DE1225426B - Verfahren und Schaltungsanordnung zur maschinellen Erkennung von Zeichen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G06k

JeH KL

DeutscheKl.: 43 a-41/03 ^

?ΛΒΙ.ι

Nummer: 1225 426 π£

Aktenzeichen: St 16812IX c/43 a

Anmeldetag: 17. August 1960

Auslegetag: 22. September 1966

fs. ι,

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur maschinellen Erkennung von Zeichen, insbesondere Schriftzeichen. Derartige Anordnungen bzw. Verfahren sind bereits seit einiger Zeit bekannt. Das Schriftzeichen wird meist rasterpunktweise oder vollparallel abgetastet und die bei der Abtastung gewonnenen Informationen in einem Speicher aufbewahrt, an den die Erkennungsschaltung angeschlossen ist. Ein besonderes Problem bei der Auslegung eines nach diesem Prinzip arbeitenden maschinellen Zeichenlesers ist die Wahl des zu einer einwandfreien Erkennung notwendigen Abtastrasters, da der Aufwand mit der Zahl der verwendeten Rasterpunkte und der damit bedingten Speichergröße stark anwächst.

Die Einteilung des Abtastrasters hängt von der Vielfalt der Form und Ausbildung sowie von den zu erwartenden Verschmutzungen und Verstümmelungen der angebotenen Zeichen ab. Verwendet man nun ein zu grobes Raster, so wird zwar der Aufwand für die Abtastung und Speicherung eines Zeichens gering, andererseits jedoch können dabei wesentliche Zeichenmerkmale verlorengehen. In einem solchen Fall wird die richtige Erkennung sehr schwierig, im Extremfall sogar unmöglich. Wählt man dagegen eine zu feine Rastereinteilung, so wird der Aufwand beträchtlich, während die dabei gewonnenen Informationen teilweise aus unwesentlichen Einzelheiten bestehen, die bei der Erkennung mit verarbeitet werden müssen. Beispielsweise ist die Registrierung von kleinsten Verschmutzungen und Verstümmelungen sowie die Kenntnis der Form der Fransen an den Zeichenrändern ohne jedes Interesse und daher unnötig. Auch bei sorgfältigster Wahl des verwendeten Rasters läßt es sich nicht vermeiden, daß einige Fransen und störende Einzelpunkte zusammen mit dem vorgelegten Zeichen in den Speicher eingespeichert werden.

Bei einigen bekannten Verfahren zur Zeichenerkennung wird daher bei jedem abgetasteten Rasterpunkt zunächst untersucht, ob dieser wirklich zu dem Linienzug des Zeichens gehört oder nicht. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß man die Summe der Schwärzungen einiger dem betrachteten Rasterpunkt benachbarter Rasterpunkte bildet und bei Überschreiten einer Schwelle den Wert »1«, d. h. »schwarz«, und unterhalb dieser Schwelle den Wert »0«, d. h. »weiß«, bildet. Auf diese Weise erhält man dann ein idealisiertes Zeichen, so daß die Erkennungslogik wesentlich einfacher ausgebildet sein kann.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Um-

Verfahren und Schaltungsanordnung zur
maschinellen Erkennung von Zeichen

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Gerhard Brust,
Poppenweiler (Kr. Ludwigsburg)

gebung eines betrachteten Rasterpunktes dadurch zu berücksichtigen, daß die abgetasteten Informationen in einem Schieberegister gespeichert und die eingespeicherten Informationen so durch das Schieberegister geschoben werden, daß alle Rasterpunkte einmal das gesamte Schieberegister durchlaufen. Bei dieser Operation wird dann mit Hilfe eines zweiten Schieberegisters untersucht, ob die einen Rasterpunkt betreffende Information beibehalten werden kann oder abgeändert werden muß, um auf diese Weise Störeffekte zu beseitigen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur maschinellen Erkennung von Zeichen. Hierbei werden die Zeichen in bekannter Weise entweder längs bestimmter Zeilen oder Spalten oder vollparallel in Rasterform optisch, magnetisch, galvanisch oder elektrisch abgetastet, und es wird die Umgebung eines betrachteten Rasterpunktes zur Beurteilung dieses Punktes herangezogen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile der bekannten Verfahren und Anordnungen zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird der in verschiedene Stufen eingeteilte Grauwert jedes abgetasteten Rasterpunktes festgestellt und in eine zwei- oder mehrstellige Binärzahl (Schlüsselzahl) umgewandelt, die Schlüsselzahl eines jeden Rasterpunktes mit den Schlüsselzahlen der benachbarten Rasterpunkte verglichen und auf Grund von logischen Beziehungen festgestellt, ob der betrachtete Rasterpunkt zum Linienzug des abgetasteten Zeichens gehört oder nicht, und die sich ergebende Ja-Nein-Aussage (0, 1) für die eigentliche Zeichenerkennnung herangezogen.

Um die logische Verknüpfung der jeweils zu untersuchenden Schlüsselzahlen durchführen zu können, werden diese zweckmäßigerweise je Stelle in ein eigenes Schieberegister, deren Spalten- und Zeilenzahl Ot₁ bzw. n_± so groß ist, daß mindestens die

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3 4

Schlüsselzahlen des betrachteten Rasterpunktes und F i g. 3 das Prinzipschaltbild des Umordners U in

der ihm benachbarten und für die Auswertung her- F i g. 1 b,

angezogenen Rasterpunkte gleichzeitig gespeichert Fig. 4 eine schematische Zusammenstellung der

sind, in der Weise eingespeichert, daß die Schlüssel- möglichen Ausgangssignale des Umordners nach

zahlen nacheinander alle {m_t · W₁) Stufen der Schiebe- 5 F i g. 3,

register durchlaufen, und daß die Ja-Nein-Aussagen Fig. 5 einen Bereich von 3 · 3 Schieberegisterin Abhängigkeit von der in einer bevorzugten Stufe stufen für die Linienzugerkennung,
der Schieberegister stehenden Information gebildet F i g. 6 eine Darstellung der Grauwertverteilung in werden. dem 3 · 3-Schieberegister der F i g. 5,

Zur Durchführung des Verfahrens kann eine io Fig. 7 eine schematische Darstellung des beson-

Schaltungsanordnung verwendet werden, die unter deren Bereichs 5 in Fig. 1,

anderem folgende Teile enthält: Mehrere Begrenzer- F i g. 8 a bis 8 c Prinzipschaltbilder der Schaltung

schaltungen (Grauwertschwellen), die entsprechend für Linienzugerkennung.

dem vorliegenden Grauwert des gerade abgetasteten- Die Erkenntnis,- -daß der Verlauf des Linienzuges Rasterpunktes die binären Schlüsselzahlen liefern, ein 15 bei einem Zeichen auch dann festgestellt werden jeder Grauwertschwelle zugeordnetes {rn_x ■ U₁) Stufen kann, wenn man in aufeinanderfolgenden Abtastenthaltendes Schieberegister, deren Stufen in H₁ Spal- schritten jeweils nur einen begrenzten Ausschnitt ten mit je /M₁ Zeilen aufgeteilt und so zusammen- dieses Zeichens überblickt, wird bei der vorliegenden geschaltet sind, daß die in die (m^njten Stufen Erfindung ausgewertet. Bei der optischen Abtastung, eingespeicherte binäre Schlüsselzahl nacheinander 20 die bei den folgenden Erläuterungen zugrunde gelegt alle Stufen in der gleichen Reihenfolge durchläuft, werden sollen, kann durch das Festhalten mehrerer in der die Abtastung des Rasters erfolgt, ferner eine unterschiedlicher Remissionswerte (Graustufen) die mit dem Schieberegister verbundene Zuordnerschal- Umwandlung eines grau eingespeicherten fransigen tung, die auf Grund der eingespeicherten binären Zeichens in ein kontrastreiches Schwarz-Weiß-Bild Schlüsselzahlen entscheidet, ob die in einer bevor- 25 der Linienzüge vorgenommen werden. Wird entzugten Stufe der Schieberegister befindlichen Infor- schieden, daß ein Punkt zum Linienzug gehört, dann mationen als eine zum Linienzug des Zeichens ge- wird diese Information in einem zweiten Speicher als hörende Schwarzinformation oder eine nicht zum Information »schwarz«, gehört der betrachtete Punkt Linienzug des abgetasteten Zeichens gehörende nicht zum Linienzug, dann wird in diesem Speicher Weißinformation zu betrachten ist, sowie schließlich 30 die Information »weiß« eingespeichert. Auf diese ein Schieberegister mit (m · ri) in der gleichen Weise Weise enthält schließlich der zweite Speicher, an wie in dem ersten Schieberegister angeordneten Stu- dem die Erkennungsschaltung angeschlossen ist, ein fen, in welches die digitalen Aussagen der Zuordner- idealisiertes Zeichen.

schaltung eingespeichert werden, an welches Schiebe- Fig. Ib zeigt das Blockschaltbild einer Schalregister die eigentlichen Erkennungsschaltungen an- 35 tungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens geschlossen sind. gemäß der Erfindung. Dabei ist angenommen, daß

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Schaltungs- die Schieberegister ebenso viele Stufen enthalten, wie anordnung zur maschinellen Erkennung von Zeichen das Abtastfeld Rasterpunkte enthält, was beispielsist dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzerschal- weise bei vollparalleler Abtastung erforderlich ist. rung einen gemeinsamen unteren Grenzwert, nach 40 Im allgemeinen benötigt man nur die umrandeten oben jedoch verschiedene bis zu einem Maximalwert Schieberegister. Die Grauwertinformationen des absteigend abgestufte Grenzwerte besitzen und daß die getasteten Zeichens werden zunächst einem Umord-Ausgänge der Begrenzerschaltungen mit einem Um- ner U zugeführt, der die quantitative Analyse der ordner verbunden sind, welcher Umordner so aus- Grauwerte der abgetasteten Teilflächenelemente des gebildet ist, daß die Eingangsinformationen in binär 45 Zeichens in eine digitalisierte Aussage umwandelt codierte Ausgangsinformationen umgewandelt wer- und in einem zweistelligen Binärcode ausgibt. Jeder den, deren Stellenzahl so bestimmt ist, daß alle mög- Stelle des Binärcodes ist ein eigener Ausgang a, b liehen Eingangsinformationen darstellbar sind. zugeordnet, welcher je mit einem Schieberegister 3,4

Weitere Merkmale des Erfindungsgegenstandes verbunden ist. Die Anzahl der notwendigen parallelsind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen. 50 geschalteten Schieberegister hängt ab von der AnGegenüber den bekannten Verfahren und Anord- zahl der Grauwertaussagen, die je Zeichenpunkt nungen zur maschinellen Zeichenerkennung ergibt gespeichert werden sollen. Bei den oben dargestellsich bei der vorliegenden Erfindung der Vorteil, daß ten zwei Schieberegistern 3,4 können pro Zeichenbei einer höheren Genauigkeit, mit der die einzelnen punkt 2-2 = 4 Werte festgehalten werden bzw. kön-Zeichen erkannt werden können, nur ein geringer 55 nen die Remissionswerte in vier Stufen unterteilt Aufwand bei der der Erkennung der einzelnen Zei- werden. Für eine feinere Einteilung muß man die chen dienenden logischen Schaltung erforderlich ist, Zahl der Schieberegister entsprechend erhöhen,
da in einem zweiten Speicher, an den die Erken- Die Verschiebung eines Zeichens im Schiebenungsschaltung angeschlossen ist, eine idealisierte register durch den Taktimpuls wird in Fig. 2 erKonfiguration des abgetasteten Zeichens gespeichert 60 läutert. In Fig. 2a sei die ursprüngliche Anordnung wird. der eingespeicherten Zeichenpunkte für die Ziffer 5

Die Erfindung wird nun an Hand der F i g. 1 bis 8 in einem Schieberegister von 6 · 8 Stufen entspre-

beispielsweise näher erläutert. Es zeigt chend einer Abtastrasterung von 6 · 8 Teilflächen-

Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung der Anordnung elementen dargestellt. Durch einen Taktimpuls wird

gemäß der Erfindung, 65 jede Information .um einen Punkt nach oben ver-

Fig. 2a bis 2d eine Darstellung der Verschiebung schoben. Damit wandert mit dem ersten Impuls die

eines Zeichens im Schieberegister durch den Takt- ganze Ziffer um eine Zeile nach oben (Fig. 2b).

impuls, Nach weiteren vier Impulsen ist die Ziffer um genau

fünf Zeilen nach oben verschoben (Fig. 2c). Von der obersten Zeile springen die Informationen um eine Spalte nach links versetzt in die unterste Zeile des Schieberegisters. Nach genau acht Impulsen, wenn also die Impulszahl gleich der Zeilenzahl ist, steht die Ziffer wieder in der ursprünglichen Zeile, aber um eine Spalte nach links versetzt, im Schieberegister (Fig. 2d). Die Geometrie des Zeichens bleibt also bei der Verschiebung erhalten.

Durch die Verschiebung des Zeichens in den Schieberegistern 3,4 in Fig. 1 kommt jeder Zeichenpunkt einmal in die Mitte des zur Auswertung bestimmten besonderen Bereichs 5 des Schieberegisters. An diesen Bereich ist die logische Schaltung 6 angeschlossen, durch die entschieden wird, ob das im Augenblick betrachtete Teilflächenelement zu einem Linienzug gehören kann. Entsprechend dieser Entscheidung der Schaltung 6 für die Linienzugerkennung wird dann in dem unteren Schieberegister dieser Punkt entweder schwarz oder weiß eingespeichert. Da die oberen Schieberegister 3, 4 und das untere Schieberegister 7 synchron laufen, erscheint schließlich im unteren Schieberegister 7 das verbesserte Zeichen, während gleichzeitig das ursprüngliche Zeichen aus den oberen Schieberegistern 3,4 ausgespeichert wird. Die endgültige Erkennung des abgetasteten Zeichens erfolgt dann in einer an das Schieberegister 7 angeschlossenen Schaltung 8 für die Zeichenerkennung.

Zur näheren Erläuterung des in F i g. 1 dargestellten Umordners U dient F i g. 3. Dieser Umordner hat die Aufgabe, die durch die Abtastsignale erzeugten Remissionswerte, die als analoge Spannung am Eingang £ eintreffen, in digitale Impulse umzuwandeln. Die mit S₁, S₂ und S₃ bezeichneten Schaltungen sind Begrenzer (Schwellen), die bei einer bestimmten Spannung kippen. Unterhalb dieser Schwellspannung geben sie am Ausgang die Spannung 0, oberhalb dieser Schwellspannung die Spannung 1 ab. Die Schwellen seien auf Spannungen von einem Viertel bei S₁, von der Hälfte bei S₂ und von drei Viertel bei S₃ der Maximalspannung eingestellt. Liegt beispielsweise zum betrachteten Zeitpunkt ein Remissionswert vor, der nur die Schwelle^ zur Abgabe eines »!.«-Signals veranlaßt, dann ist die Bedingung für die UND-Schaltung 15 erfüllt, da sie gleichzeitig ein »1 «-Signal von der Schwelle S₁ und über den Inverter 14 ein invertiertes »0 «-Signal erhält, dessen Wirkung am Eingang der UND-Schaltung gleich einem »1 «-Signal ist. Das entstehende Ausgangssignal der UND-Schaltung 15 gelangt über die ODER-Schaltung 16 als »1 «-Signal zum Ausgang b. Unter Berücksichtigung der oben angeführten Eingangsspannungen erhält man für die Ausgänge« und b das in der F i g. 4 angegebene Schema.

Die paarweise (F i g. 4) an den Ausgängen α und b der Umordnerschaltung U auftretenden Signale werden zwei getrennten Schieberegistern zugeführt, die diese Signale im Takt der Abtastung aufnehmen und einspeichern. Der in Fig. 1 dargestellte Taktgenerator T liefert gleichmäßige Impulsgruppen zur Synchronisierung aller Vorgänge der Schaltungsanordnung. Hierzu gehören vor allem die Vorgänge der Abtastung und der Verschiebung der Information in den Schieberegistern 3, 4 und 7. Auf diese Weise werden taktweise die binär verschlüsselten Aussagen über den Schwärzungsgehalt der abgetasteten Teilflächenelemente eines Zeichens durch die Schieberegister 3, 4 verschoben, bis sie zu dem besonderen Bereich 5, an den die Schaltung 6 für die Linienzugerkennung angeschlossen ist, gelangen.

In Fig. 5 ist der Bereich5 mit 3 · 3 Schieberegisterstufen angenommen und zur Erläuterung der Auswertevorgänge im Zusammenhang mit der Ziffer 5 dargestellt. Der besondere Bereich, der einen Teil des unteren Linienzuges der Ziffer 5 abdeckt, besitzt eine bevorzugte Stufe P₃, in der in aufeinanderfolgen-

den Schritten jedes abgetastete Teilflächenelement in Abhängigkeit vom Schwärzungsgehalt der Nachbarstufen P₁, P₂, P₄ und P₅ dahingehend untersucht wird, ob es Bestandteil des Linienzuges des abgetasteten Zeichens ist. Die Grauwertverteilung für das in Fig. 5 angegebene Beispiel ist in den Fig. 6a bis 6 c graphisch dargestellt. Die Untersuchung, ob der in der mittleren Stufe P₃ eingespeicherte Grauwert zum Linienzug gehört und demzufolge als Schwarzinformation in das der Schaltung für Linienzugerkennung 6 nachfolgende Schieberegister 7 eingespeichert werden soll, kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden.

Die Entscheidung kann beispielsweise so aussehen, daß der in der mittleren Stufe P₃ des bevorzugten Bereiches vorhandene Grauwert dann als Schwarzwert in das Schieberegister 7 eingespeichert wird, wenn der Grauwert entweder der Stufe P₄ oder P₅ größer als derjenige der Stufe P₃ ist und gleichzeitig in Stufe P₂ oder in Stufe P₁ ein Grauwert

eingespeichert ist, dessen Betrag nicht kleiner ist als der Betrag des Grauwertes in der bevorzugten Stufe.

Es sind auch noch andere Gesetzmäßigkeiten

denkbar, nach denen die Entscheidung, ob das jeweils betrachtete Teilflächenelement zum Linienzug gehört oder nicht, getroffen werden kann.

So zeigt beispielsweise F i g. 7 den bevorzugten Schieberegisterausschnitt5 (aus Fig. 1) mit insgesamt 3 · 3 Stufen. Durch die Stellung der jeweils zusammengehörenden Stufen. A_x, B_x ist die Höhe der Remission des entsprechenden Teilflächenelementes gekennzeichnet, und man kann dabei (A_x, B_x) als binäre Zahl deuten.

Im folgenden Beispiel soll das abgetastete Teilflächenelement dann als Schwarzwert in das der Schaltung 6 für Linienzugerkennung folgende Schieberegister 7 eingespeichert werden, wenn entweder die beiden Ungleichungen C₁, C₂ oder die beiden Ungleichungen D₁, D₂ oder alle erfüllt sind.

C₁: (A₈, B₈) £ (A₅, B₅),

C₂:(A_B,B₅)>(A₂,B₂); D^(AvB₀) £ (A₅, B₅), D₂: (A₅, B₅) >(A_V B₄).

(/4g, B₈) ^ (A₅, B₅) entspricht der Gleichung der Boolschen Algebra

[(Z₈V A₅) Sc(E₈V B₅)]V [A₅ScZ₈] = 1;
ebenso entspricht der Ungleichung

(A₅, B₅) > (A₂, B₂)
die Gleichung

[(4,VZ₂)A(B₅VE₂)] V [A₅ScZ₂] = 1.
65

Für die beiden Ungleichungen D₁ und D₂ erhält man die entsprechenden Gleichungen durch Vertauschen der Indizes.

7 8

• Damit erhält man als Zuordnungsvorschrift

F = [([(X₃ VA₅) Sc (B₈VB₅)] V [A₆AZ₈]) & (P₅VI₂)AS₅ & F₂] V [A
V [([(Z₆V^₅)A(F₆VB₅)] V [A₅ScX₆]) & (P₅VI₄)AS₈ &FJ V

Eine Schaltung, die diese Zuordnungsbedingungen troffen, daß ein »1 «-Signal mit einem Pluszeichen erfüllt, ist beispielsweise in Fig. 8a gezeigt. Zur und ein »O«-Signal mit einem Minuszeichen angege-Erläuterung dieser Schaltung sei zunächst noch ein- ben wird. Unter dieser Voraussetzung ergeben sich mal auf Fig. 7 verwiesen. Wie bereits erwähnt, ist io die in Fig. 8b dargestellten Signalverhältnisse. Am in dieser Fig. 7 der in Fig. 1 angegebene besondere Eingang^ und der Inverterschaltung 50 liegt ein Teil 5 des Schieberegisters, an den die Schaltung für »1«-Signal, welches am Ausgang der Inverterschaldie Linienzugerkennung 6 angeschlossen ist, im tung als »O«-Signal erscheint. Da gleichzeitig über Detail wiedergegeben. Für die Stufe A₅, B₅ wird in die Leitung 40 das »1 «-Signal von Eingang .<4₅ an der Abhängigkeit von den Nachbarstufen A₂, B₂; A^ B₁; 15 ODER-Schaltung 60 liegt, gelangt ein »1«-Signal zur A₆, B₆ und A₃, B_s entschieden, ob das in der Stufe nachgeschalteten UND-Schaltung 70. Die UND-Be- A₅, B₅ gespeicherte Teilflächenelement eines abge- dingung für die UND-Schaltung 70 ist jedoch noch tasteten Zeichens zum Linienzug gehört oder nicht. nicht erfüllt. Da aber auch am Eingang B₈ ein Die Ausgänge dieser genannten Stufen sind mit den »0«-Signal liegt, welches in der nachfolgenden Inverentsprechend bezeichneten Eingängen der Schaltung 20 terschaltung 51 in ein »1 «-Signal invertiert wird, liegt nach F i g. 8 a verbunden. Die Schaltung besteht im an der ODER-Schaltung 61, deren Ausgang mit dem wesentlichen aus vier verschiedenen Grundschaltun- zweiten Eingang der UND-Schaltung 70 verbunden gen, die in zweckmäßiger Weise kombiniert sind. Die ist, ein »!.«-Signal, so daß nunmehr die »1«-Bedinmit 30 bezeichnete Grundschaltung stellt einen gung für die UND-Schaltung erfüllt ist und ein Inverter dar, der an seinem Ausgang die Inversion 25 »1 «-Signal zur nachfolgenden ODER-Schaltung 62 des an seinem Eingang anliegenden Signals abgibt, gelangt. Am Ausgang liegt demzufolge ein »!«-βία, h., wenn an seinem Eingang ein »0«-Signal anliegt, gnal, welches ein Kriterium für die UND-Schaltung dann gibt sein Ausgang ein »1 «-Signal ab. Eine 72 erfüllt. Das andere Kriterium zur Erfüllung der weitere Grundschaltung 31 ist eine ODER-Schaltung, Bedingung der UND-Schaltung 72 wird auf folgende eine Schaltung also, die ein »1 «-Signal abgibt, wenn 30 Weise gewonnen: Am Eingang A. liegt ebenfalls ein mindestens an einem der Eingänge ein »1 «-Signal »1 «-Signal, welches zu dem einen Eingang der UND-anliegt. Die UND-Schaltung 32 dagegen gibt nur Schaltung 74 gelangt. Das andere »1«-Signal, das für dann ein »1 «-Signal an ihrem Ausgang ab, wenn die Durchschaltung der UND-Schaltung 74 benötigt gleichzeitig an beiden Eingängen ein »1«-Signal wird, gelangt vom Eingang^, an dem ein »0«-Signal anliegt. Schließlich wird noch eine weitere Grund- 35 liegt, über die Inverterstufe 55 zur UND-Schaltung schaltung 33 in der Schaltung verwendet, die eben- 74. Die UND-Schaltung 74 ist über die ODER-falls eine UND-Schaltung darstellt, die jedoch dann Schaltung 64, deren Bedingung durch das Ausgangsein »1 «-Signal an ihrem Ausgang abgibt, wenn signal der UND-Schaltung 74 erfüllt ist, mit der gleichzeitig an ihren drei Eingängen ein »1 «-Signal UND-Schaltung 72, verknüpft, wo nun, da beide vorhanden ist. ' 40 Eingänge mit »1 «-Signalen belegt sind, ein »1«-Si-

Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 8a gnal am Ausgang erscheint. Dieses »1 «-Signal ge-

sei an einem Beispiel erklärt, wobei Werte angenom- langt nun über die ODER-Schaltung 65 zum Aus-

men werden, die die Ungleichungen C₁, C₂ erfüllen. gang F unabhängig davon, ob der andere Eingang

Diese Werte seien der ODER-Schaltung 65 markiert ist oder nicht. Da-

45 mit wird im Schieberegister 7 eine Schwarzinforma-

C₁: (A₈, B₈) = 10, tion gespeichert, d.h., der in der StufeA₅, B₅ ent-

(A₅, B₅) = 11; haltene Informationswert ist Teil eines Linienzuges

C · (A B ) = 11 ^^{es a}bgetasteten Zeichens.

² )/' r\ — M ' Wenn die Bedingungen der Ungleichungen nicht (A₂, B₂) — 01. ₅₀ gj-füjit Sj_n(J₁ d_ann igt _mit der Wahrscheinlichkeit des

zugrunde gelegten Schemas in der Stufe A₅, B₅ ein

In Fig. 8b sind diese Werte und die sich daraus Teilflächenelement gespeichert, welches nicht zum

ergebenden Wirkungen dargestellt. Für die weiteren Linienzug eines abgetasteten Zeichens gehört. Dieses

Betrachtungen sei zuvor noch die Vereinbarung ge- trifft für folgende Werte zu:

C₁ : (A₈, B₈) = 10, D₁: (A₆, B₆) = 10,

(A₅, B₅) = 10; (A₅,B₅) = 10;

C₂:(A₅,B₅) = 10, D₂:(A₅,B₅) = 10,

(A₂,B₂) = 11; (A,, B,) = 11.

Die zugehörigen Signalverhältnisse sind in der ches invertiert zur UND-Schaltung 100 gelangt, ist

Fig. 8c angegeben. Die Betrachtung kann davon die Bedingung für diese UND-Schaltung 100 nicht

ausgehen, daß am Ausgang F der ODER-Schaltung erfüllt. Da aber die UND-Schaltungen 100 und 101 65 nur dann ein »1«-Signal erscheinen kann, wenn 65 über eine ODER-Bedingung 91 mit der UND-Schal-

die Bedingungen für die UND-Schaltung 102 oder 72 tung 102 verknüpft sind, muß noch untersucht wer-

erfüllt sind. Da am Eingang^ ein »1«-Signal vor- den, ob über den noch nicht betrachteten Eingang

liegt und am Eingang v4₄ ein »!«-Signal anliegt, wel- der ODER-Schaltung 91 ein »!«-Signal zur UND-

Schaltung 102 gelangen kann. Da aber über die Leitung 111 des »O«-Signal des Einganges B₅ an einem Eingang der UND-Schaltung 101 anliegt, ist deren Bedingung nicht erfüllt, so daß auch die UND-Schaltung 102 kein »1 «-Signal am Eingang F erzeugen kann. Da aber auch die UND-Schaltung 72, wie in Fig. 8c gezeigt, wegen des »O«-Signals am Ausgang der ODER-Schaltung 64 kein »1 «-Signal abgeben kann, ist sichergestellt, daß für das im Augenblick betrachtete Teilfiächenelement des abgetasteten Zeichens bei nicht erfüllten Ungleichungen C₁, C₂ und D₁, D₂ beispielsweise im folgenden Schieberegister 7 eine Weißinformation eingespeichert wird.

Am Ende eines Abtastvorganges ist auf diese Weise schließlich in dem der Schaltung der Linienzugerkennung 6 folgenden Schieberegister 7, an dem die Schaltung der Zeichenerkennung 8 angeschlossen ist, eine idealisierte Konfiguration des abgetasteten Zeichens enthalten.

Eine Kontrolle dieses im Schieberegister 7 enthal- ao tenen idealen Zeichens mit dem ursprünglich abgetasteten Zeichen ist grundsätzlich möglich, wenn man dafür Sorge trägt, daß das in dem Schieberegister 3, 4 ursprünglich eingespeicherte Zeichen nicht verlorengeht, sondern wieder neu eingespeichert wird. In F i g. 1 ist eine prinzipielle Lösung für dieses Wiedereinspeicherverfahren angegeben. Die letzte Stufe des Schieberegisters 3,4 wird dabei über eine entkoppelte Leitung 300, 301 wieder mit der ersten Stufe dieses Schieberegisters verbunden. Während das idealisierte Zeichen in das Schieberegister 7 einläuft, läuft das ursprünglich im Schieberegister 3, 4 enthaltende Zeichen erneut in das Schieberegister ein, so daß nun das ursprüngliche Zeichen und das idealisierte Zeichen gleichzeitig gespeichert sind. Diese beiden gespeicherten Zeichen können nun durch geeignete Einrichtungen verglichen und eventuelle Fehler erkannt werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur maschinellen Zeichenerkennung, bei dem die Zeichen gerastert (m · /z-Raster) abgetastet und ab einem bestimmten Schwärzungsgehalt des einzelnen Rasterpunktes ein Signal erzeugt wird, bei dem ferner bei der Bestimmung des Schwärzungsgehaltes eines Rasterpunktes die Schwärzung der diesem Rasterpunkt benachbarten Rasterpunkte berücksichtigt wird und die Abtastsignale in einem Schieberegister, an welches die logische Erkennungsschaltung angeschlossen ist, eingespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der in verschiedene Stufen eingeteilte Grauwert jedes abgetasteten Rasterpunktes festgestellt und in eine zwei- oder mehrstellige Binärzahl (Schlüsselzahl) umgewandelt, daß die Schlüsselzahl eines jeden Rasterpunktes mit den Schlüsselzahlen der benachbarten Rasterpunkte verglichen und auf Grund von logischen Beziehungen festgestellt wird, ob der betrachtete Rasterpunkt zum Linienzug des abgetasteten Zeichens gehört oder nicht, und daß die sich ergebende Ja-Nein-Aussage (0, 1) für die eigentliche Zeichenerkennung herangezogen wird.

2. Verfahren zur maschinellen Zeichenerkennung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nacheinander gebildeten Schlüsselzahlen je Stelle in ein eigenes Schieberegister, deren Spalten- und Zeilenzahl (In₁ bzw. Ti₁) so groß ist, daß mindestens die Schlüsselzahlen des betrachteten Rasterpunktes und der ihm benachbarten und für die Auswertung herangezogenen Rasterpunkte gleichzeitig gespeichert sind, in der Weise eingespeichert werden, daß die Schlüsselzahlen nacheinander alle (/M₁-W₁) Stufen der Schieberegister durchlaufen, und daß die Ja-Nein-Aussagen in Abhängigkeit von der in einer bevorzugten Stufe der Schieberegister stehenden Information gebildet werden.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch mehrere Begrenzerschaltungen (S₁, S₂, S₃) [Grauwertschwellen], die entsprechend dem vorliegenden Grauwert des gerade abgetasteten Rasterpunktes die binären Schlüsselzahlen liefern, ein jeder Grauwertschwelle (S₁, S₂ S₃) zugeordnetes, (m_t ■ H₁) Stufen enthaltendes Schieberegister (5), deren Stufen in H₁ Spalten mit je m_x Zeilen aufgeteilt und so zusammengeschaltet sind, daß die in die (^n₁ · H₁)-ten Stufen eingespeicherte binäre Schlüsselzahl nacheinander alle Stufen in der gleichen Reihenfolge durchläuft, in der die Abtastung des Rasters erfolgt, ferner eine mit dem Schieberegister (5) verbundene Zuordnerschaltung (6), die auf Grund der eingespeicherten binären Schlüsselzahlen entscheidet, ob die in einer bevorzugten Stufe der Schieberegister befindlichen Informationen als eine zum Linienzug des Zeichens gehörende Schwarzinformation oder eine nicht zum Linienzug des abgetasteten Zeichens gehörende Weißinformation zu betrachten ist, sowie schließlich ein Schieberegister (7) mit (m-n) in der gleichen Weise wie in dem Schieberegister (5) angeordneten Stufen, in welches die digitalen Aussagen (0 bzw. 1) der Zuordnerschaltung eingespeichert werden, an welches Schieberegister (7) die eigentlichen Erkennungsschaltungen angeschlossen sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzerschaltungen (S₁, S₂, S₃) einen gemeinsamen unteren Grenzwert, nach oben jedoch verschiedene bis zu einem Maximalwert steigend abgestufte Grenzwerte besitzen, und daß die Ausgänge der Begrenzerschaltungen mit einem Umordner (U) verbunden sind, welcher Umordner so ausgebildet ist, daß die Eingangsinformationen in binär codierte Ausgangsinformationen umgewandelt werden, deren Stellenzahl so bestimmt ist, daß alle möglichen Eingangsinformationen darstellbar sind.

5. Schaltungsanordnung nach den Ansprü-. eben 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnerschaltung (6) so ausgelegt ist, daß sie am Ausgang (Z in Fig. 8) nur dann ein »Schwarzsignal« abgibt, wenn der Grenzwert entweder der Stufe (P₄ oder P₅ in F i g. 5) größer als derjenige der bevorzugten Stufe (P₃) ist und gleichzeitig in Stufe (P₂ oder P₁) ein Grauwert eingespeichert ist, der nicht kleiner als der Betrag des Grauwertes in der bevorzugten Stufe (P₃) ist.

6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Stufe des Schieberegisters (3, 4) über eine

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entkoppelte Rückführungsleitung (300, 301) mit SEL-Nachrichten, 1958, H. 3, S. 127 bis 144;

der ersten Stufe verbunden ist. . Western Joint Computer Conference, 1955, S. 94

bis 100.

In Betracht gezogene Druckschriften: _ _ _

Deutsche Auslegeschrift Nr. 1075 354; 5 ^{In Betracht} gezogene altere Patente:

französische Patentschrift Nr. 1222 530; Deutsches Patent Nr. 1205 320.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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