DE1216589B - Anordnung zum maschinellen Erkennen von Zeichen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

G06k

Deutsche KL: 43 a-41/03

Nummer:

Aktenzeichen: R 30297IX c/43 a

Anmeldetag: 9. Mai 1961

Auslegetag: 12. Mai 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum maschinellen Erkennen von Zeichen in beliebigem Drucksatz. Obgleich der Hauptzweck der Erfindung in Verbindung mit Anordnungen und Geräten zum Erkennen von Buchstaben- bzw. Ziffernzeichen beliebigen Drucksatzes steht, ist das Gerät grundsätzlich auch dafür geeignet, jedes Zeichen zu erkennen, daß das menschliche Auge erkennen kann.

In vielen industriellen und staatlichen Arbeitsgängen müssen Schriftstücke mit Buchstaben und Ziffern in der Art bedruckt werden, daß sie sowohl von Maschinen erkannt als auch von Menschen gelesen werden können. Dies trifft besonders auf Schriftstücke zu wie z. B. Schecks, Geldanweisungen, Wechsel, Empfangsquittungen, Fahrscheine, Rechenmaschinenstreifen und Registrierkassenbons. Viele dieser Schriftstücke kehren an die ausgebende Stelle oder deren Agenten zurück und werden aus diesem Grunde Zirkularschriftstücke genannt. Solche Zirkularschriftstücke müssen im Laufe ihres Weges von Menschen gehandhabt und gelesen werden und daher ohne besondere Ausrüstung zusätzlich aber noch von Maschinen erkennbar sein.

Es gibt eine große Anzahl anderer Anwendungen für Anordnungen zur maschinellen Zeichenerkennung, bei denen der Druck des zu lesenden Schriftstückes nicht unter der Kontrolle des Konstrukteurs der Maschine steht, die das Schriftstück zu lesen hat. Beispiele dieser Art sind das Lesen von bereits existierenden Büchern, Magazinartikeln von mehreren auch ausländischen Quellen und Briefkorrespondenz. Ein sehr wichtiger Fall ist das Lesen von maschinegeschriebenen Adressen auf Briefpost, um die automatische Sortierung der Post zu unterstützen.

Um die Probleme der Zeichenerkennung zu lösen, sind viele Versuche unternommen worden. Wo es möglich ist, den ursprünglichen Druck zu kontrollieren, wie z. B. bei Zirkularschriftstücken, ist viel Mühe darauf verwendet worden; besondere Systeme zu entwickeln, welche die Kosten der Lesemaschine herabsetzen und deren Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit erhöhen. Derartige Zirkularschriftstücke können mit verschiedenen Spezialtypen von Drucksätzen gedruckt sein, welche durch menschliche Benutzer lesbar sind, die jedoch auch spezielle Merkmale haben, um sie von Maschinen erkennen zu lassen.

Eine andere Methode betrifft den Gebrauch von Doppelsystemen, bei denen das menschliche Auge das gewöhnliche Zeichen liest und die Maschine die Löcher im Papier oder Spezialmarkierungen in der Nachbarschaft des Zeichens auswertet. Der Gebrauch Anordnung zum maschinellen Erkennen von
Zeichen

Anmelder:

Control Data Corporation,

Minneapolis, Minn. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,
München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:

Jacob Rabinow, Takoma Park, Md.;

William Fischer,

Arthur Wheeler Holt, Silver Spring, Md.;

LyIe Wilbur Mader, Olney, Md. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 31. Mai 1960 (32 911)

von Lochkarten ist an sich bekannt und wird hier nicht berührt, aber einige Bemerkungen müssen über das sogenannte Doppeldrucken von Zeichen und Markierungen gemacht werden. Dies erfordert Spezialausrüstungen, da der dem gewöhnlichen Zeichen zugeordnete Abstand nicht geeignet zum Drukken solcher Informationen ist, viele der gegenwärtigen Ausrüstungen zum Schreiben und Drucken können nicht leicht auf diesen Doppelsatz umgewandelt werden. Es sind auch einige wenige Versuche unternommen worden, die Zeichen zu verzerren, so daß einfache Maschinen die Zeichen wie einen Satz von kodierten Markierungen erkennen können.

Es ist auch eine Anzahl von Maschinen zum Lesen von Zeichen vorgeschlagen worden, deren Druck nicht unter der Kontrolle des Konstrukteurs der Lesemaschine stand. In einer solchen Lesemaschine wird ein Bild des Zeichens auf eine optische Maske überlagert, die eine photographische Wiedergabe des Buchstabens ist. Das unbekannte Zeichen wird der Reihe nach mit jeder der bekannten photographi-

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sehen Masken verglichen, und die Entscheidung, welches Zeichen abgetastet ist, wird durch Auswählen der photographischen Maske getroffen, die am meisten mit dem unbekannten Zeichen übereinstimmt. Diese Lesewertbeurteilung wird die ■ Technik des besten Vergleichs genannt. Die Schwierigkeit dieser Art von Maschinen liegt darin, daß Zentriervorrichtungen von mechanischer oder optischer Art vorhanden sein müssen, und die Maschine daher sehr langsam arbeitet.

Eine andere allgemeine Technik zum Erkennen von Zeichen besteht darin, die Zeichen in kleinere Abschnitte aufzuteilen. Diese Teilabschnitte können photographisch aufgezeichnet werden auf optischen Masken und mit den verschiedenen Teilen des Zeichens verglichen werden. Diese Technik leidet nicht nur an Zentrierproblemen, sondern auch an der Tatsache, daß Entscheidungen getroffen werden, die auf Teilen des Zeichens beruhen statt auf dem ganzen Zeichen. Hierbei werden unweigerlich mehr Fehler gemacht, als wenn die Entscheidungen vom ganzen Zeichen herrühren.

Die Erfindung betrifft nun eine Anordnung zur Erkennung von Zeichen, die sich mit konstanter Geschwindigkeit an einer aus einer elektrooptischen Anordnung bestehenden Abtastzone vorbeibewegen und deren in der Abtastzone auftretender Informationsinhalt einer Speichermatrix zugeführt wird. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß eine erste lineare Anordnung von photoempfindlichen Aufnehmern für die Abtastung eines sich quer zur Bewegungsrichtung linear erstreckenden Satzes von benachbarten Elementarflächen und eine zweite lineare, zur ersten derart versetzte Anordnung vorgesehen sind, daß die entsprechenden Mittelpunkte der Elementarflächen des ersten Satzes zwischen den entsprechenden des von der zweiten Anordnung abgetasteten Satzes von Elementarflächen liegen, die entsprechenden Flächen der beiden Sätze sich überlappen und der Abstand zwischen zwei entsprechend benachbarten Elementarflächenmittelpunkten der beiden Sätze weniger als die Breite des abzutastenden Zeichenabschnitts beträgt.

Ein Vorteil der.Erfindung ist es, daß sie ermöglicht, trotz kleiner vertikaler Fehlausrichtung von Zeichen, diese bei größeren Geschwindigkeiten mit erhöhter Genauigkeit maschinell zu erkennen.

Die Versetzung der photoempfindlichen Aufnehmer hat ferner den großen Vorzug, daß deren Signalabgabe bezüglich Anzahl und Ansteuerverhältnisse der Aufnehmer wesentlich verbessert ist, was sich wiederum auf die nachfolgenden elektronischen Stufen vorteilhaft auswirkt.

An Hand der Zeichnungen wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschema der gesamten Vorrichtung mit drei Abschnitten: Signalabschnitt, Kontrollabschnitt und Erkennungsabschnitt,

Fig. 2 ein Schaltdiagramm, das zum Erklären des Prinzips des Erkennungsabschnitts dient,

F i g. 3 ein detailliertes Schaltdiagramm eines Teils des Erkennungsabschnitts,

Fig. 4a und 4b Einzelheiten der Oder-Torkreise,

Fig. 4c und 4d Matrizesbeispiele zur Erklärung der Wirkungsweise der Anordnung,

F i g. 4 e eine weitere Einzelheit des Systems,

Fig. 5 eine schematische perspektivische Darstellung des optischen Aufnahmesystems,

Fig. 6 Teile des Schaltkreises nach Fig. 1.
In Fig. 1 wird ein schematisches Blockdiagramm der gesamten Maschine gezeigt; zur Linken befindet sich der Signalabschnitt mit den Photozellen 1 bis 22. Diese Photozellen überlappen sich gegenseitig zu 50 °/o, mit anderen Worten, eine Reihe der Photozellen besteht aus elf Photozellen, die sich gerade berühren, und die andere Reihe besteht aus elf Photozellen, die gegenüber den erstgenannten Photozellen

ίο um eine halbe Photozelle versetzt sind. Der Öffnungsdurchmesser jeder Photozelle ist ungefähr gleich der Seitenabmessung eines der quadratischen Elemente, die den 5 · 7-Drucksatz bestimmen, in dem der Buchstabe F gezeigt wird. Wenn als Drucksatz ein anderer als 5-7 benutzt wird, sollte die Photozellenöffnung angenähert gleich mit dem Umfang des kleinsten Teilelementes gesetzt werden, welches man zu erkennen wünscht. Alle Photozellen sind vertikal ausgerichtet, d. h., alle lesen dieselbe vertikale Spalte eines Drucksatzes.

Zur Linken der Photozellenspalte wird das umgekehrte Bild des Buchstabens F gezeigt, wie es auf dem Photozellensatz erscheint, nachdem es, wie in Fig.5 dargestellt, vergrößert worden ist. Das ist natürlich dasselbe, als wenn das Zeichen abgetastet wird, während es sich von links nach rechts in das Gesichtsfeld der Photozellen bewegt. Das Zeichenbild bewegt sich nach rechts quer zu den Photozellen dank der Bewegung des Papiers, auf welchem das Zeichen gedruckt ist. Beachtenswert ist, daß das Zeichen sich beinahe am oberen Rand der Photozellenspalte befindet. Wie später noch erklärt wird, kann jede vertikale Lage des Zeichens zugelassen werden, solange sich die vertikalen Ausdehnungen des Zeichens vollständig- zwischen dem Anfang und Ende der Photozellenreihe befinden. Die meisten der Zeichen im 5 · 7-Drucksatz sind genau sieben Elemente hoch und fünf breit. Wegen der Überlappung der Photozellen entspricht die Zeichenhöhe dem Bereich vierzehn Photozellen statt sieben, aber in der gezeigten vertikalen Lage wäre das Zeichen bereits voll durch die ungeraden Zellen 9 bis 21 einschließlich abgetastet.

Jeder der Photozellen 1 bis 22 ist an ihren eigenen entsprechend numerierten Photozellenverstärker der vertikalen Gruppe von Verstärkern 26 angeschlossen, von denen der Deutlichkeit halber nur am Anfang und Ende einige dargestellt sind. Das Ausgangssignal eines jeden dieser Photozellenverstärker 26-1 bis 26-22 ist ein Binärsignal, welches anzeigt, ob die Photozelle weiß oder schwarz in diesem Augenblick sieht. Jede der Photozellen besitzt einen besonderen Regler zum Einstellen des Pegels, bei welchem der Ausgang von weiß auf schwarz umschaltet. Vorzugsweise kann auch ein- einziger Regler vorgesehen werden, welcher den Quantisierpegel einstellt für den Photozellensatz als Ganzes, wie später noch erklärt werden wird.
Der Ausgang jedes Photozellenverstärkers 26-1 bis 26-22 ist an die Eingänge von fünf Und-Toren angeschlossen, die in fünf Spalten 31 bis 35 angeordnet sind. Zum Beispiel der Ausgang des Verstärkers 26-1 ist über eine Leitung 1 & an das Und-Tor 31-1 angeschlossen, über Leitung Ic an das Und-Tor 32-1 usw. Jedes dieser Und-Tore hat zwei Eingänge. Ein derartiges Und-Tor ist eine in der Rechenmaschinentechnik bekannte Vorrichtung, welche erfordert, daß zwei Signale an ihrem Eingang anwesend sind, damit

ein Ausgangssignal geliefert wird. Der Ausgang des Photozellenverstärkers 26-1 wird z. B. über Leitung Ib an den einen Eingang des Und-Tores angeschlossen, welches die bistabile Kippstufe IA über die Leitung 1 d steuert, sowie über Leitung 1 c den Ausgang des entsprechenden Und-Tores zur bistabilen Kippstufe IB, zur bistabilen Kippstufe IC, zur bistabilen Kippstufe ID und zur bistabilen Kippstufe IjB. Der Ausgang des Photozellenverstärkers 26-2 wird an das Und-Tor angeschlossen, welches die Kippstufe2D ansteuert usw. Aus Fig. 1 ersichtlich, daß fünf Spalten von Kippstufen vorhanden sind. Diese Spalten der Kippstufen werden die A -Spalte, die 5-Spalte usw. genannt entsprechend den fünf gewählten vertikalen Abteilungen des 5 · 7-Drucksatzes. Wie erwähnt, wird jedes der Und-Tore, welches diese Kippstufen ansteuert, durch den Photozellenverstärker der entsprechenden vertikalen Lage angesteuert. Der andere Eingang dieser Und-Tore wird durch ein Signal eines Zeittaktgenerators 37 angesteuert, der später erklärt wird. Dieser Zeittaktgenerator gibt Signale nacheinander auf fünf Leitungen 41 bis 45.

Wenn man sich nun dem Kontrollabschnitt nach F i g. 1 zuwendet, sieht man, daß alle Photozellenausgänge an ein Oder-Tor 50 angeschlossen sind, das zweiundzwanzig Eingänge hat. Dieses in der Rechenmaschinentechnik an sich bekannte Oder-Tor ist ein Schaltkreis, der ein Ausgangssignal liefert, sobald ein Signal an einem oder mehreren der Eingänge vorhanden ist. Dieses Tor wird zum Starten des Zeittaktes für das Überführen eines Zeichens in die Speicherkippstufe benutzt. Das geschieht auf folgende Weise: Sobald eine der Photozellen schwarz sieht, d.h. die Vorderflanke eines Zeichens, sendet ihr Verstärker 26 ein Signal aus, z. B. auf Leitung 1/ für die Photozelle 1, welches ein Ausgangssignal auf der Leitung 51 von dem Oder-Tor hervorruft. Dieses Ausgangssignal startet den Zeittaktgenerator 37. Dieser Zeittaktgenerator gibt zuerst einen Impuls auf die Leitung 41, dann einen Impuls auf die Leitung 42 usw., bis ein Impuls auf Leitng 45 gegeben wird. Die Geschwindigkeit, mit der die einzelnen Leitungen beaufschlagt werden, ist proportional der Geschwindigkeit, mit der sich das Papier an den Photozellen vorbeibewegt. Bei der hier bevorzugten konstanten Papiergeschwindigkeit ist die Zeit des Ansprechens zwischen diesen Leitungen eine feste Zeitlänge. Wenn das gesamte Zeichen, das fünf Elemente breit ist, entsprechend den Abschnitten A bis E des 5 · 7-Drucksatzes an den Photozellen in 300 μβ vorbeiläuft, wird der Zeittakt so gewählt, daß ein sehr kurzer Impuls von ungefähr 1 μβ Dauer auf die Leitung 41 genau nach 30 μβ gegeben wird, nachdem das erste »Schwarz« erkannt worden ist. Die Leitung 42 wird dann 90 μβ nach dem Start des Zeittaktgenerators erregt, usw.

Wenn diese Taktimpulse an die Und-Tore 31-1 bis 31-22 geliefert werden, die die ^t-Register-Kippstufen ansteuern, so ist das Ergebnis, daß die erste Spalte der Kippstufen zur Zeit A angesteuert wird, die 30 με nach dem Beginn des Zeittaktes liegt. Die zweite Spalte der Register-Kippstufen wird zur Zeit B angesteuert, 60 μβ später, die dritte zur Zeit C usw. Das Ergebnis ist eine Speicherung eines quantisierten Bildes des gerade abgetasteten Zeichens in die Kippstufen. Wenn bei einer 5 · 22-Lampenmatrix jede Lampe mit jeder der Kippstufen verbunden wäre, derart, daß bei Umschaltung der Kippstufe die entsprechende Lampe aufleuchtet, dann würde die Abtastung des Zeichens zum Ergebnis haben, daß die Lampen an jedem Punkt der 5 · 22-Matrix eingeschaltet sind, der bei dem Original 5 ■ 7-Zeichen »schwarz« war. Damit wäre weiter nichts erreicht als eine Abtastung eines Zeichens und eine Speicherung in X-F-Koordinaten. Das Zeichen wird nun in irgendeiner vertikalen Höhe der Registermatrix erscheinen. Das Zeichen wird vierzehn Einheiten hoch und fünf Einheiten breit sein. Das Zeichen wird in verschiedenen Höhen dieser Matrix erscheinen, da die vertikale Ausrichtung des Zeichens sich leicht von Zeichen zu Zeichen unterscheidet. Dies kann entweder durch vertikale Änderungen infolge ungenauen Druckes verursacht sein oder durch vertikale Änderungen infolge leichter vertikaler Papierbewegungen während der Photozellenabtastung. Da die vertikale Lage normalerweise das Erkennen des Zeichens nicht unterstützt, ist es wünschenswert, diese Unbestimmtheit in der vertikalen Lage vom Speicherregister zu eleminieren. Dies wird dadurch erreicht, daß die in den Spalten der Register-Kippstufen enthaltenen Informationen zugleich abwärts geschoben werden, bis am Ende irgendeiner oder mehr als einer der fünf Spalten ein »Schwarz« erkannt wird. Im einzelnen geht dies wie folgt vor sich: Nachdem der Zeittaktgenerator einen letzten Taktimpuls auf Leitung 45 geliefert hat, wird die Leitung 54 beaufschlagt, um die Information in allen Spalten abwärts zu schieben. Dies wird z. B. leicht dadurch erreicht, daß der Impuls auf Leitung 54 zum Ansteuern der Kippstufe 55 benutzt wird, deren Ausgangsimpuls auf Leitung 56 ein Und-Tor 57 öffnet, um zyklische Impulse vom Impulsgenerator 58 auf die gemeinsame Leitung 59 zu geben, die zugleich die Informationen in allen Registern A bis E abwärts schieben. Alle Register-Kippstufen sind zusammengeschaltet, wie später noch erklärt wird, in einer Anordnung, die in der Rechenmaschinentechnik als Schieberegister bekannt ist. Ein Schieberegister kann in diesem Fall einfach als ein Satz von Kippstufen beschrieben werden, deren Binärinformation durch ein Schiebesignalkommando von einer Kippstufe auf die nächste geschoben werden kann. Wenn das unterste »Schwarz« in der ersten Spalte in der Position 7 war, würde dieses »Schwarz« von 7 nach 6, dann von 6 nach 5 usw. bis 1 geschoben werden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Oder-Tor 66 erregt. Dieses Oder-Tor hat fünf Eingangsleitungen 61 bis 65, die entsprechend von der untersten Stufe der fünf Registerspalten kommen. Die in den Register-Kippstufen gespeicherten Information wird in Synchronismus verschoben, da alle Register Verschiebeimpulse auf Leitung 59 empfangen. Das Ergebnis ist, daß das gesamte Bild abwärts geschoben wird; es kann gesagt werden, daß das Bild ausgerichtet wurde im Hinblick auf seine vertikale Lage. Sobald das Oder-Tor 66 ein Signal auf irgendeiner seiner Leitungen 61 bis 65 erhält, sendet es ein Signal auf Leitung 68 aus, um die Kippstufe 55 zurückzustellen und somit die Verschiebeoperation zu beenden.
Der nächste Schritt ist, zu erkennen, welches Zeichen gespeichert wurde. Die Aufmerksamkeit wird nunmehr auf Erkennungsabschnitt 70 der F i g. 1 gelenkt. Die Zeichenerkennung wird durch die Benutzung von sogenannten Widerstandskorre-

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lationsmatrizes erreicht, von denen eine bei 71 ge- oder drei Widerstände auf +6 Volt liegen, d. h., zeigt ist. Kleine Abschnitte einiger dieser Wider- 6 Volt werden an ihre Eingänge anstatt 0 Volt gelegt. Standsmatrizes werden im Erkennungsabschnitt der Das Ergebnis davon wird eine Spannung sein, die Fig. 1 beispielsweise gezeigt. Aufgabe jeder Wider- noch nahe Null liegt. In Fig. 1 sind nur vier Widerstandsmatrix ist es, eine Spannung zu produzieren, 5 stände der Widerstandsmatrix gezeigt, welche die die dafür charakteristisch ist, wie gut das gespeicherte »F«-Vergleichsspannung liefert. Diese Widerstände Bild mit jedem der möglichen vollkommenen Zei- sind an IA, 3A, 12E und 1Έ angeschlossen. Nur chen übereinstimmt, die zu erkennen gewünscht wer- die Leitung 73, die zur Klemme IA führt, ist beiden. Wenn es z. B. gewünscht wird, zehn Ziffern- spielsweise gezeigt, aber es ist ohne weiteres ersicht- und sechsundzwanzigBuchstabenzeichen zu erkennen, io Hch, daß die anderen Widerstände in ähnlicher können im einfachsten Fall sechsunddreißig verschie- Weise angeschlossen sind. Das Symbol IE soll bedene Spannungen abgegeben werden, da der Lese- deuten, daß dieser Punkt an den negativen Ausgang mechanismus jede der sechsunddreißig möglichen der Kippstufe IE angeschlossen ist statt an den posi-Zeichen abtastet und das Ergebnis an sechsund- tiven. Der Grund dafür ist, daß zusätzlich zur Verdreißig Widerstandsmatrizes sendet, von denen jede 15 drahtung der »Schwarze-Werte, die zu einem Zeieine unterschiedliche Ausgangsspannung bei der- chen »F« gehören, es wünschenswert ist, gewisse selben Eingangsinfonnation liefert. Jede dieser »Weiß«-Werte, deren Anwesenheit zu erwarten ist, Spannungen wird durch einen Satz von Widerstän- ebenfalls zu verdrahten. Diese »Weiß«-Werte sollten den geliefert, die alle gemeinsam an einen Punkt 71a, so gewählt werden, daß ihre Anwesenheit hilft, zwi-71 b, lic usw. angeschlossen sind und die von ver- 20 sehen zwei Zeichen zu unterscheiden, welche sonst schiedenen Punkten der fünf Register-Kippstufen- ähnliche Vergleichsspannungen geben. Der wesentspalten angesteuert werden. Es gibt einen Wider- liehe Unterschied zwischen »E« und »F« liegt im standsatz für die »A «-Vergleichsspannung, einen unteren Querstrich, der bei dem einen Zeichen vor-Satz für die »ß«-Vergleichsspannung usw., wie handen ist und bei dem anderen Zeichen fehlt. Wenn später erklärt wird. 25 alle »Schwarz«-Werte eines normalen »F« als posi-Es sei z. B. das Zeichen »F« angenommen, wel- tiv ohne negativ zu bewertende »Weiß«-Werte beches in Fig. 1 gezeigt ist. Nachdem die vertiklale nutzt werden, würde gefunden werden, daß alle Ausrichtung erfolgt ist, wird »schwarz« in IA, 2A, positiven Kippstufen zur Entwicklung der »F«- 2>A bis 14A gespeichert sein. In der B-Spalte wird Matrix-Spannung auch durch das »E« auf »schwarz« »schwarz« in IB und SB, 135 und 14B gespeichert 30 gestellt wären. Dies würde eine zwar vollkommene, sein, in der C-Spalte ist »schwarz« gespeichert in jedoch falsche Spannung an der »F«-Matrix bedin- IC, SC, 13C, und 14C; in der D-Spalte ist gen. Wenn andererseits aber zwei oder drei Negatio- »schwarz« gespeichert in 13 D und 14D, in der nen längs der Stellungsgrundlinie vorgesehen werden, jB-Spalte in 13 E und 14E. Somit ist ein vollkomme- die den unteren Querstrich eines »E« auch nes »F« entstanden. 35 »Schwarz« machen würde, findet man, daß diesE Jede Register-Kippstufe hat zwei Ausgänge. Der negativen Punkte zwei oder drei + 6-Volt-Punkte eine wird positiv und der andere wird als negativ bei einer »E«-Abtastung liefern, so daß die Ausbezeichnet. Zum Beispiel die Kippstufe Al hat die gangsspannung der »F«-Widerstandsmatrix einer Ausgänge IA und G, von denen IA positiv und guten Teil weniger vollkommen ist, bestimmt wenige] ΪΑ negativ ist. Wenn die Kippstufe auf »schwarz« 4° als bei einer »E«-Matrix.

geschaltet ist, ist der positive Ausgang gleich 0 Volt, Auf ähnliche Art und Weise werden die Widerwährend der negative Ausgang bei +6 Volt liegt. Standsmatrizes für alle Buchstaben und Ziffern unc Wenn andererseits die Kippstufe nicht geschaltet Symbole entwickelt und verdrahtet, welche man zi worden ist ( ein »weiß« speichert), wird der positive erkennen wünscht. Jedesmal, wenn ein Zeichen ab Ausgang auf + 6 Volt und der negative Ausgang auf 45 getastet worden ist, liefert jede dieser Widerstands 0 Volt gesetzt. matrizes eine Spannung, welche dafür charakte Die Aufgabe ist es jetzt, die geeigneten Punkte ristisch ist, wie gut das Bild des abgetasteten Zei auszuwählen, an welche die Widerstände angeschlos- chens mit den besonderen Widerstandsmatrixpunktei sen werden sollten, um eine Vergleichsspannung für übereinstimmt, die zur Darstellung des Zeichens ge das Zeichen »F« zu geben. Zu diesem Zweck wird 50 wählt wurden. Die Spannung reicht von 0 Volt, wa ein Widerstand an jeden der positiven Ausgänge an- dem vollkommenen Zustand entspricht, bis + 6 Volt geschlossen, von dem erwartet wird, daß er ein was überhaupt keine Übereinstimmung darstellt.
»Schwarz« für ein »F« gibt. Daher wird ein Wider- Die Erkennung, welches Zeichen abgetastet wor stand an die positiven Ausgänge von 2A, 3A usw. den ist, wird nun durch einen letzten Schritt erzieli bis 144 angeschlossen, während ein anderer Wider- 55 Dieser letzte Schritt besteht in der Auswahl de stand an den positiven Ausgang IA angeschlossen Bestvergleichsspannung, was mit der Bestvergleich wird. In der B-Spalte werden die Aasgänge 7, 8, 13 Auswahlschaltung 72 bewirkt wird, wie gezeigt wire und 14 angeschlossen. Die Auswahl der Bestvergleichsspannung wird seh In ähnlicher Weise werden die Widerstände an die einfach dadurch erzielt, daß alle Vergleichsspannun positiven Ausgänge 1, S, 13 und 14 der C-Spalten- 60 gen zusammen verglichen werden und die Spannun Kippstufen angeschlossen. In der D-Spalte sind die ausgewählt wird, die am nächsten zu Null liegt. E Widerstände mit den positiven Ausgängen 13 und ist sehr wichtig und bemerkenswert, daß seine absc 14 zu verbinden und in ähnlicher Weise in der lute Beurteilung erfolgt, ob ein Zeichen absolut ei Ε-Spalte. Wenn ein Zeichen »F« abgetastet wird »F« oder absolut ein »A« ist. Statt dessen wird en1 und ein vollkommenes Bild davon in der Kippstufen- 65 schieden, ob ein Zeichen mehr gleich einem »F matrix erhalten wird, ist die Vergleichsspannung für oder mehr gleich einem »A« ist, als es gleich einei »F« genau 0 Volt. Wenn zwei oder drei der anderen Zeichen ist. Dies ist eine wichtige Untei »Schwarz«-Werte fehlen, dann werden diese zwei scheidung, da sie gestattet, daß das Zeichenbild ein

Anzahl unrichtiger Punkte enthält und trotzdem das richtige Zeichen ausgewählt werden kann.

Es ist möglich und wünschenswert, den einzelnen Punkten ein unterschiedliches Gewicht zuzuordnen. Dies ist z. B. sehr nützlich bei der Unterscheidung zwischen »Null« und »Q«. Die Widerstände, die mit den die schwarzen Schwanzpunkte des »Q« speichernden Kippstufen verbunden sind, können parallel geschaltet werden oder der Wert kleiner gehalten sein als die anderen Widerstände der Matrix, so daß die Unterscheidung zwischen diesen beiden Zeichen betont wird.

Nunmehr wird eine Einrichtung zur Auswahl der Bestvergleichsspannung beschrieben.

Es ist bemerkenswert, daß das bisher beschriebene Gerät eine Mehrzahl von Widerstandsmatrizes zeigt, von denen jede einem besonderen Zeichen entspricht und die Korrelation zwischen den Signalen mißt, die durch diese Matrizes von den Elementarflächen der abgetasteten Zeichen oder ihrer Bilder erhalten werden. Die entsprechenden Signale können von jeder Elernentarfläche erhalten werden, in welchem Fall bei dem erwähnten Beispiel ein Satz von fünfunddreißig Signalen vorliegt, und dieser Satz würde sich natürlich bei jedem abgetasteten Zeichen unterscheiden, da jedes Zeichen eine unterschiedliche Konfiguration hat. Der Signalsatz ist daher ein Maß für das Zeichen. Diese Signalsätze in digitaler Form — im vorliegenden Fall binäre Einheiten, die nur »Schwarz« oder »Weiß« berücksichtigen — können in einem an sich bekannten Digital-Rechengerät mit gespeicherten Daten verglichen werden, die dem gewünschten Drucksatz entsprechen, um zu bestimmen, welches Zeichen des Drucksatzes jedem Signalsatz am nächsten kommt.

Es ist ohne weiteres verständlich, daß, obgleich nur eine einzige Photozellenanordnung gezeigt wird, beim Ausführungsbeispiel auch fünf solcher Anordnungen vorhanden sein können, womit dann das gesamte Zeichen auf einmal abgetastet werden kann. Dies ist zwar kostspieliger hinsichtlich der Ausstattung, gestattet aber höhere Lesegeschwindigkeiten.

F i g. 2 zeigt ein Schema von drei ausgewählten Widerstandsmatrizes und die Methode zum Erhalt der Bestvergleichsspannung. Es wird mit der Matrix begonnen, welche die Bestvergleichsspannung für das Zeichen »A« liefert. Wie vorher beschrieben, ist jeder der Widerstände im Abschnitt 71 an den Ausgang einer Kippstufe eines der erwähnten Kippstufenregister angeschlossen. Die einzelne Kippstufe, an welche ein Widerstand angeschlossen ist, wird mit einem Symbol wie IA, 3A, 12B usw. bezeichnet. Wenn ein Symbol mit einem oberen Querstrich versehen ist, bedeutet dies, daß der Widerstand an den negativen Ausgang der Kippstufe statt an den positiven angeschlossen ist. Wenn ein »Schwarz« in der Kippstufe gespeichert ist, liegt der'positive Ausgang auf 0 Volt und der negative auf + 6 Volt. Wenn ein »Weiß« in dieser Kippstufe gespeichert ist, ist es umgekehrt. Es ist ersichtlich, daß bei Annahme der Widerstandsmatrix für das Zeichen »A« in der oberen linken Ecke der F i g. 2, sofern alle Kippstufen, deren positive Ausgänge angeschlossen sind, »Schwarz«- Werte speichern und sofern alle Kippstufen, deren negative Ausgänge angeschlossen sind, »Weiß «-Werte speichern, die Vergleichsspannung angenähert 0 Volt beträgt. Wenn einige von diesen Punkten unrichtig sind, etliche der Kippstufen sollten »Schwarz« eingestellt sein statt »Weiß«, und einige der Kippstufen sollten »Weiß« eingestellt sein statt »Schwarz«, so wird die resultierende Vergleichsspannung etwas positiver als 0 Volt sein, angenommen, bei der yi-Abtastung seien einige Punkte unrichtig, und die resultierende Vergleichsspannung für das Zeichen »A« sei 0,5 Volt. In dem Augenblick, in dem die Vergleichsspannung für das Zeichen »A« 0,5 Volt beträgt, ist die Vergleichsspannung für jede andere

ίο Widerstandsmatrix in dem System von einem anderen Wert. Die Widerstandsmatrizes sind so ausgelegt, daß die Vergleichsspannung jeder dieser anderen Matrizes positiver als 0,5 Volt sein soll, da die Kombination von »Schwarz«-Werten und »Weiß«-Werten, die gespeichert wurden, viel mehr unrichtige Punkte für jede dieser anderen Matrizes haben als für die »A«- Matrix. Angenommen sei z. B., daß die resultierende Spannung für das Zeichen »A« in der Matrix »B« + 1,5VoIt und die resultierende Spannung für das Zeichen »A« in der Matrix »7« +1,3 Volt beträgt. Jedem der Vergleichsspannungspunkte 21a, 21b usw. ist ein Transistor zugeordnet, die gemäß Abschnitt 72 der F i g. 2 geschaltet sind. Alle Emitter der dort gezeigten pnp-Transistoren 72 a, 72 b usw. sind an einen gemeinsamen Widerstand 76 mit einem Wert von 2,7 kOhm angeschlossen. Das andere Ende dieses Widerstandes liegt an +13,5 Volt. Jeder der Kollektoren liegt an —13 Volt über einen 6,8-kOhm-Widerstand 77 b usw. Jeder Kollektor ist gleichzeitig an eine Diode 78 a, 78 b usw. angeschlossen, so daß dessen Spannung nicht über 0 Volt ansteigen kann. Der Vergleichsspannungs-Ausgangspunkt der ^-Widerstandsmatrix ist mit der Basis des Vergleichstransistors 72 a, der Ausgang der B-Widerstandsmatrix mit der Basis des Vergleichstransistors 72 & üsw. verbunden. Am einfachsten ist die Arbeitsweise der Schaltung zu verstehen, wenn die Schaltung so betrachtet wird, als wenn jeder Kreis ein Emitterfolger wäre, deren Emitter alle an einen gemeinsamen Widerstand angeschlossen sind. Das würde gleichbedeutend mit einem exklusiven Oder-Tor sein, bei dem die Ausgangs-Emitterspannung durch diejenige Spannung bestimmt wird, welche am meisten negativ von allen angelegten Spannungen ist. Im gewählten Beispiel, bei dem die A-Vergleichsspannung +0,5, die .B-Vergleichsspannung +1,5 und die C-Vergleichsspannung +1,3 beträgt, wird die Emitterspannung durch die +0,5-Volt-Spannung bestimmt, da sie die am meisten negative dieser Gruppe ist.

Insbesondere ist mit dem benutzten Transistor und den Widerstandswerten die Spannung am gemeinsamen Emitterpunkt auf Leitung 79 gleich 0,2 Volt höher als die niedrigste Basisspannung wegen des Transistor-Spannungsabfalls, und bei den angenommenen Eingangsspannungen beträgt die gemeinsame Emitterspannung ungefähr +0,7VoIt. Mit anderen Worten, der gemeinsame Emitterpunkt ist gleich der Bestvergleichsspannung von +0,2 Volt.

Jetzt werden die verschiedenen Kollektorspannungen betrachtet. Der Vergleichstransistor 72 a ist leitend, da Basis-Emitter-Strom fließt. Infolgedessen fließt ein Strom in der Emitter-Kollektor-Strecke, und dieser Strom bringt den Kollektor von —13 Volt auf Null. Die anderen Transistoren sind jedoch gesperrt, da ihre Emitter in jedem Fall mehr negativ als ihre Basen sind. Daher fließt in den Vergleichstransistoren für das Zeichen »B« und »7« z. B. kein Kollektorstrom. Da in keinem dieser Transistoren Kollektor-

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strom fließt, bleibt die Ausgangs-Kollektorspannung tung erzielt, die eine nur während einer Auswahlzeitauf —13 Volt. Der gezeigte Kreis hat somit die am folge eintretende Auswahl gestattet. Es wird auf das meisten negative Eingangsspannung ausgewählt und ' Oder-Tor 66 der F i g. 1 Bezug genommen. Dieses die Spannung gekennzeichnet, indem ein ausgelöstes Oder-Tor gibt einen Impuls ab, sobald irgendeine Signal von —13 Volt auf Null auf einer der drei Aus- 5 der Kippstufen am »unteren Ende« jeder Spalte A gangsleitungen geht. Das Signal auf dieser Leitung bis E einen Schwarzwert an dieses auf einer der Leilegt daher fest, daß das abgetastete Zeichen in die- tungen 61 bis 65 übergeführt hat. Dieser Impuls besem Augenblick ein »A« ist. Das Signal kann zum endet das Abwärtsschieben, wie erläutert, und stellt Ausdrucken des Buchstabens benutzt werden oder auch die Auswahltakt-Kippstufe 81. Nunmehr müsan einen an sich bekannten Rechner für Rechen-, io sen die Vergleichstransistoren ihre Auswahl treffen, Auswahl- und Speicherzwecke geliefert werden. Das welche Vergleichsspannung die »beste« ist. Das wird Gerät hat nun den Buchstaben »A« erkannt und kann durch die Schaltung nach F i g. 3 erreicht. Die Ausähnliche Zeichen, die ihm dargeboten werden, eben- gangsspannung der Auswahltakt-Kippstufe 81 (F ig.l) falls erkennen. Ein praktisch ausgeführtes Gerät die- geht von +6 Volt auf OVoIt über Leitung 82, wenn ser Art kann die Zeichen eines Drucksatzes mit einer 15 die Zeit für die Betätigung der Vergleichstransistoren entsprechend verdrahteten Widerstandsmatrix mit gekommen ist. Vorher lagen alle gemeinsamen Emiteiner Geschwindigkeit von 2000 Zeichen pro Se- terpunkte für die Vergleichstransistoren 72 auf etwa künde erkennen. —1,8 Volt, und zwar deswegen, weil der Vergleichs-

F i g. 2 zeigt einen einfachen Schaltkreis, um das Steuertransistor 73 gesperrt ist und sein Kollektor-Prinzip zum Erhalt des Bestvergleichs zu illustrieren. 20 widerstand einen stärkeren Strom infolge der Kopp-Der normale praktische Fall ist etwas verwickelter. lungsdioden 73 α in der gemeinsamen Emitterleitung

Fig. 3 dient zur Erläuterung eines detaillierten 79 aufnimmt. Wegen der Wirkung der beiden in Schaltungskreises für diesen Zweck und zeigt, wie Serie geschalteten, an Erde gelegten Dioden 83 kann drei der wichtigsten Erfordernisse erfüllt werden. Das jedoch die gemeinsame Emitterleitung nur auf eine erste Erfordernis ist die Oder-Schaltung von mehre- 25 Spannung von —1,8 Volt gelegt werden. Bei den ren Widerstandsmatrizes an einen einzigen Vergleichs- Dioden handelt es sich um Siliciumdioden, die einen transistor. Das zweite Erfordernis bezieht sich auf die Vorwärtsspannungsabfall von etwa 0,8 Volt bei den Methode, durch die eine Auswahl nur während des in der Schaltung fließenden Strömen haben. Da an Auswahl-Zeittaktes zugelassen wird, und das dritte dem gemeinsamen Emitterpunkt aller Vergleichs-Erfordernis betrifft die Art, durch die die schlech- 30 transistoren eine Spannung von —1,8 Volt steht und teste Vergleichsspannung begrenzt ist, mit der noch die niedrigstmöglichste Spannung für irgendeine der eine echte Erkennung erfolgen könnte. In vielen Basen 0 Volt ist, sind alle Vergleichstransistoren 72 praktischen Zeichenlesesituationen gibt es Fälle, bei abgeschaltet. Die Kollektoren liegen daher alle an denen mehrere Widerstandsmatrizes notwendig sind, —13 Volt. Zu dem Zeitpunkt, an dem die Auswahl von denen jede eine leicht unterschiedliche Beschrei- 35 gewünscht wird, geht die Ausgangsspannung der bung desselben Zeichens trägt. Eine solche Situation Auswahltakt-Kippstufe auf Leitung 82 von + 6 Volt tritt z. B. auf, wenn das Gerät eine Anzahl von ver- auf 0 Volt. Der Vergleichssteuertransistor 73 wird schiedenen Zeichendrucksätzen zur selben Zeit er- durch diese Ansteuerung leitend, und der resultiekennen soll. Ein »A« kann in jedem einzelnen Fall rende Kollektorimpuls beträgt 6 Volt. Dies bringt die bei zehn Drucksätzen verschieden sein. Man könnte 40 Kopplungsdiode 73 α in die Rückwärtsrichtung und natürlich jede von diesen gewünschten Widerstands- erlaubt somit eine Spannungskontrolle am gemeinmatrizes ihren eigenen Vergleichstransistor an- samen Emitterpunkt durch die am meisten negative steuern lassen. Die digitale Ausgangsspannung des Basisspannung. Somit kann zu diesem Zeitpunkt die Vergleichstransistors könnte später digital in einer Auswahl der Bestvergleichsspannung erfolgen.
Oder-Schaltung verarbeitet werden, um eine einzige 45 Die dritte Funktion dieses Schaltungskreises be-•1-Ausgangsspannung zu liefern, wobei dies jedoch steht darin, die untere Grenze der zulässigen Vervor dem Vergleichstransistors nach F i g. 3 zu erfol- gleichsspannung zu bestimmen. Rechts in F i g. 3 wird gen hätte. Jeder Widerstandsmatrizesausgang, z. B. ein Potentiometer 84 gezeigt, welches zwischen A', A", A'", steuert seinen eigenen Emitterfolger 69 +6 Volt und Erde angeschlossen ist. Potentiometer an, und deren Ausgänge sind an einen gemeinsamen 5° 84 ist auf irgendeine Spannung, z. B. +2 Volt, ein-Emitterwiderstand 69 a bei lies' angeschlossen. Von gestellt. Wenn während des Auswahlzeittaktes'keine diesem gemeinsamen Punkt aus wird der Vergleichs- Ausgangsspannung von den Widerstandsmatrizes getransistor 72 angesteuert. Hiermit wird in Wirklich- liefert wird, die mehr negativ als eine vorbestimmte keit eine exklusive Oder-Schaltung der Vergleichs- Spannung von beispielsweise +2VoIt ist, wird der spannungen von den Matrizes erzielt, da der Aus- 55 Vergleichstransistor Strom ziehen, und seine Kollekgang des Emitterfolger-Oder-Tores immer durch den torspannung geht von —13 Volt auf Null. Dies beam meisten negativen seiner Eingänge bestimmt ist. deutet, daß das abgetastete Zeichen mit keiner der Diese Art hat mehrere Vorteile gegenüber der Ver- Widerstandsmatrizes gut genug zur Erkennung zu Wendung von einzelnen Vergleichstransistoren, denen vergleichen ist und daher das Gerät feststellen muß, Oder-Tore folgen. Vor allem ist die Anzahl der be- 60 daß es das abgetastete Material nicht lesen kann,
nötigten Einzelelemente geringer, aber noch wichtiger F i g. 4 a erläutert die Art einer Oder-Schaltung, die ist der Gewinn an Leistungsverstärkung an einer nützlich ist, wenn sehr schiefe Zeichen verwendet Stelle, an der diese sehr nützlich ist. Diese Leistungs- werden. Es wird angenommen, daß ein fester Stanverstärkung wird mittels der Oder-Tor-Emitterfolger dardstrom vorgesehen wird. Wenn das Kippstufenerhalten.EineBemitzungvonDiodenistdurchausmög-65 signal am Ausgang 181? oder 17E »Schwarz« ist, lieh, dabei wird jedoch kein Leistungsgewinn erhalten. soll an einem Standard-Matrixwiderstand OVoIt an-

Die zweite Funktion, die an Hand von Einzelheiten liegen. Dies kann durch Anschluß des positiven Aus-

nach Fig. 3 beschrieben wird, wird durch die Schal- gangs ISE an die Kathode einer Diode 92 und des

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positiven Ausgangs '17E an eine andere Diode be- jedem der Sätze anzuhalten, gestattet es dem Konwerkstelligt werden. Die beiden Kathoden liegen zu- strukteur, entweder ein Schiebehaltkommando für sammen an dem Verbindungspunkt der beiden Wider- jeden Satz vorzusehen, wenn eine der untersten stände 93 und 94. Kippstufen einen »Schwarz«-Wert enthält, oder das

Einer dieser Widerstände 94 ist der Widerstand der 5 ihnen einen »Schwarz«-Wert erhält. Im allgemeinen Standardwertmatrix, wie bei 71 in F i g. 1, der Schieben beider Sätze zu beenden, wenn einer von andere, 93, ist ein Widerstand, dessen anderes Ende ist die Entscheidung, welches Schiebehaltsystem beauf +13 Volt liegt. Der Widerstand 93 hat einen der- nutzt werden soll, zur Zeit, empirisch zu fällen auf artigen Wert, daß, wenn beide positiven Ausgänge der Grundlage des Versuchs mit verschiedenem Lesevon 18 E und 17Is auf +6 Volt liegen, der Verbin- io stoff, gegebenenfalls wird die Druckqualität das beste dungspunkt auf + 6 Volt angehoben und dort infolge System bestimmen.

der Oder-Schaltung der Ausgänge der Register-Kipp- F i g. 5 zeigt eine schematische Zeichnung des Abstufen durch die entsprechenden Dioden festgehalten tastgerätes. Folgende Teile sind zu sehen: Der Papierwird. Die einfache Schaltung ist eine Art Oder-Schal- transport 85, das Linsensystem 86, das Lichtsystem tung in der Weise, daß entweder 18 E oder 17 £ bzw. 15 87, der halbdurchlässig versilberte Spiegel 88, der beide geerdet sind, worauf die Eingangsspannung an vollreflektierende Spiegel 88 a, eine Spalte von geraddem Widerstand 94 geerdet ist. Wenn andererseits zahlig numerierten Fotozellen 89 und eine Spalte von beide Eingänge auf +6 Volt liegen, befindet sich der ungeradzahlig numerierten 90 und ein Linsensystem Ansteuerpunkt des Standardwiderstandes 94 auf 191 und 192 für die entsprechenden Photozellen.
+ 6 Volt. Somit wird eine Schaltung erhalten, die dem 20 Der Papiertransport kann von beliebiger Art sein, gewünschten positiven Ausgang ein einziges -Gewicht Ein Grundtyp ist der, der einzelne Schriftstücke zuordnet, wenn eine der Eingangskippstufen auf längs einer geraden Linie bewegt, wie gezeigt, so daß »Schwarz« gestellt ist, und ein solches Gewicht von eine Druckzeile abgetastet wird. Bei einem anderen der Vergleichsspannung abzieht, wenn keine der Typ eines Papiertransports wird eine Anzahl von Eingangsspannungen auftritt. Das Umgekehrte erfolgt 25 Druckzeilen desselben Blattes Papier abgetastet. Ein bei der Schaltung nach Fig. 4b. Hier ist es die Auf- derartiges System enthält eine rotierende Trommel, gäbe, eine Standardgröße von der Vergleichsspannung auf der die abzutastende Papierseite befestigt ist. Das abzuziehen, wenn eine der Eingangsspannungen Linsensystem und die Photozellen können in einer »Weiß« entspricht. In diesem Fall sind die Kippstufen Anordnung so eingerichtet sein, daß sie axial entlang an die Anoden der Dioden 91' und 92' angeschlossen, 3° der Trommel geführt werden. Die Einzelheiten des während die Kathoden gemeinsam am Verbindungs- Papiertransports sind jedoch nicht Gegenstand der punkt der beiden Widerstände 93' und 94' liegen. Erfindung.

Wenn entweder der Punkt 18 E oder 172s auf Das Linsensystem kann bei einigen Anwendungs-

+ 6 Volt liegen, wird der Steuerpunkt des Widerstan- fällen von üblicher Art sein, aber für die meisten Andes 94' auf + 6 Volt liegen. Das bedingt, daß die 35 Wendungen ist es wünschenswert, daß das Bild in zwei Vergleichsspannung als Konstante zu betrachten ist. Teilbilder aufgespalten wird. Der Grund hierfür

Fig. 4c zeigt die geometrische Beziehung eines liegt darin, daß man die vorgeschriebene Über-5 · 14-Gitters von Kippstufen nach Fig. 1, die das lappung von geradzahligen und ungeradzahligen Zeichen »F« aufzeichnen. Photozellen haben möchte. Bei Verwendung eines

Fig. 4d ist nur ein anderes Beispiel der Matrix- 4° halbdurchlässig versilberten Spiegels 88, bei dem ein anordnung nach Fig. 4c. Die eine Hälfte der Punkte Bild hindurchgeht und das andere reflektiert ist, ist nach Fig. 4c ist einfach in einer »ungeraden« Ma- es somit möglich, elf Photozellen 2 bis 22, die sich, trix zusammengestellt, die andere Hälfte in einer wie bei 89 gezeigt, einander berühren, für das direkte »geraden« Matrix. Logisch gesehen ist kein Unter- Bild und einen anderen Satz 90 von elf ebenfalls schied zwischen diesen beiden Formen, d. h. zwischen 45 eng einanderliegenden Photozellen 1 bis 21 für das der Einzelmatrix, die sowohl ungerade als auch reflektierte Bild anzuordnen. Die Spalte der geradgerade Punkte einschließt, und der Anordnung, die zahligen Photozellen wird in der Weise vertikal vergetrennte ungerade und gerade Matrizes benutzt. Die setzt, daß die gewünschte Überlappung von einer letztgenannte Anordnung ist ein wenig günstiger, da Zelle zur anderen erzielt wird.

gefunden wurde, daß die meisten der Widerstands- 5o Statt halb versilberten Spiegeln können gegebenenmatrizes entweder alle von ungeraden Punkten oder falls halbdurchlässig versilberte Prismen benutzt alle von geraden Punkten abgeleitet werden. Die werden. Der Vorteil des Prismas gegenüber dem Möglichkeit, die Matrizes wie in Fig. 4a und 4b Spiegel besteht darin, daß nur Einzelbilder vom kreuzweise zu koppeln, bleibt erhalten. Wenn der Prisma erhalten werden. Da ein versilberter Spiegel ungerade Satz der Kippstufen ein Schieberegister mit 55 immer eine Vorderfläche und eine Rückfläche besitzt, eigenen Schiebekernen ist und seinen eigenen wird es immer Vielfachbilder geben, obgleich die Schiebehaltmechanismus besitzt, sobald am Ende ein Reflexionen von zweiter und höherer Ordnung bei »Schwarz« ankommt, und wenn der gerade Satz einem guten Spiegel abgeschwächt sind,
einen identischen, aber getrennten Mechanismus hat, Es ist auch möglich, zwei unabhängige Linsendann können die beiden Register völlig unabhängig ⁶° systeme zu verwenden, ein Linsensystem für die unvoneinander betrieben werden. Einer der Vorteile geradzahlige Photozellenspalte und ein anderes liegt herbei darin, daß die Schiebegeschwindigkeit für Linsensystem für die geradzahlige Spalte. Diese jede Art von Schieberegister verdoppelt werden kann. werden notwendigerweise in einem Winkel zuein-Wenn es aus irgendwelchen Gründen gewünscht ander angeordnet, aber der Winkel ist meist unwürde, daß die Information beide Sätze der Kipp- 65 wichtig, da nur ein einziges Zeilenelement in jedem stufen beim Abwärtsschieben passierte, wäre es un- Augenblick abgetastet wird. Dieses vertikale Zeilenmöglich, unabhängige Schieberegister zu konstruie- element hat allein im Brennpunkt der Photozellen zu ren. Die Eigenschaft, das Schieben unabhängig in bleiben.

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Sowohl die Vervielfacherphotozellen als auch die tentiometers 103, das die zweite Transistorbasis im Festkörperphotozellen sind erfolgreich bei dieser Art Quantisierkreis einstellt, kann der Punkt eingestellt Anordnungen zur maschinellen Zeichenerkennung werden, bei welchem die Umschaltung von verwendet worden. Die Photovervielfacher haben den »Schwarz« auf »Weiß« erfolgt. Die Ausgänge des Vorzug, daß sie wesentlich empfindlicher als die 5 Photozellenverstärker gehen an eine Anzahl von An-Halbleiterzellen sind, aber sie besitzen den Nachteil, schlußpunkten. Einer dieser Anschlußpunkte ist das daß sie größer sind und eine hohe Spannung zum Oder-Tor 50 (s. auch Fig. 1). Dieses Oder-Tor beBetrieb erfordern. Wegen ihrer Größe sind im Ge- steht aus zweiundzwanzig Dioden 106. Jede ihrer brauch höhere Vergrößerungsverhältnisse des opti- Kathoden ist an einem Photozellenverstärker angeschen Systems notwendig. Bei Verwendung von Halb- io schlossen, während ihre Anoden zusammen an einem leitervorrichtungen werden die gesamten Dimensio- gemeinsamen Widerstand 50 a liegen. Ein Transistor nen des Abtastgerätes erheblich vermindert. Der Be- 5© b dient zur Signalumkehrung. Aufgabe dieser darf an Licht wächst jedoch stark. Oder-Schaltung ist es, ein Signal »Oder-Schwarz« zu

Das direkte Bild des abgetasteten Zeichens wird liefern. Das »Oder-SchwarzÄ-Signal tritt auf, wenn seitenverkehrt auf den Schirm 193 geworfen, der 15 einer oder mehrere der Eingangsverstärker »Schwarz« durch die Photozellen 89 abgetastet wird, wobei jede sehen. Dieses »Oder-Schwarz«-Signal dient zum von ihnen nur eine Fläche sieht, die dem von der zu- Starten des Zeittaktregisters, das im Zusammenhang geordneten Linse 191 erfaßten Anteil entspricht. mit F i g. 1 beschrieben wurde.
Jede dieser Linsen ist so gelegen, daß sie nur ein Nunmehr wird ein Verstärker ausgewählt und der Siebentel der vertikalen Höhe des seitenverkehrten 20 Weg seiner Signale in die zugeordneten Schiebe-Bildes sieht. Auf ähnliche Art wird ein identisches registerstufen verfolgt, z. B. Photozelle Nr. 1. Photo-Bild auf den Schirm 194 geworfen und in ähnlicher zelle Nr. 1 ist mit fünf Punkten verbunden, wie in Weise durch die Photozellen 90 abgetastet mit Aus- F i g. 1 gezeigt. Einer dieser Punkte ist der Eingang nähme, daß die vertikale Placierung der Linsen 192 des Und-Tores 31+1 für die A -Spalte und einer in und Photozellen 90 derart gewählt ist, daß die von 25 ähnlicher Weise der für die C-Spalte, D-Spalte und ihnen gesehenen entsprechenden Flächen zwischen Ε-Spalte. Diese Tore sind in F i g. 1 dargestellt und den von den ungeradzahligen Zellen gesehenen dienen zur Ansteuerung der verschiedenen Schiebe-Flächen liegen. registerspalten. Der andere Eingang des Und-Tores

Die Fig. 6 zeigt weitere Einzelheiten einer typi- 31+1 nimmt den Impuls von Leitung 41 auf, der sehen, praktisch ausgeführten Anordnung zur maschi- 30 als »Ansteuerungsbefehk-Spalte A bezeichnet wird, neuen Zeichenerkennung. Nach Fig. 6A werden in Der Kollektor jedes Und-Tor-Transistors, z.B. 107 diesem Fall Photovervielfacherröhren mit einer An- (Fig. 6A), wird sich auf +6 Volt befinden, wenn zahl Elektroden verwandt, die durch verschiedene nicht beide Eingangspunkte auf + 6 Volt liegen, in Spannungen zwischen —100 Volt und Erde vorge- welchem Fall der Kollektor auf 0 Volt abfallen wird, spannt sind. Die End-Anode ist auf +13 Volt vor- 35 Die Ausgangsspannung des Und-Tor-Transistors gespannt und steuert eine Emitterfolger-Doppelstufe wird dann zum Stellen der ersten Kippstufe der 101 an. Dieser Stufe folgt ein quantisierender Kreis, ^4-Spalte benutzt. Die Kippstufen bestehen aus zwei der im vorliegenden Fall ein sogenannter Differenz- Transistoren 108 und 109, von denen jeder zwei verstärker 102 ist. Dieser Differenzverstärker erhält Eingangswiderstände besitzt. Der Eingangswiderstand ein Signal von der Emitterfolger-Doppelstufe 101 an 40 111 ist an Transistor 108 und an den Kollektor des die Basis eines seiner Transistoren. Die Basis des Tor-Transistors 107 angeschlossen. Der andere Einanderen Transistors ist an den veränderbaren Punkt gangswiderstand 112 liegt am Kollektor des Trandes Potentiometers 103 angeschlossen. Das eine Ende sistors 109. Der Transistor 109 besitzt ebenfalls zwei des Potentiometers liegt an Erde und das andere Ende ähnliche Eingangswiderstände. Einer von diesen, an einem Potentiometer 104, das für alle Quantisier- 45 nämlich 113 ist an die Rückstell-Leitung 113 α ankreise des Systems gemeinsam ist. Das gemeinsame geschlossen, die zur Einstellung aller Kippstufen in Potentiometer 104 liegt zwischen +6,5 und die Null-»Oder-Weiß«-Lage benutzt wird, bevor +13,5 Volt, und der Bedienende kann durch Em- irgendein Zeichen abgetastet wird. Der andere WiderStellung dieses Potentiometers den quantisierenden stand 114 ist kreuzweise mit dem Kollektor des Punkt für alle Verstärker des Systems zugleich ein- 50 Transistors 108 gekoppelt. Diese Anordnung bildet stellen. Der Ausdruck »Quantisierung« bedeutet im einen »Flip-Flop« und ist an sich bekannt. Die Wirvorliegenden Fall die Entscheidung, ob eine einzelne kungsweise eines derartigen »Flip-Flop« kann wie vom Photozellenvervielfacher abgetastete Stelle als folgt beschrieben werden. Angenommen, der rechte »Schwarz« oder »Weiß« bezeichnet werden soll. Transistor der bistabilen Kippstufe leitet. Dies beWenn die Spannung an der Basis des ersten Tran- 55 deutet die Null-Lage, und diese Lage wird auch mit sistors 102 b mehr positiv als die an der Basis des »Weiß«-Lage bezeichnet werden. In dieser Lage oder zweiten Transistors 102 c ist, geht die Kollektorspan- in diesem Zustand liegt der Kollektor des rechten nung von Erde auf +6,5 Volt. Ein normaler Tran- Transistors auf +6,5 Volt. Der linke Transistor ist sistor wird dann derart gesperrt, daß sein Kollektor dafür gesperrt, wenn zusätzlich der Kollektor des Erdpotential hat. Der Punkt 102 a ist der Ausgang 60 Tor-Transistors auch auf +6,5 Volt liegt. Der KoI-des Photozellenverstärkers und liefert einen als lektor des linken Transistors der bistabilen Kipp-Standartimpuls bezeichneten Impuls. Sämtliche Aus- stufe wird dann Nullpotential haben und den Eingänge der Verstärker haben dann entweder 0 oder gangswiderstand des rechten Transistors erniedrigen. +6,5 Volt. Die Anwesenheit eines 0-Volt-Signals Dieses Ergebnis unterstützt den rechten Transistor, gibt an, daß die Photozelle in diesem Augenblick 65 leitend zu bleiben. Die andere Lage ist auch stabil, »Schwarz« sieht, und die Anwesenheit ernes + 6,5- d. h., wenn der linke Transistor leitet, wird sein KoI-Volt-Signals bedeutet, daß die Photozelle in diesem lektor den rechten Transistor durch Nichtleitung umAugenblick »Weiß« sieht. Durch Änderung des Po- kehren, und der rechte Transistor (gesperrt) wird den

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linken Transistor im leitenden Zustand unterstützen. öffnung angenähert gleich der Fläche des kleinsten

Um ein »Schwarz« in diese Kippstufen einzugeben, Merkmals des Zeichenbildes ist, dessen Existens

muß die Photozelle notwendigerweise »Schwarz« noch zu erkennen gewünscht wird,

sehen. Dies ergibt sich am Punkt Ib, sofern er auf Es wird nun geprüft, wie eng der Abstand

+ 6 Volt liegt. Wenn der »Punkt A« zu dieser Zeit 5 zwischen solchen Photozellen sein darf. Wenn ein

auch auf + 6 Volt liegt, ist der Tor-Transistor ge- Abstand zwischen den Photozellen benutzt wird, der

sperrt, und sein Kollektor fällt auf 0 Volt. Dies groß im Vergleich mit dem Zeichenelement ist, dann

zwingt den linken Transistor der bistabilen Kippstufe ist ersichtlich, daß viele Zeichenelemente die Photo-

in den leitenden Zustand, und wegen der soeben be- zellenfläche passieren, ohne daß ihre Existenz er-

schriebenen Rückkopplungswirkung wechselt der io kannt wird. Wenn sich auf der anderen Seite die

·. Transistor vom Nullzustand in den (L)-Zustand. Photozellen zu einem großen Prozentsatz, z. B.

Ähnliche Schaltungen werden für 2 b, 3 b usw. be- 90%, überlappen, dann besteht die Schwierigkeit, : nutzt. Ähnliche Schaltungen werden auch in der daß ein einzelnes Zeilenelement eine größere An-B-Spalte, der C-Spalte und der D-Spalte und der zahl von Photozellen beeinflußt. Es ist durchaus Ε-Spalte verwendet. Fig. 6 zeigt diese Schaltungen 15 möglich, ein solches System zu benutzen, aber die nur für die A -Spalte und für die ß-Spalte mit einigen Photozellen-Ausgangsspannung muß sehr sorgfältig typischen Werten der Kreiselemente. Das einfache in folgender Art quantisiert werden:
Resultat ist das, daß es fünf Spalten von Schiebe- Bei 90%iger Überlappung muß eine 10%ige register-Kippstufen gibt, jede mit zweiundzwanzig Zeilenänderung in der Lage sein, die Photozellen-Stufen ähnlich den beiden bereits erläuterten. 20 Ausgangsspannung von »Schwarz« auf »Weiß« oder

Eine interessante Erscheinung tritt auf, wenn die von »Weiß« auf »Schwarz« zu triggern.

vertikale Abtastung eines Zeichens oder eines Mu- Es wurde festgestellt, daß ein Quantisier-Pegel

sters durch eine begrenzte Anzahl von diskreten von ungefähr 50% etwa das Optimum darstellt,

Photozellen erfolgt statt durch einen kontinuierlich d. h. wenn 51 % oder mehr der Photozelle mit

arbeitenden Mechanismus, wie z. B. ein Loch in 25 einem Standard-Weißlicht beleuchtet werden, wird

einer mechanischen Abtastscheibe. die Photozellen-Ausgangsspannung mit »Weiß« und

Es sei angenommen, daß das Zeichenbild, das in wenn 49% oder weniger der Photozelle beleuchtet der linken Ecke der F i g. 1 gezeigt wird, an den werden, wird die Ausgangsspannung mit »Schwarz« Photozellen wie angegeben vorbeiläuft. Es sei ferner bezeichnet werden. Es ist ferner festgelegt worden, angenommen, daß, wie in Fig. 4e sich das Bild 30 daß die Photozellenöffnung gleich einem Zeileneiner vollkommen rechteckigen schwarzen Zeile von element sein soll. Bei diesen Parametern ist es klar, rechts nach links an den vier Photozellen vorbei- daß gerade einander berührende Photozellen nicht bewegt. Diesen vier Photozellen sind die beliebigen wünschenswert sind, da ein Zeichenelement, das Bezugszeichen 1, 6, 5 und 4 zugeteilt. Die ungerad- etwas schmaler als der Standard ist, durchrutschen zahligen Photozellen 7 und 5 sind mit festen Strichen 35 könnte, derart, daß die oberste und unterste Photobezeichnet und die geradzahligen Photozellen 6 und 4 zelle je nur 49 % »Schwarz« war. In diesem Fall gestrichelt. Sobald das Bild der schwarzenZeile an den würden keine Photozellen erkennen, daß dieses Photozellen vorbeigeht, wird die Photozelle 6 vollstän- leicht vom Standard abweichende Zeichenelement dig verdunkelt. Das Ausgangssignal dieser Photozelle abgetastet wurde. Daher ist noch eine andere Beurwird »Schwarz« sein. Die Photozellen 5 und 7 da- 40 teilung hinsichtlich des Prozentsatzes der Photogegen sind genau zu 50% bedeckt. Es entsteht nunmehr zellenüberlappung erforderlich. Als einfacher Fall das Problem, ob der Ausgangswert der Photozellen 5 wurden 50% Überlappung berücksichtigt. Dies illu- und 7 »Schwarz« oder »Weiß« bedeuten soll. striert Fig. 4e. Vier PhotozellenΊ, 6, S, 4 wurden

Um diesen Punkt vollständig zu erklären, wird gezeigt. Die ungeradzahligen 7 und 5 sind mit festen vorerst diskutiert, warum diese besondere geome- 45 Strichen und die geradzahligen 6 und 4 gestrichelt irische Konfiguration der Photozellen und eine gezeichnet. Das Bild eines völlig rechteckigen Zeilenschwarze Zeile als Beispiel gewählt wurde. Wenn die elements bewegt sich von rechts nach links an den Entnahme der gesamten optischen Information von Photozellen vorbei. Theoretisch wird die Photoeinem ein optisches System durchlaufenden Stück zelle 6 völlig durch das Zeilenelement bedeckt und Papier erstrebt wird, wäre eine unbegrenzt große 50 die Photozellen 7 und 5 zu 50%. Ersichtlich wird Anzahl von Photozellen in einer Spalte erforderlich. die Photozelle 6 ein »Schwarz« anzeigen, aber die Jede der Photozellen würde eine äußerst kleine Ausgangsspannungen der Photozellen 7 und 5 sind Fläche abzutasten haben. Dies würde nicht nur vom unbestimmt; mit anderen Worten, die Photozelle 7 Kostenstandpunkt unerwünscht sein, sondern es könnte entweder »Schwarz« oder »Weiß« sein in würden auch alle Arten von unnützer Information, 55 Abhängigkeit von sehr kleinen Unterschieden zwiz. B. Papierflecken oder Staubteilchen, aufgenommen sehen den Zeilenelementen, Photozellen, Photowerden. Diese unnütze Information würde eine Art zellenverstärkern oder von Störgeräuschen in den Rauschen in dem System darstellen und würde da- Zuleitungen. Wenn das Zeilenelement ein klein her unerwünscht sein. Auf der anderen Seite könnte wenig höher wäre, würde es vielleicht 60 % der bei Anordnung von nur wenigen Photozellen in 60 Photozelle 7, 90% der Photozelle 6 und 40% der einem Zeilenelement viel wertvolle Information ver- Photozelle 5 bedecken.

lorengehen. Gewisse Teile des Zeichens würden Das Ergebnis würde sein, daß die Ausgangsspannämlich nur kleine Änderungen in dem Lichtbetrag, nungen der Zellen 7 und 6 »Schwarz« und der den die Photozellen sehen, bedeuten und können so- Zelle 5 »Weiß« sein wird. Wenn das Zeilenelement mit nicht zufriedenstellend aufgenommen werden. 65 ein klein wenig niedriger wäre, wobei es 40% der Daher ist es klar, daß ein Kompromiß geschlossen Zelle 7, 90% der Zelle 6 und 60% der Zelle 5 bewerden muß. Für den gegenwärtigen Zweck ist es decken würde, würde die Zelle 7 »Weiß« sein, wähein geeigneter Kompromiß, wenn die Photozellen- rend die Zellen 6 und 5 »Schwarz« wären.

Es sollte daher klar sein, daß wenn auch eine derartige geometrische Anordnung von Photozellen immer das Passieren eines Zeichenelementes irgendwie erkennt, die genaue Anzahl der »schwarzen« Photozellen nicht gut fixiert ist. Dieser augenschein- S liehen Schwierigkeit kann durch die Benutzung zweier versetzter Photozellenreihen gemäß der Erfindung und entsprechender teilweise abhängiger Widerstandsmatrizes begegnet werden.

Bei Betrachtung der Fig. 4c ergibt sich, daß das Zeichen »F« auf einer vollen Matrix von zweiundzwanzig Kippstufen in der Höhe und fünf Kippstufen in der Breite abgebildet ist. Die angekreuzten Stellen dieser Matrix bezeichnen Schwarzwerte, die von geradzahligen Photozellen erkannt werden, während die Kreise Schwarzwerte repräsentieren, die von den ungeradzahligen Photozellen erkannt werden. Wenn z.B. alle Zeichenelemente in der vertikalen Richtung ein wenig schlechter als genau auf die geradzahligen Photozellen ausgerichtet sind, dann entsteht folgende Anordnung: Alle Kreuz- und Kreisstellen der ^4-Spalte sind vorhanden mit Ausnahme von 19^4, wo die Abdeckung weniger als 50% beträgt. Alle Kreuzstellen in der Reihe 18 und 12 sind vorhanden; die Quadrate in Reihe 19^4 bis 19E₁ Reihe 17B bis 17E, Reihe 135 und 13C; und Reihe 1113 und 11C werden nicht vorhanden sein. Wenn das Bild des Zeichens »F« ein klein wenig höher ist, entsteht die folgende Schwarzfläche: Die ganze Reihe 19, die ganze Reihe 18, A in Reihe 17 bis 14, HA bis 13C; A, B, C in Reihe 12, A in in Reihe 10 bis 6. Wenn das Bild ein wenig niedriger ist als der Teil, der mit den geradzahligen Photozellen übereinstimmt, dann entsteht folgende Anordnung: Alle Punkte der Reihe 18; alle der Reihe 17; A in 16, 15, 14 und 13; A, B, C in den Reihen 12 und 11; A nur in den Reihen 10, 9, 8, 7, 6.

Die ausführlichere Beschreibung im letzten Absatz über die Stellen, an denen Schwarzwerte in der Matrix zu erwarten sind, sollte klar aufzeigen, daß beträchtliche Unterschiede in den Einstellungen der Kippstufen erwartet werden können bei nur kleinen Unterschieden in der Zeichenhöhe. Es wird nun versucht, eine Einzel-Widerstandsmatrix aufzubauen, die Schwierigkeiten aufzuzeigen und nachzuweisen, wie diesen durch die Benutzung von zwei halbabhängigen Matrizen begegnet werden kann. Bei dieser Diskussion wird die Arbeitsweise des Abwärtsschiebens vernachlässigt, da dies die relativen Lagen von Schwarz- und Weißwerten nicht ändert. Für einen ersten Versuch bei einer Widerstandsmatrix werden Punkte derart ausgesucht, daß alle in Fig. 4c gezeigten Quadrate und Kreuzstellen in einer Matrix für Schwarzwerte zusammengestellt werden. Das bedeutet, alle positiven Punkte werden an Widerstände wie folgt angeschlossen:

Alle Punkte der Reihe 19; alle Punkte der Reihe 18; alle Punkte der Reihe 17; A nur bei den Reihen 16 bis 14; alle Punkte bei den Reihen 13 bis 11; A nur bei den Reihen 10 bis 6. Nunmehr hat man für ein vollkommen auf die geradzahligen Photozellen ausgerichtetes Bild, wobei der vertikale Abstand des Zeichenelements etwas geringer als normal ist, eine Anzahl von Kippstufenpunkten, welche »Weiß« statt »Schwarz« sind. Diese unrichtigen Punkte liegen in Reihe 19, in Reihe 17 B bis 17 E; B und C in Reihe 13; B und C in Reihe 11. Es ergibt sich, daß dreizehn unrichtige Punkte von zweiunddreißig ausgewählten vorhanden sind. Ein so hoher Prozentsatz von falschen Punkten ist meistens untragbar, da die Widerstandsmatrix für ein anderes Zeichen sicherlich weniger falsche Punkte aufweist. Wenn das Bild etwas höher als im beschriebenen Beispiel oder etwas tiefer geschoben wird, würde es weniger falsche Elemente geben. Es wird jedoch Wert darauf gelegt, daß der schlechteste Fall noch gut erkannt wird. Es soll jetzt eine andere Widerstandsmatrix betrachtet werden, bei der positive Ausgänge von allen Punkten der Reihe 18, A nur in Reihe 17 bis 14 und 13, A₁ B, C in Reihe 12 und nur A in den Reihen 11 bis 6 ausgesucht werden. Diese Anordnung stellt ein Zeichen dar, das vollkommen auf geradzahlige Photozellen ausgerichtet ist. Damit ist eine viel bessere Wahl getroffen worden, da eine leiche Aufwärts- oder Abwärtsverschiebung die aus- .-gesuchten Punkte immer noch »Schwarz« bleiben laßt, und die der Widerstandsmatrix dargebotene Information erscheint immer noch vollkommen. Aber auch in diesem Fall ist es gefährlich und unmöglich, negative Ausgänge an solchen Punkten wie 19 A bis 19 E anzuschließen. Um zu zeigen, warum diese > Auswahl für eine Widerstandsmatrix immer noch*, unbefriedigend ist, ist die Kenntnis einer anderen Art von Aufnahmefehlern notwendig. Dieser Fehler wird durch die auftretende Schrumpfung oder Deh-_O nung in der vertikalen Richtung eines Zeichens verursacht.

Der Fehler selbst zeigt sich darin, daß bei vollkommener Ausrichtung der obersten Zeile eines Bildes auf die geradzahligen Photozellen die mittlere oder die unterste Zeile des Zeichens auf eine ungeradzahlige Photozelle ausgerichtet sein kann. An sich ist einer derartigen Streckung oder Schrumpfung in der Praxis nicht begegnet worden. Mehr ist mit der Situation zu rechnen, bei der die oberste Zeile eines Zeichens gerade so ausgerichtet ist, daß die ungeradzahligen Photozellen begünstigt werden und die unterste Zeile so, daß die geradzahligen Photozellen begünstigt werden. Wenn eine Widerstandsmatrix nur aus ungeradzahligen oder nur aus geradzahligen Photozellen besteht, ist es klar, daß die Ergebnisse in manchen Fällen schlecht und in anderen Fällen gut ausfallen werden.

Zwei weitere mögliche Abweichungen müssen noch erwähnt werden. Erstens: Die Flanke einer Linie, welche normalerweise über das ganze Zeichen gerade ist, kann in Wirklichkeit geneigt sein, so daß eine solche Zeile von den ungeradzahligen Photozellen während der A- und S-Abtastung begünstigt wird und während der späteren Abtastungen durch die geradzahligen Photozellen.

Zweitens kann der unterste Punkt eines Zeichens sehr ausgefranst sein. Der unterste Punkt ist viel kritischer als jeder andere Punkt des Zeichens, da seine Lage bestimmt, wie weit das Zeichen während der Abwärtsschiebeoperation verschoben wird. Infolge kleiner Veränderungen dieses untersten Punktes kann ein Zeichen in eine Kippstufenmatrix zu liegen kommen, die entweder die meisten Schwarzwerte in ungeradzahligen Reihen oder die meisten Schwarzwerte in den geradzahligen Reihen hat. Fast alle diese Schwierigkeiten werden durch den Gebrauch zweier Widerstandsmatrizes beseitigt, eine ungeradzahlige Widerstandsmatrix und eine geradzahlige. Auf das Beispiel nach Fig. 4C zurückgehend, sollte eine Widerstandsmatrix aufgebaut

Claims (1)

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   werden, die positive Ausgänge von den folgenden Vorteil des Ungerade-Gerade-Systems wird ersieht-Punkten benutzt: Alle Punkte der Reihe 18, A nur Hch, wenn eine oder mehr der drei folgenden Abweiin den Reihen 16 und 14, A, B, C in Reihe 12, A chungen vorhanden sind. Der unterste Punkt ist ausnur in Reihe 10, 8 und 6. Eine getrennte Wider- gefranst, das Zeichen ist gestreckt oder geschrumpft Standsmatrix sollte so aufgebaut werden, daß alle 5 in vertikaler Richtung, oder das Zeichen ist leicht Punkte der Reihe 17, A nur in Reihe 15 und 13, in schärg. Es fragt sich jetzt, was passiert, wenn alle Reihe 11 die Punkte B und D, A nur in Reihe 9 Horizontallinien des Zeichens mit den geradzahligen ?.nd 7 benutzt werden. Die beiden Widerstands- Photozellen'übereinstimmen, der unterste Punkt aber matrizes sind an einen gemeinsamen Vergleichs- eine ungeradzahlige Photozelle auswählt. Infolge des transistor mit bekannten Mitteln, wie z. B. Emitter- io Abwärtsschiebens werden dann alle Horizontallinien folger, nach Fig. 3 anzuschließen. Es wird ange- in einer geradzahligen Widerstandsmatrix plaziert nommen, daß zur Erkennung des Zeichens »A« die sein und eine nahezu vollkommene Spannung als Vermit A' bezeichnete Widerstandsmatrix eine Matrix gleichsspannung liefern, während die ungeradzahlige ist, die an die ungeraden Reihen angeschlossen ist, Widerstandsmatrix einen sehr schlechten Vergleich und daß die mit A' bezeichnete Widerstandsmatrix 15 abgibt. Die Bestvergleichsspannung wird am Vermit ihren Widerständen an die geradzahligen Reihen gleichstransistor auftreten. Wenn nur eine ungeradangeschlossen ist. Nunmehr werden die einzelnen zahlige Widerstandsmatrix benutzt wurde, wird ein Fälle überprüft, um zu sehen, wie gut die Lösung sehr schlechtes Ergebnis erzielt werden. Umgekehrt, die verschiedenen Doppeldeutlichkeiten und Ver- wenn das Zeichen gut ausgerichtet in die ungeradzerrungen eines Zeichens berücksichtigt. Es sei zu- 20 zahligen Reihen zu liegen kommt und der unterste erst angenommen, daß das Zeichen vollkommen am aufgenommene Punkt geradzahlig ist, würde der Anfang und Ende auf die geradzahligen Photozellen beste Vergleich bei der ungeradzahligen Matrix vorausgerichtet ist. Nach dem Abwärtsschieben wird handen sein. Ähnliche Umstände treten auf, wenn das Zeichen mit seinen Horizontallinien gut in die das Zeichen gestreckt oder geschrumpft ist. Die Wirgeradzahligen Reihen eingeschrieben sein, da die 25 kung auf den untersten Punkt ist sehr ähnlich der, unterste Begrenzung keiner der geradzahligen Reihen die bei einem ausgefransten untersten Punkt bei angehörte. Die geradzahlige Widerstandsmatrix wird schlechtem Druck erhalten wird. Es ist jedoch mögdaher in einem vollkommenen Satz von positiven Hch, daß die oberste Linie eines Zeichens besser auf Ausgängen repräsentiert (und negativen Ausgängen. die ungeradzahligen Photozellen und die mittlere wenn welche eingestellt waren), während bei der 30 oder unterste Linie besser auf die geradzahligen ungeradzahligen Widerstandsmatrix viele von diesen Photozellen ausgerichtet ist. Dann gibt es leidlich Punkten fehlen werden. gute Vergleichsspannungen, die sowohl von der un-

   Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird der Punkte" geradzahligen als auch von der geradzahligen Matrix

   eine Spannung näher an Null haben als der Punkt herrühren. Der Vergleichstransistor erhält jeweils die

   A'. Die Spannung wird somit durch die Emitter- 35 bessere der Spannungen, wie es bezweckt wird. Als

   folger an die Basis des Vergleichstransistors gelegt. weiteres Beispiel sei ein schräges oder geneigtes

   Wenn andererseits die vertikale Lage des abgetaste- Zeichen angenommen. Teile der Horizontallinien

   ten Zeichens vollkommen auf die ungeradzahligen können zuerst von den ungeradzahligen Photozellen

   Photozellen ausgerichtet war, wird die Abwärts- und später in der C-, D- und Ε-Spalte von den gerad-

   schiebung das ganze Zeichen derart verlagern, daß 40 zahligen Photozellen aufgenommen werden. Das

   das unterste »Schwarz« in einer ungeradzahligen System von ungeradzahligen und geradzahligen

   Reihe zu liegen kommt, und alle Horizontallinien Widerstandsmatrizes wird immer noch gute Ergeb-

   des Zeichens in ungeradzahligen Reihen der Re- nisse zeitigen, selbst wenn diese nicht vollkommen

   gister-Kippstufen liegen. Das bedeutet, daß der un- übereinstimmen. Das System wird jeweils die beste

   geradzahlige Widerstandsmatrix wieder ein voll- 45 der beiden Vergleichsspannungen aussuchen,

   kommener Satz von Spannungen angeboten wird und Wenn die Erkennung von schrägen Zeichen wirk-

   jede Spannung Null ist, während der Punkt A mehr Hch problematisch wird, können zusätzliche Matrizes

   positiv als Null ist. Die Nullspannung wird über den aufgebaut werden, die einige ungerade und einige

   Emitterfolger an den Vergleichstransistor gegeben. gerade Punkte haben. Eine Verfeinerung dafür ist die

   Nunmehr wird der Fall betrachtet, bei dem das 50 Null-Torschaltung derart, daß, wenn entweder ein

   Zeichen genau zur Hälfte zwischen den ungerad- oder zwei Punkte »Schwarz« sind, die Eingangs-

   zahligen und den geradzahligen Reihen liegt. Hierbei spannung an den einen der Widerstände in einer

   wird ein komplettes Doppelbild erhalten, und sowohl Widerstandsmatrix ausreicht,
   die ungeradzahlige Matrix als auch die geradzahlige

   Matrix bekommt einen vollkomenen Satz von Span- 55 Patentansprüche:

   nungen angeliefert. Der Vergleichstransistor braucht 1. Anordnung zum maschinellen Erkennen

   keine Wahl zwischen diesen beiden Spannungen zu von Zeichen, die sich mit konstanter Geschwin-

   treffen, wenn sie gleich sind. digkeit an einer aus einer elektrooptischen An-

   Es ist wichtig, sich zu vergegenwärtigen, daß es in Ordnung bestehenden Abtastzone vorbeibewegen

   keinem der drei vorangegangenen Beispiele, bei 60 und deren in der Abtastzone auftretender Infor-

   denen ungeradzahligen und geradzahligen Aufneh- mationsinhalt einer Speichermatrix zugeführt

   mern zugeordneten Matrizen benutzt werden, eine wird, dadurchgekennzeichnet, daß eine

   Abweichung der Vergleichsspannung infolge verti- erste lineare Anordnung von photoempfindlichen

   kaier Lageänderungen gibt. Bis jetzt ist noch kein Aufnehmern für die Abtastung eines sich quer Vorteil beim Gebrauch zweier abhängiger Matrizes 65 zur Bewegungsrichtung linear erstreckenden

   aufgetreten gegenüber den Fällen, bei denen einer Satzes von benachbarten Elementarflächen und

   nur an die ungeradzahligen Reihen angeschlossene eine zweite lineare, zur ersten derart versetzte

   Einzel-Widerstandsmatrix benutzt wird. Der volle Anordnung vorgesehen sind, daß die ensprechen-

   den Mittelpunkte der Elementarflächen des ersten Satzes zwischen den entsprechenden des von der zweiten Anordnung abgetasteten Satzes von Elementarflächen liegen, die entsprechenden Flächen der beiden Sätze sich überlappen und der Abstand zwischen zwei entsprechend benachbarten Elementarflächenmittelpunkten der beiden Sätze weniger als die Breite des abzutastenden Zeichenabschnitts beträgt.

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß jeder der linearen Anordnungen von photoempfindlichen Aufnehmern ein gesonderter Satz von Elementarflächen zugeordnet ist, die durch optische Zerlegung des projizierten Zeichens erhalten sind.

   3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker hinter den photoempfindlichen Aufnehmern so eingerichtet sind, daß sie oberhalb des halben Eingangspegels ein Signal und unterhalb dieses Pegels kein Signal oder umgekehrt abgeben.

   4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder

   der linearen Aufnehmeranordnungen eine gesonderte, aus Schieberegistern bestehende Speichermatrix zugeordnet ist.

   5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermatrizes ineinandergeschachtelt eine einzige Matrix bilden.

   6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß je ein einzelner Ausgang der einen Speichermatrix mit je einem einzelnen entsprechenden Ausgang der anderen Speichermatrix über eine Oder-Schaltung mit einem Widerstand der zum Vergleich dienenden Widerstandsmatrix verbunden ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Auslegeschriften Nr. 1069 411, 075 354;

   britische Patentschriften Nr. 796 579, 819 488, 752, 831741;

   französische Patentschrift Nr. 1177 728; Unterlagen des belgischen Patents Nr. 574 564; Unterlagen des italienischen Patents Nr. 600 644; Wireless World, April 1957, S. 173 bis 175.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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