend abgetastet. Die entsprechend den unterschiedlichen Grauwerten der Rasterelemente gewonnenen unterschiedlichen Abtastsignale werden mit Schwellwerten verglichen. Es werden bei der Abtastung die Lagekoordinaten für das äußerste linke und das äußerste rechte Figurenelement einer Figurensehne bestimmt und abgespeichert, wobei jeder Figurensehne eine fortlaufende Arbeitsnummer zugeordnet wird. Von der Figurensehne werden für das äußerste linke und das äußerste rechte Figurenelement die Koordinatenwerte bestimmt und abgespeichert und die Überlappung in Spaltenrichtung mit der Figurensehne der vorangegangenen Zeile untersucht.

In vielen Fällen besteht der Wunsch, eine Vorlage, z. B. eine Zeichnung, mittels einer automatischen Abtasteinrichtung zu erfassen und die so gewonnenen Daten in einer Datenverarbeitungsanlage zu speichern.

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Dadurch kann ζ. B. der Änderungsdienst stark vereinfacht werden; außerdem lassen sich in beliebiger Weise Teilkopien u. ä. anfertigen. Das Problem, welches bei derartigen Abtastverfahren auftritt ist wesentlich komplizierter als bei den Verfahren zur automatischen Bildanalyse, wo bestimmte Figuren erkannt und gezählt und ihre Figurengröße bestimmt werden sollen, weil hierbei jede beliebige Form von Kurven und Strichen und deren Kombination zugelassen sein muß, wie sie eben bei Zeichnungen auftreten können.

Der Erfindung liegt die Aufgebe zugrunde, ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art eine weitere Datenreduktion zu erzielen und damit die Datenspeicherung zu vereinfachen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

a) bei der Abtastung nur die Koordinatenwerte der Überschreitung und die Endpunkte der Unterschreitung eines Schwellwertes (Hell-Dunkel- und Dunkel-Hell-Übergang) eingespeichert werden,

b) bei Kurven größerer Länge aus den Koordinatenwerten der Übergänge nach a) Mittelpunkte gebildet und eingespeichert werden, welche in der Mitte zwischen den beiden Übergängen liegen,

c) die Einspeicherung des Kurvenverlaufs durch die Koordinatenwerte der Mittelpunkte erfolgt unter Berücksichtigung der Überlappung aufeinanderfolgender Dunkeüntervalle und der Lan c der Dunkelintervalle (zur Bestimmung der StrieriStärke und der Steigung),

d) die Überlappung aufeinanderfolgender Dunkel-Intervalle das Kriterium für eine zusammenhängende Linie und die Nicht-Überlappung ein Kriterium für Einzelelemente oder unterbrochene Kurven darstellt.

Auf diese Weise kann die Erfassung und Aufbereitung graphischer und alphanumerischer Informationen, wie sie bei beschrifteten Strichzeichnungen vorliegen, vollautomatisch durchgeführt werden. Es lassen sich somit auch Konstruktionszeichnungen, die auf normalen Zeichentischen erstellt wurden, auf einfache Weise Rechnern zur Weiterverarbeitung (z. B. zur Änderung, Einfügung von Normbauteilen, statischen Berechnungen usw.) zugänglich machen. Dabei sind keine besonders kostspieligen Bildschirmgeräte erforderlich, und die erstellten Konstruktionen können in einfacher Weise auf den Rechner übertragen werden. Durch die Reduktion der Daten wird der benötigte Speicherbedarf stark verringert und somit die Aufzeichnung und Speicherung der Daten verbilligt.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Schaltung zur Datenvorreduktion vorgesehen ist, welche die Koordinatenwerte der Hell-Dunkel- bzw. Dunkel-Hell-Übergänge bestimmt, daß eine nachgeschaltete Primärdatei vorgesehen ist, in der diese Koordinatenwerte unter Datenreduktion weiterverarbeitet werden und daß eine Bilddatei vorgesehen ist, in welche die so gewonnenen endgültigen Informationen mit minimaler Redundanz eingetragen werden, wo sie für Bildverarbeitung zur Verfügung stehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer Anordnung zur Datenreduktion nach der Erfindung,

F i fe. 2 die Abtastung einer Geraden,

F i g. 3 die Abtastung einer Geraden mit zu geringer Auflösung,

F i g. 4 die Abtastung eir.es Punktes,
F i g. 5 die Abtastung einer flach verlaufenden Geraden,

Fig.6 die Abtastung einer nahezu parallel zur Abtastrichtung verlaufenden Geraden,

F i g. 7 die Abtastung einer punktierten Linie,
F i g. 8 und 9 die Abtastung und Erfassung von zusammenhängenden Linien unterschiedlicher Richtung,

■ ο Fig. 10 und 11 die Abtastung und Erfassung von gekrümmten Kurven,

Fig. 12 die Abtastung und Erfassung von Kreisen bzw. Kreisbögen.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist die die Kurven (z.B. in Form von Strichen, Buchstaben und sonstigen Linitn) tragende Vorlage mit VL bezeichnet. Auf dieser Vorlage, z. B. einer Zeichnung, sind als Kurven die Linien A. B, C und D dargestellt. Die Abtastung der Vorlage VL erfolgt zellenförmig durch einen optoelek- !ronischen Wandler EW. Dieser Wandler kann bevorzugt so ausgeführt sein, daß mehrere Fotodioden parallel nebeneinander angeordnet sind und gleichzeitig über die Vorlage VL bewegt werden. Diese Steuervorgänge werden durch eine Abtaststeuerung SC bewirkt.

Dadurch wird eine größere Anzahl von Zeilen (entsprechend der Zahl von Fotodioden) gleichzeitig abgetastet. Die so erhaltenen elektrischen Signale auf Grund der Abtastung der Kurven A bis D werden einer Datenverarbeitungsanlage DV zugeführt. Diese besitzt

yo in ihrem Eingangsteil DV\ eine Schaltungsanordnung zur Datenvorreduktion und zur Codierung, während der Teil DV2 der weiteren Datenreduktion und der eigentlichen Datenspeicherung dient. Die Datenreduktion ist deswegen erforderlich, weil normalerweise nur sehr wenige Linien erfaßt werden müssen, während der größte Teil der Vorlage VL an sich nicht durch Kurven belegt ist. Andernfalls würde, wenn die anfallende Datenmenge ohne Vorreduktion verarbeitet werden müßte, die Datenmenge für die Weiterverarbeitung und Datenspeicherung in DV2 zu groß werden. Von der Datenspeicherung DV2 aus können die abgespeicherten Signalwerte einem Zeichengerät ZG (Plotter) zugeführt werden. Dieses Zeichengerät enthält eine Schreibvorrichtung, welche auf Grund der von der Datenspeicherung DV2 kommenden Daten bewegt wird und dadurch die auf der Vorlage VL enthaltenen Kurven reproduziert.

Mit der Datenspeicherung DV2 ist außerdem ein Sichtgerät DP verbunden. Auf diesem Sichtgerät DP

so erscheinen ebenfalls die Kurven A, B, C und D der Vorlage VL Das Sichtgerät DP weist einen Zeichenstift ZS auf, welcher es gestattet, bestimmte Teile der Kurven A bis D der Vorlage VL zu markieren. Mittels einer Tastatur TTkönnen die entsprechend markierten Teile der Kurven A bis D durch Eingabe neuer Informationen geändert werden. Diese Änderungsmitteilungen gelangen zu der Datenspeicherung DV2, so daß in einfacher Weise der Änderungsdienst für die Kurven auf der Vorlage VL durchzuführen ist.

An Stelle oder zusätzlich zu dem Zeichenstift ZS kann in bekannter Weise auch die Auswahl bestimmter Teile der Kurven A bis D mittels einer anderen Steuereinrichtung, z. B. einer Rollkugel SE, erfolgen. Diese verschiebt eine bestimmte Markierung so lange auf dem Bildschirm DP, bis sie auf dem gewünschten Kurventeil liegt.

Nimmt man beispielsweise an, daß eine Zeichnung von 100 χ 100cm als Vorlage VL entsprechend Fig. 1 abgetastet werden soll, und geht man ferner von einer

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geforderten Auflösung von ca. 0,1 mm aus, so ergibt sich ein Raster von ca. 2^IJ χ 2¹³ Punkten (= 64 Mill. Punkte = 8000 χ 8000). Für die Abtastung der Vorlage können beispielsweise 100 Fotodioden in einer kammartigen Anordnung vorgesehen werden. Das heißt, je ein derartiger Abtaster könnte nacheinander 80 Abtastvorgänge (in je 100 Zeilen) durchführen (80 χ 100 = 8000). Als Zeichnungsträger für die Vorlage VL wird zweckmäßig ein rotierender Zylinder mit etwa einer Umdrehung pro Sekunde verwendet. Für das angenommene Beispiel ergibt sich für die Abtastung der gesamten Vorlage ein Zeitbedarf von etwa 80 Sekunden. Der Abtaster wird bei den verschiedenen Abtastungen jeweils quer zur Drehrichtung verschoben.

Bereits bei der Abtastung der Bildinformation kann eine Vorreduktion der anfallenden Datenmenge erfolgen. Diese Vorreduktion wird zweckmäßigerweise in der Einrichtung DVX nach Fig. 1 durchgeführt. Sie erfolgt vorteilhaft so, daß die Bildinformation nicht in Form eines äquivalenten Bitmusters digitalisiert wird, sondern nur die Positionsinformationen über die Wechsel von Hell nach Dunkel bzw. von Dunkel nach Hell registriert werden. Der Punktzähler PZ wird zu Beginn jeder Zeile gestartet und zählt während der Abtastung einer Zeile auf die vorgegebene maximale Punktzahl z. B. von 0 bis 8000. Bei Erreichen des Endwertes wird ein Steuersignal an die Abtaststeuerung SCgegeben, welches die Verschiebung des Diodenabtasters bewirkt. Die Nummer der Zeile, in der der Hell-Dunkel-Übergang erfolgt, ist über die jeweilige Diode bekannt und wird als zweite Koordinate in DVl gleichzeitig mit abgespeichert. Hierzu ist jede der z. B. 100 Fotodioden über eine eigene Leitung der Datenreduktionsschaltung in DVl verbunden. Die Übergabe des momentanen Zählerstandes (0-8000 mögliche Bildpunktpositionen in einer Zeile) vom Punktzähler PZ an der Rechner DVl muß genügend schnell erfolgen (z. B. innerhalb von 0,1 ms). Eventuell kann ein gleichmäßiger Datenübergang auch durch den Einsatz eines Pufferspeichers gewährleistet werden. Zusätzlich muß die Information »Beginn einer neuen Zeilenabtastung« weitergegeben werden. Die Zeilenanfangsmarkierung und die Zählerstände des Zieles werden in einer sogenannten Primärdatei im Bereich der Datenverarbeitung DVl abgespeichert. Neben der Zeilenanfangsmarkierung und dem Zählerstand ist somit auch die Lage des Bildpunktes abgespeichert, an dem ein Hell-Dunkel- oder ein Dunkel-Hell-Übergang stattgefunden hat.

In Fig. 2 ist zur Erläuterung der bei der Abtastung auftretenden Probleme eine Gerade G dargestellt, deren Randkanten mit Gl bzw. G 2 bezeichnet sind. Die Abtastung der Geraden G durch den optoelektronischen Wandler EW nach F i g. 1 ergibt Impulse (Überschreitung eines Schwellwertes) der in Fig.2 durch Rechtecke dargestellten Form. Diese Impulse beginnen bei der linken Randkante G1 und enden bei der rechten Randkante G 2, wenn die Abtastung von links nach rechts durchgeführt wird. Bei Pn (i= 1,2,...) erfolgt ein Hell-Dunkel-Obergang. Bei Pa (5=1, 2,...) erfolgt ein Dunkel-Hell-Obergang. Dabei ist angenommen, daß die Strichstärke größer ist als die Auflösung und zwar im folgenden Beispiel doppelt so groß. Geht man beispielsweise von einer Auflösung von 0,1 mm aus, so ergibt sich bei einer Strichstärke von etwa 0,2 mm die dargestellte Verteilung. In die Primärdatei werden folgende Informationen eingeschrieben:

Nummer der Zeile und des Bfldpunktes (Koordina

tenwert) des Hell-Dunkel-Übergangs P₁/ und des Dunkel-Hell-Übergangs P₁₂. Daraus läßt sich der Koordinatenwert des Mittelpunktes M, des jeweiligen Rechteckes ermitteln. Aus der Primärdatei ergibt sich ferner die Größe der Überlappung der Dunkelintervalle, also der Rechtecke entsprechend Fi g. 2. Aus dieser Überlappung läßt sich die Neigung der Geraden G bestimmen. Außerdem ist in der Primardatei die Intervallänge enthalten, d. h. der Abstand zwischen dem

ίο Hell-Dunkel-Übergang und dem Dunkel-Hell-Übergang. Die Intervallänge gibt in Verbindung mit der Steigung der Geraden die Information über die Strichstärke. Je flacher nämlich die Gerade ist, desto größer wird die Intervallänge.

ι <; Die Tatsache, daß eine Überlappung der Dunkelintervalle benachbarter Zeilen auftritt, ist außerdem ein Kriterium dafür, daß eine zusammenhängende Linie vorliegt. Eine Überlappung tritt allerdings nur dann auf, wenn die Beziehung gilt Strichstärke fe Auflösung.

Andernfalls erhält man Punktfolgen in benachbarten Zeilen, wie F i g. 3 zeigt. Die einzelnen Rechtecke dieser Figur zeigen analog zu F i g. 2 die Längen der jeweiligen Intervalle, welche bei der Abtastung entstehen. Diese Auflösung in einzelne unzusammenhängende Intervallfolgen läßt sich vermeiden, wenn man das Bild auf der Vorlage zweimal abtastet, d. h. einmal horizontal und einmal vertikal.

Linien in ungefährer Länge der Strichstärke werden als Punkte interpretiert. Einzelheiten hierzu sind in Fig.4 dargestellt, wo ein Punkt durch den Kreis angedeutet ist und in drei aufeinanderfolgenden Zeilen erfaßt wird. Da in der Umgebung keine weiteren Übergänge auftreten, muß das erfaßte Element ein Punkt sein.

Die Mittelpunkte M, nach Fig.2 dienen zur Approximation der Geraden. Dabei gilt folgende Beziehung:

Es dürfen aber, um Fehler zu vermeiden, die Mittelpunkte des ersten und des letzten Intervalls bei sehr flach verlaufenden Geraden nicht als Anfangs- bzw. Endpunkte der Geraden G betrachtet werden. Dies zeigt sich aus F i g. 5, wo die Mittelpunkte M1 und Mn des ersten bzw. letzten Intervalls nicht genau mit den übrigen Mittelpunkten der zwischenliegenden Intervalle auf einer Geraden liegen. Nimmt man dagegen statt der Mittelpunkte des ersten bzw. letzten Intervalls den Anfangspunkt P_n, des ersten Intervalls bzw. den Endpunkt P_t2 des letzten Intervalls, so liegen die Ur.genauigkeiten für den Anfangs- und Endpunkt der Geraden G innerhalb einer Rastereinheit Die Genauigkeit kann in allen Fällen als ausreichend angesehen werden.

Der Vorteil dieses Verfahrens wird bei sehr flachen Geraden besonders deutlich, wie Fig.6 zeigt Eine Verbindungslinie der Mittelpunkte Mi und M2 dei beiden dort dargestellten Intervalle würde einen völlig anderen Verlauf für die Gerade G geben als diese in Wirklichkeit hat Dagegen liefern der rechte Endpunkt P_i2 des letzten Intervalls und der Anfangspunkt P21 des ersten Intervalls eine recht genaue Information darubei

6s wie die Gerade verläuft Am rechten Ende der Gerader G ergäbe sich bei der Reproduktion eine geringe abei vernachlässigbare Anhebung der Richtung der Geraden, ähnlich wie am linken Ende.

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Während die Koordinaten der Hell-Dunkel- und Dunkel-Hell-Übergänge in der Primärdatei im Rahmen der Datenvorreduktion in 0Vl erfaßt werden, erfolgt die weitere Datenreduktion, also die Bestimmung des Anfangs- und Endpunktes einer Geraden, die Feststellung der Schreibart (punktiert, gestrichelt), die Feststellung der Bestimmungsstücke von Kreisbögen, die Erkennung und Codierung von Schriftzeichen usw. im Teil DV2. Die so gewonnenen Ergebnisse werden in eine Bilddatei eingeschrieben. Da die Verarbeitung der Daten der Primärdatei zu den gewünschten Daten der Bilddatei im allgemeinen nicht in einem Schritt zu bewältigen ist, kann es zweckmäßig sein, als Zwischenschritt eine Zwischendatei mit Hilfsinformat ionen einzufügen. Informationen, die bereits in die Bilddatei übernommen worden sind, werden in der Primärdatei gelöscht, um Doppelverarbeitung zu vermeiden.

Nachfolgend wird beschrieben, wie gestrichelte, strichpunktierte und punktierte Linien erkannt und ihre Information verarbeitet werden.

Die Abspeicherung von Bildelementen, deren Länge unter einer vorgegebenen Größe, z. B. unterhalb von 5 mm liegt, erfolgt nicht gleich in der Bilddatei, sondern zunächst in der Zwischendatei. In diesem Größenbereich werden nämlich Schriftzeichen erwartet. Die Abspeicherung selbst wird in der Zwischendatei zeilenweise durchgeführt und zwar folgendermaßen:

x,y-Koordinate des Mittelpunktes des Intervalls,
x.y-Koordinate des Anfangspunktes des Intervalls,
Jiy-Koordinate des Endpunktes des Intervalls,
Steigung,
Länge.

Sortiert wird nach den Koordinaten des Mittelpunktes M. Dadurch ist der Verlauf einer gestrichelten strichpunktierten oder punktierten Linie eindeutig festgelegt. Die Strichelung muß mit den Tangenten verglichen werden. Weiterhin muß ein Plausibilitätstest für die Abstände durchgeführt werden. Dieser stellt fest, ob es sich um einzelne unabhängige Punkte oder die Punkte einer Linie handelt. Das Endkriterium kann so gewählt werden, daß der Abstand nicht größer als ein vorgegebener Grenzwert ist, beispielsweise nicht größer als 10 mm. F i g. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Lage und Verteilung der Intervalle bei einer punktierten Linie. Die ungleichmäßige Verteilung der Intervalle rührt von der Quantisierung der Abtastung her. Die Punkte sind durch Kreise angedeutet

Nachfolgend werden die Verhältnisse beschrieben, welche dann auftreten, wenn zusammenhängende gerade Linien unterschiedlicher Richtungen erfaßt werden sollen. In F i g. 8 sind zwei Gerade GA und GB dargestellt, die unterschiedliche Steigungen aufweisen. Es sei dabei vorausgesetzt, daß die Gerade GA sehr flach verlauft, d. h, daß die Abszisse a\ größer ist als die Ordinate a₂. Der Anfangspunkt der Geraden GA ist mit Po der Endpunkt mit P, bezeichnet Die anschließende Gerade GB hat als Anfangspunkt den Punkt P, und als Endpunkt den Punkt Pb- Durch die Punkte Po und P, wird eine Gerade gelegt Wenn die Beziehung gut

> r (r = konstant),

Schwellwert von mindestens der Größe einer Rastereinheit (= Zeilenbreite).

In F i g. 9 sind die Verhältnisse angegeben, wenn die

Gerade GA eine größere Steigung aufweist. Das bedeutet, daß die Abszisse a> kleiner ist als die Ordinate a₂. P_a wird als der Endpunkt der Geraden GA angesehen, wenn die Beziehung gilt

¹ <h

dann wird P₁ als Endpunkt der durch Po und P₁ bestimmten Geraden GB aufgestellt r ist dabei ein Es erfolgt keine Gruppierung beim Eintrag in die Bilddatei. Ist ein Punkt P Endpunkt mehrerer Geraden (bzw. Schnittpunkt mehrerer Geraden), so wird dieser Endpunkt als Eckpunkt aus der Primärdatei gelöscht und ein Eintrag in der Nachbarzeile der Zwischendatei gemacht, um die weiteren Geraden im gleichen Punkt enden zu lassen.

Kurven werden entsprechend Fig. 10 und Fig. 11 zunächst nach einem eingangs beschriebenen Verfahren durch einen Polygonzug angenähert Eine automatische Gruppierung der verschiedenen Kurvenformen erfolgt an sich nicht. Die Polygonzüge können aber evtl. durch Kreisbögen ersetzt werden, die als einzige als besondere Kurvengruppierungen ausgewertet und besonders abgespeichert werden. Dies führt zu einer weiteren Datenreduktion.
Das Erkennen von Kreisbögen wird anhand von

jo Fig. 12 beschrieben. Die Kreise bzw. Kreisbögen werden zunächst durch Polygonzüge entsprechend den Fig. 10 und 11 angenähert (in der Bilddatei). Die Beträge der so erhaltenen Teilvektoren Si, S2, S3, S< usw. entsprechend Fig. 12 müssen mit eier Toleranz von ±

.15 einer Rastereinheit rgleich groß sein. Das heißt.

Wenn diese Bedingung erfüllt ist, wird der angegebene Polygonzug als ein Kreisbogen abgespeichert. Zusätzlich muß die Bedingung eingehalten sein, daß die Winkel zwischen zwei benachbarten Vektoren S, und S₁₊1 mit einer Toleranz von ± <5 gleich groß sein müssen. Die Abschätzung kann am einfachsten über das Skalarprodukt erfolgen.

Zur Abspeicherung des Kreises bzw. eines Kreisbogens wird ferner der Mittelpunkt MK des Kreises benötigt Aus drei aufeinanderfolgenden Punkten Po, Pi und P2 wird zunächst der Kreismittelpunkt MK bestimmt Bei jedem weiteren Punkt wird geprüft, ob er innerhalb der zulässigen Toleranzen noch als auf dem Kreis liegend angesehen werden kann. Wenn ja, wird der Kreis zur Verbesserung der Genauigkeit nachkorrigiert Die Begrenzungspunkte (d. h. Anfang und Ende des Kreises) werden vom Mittelpunkt MK aus durch die Richtung bestimmt oder einfacher durch ihre Koordinatenwerte.

Gestrichelte oder strichpunktierte oder punktierte Kurven bzw. Kreisbögen werden in analoger Weise erkannt, wie bei den gestrichelten Geraden vorhergehend bereits beschrieben wurde.

Ein weiteres im Zusammenhang mit der Abtastung der Vorlagen auftretendes Problem ist die Zeichenerkennung, d.h. das Feststellen von Buchstaben und Ziffern. Damit die Elemente eines Zeichens in der Zwischendatei abgespeichert werden können, muß die Schrifthöhe kleiner als der vorgegebene Wert, also kleiner als z. B. 5 mm, sein. Der Zeichenerkennungsvor-

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gang beginn!., nachdem gestrichelte usw. Linien größerer Länge aus der Zwischendatei bereits gelöscht wurden. Zeichen bestehen mit Ausnahme des Buchstabens I aus mindestens zwei zusammenhängenden Linien (Geraden und Kurven). Es werden diese »Bäume« in den

eingezeichneten Daten gesucht. Unter Berücksichtigung der vorliegenden Schriftgröße kann damit das Buchstabenfeld auf der Vorlage VL festgelegt werden. Ähnlich verhält es sich mit beliebig über die Vorlage verstreuten Zeichen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

26 Ol Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erfassung von auf einer Vorlage aufgezeichneten Kurven mittels eines die Vorlage s zellenförmig abtastenden Wandlers, dessen Ausgangssignale codiert werden, wobei die so erhaltenen, die Kurvenform und den Kurvenverlauf enthaltenden Daten vor ihrer Eingabe in die Bilddatei der Datenverarbeitungsanlage einer Datenreduktion unterzogen werden und nur Werte gespeichert werden, die außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegen und bei Geraden nur die Anfangs- und Endposition umfassen und wobei die Datenverarbeitungsanlage ihrerseits die Daten zu einer Wiedergabevorrichtung ausgibt, auf der die Kurven der Vorlage erneut dargestellt worden, dadurch gekennzeichnet daß

a) bei der Abtastung nur die Koordinatenwerte der Überschreitung (Pn) und die Endprodukte _lr> der Unterschreitung (Pa) eines Schwellwertes (Hell-Dunkel- und Dunkel-Hell-Übergang) eingespeichert werden,

b) bei Kurven größerer Länge aus den Koordinatenwerten der Übergänge nach a) Mittelpunkte (Mj) gebildet und eingespeichert werden, welche in der Mitte zwischen den beiden Übergängen (P,i und Pa) liegen,

c) die Einspeicherung des Kurvenverlaufs durch die Koordinatenwerte der Mittelpunkte (Mi) erfolgt unter Berücksichtigung der Überlappung aufeinanderfolgender Dunkelintervalle und der Länge der Dunkelintervalle (zur Bestimmung der Strichstärke und der Steigung).

d) die Überlappung aufeinanderfolgender Dunkel-Intervalle das Kriterium für eine zusammenhängende Linie und die NichtÜberlappung ein Kriterium für Einzelelemente oder unterbrochene Kurven darstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unter sehr spitzem Winkel zur Abtasteinrichtung verlaufenden Kurven als Anfangspunkt der erste Hell-Dunkei-Übergang und als Endpunkt der letzte Dunkel-Hell-Übergang benutzt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erfassung von gekrümmten Kurven diese durch Geradenstücke angenähert werden, deren Länge in Abhängigkeit von der Krümmung der Kurve gewählt ist, so daß bei minimalem Speicheraufwand vorgegebene Toleranzwerte nicht überschritten werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kreisbögen durch die Koordi- ^ natenwerte ihres Mittelpunktes (MK) und durch den Kreisradius bestimmt werden und daß die Begrenzungspunkte durch die Richtung der Begrenzungspunkte vom Mittelpunkt (MK) aus oder durch die Koordinatenwerte der Begrenzungspunkte festgelegt sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß gekrümmte Kurven darauf überprüft werden, ob Teilstücke größerer Länge durch Kreisbögen ersetzt werden können, die als solche hs abgespeichert werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kurven, die in Breite und Höhe unter einem vorgegebenen Schwellwert liegen durch Zeichenanalyse darauf untersucht werden, ob es sich um Schriftzeichen handelt und ihnen zutreffendenfalls ein vorgegebener Code zugeordnet wird.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zur Datenvorreduktion (DVi) vorgesehen ist, welche die Koordinatenwerte der Hell-Dunkel- bzw. Dunke!-Hell-Übergänge bestimmt, daß eine nachgeschaltete Primärdatei (DV2) vorgesehen ist, in der diese Koordinatenwerte unter Datenreduktion weiterverarbeitet werden und daß eine Bilddatei vorgesehen ist, in welche die so gewonnenen endgültigen Informationen mit minimaler Redundanz eingetragen werden, wo sie für Bildverarbeitung zur Verfügung stehen.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Primärdatei und der Bilddatei eine Zwischendatei vorgesehen ist