DE2801536C2

DE2801536C2 - Zeichenformkodiervorrichtung

Info

Publication number: DE2801536C2
Application number: DE2801536A
Authority: DE
Inventors: Brian Jonas Waterloo Ontario Johannesson
Original assignee: NCR Canada Ltd
Current assignee: NCR Canada Ltd
Priority date: 1977-01-14
Filing date: 1978-01-14
Publication date: 1983-05-05
Also published as: DE2801536A1; CA1085514A; JPS6239462B2; US4087788A; GB1567287A; FR2377670B1; JPS5388533A; FR2377670A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zeichenformkodiervor-

richtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Zeichenformkodiervorrichtung kann beispielsweise bei der Belegverarbeitung verwendet werden, wenn aufgrund von Zeichen auf einem Beleg, etwa einem Scheck, Digitalsignale erzeugt und die durch die Digitalsignale dargestellte Information auf einem Aufzeichnungsträger, etwa einem Magnetband, aufgezeichnet werden soll. Die aufgezeichnete Information kann dann ausgelesen werden, um ein Bild der ursprünglichen Zeichen wiederzugeben.

Eine derartigt- Zeichenformkodiervorrichtung ist aus der DE-AS 15 49 833 bekannt, bei der das Zeichen in alphanumerischer Form abgetastet und die Information in einer Rechteckmatrix von Speicherzellen gespeichert wird. Die gespeicherte Information wird dann einem Glättungsvorgang unterworfen, wobei Lücken ausgefüllt und redundante Information außer acht gelassen werden. Als nächstes wird die geglättete Zeicheninformation einem Ausdünnungsvorgang unterworfen, bei dem Zellen, die Linienäicken darstellen, gelöscht werden. Die sich ergebende gespeicherte Information wird dann in eine Reihe von Richtungszahlen kodiert, welche Verbindungszahlen umfassen können. Die sich ergebende Reihe wird dann an eine Erkennungsvorrichtung angelegt, die das Zeichen erkennt

Die bekannte Einrichtung gemäß DE-AS 15 49 833 dient zwar im gewissen Grade zu einer Kompression der das abgetastete Zeichen darstellende Information. Die Originalform des Zeichens geht jedoch verloren, so daß eine Wiedergabe der ursprünglichen Form des

so Zeichens aus der komprimierten Information sehr schwierig wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zeichenformkodiervorrichtung anzugeben, die die Daten derart kodiert, daß die Speicherung des notwendi- gen Datenumfangs soweit als möglich reduziert wird, daß jedoch genügend Information für eine Wiedergabe des ursprünglichen Zeichens verbleibt

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.

Durch die Verwendung eines Vergleichers zum Bestimmen, ob die kleinere Anzahl von Binärziffem in der Vektordarstellung und die Anzahl der Binärziffem in dem Zeichenbild, wie es durch das Produkt aus der gespeicherten Darstellung der Höhe und Breite einen hohen Kompressionsgrad erzielt, während die Fähigkeit einer Bildwiedergabe erhalten bleibt.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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Eine Ausftthrungsfprm der Erfindung wird nächste' bend rnihfwd der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt ν ^:.. ,. - ,·. .. - .· ,^: ■■

Pig, l ein schernatisches Blockschaltbilddes Awsföhrungsbeispiejs der ZeichenfoFmkodiervocrichtung gemäöder Erfindung, V V^:."".~

Fig,2 ein Diagramm aus Yelrtornchtungen zur Beschreibung der Grenzlinien eines abgetasteten Zeichens, ;

Fig.3 eine Darstellung der Grenzlinien eines Zeichens in Form von nacheinander angeordneten Vekteren, :

Fig.4 die Darstellung der Grenzen eines Zeichens vor einem Verdünnungsprozeß,

Fig.5 die Darstellung der Grenzen eines Zeichens nach einem Verdünnungsprozeß*

F Γ g. 6 ein detailliertes Blockschaltbild eines Teils der Vorrichtung gemäß Fi g. 1,

F i g. 7 ein Diagramm einer Kodiermaske,

F i g. 8 eine Kodiermaskenschaltung, und

Fig.9A bis 9H eine Darstellung der Arbeitsweise eines Teils der Vorrichtung gemäß F i g. 1 in Γ-,οπη eines Flußdiagramms.

In F i g. 1 ist in schematisierter Form ein Dokumentenverarbeitungssystem dargestellt. Ein Zeichen 20, das aufgezeichnet werden soll, weist beispielsweise die Form eines »B« auf, das sich auf einem Dokument 22 befindet Das Dokument 22 wird durch geeignete nicht gezeigte Mittel an einer Abtastvorrichtung vorbeibewegt. Die Abtastung des Zeichens 20 erfolgt durch einen Abtaststrahl in allgemein bekannter Weise. Es ist jedoch auch möglich, andere Abtastverfahren zu verwenden. Der Abtaster (flying spot scanner) enthält ein optisches System, das symbolisch durch eine Kathodenstrahlröhre 24 und durch eine Steuereinheit 26 dargestellt ist Die Steuereinheit 26 erzeugt ein geeignetes Abtastraster. Die durch den Abtaster von dem Zeichen 20 abgeleiteten Videodatensignale entstehen als Ergebnis der Lichtreflexion in einem Fotovervielfacher 28 oder in einem anderen fotoempfindlichen Element, das Videosignale an eine Digitalisierungsvorrichtung 30 liefert. Diese erzeugt in dem cartesischen Koordinatensystem binäre »1«-Bits für die dunklen abgetasteten Bereiche und binäre »O«-Bits für die hellen abgetasteten Bereiche in allgemein bekannter Art und Weise. Das Ergebnis dieser Digitalisierungsoperation wird Ober eine Ausgangsleitung 31 einer Verarbeitungseinheit 32 zugeführt, indem eine Speicherung und eine Bildkompression erfolgt. Nach der Kompression wird nur noch ein minimaler Betrag an Digitaldaten zur Beschreibung eines Zeichens benötigt, das von der Verarbeitungseinheit 32 zu einer Aufzeichnungsvorrichtung 34, z. B. einem Magnetbandgerät oder einer Platte, übertragen wird.

Bei der Datenkompressionsoperation werden alle blanken Bereiche auf dem Dokument als unnötig angesehen und somit eliminiert. Das hier beschriebene Reduktionsverfahren beinhaltet eine Beschreibung der Form, der Position und der Größe eines jeden Zeichens in digitaler Form unter Verwendung eines Minimalbetrages an binären Daten. Ein Verfahren zur Beschreibung der Zeichen liegt in der Verwendung einer Vektorfolge mit einer Reihe von numerischen Ziffern, durch die die Form als Folge von gleich langen Vektorschritten beschrieben wird. In dem Artikel »On the Encoding of Arbitrary Geometric Configurations« von H. Freeman, IRE Transactions on Electronic Computers, Band EC-10, Nr. 2, 1961, Seiten 260 bis 268, ist im einzelnen beschrieben, wie die Grenzlinie eines Zeichens durch eine Folge von schmalen Vektoren mit jeweils gleicher Wnge dargestellt werden kann, wobei eine begrenzte Anzahl von möglichen YektorriclUun-

gen zulässig ist. Wie in F ig, 2 gezeigt ist, wird jeder der Vektoren 1 bis 8, die mit dem Bezugszeichen 33 versehen sind, jedem Punkt der Umrandung eines Zeichens so zugeordnet, daß jeder Vektor relativ zu dem jeweils vorangehenden zu liegen kommt und durch die codierte Vektordigitalanzeigerichtung der Abfall bzw. die Schräge der Kante eines Zeichens bestimmt wird. Bei der Darstellung einer Ziffer durch codierte Vektorbinärziffern werden jeweils nur drei Bits benötigt

Bei der Verwendung dieses Vektordarstellungsverfahrens kann die Grenzlinie eines Zeichens als eine Folge von Ziffern dargestellt werden, durch die die Richtung der Schräge einer jeweils folgenden yektoreinheit angezeigt wird (Fig.3). Demnach wird eine horizontale Linie eines Zeichenteils, *\z sich nach rechts erstreckt, durch eine Folge von »!«-Vektoren dargestellt, während beispielsweise ein nach oben gerichteter vertikaler Linienteil durch eine Folge von »7«-Vektoren dargestellt wird. Aus der vorangehenden Darstellung geht hervor, daß ein Wechsel in der Vektorfolge von einer Vektoreinheit zu der nächsten Vektoreinheit einen Knick in der Grenzlinie des Zeichens und die Richtung der Schräge, die zum Knick hin oder vom Knick weg führt, anzeigt Das hier beschriebene Datenkompressionsverfahren enthält einen Aufsuchvorgang zum Feststellen der äußeren Grenzlinie des Zeichens 20 (F i g. 4), wobei Binärziffern »1« verwendet werden, von denen jede einen Punkt in der Grenzlinie des Zeichens darstellt Jeder Punkt der Grenzlinie wird nach dem gleichen System gesucht Die Vektorrichtung zwischen dem gerade festgestellten Punkt und dem zuletzt aufgefundenen Punkt wird festgestellt und gespeichert In der Vorrichtung wird außerdem die Stärke eines Zeichens festgestellt Am Ende der ersten Grenzlinienfeststellungsoperation wird durch Daten die äußere Grenzlinie eines Zeichens in Form einer Folge von Vektoren beschrieben, durch die die Richtung zwischen jedem der aufeinander folgenden Punkte in der Grenzlinie angegeben ist Dieses Zeichen ist in F i g. 3 dargestellt Eine zweite Aufsuclioperation wird dann in dem Zeichen 20 eingeleitet, wobei der Wert der Dicke, der in der ersten Aufsuchoperation erzeugt wurde, verwendet wird. In der zweiten Aufsuchoperation wird eine Reduzierung bzw. Verdünnung des Zeichens unter Verwendung der linken Grenzlinie des Zeichens durchgeführt (Fig.5). Unter Verwendung des so verdünnten Zeichens als Modell werden Daten erzeugt, die zur Beschreibung des Zeichens auf verschiedene Weise verwendet werden können, wobei die kleinsten Werte der binären Daten für die Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium ausgesucht werden.

Im folgenden wird auf Fig.6 Bezug genommen, in der ein Blockschaltbild gezeigt ist, das die Grundelemente der Verarbf Itungseinheit 32 (Fig. 1) enthält, mit deren Hilfe eine Reduzierung der das Zeichen 20 darstellenden Binärdaten auf einen Mindestwert vorgenommen wird. Die Verarbeitungseinheit enthält eine Logikeinheit 35 zur Bestimmung der Vektorkette des Zeichens sowie eine erste Speichereinheit 36 zum Speichern der Binärü&ten in Form eines Bildes, d&i die Form des abgetasteten Zeichens darstellt Jedes Datenbit, das in einer Stelle der Speichereinheit 36 gespeichert ist, entspricht im cartesischen Koordinaten-

- system einer »0« oder einer »1«, wodurch helle und dunkle Bereiche auf dem Dokument angegeben werden, wie aus Fig.3 hervorgeht. Diese Daten werden über den Digitalisierer 30 (Fig. 1) über die Leitung 31 empfangen. Eine zweite Speichereinheit 37 ist zur s Speicherung der Binärdaten vorgesehen, durch die die verdünnte Form des Zeichens dargestellt wird.

Die Verarbeitungseinheit 32 enthält ferner eine Speichereinheit 38 zum Speichern der Daten, die die Grenzlinien des Zeichens in Form von Vektoren darstellen, sowie eine Speichereinheit 39 zum Speichern der Daten, die die Koordinate an den oberen Grenzlinien des Zeichens darstellen. Diese Koordinate stellt die Höhe des Zeichens dar, nachdem das Zeichen überprüft wurde. Des weiteren ist eine Speichereinheit 40 vorgesehen, in der die Breite des Zeichens in der gleichen Weise gespeichert wird wie die Höhe in der Speichereinheit 39. Die Stärke eines Zeichens wird in einer Speichereinheit 41 gespeichert, wobei die Daten zur Erzeugung einer verdünnten Konfiguration des Zeichens verwendet werden. In einer Speichereinheit 29 werden die Koordinaten für die Ecken der linken Grenzlinie des Zeichens eingespeichert. Eine Speichereinheit 42 ist vorgesehen, in der die Daten gespeichert werden, die die Gesamtzahl der Bits des Bildes von dem verdünnten Zeichen darstellen, die sich durch die Multiplikation der Höhe und der Breite des Zeichens unter Verwendung der in den Einheiten 39 und 40 gespeicherten Daten ermitteln läßt. In einer Speichereinheit 43 werden Daten gespeichert, durch die die Gesamtzahl der Bits gespeichert werden, die die verdünnte Zeichenkonfiguration in der Form einer Vektorfolge beschreibt. In einer Speichereinheit 44 werden Daten gespeichert, die die Gesamtzahl von Bits darstellen, durch die die Ecken des verdünnten Zeichens beschrieben werden. Die in den Speichereinheiten 42,43 und 44 gespeicherten Daten werden bei der Auswahl verwendet, welche Charakteristik des reduzierten Zeichens für die Beschreibung des Zeichens verwendet werden soll, wobei die das Zeichen darstellenden Daten auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet werden.

Die Verarbeitungseinheit 32 enthält des weiteren eine Arithmetikeinheit 46, in der Multiplikationen, Subtraktionen usw. durchgeführt werden können, um die Gesamtzahl der Bits in einem Zeichenbild feststellen zu können. Des weiteren ist eine Minimalbinärvergleichseinheit 47 vorgesehen, um die in den Speichereinheiten 42—44 gespeicherten Daten zu vergleichen. Des weiteren wird auch die Minimalzahl von Bits in den Speichereinheiten 42—44 ausgewählt. In mehreren Zählern 48, 49, 50 und 51 erfolgt eine Verarbeitung der in den Speichereinheiten 42, 43 und 44 gespeicherten Daten. In der Einheit 32 sind des weiteren mehrere Stärkenzähler 48 und 49 vorgesehen, die jeweils einer bestimmten Stärke des Zeichens zugeordnet sind Die Zähler 48 und 49 zählen die Häufigkeit der Stärkenübereinstimmungen bei der Abtastung der äußeren Grenzlinie eines Zeichens. Der Zähler 48 zählt beispielsweise eine Stärkeneinheit, während der Zähler 49 solche Stärken zählt, die das »J7«r-fache der Stärkeneinheit aufweisen. Wenn beispielsweise die Zeichenschrift E Xi-B verwendet wird, so werden zwischen zwei und zwanzig solcher Zähler 48 und 49 im Normalfall benötigt. Bei der Abtastung eines jeden Punktes der äußeren Grenzlinie des Zeichens während einer Aufsuchoperation erfolgt die Feststellung der Stärke an diesem Punkt und eine entsprechende Erhöhung eines der Zähler 48 und 49 entsprechend der festgestellten Stärke. Am Ende der Grenzlinienfeststelloperation für ein Zeichen stellt der Stärkenzähler mit dem höchsten Betrag an seinem Ausgang den Stärkenwert des Zeichens dar. Diese die Stärke des Zeichens repräsentierende Information wird in der Speichereinheit 41 gespeichert. Der Zähler 50 zählt die Anzahl der Punkte der Grenzlinie des verdünnten Zeichens, während der Zähler 51 die Anzahl der Vektoren der Grenzlinie des verdünnten Zeichens zählt Der Zähler 50 wird zur Prüfung der kompletten Abtastung des Zeichens verwendet, während der Zähler 51 zur Bestimmung des Betrages der für die Identifikation des Zeichens erforderlichen Vektorzahl verwendet wird.

Im folgenden wird auf die F i g. 7 und 8 Bezug genommen, in denen die Maske zur Bestimmung der Vektorrichtung zwischen aufeinanderfolgenden Punkten im Grenzlinienverlauf des Zeichens gezeigt ist. Wie in dem vorangehend erwähnten Artikel von H. Freeman im einzelnen dargelegt ist, wird die in F i g. 7 gezeigte Kodiermaske für jeden Punkt der Zeichenumrandung des Zeichens 20 verwendet. Abhängig davon, in welchem der Bereiche PI — Pi der Maske eine Binärziffer »1« vorhanden ist, erfolgt die Bestimmung der codierten Digitaldarstellung der Vektorrichtung zwischen dem Punkt, an dem die Maske angeordnet ist und der sich im Zentrum des Bereichs der Maske in Fig. 7 befindet, und dem Punkt in einem der Bereiche Pl-/*&. Wenn somit eine binäre »1« im Bereiche P8 festgestellt wird, so ist die Vektorrichtung 8.

Fig.8 zeigt eine logische Schaltung, die bei der Festlegung der Vektorziffer zwischen aufeinanderfolgenden Punkten in der Zeichengrenzlinie gemäß der in F i g. 7 dargestellten Maske verwendet werden kann. Die Schaltung enthält einen Verteilerzähler 52, der acht Ausgänge 53 aufweist, die mit 1 bis 8 gekennzeichnet sind und die mit den entsprechenden Vektorrichtungen 33 (F i g. 2) korrespondieren. Jeder der Ausgänge 53 ist mit einem Eingang eines zugeordneten UND-Gliedes 54 verbunden, dessen anderer Eingang über eine Leitung 55 mit der Speichereinheit 36 (F i g. 6) verbunden ist, in der ein Bild des Zeichens 20 (Fig. 1) gespeichert wird. Der Ausgang 56 eines jeden der UND-Glieder 54 ist mit einem ODER-Glied 57 und einem Decodierer 58 verbunden, dessen Ausgang mit der Vektorkettenspeichereinheit 38 (F i g. 6) verbunden ist Der Zähler 52 ist derart aufgebaut, daß er in Richtung des Pfeiles in Fig.8 zählt und über die Leitung 59 von der Programmsteuereinheit 45 (F i g. 6) voreingestellt werden kann, so daß er von jedem der Ausgänge 53 zu zählen anfangen kann. Der Zähler 52 wird durch Taktimpulse angesteuert die über die Leitung 60 von der Steuereinheit 45 in allgemein bekannter Weise angelegt werden. Nach dem Abtasten einer binären »1« in dem Bild (Fig.4) des Zeichens 20, das in der Speichereinheit 36 (Fig.6) gespeichert ist, gibt das System über die Leitung 55 die Binärziffer in jedem der Bereiche Pl-PS der Maske (Fig. 7) ab, der mit dem Bereich in der Nähe des Punktes in dem Bild korrespondiert In Abhängigkeit von der Grenzlinie des abgetasteten Zeichens wird, was im nachfolgenden noch im einzelnen beschrieben wird, die Steuereinheit 45 den Zähler 52 voreinstellen, so daß ein Ausgang des Zählers zur Erzeugung einer binären »1« ausgewählt wird, die über die Leitung 53 dem zugeordneten UND-Glied 54 zugeleitet wird Dadurch wird das UND-Glied 54 wirksam falls an seinem anderen Eingang 55 ein binäre »1« anliegt, die als Ergebnis einer in dem korrespondierenden Bereich der Maske (Fig.7) aufgefundene

binären »1 :< erzeugt wurde und die über das UND-Glied 54 von der Speichereinheit 36 angelegt wurde. Wie bereits vorangehend gesagt wurde, wird der Ausgang des UND-Gliedes 54 dem ODER-Glied 57 und einem Decodierer 58 zugeleitet Letzterer decodiert das Signal, um die Richtung des Vektors festzustellen. Der Ausgang des Decodieren 58 ist mit der Speichereinheit 38 (Γ *g. 6) verbunden, um die Ziffer zu speichern, die die Vektorrichtung bezeichnet. Der Ausgang des ODER-Gliedes 57 ist mit der Programmsteuereinheit 45 verbunden, um anzuzeigen, daß die Steuereinheit mit der nächsten Operation fortfahren soll. Die Maske (Fig.7) wird so gedreht, daß die Richtung Pl der Maske stets parallel zu der Richtung der aufgefundenen Vektorziffer orientiert ist, wenn die Maske zu dem nächsten Punkt bewegt wird, um den nächsten Vektor zu bestimmen. Im folgenden wird auf die Fig.9A—9H Bezug

ι PliiRritacrrammpc Hip mit der Suche bis die nächste binäre »1« gefunden ist. Die Kodiermaske (F i g. 8) beginnt jeweils die Abtastung in einer Richtung von 90° in Gegenuhrzeigerrichtung zu der Vektorrichtung, die am letzten Punkt unter Steuerung der Steuereinheit 45 (Fig.6) gefunden wurde. Unter Bezugnahme auf F i g. 3 ist zu sehen, daß das Ergebnis dieser ersten Suchoperation als Grenzlinie des Zeichens 20 definiert werden kann in Form einer Serie von Binärziffern, die eine Reihe von Vektorrich tungen darstellen, die in der Speichereinheit 38 (F i g. 6) gespeichert sind.

Anschließend bewegt sich das System zu dem nächsten gefundenen Punkt und es erfolgt eine Prüfung der Vektorrichtung für die Vektorrichtungen 1 und 5 (Block 74), durch deren Auffindung angezeigt wird, daß die Grenzlinie des Zeichens sich in horizontaler Richtung bewegt. Bei dem Beispiel des Zeichens 20 in Fig.4 wird durch diese Operation die obere Kante anfopfiinrtpn Wpnn in Hpm Svctpm fpctopctplh u/irrl Haft

Arbeitsweise des hier beschriebenen Systems zur Bestimmung des zur Beschreibung des Zeichens 20 (Fig. 1) erforderlichen Minimalbetrages aus binären Datenziffern enthalten ist. Das System (Fig. 1) beginnt die Abtastung des Dokuments 22 beispielsweise an der linken unteren Ecke und tastet in horizontaler Richtung Zeile für Zeile das gesamte Dokument ab. Die Videosignale werden in dem Digitalisierer 30 digitalisiert, um ein Bild von dem Dokument zu erzeugen, das in der Speichereinheit 36 (F i g. 6) der Verarbeitungseinheit 32 gespeichert wird (Block 66 der Fig.9A). Die Spe';hereinheit 36 kann ein Teil eines Speichers eines Mikroprozessors oder einer ähnlichen Datenverarbeitungseinheit sein. Die Daten von dem Digitalisierer 30 beschreiben jeden Punkt des in der Speichereinheit 36 gespeicherten Bildes und beinhalten die cartesischen 3s Koordinaten, so daß die Lage eines Punktes im Originaldokument mit der Binärziffer in der entsprechenden Speicherstelle übereinstimmt.

Nachdem das Bild von dem Dokument 22 in der Speichereinheit36(Fig.6)in Form von binären »1« und »0« (Fig.4) gespeichert ist, wird im System mit der Suche eines Zeichens des in der Speichereinheit 36 gespeicherten Bildes begonnen. Beginnend mit der unteren linken Ecke des Bildes erfolgt die Abtastung horizontal, so daß jeweils ein Punkt (Block 67 der Fig.9A) bezüglich eines 0-zu-l-Überganges abgefragt wird. Das Verfahren wird wiederholt bis ein 0-zu-l-Übergang festgestellt wird (Block 68), durch den angezeigt wird, daß eine Grenzlinie eines Zeichens vorliegt. Wenn eine Grenzlinie eines Zeichens festgestellt wurde, so erfolgt die Speicherung der Koordinaten in den Speichereinheiten 39 und 40 (Fig.6) und das Aufsuchen der äußeren Begrenzung des Zeichens wird eingeleitet (Block 69), um die Grenzlinien des Zeichens als eine Kette von Binärziffern zu definieren, wobei die Ziffern, die die Vektoren darstellen, in der Speichereinheit 38 (F i g. 6) gespeichert werden. Das Arbeiten der * Kodiermaske (F i g. 8) wird eingeleitet (Block 69), indem zuerst eine Abtastung in Richtung 6 (Fig.2) erfolgt Dann erfolgt eine Bewegung in Uhrzeigernchtung zur Richtung 7, Richtung 8 usw. bis eine binäre »1« (Block 70) festgestellt wird, die den nächsten Punkt in der Grenzlinie des Zeichens darstellt Nach dem Auffinden des nächsten Punktes erfolgt die Speicherung (Block 71 von Fig.9A) der Binärziffer, die die Dezimalziffer, die die Richtung des Vektors darstellt, beinhaltet, in der Speichereinheit 38 (F i g. 6). Das System bewegt sich nun auf den aufgefundenen Punkt (Block 72) zu und beginnt die Richtung des Vektors 1 oder 5 ist, wird festgestellt (Block 76 von Fig.9B), daß die Koordinaten des Punktes neue Grenzen in der X- oder Y- Richtung sind. Wenn keine neuen Grenzen gefunden werden, so wird der nachte Punkt gesucht (Block 70 von Fig.9A). Die Koordinaten von solchen Punkten, die als neue Grenzen gefunden werden (Block 76 von Fig.9B), werden gespeichert (Block 78), und zwar in den Speichereinheiten 39 und 40 (Fig.6), wobei die Koordinaten des Zeichens in der ^-Richtung in der Speichereinheit 40 und die Koordinaten in der y-Richtung in der Speichereinheit 39 (Fig.6) gespeichert werden. Die Koordinaten eines jeden abgefühlten Punktes werden mit den Koordinaten, die zuvor gespeichert wurden, verglichen, um festzustellen, ob die Koordinaten eine neue Begrenzung in der X- und V-Richtung darstellen. Am Ende der Suchoperation beinhalten die Speichereinheiten 39 und 40 die Maximalkoordinaten des Zeichens in der X- und V-Richtung, von denen die Höhe und die Breite des Zeichens abgeleitet werden können. Das System führt außerdem einen Vergleich (Block 80 von F i g. 9B) der Koordinaten des abgefühlten Punktes mit den Koordinaten des zuerst abgefühlten Punktes durch, um festzustellen, ob der Vergleich anzeigt, daß die Aufsuche der Zeichengrenzlinie den ursprünglichen Startpunkt erreicht hat Wenn die Koordinaten unterschiedlich sind, erfolgt die Suche des nächsten Punktes (Block 70).

Wenn die gefundene Vektorrichtung (Block 74) nicht in der 1- oder 5-Richtung liegt erfolgt eine Prüfung, ob die Vektorrichtung für die Richtungen 2,3 oder 4 (Block 82 von Fig.9B) vorliegt Wenn der aufgefundene Vektor mit einer dieser Richtungen übereinstimmt so wird angezeigt, daß die Grenzlinie des Zeichens nach unten verläuft und das System beginnt die Suche in 90° Richtung bezogen auf die Vektorrichtung des aufgefundenen Punktes und in Richtung 5 (Fi g. 2), wobei eine Feststellung (Block 84 von Fig.9B) der Stärke des Zeichens an diesem Punkt erfolgt Bei der Feststellung der Stärke des Zeichens bewirkt das System die Zählung der Anzahl der abgefühlten binären »1« bevor ein Obergang von einer binären »1« zu einer binären »0« festgestellt wird, wodurch das Ende des Zeichentefles, das abgefühlt wurde, angezeigt wird. Wie bereits erwähnt wurde, befinden sich in der Verarbeitungseinheit 32 (F i g. 6) mehrere Zähler, die durch die Zähler 48 und 49 hier dargestellt sind, von denen jeder eine vorbestimmte Zeichenstärke darstellt Somit kann ein Zähler für jede Stärke zwischen 2 und 15 vorgesehen

ι ο

is

werden, wobei die Stärke jeweils in gleichen Längeneinheiten definiert ist. Jeder Zähler wird die Anzahl der festgestellten Stärkeneinheiten während einer Suchoperation für das Zeichen zählen. Die Zähler 48 und 49, die der Stärke entsprechen, die durch das System festgelegt ist, werden dann um 1 erhöht (Block 86) und der Punkt wird geprüft (Block 76), um festzustellen, ob die Koordinaten ties Punktes eine neue Grenze setzen.

Wenn das Ergebnis des Blocks 82 negativ ist, so erfolgt eine Prüfung der Richtung der Vektoren in den Richtungen 6, 7 oder 8 (Block 88), wobei die Dicke bei 90° zu der Vektorrichtung in der Richtung 1 (Block 90 von F i g. 9B) mit den entsprechenden Stärkenzählern 48, 49 gemessen wird, die jeweils um 1 erhöht werden (Block 86). Dieses Aufsuchen der Grenzlinie des Zeichens 20 und die Messung der Stärke wird fortgesetzt bis der letzte Punkt in der Grenzlinie, der abgetastet wird, die gleichen Koordinaten wie der zuerst abgetastete Punkt (Block 80) autweist, wodurch angezeigt wird, daß die Abtastoperation nun vervollständigt ist. Die Stärke des Zeichens wird dann festgestellt (Block 92 von F i g. 9C), indem der höchste Zählwert, der in den Stärkenzählern 48 und 49 gefunden wurde, genommen wird und als Ergebnis in die Speichereinheit 41 (F i g. 6) eingegeben wird.

Dann erfolgt eine zweite Abtastung der Grenzlinien des Bildes (F i g. 3) in der Speichereinheit 36 (F i g. 6), um eine Reduzierung der Grenzlinien des Zeichens durch Ersetzen des Zeichenbildes gemäß Fig.4 durch das Zeichenbild gemäß F i g. 5 zu bewirken. Letzteres stellt die linke Grenzlinie des Zeichens 20 (Fig. 1) dar. Während dieses zweiten Suchvorganges am Zeichenbild wird die im Block 92 festgestellte und nun in der Speichereinheit 41 (Fig.6) gespeicherte Stärke dazu verwendet, um jeden Punkt, der bei einer Bewegung in den Richtungen 2, 3 oder 4 an einem Punkt in der Speichereinheit 37 gefunden wurde, an einer korrespondierenden Linksbegrenzung des Zeichens 20 zu plazieren. Dieser Punkt wird in Richtung 5 zu der neuen Stelle in der Speichereinheit 37 bewegt, die gleich der Stärke des Zeichens ist Während dieser zweiten Abtastung der äußeren Grenzlinie des Bildes wird die gefundene Vektorrichtung getestet, um festzulegen, in weiche Richtung die Schräge der Kante des Zeichens 20 erzeugt wird, so daß die vorangehende Grenzbedingung angewendet wird, wenn die Vektoren eine Schräge in den Richtungen 2,3 oder 4 anzeigen. Die Aufsuchoperation wird in der gleichen Weise eingeleitet (Block 96) wie vorangehend im Zusammenhang mit der ersten Suchoperation beschrieben wurde, so daß die Blocks 98, so 100 und 102 von F i g. 9C die gleiche Funktion wie die Blocks 70, 71 und 72 von Fig.9A erfüllen. Die Vektornchtung wird für die Richtungen 6, 7 oder 8

Linksgrenzlinie des verdünnten Zeichenbildes (Fig.5) gefunden wurde. Die Koordinaten eines gefundenen Punktes werden zur Prüfung (Block 106) der gleichen Koordinaten im Speicher 37 verwendet, um festzustellen, ob eine binäre »1« bereits an diese Stelle eingesetzt wurde. Wenn eine binäre »1« in dieser Stelle gefunden wird, beginnt das System mit dem Start einer neuen Punktsuchoperation (Block 98 von Fig.9C), nachdem der Block 128 von F i g. 9E durchlaufen wurde und ein Test für den Startpunkt erfolgte. Dieses Verfahren stellt sicher, daß die Yerdünnungsoperation keine neue «5 Punktlage in der Speichereinheit 37 schafft» die nicht in dem OriginalbDd in der Speichereinheit 36 vorhanden war.

Wenn in dem Block 106 kein Punkt an dieser Stelle des Bildes in der Speichereinheit 37 gefunden wurde, so wird der Grenzlinienpunktzähler SO (Fig.6), der die Anzahl der Punkte in der Grenzlinie des Zeichens zählt, um 1 erhöht (Block 108 von Fig.9D) und eine binäre »1« in die gleichen Koordinaten der Speichereinheit 37 eingesetzt (Block 110). Dann wird der nächste Punkt (Block 98 von F i g. 9C) gefunden, nachdem der Block 128 von F i g. 9E durchlaufen ist. Der Punktzähler 50 ist bei einer aufeinanderfolgenden Suchoperation dafür verantwortlich, daß die Grenzlinie eines Zeichens komplett abgesucht wird, was nachfolgend noch im einzelnen beschrieben wird.

Wenn in dem Block 104 von F i g. 9C festgestellt wird, daß die Vektorrichtung nicht in den Richtungen 6, 7 oder 8 verläuft, so wird das System die Koordinaten ties Punktes in Richtung 5 (Block 112) bewegen mit einem Abstand zu der Stärke, die feststellt, ob eine »1« in diesem Bereich in dem iti der SpcichcreiriMeii 36 gespeicherten Bild vorhanden ist. Dieses Verfahren prüft jeden Punkt des Bildes als Kantenpunkt Wenn keine »1« vorhanden ist, so wird in dem Block 112 die Dicke um eine Einheit verringert (Block 114 von Fig.9D), es sei denn, die Dicke ist 0 (Block 116), wodurch angezeigt wird, daß es sich um einen Eckpunkt handelt. Wenn eine binäre »1« gefunden wird, wenn die Stärke nicht 0 ist (Block 116), wird angezeigt, daß der Punkt kein Zeichenteil ist. In diesem Fall sucht das System den nächsten Punkt (Block 98 von F i g. 9C). Die Richtung des nächsten Punktes wird festgestellt, indem in der 1-Richtung fortgefahren wird (Block 118 von Fig.9D) oder indem in der Richtung 5 fortgefahren wird (Block 120). Beide Operationen testen die horizontale Kante in dem oberen Teil (Block 118) und den unteren Teil (Block 122) des Bildes. Durch die Identifizierung der horizontalen Kante des Zeichens erfolgt eine Reduzierung der binären Daten, die für die Beschreibung eines Zeichens erforderlich sind, indem eine Anzeige der Anzahl der sich wiederholenden Vektorziffern erfolgt Dieses Verfahren bestimmt auch den Teil der äußeren Grenzlinie des Zeichens, der um die Dicke des Zeichens durch Einsetzen der Linksgrenzlinie des Zeichens reduziert wird, was im nachfolgenden beschrieben wird.

Wenn die Blocks 118 und 120 anzeigen, daß die Richtung zu dem nächsten Punkt, der betrachtet wird, weder in 5- noch in !-Richtung (F i g. 2) liegt, so muß der Punkt in einer Vektorrichtung von 2, 3 oder 4 liegen, was begründet, daß die rechte Grenzlinie des Zeichens 20 (F i g. 4), die abgefühlt wird, erfordert daß der Punkt an der linken Grenzlinie des Bildes in der Speichereinheit 37 positioniert werden muß. Der Block 122 testet die linke Grenzposition des Punktes in der Speichereinheif STIdüfcnBewegung der Koordinaten des Punktes in die Richtung5, um den gleichen Betrag der Stärke, die in der Speichereinheit 41 (Fig.6) gespeichert ist, um festzustellen, ob eine »1« bereits in dieser Position vorhanden ist Wenn dies der Fall ist, wird der Block 128 geprüft und wenn dies nicht der Startpunkt ist, so wird der nächste Punkt gesucht (Block 98). Wenn keine »1«in der geprüften Position gefunden wird, so wird der Punktzähler 50 um 1 erhöht (Block 124), die Koordinaten der linken Grenzlinie werden in einer Breitenspeichereinheit 40 (Block 125) als neue Grenzbreiten gespeichert und eine binäre »1« wird in der Speichereinheit 37 plaziert (Block 126 von F i g. 9E), die mit der Linksgrenzlinie des Bildes in der Speichereinheit 36 korrespondiert Dieser Vorgang wird wiederholt bis

' die Koordinaten des letzten geiuchten Punktes mit den

Koordinaten des Startpunktes (Block 128) übereinstimmen, wodurch angezeigt wird, daß die Grenzlinien (Block 130) des Bildes in der Speichereinheit 36 ( gefunden wurden. Das Bild des verdünnten Zeichens

I. wird dann zu der Speichereinheit 36 übertragen (Block

j 132), wodurch das Originalbild ersetzt wird. Der

(I Bitzähler 50 wird zu dieser Zeit eine Zählung aufweisen,

ϊ die gleich der Anzahl der Punkte der Grenzlinien des

verdünnten Zeichens ist, was zur Prüfung der Abtastung der Grenzlinien dient, was im nachfolgenden noch im einzelnen beschrieben wird.

Das verdünnte Zeichen (F i g. 5), das nun in der Speichereinheit 36 gespeichert ist, wird geprüft, um die Anzahl von Bits festzustellen, die zur Beschreibung des '< Zeichens notwendig sind, wenn die Vektorkette als

Beschreibungsmethode verwendet wird. Die Links-.Tprizliniensuchoperation von dem verdünnten Zeichen yirH pincrpipitpt ^Block 134 von Fi ^σ. 9E^ und der zuerst bezug auf den vorangehenden vorgenommen, um festzustellen, ob eine Ecke vorhanden ist. Eine Ecke ist vorhanden, wenn keine Übereinstimmung bei zwei aufeinanderfolgenden Vektoren bezüglich ihrer Rich-

tungtn vorliegt. Liegt Übereinstimmung vor, so wird ein Vergleich der Vektoren fortgesetzt (Block 150) bis eine Ecke gefunden wird. Beim Auffinden einer Ecke wird die Lage dieser nach den Bestimmungen ihrer cartesischen Koordinaten (Block 154) gespeichert

ίο (Block 156), und zwar in der Speichereinheit 29 (F i g. 6) und die Koordinaten der Ecke werden mit der zuerst am Startpunkt aufgefundenen Ecke (Block 158) verglichen. Wenn diese Koordinaten nicht dem Startpunkt entsprechen, so werden die nächsten beiden Vektoren verglichen (Block 150), um die nächste Ecke aufzufinden. Dieses Verfahren wird fortgesetzt bis der Startpunkt erreicht wird (Block 158).

Zu dieser Zeit wird die Zahl der Binärbits, die die Ffi^pn Hprctpiipn ιιηΗ in der Sⁿeichereinheit 29

gefundene Punkt wird geprüft, um festzustellen, ob seine Koordinaten die des Startpunktes sind (Block 136). Der Bitzähler 50 wird ebenfalls geprüft, um festzustellen, ob sein Ausgang »0« ist, was anzeigen würde, daß eine Grenzlinienauffindung des verdünnten Zeichens bereits stattgefunden hat. Dies vermeidet ein Suchproblem beispielsweise bei dem Zeichen »U«, wo der Startpunkt bereits erreicht werden kann bevor eine vollständige Prüfung des Zeichens stattgefunden hat. Wenn die Koordinaten nicht mit dem Startpunkt übereinstimmen oder wenn der Zählwert des Zählers 50 nicht 0 ist (Block 137), so wird der nächste Punkt festgestellt (Block 138 von Fig.9F). Der Block 140 bestimmt die Vektorrichtung des nächsten Punktes, wobei das System sich zu dem nächsten Punkt (Block 142) bewegt. Die Binärziffer, die den Vektor darstellt, wird dann in der Speichereinheit 38 gespeichert (Block 144) und der Vektorzähler 51 (F i g. 6) um den Wert 1 erhöht (Block 146). Außerdem wird der Punktzähler 50 um 1 verringert (Block 147) und der Vektorzähler 51 wird geprüft (Block 148), um festzustellen, ob die Zählung zu dieser Zeit kleiner als eine vorbestimmte Zahl η ist, die in dem hier beschriebenen Beispiel 256 beträgt, η kann die Kapazität der Speichereinheit 38 sein. Wenn die Zählung im Zähler 51 kleiner als η ist, so wird die Folge wiederholt bis das verdünnte Zeichen abgetastet wurde und die Speichereinheit 38 Binärdaten enthält, die die Vektoren an der Linksgrenzlinie des verdünnten Zeichens darstellen. Der Vektorzahlzählcr 51 wird zu dieser Zeit einen Zählwert aufweisen, der gleich der Anzahl der Vektoren in dem verdünnten Zeichen (F ig. 5) ist.

In dem Block 150 wird ein Suchvorgang für die Vektorkette, die in der Speichereinheit 38 gespeichert ist, eingeleitet, um festzustellen, wieviel Ecken in dem verdünnten Zeichen vorhanden sind. Wie im vorangehenden bereits beschrieben wurde, bedeutet jeder Wechsel in der Vektorrichtung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Vektoren in der Vektorkette eine Ecke und ein Zeichen kann beschrieben werden, wenn die cartesischen Koordinaten einer jeden Ecke in der aufgefundenen Folge aufgelistet sind. Im Block 152 in Fig.9G wird ein Vergleich eines jeden Vektors in gespeichert sind, festgestellt (Block 160), wobei eine arithmetische Einheit 46 (F i g. 6) in allgemein bekannter Weise verwendet wird. Das Ergebnis wird in der Speichereinheit 44 festgehalten. Zusätzlich wird der Zählwert des Zählers 51 in der arithmetischen Einheit 46 mit 3 multipliziert, um die Anzahl der Bits zu erzeugen (Block 162), die zur Definition des Zeichens in Form einer Vektorkette benötigt werden. Dieses Ergebnis wird in der Speichereinheit 43 festgehalten. Die Anzahl der Binärbits in dem verdünnten Zeichenbild wird dann durch die Multiplikation der Höhe mit der Breite bestimmt (Block 164), wobei die Grenzen verwendet werden, die in den Speichereinheiten 39 und 40 während des Suchvorganges des Zeichens in den Blocks 78 und 125 vorhanden sind. Dieses Ergebnis wird in der Speichereinheit 42 (F i g. 6) gespeichert Die Ausgänge der in den Speichereinheiten 42 bis 44 gespeicherten Daten werden dann einem Minimalbinärvergleicher 47 (Fig.6) zugeleitet, so daß ein Vergleich und eine Auswahl (Blocks 166, 1β8 und 170 von Fig.9H) stattfindet, welche der Speichereinheiten (29, 42 oder 43) die geringste Anzahl an Binärziffern enthält. Der Vergleicher 47 vergleicht zwei der in den Speichereinheiten 29, 42 und 43 gespeicherten Werte, <m den kleinsten dieser Werte festzustellen, wonach ein Vergleich dies-zs Wertes mit dem dritten Wert erfolgt. Die ausgewählten Binärdaten werden dann über die Leitung 177 einer Aufzeichnungseinheit 34 (Fig. 1) zugeleitet (Blocks 172,174 und 176), wo sie aufgezeichnet werden. Diese ausgewählten Zeichen stellen Daten auf einem Aufzeichnungsmedium dar, die weiteren Verarbeitungsprozessen zur Verfügung stehen. Die Verarbeitung des Dokuments 22 (Fig. 1) wird dann bis zum vollständigen Abschluß fortgeführt (Block 178).

Gemäß einer modifizierten Version kann anstelle der Linksgrenzlinie auch eine Rechtsgrenzlinie der Zeichen verwendet werden, um den Minimalbetrag an Daten zur Beschreibung eines Zeichens zu ermitteln.

Aus der vorangehenden Beschreibung geht hervor, daß eine wesentlich wirksamere Aufzeichnung von Informationen, die abgetastete Muster oder Zeichen darstellen, möglich ist

Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. fcihTOvbtng a ster zum Abtasten von auf einem Hintergrundmedium angeordneten Mustern und mit einer Digitalisjerungseinricntung, die mit dem Abtaster verbunden ist und die Digitalsignale erzeugt, welche den Musterelementbereichen und Hintergrundelementbereichen entsprechen, mit einer Verdünnungseinrichtung, die die genannten Digitalsignale verarbeitet und für Bildspeichermittel Signale ,liefert, die einem Grenzlinienmuster entsprechen, das weniger Musterelementbereiche aufweist als das durch die genannten Digitalsignale repräsentierte Muster, wobei der Bildspeicher verdünnte Musterdaten speichert, die das genannte Grenzlinienmuster darstellen, mit einer Verarbeitungseinheit, mit der die genannten verdünnten Musterdaten verarbeitet werden,.» daß Vektordarstellungen aus Liniensegmenten gebildet werden, die die aufeinanderfolgenden Grenzliniendatenelemente der verdünnten Musterdaten, die in dem Bildspeicher gespeichert sind, verbinden, wobei die Vektordarstellungen in Binärform codiert sind und eine erste Folge von Binärzahlen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (32) Höhen- (39) und Breitenspeicher (40) besitzt, die eine Darstellung der Höhe und Breite der Grenzlinienmuster speichern, sowie einen Zeichenbit-Speicher (42) zum Speichern des Produkts aus Höhe und Breite als zweite Folge von Binärzahlen und einem Vergleicher (47), in dem die Anzahi der Binärziffern in der ersten und zweiten Folge von Binärzahlen verglichen und die Folge von Tinärzahlen mit der kleineren Zahl von Binärziffern angezeigt wird.

2. Zeichenformkodiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdünnungseinrichtung (35,36) einen Musterspeicher (36) enthält, in dem die genannten Digitalsignale darstellenden Musterdaten gespeichert werden, daß durch eine Abtastvorrichtung nacheinander Musterelementbereiche abgetastet werden, um eine äußere Grenzlinie der genannten Musterdaten festzulegen, daß durch eine Stärkenfeststelteinrichtung (48, 49) ein Stärkenwert für die Muster, die durch die genannten Musterdaten dargestellt werden, festgelegt wird, und daß durch die Abtastvorrichtung eine Wiederabtastung der äußeren Grenzlinie vorgenommen wird, wobei Signale, die einen Teil der äußeren Grenzlinie darstellen, an den Bildspeicher (37) und Signale, die die restlichen Teile der äußeren Grenzlinie, die durch den Stärkenwert reduziert wurde, an den Bildspeicher (37) angelegt werden, so daß die genannten verdünnten Musterdaten in dem Bildspeicher (37) eingespeichert werden.

3. Zeichenformkodiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Stärkenfeststelleinrichtung mehrere Zähler (48, 49) enthält und die Stärke der genannten Muster bei einem jeden der aufeinanderfolgenden Musterelementbereiche abtastet und einen der genannten Zähler (48, 49) weiterschaltet entsprechend der abgetasteten Stärke, und wobei der Zähler (48 bzw. 49) mit dem höchsten Zählwert zur Festlegung des Stärkenwertes ausgewählt wird.

4. Zeichenformkodiervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Vektorbitspeicher (3S) die Anzahl

der Binlrsiffem der genannten ersten Bmftrfolge gespeichert wirdr

5, Zejchenformkodiervorrichtwng nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Yerarbettungseinheit(32) die Richtungswechsel zwischen aufeinanderfolgenden Vektordarstellungen feststellt, wodurch Ecken in den genannten verdünnten Musterdaten festgestellt werden, daß sie Lagedaten speichert, die die Positionen der genannten Ecken definieren, wodurch eine dritte Binärfolge gebildet wird, und daß in dem Vergleicher (47) festgelegt wird, daß eine der genannten ersten, zweiten oder driften Binärfolgen die niedrigste Anzahl von Binärziffem enthält