DE2833942A1 - Verfahren und einrichtung zum automatischen erkennen von handschriftlichen markierungen - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 7g ρ ° Q 3 2 B RD

Verfahren und Einrichtung zum automatischen Erkennen.von handschriftlichen Markierungen.

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Erkennen von handschriftlichen Markierungen auf einem maschinell auswertbaren Beleg gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches, und auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Schnelle Belegleser haben die Dateneingabe für Systeme der automatischen Datenverarbeitung grundlegend geändert. Sie haben die direkte Datenverarbeitung ermöglicht, bei der die in das Datenverarbeitungssystem einzugebenden Daten unmittelbar von einem Originalbeleg maschinell gelesen werden. Um kostengünstig eine möglichst hohe Sicherheit der Zeichenerkennung zu erhalten, beschränkt sich die maschinelle Lesefähigkeit allerdings in der Regel auf die Erkennung von genormten Druckschriften.

Wegen dieser Einschränkung können maschinenlesbare Daten auf einen Datenträger nur dann nachgetragen werden, wenn sogenannte Codierdrucker an jedem dezentralen Erfassungsplatz verfügbar sind. Weniger aufwendig, kostengünstiger und trotzdem zu-Go 1FdI/ 26. 7. 197S₀₃₀₀

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verlässig ist es, auf einem in maschinenlesbarer Form bedruckten Erfassungsbeleg handschriftlich Markierungen in vorgedruckte kleine Kästchen einzutragen, z. B. durch Ankreuzen. Den durch die Markierungskästchen definierten Positionen auf dem Beleg sind bestimmte Bedeutungen zugeordnet, z. B. die Ziffern O bis 9. Die zu markierenden Kästchen sind, in Zeilen- und Spaltenrichtung geordnet, in Form einer Markiermatrix auf den Beleg in Blindfarben aufgedruckt, die außerhalb des spektralen Empfindlichkeitsbereiches der optisch-elektrischen Abtasteinheit liegen, und deshalb die Markierungserkennung nicht beeinflussen. In die Markierungskästchen handschriftlich eingetragene Markieimgen, wie senkrechte oder liegende Kreuze, aber auch horizontal liegende Striche, werden zentral mit einer automatischen Einrichtung zum Erkennen der Markierungen gelesen. Derartige Einrichtungen können im Grundsatz alle Anwendungsmöglichkeiten der herkömmlichen Lochkarte erschließen. Oft ist eine solche Einrichtung zum automatischen Erkennen von handschriftlichen Markierungen eine Zusatzeinrichtung eines Belegsortierers. Dann kann die Markiermatrix im gleichen Durchlauf von Belegen zusammen mit einer OCR-Zeile gelesen werden.

Der Informationsgehalt einer Markierung ergibt sich, wie oben angedeutet, aus der Position der Markierung innerhalb eines festgelegten Belegvordruckes. Daher muß eine Einrichtung zum automatischen Erkennen von handschriftlichen Markierungen zunächst die Lage der auf dem Beleg vorgedruckten Markierungskästchen zu seinem Abtastraster genau bestimmen. Zu diesem Zweck werden bei Markierungsbelegen .in einer parallel zu den Zeilen der Markierungsmatrix angeordneten Taktzeile Taktmarken gedruckt, die jeweils mit einer Spalte der Markiermatrix fluchtend ausgerichtet sind. In der parallel laufenden deutschen Patentanmeldung P ist im einzelnen beschrie-

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ben, wie mit Hilfe dieser Taktmarken die Spalten- und

-Zeilenzuordnung von Abtastdaten festgelegt wird.

Zur Korrektur des Leseergebnisses bei schräg zu der Abtasteinheit durchlaufenden Markierungsbelegen wird eine in Spaltenrichtung der Markiermatrix vorangestellte Codespalte ausgewertet. Diese enthält vertikal zueinander versetzte Codemarken, deren horizontaler Versatz, ausgedrückt durch den Spaltenabstand, ermittelt und ausgewertet wird.

Im Abtastergebnis werden elektronisch alle Positionen für die Markierungskästchen einer Spalte der Markiermatrix korrigiert. Dies löst das Problem der eindeutigen Zuordnung von Abtastdaten zu einem bestimmten Markierungskästchen oder ganz allgemein zu den Rasterpositionen der Markierungsmatrix. Je genauer dies möglich ist, umso mehr verringert sich die Gefahr, daß Markierungen einer falschen Position oder auch mehreren Stellen zugeordnet werden.

Nun können aber Markierungen, insbesondere Kreuzmarkierungen

Form

in Kontrast, Größe/und Lage innerhalb der Markierungskästchen stark variieren. Bei Markierungslesern muß diese Variationsbreite deswegen immer in Betracht gezogen werden, v/eil die Markierungen handschriftlich eingetragen werden und sich in ihnen damit die Eigenarten des Schreibenden sowie die seiner verwendeten Schreibgeräte ausdrucken. Darüber hinaus muß damit gerechnet werden, daß Belege beim Gebrauch verschmutzen.

In der automatischen Zeichenerkennung ist es üblich, Nutzsignale von Störsignalen dadurch zu unterscheiden, daß aus dem Umfeld des Abtastpunktes ein Signal zur Steuerung der Quantisierungsschwelle abgeleitet wird. Dies bedeutet eine kontrastabhängige Umwandlung der analogen Videosignale in digitale Abtastsignale. Bei Markierungslesern läßt sich damit eine der Einflußgrößen für die Variationsbreite, nämlich wechselnder Kontrast einigermaßen beherrschen.

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Trotzdem ist es dann noch recht schwierig, die an sich sehr einfachen Markierungen störungsfrei zu erkennen, weil die anderen Einflußgrößen durch eine solche Digitalisierung der Videosignale mit einem variablen Schwellenwert allein kaum "beherrscht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem auch bei handschriftlichen Markierungen solche örtlichen Varianten in Kontrast, Größe und Form die Lesesicherheit nicht beeinträchtigen und eine automatische Belegverarbeitung mit geringer Fehlerrate erlauben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches beschriebenen Merkmale. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch mehrere, abgestuft eingestellte Quantisierungsschwellen aus, mit denen die analogen und seriellen Videosignale digitalisiert werden. Die so gewonnenen unterschiedlichen Abtastdaten, die jeweils für sich ein Schwarz-Weiß-Muster ergeben, werden parallel verarbeitet und ausgewertet. Für die Gewinnung v.on Markierungsdaten aus den zu Bilddaten aufbereiteten Abtastdaten ist das Abtastraster so gewählt, daß mehrere Abtastzeilen und -spalten eine Markierungsstelle überstreichen. Dies bedeutet eine hohe örtliche Auflösung und erlaubt, in Zeilenrichtung betrachtet, die Abtastdaten für eine Markierungsstelle abhängig von ihrer Lage in Rand- oder Zentralbereichen verschieden zu wichten.

Einflüsse von zu großen Markierungen in horizontal benachbarten Markierungskästchen werden so herabgesetzt. Ähnliche Einflüsse von Markierungen aus vertikal benachbarten Markierungskästchen werden in der Weise berücksichtigt, daß die Abtastdaten der zum gerade betrachteten Markierungskästchen vertikal benachbarten Kästchen zur Markierungsentscheidung mit herangezogen werden. Dadurch kann z. B.

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festgestellt v/erden, ob eine Schwärzung im aktuell ausgewerteten Markierungskästchen evtl. von einer zu großen Markierung eines Nachbarkästchens stammt. Für die Markierungsaussage werden mehrere Zeilenkonfigurationen, d.h. Bildelementekombinationen in verschiedenen Zeilen, die eine unterschiedliche relative Lage zur Markierungsspur besitzen, herangezogen. Die als Markierung zu wertenden Bildelementakombinationen sind in einem Festwertspeicher gespeichert, der die Ja/Nein-Aussage liefert.

Da die Abtastdaten jeder Quantisierungsstufe getrennt verarbeitet und ausgewertet werden, ergeben sich für jedes Markierungskästchen auch mehrere abgestufte Markierungsaussagen. Da nur ein einziges Ja/Nein-Ergebnis ausgegeben werden soll, muß mit Hilfe eines Plausibilitätskriteriums eine Ergebnisauswahl erfolgen. Ein solches Plausibilitätskriterium steht immer dann zur Verfügung, wenn der Markierungsbeleg Markierungsfelder enthält, für die eine bestimmte Sollzahl von Markierungen vorgeschrieben ist. Plausibilitätskriterien wechseln allerdings mit der Belegart. Sollen in Markierungslesern eine Anzahl unterschiedlicher Belegarten nebeneinander zu verarbeiten sein, so müssen diese Kriterien jeden einzelnen Beleg begleiten. Dazu ist auch die der Markierungsmatrix in Abtastrichtung vorangestellte Codespalte ausnutzbar. Mit Kombinationen aufgedruckter Codemarken in dieser Spalte ist die jeweilige Belegart zu definieren, und es sind daraus die Kriterien über Größe und Lage der Markierungsfelder sowie die in ihnen auftretende Sollzahl von Markierungen ableitbar.

Diese Kriterien bestimmen dann den Ablauf der Plausibilitätskontrolle, bei der die in den verschiedenen Quantisierungsstufen tatsächlich gelesene Zahl von Markierungen in einem Markierungsfeld mit der jeweils vorgegebenen Sollzahl verglichen wird. Die Markierungsdaten derjenigen Quantisierungsstufen, für die eine Übereinstimmung zwischen SoIl- und Istzahl ermittelt ist, werden als das plausible Lese-

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ergebnis angesehen und zur weiteren Verarbeitung ausgegeben. Liegen Markierungsbelege vor, für die eine solche Plausibilitätskontrolle nicht durchführbar ist, wird in diesem Fall das Leseergebnis einer mittleren Quantisierungsstufe ausgegeben.

Weiterbildungen der Erfindung, die darauf abzielen, in welcher Form die Markierungsdaten aus den Abtastdaten vorteilhaft zu gewinnen sind bzw. wie diese Plausibilitätskontrolle im einzelnen durchzuführen ist, sind in Unteransprüchen beschrieben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung zum automatischen Erkennen

von handschriftlichen Markierungen, Fig. 2 eine der Markierungserkennungseinheiten für ein

Bildmuster einer Quantisierungsstufe, Fig. 3 ein Pufferspeicher zum Zwischenspeichern der Markierungsdaten mit dazugehörigen Eingangs- bzw.

Ausgangsschaltungen und
Fig. 4 die Schaltungsanordnung für eine Plausibilitätskontrolleinheit.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum automatischen Erkennen von handschriftlichen Markierungen auf einem maschinell auswertbaren Beleg BS. Dieser enthält eine Anzahl von Kreuzmarkierungen M in einer aus Zeilen und Spalten aufgebauten Markiermatrix. Die Markiermatrix weist an den Kreuzungspunkten der Zeilen und Spalten nicht dargestellte Markierungskästchen für handschriftlich einzutragende Kreuzmarkierungen M auf. Die Markierungskästchen sind in Blindfarben gedruckt, die außerhalb des spektralen Empfindlichkeitsbereiches der Abtasteinheit liegen, sie sind deshalb auch hier nicht angegeben. Über

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der Markiermatrix liegt eine Taktzeile mit Taktmarken TM, die. fluchtend zu den Spalten der Markiermatrix gedruckt sind. Sie definieren damit die horizontale Position'jeder Markierungsspalte innerhalb der Markiermatrix. Aus der vertikalen Lage der Taktmarken auf dem maschinell auszuwertenden Beleg ist jedoch auch die vertikale Koordinate der einzelnen Markierungszeilen herleitbar. Durch die Angabe von Zeilen- und Spalten-Bereichen lassen sich so innerhalb der Markiermatrix einzelne Felder festlegen.

Die Markiermatrix wird entgegen der durch einen Pfeil A angegebenen Förderrichtung des maschinell auszuwertenden Beleges gelesen, dabei wird als erste Spalte immer eine Spalte mit Codemarken CM gelesen. Diese Codemarken bestehen aus einer Reihe von Strichmarken in bestimmten Zeilenpositionen und definieren die Belegart. Hier sei nur angemerkt, daß mit Codemarken CM darüber hinaus auch eine Lagekorrektur der Markierungskästchen bei einem schräglaufenden Beleg möglich ist.

Ein solcher Beleg BE soll in einer Lesestation im Eingabeteil eines Belegsortierers maschinenn ausgewertet werden. Der Beleg BE wird an einem Abtastfenster vorbeigeführt und dort durch eine nicht dargestellte Lichtquelle beleuchtet. Vom Beleg reflektiertes Licht wird über eine Abtastoptik OP von einem optoelektrischen Wandler SC mit einer parallel zur Spaltenrichtung der Markiermatrix angeordneten Fotodiodenreihe aufgenommen. Die Fotodioden werden durch eine Abtastschaltung im optoelektronischen Wandler SC zyklisch seriell abgefragt und das entstehende Videosignal VS wird den Signalwandlereinheiten SW1 bis SW3 zugeführt. Um den Einfluß der Beleuchtungsstärke und der unterschiedlichen Reflexionseigenschaften der Belegoberfläche auszuschalten, wird die Helligkeit des Zeichen-Untergrundes, d. h. der aktuelle maximale Weißwert in der Zeile des abzutastenden Bildpunktes bei der Quantisierung

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der Videosignale VS zu einem aus Schwarz-Weiß-Werten bestehenden Bildmuster berücksichtigt. Aus der ermittelten Helligkeit des Zeichenuntergrundes werden dabei drei in der Höhe gestaffelte Schwarz-Schwellenwerte abgeleitet, mit deren Hilfe drei verschiedene Abtastdaten AD1 bis AD3 aus dem ursprünglichen Videosignal VS gewonnen werden. Eine vierte hohe Schwelle wird zur Bewertung der kontrastreich vorgedruckten Taktmarken TM und der Codemarken CM heran- · gezogen, und in der zugeordneten Signalwandlereinheit SW4 werden die Abtastdaten AD4 erzeugt.

Aus den Abtastdaten AD4 und den darin enthaltenen Taktmarken TM wird in einer Vorverarbeitungseinteit PREP die Lageinformation für die Markierungskästchen gewonnen und einem Parameterspeicher PARM zugeführt. Weiterhin wird mit Hilfe der Abtastdaten AD4 und den darin ebenfalls enthaltenen Codemarken CM ein eventueller Schräglauf des Beleges BE gemessen und dementsprechend eine elektronische Korrektur bezüglich Lageinformation für die Markierungskästchen abgeleitet. Nähere Einzelheiten dazu sind in der

parallel laufenden deutschen Patentanmeldung P.

beschrieben.

Die mit den Abtastdaten AD4 lageabhängig aufbereiteten Abtastdaten AD1 bis AD3 werden als Bilddaten BD1 bis BD3 in einem Bildmusterspeicher DSM zwischengespeichert. Anschließend werden aus den Bilddaten Markierungsdaten MD1, MD2, MD3 gewonnen. Dies geschieht für die Bilddaten BD1, BD2 bzw. BD3 der drei Quantisierungsstufen getrennt in öe einer von drei Markierungserkennungseinheiten MSS1, MSS2 bzw. MSS3.

Viele Einsatzfälle'mit handschriftlich markierten Belegen, z. B. Wettscheine, lassen eine Plausibilitätsprüfung der Leseergebnisse zu, weil in festgelegten Feldern der Markier-

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matrix jeweils eine "bestimmte Anzahl von Kreuzmarkierungen auftreten muß. Aus der Kombination der aufgedruckten Codemarkierungen CM ergibt sich die Belegart, so daß mit Hilfe daraus abgeleiteter Kriterien überprüft werden kannj, welches der drei Leseergebnisse plausibel erscheint. Diese Kontrolle der Markierungsdaten wird in einer Plausibilitätskontrolleinheit PCE durchgeführt. Davon abhängig werden die plausibel erscheinenden Markierungsdaten MD1, MD2«oder MD3 ausgewählt und an eine Markierungsausgabeeinheit MOP übergeben.

Um die Markierungsdaten wälirend dieser Kontrolle zwischenzuspeichern, enthält die Plausibilitätskontrolleinheit PCE u. a. einen Pufferspeicher FIFO nach dem Prinzip des

15"First-in-first-out". Die Plausibilitätsprüfung selbst wird mit einem Markierungsdaten-Rechenwerk MIP durchgeführt. Dort wird aus den Markierungsdaten MD1 bis MD3 jeweils die Anzahl der festgestellten Kreuzmarkierungen M innerhalb eines Feldes der Markiermatrix ermittelt und mit einem durch die Belegart vorgegebenen Sollwert verglichen. Bei unterschiedlichen Belegarten müssen die jeweiligen Sollwerte und weitere Steuerkriterien, insbesondere Steuersignale für Feldgrößen vorgegeben werden. Dazu dient eine programmierte Steuereinheit PCU₅ die die von der Markierungserkennungseinheit MSS3 gelieferten Markierungsdaten MD3 der Codespalte auswertet« Der gefundenen Codekombination entsprechend wird ein zugeordnetes Steuerprogramm in der PCU ausgewählt. Die PCU steuert nun das Rechenwerk MIP, dessen Ergebnisse wiederum den Ausgabemultiplexer OMUX steuern.

In Fig. 1 sind darüber hinaus interne Kontrolleinrichtungen zum Prüfen der Funktionseicherheit der geschilderten Einrichtungen angedeutet. Nach jedem Einschalten der Einrichtung und nach einer Fahlernormierung läuft zunächst die Erkennung eines simulierten Beleges

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mit einer ausgefüllten Markiermatrix ab. Alle dafür erforderlichen Daten werden einem Festwertspeicher, dem Simulationsspeicher S-ROM entnommen.Auch diese Daten v/erden wie erläutert ausgewertet. Markierungsergebnisse werden dann mit gespeicherten Sollwerten im Simulationsspeicher S-ROM verglichen. Bei fehlender Übereinstimmung wird ein Fehlersignal ausgegeben und die Erkennungseinrichtung für den normalen Betrieb gesperrt.

Nach diesem Überblick soll nun im folgenden näher darauf eingegangen werden, wie Markierungsdaten MD1 bis MD3 aus den Abtastdaten AD1, AD2 bzw. AD3 abgeleitet werden. Das Abtastraster ist viel enger als das Raster der Markierungsmatrix, so daß zu einer Markierungsstelle β χ 12 Abtast- daten und nach einer Informationsreduktion noch 3 χ 12 Bilddaten gehören. Nach der Informationsreduktion gehören also zu einer Zeile der Markiermatrix bei Normbelegen noch drei Bildzeilen, während die horizontale Auflösung wesentlich größer ist, weil jede Markierungsspalte in einer Mehrzahl von Horizontalschritten abgetastet und hier keine Datenreduktion vorgenommen wird. Als Markierungen sollen Striche, senkrechte Kreuze und vor allen liegende Kreuze erkannt werden.

In Fig. 2 ist eine der drei Markierungserkennuhgseinheiten HSS im einzelnen dargestellt. Angedeutet ist dort noch der Bildmusterspeicher DSM, in dem die Bilddaten BD1 bis BD3 gespeichert sind. Die Bilddaten BD1 werden seriell in die Markierungserkennungseinheit MSS1 übertragen. Dort werden jeweils die Bilddaten einer Bildzeile über eine Breite von zehn Abtastspalten aufsummiert. Dies bedeutet, daß die dem linken bzw. dem rechten Rand einer Markierungsstelle zuzuordnenden Abtastspalten nun unterdrückt werden. Wird ein Beleg mit 128 vertikal benachbarten Fotodioen abgetastet, so erhält man nach einer Zeilenreduktion 2 auf 1 in der Vorverarbeitungseinheit PREP noch 64 einer Abtastspalte

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zugehörige Bilddaten, die der Markierungserkennungseinheit MSS1 spaltenweise seriell zugeführt werden. Um in einer Addierschaltung ADD die seriell zugeführten Bilddaten BD1 von 10 Abtastspalten in Zeilenrichtung aufsummieren zu können, ist ein Akkumulator ACC erforderlich, der aus vier parallelen Schieberegistern mit je 64 Stellen gebildet ist.

Für die Zeilensummenbildung in der Addierschaltung ADD gelten dabei, abgesehen von der Ausblendung der Randspalten durch ein Freigabesignal MCO noch folgende Besonderheiten: Die Bilddaten der einzelnen Abtastspalten werden entsprechend ihrer Lage zu einer Markierungsstelle unterschiedlich gewichtet. Die Bilddaten in den sechs mittleren Abtastspalten des Auswertebereiches gehen mit einem Wert "1" in die Zeilensumme ein, die verbleibenden vier Randspalten werden mit einem Gewicht "0,5" entsprechend geringer bewertet. Dazu wird der Addierschaltung ADD zusätzlich noch ein spaltenbezogenes Wertigkeitssignal WCS zugeführt. Der Summenwert wird als vierstelliger Binärwert ausgedrückt und beträgt maximal 7,5. Zu je einer Bildzeile des Auswertebereiches gehört also ein solcher vier Bitstellen umfassender Binärwert, der der Addierschaltung ADD aus dem Akkumulator ACC zugeführt wird und zu dem der jeweils aktuelle Wert aus dem Strom der Bilddaten BD1 addiert wird.

Hier ist noch hinzuzufügen, daß schwarze Bilddaten mit einem digitalen Wert von "1" bzw. "0,5" addiert, weiße Bilddaten jedoch mit dem gleichen absoluten binären Wert subtrahiert werden. Die Subtraktion erfolgt allerdings in der Weise, daß der Zeilensummenwert nicht negativ werden kann, so daß Vorzeichen nicht unterschieden werden müssen. Praktisch bedeutet dies, daß die Zeilensummen-

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VPA 78 P 8 O 3 2 BRD berechnung durch Weißlücken in der Zeile des Auswertebereiches beeinflußt wird.

An die Addierschaltung ADD ist außerdem eine Vergleicherschaltung MCOMP zum Vergleichen des aktuellen Zeilensummenwertes mit einem in einem Maximalwertspeicher MAX zwischengespeicherten Maximalwert angeschlossen. Ergibt der Vergleich der beiden Binärwerte einen höheren aktuellen Zeilensummenwert, aktiviert die Vergleicherschaltung MCOMP eine konjuktive Verknüpfungsschaltung UG1 und der aktuelle Zeilensummenwert wird in den Maximalwertspeicher MAX geladen.Auch dieser Maximalwertspeicher MAX besteht wie der Akkumulator ACC aus vier Schieberegistern mit jeweils 64 Stellender kann daher die maximalen Summenwerte aller 64 Bildzeilen für eine gesamte Markierungsspalte aufnehmen.

Jeweils drei aufeinanderfolgende maximale Zeilensummenwerte werden in drei Zeilensummenregister SBEG1, SREG2, und SREG3 zwischengespeichert, die seriell/den Maximalwertspeicher MAX angeschlossen sind. Definitionsgemäß gehören drei Bildzeilen zu einer Markierungszeile oder Spur. Daher enthalten diese Zeilensummenregister in Form der Maximalwerte alle notwendigen Informationen über die Bilddaten BD1 eines Auswertungsbereiches, um daraus eine evtl. vorhandene Kreuzmarkierung M erkennen zu können. Alle möglichen und zugelassenen Kombinationen solcher Zeilensummenwerte sind in einem Markierungserkennungs-Speicher MCM gespeichert. Die Inhalte der Zeilensummenregister dienen dabei als dessen Adressen,. Bezüglich eines Markierungskästchens sind drei Auswertepositionen vorgesehen. In einer Mittellage überdecken die Bildzeilen, auf die die gerade zwischengespeicherten Zeilensummenwerte bezogen sind, genau die Markierungsspur.

In einer oberen Lage liegen zwei Bildzeilen oberhalb der Spur und analog in einer unteren Lage zwei Zeilen unter-

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VPA 78 P 3 0 3 2 BRD halb der Spur. Die berücksichtigten zwei Bildzeilen aus einer Nachbarspur erlauben zu unterscheiden, ob eine Schwärzung in der oberen bzw. unteren Bildzeile der gerade auszuwertenden Spur von einer sehr kleinen, schlecht plazierten Markierung M oder von einer zu großen Markierung im Nachbarkästchen herrührt.

Der Markierungserkennungs-Speicher MCC liefert für jede der 64 Bildzeilenpositionen parallel drei Markierangsaussagen, die aus den drei erwähnten Auswertepositionen abgeleitet sind. In jeder Bildzeilenposition wird jedoch nur eine der drei Markierungsaussagen gültig. Dazu werden diese drei digitalen Aussagen "Markierung vorhanden" bzw. "Keine Markierung vorhanden", parallel einem Markierungsmultiplexer MMUX zugeführt. Dieser erhält von dem Parameterspeicher PARM ein zweistelliges Auswahlsignal VTM, das aus der vertikalen Lage der Taktmarke TM dieser Markierungsspalte abgeleitet ist. Damit wird jeder Verarbeitungsschritt einer den drei möglichen Lagen in bezug auf die Spuren zugeordnet. Am Ausgang des Markierungsmultiplexers MMUX werden damit in bezug auf ein Markierungskästchen nacheinander drei Markierungsmeldungen abgegeben, die disjunktiv wirksam werden.

In Fig. 2 ist nur eine Markierungserkennungseinheit MSSI dargestellt, es muß jedoch nochmals darauf hingewiesen werden, daß in der Erkennungseinrichtung drei derartige Markierungserkennungseinheiten MSS1, MSS2 und MSS3 enthalten sind, die jeweils parallel die Bilddaten BD1 bis BD3 zu Markierungsdaten MD1, MD2 bzw. MD3 verarbeiten.

Fig. 3 bzw. Fig. 4 zeigen nun Teile der Plausibilitätskontrolleinheit PCE, die die Aufgabe hat, aus den Markierungsdaten MD1, MD2 bzw. MD3 eine Quantisierungsschwelle für die Informationsausgabe auszuwählen. Eine Plausibilitätskontrolle ist nur dann möglich, wenn für

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eine bestimmte Belegart angegeben werden kann, wieviele Markierungen auf einem solchen Beleg oder in einem Teil seiner Markierungsmatrix enthalten sein sollen.

Die Belegart ist in der Kombination der Codemarken CM verschlüsselt. In diesem Schlüssel ist auch die Information über die Unterteilung der Markierungsmatrix in mehrere, gleich große Felder enthalten, für die jeweils eine Plausibilitätskontrolle durchzuführen ist. Ein solcher Anwendungsfall liegt z. B. bei automatisch auszuwertenden Wettscheinen vor.

Von der Plausibilitätskontrolleinheit PCE muß aufgrund des in den Codemarken CM enthaltenen Schlüssels ein bestimmtes Überprüfungsschema angestoßen werden, das von Daten für die Feldgröße mit einer bekannten Anzahl von Markierungszeilen und Markierungsspalten und einer Sollzahl für Kreuzmarkierungen M innerhalb eines solchen Feldes abhängig ist.

Die Plausibilitätskontrolle wird allerdings nicht für die Markierungsdaten MD1 bis MD3 aller drei Quantisierungsstufen durchgeführt. Vielmehr genügt es, die Markierungsdaten MD1 der niedrigsten Quantisierungsstufe und die Markierungsdaten MD3 der höchsten Quantisierungsstufe zu kontrollieren. Daraus werden die plausiblen Markierungsdaten ausgewählt. Erscheint jedoch keines der beiden Leseergebnisse plausibel, werden die Markierungsdaten MD2 der mittleren Quantisierungsstufe ausgegeben. Letzteres gilt auch bei Belegarten, für die keine Plausibilitätskontrolle durchgeführt werden kann. In diesen Fällen muß angenommen v/erden, daß die aus den Bilddaten BD2 der mittleren Quantisierungsstufe abgeleiteten Markierungsdaten MD2 das mit der geringsten Fehlerhäufigkeit behaftete Leseergebnis darstellen.

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VPA 7δ Ρ 8 O 3 2 BOT Fig. 3 zeigt nun ein Blockschaltbild für den Pufferspeicher FIFO zum Zwischenspeichern der Markierungsdaten MD1, MD2 bzw. MD3 während der Plausibilitätskontrolle. Dieser P_ufferspeieher besteht aus drei Teilspeichern FIFO1, FIF02 bzw. FIFO3. Die Bezeichnung der Teilspeicher deutet die Betriebsweise an. Um handelsübliche Speicherbausteine mit ihrer Kapazität voll auszunutzen, werden die von den drei Markierungserkennungseinheiten · MSS1, MSS2 und MSS3 seriell angebotenen Markierungsdaten MD1, MD2 bzw. MD3 zu je zwei Bit über zwei ODER-Glieder 0G1 verschlüsselt und jeweils in eines von zwei als Serien-Parallel-Wandler dienenden Schieberegistern SPW1 bzw. SPW2 eingegeben. Sie speichern sechs Bitstellen und dienen als Eingaberegister für die drei Teilspeicher FIF01, FIF02 und FIF03. Letztere sind so aufgebaut, daß ein Speicherwort jeweils vier Bitstellen umfaßt. Daher sind die Ausgangsleitungen der Serien-Parallel-Wandler SPW1 bzw. SPW2 auf je zwei der Teilspeicher aufgeteilt.

Die Übernahme der Speicherworte in die Teilspeicher FIF01, FIFO2 bzw. FIF03 ist durch einen Einschreibimpuls SF synchronisiert. Er wird mit einem Informationsstellenzähler ISC erzeugt, der zu Beginn eines Kontrollvorganges synchronisiert wird und bei Übernahme jeweils einer Informationsstelle einen Übernahmeimpuls IS als

Zählimpuls erhält. Er gibt nach jeweils sechs Informationsstellen einen Ausgabeimpuls ab, der mit einem Taktimpuls TP in einem zweiten UND-Glied UG2 zu dem Einschreibimpuls SF verknüpft wird.
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Am Ausgang der drei Teilspeicher FIF01, FIF02 und FIF03 werden die umcodierten Markierungsdaten wieder rückgewandelt. Als Ausgangsregister dienen zwei Parallel-Serien-Wandler PSW1 bzw. PSW2. Die seriellen Ausgänge ·'

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dieser beiden Parallel-Serien-Wandler sind parallel an die beiden Eingänge Je eines weiteren ODER-Gliedes 0G2 und eines weiteren UND-Gliedes UG3 angeschlossen. An den drei Ausgängen dieses Entschlüsselungsnetzwerkes stehen dann wieder die seriellen, nun jedoch verzögerten · Markierungsdaten MDA1, MDA2 bzw. MDA3 zur Verfügung.

Während die Markierungsdaten MD1, MD2 bzw. MD3 den FIFO-Speicher durchlaufen, wird die Plausibilitätskontrolle durchgeführt. In Fig. 4 ist das dazu notwendige Markierungsdaten-Rechenwerk MIP und die programmierte Steuereinheit in einem zusammenhängenden Blockschaltbild im Detail dargestellt. Letztere besteht aus einem Codewortregister CWR, einem Startadress-Speicher SAM, einem Steueradresszähler PCC, einem Steuerspeicher PCM, einem Steuerregister CSR, einem Spaltenzähler CCT und einem Sollzahlregister MSR. Zu dem Markierungsdaten-Rechenwerk MIP gehören jeweils zwei Markierungsdatenaddierer MAD1 bzw. MAD3, Pufferregister BR1 bzw. BR3, Akkumulatorspeicher MAC1 bzw. MAC3, Vergleicherschaltungen PC0MP1 bzw. PC0MP3 und Ergebnisregister PRL1 bzw. PRL3.

Da diese Teile der Plausibilitätskontrolleinheit PCE in ihrer Funktion nicht ohne eine Angabe bestimmter, in einem zeitlichen Raster liegender Steuervorgänge vollständig zu beschreiben sind, sind in diesem Blockschaltbild der Fig. 4 auch eine Mehrzahl von Steuersignalen angegeben, die das Zusammenwirken der einzelnen Teilschaltungen untereinander kennzeichnen.

Für die Plausibilitätskontrolle muß die programmierte Steuereinheit PCU eine Information über die jeweils vorliegende Belegart erhalten. Aus dieser in den Codemarken CM enthaltenen Information werden bei der Vorverarbeitung Codedaten CD gewonnen und dem als Schieberegister ausgebildeten Codewortregister CWR seriell

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VPA ^7δ Ρ 303 2 BRD übergeben. Für die einwandfreie Übernahme der Codedaten CD gelten dabei zwei Nebenbedingungen: Das Codewortregister CWR muß von einem mehrfach verwendeten Normiersignal NO zurückgesetzt sein, das jeweils zu Beginn der Abtastung eines Beleges BE auftritt. Außerdem müssen Codedaten CD von Markierungsdaten MD unterschieden werden, was durch ihre Zuordnung zu den entsprechenden Abtastspalten möglich ist. Im vorliegenden Fall definiert ein Begleitsignal CS einen Übernahmezyklus für die Daten der Codespalte. Die Länge dieses Zyklus ist durch die Abtastdauer einer
Markierungsspalte festgelegt. Innerhalb eines solchen
Übernahmezyklus treten dann in regelmäßigen Abständen die einer Markierungsstelle zuzuordnenden Daten auf. Definiert wird der zeitliche Abstand durch einen Informationstakt INF. Die beiden letztgenannten Signale bilden, über eine UND-Bedingung verknüpft, das Taktsignal für das Codewortregister CWR.

Nach dem Übernahmezyklus für die Codedaten CD enthält
das Codewortregister CWR alle notwendigen Informationen über die vorliegende Belegart. Das Codewortregister bildet das Adressregister für den Startadress-Speicher SAM, in dem der Inhalt des Codewortregisters CWR in vier Adreß-Signale SAMO bis SAM3 decodiert wird. Die beiden höherwertigen Adreß-Signale SAM2, SAM3 beinhalten eine Teiladresse für den Steuerspeicher PCM, aus den beiden anderen Adreß-Signalen wird die vollständige Adresse für den
Steuerspeicher PCU indirekt abgeleitet.

Um diesen Vorgang erläutern zu können,ist die Kenntnis des Aufbaus und der Funktion des Steuerspeichers PCM
notwendig. Er ist als Festwertspeicher ausgebildet und soll abhängig von der Belegart in der richtigen zeitlichen
Reihenfolge die unterschiedlichen Steuersignale für die Durchführung der Plausibilitätskontrolle bereitstellen.

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Dazu enthält er für jede Belegart ein Feld mit Steuerwörtern, dessen Startadresse jeweils zu Beginn eines Übernahmezyklus für Markierungsdaten einer Spalte der Markierungsraatrix ausgewählt wird. In jedem dieser FeI-der definiert das erste Speicherwort die Anzahl der Markierungsspalten, die zu einem Markierungsfeld gehören. An der zweiten Adresse ist eine Sollzahl, d. h. die zulässige Anzahl von Markierungen M pro Feld gespeichert.

Im dritten Speicherwort schließlich steht das erste der .eigentlichen Steuerwörter. Dazu sei hier zunächst nur angedeutet, daß Markierungsfelder auf unterschiedlichen Belegen auch eine unterschiedliche Zahl von Zeilen der Markierungsmatrix umfassen können. Bei der spaltenweisen *) Verarbeitung von Markierungsdaten MD1...MD3 können aufeinanderfolgende Markierungsstellen in einer Spalte also unterschiedlichen Markierungsfelder angehören. Anders ausgedrückt, bilden gleiche Markierungsspalten zugehörige, auf dem Beleg übereinanderstehende Markierungsfelder eine Feldgruppe, deren zugehörigen Markierungsdaten der Plausibilitätskontrolleinheit PCE zwar seriell zugeführt, dort jedoch parallel verarbeitet werden. Die Zugehörigkeit einzelner Markierungsdaten MD1...MD3 zu einem bestimmten Markierungsfeld innerhalb einer Feldgruppe wird durch diese Steuerwörter im Steuerspeicher PCM festgelegt.. ^-

Wie oben erwähnt, bilden die höherwertigen Adreßsignale SAM2, SAM3 nur einen Teil der Adresse des Steuerspeichers PCM. Zur Vervollständigung der Speicheradresse ist der Steueradress-Zähler PCC vorgesehen. In diesen Zähler ist nun jeweils zu Beginn eines Übernahmezyklus von Markierungsdaten MD1...MD3 einer Markierungsspalte die entsprechende Startadresse zu laden. Die Startadresse wird aus dem zweiten Adreßsignal SAM1 abgeleitet. Zur Übernahme dieses Signals wird ein Ladeeingang LD mit

Sinern^Freigatesignal aktiviert, das sich bei einer UND-■^Abtastung -eines Beleges BE und der daran ausgerichteten spaltenwBisen 0 30 00 7/0 303

Verknüpfung des ersten Adreßsignals SAMO und eines zu Beginn eines Übernahmezyklus auftretenden Begleitsignals CYO ergibt. Dieses Freigabesignal sperrt das Weiterzählen des Zählers und leitet die Übernahme der an den Dateneingängen angebotenen Datensignale ein, die nach dem nächsten Taktimpuls TP am Zähleingang C am Ausgang zur Verfügung stehen. Damit ist die Startadresse für den Steuerspeicher PCM festgelegt.

Der Steueradresszähler PCC soll in jedem Übernahmezyklus zunächst die beiden oben angesprochenen Adressen des Steuerspeichers PCU mit den von der Belegart abhängigegen Markierungsfelddaten und dann die Steueradressen adressieren. Deshalb werden seinem Freigabeeingang EN vier Steuersignale über ein UND-Glied mit invertiertem Ausgang zugeführt.

Diese Steuersignale sind der invertierte Informationstakt INF, das dritte Ausgangssignal CSR2 des Steuerregisters CSR, das invertierte Ausgangssignal CTO des Spaltenzählers CCT und ein invertiertes Begleitsignal RCY zu einem Löschzyklus.

Qie Funktion der beiden letzten Steuersignale wird bei der nachfolgenden Beschreibung des Steuerregisters CSR und bei der Beschreibung des Spaltenzählers CCT deutlich werden.

Für die Funktion des Steuerregisters CSR muß man sich'vor Augen halten, daß die Ausgangssignale PCMO bis PCM3 des Steuerspeichers PCM parallel dem Spaltenzähler CCT, dem Sollzahlregister MSR und den beiden Akkumulatorspeiehern MAC1, MAC3 zugeführt werden. Das Steuerregister CSR übernimmt nun die Aufgabe, diese Ausgangssignale taktgesteuert auf die ersten beiden Baueinheiten durchzuschalten und den Steueradresszähler PCC dafür vorzubereiten.

Das Steuerregister CSR ist ein 3 Bit-Schieberegister, das wieder mit dem Normiersignal NO zu Beginn der Abtastung eines Beleges BE zurückgesetzt wird. Es übernimmt 1 Bit bei Beginn eines Übernahmezyklus, der durch das Begleitsignal

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τπρα TS ρ 8 Ö 3 2 BRD

CYO gekennzeichnet ist. Dieses Steuerbit wird mit jedem Taktimpuls TP weitergeschoben, bis das Ausgangssignal CSR2 am dritten Ausgang des Steuerregisters CSR positiv ist. Dieses Ausgangssignal ist mit dem Begleitsignal CYO für den Beginn eines Übernahmezyklus logisch verknüpft auf einen Sperreingang INH des Steuerregisters CSR zurückgeführt, so daß dieses dann seinen Zustand bis zum Beginn des nächsten Übernahmezyklus hält.

Zu den drei vorhergegangenen Taktzeiten, die durch je einen Taktimpuls TP bestimmt sind, gibt das Steuerregister CSR also nacheinander die Ausgangssignale CSRO, CSR1 und CSR2 ab. Mit dem ersten Ausgangssignal CSRO wird die Übernahme des ersten Steuerwortes aus dem Steuerspeicher PCM in den Spaltenzähler CCT gesteuert. Das zweite Ausgangssignal CSR1 steuert die Übernahme des zweiten Steuerwortes aus dem Steuerspeicher PCM. Das dritte Ausgangssignal CSR2 ermöglicht das Weiterzählen des Steueradresszählers PCC von der Startadresse bis zum dritten Steuerwort im Steuerspeicher PCM unabhängig von der Vergabe-einer Informationsstelle mit dem Informationstakt IKF. Im weiteren Verlauf eines Übernahmezyklus bleibt der Inhalt des Steuerregisters CSR unverändert.

Der Spaltenzähler CCT stellt eine Zählschaltung^~dar^ analog dem Steueradresszähler PCC aufgebaut ist. Er hat die Aufgabe, die Zahl der Spalten zu zählen, die zu einem Markierungsfeld bzw. zu einer Feldgruppe gehören und bereits in die Plausibilitätskontrolleinheit PCE übernommen sind. Sobald die von der Belegart abhängige maximale Spaltenzähl für ein Markierungsfeld bzw. eine Feldgruppe erreicht ist, soll er ein Ausgangssignal CTO zum Kennzeichnen des Abschlusses der Übernahmezyklen für ein Markierungsfeld bzw. einer Feldgruppe abgeben. Da diese Spaltenzahl von der Belegart abhängig ist und dieses Ausgangssignal CTO erst dann abgegeben wird, wenn er einen maximalen Zähler-

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-μ- VPA 78 P 8 O 3 2 SRQ

stand erreicht, wird er zu Beginn der Auswertung eines Markierungsfeldes auf einen bestimmten Anfangszustand eingestellt. Dieser Anfangszustand ist im ersten Steuerwort eines ausgewählten Adressfeldes im Steuerspeicher PCM enthalten. Für die Übernahme dieses Datenwortes wird sein Ladeeingang LD durch das erste Ausgangssignal CSRO des Steuerregisters CSR aktiviert. Dies gilt jedoch nicht in einem Löschzyklus mit dem Begleitsignal RCY. Dieser Löschzyklus ist insbesondere für das Markierungsdaten-Rechenwerk MIP von Bedeutung und wird dort noch erläutert. Jeweils nach Beginn eines Übernahmezyklus für Markierungsdaten MD1...MD3 wird der Spaltenzähler CCT durch ein gegenüber dem entsprechenden Begleitsignal CYO verzögertes Signal CYO' freigegeben und zählt mit dem nächsten Taktimpuls TP um eine Bitstelle weiter. Sobald er maximalen Zählerstand erreicht hat, gibt er das Ausgangssignal CCTO ab. Dieses Ausgangssignal steuert nicht nur die Freigabe des Steueradresszählers PCC, sondern wird auch zusammen mit dem zu Beginn der Abtastung eines Beleges BE auftretenden Normiersignal NO zu dem genannten Begleitsignal RCY für einen Löschzyklus verknüpft.

Das Sollzahlregister MSR in der programmierten Steuereinheit PCU ist ebenfalls an die Datenausgänge des Steuer-Speichers PCM angeschlossen und übernimmt dessen Ausgangssignale PCMO bis PCM3, wenn dies durch das zweite Ausgangssignal CSR1 des Steuerregisters CSR freigegeben wird. Die Auswertung der Markierungsdaten MD1 bzw. MD3 bezüglich der Plausibilitätskontrolle geschieht nun im Markierungsdaten-Rechenwerk MIP. Eine Plausibilitätskontrolle wird dort wie ausgeführt - allerdings nur für die Markierungsdaten MD1 und MD3 der ersten bzw. dritten Quantisierungsstufe durchgeführt. Vie in Fig. 4 zu erkennen ist, sind daher die entsprechenden Baugruppen des Markierungsdaten-Rechenwerks MIP doppelt ausgelegte Für die Beschreibung genügt es daher,z. B. die Verarbeitung der Markierungs-

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-M- VPA 73 P 8 0 3 2 BRD

daten MD1 der ersten Quantisierungsstufe zu erläutern.

Im Markierungsdaten-Rechenwerk MIP sollen diese seriell angelieferten Markierungsdaten MD1 für jedes Markierungsfeld getrennt aufaddiert und nach Abschluß der Übernahme eines Markierungsfeldes bzw. einer Feldgruppe mit der im Sollzahlregister MSR enthaltenen Sollzahl verglichen und das Ergebnis in das Ergebnisregister PRL1 ausgegeben werden. Dazu werden die seriell angebotenen Markierungsdaten MD1 dem zugeordneten Markierungsdatenaddierer MAD1 zugeführt. An diesem liegt gleichzeitig die für dieses Markierungsfeld bis dahin ermittelte Anzahl von Markierungen an. Ein bei Übernahme einer Markierungsstelle auftretender Wert wird zu diesem bisherigen Wert hinzuaddiert und der neue Wert in einen Zwischenspeicher, das Pufferregister BR1, übernommen.

Im Steuerteil ist die Übernahme einer Markierungsstelle mit dem Informationstakt INF getaktet, mit dem der Steueradresszähler PCC um den Wert "1" weiterzählt. Damit wird im Steuerspeicher PCM das nächste Steuerwort adressiert, in dem eine Adresse für den Akkumulatorspeicher MAC1 steht. Gehört die nächste Markierungszeile noch zu dem bisher betroffenen Markierungsfeld, so enthält auch dieses neue Steuerwort des Steuerspeichers PCU die bisher bereits ausgewählte Adresse des Akkumulatorspeichers MAC1. Gehört jedoch die folgende Markierungszeile bereits zum nächsten Markierungsfeld der zu verarbeitenden Feldgruppe, dann steht im ausgelesenen Steuerwort die nächste Adresse für den Akkumulatorspeicher MAC1. Damit wird nun dem Markierungsdatenaddierer MAD1 die bisher festgestellte Zahl von Markierungen für dieses neue Markierungsfeld zugeführt und kann mit der aktuellen Markierung addiert werden.

Während eines Übernahmezyklus für eine Markierungsspalte

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VPA 78 P BQ 3 Z BRU

wiederholt sich dieser Vorgang. Dabei wird gegebenenfalls eine Mehrzahl von Markierungsfeldern überlaufen. Spalte für Spalte setzt sich dies so lange fort, bis der Spaltenzähler/seinen vorgegebenen Wert erreicht hat und damit die letzte zu dem Markierungsfeld bzw. der Feldgruppe gehörende Markierungsspalte ausgewertet ist. Hier wird nun deutlich, warum der Spaltenzähler CCT mit dem gegenüber dem Begleitsignal CYO verzögerten Signal CYO' freigegeben wird. Damit ist sichergestellt, daß auch die Information der letzten zum Markierungsfeld gehörenden Markierungsspalte ordnungsgemäß addiert ist.

Das Ausgangssignal CTO des Spaltenzählers CCT wird, was in Fig. 4 nicht mehr dargestellt ist, einen Zyklus lang gehalten. In diesem Zyklus^zählt der Steueradresszähler PCC fortlaufend hoch, so daß alle Adressen des Akkumulatorspeichers MAC1 adressiert werden. Die am Ausgang dieses Speichers ausgegebenen Daten werden der Vergleicherschaltung PCOMPI zugeführt und mit den Ausgangsdaten des Sollzahlregisters MSR verglichen.Das Vergleichsergebnis wird in das als Schieberegister ausgebildete Ergebnisregister PLR1 übertragen.

An diesen Vergleichszyklus schließt sich ein Löschzyklus füij&en Akkumulatorspeicher MAC1 an. Der Löschzyklus ist durch das Begleitsignal RCY gekennzeichnet. Auch in diesem Zyklus werden alle Adressen des Akkumulatorspeichers MAC1 adressiert. Nun wird allerdings der Inhalt des Pufferregisters BR1 mit dem an seinem Rücksetzeingang R anliegenden Begleitsignal RCY auf "Null" gehalten. So wird

nacheinander in alle Speicherplätze des Akkumulatorspeichers MAC1 "Null" eingeschrieben. Nach dem Löschzyklus ist das Markierungsdaten-Rechenwerk MIP für eine neue Feldprüfung bereit.
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Für das geprüfte Feld bzw. die Feldgruppe ist das Ergebnis * wird der Soll-Ist-Vergleich durchgeführt. Dabei

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«afc- VPA 7BP 3 0 3 2 BRD

bekannt. Nun können also die als plausibel erscheinenden Markierungsdaten MD1, MD2 oder MD3 ausgegeben werden. Von den Teilspeichern FIFO1 bis FIFO3 werden die verzögerten Markierungsdaten MDA1, MDA2-.bzw. MDA3 in diesem Ausgabezyklus dem Ausgabemultiplexer OMUX zugeführt, der für jedes Markierungsfeld durch die aus den beiden Ergebnisregistern PRL1 bzw. PRL3 zugeführten Steuersignale entsprechend gesteuert wird. Für jedes Markierungsfeld wer-.den alle Markierungsdaten der Quantisierungsstufe ausgegeben, für die ein.plausibles Leseergebnis ermittelt wurde. Belege, deren Markierungsinhalte keine Plausibilitätskontrolle zulassen, werden durch eine entsprechende Kombination von Codemarken CM ebenso gekgjonzeichnet wie andere Belegarten. Der Ausgabezyklus wird dann so gesteuert, daß die Markierungsdaten MDA2 der zweiten Quantisierungsstufe ausgegeben werden.

4 Figuren

11 Patentansprüche

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Claims (11)

1. . ^VPA 78 P 8 O 3 2 BRD Patentansprüche

   Verfahren zum automatischen Erkennen von handschriftlichen Markierungen auf einem maschinell auswerfbaren Beleg, "bei dem in einer Blindfarbe aufgedruckte Markierungskästchen spaltenweise optisch abgetastet, dabei in einem 5 optoelektrischen Wandler Videosignale gewonnen und daraus seriell weiter zu verarbeitende und der Markierungsmatrix örtlich eindeutig zuordenbare digitalisierte Abtas+daten abgeleitet werden, aus denen durch Zusammenfassen mehrerer Abtastelemente eine Markierungsaussage gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die seriell auftretenden Videosignale (VS) mehreren parallel angeordneten Signalwandlereinheiten (SW) zugeführt, dort mit abgestuft eingestellten Schwellenwerten zu Abtastdaten (AD1 bis AD3) quantisiert und diese parallel weiterverarbeitet und zu Bilddaten (BD1 bis BD3) aufbereitet werden, daß bei einem Abtastraster, in dem sich die Markierungskästchen jeweils horizontal über mehrere Abtastspalten und vertikal über mehrere Abtastzeilen erstrecken, die Bilddaten für jede Markierungsstelle in dem von dem Markierungskästchen überdeckten Spaltenbereich zeilenweise derart aufsummiert werden, daß die einzelnen Bilddatenelemente mit wachsendem Abstand zur Mitte des Markierungskästchens abgestuft mit einem niedrigeren Gewicht bewertet werden, daß jeweils mehrere in Spaltenrichtung aufeinanderfolgende Zeilensummen mehrfach derart zu Bildeleinentkombinationen zusammengefaßt werden, daß auch Bereiche von vertikal benachbarten Markierungskästchen noch erfaßt werden und aus diesen ermittelten Bildelementkombinationen eine Aussage über eine Markierung

   (M) abgeleitet wird, daß diese so aus den Bilddaten gewonnenen Markierungsdaten (MD1, MD2, MD3) in einem Pufferspeicher (FIFO) zwischengespeichert werden und parallel durch Aufsummieren der in jedem Markierungsfeld festge-

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   stellten Markierungen derselben Quantisierungsstufe und Vergleichen mit einem in einem Register (MSR) gespeicherten Sollwert für die Anzahl von Markierungen pro Markierungsfeld ermittelt wird, welches der Leseergebnisse der verschiedenen Quantisierungsstufen plausibel erscheint und daß dieses aus den zwischengespeicherten Markierungsdaten (MDA1, MDA2, MDA3) ausgewählt und als Ergebnis ausgegeben wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß beim Bilden von Zeilensummen Schwarzelemente der Bilddaten (BD1, BD2, BD3) addiert, zwischen solchen Schwarzelementen liegende Weißelemente dagegen subtrahiert werden, solange dadurch bei einer Zeilensumme ein minimaler Wert von "O" nicht unterschritten wird.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem eine Mehrzahl unterschiedlicher Belegarten zu verarbeiten ist, die untereinander jeweils Markierungsfelder unterschiedlichen Formats und variierender Sollzahl von Markierungen aufweisen können, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abtasten eines Beleges (BE) zunächst eine der Markierungsmatrix in Zeilenrichtung vorangestellte Codespalte erfaßt und die dort aufgedruckten Codemarken (CM) abgetastet werden, daß die zugehörigen Videosignale (VS) mit einer hohen Schwelle quantisiert und in der gleichen Weise wie die Markierungen ausgewertet werden, daß daraus abgeleitete Codedaten (CD) in eine Plausibilitätskontrolleinheit (PCE) übertragen werden und diese davon abhängig den Ablauf der Kontrolle von Markierungsdaten (MD1, MD2, MD3) hinsichtlich eines . plausiblen Leseergebnisses spezifisch für die vorliegende Belegart steuert.
4. 4. Schaltungsanordnung zum Durchführen eines Verfahrens

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   -3- VPA 78 P 8 O 3 2 8RD

   nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Gewinnen von Markierungsdaten (MD1, MD2, MD3) aus den Bilddaten (BD1, BD2, BD3) für die Daten jeder Quantisierungsstufe jeweils eine aus einem programmierbaren Festwertspeicher gebildete Addiereinheit (ADD) vorgesehen ist, in der aus den spaltenweise seriell zugeführten Bilddaten (z. B. BD1) einer Quantisierungsstufe und einer aus einem Akkumulator (ACC) übergebenen Zeilenzwischensumme bis zu einer (n-T)-ten Abtastspalte eine* gebildet und diese wiederum in den Akkumulator übertragen wird, daß an die Addiereinheit außerdem eine Vergleicherschaltung (MCOMP) angeschlossen und dieser ein Maximalwertspeicher (MAX) derart zugeordnet ist, daß die aktuelle Zeilensumme in den Maximalwertspeicher dann übertragen wird, wenn die aktuelle Zeilensumme größer als der bisher gespeicherte Maximalwert ist.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Maximalwertspeicher (MAX) mehrere in Serie geschaltete Zeilensummenregister (SREG1, SREG2, SREG3) angeschlossen sind, die nach dem Abtasten einer Markierungsspalte jeweils die maximalen Zeilensummen dreier aufeinanderfolgender Bildzeilen aufnehmen und die parallel an Adresseneingänge eines Markierungserkennungs-Speichers (MCM) angeschlossen sind, der für jede vorgeschlagene Auswerteposition, die wiederum von der relativen vertikalen Lage der jeweils ausgewerteten Zeilensummen zu den Markierungsspuren bestimmt wird, ein Erkennungsergebnis an seinen Ausgängen liefert, wobei der jeweils- gültige Srgebnisausgang mit Hilfe eines Multiplexers (MMUX) und eines steuernden Auswahlsignals (VTM) durchgeschaltet wird.
6. 6. Schaltungsanordnung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bzw. nach einem der Ansprüche 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine ■* aktuelle Zeilenzwischensumme bis zur η-ten Abtastspalte

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   _4- VPA 78 P 8 O 3 2 BRD

   Plausibilitätskontrolleinheit (PCE) mit einem aus mehreren Teilspeichern (FIFO1, FIF02, FIFO3) aufgebauten Pufferspeicher für Markierungsdaten (MD1, MD2, MD3) der für eine Mehrzahl von Markierungsspalten diese Markierungsdaten aller Quantisierungsstufen zwischenspeichert, mit einer programmierten Steuereinheit (PCU), in der aufgrund der zugeführten Codedaten (CD) ein für die jeweilige Belegart spezifischer Steuerablauf ausgewählt wird, mit einem durch die programmierte Steuereinheit eingestellten Markierungsdaten-Rechenwerk (MIP), in dem die parallel zum Pufferspeicher seriell zugeführten Markierungsdaten getrennt für jedes Markierungsfeld aufaddiert und die tatsächliche Summe der gelesenen Markierungen mit einem durch die Belegart vorgegebenen, in einem Sollwertregister (MSR) gespeicherten Sollwert verglichen werden und mit einem Ausgabemultiplexer (OMUX), dem die im Pufferspeicher zwischengespeicherten Markierungsdaten (MDA1, MDA2, MDA3) parallel zugeführt werden und der abhängig vom Vergleichsergebnis im Markierungsdaten-Rechenwerk für ein Markierungsfeld jeweils die Markierungsdaten der Quantisierungsstufe mit einem plausibel erscheinenden Leseergebnis ausgibt.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 mit einer Plausibilitätskontrolleinheit, in der drei abgestufte Markierungsdaten zu verarbeiten sind, dadurch gekennzeichnet, daß nur für die Markierungsdaten (MD1, MD3) der niedrigsten und der höchsten Quantisierungsstufe jeweils ein Markierungsdatenaddierer (MAD1, MAD3) vorgesehen ist, dem die Markierungsdaten je einer dieser beiden Quantisierungsstufen spaltenweise seriell und die zum gleichen Markierungsfeld gehörenden, bisher aufaddierten Markierungsdaten aus je einem Akkumulatorspeicher (MAC1, MAC3) zugeführt werden, daß jeder Markierungsdatenaddierer über ein Pufferregister (BR1 bzw. BR3) mit dem zugeordneten, als Speicher mit wahlfreiem Zugriff ausgebildeten Akkumulatorspeicher verbunden ist, daß die Ausgänge der Akkumula-ar torspeicher-verbunden ist, daß die Ausgänge der Akkumulator-

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   -5- VPA ^{7δ p 3} ° 3 2 BRD

   speicher jeweils an eine Vergleicherschaltung (PC0MP1, PC0MP3) angeschlossen sind, an deren weitere Eingänge die Ausgänge des Sollzahlregisters (MSR) angeschlossen sind und daß an den Ausgang jeder Vergleicher schaltung ein Ergebnisregister (PLR1 bzw. PLR3) angeschlossen ist, deren Ausgangssignale die Äuswahlsignale für den Ausgabemultiplexer (OMJX) bilden, wobei bei einem plausibel erscheinenden Leseergebnis vom

   Multiplexer die zwischengespeicherten Markierungsdaten (MDA1 bzw. MDA3) der zugehörenden Quantisierungsstufe, anderenfalls die der mittleren Quantisierungsstufe ausgegeben werden.
8. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 mit der dem Markierungsdaten-Rechenwerk zugeordneten programmierten Steuereinheit, gekennzeichnet durch ein als Schieberegister ausgebildetes Codewortregister (CTR), in das vor dem Auswerten der Markierungsdaten (MD1 bzw. MD3) eines Beleges (BE) die ermittelten Codedaten (CD) seriell eingeschrieben und dort bis zum Auswerten des nächsten Beleges statisch gehalten werden, durch einen an das Codewortregister angeschlossenen, als programmierbarer Festwertspeicher ausgebildeten Startadress-Speicher (SAM) zum Umcodieren der Codedaten in eine Startadresse für einen ebenfalls als programmierbarer Festwertspeicher ausgebildeten Steuerspeicher (PCM), der für jede Belegart ein Speicherfeld aufweist, in dem eine Reihe von Steuerwörtern gespeichert ist, dem als Adressenregister ein durch den Startadress-Speicher auf eine Startadresse einzustellender Steueradresszähler (PCC) zugeordnet ist und dessen Ausgangssignale (PCMO bis PCM4) führende Leseausgänge parallel mit einem voreinstellbaren Spaltenzähler (CCT), dem Sollzahlregister (MSR) und den Adresseingängen der Akkumulatorspeicher (MAC1, MAC3) verbunden sind.
9. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, d a d u„r c h gekennzeichnet, daß der Steuerspeicher (PCM)

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   in jedem durch eine Startadresse auswählbaren Speicherfeld in den ersten Steuerwörtern Codierungen für die Zahl der zu einem Markierungsfeld der jeweiligen Belegart gehörenden Markierungsspalten und die zugehörige Sollzahl und daß an den anschließenden Adressen Steuerwörter zum Adressieren der Akkumulatorspeicher (MAC1, MAC3) enthalten sind.
10. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch

    gekennzeichnet, daß der Steueradresszähler (PCC) derart ausgebildet ist, daß er durch ein Begleitsignal (CYO) jeweils zu Beginn eines Übernahmezyklus für Markierungsdaten (MD1 bzw. MD3) auf die Startadresse erneut einstellbar ist und anschließend taktgesteuert zunächst solange schrittweise hochzählt, bis das erste Steuerwort mit einer Adresse für den Akkumulatorspeicher (MAC1, MAC3) adressiert ist und daß ein als Schieberegister ausgebildetes Steuerregister (CSR) in der Steuereinheit (PCU) vorgesehen ist, in dem zu Beginn eines Übernahmezyklus von Markierungsdaten eine übernommene Bitstelle durchläuft, so daß nacheinander seine Eingänge jeweils ein Ausgangssignal (CSRO bis CSR2) führen, mit denen nacheinander der Spaltenzähler (CCT) bzw. das Sollzahlregister (MSR)' für eine Übernahme der vom Steuerspeicher (PCM) zugeführten Ausgangssignale (PCMO bis 0CM3) aktivierbar sind undy&enen schließlich der Steueradresszähler auf der Adresse für das Steuerwort mit der ersten Akkumulatorspeicheradresse gehalten wird, bis die zum Übernahmezyklus gehörenden ersten Markierungsdaten (MD1, MD3) eintreffen.
11. 11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis

    10, gekennzeichnet durch einen Pufferspeicher (FIFO), der in drei Teilspeicher (FIF01 bis FIF03) mit je vier Schieberegistern unterteilt ist, durch eine Eingangsschaltung zu diesen Teilspeichern mit zwei ODER-Gliedern (0G1), denen seriell die Markierungsdaten (MD1

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    _₇_ _vpA «Ρ 8032 BRD

    bis MD3) der ersten und dritten bzw. der zweiten und dritten Quantisierungsstufe zugeführt werden und die an je einai als 6-Bit-Schieberegister mit parallelen Ausgängen ausgebildeten Serien-Parallel-Wandler (SPW1, SP¥2) angeschlossen sind, von denen je vier Ausgänge an die Eingänge des ersten bzw. dritten Teilspeichers und die beiden restlichen Ausgänge an die Eingänge des zweiten Teilspeichers angeschlossen sind, und durch eine Ausgangsschaltung mit zwei analog an die Ausgänge der Teilspeicher angeschlossenen Parallel-Serien-Wandlern (PSW1, PSW2), deren serielle Ausgänge zum Umwandeln der verschlüsselten Markierungsdaten in die ursprüngliche Form gemeinsam an ein UND-Glied (UG3) bzw. an ein weiteres ODER-Glied (0G2) angeschlossen sind, an deren Ausgängen jeweils die zwischengespeicherten Markierungsdaten (MDA3, MDA1) der dritten bzw. ersten und am Ausgang des zweiten Parallel-Serien-Wandlers unmittelbar die Markierungsdaten (MDA2) der zweiten Quantisierungsstufe abgegeben werden.

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