DE4229479A1

DE4229479A1 - Verfahren zum darstellen eines bildes in einem erkennungssystem

Info

Publication number: DE4229479A1
Application number: DE4229479A
Authority: DE
Inventors: Yuh Nakajima
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-09-04
Filing date: 1992-09-03
Publication date: 1993-03-11
Also published as: GB9218668D0; GB2259798A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Darstellen eines Bil des in einem Erkennungssystem nach dem Oberbegriff des An spruchs 1, und betrifft ferner das Erkennen von Bildern und insbesondere eine topologische Darstellung von Bildern mit Hilfe einer Erkennung von Bildern, wie handgeschriebenen Bil dern aus alphanumerischen Zeichen.

Bei dem Erkennen von binären oder schwarzen und weißen Bil dern, wie eines handgeschriebenen Zeichens, werden die Bild daten, die von einem Blatt mittels einer optischen Abtastung gelesen werden, im allgemeinen in eine Anzahl Blöcke aufge teilt, um dadurch ein Maschengitter zu bilden, und der mitt lere Schwärzungsgrad des schwarzen Teils wird dann für jeden der Blöcke festgestellt. Die auf diese Weise festgestellten Daten bilden einen Vektor in einem mehrdimensionalen Raum, und der auf diese Weise festgestellte Vektor wird mittels Bezugsvektoren verglichen, welche in einem Speicher entspre chend den Zeichen gespeichert sind. Durch Auswählen des Bezugs vektors, welcher den Fehler minimiert, wird das Erkennen des Zeichens erreicht. In einem solchen herkömmlichen Verfahren wird eine statistische Verarbeitung zum Zeitpunkt des Auswäh lens des Bezugsvektors angewendet, und ein derartiger sta stischer Prozeß enthält im allgemeinen eine Schwellenwert operation, um zu entscheiden, ob der ausgewählte Bezugsvek tor dem festgestellten Vektor entspricht oder nicht.

Wenn ein derartiger herkömmlicher Zeichenerkennungsprozeß bei handgeschriebenen Zeichen angewendet wird, welche ver schiedene Unregelmäßigkeiten enthalten, ergibt sich unvermeid lich der Fall, daß die Zeichen aufgrund der Tatsache fehler haft erkannt werden, daß der mehrdimensionale Vektor nicht immer genau dem realen Zeichenbild entspricht. Beispielsweise kann der Punkt, welcher durch den mehrdimensionalen Vektor in dem mehrdimensionalen Raum spezifiziert ist, über einen weiten Bereich ausgebreitet sein, wenn es eine Unregelmäßigkeit in dem Bild gibt. Ferner kann eine solche statistische Annähe rung die Erfolgsrate einer Zeichenerkennung über einen be stimmten Grenzwert hinaus nicht verbessern, selbst wenn der Algorithmus für eine Zeichenerkennung verbessert wird.

Um die handgeschriebenen Zeichen zu erkennen, wird folglich lieber ein struktureller Prozeß zum Analysieren der Verbin dung der Linien angewendet, welche das Zeichen bilden. Als struktureller Prozeß zum Erkennen von Zeichen oder anderen binären Bildern werden verschiedene Lösungen vorgeschlagen, wie der Benutzungskettencode, eine Gerüstanalyse, ein Zerle gen in konvexe Teile, usw. Beispielsweise ist in dem US-Pa tent 41 93 056 ein struktureller Prozeß zum Erkennen eines handgeschriebenen Zeichens durch Extrahieren vorherbestimm ter Merkmale beschrieben. Andererseits wird in dem in der vor erwähnten Druckschrift vorgeschlagenen Prozeß auf die Verwen dung einer Schwellenwertoperation vertraut, welche bei dem gefühlten Bild bezüglich der vorherbestimmten spezifischen Merkmale angewendet worden ist. Obwohl ein struktureller Pro zeß zum Erkennen der Bilder angewendet wird, hängt jedoch das Ergebnis, das entsprechend dem in der vorstehend angeführten Druckschrift offenbarten Prozeß erhalten worden ist, sehr von der richtigen Auswahl des Merkmals ab, bei welchem der Schwel lenwertprozeß angewendet wird. Obwohl der Referenzprozeß für eine Erkennen von normierten Zeichenbildern, wie gedruckten Zeichen, effektiv sein kann, würde die Erfolgsrate beim Erken nen von handgeschriebenen Zeichen merklich geringer sein.

In jeder dieser Lösungsvorschläge werden die mittels des optischen Abtastens gelesenen Daten verdichtet, um eine Dar stellung zu bilden, welche interne Darstellung genannt wird, welche die Verbindung von Linien und Knotenpunkten darstellt. Das Erkennen der Zeichen wird auf der Basis der auf diese Weise erhaltenen, inneren Darstellung erhalten. Jedoch enthal ten die handgeschriebenen Zeichen, welche mittels des opti schen Abtastens gelesen worden sind, im allgemeinen unter schiedliche Störungen, wie das Verwischen oder den Ausfall von Zeilen, und es ist wesentlich, diese Störungen zu besei tigen, bevor der strukturelle Zeichenerkennungsprozeß angewen det wird. Üblicherweise ist die Störung dadurch beseitigt worden, daß ein Filterungsprozeß bei allen Bildelementdaten angewen det wird, welche die Bilddaten erzeugen. Jedoch erfordert ein derartiger Störungen mindernder Prozeß, wie er bei einzelnen Bildelementen angewendet worden ist, eine enorme Rechenzeit, und führt zu Problemen bei der Betriebsgeschwindigkeit des Bilderzeugungssystems.

Gemäß der Erfindung soll daher ein Verfahren zum Darstellen von Zeichenbildern in einem Zeichenerkennungsprozeß geschaffen werden, bei welchem die vorstehend angeführten Schwierigkeiten beseitigt sind, indem ein topologisches Merkmal von Zeichen ohne Anwenden eines Unterscheidungsprozesses extrahiert wird, bei welchem auf einen künstlichen Schwellenwert vertraut wird. Ferner soll ein hochschneller Prozeß zum Beseitigen von Stö rungen aus Zeichenbildern geschaffen werden, wobei das Beseitigen von Störungen bei einem Störungsmuster angewendet wird, das auf der Basis einer Detektion einer topologischen Änderung des Bildes gefühlt wird, indem das Bild in Form eines Graphen dargestellt wird.

Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Verfahren zum Darstel len eines Bildes in einem Erkennungssystem nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1 durch die Merkmale in dessem kennzeich nenden Teil erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin dung sind Gegenstand der auf den Anspruch 1 mittelbar oder unmittelbar rückbezogenen Ansprüche.

Gemäß der Erfindung kann die Informationsmenge bei der inter nen Darstellung merklich verringert werden, indem das topolo gische Merkmal der ursprünglichen Zeichenbilder erhalten wird. Insbesondere durch Darstellen der Bilder mittels einer Folge von charakteristischen Zeilenpaaren, welche die interne Darstellung bilden, können die Kandidatenzeichen schmäler werden, welche dem Zeichen entsprechen, welches das Bild darstellt. Mit anderen Worten, die Kandidatenzeichen können dadurch schmäler gemacht werden, daß diese Zeilenpaare, wel che die interne Darstellung bilden, auf der Basis von topolo gischen Codes klassifiziert werden, welche den charakteristi schen Zeilenpaaren als der Code beigegeben werden, welcher das topologische Merkmal darstellt, und indem die Folge der topologischen Codes identifiziert wird.

Ferner können Störungen, wie eine Spitze oder ein Ausfall in dem abgetasteten Bild dadurch beseitigt werden, daß ein vorherbe stimmtes Störungsmuster auf der Basis der Folge der charak teristischen Zeilenpaare identifiziert wird, die in der Form eines Graphens dargestellt sind, und indem ein Störungen mindernder Prozeß bei dem auf diese Weise identifizierten Störungsmuster angewendet wird. Ein solcher Störungen min dernder Prozeß kann dadurch erreicht werden, daß eine Folge der charakteristischen Zeilenpaare in Form eines Graphen dar gestellt wird, ein vorherbestimmtes Störungsmuster basierend auf dem Graphen festgestellt wird, Lauflängendaten modifi ziert werden, welche das Störungsmuster darstellen, so daß das Störungsmuster beseitigt wird, und indem Knotenpunkte gelöscht werden, welche den Graphen bilden. Wenn das Suchen für das Störungsmuster bei dem Graphen angewendet wird, welcher eine sehr reduzierte Informationsmenge enthält, wird die Detektion des Störungsmuster mit hoher Geschwindigkeit erreicht. Dadurch kann die Rechenbelastung verringert werden, und der Bilder kennungsprozeß wird merklich beschleunigt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausfüh rungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Aufbaus eines in der Erfin dung verwendeten Bilderkennungssystems;

Fig. 2 ein Diagramm eines Beispiels eines Zeichenbildes, das mittels der Erfindung erkannt wird;

Fig. 3 ein Diagramm zum Erläutern der Extraktion von Lauflängendaten aus dem Zeichenbild der Fig. 3;

Fig. 4 ein Diagramm, in welchem ein Beispiel der Lauf längendaten wiedergegeben ist, welche bei dem Prozeß der Fig. 4 extrahiert worden sind;

Fig. 5 ein Flußdiagramm des generellen Prozesses zum Extrahieren einer vertikalen Phasendarstellung aus einem schwarzen und weißen Bild gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6(A) bis 6(H) Diagramme von Beispielen von Lauflängen datenpaaren, welche verschiedene topologische Merkmale des Bildes darstellen und vorbereiten den internen Darstellungen entsprechen, welche aus dem Lauflängen-Datenpaar extrahiert worden sind;

Fig. 7(A) bis 7(D) Diagramme einer weiteren vorbereitenden internen Darstellung, welche aus der internen Darstellung der Fig. 6(A) bis 6(H) extrahiert worden sind, und einer dementsprechenden, vertika len Phasendarstellung;

Fig. 8(A) bis 8(D) Diagramme von weiteren Beispielen des Lauflängen-Datenpaars;

Fig. 9(A) bis 9(D) Diagramme der Ableitung der vertikalen Phasendarstellung aus den Lauflängen-Datenpaaren der Fig. 8(A) bis 8(D);

Fig. 10 Lauflängendaten, welche eine spezielle Aufmerksam keit bei der Ableitung der vertikalen Phasendar stellung erfordern;

Fig. 11(A) und 11(B) Diagramme von zwei verschiedenen Prozes sen zum Ableiten der vertikalen Phasendarstellung aus den Lauflängendaten der Fig. 10;

Fig. 12(A) bis 12(D) Diagramme der vertikalen Phasendarstel lung eines Zeichens "0";

Fig. 13 ein Diagramm einer Graphendarstellung der Daten, welche eine vertikale Darstellung bilden;

Fig. 14 ein Diagramm eines strukturellen Merkmals einzel ner Daten, welche die vertikale Phasendarstellung bilden;

Fig. 15 ein Diagramm der Datenstruktur eines Datenelements, welches die Daten der Fig. 14 bildet;

Fig. 16 ein Diagramm der Gesamtdatenstruktur der vertikalen Phasendarstellung;

Fig. 17 ein Diagramm eines Zeichenbildes, aus welchem ein topologisches Merkmal mit Hilfe der vertikalen Phasendarstellung zu extrahieren ist;

Fig. 18 ein Diagramm einer vertikalen Phasendarstellung des Zeichenbildes der Fig. 17, welche durch eine Folge topologischer signifikanter Lauflängen- Datenpaaren oder Phasenänderungspaaren gebildet sind, die aus dem Zeichenbild der Fig. 17 extra hiert werden;

Fig. 19 einen Graphen, welcher die Graphendarstellung der Fig. 18 wiedergibt;

Fig. 20 ein Diagramm verschiedener topologischer Merkmale zusammen mit den entsprechenden bq-Codes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 21 ein Diagramm einer Umsetzung eines bq-Codes der Fig. 20 in einen topologischen Code;

Fig. 22 ein Diagramm einer Darstellung des Zeichens "8" mittels einer topologischen Codefolge;

Fig. 23 ein der Fig. 22 entsprechendes Diagramm einer Dar stellung des Zeichens "2" mittels einer anderen topologischen Codefolge;

Fig. 24(A) und 24(B) Diagramme von zwei topologischen unter schiedlichen Merkmalen zusammen mit einer ent sprechenden bq-Code-Darstellung;

Fig. 25 ein Flußdiagramm des Prozesses zum Darstellen eines Zeichens mittels des topologischen Codes;

Fig. 26(A) und 26(B) Diagramme, welche die Aufteilung von Stümpfen in einem Zeilenpaar in weiße und schwar ze Bereiche wiedergeben;

Fig. 27 ein Flußdiagramm einer vorbereitenden Verarbei tung, welche bei dem weißen Bereich angewendet ist, um daraus den bq-Code zu extrahieren;

Fig. 28 ein Flußdiagramm der Einzelheiten des Extra hierens des bq-Codes;

Fig. 29 einen Graphen einer internen Darstellung zur Er läuterung des Prozesses der Fig. 28;

Fig. 30 ein Flußdiagramm des Prozesses zum Extrahieren des bq-Codes, welcher bei den schwarzen Bereichen anwendbar ist;

Fig. 31 ein Diagramm von Zeichen, welche durch dieselbe topologische Codefolge dargestellt werden;

Fig. 32 ein Diagramm der vertikalen Phasendarstellung der Zeichen der Fig. 31;

Fig. 33 ein Diagramm, der Spurlängendaten, welche zum Identifizieren eines Zeichens aus dem Kandidaten zeichen verwendet worden sind;

Fig. 34 ein Diagramm, in welchem eine Beseitigung von Ausfallstörungen gemäß einer dritten Ausfüh rungsform der Erfindung dargestellt ist;

Fig. 35 ein Diagramm, in welchem die Beseitigung einer Spitzenstörung gemäß der dritten Ausführungs form dargestellt ist;

Fig. 36 ein Diagramm einer Graphendarstellung von Ausfall störungen;

Fig. 37 ein Diagramm eines weiteren Beispiels der Ausfall störung, welche in Form der vertikalen Phasendar stellung wiedergegeben ist;

Fig. 38 einen Graphen, welcher die Definition eines Kegels ersten Typs wiedergibt;

Fig. 39 einen Graphen, welcher die Definition eines Kegels des zweiten Typs wiedergibt;

Fig. 40 ein Diagramm der Definition eines Horns des ersten Typs, welches nicht dem Störungs-Beschneidungspro zeß der dritten Ausführungsform unterzogen wird;

Fig. 41(A) und 41(B) Diagramme der Topologieänderung, die vorkommt, wenn der Störungs-Beschneidungsprozeß der dritten Ausführungsform bei dem Horn des ersten Subtyps angewendet wird;

Fig. 42 einen Graphen, welcher die Definition eines Horns des zweiten Typs wiedergibt, bei welchem der Stö rungs-Beschneidungsprozeß der dritten Ausführungs form angewendet wird;

Fig. 43 ein Diagramm eines Bildes des ersten Subtyps, welches zu dem Horn der Fig. 42 gehört;

Fig. 44 ein Diagramm eines Bildes des zweiten Subtyps, welcher ebenfalls zu dem Horn der Fig. 42 gehört;

Fig. 45 ein Flußdiagramm des Gesamtprozesses, um Störungen gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zu beseitigen;

Fig. 46 ein Flußdiagramm eines Teils des Prozesses in Fig. 45 zum Beschneiden der Ausfallstörung;

Fig. 47 ein Flußdiagramm eines Teils des Prozesses in Fig. 45 zum Beschneiden der Hornstörung;

Fig. 48 ein Flußdiagramm, in welchem ein Teil des Pro zesses des in Fig. 47 dargestellt ist;

Fig. 49(A) bis 49(E) Diagramme, welche den Beschneidungspro zeß der Hornstörung wiedergegeben, welcher in dem Zeichenbild vorkommt;

Fig. 50(A) bis 50(D) Graphen, welche den Fortschritt des Pro zesses zum Beschneiden der Hornstörung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung wiedergeben;

Fig. 51(A) und 51(B) Diagramme eines weiteren Beispiels des Störungs-Beschneidungsprozesses zum Beseitigen der Hornstörung eines Zeichenbildes;

Fig. 52(A) und 52(B) Diagramme noch eines weiteren Beispiels des Störungs-Beschneidungsprozesses, um Hornstörungen aus einem Bildzeichen zu beseitigen, und

Fig. 53 bis 55 Diagramme, die jeweils Zeichenbilder vor und nach einem Störungs-Beschneidungsprozeß wieder geben.

In Fig. 1 ist der Gesamtaufbau des Bilderkennungssystems darge stellt, welches bei der Erfindung angewendet wird. In Fig. 1 ist ein Bildscanner 10 vorgesehen, um ein Bild von einem Aufzeichnungsblatt 1 nacheinander Zeile für Zeile zu lesen. Der Bildscanner 10 erzeugt Ausgangsbilddaten entsprechend je der Zeile des Bildes, das von dem Aufzeichnungsblatt 1 gele sen wird.

Die Ausgangsbilddaten des Scanners 10 werden dann einer Digi talisierungseinheit 11 zugeführt, in welcher die Bilddaten in Bildelementdaten umgesetzt werden, welche entsprechend den in jeder Zeile enthaltenen Bildelementen erzeugt werden. Die Bild elementdaten werden entsprechend den Bildelementen erzeugt, welche in einer Anzahl von Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei jede Zeile der Bildelementdaten mit jeder Zeile des Bildes übereinstimmt. Als Ergebnis des in der Einheit 11 durchgeführten Digitalisierungsprozesses nehmen dann die Bildelementdaten entweder einen logischen Zustand mit hohem Pegel oder einen logischen Zustand mit niedrigem Pegel ent sprechend dem schwarzen oder weißen Zustand der Bildelemente ein. Die auf diese Weise erhaltenen Bildelementdaten werden in einem Bildspeicher gespeichert.

Die Ausgangsdaten der Einheit 11 werden dann einer Lauflän gendateneinheit 12 zugeführt, welche Lauflängendaten erzeugt, wie nachstehend noch beschrieben wird. Die in der Einheit 11 erzeugten Lauflängendaten werden dann über einen Datenbus 16 einer vertikalen Phasendarstellungseinheit 13 zugeführt, wel che eine vertikale Phasendarstellung aus den Lauflängendaten als eine interne Darstellung extrahiert. Wie später noch be schrieben wird, wird bei der vertikalen Phasendarstellung ein topologisch eindeutiges Merkmal der Bilder extrahiert, welche an dem Scanner 10 gelesen werden. Die Verarbeitung in der Einheit 12 wird später im einzelnen beschrieben.

Die in der Einheit 13 erhaltene, vertikale Phasendarstellung wird dann über dem Bus 16 einer Zeichenerkennungseinheit 15 zugeführt, welche einen noch zu beschreibenden topologischen Code an jedem Datenelement schafft, das eine vertikale Phasendarstellung bildet, und welche die Kandidatenzeichen, welche dem mittels des Scanners 10 gelesenen Zeichenbild entsprechen, basierend auf der Folge der topologischen Codes schmäler macht. Ferner wird die Einheit 15 mit den Lauflän gendaten von der Einheit 12 über dem Bus 16 versorgt und identifiziert auf der Basis der Kandidatenzeichen das Zeichen, welches das mittels des Scanners 10 gelesene Zeichenbild dar stellt.

Das System der Fig. 1 hat ferner eine Störungen beschnei dende Einheit 14, welche mit den Ausgangsdaten der Einheit 12 sowie mit den Ausgangsdaten der Einheit 13 über dem Bus 16 versorgt wird und welche isolierte Punkte beseitigt, die eine Größe haben, welche kleiner als ein vorherbestimmter Schwellen wert ist. Die Einheit 14 beseitigt ferner Spitzen, welche sich aus Vorsprüngen und Vertiefungen zuammensetzen, die nebeneinander für diese Spitzen angeordnet sind, wobei die Größe der Vorsprünge und der Vertiefungen kleiner als ein vor herbestimmter Schwellenwert sind. Funktion und Arbeitsweise der Einheit 15 wird später im einzelnen beschrieben. Wenn der Störungen beschneidende Prozeß bei einer Graphendarstellung der vertikalen Phasendarstellung angewendet wird, welche im Vergleich zu den Bildelementdaten eine viel kleinere lnforma tionsmenge enthält, erfordert der mit der Einheit 11 durchge führte Störungen beschneidende Prozeß eine geringere Rechen belastung und es kann eine schnelle Verarbeitung erreicht werden, um Rauschen aus den mittels des Scanners gelesenen Bildern zu beseitigen.

Als nächstes wird Funktion und Arbeitsweise der Lauflängen dateneinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung im einzelnen beschrieben. In Fig. 2 ist ein Beispiel des Zei chenbildes dargestellt, welches mittels des Scanners 10f gelesen und in der Digitalisierungseinheit verarbeitet wird. ln Fig. 3 ist die Ableitung der Lauflängendaten aus dem Zei chenbild der Fig. 2 dargestellt. In Fig. 3 ist das Zeichenbild der Fig. 2 in eine Anzahl Linien unterteilt, welche der hori zontalen Abtastzeile entsprechen, welche in dem Scanner 10 verwendet worden ist, und der Übergang des logischen Werts der Bildelementdaten wird in jeder Zeile festgestellt. Als Ergebnis der Detektion des logischen Wertes der Bildelement daten wird jede Zeile in Fig. 3 in einen oder mehrere Durch läufe aufgeteilt, wobei jeder Durchlauf als eine Fortsetzung von weißen oder schwarzen Bildelementen festgelegt ist. Da durch werden die Spurlängendaten für jede Zeile als ein Zu sammensetzen der weißen und der schwarzen Durchläufe gebil det, welche in der Zeile enthalten sind.

In Fig. 4 ist ein Beispiel der Lauflängendaten wiedergegeben, wobei zu beachten ist, daß die jeweiligen Lauflängendaten jeweils einen oder mehrere Durchläufe enthalten, die aus einer Fortsetzung von weißen oder schwarzen Bildelementen gebildet sind. Zu beachten ist, daß das Beispiel der Fig. 4 einem Bild entspricht, das sich von dem Bild der Fig. 3 unterscheidet. Daher enthält die erste Zeile, Zeile 1, nur die weißen Bild elemente und es existiert nur ein einziger weißer Durchlauf in der Zeile 1. Dadurch trägt auch der Durchlauf in der Zeile 1 eine Code-Nummer "0". In der nächsten Zeile, welche als Zeile 2 bezeichnet ist, findet ein Übergang von einer weißen zu einer schwarzen Bildelementserie statt, auf welche ein weiterer Übergang von der schwarzen zu einer weißen Bildele mentserie folgt. Dadurch erscheinen drei Durchläufe, von denen der erste Durchlauf von weißen Bildelementen die Codezahl "0", der zweite Durchlauf von schwarzen Bildelementen die Codezahl "1" und der dritte Durchlauf von weißen Bildelemen ten die Codezahl "2" trägt. Dementsprechend erscheinen auch Durchläufe "0", "1", "2",. . . . in den Zeilen, welche auf die Zeile 2 folgen, und diese Durchläufe der Zeile bilden die Spurlängendaten. In dem dargestellten Beispiel ist zu beach ten, daß der gradzahlige Code (einschließlich "0") die weißen Durchläufe anzeigt, während der ungradzahlige Code die schwarzen Durchläufe anzeigt. Im allgemeinen wird eine Codezahl vergeben, um deren Wert fortlaufend von dem linken zum rechten Ende der Zeile hin zu erhöhen.

In Fig. 4 ist zu beachten, daß es eine eindeutige topologi sche Änderung zwischen der ersten und der zweiten Zeile, zwi schen der dritten und der vierten Zeile und zwischen der vierten und der fünften Zeile gibt, wobei es keine topolo gische -Änderung zwischen der zweiten und der dritten Zeile gibt. Beispielsweise enthält die zweite Zeile den schwarzen Durchlauf "1", der seitlich von zwei weißen Durchläufen "0" und "2" begrenzt ist, während es keinen solchen schwarzen Durchlauf in der ersten Zeile gibt. In ähnlicher Weise enthält die vierte Zeile den weißen Durchlauf "2", neben wel chen seitlich zwei schwarze Durchläufe "1" und "3" angeord net sind, während die Zeile 3 keinen derartigen weißen Durch lauf hat, welcher zwischen einem Paar schwarzer Durchläufe angeordnet ist. Die Einheit 13 der Fig. 1 extrahiert eine der artige topologische Änderung des Bildes aus den Lauflängenda ten. Nachstehend wird die Funktion und Arbeitsweise in der Einheit 15 im einzelnen beschrieben, um das topologische Merkmal der Bilder zu extrahieren.

Fig. 6(A) bis 6(H) sind Diagramme, welche einen Vorbereitungs prozeß wiedergeben, um das topologische Merkmal aus den Lauf längendaten zu extrahieren, wobei die Lauflängendaten für jeweils zwei Zeilen miteinander verglichen werden. Folglich werden die Lauflängendaten der ersten und zweiten Zeile, wie in Fig. 6(A) dargestellt ist, dazu verwendet, die Verknüpfung der Codezahl der in Fig. 6(B) dargestellten Durchläufe zu extrahieren. Bei Fig. 6(B) ist zu beachten, daß die Codezahl verknüpfung (0,0), (0,1) und (0,2) von dem linken zum rechten Rand der Zeile gesehen, enthält, wobei die erste Ziffer in den Klammern die Durchlaufcodezahl in der ersten Zeile und die zweite Ziffer in der Klammer die Durchlaufcodezahl in der zweiten Zeile darstellt. Dementsprechend zeigt Fig. 6(D) die Verknüpfung der Codezahlen der Durchläufe in dem Zeilenpaar der Fig. 6(C). Fig. 6(F) zeigt die Verknüpfung der Codezahlen der Durchläufe in dem Zeilenpaar der Fig. 6(E). Ferner zeigt Fig. 6(H) die Verknüpfung der Codezahlen der Durchläufe in dem Zeilenpaar der Fig. 6(G).

Nach dem vorstehend beschriebenen vorbereitenden Prozeß wird die Verknüpfung eines gradzahligen und eines ungradzahligen Codes, wie (0,1) gelöscht, während die Verknüpfung der zwei gradzahligen Codes, wie (0,2) oder die Verknüpfung von zwei ungradzahligen Codes (1,3) unverändert belassen werden. Da durch wird die Codeverknüpfung für jede der Fig. 6(B), 6(D) 6(F) und 6(G) erhalten, wie in Fig. 6(A) bis 6(D) dargestellt ist. Danach wird die Darstellung, wie sie in Fig. 6(A) bis 6(D) wiedergegeben ist, als "Phasendarstellung" bezeichnet. Hierbei ist zu beachten, daß Fig. 7(A) der Fig. 6(B), die Fig. 7(B) der Fig. 6(D), die Fig. 7(C) der Fig. 6(F) und die Fig. 7(D) der Fig. 6(H) entspricht. Hierbei wird die Ver knüpfung eines ungradzahligen und eines gradzahligen Codes aus der Phasendarstellung der Fig. 7(A) bis 7(D) gelöscht, und es verbleiben daher nur diese Verknüpfungen, die eine gerade ganze Zahl bilden, wenn die Durchlaufcodezahlen zwischen der ersten und der zweiten Zeile zueinander addiert werden.

In der Phasendarstellung der Fig. 7(A) ist zu beachten, daß die Codezahlen in der oberen und der unteren Zeile verschie den sind. Dagegen ist in Fig. 7(B) ein Fall dargestellt, bei welchem die Codezahlen in den beiden Zeilen dieselben sind. Hierbei ist zu beachten, daß die Darstellung der Fig. 7(A) dem Zeilenpaar der Fig. 6(A) entspricht, in welcher eine ein deutige topologische Änderung vorliegt, während Fig. 7(B) der Fig. 6(C) entspricht, in welcher keine topologische Ände rung zwischen der oberen und der unteren Zeile vorliegt. In ähnlicher Weise zeigen Fig. 7(C) und 7(D) die Beispiele der Phasendarstellung, bei welcher die Codezahl in der oberen Zeile sich von derjenigen der unteren Zeile unterscheidet. Diese Phasendarstellungen entsprechen jeweils den Zeilenpaa ren der Fig. 6(E) und 6(G), welche eine eindeutige Änderung der topologischen Merkmale enthalten. Somit können die Zeilenpaare ausgewählt werden, welche eine eindeutige topo logische Änderung enthalten, indem die Phasendarstellungen ausgewählt werden, bei welchen es eine Änderung in der Code zahl der Durchläufe zwischen der oberen und der unteren Zeile gibt.

In Fig. 8(A) bis 8(D) sind Diagramme eines anderen Beispiels von Zeilenpaaren wiedergegeben, wobei Fig. 8(A) das Zeilenpaar ohne eine topologische Änderung wiedergibt, während die Zei lenpaare in Fig. 8(B) bis 8(D) alle eine eindeutige topolo gische Änderung enthalten. Ferner sind Fig. 9(A) bis 9(D) die Phasendarstellungen, welche denen von Fig. 7(A) bis 7(D) ähnlich sind und Fig. 8(A) bis 8(D) entsprechen. Wiederum ist zu beachten, daß die Durchlaufcodezahl in der Darstellung der Fig. 9(A) in der oberen und der unteren Zeile dieselbe ist, während die Durchlaufcodezahl in den anderen Zeilenpaaren unterschiedlich ist.

In Fig. 10 ist ein Zeilenpaar dargestellt, dessen Behandlung eine besondere Beachtung erfordert. In diesem Zeilenpaar ist zu beachten, daß der weiße Durchlauf, welcher den Code "2" in der oberen Zeile trägt, und der Durchlauf, welcher den Code "2" in der unteren Zeile trägt, einander an der Ecke berühren. Dementsprechend berührt der schwarze Durchlauf, welcher den Code "3" in der oberen Zeile trägt, den schwarzen Durchlauf, welcher den Code "1" in der unteren Ecke trägt, an den ent sprechenden Ecken. In diesem Muster kann eine Position ange nommen werden, bei welcher die zwei weißen Durchläufe einan der berühren, oder es kann die Position genommen werden, bei welcher die zwei schwarzen Durchläufe einander berühren. Bei der erstgenannten Position ist zu beachten, daß es keine ein deutige topologische Änderung zwischen den oberen und unteren Zeilen gibt, während in der an zweiter Stelle angeführten Position eine eindeutige topologische Änderung vorhanden ist.

In Fig. 11(A) ist die Phasendarstellung wiedergegeben, welche dem Zeilenpaar der Fig. 10 entspricht, wie es unter dem ersten Gesichtspunkt abgeleitet ist. Hierbei ist zu beachten, daß die Durchlaufcodezahl in der oberen und der unteren Zeile dieselben sind, was anzeigt, daß keine topologische Änderung vorliegt. Fig. 11(B) zeigt dagegen die Phasendarstellung, wel che demselben Zeilenpaar der Fig. 10 entspricht, das unter dem zweiten Gesichtspunkt abgeleitet ist. In dieser Darstellung ist zu erkennen, daß eine Änderung der Durchlaufcodezahl von "3" in "1" gibt, was das Vorhandensein der topologisch signifikanten Änderung zwischen den oberen und unteren Teilen anzeigt. Es kann eine der ersten oder zweiten Positionen in der Ableitung der vertikalen Phasendarstellung genommen werden.

Als nächstes wird die Funktion und Arbeitsweise beschrieben, welche in der Einheit 13 durchgeführt werden, um das Zeichen bild basierend auf dem topologischen Merkmal darzustellen, wie es in Form der Phasendarstellung extrahiert worden ist. Fig. 12(A) bis 12(D) zeigen die Darstellung des Zeichens "0" durch die abgeleiteten Phasendarstellungen, wie vorher beschrieben ist. Hierbei ist zu beachten, daß nur die Phasen darstellungen verwendet werden, welche eine topologische Ände rung zwischen den oberen und unteren Zeilen enthalten, wäh rend die Phasendarstellungen, die keine topologischen Ände rungen enthalten, weggelassen werden. Dadurch kann die In formationsmenge zum Darstellen der Bilder merklich verringert werden. Die topologisch eindeutigen Phasendarstellungen, wie sie in Fig. 12(A) bis 12(D) wiedergegeben sind, werden dann in dem Bildspeicher der Fig. 13 gespeichert und bilden eine "vertikale Phasendarstellung", welche dazu verwendet wird, die Zeichen zu erkennen, welche das Zeichenbild darstellen, wie später noch beschrieben wird. Es sollte beachtet werden, daß die vertikale Phasendarstellung nur die Phasendarstellun gen enthält, welche eine topologisch eindeutige Änderung ent halten. Nachstehend werden die Phasendarstellungen, welche die topologische Änderung enthalten, als "Phasenänderungs paar" bezeichnet.

Die vertikale Phasendarstellung von Bildern, wie sie in Fig. 12(A) bis 12(D) dargestellt ist, werden dann an die Zeichenerkennungseinheit der Fig. 1 übertragen, wie bereits beschrieben ist. In der Zeichenerkennungseinheit 15 wird jedes Phasenänderungspaar, welches die vertikale Phasendar stellung bildet, in Form eines Graphen dargestellt, und die Graphendarstellung wird dazu verwendet, das topologische Merkmal zu identifizieren, welches jedes der Phasenänderungs paare charakterisiert. Daher wird, bevor mit der Beschrei bung des in Einheit 15 durchgeführten Prozesses begonnen wird, die Graphendarstellung beschrieben, welche in der Ein heit 15 für die vertikale Phasendarstellung verwendet wird.

Fig. 13 zeigt ein Beispiel des Graphens, der zum Darstellen einer Phasendarstellung verwendet wird. In Fig. 13 enthält die Graphendarstellung weiße Knotenpunkte, welche den weißen Durchläufen entsprechen, und schwarze Knotenpunkte, welche den schwarzen Durchläufen entsprechen, und eine "Verbindungs linie" verbindet die weißen Knotenpunkte miteinander. In ähnlicher Weise verbindet eine andere Verbindungslinie die schwarzen Knotenpunkte miteinander, während es keine Verbin dung gibt, welche den weißen und den schwarzen Knotenpunkten miteinander verbindet. In der nachstehenden Beschreibung wer den die Knotenpunkte, welche in dem Phasenänderungspaar ent halten sind, als "Stumpf" bezeichnet.

Fig. 14 zeigt die Datenstruktur des Phasenänderungspaars. In Fig. 14 enthält die Datenstruktur vier Datenfelder: das erste Datenfeld, das zum Speichern der Stümpfe und der Verbindungs linien verwendet wird, welche die Verbindung zwischen den Stümpfen darstellen; das zweite Feld, das zum Speichern der Zeilenzahl verwendet wird, welche das augenblickliche Phasen änderungspaar bildet; das dritte Feld, das zum Speichern eines Adressenzeigers PREV 1 verwendet wird, welcher die Adresse des vorherigen Phasenänderungspaars anzeigt, und das vierte Feld, das zum Speichern eines Adressenzeigers NEXT 1 verwendet wird, welcher die Adresse des nächsten Phasenänderungspaars anzeigt. Mit den in den ersten bis vier ten Feldern gespeicherten Daten kann die Verbindung der einzelnen Phasenänderungspaare und folglich die vertikale Phasenänderung sowie das topologische Merkmal dargestellt werden, welches die vertikale Phasendarstellung besitzt.

Zu beachten ist, daß jeder Stumpf mit den Stümpfen in demselben Phasenänderungspaar sowie mit den Stümpfen in anderen Phasen änderungspaaren durch eine Verbindungslinie verbunden ist. Folglich enthält zum Speichern der Daten, welche zum Darstel len der Verbindunglinie notwendig sind, jeder Stumpf vier in Fig. 15 dargestellte Datenfelder. Das erste Feld wird zum Speichern der Daten verwendet, welche den Stumpf anzeigen, welcher einen "Partner" bildet. Der Phasen-"Partner" zeigt einen Stumpf an, der in dem angrenzenden Phasenänderungspaar enthalten ist und welcher mit dem augenblicklichen Stumpf durch eine Verbindungslinie verbunden ist. Das zweite Feld wird dazu verwendet, um die "Abzweigungen" zu speichern, welche die Stümpfe sind, die in der anderen Zeile des lau fenden Phasenänderungspaars enthalten sind, und die mit dem augenblicklichen Stumpf durch eine Verbindungslinie verbunden sind. Ferner speichert das zweite Feld die Anzahl derartigen Verzweigungen, welche für den augenblicklichen Stumpf vor handen sind. Das dritte Feld wird dazu verwendet, Daten "PREV 2" zu speichern, welche den Stumpf anzeigen, welcher in der selben Zeile wie der augenblickliche Stumpf an deren linken Seite enthalten ist und der durch eine Verbindungslinie mit dem augenblicklichen Stumpf verbunden ist. Ferner wird das vierte Feld dazu verwendet, Daten "NEXT 2" zu speichern, wel che den Stumpf anzeigen, welcher in derselben Zeile wie der augenblickliche Stumpf an deren rechten Seite enthalten ist und durch eine Verbindungslinie mit dem augenblicklichen Stumpf verbunden ist. Mit Hilfe der Datendarstellung, wie sie in Fig. 15 wiedergegeben ist, kann die Verbindung zwischen den Stümpfen in dem Phasenänderungspaar und zwischen den Phasen änderungspaaren dargestellt werden.

In Fig. 16 ist die Datenstruktur der vertikalen Darstellung wiedergegeben, welche als Ergebnis einer Verbindung von Pha senänderungspaaren gebildet wird. Phasenänderungspaare P1, P2, . . . Pn sind zwischen einer oberen und einer unteren Zei geradresse mit gegenseitiger Verbindung angeordnet, die durch Daten PREV 1 und NEXT 1 der Fig. 14 spezifiziert ist. Ferner ist die Verbindung der Stümpfe in dem Phasenänderungspaar und zwischen den benachbarten Phasenänderungspaaren durch die Daten der Fig. 15 spezifiziert.

Fig. 17 bis 19 zeigen ein Beispiel der Darstellung eines Zeichenbildes "2". Entsprechend Fig. 17 wird ein binäres Bild des Zeichens "2" mittels des Scanners 10 und der Einheit 11 erhalten, und die Lauflängendaten werden aus den Bilddaten der Fig. 17 in der Einheit 12 extrahiert. Ferner wird in der Einheit 13 eine vertikale Phasendarstellung 235 so, wie in Fig. 18 dargestellt, extrahiert. Die vertikale Phasendarstel lung 235 wird durch die Folge der Phasenänderungspaare 231 bis 234 dargestellt. Ferner zeigt Fig. 19 die Graphendar stellung der vertikalen Phasendarstellung 235 der Fig. 18. Wie später noch im einzelnen erläutert wird, wird der Graph der vertikalen Phasendarstellung dazu verwendet, einen topo logischen Code zu erhalten, welcher das topologische Merkmal des Zeichenbildes charakterisiert. In Fig. 18 ist zu beachten, daß die Phasenänderungspaare 231 bis 234 aus Topologiemustern gebildet werden, von denen einige in Fig. 20 aufgelistet sind. Andere Beispiele sind in Fig. 24(A) und (B) dargestellt und werden später noch beschrieben.

Anhand von Fig. 20, welche typische topologisch eindeutige Elementmuster zeigt, stellt das mit "d" bezeichnete Muster einen isolierten schwarzen Punkt am unteren Teil eines wei ßen Untergrunds dar, während das mit "p" bezeichnete Muster einen isolierten schwarzen Punkt im oberen Teil eines wei ßen Untergrunds darstellt. Dementsprechend stellt das mit "b" bezeichnete Muster einen isolierten weißen Punkt im unteren Teil eines schwarzen Untergrunds dar, während das mit "q" bezeichnete Muster einen isolierten weißen Punkt im oberen Teil eines weißen Untergrunds darstellt. Ferner sind Muster "bq", "qb" "bb" und "qq" als ein Ergebnis einer Ver knüpfung des "b"- und des "q"-Musters gebildet. Außerdem kann es eine vertikale schwarze Linie sein, welche von dem oberen Rand zu dem unteren Rand eines weißen Untergrundes kreuzt, was durch "I" bezeichnet ist. Bekanntlich erscheint dieses Muster "I" nicht allein. In der vorliegenden Erfindung werden die in Fig. 20 dargestellten Codes als bq-Codes bezeichnet.

Der bq-Code in Fig. 20 wird in einen Topologie-Code gemäß einer in Fig. 21 festgelegten Umsetzregel umgesetzt. Dem Mu ster "b" wird ein Code "A" gegeben, während dem Muster "q" ein Code "V" gegeben wird. Dementsprechend wird dem Muster "bq" ein Code "N", dem Muster "qb" ein Code "S", dem Muster "bb" ein Code "M" und dem Muster "qq" ein Code "W" gegeben.

Mit Hilfe des in Fig. 21 festgelegten Topologie-Codes kann das topologische Merkmal des Zeichens "8" als (d, A, V, A, V, p) dargestellt werden, wie in Fig. 22 wiedergegeben ist. Ähnlich kann das topologische Merkmal des Zeichens "2" als (d, A, pI, p) dargestellt werden, wie in Fig. 23 wiedergegeben ist. Der Code "pI" zeigt die Verknüpfung der Muster "p" und "I" an. Das Ergebnis der Fig. 22 und 23 zeigt an, daß die Zeichen auf der Basis der topologischen Merkmale unterschieden werden können, wie durch die topologischen Codes dargestellt ist.

Fig. 24(A) und 24(B) zeigen ein anderes Beispiel des topologi schen Codierens, das eine Dreifachfolge des Musters "b" enthält, auf welche eine Dreifachfolge des Musters "q" folgt, wobei das Muster der Fig. 24(A) eine weiße Linie hat, welche den "bbb"-Teil von dem "qqq"-Teil trennt, während das Muster der Fig. 24(B) keine derartige weiße Linie hat. Um die Muster der Fig. 24(A) und (B) zu unterscheiden, kann der Topologie- Code der Fig. 21 ein Muster "i" enthalten, das der vertikalen weißen Linie entspricht, welche von dem oberen zu dem unteren Rand eines weißen Untergrunds verläuft.

Als nächstes wird der Prozeß zum Extrahieren des Topologie- Codes für eine vorgegebene vertikale Phasendarstellung ge mäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung anhand des Flußdiagrammes in Fig. 25 beschrieben. In Fig. 25 wird beim Anfangsschritt 280 eine Unterteilung eines vorgegebenen Phasenänderungspaars, das in Form eines Graphen dargestellt ist, in schwarze und weiße Bereiche durchgeführt, wobei Fig. 26(A) und (B) das Beispiel eines derartigen Teilungspro zesses wiedergeben. In Fig. 26(A) und (B) zeigt der Graph der Fig. 26(A) ein mit "d" bezeichnetes Muster, das einen iso lierten schwarzen Durchlauf in der unteren Zeile enthält, was durch einen schwarzen Stumpf dargestellt ist, welcher von weißen Stümpfen umgeben ist, welche durch eine Verbindungs linie miteinander verbunden sind. Das Muster der Fig. 26(A) ist durch einen einzigen weißen Bereich identifiziert. An dererseits enthält das Muster, welches durch den Graphen der Fig. 26(B) gegeben ist, zwei weiße Bereiche, die auf beiden Seiten eines schwarzen Bereichs angeordnet sind. Der weiße Bereich im linken Rand enthält einen isolierten schwarzen Stumpf, welcher einem isolierten schwarzen Durchlauf in der oberen Zeile entspricht, während der schwarze Bereich in der Mitte zwei voneinander isolierte weiße Stümpfe in der oberen bzw. der unteren Zeile enthält, so daß ein Graph von schwarzen Stümpfen die zwei weißen Stümpfe voneinander trennt. Ferner enthält der weiße Bereich auf der rechten Seite zwei weiße Stümpfe, welche durch eine Verbindungs linie miteinander verbunden sind. Dadurch wird das Muster der Fig. 26(B) durch den topologischen Code als "pN" darge stellt.

In dem Muster der Fig. 26(B) ist zu beachten, daß der weiße Bereich auf der linken Seite und der schwarze Bereich in der Mitte voneinander durch eine Verbindungslinie 301, welche zwei weiße Stümpfe miteinander verbindet, und eine benach barte Verbindungslinie 302 getrennt sind, welche zwei schwarze Stümpfe miteinander verbindet. In ähnlicher Weise sind der schwarze Bereich in der Mitte und der weiße Bereich rechts voneinander durch eine Verbindungslinie 303, welche zwei schwarze Stümpfe verbindet, und durch eine Verbindungslinie 304, welche zwei weiße Stümpfe miteinander verbindet, von einander getrennt. Der Grenzbereich, welcher den weißen von dem schwarzen Bereich trennt, ist in Fig. 26(B) durch ge strichelte Linien gekennzeichnet. Folglich wird beim Schritt 280 der Fig. 25 ein Unterteilen eines vorgegebenen Phasen änderungspaars in die weißen und schwarzen Bereiche dadurch erreicht, daß eine Anordnung aus einem einzigen weißen Graphen, welcher aus zwei weißen Stümpfen gebildet ist, welche mitein ander durch eine Verbindungslinie oder eine Abzweigung ver bunden sind, und eines einzigen schwarzen Graphens festge stellt wird, welcher angrenzend an den weißen Graphen ange ordnet und aus zwei schwarzen Stümpfen gebildet ist, welche miteinander durch eine Verbindungslinie oder eine Abzweigung verbunden sind, und daß eine derartige Anordnung als ein Grenzbereich verwendet wird.

In dem Flußdiagramm der Fig. 25 wird nach dem Schritt 280 ein Schritt 281 durchgeführt, um die bq-Codes von dem weißen Be reich an dem linken Rand des gegebenen Phasenänderungspaares zu extrahieren. Der Inhalt des Prozesses beim Schritt 231 wird später im einzelnen noch beschrieben.

Nach dem Schritt 281 wird bei einem Schritt 282 unterschie den, ob die Ableitung des bq-Codes für alle weißen und schwarzen Bereiche beendet ist, die in dem vorgegebenen Pha senänderungspaar enthalten sind; wenn das Ergebnis nein ist, wird beim nächsten Schritt 283 der bq-Code von einem schwarzen Bereich extrahiert, welcher unmittelbar rechts von dem weißen Bereich festgelegt ist, welcher vorher verarbeitet wird. Der Inhalt des Schritts 283 wird später beschrieben.

Nach dem Schritt 283 wird beim Schritt 284 der bq-Code für den weißen Bereich extrahiert, welcher dem beim Schritt 282 verarbeiteten schwarzen Bereich am nächsten liegt. Der Inhalt des Schrittes 284 ist im wesentlichen identisch mit demjenigen des Schrittes 281, welcher später noch beschrieben wird.

Nach dem Schritt 284 wird auf den Schritt 282 zurückgegangen, um zu unterscheiden, ob die Ableitung des bq-Codes für alle weißen und schwarzen Bereiche in dem vorgegebenen Phasenän derungspaar beendet ist. Wenn das Ergebnis ja ist, werden bei einem Schritt 285 die auf diese Weise erhaltenen bq-Codes auf der Basis der Umsetztabelle der Fig. 21 umgesetzt.

Ferner wird beim nächsten Schritt 286 der nicht benötigte, mit "i" bezeichnete weiße Zwischenraum (siehe Fig. 24(A) und (B)) an dem rechten Rand des Phasenänderungspaares gelöscht, und anschließend wird bei einem Schritt 287 der Zwischenraum code "i" an dem linken Rand gelöscht. Ferner wird nach dem Schritt 287 bei einem Schritt 288 ein nicht benötigter Zwi schenraumcode "i" gelöscht, welcher angrenzend an einen der topologischen Codes "V", "A", "M", "W" und "I" erscheinen kann. Folglich kann der topologische Code für die vorgegebene Gra phendarstellung eines Phasenänderungspaars extrahiert werden.

In Fig. 27 ist der Inhalt des Schrittes 281 oder 284 darge stellt, bei welchem der bq-Code von einem gegebenen weißen Bereich extrahiert wird. In Fig. 27 wird bei einem Vorberei tungsschritt S1 unterschieden, ob der gegebene weiße Bereich aus einer vertikalen Verbindungslinie von zwei weißen Stümpfen gebildet ist oder nicht; wenn das Ergebnis beim Schritt S1 ja ist, wird bei einem Schritt S2 der Code "i" erzeugt, wel cher eine weiße vertikale Linie anzeigt. Wenn dagegen das Er gebnis beim Schritt S1 nein ist, wird bei einem Schritt S3 ein bq-Code auf der Basis der Analyse des vorgegebenen Gra phen durchgefüürt.

In Fig. 28 ist der Inhalt des Schrittes S3 der Fig. 27 darge stellt. In Fig. 28 wird der Prozeß bei einem ersten Schritt 311 gestartet, bei welchem weiße Stümpfe U bzw. D als der Stumpf, welcher an dem linken Rand der oberen Linie angeord net ist, und der Stumpf festgelegt, der an dem linken Rand der unteren Linie angeordnet ist (siehe hierzu den Graphen in Fig. 29, welcher die Stümpfe U und D zeigt, wie sie beim Schritt 311 festgelegt worden sind).

Als nächstes wird bei einem Schritt 312 unterschieden, ob der Stumpf, welcher dem Stupmpf U in derselben Zeile am nächsten liegt, überhaupt keine Abzweigung hat und ferner wird unter schieden, ob der Stumpf, welcher dem Stumpf am nächsten liegt, der wiederum dem Stumpf U auf derselben Zeile am nächsten ist (übernächste Stumpf von U) eine linke Abzweigung hat, welche mit dem Stumpf D verbunden ist. Im Beispiel der Fig. 29 ist zu beachten, daß es einen isolierten schwarzen Stumpf 325 gibt, welcher dem Stumpf U am nächsten ist und überhaupt keine Abzweigungen hat. Dagegen hat ein weißer Stumpf 326, welcher dem übernächsten Stumpf von U entspricht, einen weißen Stumpf 324, welcher durch eine linke Abzweigung mit diesem verbunden ist. Jedoch ist der Stumpf 324 nicht der Stumpf D. Folglich ist das Unterscheidungsergebis beim Schritt 312, welcher bei dem linken Randteil der Fig. 29 angewendet worden ist, nein.

Wenn das Ergebnis beim Schritt 312 nein ist, wird bei einem Schritt 316 unterschieden, ob der Stumpf, welcher dem Stumpf D auf derselben Zeile am nächsten liegt, überhaupt keine Ab zweigung hat, und ob der Stumpf, welcher dem Stumpf am näch sten ist, der wiederum dem Stumpf D auf derselben Zeile am nächsten ist (der übernächste Stumpf von D) eine linke Ab zweigung hat, welche mit dem Stumpf U verbunden ist. In dem Beispiel der Fig. 29 ist zu beachten, daß es einen isolierten schwarzen Stumpf 323 als den nächsten Stumpf des Stumpfes D gibt, der jedoch überhaupt keine Abzweigungen hat, und daß ein Stumpf 324, welcher dem übernächsten Stumpf des Stumpfes D entspricht, eine Abzweigung hat, welche mit dem Stumpf D verbunden ist. Dadurch ist dann das Unterscheidungsergebnis beim Schritt 316 ja.

Wenn das Ergebnis beim Schritt 316 ja ist, zeigt dies an, daß es einen isolierten Punkt auf der unteren Zeile des Phasen änderungspaares gibt, welches dem Muster "d" entspricht, wie es in Fig. 20 definiert ist; beim Schritt 317 wird dann ein bq-Code "d" erzeugt. Ferner wird der Stumpf U wieder als der übernächste Stumpf des vorhergehenden Stumpfes U bei einem Schritt 318 festgelegt, und es wird bei einem Schritt 315 unterschieden, ob das Extrahieren des bq-Codes für den weißen Bereich beendet ist. Wenn das Ergebnis beim Schritt 315 nein ist, wird wieder der Schritt 312 durchgeführt. Ferner ist der Unterscheidungsschritt 315 erreicht, wenn das Ergebnis beim Schritt 316 nein ist.

In dem Beispiel der Fig. 29 wird der Schritt 312 das zweite Mal durchgeführt, indem der Stumpf 324 als der Stumpf D gesetzt wird, während der ursprüngliche Stumpf U, welcher dem Stumpf 321 entspricht, wieder als der Stumpf U verwendet wird. Dabei ist zu beachten, daß der Stumpf U den schwarzen und isolier ten Stumpf 325 als den nächsten Stumpf hat, und daß der Stumpf 326, welcher dem übernächsten Stumpf des Stumpfes U ent spricht, den Stumpf 324 als den Stumpf D hat, welcher durch die Verbindungslinie mit dem Stumpf 326 verbunden ist. Mit anderen Worten, der Bedingung des Schrittes 321 ist diesmal genügt, und es wird ein Schritt 313 durchgeführt, um einen bq-Code "p" zu erzeugen. Durch Wiederholen der Schritte der Fig. 28, bis das Ergebnis des Schrittes 315 ja wird, wird eine Folge der bq-Codes aus dem Phasenänderungspaar der Fig. 29 als "dpddp" erhalten.

In Fig. 30 ist das Flußdiagramm wiedergegeben, welches dem Schritt 283 der Fig. 85 entspricht, um den bq-Code von dem schwarzen Bereich zu extrahieren. In Fig. 30 ist der Prozeß weitgehend identisch dem Prozeß der Fig. 27 und enthält einen vorbereitenden Prozeß 331, um zu unterscheiden, ob der vorge gebene schwarze Bereich aus einem Paar schwarzer Stümpfe ge bildet ist, welche miteinander vertikal verbunden sind oder nicht. Wenn das Ergebnis ja ist, wird ein dem Schritt S2 der Fig. 27 entsprechender Schritt durchgeführt, und es wird ein Code "I" erzeugt.

Wenn dagegen das Ergebnis beim Schritt 331 nein ist, wird ein Schritt 332 durchgeführt, um den bq-Code zu extrahieren. Hierbei ist dann der Schritt 332 dem Schritt S3 der Fig. 28 ähnlich, außer daß die weißen und die schwarzen Stümpfe um gekehrt sind, und daß der Code "q" anstelle des Codes "p" und der Code "b" anstelle des Codes "d" erzeugt wird.

Nach dem Durchführen des Prozesses der Fig. 25 für jedes Phasenänderungspaar verschiedener Zeilen können nunmehr die Zeichenbilder, die mittels des Scanners 10 der Fig. 1 gele sen worden sind, durch eine Reihe von topologischen Codes dargestellt werden. Hierbei sollte beachtet werden, daß der auf diese Weise erhaltene topologische Code an sich nur das topologische Merkmal des Zeichenbildes darstellt und es eine Anzahl von Zeichenbildern geben kann, welche dasselbe topologische Merkmal haben. Beispielsweise werden die in Fig. 31 wiedergegebenen Zeichenbilder durch denselben topolo gischen Code (d, A, pI, p) dargestellt. Ebenso ist der Kandi dat der Zeichen, welche dem abgetasteten Bild entsprechen können, merklich durch die auf diese Weise erhaltene, topolo gische Codefolge beschränkt, und das fehlerhafte Erkennen kann reduziert werden, selbst wenn der herkömmliche Zeichen erkennungsprozeß, wie beispielsweise der Prozeß, bei welchem ein mehrdimensionaler Vektor verwendet wird, angewendet wird.

In dem Beispiel der Fig. 31 kann das Zeichen "2" von den an deren Zeichen unterschieden werden, indem ein Merkmal identi fiziert wird, welches mit einer Zahl 341 bezeichnet ist. In diesem Fall prüft die Zeichenerkennungseinheit der Fig. 1 das Merkmal der Kontur des Bildes, indem das Phasenänderungs paar für den Teil 341 von der vertikalen Phasendarstellung aus identifiziert wird, welche von der vertikalen Phasen darstellungseinheit 13 geliefert wird, und indem die Spurlän gendaten geprüft werden, welche dem Phasenänderungspaar ent sprechen. Insbesondere werden in der vertikalen Phasendar stellung der Fig. 32 die Phasenänderungspaare a bis d, wie üblich, extrahiert, und die Lauflängendaten für diese Zeilen welche die Phasenänderungspaare bilden, werden geprüft, wie in Fig. 33 dargestellt ist, wobei Fig. 33 ein Beispiel der Lauflängendaten zeigt, welche der Einheit 15 von der Einheit 13 aus zugeführt werden. Daher enthalten die Lauflängendaten die Zeilenzahl, die Anzahl der Durchläufe, welche in der Zei le enthalten sind, und die horizontale Koordinate, wobei der logische Wert des Durchlaufes sich beispielsweise von weiß auf schwarz und von schwarz auf weiß ändert. Durch Überprüfen der Lauflängendaten in der Tabelle der Fig. 33 für das Pha senänderungspaar, welches der Kontur 341 entspricht, kann dann das Zeichen "2" gegenüber den anderen Zeichen unterschie den werden. Jedoch ist der Erkennungsprozeß, welcher in der Einheit 15 durchgeführt worden ist, um das Zeichen aus den Zeichenkandidaten zu identifizieren, nicht auf den vorerwähn ten Prozeß beschränkt.

Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, um eine Störung aus dem Bild zu schneiden, das mittels des Scanners gelesen worden ist.

Wenn ein Bild mittels eines Scanners u.ä. gelesen wird, kommt es verhältnismäßig häufig vor, daß ein Bild eine Störung auf nimmt, wie in dem linken Diagramm der Fig. 34 dargestellt ist. In dem Beispiel der Fig. 34 kann ein isolierter schwarzer Punkt, der in einem weißen Untergrund ausgebildet ist, oder ein isolierter weißer Ausfall erkannt werden, der in einem schwarzen Zeichen ausgebildet ist. Nachstehend wird eine solche isolierte Störung als eine "Ausfallstörung" bezeich net. Andererseits kann eine dornförmige Störung vorhanden sein, wie in dem linken Diagramm der Fig. 35 dargestellt ist. Die Störung, wie sie in Fig. 35 dargestellt ist, wird nach stehend als "Hornstörung" bezeichnet.

Üblicherweise werden derartige Störungen durch den sogenannten Glättungsprozeß entfernt, welcher auf der Bildelementbasis angewendet wird. Beispielsweise werden bei einem typischen Glättungsprozeß neun Bildelemente ausgewählt, die in einer 3×3-Formation angeordnet sind und es wird ein Mittelungs prozeß für die Bildelementdaten angewendet. Wie ohne weiteres einzusehen ist, ergeben sich bei einem derartigen herkömmli chen Glättungsprozeß wegen des Störung-Beschneidungsprozesses, welcher bei den einzelnen Bildelementdaten angewendet werden muß, eine große Rechenbelastung. Auch muß eine große Da tenmenge in einem derartigen Prozeß behandelt werden.

Die Phasendarstellung, welche in der Einheit 15 erzeugt wird, ist dagegen aussichtsreich, um die Rechenbelastung zum Be seitigen einer Störung zu verringern, insbesondere, wenn die Ausfallstörung, wie sie in Fig. 34 dargestellt ist, oder die Hornstörung, wie sie in Fig. 35 dargestellt ist, mit Erfolg in Form eines Graphen dargestellt wird, wobei die Informations menge merklich geringer ist. Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung zum Beseitigen einer Störung beschrieben.

Fig. 36 zeigt eine Graphendarstellung der Ausfallstörung, die von der Phasendarstellung abgeleitet ist, welche ihrerseits aus den Spurlängendaten abgeleitet wird, wie bereits beschrie ben ist. In Fig. 36 entspricht jeder der schwarzen Knotenpunkte A bis D einem schwarzen Durchlauf, und die Folge der schwarzen Knotenpunkte der Fig. 36 zeigt ein schwarzes Punktmuster an. Zu beachten ist, daß der Knotenpunkt A an der Oberseite und der Knotenpunkt B an der Unterseite eine topologische Änderung darstellt. Folglich bilden das Zeilenpaar an der Oberseite, welches den Knotenpunkt A enthält, sowie das Zellenpaar an der Unterseite, welches den Knotenpunkt B enthält, das Pha senänderungspaar, und die Knotenpunkte A und B bilden dabei einen Stumpf (stump). Ferner haben die Stümpfe A und B an der Ober- und an der Unterseite keine Abzweigungen.

In dem Ausfall-Störungsmuster kann es ein oder mehrere Pha senänderungspaare geben, die zwischen den Stümpfen A und B enthalten sind. Jedoch haben diese Phasenänderungspaare, welche zwischen den Stümpfen A und B angeordnet sind, einer Bedingung, die "Ausfallbedingung" bezeichnet wird, wobei,

(a) das Phasenänderungspaar einen Stumpf enthält, welcher als ein Partner gegenüber den Knotenpunkten oder Stümpfen wirkt, welche in dem vorherigen Phasenänderungspaar oder in der vorherigen Phasendarstellung enthalten sind, welche die Aus fallstörung bildet;
b) der Stumpf eine einzige Abzweigung hat;
c) es einen einzigen Stumpf gibt, der mit dem vorherigen Stumpf mittels der Abzweigung in Verbindung steht, und
d) ein solcher einziger Stumpf eine einzige Abzweigung hat, zusammen mit der vorherigen Bedingung zu genügen, daß die Stümpfe A und B an der Ober- und Unterseite keine Abzweigun gen haben müssen.

Beispielsweise kann die Phasendarstellung, die unmittelbar auf den Stumpf A in Fig. 36 folgt, ein Phasenänderungspaar sein. In diesem Fall gibt es einen Stumpf C, welcher einen Partner des Stumpfes A bildet. Dadurch hat nur der Stumpf C eine Abzweigung, welche mit einem Stumpf D verbunden ist, und der Stumpf D hat nur eine Abzweigung, welche mit dem Stumpf C in Verbindung steht.

Wenn die Folge h gleich oder kleiner als ein vorherbestimm ter Schwellenwert m ist (hm), wird das Muster der Fig. 36 als eine Ausfallstörung identifiziert. Ferner kann die Defi nition der Ausfallstörung auf komplexere Muster ausgedehnt werden, die eine Höhe haben, welche kleiner als m Zeilen ist, wie beispielsweise die vertikale Phasendarstellung der Fig. 37. In diesem Fall kann der Graph der Ausfallstörung einen Stumpf enthalten, welcher zwei Abzweigungen hat, so daß die Folge der Knotenpunkte, wie in Fig. 36 dargestellt ist, zwei verzweigte Teile hat, vorausgesetzt, daß jeder verzweigte Teil eine Folge der Knotenpunkte enthält und mit einem Kno tenpunkt endet.

Als nächstes wird die Graphendarstellung der Hornstörung be schrieben. Zuerst wird der Begriff "Kegel" bezüglich Fig. 38 und 39 beschrieben, wobei ein erster, in Fig. 38 dargestellter Kegeltyp und ein zweiter, in Fig. 39 dargestellter Kegeltyp existiert; der erste und der zweite Kegeltyp bilden zusammen ein Horn, wie später noch beschrieben wird.

In Fig. 38 ist der erste Kegeltyp als eine Anordnung von Kno tenpunkten oder Stümpfen definiert, welche sich von einem Scheitelpunkt bis zu einer Basis fortsetzen. Der Stumpf an dem Scheitelpunkt hat keine Verzweigungen, und die Phasendar stellung an dem Scheitelpunkt bildet ein Phasenänderungspaar. Ferner bildet die Phasendarstellung an dem Boden ein Phasen änderungspaar entsprechend der darin vorkommenden topologi schen Änderung. Folglich bilden die in Fig. 38 dargestellten Knotenpunkte A, B und C einen Knotenpunkt, wobei der Knoten punkt B der Knotenpunkt ist, der einen Partner in der vorheri gen Phasendarstellung hat. Daher ist der erste Kegeltyp durch den Knotenpunkt B gekennzeichnet, der nur eine Abzweigung hat, welche mit dem Knotenpunkt C verbunden ist, und der Knoten punkt C hat mehr als zwei Abzweigungen. Dadurch wird ver ständlich, daß zumindest ein isolierter weißer Stumpf gebil det ist, welcher dem Stumpf B in der oberen Zeile des Phasen änderungspaars an der Basis am nächsten liegt.

In dem zweiten, in Fig. 39 dargestellten Kegeltyp ist ein Stumpf D in der oberen Zeile der Basis vorhanden, um einen Partner mit dem vorherigen Knotenpunkt oder Stumpf ähnlich dem Stumpf B der Fig. 38 zu bilden, außer daß der Stumpf D zwei oder mehr Abzweigungen hat. Dadurch erscheint ein wei ßer Stumpf in der unteren Zeile der Basis zwischen zwei schwarzen Stümpfen, die mit dem Stumpf D durch die Abzwei gungen verbunden sind.

Wiederum kann es ein oder mehrere Phasenänderungspaare geben, welche zwischen dem Scheitelpunkt und der Basis angeordnet sind, wobei diese Phasenänderungspaare einer Bedingung zu genügen haben, welche der Bedingung ähnlich ist, welche an hand der sogenannten "Abfallstörung" beschrieben worden ist.

Fig. 42 zeigt die Graphendarstellung eines Horns, welches aus einem Paar in Fig. 38 und 39 dargestellter, weißer und schwar zer Kegel gebildet ist. Es ist zu beachten, daß die Graphen der zwei Kegel im allgemeinen parallel zueinander zwischen dem oberen und dem unteren Phasenänderungspaar verlaufen. Da bei ist zu beachten, daß der weiße Kegel einen einzigen Stumpf in dem oberen Phasenänderungspaar mit nur einer Partner-Ver bindungslinie hat. Ähnlich hat der schwarze Kegel einen ein zigen Stumpf in dem unteren Phasenänderungspaar mit nur einer Partner-Verbindungslinie. Ferner hat der weiße Kegel einen weißen Stumpf mit einer Abzweigung in dem unteren Phasenän derungspaar, während der schwarze Kegel einen schwarzen Stumpf mit zwei Abzweigungen in dem oberen Phasenänderungs paar in Übereinstimmung mit der Beschaffenheit der Kegel hat.

Tatsächlich existieren zwei Horntypen. Fig. 40 zeigt den ersten Horntyp, welcher als der Graph definiert ist, welcher den Bedingungen genügt:

a) das Horn ist aus zwei Phasenänderungspaaren gebildet, die unmittelbar nebeneinander festgelegt sind, wobei jeder Kegel, welcher das Horn bildet, eine Höhe eins (1) entsprechend den zwei Phasenänderungspaaren hat, die benachbart zueinander festgelegt sind, und
b) die beiden Kegel von den zwei Kegeltypen gebildet sind.

Hierbei wird die "Höhe" des Horns durch die Anzahl Zeilen dargestellt, welche in dem Horn enthalten sind. Fig. 41(A) zeigt das Bild, welches durch den Graphen der Fig. 40 darge stellt ist. Hierbei ist zu beachten, daß der schwarze Graph in dem ersten Phasenänderungspaar einen Überbrückungsteil 491 darstellt, welcher etwas in das Bild der Fig. 41(A) vor steht, um zwei schwarze Bereiche zu verbinden. Wenn der Graph der Fig. 40 als Ergebnis des Störungs-Beschneidungsprozesses gelöscht wird, ändert sich das Bild der Fig. 41(A) zwangs läufig in das Bild, wie es in Fig. 41(B) dargestellt ist, und es kommt zu einer eindeutigen topologischen Änderung. Folg lich muß das Horn des ersten Typs aus dem Störungs-Beschnei dungs-Prozeß ausgeschlossen werden.

Fig. 42 zeigt die Graphendarstellung eines zweiten Horntyps, welcher dem Störungs-Beschneidungs-Prozeß der Erfindung un terzogen wird. Insbesondere ist das Horn des zweiten Typs als ein Bildmuster mit einer Graphendarstellung festgelegt, welche zwei benachbarte Kegel enthält und nicht in die Kathegorie des ersten Horntyps fällt. In dem Beispiel der Fig. 42 enthält der Graph des Horns den ersten Kegeltyp und den zweiten Kegeltyp, die bezüglich des jeweils anderen auf dem Kopf stehend angeordnet sind, so daß der Stumpf, welcher den Scheitelpunkt in einem der Kegel bildet, in der Basis des anderen der Kegel enthalten ist.

Fig. 43 und 44 zeigen die Bilder, welche den zwei Subtypen des zweiten Horntyps entsprechen, wobei der erste Subtyp der Fig. 34 als Horn des N-Typs bezeichnet wird, welches durch eine Rippe auf der linken Seite und ein Tal auf der rechten Seite gekennzeichnet ist, während der zweite Subtyp der Fig. 42 als S-Typ bezeichnet wird, welcher durch eine Rippe auf der rechten und ein Tal auf der linken Seite gekennzeichnet ist. Hierbei ist zu beachten, daß diese Rippen und Täler, die in Fig. 43 und 44 dargestellt sind, dadurch beseitigt werden, daß die in Fig. 40 dargestellten Phasendarstellungen fortlaufend gelöscht werden, bis das obere und das untere Ende des Gra phen zueinander passen.

Obwohl dieser Störungs-Beschneidungsprozeß der Erfindung ei nen Schwellenwertprozeß verwendet, um die Ausfall- oder Hornstörung zu identifizieren, sollte beachtet werden, daß ein derartiger Schwellenwertprozeß nicht mit dem Schwellen wertprozeß verwechselt werden sollte, welcher in dem US-Pa tent 41 93 056 verwendet wird. In dieser Druckschrift wird der Schwellenwert dazu verwendet, ein vorherbestimmtes Struk turmerkmal zu identifizieren. In der Erfindung ist die Detek tion des Ausfall- oder Hornmusters nicht auf den Schwellen wert angewiesen, wenn das Ausfall- oder Hornmuster in der Form eines Graphen identifiziert wird, welcher die Verbin dungslinie der Stümpfe darstellt. Der Schwellenwert wird da zu verwendet, um zu entscheiden, ob das festgestellte Aus fall- oder Hornmuster ein Störungsmuster ist, welches dem Störungs-Beschneidungsprozeß unterzogen wird oder nicht.

In Fig. 45 ist das Flußdiagramm des Störungs-Beschneidungspro zesses gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung dar gestellt. In Fig. 45 beginnt dieser Prozeß mit einem Initia lisierungsprozeß bei einem Schritt 3901 und wählt ein Anfangs phasenänderungspaar g aus, von welchem aus die Verarbeitung bei einem Schritt 3902 zu starten ist.

Als nächstes wird bei einem Schritt 3903 ein Phasenänderungs paar gesucht, das in einem vorherbestimmten Bereich m vor handen ist, der in Form der Anzahl der Zeilen von dem Phasen änderungspaar g aus gemessen worden ist, aber von diesem aus durch einen maximalen Abstand getrennt ist; ein derartiges Phasenänderungspaar wird als ge definiert. Wenn kein solches Phasenänderungspaar in dem Schwellenwertbereich m gefunden wurde, wird das Phasenänderungspaar g anstelle des Paars ge verwendet. Ferner wird ein Grenzwert bei dem Schritt 3903 als die Anzahl M definiert, wie oft der Sprung von einem Phasenänderungspaar zu dem nächsten Phasenänderungs paar auf der Basis des nächsten Zeigers (NEX 1; siehe Fig. 14) durchgeführt wird, und die Anzahl Mal der auf diese Weise erhaltenen Sprünge wird als ein Grenzwert definiert.

Als nächstes wird beim einem Schritt 3904 unterschieden, ob der Grenzwert positiv ist oder nicht; bei ja wird die Be seitigung der Ausfallstörung bei einem Schritt 3905 durch geführt, auf welchen ein Schritt 3906 zur Beseitigung der Hornstörung folgt. Die Schritte 3905 und 3906 werden nach stehend noch im einzelnen beschrieben.

Nach dem Störungs-Beschneidungsprozeß wird das Phasenände rungspaar, welches durch den nächsten Zeiger gezeigt wird, als das nächste Phasenänderungspaar g bei einem Schritt 3907 ausgewählt. Der Schritt 3907 wird unmittelbar dann durchgeführt, wenn das Unterscheidungsergebnis beim Schritt 3904 nein ist. Nach dem Schritt 3907 wird bei einem Schritt 3908 unterschieden, ob sich das kürzlich definierte Phasen änderungspaar g unter Umständen außerhalb der Zeile bewegt hat oder nicht; bei nein werden die Schritte 3903 bis 3907 durchgeführt, bis alle Phasenänderungspaare und Phasendar stellungen dem Störungs-Beschneidungsprozeß unterzogen sind.

Als nächstes wird bei einem Schritt 3909 unterschieden, ob das Bild als Ergebnis des Störungs-Beschneidungs-Prozesses zumindest teilweise gelöscht ist oder nicht; wenn das Ergeb nis ja ist, werden die auf den Schritt 3902 folgenden Schritte einmal mehr durch Ausführen der Schritte 3910 und 3911 durchgeführt. Ferner wird bei einem Schritt 3912 eine Suche nach dem Phasenänderungspaar vorgenommen, welche sich in eine gewöhnliche Phasendarstellung geändert hat, welche keine topologische Änderung enthält. Wenn eine solche norma le Phasendarstellung gefunden wird, wird sie aus der verti kalen Phasendarstellung gelöscht.

Es sollte beachtet werden, daß die Schritte 3910 und 3911, um den Störungs-Beschneidungsprozeß zweimal zu wiederholen, zum Beseitigen der Hörner wirksam sind, die kürzlich als ein Ergebnis des vorherigen Störungs-Beschneidungsprozesses gebildet sein können. Natürlich kann der Störungs-Beschnei dungsprozeß auch mehr als zweimal durchgeführt werden.

In Fig. 46 ist das Flußdiagramm des Schrittes 3905 zum Be schneiden der Ausfallstörung dargestellt. In Fig. 46 ist der Stumpf auf dem linken Rand der unteren Zeile des Phasen änderungspaars g als ein Stumpf S definiert. Als nächstes wird bei einem Schritt 4102 der nächste Stumpf in demPha senänderungspaar g gewählt, und dieser Stumpf wird wieder als der Stumpf S definiert. Dieser Prozeß wird angewendet, um zu vermeiden, daß der Störungs-Beschneidungsprozeß bei dem Untergrund angewendet wird. Zu beachten ist, daß die Stümpfe an den linken und rechten Enden des Phasenänderungs paars generell den Untergrund darstellen.

Als nächstes wird bei einem Schritt 4103 unterschieden, ob es keine Abzweigung für den Stumpf S gibt oder nicht. Wenn das Ergebnis ja ist, wird eine weitere Unterscheidung beim Schritt 4104 durchgeführt, ob der Stumpf S und die Stumpffol ge, welche mit dem Partner des Stumpfes S beginnt, der Be dingung der Ausfallstörung genügen oder nicht. Wenn das Ergebnis ja ist, werden alle Lauflängendaten, welche dem Stumpf S und der Stumpffolge entsprechen, welche mit dem Partner des Stumpfes S beginnen, bei einem Schritt 4015 gelöscht. Ferner werden die entsprechenden Stümpfe aus den Graphen der vertikalen Darstellung bei einem Schritt 4106 gelöscht. Ferner wird ein nächster Stumpf in dem Phasen änderungspaar g bei einem Schritt 4107 ausgewählt, und es wird bei einem Schritt 4108 unterschieden, ob der Stumpf S sowie der nächste Stumpf des Stumpfes S alle nicht-null sind. Wenn das Ergebnis beim Schritt 4108 ja ist, werden die auf den Schritt 4103 folgenden Schritte wiederholt. Wenn dagegen das Ergebnis nein ist, ist der Ausfall-Beschneidungs prozeß beendet. Ferner ist zu beachten, daß der Schritt 4107 unmittelbar erreicht wird, wenn das Unterscheidungser gebnis bei dem Schritt 4103 oder 4104 nein ist.

In Fig. 47 ist das Flußdiagramm dargestellt, welches dem Schritt 3906 der Fig. 45 entspricht. In Fig. 47 ist der Stumpf an dem unteren linken Rand des Phasenänderungspaars g als der Stumpf S bei einem Schritt 5101 gewählt, und der Stumpf S wird bei einem Schritt 5102 wieder definiert, welcher dem Schritt 4102 der Fig. 46 entspricht.

Als nächstes wird ein Schritt 5103 durchgeführt, ob es keine Abzweigung für den Stumpf S gibt oder nicht. Wenn das Ergeb nis ja ist, wird bei einem Schritt 5104 unterschieden, ob der Stumpf S und die Stumpffolge, welche mit dem Stumpf S beginnt, der Bedingung des vorher beschriebenen Kegels genügt oder nicht. Wenn das Ergebnis beim Schritt 5104 ja ist, wird bei einem Schritt 5105 unterschieden, ob der Graph auf der linken Seite des Stumpfes S einen Kegel darstellt und ob der Bedingung des Horns genügt ist oder nicht. Wenn das Ergebnis ja ist, wird bei einem Schritt 5106 das Horn des in Fig. 42 dargestellten Subtyps S beschnitten. Wenn dagegen das Ergebnis beim Schritt 5105 nein ist, wird bei einem Schritt 5109 unterschieden, ob der Graph an dem rechten Rand des Stumpfes S einen Kegel darstellt und ob der Bedingung des Horns genügt ist. Wenn das Ergebnis ja ist, wird bei einem Schritt 5110 das Horn des Subtyps N beschnitten, während, wenn das Ergebnis nein ist, bei einem Schritt 5107 der Stumpf S wieder als der Stumpf definiert wird, welcher als nächster bei dem früheren Stumpf S in dem Phasenänderungspaar enthal ten ist. Der Schritt 5107 wird auch durchgeführt, wenn das Unterscheidungsergebnis bei den Schritten 5103 und 5104 nein ist.

Ferner wird bei einem Schritt 5108 unterschieden, ob der Stumpf S und der Stumpf, welcher dem Stumpf S am nächsten ist, beide nicht-null sind oder nicht; bei ja werden die auf den Schritt 5103 folgenden Schritte wiederholt, bis der Pro zeß den letzten Stumpf S erreicht.

In Fig. 48 sind Einzelheiten des Schrittes 5106 zum Beschnei den der Hornstörung dargestellt, während Fig. 49(A) bis (D) den Fortschritt des Hornbeschneidungsprozesses darstellen, wie er bei dem Horn des Subtyps N angewendet worden ist.

Wie aus Fig. 49(A) zu ersehen ist, sind ein Paar Ansätze und Vertiefungen vorhanden, welche den zwei Kegeln entsprechen, welche die Hornstörung bilden. Ein mit 571 bezeichneter, kürzerer Durchlauf auf der linken Seite wird als erstes bei dem Schritt der Fig. 49(A) ausgewählt und bei dem Schritt in Fig. 49(B) gelöscht. Als nächstes wird ein mit 572 bezeichne ter, längerer Durchlauf auf der rechten Seite bei den Schrit ten in Fig. 49(C)und 49(D) gelöscht. Ferner wird durch Wieder holen des Hornbeschneidungsprozesses, wie er vorstehend be züglich der Ansätze und Vertiefungen beschrieben ist, die in Fig. 49(D) verbleiben, die Hornstörung vollständig aus dem Bild beseitigt, wie in Fig. 49(E) dargestellt ist. Hierzu ist zu bemerken, daß ein derartiges Entfernen des Durchlaufs durch ein Modifizieren der Lauflängendaten erreicht wird, die in dem Lauf enthalten sind, welcher zu löschen ist.

In Fig. 48, welche das Flußdiagramm des vorstehenden Prozesses darstellt, welcher dem Schritt 5106 der Fig. 47 entspricht, beginnt der Prozeß mit einem Initialisierungsschritt 5201, und bei einem Schritt 5202 wird eine Wahl getroffen, um einen Kegel auszuwählen, welcher einen kürzeren Durchlauf als der Kegel enthält, der zuerst zu löschen ist. Dieser Prozeß kann beispielsweise in Fig. 49(A) sichtbar gemacht werden, wobei der Kegel, welcher den kürzeren Durchlauf 571 enthält, und nicht der mit 572 bezeichnete längere Durchlauf gewählt wird.

Als nächstes wird der in dem vorherigen Schritt gewählte Durchlauf beim Schritt 5203 gelöscht. Nach dem Schritt 5203 wird unterschieden, ob der Hornbeschneidungsprozeß beendet ist oder nicht; bei ja wird der entsprechende Knotenpunkt aus der Graphendarstellung bei einem Schritt 5208 gelöscht. Wenn dagegen das Ergebnis beim Schritt 5204 nein ist, wird bei einem Schritt 5205 unterschieden, ob das Beseitigen des Durchlaufs eine Beseitigung des Phasenänderungspaars bewirkt hat, das ursprünglich in der Graphendarstellung des Horns ent halten ist. Bei ja werden die entsprechenden Knotenpunkte aus der Graphendarstellung gelöscht. Wenn dagegen das Ergeb nis beim Schritt 5205 nein ist, werden die Schritte wieder holt, welche auf den Schritt 5202 folgen. Nach dem Schritt 5206 wird bei einem Schritt 5207 unterschieden, ob der Horn beschneidungsprozeß beendet ist oder nicht, und bei nein werden die auf den Schritt 5202 folgenden Schritte wieder holt.

Fig. 50(A) bis 50(D) zeigen den Fortschritt des Hornbeschnei dungsprozesses, der in Form eines Graphen dargestellt ist. Jedesmal wenn ein Durchlauf, welcher dem Phasenänderungspaar entspricht, gelöscht wird, was beim Schritt 5205 festgestellt wird, wird ein Übergang von Fig. 50(A) zu Fig. 50(B), von Fig. 50(B) zu Fig. 50(C) und von 50(C) zu Fig. 50(D) durch geführt. Fig. 51(A) und 51(B), Fig. 52(A) und (B) sowie Fig. 53 bis 55 zeigen den Effekt, welcher mittels des Störungsbeschneidungsprozesses erreicht ist. Wenn der Stö rungsbeschneidungsprozeß gemäß der Erfindung bei der verti kalen Phasendarstellung angewendet wird, die im Vergleich zu den Bildelementdaten eine viel kleinere Informationsmenge enthält, kann dadurch die Rechenbelastung des Störungsbe schneidungsprozesses wesentlich verringert werden.

Claims

1. Verfahren zum Darstellung eines Bildes in einem Erken nungssystem, bei welchem ein Bild durch Abtasten gelesen wird, wobei das Bild durch eine Vielzahl Bildelemente ge bildet ist, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei die Bildelemente aus Bildelementen eines ersten Typs, welche durch einen ersten logischen Wert dargestellt sind, und aus Bildelementen eines zweiten Typs bestehen, welcher durch ei nen zweiten unterschiedlichen logischen Wert dargestellt sind, wobei bei dem Verfahren die Bildelemente in eine Vielzahl Linien unterteilt werden, die jeweils der Zeile entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner die Schritte aufweist:
Extrahieren von Lauflängendaten für jede der Zeilen, indem eine Änderung des logischen Wertes der Bildelemente festge stellt wird, wobei die Lauflängendaten eine Folge von einem oder mehreren Durchläufen darstellen, die jeweils aus einer Folge der Bildelemente bestehen, die in einer Zeile er scheinen und die denselben logischen Wert in jedem Durchlauf haben;
Vergleichen der Lauflängendaten für jeweils zwei benach barte Zeilen, welche ein Zeilenpaar bilden, wobei jedes der Zeilenpaare eine erste und eine zweite Zeile enthält, die nebeneinander angeordnet sind, um diese Zeilenpaare zu ex trahieren, wobei die Lauflängendaten eine topologische Ände rung des Bildes zwischen der ersten und der zweiten Zeile als charakteristische Zeilenpaare anzeigen, und
Darstellen des Bildes durch eine Folge der auf diese Weise extrahierten, charakteristischen Zeilenpaare, während diese Zeilenpaare gelöscht werden, wobei keine topologische Ände rung des Bildes gelöscht wird, wobei die Folge der charak teristischen Zeilenpaare dabei eine interne Darstellung bil den, welche in dem Bilderkennungssystem verwendet worden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schritt Vergleichen der Lauflängen daten die Schritte aufweist:
Erzeugen einer ganzen Zahl als eine Laufcodenummer für jeden der Durchläufe, die in den ersten und zweiten Zeilen ent halten sind, so daß die Laufcodezahl fortlaufend von dem ersten Durchlauf an einem ersten Ende der Zeile zu dem letzten Durchlauf an einem zweiten gegenüberliegenden Ende der Zeile zunimmt, wobei der Schritt Erzeugen der Laufcode zahl für jede der ersten und zweiten Zeilen durchgeführt wird;
Vergleichen der Laufcodezahl in der ersten Zeile mit der Laufcodezahl in der zweiten Zeile, um einen ersten Verknüp fungscode zu erzeugen, welcher eine Verknüpfung der Lauf codezahlen für ein Paar der Durchläufe darstellt, welche in der ersten bzw. der zweiten Zeile enthalten sind und anein ander angrenzend in einer zu einer Ausdehnungsrichtung der Zeilen senkrechten Richtung festgelegt sind, wobei der erste Verknüpfungscode entsprechend jeder der Zeilen erzeugt wird;
Erzeugen eines zweiten Verknüpfungscodes aus dem ersten Ver knüpfungscode, indem die ersten Verknüpfungscodes ausgewählt werden, welche einen geraden ganzzahligen Wert schaffen, wenn die Laufcodenummer der ersten Zeile und diejenige der zweiten Zeile zueinander addiert werden, während diese ersten Ver knüpfungscodes gelöscht werden, die eine ungrade ganze Zahl schaffen, wenn die Laufcodenummer der ersten Zeile und die jenige der zweiten Zeile miteinander addiert werden, und Auswählen dieser Zeilenpaare, in welchen die Laufcodezahlen, welche den zweiten Verknüpfungscode bilden, zwischen der ersten und der zweiten Zeile verschieden sind, als das charakteristische Zeilenpaar.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schritt Darstellen des Bildes die Schritte aufweist:
Identifizieren eines isolierten Durchlaufs, der in jedem charakteristischen Zeilenpaar enthalten ist und von Durchläufen umgeben ist, die in demselben charakteristi schen Zeilenpaar enthalten sind, aber aus den Bildelementen mit einem logischen Wert gebildet sind, welcher dem logischen Wert der Bildelemente entgegengesetzt ist, die den isolierten Durchlauf bilden;
Klassifizieren von Mustern, welche durch den isolierten Durchlauf und die Durchläufe gebildet werden, welche den iso lierten Durchlauf umgeben, in fundamentale Muster (b, d, p, q), und
Erzeugen eines topologischen Codes (A, V, N, S, M, W) in je dem der fundamentalen Muster, wobei die Folge der charakteri stischen Zeilenpaare dadurch als eine Folge der topologischen Codes dargestellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schritt Identifizieren des isolier ten Durchlaufs einen Schritt aufweist, nämlich Darstellen der Durchläufe, die in den charakteristischen Zeilenpaaren ent halten sind, mittels einer Graphendarstellung, welche einen oder mehrere Knotenpunkte des ersten Typs aufweist, die je weils einem Durchlauf entsprechen, der in dem charakteristi schen Zeilenpaare enthalten ist, und durch die Bildelementda ten dargestellt ist, die den ersten logischen Wert haben, einen oder mehrere Knotenpunkte des zweiten Typs aufweisen, die jeweils einem Durchlauf entsprechen, der in dem charakte ristischen Zeilenpaar enthalten ist und durch die Bildele mentdaten dargestellt sind, welche den zweiten logischen Wert haben, eine erste Verbindungslinie, um die Knotentpunkte des ersten Typs miteinander zu verbinden, und eine zweite Verbin dungslinie aufweisen, um die Knotenpunkte des zweiten Typs miteinander zu verbinden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schritt Identifizieren des isolier ten Durchlaufs ferner die Schritte aufweist: Aufteilen der Graphendarstellung des charakteristischen Zeilenpaars in einen ersten und in einen zweiten Bereich, wobei der erste Bereich eine Folge der Knotenpunkte (301, 304) des ersten Typs enthält, welche durch die erste Ver bindungslinie miteinander verbunden sind, und der zweite Bereich eine Folge der Knotenpunkte (302, 303) des zweiten Typs enthält, welche miteinander durch die zweite Verbin dungslinie verbunden sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schritt Identifizieren der isolier ten Durchläufe in jedem der ersten und zweiten Be reiche erreicht werden, indem ein isolierter Knotenpunkt (323, 325) des ersten oder zweiten Typs gesucht wird, welcher in einer der ersten und zweiten Zeilen enthalten ist, so daß der isolierte Knotenpunkt von drei Knotenpunkten (321, 322, 324) des entgegengesetzten Typs umgeben ist, welche mit einander durch die Verbindungslinie des Typs verbunden sind, welcher dem Typ der drei Knotenpunkte entspricht, wobei die drei Knotenpunkte an ein Paar Knotenpunkte, die auf der Zeile angeordnet sind, die mit der Zeile des isolierten Kno tenpunkts identisch sind und auf deren beiden Seiten ange ordnet sind, und einen anderen Knotenpunkt aufweist, der auf der Zeile angeordnet ist, welche der Zeile gegenüberliegt, in welcher der isolierte Knotenpunkt festgelegt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schritt Darstellen des Bildes ferner die Schritte aufweist: Erkennen des Zeichens, das das durch das Abtasten gelesene Bild darstellt, indem auf die Lauf längendaten für diese Zeilen Bezug genommen wird, welche das charakteristische Zeilenpaar bilden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verfahren ferner die Schritte auf weist:
Darstellen einer Folge der charakteristischen Zeilenpaare in Form eines Graphens;
Feststellen eines vorherbestimmten Störungsmusters (Ausfall, Horn) auf der Basis des Graphen;
Modifizieren von Lauflängendaten, welche dem Störungsmuster entsprechen, so daß das Störungsmuster beseitigt wird, und Löschen von Knotenpunkten, welche den Graphen bilden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Graph eine Vielzahl Knotenpunkte (A, B, C, D) enthält, welche miteinander verbunden sind, um eine Folge von Knotenpunkten außer für den Knotenpunkt an beiden Enden der Folge zu bilden.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Graph eine Vielzahl Knotenpunkte aufweist, die miteinander verbunden werden, um eine erste und zweite Folge von Knotenpunkten zu bilden, wobei die erste Folge eine Vielzahl Knotenpunkte enthält, die jeweils einem Durchlauf entsprechen, welcher den ersten logischen Wert hat, und mit zwei Knotenpunkten, welche in der ersten Folge enthalten sind, außer mit dem Knotenpunkt an einem Ende der ersten Folge verbunden sind, wobei die zweite Folge eine An zahl Knotenpunkte enthält, die jeweils einem Durchlauf ent sprechen, welcher den zweiten logischen Wert hat und mit zwei Knotenpunkten, die in der zweiten Folge enthalten sind, außer mit dem Knotenpunkt an einem Ende der zweiten Folge verbunden sind.

11. Verfahren zum Darstellen eines Zeilenbildes, dadurch gekennzeichnet, daß
Durchlaufdaten für digitalisierte Bilddaten eines Zeilen bildes für jede Abtastzeile erzeugt werden;
ein Paar benachbarter Abtastzeilen extrahiert wird, wobei sich die Durchlaufdaten zwischen den Abtastzeilen ändern und,
das Zeilenbild als eine Folge des Abtastzeilenpaares dargestellt wird.