DE1549754A1

DE1549754A1 - Schwellenwertschaltung

Info

Publication number: DE1549754A1
Application number: DE19671549754
Authority: DE
Inventors: Bartz Maurice Roger
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1966-02-21
Filing date: 1967-02-10
Publication date: 1971-04-15
Also published as: FR1511851A; DE1549754B2; DE1549754C3; GB1158939A; US3479642A

Description

Amtl. Aktenzeichen:

Aktenz. der Anmelderin!

Neuanmeldung
Docket 696I

Schwellenwertschaltung

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Erzeugung eines Schwellenwertes, der den Grenzwert zwischen Schwarz- und Weißsignalen in einem Zeichenerkennungsgerät darstellt, in welcher der Schwellenwert von dem Verhältnis Q/A abhängig ist, wobei Q die Zahl der schwarzen Abtastpunkte und A die Häufigkeit des Auftretens wenigstens einer bestirnten Kombination benachbarter schwarzer Abtastpunkte in einem Abtastbereich ist.

In vielen Zeichenerkennungsgeräten wird durch die Abtastung eines Zeichens ein analoges Signal erzeugt. Diese Wellenform wird in digitale Werte umgesetzt. Die digitalen Werte werden dann zur Seichenerkennung ausgenutzt. Da die digitalen Werte davon abhängen, ob das analoge Signal einen gegebenen Schwellenwert an ausgewählten Zeitpunkten Überschreitet oder nicht, würden gleiche Zeichen von verschiedener Strichbreite verschiedene digitale Muster ergeben,

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wenn die Schwelle nicht entsprechend der Strichbreite eingestellt würde. Die Erfindung betrifft eine Verbesserung für die Einstellung eines Schwellenwertes entsprechend der Strichbreite der Zeichen, die abgetastet werden.

Dokumente, die durch Zeichenerkennungsgeräte gelesen werden, werden mit den verschiedensten Typenarten geschrieben. Dadurch allein erhält man die verschiedensten Strichbreiten. Ein anderer Grund für die verschiedenen Strichstärken liegt darin, daß sich die Strichbreite mit der Lebensdauer des Farbbandes verändert. Zeichen, die mit einem neuen Farbband geschrieben werden, haben im allgemeinen größere Strichbreite, als Zeichen, die mit einem alten Farbband geschrieben werden. Im Falle von vierteljährlichen oder halbjährlichen Berichten ist es durchaus möglich, daß ein Dokument/mit verschiedenen Schreibmaschinen geschrieben wird. Bei solchen Berichten kann es nötig sein, den Schwellenwert von Zeichen zu Zeichen, abhängig von der Strichbreite, neu einzustellen. Natürlich igt es oft auch nötig, die Schwelle während der Abtastung eines Zeichens nachzuregeln·

Durch das deutsche Patent . ... ·.· (Patentanmeldung J Jl 123M3a) wurde bereits eine Schaltung zur Erzeugung von Schwellenwerten in Zeichenerkennungsgeräten vorgeschlagen, in denen der Schwellenwert abhängig vom Wert Q/A 1st. Q bedeutet dabei die Zahl der schwarzen Abtastpunkte und A die Häufigkeit dee Auftretens wenigstens einer bestirnten Kombination benachbarter schwarzer Abtastpunkte in einem Abtastbereich. Der Quotient Q/A wird in einer digitalen Di-

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Visionsschaltung aus den in Fehlern ermittelten Werten Q und A berechnet. Die Eingangswerte für die Zähler werden von einzelnen Stufen eines Schieberegisters abgenommen, durch das die digitalen Videosignale geschoben werden. .

Die Erfindung geht von dieser vorgeschlagenen Schaltung aus· Zweck der Erfindung ist es, die aufwendige Divisionssehaltung durch eine öinfaehe und billige Vergleichsschaltung zu ersetzen.

Nachstehend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

In der Zeichnung ist mit IO ein Schwellenwert-Generator bezeichnet, der von herköiimlicher Art, %* Bo wie in der deutschen Patentschrift 1 105 91¹I beschrieben,sein kann. Eine nähere Erläuterung dieses Schwellenwert-GeneratorslO ist daher nicht erforderlich. Die Zeichen auf einem Dokument Ik werden mittels einer Kathodenstrahlröhre 11 und eines Fotoirailtipliers 13 abgetastet.

Die Kathodenstrahlröhre 11 ist von bekannter Art· Ihr Elektronenstrahl wird durch eine an sich bekannte Ablenkschaltung 12 so abgelenkt, daß die Zeichen auf dem Dokument Ik in einer Reihe von horizontal nebeneinanderliegenden vertikalen Abtastspuren abgetastet wird. Das von dem Dokument Ik reflektierte, von dem Lichtpunkt auf der Kathodenstrahlröhre 11 herrührende Licht, trifft auf einen Fo tomultiplier 13 auf. Am Ausgang des Fotomult!pliers 13 erscheint ein analoges Videosignal, das dem Eingang eines Spannungsdiskriminators

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15 zugeführt wird. Dieses analoge Videosignal wird im Spannungsdiskriminator 15 mit dem Schwellenwert von einem Verstärker 2k verglichen. Wenn das analoge Videosignal größer als der Schwellenwert ist, ist das Ausgangssignal des Spannungsdiskrlminators ein Schwarz- oder Eins-Signal, während wenn das analoge Videosignal kleiner als der Schwellenwert ist, das Ausgangssignal des Spannungsdiskriminators 15 ein Weiß- oder Nullsignal ist. Das Ausgangssignal des Spannungsdiskrlminators 15 ist somit ein quantisiertes Videosignal.

Dieses quantisierte Videosignal wird dann mittels Signalen von der Zeitsteuerung 20 digitalisiert. Das Ausgangssignal des Spannungsdiskriminators 15 wird einem Inverter 16 und einem Eingang einer Und-Schaltung 18, das Ausgangssignal des Inverters 16 dem Eingang einer Und-Schaltung 17 zugeführt. Je ein Eingang der Und-Schaltungen 17 und 18 führt Zeitsignale von der Zeitsteuerung 20. Das Ausgangesignal der Und-Schaltung 17 wird dem Rückstelleingang einer bistabilen Kippschaltung 19 zugeführt, während deren Einstelleingang mit dem Ausgang der Und-Schaltung 18 verbunden 1st. Der Ein-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 19 liefert das Videosignal in digitaler Form. Dieser Ausgang 1st mit dem Eingang eines Schieberegisters 21 verbunden. Das Schieberegister 21 wird durch Zeitsignale von der Zeitsteuerung 20 weitergeschaltet.

Und-Sehaltungen 26, 27 und 2 8 untersuchen die synchron mit der Zeichenabtastung durch das Schieberegister 21 geschobenen Daten

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benachbarter Abtastfelder. Die Felder O, 40 und 80 sind die untersten Felder der ersten drei vertikalen Abtastspuren und die Felder 1, 41, 81 die jeweils nächsten Felder dieser Abtastspuren. Es wird pro abgetastetem Zeichen eine Zahl Q ermittelt, die der Zahl der Fälle entspricht, in denen die Und-Schaltungen 26, 27 und 28 ein Ausgangssignal abgeben. Der Wert Q wird in einem Neun-Bit-Binärzähler 31 ermittelt. Die Ausgänge der Und-Schaltungen 26, 27 und 28 sind mit den Eingängen einer Oder-Schaltung 29 verbunden, deren Ausgang mit einem Eingang der Und-Schaltung 30 verbunden ist. Dem zweiten Eingang der Und-Schaltung

30 werden Zeitsignale von einer Zeitsteuerung 20 zugeführt. Die Ausgangssignale aus der Und-Schaltung 30 werden einem Q-Zähler

31 zugeführt, um diesen weiterzuschalten. Der Zähler 31 1st anfans auf null zurückgestellt und wird Jeweils nach jedem abgetasteten Zeichen wieder auf null zurückgestellt. Die Zeichenende-Schaltung 23 liefert ein Signal zum Rückstellen des Zählers 31· Die Zeichenende-Schaltung 23 kann ein Zähler sein, der die Zahl der vertikalen Abtastungen zählt, die für die Abtastung eines Zeichens auf dem Dokument 14 erforderlich ist, und der ein Ausgangssignal liefert, nachdem die erforderliche Zahl von Abtastungen erfolgt ist.

Die Zahl der Schwarz-Bits in einem Zeichen stellt den Wert A dar. Dieser Wert wird durch Zählen der Schwarz-Bits ermittelt, die der ersten Stufe des Schieberegisters 21 zugeführt werden. Der Wert A wird mittels eines Zählers 33 ermittelt, der ein Neun-Bit-Binärzähler ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung rechnet eine Strichbreiten-Docke t 6961 109816/1656

Schaltung die Größe Q/A, indem diese mit der festen Konstante K verglichen wird. Die Konstante K ist abhängig von einer durchschnittlichen Strichbreite. Wenn z. B. Q/A gleich 0,67 ist, dann beträgt die durchschnittliche Strichbreite eines Zeichens ungefähr 3 Bits. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Wert Q nicht durch den Wert Abgeteilt. Vielmehr werden die Werte Q und A in Analogsignale umgewandelt und der Wert A wird mit der Konstante K multipliziert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird hierzu der Wert im Zähler 31 mittels eines Digital-Analog-V'andlers 32 in ein Analogsignal umgewandelt. Der Wert im Zähler 33 wird durch einen Digital-Analog-Wandler 3¹I ebenfalls in ein Analogsignal umgewandelt. Das Ausgangs signal des Digital-Analog-Wandlers 3¹* wird einem Dämpfungsglied 35 zugeführt, in welchem das Analogsignal vom Digital-Analog-Wandler 34 mit der Konstante K multipliziert wird. Die Ausgangssignale des Digital-Analog-Wandlers 32 und des Dämpfungsgliedes 35 werden den Eingängen eines Spannungsdiskriminators 36 zugeführt. Der Spannungsdiskriminator 36 vergleicht KA mit Q und erzeugt ein Ausgangesignal, das anzeigt, ob KA größer oder kleiner ist als Q. Dieser Vergleich ist äquivalent der Bestimmung, ob Q/A größer oder kleiner ist als K. Natürlich könnte auch der Wert Q verstärkt, d.h. mit K multipliziert und dann mit A verglichen werden. Gemäß der Erfindung wird eine Änderung in der Strichbreite gesucht. Die Änderung ist entweder auf den Wert K hin, oder von diesem weg gerichtet. Die Änderung in der Strichbreite wird benutzt, um einen Schwellenwertzähler 40 vorwärts oder rückwärts zu schalten, der ursprünglich auf einen vorbestimmten Wert eingestellt war.

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Der Wert in dem Schwellenwertzähler 40 wird dann in ein analoges Schwellenwertsignal umgewandelt.

Das Äusgangsslgnal des Spannungsdlskriminators 36 wird abgenommen, nachdem ein Zeichen abgetastet worden ist. Zu diesem Zweck ist der Ausgang des Spannungsdiskriminators 36 mit dem Eingang eines Inverters 37 und mit einem Eingang einer Und-Schaltung 38 verbunden· Der Ausgang des Inverters 37 ist mit einem Eingang der Und-Schaltung

39 verbunden· Die Und-Schaltungen 38 und 39 werden durch ein Signal von der Zeichenenjride-Schaltung 23 vorbereitet. Die Ausgangs signale der Und-Schaltungen 38 und 39 werden einem Schwellenwertzähler

40 zugeführt, um diesen vorwärts und rückwärts zählen zu lassen. Der Schwellenwertzähler 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Binärzähler mit vier Stufen und wird vor Beginn der Zeichenabtastung auf den Wert 8 eingestellt. Danach wird der Wert im Zähler 40 nach jedem abgetasteten Zeichen neu eingestellt. Das Ausgangssignal des Zählers 40 wird einem Digital-Analog-Wandler 41 zugeführt. Der Ausgang des Dlgital-Analog-Wandlers 41 ist mit einem Eingang des Verstärkers 24 verbunden, der das Ausgangεsignal vom Digital-Analog-Wandler 41 zum Ausgangssignal des Schwellenwertgenerators 10 addiert. Das Ausgangssignal des Dlgital-Analog-Wandlers

41 könnte aber auch direkt als Schwellenwert benutzt werden. Die Q- und A-Zähler 31 und 33 werden durch das Zeichenende-Signal von der Zeichenende-Schaltung 23 zurückgestellt. Das Zeichenende-Signal liefert außerdem eine Anzeige für eine Zeichenerkennungsschaltung 22, daß dieses die Daten in dem Schieberegister 21 zu dieser Zeit untersuchen soll. Die Zeichenerkennungsschaltung 22

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kann von irgendeiner bekannten Art sein; sie bildet keinen Teil' der Erfindung.

Der dem Diskriminator 15 zugeführte Schwellenwert wird, entsprechend der von Zeichen zu Zeichen sich ändernden Strichbreite und auch entsprechend den optischen Bedingungen innerhalb eines Zeichens verändert. Der Bereich von Q/A wird durch einen Spannungsdiskriminator bestimmt, es ist keine Analog-Divisionsschaltung notwendig. Der Schwellwert für die Strichbreite wird nach jedem Zeichen einfach durch Änderung des Wertes in dem Schwellwertzähler 40 verändert. Es ist auch möglich, eine Zeile vor der eigentlichen Erkennung abzutasten, um den Schwellwertgenerator während der Erkennungsphase zu stabilisieren.

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Claims

Patent ansprilche

1J Schaltung zur Erzeugung eines Schwellenwertes, der den Grenzwert zwischen Schwarz- und Weißsignalen in einem Zeichenerkennungsgerät darstellt, in weicher der Schwellenwert von dem Verhältnis Q/A abhängig ist, wobei Q die Zahl der schwarzen Abtastpunkte und A die Häufigkeit des Auftretens wenigstens einer bestimmten Kombination benachbarter schwarzer Abtastpunkte in einem Abtastbereich 1st, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Werte um einen bestimmten Wert so verkleinert oder vergrößert wird, daß er im Normalfall dem anderen Wert gleich i3t und daß diese beiden Werte verglichen werden und daß abhängig von diesem Vergleich ein Normalschwellenwert verändert wird«

2· Schaltung zur Erzeugung eines Schwellenwertes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Werte Q und A Zähler (31» 33) vorgesehen sind, an deren Ausgänge Digital-Analog-Wandler (32, 34) angeschaltet sind, daß der Ausgang des den Wert A abgebenden Digital-Analog-Wandlers 34 mit einem Dämpfungsglied (35) verbunden 1st und daß der Ausgang dieses Dämpfungsgliedes (35) und der Ausgang des anderen Digital-Analog-Wandlers (32) mit einem Spannungsdiskriminator (36) verbunden ist, der einen an seinen Ausgang angeschalteten Schwellenwertzähler (40) abhängig davon, welcher der beiden zugeführten Werte größer 1st von einem voreingestellten Wert aus vorwärts oder rückwärts zählen läßt und daß an den Aue-

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gang des SchwellenwertZählers ein Digital-Analog-Wandler (41) angeschaltet ist. ""^r

3· Schaltung zur Erzeugung eines Schwellenwertes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähler (31, 33) für die Werte Q und A mit dem Ende der Abtastung eines Zeichens zurückgestellt werden*

4. Schaltung zur Erzeugung eines Schwellenwertes nach einem der Ansprüche 1 bis 3$ dadurch gekennzeichnet, daß der analoge Schwellenwert aus dem Schwellenwertzähler (40) zur Regelung eines mit einem anderen Schwellenwertgenerator (10) erzeugten Schwellenwertes ausgenutzt wird.

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