DE2858688C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Bei einem solchen, aus der DE-AS 19 49 428 bekannten Ver­ fahren werden Änderungen zwischen benachbarten Teilen eines Zeichens erfaßt, d. h. ein Übergang Weiß-Schwarz oder Schwarz-Weiß, der einer Änderung des Signalzustandes 0-1 bzw. 1-0 entspricht. Aufgrund dieser erfaßten Ände­ rungen werden sekundäre Änderungen abgeleitet, um damit schrittweise den Informationsgehalt auf einzelne Merkmale und Formelemente eines gelesenen Zeichens zu vermindern. Die schließlich dadurch einem gelesenen Zeichen zugeord­ nete abgeleitete Klassifizierung wird mit einem Vorrat von bekannten Zeichen zugeordneten Klassifizierungen ver­ glichen, um das gelesene Zeichen schließlich als dasje­ nige Zeichen zu identifizieren, dessen gespeicherte Klas­ sifizierung der durch die Abtastung ermittelten Klassifi­ zierung am ähnlichsten ist. Dieses Verfahren ist daher relativ ungenau und eignet sich nur zur Identifizierung von bestimmten Zeichen aus einer beschränkten Gruppe von vorgegebenen Zeichen, so daß es zum Lesen von Zeichen mit Hilfe eines von Hand bewegten Sensors nicht geeignet ist.

Aus der DE-OS 25 26 486 ist ein Verfahren zum Lesen von Zeichen bekannt, bei der ein Verzerrungs- oder Neigungs­ winkel beim Lesen der Zeichen erkannt und in einer nicht näher angegebenen Weise korrigiert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der im Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiterzu­ bilden, daß es in Verbindung mit einem von Hand bewegten Sensor anzuwenden ist und eine Fehlerkorrektur bei einer möglichen Schräglage des zu lesenden Zeichens gegenüber dem Feld des Sensors ermöglicht.

Bei einem Verfahren der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Um eine mögliche schräge Ausrichtung der zu lesenden Zei­ chen zum Feld des Sensors bei der Datenauswertung berück­ sichtigen zu können, wird jeweils zwei benachbarten Zei­ len oder Spalten des Feldes ein gemeinsamer Klassifizie­ rungswert zugeordnet, der aus der logischen Summe der je­ weils einzelnen binären Sequenzen der benachbarten Zeilen oder Spalten gebildet wird, wobei vorausgesetzt wird, daß in an sich bekannter Weise für jede abgetastete Zeile oder Spalte eine binäre Sequenz abgeleitet wird, die für jedes Element der Zeile oder Spalte eine binäre "1" oder "0" angibt, je nachdem, ob in dem jeweiligen Element ein Zeichenteil festgestellt wurde oder nicht. Dieser gemein­ same Klassifizierungswert wird mit einem einer der beiden Zeilen oder Spalten individuell zugeordneten Klassifizie­ rungswert verglichen, um jeweils den Klassifizierungswert als sogenannten wahren Klassifizierungswert für die Identifizierung des Zeichens zu benutzen, der ein rele­ vantes horizontales oder vertikales Teil des Zeichens an­ gibt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Aus­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 schematisch den Fall, bei dem ein Zeichen schräg abgetastet wird,

Fig. 3 die Darstellung eines Feldes des Sensors, auf dem ein Zeichen geneigt abgebildet ist,

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Klassifizierung,

Fig. 5a bis 5c Diagramme zum Veranschaulichen der Bezie­ hung zwischen einer normalen Abbildung und einer Form-Aussuchoperation,

Fig. 6a bis 6e Diagramme, die die Beziehung zeigen zwischen einem Feld, das ein geneigtes Zeichen aufweist, und einer Form-Aussuchoperation,

Fig. 7 ein Diagramm zur Beschreibung eines Teils der Zu­ standsübergänge in der Erkennungsschaltung,

Fig. 8 und 10 Diagramme, die Felder zeigen, in denen die Ziffern 3 und 4 geneigt angeordnet sind und

Fig. 9a bis 9c und 11a bis 11e Diagramme zur Beschreibung der Form-Suchoperationen für die in den Fig. 8 und 10 gezeigten Felder bzw. Abbildungen in diesen.

Fig. 1 zeigt einen von einer Hand 2 gehaltenen Abtaster 1, ein Blatt 3, eine Lampe 4, ein Linsensystem 5, einen Sensor 6, eine binäre Steuerschaltung 7, ein Pufferregi­ ster 8, eine vertikale Herauslöseschaltung 9, eine Zeilenform-Aussuchschaltung 100, eine Teilform-Aussuchschaltung 11, eine Erkennungsschaltung 12, Absonderungs-Flags 13 und 14, ein Richtungs-Flag 15 und eine Horizontal-Absonderungs- und Richtungs-Erfassungsschaltung 16. Bei dieser Ausführungs­ form werden die Zeichen erkannt, indem der durch die Hand 2 gehaltene Abtaster 1 in horizontaler Richtung über das Blatt, auf dem die Zeichen aufgezeichnet sind, bewegt wird. Der Abtaster 1 ist mit der Lampe 4, dem Linsensy­ stem 5, dem Sensor 6 und der binären Steuerschaltung 7 ausgestattet. Das Blatt 3 wird durch die Lampe 4 ausge­ leuchtet, so daß das Abbild des Zeichenmusters über das Linsensystem 5 auf den Sensor 6 abgebildet wird. In dem Sensor 6 sind fotoempfindliche Elemente derart angeord­ net, daß sie eine (zweidimensionale) Fläche bilden. Das von dem Hintergrund auf dem Blatt 3 reflektierte Licht unterscheidet sich von dem Licht, welches von dem Bereich des Zeichens zurückgeworfen wird, und die fotoempfindli­ chen Elemente, welche diese unterschiedlich reflektierten Lichtstrahlen empfangen, liefern unterschiedliche Sig­ nale, die der binären Steuerschaltung 7 zugeführt werden. In letzterer werden die Signale einer Pegelentscheidung unterworfen, woraus zwei Zustände, nämlich "weiß" und "schwarz" resultieren. So wird beispielsweise das dem Hintergrund oder dem "weißen" Blatt 3 entsprechende Sig­ nal als "0"-Pegel-Signal ausgegeben, während das dem Be­ reich des Zeichens entsprechende oder "schwarze" Signal als "1"-Pegel-Signal ausgegeben wird.

Wird der Abtaster über das Blatt 3 bewegt, so geschieht dies manchmal in einem Winkel bezüglich des Zeichens auf dem Blatt 3, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Es ist da­ her notwendig, diese Neigung des Abtasters 1 zu korrigie­ ren.

Wird die Abtastung schräg zu dem Zeichen durchgeführt, hat der Bildrahmen die in Fig. 3 gezeigte Lage. Beim Her­ auslösen der Strukturen eines Weiß-Schwarz-Musters für jede Zeile können die Strukturen der vertikalen Segmente der Zeichen relativ zufriedenstellend herausgelöst wer­ den, es ist jedoch unmöglich, die Strukturen oder Formen der horizontalen Segmente in zufriedenstellendem Maße herauszulösen. Daher wird eine Korrektur bezüglich der horizontalen Segmente durchgeführt.

Die Signale der Spalten B 1 bis Bn in der Zeile L 1 in Fig. 3 beispielsweise werden in dem Pufferregister 8 gespei­ chert, und beim nächsten Abtasten werden die Inhalte der in dem Pufferregister 8 gespeicherten Signale ausgegeben, während die Signale für die Spalten B 1 bis Bn in der Zei­ le L 2 im Pufferregister 8 gespeichert werden. Eine Zeilenform-Korrekturschaltung 120 klassifiziert "weiß" und "schwarz", welche Werte als Ergebnis der logischen Summe in jeder Zeile nach Maßgabe beispielsweise der in Fig. 4 gezeigten Formen erhalten werden, um dadurch die Neigungskorrektur auszuführen. Dies bedeutet, daß die Korrekturschaltung 120 ein Signal empfängt, das ein Er­ gebnis der logischen Summe des Ausgangssignals des Puf­ ferspeichers 8 und des Ausgangssignals der binären Steuerschaltung 7 durch ein ODER-Glied 122 ist, um da­ durch die Formen herauszulösen und zu klassifizieren.

Fig. 5 zeigt die Klassifizierung einer nicht geneigten Abbildung nach Maßgabe der Tabelle in Fig. 4.

Fig. 6 zeigt die Klassifizierung der in Fig. 3 gezeigten geneigten Abbildung. Die Klassifizierung erfolgt auf die in Fig. 6b angedeutete Weise durch die Zeilenform-Heraus­ löseschaltung 100 aus der in Fig. 6a gezeigten Abbildung, die der in Fig. 3 dargestellten ähnelt. Weiterhin wird die Klassifizierung auf die in Fig. 6d angedeutete Weise durch die Zeilenform-Korrekturschaltung 120 ausgeführt.

Eine Zeilenform-Auswahlschaltung 124 wählt eines aus dem Ausgangssignal BSi der Zeilenform-Herauslöseschaltung 100 und dem Ausgangssignal ASi der Zeilenform-Korrekturschaltung 120 aus, um dadurch ein Zeilenform-Signal CSi abzugeben. Insbesondere bestimmt die Zeilenform-Auswahlschaltung 124, ob ein relevantes Segment ein vertikales oder ein horizontales Segment für jede Zeile darstellt. Handelt es sich um ein vertikales Segment, wird das Ausgangssignal BSi der Zeilenform-Her­ auslöseschaltung 100 ausgewählt. Andererseits wird, wenn es sich um ein horizontales Segment handelt, das Aus­ gangssignal ASi der Zeilenform-Korrekturschaltung 120 ausgewählt.

Die Feststellung, ob es sich um ein vertikales oder horizontales Segment handelt, geschieht wie folgt:
Die Zeilenform-Herauslöseschaltung 100 ermittelt die For­ men von weißen und schwarzen Elementen einer Zeile und klassifiziert sie, um dann zu bestimmen, ob die so gewon­ nenen Formen nur das vertikale Segment oder wenigstens einen Teil des horizontalen Segments umfassen. Ist das horizontale Segment in der Form enthalten, legt die Her­ auslöseschaltung 100 ein Signal des Pegels "1" an ein horizontales Segment-Flag 111. Wenn andererseits nur das vertikale Segment in den Formen enthalten ist, legt die Herauslöseschaltung 100 ein Signal "0" an das horizontale Segment-Flag 111. Dieses Flag 111 setzt den darin gespei­ cherten Inhalt in einem horizontalen Segment-Flag 112 für die vorhergehende Zeile und speichert das Ausgangssignal der Zeilenform-Herauslöseschaltung 100.

Im Fall der Klassifizierungen C 1 bis C 4 in Fig. 4 wird bestimmt, daß die Form lediglich das vertikale Segment umfaßt und die Herauslöseschaltung 100 gibt ein Signal "0" ab. Im Fall der Klassifizierungen C 5 bis C 7 wird be­ stimmt, daß die Form das horizontale Segment umfaßt und die Herauslöseschaltung 100 gibt ein Signal "1" ab. Im Fall der Klassifizierung C 0 wird das Signal "0" durch die Herauslöseschaltung 100 ausgegeben. Nur wenn sowohl das horizontale Segment-Flag 111 als auch das horizontale Segment-Flag für die vorausgehende Zeile 112, Signale "1" aufweisen, wird in der Zeilenform-Auswahlschaltung 124 das Ausgangssignal ASi der Zeilenform-Korrekturschaltung 120 ausgewählt, um das Zeilenform-Signal CSi zu erhalten. In den anderen Fällen jedoch wird das Ausgangssignal BSi ausgewählt, um das Zeilenformsignal CSi zu erhalten.

Die Fig. 6b, 6c und 6d zeigen das Signal BSi, ASi und das Ausgangssignal CSi der Zeilenform-Auswahlschaltung 124.

In der Partialform-Herauslöseschaltung 11 werden die Form-Klassifizierungssignale CSi jeweils durch die Zeilenform-Auswahlschaltung 124 für jede Zeile ausgegeben und für mehrere Zeilen kombiniert, und in mehrere Arten nach Maßgabe der neuen Formen klassifiziert.

Fig. 7 ist ein Zustandsdiagramm zur Erläuterung eines Teils der Zustandsübergänge in der Erkennungsschaltung 12, D 0 ist der Anfangszustand, D 31 bis D 37 bezeichnen die Erkennungsergebnisse der Ziffern "1" bis "7".

Fig. 7 zeigt das Zustandsdiagramm, welches im Zusammen­ hang mit der Klassifizierung nach Fig. 4 verwendet werden kann, um das erfaßte Zeichen zu identifizieren. Für den Fall, daß wie in Fig. 5c die Teilstrukturen C 7, C 3, C 7, C 1, C 1, C 7 und C 0 aus dem oberen Teil des Zeichens her­ ausgelöst werden, ändert sich der Zustand in der Reihen­ folge D 0, D 5, D 8, D 8, D 12, D 19, D 19 und D 32 in Fig. 7. Somit kann im Zustand D 32 die Ziffer "2" erkannt werden.

Für den Fall, daß wie in Fig. 6c die Strukturen C 6, C 7, C 3, C 4, C 7, C 1, C 5 und C 7 aus dem oberen Teil des Zei­ chens herausgelöst werden, ändert sich der Zustand in der Reihenfolge D 4, D 5, D 8, D 8, D 12, D 19, D 19 und D 32 in Fig. 7. Somit kann beim Zustand D 32 ebenfalls die Zahl "2" er­ kannt werden.

Fig. 8 zeigt eine Abbildung, bei der die Zahl "3" geneigt vorliegt. Die Fig. 9a bis 9d zeigen einen Verarbeitungs­ ablauf ähnlich dem in den Fig. 6a bis 6d. Anders ausge­ drückt: durch die Neigungskorrektur werden die Partial­ formen angezeigt durch C 5, C 7, C 6, C 3, C 7 und C 2, und nach Fig. 7 ändert sich der Zustand jeweils in der Rei­ henfolge D 4, D 5, D 8, D 12, D 18, D 18 und D 33. Somit kann beim Zustand 33 die Zahl "3" erkannt werden.

Fig. 10 zeigt eine Abbildung, bei der die Zahl "4" ge­ neigt ist. Fig. 11a bis 11d zeigen die Verarbeitungsfolge entsprechend der in den Fig. 6a bis 6d gezeigten Folge. In diesem Fall werden die Partialformen angezeigt durch C 2, C 2, C 1, C 4, C 7, C 3, C 2 und C 2, und der Zustand ändert sich gemäß Fig. 7 in der Reihenfolge D 2, D 7, D 7, D 11, D 17, D 34, D 34 und D 34, woraus als Ergebnis die Zahl "4" erkannt wird. In ähnlicher Weise können andere Zahlen durch die Neigungskorrektur erkannt werden.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, werden die vertikalen und horizontalen Absonderungen ausgeführt, um den Zeichenbereich zu erfassen. Die Form jeder Zeile in dem Zeichenbereich wird herausgelöst und bezüglich der horizontalen Segmente wird die "schwarze" logische Summe einer Zeile und der vorangehenden Zeile erhalten, um die Neigung des Zeichens zu korrigieren, und anschließend wird die Form einer Zeile herausgelöst, so daß das Zeichen durch die Kombination der Formen erkannt wird. Durch das Herauslösen der Form für jede Zeile wird eine Korrektur des vertikalen Segments ausgeführt. Darüber hinaus ist es möglich, die Form für mehrere Zeilen oder mehrere Spalten herauszubilden. Dabei wird die Auflösung des Einheitsbe­ reichs durch die fotoempfindlichen Elemente bewirkt, die in Form einer Fläche angeordnet sind. Jedoch kann dies auch mittels optischer Fasern geschehen. Weiterhin kann die Abtastung mittels einer Lichtpunkt-Abtaströhre oder eines Vidikons ausgeführt werden.

Die Gestalt oder Form jeder Zeile wird herausgelöst, und ein abgetastetes Zeichen wird aufgrund der Reihenfolge des Auftretens der herausgelösten Form erkannt. Daher ist es nicht notwendig, das Zeichenmuster als elektrisches Signal zu speichern und daher ist es auch nicht notwen­ dig, einen großen Speicher vorzusehen. Darüber hinaus wird die Neigungskorrektur ausgeführt, wenn das Zeichen auf dem Blatt 3 durch den Sensor 6 schräg abgetastet wird.

Claims (2)

1. Verfahren zum Lesen von Zeichen, bei dem ein Zeichen mit einem Sensor, der ein aus fotoempfindlichen Elementen bestehendes Feld aufweist, nach Zeilen und Spalten abge­ tastet und für jede Zeile oder Spalte ein eine erste binäre Sequenz, in der eine logische "1" einem Teil des Zeichens entspricht, angebendes Signal erzeugt wird, wo­ bei belichtete oder nicht belichtete Elemente des Feldes Teilen des Zeichens entsprechen, welche zusammen ein Ab­ bild des Zeichens ergeben, der Zeichenbereich in dem Feld, in dem das Abbild erzeugt wird, bestimmt wird, be­ stimmte Teile des Zeichenbereiches abgetastet und diesen jeweils Klassifizierungswerte zugeordnet werden, die re­ präsentativ sind für das Muster der in diesen Teilen ent­ haltenen belichteten und nicht belichteten Elemente, und die Folge von Klassifizierungswerten analysiert wird, um das Zeichen zu identifizieren, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Zeile oder Spalte ein eine zweite binäre Se­ quenz angebendes Signal (ASi) erzeugt wird, die aus der logischen Summe der ersten binären Sequenzen jeweils zweier benachbarter Zeilen oder Spalten gebildet wird, daß erste und zweite Klassifizierungswerte (C 1 bis C 4 und C 5 bis C 7) den ersten und zweiten binären Sequenzen zuge­ ordnet werden und daß für die jeweilige Zeile oder Spal­ te der zweite Klassifizierungswert (C 5 bis C 7) als wahrer Klassifizierungswert immer dann ausgewählt wird, wenn so­ wohl in der vorher abgetasteten Zeile oder Spalte als auch in der nachfolgend abgetasteten Zeile oder Spalte jeweils ein horizontales oder vertikales Zeichensegment festgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die analysierte Folge der wahren Klassifizierungswerte nur jeden zweiten der wahren Klassifizierungswerte um­ faßt.