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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren von Gegenstände,
die in beliebiger Position und Orientierung und zu beliebigen Zeiten auf einem Bildfenster
erscheinen und auf einer dem Bildfenster zugewandten Oberfläche eine Kennzeichnung
in Form eines Datenfeldes aufweisen, das in mindestens einer Datenspur kontrastierende
Zeichen und mehrere vorgegebene Kontrastlinienmuster (PIC) umfaßt, welche die Position
und die Orientierung der Datenspur(en) kennzeichnen und mehrere Linien mit unterschiedlichem
Abstand und/oder Linienbreiten enthalten, bei dem das Bildfenster über eine opto-elektronischc
Wandlung zeilensequentiell abgetastet wird und ein der abgetasteten Kontrastfolgen
entsprechendes Videosignal erzeugt wird, wobei das Bildfenster im ersten Verfahrensschritt
mit einem stationären Suchraster abgetastet wird und bei Erkennung der einzelnen
Kontrastlinienmuster deren Position oder Orientierung innerhalb des Suchrasters
ermitteit wird, im zweiten Verfahrensschritt der Schnittwinkel ß zwischen der(n)
Datenspur(en) und den Rasterzeilen des Suchrasters bestimmt wird und im dritten
Verfahrensschritt, dem Lesebetrieb, das Datenfeld in Richtung der Datenspur(en)
in einem um den Schnittwinkel p gedrehten Leseraster abgetastet wird und die in
der(n) Datenspur(en) enthaltenen Zeichen gelesen und dekodiert werden.
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Derartige Verfahren und VorrichtunAcn~sind bereits bekannt. Bei den
zu identifizierenden Gegenständen handelt es sich beispielsweise um llandelsware,
Warenhausartikel od. dgl, die in maschinell lesbarer Form gekennzeichnet sind. Zu
diesem Zweck werden Kennzeichnungen auf den Objekten befestigt oder angebracht,
welche mit Zeichen eines maschinell'lesbaren Codes, z.B. des OCR-Codes bedruckt
sind.
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Eine derartige Kennzeichnung kann aus Qualitäts-, Dimensions-, Preisanqaben,
aus der Artikelnummer etc. bestehen. Diese Identifizierungsdaten sind in irgendeiner
Weise auf den Oberflächen der Gegenstände angebracht.
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Derartige Kennzeichnungen lassen sich nur schwer maschinell lesen,
da sich die Gegenstände in ihrer Größe unterscheiden, und da diese Kennzeichnungen
z.B. auf Klebeetiketten an verschiedenen Stellen des Gegenstandes aufgebracht werden.
Beim Lesen der Kennzeichnung kann daher nicht davon ausgegangen werden, daß diese
in einer bestimmten Position mit festgelegter Orientierung zu bestimmten Zeiten
zur Verfügung stellt. Das Lesen dieser Kcnnzeichnungen ist daher niciit vergleichbar
mit dem Lesen von Lochkarten od. dgl., bei dem eine'Karte in einer genau.definierten
Leseposition zu genau festgelegten Zeiten zur Verfügung steht. Im vorliegende' Fall
trifft genau das Entgegengesetzte zu. Das Datenfeld auf dem Gegenstand erscheint
nur mellr oder weniger näherungsweise an einem bestimmten Ort, und auch die Ausrichtung
des Daten feldes ist relativ willkürlich.
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Derartige Verfahren und Vorrichtungen zum Identifizieren von Gegenständen
werden z.B-. an den Kassenplätzen von Supermärkten etc. eingesetzt, um ein automatisches
Erfassen des Preises und/oder der Artikelnummer derjenigen Gegenstände zu ermöglichen,
welche ein Kunde kaufen will und zu diesem Zweck an den Kassenplatz gebracht hat.
Die Warenartikel, wie Schachteln unterschiedlicher Form und Größe, Flaschen, Kartons,
Dosen etc. werden dann einzeln auf dem Bildfenster angeordnet, wobei lediglich diejenige
Oberfläche, welche das zur Warenkennzeichnung verwendete Datenfeld trägt, gegen
das Bildfenster gerichtet sein muß. Die Datenfelder auf den unterschiedlichen Gegenständen
erscheinen somit unterschiedlich ausgerichtet an unterschiedlichen Stellen innerhalb
des Bildfensters. Ferner erscheinen die Datenfelder nicht in festen Zeitabständen
an der Ablesestation. Die Ablesestation muß daher nach dem Datenfeld suchen und
ansclließend in Richtung der Datenspuren des Datenfeldes die Zeichen der Datenspuren
auslesen. Die ausgelesanerl Zeichen lassen sich dann als elektrische Signale der
Kasse zuleiten, welche den Preis und eventuell auch die Artikelnuttuner lJzw. die
Artikelgruppe auf dem Kassenbon ausdrucken kann.
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Das auf dem Gegenstand aufgebrachte Datenfeld ist mit mehreren Kontrastlinienmustern
(PIC) versehen, welche mehrere Linien in unterschiedlichem Abstand und/oder mit
unterschiedlicher Linienbreite besitzen. Die Kontrastlinienmuster dienen dazu, das
Datenfeld, z.B.
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das bedruckte Etikett, zuverlässig und eindeutig gegenüber sonstigen
Zeichen und Linienmustern abzuheben, die möglicherweise auf der Oberfläche des Gegenstandes
in der Umgebung des Daten feldes vorhanden
sind. Außerdem besitzen
die Kontrastlinienmuster bezüglich den Datenspuren innerhalb des Datenfeldes vorgegebene
Positionen und Orientierungen und können daher verwendet werden, aus ihren Positionen
und Orientierungen die Position und Orientierung der Datenspuren relativ zu den
Rasterzeilen zu ermitteln, um anschließend ein Raster in Richtung der Datenspuren
zu erzeugen, welches die Zeichen innerhalb der Datenspuren liest.
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Aus der DE-OS 2 338 561 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art bekannt, bei der die Erkennung des Kontrastlinienmusters
erst dann erfolgt, wenn das Kontrastlinienmuster im wesentlichen senkrecht zur Richtung
seiner Linien abgetastet wird und die dadurch im Videosignal enthaltene Impulsfolge
gleich einer vorgegebenen Impulsfolge ist, die dem verwendeten Kontrastlinienmuster
entspricht. Dieses Verfahren stellt somit ein Korrelationsverfahren dar. Bei dem
aus der DE-OS 2 338 561 bekannten Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung besitzt
das Zeilenablenksignal die Form eines stetig und linear ansteigenden Sägezahnsignals,
das eine stetige Abtastung der einzelnen Rasterzeilen zur Folge hat. Die Relativlage
des Kontraslinienmusters - und damit der Datenspuren - zu den Rasterzeilen wird
dadurch ermittelt, daß die im Schnittpunkt zwischen einer Rasterzeile und dem Kontrastlinienmuster
vorhandenen Amplituden des Zeilen-Rampengenerators und des Zeilenfortschalt-Rampengenerators
in Haltegliedern abgespeichert werden, wenn das Kontrastlinienmuster (PIC) vom PIC-Dekoder
als erkannt gemeldet wird. Der Suchbetrieb wird solange fortgesetzt, bis mindestens
zwei Schnittpunkte A, B zwischen Rasterzeilen und Kontrastlinienmuster
auftreten.
Aus den den Schnittpunkten entsprechenden Amplituden-Koordinaten läßt sich die relative
Winkellage zwischen Kontrastlinienmuster und Rasterzeilen analog berechnen.
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Die Speicherung der den Schnittpunkten zwischen Rasterzeilen und PIC
entsprechenden analogen Amplitudensignalen zur anschließenden analogen Ermittlung
der Relativlage des PICs - und der Datenspuren - erweist sich als aufwendig und
nachteilig, da zusätzlich zu dem zur PIC-Erkennung benötigten Zeilen-Takt1.mpuls
zäh 1er entsprechende Analogschaltungen benötigt werden. Schließlich sind die abgespeicherten
analogen Amplitudenwerte der Zeit- und Wärmedrift unterworfen, und eine genau Zuordnung
der sich zeitlich stetig ändernden Zeilenablenkspannung zu bestimmten Schnittpunkten
innerhalb des Zeilenrasters ist nicht gewährleistet. Die Bestimmung des Winkels
zwischen den Rasterzeilen und dem Kontrastlinienmuster bzw. den Datenspuren ist
daher ungenau.
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Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Verfahren und eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem bzw. der ein rasches und
störungsfreies Abtasten der Rasterzeilen.und eine genaue und störungsfreie Bestimmung
des Winkels zwischen den Rasterzeilen und dem Kontrastlinienmuster im Suchbetrieb
möglich ist, um anschließend im Lesebetrieb die in den Datenspuren angeordneten
Kontrastzeichen fehlerfrei auslesen zu können.
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Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs benannten Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst,
a) daß jedes Kontrastlinienmuster in sich geschlossene,
in konstantem Abstand zueinander verlaufende Linien enthält, b) daß während jedes
Rasterdurchlaufs die jeweils schon abgetasteten Rasterzeilen gezählt und als erster
Zählwert verfügbar sind, und ein der abgetasteten Strecke innerhalb der aktuellen
Rasterzeile proportionaler zweiter Zählwert erzeugt und verfügbar ist, wobei die
beiden fortlaufenden Zählwerte die aktuellen Zählkoordinaten (x, y) des aktuell'
abgetasteten Rasterpunkts in einem entsprechenden rasterfesten Zählkoordinatensystem
sind, c) daß während des Durch laufs des Suchrasters die dem jeweiligen Schnittpunkt
zwischen Rasterzeilen und Kontrastlinienmuster (PIC) entsprechenden Zählkoordinaten
(xp, yp) gespeichert werden, wenn das betreffende Kontrastlinienmus ter (PIC) gleichzeitig
erkannt wird, und daß im zweiten Verfahrensschritt aus den d) gespeicherten Zählkoordinaten
(Xp Yp) die rasterfesten Zentrumskoordinaten (xy, yz) der Kontrastliniennuster,
und aus den Zentrumskoordinaten (xz, z der Schnittwinkel zwischen den Rasterzeilen
des Suchrasters und der(n) Datenspur(en) des Datenfelds berechnet wird.
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Alternativ werden im Verfahrensschritt a) KontrastJinienmuster erster
Art aus parallelen Linien mit einer ersten Linien/Abstandsfolge in einer ersten
Richtung, und Kontrastlinienmuster zweiter Art - ebenfalls aus parallelen Linien
- mit einer zweiten Linien/Abstandsfolge in einer zweiten Richtung auf dem Datenfeld
aufgebracht. Nach Ablauf der Verfahrensschritte b), c) werden dann im Verfahrens
schritt d) aus den gespeicherten Zählkoordinaten (xp, Yp) der Schnittwinkel p zwischen
den Rasterzeilen des Suchrasters und der(n) Datenspur(en) des Datenfelds berechnet.
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Eine Vorrichtung zur Lösung der gestellten Aufgabe besitzt ein Bildfenster,
welches auf das Target eines Vidikons abgebildet wird. Das Target wird von einem
Ablenksystem in einem zeilensequentiellen, elektronisch drehbaren Raster abgetastet
und gibt am Ausgang ein elektrisches Videosignal ab, welches dem zeilenweise abgetasteten
Bildfeld entspricht und das Kontrastmuster der abgetasteten Zeilen als eine im wesentlichen
binäre Amplitudenfolge beinhaltet. Vorgesehen ist ein PIC-Dekoder zum Erkennen abgetasteter
Konstrastlinienmuster (PIC). Das Ablenksystem enthält einen ersten Ablenkgenerator
zur periodischen Abgabe eines Zeilenablenksignals, welches den Abtaststrahl in einer
rasterfesten x-Richtung auslenkt. Das Ablenksystem enthält einen zweiten Ablenkgenerator,
der am Ende jedes Zeilenablenksignals ein Zeilenfortschaltsignal abgibt, welches
die Zeile in einer rasterfesten y-Richtung abgelenkt neu einsetzen läßt. Das Zeilenablenksignal
und das Zeilenfortschaltsignal durchlaufen eine Rasterdrehschaltung und werden dann
- dem gewünschten Drehwinkel entsprechend gewichtet und miteinander verknüpft -
zwei um 900
gegeneinander versetzten Ablenkspulenpaaren oder elektrostatischen
Ablenkplatten zugeführt, deren elektromagnetisches Feld den Abtäststrahl des Vidikons
in einem entsprechend gedrehten Raster ablenkt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer derartigen Vorrichtung dadurch
gelöst, daß a) daß der PIC-Dekoder (16) verschiedene Kontrastlinienmuster (PIC I,
PIC II, ...) erkennt und bei einer Erkennung ein das betreffende Kontrastlinienmuster
kennzeichnendes Erkennungssignal (PIC OUT I, PIC OUT II, ...) abgibt, b) daß der
erste Ablenkgenerator (40, 44) einen ersten Modulo-Zähler (40) mit vorgegebenem
Zähltakt und maximalem Zählintervall enthält, dessen Zählerstand von einem ersten
Digital/ Analogwandler (44) in ein entsprechend inkrementierendes Zeilenablenksignal
umgewandelt und der Rasterdrehschaltung (50 bis 64) zugeführt wird, wobei das maximale
Zählintervall der maximal möglichen Anzahl an Rasterpunkten innerhalb jeder Rasterzeile
entspricht und aufeinanderfolgende Zählwerte über das Zeilenablenksignal benachbarten
Rasterpunkten zugeordnet sind, c) daß der zweite Ablenkgenerator (42, 46) einen
zweiten Modulo-Zähler (42) enthält, dessen Zähler stand an der oberen Grenze des
Zählinterva-ls des ersten Modulo-Zählers (40) um einen gegebenen Wert inkrementiert
wird und von einem zweiten Digital/Analogwandler (46)
in ein mit
dem Zählerstand proportional inkrementierendes Zeilenfortschaltsignal umgewandelt
und der Rasterdrehschaltung sowie einer Steuerschaltung (18) zugeführt wird, die
eine vorgegebene Zeit nach jeder Inkrementierung des zweiten Modulo-Zählers (42)
den ersten Modulo-Zähler (40) erneut startet, wobei das maximale Zählintervall der
maximal möglichen Anzahl an Rasterzeilen entspricht und aufeinanderfolgende Zählwerten
über das Zeilenfortschaltsignal benachbarten Zeilen zugeordnet sind, d) daß die
aktuellen Zählerstände des ersten und des zweiten Modulo-Zählers (40, 42) als raster
feste Zählkoordinaten in einem Speicher (14) eingelesen werden, wenn eine Rasterzeile
ein Kontrastlinienmuster (PIC I, PIC II) schneidet und der PIC-Dekoder (16) das
Kontrastlinienmuster erkennt und ein Erkennungssignal (PIC OUT I, PIC OUT II) in
den Speicher (14) abgibt, e) daß die Steuerschaltung (18) nach Durchlauf des Suchrasters
die beiden Modulo-Zähler (40, 42) stoppt, wenn hinreichend viele Kontrastlinienmuster
(PIC) hinreichend oft erkannt und die zugehörigen Zählkoordinaten im Speicher (14)
abgespeichert sind, f) daß die Steuerschaltung (18) einen Prozessor (20) enthält,
der aus den gespeicherten Zählkoordinaten und PIC-Erkennungssignalen sowie der
bekannten
Lage der PIC-Muster auf dem Datenfeld den Schnittwinkel p zwischen den Rasterzeilen
des Suchrasters und den Datenspuren des DAtenfelds berechnet, und g) daß anschließend
der erste und der zweite Ablenkgenerator (40, 44; 42, 46) für einen neuen Rasterdurchlauf
gestartet werden, bei dem das erzeuge Leserater in der Rasterdrehschaltung (50 bis
64) um den Schnittwinkel p gedreht wird.
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Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß sowohl das
Zeilenablenksignals als auch das Zeilenfortschaltsignal von einem digitalen Zähler
und je einem nachgeschalteten Digital/Analogwandler.erzeuqt werden, so daß neben
einem stufenförmig - oder alternativ auch stetig - ansteigendeZeilenablenk- und
Zeilenfortschaltsignal entsprechende Zählerstände zur Verfügung stehen, die den
jeweils aktuell abgetasteten Rasterpunkt kennzeichnen.
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Die Zählerstände bilden ein rasterfestes Zählkoordinatensystem, so
daß die aktuellen Zählkoordinaten des aktu abgetasteten Rasterpunkts ständig als
digitale Zahl den beiden Zählern entnehmbar sind. Die zur Ermittlung des Winkels
S zwischen Rasterzeilen'und Kontrastlinienmuster (PIC) benötigten Schnittpunktskoordinaten
sind daher beim Erkennen eines PICs in digitaler Form verfügbar und zur weiteren
Verarbeitung abspelcherbar.
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Dadurch ist eine genaue und störungsfreie Angabe der benötigten Schnittpunktskoordinaten
- ohne zusätzliche elektronische Einrichtungen - allein durch die Ablenkgeneratoren
in digitaler Form möglich. Der Winkel zwischen
PIC und Rasterzeilen
läßt sich anschließend digital sehr genau bestimmen und das Raster zum Lesen der
Datenspuren sehr genau einstellen, wodurch die Fehlerwahrscheinlichkeit beim Auslesen
der Kontrastzeichen in den Datenspuren verrringert wird.
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Besonders bevorzugt wandelt der dem ersten Modulo-Zähler nachgeschaltete
Digital/Analogwandler. den Zälllerstand in ein zeitproportional, d.h. stufenförmig
inkrementierendes Zeilenablenksignal um, das eine punktweise Abtastung der Rasterzeilen
ermöglicht.
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Die Kontrastlinienmuster aus mehreren, geschlossenen und in konstantem
Abstand voneinander verlaufenden linien besitzen bevorzugt die Form konzentrischer
Kreislinien.
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Diese Form besitzt den Vorteil, daß das Kontrastlinienmuster unter
einem beliebigen Winkel abgetastet und erkannt werden kann. Insbesondere lassen
sich bei einem derartigen Kontrastlinienmuster aus einer im wesentlichen zentralen
Abtastung in einfacher Weise die Zentrumskoordinaten des Kontrastlinienmusters berechnen.
Bei Kenntnis der Zentrumskoordinaten der auf dem Datenfeld aufgebrachten konzentrischen
Kontrastlinienmuster läßt sich dann in einem weiteren Rechenschritt die Orientierung
der Datenspuren relativ zu einer Geraden angeben, die durch die Zentrumskoordinaten
der Kontrastlinienmus1-er gegeben ist. Ganz besonders bevorzugt werden drei dcrartige
kreiskonzentrische Kontrastlinienmuster auf einer Geraden auf dem Datenfeld aufgedruckt,
um mit einer gewissen Redundanz diese Orientierungsgerade ermitteln zu können.
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Besonders besitzt das Raster im dritten Verfahrens schritt (Lesebetrieb)
eine gegenüber dem Raster des ersten Verfahrensschrittes (Suchbetrieb) verringerte
Größe, die dem zu lesenden Datenfeld angepaßt ist und eine möglichst große Dichte
an Rasterzeilen aufweist. Durch diese Maßnahme läßt sich das Datenfeld im Lesebetrieb
in der kleinstmöglichen Zeit abtast en. Die Mindestverweildauer des Datenfelds auf
dem Bildfenster wird auf diese Weise klein gehalten.
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Besonders bevorzugt kennzeichnet die Länge einzelner Kontrastlinienmuster
oder der Abstand der Kontrastlinienmuster (PIC) auch die Größe des Datenfeldes.
Zu diesem Zweck lassen sich mehrere Kontrastlinienmuster vorgegebener Größe z.B.
vor und hinter den Datenspuren anbringen Der Abstand benachbarter Rasterzeilen wird
im Suchbetrieb so klein gewählt, daß eine Vielzahl von Rasterzeilen das bzw. die
Konstrastlinienmuster beim Durchlaufen des letzten Suchrasters schneiden. Aus den
Schnittpunkts-Zählkoordinaten werden dann die Zentrumskoordinaten der Kontrastlinienmuster
- und damit die Länge oder Größe des Datenfelds - im ZählkoordinatensysteI des letzten
Suchrasters berechnet. Anschließend wird die Länge des Datenfelds im Zählkoordinatensystem
des Leserasters berechnet, das gegenüber dem Suchraster um den Schnittwinkel ) gedreht
ist. Anschließend wird das Leseraster auf etwa die Größe des Datenfelds begrenzt.
Zu diesem Zweck wird die untere und die obere Grenze des Zählintervalls des ersten
und des zweiten Modulo-Zählers auf einem der Größe des Datenfelds entsprechenden
Wert gesetzt.
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Werden gemäß der alternativen Ausführungsform der Erfindung Kontrastlinienmuster
erster und zweiter Art mit
einer ersten bzw. zweiten Linien/Abstandsfolge
aus parallelen Linien verwendet, so verläuft bevorzugt ein Kontrastlinienmuster
erster Art parallel zu der Datenspur des Datenfelds, und die Konstrastlinienmuster
zweiter Art stehen senkrecht zur Datenspur. Mindestens ein Kontrastlinienmuster
erster Art, und ein Kontrastlinienmuster zweiter Art sind so lang, daß sie bei Durchlauf
eines Suchrasters von mindestens jeweils zwei Rasterzeilen überlaufen werden, um
aus den Schnittpunktskoordinaten der Rasterzeilen mit den Konträstlinienmustern
die Richtung der Kontrastlinienmuster berechnen zu können.
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Bevorzugt ist ein Kontrastlinienmuster zweiter Art unmittelbar vor
einem Kontrastlinienmuster erster Art angeordnet. Zusätzlich oder alternativ ist
ein weit<,res Kontrastlinienmuster zweiter Art unmittelbar hinter dem Kontrastlinienmuster
erster Art angeordnet. Alle drei Kontrastlinienmuster besitzen senkrecht zu den
Dateiispuren eine vorgegebene Ausdehnung. Die Länge (les Kontrastlinienmusters erster
Art entspricht im wesentlichen bevorzugt der LÄnge der Datenspuren. Alternativ können
die Kontrastlinienmuster zweiter Art auch unterhalb dem Kontrastlinienmuster erster
Art angeordnet werden. Bei einer derartigen Länge und Anordnung der Kontrastlinienmuster
wird während des Durchlaufs des Suchrasters mindestens ein Kontrastlinienmuster
erster oder zweiter Art von mindestens zwei Rasterzeilen geschnitten; die dabei
ermittelten Schnittpunktskoordinaten reichen zur Berechnung der Orientierung des
betreffenden Kontrastlinienmusters, und damit der Orientierung der Datenspuren aus.
Vorteilhaft ist bei der genannten Anordnung insbesondere, daß die Datenspuren frei
sind von Kontrastlinienmuster, so daß das Auge eines Betrachters die in den Datenspuren
enthaltenen Zeichen ohne Störung leicht erkennen kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Kontrastlinienmuster
erster und zweiter Art - mit einander senkrecht verlaufenden, parallelen Linien
-abwechselnd in einer Kontrastlinienmuster-Spur angeordnet, deren Orientierung relativ
zu der oder den Datenspur bekannt ist und bevorzugt in vorgegebenem Abstand unterhalb
der Datenspuren läuft. Die Länge der Kontrastlinienmuster wird so groß gewählt,
daß bei Durchlauf des Suchrasters jedes Kontrastlinienmuster mindestens einmal von
Rasterzeilen geschnitten wird. Aus den gespeicherten Zählkoordinaten der Schnittpunkte
wird der Schnittwinkel zwischen Rasterzeilen des Suchrasters und den Datenspuren
dann berechnet, wenn mindestens alle Kontrastlinienmuster erster Art oder alle Kontrastlinienmuster
zweiter Art innerhalb der Kontrastlinienmuster-Spur geschnitten und entsprechende
Zählkoordinaten der Schnittpunkte gespeichert werden, aus.denen die Präsenz und
die Richtung der Kontrastlinienmuster-Spur erkannt wird. Vorteilig ist dabei, daß
die einzelnen Kontrastlinienmuster relativ klein sein können, daß unterhalb der
Datenspuren lediglich noch eine weitere Kontrastlinienmuster-Spur vorhanden ist,
welche die Lesbarkeit der Zeichen innerhalb der Datenspuren nicht beeinträchtigt,
und daß insbesondere die Orientierung der Kontrastlinienmuster-Spur mit hoher Redundanz
ermittelt werden kann, da jeweils entweder alle Kontrastlinienmuster erster Art
oder alle Kontrastlinienmuster zweiter Art unter einem Schnittwinkel geschnitten
werden, der größer als 45C ist. Bei einer derartigen Anordnung ist die Gesamtanordnung
der Kontrastlinienmuster einerseits etwa so kompakt wie die Anbringung eines einzigen
relativ langen Kontrastlinienmusters unterhalb der Datenspuren. Aufgrund der abwechselnden
Anordnung zueinander senkrecht stehender Kontrastlinienmuster
erster
und zweiter Art wird bei beliebiger Orientierung des Datenfelds auf dem Bildschirm
immer die Gruppe der Kontrastlinienmuster erster Art oder die Gruppe der Kontrastlinienmuster
zweiter Art genau erkannt, ohne daß das Suchraster schrittweise in vorgegebenen
Suchwinkelschritten relativ zu dem Datenfeld gedreht werden müßte.
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Die Zeilendichte wird während des Lesebetriebs bevorzugt auf den größtmöglichen
Wert gesetzt. Zu diesem Zweck wird das Inkrement des zweiten Modulo-Zählers auf
den kleinstmöglichen Wert, den Wert 1, gesetzt.
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Dadurch besitzen dann die Stufen des Zeilenfortschaltsignals das kleinstmögliche
Inkrement, welches sicherstellt, daß jeweils von einer Zeile auf die benachbarte
Zeile fortgeschaltet wird.
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Während des Suchbetriebs besitzt das Inkrement des zweiten Modulo-Zählers
demgegenüber bevorzugt einen relativ großen Wert, z.B. den Wert 10. Dadurch besitzt
das Inkrement des stufenförmigen Zeilenfortschaltsignals gegenüber dem Lesebetrieb
den 10-fachen Wert, so daß am Ende einer Zeile um jeweils 10 Zeilen weitergesprungen
wird, d.h. lediglich jede zehnte Zeile abgetastet wird.
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Die Rasterdrehschaltung enthält bevorzugt einen Festwertspeicher,
der die Kosinus- und Sinuswerte aller möglicher Drehwinkel enthält. An jedem Ausgang
des Festwertspeichers befindet sich je ein Digital/Analogwandler. Die Rasterdrehschaltung
enthält ferner einen ersten analogen Multiplizierer, der das Zeilenablenksignal
mit dem Kosinuswert des gewünschten Drehwinkels multipliziert, einen zweiten analogen
Multiplizierer,
der das Zeilenablenksignal mit dem negativen Sinuswert
des Drehwinkels multipliziert, einen dritten analogen Multiplizierer, der das Zeilenfortschaltsignal
mit dem Kosinuswert des Drehwinkels multipliziert, und einen vierten analogen Multiplizierer,
der das Zeilenfortschaltsignal mit dem Sinuswert des Drehwinkels multipliziert.
Der Ausgang des ersten und des vierten Multiplizierers wird in einem ersten Addierglied
addiert und an den ersten Ausgang der Rasterdrehschaltung abgegeben. Der Ausgang
des zweiten und des dritten Multiplizierers wird in einem zweiten Addierglied multipliziert
und dem zweiten Ausgang der Rasterdrehschaltung zugeführt. Vorteilhaft ist bei dieser
Verwirklichung der Rasterdrehschaltung insbesondere, daß die Kosinus- und Sinuswerte
aller gewünschten Drehwinkel in einem Festwertspeicher enthalten sind und z.B. von
einem zentralen Prozessor in die Rasterdrehschaltung eingelesen werden können. Durch
die digitale Speicherung der benötigten Kosinus- und Sinuswerte wird eine genaue
Rasterdrehung ermöglicht.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Datenfelds
mit drei identischen, in sich geschlossenen Kontrastlinienmustern; Fig. 2 eine zweite
Ausführungsform des Datenfelds mit mehreren verschiedenen Kontrastlinienmustern;
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines Datenfelds mit zwei verschiedenen Kontrastlinienmustern
vor bzw. unter der Datenspur;
Fig. 4 eine vierte Ausführungsform
eines Datenfelds mit einer Kontrastlinienmuster-Spur, die abwechselnd Kontrastlinienmuster
erster und zweiter Art enthält; Fig. 5 ein Blockschaltbild einer erfindungsgcmäßen
Vorrichtung; Fig. 6a und 6b eine schematische Darstellung eines in einem ortsfesten
Koordinatensystem gedrehten Abtastrasters; und Fig. 7a und 7b ein Blockschaltbild
des Ablenksystems der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In den Fig. 1 bis 4 sind verschiedene Kennzeichnungen 70, z.B. Preisetiketten,
dargestellt, die z.B. auf einem Behälter, einer Packung, einem Warenartikel oder
auf Papier, Formularen etc. aufgeklebt sind und in willkürlicher Position und Ausrichtung
auf einem Bildfenster 2 eines Vidikons 3 erscheinen, vergl. Fig. 5.
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Die Kennzeichnungen 70 besitzen jeweils einrDatenfeld, das in mindestens
einer Datenspur 71 kontrastierende Zeichen 72 zur Identifizierung der mit dieser
Kennzeichnung versehenen Ware enthält. Die kontrastierenden Zeichen bestehen bevorzugt
aus Klarschriftzeichen einer bekannten, maschinell lesbaren Schrifttype, z.B. der
OCR-A-Schrift bzw. der OCR-B-Schrift.
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Auf dem Datenfeld sind mehrere Kontrastlinienmuster 74, 75, 76, im
folgenden auch Positionsidentifizierungskode-Muster, PIC-Muster, genannt, in vorgegebener
Position und Orientierung zur Datenspur angeordnet.
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Die PIC-Muster bestehen aus mehreren Linien, die in vorgegebenem Abstand
und mit vorgegebener Linienbreite vor; unter, über oder hinter der oder den Da-Datenspuren
angeordnet sind.
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Gemäß Fig. 1 sind drei identische PIC-Muster 74 aus konzentrischen,
unterschiedlich breiten Kreislinien unterhalb der Datenspur 71 angeordnet. Alternativ
lassen sich die Linienmuster auch als Rechteck-, Quadrat- oder Dreieckformen etc
ausbilden. Die in Fig. 1 dargestellte Kreisform der PIC-Muster besitzt jedoch gegenüber
anderen geschlossenen PIC-Mustern den Vorteil, daß die PIC-Muster unabhängig von
der jeweiligen Relativlage des Datenfelds 70 von Rasterzeilen 80 des Suchrasters
geschnitten wird, und sich dann aus den Schnittpunktskoordinaten, die in der Schaltung
nach Fig. 5 gespeichert werden, die Zentrumskoordinaten derPIC-Muster 74 berechnen
lassen.
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Anschließend wird die Verbindungsgerade zwischen den beiden äußeren
PIC-Mustern 74 - und damit der Schnittwinkel ß zwischen den Rasterzeilen 80 und
dieser Verbindungsgerade berechnet. Da die Verbindungsgerade 73 gemäß Fig. 1 parallel
zur Richtung der Datenspur 71 verläuft, ist somit auch die Relativlage der Datenspur
71 im Koordinatensystem des Suchrasters bekannt, so daß sich anschließend die erforliche
Drehung des Rasters durchführen läßt.
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Die Fig. 2 bis 4 zeigen Datenfelder mit mehreren verschiedenen PIC-Mustern
aus parallelen Linien mit unterschiedlichem Abstand und unterschiedlicher Linienbreite.
Gemäß Fig. 2 ist unterhalb der Datenspur 71 ein Kontrastlinienmuster erster Art,74,
daran anschließend ein Kontrastlinienmuster zweiter Art, 75, und daran anschließend
ein Kontrastlinienmuster dritter Art, 76, vorgesehen. Die Kontrastlinienmuster erster
Art und dritter Art,74 und 76, verlaufen senkrecht zur Richtung der Datenspur 71
und zum Kontrastlinienmuster zweiter Art, 75. Diese Anordnung der PIC-Muster besitzt
den Vorteil, daß in aller Regel das
PIC-Muster 75 zur Erkennung
ausreichend oft von Rasterzeilen 80 geschnitten wird, wobei diese Schnittpunkte
zur Bestimmung des Schnittwinkels p gespeichert werden. Für den Fall, daß die Rasterzeilen
80 das PIC-Muster 75 unter einem sehr kleinen Schnittwinkel ffi überlaufen - d.h.
im wesentlichen parallel zu den Linien des PIC-Musters 75 - werden die PIC-Muster
erster und dritter Art, 74, 76, unter einem relativ großen Winkel geschnitten und
bei geeigneter Mindestlänge der PIC-Muster 74, 76, auch sicher erkannt.
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Fig. 3 zeigt ein Kontrastlinienmuster erster Art, 74, vor der Datenspur
71, und ein Kontrastlinienmuster zweiter Art, 75, an der unteren Ecke des Datenfelds
70, parallel zur Datenspur 71. Auch bei dieser Anordnung der PIC-Muster ist sichergestellt,
daß bei beliebiger Relativlage des Datenfelds 70 stets eines der PIC-Muster 74,
75, ausreichend oft von Rasterzeilen geschnitten wird und eine sichere Erkennung
der Relativlage und -Orientierung mindestens eines PIC-Musters gewährleistet ist,
so daß der benötigte Schnittwinkel im im rasterfesten Koordinatensystem berechnet
werden kann.
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Fig. 4 zeigt eine weitere Anordnung von Kontrastlinienmuster in einer
Kontrastlinienmuster-Spur 73a unterhalb und parallel zur Datenspur 71. Kontrastlinienmuster
erster Art 74 aus mehreren parallelen Linien, die senkrecht zur Datenspur 71 verlaufen,
sind abwechselnd mit Kontrastlinienmuster zweiter Art, 75, deren parallele Linien
parallel zur Datenspur 71 ve laufen, angeordnet. Die PIC-Muster 74, 75 sind so lang,
daß jedes PIC-Muster 74, 75, bei Durchlauf des Suchrasters von mindestens einer
Rasterzeile überlaufen wird. Für den Sonderfall, daß die Rasterzeilen
im
wesentlichen parallel zur Spur 73a verlaufen, wird jedes PIC-Muster erster Art,
74, geschnitten und die entsprechenden Schnittkoordinaten gespeichert; beim Sonderfall,
daß die Rasterzeilen im wesentlichen senkrecht zur Spur 73a verlaufen, werden alle
PIC-Muster zweiter Art, 75, geschnitten und deren Schnittpunktskoordinaten gespeichert.
In allen anderen Fällen werden sowohl die PIC-Muster erster Art, 74, als auch die
PIC-Muster zweiter Art, 75, geschnitten. In allen Fällen sind zur Berechnung der
Spur-Richtung 73a, und damit des Schnittwinkels t zwischen Rasterzeilen und Datenspur
71, hinreichend viel Schnittpunktskoordinaten vorhanden. Die Anordnung nach Fig.
4 besitzt den Vorteil, daß mit hoher Redundanz die Richtung der Spur 73a, und damit
der gesuchte Schnittwinkel z berechnet werden kann. Darüber hinaus wird durch die
gleichmäßig unter der Datenspur 71 angeordneten PIC-Muster die optische Lesbarkeit
der Zeichen in der Datenspur 71 nicht behindert.
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Obwohl nur PIC-Muster mit jeweils zwei Linien dargestellt sind, lassen
sich auch PIC-Muster mit mehr als drei Linien einsetzen. Ferner lassen sich die
PIC-Muster - abweichend von den Fig. 1-4 - auch in anderer Position und anderer
Orientierung bezüglich der Datenspuren anbringen. Darüber hinaus lassen sich auch
PIC-Muster mit zueiander parallelen, gekrümmten oder gewellten Linien verwenden,
deren Erkennung und die sich anschließende Berechnung von charakteristischen Koordinaten
jedoch im allgemeinen mit größerem Aufwand verbunden ist. Wesentlich ist bei allen
möglichen Anordnungen von PIC-Mustern, daß die PIC-Muster elektronisch relativ einfach
erkennbar sind, und daß die Position und Orientierung der PIC-Muster relativ zu
den Datenspuren und zu den Kanten der Kennzeichnung
70 bekannt
sind, und daß hinreichend viel und große PIC-Muster vorgesehen werden, so daß bei
dem Durchlauf des Suchrasters die Position und/oder die Orientierung hinreichend
Fehler-PIC-Muster ermittelbar sind.
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Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild einer Ausführungsform der Vorrichtung.
Ein Bildfenster 2, z. B. eine stationäre, beleuchtete Glasplatte mit einem Durchmesser
von 10 bis etwa 20 cm, wird über ein stationäres Linsensystem 4 auf das Target 5
eines Vidikons 1 abgebildet. Das Vidikon 1 weist zwei um 90° gegeneinander versetzte
Ablenkspulenpaare 6, 8 am Außenumfang der evakuierten Bildröhre 3 auf. Anstelle
der Ablenkspulenpaare 6, 8 lassen sich auch elektrostatische Ablenkplattenpaare
verwenden. Das erste Ablenkspulenpaar 6 liegt in einer durch die Achse der Bildröhre
3 hindurchlaufenden Ebene, deren Schnittlinie mit dem Target 5 als bildfenster-
oder bildröhrenfeste x'-Richtung bezeichnet wird. Das Anlagen einer Spannung an
das erste Ablenkspulenpaar 6 hat eine Ablenkung des aus der Kathode 6 des Vidikons
1 austretenden Abtaststrahls in x'-Richtung zur Folge. Das zweite Ablenkspulenpaar
8 liegt ebenfalls in einer durch die Achse der Bildröhre 3 hindurchlaufenden Ebene,
deren Schnittlinie mit dem Target 5 die bildfenster- oder bildröhrenfeste y'Richtung
bestimmt, die senkrecht zur x'-Richtung verläuft. Eine Spannung am zweiten Ablenkspulenpaar
8 hat eine Ablenkung des Abtaststrahls in y'-Richtung zur Folge. Das erste Ablenkspulenpaar
6 ist mit einem x'-Ablenkverstärker 10 verbunden. Das zweite Ablenkspulenpaar 8
ist mit einem
y'-Ablenkverstärker 11 verbunden. Die Ablenkverstärker
10, 11 erhalten ihre Eingangsspannungen von einem Ablenksystem 12, der einen ersten
Ablenkgenerator 40, 44 zur periodischen Abgabe eines Zeilenablenksignals, d.h. zur
Ablenkung in der rasterfesten x-Richtung, und einen zweiten Ablenkgenerator 42,
46 zur Abgabe eines Zeilenfortschaltsignals, d.h. einer Ablenkung in der rasterfesten
y-Richtung, enthält. Über eine Schnittstelle 13 (Interface) ist ein Speicher 14
an das Ablenksystem 12 angekoppelt.
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Das vom ersten Ablenkgenerator 40, 44 Zeilenablenksignal besitzt einen
zeitlich periodischen Verlauf und nimmt innerhalb einer Periode von einem vorgegebenen
unteren Amplitudenwert auf einen vorgegebenen oberen Amplitudenwert zu. Anschließend
springt die Amplitude auf den Anfangswert zurück und beginnt nach einer vorgegebenen
Verzögerungszeit, die zum Rücklauf des Abtaststrahls in seine Ausgangsstellung benötigt
wird, erneut mit dem Anstieg. Eine Periode des Zeilenablenksignals lenkt den Abtaststrahl
von einem vorgegebenen Anfangspunkt in x-Richtung bis zu einem vorgegebenen Endpunkt.
Jedesmal, wenn das Zeilenablenksignal den Amplitudenendwert erreicht, triggert der
erste Ablenkgenerator 40, 44 den zweiten Ablenkgenerator 42, 46 und dessen abgegebenes
Zeilenfortschaltsignal wird daraufhin um einen vorgegebenen Wert inkrementiert,
so daß der Abtaststrahl mit der nächsten Periode des Zeilenablenksignals eine zur
vorausgegangenen Zeile parallele Zeile abtastet. Das Target 5 des Vidikons 1 wird
dadurch vom Ablenksystem 12 in einem zeilensequentiell durchlaufenen Raster abgetastet.
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Am Ausgang des Targets 5 wird ein Videosignal abgegeben,
dessen
zeitliche Änderung der Amplitude der abgetasteten Kontrastfolge entspricht. Werden
auf den Kennzeichnungen, die auf das Bildfenster aufgelegt werden, lediglich Schwarz-Weiß-Kontrastfolgen
verwendet, so entspricht das Videosignal im wesentlichen einem binären Signals,
dessen erste Amplitude der Farbe Schwarz, und dessen zweite Amplitude der Farbe
Weiß entspricht. Das Videosignal wird einem Videoverstärker 22 zugeführt, dessen
Ausgang mit einem Analog/Digitalwandler 24 verbunden ist. Der Analog/Digitalwandler
24 ordnet die im Videosignal enthaltenen Amplituden eindeutig mindestens zwei vorgegebenen
Amplituden, nämlich der Amplitude "Schwarz" und der Amplitude "Weiß", die z.B. durch
den binären Wert 1 bzw. "O" gegeben sind. Es lassen sich auch Analog/Digitalwandler
einsetzen, die auch Zwischenwerte der Amplitude des Videosignals vorgegebenen Digitalwerten
zuordnen, wodurch auch Grautöne innerhalb der kontrastierenden optischen Zeichen
erkannt und anschließend der Amplitude "Schwarz" bzw. der Amplitude "Weiß zugeordnet
werden. Der Ausgang des Analog/Digitalwandlers 24 ist mit einem Interface 26 verbunden,
das die Schnittstelle zu einem Dekodierer 28 bildet, der bei Verwendung von OCR-Klarschrift
das digitale Eingangssignal so dekodiert, daß die im digitalen Eingangssignal enthaltene
Kontrastzeichen-Information erkannt und an der Ausgabe 30 als digital kodiertes
Ausgabesignal z.B. an einen Zeichendrucker oder eine Anzeigevorrichtung abgegeben
wird.
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Der Ausgang des Videoverstärkers 22 ist mit einem PIC-Dekoder 16 verbunden1
um beim Abtasten jeder Rasterzeile feststellen zu können, ob ein PIC-Muster vom
Abtaststrahl überlaufen wurde. Bei Vorhandensein und dem Erkennen des PIC-Musters
gibt der PIC-Dekoder
16 ein Ausgangssignal "PIC OUT" an das Ablenksystem
12 ab, das daraufhin einen neuen Verfahrensschritt einleitet. Nach einer vorgegebenen
Zeit triggert der PIC-Dekoder 16 das Interface 26, welches den OCR-Dekodierer 28
in einem betriebsbereiten Zustand setzt, so daß das anschließend eintreffende, digitalisierte
Videosignal als OCR-Klarschrift dekodiert werden kann. Der PIC-Dekoder 16 erkennt
verschiedene PIC-Muster, 74, 75, 76, vergl. Fig. 1 - 4, und gibt bei Erkennung ein
das betreffende PIC-Muster kennzeichnendes Erkennungssignal PIC OUT, PIC OUT I,
PIC OUT II, etc., ab.
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Als PIC-Dekoder 16 läßt sich z.B. eine Schaltung nach Patentanmeldung
P 29 15 732.2-53 verwenden.
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Das in Fig. 5 dargestellte Schaltbild enthält ferner eine Steuerschaltung
18 mit einem Prozessor 20, der über eine Sammelleitung (Bus) 32 mit dem Interface
26, und dem Interface 13 sowie dem Speicher 14 verbunden ist und den Ablauf der
einzelnen Verfahrensschritte steuert und die während des Verfahrens erforderlichen
Rechenschritte durchführt.
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Das Datenfeld erscheint in beliebiger Position und Orientierung auf
dem Bildfenster 2. In einem ersten Verfahrensschritt, dem sogenannten Suchbetrieb,
wird daher das Target 5 des Vidikons 1 in einem stationären Suchraster abgetastet
und das oder die PIC-Muster von Rasteraeilen geschnitten und erkannt.
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Anschließend wird im zweiten Verfahrens schritt, dem sogenannten Lesebetrieb,
wird das Datenfeld in Richtung der Datenspuren in einem engzeiligen Raster abgetastet
und die in den Dgtenspuren enthaltenen Zeichen gelesen und dekodiert.
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Um das Raster zur Durchführung des dritten Verfahrensschrittes elektronisch
beliebig so drehen zu können, daß die Rasterzeilen parallel zu den Datenspuren liegen,
enthält das Ablenksystem 12 eine Rasterdrehschaltung 50 bis 64, vergl. Fig. 7a,
7b, die das Zeilenablenksignal des ersten Ablenkgenerators 40, 44 sowie das Zeilenfortschaltsignal
des zweiten Generators 42, 46 derart gewichtet und miteinander verknüpft, daß den
Ablenkspulenpaaren 6, 8 ein Signalspiel zugeführt wird, das gegenüber dem bildröhrenfesten
x'-, y'-Koordinatensystem einen gewünschten Winkel g gedreht ist.
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Fig. 6a zeigt eine schematische Darstellung eines Rasters, im rasterfesten
x, y-Koordinatensystem. Des umgedrehte Raster fällt mit den x'- und y'-Richtunyen
des röhrenfesten Koordinatensystems zusammen und wird durch das Zeilenablenksignal
des ersten Ablenkgenerators 40, 44 sowie das Zeilenfortschaltsignal des zweiten
Generators erzeugt. Das Raster beginnt -vergl. Fig. 6a in dem System x, y - bei
den Anfangskoordinaten xO, yO. Der Zeilenabstand lautet ya.
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Erfindungsgemäß werden die Rasterzeilen punktweise mit einem vorgegebenen
Bildpunktabstand x abgetastet. Der Drehwinkel, um den das a Raster gegenüber den
x-, y-Richtungen zu drehen ist, lautet f . H bedeutet die Rasterhöhe, B die Rasterbreite,
die gleich der Zeilenlänge ist. z ist die Zeilenzahl, und k (t) sowie 1 (t) geben
die Inkrementierungs- veschwindigkeiten an, mit denen die Rasterpunkte bzw. die
einzelnen Rasterzeilen fortgeschaltet oder abgetastet werden. Das Raster läßt sich
dann in der Form
x = xo + xa k(+) (1) Y = yo + yal(t) (2) Ya =
H/(z - 1) (3) xa = B/kmax (4) Xa - max (4) wobei O # l(t) # (z - 1) O # k(t) # kmax
Um das durch die Gleichungen (1) und (2) definierte Raster um einen vorgegebenen
Drehwinkel # zu drehen, sind die Koordinaten x, y entsprechend den bekannten mathematischen
Formeln für eine Drehung eines Koordinatensystems in folgender Weise zu gewichten
und zu verknüpfen: x' = x cos# + y sin# (5) y' = -x sin# + y cos# (6) d.h., die
Koordinaten x, y erscheinen nach Drehung des x-, y-Koordinatensystems als Koordinaten
x', y' in einem nicht gedrehten, bildröhren- oder bildfensterfesten x', y'-Koordinatensystem,
vergl. Fig. 6b.
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Da die Ablenkspannungen, die zur Erzeugung des Abtastrasters an die
Ablenkspulenpaare 6, 8 angelegt werden, proportional zu der Auslenkung des Abtaststrahls,
d;h. proportional zu den Koordinaten des aktuell abgetasteten Rasterpunkts sind,
entspricht das in den Glbichungen (5) und (6) definierte, im
bildröhrenfesten
x', y' -Koordinatensystem gedrehte Raster dem Ablenksignal-Raster bis auf einen
Proportionalitätsfaktor K,der für die beiden Ablenkspulenpaare 6, 8 identisch festgelegt
ist und der Einfachheit halber den Wert 1 besitzen soll. Die Raster gemäß den Gleichungen
(1) und (2) bzw. (5) und (6) stellen somit entweder Koordinaten des Abtast-Rasters
oder Amplituden-Koordinaten des entsprechenden Ablenksignal-Rasters dar.
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In den Fig. 7a und 7b ist ein Blockschaltbild für das erfindungsgemäße
Ablenksystem 12 zur Erzeugung eines gemäß Gleichungen (5) und (6) gedrehten Rasters
dargestellt, wobei das Ablenksystem aufgrund seines Aufbaus auch in vorteilhafter
Weise die genaue Bestimmung des Schnittwinkels ermöglicht, unter dem die Rasterzeilen
ein identifiziertes PIC-Muster schneiden.
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Nach Fig. 7a und 7b enthält das Ablenksystem 12, wie schon in Verbindung
mit Fig. 5 erläutert, einen ersten Ablenkgenerator 40, 44 zur periodischen Abgabe
eines Zeilenablenksignals zur Ablenkung in der rasterfesten x-Richtung, und einen
zweiten Ablenkgenerator 42, 46 zur Abgabe eines, Zeilenfortschaltsignals, das die
Zeilenfortschaltung in der rasterfesten y-Richtung verwirklicht. Das Ablenksystem
enthält ferner eine Rasterdrehschaltung 50 bis 64, welche die Ausgangssignale des
ersten und des zweiten Ablenkgenerators entsprechend dem gewünschten Drehwinkel
gewichtet und verknüpft und dann an die Ablenkspulenpaare 6, 8 abgibt.
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Der erste Ablenkgenerator 40, 44 enthält einen ersten Modulo-Zähler
40 mit vorgegebenem Zähltakt und einem vorgegebenen maximalen Zählintervall. Der
Zählerstand des ersten Modulo-Zählers 40 wird von einem ersten Digital/Analogwandler
44 in ein mit dem Zählerstand proportional inkrementierendes Zeilenablenksignal
zur punktweisen Abtastung der Rasterzeilen umgewandelt und anschließend der Rasterdrehschaltung
50 bis 64 zugeführt. Das maximale Zählintervall entspricht der maximal möglichen
Anzahl an Rasterpunkten kmax innerhalb jeder Rasterzeile. Aufeinanderfolgende Zählwerte
entsprechen benachbarten Rasterpunkten.
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Der zweite Ablenkgenerator 42, 46 enthält einen zweiten Modulo-Zähler
42, dessen Zählerstand an der oberen Grenze des Zählintervalls des ersten Modulo-Zählers
40 um einen vorgegebenen Wert inkrementiert wird und von einem zweiten Digital/Analogwandler
in ein mit dem Zählerstand proportional inkrementierendes Zeilenfortschaltsignal
umgewandelt und der Rasterdrehschaltung sowie der Steuerschaltung 18 zugeführt wird.
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Die Steuerschaltung 18 ist ebenfalls mit dem ersten Modulo-Zähler
40 verbunden und startet diesen Zähler 40 jeweils nach jeder Inkrementierung des
zweiten Modulo-Zählers 42 neu. Das maximale Zählintervall des zweiten Modulo-Zählers
42 entspricht der maximal möglichen Anzahl z an Rasterzeilen. Aufmax einanderfolgende
Zählwerte sind über das Zeilenfortschaltsignal benachbarten Zeilen zugeordnet.
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Die obere und die untere Grenze des Zählintervalls des ersten Modulo-Zählers
40 sowie des zweiten Modulo-Zählers 42 sind entsprechend dem bei der' Target-
Abtastung
gewünschten Anfang und Ende der Rasterzeilen, bzw. der gewünschten Anzahl an abgetasteten
Zeilen einstellbar. Ebenfalls ist das Inkrement innerhalb des Zählintervalls des
ersten und des zweiten Modulo-Zählers 40, 42 einstellbar, um den Abstand benachbarter
Rasterpunkte bzw. benachbarter Rasterzeilen variieren zu können.
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Im ersten Verfahrensschritt der vorliegenden Schaltung wird das Bildfenster
2 bzw. das Target 5 des Vidikons 1 mit einem stationären Suchraster-abgctastet,
um die PIC-Muster aufzufinden. In den Speicher 14 werden dabei die aktuellen Zählerstände
des ersten und des zweiten Modulo-Zählers 40, 42 als rasterfeste Zählkoordinaten
eingelesen, wenn eine Rasterzeile ein PIC-Muster schneidet und der PIC-Dekoder 16
das PIC-Muster erkennt und ein Erkennungssignal PIC OUT, bzw. PIC OUT I, PIC OUT
II abgibt, das zur Identifizierung der Art des gerade erkannten PIC-Musters zusammen
mit den betreffenden Zählkoordinaten in den Speicher 14 eingelesen wird.
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Die Einlesung erfolgt durch Abgabe eines Steuerimpulses an das das
erkannte PIC-Muster charakterisierende binäre Interface 13 von der Steuerschaltung
18.
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Nach Erreichen der oberen Interva,llgrenze des zweiten Modulo-Zählers
42 und nach dem dadurch ausgelösten letzten Durchlauf des ersten Modulo-Zählers
40 wird der erste Modulo-Zähler 40 erneut für einen Durchlauf des Suchrasters gestartet,
wenn beim letzten Durchlauf das PIC-Muster weniger als zweimal erkannt wurde und
die zugehörigen Zählkoordinaten im Speicher 14 abgespeichert sind.
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Die Steuerschaltung 1 8 enthält einen Proze;sol- 20, der aus den gespeicherten
Zählkoordinaten xp, yp der Schnittstellen den Schnittwinkel 6 zwischen den das PIC-Muster
schneidenden Rasterzeilen und den Datenspuren des Datenfelds berechnet, vergl. Fig.
6b.
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Anschließend wird der erste und der zweite Modulo-Zähler 40, 42 für
einen Durchlauf des Rasters mit geringem Zeilenabstand gestartet, bei dem das erzeugte
Leseraster in der Rasterdrehschaltung 50 bis 64 um den Schnittwinkel p gedreht wird.
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Der erste Modulo-Zähler 40 wird von einem Taktgenerator 41 mit einer
vorgebbaren Taktfrequenz inkrementiert, während der zweite Modulo- Zähler 42 jeweils
am Ende des Zählintervalls vom ersten Modulo-Zähler 40 getriggert und inkrementiert
wird.
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Das Inkrement des ersten und des zweiten Digital/ Analogwandlers 44,
46 ist einstellbar, so daß die Zunahme des Zeilenablenksignals bzw. des Zeilenfortschaltsignals
bei der Inkrementierung des ersten bzw. des zweiten Modulo-Zählers 40, 42 festgelegt
werden kann.
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Die Rasterdrahschaltung 50 bis 64 enthält einen Festwertspeicher ROM,
58, zur Speicherung der Kosinus- und der Sinuswerte sowie der negativen Sinuswerte
aller möglicher Drehwinkel in Form einer Tabelle. Der Ausgang des Festwertspeichers
58 enthält einen Digital/Analogwandler 54, 56, der die digital gespeicherten Kosinus-
und Sinuswerte in ein Analogsignal unwaldelt. Der Ausgang des Digital/Analogwandlers
54, 56 wird einem ersten und einem zweiten analogen Multiplizierer 50, 51 zugeführt,
der vom
Digital/Analogwandler 44 auch das Zeilenablenksigllal in
analoger Form erhält. Im ersten bzw. im zweiten Multiplizierer 50, 51 erfolgt eine
Multiplikation des Zeilenablenksignals mit dem Kosinus- bzw. dem negativen Sinuswert
des Schnittwinkels. Die Rasterdrehschaltung enthält ferner einen dritten und einen
vierten analogen Multiplizierer 52, 53, dem aus dem Festwertspeicher 58 der Kosinus-
bzw. der Sinuswert des Schnittwinkels, und von dem Digital/Analogwandler 46 jeweils
das Zeilenfortschaltsignal in analoger Form zugeführt wird.
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Der Ausgang der ersten und des vierten Multiplizierers 50, 53 wird
in einem ersten Addierglied 62 addiert.
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Der Ausgang des zweiten und des dritten Multiplizierers 51, 52 wird
in einem zweiten Addierglied 64 addiert.
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Anschließend wird der Ausgang der Addierglieder mit je einem Ablenkspulenpaar
6, 8 des Vidikons verbundcn.
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Das rasterfeste Zeilenablenksignal x und das rasterfeste Zeilenfortschaltsignal
y wird auf diese Weise in der Rasterdrehschaltung 50 bis 64 gemäß den Gleichungen
(5) und 6) verknüpft und gewichtet, so daß die den Ablenkspulenpaaren 6, 8 zugeführten
Signale einem um den Schnittwinkel X gedrehten Abtast-Raster entsprechen und ein
solches Abtast-Raster erzeugen.
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Der Digital/Analogwandler 44, der zur Verwirklichung des ersten Ablenkgenerators
40, 44 dem ersten Modulo-Zähler 40 nachgeschaltet ist, ist bevorzugt so aufgebaut,
daß er an seinem Analogausgang ein dem Zählerstand zeitproportional, d.h. stufenweise
inkrementierendes Zeilenablenksignal abgibt, welches zur punktweisen Abtastung der
Rasterzeilen dient. Die
punktweise Abtastung in Zeilenrichtung
besitzt den Vorteil, daß pro abgetastetem Rasterpunkt eine relativ lange Verweilzeit
möglich ist. Sofern jedoch durch die stufenförmigen Anstiegsflanken des Zeilen-Abtastsignals
Störungen in der Gesamtschaltung zu befürchten sind - z.B. weil einzelne Baugruppen
der Gesamtschaltung ein beschränktes Übertraungs-Frequenzband besitzen - so kann
der Digital/Analogwandler 44 alternativ ein mit dem Zählerstand zeitproportional
inkrementierendes Analogsignal abgeben, dessen Stufen z.B. durch Einfügen eines
Tiefpasses abgeschrägt sind. Alternativ kann der Digital/Analogwandler ein entsprechend
dem Zählerstand stetig zunehmendes Analogsignal als Zeilenablenksignal abgeben.
Ein derartiger Digital/Analogwandler 44 läßt sich z.B. als Rampengenerator ausbilden,
der vom ersten Modulo-Zähler 40 zu Beginn der abzutastenden Zeile gestartet und
am Ende der Zeile gestoppt wird.