DE1944073C3

DE1944073C3 - Einrichtung zur maschinellen Zeichenerkennung

Info

Publication number: DE1944073C3
Application number: DE1944073A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr.-Ing. 7530 Pforzheim Dietrich
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1969-08-29
Filing date: 1969-08-29
Publication date: 1974-05-16
Also published as: DE1944073A1; FR2059746A1; GB1290042A; US3652991A; DE1944073B2; NL7012603A; FR2059746B1

Description

Ein solches durchgehend mit Analogwerten arbeitendes Leseverfahren liefert bei vorgegebener Auflösung das Maximum an Information aus dem Zeichenbild an die Erkennungsschaltungen, in obigem Beispiel die Widerstandsnetzwerke und gestattet, wenn diese sinnvoll ausgelegt sind, theoretisch auch die Erkennung von Zeichen mit extrem ungünstigen Eigenschaften.

In der praktischen Ausführung dieser rein analog arbeitenden Verfahren zeigen sich jedoch schwerwiegende Nachteile. Um die bei der digitalen Informationsverarbeitung üblichen Geschwindigkeiten zu erreichen, muß man die abgetasteten Informationen weilgehend parallel verarbeiten; damit die Extrerwwerischaltung das richtige Zeichen, d.h. die giößte Spannung, sicher aus den anderen Zeichen, insbesondere dem rr.it der nächst großen, also fast gleich großen Spannung, herausfinden kann, muß die ganze Anlage weitgehend entstört sein. Schließlich sei die »Zentrierung« erwähnt, ein Vorgang, bei dem die elektrisch gespeicherte Information auf die Erkennungsschaltungen hingeschoben wird; dieses Verfahren ist mit analogen Spannungswcrten noch nicht befriedigend gelöst, man muß sich vielmehr auf andere Weise helfen, etwa durch Vervielfachung der Erkennungsschaltungen.

Diese drei Paktoren: Parallele Informationsverarbeitung, weitgehende Entstörung und Zentrierung bedingen großen Aufwand, beeinträchtigen unter Umständen die Betriebssicherheit und lassen sich durch Anwendung geeigneter digitale Methoden häufig bewältigen.

S^ ist es bekannt, an Stelle der VerZoeerungsIei-Osngen digitale Schieberegister zu verwenden und die Ausw«.:iur.g der darin gespeicherten Information wie oben mit Widerstandsnetzwerken voizunvfunen. Für die nachfolgenden Extremschaltungen ergibt sich der zusätzliche Gewinn, daß die digitalen Spannungswerte von sich aus bereits weitgehend frei von Störungen sind.

Die Widerstandsnetzwerke sind im "''gemeinen als Sternschaltung ausgeführt, wobei df><; eine Ende des Widerstandes an einen Punkt des flächenhaften Speichers führt, während aas andere Ende allen Widerständen gemeinsam ist und auf den Eingang der Extremwertschaltung führt. Wenn der Zeichensatz viele Zeichen hat, so braucht man erstens eine hohe Auflösung und damit viele Speicherpunkte, zweitens nahezu an jedem Speicherpunkf einen Widerstand, je Netzwerk also viele Widerstände: eine typische Anzahl sind 200Widerstände für ein Netzwerk, d.h. ein Zeichen. Mit zunehmender Anzahl der verschiedenen Zeichen wird die kritische Spannung, das ist die Spannungsdifferenz zwischen der größten Spannung für das richtige Zeichen und der nächst großen Spannung für das ähnlichste, aber falsche Zeichen, immer kleiner und die Gefahr fehlerhafter Erkennung immer größer.

Will man dem Zeichensatz ein weiteres Zeichen hinzufügen, und sei es eines bereits vorhandener Bedeutung, aber etwas anderer Gestalt (z. B. die oben offene und die oben geschlossene Ziffer 4), so braucht man bereits ein weiteres Widerstandsnetzwerk.

Ein in diesem Sinne »anderes Zeichen« liegt auch vor, wenn ein Zeichen bei gleicher Bedeutung und sonst gleicher Gestalt nur in den Abmessungen verändert wird. So sind z. B. bei der Normung von Ziffern und großen Buchstaben für die optische Zeichenerkennung vier verschiedene Größen für jedes Zeichen vorgesehen, um den verschiedenartigen Druckwerken gerecht werden zu können. Es ist leicht einzusehen, daß die Anzahl der ErkennungsschalUmgen hier sehr groß wird.

Diesen Nachteilen, also der un:icheren Bestimmung der größten Spannung und der umständlichen Erweiterung der Erkennungsschaltung auf andere, ίο insbesondere ähnliche Zeichen, hilft die Einrichtung nach der Hauptpatentanmeldung ab.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Lesegeschwindigkeit der Einrichtung nach dem Hauptpatent zu erhöhen und die Erkennung von schlecht gedruckten oder ungenau eingespeicherten Zeichen zu verbessern.

Eine erste Einrichtung zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des zweidimensionalen Schieberegisters und ao dem Eingangsregister des Widerstandsnetzwerkes ein Zwischenspeicher angeordnet ist und daß mehrere Erkennungsvorgänge nacheinander durchgeführt werden, wobei die Formelemente gleichzeitig mit dem Erkennungsvorgang unverändert in den Zwis5 schenspeicher rückgespeichert werden, und daß bei jedem Erkennungsvorgang den Sonden unterschiedliche I'ormeiemente angeboten werden und daß die Häufigkeit des Auftretens eines F^rmelemcntes gespeichei! wird und daß abhängig von dem Haufigkeitsgrad der Kontrast der nachfolgenden gleichen Formelemente verändert wird.

Eine zweite Einrichtung zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des /cweidimensionalen Schieberegisters und dem Eingangsregister des Widerstandsnetzwerkes ein Zwischenspeicher angeordnet ist und daß die Speicherbereiche für die Formelemente und der Sondenbereich größer als der Zeichenbereich sind und daß eine gleichzeitige Auswertung in zwei sich überschneidenden Sondenbereichen, die ebenso groß wie der Zeichenbereich sind, erfolgt, und daß die Häufigkeit des Auftretens eines Formelementes gespeichert wird und daß abhängig von dem Häufigkeitsgrad der Kontrast der nachfolgenden gleichen Formelemente verändert wird.

Weiterbildungen der Einrichtungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nun an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der Einrichtung nach dem Hauptpatent,

F i g. 2 die Erweiterung der F i g. 1 durch das Zeichenregister.

F i g. 3 das Zeichenregister für versetzte Rückspeicherung,

F i g. 4 das Zeichenregister für parallele Auswertung in zwei sich überlappenden Zeichenbereichen,

Fig.5 ein Bockschaltbild der Einrichtung zur elektrischen Änderung der Information und Teile der Prüfschaltungen für die Informationswandlung,

F i g. 6 a, 6 b und 7 a bis 7 e die restlichen Teile der Prüfschaltungen für die Informationswandlung,

F i g. 8 die Schaltung für die Informationswandlung,

Fig. 9 das Sondennetzwerk für die Anordnung nach Fig. 4,

Fi g. 10 a, 10 b zwei Alternativen der Erkennungsschaltungcn zu F i g. 9,

λ η ι- 7

7 8

Fig. 11 die Anordnung zur Kontraständerung, sammengefaßt. Die Schiebe- und Zähltakte werden

Fig. 12, 12 a, 13 die Zusammenfassung und Aus- von dem gemeinsamen Takt 15 gesteuert. Wertung der Ergebnisse von mehreren Erkennungs- Weitere Einzelheiten der Einrichtung nach dem

vorgängen. Hauptpatent sind in der Hauptpatentschrift beschrie-

Bei den im folgenden beschriebenen Ausführungs- 5 ben und werden, soweit, es zum Verständnis der Erbeispielen werden die Zeichen des OCR-A-Zeichen- findung notwendig ist, im Verlauf der Beschreibung satzes gerastert abgetastet, und zwar mit einer erwähnt.

Lichtwandlerreihe, die jeweils eine Spalte des Zei- Es wird nun die erste Einrichtung nach der Erfin-

chenfeldes erfaßt. dung beschrieben. Diese Einrichtung dient zur Erhö-

An Hand des Blockschemas der Fig. 1 wird die io hung der Lesegeschwindigkeit und zur Anpassung Einrichtung nach dem Hauptpatent erläutert. Als der Erkennungseinrichtung an schlecht gedruckte Beispiel wird die Ziffer »3« abgetastet und in Rieh- oder infolge von Zufälligkeit nicht genau eingespeitung des Pfeiles 1 über die Lichtwandlerreihe 2 ge- chertc Zeichen durch aufeinanderfolgende Erkenführ:. Um Höhenschwankungen und Größenände- nungsvorgänge unter jeweils veränderten Bedingunrungen sowie Ungenauigkeiten im Druck ausgleichen 15 gen bei nicht erkannten Zeichen sowie durch Anpaszu können, ist die Lichtwandlerreihe größer als die sung und Steuerung der beschriebenen digitalen Zeichenhöhe gewählt. Dse Lichtwandlersignale wer- Grauwertstufen in Abhängigkeit von der Schwärzung den in den zugeordneten Schaltungen 3 verstärkt und des gedruckten Zeichens.

digitalisiert, vorzugsweise in vier Grauwertstufen. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen ist man bestrebt

Die .in den Ausgängen «, bis a._i2 auftretenden Signale ao die Lesegeschwindigkeit möglichst hochzutreiben In werden spaltenweise in das zweidimensionale Schie- der optischen Zeichenerkennung werden heute Gebere;zister4 eingespeichert und in diesem ebenfalls schwindigkeiten von 3000 Zeichen/sec erreicht Lest spall enweise weitergeschoben. Das Schieberegister man diesen Wert bei einer Einrichtung nach Fi si hat wegen der Grauwertstufen doppelt sovieie zugrunde, so kann map. abschätzen, daß für den be-Spei rherzellen wie Abtastpunkte vorhanden sind. »5 züglich der Frequenz kritisrhpn Teil, der Extrcrn-Wenn das Zeichen ganz eingespeichert ist, wird es wertschaltung 7, "pro Auswertung einer" Zeile" nur senkrecht zur Einspeicherrichtung zeilenweise ausge Bruchteile von 1 μϊ zur Verfügung stehen, in dieser speichert. Bei jedem Schiebetakt wird folglich die In- Zahl ist die Zeit für die Freigabe der Schaltung die formation einer Zsilc des Zeichens über das für eine Einstellung der analogen Eingangssignale an derEx-Zeile ausgelegte Sondenregister 5 dem Sondennetz- 3° tremwertschaltung sowie die Abfrage enthalten werk 6 angeboten. Das Sondennetzwerk ist ein Diese Forderungen sind so hoch, daß mit ungenauer Zuordner unJ enthält soviel Spalten wie das Schiebe- Einstellung der Eingangssignale und daher mit verregis:er4 und sovieie Zeilen wie Sonden für die si- ringerter Lesesicherheit gerechnet werden muli. Ein chcrt Erkennung der Zeichen erforderlich sind, bei wesentlicher Grund für die kurze Zeit liest darin dem gewählten Beispiel maximal 32. 35 daß zwischen zwei benachbarten Zeichen in uneün-

Bei jedem Schiebetakt liefert nun eine der Sonden, stigen Fällen nur ein kleiner Zwischenraum von ζ Β nämlich diejenige, die hierbei dem in dem Sondenre- etwa 0,25 mm vorhanden ist. entsprechend einer Legister eingespeicherten Zeichenteil, d. h. der Zeichen- sezeit von 50 μ*. Innerhalb dieser Zeit muß das Zeizeile. am ähnlichsten ist, das größte Signal. Diesem chen ganz aus dem Schieberegister heraus und damit wird mit der Lxtremwertschaltung 7 ermittelt und 40 durch das Sondenregister hindurchgeschoben sein der Hrkennungsschaltung 8 zugeführt. In der Erken- Bei einer Lesezone von drei Zeichenhöhen wird bei nungischal;ung8 erfolgt die Zuordnung der festge- der angenommenen Auflösung der Schiebetakt be stellten Sonde zu al'en denjenigen Zeichen, die in der reits mehrere MHz. Bei einem rein digitalen Schiebebetrachteten Zeile uie durch diese Sonde gekenn- register ist diese Frequenz ohne weiteres möglich bei zeichnete Ausbildung aufweisen. Es wird aber nun 45 der Verarbeitung von analogen Signalen können danur ein Zeichen geben, für das alle Aussagen der gegen Schwierigkeiten auftreten. Extremwertschaltung 7 zutreffen, nämlich für das In Fi g. 2 ist nun ein Merkmal der ersten Einrich

gerade abgetastete Zeichen, während für alle anderen tung, nämlich die Zwischenspeicherung zur Erhö Zeichen weniger Aussagen zutreffen. In einem zwei- hung der Lesegeschwindigkeit, dargestellt Es wird ten Erkennungsschritt muß also das richtige Zeichen 50 zwischen das Schieberegister 4 und das Sondenresi ermittelt werden. Hierzu sind die BinärzählerS¹ für ster5 ein Zeichenregister 23 eingefügt das ebenfall die Zeichen Z 1 bis Z η sowie die Extremwertschal- als Schieberegister ausgeführt ist und das größte vortung 10 vorgesehen. Je ein Zähler Zl bis Zn ist kommende Zeichen gerade speichern kann- es enteinem Zeichen des Zeichensatzes zugeordnet. Die hält also, wie im Beispiel angenommen, 24 Zeilen Erkennungssignale der Erkennungsschaltung 8, in 55 Das Zeichen wird mit einem schnellen Takt 24 in das der auch die zeilengerechte Zuordnung der Sonden Zeichenregister eingeschoben; dieses wird anschlieerfolgt, werden daher über die ODER-Schaltungen ßend vom Schieberegister abgetrennt und das Zei jeweils denjenigen Zählern als Zählimpulse züge- chen mit einem niedrigeren Takt 25 aus dem Z '" leitet, deren zugehörige Zeichen das Sondenmerkmal chenregister 23 in das Sondenregister 5 übertragen" aufweisen. Daher wird derjenige Zähler (Zl bis Zn) 60 Zur Übertragung stehen dann etwa 250us zur Ve Γ-den höchsten Zählerstand aufweisen, dessen zu- gung; in dieser Zeit wird das nächst Zeichen i d" geordnetes Zeichen abgetastet wurde, und es bleibt Schieberegister4 aufgenommen Bei 24 Z Ί '^ noch als letzter Schritt, diesen Zähler zu ermitteln, Zeichenregister stehen dann etwa 10 us für ied" ™ wofür die Extremwertschaltung 10 vorgesehen ist. zelne Auswertung in der Extremwertschaltung 7^e'"" Das Höhenregister 12 dient zusammen mit den 65 Verfügung, also viel länger als ohne d« 7,»,Vh» ■ UND-Schaltungen 20, 21. 22 zur Feststellung der ster. »e aas ^eicnenregi-

£eichengröße. Mit Zeilenzähler 13 und Zonenzähler Hierbei muß bei der Bestimmung der 7 ' h Vh

werden jeweils mehrere Zeilen zu einer Zone ru- je ein Flipflop zwischen die drei UND-Sc'hahungen

409 620/333

λ nh

JO, 21 und 22 und dem Zeilenzähler 13 geschaltet werden, die die Information über die Zeichenhöhe festhalten, während das nächste Zeichen bereits in das Schieberegister eingespeichert und dabei das Höhenregister neu eingestellt wird.

Nach einem zweiten Merkmal der ersten Einrichtung werden mehrere Erkennungsvorgänge nacheinander durchgeführt, wobei gleichzeitig mit einem Erkennungsvorgang alle Formelemente des Zeichens unverändert in das Zeichenregister rückgespeichert werden. Bei jedem weiteren Erkennungsvorgang werden dann den Sonden unterschiedliche Formelemente angeboten.

Ein drittes Merkmal der ersten Einrichtung, die Kontraständerung, wird weiter unten im Zusammenhang mit F i g. 11 beschrieben.

Es gibt eine erste Weiterbildung der ersten Einrichtung, bei der zwei Erkennungsvorgänge durchgeführt werden, bei der den Sonden beim zweiten Erkennungsvorgang Formelemente aus einem gegenüber dem ersten Erkennungsvorgang versetzten Zwi- «chenspeicherbe reich angeboten werden und bei der nur der erste Erkennungsvorgang durchgeführt wird, wenn dieser ein eindeutiges Ergebnis liefert.

Bei einer Unterteilung von Schiebe- und Zeichen register in fünf Spalten entspricht eine Spalte einem Fünftel einer Normzeichenbreite bei Nennabmessungen oder 0,35 mm. Da nun allein für die Strichstärke eine Gesamttoleranz von 0,30 mm zugelassen ist und weiterhin mit Fehlstellen und Farbflecken im Zeichenbild gerechnet werden muß, ist leicht zu erkennen, daß die gesamte Schwarzinformation eines Zeichens um eine Spaltenbreite schwanken kann. Sind die beiden Register mit ihren fünf Spalten für schwach bis normal gedruckte Zeichen ausgelegt, dann wird ein stark gedrucktes Zeichen etwa sechs Spalten breit, wobei nicht bekannt ist, ob sich der fünf Spalten umfassende, die zur Erkennung wichtige Information enthaltende Zeichenteil in den Spalten ! bis 5 oder in den Spalten 2 bis 6 befindet.

Da Schwärzung und Strichdicke der Zeichen bei verschiedenen Druckverfahren in keinem direktem Zusammenhang mehr stehen, kann man nicht schon vor oder während der Einspeicherung prüfen, ob das Zeichen sich im Register in der richtigen horizontalen Position befindet.

Es ist daher vorteilhaft, wie in Fig. 3 gezeigt, das Schieberegister 4 und das Zeichenregister 23 um eine Spalte auf sechs Spalten zu verbreitern. Das Zeichen wird aus dem Zeichenregister durch das Sondenregister hindurch und gleichzeitig an diesem vorbei unten wieder in das Zeichenregister hineingeschoben. In dem angenommenen Zahlenbeispiel ist das Zeichen ■ach 24 Takten des Taktes 25 wieder in der gleichen Position im Zeichenregister 23 eingespeichert. Ist bei dieser Auswertung ein Nicht-Erkannt-Signal oder ein Mehrfach-Erkannt-Signal gekommen — beide Signale lassen sich aus den Ausgängen Zl bis Zn in F i g. 1 durch logische Verknüpfungen gewinnen —, so wird der Erkennungsvorgang unter veränderten Bedingungen wiederholt, indem das Sondenregister 5, das beim ersten Erkennungsvorgang an die Spalten 1 bis 5 des Zeichenregisters 23 angeschlossen war, mit Hilfe des Schalters 26, der beispielsweise durch das Nicht- bzw. Mehrfach-Erkannt-Signal umgelegt werden kann, jetzt an die Spalten 2 bis 6 angeschlossen wird. Die Frequenz des Taktes 25 muß bei diesem Verfahren etwa um den Faktor 2 erhöht werden, damit der doppelte Erkennungsvorgang beendet ist, wenn das nächste Zeichen im Schieberegister eingespeichert ist.

Bei einer zweiten Weiterbildung der ersten Einrichtung werden den Sonden bei einem zweiten Erkennungsvorgang und bei eventuell weiteren Erkennungsvorgängen Formelemente angeboten, die bezüglich der Formelemente beim ersten Erkennungsvorgang elektrisch verändert sind. Diese zweite

ίο Weiterbildung kann entweder allein oder in Verbindung mit der ersten Weiterbildung angewandt werden.

Bei schlecht gedruckten Zeichen ist die Erkennung oft schwierig wegen der unterschiedlichen Schwärzung der Zeichen selbst und wegen schlecht ausgebildeter Zeichenkonturen. Legt man die Erkennungsschaltungen für schwach gedruckte Zeichen aus, so kor.nen sie die Zeichen, wenn sie fettgedruckt sind, nicht erkennen.

ao Umgekehrt gilt dasselbe. Legt man die Erkennungsschaltungen jedoch so aus, daß sie gleichzeitig für schwach und fettgedruckte Zeichen geeignet sind, so ist die Sicherheit gegen andere Zeichen gerir% weil man zuviel Information als »beliebig«, etwa

as weiß oder schwarz, zulassen muß.

Außerdem können Flecken in der Zeichenumgebung, die von der Druckfarbe oder von anderen Verschmutzungen herrühren können, auftreten.

Diese verschiedenen Fehler können durch die im folgenden beschriebenen drei günstigen Möglichkeiten der elektrischen Informationsänderung unwirksam gemacht werden.

Bei den beiden ersten Möglichkeiten wird die Schwärzung so verändert, d.h. die elektrische lufotrr.ation so gewandelt als ob das Zeichen entw ie τ schwächer oder stärker gedr ckt wäre als es tatsächlich ist, abhängt :avon, ob eiu wählbarer Ausschnitt des Zeichenregisters viel »schwarze« bzw. »iie>: graue« Information aufweist.

Bei der dritten Möglichkeit werden Flecken, i1r nicht mit der Zeichenkontur zusammenhängen, en' fernt.

Die drei Möglichkeiten zum Wandeln der Zeichcr information sind:

1. »Aufhellen«

Wenn ein Zeichen in mindestens drei von vier b. nachbarten Zeilen mehr schwarze (j) als ^unkelgn^ (4g/·) und gleichzeitig mehr dunkelgraue (dgr) v:

so hellgraue (hgr) Punkte aufweist, in jeder d.i vier Zeilen für sich gemessen, dann soll dieser Td des Zeichens »aufgehellt« werden, weil es sich offer, bar um ein dickes, fettgedrucktes Zeichen handelt. Die Informationswandhing soli dann wie folgt ge-

schehen: Schwarze Punkte werden in dunkelgraiie, dunkelgraue Punkte in hellgraue und hellgraue Punkte in weiße umgewandelt.

2. »Nachdunkeln«

Wenn ein Zeichen in mindestens drei von vier benachbarten Zeilen keiren schwarzen Punkt, jedoch hell- oder dunkelgraue Punkte aufweist, dann soll dieser Teil des Zeichens »nachgedunkelt« werden. weil es sich offenbar um ein schwach gedrucktes Zc-i-

chen handelt. In diesem Fall geschieht die Informationsvv_£ndlung wie folg;.- Dunkelgraue Punkte werden in schwarze umgewandelt, hellgraue Punkte bleiben unverändert.

ι η ι, 7

3. >Fleckenentfernen«

Wenn in einem Flächenelement hellgrau, dunkelgrau oder schwarz, in allen benachbarten Flächenelementen jedoch weiß eingespeichert ist, dann soll das Bezugs-Flächeneiement in weiß umgewandelt werden. Unter einem Flächenelement sei hier die einer Spalte und zwei Zeilen gemeinsame Fläche verstanden.

Die Realisierung der drei Möglichkeiten zur elektrischen Änderung der Formelemente ist in den F i g. 5 bis 8 dargestellt, wobei beispielsweise angenommen ist, daß die drei Register 4, 23 und 5 je fünf Spalten haben.

Zur Prüfung, ob überhaupt eine Änderung der Information notwendig ist, dienen die in der F i g. 5 rechts und die in den F i g. 6 a, 6 b und 7 gezeigten Prüfschaltungen. Zur eigentlichen Änderung der Information ist pro Spalte ein Schaltnetzwerk 27 A bis 27 E vorgesehen, von denen eines in F i g. 8 dargestellt ist. In F i g. 5 sind links unten das Zeichenregister 23 und oben das Sondenregister 5 angeordnet. Die Prüfschaltungen sind an die Verbindungsleitungen der Ausgänge der Flipflops der 5. Zeile mit den Eingängen der Flipflops der 4. Zeile des Zeichenregisters 23 angeschlossen.

Es wird daran erinnert, daß nach dem Hauptpatent die vier Graustufen folgendermaßen codiert sind:

FFl

FF 2

	01	01
dgr	10	01
hgr	01	10
W	10	10

Bei der ersten Möglichkeit soll die Information aufgehellt werden. Zur Feststellung, ob dies in der Spaltet notwendig ist, dient eine Prüfschaltung 32 A; für die Spalten B bis E sind gleiche Prüfschaltungcn 32 B bis 32 E vorgesehen. Diese Prüfschaltung 32/4 prüft mittels eines Schaltungsteiles 33, welche Punkte »hellgrau« sind, mit 34, welche Punkte »dunkelprau« sind, und mit 35, welche Punkte »schwarz« sind. Die Stromsummierung über Widerständet mit zwei Extremwertschaltungen 37 und 38, deren Ausgangsleitungen mit ρ und q bzeichnet sind, führt hinter einer UND-Schaltung 39 (F i g. 6 a) zu der Aussage

N s> N dgr ^ N hgr,

wobei N die Anzahl der Speicherpunkte in einer Zeile ist. Diese Aussage wird, wie erwähnt, zeilenweise ermittelt und in einem Zähler 40 festgehalten. Ein angeschlossener Trigger 41 ist so eingestellt, daß er ein Ausgangssignal/ abgibt, solange mindestens drei der visr Zählerstufen auf »1« stehen, was bedeutet, daß aufgehellt werden soll.

Die Informationswandlung für die Spalte/! geschieht im Schaltnetzwerk 27 A (Fi g. 8) und gleichteitig mit demselben Signal/ in den anderen Spalten B bis E. In der Fig. 8 sind oben die beiden Flipflops 5/41 und 5A2 der ersten Spalte des Sondenregisters 5 und unten die beiden Flipflops 23 A 1 und 23 A 2 der ersten Spalte der obersten Zeile des Zeichenregisters 23 gezeigt.

Den Flipflops HAI und 23 A 2 ist ein aus UND-Schaltungen bestehendes logisches Netzwerk 28 nachgeschaltet, das zur Codeumsetzung vom vierstelligen Binärcode, der am Ausgang der Flipflops auftritt, in einen eins-aus-vier-Code, entsprechend den vier Graustufen: weiß (w), hellgrau (hgr), dunkelgrau (dgr) und schwarz (s), dient. In einem aus 5 ODER-Schaltungen bestehenden logischen Netzwerk 32 wird dieser Code wieder in den vierstelligen Binärcode umgesetzt.

Wenn ein Signal W 2 vorhanden ist, das weiter unten erläutert wird, dann kann das Signal / über eine jo UND-Schaltung 42 in einem logischen Netzwerk 43 die Information

s -* dgr dgr -> hgr
hgr -r w

wandeln und über das logische Netzwerk 32 in das Sondenregister übertragen. Gibt die Prüfschaltung kein Signal / ab, sondern das Signal J, so muß die In-

ao formation direkt durchgeschaltet werden, und es wird nicht die UND-Schaltung 42, sondern eine UND-Schaltung 44 wirksam.

Der Ausgang von 44 ist mit einer ODER-Schaltung 30 verbunden. Durch deren Ausgangssignal

as werden die UND-Schaltungen eines logischen Netzwerkes 31 durchlässig gesteuert. Auf diese Weise gelangt die Information der Spalte A unverändert vom Zeichenregister 23 in das Sondenregister 5.

Bei der zweiten Möglichkeit soll die Information nachgedunkelt werden. Ob nachgedunkelt werden soll, wird ebenfalls in der Prüfschaltung 32 Λ (F i g. 5) festgestellt. Mit einem Schaltungsteil 36 in Verbindung mit einer UND-Schaltung 45 (F i g. 6 b) wird geprüft, ob in der betrachteten Zeile kein Punkt schwarz ist. Die zeilenweise Aussage wird in einem Zähler 46 festgehalten, und ein angeschlossener Trigger 47 gibt ein Ausgangssignal ab. wenn mindestens drei der vier Zählstufen auf »1« stehen. Dies bedeutet, daß nachgedunkelt werden soll. In diesem Fall wird das Signal g erzeugt und mit der Anordnung nach Fig. 8 bei Vorhandensein eines Signals W3 über eine UND-Schaltung 50 sowie ein logisches Netzwerk 51 und die ODER-SchaKungen 32 die Information

dgr-+s

hgr —► hgr

w-

gemäß der Vorschrift über die Nachdunklung geändert. Wenn in der betrachteten Zeile dagegen Schwarz-Information vorhanden ist, wird das Signal i erzeugt und damit über eine UND-Schaltung 52 und die ODER-Schaltung 30 das logische Netzwerk 31 durchlässig gesteuert, d.h., es wird nichl nachgedunkelt.

Die beiden beschriebenen Prüfvorgänge können gleichzeitig ablaufen, weil die beiden Wandlunger sich gegenseitig ausschließen, also nie beide Vorgänge zugleich vorkommen können, weil j=0 die Bedingung N s~> N dgr ausschließt.

Da in jeder Zeile geprüft wird, kann von Zeile zt Zeile das eine oder das andere — oder keines — dei soeben beschriebenen beiden Verfahren wirksarr

S5 werden. Das ist wichtig und vorteilhaft, weil ein großer Teil der zu erkennenden Information vor Schnelldruckern geliefert wird, und diese haben die Eigenschaft, auch bei insgesamt starkem Druck ein-

zelne Teile des Zeichens, ζ. B. den oberen oder unteren, wesentlich schwächer herauszubringen, so daß es notwendig werden kt-jn, z. B. den oberen Teil des Zeicheas »nachzudunkeln«, den unteren Teil dagegen »aufzuhellen«.

Es gibt auch eine bestimmte Art von Schnelldrukkern, die dazu neigen, die Zeichen nicht oben oder unten, sondern links oder rechts mit sehr unterschiedlicher Schwärzung zu drucken. Hier kann sich die oben beschriebene Prüfung der Zeilen nachteilig auswirken; wenn man solche Druckwerkseigenschaften mit berücksichtigen will, ist es besser, nicht über 3 bis 4 ganze Zeilen zu prüfen, sondern die Zeichenfläche noch senkrecht zu unterteilen, also z. B. in die Fläche Spalte A bis C und Zeile 1 bis 6 einerseits und in die Fläche Spalte C bis E und Zeile 1 bis 6 andererseits.

Bei der dritten Möglichkeit sollen Flecken entfernt werden. Eine ODER-Schaltung 53 A (Fig. 5) untersucht, obe in der Spalte Λ nichtweiße Information vorhanden ist. Wenn dies der Fall ist, wird die 1. Stufe eines dreistufigen Schieberegisters 54 A markiert und diese Information mit einem Takt 25' durch das Register 54 A geschoben. Der Takt 25' hat die halbe Frequenz des Taktes 25, der die Zeicheninformation clurch das Zeichenregister 23 schiebt. Das ist günstig, weil bei der verhältnismäßig hohen zei 1?"weisen Auflösung erreicht wird, daß ein Fleck, der eine Spalte und zwei Zeilen bedeckt, entfernt wird, sofern seine Umgebung weiß ist. Die Prüfung, ob ein Fleck in Spalte A vorhanden und gleichzeitig seine Umgebung weiß ist, erfolgt in einer UND-Schaltung SSA. Diese erzeugt ein Ausgangssignal hA, wenn auf der Leitung A/l, d.h. Spalte A und Zeilengruppe 1, welche die ersten beiden Zeilen des Zeichenregisters 23 umfaßt, die zur Übertragung in das Schaltnetzwerk 27 A bereitstehen, nichtweiße Information vorhanden ist und in derselben Spaltet vorher, d. h. der Zeilengruppe 0, die schon übertragen wurde, angezeigt durch das Signal A/0, und nachher, d. h. der Zeilengruppe 2, die nach der Zeilengruppe 1 übertragen wird, angezeigt durch das Signal A/2, weiß ist, ebenso wie in Spalte B in den Zeilengruppen 0,1 und 2. Das Signal h wird in F i g. 8 bei Vorhandensein eines Signals W 4 mit diesem in einer UND-Schaltung 56 verknüpft, deren Ausgangsleitung die Flipflops SAl und 5 A 2 des Sondenreg«- sters5 über die ODER-Schaltung 32 auf »weiß« stellt.

Ist die Fleckenentfernungsbedingung nicht erfüllt, so wird mit dem invertierten Signal ⁷Vf über eine UND-Schaltung 57 die ODER-Schaltung 30 und das logische Netzwerk 31 durchlässig geschaltet, d. h. die Information der betrachteten Zeile der Spalte A unverändert übertragen.

F i g- 7 a zeigt die UND-Schaltung 55 A zur Überwachung der Spalte A auf Flecken. Für die anderen Spalten sind entsprechende UND-Schaltungen 55 B bis 55£ in den Fig.7b bis 7e für die SpaltenB bis E dargestellt.

Weiche Art der Informationsänderung, d. h. Aufhellen, Nachdunkeln oder Fleckenentfernung notwendig ist oder ob überhaupt keine Informationsänderung notwendig ist, läßt sich vor der Erkennung nicht feststellen. Deshalb ist es vorteilhaft, die einzelnen Änderuiigsmöglichkciten nacheinander einzuschalten.

Es wird deshalb die Mög.üchkcit vorgesehen, mehr als zwei Erkennungsvorgänge nacheinander und un abhängig voneinander durchführen zu können um erst nachträglich alle Ergebnisse zur endgültigen Er kennung auszuwerten.

Für die obengenannten vier Fälle wird an Hani der Fig. 12 die Ablaufsteuerung erläutert. Dort sin< die Zähler9', die den Zählern9 in Fig. 1 entspre chen für einen maximalen Zählwert von 96, das is die höchste Impulszahl, die bei viermaliger Auswer

ίο tung der Zeichen vorkommen kann, ausgelegt. Dl· Zeicheninformation läßt man im Zeichenregister 2'. in der geschilderten Weise viermal umlaufen und be nützt einen in jedem Fall benötigten Zentrierimpul 49 dazu, mittels eines im Beispiel vierstufigen Zäh

is lers 48 die Änderungsmöglichkeiten nacheinande einzuschalten. Der Zentrierimpuls 49 wird gewon nen, indem man beispielsweise die fünf Stufen de obersten Zeile des Zeichenregisters 23 mit einer nich gezeigten ODER-Schaltung verknüpft; dies.

so ODER-Schaltung gibt jedesmal den Impuls 49 ab *enn das Zeichen die oberste Zeile des Zeichenregi sters erreicht.

Nach dem Ende des dritten Erkennungsvorgange! wird die Wiedereinspeicherung der Zeicheninforma

tion in das Zeichenregister durch Unterbrechen de Rückführleitung unterbunden.

Unmittelbar nach dem Ende des vier*— Erkr^ nungsvorganges wird, gesteuert durch die letzte Zäh lerstufe des Zählers 48, die Extremwertschaltunj über eine Leitung 61 in Tätigkeit gesetzt.

Der Zähler gibt bei seinen vier Stellungen nachein ander die Signale Wl bis WX ab, üie dat.:, wem auch die entsprechenden Signale /, g und h vorhandei sind, zeilenv.-se die Informationswandlung bewirkei

(Fig. 8). Beim Signal Wl wird die Informat'on im mer unverändert übertragen.

In den Zählern 9' werden die Ergebnisse der ein zelnen Erkennungsvorgänge aufsummiert.
Diese Mehrfach-Erkemmng oder besser die Mehr fach-Auswertung ist im Aufwand günstig und in Falle geringfügiger Informations-Umwandlung aucl funktionell einwandfrei. Im Falle weitergehender In formations-Umwandlungen können jedoch mehrdeu tige oder unbestimmte Ergebnisse auftreten mit den

zusätzlichen Nachteil, daß die Maschine die Mehr deutigkeit nicht »merkt«, sondern im Gegenteil eh völlig eindeutiges Ergebnis anzeigt. Das sei an einen extremen Beispiel für drei Erkennungsvorgänge er läutert:

Zeichen
Zl Zl

1. Erkennungsvorgang

2. Erkennungsvorgang

3. Erkennungsvorgang

19 ·	18
20	19
20	24

Zählerstand 59 61

Hier wird also nach den drei Erkennungsvorgän gen eindeutig das Zeichen Z 2 erkannt, obwohl ii zwei von den drei Fällen das Zeichen Z1 wegen sei nes höheren Einzclzählwertes erkannt wurde.

Es werden deshalb die einzelnen Ergebnisse fü sich festgehalten und ausgewertet, wie in Fig. 13 ge zeigt ist.

Die Zähler 9 sind jetzt wieder 24stufig wie ir F i g. 1. Nach der Extrcmwcrtschaltung 10 sind jetz kleine Zähler 62 vorgesehen, die nur soviel Stufen zi

haben brauchen wie Auswertungen vorgesehen sind, im Beispiel also vier. Der Ablauf der Rechenvorgänge wird wieder vom Zähler 48 gesteuert, der danach eine dritte Extremwertschaltung 63 freigibt, die einen der Zähler 62, nämlich den mit dem höchsten Zählwert, feststellt und das diesem zugeordnete Zeichen als erkannt ausgibt. Im Beispiel der vorstehenden Tabelle liefen diese Einrichtung das Zeichen Zl als erkannt.

Bei dem oben angeführten Zahlenbeispiel liefern die beiden Einrichtungen nach Fig. 12 und 13 verschiedene Ergebnisse. Um auch solche Fälle eindeutig zu erfassen, d.h. hier die Mehrdeutigkeit richtig anzuzeigen, werden beide Einrichtungen parallel eingesetzt und ein Zeichen nur dann als richtig erkannt ausgegeben, wenn beide Einrichtungen das gleiche Ergebnis liefern.

! ür die Verwirklichung dieses Parallelbetriebes kann man die Zähler 9' der F i g. 12 und die Zähler 9 der Fig. 13 gemeinsam über die Ausgänge der ODER-Schaltungen 11 ansteuern und die Ausgänge Zl bis Zn der Fig. 12 und die gleichnamigen der Fig. 13 jeweils durch eine UND-Schaltung verknüpfen.

Man kann auch vorteilhaft der Zähler 48 nicht routinemäßig durch den Zentrierimpul« 49 wciterschalten, sondern nur so lange, wie ein Nichterkannt-Signal aus dem Erkennungsvorgang resultierte. Ein Nichterkannt-Signal wird in bekannter Weise aus den Ausgangssignalen Z !I bis Z η abgeleitet, wenn entweder kein Zähler einen bestimmten Mindestwert erreicht hat — etwa die Hälfte des Maximalwertes —, oder wenn zwei oder mehr Zähler eine gleiche oder nur wenig verschiedene Anzeige liefern.

Beides bedeutet eine unsichere Frkennung. Die Steuerung mit Hilfe des Nichterkannt-Signals, mit 64 bezeichnet, ist in F i g. 12 a dargestellt. Der Zähler 48 wird jetzt nicht allein vom Zentrierimpuls 4? weitergeschaltct, sondern es muß vorher das Nichterkannt-Signal 64 ein Flipflop 66 gesetzt haben. Wenn ein Zeichen erkannt wurde, wird das Flipflop 66 mit einem Erkannt-Signal 65 zurückgesetzt und eine UND-Schaltung 67 gesperrt.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Einrichtungen nach den Fig. 12 und 13 in bekannte' Weise vereinfacht werden können durch Anwendung der üblichen Steuerschaltungen für Zeitabläufe. Beispielsweise bietet sich an, in Fig. 13 nur eine Extremwertschaltung vorzusehen und diese über Verknüpfungsschaltungen nacheinander an die verschiedenen Zählergruppen anzuschließen.

Bei den bisherigen Ausführungsformen der Erfindung, insbesondere bei den vorstehenden Einrichtungen, erfolgten die Erkennungsvorgänge nacheinander. Soll die Lesegeschwindigkeit beibehalten werden, so erkennt man ohne weiteres, daß einer Erhöhung der Taktfrequenz 25, die bei mehreren Erkennungsvorgängen notwendig ist, Grenzen gesetzt sind, beispielsweise wegen der Verweilzeit der Signale an den Sonden.

Es wird deshalb eine weitere Einrichtung angegeben, die diese Schwierigkeit auf vorteilhafte Weise beseitigt, und zwar dadurch, daß mehrere Erkennungsvorgänge gleichzeitig erfolgen.

Diese Einrichtung wird im Zusammenhang mit der Fig. 4 beschrieben. In dieser Figur ist wieder das Schieberegister 4, das Zeichenregister 23 und das Sondenregister 5 dargestellt. Alle drei Register haben jetzt sechs nebeneinanderliegende Spalten. In diesem Zusammenhang wird daran erinnert, daß die Sondenregister der F i g. 2 und 3 nur fünf Spalten haben. Mit „der Anordnung nach F i g. 4 werden zwei Erkennungsvorgänge parallel durchgeführt, d. h., von dem wegen der schlechten Druckqualität der Zeichen vergrößerten Zeichenregister wird von zwei sich überschneidenden Bereichen die der eigentlichen Zeichenbreite — im Beispiel fünf Spalten — entsprcchende Information abgenommen. Die Information von beiden Bereichen wird in getrennten Erkennungsschaltungen weiterverarbeitet.

F i g. 9 zeigt, wie die Sonden des Sondennetzwerkes 6' an das Sondenregister 5 angeschlossen sind.

Das Sondennetzwerk 6' ist ähnlich aufgebaut wie das Sondennetzwerk 6 im Hauptpatent. Dort weist jede Zeile (Sonde) zwei Leitungen auf, nämlich eine schwarz-(i) und eine weiß(w)-Leitung; der Ausgang der entsprechenden Stufe des Sondenregisters ist mit der w-Leitung verbunden, wenn das zugeordnete Rasterfeld und damit das Sondenelement weiß ist, und mit der s-Leitung, wenn dieses Element schwarz ist. Die Leitungspaare sind je mit einem Differenzverstärker 19 verbunden, so daß für jede Sonde die Differenz zwischen schwarz und weiß gebildet werden kann. In F i g. 9 ist dieses Sondennetzwerk doppelt vorhanden, wobei ein Teil der Spaltenleitungen für beide Sondennetzwerke gemeinsam ist, so daß die Spalten 2 bis 6 den einen Teil und die Spalten 1 bis 5 den anderen Teil des Sondennetzwerkes bilden. Das Sondennetzwerk hat nun auch eine doppelte Anzahl von Ausgängen, und zwar 1 bis 32 für den einen Teil und Γ bis 32' für den anderen Teil des Sondennetzwerkes.

Weitere Einzelheiten dieser Erkennungseinrichtung ergeben sich durch Abwandlung nach der Fig. 1. Die Extremv.ertschaitung7 benötigt jetzt doppelt so viele Eingänge und Ausgänge wie in Fig. 1. Für die folgenden eigentlichen Erkennungsschaltungen, d. h. diejenigen, die für jedes der Zeichen anders aussehen, ergeben sich jetzt die Alternativen nach Fig. 10aund 10b.

In Fig. 10a sind die Aussagen der beiden Sondengruppen durch ODER-Schaltungen zonenweise wie im Hauptpatent verknüpft und auf einen gemeinsamen Binärzähler 9 geführt. Diese Ausführung ist im Vergleich zu F i g. 10 b sparsamer im Aufwand, aber »weicher«, d. h. sie wird bei schlechter Druckqualität der Zeichen weniger Rückweisungen, dagegen mehr Substitutionsfehler ergeben.

In der Anordnung nach Fig. 10b sind die beiden Sondengruppen getrennt auf je einen Binärzähler 9 bzw. 9' für das gleiche Zeichen geführt; e.benso ist jeder Zähler für sich auf den Eingang der Extremwertschaltung 10 (Fig. 1) geführt, die dann auch wieder doppelt so viele Eingänge und Ausgänge besitzt wie der Zeichensatz verschiedene Zeichen. Erst am Ausgang der Extremwertschaltung 10 sind dann die beiden Ausgänge 3 und 3' über eine in F i g. 1 nicht dargestellte Oder-Schaltung zusammengeführt zu dem Ausgang für die Ziffer »3«. Diese Einrichtung prüft »härter«, was man anschaulich auch daran erkennen kann, daß hier einer der beiden Binärzähler allein ohne Mitwirkung der anderen Sondengruppe die größte Zahl erreichen muß, ehe das Zeichen als erkannt ausgegeben wird.

Zu den beiden Sondengruppen in F i g. 9 ist zu bemerken, daß man die Sonden teilweise noch zusam-

menfassen kann; das ist besonders offensichtlich an den Sonden 1 und 1'; ferner sei die mögliche Abwandlung erwähnt, bei der einer, oder mehrere Widerstände fehlen, was z. B. dann angebracht sein kann, wenn ein Zeichenteil bei Nennwerten gerade zwei horizontal benachbarte Punkte je zur Hälfte bedecken würde.

Nachfolgend wird das beiden Einrichtungen gemeinsame Merkmal beschrieben, das bei allen bisher erwähnten Ausführungsformen der Erfindung oder auch bei bekannten Einrichtungen günstig ist. Bei diesem Merkmal wird nach der Erkennung eines Formelementes die Häufigkeit des Auftretens dieses Formelementes in einem Zeichen gespeichert und der Kontrast der nachfolgenden gleichen Forme'iemente m abhängig vom Häufigkeitsgrad verändert. Dies wirkt sich besonders auf die senkrechten und waagerechten Striche eines Zeichens aus. Die Veränderung des Kontrastes erfolgt vorteilhaft so, daß Ungleichmäßigkeiten in der Struktur, z.B. Löcher innerhalb der senkrechten Striche überdeckt und Fransen bei waagerechten Strichen unterdrückt werden.

Ein Blockschaltbild zu diesem Merkmal zeigt Fig. 11. Es sind wieder das Schieberegister4, das Sondenregister 5, das Sondennetzwerk 6 und die Ex- as tremwertschaltung 7 dargestellt. Im Beispiel sind am Ausgang der Extremwertschaltung 7 für die Sonden 2 (10000), 4(11000), 16 (11110) und 32 (Hill) kleine Schieberegister 58 mit je vier Stufen vorgesehen, die über Summierungswiderstände Rückkopplungsspannungen auf Leitungen i bis m liefern.

Die auf den Leitungen/ und * auftretenden Spannungen wirken auf die ,-Leitungen der Sonden2 ™d 4 und erhöhen den Schwai-teil m diesen Sonden, ind zwar bis zu einer bestimmten Grenze um so starker je häufiger das betreffende Formelement aufgetreten ist Die Verstärkung beginnt beispielsweise erst wenn das Formelement zweimal aufgetreten ist und nimmt nicht mehr zu, nachdem es viermal aufge-

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DJeMf den Leitungen 1 und m auftretenden Soanriungen wirken in ähnlicher Weise auf die Stunden der Sonden 16 und 32 so daß de, Weißanteil in diesen Sonden erhöht wird.

Wie aus Fig 11 ersichtlich, wird die Kontrastanderung bei den waagerechten Formelementen erst nach ζ B drei Weichen Formelementen wirksam. Die Maßnahme dient dazu, die Kontraständerung erst bei derjenigen elektrischen Information des Zeichens vorzunehmen, die mindestens um eine Stnchstarke (z. B. 0,25 mm) von der gemessenen Schwarzverteilung entfernt ist.

Es können auch noch Dioden 59 vorgesehen sein (nur eine im Zweig der Sonde 2 gezeichnet), die dazu dienen die Stromverteilung innerhalb der Sondenwiderstände nicht zu beeinträchtigen oder die Spannung im Knotenpunkt in der falschen Richtung zu beeinflussen, solange im Schieberegister 58 noch keine Information eingespeichert ist, weil ζ. Β das Zechen gerade erst angefangen hat. Die Diode 59 sperrt, solange das Register 58 keine Rückkopplungsspannungen liefert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

i 944 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur maschinellen Zeichenerkennung, bei der die Zeichen mit einer mehrkanaligen Abtasteinrichtung spaltenweise abgetastet werden, die einzelnen Signale verstärkt und digitalisiert werden und die so gewonnenen Schwarz-Weiß-Signale jeweils eines vollständigen Zeichens spaltenweise in ein zweidimensionales Schieberegister eingespeichert werden, bei der das Zeichen zeilenweise aus dem zweidimensionalen Schieberegister ausgespeichert wird, wobei die Schwarz-Weiß-Verteilung jeder Zeile ein Formelement darstellt, bei der die Formelementc durch diesen nachgebildete elektrische Sonden ermittelt werden, indem die Formelemente nacheinander den Sonden angeboten verden und mittels einer ersten Extremwertschaltung die dem jeweiligen Formelement ähnlichste Sonde festgestellt wird, und durch eine Erkennungsschaltung die so festgestellte Sonde unter Berücksichtigung ihrer Lage innerhalb des Zeichenfeldes den betreffenden Zeichen zugeordnet wird, bei der durch einen Binärzähler je Zeichen die Anzahl der ihm zugeordneten Sonden festgehalten und mittels einer zweiten Extremwertschaltung das Zeichen mit der größten Anzahl von zugeordneten Formelementen festgestellt und damit erkannt wird, nach Patent 1774314, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des zweidimensionalen Schieberegisters (4) und dem 1111-gangsregister (5) des Widerstandsnetzwerkes (6) ein Zwischenspeicher (23) angeordnet ist und daß mehrere Erkennungsvorgänge nacheinander durchgeführt werden, wobei die Formelemente gleichzeitig mit dem Erkennungsvorgang unverändert in den Zwischenspeicher rückgespeichert werden, und daß bei jedem Erkennuposvorgang den Sonden unterschiedliche Formelemente angeboten werden und daß die Häufigkeit des Auftre- «0 tens eines Formelementes gespeichert wird und daß, abhängig von dem Häufigkeitsgrad der Kontrast der nachfolgenden gleichen Formelemente verändert wild.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Erkennungsvorgänge durchgeführt werden, daß beim zweiten Erkennungsvorgang den Sonden Formelemente aus einem gegenüber dem ersten Erkennungsvorgang versetzten Zwischenspeicherbereich angeboten werden und daß nur der erste Erkennungsvorgang durchgeführt wird, wenn dieser ein eindeutiges Ergebnis liefert.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formelemente den Sonden bei den weiteren Erkennungsvorgängen elektrisch verändert angeboten werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrstufiger digitaler Codierung der Schwärzung ein Formelement aufgehellt wird, wenn im größeren Teil von mehreren benachbarten Formelementen je Formelement der Punktanteil mit höherem Schwärzungsgrad den mit nächstniederem Schwärzungsgrad übersteigt, wobei die Aufhellung dadurch erfolgt, daß der vorhandene Schwärzungsgrad punktweise auf den nächstniederen Schwärzungsgrad eingestellt wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrstufiger digitaler Codierung der Schwärzung ein Formelement nachgedunkelt wird, wenn im größeren Teil von mehreren benachbarten Formelementen je Formelemer.t der größte Schwärzungsgrad nicht auftritt, wobei die Nachdunkelang dadurch erfolgt, da3 Punkte mit dem zweitgrößten Schwärzungsgrad auf den größten Schwärzungsgrad eingestellt werden.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeichenfeld senkrecht unterteilt ist und daß in jedem Zeichenteil getrennt aufgehellt oder nachgedunkelt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere in einer Spalte liegenden zusammenhängende nichtweiße Punkte in weiß geändert werden, wenn die Umgebung weiß ist.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur der erste Erkennungsvorgang durchgeführt wird, wenn dieser ein eindeutiges Ergebnis liefert.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ergebnisse der Erkennungsvorgänge gespeichert und miteinander verglichen werden und daß ein Zeichen als erkannt ausgegeben wird, wenn der größere Teil von mehreren Erkennungsvorgängen übereinstimmt.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ergebnisse mehrerer Erkennungsvorgänge in den vor der zweiten Extremwertschaltung angeordneten Zählern aufsummiert werden.

11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ergebnisse mehrerer Erkennungsvorgänge in hinter der zweiten Extremwertschaltung angeordneten Zählern gespeichert werden.

12. Einrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der beiden Einrichtungen verglichen werden und daß der Erkennungsvorgang beendet ist, wenn die beiden Ergebnisse übereinstimmen.

13. Einrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils folgende Erkennungsvorgang nur dann durchgeführt wird, wenn der augenblickliche Erkennungsvorgang ein Nichterkannt-Signal abgibt.

14. Einrichtung zur maschinellen Zeichenerkennung, bei der die Zeichen mit einer mehrkanaligen Abtasteinrichtung spaltenweise abgetastet werden, die einzelnen Signale verstärkt und digitalisiert werden und die so gewonnenen Schwarz-Weiß-Signalc jeweils eines vollständigen Zeichens spaltenweise in ein zweidimensionales Schieberegister eingespeichert werden, bei der das Zeichen zeilenweise aus dem zweidimensionalen Schieberegister ausgespeichert wird, wobei die Schwarz-Weiß-Verteilung jeder Zeile ein Formelement darstellt, bei der die Formelemente durch diesen nachgebildete elektrische Sonden ermittelt werden, indem die Formelemente nacheinander den Sonden angeboten werden und mittels einer ersten Extremwertschaltung die dem jeweiligen Formelement ähnlichste Sonde festgestellt wird,

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und durch eine Erkennungsschaltung die so fest- gen Zeichens spaltenweise in ein zweidimensionales gestellte Sonde unter Berücksichtigung ihrer Lage Schieberegister eingespeichert werden, bei der das innerhalb des Zeichenfeldes den betreffenden Zei- Zeichen zeilenweise aus dem zweidimensionalen chen zugeordnet wird, bei der durch einen Binär- Schieberegister ausgespeichert wird, wobei die zähler je Zeichen die Anzahl der ihm zugeordne- S Schwarz-Weiß-Verteilung jeder Zeile ein Formeleten Sonden festgehalten und mittels einer zweiten ment darstellt, bei der die Formelemente durch die-Extremwertschaltung das Zeichen mit der größten sen nachgebildete elektrische Sonden ermittelt wer-Anzahl von zugeordneten Formelementei festge- den, indem die Formelemente nacheinander den Sonsteilt und damit erkannt wird, nach Patent den angeboten werden und mittels einer ersten Ex-1 774 314, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen io tremwertschaltung die dem jeweiligen Formelement dem Ausgang des zweidimensionalen Schiebe- ähnlichste Sonde festgestellt wird, und durch eine Erregisters (4) und dem Eingangsregister (5) des kennungsschaltung die so festgestellte Sonde unter Widerstandsnstzwerkes (6) ein Zwischenspeicher Berücksichtigung ihrer Lage innerhalb des Zeichen-(23) angeordnet ist und daß die Speicherbereiche feldes den betreffenden Zeichen zugeordnet wird, bei für die Formelemente und der Sondenbereich 15 der durch einen Binärzähler je Zeichen die Anzahl größer als der Zeichenbereich sind und daß eine der ihm zugeordneten Sonden festgehalten und mitgleichzeitige Auswertung in zwei sich überschnei- tels einer zweiten Extremwertschaltung das Zeichen denden Sondenbereichen, die ebenso groß wie der mit der größten Anzahl von zugeordneten Formele-Zeichenbereich sind, erfoigt und daß die Häufig- menten festgestellt und damit erkannt wird, nach Pakeit des Auftretens eines Formelementes gespei- 20 tent 1774 314.

chert wird und daß abhängig von dem Häufig- Der in dem Hauptpatent erwähnte Stand der

keitsgrad der Kontrast der nachfolgenden gleichen Technik wird auch in dieser Patentanmeldung be-Formelemente verändert wird. rücksichtigt.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge- Es gibt bereits sehr viele verschiedenartige Erkenkennzeichnet, daß die Ausgangssignale der beiden 25 nungsvcrfahren, die man ihrer wesentlichen Funktion Sondenbereiche zonenweise gemeinsam ausgewer nach in analoge und digitale Verfahren einteilen tet werden. kann. Das bekannteste analog arbeitende Verfahren

16. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge- wird bei der Magnetschrift E 13 B angewendet; dabei kennzeichnet, daß die Ausgangssignale der beiden wird das mit magnetischer Druckfarbe gedruckte Sondenbereiche getrennt ausgewertet werden, ge- 30 Zeichen schnell über den Luftspalt eines Magnetkoptrennt der zweiten Extremwertschaltung zugeführt fes hinweggezogen: am Ausgang des Magnetkopfes und an deren Ausgang zusammengefaßt werden entsteht dann eine Spannungskurve, deren Amplitude

17. Einrichtung nach einem der vorhergehen- gemäß dem Induktionsgesetz in jedem Augenblick den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gleich der Änderung der Ausdehnung der Druck-Kontraständerung für diejenige elektrische Infor- 35 farbe in Richtung des Spaltes ist. Die Spannungsmation des Zeichens wirksam wird, die mindestens kurve hat also für jedes Zeichen einen charakteristium eine Strichstärke (z. B. 0,25 mm) von der ge- sehen Verlauf, der in eine Verzögerungsleitung einmessenen Schwarzverteilung entfernt ist. gespeist und von dieser mit Hilfe von für jedes Zei-

18. Einrichtung nach einem der vorhergehen- chen charakteristischen Widerstandsnetzwerken, die den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 40 an dafür vorgesehene Anzapfungen der Verzögesenkrechte Strichelemente dadurch hervorgehoben rungsleitung angeschlossen sind, ausgewertet wird, werden, daß ein dem Speicherwert entsprechender Das Widerstandsnetzwerk, das dem gerade abgetaste-Spannungswert die dem Kontrast proportionale ten Zeichen zugeordnet ist, Hefen die größte Aus-Spannung erhöht, "nd daß waagerechte Strich- gangsspannung, die mit Hilfe einer Extremwertschalelemente dadurch hervorgehoben werden, daß die 45 tung aus den Ausgangsspannungen aller Widerdem Kontrast proportionale Spannung erniedrigt slandsnetzwerke herausgefunden wird und damit das ^w'^rd· gelesene Zeichen nach außen signalisiert. Dieses Ver

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge- fahren ist einfach und arbeitet gut, solange die kennzeichnet, daß die Kontlaständerung wirksam Druckqualität sehr gut ist; andernfalls macht es Fehi&t, wenn der dem Speicherwert entsprechende 50 ler oder versagt sogar, weil die längs einer einzigen Spannungswert größer ist als die an dem entspre- Abtastspur, hier mit Hilfe des Magnetkopfes zu gechenden Zweig der Widerstandssonden der winnende geringe Informationsmenge dann nicht Schwärzung entsprechende Spannung. mehr ausreicht.

Bei der optischen Zeichenerkennung muß und will 55 man stets vergleichsweise geringe Druckqualitäten zulassen; das geschilderte einfache Verfahren reicht dann nicht mehr aus, vielmehr wird dann eine Anzahl paralleler Abtastspuren vorgesehen mit Lichtwandiem zur Abtastung des Zeichens und einer glei-60 chen Anzahl von Verzögerungsleitungen, an deren Anzapfungen dann eine der Gestalt des Zeichens entsprechende Spannungsverteilung, wobei die Ampli-

)ie Erfindung betrifft eine Einrichtung zur ma- tude der Spannungen durch die Schwärzung des Zeiinellen Zeichenerkennung, bei der die Zeichen chens gegeben ist, abgegriffen und über ein jetzt einer mehrkanaligen Abtasteinrichtung spalten- 65 nicht mehr eindimensionales, sondern flächenhaftes, se abgetastet werden, die einzelnen Signale ver- also zweidimensionales, Widerstandsnetzwerk je Zeikt und digitalisiert werden und die so gewönne- chen sowie eine anschließende Extremwertschaltung Schwarz-Weiß-Signale jeweils eines vollständi- ausgewertet, d. h. das Zeichen erkannt wird.