DE2640677A1

DE2640677A1 - Optische zeichenerkennungsanordnung

Info

Publication number: DE2640677A1
Application number: DE19762640677
Authority: DE
Inventors: Eric William Burdis; John Alan Whitfield
Original assignee: Plessey Handel und Investments AG
Current assignee: Plessey Handel und Investments AG
Priority date: 1975-09-11
Filing date: 1976-09-09
Publication date: 1977-03-17
Also published as: AU498121B2; CA1068407A; US4056804A; GB1554164A; JPS5248439A; SE7609967L; FR2324063A1; AU1759576A

Description

8 München 60

Unser Zeichen: P 2312 8.September 1976

PLESSEY HANDEL UND INVESTMENTS AG
Gartenstrasse 2
6300 Zug, Schweiz

Optische Zeichenerkennungsanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Zeichenerkennungsanordnung und insbesondere auf. eine Anordnung mit einem Zeichenabtastkopf zum Abtasten der zu erkennenden Zeichen, der in einem in der Hand zu haltenden Gehäuse untergebracht ist.

Derzeit in Supermärkten, Y/arenhäusern, Büchereien und dergleichen verwendete Batenerfassungssysteme beruhen auf der von Hand ausgeführten Dateneingabe über ein Tastenfeld oder über eine automatische Eingabe mit Hilfe von Vorrichtungen wie dem Plessey-Datengriffel, der in Form von Schildern mit Strichcodes vorliegende Daten lesen kann. Die Verwendung eines Datengriffels oder einer Datensonde, die quer über die mit dem Strichcode versehenen Schilder geführt wird, ist offensichtlich eine große Verbesserung gegenüber einer von Hand durchgeführten Eingabe, und sie ergibt eine schnellere Arbeitsweise mit weniger Fehlern.

Sehw/Ba

ORIGINAL IMSPEGTED

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Strichcodes können jedoch vom Betrachter nicht leicht gelesen _w werden; dies erfordert, daß in Zuordnung zu dem Strichcode ein entsprechendes Schild aufgedruckt wird. Außerdem müssen Strichcode mit engen Toleranzen gedruckt werden, was teuer sein kann.

Es sind bereits optische Zeichenerkennungsanordnungen bekannt, bei denen von einer in der Hand gehaltenen Sonde Gebrauch gemacht wird, die zweidimensionale lichtempfindliche Felder enthalten; die Verwendung eines zweidimensionalen Feldes vereinfacht in einem gewissen Maß das Erkennungsproblem, doch ist diese Anwendung auch teuer, da solche Felder unvermeidbar kostenaufwendig sind. Mit Hilfe der Erfindung soll eine Anordnung geschaffen,werden, die eine in der Hand zu haltende relativ billige Vorrichtung enthält, mit deren Hilfe Zeichen gelesen werden können, die in einem qualitativ ziemlich guten Aufdruck der Schrift A (OCR-A-Schrift) oder einer ähnlichen Schrift wiedergegeben sind.

Nach der Erfindung ist eine optische Zeichenerkennungsanordnung gekennzeichnet durch einen Lesekopf, der ein einzeiliges Feld aus lichtempfindlichen Elementen enthält, einen Taktimpulsgenerator unter dessen Steuerung die Elemente des Feldes nacheinander zur einzelnen Abgabe von Videoausgangsimpulsen aus jedem Element abgetastet werden, wobei die Höhe jedes Impulses von dem auf das Element auftreffenden Licht, von dem es ausging, abhängt, während alle Elemente in einem Durchlauf und wiederholt abgetastet werden, eine Datenspeichervorrichtung, in die die von dem Feld hergeleiteten Ausgangsimpulse unter der Steuerung durch den Taktimpulsgenerator getaktet werden, einen Merkmalsdetektor mit Dur^schaltanordnungen, die abhängig von vorbestimmten, gleichzeitig in zwei oder mehr

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vorbestimmten Stellen innerhalb der Datenspeichervorrichtung enthaltenen Signalen ein Signal liefern, das anzeigt, daß ein Merkmal festgestellt worden ist, wobei mehrere verschiedene Merkmale feststellbar sind, von denen jedes eine gewisse Priorität bezüglich der anderen Merkmale aufweist, eine Prioritätsauswahl-Durchschaltanordnung zum Auswählen des Merkmals, mit der bei jeder Abtastung festgestellten höchsten Priorität, eine Minimalisierungslogik, die abhängig von Signalen aus der Prioritätsauswahl-Durchschaltanordnung arbeitet und für jedes Merkmal eine Ausgangsleitung aufweist, wobei sie an einer jeweiligen Ausgangsleitung ein Signal jedesmal dann abgibt, wenn sich das bei der gegebenen Abtastung ausgewählte prioritätshöchste Merkmal von dem Merkmal unterscheidet, das bei der vorhergehenden Abtastung die höchste ausgewählte Priorität hatte, einen Merkmalspeicherplatz für jedes festgestellte Merkmal, wobei diese Speicherplätze einzeln über eine entsprechende Leitung aus der Minimalisierungfilogik versorgt werden und von ankommenden Signalen der entsprechenden Leitung so getaktet werden, daß in die Merkmalsspeicherplätze getaktete Daten synchron fortgeschaltet werden, und eine Zeichenerkennungslogik, die abhängig von den Signalen in den Merkmalspeicherplätzen ein Ausgangssignal abgibt, das anzeigt, daß ein Zeichen erkannt worden ist, wenn vorbestimmte Merkmale in einer vorbestimmten Folge innerhalb der MerkmalSpeicherplätze auftreten.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, daß die Datenspeichervorrichtung ein mehrstufiges, seriell gekoppeltes Schieberegister ist, und daß die Merkmalspeicherplätze aus selbsttaktenden mehrstufigen, seriell gekoppelten Schieberegistern bestehen, die von ankommenden Daten so getaktet werden, daß eingegebene Daten synchron zueinander fortgeschaltet werden.

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Zum Lesen eines oder mehrerer Zeichen mittels einer optischen Zeichenerkennungsanordnung nach der Erfindung kann vorgesehen sein, daß bei der Anwendung eine Relativbewegung zwischen den Zeichen und dem Feld erzeugt wird, wobei die Zeichen bezüglich des Feldes so angeordnet sind, daß von den Zeichen reflektiertes Licht auf das Feld auftrifft.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung, bei der vorgesehen ist, daß das Feld in einem Gehäuse untergebracht ist, das in der Hand gehalten werden kann, so daß das Feld bezüglich der Zeichen beweglich ist, und daß das Gehäuse ein Linsensystem zum Fokussieren eines zu lesenden Zeichenbildes auf das Feld aus lichtempfindlichen Elementen enthält.

Da das Feld von einer Zeile aus lichtempfindlichen Elementen wie Photodioden gebildet wird und die Abtastrichtung zum Lesen der Zeichen im allgemeinen senkrecht zur Längsachse des Feldes verläuft, ist zu erkennen, daß bei einer merklichen Schrägführung des Feldes bezüglich dieser bevorzugten senkrechten Ausrichtung, in der die Längsachse des Feldes senkrecht zur Abtastrichtung verläuft, die festgestellte Merkmalsfolge von der Folge abweichen kann, die in der bevorzugten Ausrichtung erwartet würde. Zur Vermeidung der Auswirkungen dieser Schrägführung unter Zulassung eines begrenzten Ausmasses einer Schrägführung kann ohne Beeinflussung der Lesegenauigkeit gemäß der Erfindung vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß die Minimalisierungslogik derart ausgebildet ist, daß sie abhängig von einer vorbestimmten, von der Prioritätsauswahl-Durchschaltanordnung erzeugten Merkmalsfolge eine Löschfunktion auslöst, die Störmerkmale in der vorbestimmten Merkmalsfolge aus der Merkmalsspeichervorrichtung löscht, so daß darin nur das gewünschte richtige Merkmal beibehalten wird, das ohne Auftreten der Störeffekte erkannt worden wäre.

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Diese Anordnung, die die Ablesewirksamkeit der Anordnung bei Vorliegen einer Schrägführung verbessert, wird anschliessend noch genauer erläutert.

Eine weitere Verwirrung könnte beim Lesevorgang entstehen, wenn Zeichen erkannt werden sollen, die bei der Abtastung durch das Feld die gleiche Merkmalsfolge erzeugen. Solche Zeichen wie die Zeichen 2 und 5 der Schrift A werden nachfolgend im einzelnen genau erläutert. Zur Vermeidung dieser Verwechslungsmöglichkeit kann eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin bestehen, daß drei weitere Speicher vorgesehen sind, die derart angeschlossen sind, daß sie Zusatzmerkmalspeicher bilden, daß Komparatorvorrichtungen vorgesehen sind, die die Lage des Ausgangspunkts des ersten kennzeichnenden, festzustellenden Merkmals dieses Zeichens in den Datenspeichervorrichtungen mit der Lage des Ausgangspunkts anschliessend festgestellter Merkmale des Zeichens vergleichen und abhängig vom Vergleichsergebnis Daten in einen der drei zusätzlichen Speicher in Abhängigkeit davon eingeben, ob der Ausgangspunkt des anschliessend festgestellten Merkmals "gleich", "oberhalb" oder "unterhalb¹? bezüglich des Ausgangspunkts des ersten festzustellenden kennzeichnenden Merkmals ist, wobei einer der zusätzlichen Speicher dazu verwendet wird, die Daten zu speichern, die zu jeder der Funktionen "gleich", "oberhalb" und "unterhalb⁵¹ gehören.

Zweckmässigerweise kann vorgesehen sein, daß die zusätzlichen Speicher den Merkmalsspeichern im Aufbau gleichen und daß die zusätzlichen Speicher und die Merkmalsspeicher aus mehrstufigen, selbsttaktenden Schieberegistern bestehen, die gegenseitig synchron mit den Schieberegistern getaktet werden, die die Merkmalspeicher bilden.

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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Komparatorvorrichtungen einen Zähler enthalten, der so ausgebildet ist, daß er von einem Taktimpulsgeber kommende Impulse empfängt und während jedes Abtastvorgangs aufwärts zählt und am Ende jedes Abtastvorgangs zurückgesetzt wird, daß ein Zählerstandsspeicher abhängig von dem Zähler dessen Zählerstand speichert, wenn das erste kennzeichnende Merkmal eines Zeichens festgestellt ist, daß ein Addierer zu dem gespeicherten Zählerstand einen Bewertungszählerstand addiert und einen Summenzählerstand an seinen Ausgangsklemmen abgibt, daß ein Subtrahierer vorgesehen ist, der einen Bewertungszählerstand vom gespeicherten Zählerstand subtrahiert und an weiteren Ausgangsklemmen einen Differenzzählerstand abgibt, daß ein erster Komparator in aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen den Zählerstand des Zählers mit dem gespeicherten Summenzählerstand im Addierer vergleicht, daß ein zweiter Komparator in aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen den Zählerstand des Zählers mit dem Differenzzählerstand im Subtrahierer vergleicht, daß eine Durchschaltvorrichtung abhängig von den AusgangsSignalen der Komparatoren an einer von drei Leitungen ein Signal zu einem der drei Zusatzspeicher abgibt, das anzeigt, ob ein nach dem ersten Merkmal ausgewähltes Merkmal von einer Stelle ausgeht, die bezüglich des Ausgangspunkts des ersten Merkmals "gleich", "oberhalb" oder "unterhalb" liegt, und daß Daten aus den drei zusätzlichen Schieberegistern von der Zeichenerkennungslogik abgetastet werden, so daß die Erkennung des Zeichens mit der gleichen Merkmalsfolge als weiteres zusätzliches Merkmal erleichtert wird.

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Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig.1 ein schematisches Blockschaltbild eines in der Hand zu haltenden Gehäuses, das einen Lesekopf zum Abtasten von Zeichen der Schrift A(ÖCR-A-Schrift) enthält,

Fig.2 ein schematisches Blockschaltbild der zum Erkennen eines abgetasteten Zeichens notwendigen Schaltung und .

Fig.3 ein schematisches Blockschaltbild der Richtungsfühlerschaltungen, die einen Teil des Schaltbilds von Fig.2 bilden.

In Fig.1 ist ein Schild 1 dargestellt, das stilisierte Zeichen der Schrift A trägt, die zum Lesen mit Hilfe einer optischen Zeichenerkennungsanordnung erforderlich sind. Die Anordnung enthält eine Sonde 2, die in der Hand gehalten werden kann; in dieser Sonde befinden sich Lichtquellen zum Beleuchten der abzutastenden Daten sowie eine Linse zum Fokussieren des von den abzulesenden Daten reflektierten Lichts auf ein einzeiliges Photodiodenfeld 5. Die Signale, die vom Photodiodenfeld erzeugt werden, wenn die Sonde über die Daten geführt wird, werden von der Elektronikschaltung 6a, 6b verarbeitet, von der sich der Abschnitt 6a im Gehäuse der Sonde befindet, während der Abschnitt 6b an einem von der Sonde entfernten Ort angebracht ist und mit Hilfe einer Leitung 7 ^mi"t der Sonde verbunden ist.

Die elektronische Schaltung ist in Fig.2 in Form eines Blockschaltbilds dargestellt. Zum Zwecke der Abtastung wird das

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Photodiodenfeld 5 in Richtung des Pfeils 8 über ein Zeichen bewegt, das so angeordnet ist, wie in Fig.1 dargestellt ist und das in Fig.2 mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet ist. Das Photodiodenfeld 5 besteht aus einer Zeile aus 64 Photodioden, die seitlich nebeneinander in der Längsrichtung des Feldes angeordnet sind. Die Dioden werden unter der Steuerung durch Signale aus einem Taktimpulsgenerator 9 einzeln abgetastet , der mit einer Frequenz von 300 kHz arbeitet, so daß die Dioden des Feldes 5 sequentiell abgetastet werden. Die Ausgangssignale des Photodiodenfeldes, die aus einzelnen, jeweils von einer eigenen Photodiode ausgehenden Impulsen bestehen, werden über eine Leitung 10 einer Videoverarbeitungs.schaltung 11 zugeführt, die einfach aus einem Signalformer besteht, der dazu dient, das Videoausgangssignal der Photodioden zu einem Rechtecksignal zu formen. Die Ausgangssignale der Videoverarbeitungsschaltung werden nacheinander über eineLeitung 12 in ein Eingangsschieberegister 13 eingegeben. Das Eingangsschieberegister 13 wird mit Hilfe von Impulsen, die ihm über eine Leitung 14 aus dem Taktimpulsgenerator 9 zugeführt werden, synchron mit dem Photodiodenfeld getaktet. Die Anzahl der im Eingangsschiebe- . register vorgesehenen Stufen muß so groß sein, daß ein Datenstreifen, der eine volle Zeichenhöhe überdeckt, gespeichert werden kann; im vorliegenden Fall ist ein 24-stufiges Schieberegister vorgesehen.

Die verschiedenen Stufen des Eingangsschieberegisters sind offensichtlich in Serie geschaltet; sie werden mit Hilfe einer Merkmalsdetektorschaltung 15 überwacht, die abhängig vom Auftreten von Daten in vorbestimmten

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Stufen des Schieberegisters 13 zur Feststellung eines Merkmals arbeitet. In der hier zu beschreibenden Anordnung können sechs Merkmale festgestellt werden; diese Merkmale sind folgendermaßen bezeichnet:

LB : dies ist der lange vertikale Schenkel der in den Zeichen O₁ 1, 4, 6 und 9 auftritt;

SB : dies ist der kurze vertikale Schenkel, der in den Zeichen 1, 2 und 5 auftritt;

D : dies sind die drei horizontalen Schenkel, die in den Zeichen 2, 5 und 8 auftreten;

C : dies sind die zwei horizontalen Schenkel, die in den Zeichen 0 und 1 auftreten;

B : dies sind die zwei dicht nebeneinanderliegenden horizontalen Schenkel, die in den Zeichen 6 oder 9 auftreten, und

A : dies ist der eine horizontale Schenkel, der in den Zeichen 1,4 und 7 auftritt.

Dies gilt dann, wenn es sich bei den hier betrachteten Zeichen um Zeichen der Schrift A (OCR-A-Schrift) oder dergleichen handelt.

Den Merkmalen ist eine Priorität zugeordnet; das Merkmal LB wird dabei als das Merkmal mit di?r höchsten Priorität angesehen, während das Merkmal A als das Merkmal mit der niedrigsten Priorität angesehen wird. Die anderen Merkmale haben

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abnehmende Prioritäten in der eben beschriebenen Reihenfolge, was bedeutet, daß LB die höchste Priorität und dann anschliessend SB, D, C, B und A jeweils eine niedrigere Priorität haben.

Der Merkmalsdetektor zum Feststellen der Merkmale, die im Eingangsschieberegister auftreten, enthält auch eine Prioritätsauswahl-Durchschaltanordnung, die es ermöglicht, daß nur das Merkmal mit der höchsten festgestellten Priorität bei jedem Abtastvorgang an eine der Ausgangsleitungen 16, 17, 18, 19, 20 und 21 eingegeben wird, die der Feststellung der Merkmale LB, SB, D, C, B bzw. A zugeordnet sind. Die Prioritätsauswahl ist erforderlich,· da zu erkennen ist, daß beispielsweise bei der Feststellung des Merkmals D im Eingangsschieberegister 13 bei der Abtastung der gleichen Zeile weitere Merkmale B und A festgestellt werden, während auf Grund der Prioritatsauswahl-Durchschaltanordnung bei diesem Abtastvorgang nur das Merkmal D festgestellt wird und zu einem Ausgangssignal an der Leitung 18 führt. Ausgangssignale an den Leitungen 16 bis 21 werden einer Hinimalisierungslogik 22 zugeführt, die sechs entsprechende Ausgangs-: leitungen 25, 24, 25, 26, 27 und 28 aufweist, auf denen den Merkmalen LB,.SB, D, C, B und A entsprechende Signale übertragen werden.

Die Minimalisierungslogik führt zwei Funktionen aus. Die erste Funktion besteht darin, ein Ausgangssignal nur dann abzugeben, wenn eine Änderung des festgestellten Merkmals eintritt. Dies ist deshalb erforderlich, da das gleiche Merkmal natürlich bei aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen festgestellt v/erden kann; während der wiederholten Feststellung des gleichen Merkmals ändert sich das Ausgangssignal an den Leitungen 23 bis 28 nicht. Sobald ein neues

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Merkmal festgestellt wird, dann wird jedoch auch an eine der Ausgangsleitungen 23 Ms 28 ein neues Ausgangssignal abgegeben. Die zweite von der MiniimLisierungslogik ausgeübte Funktion betrifft die Vermeidung eines Schräglaufs, der auf Grund einer Abtastung eines Zeichens mit Hilfe des Photodiodenfeldes auftritt, die schräg bezüglich einer bevorzugten Position erfolgt, bei der das Feld rechtwinklig zur Zeichenlängsachse liegt. Die Wirkungsweise und die Auswirkung dieser weiteren Schaltungsfunktion der Minimalisierungslogik 22 wird später noch erörtert.

Die an den Leitungen 23 bis 28 aus der Minimalisierungslogik auftretenden Signale werden Schieberegistern 29 bis 34 zugeführt, von denen jeweils eines für Merkmale LB, SB, D, C, B und A vorgesehen ist.

Wenn an einer der Leitungen 23 bis 28 Daten empfangen werden, die die Feststellung eines Merkmals anzeigen, dann werden diese Daten in das entsprechende Schieberegister 29 bis 34- eingegeben, und alle Schieberegister werden so fortgeschaltet, daß sie gegenseitig synchronisiert arbeiten; diese Schieberegister sind selbsttaktende Schieberegister. Das bedeutet, daß bei jedem Empfang eines Datenelements durch ein Schieberegister alle anderen Schieberegister weitergeschaltet werden, so daß der Betrieb der Schieberegister nur vom Empfang der Daten beeinflußt wird und unabhängig von einem Taktimpulsgenerator ist. Die verschiedenen Stufen der Schieberegister bis 34 werden von einem Zeichendecodierer 35 überwacht; wenn dieser Zeichendecodierer 35 eine vorbestimmte Folge von Merkmalen festgestellt hat, dann wird an einer der Ausgangsleitungen 36 ein entsprechendes Ausgangssignal abgegeben, ■ das anzeigt, daß ein bestimmtes Zeichen erkannt worden ist.

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Wenn "beispielsweise das Zeichen 1 abgetastet wird, dann spricht der Zeichendecodierer 35 auf das aufeinanderfolgende Auftreten der Merkmale C, LB, A und SB in den Registern 29 bis 34 an; wenn das Zeichen 2 festgestellt wird, werden nacheinander die Merkmale SB, D und SB gespeichert, während bei der Feststellung des Zeichens 6 die Merkmale LB, B und SB nacheinander gespeichert und zur Zeichenerkennung festgestellt werden.

Venn das Photodiodenfeld 5 während des Abtastvorgangs jedoch schräg zur bevorzugten Lage verläuft, in der es eine wirklich senkrechte Lage zur Längsachse des Zeichens einnimmt, dann werden zusätzlich gewisse Störmerkmale festgestellt. Wenn beispielsweise das Zeichen 1 mit einem schräggestellten Feld abgetastet wird, dann könnten die Merkmale A, C, SB, LB, SB, A, SB, A festgestellt werden. Zur Überwindung dieses Problems wird das Merkmal A als nichtkennzeichnendes Merkmal angesehen und nicht beachtet; die Folgen SB, LB oder LB, SB werden als dem Merkmal LB äquivalente Merkmale angesehen, so daß das Merkmal SB in diesen Merkmalsfolgen aus dem Register gelöscht wird. Die Schaltung zur Durchführung dieser Funktion, mit deren Hilfe die Auswirkungen der Schrägneigung auf ein Minimum verringert werden, ist in der zuvor erwähnten Minimalisierungslogik 22 enthalten.

Ein weiteres möglicherweise auftretendes Problem besteht darin, zwei Zeichen wie die Zeichen 2 oder 5 zu unterscheiden, die beide bei der Abtastung die Merkmalsfolgen SB, D, SB erzeugen. Zur Unterscheidung dieser Zeichen ist eine Richtungfühlerschaltung 37 vorgesehen, die über Leitungen 38, 39 und 40 drei weitere Schieberegister 41, 42 und 43 versorgt, die Informationen enthalten, die den Ausgangspunkt eines Merkmals bezüglich des Ausgangspunkts des ersten Merkmals eines festzustellenden Zeichens

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im Eingangsregister 13 kennzeichnen. Die Register 41, 42 und gleichen den Registern 29 bis 34 hinsichtlich der Stufenzahl und der Tätsache, daß es sich dabei um selbsttaktende, seriell gekoppelte mehrstufige Schieberegister handelt, die gegenseitig asynchron miteinander weitergeschaltet werden, wenn Daten in ein Register eingegeben werden. Wenn also ein Merkmal festgestellt und durch die in eines der Register 29 bis 34 eingegebenen Daten angezeigt wird, dann werden auch in eines der Register 41 bis 43 Daten abhängig davon eingegeben, ob das Merkmal bezüglich seines Ausgangspunkts "gleich", "oberhalb" oder "unterhalb" bezüglich des Ausgangspunkts des ersten in diesem Zeichen festgestellten Merkmals liegt. Diese zusätzliche Information wird in den Zeichendecodierer 35 eingegeben, damit die Unterscheidung zwischen Zeichen wie den Zeichen 2 und 5 erleichtert und ein umfassenderes Zeichenerkennungssystem erhalten wird.

Wenn beispielsweise das Zeichen 2 abgetastet wird, werden folgende Merkmale festgestellt: SB und "gleich", D und "gleich", da der Ausgangspunkt des Merkmals D der gleiche Ausgangspunkt wie beim Merkmal Sb war, sowie SB "oberhalb", da der Ursprung des zweiten Merkmals SB oberhalb des Ursprungs des ersten Merkmals SB lag. Beim Zeichen 5 ergeben sich die Merkmale SB "gleich", D "unterhalb", da der Ausgangspunkt des Merkmals D unterhalb des Merkmals SB liegt, sowie SB "unterhalb", da der Ausgagspunkt des zweiten Merkmals SB unterhalb des ersten Merkmals SB liegt. Die obigen Ausführungen zeigen, daß die Prioritätsauswahlschaltung das Merkmal A unbeachtet läßt,das bei der Abtastung der Zeichen 2 oder 5 mit dem Merkmal SB festgestellt würde.

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Die Richtungsfühlerschaltung ist in Fig.3 genauer dargestellt. Diese Schaltung enthält einen Binärzähler 43, der so ausgebildet ist, daß er am Anfang jedes Abtastvorgangs des Photodiodenfeides 5 mit dem Zählen von Taktimpulsen beginnt. Wenn ein Merkmal festgestellt wird, wird eine Speicherschaltung 44 über die Leitung 45 so angesteuert, d*ß sie den Stand des Zählers speichert, damit der Ausgangspunkt des Merkmals im Eingangsregister 3 angezeigt wird. Damit eine Hysrterese möglich ist, wird zum Zählerstand ein in einem Addierer 46 gespeicherter Bewertungszählerstand hinzuaddiert, und der Zählerstand wird in einem Subtrahierer 47 verringert, so daß zwei Bezugsgrenzzählerstände erhalten werden. Diese zwei Bezugsgrenzzählerstände werden dann in Komparatoren 48 und 49 mit dem Stand des Binärzählers 43 verglichen, und die Ausgangssignale der Komparatoren 48 und 49 werden über Leitungen 50 und 51 in eine getaktete Speicherschaltung 52 eingegeben. Die Leitungen 50 und 51 stehen über eine NOR-Schaltung 53 mit einem weiteren Eingang 54 der getakteten Speicherschaltung 52 in Verbindung. An der Leitung 50 wird somit ein Signal geliefert, wenn sich der Stand des Zählers 43 unter dem unteren Bezugsgrenzstand befindet, während an der Leitung 51 ein signal geliefert wird, wenn der Stand des Zählers 43 gleich oder größer als der obere Bezugsgrenzstand ist. Yfenn an beiden Eingangsleitungen der NOR-Schaltung 53 keine Signale vorhanden sind, dann wird diese Schaltung betätigt, und an der Leitung 54 tritt ein Signal auf* Bei der Feststellung jedes Merkmals wird die Speicherschaltung 52 getaktet und an einer der Ausgangsleitungen 55, 56 oder 57, die den Leitungen 38, 39 und 40 aus Fig.2 entsprechen, wird ein Ausgangs signal geliefert, das zu den "unterhalb"-, "Oberhalb"·

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oder "Gleiche-Registern 41, 42 bzw. 43 übertragen wird.

Die oben beschriebene Anordnung kann im Rahmen der Erfindung in verschiedener Weise abgewandelt werden. Beispielsweise können für die in der Zeichnung dargestellten Schieberegister verschiedeTne Arten von Abtast speichern verwendet werden, und zur .Erzeugung der angegebenen Funktionen können irgendwelche geeigneten Logikschaltungen eingesetzt werden.Die von den Schieberegistern 29 bis 43 gebildeten Merkmalsspeicher können durch einen Direktzugriffspeicher ersetzt werden, dem ein codiertes Signal zugeführt wird, das das festgestellte Merkmal kennzeichnet. Ebenso könnte der Zeichendecodierer 35 ein Mikroprozessor sein.

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Claims

Patentansprüche

Γΐ^Optische Zeichenerkennungsanordnung, gekennzeichnet durch einen Lesekopf, der ein einzeiliges Feld aus lichtempfindlichen Elementen enthält, einen Taktimpulsgenerator unter dessen Steuerung die Elemente des Feldes nacheinander zur einzelnen Abgabe von Videoausgangsimpulsen aus jedem Element abgetastet werden, wobei die Höhe jedes Impulses von dem auf das Element auftreffenden Licht, von dem es ausging, abhängt, während alle Elemente in einem Durchlauf und wiederholt abgetastet werden, eine Datenspeichervorrichtung, in die die von dem Feld hergeleiteten Ausgangimpulse unter der Steuerung durch den Taktimpulsgenerator getaktet werden, einen Merkmalsdetektor mit Durchschaltanordnungen, die abhängig von vorbestimmten, gleichzeitig in zwei oder mehr vorbestimmten Stellen innerhalb der Datenspeichervorrichtung enthaltenen Signalen ein Signal liefern, das anzeigt, daß ein Merkmal festgestellt worden ist, wobei mehrere verschiedene Merkmale feststellbar sind, von denen jedes eine gewisse Priorität bezüglich der anderen Merkmale aufweist, eine Prioritätsauswahl-Durchschaltanordnung zum Auswählen des Merkmals, mit der bei jeder Abtastung festgestellten höchsten Priorität, eine Minimalisierungslogik, die abhängig von Signalen aus der Prioritätsauswahl-Durchschaltanordnung arbeitet und für jedes Merkmal eine Ausgangsleitung aufweist, wobei sie an einer jeweiligen Ausgangsleitung ein Signal jedesmal dann abgibt, wenn sich das bei der gegebenen Abtastung ausgewählte prioritätshöchste

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Merkmal von dem Merkmal unterscheidet, das bei der vorhergehenden Abtastung die höchste ausgewählte Priorität hatte, einen Merkmalspeicherplatz für jedes festgestellte Merkmal, wobei diese Speicherplätze einzeln über eine entsprechende Leitung aus der Minimalisierungslogik versorgt werden und von ankommenden Signalen der entsprechenden Leitung so getaktet werden,daß in die Merkmalsspeicherplätze getaktete Daten synchron fortgeschaltet werden, und eine Zeichenerkennungslogik, die abhängig von den Signalen in den Merkmalspeicherplätzen ein Ausgangssignal abgibt, das anzeigt, daß ein Zeichen erkannt worden ist,wenn vorbestimmte M_erianale in einer vorbestimmten Folge innerhalb der Merkmalsspeicherplätze auftreten.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenspeichervorrichtung ein mehrstufiges, seriell gekoppeltes Schieberegister ist, und daß die Merkmalspeicherplätze aus selbsttaktenden mehrstufigen, seriell gekoppelten Schieberegistern bestehen, die von ankommenden Daten so getaktet werden, daß eingegebene Daten synchron zueinander fortgeschaltet werden.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anwendung eine Relativbewegung zwischen den Zeichen und dem Feld erzeugt wird, wobei die Zeichen bezüglich des Feldes so angeordnet sind, daß von den Zeichen reflektiertes Licht auf das Feld auftrifft.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld in einem Gehäuse untergebracht ist, das in der Hand gehalten werden kann, so daß das Feld bezüglich der Zeichen beweglich ist. ^:

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5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Linsensystem zum Fokussieren eines zu lesenden Zeichenbildes auf das Feld aus lichtempfindlichen Elementen enthält.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Minimalisierungslogik derart ausgebildet ist, daß sie abhängig von einer vorbestimmten, von der Prioritätsauswahl-Durchschaltanordnung erzeugten Merkmalsfolge eine Löschfunktion auslöst, die Störmerkmale in der vorbestimmten Merkmalsfolge aus der Merkmalsspeichervorrichtung löscht, so daß darin nur das gewünschte richtige Merkmal beibehalten wird, das ohne Auftreten der Störeffekte erkannt worden wäre.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei weitere Speicher vorgesehen sind, die derart angeschlossen sind, daß sie Zusatzmerkmalsspeicher bilden, daß Komparatorvorrichtungen vorgesehen sind, die die Lage des Ausgangspunkts des ersten kennzeichnenden, festzustellenden Merkmals dieses Zeichens in den Datenspeichervorrichtungen mit der Lage des Ausgangspunkts anschliessend festgestellter Merkmale des Zeichens vergleichen und abhängig vom Vergleichsergebnis Daten in einen der drei zusätzlichen Speicher in Abhängigkeit davon eingeben, ob der Ausgangspunkt des anschließend festgestellten Merkmals "gleich", "oberhalb" oder "unterhalb"bezüglich des Ausgangspunkts des ersten festzustellenden kennzeichnenden Merkmals ist, wobei einer der zusätzlichen Speicher dazu verwendet wird, die Daten zu speichern, die zu jeder der Funktionen "gleich", "oberhalb" und "unterhalb" gehören.
8. Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Speicher den Merkmalsspeichern im Aufbau gleichen.

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9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Speicher und die Merkmalspeicher aus mehrstufigen, selbsttaktenden Schieberegistern bestehen, die gegenseitig synchron mit den Schieberegistern getaktet werden, die die Merkmalspeicher bilden.
10. Anordnung nach Anspruch 7» 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatorvorrichtungen einen Zähler enthalten, der so ausgebildet ist, daß er von einem Taktimpulsgeber kommende Impulse empfängt und während jedes Abtastvorgangs aufwärts zählt und am Ende jedes Abtastvorgangs zurückgesetzt wird, daß ein Zählerstandsspeicher, abhängig von dem Zähler dessen Zählerstand speichert, wenn das erste kennzeichnende Merkmal eines Zeichens festgestellt ist, daß ein Addierer zu dem gespeicherten Zählerstand einen Bewertungszählerstand addiert und einen Summenzählerstand an seinen Ausgangsklemmen abgibt, daß ein Subtrahierer vorgesehen ist, der einen Bewertungszähler stand vom .gespeicherten Zählerstand subtrahiert und an weiteren Ausgangsklemmen einen Differenzzählerstand abgibt, daß ein erster Komparator in aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen den Zählerstand des Zählers mit dem gespeicherten Summenzählerstand im Addierer vergleicht, daß ein zweiter Komparator in aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen den Zählerstand des Zählers mit dem Differenzzählerstand im Subtrahierer vergleicht, daß eine Durchsehaltvorrichtung abhängig von den Ausgangssignalen der Komparatoren an einer von drei Leitungen ein Signal zu einem der drei Zusatzspeicher abgibt, das anzeigt, ob ein nach dem ersten Merkmal ausgewähltes Merkmal von einer Stelle ausgeht, die bezüglich des Ausgangspunkts des ersten Merkmals "gleich","oberhalb" oder "unterhalb" liegt, und daß Daten aus den drei zusätzlichen Schieberegistern von der Zeichenerkennungslogik abgetastet werden, so daß die Erkennung des Zeichens mit der gleichen Merkmalsfolge als

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weiteres zusätzliches Merkmal erleichtert wird.

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