DE2648641A1

DE2648641A1 - Elektronisches system zum lesen von zeichen

Info

Publication number: DE2648641A1
Application number: DE19762648641
Authority: DE
Inventors: Ercole Giuliano; Orazio Paita; Luigi Stringa
Original assignee: Elsag International BV
Current assignee: Elsag International BV
Priority date: 1975-11-03
Filing date: 1976-10-27
Publication date: 1977-05-26
Also published as: IT1055651B; NL166564B; BE847800A; SE434441B; AU498123B2; NL7612165A; DK147837B; FR2330084B1; NO149903C; NO149903B; ZA766388B; JPS5286734A; DK147837C; CA1066806A; NO763635L; DE2648641B2; SE7610785L; DK478476A; GB1520368A; FR2330084A1

Description

Elettronica San Giorgio - ELSAG - S.p.A-, Genua, Italien

Elektronisches System zum Lesen von Zeichen

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches System zum automatischen Lesen von geschriebenen oder gedruckten Zeichen, mit einem optischen System zum Aufnehmen der Zeichen, einem Fotosensor zum Umsetzen der optischen Signale in elektrische Signale und einem elektronischen System zum umformen der elektrischen Signale in eine Gruppe von digitaler Information, also, kurz gesagt, auf ein elektronisches System zum Lesen der Zeichen und zum Verarbeiten der aus diesem Lesen entstehenden Signale.

Unter einem "elektronischen System zum Lesen von Zeichen" wird ein System von opto-elektronischen Geräten zur foto-elektrischen Umsetzung graphischer Quellen und für die anschließende Umformung der elektrischen Signale in eine Gruppe von digitaler Information, die beispielsweise mit Hilfe eines Systems der Zeichenerkennung weiterverarbeitet werden kann, verstanden. Diese digitale Information entsteht aufgrund der vom Lesesystem durchgeführten Entscheidung, indem die Bedeutung "weiß" oder "schwarz" jedem Punkt der untersuchten Fläche zugeordnet wird. Das Lesesystem fällt diese Entscheidung mit Hilfe eines bestimmten Algorithmus, der durch die Vorrichtung aufgestellt wird. Dieser Algorithmus ar-

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beitet über bekannte mathematische Funktionen, die die Prinzipien des reellen Kontrasts und des hervorgehobenen Kontraste ausdrücken.

Es sind bereits verschiedene elektronische Vorrichtungen zum Lesen geschriebener Zeichen und für die anschließende Verarbeitung der erhaltenen Signale bekannt. Diese Vorrichtungen haben verschiedene Nachteile, insbesondere die Notwendigkeit, daß die zu lesende geschriebene Nachricht einen ausreichend hohen relativen Kontrast aufweisen muß, der in der Größenordnung von 0,4 bis 0,6 liegt.

Verschiedene bekannte Vorrichtungen verwenden Katodenstrahlröhren. Dies bringt jedoch eine erhebliche Schaltungskomplexxtät und entsprechend höhere Kosten und geringere Zuverlässigkeit mit sich sowie die Notwendigkeit häufiger Eichung und Justierungen.

Die gleichen Nachteile aufgrund der Schaltungskomplexität, nämlich höhere Kosten, begrenzte Zuverlässigkeit und die Notwendigkeit der Eichung, ergeben sich bei Geräten mit Laserquellen zum Abtasten des Bilds des zu lesenden Zeichens. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der Notwendigkeit, die Vorlage für die zu ihr-er Abtastung notwendige-Zeit anzuhalten, wodurch die Transportstrecke in abwechselnde Arbeits- und Ruhebewegungen geteilt wird, was die mechanischen Einrichtungen erheblich belastet und gleichzeitig die Vorrichtung geräuschvoll macht.

Bei verschiedenen bekannten Geräten wird das vom fotoelektrischen Umsetzer kommende Signal über eine auf der Basis einer festen Schwelle arbeitende Quantisierung in ein digitales Signal umgeformt. Andere verfeinerte Systeme verwenden eine mehrpegelige Umformung und eine schließliche Digitalisierung, die auch den Kontrast einer den untersuchten Punkt umgebenden Fläche berücksichtigt. In beiden Fällen müssen jedoch die zu lesenden Zeichen hohe qualitative Standards aufweisen.

Demgegenüber zeichnet sich die durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gekennzeichnete Erfindung hauptsächlich dadurch aus, daß das vom fotoelektrischen Umsetzer ausgehende Signal mit Hilfe

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eines bestimmten Algorithmus in ein Digitalsignal umgeformt wird, der einen hervorragenden Kontrast durch seitliche Hemmfeider in adaptiver Weise im Vergleich mit dem Kontrast von Umgebungspunkten betreibt und so ein richtiges Lesen auch in den Fällen ermöglicht, in denen ein sehr niedriger Kontrast in der Größenordnung von 0,2 herrscht.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin durch eine erhebliche Einfachheit der Schaltung und somit durch niedrige Kosten, einen hohen Zuverlässigkeitsgrad und eine geringe Eicherfordernis aus, und zwar teilweise aufgrund der Eigenschaft, daß Festkörper-Fotosensoren verwendet werden und die Signale hauptsächlich digital verarbeitet werden.

Gemäß der Erfindung können auch bewegte Vorlagen gelesen werden, ohne für die Abtastzeit anhalten zu müssen, so daß mechanische Beanspruchungen in den Vorlageträgern sowie unnötige Geräusche vermieden werden und eine erhebliche Lesegeschwindigkeit ermöglicht ist.

Die Erfindung ist vorteilhafterweise in Modularaufbau verwirklichbar, wodurch eine Bauweise von für die gewünschte Lesegeschwindigkeit optimierten Kosten ermöglicht ist.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Unterteilung des Vorlage-Felds in Bereiche der Feststellung von Leuchtdichtekontrast;

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Prinzips des Kontrasthervorhebungsverfahrens mit seitlichen Hemmfeldern;

Fig. 3 einen Blockschaltplan des erfindungsgemäßen elektronischen Systems;

Fig. 4 den Blockschaltplan eines Analogrechners EA in Fig. 3;

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Fig. 5 den Blockschaltplan eines Analog/Digital-Wandlers CAD in Fig. 3;

Fig. 6 den Blockschaltplan eines Digitalprozessors ED in Fig. 3; Fig. 7 den Blockschaltplan einer Zwischenschaltung ITF in Fig.

Wie erwähnt, sind beim automatischen Lesevorgang geschriebener Zeichen die Grundvorgänge die fotoelektrische umsetzung der geschriebenen Zeichen und ihre anschließende Umformung von analogen elektrischen Signalen in eine Gruppe digitaler Informationen. Die zweite Operation kann in verschiedener Weise entsprechend der als Träger für die Durchführung der Umformung gewählten Theorie, also entsprechend dem gewählten und in den Geräteaufbau umgesetzten Algorithmus durchgeführt werden.

Der in dem hier beschriebenen System gerätetechnisch verwirklichte Algorithmus umfaßt die folgenden Operationen:

- Bildkontrast-Funktionsrechnung;

- Funktionsrechnung "hervorgehobener Kontrast", die auf der Basis von Werten durchgeführt wird, die von einer "Feldfunktion¹¹ um die Lesefläche abgeleitet werden? das Ergebnis dieser Rechnung wird kurz als "Feldantwort" bezeichnet;

- zweipegelige Digitalisierung der Feldantwort.

Die theoretischen Prinzipien, die im folgenden kurz beschrieben werden, werden durch die Bezugnahme auf Fig. 1 klarer. In Fig. bezeichnet P(x,y) den gelesenen Punkt, der im folgenden als zentraler Punkt einer Lesefläche A1 bezeichnet wird. In der Nachbarschaft von P befindet sich ein beliebiger Punkt P¹(χ+λ , y+h). Die Lesefläche A1 wird von Bereichen A2 umgeben, die an den vier Ecken der viereckigen Lesefläche A1 vor einem Gesamthintergrund A3 liegen. Den Ausdruck des Bildkontrasts S bezeichnet die bekannte Funktion:

s(x,y) =

¹B

wobei I(x,y) die spezifische Lichtausstrahlung der Lesefläche AT mit dem Punkt

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und Ig die spezifische Lichtausstrahlung der umgebenden Bereiche ist.

Man kann den Kontrast mit Hilfe einer mathematischen Konvention des Multiplizierens über ein Faltungsintegral (convolution integration) der Kontrastfunktion mit einer geeignet gewählten Funktion, die sich für die vorgegebenen Ziele eignet, hervorheben. Eine solche Funktion wird als "Feldfunktion¹¹ bezeic_hnet.

Die Feldfunktion <* ( A,h) am Punkt P* (χ+λ ,γ+h) kann in verschiedener Weise definiert werden, auch entsprechend den Charakteristiken der zu lesenden Zeichen.· Theoretische Studien und praktische Versuche haben zu der im folgenden angegebenen bevorzugten, jedoch nicht einzig möglichen Funktion geführt:

KT

«j ( λ / fr) = wenn P' (χ+ λ , y+h) ε Al

mes Al

-(λ,ίι) =0 für S(x+λ, y+h)<

⁷ Κ1

-K3 Kt

( λ ,h) = für S(x+ λ , y+h) ^ —

mes A^l2

_ Π)

wenn P*(χ+λ,y+h) £ Α2

wobei ϊ

£ = ein Zeichen der Bedeutung "ein Teil (von)" gemäß der Verwendung in der Mengenlehre,

K1 = geeignete Normalisatxonskonstante,

mesAl=Maß der Leseflache At,

K2 = ein Parameter in Abhängigkeit vom Hintergrundrauschen,

K3 = eine Konstante

mesA'2= das Maß der Fläche, die die Punkte der umgebenden Bereiche A2 mit einem Kontrast S^K2/K1 umfaßt.

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- Sr-

In Fig. 2 ist der Verlauf der oben angegebenen Funktionen qualitativ dargestellt. Im einzelnen zeigt das Diagramm a) einen hypothetischen Verlauf der Kontrastfunktion S(x,y) in einer bestimmten Fläche, die die Lesefläche A1, zwei umgebende Bereiche A2 und zwei Hintergrundbereiche A3 umfaßt; Diagramm b) zeigt für die selben Bereiche einen der möglichen Verläufe der Feldfunktion tf ( λ /h) / die im erfindungsgemäßen System verwendet und auf der Basis der Beziehung (1) berechnet ist.

Aus der Beziehung (1) ergibt sich, daß die Feldfunktion am Punkt P' umgekehrt proportional der Größe der Lesefläche A1 ist, die als zentraler Bereich betrachtet wird, sofern P¹ zur Lesefläche A1 gehört. Sie ist eine diskontinuierliche Funktion der Verteilung des Kontrasts Six+λ, y+h), sofern P' zum Bereich A2 gehört. Und sie ist Null, sofern P¹ zum Hintergrund A3 gehört.

Die Feldantwort R(x,y) am Punkt P(x,y), also der hervorgehobene Kontrast, ist berechnet als das Faltungsintegral, bezogen auf die Bereiche A1, A2, A3, der Kontrast- und Feldfunktionen, also:

R(x/Y) = J/ S(x,y) ti (χ+λ ,y+h) ah dh + K4 (2) A1UA2UA3

wobei:

U = das Symbol von "Union" gemäß seinem Gebrauch in der Mengenlehre,

K4 = eine Integrationskonstante.

Der Verlauf der Funktion der Feldantwort R(x,y) ist qualitativ im Diagramm c) der Fig. 2 dargestellt, aus dem die Verwirklichung des Prinzips "Hervorhebung des Kontrasts durch seitliche Hemmfelder" klar wird: tatsächlich stellen die Bereiche A2, in denen die Feldfunktion negativ ist, eine negative Feldantwort dar. Das Hervorheben des Kontrasts erreicht also einen Maximalwert.

Der letzte Schritt des Algorithmus, nämlich die zweipegelige Digitalisierung der Feldantwort, wird dadurch erzielt, daß die bi-

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näre Beschrexbungs funktion ^(,x,y) folgendermaßen definiert wird;

i»(X/y) = 1 wenn R(x,y) > 0

und wenn S(x,y) ^ K5/K1

r(x,y) = 0 wenn R(x,y) < 0 (3)

und wenn S(x,y)^ K5/K1

= 0 wenn S(x,y) < K5/K1

wobei:

K5 = ein vom Hintergrundrauschen abhängiger Parameter, der mit K2 zusammenfallen kann.

Die durch die Beziehung (2) definierte Feldantwort kann auch un ter Verwendung der durch die Beziehung (1) definierten Feldfunk tionen für die Bereiche A1, A2, A3 folgendermaßen geschrieben werden:

^K1 // S(x+X / Y

mes A1 A1
K3 K1

// S(x+X , y + h)dXdh + K4 (4)

mes A¹2 A¹2

Eine Untersuchung der Beziehungen (1), (2), (3), (4) und des Diagramms c) der Fig. 2 ergibt einen grundsätzlichen und bestimmenden Gesichtspunkt: die Arbeitsweise der "Kontrasthervorhebung" umfaßt nicht nur einfach das Überschreiten oder Nichtüberschreiten einer gegebenen Schwelle, sondern einen adaptiven Filterungsvorgang, da sie an jedem Punkt des Felds nicht nur vom Kontrast und so von der Helligkeit des betrachteten Punkts P abhängt, sondern auch vom Kontrast und der Helligkeit der umgebenden Fläche. Dies stellt ein besonderes Charakteristikum der beschriebenen Vorrichtung dar, das den Aufbau der im folgenden beschriebenen Verarbextungsschaltungen beeinflußt.

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Die Anordnung nach Fig. 3 schließt an ein optisches System OTT von an sich bekannter Art an, das das Bild der Vorlage auf einen Fotosensor FS projiziert. Der Fotosensor FS setzt die Lichtstärke der verschiedenen Punkte des Bilds in hierzu proportionale elektrische Ströme um. Die Zahl der ausgehenden Leitungen ist, wie noch veranschaulicht wird, ein Kompromiß zwischen der Lesegeschwindigkeit und den Kosten. Als Beispiel sind in Fig. 3 acht Ausgangsleitungen 1000, 2000,...80OO dargestellt, wodurch festgelegt ist, daß acht identische Gruppen der nachfolgenden Schaltungsteile zu verwenden sind.

Beim beschriebenen Beispiel ist der Fotosensor FS aus einer monolithischen Gruppe von Z Fotodioden zusammengesetzt, deren Schritt, also deren Abstand zwischen zwei benachbarten Elementen, n· beträgt. Die Werte Z und vr sind mit der Größe L der zu lesenden Vorlage und der vom optischen System OTT bewirkten Vergrößerung I durch die Beziehung verknüpft:

ι . L = ir . z

Zwecks einfacherem Schaltungsaufbau der nachfolgenden digitalen Schaltungsteile sollte die Anzahl Z der Fotodioden eine Potenz von 2 sein, z.B. 128, 256, 512 usw. In der folgenden Beschreibung wird beispielhaft ein Fotosensor mit 512 Fotodioden angenommen.

Im Fotosensor .FS werden die Fotodioden aufeinanderfolgend über ein 64-Stellen-Schieberegister abgetastet, das durch geeignete über eine Verbindung 910 kommende Zeitsignale gesteuert wird. Jeder Abtastvorgang wird durch ein Signal "Abtastanfang" begonnen, das über einen der Leiter der Verbindung 910 eintrifft. Sofern das Signal "Abtastanfang" jedesmal wiederholt wird, wenn das Abtasten der 512 Fotodioden vorüber ist, werden die acht Ausgangsleitungen 1000, 2000,...8 0OO niemals gleichzeitig gespeist, sondern ihre Ausgangssignale treten seriell auf. In diesem Fall genügt ersichtlich eine einzige Datenverarbextungsstrecke, also eine einzige Gruppe der nachfolgenden Schaltungsteile.

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Unter der Definition, daß:

t = Zeit zwischen den Abtastungen zweier aufeinanderfolgender Fotodioden,

T = Zeit, die zum Abtasten der 512 Fotodioden erforderlich ist, ergibt sich:

T = 512t

Wird andererseits das Signal "Abtastanfang" jedes Mal gegeben, wenn jedes von mehreren Schieberegistern das Abtasten von 64 Fotodioden durchgeführt hat, mit denen es verbunden ist, so liefern die acht Ausgangsleitungen 1000, 2000,...80OO die Information parallel und speisen somit gleichzeitig die acht Datenverarbeitungsstrecken. In diesem Fall ist, wenn

T¹ = Zeit, die zum Abtasten aller 512 Fotodioden erforderlich ist,

T¹ = 64t
T¹ = T/8

Die Wahl der Zahl der parallelen Leitungen wird beeinflußt durch das Verhältnis der Lesegeschwindigkeit zu den Kosten der Vorrichtung .

Die Betriebsweise der den Fotosensor FS zusammensetzenden Fotodioden ist in der Technik an sich bekannt und braucht deshalb nicht näher beschrieben zu werden.

Die vom Fotosensor FS kommenden Signale werden von einem Analogrechner EA verarbeitet, an den sich ein Analog/Digital-Wandler CAD anschließt. Die vom Wandler CAD kommende Information mit mehr als einem Bit wird in einem Digitalrechner oder Prozessor ED gespeichert und über eine geeignete mathematische Operation, die später im einzelnen beschrieben wird, in eine Zweipegelinformation "0" oder "1" umgewandelt, die somit nur durch ein einziges Bit definiert ist. Diese vom Prozessor ED ausgehende 1-Bit-Information wird einer üblichen Bitstellen- oder Zwischenschaltung

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ITF eingespeist, die diese Information in Wörter mit einer Anzahl von Bits zusammenfaßt, die aufgrund des Wortrahmens der nachfolgenden Verarbeitungsvorrichtungen, die in der Zeichnung nicht dar* gestellt sind und die vom beschriebenen System gelieferte Informationen empfangen, zulässig ist. Beim hier beschriebenen Beispiel werden 16-Bit-Wörter zusammengesetzt. Die Zwischenschaltung ITF sendet diese Wörter auf eine über eine Verbindung 970 kommende Anforderung hin an die nachfolgenden Vorrichtungen.

Ein Zeitgeber TMP beliefert sämtliche Schaltungsbestandteile mit Zeitsignalen, und zwar den Fotosensor FS über die Verbindung 910, die Analogrechner EA über eine Verbindung 920, die Analog/Digital-Wandler CAD über eine Verbindung 930, die Digitalprozessoren ED über eine Verbindung 940 und die Zwischenschaltungen ITF über eine Verbindung 950.

Eine Vorwählschaltung PSL liefert an die Digitalprozessoren ED die bereits beschriebenen Parameter K3, K4, die für die von diesen Prozessoren durchzuführende Verarbeitungsoperation notwendig sind und in der Vorwählschaltung PSL gemäß den Betriebserfordernissen von Hand gewählt werden.

Fig. 4 zeigt einen der Analogrechner EA, und zwar als Beispiel den an die Ausgangsleitung 2000, die aus den acht Ausgangsleitungen 1000,...80OO herausgegriffen ist, anschließenden. Das aus einer Serie von Ladungsimpulsen, die der Beleuchtungsstärke der entsprechenden Fotodioden proportional sind, zusammengesetzte Signal läuft über die Ausgangsleitung 2000. Der Analogrechner EA hat die Aufgabe, von diesen Signalen Stromwerte zu erhalten, die der Beleuchtungsstärke der verschiedenen Fotodioden proportional sind, sowie Werte zu erhalten, die der in einem gewissen Umgebungsbereich erreichten maximalen Leuchtdichte proportional sind. Diese Werte werden durch die folgende Verarbeitungskette erhalten.

Ein üblicher Verstärker PAM hebt den ausgangsseitigen Signalspannungspegel und gibt das verstärkte Signal an einen Impedanz-

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adapter ADT ab. Das von ADT abgegebene Ausgangssignal i(t) wird einem·Integrator INT eingespeist, der daran folgende Umwandlung vornimmt:

Q= J i(t) dt

Das Ausgangssignal ist somit linear mit der Beleuchtung der zur betrachteten Zeit abgetasteten Fotodiode verknüpft. Der Integrator wird von einem über den Leiter der Verbindung 920 vom Zeitgeber TMP (Fig.3) kommendes Signal zeitgesteuert, das bewirkt, daß der Integrator INT nach der Ablesung jeder Fotodiode auf Null zurückgestellt wird.

Das integrierte Signal wird in einem üblichen Verstärker AMP verstärkt und weiter einem Scheiteldetektor RVP eingespeist, der den Maximalwert des vom Verstärker AMP kommenden Signals innerhalb einer gegebenen Zeitspanne speichert. Das Ausgangssignal wird dann einem Impedanzseparator/-adapter .SPA eingespeist.

Die Ausgangssignale des Verstärkers AMP auf einem Ausgangsleiter 2040 und des ImpedanzseparatorsZ-adapters SPA auf einem Leiter 2060, die zu einer gemeinsamen Ausgangsverbindung 2100 zusammengefaßt sind, stellen die Ausgangssignale des Analogrechners EA zum Analog/Digital-Wandler CAD (Fig.3) dar.

Der in Fig. 5 als Blockschaltplan dargestellte Analog/Digital-Wandler CAD wandelt die Eingangsspannung in Wörter aus N binären Elementarinformationen, sogenannten Bits, um. Die Zahl der Quanti-

sierungen 2 hängt von der Genauigkeit, der Umwandlungsgeschwindigkeit und dem Kostenerfordernis ab. Beim beschriebenen Beispiel ist N = 4 vorgesehen. Die Bezugsspannung des Wandlers besteht aus dem Scheitelwert der abgetasteten Fotodiode, der vom Impedanzseparator/-adapter SPA (Fig.4) kommt. Das zu 1 komplementierte Ausgangssignal des Wandlers CAD ist proportional zu:

¹ - ¹B

¹B

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- ve -

wobei:

I = Leuchtdichte am Punkt P(x,y),
I_ = Leuchtdichte des Hintergrunds.

Der Digitalwert ist damit proportional dem Bildkontrast.

Gemäß Fig. 5 umfaßt der Wandler CAD einen üblichen Analog/Digital-Umsetzer CVG in den Gray-Kode. Dieser Kode wird verwendet, um jede mögliche Mehrdeutigkeit während der Umwandlung zu vermeiden. Die vom ImpedanzseparatorZ-adapter SPA (Fig.4) kommende Bezugsspannung wird vom Leiter 2060 geführt und das umzusetzende Signal wird vom vom Verstärker AMP ausgehenden Leiter 2040 geführt.

Das Ausgangssignal des Umsetzers CVG (Fig.5) läuft auf einer vieradrigen Verbindung 2110 zu einem Puffer BUF, der an den vier Leitern seiner Ausgangsverbindung 2120 die eingangsseitig bei 2110 an ihn angelegten Daten unter Zeitsteuerung durch ein über den Leiter der Verbindung 930 vom Zeitgeber TMP (Fig.3) kommendes Zeitsignal speichert. Das gespeicherte Signal wird an einen Wandler TGB vom Gray-Kode in reinen Binärkode angelegt, dessen Ausgangssignal auf den vier Leitern einer Verbindung 2200 zum Digitalprozessor ED weitergegeben wird.

Der Digitalprozessor ED empfängt also vom Analog/Digital-Wandler CAD über die vieradrige Verbindung 2200 die jeden Bildpunkt betreffende Vierbitinformation über den Helligkeitskontrast zwischen dem betrachteten Punkt und dem Hintergrund. Diese Information wird vom Prozessor ED entsprechend dem im theoretischen Abschnitt besprochenen Algorithmus der Kontrasthervorhebung in eine 1-Bit-Information umgewandelt, die als "weiß" oder "schwarz" wirkt.

Der Digitalprozessor ED umfaßt gemäß Fig. 6 eine logische Steuerschaltung CTL, die auf der Basis der vom Zeitgeber TMP über die Verbindung 940 kommenden Zeitsignale an Ausgangsverbindungen 941, 942 und 943 Steuer- und Zeitsignale erzeugt, durch die verschiedene Einzelschaltungen des Prozessors ED in noch beschriebener Weise gesteuert werden.

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Das auf der Verbindung 2200 vom Analog/Digital-Wandler CAD (Fig.3) empfangene 4-Bit-Signal wird in einem Speicher MEM gespeichert, so daß am Signal die durch die Beziehungen (1), -(2), (3) geforderten Operationen durchgeführt werden können. Die Anzahl der zu speichernden Vier-Bit-Informationen hängt von den gewählten Größen der Fläche ab, die den zentralen Punkt P(x,y) umgibt (Fig.1). Beispielhaft wird diese Fläche als Quadrat von 9x9 Punkten angesehen, in deren Mittelbereich ein weiteres Quadrat von 3x3 Punkten die Lesefläche A1 bildet. Ersichtlich können für diesen Bereich auch andere Werte gewählt werden, beispielsweise 5x5 Punkte, 7x7 Punkte, 11x11 Punkte usw. Analog kann die zentrale Lesefläche A1 auf einen Punkt P reduziert oder auf 5x5 Punkte vergrößert werden. Die Wahl der Größe von A1 und A2 hängt wesentlich von den Charakteristiken der zu lesenden Zeichen und von Kostenbeschränkungen ab, die für die Vorrichtung eingehalten werden müssen.

Beim betrachteten Beispiel hat der Speicher MEM (Fig.6) eine Kapazität von (64 . 9) 4-Bit-Wörtern. Er kann mit Hilfe von Schieberegistern oder zugriffsfreien Speichern aufgebaut sein. Jedenfalls muß er ausgangsseitig die auf die letzte Zeile bezogenen Daten stets in der gleichen Spaltenreihenfolge abgeben. Die Verbindung 941 führt deshalb außer den Synchronisiersignalen und den Lese/Schreib-Signalen auch noch die erforderlichen Befehle, um an Ausgangsverbindungen 2250, 2251 und 2252 die Daten der letzten Zeile der Lesefläche A1 verfügbar zu machen und an Ausgangsverbindungen 2210 bis 2215 die Daten der letzten Zeile des Bereichs A2 in der Reihenfolge verfügbar zu machen.

Ein üblicher boolescher Komparator CMP prüft, ob die Daten der letzten Zeile des Bereichs A2 höher oder gleich in Bezug zum gegebenen Parameterwert K2 sind, der in die Beziehung (1) eingeht und auf einer Verbindung 2201 liegt, wie noch gezeigt wird.

Ein Zähler MIS addiert die Zahl der Punkte, für die der vom Komparator CMP durchgeführte Vergleich ein positives Ergebnis erbracht hat. Das Ergebnis stellt die "Menge (mesA'2) dar, die in

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die Definition der Feldfunktion nach der Beziehung (1) eingeht.

Ein Selektor SLT besteht beispielsweise aus einer. Gruppe von UND-Gliedern, die vom Speicher MEM auf den Verbindungen 2210 bis 2215 die auf die Punkte des Bereichs A2 bezogenen Daten und vom Komparator CMP über Verbindungen 2220 bis 2225 die das Ausgangssignal des Vergleich darstellenden Daten empfangen. Ausgangsseitig
treten an Verbindungen 2230 bis 2235 die eingangsseitigen booleschen Werte vom Speicher MEM auf, wenn der Vergleich im Komparator CMP zu einem positiven Ergebnis geführt hat. War das Ergebnis negativ, so tritt eine boolesche "¹¹O" an den Ausgangs-Verbindungen 2230 bis 2235 auf.

Ein Integrator CVA integriert die Werte aller zur Gruppe A¹2 gehörenden Punkte und multipliziert das Ergebnis mit der über eine Verbindung 2227 eintreffenden Menge -K3/mesA'2 gemäß Beziehung
(4). Da diskrete Punkte betroffen sind, wird ein etwaiger Integrationsvorgang angenähert mit Hilfe von Additionen und praktisch durchgeführt durch Addieren aller der Summen der betreffenden
Zeilen.

Der Integrator CVA führt also folgende Operationen aus:

- er summiert die auf den Verbindungen 2230 bis 2235 liegenden
Signale;

- er addiert dieses Ergebnis mit den Ergebnissen der in Übereinstimmung mit den acht vorhergehenden Zeilen durchgeführten
Additionen, wobei die drei im Bereich A2 (Fig.1) nicht enthaltenen Zeilen ausgenommen sind;

- er multipliziert das Ergebnis dieser Operationen mit dem Wert -K3/mesA'2, der über die Verbindung 2227 ankommt.

Damit Information zwischen den parallelen Verarbeitungsstrecken EA-CAD-ED (Fig.3) ausgetauscht werden kann, kann der Integrator CVA (Fig.6) von einer Verbindung 1301, die einen Teil einer Verbindung 1300 (Fig.3) darstellt, Daten empfangen, die sich auf die ersten acht Zeilen beziehen. Weiterhin kann der Integrator CVA seinerseits Daten, die sich auf die letzten acht Zeilen beziehen,

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über eine Verbindung 2301, die einen Teil der Verbindung 23 00 (Fig.3) darstellt, abgeben.

Der von der Steuerschaltung CTL über die Verbindung 943 zeitgesteuerte Integrator CVA kann in verschiedener an sich bekannter Technik dargestellt werden, beispielsweise als Pestwertspeicher oder als programmierte oder verdrahtete Rechenschaltungen.

Ein weiterer Integrator CVB ist analog dem Integrator CVA aufgebaut, er hat jedoch nur drei anstatt sechs Eingänge. Er berechnet durch Additionen angenähert das Integral der Werte aller Punkte, die zur Lesefläche A1 gehören. Das Ergebnis wird dann mit der über Kabel gesendeten Konstanten 1/mesAi gemäß Beziehung (4) multipliziert. Auch in diesem Fall können die sich auf die fünf vorhergehenden Zeilen beziehenden Daten parallel über eine Verbindung 1313 gespeichert werden, die einen Teil der Verbindung 1300 darstellt, und können die auf die letzten fünf Zeilen bezogenen Daten ausgangsseitig auf einer Verbindung 2313 gesendet werden, die einen Teil der Verbindung 2300 darstellt. Der Integrator CVB wird durch von der Steuerschaltung CTL auf der Verbindung 943 eintreffende Signale zeitgesteuert.

Ein üblicher Addierer SUM summiert die AusgangsSignaIe der Integratoren CVA und CVB und gibt ausgangsseitig die Summe auf einer Verbindung 227 0 ab.

Ein Dividierer MTP dividiert die Konstante K3 durch die Menge (mesA'2). Die Konstante K3 kommt in vier Bits auf einer Verbindung 962, die einen Teil der Verbindung 960 darstellt, von der Vorwählschaltung PSL (Fig.3), und die Menge (mesA'2) kommt von einer Ausgangsverbindung 2226 des Zählers MIS (Fig.6). Die resultierende Menge -K3/mesA'2 wird zum Integrator CVA über die Verbindung 2227 geleitet.

Das den mittleren Punkt der letzten Zeile betreffende Signal wird über die Verbindung 2251 einem 5-Bit-Schieberegister RSA eingespeist, dessen Ausgangsverbindung 2255 den Wert des zentralen

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Punkts der Lesefläche wiedergibt. In das Schieberegister wird parallel in die ersten vier Positionen mit auf einer Verbindung 1309, die einen Teil der Verbindung 1300 darstellt, eintreffenden Daten eingespeist und es sendet auf die letzten vier Positionen bezogene Daten auf einer Verbindung 2309, die einen Teil der Verbindung 2300 darstellt. Das Register RSA wird durch von der Steuerschaltung CTL über die Verbindung 942 kommende Signale zeitgesteuert.

Eine Schaltung CCR empfängt vom Analog/Digital-Wandler CAD (Fig.3,5) über die Verbindung 2200 die Digitalsignale, die dem Kontrast proportional sind, und erzeugt die Parameter K2 und K5, die an den Komparator CMP bzw. einen Komparator CFR abgegeben werden. Der Parameter K2 dient der Berechnung der Feldfunktion «j (Beziehung (1)) und der Parameter K5 dient der Berechnung der Funktion der binären Beschreibung <r (Beziehung (3)). Bei einer einfacheren als der beschriebenen Ausführungsform wird die Wahl der Parameter K2 und K5 mit Hilfe üblicher handbetätigter Schalter durchgeführt.

Der Komparator CFR wird beispielsweise durch eine boolesche Verknüpfungsschaltung dargestellt. Er gibt ausgangsseitig auf einer einadrigen Verbindung 2400 eine "1" ab, wenn gleichzeitig:

- der Wert auf der Verbindung 2270 im Vergleich zur von der Vorwählschaltung PSL (Fig.3) über eine Verbindung 961 (Fig.6), die einen Teil der Verbindung 960 darstellt, gelieferten Konstante -K4 höher oder gleich ist;

- wenn der auf der Eingangsverbindung 2255 liegende Wert des zentralen Punkts im Vergleich zum von der Schaltung CCR über eine Verbindung 2202 kommenden Parameter K5 höher oder gleich ist.

In allen anderen Fällen ist das Ausgangssignal des Komparators CFR "0".

Die in ihrem Aufbau in Fig. 7 veranschaulichte Zwischenschaltung ITF sammelt die vom Digitalprozessor ED (Fig.3) kommende Information in Wörter von beispielsweise 16 Bits. Sie kann auch über die Verbindung 970 von den nicht dargestellten nachfolgenden Verarbeitungseinheiten zyklisch abgetastet werden und informiert diese, ob für die Übertragung bereits Daten verfügbar sind oder nicht.

709821/0615 " ¹⁷ ~

Die Information von der Ausgangsverbindung 2400 des Digitalprozessors ED trifft an einem 16-stelligen Schieberegister RPS ein, dessen Schiebeoperationen durch vom Zeitgeber TMP (Fig.3) über eine Verbindung 952, die einen Teil der Verbindung 950 darstellt, kommende Signale tiberprüft und zeitgesteuert werden.

Ein zeitgesteuertes Register REG dient als Pufferspeicher für die vom Schieberegister RPS kommenden Signale. Die Signale werden ausgangsseitig abgegeben, wenn das Schieberegister RPS vollständig beladen ist, und zwar auf ein auf einer Verbindung 951, die ebenfalls einen Teil der Verbindung 950 darstellt, eintreffendes Signal hin.

Ein 16-Zellen-Sender TXR empfängt die Daten vom Register REG und sendet sie parallel auf die Ansteuerung durch ein auf einer Verbindung 971 eintreffendes Signal hin zu den nachfolgenden Verarbeitungsvorrichtungen. Vor dem Senden der Daten wird ein Signal "Daten bereit" auf einen Leiter 972 gegeben. Eine Ausgangsverbindung 2500 umfaßt die zusammengefaßten Datenausgangsleiter und den Leiter 972.

Die Zwischenschaltung ITP wird durch eine Steuerschaltung SNC gesteuert. Diese empfängt über die Verbindung 970 von den nachfolgenden Verarbeitungsvorrichtungen die Zeitsignale, das datenanfordernde Signal und das den Sender TXR ansteuernde Signal. Außerdem empfängt sie über die Verbindung 951 die Information, daß Daten in das Register REG eingespeichert worden sind. Die Folge des Empfangs und der Erzeugung der Signale ist folgende: wenn diese Information auf der Verbindung 951 empfangen worden ist, erzeugt bei der nächsten auf der Verbindung 970 eintreffenden Anforderung nach Daten die Steuerschaltung SNC auf dem Leiter 972 das Signal "Daten bereit". Anschließend erzeugt sie auf der Verbindung 971 ein das Senden ansteuerndes Signal.

Hinsichtlich der Zusammenschaltung der verschiedenen beschriebenen Komponenten wird auf die Zeichnung verwiesen. Im folgenden wird der Betrieb des hinsichtlich seiner Bestandteile beschriebenen

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Systems im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Da zur Untersuchung einer Ebene ein Abtasten in einer Richtung χ (Fig.1) und ein Abtasten in einer hierzu senkrechten Richtung y erforderlich sind, so daß also eine sich auf der Ebene entsprechend der konstanten Richtung χ bewegende Fläche abgetastet werden muß, wird das Abtasten in der Richtung y elektronisch durch den Fotosensor (Fig.3) durchgeführt, der entlang der Richtung y angeordnet ist, so daß zu jedem Zeitpunkt der Fotosensor FS durch die spezifische Lichtausstrahlung von Punkten einer Spalte des abgetasteten Bereichs erregt wird.

Das optische System OTT erzeugt in seiner Fokalebene, in der der Fotosensor FS angeordnet ist, das Bild dieses Bereichs. Die Geometrie und Parameter dieses optischen Systems sind ersichtlich so, daß eine Vergrößerung realisiert wird, die es ermöglicht, daß der Fotosensor die gesamte Höhe des abgetasteten Bereichs deckt.

Wie gesagt, besteht der Fotosensor FS aus 512 Fotodioden, die in acht Abschnitte zu je 64 Fotodioden eingeteilt sind, und wird durch acht parallel arbeitende Schieberegister abgefragt, von denen jedes sequentiell die 64 Positionen, also Fotodioden, des hiermit verbundenen Abschnitts abfragt. Ersichtlich sind auch andere Lösungen möglich, wie beispielsweise die Serienabtastung sämtlicher Fotodioden, oder dazwischenliegende Lösungen mit Gruppen von Abschnittserien, die untereinander parallel verbunden sind.

Jedes Videoausgangssignal des Fotosensors FS wird über eine der Verbindungen 1000, 2000, ..., 8000 dem zugehörigen Analogrechner EA (Fig.4) zugeleitet. Für die Beschreibung des Systems wird im folgenden der Betrieb der an die Verbindung 2000 anschließenden Verarbeitungsstrecke betrachtet.

Das über die Verbindung 2000 laufende Signal besteht aus einer Gruppe von Spannungsimpulsen, von denen jeder proportional der Beleuchtung der entsprechenden Fotodiode ist. Das Signal läuft über

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den Vorverstärker PAM und den Impedanzadapter ADT, wird dann im Integrator INT, wie beschrieben, integriert und wird im Verstärker AMP erneut verstärkt und dann sowohl dem Scheiteldetektor RVP als auch über den Leiter 2040 dem Analog/Digital-Wandler CAD (Fig.5) eingespeist.

. Das vom Scheiteldetektor RVP (Fig.4) kommende Signal, das dem Maximalwert des in AMP verstärkten Signals entsprichtj wird nach dem Durchgang durch den Impedanzseparator/-adapter SPA über die Verbindung 2060 zum Wandler CAD (Fig.5) geleitet. Im Wandler CAD wird das auf 2060 eintreffende Signal als Bezugsspannung des Wandlers verwendet, der das Signal in der beschriebenen Weise umsetzt. Da diese Spannung proportional der maximalen spezifischen Lichtausstrahlung in der Nachbarschaft des abgetasteten Punkts P(x,y) ist, gibt das vom Wandler CAD auf der Verbindung 2200 abgegebene Signal den Kontrast am Punkt P(x,y) an.

In Zusammenfassung des soweit beschriebenen Vorgangs wird darauf hingewiesen, daß das Aufteilen der gesamten zu lesenden Fläche in die Bereiche A1, A2 und A3 sich auf das Signal jeder einzelnen der 512 den Fotosensor FS bildenden Fotodioden bezieht. Jede dieser Fotodioden erzeugt ein Signal (Fig.'2a) , das in die drei Bereiche geteilt ist (Fig.2b,c) und vom Analogrechner EA (Fig.3,4) und dem Analog/Digital-Wandler CAD (Fig.3,5) verarbeitet wird. Jedes der neun von jeder Fotodiode erzeugten Signale, die sich je auf einen der Punkte des Gesamtbereichs, drei davon auf die Lesefläche A1 beziehen, wird in ein 4-Bit-Wort umgewandelt.

Das digitalisierte Signal wird nun über die Verbindung 2200 zum Digitalprozessor ED (Fig.6) geleitet, wo die zur Kontrasthervorhebung führenden Operationen stattfinden. Diese Operationen bewirken das Weglassen von Graupegeln, so daß die Helligkeitsmöglichkeiten des Bilds auf zwei reduziert werden: weiß oder schwarz.

Im Prozessor ED findet die Kontrasthervorhebung gemäß dem in der theoretischen Beschreibung angegebenen Algorithmus statt, auf den für die weitere Abhandlung Bezug genommen wird.

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Es wurde soeben angegeben, daß das Ausgangssignal des Wandlers CAD(Fig.5) proportional dem Kontrast S(x,y) des Bildpunkts ist, so daß, wenn das Ausgangssignal mit v(x,y) bezeichnet wird, die Beziehung gilt:

v(x,y) = K1 S(x,y) (5)

Wird berücksichtigt, daß das eine Fläche der Ebene deckende Oberflächenintegral durch die Summationen um χ und y angenähert werden kann, so kann die die Feldantwort wiedergebende Beziehung (4) folgendermaßen umgeschrieben werden:

R(x,y)=_

mes A1

Y x

ΣΙ Z v(x,y)

Al- A1

K3

mes A¹2

y χ

v(x,y)

A'2 A'2

+K4 (6)

Der Digitalprozessor ED (Fig.6) verarbeitet das auf der Verbindung 2200 eintreffende Signal, indem er die durch die Beziehung (6) angegebenen Operationen durchführt. Die Digital signale werden im Speicher MEM gespeichert. Wie erläutert, hat ja der Speicher MEM eine Kapazität von (64.9) 4-Bit-Wörtern, entsprechend 512:8=64 Fotodioden, die je 9 Signale für die einzelnen Punkte des gesamten Lesebereichs abgeben. Die auf die sechs Punkte der Zeile des Bereichs A2 (Fig.1) bezogenen Signale, die im Speicher MEM (Fig.6) gespeichert werden und auf den Verbindungen 2210 bis 2215 herausgeführt sind, werden im Komparator CMP mit dem Parameter K2 verglichen, der, wie gesagt wurde, von der Schaltung CCR berechnet worden ist und über die Verbindung 2201 eintrifft. Nur solche Signale, für die die Beziehung

gilt, werden unverändert über den Selektor SLT zum Integrator CVA übertragen, da nur diese Signale dem früher definierten Bereich A¹2 angehören. Der diese Signale zählende Zähler MIS gibt ausgangsseitig auf der Verbindung 2226 die Abmessung des Flächenbereichs A¹2 an. Diese Abmessung erreicht den Dividierer MTP, der außerdem den Wert der Konstanten K3 über die von der Vorwählschaltung PSL (Fig.3) kommende Verbindung 960 empfängt. Der Dividierer MTP berechnet das Verhältnis

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fit»

K3

mes A¹2

und der resultierende Wert wird auf der Verbindung 2227 zum Integrator CVA geleitet, der den zweiten Summanden der Beziehung (5) berechnet-, nämlich

_ K3 y χ

v(x,y)

^meS.^A'² Ä72 A'2

Die den Speicher MEM über die Verbindungen 2250, 2251 und 2252 verlassenden Signale entsprechen den drei Punkten der zur Lesefläche A1 (Fig.1) gehörenden Zeile und werden zum Integrator CVB (Fig.6) gegeben, der analog dem Integrator CVA arbeitet, jedoch auf die Lesefläche A1 beschränkt ist. Auf einer Verbindung 2260 wird folgender Wert abgegeben:

1 y χ

_A1 ΣΙ 2_ y(x,y)

^Al A1 Al

A1 Al

Der Wert 1/mesAi ist eine Konstante, die durch Verdrahtung in der Schaltung selbst festgelegt ist.

Die von den in den Integratoren CVA und CVB durchgeführten Operationen resultierende Signale werden im Addierer SUM addiert, an dessen Ausgangsverbindung 2270 ein Signal auftritt, dessen Wert die durch die Beziehung (6) definierte Feldantwort, vermin dert um die Konstante K4, ist, nämlich

R(x,y) - K4

Im Komparator CFR wird dieser Wert mit der Konstanten -K4 verglichen, die über die Verbindung 960 von der Vorwählschaltung PSL (Fig.3) geliefert wird. Ergibt der Vergleich, daß R(x,y) - 0, so ist die erste der Bedingungen der Beziehung (3), die notwendig ist, um <r(x,y) = 1 zu erhalten, verwirklicht.

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Die Erfüllung der zweiten dieser Bedingungen, nämlich S(x,y) = K5/K1, also v(x,y) ^ K5 (Beziehung (5)), wird ebenfalls im Komparator CFR verwirklicht, indem das vom Register RSA über die Verbindung 2255 eintreffende Signal mit den von der Schaltung CCR über die Verbindung 2202 eintreffenden Parametern K5 verglichen wird.

Das Register RSA hat die Aufgabe, das auf den zentralen Punkt der Lesefläche A1 (Fig.1) bezogene Signal um fünf Abtastzeiten zu verzögern. Diese Verzögerung entspricht dem Abstand zwischen dem zentralen Punkt P(x,y) und der letzten Zeile des Bereichs A2 und realisiert so die Gleichzeitigkeit der am Komparator CFR eintreffenden Signale.

Die Verbindung 1300, die die Informationen zu den Schaltungen RSA, CVB und CVA liefert, und die Verbindung 2300, die von diesen Schaltungen kommende Signale sammelt, tauschen Informationen der Werte der Gesamtheiten der Zeilen A¹2 und A1 der zentralen Punkte aus, um eine Unstetigkeit zwischen aufeinanderfolgenden abgeta~ steten Abschnitten zu vermeiden.

Ersichtlich brauchen diese Verbindungen, wenn die Fotodioden im Fotosensor FS (Fig.3) vollständig seriell abgetastet werden, nicht vorhanden zu sein.

Die vom Komparator CFR (Fig.6) auf der Verbindung 2400 ausgehenden Daten werden in der Zwischenschaltung ITF (Fig.7) weiterverarbeitet. Im Schieberegister RPS werden 16-Bit-Wörter gebildet und beim Eintreffen des Zeitsignals auf der Leitung 951 wird das Wort in das Register REG umgeladen. Ein von der Steuerschaltung SNC auf der Verbindung 971 kommendes Ansteuersignal bewirkt, daß das oben beschriebene Wort im Sender TXR eingespeichert wird, der es seinerseits zusammen mit dem von SNC auf der Verbindung 972 kommenden Signal "Datum bereit" an die nachfolgenden Verarbeitungsvorrichtungen abgibt.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Elektronisches System zum automatischen Lesen von geschriebenen oder gedruckten Zeichen, mit einem optischen System zum Aufnehmen der Zeichen, einem Fotosensor zum Umsetzen der optischen Signale in elektrische Signale und einem elektronischen System zum Umformen der elektrischen Signale in eine Gruppe von digitaler Information, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Fotosensor (FS) erzeugten elektrischen Signale unter Hervorhebung des Kontrasts mit Hilfe seitlicher Hemmfelder verarbeitet werden, indem die Signale zum Erzielen einer Kontras tf unkt ion (S) und einer adaptiven Feldfunktion (jf) , die eine nichtkontinuierliche Funktion des Kontrasts und der Leuchtdichte der die Lesefläche (A..) umgebenden Bereiche (A₂,A₃) ist, verarbeitet werden und indem eine Feldantwort (R) durch Bewirken eines Faltungsintegrals der Kontrastfunktion (S) und der Feldfunktion Vj) erhalten wird, wobei schließlich eine Zwei-Pegel-Digitalisierung (<r) der Feldantwort in der Lesefläche gemeinsam auf der Grundlage der Feldantwort und einer vorgegebenen adaptiven Kontrastschwelle (K5/K1), die vom Hintergrundrauschen abhängt,durchgeführt wird.

2. Elektronisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verarbeitung der Signale zum Erhalten der Kontrastfunktion ein Analogrechner (EA) dient, der aus den Signalen sowohl Spannungswerte (auf 2040), die der Beleuchtung der den Fotosensor (FS) bildenden Elemente proportional sind, als auch einen Spannungswert (auf 2060), der dem maximalen in der Nachbarschaft des Lesepunkts erreichten Helligkeitswert (I) proportional ist, erzeugt und diese Spannungswerte einem sie in eine Gruppe von Digitalinformation, deren Digitalwert dem Kontrast (S) in der Lesefläche (A1) proportional ist, umwandelnden Analog/Digital-Wandler (CAD) einspeist.

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INSPECTBO

Elektronisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverarbeitungsvorgang zum Erhalten der adaptiven Feldfunktion (y>) für die die Lesefläche (A1) umgebenden Bereiche (A2) durch die Kombination der folgenden Vorrichtungen durchgeführt ist:

- eines Speichers (MEM), der in Serie die den Kontrast angebenden digitalen Werte, die vom Analog/Digital-Wandler (CAD) ausgehen, empfängt und sie ausgangsseitig in einer vorgegebenen Reihenfolge abgibt, die die umgebenden Bereiche (A2) angibt;

- einer Schaltung (CCR), die die selben den Kontrast (S) angebenden Signale empfängt und ausgangsseitig einen ersten Parameter (K2), der eine Funktion dieses Kontrasts ist, abgibt;

- eines ersten Komparators (CMP), der sowohl die den Kontrast (S) in den umgebenden Bereichen (A2) angebenden Signale als auch den ersten Parameter (K2) empfängt, diese beiden Signale vergleicht und ausgangsseitig ein Signal des booleschen Werts 1 abgibt, wenn der Kontrastwert über dem Parameter liegt;

- eines Selektors (SLT), der die vom Speicher (MEM) ausgehenden den Kontrast angebenden Signale und die vom Komparator (CMP) ausgehenden darauf bezogenen booleschen Pegel empfängt und ausgangsseitig die den Kontrast angebenden Signale abgibt, wenn die booleschen Pegel den Wert 1 haben;

- eines Zählers (MIS), der die vom Komparator (CMP) ausgehenden Signale mit dem booleschen Pegel 1 zählt; und

- eines Dividierers (MTP), der den Wert eines voreingestellten zweiten Parameters (K3) durch das vom Zähler (MIS) abgegebene Ergebnis teilt.

Elektronisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverarbeitungsvorgang zum Erhalten der Feldantwort (R) durch die Kombination der folgenden Vorrichtungen durchgeführt ist:

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- eines ersten Integrators (CVA), der die vom Selektor (SLT) ausgehenden Signale miteinander und mit den Ergeb-

dj.e/

nissen der Additionen der vorhergehenden sich auf die Lesefläche (A1) umgebenden Bereiche (A2) beziehenden Zeilen addiert und das Ergebnis dieser Addition mit dem vom Dividierer (MTP) ausgehenden Signal multipliziert;

- eines zweiten Integrators (CVB), der die die Werte des !Contrasts (S), bezogen auf die Leseflache (A1), angebenden Signale empfängt, sie miteinander und mit den Ergebnissen der Additionen der sich auf die selbe Fläche beziehenden vorhergehenden Zeilen addiert und das Ergebnis dieser Addition mit einem festen Koeffizienten (K1/mesAi) multipliziert; und

- eines Addierers (SUM) , der die Ergebnisse des ersten (CVA) und des zweiten Integrators (CVB) miteinander addiert.

5. Elektronisches System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweipegelige Digitalisierung (σ¹) der Feldantwort (R) durch die Kombination der folgenden Vorrichtungen durchgeführt ist:

- der die den Kontrast (S) angebenden Signale empfangenden Schaltung (CCR), die ausgangsseitig noch einen dritten Parameter (K5), der eine Funktion dieses Kontraste ist, abgibt;

- eines zweiten Komparators (CFR), der einen vierten voreingestellten Parameter (K4), den von jener Schaltung (CCR) kommenden dritten Parameter (K5), das vom Speicher (MEM) über ein geeignetes Register (RSA) kommende den Kontrastwert im zentralen Punkt der Lesefläche (A1) angebende Signal und das vom Addierer (SUM) kommende Signal empfängt und ausgangsseitig ein Signal abgibt, das nur dann den booleschen Wert 1 hat, .wenn er festgestellt hat, daß gleichzeitig der Wert dieses vom Addierer (SUM) kommenden Signals in Bezug zum vierten Parameter (K4) mit entgegengesetztem Vorzeichen größer oder gleich ist -

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und der Kontrastwert im zentralen Punkt der Lesefläche (A1) höher ist als der dritte Parameter (K5), multipliziert-mit einem geeigneten Proportionalitätsfaktor (1/K1), und das in allen anderen Fällen den booleschen Wert 0 hat.

6. Elektronisches System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenschaltung (ITF) die vom zweiten Komparator (CFR) ausgehende Information (auf 2400) in Rahmen sammelt und diese Rahmen den verarbeitenden Vorrichtungen zur Verfügung stellt.

7. Elektronisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotosensor (FS) aus einem monolithischen System von in Gruppen organisierten Fotodioden besteht, die von einer Mehrzahl von zueinander parallel arbeitenden Registern abgetastet werden, welche jeweils mit einer Verarbeitungsstrecke verbunden sind, die aus den zueinander parallel arbeitenden Gruppen von Vorrichtungen zum Verarbeiten des Kontrasts (EA,CAD), der Feldfunktion (MEM, CCR, CMP, SLT, MIS, MTP), der Feldantwort (CVA, CVB, SUM) sowie für die zweipegelige Digitalisierung der Feldantwort (CFR) und außerdem einer Zwischenschaltung (ITF) besteht.

8. Elektronisches System nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Integrator (CVA) zum Verarbei-

.. ten der Feldantwort in dem die Lesefläche (A1) umgebenden Bereich (A2) vom ihm entsprechenden ersten Integrator, der zu der der benachbarten Gruppe von Fotodioden zugeordneten Verarbeitungsstrecke gehört, die Werte der Feldfunktion empfängt, die sich auf die Bereiche beziehen, die die Fläche angrenzend an die Lesefläche umgeben.

9. Elektronisches System nach den Ansprüchen 4 und 7 und gegebenenfalls noch nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Integrator (CVB) zum Verarbeiten der Feldantwort der Lesefläche (A1) vom ihm entsprechenden zweiten Integrator, der zu der der benachbarten Gruppe von Fotodioden zuge-

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ordneten Verarbeitungsstrecke gehört, die Werte der Feldfunktion empfängt, die sich auf die der Lesefläche benachbarte Fläche bezieht.

10. Elektronisches System nach den Ansprüchen 5 und 7 und gegebenenfalls noch nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Register (RSA) zum übertragen des den Kontrast im zentralen Punkt der Leseflache (Al) angebenden
Signals zum zweiten Komparator (CFR) von dem zur der benachbarten Gruppe von Fotodioden zugeordneten Verarbeitungsstrecke gehörenden entsprechenden Register des den Kontrastwert im zentralen Punkt der. der Leseflache benachbarten Fläche angebende Signal empfängt.

11· Elektronisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lesen der Zeichen auf sich
kontinuierlich bewegenden Aufzeichnungsträgern durchgeführt wird.

12. Elektronisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Parameter (K2) und der dritte Parameter (K5)■ , die beim Bilden der Feldfunktion (tf} bzw. bei der zweipegeligen Bigitalisierung (<r) beteiligt sind, von Hand
eingestellt sind.

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