DE3426904A1 - Verfahren und vorrichtung zur verarbeitung von digitalsignalen, die einen von einem schreibgeraet gezogenen strich darstellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung einer Reihe von Digitalsignalen, die einen von einem Schreibgerät gezogenen Strich darstellen, der beispiels weise von einem Schreibstift auf einer Schreibunterlage, wie z.B. einer digita 1 umsetzenden Schreibtafel, aufgebracht ist.

In vielen Anwendungsfällen wird eine digitalumsetzende Schreibunterlage verwendet, um die Bewegung einer Schreibfeder oder eines Schreibstiftes in eine bestimmte Menge elektrischer Daten umzuwandeln, die dann in einer numerischen Rechenanlage verarbeitet werden. Hierfür wird in herkömmlicher Weise eine speziell ausgebildete elektronische oder elektromagnetische Oberfläche verwendet, welche die Lage des Schreibstifts bzw. Schreibgeräts in x- und y-Koordinaten festhält, wenn das Schreibgerät über die Oberfläche mit periodisch wiederkehrenden Bewegungen geführt wird. Die Information steht dann in Form von zwei numerischen Datenwörtern mit periodischer Taktfrequenz zur Verfügung. Diese Technik wird zur Überprüfung von Unterschriften, zum Anferti-

gen automatischer Zeichnungen, zur Buchstabenerkennung usw. verwendet. In jedem dieser Anwendungsfälle schreibt der Benutzer mit dem Schreibgerät auf der Schreibunterlage und die jeweilige Lage des Schreibgeräts wird elektronisch erfaßt.

Beim Anschluß einer derartigen Vorrichtung direkt an eine Datenverarbeitungsanlage ergeben sich Schwierigkeiten, weil die unaufbereiteten Ursprungsdaten bestimmte Arten von Störanteilen und andere Fehler aufweisen, die die Anwendung dieser Technik, beispielsweise bei der Verarbeitung von handaufgezeichneten Daten für die Druckaufbereitung oder bei der Schriftzeichenerfassung oder bei der Herstellung elektronischer Ausführung von Zeichnungen. Die Störgeräusche bzw. Störsignale können elektrische oder mechanische Störgeräusche sein, die durch die beim Schreiben verwendeten Einrichtungen, welche die Signalfolge zur Darstellung des vom Schreibgerät erzeugten Striches verwendet werden, erzeugt werden. Die Störsignale können auch natürliche Störsignale sein, die vom Benutzer beim Schreiben erzeugt werden, z.B. wenn der Benutzer gegenüber der Abtastgeschwindigkeit, mit der die Daten abgetastet werden, relativ langsam schreibt oder wenn der Benutzer an den Strichenden Pausen einlegt oder den Schreibvorgang unterbricht. Letztere Störsignale werden

häufig als Handwobbein bezeichnet.

Aus der US-PS 43 75 081 ist es bekannt, Störsignale entlang der Strichlänge, welche durch langsames Schreiben erzeugt werden, zu beseitigen oder zu verringern. Hierbei wird ein Signal gefiltert, das durch eine erste Indizienreihe dargestellt ist, wobei jedes Indiz dieser Reihe eine Amplitude darstellt. Diese Filterung erfolgt durch serielle Mittelwertbildung der Amplituden einer bestimmten Reihe von n-Indizien der Indizienreihen, so daß zweite Indizienreihen gebildet werden und ein serieller Amplitudenvergleich mit jedem der aufeinanderfolgenden Indizien der zweiten Indizienreihen mit einem vorherigen Indiz der Reihe durchgeführt wird, so daß dritte Indizienreihen erzeugt werden, welche solche Indizien aufweist, welche bei den Vergleichsvorgängen eine größere Amplitudendifferenz aufwiesen als ein vor best inrmter Wert.

Aus der US-PS 42 84 975 ist es bekannt, zur Erfassung von handgeschriebenen Schriftzeichen ein Sehriftzeichenerkennungssystem zu verwenden, das auf on-1ine-Basis arbeitet. Dieses System besitzt eine Schriftzeicheneingabeeinheit, welche die Koordinaten einer Vielzahl von Punkten, welche auf den Strichen der handgeschriebenen Schriftzeichen liegen, vorsieht, eine Annäherungseinheit, welche Merkmalspunkte für jeden Strichverlauf eines Schriftzeichens vorsieht, einen

Sehr if tzeichenunterschiedsrechner , der die Surrme der Länge zwischen den Merkmalspunkten der Schriftzeichen und Bezugsschriftzeichen, welche in einem Bezugsschriftzeichenspeicher gespeichert sind, ermittelt, und einen Minimumdifferenzdetektor, der den geringsten Wert des Unterschieds zwischen den jeweiligen so ermittelten Schriftzeichenunterschieden feststellt und das Bezugsschriftzeichen ermittelt, das auf die Minimumdifferenz zutrifft.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Digitalsignalen bzw. numerischen Signalen, die einen von einem Schreibgerät auf einer Schreibunterlage hingezogenen Strich darstellen, zu schaffen, bei dem am Strichanfang und am Strichende auftretende Störsignale beseitigt bzw. verringert sind.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 und Anspruch 5 angegebenen Merkmale.

Die Unteransprüche kennzeichnen Weiterbildungen der Erfindung.

In vorteilhafter Weise werden bei der Erfindung Störsignale beseitigt bzw. verringert, die am Anfang und am Ende eines

von einem Schreibgerät auf einer Schreibunterlage gezogenen Striches durch Wobbein erzeugt werden. Ferner ist es nicht erforderlich, eine Mittelwertsbildung durchzuführen. Die Störsigna1verringerung bzw. -beseitigung am Anfang und Ende eines mit dem Schreibgerät auf der Schreibunterlage gezogenen Striches ist unabhängig von der Abtastgeschwindigkeit, mit der die Signale, welche Punkte entlang des gezogenen Striches darstellen, abgetastet werden und es ist nicht erforderlich, daß diese Punkte gleiche Abstände voneinander aufweisen. Ferner ist es nicht erforderlich, die Signale, welche zwischen den Endpunkten liegen, abzuändern.

Durch die Erfindung wird eine Verarbeitung einer Reihe von elektrischen Signalen geschaffen, die einen von einem Schreibgerät auf einer Schreibunterlage, insbesondere einem Speichermedium, gezogenen Strich darstellen. Hierbei werden Signale, welche durch Störsignale am Anfang und am Ende des gezogenen Striches entstehen, verringert bzw. beseitigt. Bei der Erfindung werden hierbei die Signale in der Reihe der elektrischen Signale miteinander verglichen, so daß zweite Signalreihen gebildet werden. Die zweiten Signalreihen enthalten nur Signale, die den Endpunkten des gezogenen Striches entsprechen. Das erste Signal in den zweiten Signalreihen wird mit dem jeweils darauffolgenden Signal in den zweiten Signalreihen verglichen, um das innerhalb eines bestimmten

Abstandes vom ersten Signal am weitesten entfernt liegende Signal zu bestimmen. Dieses so bestimmte Signal stellt den Endpunkt am einen Ende des gezogenen Striches dar. Ferner wird das letzte Signal in den zweiten Signalreihen mit jedem vorhergehenden Signal in der zweiten Signalreihe verglichen, um das innerhalb eines bestimmten Abstandes vom letzten Signal am weitesten entfernt liegende Signal zu ermitteln. Dieses so ermittelte Signal stellt den Endpunkt am anderen Ende des gezogenen Striches dar. Schließlich werden dritte Signalreihen gebildet aus den ersten Signalreihen, welche mit dem Signal beginnen, das bei der Verarbeitung als das den einen Endpunkt des gezogenen Striches darstellende Signal ermittelt worden ist und enden mit dem Signal, das bei der Verarbeitung als das Signal ermittelt worden ist, das den anderen Endpunkt des gezogenen Striches darstellt.

Ferner wird durch die Erfindung eine Vorrichtung zur Verarbeitung elektrischer Signale geschaffen, welche einen von einem Schreibgerät auf einem Aufzeichnungsmedium gezogenen Strich darstellen, wobei Signale, welche durch Störsignale am Anfang und am Ende des Striches erzeugt wurden, beseitigt bzw. verringert werden. Diese Vorrichtung besitzt Mittel zum Vergleichen der Signale in der Signalreihe miteinander, so daß eine zweite Signalreihe gebildet wird, die nur Signale

aufweist, die den äußersten Endpunkten des gezogenen Striches entsprechen. Ferner enthält die Vorrichtung Mittel zum Vergleichen des ersten Signals in der zweiten Signalreihe mit dem jeweiligen darauffolgenden Signal in der zweiten Signalreihe, um das innerhalb eines bestimmten Abstands vom ersten Signal am weitesten entfernt liegende Signal zu ermitteln. Dieses Signal stellt den einen Endpunkt am einen Strichende dar. Ferner sind Mittel zum Vergleichen des letzten Signals in der zweiten Signalreihe mit jedem vorherigen Signal in der zweiten Signalreihe vorhanden, um das vom letzten Signal innerhalb eines bestimmten Abstands am weitesten entfernt liegende Signal zu bestimmen. Das auf diese Weise ermittelte Signal stellt den Endpunkt am anderen Strichende dar. Ferner sind Mittel vorhanden zur Bildung einer dritten Signalreihe aus der ersten Signalreihe, welche mit dem Signal beginnt, welches bei der Verarbeitung für den Endpunkt am einen Strichende ermittelt worden ist und die endet mit dem Signal, das bei der Verarbeitung für den Endpunkt am anderen Strichende ermittelt worden ist.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die beiliegenden Figuren, in welchen ein Ausführungsbejspiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für einen Strich als Ausgangspunkt zur Erläuterung der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines der Spitzendetektoren in der Spitzendetektoreinheit der Vorrichtung der Fig. 2 und

Fig. h ein Blockschaltbild eines der Differenzrechner, welche bei der Vorrichtung der Fig. 2 zur Anwendung kommen.

In den Figuren sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.

Bei der Erfindung wird eine Signalreihe, die einen mit einem Schreibgerät auf einer Schreibunterlage gezogenen Strich darstellt, in der Weise verarbeitet, daß Signale am Strichanfang und am Strichende, welche durch Störgeräusche erzeugt wurden, beseitigt oder verringert sind. Bei der Erfindung erfolgt dies in der Weise, daß zunächst die äußersten Endpunkte des Striches ermittele werden und dann der äußerste Endpunkt an jedem Strichende, welcher vom ersten Endpunkt am einen Ende

des Striches innerhalb eines bestimmten Abstands am weitesten entfernt liegt, bestimmt wird. Der so bestimmte äußerste Endpunkt definiert den Strichbeginn und wird als Endpunkt für den Strichanfang verwendet. Der äußerste Endpunkt am Strichende wird als Endpunkt des Striches verwendet. Punkte, welche vor dem äußersten Punkt am Strichanfang und nach dem äußersten Punkt am Strichende ermittelt werden, werden als Störgeräusche gelöscht. Es wird eine neue Signalreihe erzeugt, die mit dem Signal beginnt, das dem äußersten Punkt am einen Strichende entspricht und welches alle Zwischenpunkte verwendet und endet mit dem Signal, das dem äußersten Punkt am anderen Strichende entspricht.

Im folgenden wird die Verarbeitung einer Reihe von numerischen Signalen beschrieben, die erzeugt werden durch einen Strich, der mit Hilfe eines Stiftes auf einer digitalumsetzenden Schreibunterlage erzeugt wird. Natürlich ist die Erfindung auch anwendbar in Verbindung mit der Verarbeitung von Signa1reihen, die aus Analogsignalen bestehen und welche einen Strich darstellen, der mit Hilfe eines Schreibinstruments auf einer Schreibunterlage erzeugt wurde und die Signalreihe Punkte entlang des Strichs darstellt, der mit Hilfe anderer Mittel erzeugt wurde, beispielsweise auf elektrooptischen! Weg (unter Verwendung eines Lichtschreibstiftes oder eines Laserstrahls und einer fotoempfindlichen bzw.

fotoleitfähigen Schreibunterlage) anstelle elektronischer Mittel.

In der Fig. 1 ist ein Strich S dargestellt, welcher Ausgangspunkt bei der weiteren Erläuterung ist. Dieser Strich wird wiedergegeben durch 23 Positionen bzw. Punkte. Der Einfachheit halber sind nur einige dieser Punkte dargestellt und bezeichnet. Pl ist ein Punkt am einen Strichende, welches im folgenden als erstes Ende oder Strichanfang bezeichnet wird. P23 ist ein Punkt am anderen Strichende, welches als zweites Ende oder Strichende bezeichnet wird. Durch die Erfindung wird es ermöglicht, zu bestimmen, welcher Punkt am Strichanfang als Anfangspunkt des Striches bestimmt wird und welcher Punkt am Strichende als Endpunkt des Strichendes verwendet wi rd.

In der Fig. 2 sind im einzelnen bei einem Ausführungsbeispiel die Mittel einer Einrichtung 11 dargestellt, mit der die Erfindung durchführbar ist.

Diese Einrichtung 11 enthält eine Steuereinheit 12, welche den gesamten Arbeitsablauf der Einrichtung 11 steuert. Eine digitalisierend umsetzende Schreibunterlage 13 sendet periodisch zweidimensionaIe numerische Werte aus, weiche X- und

Y-Koordinatenpositionen für einen Schreibstift angeben, der auf der Schreibunterlage einen Strich ausführt. Xl und Yl stellen die X- und Y-Koordinaten des Schreibstiftes am Anfangspunkt Pl des Striches dar. X2 und Y2 stellen die X- und Y-Koordinaten eines zweiten Punktes P2 auf dem Strich dar. X3 und Y3 stellen die X- und Y-Koordinaten eines dritten Punktes P3 auf dem Strich dar usw.

Die den Strich wiedergebenden Punkte sind bevorzugt in gleichem Abstand voneinander angeordnet; entweder zeitlich oder räuml i eh.

Die numerischen Signale, welche den X- und Y-Werten eines jeden Punktes Pl bis P3 entsprechen, werden aufeinanderfolgend mit Hilfe eines Abtasters 15 in aufeinanderfolgenden Plätzen eines ersten Speichers 17 eingespeichert. Dieser Speicher kann ein solcher mit wahlfreiem direkten Zugriff sein. Der Punkt Pl ist daher auf einem ersten Speicherplatz gespeichert. Der Punkt P2 ist auf einem zweiten Speicherplatz gespeichert und der Punkt P3 ist auf einem dritten Speicherplatz gespeichert usw.

Die im ersten Speicher 17 abgespeicherten Daten werden nacheinander mit Hilfe eines zweiten Abtasters 19 in eine

Spitzendetektoreinheit 21, z.B. einen Spitzenwertgleichrichter, eingebracht. Dieser verarbeitet die Daten in der Weise, daß die Signale bestimmt werden, welche den lokalen äußersten bzw. extremen Punkten entsprechen.

Die Implementierung der Spitzendetektoreinheit 21 hängt ab von der Definition, welche für einen lokalen äußersten Punkt verwendet wird. Die Punkte, welche von der Spitzendetektoreinheit 21 als lokale äußerste Punkte bezeichnet sind, können jedoch unterschiedlich sein für unterschiedliche Definitionen eines äußersten lokalen Punktes.

Ein lokaler äußerster Punkt kann definiert sein als ein Punkt entlang der Linie, der mehr einen Extremwert aufweist (sowohl in der X-Richtung als auch in Richtung der Ordinate), als irgendein anderer der in seiner Nähe liegenden Punkte. Dies kann so verstanden werden, daß der erste Punkt bzw. Anfangspunkt auf dem Strich immer einer der lokalen äußersten Punkte sein wird, da in beiden Koordinatenrichtungen die Werte größer sind als die Koordinatenwerte eines vorhergehenden Punktes (weil kein vorhergehender Punkt vorhanden ist). In gleicher Weise ist der letzte Punkt am Strichende immer einer der lokal äußersten Punkte, da seine beiden Koordinaten werte größer sind als die Koordinatenwerte eines auf ihn folgenden Punktes (weil kein derartiger folgender Punkt vor-

handen ist). Eine andere Definition kann derart sein, daß ein lokaler äußerster Punkt gekennzeichnet ist als der Punkt, welcher einen größeren radialen Abstand von dem am einen Ende des Striches befindlichen Punkt aufweist als die Punkte zu beiden Seiten von ihm. Der erste und der letzte Punkt werden bei dieser Definition inrmer die lokal äußersten Punkte sein.

Beim im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die erste Definition für einen lokalen äußersten Punkt verwendet.

Der Abtaster 19 tastet die Speicherplätze im ersten Speicher 17 nacheinander ab und zwar gleichzeitig drei Speicherplätze, ausgenommen die erste und letzte Abtastste 11e. Die abgetasteten Daten werden in die Spitzendetektoreinheit 21 eingegeben. Der Abtaster 19 besitzt drei Eingangsschenkel 19-1, welche zum Gleichlauf miteinander verbunden sind, sowie drei ebenfalls zum Gleich1 auf miteinander verbundene Ausgangsschenkel 19-2. 3eder der Eingangsschenkel 19-1 besitzt drei für den Gleichlauf miteinander verbundene Kontakte. Ein Kontakt tastet die Zellen des Speichers 17 ab, welche die X-Daten enthalten. Ein anderer Kontakt tastet die Zellen im Speicher 17 ab, welche die Y-Daten enthalten. Der dritte Kontakt tastet die Zellen im Speicher 17 ab, welche die Daten der Punktdurchnumerierung enthalten. Ebenfalls besitzt jeder der

Ausgangsschenkel 19-2 drei miteinander verbundene Kontakte, von denen der eine die X-Daten, der andere die Y-Daten und der dritte die Daten der Punktdurchnumerierung übertragen. Der Einfachheit halber sind die einzelnen Kontakte bei jedem Schenkel der zum GIeichlauf miteinander verbundenen Schenkel 19-1 und 19-2 im einzelnen nicht dargestellt.

Die Spitzendetektoreinheit 21 ist realisiert durch vier Spitzendetektoren PDl, PD2, PD3 und PD4. Der Spitzendetektor PDl empfängt die drei Signale, welche über die drei Ausgangsschenkel 19-2 des Abtasters 19 von den Kontakten an den Eingangsschenkeln 19-1 beim Abtasten der X-Komponenten übertragen wurden. Der Spitzendetektor PDl bestimmt, ob die X-Komponente des Signals am mittleren Schenkel größer ist als die X-Komponente des Signals, das über den oberen Schenkel übertragen wurde und außerdem größer ist als die X-Komponente des Signals, welches entlang dem unteren Schenkel übertragen worden ist. Der Spitzendetektor PD2 empfängt die gleichen drei Signale und bestimmt, ob die X-Komponente des Signals des mittleren Schenkels kleiner ist als die X-Komponente des Signals im oberen Schenkel und ebenfalls kleiner ist als die X-Komponente des Signals im unteren Schenkel. Die Spitzendetektoren PD3 und PD^ arbeiten in der gleichen Weise für die Y-Koordinaten der über die drei Schenkel übertragenen Signale.

Zunächst wird der Abtaster 19 so eingestellt, daß der oberste Schenkel der zum Gleichlauf miteinander verbundenen Schenkel 19-3 nicht über einer Speicherzelle angeordnet ist. Der mittlere Schenkel befindet sich an der Speicherzelle, welche den Punkt Pl enthält und der untere Schenkel befindet sich an der Speicherzelle, welche den Punkt P2 enthält. Anschließend wird der Abtaster 19 so eingestellt, daß die drei Eingangsschenkel 19-1 an Speicherste11 en sich befinden, die die Punkte Pl, P2 und P3 enthalten. Anschließend wird der Abtaster so eingestellt, daß die drei Eingangsschenkel 19-1 an Speicherste1len liegen, welche die Punkte P2, P3 und P^ enthalten. Dann wird der Abtaster an die Speieherste1len verbracht, welche die Punkte P3, P4 und P5 enthalten usw. In der letzten Abtaststellung befindet sich der obere Schenkel der Abtast schenkel 19-1 am Punkt P22, der mittlere Abtastschenkel am Punkt P23 und der untere Abtast schenke 1 liegt an keinem Speicherzellenplatz. Auf diese Weise ist es möglich, jeden Punkt mit seinen benachbarten Punkten zu vergleichen.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, besitzt der Spitzendetektor PDl zwei Vergleicher 23 und 25. Der Vergleicher 23 vergleicht den X-Wert eines ersten Punktes Xa (der Punkt, der im oberen Schenkel der Übertragungsschenke1 19-2 übertragen wird) mit dem X-Wert eines zweiten 1-v.nktes Xb (der Punkt, der im mitt-

leren Übertragungsschenkel der Übertragungsschenkel 19-2 übertragen wird), um festzustellen, ob der X-Wert des zweiten Punktes größer ist als der X-Wert des ersten Punktes). Der Vergleicher 25 ermittelt, ob der X-Wert des zweiten Punktes Pb größer ist als der X-Wert des dritten Punktes Xc. Der Spitzendetektor PD2 besitzt den gleichen Aufbau wie der Spitzendetektor PDl. Er ist jedoch so geschaltet, daß er bestimmt, ob der X-Wert des im mittleren Übertragungsschenkel übertragenen Signals geringer ist als der X-Wert der im oberen und unteren Schenkel übertragenen Signale. Die Spitzendetektoren PD3 und PD** besitzen den gleichen Aufbau wie die Detektoren PDl und PD2 und führen für die Y-Komponenten die gleichen Vergleiche, wie dies bei den X-Werten geschieht, durch.

Jeder Punkt der die Erfordernisse eines der Spitzendetektoren PDl bis PD^ erfüllt, d.h. jeder Punkt, der eine X-Komponente bzw. Y-Komponente besitzt, die größer oder kleiner als die entsprechenden Komponenten der beiden benachbarten Punkte bei einer der Abtasterstellungen ist, stellt einen lokalen Extrempunkt dar. Ein Signal, welches dies anzeigt, wird von der Spitzendetektoreinheit 21 an die Steuereinheit 12 gesendet. Die Steuereinheit 12 bewirkt, daß der Abtaster diesen Punkt über eine Leitung 26 an einen Abtaster 27 weiterleitet. Die vom Abtaster 27 empfangenen

Punkte werden in aufeinanderfolgenden Speicherstellen in einem zweiten Speicher 29 abgespeichert. Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß jeweils der erste und letzte Punkt im Strichverlauf identisch mit einem lokalen Extrempunkt ist.Beim Ausführungsbeispiel werden die Punkte Pl, P4, P7, Pll, P17 und P23 von der Spitzendetektoreinheit 21 als lokale Extrempunkte des Striches bestimmt. Diese Punkte werden aufeinanderfolgend im zweiten Speicher 29 abgespeichert. Die Punkte, welche nicht als lokale Extrempunkte des Striches bezeichnet sind, werden im zweiten Speicher 29 nicht abgespeichert. Demgemäß enthält der zweite Speicher 29 nur die Punkte Pl, P4, P7, Pll, P17 und P23. Der zweite Speicher kann ebenfalls als Speicher mit wahlfreiem direkten Zugriff ausgebi1det sein.

Die im zweiten Speicher 29 abgespeicherten Punkte werden dann we iterverarbeitet, um festzustellen, welcher dieser Punkte der jeweilige Endpunkt am Strichanfang und am Strichende ist. Der im zweiten Speicher 29 in der ersten Speicherstelle abgespeicherte Punkt, d.h. der Punkt Pl wird über eine Leitung in einen Differenzrechner 31 eingebracht. Ein Abtaster 33 besitzt zwei Eingabeschenkel 33-1 und 33-2, welche zum Gleichlauf miteinander verbunden sind sowie zwei Ausgangsleitungen 34 und 36. Der Abtaster 33 tastet die aufeinanderfolgenden

Speicherstellen im zweiten Speicher 29 nacheinander ab. Der Eingabeschenkel 33-1 ist an die Ausgangsleitung 34 angeschlossen und der Eingabeschenkel 33-2 ist an die Ausgangsleitung 36 angeschlossen. Das vom oberen Eingabeschenkel 33-1 kommende Signal wird über die Leitung 34 an eine Torschaltung 35 weitergegeben. Das vom Eingangsschenkel 33-2 kommende Signal wird über die Ausgangsleitung 36 in den Differenzrechner 31 eingegeben. Der Abtaster 33 wird zunächst so eingestellt, daß der Eingabeschenkel 33-1 das Signal für den Punkt Pl überträgt, welches an die Torschaltung 35 weitergeleitet wird, und daß der Eingabeschenkel 33-2 das Signal des Punktes P4 überträgt, welches dann an den Differenzrechner 31 weitergeleitet wird. Der Abtaster wird dann so eingestellt, daß die Signale der Punkte Pk und P7 in entsprechender Weise an die Torschaltung 35 und den Differenzrechner 31 weitergeleitet werden. Das Gleiche erfolgt dann für die Punkte P7 und Pll usw. Das Ausgangssignal des Differenzrechners 31 bei jeder Abtaststellung wird in eine Vergleicher schaltung 37 eingegeben, welche das Ausgangssignal des Differenzrechners 31 mit einem Schwellenwert K vergleicht. Wenn das Ausgangssignal des Differenzrechners unter dem Schwellenwert liegt, wird der Abtaster 33 so vorgerückt, daß die nächste Anzahl an Punkten der Torschaltung 35 und dem Differenzrechner 31 zugeleitet werden. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis in die Ver-

gleicher schaltung 37 vom Differenzrechner 31 ein Punkt eingegeben wird, für welchen das Ausgangssignal des Differenzrechners den Schwellenwert K überschreitet.

Wenn z.B. bei der Ermittlung des errechneten Endpunktes am Strichbeginn der Abstand vom Punkt Pl zum Punkt P2 mit dem Schwellenwert K verglichen wird und dieser Abstand den Schwellenwert überschreitet, ist der Punkt Pl der errechnete Endpunkt am Strichanfang. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel in der Fig. 1 ist der Abstand vom Punkt Pl zum Punkt P^ jedoch nicht größer als der Schwellenwert. Es wird daher anschließend der Abstand vom Pl zum P7 mit dem Schwellenwert K verglichen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Abstand jedoch nicht größer als der Schwellenwert K. Daher wird auch noch der Abstand vom Punkt Pl bis zum Punkt Pll mit dem Schwellenwert verglichen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch dieser Abstand nicht größer als der Schwellenwert. Es wird daher noch der Abstand vom Punkt Pl bis zum Punkt P7 mit dem Schwellenwert verglichen. Dieser Abstand ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel größer als der Schwellenwert. Demzufolge ist der errechnete Endpunkt am Strichanfang der Punkt Pll, d.h. der letzte der aufeinanderfolgend ermittelten Extrempunkte, deren Abstand vom ersten lokalen Extrempunkt nicht größer ist als der Schwellenwert K.

Der Differenzrechner 31 mißt hierzu die Differenz von Punkt zu Punkt k_t dann die Differenz von Punkt 1 zu Punkt 7, anschließend die Differenz von Punkt 1 zu Punkt 11 und schließlich die Differenz von Punkt 1 zu Punkt 17.

Bei Überschreiten des Schwellenwertes K sendet die Vergleicherschaltung 37 ein Freigabesignal an die Torschaltung 35, so daß das vom Abtaster 33 über die Ausgangs 1eitung 34 abgegebene Signal an die Steuereinheit 12 weiterge leitet wird. Dieses weiterge leitete Signal entspricht dem Punkt, der als errechneter Endpunkt am Strichanfang liegt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Punkt Pll der errechnete Endpunkt am Strichbeginn und dieser Endpunkt wird an die Steuereinheit 12 weitergegeben.

Der Differenzrechner 31, welcher im einzelnen in Fig. 4 dargestellt ist, besitzt einen Subtrahierer 39, der den X-Wert Xa des im vom Eingabeschenkel 33-2 des Abtasters 33 eingegebenen Punktes vom X-Wert des ersten Punktes Pl. Ferner enthält der Differenzrechner einen Quadrierer 41, welcher den Ausgangswert des Subtrahierers 39 quadriert. Ein weiterer Subtrahierer 43 subtrahiert den Y-Wert Yb des vom Eingabeschenkel 33-2 des Abtasters 33 eingegebenen Punktes mit dem Y-Wert des ersten Punktes Pl. Ein Quadrierer 45 quadriert den Ausgangswert des Subtrahierers 43. Ein Addierer 47 summiert

die Ausgangswerte der Quadrierer 41 und 45. Ein Quadratwurzel bildner 49 errechnet die Quadratwurzel aus dem Ausgangswert des Addierers 47. Der Ausgangswert des Quadratwurzelbildners 49 wird der Vergleieher schaltung 37 zugeleitet.

Das Schwellenwertsignal K ist ein vorbestimmter Wert, der in Abhängigkeit von der Art des Striches ausgewählt ist. Wenn der Strichver1 auf der eines Schriftzeichens bzw. Buchstabens ist, ist der Schwellenwert ein prozentualer Bruchteil, beispielsweise 2 bzw. 3 % der erwarteten maximalen Größe des Strichverlaufs. Wenn der Strichverlauf der einer graphischen Darstellung ist, welche um ein Mehrfaches größer sein kann als der Strichverlauf eines Sehriftzeichens oder Buchstabens, ist der Schwellenwert ein prozentualer Bruchteil, beispielsweise 50 % der Größe des kleinsten erwarteten Strichverlaufs.

Der Endpunkt am Strichende wird in der gleichen Weise bestimmt wie der Ausgangspunkt am Strichanfang. Hierzu enthält die Einrichtung 11 einen weiteren Abtaster 51, einen Differenzrechner 53, einen Schalter 52 um den Differenzrechner 53 an die Speicherzellenstelle im zweiten Speicher 29, welche den letzten Punkt (d.h. den Punkt 23) des Striches aufweist, anschließt. Ferner sind eine Vergleieher scha 1tung 55 und eine Torschaltung 57 vorgesehen. Diese Bauteile ent-

sprechen den vorstehend beschriebenen Bauteilen 33, 31, 37 und 35. Der Abtaster 51, der Differenzrechner 53, die Vergleicherschaltung 55 und die Torschaltung 57 arbeiten an den jeweiligen Punkten in der Nähe des Endpunktes P23 in umgekehrter Reihenfolge gegenüber den Bauteilen, die am Anfangspunkt Pl am Strichanfang vorhanden sind. Das Signal, welches durch die Torschaltung 57 hindurchgeht, bezeichnet daher den Endpunkt am Strichende. Dieses Signal wird in die Steuereinheit 12 e i ngebracht.

Die Bestimmung des errechneten Endpunktes am Strichende wird in der gleichen Weise ermittelt wie am Strichanfang. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird hierzu der Abstand vom Punkt P23 zum Punkt P17 mit dem Schwellenwert K verglichen. Da beim dargestellten Ausführungsbeispiel dieser Abstand bereits größer ist als der Schwellenwert K, ist der Punkt P23 der errechnete Endpunkt am Strichende.

Die Steuereinheit 12 steuert den Abtaster 19 so, daß dieser den ersten Speicher 17 mit dem Eingabeschenkel 19-3, beginnend am Punkt Pll und endet am Punkt P23, abtastet. Die dabei erhaltenen Daten werden vom Abtaster 19 unter Verwendung des Übertragungsschenkels 19-4 in aufeinanderfolgende Speichersteilen in einem dritten Speicher 59 abgespeichert. Dieser Speicher kann ebenfalls ein Speicher mit wahlfreiem direkten

Zugriff sein. Der dritte Speicher 59 enthält demgemäß nur die Punkte Pll bis P23. Hieraus ist ersichtlich, daß der dritte Speicher 59 die Daten der Punkte des Strichverlaufs mit den korrigierten Endpunkten enthält. Die im dritten Speicher 59 abgespeicherten Daten können dann in der gewünschten Weise we iterverarbeitet und/oder abgespeichert und/oder wiedergegeben werden.

Anstelle der Bildung der Quadratwurzel von der Surrme der Differenzen der X- und Y-Komponenten eines Punktpaares kann auch ein Differenzrechner vorgesehen sein, um die "ei ty-block"-Abstände, d.h. die Surrme der Differenz der beiden X-Komponenten und der beiden Y-Komponenten zu messen. Ferner kann der Quadratwurzelbildner 49 ersetzt sein dadurch, daß der Schwellenwert K qudariert wird. Auch können die Differenzrechner so ausgestaltet sein, daß sie Polarkoordinaten verarbeiten, wenn in der Spitzendetektoreinheit 21 Po1 arkoordinaten verwendet werden (um die lokalen Extrempunkte aufgrund radialer Abstände zu bestimmen) anstelle von kartesischen Koordinaten. Ferner kann anstelle von getrennten Unter systemen, um den Endpunkt am jeweiligen Strichteilende zu finden, ein einzelnes Untersystem verwendet werden, welches den Endpunkt an einem Ende lokalisiert und dann den Endpunkt am anderen Ende lokalisiert unter Verwendung geeigneter Schalter usw.

Im vorstehenden ist ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben zur Verarbeitung einer Reihe von numerischen Signalen, die einen Strichverlauf für einen Schreibstift auf einer Schreibunterlage darstellt. Dabei werden die Störsignale an Endpunkten von Teilstrecken des Strichverlaufs verringert. Die Signalreihe entspricht den X- und Y-Koordinaten einer Punktreihe entlang der Bewegungsrichtung beim Ziehen des Striches. Zunächst werden die Signale für die X- und Y-Koordinaten eines jeden Punktes in der Punktreihe verglichen mit Signalen für die X- und Y-Koordinaten der jeweils benachbarten Punkte zur Bildung einer zweiten Signalreihe, welche nur die Signale enthält, welche einen Koordinatenwert auf der Abszisse oder Ordinate enthalten, der mehr einen äußersten bzw. extremen Wert darstellt, als die entsprechenden Koordinatenwerte der benachbarten Punkte. Der erste Punkt in der zweiten Signalreihe wird dann verglichen mit den auf den ersten Punkt folgenden Punkten, um in der zweiten Signalreihe den Punkt zu ermitteln, der am weitesten entfernt ist vom ersten Punkt innerhalb eines vorbestimmten Abstandes vom ersten Punkt. Dieser so lokalisierte Punkt wird gekennzeichnet als der Endpunkt am Strichende. Der Endpunkt für das andere Strichende wird in der gleichen Weise ermittelt unter Verwendung der zweiten Signalreihe für die Punkte, wobei jedoch mit dem letzten Punkt in der Signalreihe be-

gönnen wird und jeder Punkt mit den jeweils vorhergehenden Punkten verglichen wird. Es wird dann eine dritte Signalreihe erzeugt unter Verwendung der so ermittelten Endpunkte, welche die ersten und letzten Punkte bezeichnen sowie alle Punkte zwischen zwei Endpunkten aus der ersten Signalreihe als Zwi schenpunkte.

Claims (9)

UEDL, NÖTH Patentanwälte Steinsdorfstr. 21-22 · D-8000 München 22 ■ Tel. 089 / 22 94 41 - Telex: 5 22208 TELEFAX: GR.3 89/2716063 ■ GR.3 + RAPIFAX + RICOH 89/2720480 · GR.2 + INFOTEC 6000 89/2720481 10 942 -N/R 34269(K PENCEPT, INC. 39 Green Street, Waltham, Massachusetts 02254 /USA Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verarbeitung einer Reihe von Signalen, die einen auf einer Schreibunterlage gezogenen Strich darstellen, bei welchem zur Verringerung von Störsignalen am Anfang und Ende des gezogenen Striches eine erste Signalreihe zur Darstellung des auf der Schreibunterlage gezogenen Striches verwendet wird und die Signale dieser ersten Signalreihe x- und y-Koordinaten einer Reihe von auf dem Strich entlang der Ziehbewegung liegenden Punkten entsprechen, dadurch gekennzeichnet , daß

a) die Signale der ersten Signalreihe miteinander verglichen werden zur Bildung einer zweiten Signalreihe, in der nur noch Signale enthalten sind, die auf dem Strich lokalen Extrempunkten entsprechen,

b) das erste Signal der zweiten Signalreihe mit jedem nachfolgenden Signal der zweiten Signalreihe verglichen wird zur Ermittlung des von diesem ersten Signal innerhalb eines bestimmten Abstandes von diesem ersten Signal am weitesten entfernt liegenden Signals, wobei dieses so ermittelte Signal den errechneten Endpunkt am Strichanfang angibt,

c) das letzte Signal der zweiten Signalreihe mit jedem vorherigen Signal der zweiten Signalreihe verglichen wird zur Ermittlung des von diesem letzten Signal innerhalb eines bestimmten Abstandes von diesem letzten Signal am weitesten entfernt liegenden Signals, wobei dieses so ermittelte Signal den errechneten Endpunkt am Strichende angibt und

d) aus der ersten Signalreihe beginnend mit dem Signal, das den errechneten Endpunkt am Strichanfang angibt und endend mit dem Signal, das den errrechneten Endpunkt am Strichende angibt, eine dritte Signalreihe gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Signale der ersten Signalreihe Digita 1signa1e sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Signale der zweiten Signalreihe die Signale der ersten Signalreihe für die jeweiligen Punkte bestimmt werden, welche extremere Ordinatenwerte haben als jeder der beiden benachbarten Punkte.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vergleichen des ersten Signals in der zweiten Signalreihe mit den jeweils nachfolgenden Signalen der zweiten Signalreihe zur Ermittlung des von diesem ersten Signal innerhalb eines bestimmten Abstandes von diesem ersten Signal am weitesten entfernt liegenden Signals

a) der Unterschied der X- und Y-Koordinate des ersten Punktes der zweiten Signalreihe mit den Koordinaten eines nachfolgenden Punktes bestimnt wird,

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b) diese Koordinatenunterschiede quadriert werden,

c) die Sunrme dieser Quadrate gebildet wird und

d) die Summe der Quadrate der Koordinatenunterschiede mit einem Schwellenwert verglichen wird.

5. Vorrichtung zur Verarbeitung einer Reihe von Signalen, die einen auf einer Schreibunterlage gezogenen Strich darstellen, wobei die Signale einer ersten Signalreihe x- und y-Koordinaten einer Reihe von auf dem Strich entlang der Ziehbewegung liegenden Punkten entsprechen zur Durchführung eines Verfahrens zwecks Verringerung bzw. Beseitigung der am Anfang und Ende des Strichs erzeugten Störsignale nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

a) Mitteln (21) zum Vergleich der Signale der ersten Signalreihe (Xl, Yl, Pl ... X23, Y23, P23) miteinander zur Bildung einer zweiten Signalreihe, in der nur noch Signale enthalten sind, die auf dem Strich lokalen Extrempunkten (Pl, P4, P7, Pll, P17, P23) entsprechen

b) Mitteln (31, 37) zum Vergleich des ersten Signals (Xl, Yl, Pl) der zweiten Signalreihe mit jedem nachfolgenden Signal

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der zweiten Signalreihe zur Ermittlung des von diesem ersten Signal innerhalb eines bestimmten Abstandes von diesem ersten Signal am weitesten entfernt liegenden Signals, das den Endpunkt (Pll) am Strichanfang angibt,

c) Mittein (53, 55) zum Vergleich des letzten Signals (X23, Y23, P23) der zweiten Signalreihe mit jedem vorherigen Signal der zweiten Signalreihe zur Ermittlung des von diesem letzten Signal innerhalb eines bestimmten Abstandes von diesem letzten Signal am weitesten entfernt liegenden Signals, wobei dieses so ermittelte Signal den Endpunkt (P23) am Strichende angibt und

d) Mitteln (59) zur Bildung einer dritten Signalreihe aus der ersten Signalreihe beginnend mit dem Signal (XIl, YH, Pll), das den ermittelten Endpunkt (Pll) am Strichanfang angibt und endend mit dem Signal (X23, Y23, P23), das den ermittelten Endpunkt (P23) am Strichende angibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn ζ e ic h η e t , daß die Mittel (21) zum Vergleich der Signale der ersten Signalreihe untereinander zur Bildung der zweiten Signalreihe eine Spitzendetektoreinheit (21) aufweist für die X- und Y-Koordinaten von drei zum gleichen

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Zeitpunkt erfaßten aufeinanderfolgenden Punkten, welche ein Ausgangssignal, das dem zweiten dieser Punkte entspricht, wenn die X- bzw. Y-Koordinaten dieses zweiten Punktes extremer sind als die X- und Y-Koordinaten des ersten und dritten Punktesm, erzeugt.

7. Vorrichtung für die Verwendung bei der Signalverarbeitung einer ersten Reihe von Digitalsignalen, die ausgesendet werden von einer digitalisierenden Unterlage, welche die Lage eines Schreibstiftes während des Ziehens eines Striches auf der Schreibunterlage wiedergeben, zur Verringerung von Störgeräuschen am einen Ende des Striches, gekennzeichnet durch

a) Mittel zum Vergleich der Signale, welche jeweils eine bestimmte Position angeben miteinander zur Bildung einer zweiten Signalreihe, welche nur solche Signale der ersten Signalreihe aufweist, die einen Ordinatenwert aufweisen, der extremer ist als der entsprechende Ordinatenwert der Signale, die benachbarte Positionen angeben,

b) Mittel zum Vergleichen des ersten Signals in der zweiten Signalreihe am Strichende mit jedem darauffolgenden Signal in der zweiten Signalreihe zur Bestimmung des von diesem

ersten Signal am weitesten entfernt liegenden Signals innerhalb eines bestimmten Schwellenwerts und

c) Mittel zur Bildung einer dritten Signalreihe aus der ersten Signalreihe, die mit dem Signal beginnt, das vom ersten Signal innerhalb des bestimmten Schwellenwerts am weitesten entfernt liegt.

8. Verfahren zur Verwendung bei der Signalverarbeitung einer ersten Signalreihe von Digitalsignalen, die von einer digitalisierenden Unterlage ausgesendet werden, welche die jeweilige Lage eines Schreibstiftes während des Ziehens eines Striches auf der Unterlage angeben, zur Verringerung von Stör Signalen am einen Ende des Striches, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Signale, welche jeweils bestimmte Positionen angeben, miteinander verglichen werden zur Bildung einer zweiten Signalreihe, die lediglich solche Signale aus der ersten Signalreihe enthält, welche solche Positionen darstellen, die einen Ordinatenwert aufweisen, der extremer ist als der entsprechende Ordinatenwert der Signale, welche benachbarte Positionen darstellen,

b) das erste Signal der zweiten Signalreihe am Ende des Striches mit jedem darauffolgenden Signal in der zweiten Reihe verglichen wird zur Bestimmung des von diesem ersten Signal innerhalb eines bestimmten Schwellenwertes am weitesten entfernt liegenden Signals und

c) eine dritte Signalreihe gebildet wird aus der ersten Signalreihe, welche mit dem vom ersten Signal der zweiten Signalreihe innerhalb des vorbest irrmten Schwellenwertes am weitesten entfernt liegenden Signal beginnt.

9. Vorrichtung zur Verarbeitung einer Reihe von periodisch auftretenden Digitalsignalen, die Positionen eines Schreibstiftes während des Ziehens eines Striches auf einer digitalisierenden Schreibunterlage angeben, gekennzeichnet durch

a) einen ersten Speicher (17) zur Speicherung der Signalre i he,

b) einen ersten Abtaster (15) zur Steuerung der übertragung der Signale auf den ersten Speicher (17) in Abhängigkeit ihrer zeitlichen Entstehungsfolge,

c) eine Spitzendetektoreinheit (21) zum gleichzeitigen Vergleich dreier aufeinanderfolgender Signale zur Ermittlung, ob das zweite Signal eine mehr extreme Lage angibt als jeweils das erste oder dritte Signal und zur Erzeugung eines Ausgangssignals nur für solche Signale, welche diesen Anforderungen genügen,

d) einen zweiten Abtaster (19) zur gesteuerten Übertragung der Signale aus dem ersten Speicher (17) in die Spitzendetektoreinhei t (21),

e) einen zweiten Speicher (29) zur Speicherung der von der Spitzendetektoreinheit (21) ermittelten Signale,

f) einen dritten Abtaster (27) zur gesteuerten Übertragung der Signale aus der Spitzendetektoreinheit (21) zum zweiten Speicher (29), so daß diese aufeinanderfolgend abgespeichert werden und

g) Signalveratoeitungsmi ttel (31, 37 und 53, 55) zur Bestimmung des innerhalb eines bestimmten Schwellenwerts (K) am weitesten entfernt vom im zweiten Speicher (29) abgespeicherten ersten Signal (Xl, Yl, Pl bzw. X23, Y23, P23) liegenden Signals.