DE3615906C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildinformationserkennungsgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Gerät ist aus IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 27, No. 8, Januar 1985, Seiten 4606 und 4607 bekannt.

Bei dem bekannten Gerät besteht die Bildlesevorrichtung aus einer Videokamera mit nachgeschaltetem Bildprozessor, der an seine Bilddatenbank angeschlossen ist. Die Bildlesevorrichtung vergleicht nach Erfassung der Kanten bzw. der Kontur des zu identifizierenden Objekts dessen Form und Größe mit abgespeicherten Daten, um dadurch das Objekt einem abgespeicherten Standardmuster zuzuordnen. Insbesondere wird bei einem ersten Schritt die Kontur des Objektes identifiziert, um dessen Form und Größe in Form von Koordinatendaten festzulegen. Details bezüglich der Bilderkennung sind in der Druckschrift nicht beschrieben, so daß davon auszugehen ist, daß bei dem bekannten Gerät eine Bilddrehung vor dem Bildvergleich zur Reduktion der Anzahl notwendiger Vergleichsmuster nicht durchgeführt werden kann.

Aus der DE-OS 33 01 495 ist ein Bildinformationserkennungsgerät bekannt, das zur Abtastung und Erkennung eines sich auf einem Förderband bewegenden Objekts dient. Um vor einer Bilderfassung eine virtuelle Objektdrehung des Bildes vornehmen zu können, wird eine Kante des Objekts, die im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Objekts liegt, von einer Sensorzeile abgetastet, um dadurch den Grad der Schräglage des Objekts zu erfassen und um somit in einer nicht näher beschriebenen Bilddrehungsvorrichtung eine virtuelle Objektbilddrehung herbeizuführen. Die Schräglage des virtuell zu drehenden Objekts wird durch Zeitunterschiede in der Erfassung der Kante durch die einzelnen Sektoren, die sich quer zur Förderbandrichtung erstrecken, erfaßt. Aus diesem Grunde ist die bekannte Vorrichtung nur für die Lageerkennung von sich vorzugsweise auf einem Förderband bewegenden Objekten geeignet.

Aus der EP-OS 00 20 897 ist ein Bildinformationserkennungsgerät bekannt, mit dem die winkelmäßige Versetzung des zu erkennenden Objekts erfaßt und durch virtuelle Bilddrehung kompensiert werden kann. Eine Sensorplatte mit einer Vielzahl von Sensoren zur Abtastung des Objekts kann mechanisch bezüglich des abzutastenden Objekts gedreht werden. Die von den streifenförmigen Sensoren abgegebenen elektrischen Signale werden einer als Quadrierschaltung ausgeführten Auswerteschaltung zugeführt, deren Ausgangssignal ein Maximum ergibt, sobald die Sensorstreifen mit dem Objekt ausgerichtet sind. Die Winkellage, die dem maximalen Ausgangssignal entspricht, wird abgespeichert, wobei aufgrund dieses abgespeicherten Winkelwertes eine geeignete Anordnung eines Bildauswertegeräts gegenüber dem Bildobjekt vorgenommen werden kann. Bei diesem Bildinformationserkennungsgerät wird also eine mechanische und letztlich keine virtuelle Drehung des Bildes ausgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bildinformationserkennungsgerät der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ohne mechanische Drehung des Objekts oder der Bildlesevorrichtung eine genaue Erfassung der Bildinformation unabhängig von der Winkellage des zu erfassenden Bildobjekts gegenüber der Bildlesevorrichtung möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 2.

Wenn bei dem Bildinformationserkennungsgerät nach der Erfindung auf die Bildlesevorrichtung beispielsweise eine rechteckige Vorlage schräg zur Hauptabtastrichtung aufgelegt wird, dann werden bei Abtastung in einer gegebenen Richtung und nachfolgender paralleler Abtastung in derselben Richtung zwei Kanten der Vorlage erfaßt, die aufeinander senkrecht stehen. Wenn die Vorlage, wie vorausgesetzt, rechteckig ist, dann ist damit bereits eine Umrißbestimmung möglich. Hat die Vorlage einen unregelmäßigen Umriß, sind Abtastungen in weiteren Richtungen erforderlich. Jede dieser Abtastungen liefert somit zwei Grenzlinien. Die Genauigkeit der Grenzlinienermittlung wird bei dem erfindungsgemäßen Gerät dadurch verbessert, daß jeweils zwei Ermittlungsergebnisse, die sich auf dieselbe Kante beziehen, aber von Abtastungen aus zwei verschiedenen Richtungen stammen, miteinander verknüpft werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Gerätes nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm von Bilddaten beim Lesen einer Photographie;

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des Kantenerfassungsbetriebs des Kantenerfassungsge­ rätes 3; und

Fig. 4 ein Diagramm eines auf einer Kathodenstrahl­ röhre dargestellten Manuskriptes.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Bildinformationser­ kennungsgerätes nach einem Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung. Ein Bildlesegerät 1 hat einen Bild­ abtaster zum Abtasten von Bildvorlagen, wie bei­ spielsweise Zeichnungen oder Dokumenten, und Abgeben entsprechender Bildsignale. Der Bildab­ taster wird durch eine Steuerschaltung in dem Bild­ lesegerät 1 betrieben. Die Vorlage, nachfolgend Manuskript genannt, wird in Bilddaten (Bildsignale) um­ gewandelt. Die Manuskriptabdeckung des Lesegerätes 1 ist schwarz. Sämtliche vollständig schwarzen Daten werden als Abschnitte gelesen, die nicht Manuskript sind, wenn ein Manuskript vorliegt, das kleiner als der Lese­ bereich des Abtastgerätes ist.

Die Bilddaten werden von dem Lesegerät 1 einem Bildspeicher 2 zugeführt und in diesem ge­ speichert. Die Bilddaten, die in dem Speicher 2 ge­ speichert sind, entsprechen dem gesamten Lesebereich des Bildabtasters. Die in dem Speicher 2 gespeicherten Bilddaten werden als serielle Daten einem Kantener­ fassungsgerät 3 in Übereinstimmung mit Bildpunkten in den vertikalen und horizontalen Richtungen zuge­ führt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein weißer Rand von 1 bis 2 mm Breite um den Bildabschnitt des Manuskripts durch das Kantenerfassungsgerät 3 er­ mittelt. Daher muß jeder Bildabschnitt, der gelesen wird, einen weißen Rand mit einer Breite von 1 bis 2 mm oder mehr haben.

Fig. 2 zeigt Bilddaten, die durch Lesen einer Fotografie A erhalten werden. In Fig. 2 entspricht der schraffierte Bereich einem schwarzen Bereich, d. h. der vorgenannten Abdeckung.

Da die Manuskriptabdeckung des Lesegerätes 1 schwarz ist, werden Bilddaten, die durch den schraffierten Be­ reich B angegeben sind, im Gegensatz zu Bilddaten der Fotografie A als schwarz erfaßt. Allerdings ist ein weißer Randbereich um den Bild­ abschnitt vorgesehen. Das Kantenermittlungsgerät 3 ermittelt die Grenze zwischen dem weißen Rand und der schwarzen Manuskriptabdeckung.

Fig. 3 zeigt die Kantenerfassung durch das Kantener­ fassungsgerät 3. Die seriellen Daten vom Speicher 1 entsprechen den Daten von Bildpunkten (Bildpunkte auf Linien in Fig. 3), die in bestimmten Intervallen (z. B. 5 mm) in Rich­ tung nach unten (negative Richtung längs der Y-Achse; a-Richtungs-Abtastung), in Richtung nach rechts (po­ sitiven Richtung längs der X-Achse; b-Richtungs- Abtastung), in Aufwärtsrichtung (positive Rich­ tung längs der Y-Achse; c-Richtungs-Abtastung) und in Richtung nach links (negative Richtung längs der X- Achse; d-Richtungs-Abtastung) in dem Lesebereich voneinander beabstandet sind.

Bei jeder Eingabe von seriellen Daten für jede Linie, d. h. bei jeder Eingabe von Abtastdaten, ermittelt das Erfassungsgerät 3, ob die Daten einem schwarzen Bildpunkt (logische "1") oder einem weißen Bildpunkt (logische "0") entsprechen. Bei der anfänglichen Abtastperiode beinhalten die Daten nur schwarze Bildpunkte. Aller­ dings ändern sich die Daten auf "weiße" Daten in Über­ einstimmung mit der Situation an den jeweiligen Orten der Bildpunkte des Manuskripts G. Das Kantenerfassungsgerät 3 ermittelt diesen Wechsel und speichert die Koordinaten der Ermittlungsstellen in dem Koordinatenspeicher 4 ab. Für Bereiche, die nicht das Manuskript enthalten, sind die Bildpunktdaten vollständig "schwarze" Daten. Dort er­ faßt das Ermittlungsgerät 3 keine Kante und speichert keine Koordinaten in dem Speicher 4. Je­ doch könnte für Bereiche, in denen das Manuskript G nicht liegt, durch das Bildabtastgerät in fehler­ hafter Weise ein schwarzer Bildpunkt als weißer Bildpunkt gelesen werden, wenn bestimmte Verschmutzungen oder Staubpartikel auf der Manuskriptabdeckung liegen. Um dies zu verhindern, wird lediglich dann, wenn Datenwechsel von schwarzen Bildpunkten auf weiße Bild­ punkte mit eine vorbestimmte Anzahl nachfolgender weißer Bild­ punkte (z. B. entspechend einer Breite von 1 bis 2 mm bei dem tatsächlichen Manuskript) durch das Gerät 3 erfaßt werden, in dem Speicher 4 die Koordinaten (Koordinatendaten) jener Stellen abgespeichert, bei denen sich die schwarzen Bildpunkte zu weißen Bildpunkten (d. h. an den Kanten) geändert haben. In Fig. 3 wird die Lage der Koordinatendaten durch das Kreuz × in der a-Abtastrichtung, durch das Zeichen ○ in der b-Ab­ tastrichtung, durch das Zeichen in der c-Ab­ tastrichtung, und durch das Zeichen Δ in der d- Abtastrichtung angegeben. Wenn das Abtasten in sämtlichen Richtungen beendet ist, liest der Koordinatenemulator 5 die Koordinatendaten aus dem Speicher 4 aus und berechnet eine Grenzlinie als eine Kante des Manuskriptes.

Die Berechnung einer Grenzlinie wird nachfolgend beschrieben. Bei der a-Abtastrichtung werden zwei Linien, die sich durch die Koordinaten­ daten (Zeichen ×) a 1 bis a 8, die in dieser Richtung erhalten werden, erstrecken, bestimmt. Die so erhaltenen Grenzlinien sind grobe Linien und beeinhalten noch Fehler. Um diese Fehler zu unterdrücken, werden zwei Linien, die sich durch die Koordinatendaten a 1 bis a 8 mit dem höchsten Annäherungsgrad erstrecken, ausgewählt. Beispielsweise wird eine Linie durch zwei Punkte bestimmt, die den größten Abstand voneinander unter den zur Bestimmung der Linien in Betracht kommenden Punkten haben. Auf diese Weise werden eine erste Linie, die sich durch die Punkte a 1 und a 5 erstreckt, und eine zweite Linie, die sich durch die Punkte a 6 und a 8 erstreckt, bestimmt. Da die Bildaten in vier Richtungen (a bis d) abgestastet werden, liefert diese Verfahrensweise insgesamt acht Grenzlinien. Je­ doch entsprechen jeweils zwei Grenzlinien derselben Manuskriptseite, so daß ein Satz von vier Grenz­ linien den Manuskriptumriß festlegt. Der Emulator 5 emuliert jeweils zwei Grenzlinien für jede Seite und bestimmt dadurch den Umriß des Manuskriptes.

Der Emulator 5 erzeugt ausgangsseitig Daten, die die Grenzlinien darstellen, und führt diese dem Bit-Ver­ schiebungsgerät 6 zu. Das Bit-Verschiebungsgerät 6 liest Bilddaten aus dem Speicher 2 (in Einheiten von Bild­ punkten) parallel zu einer speziellen Grenzlinie auf der Grundlage von eingegebenen Grenzliniendaten aus und führt die ausgelesenen Bilddaten einem Prozessor 10 und einem Kathodenstrahlröhrenbild-Speicher 7 zu. Der Speicher 7 speichert Bildpunktdaten von dem Verschiebungsgerät 6 in Adressen parallel zu der X-Richtung einer Kathoden­ strahlanzeigeröhre 9 unter der Steuerung durch den Prozessor 10. Die in dem Speicher 7 gespeicherten Bilddaten werden auf der Anzeigeröhre 9 über eine Anzeige­ steuerung 8 dargestellt.

Die in dem Speicher 2 abgespeicherten Manuskriptbild­ daten stellen unverarbeitete Daten des Manuskriptes dar. Wenn daher das Manuskript schräg liegt, entsprechen die Daten einem schrägen Manuskript. Wenn allerdings Daten durch das Verschiebungsgerät 6 ausgelesen werden, wird eine spezielle Grenzlinie, (z. B. eine Linie mit einer kleineren Neigung bezüglich der Horizontallinie zwischen den beiden Grenzlinien, die durch Abtastung in der C-Richtung erhalten werden) als X-Achse festgelegt und die Bildpunkte parallel zu dieser X-Achse (entsprechend der Hauptablenkrichtung der Kathodenstrahlanzeigeröhre) ausgelesen. Die Aus­ leseoperation wird in der Richtung senkrecht zur Lese­ achse (entsprechend der Unterablenkabrichtung der Kathodenstrahlanzeigeröhre) wiederholt. Der Speicher 2 speichert Daten an Adressen parallel zu der X-Achse der Anzeigeröhre 9. Daher zeigt die Anzeigeröhre 9 das Manuskript so, als ob eine Seite des Manuskriptes parallel zur X- Achse läge. Mit anderen Worten, eine Schräglage des Manuskriptes wird korrigiert.

Fig. 4 zeigt einen Zustand, bei dem ein Manuskript A, das in den Lesebereich "R" des Bildlesegerätes 1 einge­ legt ist, in dem Speicher 7 abgespeichert ist. Wie be­ reits beschrieben wurde, speichert das Bit-Verschiebungs­ gerät 6 Bilddaten und liest diese parallel zu einer speziellen Grenzlinie des eingegebenen Manuskriptes in dem Speicher 7 aus und zeigt die ausgelesenen Daten an. Daher speichert der Speicher 7 das Manuskript in der Weise, daß es parallel zu den Bildschirmrändern der Anzeigeröhre 9 (einer normalen Lage) eingestellt wird.

Bilddaten, die von dem Verschiebungsgerät 6 zum Prozessor (CPU) 10 zugeführt werden, werden Ver­ arbeitungsoperationen unterworfen, wie beispiels­ weise einer Vergrößerung, Verkleinerung oder einer Beschneidung (das Abschneiden von unnötigen Daten, wenn das gelesene Bild derartige unnötige Daten enthält) je nachdem, wie dies erwünscht ist. Der zweite Speicher ist eine Magnetplatte oder der­ gleichen und speichert Bilddaten eines kleinen Manuskriptes mit Schräglage so, als ob dieses nicht schräg läge.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Wenn kein Editieren oder Ausgeben von Bilddaten eines Manuskripts benötigt wird, können die Bilddaten direkt an ein externes Gerät von dem Bit-Verschie­ bungsgerät 6 gegeben werden. Darüber hinaus ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 das Manuskript rechteckig. Jedoch kann das Manuskript auch trapezförmig oder elliptisch sein. Wenn der Emulator 5 geringfügig abgeändert wird, kann das Manuskript dreieckig sein oder eine ähnliche Form haben.

Claims (2)

1. Bildinformationserkennungsgerät, enthaltend
eine Bildlesevorrichtung (1) zum Ablesen von Bildinfor­ mation von einer Vorlage und zum Abgeben entsprechender Bildsignale,
einen Bildspeicher (2) zum Speichern der Bildsignale,
ein Kantenerfassungsgerät (3) zum Ermitteln der Koordi­ natendaten einer Kantenposition der Vorlagenbildinforma­ tion aus dem Bildsignal, und
eine Grenzlinienermittlungseinrichtung (5) zur Ermitt­ lung einer Grenzlinie der Vorlagenbildinformation aus den Koordinatendaten der Kantenposition der Vorlagen­ bildinformation,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bildlesevorrichtung (1) die Bildinformation von ei­ ner positiven Position auf einer Y-Achse in negativer Y-Richtung, von einer negativen Position auf einer X-Achse in positiver X-Richtung, von einer negativen Po­ sition auf der Y-Achse in positiver Y-Richtung und von einer positiven Position auf der X-Achse in negativer X-Richtung liest,
die Grenzlinienermittlungseinrichtung (5) eine erste Grenzlinie ermittelt, die durch Abtasten des Vorlagenum­ risses in X-Richtung erhalten wurde, und eine weitere Grenzlinie ermittelt, die durch Abtasten des Vorlagenum­ risses in Y-Richtung erhalten wurde, und daß
eine Ausgabeeinrichtung (6) vorgesehen ist, die eine Vorlagengrenze, die sich auf die betreffende Vorlagen­ kante bezieht, aus den zwei Grenzlinien ermittelt, die von der Grenzlinienermittlungseinrichtung (5) geliefert werden, und die ein Bildsignal aus dem Bildspeicher (2) ausliest, das der Vorlageninformation in dem durch die ermittelten Grenzlinien umrissenden Flächenbereich ent­ spricht, wobei die Ausgabe parallel zu einer der ermit­ telten Grenzlinien erfolgt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale aus Daten für schwarze und weiße Bild­ punkte bestehen, und daß die Kantenermittlungseinrichtung (3) eine Änderung der Daten für schwarze Bildpunkte in Daten für weiße Bildpunkte erfaßt und eine Kante lediglich dann ermittelt, wenn nach einem Übergang von schwarzen Bildpunkten auf weiße Bildpunkte eine Eingabe von Daten für weiße Bildpunkte nacheinander für eine bestimmte Anzahl von Bildpunkten erfolgt.