DE2706655C3 - Verfahren zum Klassifizieren von Gegenständen entsprechend ihrer Oberflächenleuchtstärke - Google Patents

Description

2. Vcrfahi c π nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstä.-keparameter des Bildes einzeln mit den tnisprechendt.i Parametern der Bildvorlagen verglichen werden, wobei jeweils die Differenz ermit'elt wird, und daß die Summe der Absolutwerte der Differenzen berechnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wichtung der Absolutwerte der Differenzen erfolgt, indem die Differenzen zwischen den entsprechenden Parametern mit einer Konstanten multipliziert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Potenzierung der Differenzen zwischen den Kennwerten erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildstreifen in ihre Farbkomponenten zerlegt werden, daß die Leuchtstärkeparameter für jede Farbkomponente separat ermittelt werden und daß die Differenzbildung zwischen den Leuchtstärkeparametern der Farbanteile des Bildes und den Parametern der entsprechenden Farbanteile der Bildvorlagen erfolgt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dach einem der Ansprüche I bis 5. mit einer Bildaufnahmeeinrichtung, einem Analog-Digitaiumletzer und einer Einrichtung zur Bestimmung der Verteilungsfunktion der Leuchtdichte-Häufigkeiten durch Akkumulierung und Speicherung der Leuchtdichtewerte, dadurch gekennzeichnet, daß eine arithmetische Einheit (15) die Gesamtzahl der Bildpunkte in gleiche Teile teilt, die nach verschiedenen Leuchtdichteniveaus geordneten Bildpunkte zählt und die Leuchtstärkeparameter bestimmt, die den Punkten entsprechen, die dieselbe Ordnungszahl

der Intervallgrenzen haben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speicher- und Vergleichseinheit (16) einen Adressenselektor (34) für einen Speicher (39), dessen Kapazität gleich der Anzahl der abgespeicherten charakteristischen Parameter ist, enthält, daß bei Eintreffen eines Leuchtstärkewertes an dem Adressenselektor (34) die entsprechende Speicherzelle ihren Inhalt an einen Addierer (36) ausgibt, wo er um eine Einheit inkrementiert wird, und daß das inkremente Signal über ein Register (28) in die Speicherzelle des Speichers (39) zurückgegeben wird.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zähler (38) für die Anzahl der zwischen zwei voreingestellten Schwellwerten liegenden Leuchtstärkesignale vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher- und Vergleichseinheit (16) einen Speicher (50) für die Parameter der Bildvorlagen und ein Register (56) zur Speicherung der entsprechenden Leuchtstärkeparameter des Bildes enthält, und daß der Speicher (50) und das Register (56) mit einer Schaltung (57, 58, 59) verbunden sind, die die Differenzwerte zwischen den einzelnen Parametern und anschließend die Absolutwerte der so erhaltenen Differenzen bildet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zur Wichtung der Absolutwert der Differenzwerte vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zur Potenzierung der Absolutwerte der Differenzwerte vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher- und Vergltichseinheit (16) einen Schwellenwertkomparator (60) enthält, der an den Ausgang dei .Schaltung (57, 58, 59) zur Lieferung des Absolutwertes der Differenzwerte zwischen den Kennwerten angeschlossen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche fc bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufnahmevorrichtung vorgesehen ist. die die Bildvorlagen in ihre Farbanteile ztrlegt. daß die Speicher- und Vergleichseinrichtung (16) für jeden Farbanteil des Bildes einen unabhängigen Speicher- und Vergleichsblock enthält, und daß die verschiedenen Speicher- und Vergleichsblocks gleichzeitig arbeiten.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher- und Vergleichseinheit (16) für die Parameter eines jeden Farbanteils des Bildes eine eigene Speicher- und Vergleichseinrichtung aufweist, und daß Addierer (59) fur die Absolutwerte der gewichteten oder potenzierten Differenzwerte in Serie geschaltet sind, so daß der Inhalt eines jeden Addierers zum Inhalt des vorhergehenden Addierers hinzuaddiert wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Klassifizie- »v> ren von Gegenständen entsprechend ihrer Oberflächenleuchtstärke, wobei ein abgetasteter Bildstreifen in Bildpunkte zerlegt und jedem abgetasteten Bildpunkt ein analoger Leuchtstärkewert zugeordnet wird, jeder

analoge Leuchtstärkewert in einen digitalen Wert umgewandelt wird, der einem bestimmten Leuchtstärkeniveau einer Leuchtstärkeskala entspricht und durch Akkumulieren der Werte gleichen Leuchtstärkeniveaus eine Häufigkeits-Verteilungsfunktion ermittelt wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (US-PS 39 22 090) werden die farbigen Fasern eines Geldscheines nach Farben klassifiziert, wobei nur solche Fasern ausgewertet werden, deren Breite ein bestimmtes Maß übersteigt Die Fasern der einzelnen Farben werden gezählt, um für jede Farbe die Gesamtzahl der betreffenden Bildpunkte festzulegen. Bei Erreichen einer voreingestellten Minimalzahl von Bildpunkten einer Farbe wird ein Signal an eine UND-Schaltung abgegeben. Wenn die voreingestellten Minimalzahlen für alle Farben erreicht sind, schaltet die UND-Schaltung durch, wodurch angenommen wird, daß der Geldschein echt ist Dieses bekannte System ist aufgrund der Zählkapazitäten der die Bildpunkte der einzelnen Farben zählenden Zähler jeweils ausschließlieh dazu geeignet die Identität eines zu prüfenden Bildes mit einer einzigen ganz bestimmten Vorlage zu prüfen. Die Klassifizierung von Bildern verschiedener Kategorien ist auf diese Weise nicht möglL-h. Das System kann nur verwendet werden, wenn es sich um lithographische Prüfbilder oder um solche Prüfbilder handelt, bei denen an jedem Punkt die Anwesenheit oder Abwesenheit einer bestimmten Farbe mit einer vorbestimmten Schwell»· festgestellt werden kann. Dies ist aber häufig nicht der Fall, z. B. bei gebrauchen oder verblichenen Lithographien, sowie bei industriellen Gegenständen, bei denen das Farbdichte-Niveau eines Punktes von Produkt zu Produkt unterschiedliche Werte annehmen kann, wie z. B. bei Fliesen.

Ferner ist ein Instrument zur optischen Bilddatenerfassung bekannt (»Mitteilungen für Wissenschaft und Technik«, Sonderdruck 1970, Herausgeber Ernsl Leitz GmbH, Wetzlar, Seiten 1 bis 24), bei dem eine lineare Unterteilung des Grauwertbereiches eines Bildes von schwarz bis zum hellsten Bildpunkt in Teilintervalle erfolgt. Hier wird die Leuchtdichteskala in Intervalle unterteilt, denen die Grautöne der einzelnen Punkte zugeordnet werden. Bei einem derartigen System muß zunächst eine Grauwerteichung durch justierung unter optischer Beobachtung durchgeführt werden, wobei jeweils die schwärzesten bzw. hellsten Bildstellen ermittelt werden, um die Grauskala für das betreffende individuelle Bild festzulegen. Da jede Bildanalyse verschiedene Justiervorgänge erfordert, ist das System langsam. Es ermöglicht außerdem keine Gegenüberstellung mit Vorlagenbildern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es möglich ist, eine große Anzahl von zu prüfenden Bildern in kurzer Zeit zu erkennen bzw. zu klassifizieren und einer sehr großen Anzahl von Bildvorlagen im Realzeitbetrieb zuzuordnen. Die Zuordnung soll einerseits möglichst exakt sein, andererseits aber mit solchen Toleranzen erfolgen, daß in schneller Folge gearbeitet werden kann, so daß bereits geringfügige Abweichungen eines zu prüfenden Bildes von einer Vorlage dazu führen, daß das Bild dieser Vorlage nicht zugeordnet wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die folgenden Merkmale vorgesehen:

a) es wird das Integral über die Häufigkeits-Verteilungsfunktion g(li) gebildet und die integrierte

Häufigkeitsfunktion G(Ii) in eine Anzahl Ngleicher Häufigkeits-Intervalle unterteilt,

b) die den Intervallgrenzen entsprechenden Leucht Stärkeparameter werden ermittelt, gespeichert und von bereits abgespeicherten charakteristischen Parametern einer Reihe von Bildvorlagen substrahiert,

c) das zu erkennende Bild wird zu derjenigen Vorlage klassifiziert, die bei der Differenzbildung den kleinsten und unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegenden Wert liefert

Die für den Vergleich benutzten Parameter sind also nicht die einzelnen Werte der Häufigkeits-Verteilung,

ΙΊ sondern diejenigen Leuchtstärkewerte bzw. Leuchtdichtewerte, die den Intervallgrenzen der integrierten Häufigkeitskurve entsprechen. Würde man die Werte der Häufigkeitskurve als Kennwerte für den Vergleich mit der Bildvorlage benutzen, so würde sich keine große

in Erkennungssicherheit ergeben, weil diese rein statistische Auswertung der Leuchtdichte ■.·. <.Tte nicht genügend unterscheidungskräftige Ergebnisse liefert, wenn nicht eine großt Anzahl von Leuchtdichtewerten herangezogen wird. Bei dem erfindungsgemäßen

:ί Verfahren wird dagegen eine viel kleinere Anzahl gespeicherter Parameter benötigt um eine geforderte Erkennungsgenauigkeit zu erzielen. Daher kommt man mit kleineren Speichern aus und kann eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit erzielen.

i» Dadurch daß die örtliche Verteilungsfunktion der Oberflächenleuchtdichte nicht unmittelbar ausgewertet wird, gehen keine wesentlichen Informationen verloren, da die Häufigkeitskurve (integrierte Verteilungsfunktion) ein hohes Aussonderungsvermögen hat Ferner ist

ti wegen der einfachen Ermittlung relativ aussagekräfti ger Parameter, deren Anzahl gering ist, ein Vergleich mit zahlreichen Bildvorlagen in kürzester Zeit möglich. Der Verzicht auf die unmittelbare Auswertung der örtlichen Verteilungsfunktion bringt darüber hinaus Vorteile, weil die Möglichkeit besteht, kleine Differenzen zwischen dem zu prüfenden Bild und der Vorlage zu toltrieren. Im Falle der Klassifizierung von Fliesen können beispielsweise Striche von ihrer Normposition abweichen, ohne daß dies zu einer Aussonderung führen würde. Bei Gutscheinen können Druckfehler, Faltungslinien o. dgl. toleriert werden, was bei einem exakten Formvergleich nicht möglich ist.

Ein weiteres bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Auswertung von Abrechnungscou pons, die beispielsweise von Händlern an eine Herstellerfirma eingesandt werden und dort erkannt, selektiert und gezählt werden müssen. Die Menge der Abrechnungscoupons, di? Einzelhändler erhalten und den Me'stellern zur Erstattung von Vergütungen präsentieren, ist außerordentlich groß und wird auf der ganzen Welt gegenwärtig noch manuell verarbeitet, zuerst von den Einzelhändlern und dann von den Herstellern. Diese manuelle Bearbeitung ist erforderlich, weil die Cojpons unterschiedliche Formen und Größen, unterschiedliche Papierstärken und andere Charakteristiken haben, die keine exakte Positionierung und keine akzeptable BearbeitungsgeschvinJigkeit durch die herkömmlichen Schriftzeichenleser erlauben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine allge-

h^r> meine Bilderkennung und insbesondere eine vollständige automatische Erkennung, Selektion und Zählung von Abrechnungscoupons.

Weitere Auseestaltuneen und vorteilhafte Weiie.-bil-

düngen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unler Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Fig. I zeigt ein schematisches Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Gerätes.

Fig. 2 zeigt die Verteilungsfunktion der Lichtstärke-Häufigkeiten für eine chromatische Komponente des zu erkennenden Bildes,

Fig. 3 zeigt das Diagramm der akkumulierten Lichtstärke-Häufigkeiten, das für die Berechnung der typischen Parameter der Funktion der Fig. 2 benutzt wird, um den Vergleich zwischen dem zu erkennenden Bild und der entsprechenden Bildvorlage durchzuführen.

Fig. 4 zeigt schematisch die Verbindungen zwischen den verschiedenen Speicherblöcken und Akkumulafür die betreffende Farbe entspricht.

Anstelle der Fernsehkamera 2 und der Abtastschaltungen 5, 6 und 7 können auch andere Lese- und Vereinzelungs- oder Aufteilungsgeräte verwendet werden, wie beispielsweise eine Fotodiodenbatterie oder ein flying spot-Abtaster.

Das Ausgangssignal einer jeden Abtasteinrichtung 5, 6 und 7 wird einem Analog/Digilal-Umsetzer zugeführt, die jeweils für die drei chromatischen Bildkomponenten mit 8, 9 und 10 bezeichnet sind. Die Abtast- und Umsetzerschaltungen sind bekannt, eine detailliertere Beschreibung ist daher nicht erforderlich. Es wird lediglich darauf hingewiesen, daß zur Erzielung einer guten Bildauflösung die Abtastfrequenz hoch sein sollte, beispielsweise in der Größenordnung von 4 MHz.

Daher erscheint an den Ausgängen der Blocks 8, 9 und 10 noch dieselbe Information wie an der Fernsehkamera, jedoch nun in digitaler und nicht in

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lLlliätäl K(_-i icTÜM^KcttClf ÜFtÜ UCi

Vorrichtung zur Berechnung der typischen Parameter einer jeden Verteilungsfunktion der Lichtstärke-Häufigkeiten.

Fig. 5 zeigt in detaillierterer Form den Stcucnintcil zur Steuerung der Speicherblocks und Akkumulationsblocks nach Fig.4,

Fig. 6 zeigt ein detaillierteres Blockschaltbild eines jedes .Speicherblocks und Akkumulationsblocks für die Lichtstärken nach F i g. 4.

Fig. 7 zeigt den Anschluß der einzelnen Speicherund Vergleichsblocks der verschiedenen typischen Parameter und der Einrichtung, die die Ergebnisse der durchgeführten Vergleiche selektiert und das zu erkennende Bild identifiziert.

Fig. 8 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild desjenigen Teiles der Vorrichtung der die Speicher- und Vergleichsblocks der F i g. 7 steuert, und

F i g. 9 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild eines der Speicher· und Vergleichsblocks.

In Fig. 1 ist das generelle Blockschaltbild des erfindiingsgemäßen Gerätes dargestellt, dessen Aufbau nachfolgend zusammen mit seinem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Arbeitsprinzip erläutert wird.

In Fig. I bezeichnet der gestrichelt eingezeichnete Block ein generelles Lesegerät 1. das wahlweise imstande ist. das Bild in seine grundlegenden chromatischen Komponenten, beispielsweise in rote, grüne und blaue Farbanteile zu zerlegen sowie das Bild oder jede der chromatischen Komponenten in Punkte aufzuteilen. Für jeden Punkt erhält man einen bestimmten Wert eines analogen Leuchtstärkesignals.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Lesevorrichtung eine Farbfernsehkamera Z vor der das zu erkennende Objekt oder Bild 3 positioniert wird. Diese Fernsehkamera 2 nimmt das zu prüfende Bild 3 auf und überträgt die jeweiligen Farbinformationen der roten, grünen bzw. blauen Farbanteile in entsprechende elektrische Signale. Infolge der Funktion von Block 2 wird natürlich die gesamte Beschreibung eines Bildes periodisch mit einer Frequenz von 50 Hz wiederholt und der Anfang einer jeden Periode wird von einem Zeitgeber 4 bestimmt.

Jedes der von der Fernsehkamera 2 erzeugten drei elektrischen Signale wird in einer Abtastschaltung 5, 6 bzw. 7 abgetastet, um eine Auflösung oder Aufteilung der betreffenden Biidkornponcntc in Punkte zu erhalten. Jedem Bildpunkt ist ein Analogsignal zugeordnet, das der Leuchtstärke oder Helligkeit des jeweiligen Punktes ilfldUJgCf ruf Iff.

leder der Umsetzer 8, 9 und 10 ist mit einem Speicher- und Akkumtilationsblock für die einzelnen Signale gleicher Lichtstärke versehen. Diese Blocks sind mit 1, 12 und 13 bezeichnet. Sie werden von einem Steuerblock 14 gesteuert, der ebenfalls .in den oben erwähnten Zeitgeber 4 angeschlossen ist und zusätzlich die Abtastschaltungen 5, 6 und 7 taktet. Jeder dieser Speicher- und Akkumulationsblocks M, 12 und 13 dient zur Erzeugung der Frequenzverteilungsfunktion g(li) der Lichtstärke der betreffenden chromatischen Bildkomponente, wie sie beispielsweise in F i g. 2 dargestellt ist. In dieser Darstellung sind an der Ordinate die Häufigkeiten oder die Punktzahlen angegeben, die die auf der Abszisse eingetragene Lichtstärke haben. Durch geeignete Schwellwertschaltungen für obere und untere Schwellen werden die Signale des Bilduntergrundes, von denen sich das Bild abhebt, eliminiert. Dieser Bildhintergrund kann aus undurchsichtiger schwarzer oder weißer Farbe bestehen, damit er von dem Bildinhalt unterschieden werden kann. Für jede der chromatischen Bildkomponenten erhält man zu der Lichtstärke-Verteilungsfunktion^//^auch die Anzahl Sl der verwendeten Funktionspunkte.

Die verschiedenen Speicher- und Akkumulationsblöcke sind mit einer Schaltung zur Berechnung der typischen Parameter einer jeden Lichtstärke-Verteilungsfunktion g(li) verbunden, die beispielsweise Bestandteil eines geeignet programmierten Computers 15 ist. der darüber hinaus die Identifizierung des zu erkennenden Bildes mit einem entsprechenden Vorlagenbild, das unter zahlreichen Bildvorlagen ausgewählt wird, durchführt. Die Bildvorlagen sind in eir.-.τι Speicher- und Vergleichsblock 16 gespeichert, der zusammen mit dem Computer 15 mit einem Steuerblock 17(Fig. 1) verbunden ist.

• Die Berechnung der typischen Parameter der Häufigkeits-Verteilungsfunktion g(li) der Lichtstärkesignale kann beispielsweise folgendermaßen erfolgen: die einzelnen diskreten Werte der Funktion £f7/?werden sequentiell an den Rechner 15 übertragen in dem die typischen Parameter berechnet werden. Bei dem vorliegenden Beispiel wird das folgende Verfahren angewandt: in dem Rechner 15 wird eine Folge von Operationen ausgeführt, in dem über die Funktionen g(li) der drei Farbanteile integriert wird. Die entsprechende akkumulierte Häufigkeits-Funktion G(Ii) für eine Farbe ist in F i g. 3 dargestellt, wobei entlang der Ordinate die Anzahl der Lichtpunkte aufgetragen ist, deren Lichtstärke gleich oder kleiner ist als die an der

Abszisse gekennzeichnete Lichtstärke. Diese Funktion G(Ii) wird an der Ordinate in χ gleiche oder ähnliche Teile (z.B. acht Teile) unterteilt, wobei man *-I Abszissenwerte erhält. Im Falle einer achtfachen Unterteilung erhält man beispielsweise sieben Achtel

Unter Berücksichtigung der drei Farbanteile der Bildzerlegung nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel ei ?.ält man im Falle der Achtel-Unterteilung einundzwanzig Parameter und zusätzlich hierzu die Zahl N. die sich auf die Gesamtzahl der für einen bestimmten Farbanteil erkannten Punkte bezieht.

Nun muß unterschieden werden, ob die laufende Analyse sich auf die Ermittlung und Speicherung der typischen Parameter für die Bildvorlagen oder auf die Bilderkennung bezieht.

Im ersten Falle (Ermittlung und Speicherung) besteht die durchzuführende Operation darin, die typischen Parameter sämtlicher Bildvorlagen (im vorliegenden zweite Anschluß 21 ist mit einem Eingang des Tores E9 verbunden, das das Signal unverändert durchläßt, weil am anderen Eingang des Tores £9 der Logikwert I (\ L) ansteht. Das Signal erreicht dann den Block 23 oder den »Abschaltbefehl für Überlauf-Addierer« und den Block 24 oder den »Abschaltbefehl für Speicherlade-Ende« innerhalb der Blocks 11, 12 und 1.3. Diese werden gestartet, so daß die logischen »O«-Signale REQB-ΦL bzw. REQA = Φ I der Anschlußeinheit 19(Fi g. 4 und 5) zugeführt werden.

Dann liefert der Rechner 15 ein Signal CO (F ig. 4 und 5) an die Zeitsleuereinheit 22 und setzt diese in Betrieb. Dieses Signal GO enthält einen Übergang zwischen dem Niveau'/'/.und dem Niveau IL

Beim ersten Impuls V der Vertikalsynchronisation von Block 4, der dem Signal GO folgt, schalten die Ausgangssignale CONTund CONTder Zeitsteuerschaltungen 22, indem sie die Werte I /. und ¹PL annehmen.

ί alle 22 Psraincici, /u lichen ii/o /.u/.ugiicM tier /.ahi /v der verwendeten Bildpunkte eines bestimmten Farban- :u teils gehören) sequentiell zu übertragen, jeden der Parameter zu speichern und entsprechende Adresse sämtlicher Bildvorlagen in einer Speicher- und Vergleichseinheit in noch zu erläuternder Weise zu speichern. Im Gegensatz dazu werden im zweiten Falle ' · (Bilderkenniing) die Parameter des zu erkennenden Bildes sequentiell den Registern der verschiedenen Speicher- und Vcrgleichseinheiten zugeführt. In jeder Speicher- und Vcrgleichseinheit werden die entsprechenden Parameter des zu erkennenden Bildes nachein- i" ander :nit allen entsprechenden Parametern der Bildvorlagen verglichen.

Die Vergleichscrgebnisse werden dem Rechner 15 zugeführt, der eine Selektion der Ergebnisse vornimmt und auf diese Weise das zu erkennende Bild mit der · entsprechenden Bildvorlage identifiziert Wenn die Erkennung erfolgt ist. erzeugt der Rechner an einem Ausgang 18 ein Hrkennungssignal. das zur Steuerung eines Gerätes zur Bearbeitung der erkannten Objekte benutzt werden kann. ^{: ;}

Im folgenden werden die Blocks 11, 12, 13, 14, 16 und 17. ihre Verbindungen untereinander und die Verbindungen mit den übrigen Blocks des Gerätes, die an sich bekannt sind, näher erläutert.

F i g. 4 zeigt in detaillierter Form die Verbindungen ^; zwischen den drei Speicher- und Akkumulationsblocks 11, 12 und 13 mit den übrigen Blocks des Gerätes. In F i g. 4 und in den nachfolgenden Figuren werden gleiche Blocks stets mit denselben Bezugszeichen versehen. Außerdem sei vereinbart, daß bei der '■■■ nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen Blocks stets dasselbe Bezugszeichen zur Kennzeichnung des Signals und der jeweiligen Eingangs- oder Ausgangsleitung des Blocks verwendet wird.

Gemäß F i g. 4 ist die Anschlußeinheit (interface) zum "> Anschluß an den Rechner 15 mit 19 bezeichnet. Zu Beginn der Operationen liefert der Rechner 15 über die Anschlußeinheit 19 ein Signal in Form eines positiven Impulses, das mit INIT bezeichnet ist. an den Steuerblock 14. Durch dieses Signal wird die Operation ^wl des Steuerblocks gestartet. Im Block 14 wird das Signal W/T durch einen Inverter £13 (Fig. 5) invertiert Der Ausgang des Inverters E13 ist in zwei Leitungen 20 und 21 aufgespalten, von denen die Leitung 20 einer Zeitsteuerschaltung 22 zugeführt wird und dieser die ^b5 Anfangs-Ausgangsbedingungen CGNT= ΦL (das Signal CONT bei einem Logikwert Φ) und CONT = 1L (das Signal COA/Tbei einem Logikwert I) mitteilt Der uit .Jitiiiaic

diesen Wert bis ζι·ηι zweiten Impuls Vbeibehalten. Bei dessen Ankunft kehren sie zu dem zuvor beim Start eingenommenen Signalzustand (CONT=ΦL■, CONT= \L) zurück. Die η nachfolgenden K-Impulse. deren Anzahl η an der Zeitsteuereinheit 22 voreinstellbar ist, haben keine Wirkung auf die Ausgangssignale CONT und CONT. während das eintreffende n+l-te ^-Signal das Signal CONTauf den Zustand I L und das Signal CONT auf das Signal ΦL zurückstellt. Der beschriebene Zyklus wird mit einer Periode von n + 2 V-Impulsen wiederholt, damit die Fernsehkamera alle n + 2 Abtastungen abtastet.

Dieses CO.Vf-Signal wird den drei Speicher- und Akkumulationsblocks II, 12 und 13 nach F i g. 4 oder insbesondere nach Fig. 6 zugeführt. Wenn dieses CO/VT-Signal den Wert \L einnimmt, wird der Datcnermittlungsschritt von den Analog/Digital-Umsetzcrn (A/D) 8,9 und 10 durchgeführt, und wenn es den Wert Φι. einnimmt, wird die Datenübertragung zum Rechner für die drei Funktionen g(li) für die einzelnen Farb;inteile. in die das _zu erkennende Bild mit der jewe .gen Anzahl von .V Punkten zerlegt worden ist. durchgeführt.

Die Frequenz, mit der ein Impulserzeugerblock 26 die SL Impulse für die Bildabtastung oder -zerlegung ei/eugt. wird von einem Quarzoszillator 25(F ig. 5). der beispielsweise mit 4 M Hz schwingt, gesteuert.

Die SC-lmpulse werden gleichzeitig den Abtastschaltungen 5, 6 und 7 der Fig. 1 zugeführt. Von jedem Abtaster werden die abgetasteten Daten dem jeweiligen A/D-Umsetzer 8, 9 und 10 zugeführt, der nach Beendigung der Umsetzung einen Impuls DR (data ready, erzeugt. Da diese Impulse gleichzeitig abgegeben werden, wird irgendeiner dieser drei Impulse, z. B. der von dem Umsetzer 10 (Fig.4) kommende Impuls, zur Steuerung der »Lese/Schreibw-Schaltung, die in Block 27 (F i g. 5) enthalten ist. benutzt. Hierbei handelt es sich um eine monostabile Kippstufe, die die Zeit Tc zwischen zwei D/?-ImpuIsen m zwei Teile unterteilt Während des ersten Teiles befindet sich das Ausgangssignal WEA von Block 27 im 1L-Zustand, und während des zweiten Teiles befindet sich das Signal WEA im ΦΖ,-Zustand. Dieses Signal WEA steuert die »Lese/Schreib«-Funktion der drei Speicher- und Akkumulationsblocks 11,12 und 13. Wenn es sich im Zustand 1L befindet bewirkt es das Auslesen des Speichers, und wenn es sich im Zustand Φί. befindet, das Einschreiben in den Speicher. Die Anstiegsflanke des komplementierten Ausgangssignals WEA wird als Taktsigna! für die Register 28

benutzt, von denen in F i g. 6 nur eines dargestellt >st.

Der Block 23 des »Abschaltbefehls für den Überlauf-Addierer« wird nur während der Zeitspanne, in der das Signal CCWTsich im Zustand IL befindet, eingeschaltet, wenn während einer derartigen Zeitspanne eines der drei Eingangssignale COUT I, COUT2 oder COUTX die jeweils von den Blocks II, 12 und 13 ausgehen, einen Übergang vor IL nach 'PL erfährt. Dann geht das Ausgangssign;'! REQ B in den Zustand \L über und signalisiert dem Rechner 15 eine anomale Situation und gibt die Signale ΟυΤΦΦ + OUTX5 aus dem Addierer 36 (Fig. 6) aus, die höher als 16 Bit sind. In diesem Falle liefert der Rechner 15 an seinem Ausgang 18 ein Nicht-Erkennungssignal. Das Signal REQ B bleibt im Zustand !/., bis der Rechner einen Informationsempfang durch Lieferung des Signals DTmitgeteilt hat.

DT ist ein positiver Impuls, der nnem Inverter £3 zugeführt wird und das Signal WEB in F i g. 5 erzeugt, das sich anschließend auf drei verschiedene Anschlüsse verzweigt: über den ersten Anschluß 29 erreicht es einen Eingang des Tores £9, welches das Signal unverändert an seinen Ausgang überträgt (am anderen Eingang des Tores £9 liegt ein Signal IL an) und anschließend gelangt es zu den Blocks 23 »Abschaltbefehl für Überlaufaddierer« und 24 »Abschaltbefehl für Speichtrladungs-Ende«, wodurch das Signal REQ ßauf 0 gesetzt oder zurückgesetzt wird; das Ausgangssignal £"3 verzweigt sich ferner auf die verschiedenen Anschlüsse 30, 31, von denen der Anschluß 30 zur gleichzeitigen Steuerung der Blocks 11,12 und 13 dient, während Anschluß 31 zur Steuerung eines Speicheradressen-Generators 32 dient.

Das Signal WEB an Leitung 30 steuert die »Lese/Schreibw-Funktion der Blocks II, 12 und 13 während der Periode, in der der Rechner 15 im Datenerfassungsmodus arbeitet. Wenn es <PL ist, bedeutet dies Schreiben, und wenn es \L ist, bedeutet dies Lesen.

Der Signalübergang von Φ L nach 1 L durch das Signal CONT steuert über Anschluß 33 den Block 24 für den »Abschaltbefehl für Speicherladungs-Ende«, so daß der Ausgangszustand REQA des Blocks 24 sich von Φ L nsirh t / vpränHAn rHocj^ SiT^lubcr^sn" "ibt de"· Rechner 15 das Ende einer Datenladeperiode von den Umsetzern 8, 9 und 10 zu den Abtast- und Akkumulationsblocks 11, 12 und 13 für die Dauer einer Abtastung an. Der erste Impuls D7"(transmitted data), der auf das Signa! REQA folgt setzt den Block 24 »Abschaltbefehl für Speicherungs-Ende« entsprechend den oben beschriebenen Modalitäten zurück.

Der Speicheradressen-Generator 32 ist ein als programmierbarer Adressengenerator arbeitender Zähler, der die an den acht Eingangsleitungen %ΌΦΦ -τ- LIXP 7, durch den Impuls LD erscheinende Startadresse enthält Die Startadresse und der Impuls LD werden vom Rechner 15 geliefert

Die acht Ausgangsadressen Ά '-=- H" von Block 32 werden den Blocks 11, 12 und 13 (Fig.4) gleichzeitig zugeführt und ihre Entwicklung wird von dem Signal WEB gesteuert das von dem Inverter £3 über den oben erwähnten Anschluß 31 ausgegeben wird.

Anhand von F i g. 6 wird nun die Arbeitsweise eines der Blocks 11, 12 und 13, beispielsweise des Blocks 11, beschrieben, da die Blocks nach demselben Schema arbeiten und hinsichtlich der Datenerfassungsstufe von dem Umsetzer sogar gleichzeitig.

Die Datenerfassung von dem A/D-Umsetzer 8 wird von dem Signal CONT im Zustand IL von dem -Steiierblock 14 gesteuert. Das Signal CONT stellt die verschiedenen Eiocks der Schaltung nach F i g. 6 für den folgenden Betriebsablauf ein:

a) Den Adressenselektor 34: er überragt die Signale A + H vom Konverter 8 zu seinen acht Ausgängen, die insgesamt mit AB+ Wflbezeichnet sind.

b) Den Funktionsselektor 35: an seinem Ausgang WEL überragt er das Signal WEA von Steuerblock 14.

c) Den Addierer 36: er bildet die Summe des an den insgesamt mit OUTh/ΦΦ + OUTH 15 bezeichneten sechszehn Eingängen anstehenden Signale und der arithmetischen Zahl I, die am Eingang Φ I vorhanden ist.

d) Die Vorbereitungsschaltung (enabling circuit) 37: sie wird von dem Signal CONT für den Betrieb vorbereitet.

e) Das Register 28 wird von dem Signal CONT für ricn n*»tr;<;b vorbereitet d h die «r. den Ei»«™«"*""'! θυΤΦΦ+OUTi¹} anstehenden Zustände werden bei jedem Taktimpuls, d. h. der Anstiegskante des Signals H EA. zu den Ausgängen ΙΝΦΦ + IN 15 übertragen.

Das Signal AZ vom Rechner 15 stellt einen Zähler für iV, das für die Funktion g(li)btnöug\ wird, zurück.

Beim Eintreffen des Signals DR vom Umsetzer 8 tritt folgendesein:

a) Die Eingangssignale A + H des Blocks 34 haben schon einen stabilen Zustand angenommen.

b) Das Signal WEA und demnach auch das Signal WEL ist zu einem logischen »!«-Signal (\l.) geworden und setzt den Speicher 39 in den

j. Lesezustand.

Die Eingangssignale A + H adressieren im Speicher 39 sowohl entsprechend ihrem numerischen Wert die Speicherzelle als auch die Schwellwertvergleichsschal lung 40. Diese gibt der »Torschaltung« 37 die Bedingung i" an, daß A +H gleich oder größer als ein unterer Schwellwert, und A+ hi kleiner ist als ein oberer Schwellwert. Solche Schwellwerte dienen v.er Unter-

von schwarzer Farbe (unterer Schwellwert) oder weißer

⁴"> Farbe (oberer Schwellwert) sein kann. In Abhängigkeit davon, welche Bedingung erfüllt ist, bereitet die »Torschaltung« 37 den Speicher 39 vor oder nicht, indem ihr Ausgangssignal CEL den Wert Φ L bzw. I L hat.

vi Wenn der Speicher für den Betrieb vorbereitet ist, dann steht der Inhalt »X« derjenigen Zelle, die von der an den Leitungen AB+ AHanstehenden Zahl adressiert ist, an den Ausgangsleitungen ΟυΤΗΦΦ+ OUTH 15 an und wird in dem Addierer mit der Zahl 1 addiert So

« erscheint an den Ausgängen ΟΙΠΦΦ + OUT \5 die ZahUX+l«.

Nun erfolgt der Übergang des Signals WEA vom Zustand t L zum Zustand ΦL und der hieraus folgende Obergang von WEÄ von ΦL nach 1L Dies erfordert

sowohl eine Änderung der Funktion für die Speicher (die in den Schreibzustand übergehen), als auch die Einspeicherung der Zahl »X+1« von dem durch WEA gesteuerten Register 28. Da die Ausgänge ΙΝΦΦ + INiS des Registers 28 mit den entsprechenden Eingängen des Speichers 39 verbunden ist wird die Zahl aX+\<t in die adressierte Zelle des Speichers eingeschrieben. Am Ende der Abtastperiode Tc wird der Inhalt der

Speicherzelle, die durch den numerischen Hclligkcitswert A +H adressiert worden ist, nur dann um eine Einheit inkrcmentiert, wenn die Helligkeit die Bedingungen der Schwellwertschaltungen des Blocks 40 erfüllt. Bei Beendigung der Abtastung des Bildes Z steht in jeder Speicherzelle diejenige Zahl, die der Anzahl entspricht, mit der die betreffende Leuchtstärke sich wiederholt hat. Es wird daher im wesentlichen die Funktion g(li) der Häufigkeits-Verteilung für die Lichtstärken nach F i g. 2 erzeugt.

Die Anzahl N aller jener Punkte, deren Lichtstärken die Bedingungen der Schwellwertschaltungen erfüllen, ist von dem Zähler 38 gezählt worden, der immer dann die Steuer- oder Treiberimpulse CKN von den »Torschaltungeii « 37 erhalten hat, wenn der Speicher für den Betrieb vorbereitet worden ist. Es sei darauf hingewiesen, daU die Zellenzahl im Speicher 39 mindestens gleich der Anzahl der Intervalle sein soll, in die die Leuchtskala unterteilt ist, im Falle der F i g. 2 beispielsweise gleich 256. Ferner muß ein Speicher vorgesehen sc<n, der für jeden Helligkeitsivert eine relativ hohe große Zahl speichern kann, beispielsweise einen 16-Bit-Speicher.

Das Einspeichern der Zahl N und der Funktion g(li) der F i g. 2 in den Rechnerspeicher wird von dem Signal CONT (Fig.6) gespeichert, das den Wert ΦL eingenommen hat und die verschiedenen Schaltungsblocks für die folgenden Vorgänge gesetzt hat:

a) Der Adressenselektor 34: βτ seinen Ausgängen AB+HB überträgt dieser BlocV: Signale A'+H' von dem Sieuerblock 14;

b) der Funktionsselektor 35: an seinem Ausgang WEL überträgt er das Signal WEB des Steuerblocks 14;

c) der Addierer 36: er ist blockiert mit den Ausgangssignalen ΟυΤΦΦ +OUTiS, die auf ΦL steilen;

d) die Vorbereitungsschaltung 37: sie hä't das Ausgangssignal CEL stets auf Φ/,-Stellung, um den Speicher 39 kontinuierlich vorbereitet zu halten; und

e) das Register 28 wird rückgesetzt, so daß an den AusganEsleituneen ΙΝΦΦ+ INiS permanent Ineische O-Signale (^Z^anstehen.

Der Vorgang der Datenübertragung zu dem Rechnerspeicher erfolgt unter Steuerung durch den Rechner, der die Tristate-Puffer 41 und 42 der Leitungen ΤθυΤΦΦ+ΤθυΤί5 in der folgenden Reihenfolge vorbereitet: Puffer 41 entsprechend der Zahl V; Puffer 42 entsprechend der Funktion g(li) der F i g. 2. Die Ausgangssignale ΤΟίΠΦΦ + TOUT15 der Blocks 11, 12 und 13 werden nacheinander an den Rechner übertragen.

Durch das Signal ECi, das sich im^ustand ΦL befindet wird der Puffer 41, der der Zahl N zugeordnet ist aktiviert und überträgt den Wert Wauf die Leitungen ΤΟΙΠΦΦ+ TOUTiS (und dementsprechend in den Rechnerspeicher).

Dann veranlaßt das Signal ME1, das sich im Zus»and ΦL befindet daß der Puffer 42 die am Eingang anstehenden Daten ausgibt und an den Rechner 15 weiterleitet

In diesem Zustand werden die Zellen des Speichers 39 von den Signalen A'+ //'an den Leiiungen AB+HB adressiert wobei zuerst die Zelle »Cw entsprechend der ersten Lichtstärke oberhalb der Schwelle der Funktion g(]j) angegeben wird.

Der Inhalt dieser Zelle wird daher an den Speicher übertragen und nach Beendigung dieses Vorganges führt das Signal WEB des Inverters E3 (Fig. 5) eine Dual-Funktion durch, die zunächst bewirkt, daß der Speicher 39 die an den Eingangsleitungen (ΙΝΦΦ

-, -τ- IN 15) anstehenden Signale ausliest. Diese sind 0 für die erste Zelle. Als zweites wird der Adressengenerator (A'+H') 32 des Stellerblocks 14 weitergeschaltet. Als Folge davon erscheint der Inhalt der Zelle »Ci+ I« nun an den Ausgängen ΤΟυΤΦΦ+ TOUTiS.

im Wie in dem vorherigen Fall folgt auf die Übertragung zur Speicherung dieser zweiten Daten die Zuführung eines Signals WEB, das bewirkt, daß eine 0 in die Zelle »Ci+ I« eingeschrieben und der Adressengenerator 32 um eine Einheit weitergeschaltet wird.

: , Nach Beendigung der Übertragung wird der Speicher 39, der die Funktion g(li) der Lichtstärke-Häufigkeits verteilung enthält, rückgesetzt und kann nun von neuem mit dem Start eines Erkennungszyklus beginnen. Der Rechner überträgt nun sequentiell die anderen Daten.

.'D die sich auf die Blocks 12 und 13 beziehen, entsprechend dem obigen Vorgang.

Nun sind alle Funktionen g(li) für die Farbanteüe, in die das Bild von der Fernsehkamera 2 zerlegt worden ist, an den Rechner 15 übertragen und auch die

j-, entsprechenden Punktzahlen N, die für jede Funktion benutzt werden, sind im Rechner enthalten. Durch geeignete Programmierung rechnet der Rechner 15 die typischen Parameter ^rür jede der Funktionen g(li) aus. Diese Parameter sind die Identifizierungselemente für

in das zu erkennende Bild.

Als Beispiel wird auf die Berechnung der typischen Parameter nach Fig. 3 Bezug genommen. In diesem Diagramm ist die Funktion G(Ii) der akkumulierten Häufigkeiten entsprechend der Integration f einer

r> Funktion ^/^dargestellt.

In djeserr. Falle ist das Intervall zwischen 0 und der Zahl N der verwendeten Punkte in gleiche Intervalle, z. B. 8 Intervalle, aufgeteilt. Die typischen Parameter der Funktion g(!i) werden für die Berechnung der

•in Lichtwerte 51, 52. 53, 54. 55, 56 und 57, die den entsprechenden Werten der die berechneten Intervalle trennenden Zahl N 1, N2, Λ/3, Λ/4, /V5, Λ/6 und /V7 in eier Funktion G(H) entsprechen, erreennet. In dem vorliegenden Falle sind diese typischen Parameiw. als

4) »Achtel« bezeichnet.

Im folgenden wird die Funktion der Blocks 16 und 17 erläutert, wobei eine Anzahl typischer Parameter, die entsprechend dem Beispiel der F i g. 3 errechnet worden sind, zugrundegelegt wird, so daß pro Farbanteil ]_

ϊ<· Parameter vorhanden sind, zuzüglich nur einer Zahl ,V der verwendeten Punkte für einen voreingestellten Farbanteil. Dies ergibt insgesamt 22 Parameter.

Nachfolgend werden die Blockschaltbilder der F i g. 7, 8 und 9 erläutert.

Der Rechner 15 liefert durch die Anschlußeinheit (entsprechend an einen Eingang des Steuerblocks 17 (F i g. 7), dessen Schaltung detaillierter in F i g. 8 dargestellt ist zunächst einen Impuls CSR 1, der die Zähler 45, 46 und 47 (F i g. 8) rücksetzt nachdem er die nicht-invertierende Pilotstufe £10 durchlaufen hat ΙΝΦΦ + ΙΝΦ7 45 und 47 sollten eine ungeradem Zählkapazität haben, die mindestens gleich der Anzahl der Parameter oder Parameterpaare in dem dargestellten Beispiel ist und der Zähler 46 sollte eine Zählkapazität haben, die mindestens gleich der Anzahl der Bildvorlagen ist mit denen der Vergleich durchgeführt wird.
Der Rechner 15 liefert an Leitung CSI& ein Signal

Ii, das nach Passieren der nicht-in vertierenden Pilotstufe Eil zum Selektor 48, zur Torschaltung 49 und zur invertierenden Pilotschaltung £12 verzweigt wird, und erzeugt die folgenden Zustände:

— der Selektor 48 erzeugt an seinem Ausgang ein »Carryw-Signal,

— die Torschaltung 49 läßt die ihren Eingängen ΑΒΦΦ -5- AB 11 zugeführten Signale durch.

— die invertierende Pilotschaltung E12 führt ein Signal Rj W mit dem Wert Φ L das jedem Speicher 50 (F i g. 9) der Speicher- und Vergleichseinheiten U1 bis t/22 (Fig.7) den Befehl »Lesen« mitteilt. Eine der Speichereinheiten ist detaillierter in Fig.9 abgebildet.

Als Ergebnis dieser Anfangszustände erzeugt der binärnumerische Dekodierer 51 ein Ausgangssignal mit dem Wert Φι. nur an der Signalleitung ΑΒΦΦ. weil die Binärzahl 0 an seinen Eingängen OP+ C3 ansteht. Daher erscheint ein Signal ϋΕΦΦ am Ausgang der Torschalring 49. Hierdurch werden die ersten beiden Einheiten von Block 16, die von den Ausgängen ΑΦΦ + ΑΦ9 des Zählers 46 auf die Zelle 0 adressiert sind, freigegeben.

Nach diesen vorbereiteten Operationen folgt die Eingabe der Parameter ρ 1 -s- ρ 22 der Bildvorlage. Diese Parameter entsprechen den Achteln Sl-τ-S 7. die sequentiell für die drei Farbanteile des Bildes aufgenommen sind, zuzüglich der Zahl N. Da diese Parameter mit 8 Bits kodiert sind und das Rechnerausgangsregister 16 Bits hat. kann die Speicherung der beiden Parameter in einem ein/igen Arbeitsvorgang erfolgen. Die 8 Stellen des ersten Parameters bilden den unteren Teil und die 8 Stellen des zweiten Parameters bilden den oberen Teil des eingespeicherten Wortes

Der Rechner 15 führt die Parameter ρ 1 und ρ 2 der ersten Bildvorlage dem Speicher 50 (F i g. 9) der ersten bzw. /weiten Speichereinheit U1 bzw. L/2 zu.

Das Signal DTR wird vom Rechner dem Inkrementzähler 45 für Signaloperationsausführung durch eine Stufe zugeführt, wobei der Dekodierer 51 ein Signal mit dem Wert Φι. nur am Ausgang ΑΒΦ 1 erzeugt. Dieses Signal wird zum Ausgang ΟΕΦ 1 der Schaltung 49 übertragen. Die adressierte Zelle wird im stationären Zustand gehalten. Da die Adressen ΑΦΦ + ΑΦ9 somit unverändert sind, sind die betroffenen Speichereinheiten nun die dritte und die vierte Einheit ('3 und Li4. denen der Rechner Parameter ρ 3 und ρ 4 in einem gleichen Funktionsablauf wie oben beschrieben /uführi. Nach Beendigung der Operation liefert der Rechner einen Impuls DTR an den Inkrementzähler 45 und bringt diesen auf den Wert 2. Am Ausgang AΒΦ 2 steht nun das Signal Φι. und als Ergebnis auch das Signal ΓΥ:Φ 2 usw. für die anderen Parameter. Die Einspeichervorgänge für die Daten der Bildvorlage erfolgen hintereinander in dem oben erläuterten Sinne bis /um elften Signal DTR. Der Parameter ρ 22 (entsprechend N) ist in den Speicher 50 der /weiund/wan/igsten Speichereinheit i/22 eingespeichert worden. Auf diese Weise ist die erste Speicherzelle der 22 Einheiten U 1 -s- U 22 geladen worden.

Zur Einspeicherung der Parameter für eine /weite Bildvorlage sollte der Zähler 45 nun zurückgesetzt und die Zellenadressen um eine Einheit weitergeschaltet werden. Dies geschieht, indem weitere fünf Impulse DTR vom Rechner geliefert werden, die bewirken, daß der 16 Bit-Zähler 45 den Endstand erreicht, so daß seine Ausgänge zurückgesetzt werden und über den Selektor 48 »Carry«-Impu!se dem Zähler 46 zugeführt werden der um eine Einheit weitergeschaltet wird.

Nun haben sich wieder die oben erläuterten

Startbedingungen eingestellt, mit der einzigen Variante daß nun die von ΑΦΦ + ΑΦ9 adressierte Zelle für alle Einheiten U1 + U 22 die zweite Zelle ist und die Operationen werden in der vorba>chriebenen Folge identisch wiederholt

Auf diese Weise können sämtliche Parameter aller

in Bildvorlagen in die: Speichereinheiten Ui-i-U22 des Speicher- und Vergleichsblocks 16 (Fig. 1) eingespeichert werden. Dieser Ladevorgang für die Parameter der Bildvorlagen wird nur einmal zu Beginn des Betriebes durchgeführt

r, Nun kann der Vergleich zwischen den Parametern des zu erkennenden Bildes und den Parametern der Bildvorlagen erfolgen. Der Vergleich wird in zwei Schritten durchgeführt: dem Aufnehmen der Parameter für das zu erkennende Bild in die Speichereinheiten

in Ui ^-U 22 und dem Vergleich zwischen den entsprechenden Parametern der Bildvorlagen.

Bezüglich des ersten Schrittes stellt der Rechner 15, während das Signal CSRΦ den Wert Φι. einnimmt, die folgenden Bedingungen her:

-' a) Der Selektor 48 empfängt das Signal DR T und leKet es mit seinem Ausgang an den Zähler 46

weiter:
b) die Torschaltung 49. deren sämtliche Ausgänge auf

den Wert Φι. eingestellt sind, empfängt das Signal '" CSRΦ vom Rechner, was bedeutet, daß die erste

Zelle sämtlicher Speichereinheiten U Xs-U 22 gleichzeitig vorbereitet wird.

Dann liefert der Flechner 15 die Parameter ρ 1 -s-p22

r. des zu erkennenden Bildes jeweils zu /weit, wie im vorherigen Falle, jedoch gefolgt von einem Impuls NDR (Fig. 8). der die Inverterschaltung E13 passiert und sich auf den Anschluß 53 verzweigt, zum Dekodierer 52 und an Anschluß 54 zum Zähler 47. Der Ausgang

j" ίΙΟΦΦ- ΙΙ€Φ3 de·. Zählers 47 wird um eine Einheit inkrementiert und das entsprechende Signal dem Dekodierer_52 zugeführt, der es nach Eintreffen des Signals NDR dekodiert und an einem seiner Ausgänge Ο<ΦΦ<-ί'Κ 11 einen Impuls CKi(wobei /von ΦΦ bis

ι. 11 variiert) erzeugt. Das Signal dient als Ladesteuerung des Registers 56 (Fig. 9) für das entsprechende Paar Speichereinheiten ( ! -r ('22

Nach Beendigung des Ladens liefert der Rechner wieder einen Impuls CSRi. der uber £"10 sämtliche

.π Zähler 45, 46 und 47 rückset/t. Auf diese Weise werden sämtliche Parameter des /u erkennenden Bildes gleichzeitig mit allen Parametern der ersten Bildvorlage verglichen

Im folgenden wird der Vergleich unter Bezugnahme

.. auf Fig. 9 erläutert die das Blockschaltbild nur einer Speithereinheii. beispielsweise von (Ί, zeigt. Die anderen Speicheremheiten sind identisch aufgeaut. mit dem ein/igen Unterschied, daß für die erste Einheit eines jeden Paares zusammengehöriger Einheiten der

wi Kontakte 54 geschlossen und der Kontakt 55 offen ist. während für die zweite Einheit der umgekehrte Zustand gilt, weil die Leitungen ίΝΦΦ+ΙΝΦ7 zu Einheiten mil ungeradem Index, und die Leitungen ΙΝΦ S+IN15 zu Einheiten mit geradzahligem Index führen.

f> Das detaillierte Blockschallbild der Anschlüsse /wischen den Spcichereinheiten (71-^ i/22, dem Steuerblock 17 und dein Computer 15 ist in Fig. 7 dargestellt.

Die Speicherung der Parameter der Bildvorlage und des zu erkennenden Bildes wurde oben bereits erörtert Im folgenden wird nun nur noch derjenige Teil beschrieben, der sich auf den Vergleich bezieht, welcher in diesem speziellen Falle durchgefflhrt wird, indem das Quadrat der Differenz zwischen den entsprechenden Parametern und die Summe aller berechneter Quadrate gebildet wird.

Zum Zwecke des Vergleichs werden die Ausgangssignale ΜΦΦ + ΜΦ7 des Speicher 50, der einen Parameter der Bildvorlage enthält und die invertierten Ausgangssignale ΟΦΦ -=- ΟΦ 7 des Registers 56, das den entsprechenden Parameter des zu erkennenden Bildes enthält, im Zweierkomplement im Addierer 57 voneinander subtrahiert Ist das Ergebnis negativ, liefert der Addierer 57 das Signal COUTP mit einem Wert ΦΙ-, wodurch bewirkt wird, daß Ober die invertierende Pilotschaltung E14 sowohl der Inverter 58 die an seinen Eingängen anstehenden Signale 3ΦΦ ^- 5Φ 7 in invertierter Form an seine Ausgänge υΦΦ-i- Ι/Φ 7 überträgt, als auch der Addierer 59 die Einheit zu der Zahl ί)ΦΦ -=- L/Φ 7. die an seinen Eingängen ansteht summiert. Wenn andererseits die Differenz positiv ist, nimmt das Signal COUTP den Wert IZ. an, so daß die Ausgangssignale 3ΦΦ -=- 9Φ 7 von Block 57 den Block 58 und den Block 59 ohne Inversion durchlaufen, und nicht zu der Einheit hinzuaddiert werden. Am Ausgang von Block 59 wird daher der Differenzmodul an den Ausgängen ΜΟΌΦΦ -=- ΜΟΟΦ 7 erzeugt.

Der Modul ΜΟΟΦΦ'-s- ΜΟΟΦΦ7 wird zum Vergleich mit einer bestimmten Schwelle dem Schwellwertkomparator 60 zugeführt Das Ausgangssignal OUTA dies*-s (Comparators steuert eine invertierende Pilotschaltung £ 15 mit offenem Kollektor, deren Ausgangssignal OKOUT einerseits mit sämtlichen anderen gleichen Ausgängen der übrigen Speichereinheiten U2+U22 und andererseits mit dem Rechner 15 verbunden ist

Wenn auf diese Weise sämtliche Komparatoren 60 der Einheiten Ui* U 22 ein Ausgangssignal mit dem Wert Φ L geliefert haben, was bedeutet, daß die Module ΜΟΌΦΦ -=- ΜΟΌΦ 7 sämtlicher Einheiten niedriger sind als die jeweiligen Schwellen, dann behält das Signal OKOUTAm Wert Ii. hinter dem Inverter E15 bei und zeigt dem Rechner 15 an. daß die gesamte Operation normal verläuft und er Vergleichsvorgang fortgesetzt werden kann. Wenn andererseits einer oder mehrere Komparatoren ein Ausgangssignal mit dem Wert IL liefern, was bedeutet, daß der Modul ΜΟΌΦΦ -f- ΜΟΟΦ 7 die Schwelle überschreitet, dann nimmt das Signal OKOUTden Wert ΦL an, wodurch dem Rechner 15 angezeigt wird, daß das Ergebnis nicht akzeptabel ist.

Gleichzeitig mit dem oben erläuterten Vergleichsvorgang werden die einzigen Ausgangssignale ΜΟΟΦΦ -τ- + ΜΟΌΦ 3 einer Schaltung 61 zugeführt, die das entsprechende Quadrat bildet: ΟυΑΟΦΦ - ΟΙΙΑΟΦ 7 - (ΜΟΟΦΦ + ΜΟΟΦ ΐγ.

Es sei darauf hingewiesen, daß in diesem speziellen Fall nur die Ausgangssignale ΜΟΌΦΦ + ΜΟΌΦ 3 von dem Addierer 59 abgenommen werden, weil diese Ausgangssignale zur Berechnung ihres Quadrates einer maximalen Dezimalzahl 16 entsprechen. Die Auswahl ist so vorgenommen, daß die Differenzen für Parameter deren Wert höher ist als 16, so betrachtet werden, als waren sie von Parametern erzeugt worden, die nicht demselben Bilderaggregat angehören. In dem Schwellwertkumparator 60 können die Schwellen von einem minimalen Dezimalwert I bis zu einem maximalen Dezimal wert 16 variieren. Die verschiedenen Schwellwerte können selbstverständlich in Abhängigkeit von der Art der Parameter und den Vergleichsmodalitäten unterschiedlich gewählt werden.

Anstelle der Berechnung des Quadrats der Differenz kann auch eine Wichtung durchgeführt werden, indem die Differenzen zwischen den entsprechenden Parametern mit einer Konstanten multipliziert werden. Die Ausgangssignale ΟυΑΌΦΦ -r QUAttä 7 werden

ίο anschließend dem Addierer 62 zugeführt Die Addierer 62 für die verschiedenen Speichereinheiten U 1-i- U 22 sind in folgender Weise verbunden: der Addierer, der der ersten dem ersten Parameter pi zugehörigen Einheit Ui angehört, hat zusätzlich zu dem oben erwähnten quadratischen Streuwert die Zahl 0 als zweiten Eingang (ΚυΜΦΦ -=- ISUM 15) während seine Ausgänge ΟΞυΜΦΦ -=- OSUM15 mit den Fwgängen ISUMW + ISUMiS des Addierers 62 der nächsten Speichereinheit (72 verbunden sind. Die Ausgänge OSUW^+OSUM 15 dieser zweiten Einheit U2 sind mit den Eingängen ί5'ϋΜΦΦ -=- iSUM15 des Addierers 62 der dritten Einheit U3 verbunden usw. bis zur zweiundzwanzigsten Einheit Der Addierer 62 dieser zweiundzwanzigsten Einheit ist mit seinen Ausgängen an den Rechner 15 angeschlossen.

Diese Verbindungsart bewirkt, daß am Ausgang ΟευΜΦΦ -τ- OSUM15 der zweiundzwanzigsten Einheit U 22 die Summe der Quadrate der Differenzen zwischen den Parametern des zu erkennenden Bildes und den entsprechenden Parametern der ersten Bildvorlage erscheint d. h. die Summe der gewichteten Differenzen, wobei eine Wichtung der Differenzen durchgeführt wird. Sollte, wie oben schon erwähnt, das dem Rechner 15 zugeführte Signal OKOUT den Wert 1L haben dann nimmt der Rechner 15 diese Daten auf (im anderen Falle gingen s.. verloren) und fährt fort mit dem Vergleich der Parameter des zu erkennenden Bildes mit den entsprechenden Parametern der nächsten Bildvorlage. Anders ausgedrückt: der Rechner liefert einen Impuls DTR. der den Adressenzähler 46 um eine Einheit weiterschaltet wodurch die Parameter der nächsten Bildvorlage, die in der nächsten Zelle einer jeden Einheit U X +U 22 enthalten ist dem Vergleich unterworfen werden. Die oben beschriebene Rechnung wird daher wiederholt, wobei der Rechner das jeweilige Ergebnis ermittelt und ein Signal ORT liefert usw. bis der Vergleich mit den Parametern sämtlicher Bildvorla gen, die in den Speichern 50 der verschiedenen Speichereinheiten (7Ih-(/22 enthalte" sind, durchge führt ist.

Es wurde schon erwähnt, daß immer dann, wenn ein Vergleich zwischen den Parametern des zu erkennenden Bildes und denen der Bildvorlage durchgeführt wird, der Rechner 15 in seinem Speicherregister die

M Summe der Quadrate der Differenzen zwischen den Parametern des zu erkennenden Bildes und der Bildvorlage empfängt

Immer dann, wenn eine Quadratsumme den Rechner erreicht, wird der Vergleich mit der zuvor gespeicherten Quadratsumme durchgeführt wobei der höhere Wert zurückgewiesen und der niedrigere Wert festgelegt wird. Am Ende des Vergleichs des zu erkennenden Bildes mit sämtlichen Bildvorlagen bleibt im Rechner die Quadratsumme mit dem geringsten Wert enthalten, die wiederum im Rechner selbst mit einem bestimmten Schwellwert verglichen wird. Wenn die geringste Quadratsumme kleiner ist als dieser Schwellwert zeigt der Rechner 15 durch ein Signal am Ausgang 18 die

geglückte Erkennung an und gibt gleichzeitig die Adresse aller Speicher 50 an, die der Bildvorlage entsprechen, der das nun erkannte reale Bild entspricht. Wenn dieser Wert andererseits oberhalb des in dem Rechner 15 enthaltenen Schwellenwertes liegt, erzeugt der Rechner ein Nicht-Erkennungssignal an seinem

Ausgang 18, Nach Beendigung des Erkennungsvorganges erzeugt der Rechner ein Signal CSR1 (F i g. 7 und 8), durch das die Zahler 45,46 und 47 des Steuerblocks 17 rückgesetzt werden, so daß die Vorrichtung nun zur DurchfOhning der Erkennung eines neuen Bildes nach den oben beschriebenen Modalitäten voreingestellt ist

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Klassifizieren von Gegenständen entsprechend ihrer Oberflächenleuchtstärke, wobei

— ein abgetasteter Bildstreifen in Bildpunkte zerlegt und jedem abgetasteten Bildpunkt ein analoger Leuchtstärkewert zugeordnet wird,

— jeder analoge Leuchtstärkewert in einen digitalen Wert umgewandelt wird, der einem bestimmten Leuchtstärkeniveau einer Leuchtstärkeskala entspricht und

— durch Akkumulieren der Werte gleichen Leuchtstärkeniveaus eine Häufigkeits-Verteilungsfunktion ermittelt wird,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) es wird das Integral über die Häufigkeits-Verteilungsfunktion g(ii) (F i g. 2) gebildet und die integrierte Häufigkeitsfunktion C(Ii) in eine Anzahl N gleicher Häufigkeits-Intervalle ^W₁ ... N₇) unterteilt,

b) die den Intervallgrenzen entsprechenden Leuchtstärkeparameter (S)... Sb) werden ermittelt, gespeichert und von bereits abgespeicherten charakteristischen Parametern einer Reihe von Bildvorlagen suutrahiert,

c) das zu erkennende Bild wird zu derjenigen Vorlape klassifiziert, die bei der Differenzbildung den kleinsten und unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegenden Wert liefert.