DE2858688C2 - - Google Patents
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- DE2858688C2 DE2858688C2 DE2858688A DE2858688A DE2858688C2 DE 2858688 C2 DE2858688 C2 DE 2858688C2 DE 2858688 A DE2858688 A DE 2858688A DE 2858688 A DE2858688 A DE 2858688A DE 2858688 C2 DE2858688 C2 DE 2858688C2
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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.
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.
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