DE2303485A1 - Verfahren und anordnung zum skelettieren von zeichen - Google Patents
Verfahren und anordnung zum skelettieren von zeichenInfo
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- DE2303485A1 DE2303485A1 DE2303485A DE2303485A DE2303485A1 DE 2303485 A1 DE2303485 A1 DE 2303485A1 DE 2303485 A DE2303485 A DE 2303485A DE 2303485 A DE2303485 A DE 2303485A DE 2303485 A1 DE2303485 A1 DE 2303485A1
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Description
PEIN.6096. JW/EVH.
Günter W A G E N E R
P a"t ent as s β s sor
P a"t ent as s β s sor
Anmelderi H.Y.PHILIPS' GLOEILAMPEHPABRIEKEH 2303485
Aktes PHH-6096 .... . ... ....
Anm..vom: 24. Jan. 1973
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Skelettieren von Zeichen, die auf einem zweidimensionalen
regelmässigen Muster von Positionen präsentiert werden, wobei eine Zeichenposition durch vorhandene digitale Information von einer Umgebungsposition unterschieden wird und
die Zeichen von überflüssigen Informationen dadurch befreit
werden, dass die Information einer Zeichenposition in die einer Umgebungsposition so geändert wird s bis ein Skelettzeiclien
erhalten wird, dessen Zeichsnelemente aus einfachen Reinen entsprechend einem Nachbarschaftskriterium aufeinanderfolgender
Zeichenpositionen bestehen, und die Skelletierung in Zyklen erfolgt, wobei während eines Zyklus die Positionen
<Ies "/.<- iuhenf eldeti in re ^e 1 ».lässiger und fester Reihenfolge
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behandelt werden, wobei während eines Zyklus jene Zeichen-Positionen,
die sich, entsprechend einem Randkriterium an
einem Rand des Zeichens befinden, in einem ersten Subzyklus
dadurch markiert werden, dass der Information dieser.Zeichenpositionen
eine zusätzliche Information zugefügt wird. Ein derartiges Verfahren ist aus der U.S.-Patentschrift 3.339.179
(g.L. Shelton) bekannt. In einer Anzahl Zyklen werden die Zeichenpositionen dadurch markiert, dass ihnen ein ZMhlsaldo
zugefügt wird« Dieser Saldo wird nach einem der Autokorrelation ähnelnden Verfahren gebildet, er nimmt in jedem Zyklus zu.
In einer Anzahl nachfolgender Zyklen werden die Zeichenpositionen,
deren ZMhlsaldi zwischen bestimmten Grenzen liegen, mit einem Ufaeitbehrlichkeitskriterium verglichen. Es stellt sich heraus,
dass auf diese Weise oft weniger gute Resultate erzielt n und die Erfindung betrifft dalier ein System, bei dem
eines ersten Subssyklusses in jedem Zyklus die Markierung
versorgt wird. Weiter wird nach der genannten Patentschrift
derart rigoros skelettiert, dass leicht charakteristische
Element© der Zeichen verschwinden! Fig. 3 gibt ein Beispiel eines slsslettierten Majuskels "F". Einerseits hat der Querbalken
auf* halber HShe die charakteristische Verdickung (seriph)
am Ende.fast verloren» Andererseits bleiben noch überflüssige
2eiclieiip.ositionen übrig«
Es stellt sich also heraus, dass man einerseits weniger rigoros skelettieren möchte. Es stellt sich heraus, dass dann
gleich kurze herausragende Zeicherielemente entstehen können.
Diese können der Rest einer Verdickung im ursprünglichen
Zeichen sein. Aber selbst trenn keine Verdici--im.--; vorh'iiidnn ν·:-·χ'
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können sie gleichsam "zufällig" entstehen. Wenn sie nicht
übereinstimmen mit Kennzeichen (beispielsweise mit einer "Ausbäulung" des ursprünglichen Zeichens müssten sie fortgelassen
werden. Es wurde vorgeschlagen, sie nach dem Skelettieren zu entfernen, dies aber birgt die Gefahr in sich, dass die
falschen kurzen herausragenden Zeichenelemente entfernt werden können. Besser ist es, das Entstehen dieser Zeichenelemente
überhaupt zu vermeiden. Die Erfindung schafft dies dadurch, dass die auf diese Weise markierten Zeichenpositionen während
dieses Zyklusses nacheinander zunächst in einem zweiten Subzyklus mit einem ersten Unentbehrlichkeitskriterium verglichen
werden, auf Grund dessen sie fortgelassen bzw. beibehalten werden und danach die auf diese Weise noch beibehaltenen
markierten Zeichenpositionen in einem dritten Subzyklus mit einem zweiten Unentbehrlichkeitskriterium verglichen werden,
auf Grund dessen sie fortgelassen bzw. beibehalten werden, wobei die im zweiten Subzyklus fortgelassenen Zeichenpositionen
im dritten Subzyklus als Umgebungspositionen auftreten. Man kann das erste und das zweite Unentbehrlichkeitskriterium
einander anpassen und auf diese Weise das Entstehen dieser kurzen herausragenden Zeichenelemente vermeiden, ohne dass
ε 11 zu rigoros skelectiert werden muss.
Das in der genannten U.S.-Patentschrift 3.339.179
angewandte Unentbehrlichkeitskriterium behält Zeichenpositionen,
durch deren Fortlassung eine Unterbrechung oder eine Schleife xsii Zeichen entstehen würde. Ein zusammenfassendes Kriterium
könnte die "Rangordnung" einer Zeichenposition sein. Diese
wird als die Komplexität (multiplicity) definiert, nach der
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eine Zeichenposition an eine Anzahl untereinander ein geschlossenes
Muster bildender Gruppen von Zeichenpositionen grenzt. Das kann einfach, zweifach, usw. sein. Man geht nacheinander
an den einer Zeichenposition benachbarten Positionen entlang und zählt wie viele Male der Zusammenhang unterbrochen
ist. Dies ist die Rangordnung der zentralen Zeichenposition.
Nur wenn die Rangordnung eins ist, entsteht bei Fortlassung keine Schleife bzw. Unterbrechung. Beispiele davon werden
noch gegeben.
Die herausragenden Zeichenelemente fangen ihre Entwicklung bei einem Endpunkt an. Deswegen muss das Entstehen
der Endpunkte gut unter Kontrolle bleiben. Sie entstehen auf dreierlei Weise»
a) Bei einem Zyklus entspricht eine Zeichenposition nicht dem Randkriterium und wird beim ersten Subzyklus
(Markierabtastung) also nicht markiert. Beim zweiten und dritten Subzyklus (Skelettierabtastungen) verliert
sie soviele markierte Nachbarn ( diese entsprachen in
diesen Subzyklen den Unentbehrlichkeitskriterien nicht),
dass sie ein Endpunkt wird. Es kann sein, dass sie nur noch eine benachbarte Zeichenposition übrig hat oder
auch zwei, die einander wieder benachbart sind.
b) Während eines Subzyklusses (Skelettierabtastung) verliert eine markierte Zeichenposition eine Anzahl benachbarter
Zeichenpositionen. Wenn sie dann selbst an der Reihe ist, um mit einem Unentbehrlichkeitskriterium verglichen
zu werden, stellt es sich heraus, dass sie einen Endpunkt bildet,
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c) Eine markierte Zeichenposition wird zunächst mit
einem Unentbehrlichkeitskriterium während eines Subzyklus
verglichen. Dabei stellt es sich heraus, dass sie unentbehrlich ist (beispielsweise weil ihre Rangordnung
nicht eins entspricht). Danach werden noch benachbarte markierte Zeichenpositionen mit dem Unentbehrlichkeit
skriterium verglichen und fortgelassen. Am Ende dieses Subzyklus stellt es sich heraus, dass
die beibehaltene Zeichenposition einen Endpunkt bildet. Es hängt davon ab, ob die Fälle b) und c) Endpunkte
Von charakteristischen Zeichenelementen ergeben, die zur Wiedererkennung notwendig sind. Oft wird dies nicht der Fall
sein. Es wird nun vorausgesetzt, dass markierte Endpunkte nicht als unentbehrlich betrachtet werden. Wenn die im Fall c)
beibehaltene Zeichenposition abermals mit diesem letzten Unentbehrlichkeitskriterium verglichen wird, wird sie nachträglich
fortgelassen werden. Weiter hängt es oft von der Reihenfolge, in der die Zeichenpositionen geprüft werden ab,
welche Zeichenpositionen fortgelassen werden. Durch das erfindungsgemässe Verfahren ist dies weniger wahrscheinlich.
Eine weitere Ausarbeitung der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass auf Grund des ersten Unentbehrlichkeitskriteriums
nur diejenigen markierten Zeichenpositionen beibehalten werden» deren Fortlassung eine Unterbrechung oder
eine Schleife im Zeichen entstehen lassen würde und auf Grund des zweiten Unentbehrlichkeitskriteriums nur diejenigen
Zeichenpositionen fortgelassen werden, die auf die Art und Weise eines Endpunktes (Schweifpunkt) aus dem Zeichen herausragen,
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Erfahrungsgemäss hat sich herausgestellt, dass ein derartiges
Verfahren gute Resultate ergibt. Im zweiten Subzyklus werden viele Zeichenpositionen geprüft und von diesen wird ein beträchtlicher
Prozentsatz fortgelassen. Im dritten Zyklus werden
die gegebenenfalls auftretenden Endpunkte von sich entwickelnden herausragenden Zeichenelementen entfernt.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass den Zyklen ein Glättungszyklus vorhergeht, in dem Zeichenpositionen,
die entsprechend einem Glättungskriterium aus dem Zeichen herausragen, fortgelassen und Umgebungspositionen,
die in das Zeichen einbäulen, zu Zeichenpositionen gemacht
werden und dass bei den nachfolgenden Zyklen Zeichenpositionen, die nach einem Herausragungskriterium aus dem Zeichen herausragen,
von Markierung ausgeschlossen werden. Es hat sich gezeigt, dass diese Kombination ein gutes Resultat ergibt.
Namentlich bleiben die Zeichenpositionen nach dem obenstehenden Fall a) beibehalten. Diese bilden fast immer Endpunkte von
charakteristischen Zeichenelementen des Skelettcharakters.
Die Erfindung bezieht sich auch Auf eine Anordnung zum
Gebrauch beim Skelettieren von Zeichen, welche auf einem
Träger präsentiert werden. Sie enthält einen Aufnehmer, der die Information der Zeichen auf einer vorhandenen Speicheranordnung
abbildet, wodurch die genannten Zeichen als digitale Information von Zeichenpositionen bzw, Umgebungspositionen
gespeichert werden. Diese Positionen sind nach einem zweidimensional
en regelmässigen Muster von Positionen auf dem Träger gegliedert. Die Anordnung enthält weiter eine Skelettieranox-dnung,
der mindestens die Information der Zeichenpostionen
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zuführbar ist und wodurch die Information von Zeichenpositionen
in die von Umgebungspositionen änderbar ist, bis die in der genannten Speicheranordnung gespeicherte Information von
Zeichenpositionen auf die Information von Zeichenpositionen von Skelettzeichen verringert ist, deren Zeichenelemente aus
einfachen Reihen einander nach einem Benachbarkeitskriterium
auffolgender Zeichenpositionen bestehen, wobei das Skelettieren
durch eine Steueranordnung in Zyklen gesteuert wird, wobei während eines Zyklus Information de? Positionen des Zeichenfeldes
in einer regelmassigen und festen Reihenfolge der Skelettieranordnung zuführbar ist und wobei während eines
Zyklus in einem ersten Subzyklus mindestens die Information der Zeichenpositionen zusammen mit der Information der diesen
Zeichenpositionen benachbarten Positionen einer ersten Entscheidungsanordnung zuführbar sind, in der ein Randkriterium
eingebaut ist, welche erste Entscheidungsanordnung der Information jener Zeichenpositionen, für die das genannte
Randkriterium erfüllt ist, zusätzliche Information zufügt. Der Aufnehmer kann aus einem Lichtpunktabtaster (flying spot
scanner) bestehen und die Speicheranordnung aus einer Matrix bistabiler Elemente. Durch das Skelettieren wird die Redundanz
kleiner und kann leichter wiedererkannt werden. Die Skelettierung erfolgt dadurch günstig, wenn in Weiterbildung der
Erfindung danach in einem zweiten Subzyklus die Information der Zeichenpositionen zusammen mit der genannten zusätzlichen
Information einer zweiten Entscheidungsanordnung zuführbar ist, in der ein erstes Unentbehrlichkeit skrit erium eingebaut ist
und wodurch, wenn zwar das Randkriterium, nicht aber das
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erste Unentbehrlichkeitskriterium erfüllt ist, die Information
der betreffenden Zeichenposition in die der Umgebungsposition änderbar ist, und wenn danach in einem dritten Subzyklus die
Information der restlichen Zeichenpositionen zusammen mit der genannten zusätzlichen Information einer dritten Entscheidungsanordnung zuführbar ist, in der ein zweites Unentbehrlichkeitskriterium
eingebaut ist und wodurch, wenn zwar das Randkriterium erfüllt war, nicht aber das zweite Unentbehrlichkeitskriterium,
die Information der betreffenden Zeichenposition in die einer Umgebungsposition änderbar ist, wonach diese gegebenenfalls
geänderte Information an einem Ausgang erscheint.
Die zweiten und dritten Entscheidungsanordnungen können unterschiedlich oder einander entsprechend aufgebaut sein.
Wenn sie identisch sind, ist es sogar möglich, dass die zweite und dritte Entscheidungsanordnung dieselbe Anordnung
sind, die zweimal durchlaufen wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den
Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigern
Pig. 1 einige übliche Muster von Positionen, Fig. 2-16 einige Beispiele der "Rangordnung",
Fig. 17-21 ein Beispiel des Skelettierens nach einer
älteren Technik,
Fig. 22 ein Beispiel eines Skelettierresultates nach
der vorliegenden Erfindung,
Fig, 23-24 eine Darstellung zur Demonstration des
Nutzens eines Glättungszyklus,
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Fig. 25 ein Blockschema einer erfindungsgemässen Anordnung,
Fig. 26 eine Darstellung eines Skelettierspeichers und
eines .Merkspeichers,
Fig. 27 eine Darstellung einer Anordnung die ein Randkriterium erzeugt,
Fig. 28 eine Darstellung einer Anordnung, die markierte Zeichenpositionen mit einem Unentbehrlichkeitskriterium vergleicht
,
Fig. 1 zeigt drei übliche Muster von Positionen. Die Positionen sind durch Punkte angegeben. Durch eine Linie ist
angegeben, in welcher Richtung eine benachbarte Position liegt. Die Positionen haben also k, 6 bzw. 8 Nachbarn.
Die Fig. 2-16 zeigen Beispiele zur Bestimmung der
"Rangordnung" der zentralen Zeichenposition. Zeichenpositionen sind durch einen von einem Kreis umgebenen Punkt angegeben.
Es sind eine Anzahl Verbindungen dargestellt um die Komplexität anzugeben, mit der die zentrale Zeichenposition an eine Anzahl
untereinander ein geschlossenes Muster bildender Gruppen von Zeichenpositionen grenzt. Gestrichelte Linien bedeuten
Verbindungen im Falle, dass eine Position acht Nachbarn hat{ die gezogenen Linien gelten in den Fällen mit vier bzw. sechs
Nachbarn. Die Rangordnung ist nun wie folgt j
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Figur | Nachbarn | Rang ordnung |
Nachbarn | Rang ordnung |
Nachbarn | Rang ordnung |
2 | 4 | 0 | 8 | 0 | ||
3 | 6 | 0 | ||||
4 | 6 | # | ||||
5 | ^ | 1 | 8 | 0 | ||
6 | 6 | 1 | ||||
7 | 4 | # | 8 | 1 | ||
8 | 4 | 1 | 8 | 1 | ||
9 | 4 | 1 | 8 | 1 | ||
10 | 6 | 2 | ||||
11 | 4 | 1 | 8 | 3 | ||
12 | 4 | 2 | 8 | 3 | ||
13 | 4 | * | 8 | 4 | ||
14. | 6 | 3 | ||||
15 | 4 | 1 | 8 | 2 | ||
16 | 4 | 4 | 8 | 4 |
Die durch, einen Stern bezeichneten Fälle betreffen isolierte
Zeichenpositionen.» Diese FSlIe lassen sich leicht einzeln
detektieren. Fig# 3 zeigt die Hangordnimg UuIl und Tbei Portiassung
dieser Zeichesposition würde eine Schleife entstellen«
Es stellt sich heraus, dass die Rangordnung von der Anzahl Hachbarn, die in. Betracht gesogen werden, abhängig ist» Die
der zentralen Zeichenposition benachbarten Positionen bilden einen sogenannten Kranz um! die Rangordnung kann auch als die
Anzahl Male, dass dieser Kranz anterbrochen, ist, angegeben
werden*
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Die Fig. 17-21 geben ein Beispiel des Skelettierens entsprechend der deutschen Patentanmeldung P 21 5^ 411,6.
Pig. 17 zeigt ein nach rechts herausragendes Zeichenelement, beispielsweise einen horizontalen Balken eines Majuskels "F",
Zeichenpositionen sind durch einen von einem Kreis umgebenen Punkt angedeutet und Umgebungspositionen nur durch einen Punkt.
Der Teil des Zeichens zur linken Seite der vertikalen Linie wird nicht betrachtet. Das .Randkriterium lautet wie folgt:
es wird eine Matrix von 3*3 betrachtet. Wenn davon die erste
Spalte höchstens eine Zeichenposition zählt und die restlichen Spalten (einschliesslich der zentralen Zeichenposition)
mindestens drei, wird die zentrale Zeichenposition markiert. Ein entsprechendes Kriterium gilt in den drei anderen
Orientierungen. Eine markierte Zeichenposition hat dann mindestens zwei Nachbarn. Es stellt sich heraus, dass dies
zu einem rigorosen Skelettieren führt.
Danach werden die markierten Zeichenpositionen zeilenweise von links nach rechts mit einem Unentbehrlichkeitskriterium
verglichen, das hier lautet: wenn durch Fortlassung eine Unterbrechung entstehen würde (oder auch eine Schleife,
was aber hier durch die Wahl des Randkriteriums nicht gilt), wird die Zeichenposition beibehalten. Dazu werden alle acht
äusseren Positionen der 3x3-Matrix als Nachbar der zentralen
Zeichenposition betrachtet.
In Fig. 18 ist angegeben, welche Zeichenpositionen mit einem Unentbehrlichkeit skrit erium verglichen werden: durch
ein Kreuz ist angegeben, welche Positionen fortgelassen werden durften. Durch ein A ist angegeben, dass die betreffende
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Zeichenposition beibehalten wurde j in dem Augenblick, wo-der
Vergleich mit dem Kriterium stattfand, war die Zeichenposition rechts unten noch vorhanden» es würde also durch Fortlassung
eine Unterbrechung entstanden sein. Die in Fig. 18 durch ein A angegebene Zeichenposition wird in den nachfolgenden Zyklen
nicht mehr bewertet, denn sie hat nur einen Nachbarn. Auf diese Weise bietet diese Position einen bleibenden Endpunkt.
Auch in Fig» 19» 20, 21 wird immer die durch ein A angegebene Zeichenposition beibehalten, weil Fortlassung eine Unterbrechung
grgeben würde.
Fig. 21 zeigt das Endresultatϊ die Symmetire ist völlig
geändert. In Fig. 17 gibt es eine Neigung nach -rechts oben. In Fig. 21 eine stärkere nach rechts unten.
Eine bessere Skelettierung erhält man. dadurch, dass
nach der Erfindung die in Fig. 18 durch ein A angegebene Zeichenposition abermals auf ihre Unentbehrlichkeit geprüft
wird. Eine Fortlassung ergibt keine Unterbrechung und wenn das zweite Unentbehrlichkeitskriterium dasselbe ist wie
das erste, darf die ,Zeichenposition fortgelassen werden. In den nachfolgenden Zyklen entsprechen dann die in Fig. 19-21
durch ein A angegebenen Zeichenpositionen nicht dem Unentbehrlichkeit skriterium und werden folglich fortgelassen.
So entsteht das Resultat nach Fig. 22. Indem also mindestens
in einem ersten Zyklus zweimal ein Unentbehrlichkeitskriterium
angelegt wurde, ist eine bessere Skelettierung erreicht worden. Es kann auch sein, dass die Verbesserung dadurch entsteht,
dass in einem zweiten.und weiteren Zyklus zweimal ein Unentbehrlichkeitskriterium
angelegt wird»* Dadurch, dass das
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Unentbehrlichkeitskriterium zweimal angelegt wird, werden
von vielen herausragenden Zeichenelementen die kein Kennzeichen des Zeichens bilden, die Endpunkte bei ihrem Entstehen
entfernt. Auf diese Weise können die Zeichenelemente sich nicht entwickeln. Im Beispiel waren die beiden Unentbehrlichkeit
skriterien identisch formuliert, aber dies ist nicht notwendig. Sie können sogar von Zyklus zu Zyklus voneinander
abweichen. Ein zusätzlicher Vorteil der Methode mit der doppelten Anwendung der Unentbehrlichkeitskriterien ist,
dass diese weniger hoch sein dürfen. Venn die Zeichenpositionen das erste Mal beibehalten werden, werden sie ja abermals
geprüft. Auf dieselbe Art und Weise darf das Kriterium zum Markieren weniger hoch sein.
Fig. 23 zeigt für den Fall von acht Nachbarn ein Beispiel, aus dem der Nutzen eines Glättungszyklus hervorgeht.
Diese Figur ist gegen Skelettieren immun. Eine Fortlassung einer Zeichenposition lässt immer eine Schleife bzw. eine
Unterbrechung entstehen. Es ist vorausgesetzt worden, dass die vier Enden nicht markiert werden. Ein Glättungskriterium seit
eine Umgebungsposition mit mehr als vier angrenzenden Zeichenpositionen
wird aufgefüllt. Das Resultat ergibt Fig. 24, die eine einfache Konfiguration gibt. Das Auffüllen von Umgebungspositionen kann auf Fälle beschränkt werden, bei denen
keiner der vertikalen . oder horizontalen Nachbarn eine
Umgebungsposition ist. Im allgemeinen kann man dem letztgenannten Nachbarn eine grössere Bedeutung anerkennen als
anderen, beispielsweise dadurch, dass in die Kriterien Wftgnncsfaktoren aufgenommen werden. Ein derartiges Glätten
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ergibt insbesondere in Kombination mit einer doppelten Anwendung eines Unentbehrlichkeitskriteriums von markierten
Zeichenpositionen ein gutes Resultat. Dies stellt sich, heraus, wenn von einer Vielzahl angebotener Zeichen, beispielsweise 10 ,
eine grössere Anzahl als richtig wiedererkannt wird. Das
Beispiel ist für acht Nachbarn pro Position ausgearbeitet worden. Für vier oder sechs Nachbarn gelten analoge Behandlungen.
In der deutschen Patentanmeldung ist auch eine Anordnung zum Vergleichen mit einem Unentbehrlichkeitskriterium beschrieben
worden. Die Fig. 7-12 dieser Anmeldung zeigen eine
Schaltungsanordnung hierfür. Mit der Anordnung entsprechend der genannten Patentanmeldung lassen sich Zeichenpositionen
zweimal mit einem Unentbehrlichkeitskriterium vergleichen. Dies erfolgt beispielsweise wenn in einem ersten Zyklus eine
Zeichenposition einem Randkriterium entspricht und es sich herausstellt, dass sie unentbehrlich ist und wenn* sie in einem
zweiten Zyklus aufs neue einem Randkriterium entspricht.
Man kann die in dieser Patentanmeldung beschriebene Anordnung derart ausbauen, dass die Information aller Positionen pro
Zyklus zweimal rundläuft, während der Markierungsspeicher
(Fig. 11 der genannten Patentanmeldung) derart ausgebaut wird,
dass er etwaige zusätzliche Information sämtlicher markierten Zeichenpositionen enthalten kann. Dadurch würde er stark
vergrössert werden und zwar bis etwa ebenso gross wie der
Hauptspeicher, beispielsweise bis 32 χ 32 = 2 Bits. Ausserdem würde der Durchgang eines Zyklus etwa doppelt soviel
Zeit beanspruchen.
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Pig. 25 zeigt ein Blockschaltbild zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung und enthält einen Träger A
mit Zeichen» einen Aufnehmer B, einen Pufferspeicher C, eine
Schaltungsanordnung D1 einen Hauptspeicher E, eine Steueranordnung
F, einen Taktimpulsgenerator G, eine Verbindung H, einen Marki*erungsspeicher Σ, einen Skelet tier speicher J,
eine logische Einheit K, eine zweite logische Einheit L, einen Merkspeicher M, eine bistabile Anordnung N und eine
Ausgangsanordnung 0. Durch gestrichelte Linien ist angegeben, welche dieser Teile eine Hauptsteueranordnung PA, eine
Markierungsanordnung MI und eine Entscheidungsanordnung BSI
bilden. Die Zeichen sind mit kontrastierender Tinte auf dem Träger A gedruckt. Der Aufnehmer B ist ein Lichtpunktabtaster,
der das Zeichen zeilenweise abtastet. Der Pufferspeicher C ist ein Schieberegister von beispielsweise 32 Bits, Darin wird
die Information einer Zeile des Zeichens gespeichert: die einfachste Form ist die von einem Bit pro Position, die also
die Information "belegt" oder "leer" gibt. Der Hauptspeicher E
kann ebenfalls als Schieberegister aufgebaut sein. Der Taktimpulsgenerator
G gibt zu regelmässigen Zeitpunkten Taktimpulse zur Steueranordnung F, die den weiteren Ablauf steuert.
Der Pufferspeicher C wird dazu verwendet, die Eigenschaften des Aufnehmers B und des Hauptspeichers E aneinander anzupassen.
Nach dem Abtasten einer Zeile des Zeichens wird die Information dieser Zeile über die Schaltungsanordnung D unter Ansteuerung
der Steueranordnung P weitergeleitet. Das Zeichen besteht beispielsweise aus 32 Zeilen und zu 32 Bits. Wenn alle
Informationen des Zeichens dann im Hauptspeicher E gespeichert
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sind, beginnt das Skelettieren. Dazu wird eine Ringschaltung
gebildet aus dem Hauptspeicher E, dem Markierungsspeicher I,
dem Skelettierspeicher J, der logischen Einheit L und der Ausgangsanordnung O, Die Speicher können alle als Schieberegister
ausgebildet sein. Unter Ansteuerung der Taktimpulse und der Steueranordnung F läuft die Information des Zeichens
bis sie wieder in den Hauptspeicher E zurückgekehrt ist. Dabei werden im Markierungsspeicher I die Zeichenpositionen
gegebenenfalls entsprechend einem Randkriterium markiert,
welches die Information einer Zeichenposition mit dem gegebenenfalls belegten Zustand der benachbarten Positionen vergleicht.
Dies erfolgt durch die logische Einheit K, während die Information, ob die betreffende Zeichenposition markiert ist,
dem Merkspeicher M zugeführt wird. Der Ausgang des Markierungsspeichers I ist über die Verbindung H mit dem Eingang des
Skelettierspeichers J verbunden. Darin wird die Information der markierten Zeichenpositionen mit der der benachbarten
Positionen verglichen. So wird ein Unentbehrlichkeitskriterium
implementiert: die Marke der betrachteten Zeichenposition und gegebenenfalls die anderer Zeichenpositionen wird durch
den Merkspeicher M der zweiten logischen Einheit L zugeführt. Diese vergleicht mit einem ersten Unentbehrlichkeitskriterium
und entscheidet, ob die markierte Zeichenposition entfernt werden darf oder nicht. Wenn dies erlaubt ist, wird die
Information geändert in die einer Umgebungsposition. Nach der vorliegenden Erfindung vergleicht danach diese zweite logische
Einheit L mit einem zweiten Unentbehrlichkeitskriterium, aber
erst nachdem der erste Vergleich soweit fortgeschritten ist,
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dass die Resultate dieses Vergleichs den zweiten Vergleich nicht mehr beeinflussen können. Die Information der gegebenenfalls
entfernten Zeichenposition geht über die Ausgangsanordnung 0 zum Hauptspeicher E zurück und ist gegebenenfalls
an einer1 Ausgangsklemme der Ausgangsanordnung 0 verfügbar. Wenn in einem Zyklus keine Zeichenposition entfernt wird,
wird die Skelettierung beendet. Dies wird durch die bistabile Anordnung N detektiert, welche die Entfernungssignale empfängt.
Gegebenenfalls können dann noch ein oder mehrere Zyklen anderer Typen folgen. Die Subzyklen sind also in der Zeit
nicht getrennt; wohl durchlaufen die Zeichenpositionen zunächst
den ersten, dann den zweiten und zum Schluss den dritten Subzyklus·
Fig. 26 zeigt einen Skelettierapeicher und einen Merkspeicher. Das Zeichenfeld besteht beispielsweise aus
32 χ 32 Positionen, deren Information als jeweils ein Bit
pro Position gespeichert wird.
Der Skelettierspeicher enthält fünf Schieberegister IJ, J2, J3» J^ und J5 zu je 30 Bits mit Anpassungswiderständen
IRJ, JR2, JR3, JR4 und JR5 und Regenerationsverstärkern IJV,
JV2, JV3, JVk und JV5. Weiter enthält der Skelettierspeicher zehn Plip-Flopschaltungen IJ1, IJ2, J21, J22, J31, J32, Jki,
J42, J51 und J52. Die Information des letzten Bits der Schieberegister und der Flip-Flopschaltungen ist an den
Signalklemmen 1 ..... 9 und 18 ..... 23 vorhanden. Die Klemme
ist als Signalausgangsklemme wirksam. Die Flip-Flopschaltungen J21 und J41 haben nicht dargestellte Rückstelleingänge.
Weiter enthält Fig. 26 einen Merkspeicher. Dieser ist auf
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analoge Weise mit einer Signaleingangsklemme MOO, vier Schieberegistern
zu 30 Bits M2, M3, M4, M5 mit Regenerationsverstärkern
und Abschlusswiderständen MV2 .....5 und MR2 5» neun
Flip-Flopschaltungen M1 1, 12, 21,22, 31, 32, 4i , 42 und 51
und den Signalklemmen 10 17 aufgebaut. Im Skelettier-
speicher wird also die Information gespeichert, ob eine Position eine Zeichenposition ist oder nicht, im Merkspeicher
ob die Position markiert ist oder nicht.
In Fig. 27 ist eine Anordnung dargestellt, durch die ein Randkriterium erzeugt wird. Es sei wieder vorausgesetzt,
dass jede Position acht benachbarte Positionen hat. Man folgt dem Kranz dieser benachbarten Positionen und zählt, wie viele
Male eine Umgebungsposition einer Zeichenposition unmittelbar folgt.
Die Anordnung nach Fig. 27 enthält drei Schieberegister
11 , 12 und IJ zu je 30 Bits mit Anpassungswider stand en IR1 ,
IR2 und IRJ und Regenerationsverstärkern IV1 , IV2 und IVJ. Weiter enthält die Anordnung die Flip-Flopschaltungen 111,112,
121, 122, IJ1, IJ2, die logischen UND-Tore DE 1 9, das
logische ODER-Tor D01 , elf Widerstände DR1 11, einen
Transistor DT und eine Spannunftsklemme U. Die Anordnung
bildet einen Markierungsspeicher. Bei einer Zeile von 32 Positionen
ist die Information einer 3x3-Matrix von Positionen also an den Ausgängen der Anpassungswiderstände und der sechs
Flip-Flopschaltungen verfügbar. Die UND-Tore DEI.....8 empfangen
die Information von einer Position des Kranzes nicht invertiert und von der nächsten Position des Kranzes um die zentrale
Zeichenposition invertiert. Wenn einer Zeichenposition bei
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einem Umlauf an diesem Kranz entlang unmittelbar eine Umgebungsposition folgt, wird der Ausgang eines der UND-Tore
DE1 8 hoch. Die dadurch in die Widerstände DR1.....8
fliessenden Ströme werden addiert, so dass die Spannung am
Widerstand DR1O der Anzahl der Merkmale, dass einer Zeichenposition
eine Umgebungsposition unmittelbar folgt, proportional ist. Ist diese Anzahl mindestens gleich eins, so wird auch
der Ausgang des ODER-Tores D01 hoch. Wenn diese Anzahl mindestens zwei ist, wird der Transistor DT leitend (die Klemme U
erhält eine Speisespannung). Wenn der Transistor DT leitend
ist, wird der damit verbundene Eingang des UND-Tores DE9
durch den Spannungsfall am Widerstand DRI1 niedrig und das
UND-Tor DE9 gibt also nur ein hohes Signal ab, wenn bei einem Umlauf an einem Kranz entlang um eine Position:
a) die zentrale Position einer Zeichenposition ist;
b) nur einmal einer Zeichenposition eine Umgebungsposition folgt,
Zur Fig. 27 sei bemerkt, dass durch eine geringfügige
Aenderung der Rangordnung der zentralen Zeichenposition bestimmt werden kann« Dazu sind vier logische ODER-Tore DOR1.... h
notwendig. Sie empfangen die Eingangssignale der Ausgänge von: IR2 und IRJ; IJ1 und IJ2; 122 und 112 bzw. 111 und IRI.
Die Ausgänge der logischen ODER-Tore DOR1..... k sind
dann mit Eingängen von vier logischen UND-Toren DAND1 k
verbunden. An ihren anderen Eingängen empfangen sie invertiert die Signale der Ausgänge von IJ1; 1225 111 bzw. IR2. Die
Anzahl dieser UND-Tore, die ein hohes Signal abgeben, entspricht der Rangordnung. Diese Anzahl kann auf dieselbe Art und Weise
bestimmt werden wie in Fig. 27 die Anzahl hoher Signale an
309831/0985
-20- PIIN. 6096.
den Toren DE1 8 gezählt wird: nur wenn die Rangordnung
eins ist, werden alle drei Eingänge des Tores DE9 hoch
über ODER-Tor D01 und Transistor DT. Die Basis von DT ist dann über vier Widerstände mit den Ausgängen der Tore DAND1....4
verbunden wie dies mit dem Eingang des ODER-Tores D01 unmittelbar der Pail ist. Die Tore DE1 8 können fortfallen, ebenso
wie die Widerstände DR1.....8.
Der Ausgang des UND-Tores DE9 ist mit der Eingangsklemme MOO aus Fig. 26 verbunden. In Fig. 12 der deutschen
Patentanmeldung P 21 $k 411.6 wird die Bildung eines Unentbehrlichkeitskriteriums
gegeben: durch die NICHT-UND-Tore Y4-Y15
wird das Fortlassen einer markierten Zeichenposition vermieden wenn dadurch eine Unterbrechung entstehen würde. Das kann
auch bei dem vorliegenden Beispiel auf dieselbe Art und Weise erfolgen. Wenn der Ausgang des logischen NICHT-UND-Tors Y15
hoch wird, darf die Zeichenposition nicht in eine Umgebungsposition geändert werden. Dann kommen in Fig. 26 die Klemmen
7, 8, 9, 18, 19, 20, 21, 22, 23 an die Stelle der Klemmen 1...9,
in bezug auf die Eingangssignalklemmen der NICHT-UND-Tore Y4.....15 in Fig. 12 der deutschen Patentanmeldung.
Die übrigen Elemente dieser Figur, namentlich die NICHT-UND-Tore Yi6o....18, der Transistor T5 und die damit verbundenen
Teile werden hier nicht näher betrachtet.
Eine andere Möglichkeit ist, dass beim zweiten Vergleich Zeichenpositionen, die aus dem Zeichen herausragen, entfernt
werden. Eine Anordnung dazu ist in Fig. 28 dargestellt. Markierte Zeiphenpositionen werden entfernt, wenn sie nur einen Nachbarn
haben oder zwei aneinander grenzende Nachbarn (nach der
309831/0985
PHN.6096.
Entfernung beim ersten Vergleich der nicht unentbehrlichen Zeichenpositionen).
Die Anordnung nach Fig. 28 enthält ausser einer Anzahl bereits in Fig. 26 dargestellter Elemente die logischen
UND-Tore DE10 19, die logischen ODER-Tore D02 und D03,
die Transistoren DT2 und DT3, die Widerstände DR12 und eine Spannungsklemme U. Sind zwei benachbarte Positionen
eines Ringes um die zentrale Position Zeichenpositionen,
so gibt das zugehörige UND-Tor der Reihe DE10 17 ein
hohes Signal ab. Ist dabei mehr als eine der zentralen Positionen benachbarten Positionen eine Zeichenposition, so
wird der Transistor DT2 leitend, wodurch der zugehörende Eingang des ODER-Tores D03 niedrig wird. Wenn es aber nur
eine benachbarte Zeichenposition gibt und die zentrale Position ist eine gemerkte (Klemme 17 aus Fig, 27) Zeichenposition
(Ausgang der Flip-Flopschaltung J41), gibt das
UND-Tor DE19 ein hohes Signal ab.
Wenn nun mehr als zwei der der zentralen Position benachbarten Positionen Zeichenpositionen sind, so wird
auch der Transistor DT3 leitend, wodurch der zugehörende Eingang des UND-Tores DE18 niedrig wird. Wenn also zwei
Zeichenpositionen der zentralen Zeichenposition benachbart sind, diese zwei Nachbarn unterschieden sind und die zentrale
Position eine gemerkte Zeichenposition ist, wird der Ausgang des UND-Tores DEI9 hoch.
In allen anderen als in den zwei genannten Fällen ist
der Ausgang des UND-Tores DEI9 niedrig und die (etwaige)
zentrale Zeichenposition entspricht dem Unentbehrlichkeitskriteriun
309831/0985
. ΡΗ.\Τ.6Ο96.
Unter Ansteuerung des hohen Signals von DE sind die zentralen Zeichenpositionen in eine Umgebungsposition umgewandelt,
beispielsweise durch einen Impuls zum Rückstelleingang der
Flip-Flopschaltung J'H . Die Widerstände DR24, 25, 26 und 27
dienen zum Einstellen der Transistoren DT2 und DTR3
Eine derartige Anordnung lässt sich auch bei einem Glättungszyklus verwenden. Dann wird beispielsweise die
Klemme 17 bei einem hohen Signal gesperrt.
Die Erfindung kann eine Reihe von Kriterien anwenden. Für acht benachbarte Positionen werden eine Anzahl Beispiele
gegeben:
a) Glättungskriterium zum Auffüllen;
- eine Umgebungsposition grenzt an mindestens fünf Zeichenpositionen;
- dasselbe, insofern sie danach die Rangordnung 1 hat; eine Umgebungsposition würde nach Auffüllen, die Rangordnung
2 haben.
Glättungskriterium zum Entfernen;
- eine Zeichenposition hat die Rangordnung 1 und höchstens drei benachbarte Zeichenpositionen;
dasselbe mit der zusätzlichen Bedingung, dass diese höchstens drei Zeichenpositionen in derselben Reihe bzw. Spalte liegen.
b) Randkrit erium t
- in der 3x3-Matrix enthält eine Reihe/Spalte höchstens eine
Zeichenposition und der Rest mindestens drei (oder vier);
- die "Rangordnung" der Zeichenposition . ist 1; -
- die Zeichenposition grenzt in horizontaler oder vertikaler Richtung an eine Umgebungsposition;
309831 / 098 S
- at. - pun.6096.
-dasselbe und dabei hat diese Zeicherposition mindestens
drei benachbarte Zeichenpositionen, c) Unentbehrlichkeitskriterium;
- eine Fortlassung darf keine Unterbrechung verursachen;
- die gemerkte Zeichenposition darf keinen Teil eines
Blocks von vier gemerkten Zeichenpositionen bilden, während
der Rest der Matrix von 3x3 fünf Umgebungspositionen enthält!
- die Rangordnung entspricht nicht eins;
- die Zeichenposition hat nur einen Nachbarn (Endpunkt): unentbehrlich.
Für andere Muster kann man entsprechende Kriterien aufstellen.
Die gegebene Liste ist sogar für acht Nachbarn nicht erschöpfend, Man kann mehrere Kombinationen der Kriterien
bilden: so können das Randkriterium, das erste und zweite Unentbehrlichkeitskriterium aneinander angepasst werden.
Man kann die Behandlung auch parallel verlaufen lassen: man kann das Zeichenfeld beispielsweise in zwei Teile aufteilen und zwei Anordnungen nach der Erfindung verwenden.
Die Wahl der Kriterien kann beispielsweise von der Art der
Zeichen abhängen« Auch können in verschiedenen Zyklen verschiedene
Rand- und/oder Unentbehrlichkeitskriterien verwendet werden.
309831/0985
Claims (4)
- - 24 - pun.6096.PATENTANSPRÜCHE:1, Verfahren zum Skelettieren von Zeichen, die auf einem zweidimensionalen regelmässigen Muster von Positionen präsentiert werden, wobei eine Zeichenposition durch vorhandene digitale Information von einer Umgebungsposition unterschieden wird und die Zeichen von überflüssigen Informationen dadurch befreit werd en, dass die Information einer Zeichenposition in die einer ümgebungsposition so geändert wird, bis ein SkeIettzeionen erhalten wird, dessen Zeichenelemente aus einfachen Reihen entsprechend einem Nachbarschaftskriterium aufeinanderfolgender Zeichenpositionen bestehen und die Skelettierung in Zyklen erfolgt, wobei während eines Zyklusses die Positionen des Zeichenfeldes in regelmässiger und fester fieihenfolge behandelt werden, wobei während eines Zyklus Jene Zeichenpositionen, die sich nach einem üandkriterium an einem Rand des Zeichens befinden, in. einem ersten Snfozykius dadurch, markiert werden, dass der InföTmatitm dieser Zeichenpositionen eine zusätzliche Information zugefügt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die auf diese Weise markierten Zeichenpositionen während dieses Zyklusses nacheinander zunächst in einem zweiten Subzyklus mit einem ersten Unentbehrlichkeitskriterium verglichen werden, auf Grund dessen sie fortgelassen, bzw» beibehalten, werden land danach die auf diese leise noch beibehaltenen markierten Zeichenpositionen in einem dritten Subzyklus mit einem zweiten Unentbehrliehkeitslcrlteriuin verglichen werden, auf Grund dessen sie fortgelassen bzw* beibehalten weräes, wobei die im zweiten Subzyklus fortgelassenen Zeichenpositionen im dritten Subzyklus als Umgebangspositionen auftreten«308831/0985PiiN, 6096.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grund des ersten Unentbehrlichkeitskriteriums nur diejenigen markierten Zeichenpositionen beibehalten werden, deren Fortlassung eine Unterbrechung oder eine Schleife im Zeichen entstehen lassen würde und auf Grund des zweiten Unentbehrlichkeitskriteriums nur diejenigen Zeichenpositionen fortgelassen werden, die auf die Art und Weise eines Endpunktes (Schweifpunkt) aus dem Zeichen herausragen.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Zyklen ein Glättungszyklus vorhergeht, in dem Zeichenpositionen, die entsprechend einem Glättungskriterium aus dem Zeichen herausragen, fortgelassen und Umgebungspositionen, die in das Zeichen einbäulen, zu Zeichenpositionen gemacht werden und dass bei den nachfolgenden Zyklen Zeichenpositionen, die nach einem Herausraguiigskriterium aus dem Zeichen herausragen, von Markierung ausgeschlossen werden,
- 4. Anordnung zum Gebracuh beim Skelettieren von Zeichen nach dem Verfahren nach Anspruch 1, weiche Zeichen auf einem Träger präsentiert sind, welche Anordnung einen Abtaster enthält, der die Information der Zeichen auf einer vorhandenen Speicheranordnung abbildet, wodurch die genannten Zeichen als digitale Information von Zeichenpositionen bzw. Umgebungspositionen gespeichert werden, welche Positionen auf dem Träger entsprechend einem zweidimensionalen regelmässigen Muster von Positionen gegliedert sind, welche Anordnung weiter eine Skelettieranordnung enthält, der mindestens die Information der Zeichenpositionen zuführbar ist und wodurch die Information von Zeichenpositionen in die von Umgebungspositionen änderbar309831/0985- 26 - PTM.6096.ist, bis die in der genannten Speicheranordnung gespeicherte Information von Zeichenpositionen auf die Information von Zeichenpositionen von Skelettzeichen verringert ist, deren Zeichenelemente aus einfachen Reihen einander entsprechend einem Benachbarkeitskriterium auffolgender Zeichenpositionen bestehen, wobei das Skelettieren durch eine Steueranordnung in Zyklen gesteuert wird, wobei während eines Zyklus Information der Positionen des Zeichenfeldes in einer regelmässigen und festen Reihenfolge der Skelettieranordnung zuführbar i-st und wobei während eines Zyklus in einem ersten Subzyklus mindestens die Information der Zeichenpositionen zusammen mit der Information der diesen Zeichenpositionen benachbarten Positionen einer ersten Entscheidungsanordnung zuführbar sind, in der ein Randkriterium eingebaut ist, welche erste Entscheidungsanordnung der Information jener Zeichenpositionen, für die das genannte Randkriterium erfüllt ist, zusätzliche Information zufügt, dadurch gekennzeichnet, dass danach in einen zweiten Subzyklus die Information der Zeichenpositionen zuäammen mit der genannten zusätzlichen Information einer zweiten Entscheidungsanordnung zuführbar ist, in der ein erstes Unentbehrlichkeitskriterium eingebaut ist und wodurch, wenn zwar das Randkriterium, aber nicht das erste Unentbehrlichkeit skriterium erfüllt ist, die Information der betreffenden Zeichenposition in die der Umgebungsposition änderbar ist, und dass danach in einem dritten Subzyklus die Information der restlichen Zeichenpositionen zusammen mit der genannten zusätzlichen Information einer dritten Entscheidungsanordnung zuführbar ist, in der ein zweites Unentbehrlichkeitskriterium309831 /0985- 27 - PHN.6096.eingebaut ist und wodurch, wenn zwar das Randkriterium erfüllt war, nicht aber das zweite Unentbehrlichkeitskriterium erfüllt ist, die Information der betreffenden Zeichenposition in die einer Umgebungsposition änderbar ist, wonach diese gegebenenfalls geänderte Information an einem Ausgang erscheint.30 9831/0985Le e rs e i te
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