DE2833908C2 - Verfahren und Einrichtung zum automatischen Erkennen von Markierungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Erkennen von Markierungen auf einem maschinell auswertbaren Beleg, unter Verwendung einer optischen Abtasteinrichtung und einer Schaltungsanordnung zum Bestimmen der vertikalen und horizontalen Positionen von in Form einer Matrix auf dem Beleg aufgedruckten Markierungskästchen in bezug auf das Abtastraster der Abtasteinrichtung, bei der die Lagebestimmung der Spalten der Markierungsmatrix von der Lage jeweils zur Zeilenrichtung fluchtend vorgedruckter Taktmarken derart abgeleitet wird, daß für jede Markierungsspalte eine zeilenweise Zuordnung von in einem Bildspeicher gespeicherten quantisierten Bilddaten zu den Zeilen der Markierungsmatrix erfolgt.

Schnelle Belegleser haben die Dateneingabe für Systeme der automatischen Datenverarbeitung grundlegend geändert. Sie haben die direkte Datenverarbeitung ermöglicht, bei der die in das Datenverarbeitungssystem einzugebenden Daten unmittelbar vom Originalbeleg maschinell gelesen werden. Um kostengünstig eine möglichst hohe Sicherheit der Zeichenerkennung zu erhalten, beschränkt sich die maschinelle Lesefähigkeit allerdings in der Regel auf die Erkennung von Druckschriften, die für die maschinelle optische Zeichenerkennung genormt sind.

Wegen dieser Einschränkung der Möglichkeiten der direkten Belegverarbeitung können maschinenlesbare Daten auf einen Datenträger nur dann nachgetragen werden, wenn dafür sogenannte Codierdrucker an jedem dezentralen Erfassungsplatz zur Verfügung stehen. Weniger aufwendig, kostengünstiger und trotzdem zuverlässig ist es, auf einem in maschinenlesbarer Schrift bedruckten Erfassungsbeleg handschriftlich Markierungen in mit einer »Blindfarbe« vorgedruckte kleine Kästchen einzutragen, z. B. durch Ankreuzen. Den durch die Markierungskästchen definierten Positionen auf dem Beleg sind bestimmte Bedeutungen zugeordnet, z. B. die Ziffern 0 bis 9. Die zu markierenden Kästchen sind, regelmäßig in Zeilen- und Spaltenrichtung geordnet, in Form einer Markiermatrix auf den Beleg aufgedruckt Markierungen werden zentral mit einer automatischen Einrichtung zum Erkennen der Markierungen gelesen. Derartige Einrichtungen können im Grundsatz alle Anwendungsmöglichkeiten erschließen, die bei der herkömmlichen Lochkarte gegeben sind, wobei an die Stelle der gestanzten Löcher die handschriftlich eingetragenen Markierungen treten.

Oft ist die Einrichtung zum automatischen Erkennen von handschriftlichen Markierungen eine Zusatzeinrichtung eines Belegsortierers. Dann kann die Markiermatrix im gleichen Durchlauf von Belegen zusammen mit einer OCR-Zeile gelesen werden.

Der Informationsgehalt einer Markierung ergibt sich aus der Position der Markierung innerhalb eines festgelegten Belegvordruckes. Daher muß eine Einrichtung zum automatischen Erkennen v&n handschriftlichen Markierungen zunächst die Lage der auf einem Beleg vorgedruckten Markierungskästchen zu seinem Abtastraster genau bestimmen. Je exakter dies gelingt, umso geringer ist die Gefahr, eine Markierung einer falschen Stelle oder auch mehreren Stellen, d. h. Markierungskästchen zuzuordnen.

Zu diesem Zweck sind z. B. bei einem aus der CH-PS 4 98 451 bekannten Markierungsbeleg in einer parallel zu den Zeilen der Markierungsmatrix angeordneten Taktzeile Taktmarken gedruckt Diese Taktmarken sind jeweils mit einer Spalte der Abtastmatrix fluchtend ausgerichtet Da die Markierungsmatrix üblicherweise in Richtung der Zeilen gelesen wird, ist damit die Lage der Spalten im Abtastraster definiert. Die Zeilenzuordnung erfolgt bei bekannten Markierungslesern durch zusätzliche, jeweils einer Markierungszeile zugeordnete Taktmarkierungen oder durch die Lage der Belegunterkante mit einem dadurch vorgelegten Rasterabstand.

Schwierigkeiten ergeben sich bei dieser starren Zuordnung dann, wenn ein zu lesender Beleg durch Fehlausrichtung in der Belegtransportstrecke höhenversetzt oder mit einer bestimmten Schräglage am optischen Abtaster der Einrichtung zum automatischen Erkennen von handschriftlichen Markierungen vorbeigeführt wird. Aber auch bei einem einwandfreien Transport des Beleges in Höhe der Abtasteinheit tritt ein Höhenversatz der Markierungsmatrix z. B. dann auf, wenn der Beleg nicht lagerichtig geschnitten ist. Schräglagen sind immer dann möglich, wenn der Beleg beim Transport nicht exakt an einer seiner Kanten ausgerichtet ist. Alle diese Abweichungen von einer normierten Lage führen trotz der durch die Taktzeile vorgegebenen Spalteneinteilung der Markiermatrix zu Ungenauigke'ten, so daß Markierungen u. U. einer falschen Zeilen- und Spaltenposition zugeordnet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum automatischen Erkennen von Markierungen auf einem maschinell auswertbaren Beleg dahingehend zu erweitern, daß die Markierungspositionen auch bei einer Schräglage der Markierungsmatrix gegenüber dem Abtastraster richtig erkannt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches beschriebenen Merkmale gelöst Der besondere Vorteil dieser Lösung ist eine rein elektronische Korrektur des Abtastergebnisses mittels einer der Markiermatrix vorangestellten sogenannten Codespalte. Diese enthält neben die

eo Belegart kennzeichnenden Codemarken zwei Lagemarken, deren Versatz in Zeilenrichtung, ausgedrückt durch den Spaltenabstand im Abtastraster, ermittelt und derart ausgewertet wird, daß danach im Abtastergebnis die Positionen für die Markierungskästchen jeder Spalte der Markiermatrix korrigiert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der

Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, dabei zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild mit dem grundsätzlichen Aufbau einer Einrichtung zum automatischen Erkennen von Markierungen,

F i g. 2 einen Belegausschnitt, aus dem der Aufbau der Markiermatrix erkennbar ist,

F i g. 3 das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Schräglagekorrektur für die Bilddaten jeder Abtastspalte.

In F i g. 1 ist in einem Blockschaltbild der grundsätzliche Aufbau einer Einrichtung zum automatischen Erkennen von handschriftlichen Markierungen auf einem maschinell auswertbaren Beleg dargestellt. Die Erkennungseinrichtung besteht aus einem optischen _t5 Markierungsabtaster und elektronischen Schaltungsanordnungen zum Erkennen von Markierungen. Der Markierungsabtaster enthält eine Abtastoptik 10 und einen optoelektrischen Wandler 11, er ist z.B. im Belegeingabeteil eines Belegsortierers auf einer Position für Lesestationen an der Belegtransportstrecke untergebracht An den Lesestationen werden — wie schematisch angedeutet — die abzutastenden Belege 2 von einer nicht dargestellten Saugtrommel in Pfeilrichtung 21 vorbeigeführt.

Die Ausgestaltung dieser Belege 2 ist in F i g. 2 näher dargestellt. Der Beleg enthält eine aus 17 Zeilen Z1 bis Z17 und beliebig vielen Spalten 5 bestehende Markiermatrix. An den Kreuzungspunkten von Zeilen Zn und Spalten S sind Markierungskästchen MK mit Blindfarben vorgedruckt die die Größe und Position von Markierungen M festlegen sollen. Die zum Druck der Markierungskästchen MK verwendeten Blindfarben liegen außerhalb des spektralen Empfindlichkeitsbereiches der optisch-elektrischen Abtasteinheit 10, 11 und beeinflussen deswegen die Markierungserkennung nicht. Blindfarben sind helle gelbe, orange oder rote Farbtöne. Die Markierungskästchen MK werden durch Einzeichnen eines liegenden Kreuzes »X« mit weichem Bleistift oder Kugelschreiber der Schriftfarben schwarz oder blau markiert Auch andere Markierungen M, z. B. stehende Kreuze » + « oder senkrechte bzw. diagonale Striche, werden erkannt Die Markierung mit liegenden Kreuzen bietet jedoch in vorliegendem Fall die größte Erkennungssicherheit

Oberhalb der Markiermatrix liegt eine Taktzeile TZ mit schwarz gedruckten Taktmarken TM. Die Lage der Taktmarken TM, definiert die Lage der Spalten S der Markiermatrix. Ein Erkennungsvorgang findet nur statt wenn eine Taktmarke TM gefunden wird. Aufgrund _Μ dieser Festlegung kann die Markiermatrix beliebig durch andere Informationen unterbrochen werden, wenn an diesen Stellen die Taktzeile keine Taktmarken TMenthält

Die Markiermatrix wird entgegen der durch den Pfeil 21 bezeichneten Transportrichtung von rechts nach links gelesen. Als erste gelesene Spalte wird eine Codespalte CS erwartet Diese enthält zwei erste, über zwei Zeilen reichende, schwarzgedruckte Lagemarken CM1 in den ersten beiden Zeilen ZX, Z2 und in Höhe ^₀ der 13. und 14. Zeile Z13, Z14. Wie noch zu erläutern sein wird, wird mit Hilfe dieser Lagemarken CM1 ein evtl. Schräglauf des Beleges 2 festgestellt und elektronisch ausgeglichen. Zusätzlich enthält die Codespalte CS eine vorgedruckte Kombination von z. B. 3 aus 7 Elementen Codemarken CM 2, die die Art der abzutastenden Markiermatrix bzw. die Belegart definiert

Ist die Markiermatrix mit in Blindfarben gedruckten, geradlinig durch die ganze Matrix verlaufenden Trennlinien zwischen Spalten bzw. Zeilen in Felder unterteilt, und ist innerhalb eines jeden Feldes eine von der Scheinart abhängige, gleiche Anzahl von Markierungen aufzubringen, so kann für alle Felder eine Plausibilitätsprüfung auf eine bestimmte Anzahl von Markierungen durchgeführt werden.

Zurückkehrend zu F i g. 1 wird ein solcher Beleg 2 während des Vorbeilaufens an der Markierungslesestation über die Abtastoptik 10 auf eine Autoscan-Zeile, d.h. eine Reihe von 128 Fotodioden des optoelektrischen Wandlers 11 abgebildet. Die Fotodiodenreihe verläuft in Richtung der Spalten S der Markiermatrix. Durch eine Abtastschaltung im Wandler U wird die Information der Fotodioden in ein serielles analoges Videosignal VSumgewandelt.

Um sowohl schwach gezeichnete Markierungen als auch Markierungen auf verschmutzten Belegen sicher zu erkennen, wird die Helligkeit des Zeichenuntergrundes, d. h. der aktuelle maximale Weißwert in der Zeile des abzutastenden Bildpunktes in einer Signalwandlereinheit 3 bei der Quantisierung des Videosignals VS zu einem aus Schwarz-Weiß-Werten bestehenden Bildmuster berücksichtigt. Aus der ermittelten Helligkeit des Zeichenuntergrundes werden drei in der Höhe gestaffelte Schwarz-Schwellenwerte abgeleitet mit deren Hilfe drei verschiedene Bildmuster aus dem ursprünglichen Videosignal VS gewonnen werden. Eine vierte gesonderte Schwelle wird zur Bewertung der kontrastreichen, vorgedruckten Taktmarken TM der Taktzeile 7Zund der Lagemarken CAi 1, CM2 der Codespalte CS herangezogen. Diese Ableitung von Schwellenwerten aus der festgestellten Grundhelligkeit bewertet in erster Linie den vorhandenen Kontrast zwischen Zeichen und Untergrund und kompensiert gleichzeitig eine etwaige unterschiedliche Empfindlichkeit der verschiedenen Fotodioden des optoelektrischen Wandlers 11.

In den folgenden Stufen werden die mit den verschiedenen Schwellenwerten quantisierten Bildmuster zunächst parallel weiterverarbeitet Dabei wird aus der Lage der Taktmarken TM in einer Vorverarbeitungseinheit 41 die Information über die Lage von Zeilen Zn und Spalten 5 der Markiermatrix gewonnen. Auch ein etwaiger Schräglauf des Beleges 2 wird durch eine noch näher zu erläuternde Schaltungsanordnung für die Schräglagekorrektur ermittelt und ausgeglichen. Da dann die Lage der Zeilen Zl bis Z17 genau bestimmt ist, kann die Abtastinformation ohne nennenswerte Einbuße an Erkennungssicherheit um den Faktor 1 :2, d. h. auf 64 Bildzeilen reduziert werden. Die für diese Informationsreduktion erforderlichen Daten werden einem als Parameterspeicher 42 bezeichneten Festwertspeicher entnommea

In einer Erkennungseinheit 5 laufen nun drei durch verschiedene Bewertung entstandene Bildmuster und die Information über die Lage der Bildmuster relativ zur Abtastmatrix ein. Um sicher zu bestimmen, ob in einer bestimmten Position eine Markierung vorliegt oder nicht, werden alle Bildpunkte abhängig von ihrer Lage mit ausgewählten Bildpunkten ihrer Umgebung verknüpft Die dafür benötigten Steuerdaten stehen ebenfalls in dem Parameterspeicher 42. Damit ist für alle Bildmuster die Anordnung der Markierungen ermittelt.

In einer nachfolgenden Auswertungseinheit 61 wird eine Plausibilitätsprüfung für jedes Feld der Markiermatrix durchgeführt Dafür wird eine im vorhinein bekannte Information über die Markierungsfelder als

Kriterium ausgenutzt. Dies ist die bekannte Größe der Markierungsfelder und die Anzahl von zulässigen Markierungen M im Markierungsfeld. Dieses Kriterium ist in Form von Prüfprogrammen für verschiedene Belegarten in einem weiteren Festwertspeicher, dem Plausibilitätsspeicher 62, abgelegt Die Information der Codemarken CM2 in der Codespalte CS bestimmt das zu verwendende Prüfprogramm. Die Plausibilitätsprüfung ergibt nun, weiche der mit den drei verschiedenen Schwellenwerten ermittelten Markierungsanordnungen die Plausibilitätskriterien erfüllt und als zulässiges Ergebnis ausgegeben wird. Kann keine Plausibilitätsprüfung durchgeführt werden, weil keine dafür benötigten Kriterien angegeben werden können, so wird das mit dem mittleren Schwellenwert digitalisierte Bildmuster ausgewertet und dessen Markäerungsergebnis ausgegeben.

Ober eine Schnittstelle 7 werden die gefundenen Markierungen als binäres Bitmuster in einer Folge von je drei 6-Bit-Worten pro Spalte Sausgegeben, dabei ist eine Bitstelle im letzten Wort redundant, so daß jeder Zeile eine Bitstelle entspricht Die Interpretation der ausgegebenen Markierungsinformation erfolgt dann durch die jeweils angeschlossene Datenverarbeitungsanlage.

Die Funktionssicherheit dieser Einrichtung wird durch interne Kontrolleinrichtungen überprüft Nach jedem Einschalten des Belegsortierers mit der Einrichtung zum automatischen Erkennen von handschriftlichen Markierungen und nach einer Fehlernormierung läuft in der beschriebenen Erkennungseinrichtung die Erkennung eines simulierten Beleges mit ausgefüllter Markiermacrix ab. Alle für diese Simulation erforderlichen Daten werden einem weiteren Festwertspeicher, dem Simulationsspeicher 8 entnommen. Auch im Verlauf der Verarbeitung dieser Simulationsdaten laufen alle beschriebenen Vorgänge ab. Die ermittelten Markierungsergebnisse werden mit im Simulationsspeicher 8 gespeicherten Sollwerten verglichen. Bei fehlender Übereinstimmung wird ein Fehlersignal ausgegeben.

Anhand der in F i g. 3 dargestellten Schaltungsanordnung soll nun die Schräglagekorrektur für die Bilddaten jeder Spalte beschrieben werden. Dazu sei nochmals kurz auf die Erläuterung zu Fig.2 verwiesen. Wie erwähnt, soll mit den Lagemarken CAiI eine evtL Schräglage des Beleges festgestellt werden, um die im Abtastraster vorliegenden Abtastdaten richtig zur Markiermatrix zuzuordnen.

Dazu dient die in F i g. 3 dargestellte Schaltungsanordnung. Auch für diesen Zweck wird von den Ausgangsdaten der Signalwandlereinheit 3 ausgegangen. Hier ist jedoch bereits die Zahl der Abtastzeilen im Verhältnis 2:1 reduziert, d. h. es sind nur noch 64 Bildzeilen der weiteren Verarbeitung zugrunde gelegt Die Schaltungsanordnung weist daher einen Zeilenzähler 401 auf, der in einem Bewertungszyklus mit einer 6 Bitstellen umfassenden Binärzahl eine von 64 Bfldzeilen aufruft Der Ausgang dieses Zeilenzählers 401 ist an einen Codierer 402, einen programmierbaren Festwertspeicher, angeschlossen, der abhängig von dem Zählerstand des Zeilenzählers 401 an seinen Ausgängen 403 bis 408 zeflenabhängige Steuersignale abgibt Der Steuersignalausgang 403 soll immer dann ein Steuersignal Z9/Z45 führen, wenn der Zeilenzähler 401 einen Bereich von der 9. bis zur 20. bzw. von der 45. bis zur 56. Zeile vorgibt Der Steuersignalausgang 404 gibt ein positives Steuersignal Z 32 ab, wenn der Zeilenzähler 401 dem Codierer 402 die 32. Zeile in einem Bewertungszyklus zuweist Analoges gilt für die weiteren Steuersignalausgänge 405, 406 und 407, die jeweils dann positive Steuersignale führen, wenn vom Zeilenzähler 401 im Bewertungszyklus die Zeilen 64, 2 bzw. 3 vorgegeben werden. Der letzte Steuersignalausgang 408 umfaßt an sich fünf Signalleitungen zur Schräglagekorrektur, deren Bedeutung noch erläutert wird. Mit diesem Steuersignal des Codierers 402 wird

ίο die Schaltungsanordnung zur Schräglagekorrektur für die Bilddaten in jedem Einzelfall synchronisiert

Zur Ermittlung des Schwärzungsschwerpunktes der Lagemarken CMi dient ein an die Signalwandlereinheit 3 angeschlossenes Schieberegister 409, das die Bilddaten aufnimmt die mit der den vorgedruckten Takt- bzw. Codemarken zugeordneten Schwelle quantisiert sind. In dieses Schieberegister 409 werden fortlaufend die Bilddaten von jeweils vertikal benachbarten Bildelementen eingespeichert Diese werden in einer als UND-Glied ausgebildeten Verknüpfungseinheit 410 immer dann bewertet, wenn zugleich vom Codierer 402 über den Steuersignalausgang 403 das Steuersignal Z9/Z45 abgegeben wird. Dieses Steuersignal beschränkt in diesem Fall die Freigabe der Verknüpfungseinheit 410 auf die beiden Bereiche der Abtastzeilen 9 bis 20 und 45 bis 56, in denen die Lagemarken CM1 zu erwarten sind

Sind vier vertikal benachbarte Bildelemente schwarz, wird ein erstes Merk-Flip-Flop 411 gesetzt Dieses Merk-Flip-Flop 411 wird über ein disjunktives Verknüpfungsglied 412 durch die Steuersignale Z32 bis Z64 zurückgesetzt Der Ausgang dieses ersten Merk-Flip-Flops 411 ist parallel mit dem Eingang zweier vierstelliger Schieberegister 413 bzw. 414 verbunden, die für die Datenübernahme aus dem Merk-Flip-Flop 411 mit den Steuersignalen Z32 bzw. Z64 aktiviert werden.

Den Schieberegistern 413 bzw. 414 ist jeweils ein konjuktives Verknüpfungsglied 415 bzw. 416 nachgeordnet Diese werden durch das Steuersignal Z 2 vorbereitet und bewerten den Inhalt der angeschlossenen Schieberegister 413 bzw. 414. Ein jeweils an den Ausgang dieser konjuktiven Verknüpfungsglieder 415 und 416 angeschlossenes weiteres Merk-Flip-Flop 417 bzw. 418 wird daher jedesmal dann gesetzt wenn in einer der Abtastzeilen 9 bis 20 bzw. 45 bis 56 ein Feld von 4x4 Bildpunkten als schwarz bewertet worden ist Der Ausgang des zweiten Merk-Flip-Flops 417 kennzeichnet damit ob die obere der Lagemarken CMX

so festgestellt ist Analoges gilt für den Ausgang des dritten Merk-Flip-Flops 418 bezüglich der unteren der Lagemarken CM1.

An die beiden den Setzeingängen zugeordneten Ausgänge des zweiten und dritten Merk-Flip-Flops 417, 418 ist ein EXCLUSIV-ODER-Verknüpfungsglied 19 angeschlossen. Dieses spricht also immer dann an, wenn nur einer der beiden angeschlossenen Ausgänge der Merk-Flip-Flops 417,418 ein Signal führt, d. h. also erst eine der beiden Lagemarken CM1 ermittelt ist Der Ausgang dieses Verknüpfungsgliedes 419 ist mit einem ersten Binärzähler 420 verbunden, der während der Ausgangssignale dieses Verknüpfungsgliedes durch ein ihm gleichzeitig zugeführtes Steuersignal Z3 hochgezählt wird. Funktionsmäßig bedeutet dies: Der Binärzähler 420, der 3 Bit-Stellen umfaßt, wird bis zu einem Zählerstand hochgezählt, der dem Spaltenversatz der beiden Lagemarken CMi entspricht Sobald beide Lagemarken festgestellt sind, sperrt das EXCLUSIV-

ODER-Verknüpfungsglied419den Binärzähler 420. Der erreichte Zählerstand des ersten Binärzählers 420 bleibt während des Belegdurchlaufs unverändert erhalten und wird am Anfang des nächsten Beleges über ein Normiersignal 429 zurückgesetzt.

An die beiden Merk-Flip-Flops 417 und 418 ist außerdem ein weiteres konjuktives Verknüpfungsglied 421 derart angeschaltet, daß es an den Setzeingang eines vierten Merk-Flip-Flops 422 immer dann ein Setzsignal abgibt, wenn die obere der beiden Lagemarken CMi zuerst festgestellt wird. Auch dieses Merk-Flip-Flop 422 wird mit dem Normiersignal 429 zurückgesetzt. Sein dem Setzeingang zugeordneter Ausgang führt also jeweils dann ein positives Signal, wenn die obere der Lagemarken CMl zuerst festgestellt wurde, d.h. der abgetastete Beleg nach rechts geneigt ist, umgekehrtes gilt für den dem Rücksetzeingang zugeordneten Ausgang. Aus dem Zustand des vierten Merk-Flip-Flop 422 ist also die Neigungsrichtung des abgetasteten Beleges ableitbar und mit dem Zählerstand des ersten Binärzählers 420 der Spaltenversatz der Lagemarken CM1 definiert

Die weitere Aufgabe der in Fig.3 dargestellten Schaltungsanordnung besteht nun nur noch darin, die in einem Bildspeicher 425 gespeicherten Bilddaten entsprechend der festgestellten Schräglage in versetzten Spaltenabschnitten, d. h. treppenartig, auszulesen. Dazu \'X zunächst ein erster Multiplexer 423 vorgesehen. Dessen Auswahleingängen wird der gegenwärtige - Inhalt des ersten Binärzählers 420 zugeführt. Dementsprechend schaltet der Multiplexer einen von sechs Dateneingängen auf seinen Ausgang durch. Fünf dieser Eingänge sind mit den Steuersignalausgängen 408 für die Schräglagekorrektur des Codierers 402 verbunden, der sechste Eingang ist an den Nullpegel angeschlossen. Der erste Multiplexer 423 schaltet damit abhängig von dem Zählerstand des ersten Binärzählers 420 eine der 5 von dem Codierer 402 abgegebenen, von Zeilenzähler abhängigen Anweisungen als Zählimpuls für den zweiten Binärzähler 424 durch. Das Hochzählen des zweiten Binärzählers 424 wird in jedem Zeilenzählerzyklus wiederholt. Aus dem jeweiligen Stand des Binärzählers 424 ergibt sich, welche Spalte des Bildspeichers ausgegebenen werden soll.

Dieser Bildspeicher 425 besteht aus 20 in Reihe geschalteten Schieberegistern mit je 64 Elementen. Er kann also den Inhalt von 20 Abtastspalten aufnehmen. Wenn im Idealfall bei einem abgetasteten Beleg keine Schräglageabweichung aufgetreten ist, werden aus diesem Bildspeicher in einem Zeilenzyklus die 64 Bilddaten der gleichen Speicherspalte, d. h. der Inhalt eines Schieberegisters ausgelesen. Entsprechend einer festgestellten Schräglage nach links oder rechts müssen jedoch die zwischengespeicherten Bilddaten nach einer bestimmten Anzahl von Zeilen jeweils um eine Spalte versetzt ausgelesen werden. Dazu dienen 2 weitere Multiplexer 426 bzw. 427, die jeweils an einen Teil der Ausgänge des Bildspeichers 425 angeschlossen sind.

ίο Diese beiden weiteren Multiplexer 426 bzw. 427 werden durch das vierte Merk-Flip-Flop 422 wahlweise aktiviert. Welcher der angeschlossenen Ausgänge des Bildspeichers 425 in dem jeweiligen Multiplexer selektiert wird, ist durch den Zählerstand des zweiten

is Binärzählers 424 bestimmt, dessen 3 Stellen umfassender Ausgang mit den Selektionseingängen der Multiplexer 426 bzw. 427 verbunden ist. Die beiden Ausgänge der Multiplexer 426 bzw. 427 sind schließlich über ein ODER-Glied 428 verknüpft, dessen Ausgang an die Erkennungseinheit 5 angeschlossen ist und über den die in bezug auf eine Schräglage korrigierten Bilddaten übergeben werden.

Zusammengefaßt stellt die geschilderte Schaltungsanordnung zunächst das Auftreten der beiden Lagemar- ken CAfI fest und ermittelt weiterhin, um wieviele Abtastspalten diese gegebenenfalls zueinander versetzt sind. Abhängig von der Größe dieses Spaltenversatzes, der den Zählerstand des ersten Binärzählers bestimmt, wird über den Codierer 402 und den Multiplexer 423 der Zählerstand des zweiten Binärzählers 424 in jeden Zeilenzyklus jeweils dann um 1 erhöht, wenn jeweils nach einer bestimmten, vom Spaltenversatz abhängigen Zeilenzahl die nachfolgenden Bildelemente aus dem Bildspeicher 425 um eine Abtastspalte nach links bzw. rechts versetzt ausgelesen werden sollen, was durch die zeilenabhängigen Steuersignale zur Schräglagekorrektur des Codierers 402 festgelegt ist

In Fig.3 ist weiterhin noch angedeutet, daß die Signalwandlereinheit 3 zwei Ausgänge für nach verschiedenen Schwellwerten bewertete und je Bildelement codiert darstellende Bilddaten besitzt Dementsprechend ist strichpunktiert neben dem dargestellten Bildspeicher 425 ein weiterer derartiger Bildspeicher mit den entsprechenden Ausgangsschaltungen angedeu tet Dies ist, wie eingangs erläutert, erforderlich, weil die Bilddaten mit mehreren Schwellen quantisiert werden, um von Markierungen unterschiedlichen Kontrastes ein optimales Abtastdaten-Muster zu erhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Erkennen von handschriftlichen Markie- s rungen auf maschinell auswertbaren Belegen. Durch Schnitt- und Drucktoleranzen oder eine Fehlförderung gegenüber der feststehenden Abtasteinheit (10, U) entsteht ein Höhenversatz bzw. eine Schräglage der Markiermatrix (Zn, S) des Beleges (2) gegenüber dem Abtastraster der Abtasteinheit (10,11). Zum Ausgleich der vertikalen Abweichung wird der Schwärzungsschwerpunkt von in einer Taktzeile (TZ) über der Markiermatrix in Spaltenrichtung aufgedruckten Taktmarken (TM)durch Bilden der Flächensummen (A, B)in beiden Hälften eines Beobachtungsfensters mit einer Vergleichsetiirichtung (350) ermittelt, die relative Lage der Taktmarken (TM) festgestellt und davon abhängig die relative Lage der Markierungszeilen (Z) im Abtastraster festgelegt Zum Korrigieren der Schräglage der Markierungsspalten wird die Lage von Lagemarken (CM 1) in einer Codespalte (CS) an der Belegvorderkante bezüglich des Abtastrasters analog -ermittelt und richtungsabhängig ihr Spaltenversatz in einem Binärzähler (420) als Binärwert gespeichert. Abhängig von diesem Zählerstand werden an einen Bildspeicher (425) angeschlossene Multiplexer (426,427) durch einen Codierer (402) so gesteuert, daß in einem jeweils eine Spalte des Bildspeichers (425) umfassenden Lesezyklus die Bilddaten spaltengerecht bezüglich der Markiermatrix auf dem Beleg (2) gespeichert werden. Patentansprüche: 35

1. Verfahren zum automatischen Erkennen von Markierungen auf einem maschinell auswertbaren Beleg, unter Verwendung einer optischen Abtasteinrichtung und einer Schaltungsanordnung zum Bestimmen der vertikalen und horizontalen Positionen von in Form einer Matrix auf dem Beleg ausgedruckten Markierungskästchen in bezug auf das Abtastraster der Abtasteinrichtung, bei der die Lagebestimmung der Spalten der Markierungsmatrix von der Lage jeweils zur Zeilenrichtung fluchtend vorgedruckter Taktmarken derart abgeleitet wird, daß für jede Markierungsspalte eine zeilenweise Zuordnung von in einem Bildspeicher gespeicherten quantisierten Bilddaten zu den Zeilen der Markierungsmatrix erfolgt, dadurch gekennzeichnet,

— daß zum Ausgleich einer Schräglage des Beleges (2) gegenüber dem Abtastraster der Abtasteinrichtung (10,11) die Lage von auf dem Beleg (2) in Richtung der Spalten (S) der Markierungsmatrix (Zn, S) vorgedruckter Lagemarken (CM 1) ausgewertet wird,

— daß der auftretende Spaltenversatz zwischen den Lagemarken (CMi) nach Größe und Richtung als Binärzahl gespeichert wird, und

— daß die im Bildspeicher (425) gespeicherten Bilddaten zum Ausgleich der Schräglage abhängig vom vorgenannten Binärwert in den es Speicherstellen des Bildspeichers entsprechend den Zeilen (Z_n) und Spalten (S) der Markiermatrix (Z_nS) ausgerichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß zum Ermitteln der Lagemarken (CMi) zunächst in vorgegebenen Abtastbereichen, in denen je eine Lagemarke (CMi) liegen muß, mehrere benachbarte Abtastspalten des Abiastrasters nacheinander abgetastet werden, wobei innerhalb der vorgegebenen Abtastbereiche in jeder Abtastspalte mehrere benachbarte schwarze Abtastelemente wenigstens einer Lagemarke (CM 1) festgestellt werden,

— daß beim Auftreten einer derart festgestellten Lagemarke (CMi) in einem der beiden Abtastbereiche ein der jeweiligen Lagemarke (CMi) zugeordnetes Merkflipflop (417 bzw.

418) gesetzt wird, dessen positives Ausgangssignal das Auftreten einer Lagemarke (CMi) im oberen bzw. unteren Abtastbereich kennzeichnet,

— daß die Neigungsrichtung der Markiermatrix (Z_nS) des Beleges (2) gegenüber dem Abtastraster daraus abgeleitet wird, welche der Lagemarken (CM 1) bei dieser spaltenweisen Rasterabtastung zuerst auftritt,

— daß bei der Bewertung einer weiteren Abtastspalte ein Binärzähler (420) in seinem Zählerstand jeweils um eins erhöht wird, solange nur eine der beiden Lagemarken feststellbar ist, und

— daß der Zählerstand für die gesamte Abtastung des Beleges (2) festgehalten wird, sobald beide Lagemarken (CMi) festgestellt sind.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrstelliges Schieberegister (409), dem die Abtastdaten seriell eingegeben werden, mit seinen Ausgängen an ein beim Durchlaufen von Abtastdaten aus den vorgegebenen Abtastbereichen aktiviertes konjunktives Verknüpfungsglied (410) angeschlossen ist, daß ein erstes Merkflipflop (411), das jeweils nach Durchlaufen eines der vorgegebenen Abtastbereiche rückgesetzt wird, zwischen dem konjunktiven Verknüpfungsglied und zwei Schieberegistern (413, 414) angeordnet ist, deren Eingänge, unmittelbar vor dem Rücksetzen des Merkflipflops (411) wechselweise aktivierbar sind, daß die Ausgänge dieser Schieberegister parallel jeweils an ein weiteres konjunktives Verknüpfungsglied (415 bzw. 416) und deren Ausgänge an das zweite bzw. dritte Merkflipflop (417 bzw. 418) angeschlossen sind, deren positive Ausgangssignale das Auftreten einer Codemarke in einem der beiden vorgegebenen Abtastbereiche kennzeichnen, daß die den Setzeingängen (J) zugeordneten Ausgänge des zweiten und dritten Merkflipflop (417 bzw. 418) über ein EXCLUSIV-ODER-Verknüpfungsglied (419) auf den jeweils zu Beginn eines Spaltenzyklus aktivierbaren Eingang des Binärzählers (420) durchgeschaltet sind, dessen parallele Ausgänge an die Auswahleingänge eines ersten Multiplexers (423) angeschlossen sind, in dem abhängig von der so zugeführten Signalkombination einer der Dateneingänge selektiert und auf einen angeschlossenen weiteren Binärzähler (424) durchgeschaltet wird, daß die Dateneingänge des ersten Multiplexers (423) an einen zeilenabhängige Steuersignale führenden Steuersignalausgang (408) für die Schräglagenkor-

rektur eines Codierers (402) angeschlossen sind, und daß ein Bildspeicher (425) vorgesehen ist, der die Bilddaten einer Mehrzahl von Abtastspalten speichert und dessen je einer Abtastspalte zugeordnete Ausgänge mit den Dateneingängen zweier weiterer Multiplexer (426 bzw. 427) verbunden sind, deren Selektionseingänge zur Auswahl jeweils 'eines der Spaltenausgänge des Bilddatenspeichers mit dem weiteren Binärzähler (424) und weiterhin mit einem der beiden Ausgänge eines weiteren Merkflipflops (422) verbunden sind, das seinerseits mit den beim Auftreten einer Lagemarke (CM 1) gesetzten Merkflipflops (415 bzw. 416) derart verbunden ist, daß seine beiden Schaltzustände jeweils die Neigungsrichtung der Schräglage des Beleges (2) kennzeichnen.