DE3622222A1 - Zeichenerkennung in zweidimensionalen signalen - Google Patents

Zeichenerkennung in zweidimensionalen signalen

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DE3622222A1
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signal
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DE19863622222
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Peter Gregory Lloyd
David Alan Dadley
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Ferranti International PLC
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Ferranti PLC
UK Secretary of State for Defence
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    • G06V10/70Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
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    • G06V10/75Organisation of the matching processes, e.g. simultaneous or sequential comparisons of image or video features; Coarse-fine approaches, e.g. multi-scale approaches; using context analysis; Selection of dictionaries
    • G06V10/751Comparing pixel values or logical combinations thereof, or feature values having positional relevance, e.g. template matching
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Description

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Zeichenerkennung und insbesondere die Feststellung des Vorhandenseins eines Zeichen-Merkmals in einem zweidimensionalen elektrischen Signal.
Die Bezeichnung zweidimensionales elektrisches Signal bedeutet ein Signal, bei dem ein Merkmal variiert, z. B. die Amplitude als Funktion von zwei Parametern. Beispiele solcher Parameter sind die Zeit, die Distanz oder die Frequenz. Eine Form zweidimensionaler Signale, die man oft bei der Zeichenerkennung trifft, wird erzeugt durch eine Vielzahl paralleler Signal-Kanäle, von denen jeder ein eindimensionales Signal führt, bei­ spielsweise ein Signal, das erzeugt wird durch eine eindimensionale Reihe von Strahlungsdetektoren, die quer zur Längsrichtung der Reihe abgetastet werden, wobei jeder Detektor einen Signal-Kanal bildet, auf welchem das Signal in der Amplitude variiert als Funktion der Zeit oder Verschiebung oder Versetzung der Reihe.
Eine Form der Zeichenerkennung ist bekannt unter der Bezeichnung "Schablonen- Anpassung (template matching)". Im Prinzip wird das zweidimensionale Signal erzeugt als oder digitiert in ein binäres Signal, das in ein entsprechendes zweidimensionales Feld von binären Speicherzellen eingegeben wird. Eine Schablone des Zeichens wird in einem separaten Bezugs-Feld gespeichert durch geeignete Definierung der logischen Zustände der Zellen des Feldes. Dann wird ein Bit-um-Bit-Vergleich durchgeführt zwischen dem logischen Zu­ stand der entsprechenden Zellen des Bezugsfeldes und des Signalfeldes, um den Grad der Korrespondenz oder der Korrelation zwischen diesen zu be­ stimmen.
Alle derartigen Schablonen-Anpaßverfahren stützen sich darauf, daß der Zeicheninhalt des Signales konform mit der Schablone ist, z. B. hinsichtlich der Dimensionen, der Orientierung etc. und weiterhin, wenn das Signal, welches das Zeichen enthält, von einer physischen Quelle abgeleitet wird, beispielsweise der Strahlung, die von einem freibeweglichen Objekt emittiert oder von einem solchen erfaßt wird, so muß eine große Anzahl von möglichen Konfigurationen der Schablone von derselben Quelle vorhanden sein.
Selbst ein einfaches Zeichen (pattern) kann daher potentiell eine große An­ zahl von Schablonen erfordern, um jede mögliche Zeichen-Konfiguration im Signal abzudecken oder alternativ, das Signal muß bearbeitet werden, daß es einer Standardform entspricht, oder es müssen andere Entscheidungsmethoden benutzt werden, um eine Identifizierungs-Information aus dem Signal heraus­ zuholen und die Anzahl der Möglichkeiten zu begrenzen.
Bisher waren die Kosten für die Speicherung großer Zahlen von Schablonen ein Hindernis und die Entwicklung ging dahin, die Korrelation zwischen einem Signal-Zeichen und einer geringeren Anzahl von Schablonen mittels verstärkter Verarbeitung der Signale zu verbessern. Eine solche Verarbeitung bedingt aber komplexe und teure Schaltungen, außerdem ist mehr Zeit erforderlich, um ein Schablonen-Muster (template pattern) zu erfassen.
Solche zusätzlichen Verarbeitungsschritte umfassen häufig eine Korrelation durch Vergleichen der Schablonen mit allen oder Teilen des verzögerten oder anderweitig bezüglich des Speicher-Planes verschobenen Signales, derart, daß für jede Verschiebung ein Korrelations-Wert, der ein Maß für den Grad der Identität mit der Schablone darstellt, gefunden wird und ein Korrelations­ wert gesucht wird, der größer ist als ein Schwellwert, um anzuzeigen, daß das Signal eine Darstellung des Schablonen-Musters enthält.
Einer solchen Handhabung des Zeichens, das durch das Eingangssignal gebildet wird, folgen genaue mathematische Schritte, die für jede Anordnung festliegen, ohne Berücksichtigung ob die hierdurch abgeleiteten Zeichen-Formen irgend­ einen Zusammenhang oder Bezug mit dem Schablonen-Zeichen haben oder nicht.
Solche Methoden werden oft angewendet bei der Erkennung einer kleinen speziellen Gruppe von möglichen Zeichen, alphanumerischen Buchstaben, und zusätzlich zu solchen Korrelations-Techniken werden die Signale, die solche Zeichen oder Buchstaben repräsentieren, Verarbeitungs-Operationen unterzogen, die als Vor-Verarbeitung bezeichnet werden und in denen die Signale bearbeitet werden, um die Zeichenabmessungen und die Dicke der Zeichen-Zeilen zu normalisieren, die diese Signale darstellen, um die Wahrscheinlichkeit einer schnellen Anpassung mit einem Schablonen-Zeichen zu steigern.
Bei unregelmäßigen oder schwer zu bestimmenden Zeichen, beispielsweise Ge­ webezellen oder dreidimensionale Gegenstände, bei welchen die Zusammenhänge zwischen den Zeichen nicht leicht definiert werden können, müssen andere Ver­ fahrensmethoden angewendet werden, die sich auf Bereiche, statistische Analysen und dergleichen stützen, um effektiv eine Echt-Zeit-Analyse auszuschließen.
In allen Zeichenerkennungssystemen liegt der Schwerpunkt auf der Genauigkeit oder Sicherheit der Erkennung und da notwendigerweise komplexe Verfahrens­ methoden angewendet werden, um die Speicherung von Schablonen klein zu halten, wird mit einer Redundanz oder Duplizierung des Eingangssignales gearbeitet, wodurch weiter der Erkennungsvorgang verlangsamt und die Kosten erhöht werden.
Unter Laboratoriumsbedingungen, in welchen solche Signale, die Zeichen ent­ halten, von menschlicher Tätigkeit abgeleitet werden, mögen die Zeiten für die Verarbeitung nicht lang erscheinen in bezug auf die Geschwindigkeit der menschlichen Tätigkeit, es gibt jedoch Anwendungsfälle, bei welchen die Eingangssignale erzeugt und verarbeitet werden müssen mit einer Geschwindigkeit, daß viele der ausgefeilten Korrelations-Techniken zu langsam sind, um das Signal vollständig zu überwachen und/oder die erforderliche Prozeß-Schaltung zu einem System führt, das zu komplex oder kostenaufwendig ist.
Mit der zunehmenden Verfügbarkeit von billigeren und einen schnellen Zugriff erlaubenden Speichern, in denen Daten der Schablonen gespeichert werden können, ist es nun praktikabel, diesen Trend der Schaltungs- und Bearbeitungs-Komplexität umzukehren. Dies ist jedoch nicht einfach eine Sache der Speicherung einer großen Anzahl von zweidimensionalen Zeichen-Schablonen, welche die Sicht-Zeichen-Formen darstellen, da die konventionellen Vergleichs- und Korrelations-Techniken nach wie vor die Geschwindigkeit begrenzen, mit welcher Signale verarbeitet werden können ohne Rückgriff auf andere der genannten zusätzlichen Methoden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Feststellen der Anwesenheit eines Zeichens in einem zweidimensionalen elektrischen Signal zu schaffen, sowie eine Schaltungsanordnung für diese Feststellung, die für hohe Geschwindigkeiten bzw. hohe Raten des Eingangssignales anwendbar ist und dabei einfacher und weniger kostenintensiv als bekannte Schaltungen.
Nach der Erfindung umfaßt eine Anordnung zur Feststellung des Vorhandenseins eines Zeichens in einem zweidimensionalen elektrischen Signal, ein zwei­ dimensionales Feld von M × N Singalspeicherzellen, Schablonen-Speicherein­ richtungen, die eines oder mehr Schablonen-Worte enthalten, wobei jedes Wort einen Satz von m (M) Speicherzellen-Adressen umfaßt, wobei individuelle Adressen des Satzes individuellen angrenzenden Werten einer Koordinaten­ richtung des Feldes zugeordnet sind und eine von n (N) Adressenwerten in der anderen Koordinatenrichtung des Feldes darstellt, die mit einer Schablone zusammenfällt, welche das Zeichen, das in das Feld eingegeben wird, definiert, ferner mit einer Eingangsschaltung zum Anlegen des Signales in diskreten Mustern (samples) an die Speicherzellen, einer Feld-Leseschaltung, um ein Schablonen-Wort aus dem Schablonenspeicher herauszuholen, Adressen-Speicher­ zellen dieses Satzes, die durch das Schablonen-Wort definiert sind und die Niveaus (levels) von Signalen in den adressierten Zellen lesen, ferner mit einer Entscheidungs-Schaltung zur Bestimmung des Anteils von adressierten Zellen, welche Signal-Niveaus enthalten, die charakteristisch für ein Zeichen- Merkmal (pattern feature) sind und auf einen Anteil ansprechen, der über ein vorgegebenes Minimum hinausgeht, um ein Erkennungssignal zu erzeugen, welches die Erkennung des Vorhandenseins eines Schablonen-Zeichens in dem elektrischen Signal angibt.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der
Fig. 1(a) ein optisches Abtastsystem zeigt zur Bildung eines zweidimensionalen elektrischen Signales in der Form einer Vielzahl von parallelen Signalkanälen.
Fig. 1(b) zeigt eine graphische Darstellung der Signal-Pegel eines zweidimensionalen Signales, das durch das Abtastsystem nach Fig. 1(a) erzeugt wurde, in Form eines Musters, welches durch ein rechtwinkliges Gitter-Feld ge­ bildet wird, wobei jede Reihe des Feldes einem individuellen Signal- Kanal zugeordnet ist.
Fig. 1(c) zeigt eine Bit-Karte entsprechend dem Feld von Fig. 1(b), in welcher die Signale in Form binärer Digits "0" und "1" definiert sind, welche binäre Zustände darstellen.
Fig. 1(d) ist eine Bit-Karte oder ein Bit-Plan, der ein Zeichenmerkmal oder Bildmerkmal zeigt, das von dem Bild oder Muster nach Fig. 1(c) abge­ leitet ist und das gemäß der Erfindung die Form von nur einem Bit je Reihe des Feldes hat, entsprechend den einzelnen Signalkanälen.
Fig. 1(e) zeigt eine Tabelle, in der für jeden Signalkanal/Feldreihe die Lage jeder "1" als binäres Wort dargestellt ist.
Fig. 1(f) bis 1(h) zeigen weitere entsprechende Darstellungen.
Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer allgemeinen Form der Anordnung nach der Erfindung.
Fig. 3 zeigt eine Schaltung einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung nach Fig. 2.
Fig. 4(a) zeigt in graphischer Darstellung ein zweidimensionales Signal in einem Frequenzbereich, wie er durch einen Spektralanalysator erzeugt wird.
Fig. 4(b) zeigt das Signal nach Fig. 4(a) mit ausgetauschen Achsen, um seine Korrelation mit den Signalkanälen der Anordnung nach der Erfindung zu zeigen.
Fig. 4(c) zeigt das Signal nach Fig. 4(a), wobei seine Korrelation mit den Signalkanälen der Anordnung nach der Erfindung dargestellt ist, wobei eine Folge von Zeichen-Merkmalen (pattern features) des Signals der Signaldarstellung überlagert ist.
Fig. 1 zeigt einen Gegenstand 10 in Draufsicht, der mit seinem Hintergrund kontrastiert und durch seinen Außenumfang ein Zeichen oder Bild (pattern) bildet. Das Bild wird abgetastet durch eine lineare Reihe 11 von optischen Detektoren 12. Die Bezeichnung "optisch" wird hier in allgemeinstem Sinn verwendet, und abhängig von der Form der Wandler kann sie sich weit in den infraroten Teil des Spektrums erstrecken.
Jeder Wandler (transducer) stellt einen separaten Signalkanal dar und er gibt ein analoges Signal während der Abtastung ab, dessen Pegel oder Stärke variiert, entsprechend der Änderungen der Intensität der während der Abtastung empfangenen Strahlung. Das analoge Signal auf jedem Kanal ist vor-bearbeitet durch Abtasten seiner Stärke in regelmäßigen Intervallen und diese Stärke wird mit einem Schwellwert verglichen, um ein binäres Signal zu erzeugen, in welchem ein binärer signifikanter Pegel des Signales das Vorhandensein oder die Anwesen­ heit eines Elementes des Bildes oder Musters anzeigt.
Fig. 1(b) zeigt binäre Pegel oder Niveaus (levels), die einer Gruppe solcher Signale zugeordnet sind, die ein zweidimensionales, rechteckiges Feld oder ein Signal-Bild bilden, wobei jeder Signalkanal einen diskreten Wert in einer Koordinaten-Richtung (Ordinate) des Feldes definiert und sich in der anderen Koordinatenrichtung (Abszisse) in einer Reihe von diskreten Werten erstreckt, welche durch die Abtastintervalle definiert sind, wobei die Stellen oder Orte von binär-signifikanten Werten des Signales schraffiert dargestellt sind.
Die Abtastreihe 11 erzeugt somit ein zweidimensionales binäres Signal, das einer etwas groben Darstellung des Bildes nach Fig. 1(a) oder einer Darstellung mit niedriger Auflösung entspricht.
In dieser Beschreibung, in der binäre Pegel oder Zustände durch die Symbole "1" und "0" dargestellt sind, wird ein binärer signifikanter Pegel oder Zustand in Form einer "1" dargestellt und es ist zweckmäßig, das Feld aus Bildelementen nach Fig. 1(b) als eine Bit-Karte von entsprechenden Werten "1" und "0" in Fig. 1(c) darzustellen, zur Erleichterung der Beschreibung der Erfindung.
Betrachtet man weiterhin das zweidimensionale Signal, das durch physische Ab­ tastung eines Objektes, wie in Fig. 1(a) gezeigt, durch ein lineares Feld 11 erzeugt wird, so ist die Konfiguration oder Form des Bildes in dem Signal, welches das ganze Objekt oder einen Teil von ihm darstellt, nicht nur eine Funktion der Gestalt des Objektes, sondern sie hängt auch ab von dem Teil des Objekts, der von der Abtasteinrichtung beobachtet worden ist, dem Abstand zwischen dem Objekt und der Abtasteinrichtung, dem Anfangspunkt der Abtastung, der Ausrichtung der Abtasteinrichtung bezüglich des Objekts und der Richtung und der Geschwindigkeit der Abtastung.
Eine Änderung von irgendeinem dieser Parameter führt zu einem anderen Abtast­ bild, welches das zweidimensionale Signal kennzeichnet, so daß unter Berück­ sichtigung der möglichen Kombinationen von Änderungen der Parameter selbst ein einfaches Bild oder Bild-Merkmal zu einer großen Anzahl von möglichen Abtastbildern führen kann, und das Bild, das durch die Bit-Karte nach Fig. 1(c) dargestellt ist, ist das Ergebnis von nur einer derartigen Abtastung.
Durch die Erfindung wird die Situation vereinfacht, z. B. indem ein Merkmal jedes möglichen Bildes durch ein Element je Reihe des Feldes definiert wird. Beispielsweise kann der linke Rand des Objekts als ein Bild-Merkmal definiert werden und abgeleitet werden von dem beispielsweisen Bild im Feld nach Fig. 1(c) durch das Bit-Feld nach Fig. 1(d).
Dieses Bildmerkmal, wenn es abgeleitet wird aus einer Abtastung mit unter­ schiedlichen Parametern, führt zu einer unterschiedlichen Anordnung der Bits in dem äquivalenten Feld zu Fig. 1(d), d. h. die Positionen der Ziffern "1" können längs der Reihe verschoben sein und/oder gedreht und/oder sie können einen anderen Maßstab darstellen.
Um diesem zu begegnen, werden alle möglichen Variationen dieser Bild-Merkmale bestimmt, die auch das Bildmerkmal des linken Randes einschließen, unabhängig von der Gruppe von Parametern, die für eine bestimmte Abtastung vorherrschen.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung nach der Erfindung in schematischer Form mit Hilfe von funktionellen Blöcken, die dazu dienen, die Arbeitsweise allgemein zu beschreiben.
Die Anordnung 20 hat ein zweidimensionales Feld 21 aus Signalspeicherzellen 22, die in M Reihen von N Zellen je Reihe angeordnet sind, wobei in jede Zelle 22 eine Darstellung der Höhe (level) eines diskreten elektrischen Signals einge­ geben werden kann.
Die Anordnung umfaßt ferner einen Schablonen-Speicher 23, welcher im Betrieb dazu dient, eine Vielzahl von Schablonen-Worten aufzunehmen. Der Speicher ent­ hält typischerweise tausende solcher Worte, zum Zwecke der Darstellung werden jedoch nur sechzehn solcher Schablonenworte verwendet, wie bei 24 gezeigt, die mit W 1-W 16 bezeichnet sind. Jedes Schablonenwort 24 umfaßt einen Satz von m Adressenworten, von denen jedes eine Speicherzellen-Adresse definiert und es wird zunächst angenommen, daß m=M, d. h. es gibt ein Adressenwort für jede Reihe des Feldes aus Speicherzellen.
Die einzelnen Adressen, die durch die Adressenworte definiert sind, werden individuellen benachbarten Werten von einer Koordinatenrichtung des Feldes zugeordnet, das sind die Reihen des Feldes und jede stellt einen einzigen Adressenwert in der anderen Koordinatenrichtung dar, d. h. den Zellen in zuge­ ordneten Reihen. Die Adressen repräsentieren die Speicherzellen-Stellen, die durch den Bit-Plan nach Fig. 1(d) definiert sind, wenn sie dem Feld über­ lagert werden und sie werden in dem Schablonenspeicher in irgendeiner ge­ eigneten Form kodiert, beispielsweise als binär-kodierte Worte wie log₂N-Bit-Worte, welche Zellenadressen 0 bis (N-1) definieren entsprechend den Zellennummern 1 bis N. In dem Plan der Bildmerkmale nach Fig. 1(d) (ein achtspaltiges Feld) sind die Zellenadressen kodiert als 3-Bit-Worte, wie in der Tabelle nach Fig. 1(e) dargestellt.
Der Schablonenspeicher hat eine Ausgangs-Sammelleitung 25, auf welcher die einzelnen Adressenworte, die jedes Schablonenwort bilden, parallel erscheinen.
Die Anordnung umfaßt eine Eingangsschaltung 26, welche über Leitungen 27 ein Eingangssignal in diskreten Werten (samples) an die Speicherzellen 22 legt. Abhängig von der Art des Eingangssignales kann die Eingangsschaltung Vor-Ver­ arbeitungseinrichtungen umfassen, um das Signal in M parallele Kanäle zu trennen, entsprechend den Reihen des Feldes, wenn es nicht bereits in separaten Kanälen vorliegt. Die Signalpegel oder Stärken der einzelnen Kanäle werden durch eine Abtasteinrichtung 28 in Zeitintervallen abgetastet, die bestimmt werden durch eine Zeitschaltung 29 und die Signale für die einzelnen Kanäle, die an die Speicherzellen gelegt werden, welche den Kanälen zugeordnet sind. Die Stärken dieser Signale werden zweckmäßigerweise auf einen vorgegebenen Schwellwert bezogen und als Folge hiervon haben sie die binäre Form, welche die binären Zustände "1" und "0" darstellt, zum Anlegen an die Speicherzellen. Jedes dieser Signale, das einen Signalpegel hat, der größer ist als der Schwellwert, bewirkt, daß eine Speicherzelle auf eine binäre "1" eingestellt wird, während ein Signal­ pegel unter dem Schwellwert die Speicherzelle auf eine "0" einstellt.
Außer der Steuerung der Abnahme der Signalteile (signal samples) steuert die Zeitschaltung auch das Anlegen dieser Signalmuster an die Zellen des Feldes, d.h. die Einstellung der binären Zustände dieser Zellen, so daß das Bild der gespeicherten Signalmuster oder Signalteile geändert wird mit jedem neu hinzugefügten Teil (sample).
Die Anordnung 10 umfaßt außerdem Feld-Lesemittel 30, die durch die Zeitschaltung 29 gesteuert werden, um ein Schablonenwort aus dem Schablonenspeicher 23 (über die Sammelleitung 25) zu entnehmen und dementsprechend eine Speicherzelle je Reihe des Feldes zu adressieren und die Pegel oder Stärken der Signale in den adressierten Zellen auszulesen.
Die Anordnung umfaßt ferner eine Entscheidungsschaltung 31, die auf die Höhen (levels) der Signale anspricht, die aus den adressierten Zellen ausgelesen werden, d.h. auf ihren binären Zustand, und sie bestimmt den Anteil dieser adressierten Zellen, die Signalpegel haben, die charakteristisch für ein Bild-Merkmal sind, z. B. die "1"sen, die ein Detektorsignal bei 32 liefern, welches die Feststellung des Vorhandenseins eines Bildmerkmals anzeigt, definiert durch ein Schablonen-Wort in dem elektrischen Signal.
Die Leseschaltung umfaßt ferner Adressiereinrichtungen 33, damit die Schablonen­ speicher, die mit der Zeitschaltung 29 gekoppelt sind, von dieser in jedem Zeit­ intervall eine Folge von Taktimpulsen empfangen. Die Adressierschaltung 33 dient dazu, ein Schablonenwort im Speicher aufzufinden und es über die Sammel­ leitung 25 zu entnehmen in Response auf jeden Taktimpuls. Die Schablonenworte werden an einer Vielzahl von Stellen im Speicher gehalten und die Adressen­ schaltung braucht nur durch diese Stellen aufgrund der Taktimpulse durchzu­ schalten, oder sie kann auf eine besondere Stelle gerichtet werden, mittels eines Signals von der Entscheidungsschaltung über die Leitung 34.
Die Adressenschaltung 33 kann einen Ausgang 35 haben und sie kann als Folge auf ein Signal von der Entscheidungsschaltung eine Anzeige der Identität des Schablonenwortes geben, das momentan entnommen wird und dieses vorgenannte Signal erzeugt.
Im Hinblick auf den Betrieb der Anordnung wird angenommen, daß der Schablonen­ speicher zuvor mit einer Vielzahl von Schablonenworten geladen worden ist, von denen jedes ein mögliches Bild-Merkmal des in Fig. 1(d) gezeigten Typs definiert und daß eine Anzahl von Muster (samples) des Signals in die Speicherzellen einge­ geben worden ist, um deren binäre Zustände einzustellen, wodurch man eine Zellen- Belegung für das Feld nach Fig. 1(c) erhält. Es wird ferner angenommen, daß die Eingangsschaltung beim Anlegen der Signalmuster an die Speicherzellen in jeder Reihe des Feldes die bereits gespeicherten Signalstärken repositioniert, bei­ spielsweise indem jede in eine benachbarte Zelle geschoben wird, so daß das durch die gespeicherten Signalpegel definierte Bild sich für jedes Zeitintervall ändert.
Wenn eine nächste Gruppe von M Signalpegeln (levels) in das Feld eingegeben wird unter der Steuerung der Zeitschaltung, die eine neue Konfiguration von Pegel-Zuständen in den Speicherzellen definiert, wird hierdurch der Beginn eines Zeitintervalls bestimmt, von welchem der erste einer Folge von Takt­ impulsen an die Adressenschaltung 33 der Feld-Leseschaltung 30 gelegt wird. Die Adressenschaltung 33 stellt das erste Schablonenwort W 1 im Schablonen­ speicher fest, welches über die Leitung 25 entnommen wird. Die Leseschaltung antwortet auf jedes der m (=M) Adressen-Worte, die das Schablonen-Wort bilden, wobei eines in jede Reihe des Feldes aus Speicherzellen geführt wird, und in Übereinstimmung mit den Größen (values) der Adressen-Worte werden die ent­ sprechenden Speicherzellen in dieser Reihe adressiert und der binäre logische Zustand der Zelle ausgelesen.
Die benären Zustände der M adressierten Zellen, bestimmt durch die Feld-Lese­ schaltung, werden an die Entscheidungsschaltung 31 gelegt. Diese bestimmt, welcher Anteil der Gruppe von ausgelesenen Zellen den binären Zustand "1" haben, und wenn genügend vorliegen, wird dies behandelt als die Existenz einer Verteilung von "1" in dem Feld der Speicherzellen, die identisch ist mit dem Plan der Bild- Merkmale Fig. 1(d), und damit der Feststellung des Bild-Merkmals im Eingangs­ signal. Eine ausreichende Höhe (level) an Identität ist erreichbar durch die einfache Bestimmung, daß alle oder alle außer einer der adressierten Speicher­ zellen das Niveau "1" haben, oder auch durch eine komplexere Anordnung, derart, daß die Zahl der "1"sen gezählt wird, um einen annehmbaren Anteil adressierter Zellen an der Gesamtzahl N zu bestimmen.
Wenn die Entscheidungsschaltung zeigt, daß das Bild-Merkmal, welches durch das Schablonenwort repräsentiert wird, nicht erfaßt worden ist, dann liegt kein Erfassungs-Signal an 32 oder auf der Leitung 34 und die Adressenschaltung 33 antwortet auf den nächsten Taktimpuls der Zeitschaltung in der Weise, daß das nächste Schablonenwort W 2 aufgesucht und entommen wird, das in Überein­ stimmung mit den Werten der Adressenworte die Feld-Leseschaltung in Stand setzt, die binären Zustände der Speicherzellen zu lesen, die durch sie adressiert worden sind, und die ausgelesenen Zustände wiederum an die Ent­ scheidungsschaltung zu geben. Wenn erneut das Vorhandensein eines Bildmerk­ mals, das durch das Schablonenwort repräsentiert ist, nicht festgestellt wird, dann wird die Prozedur Adressieren der Zelle/Lesen/Entscheidung wieder­ holt durch den nächsten und jeden weiteren Taktimpuls, bis zum letzten Takt­ impuls, zum letzten Schablonenwort oder bis zum Ende des Zeitintervalls, was auch immer der Begrenzungsfaktor sein mag.
Im nächsten Zeitintervall, wenn eine neue Verteilung von Signalen in der Speicherzelle vorgenommen worden ist, unter Hinzufügung der neuesten Signale, wird durch die Folge von Taktimpulsen die Entnahme derselben Folge von Schablonenworten gesteuert.
Wenn in irgendeinem Zeitintervall die Entscheidungsschaltung zeigt, daß ein Bild-Merkmal im Signal festgestellt worden ist, wie geformt in dem Speicher­ zellen-Feld, dann wird ein Detektor-Signal am Ausgang 32 erzeugt, welches z. B. an andere Einrichtungen zur Ausführung anderer Funktionen gelegt werden kann. Das Detektorsignal wird ferner über die Leitung 34 an die Adressen­ schaltung 33 gelegt, um die Folge der Entnahme von Schablonenworten zu unter­ brechen, um wenn gewünscht, die Identität des Schablonenwortes anzuzeigen, beispielsweise seine Nummer in der Folge, die dann am Ausgang 35 anliegt.
Das vorbeschriebene Verfahren stellt eine Basis-Methode dar, die modifiziert werden kann, mit oder ohne entsprechende Modifikationen des Aufbaus der An­ ordnung.
Aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung wurde angenommen, daß ein Karte der Bild-Merkmale definiert werden kann, wie in Fig. 1 gezeigt, mit einer einzigen "1" in jeder Reihe des Feldes, entsprechend dem vollen Bild der Fig. 1(c) oder 1(b), so daß die Lage der "1" das Adressenwort bilden kann. Das Signal-Bild braucht sich nicht auf jede Reihe des Feldes zu erstrecken, beispielsweise kann der Teil 10′ des Objekts in Fig. 1(a) fehlen, so daß das binäre Signal der untersten Reihe des Feldes (gestrichelt dargestellt) fehlt, wie die entsprechende "1" in der untersten Reihe der Bit-Karte nach Fig. 1(c). Wenn die Karte der Bild-Merkmale von Fig. 1(d) keine Stelle "1" hat, so kann ein binäres 3-Bit- Wort für diese Reihe nicht gebildet werden.
Um einer solchen Eventualität zu begegnen, kann das Feld aus Zellen so aufge­ baut sein, daß die Inhalte seiner Zellen, d.h. ihrer Zustände, so sind, wie in Fig. 1(f) dargestellt ist. Das Signal, dargestellt durch die binären Zustände der Samples, wird in den Zeitintervallen von rechts nach links von den Zellen 1 bis N(=8) verschoben, aber die letzte Zelle in jeder der Reihen (Kanäle) sind dahingehend beschränkt, daß sie ständig den Zustand "1" annehmen, und das Bild ist effektiv begrenzt auf ein Feld M×(N-1). Nachdem mehrere Samples des modifizierten Signales von Fig. 1(b) eingegeben worden sind, sind die In­ halte der Zellen wie in Fig. 1(f) dargestellt.
Das Bildmerkmal, das für die Bit-Karte nach Fig. 1(c) definiert ist und modifiziert durch das Fehlen einer "1" in der unteren Reihe, ist wie in Fig. 1(g) gezeigt, wobei die Bild-Merkmal-Karte effektiv begrenzt ist auf die Zellenadressen 0 bis (N-2) und die Adresse (N-1) hat ein Kennzeichen (flag), das eine "0" ist, wenn eine "1" im Bildmerkmal dieser Reihe erscheint, und es ist eine "1", wenn die Reihe leer ist, wie es die untere Reihe ist.
Es ergibt sich, daß nun ein Adressenwort für jede Reihe gebildet werden kann und die Tabelle nach Fig. 1(h) zeigt die Adressenworte, die das entsprechende Schablonenwort umfassen.
Für die vorstehende Beschreibung wurde angenommen, daß die Anzahl von Speicher­ zellen in dem Feld identisch ist mit der Anzahl von Elementen eines Bildes, von welchem ein Bild-Merkmal in Form eines Schablonen-Wortes abgeleitet werden kann, d.h. das Feld hat M Reihen und jedes Schablonenwort hat M Adressenworte und jede Reihe hat N Speicherzellen und jedes Adressenwort bestimmt oder definiert eine Zellen-Nummer zwischen 1 und N.
Es ist darauf hinzuweisen, daß das Bild auch begrenzt werden kann auf ein m×n Unterfeld des M×N Zellenfeldes, wobei m<M und/oder n<N sein kann.
Wenn eine ausreichende Kapazität für eine große Anzahl von Schablonenworten vorhanden ist, so können diese Worte doch M Adressen-Worte umfassen, von denen jedes in der Lage ist, eine aus N Adressen auszuwählen, jedoch der Informations­ inhalt der Worte ist darauf beschränkt, nur Zellen in einem besonderen m×n Unterfeld zu bezeichnen, wobei verschiedene Schablonenworte ihre In­ halte in einem Feld gruppiert haben, um ein anderes Unterfeld der Speicher­ zellen zu spezifizieren, selbst dann, wenn das Bild-Merkmal relativ zu den Unterfeldern identisch sein kann.
Es ist zweckmäßiger, die Anzahl der Schablonenworte zu begrenzen, so daß ein besonderes Bild-Merkmal durch ein Schablonenwort definiert ist, unabhängig von der Lage der m×n Zellen der Untergruppe von Zellen.
Die Leseschaltung 30 kann dann mit einer Multiplex-Schaltung 36 versehen sein, die auf ein Signal von der Zeitschaltung anspricht, um ein Schablonenwort aus m Adressenworten zuzuordnen, das nur ein Bild-Merkmal per se definiert mit der richtigen Anzahl m benachbarter Reihen des Feldes. Die Multiplex-Schaltung braucht einfach nur die für jedes Schablonenwort oder für jede Gruppe von sukzessive entnommenen Schablonenworten adressierten Reihen durchzuschalten, d.h. die Adressen-Reihen 1 bis m, dann 2 bis m+1, . . . M-m+1 bis M.
Das Schablonenwort kann ein extra Adressenwort enthalten, um der Multiplex- Schaltung anzugeben, welche m Reihen zu adressieren sind, um die Definierung eines Unter-Feldes oder Teilfeldes auf einen besonderen Teil des Feldes zu begrenzen, d.h. die Grenzen der Multiplex-Schaltung zu bestimmen oder zu kontrollieren.
In der anderen Koordinaten-Richtung kann die Bestimmung des Teilfeldes ebenso erreicht werden, indem einfach die Adressen-Werte der Zellen innerhalb eines besonderen Bereichs von Werten nach zulässigen Wertbereichen der Zellen-Adressen- Worte gruppiert werden, oder indem die Multiplex-Schaltung eine Verschiebung der Werte aller Adressen-Worte bewirkt, die von dem Schablonen-Speicher empfangen werden, um die zulässigen Adressen in der N Richtung zu verschieben, in Über­ einstimmung mit einer Neu-Positionierung des Teilfeldes mit Bezug auf das Speicherzellenfeld 21.
Die Multiplex-Schaltung kann der Adressen-Schaltung 33 zugeordnet sein, derart, daß bestimmte Schablonenworte nur mit Bezug auf bestimmte Positionen des m×n Teil-Feldes entnommen werden.
Der Schablonen-Speicher speichert eine große Anzahl von Schablonen-Worten, die in den Speicher in jeder gewünschten Ordnung oder Reihenfolge geladen werden können und die nacheinander durch die Adressier-Schaltung ausgelesen werden. Es kann jeder spezielle Zusammenhang zwischen Speicherstellen und der Adressierung von Stellen zur Entnahme einer Folge von Schablonenworten eingerichtet werden. Nicht alle Schablonenworte brauchen auf ein einziges oder einzelnes Bild-Merk­ mal bezogen zu sein, sondern es kann nach einer Vielzahl von Bild-Merkmalen ge­ sucht werden. Wenn alle Schablonen-Worte, die für eine Merhzahl von Bild-Merkmalen erforderlich sind, innerhalb eines Zeitintervalls entnommen werden können, ist es nicht erforderlich, den Speicher oder die Entnahme der Schablonenworte in irgendeiner Weise zu organisieren, da sie alle während des Zeitintervalls ent­ nommen werden.
Wenn die Anzahl von Bild-Merkmalen oder die Dauer eines Zeitintervalls dies nicht erlauben, können die Schablonen-Worte in eine Reihe von hierarchischen Gruppen gegliedert werden, wobei jedes Schablonenwort einer Gruppe höherer Ordnung allen Worten einer anderen Gruppe niedrigerer Ordnung zugeordnet ist. Wenn ein Merkmal, das durch ein Schablonenwort höherer Ordnung repräsentiert wird, charakteristisch ist für ein besonderes Bild, oder Quelle oder eine Klasse von Bildern, dann können die Schablonenworte niedrigerer Ordnung zu­ sätzliche charakteristische Bildmerkmale hiervon darstellen, die zur Erfassung oder Feststellung aufgerufen werden, wie oben beschrieben wurde.
Dieses hierarchische Verfahren der Einordnung von Bildmerkmalen nach Kategorien kann auch verwendet werden nicht nur zur Verwirklichung eines Bildes, sondern als Teil seiner anfänglichen Identifizierung innerhalb einer Klasse von Bildern, die die Gattung der Merkmale höherer Ordnung zeigen.
Beispielsweise kann das Bildmerkmal höherer Ordnung ein Objekt-Bild repräsentieren, das in einer besonderen Richtung abgetastet wird, und die Bild-Merkmale niedrigerer Ordnung, die ihm zugeordnet sind, können auf Merkmale begrenzt sein, die einer solchen Abtastrichtung zugeordnet sind, wodurch die Anzahl potentiell ange­ paßter Schablonen-Worte, die zu vergleichen sind, begrenzt werden kann. Nach einem anderen Beispiel können, wenn das Bildmerkmal durch Abtastung eines Ob­ jektes erzeugt wird, die Bildmerkmale, die durch die Schablonenworte höherer Ordnung dargestellt sind, feststellen oder bestimmen, ob das Objekt ein regel­ mäßiges, künstlich hergestelltes Objekt ist, oder ob es ein mehr unregelmäßiges, natürliches Objekt ist, und aufgrund dieser Feststellung eines beispielsweise künstlichen Objektes, können die Schablonen-Worte niedrigerer Ordnung verwendet werden, um die Natur dieses Objektes zu bestimmen, beispielsweise, daß das Objekt ein Fahrzeug ist, oder sogar den Typ des Fahrzeugs. Wie Fig. 2 zeigt, umfassen die Schablonen-Worte W 1-W 4 die Gruppe H höherer Ordnung, die Schablonen- Worte W 5-W 7 umfassen eine erste Gruppe L 1 niedrigerer Ordnung, die W 1 zuge­ ordnet ist, die Schablonen-Worte W 8-W 10 umfassen eine zweite Gruppe L 2 niedrigerer Ordnung, die W 2 zugeordnet ist, die Schablonen-Worte W 11-W 13 umfassen eine dritte Gruppe L 3 niedrigerer Ordnung, die W 3 zugeordnet ist, und die Schablonenworte W 14-W 16 umfassen eine vierte Gruppe L 4 niedrigerer Ordnung, die W 4 zugeordnet ist.
Obwohl hier nur zwei Hierarchien betrachtet werden, nämlich H und L, kann jedes der Schablonenworte der Gruppen niedrigerer Ordnung einer Gruppe von Schablonen- Worten noch niedrigerer Ordnung zugeordnet werden. Der Schablonenspeicher ist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, so gegliedert, daß die Schablonen- Worte jeder Gruppe in sukzessiven Stellen gespeichert werden und die Lese- Schaltung 30 ist so gegliedert, daß die Adressierschaltung 33 nur durch die Schablonen-Worte W 1 bis W 4 durchschaltet und diese entnimmt, aufgrund der Taktimpulse und aufgrund des Fehlens einer Feststellung eines Bildmerkmals für ein entnommenes Schablonenwort. Wenn jedoch ein Detektorsignal erzeugt wird, dann antwortet die Adressierschaltung 33 auf das Signal auf der Leitung 34, um nachfolgend Schablonenworte aus der Gruppe L 1-L 4 niedrigerer Ordung zu entnehmen, welche der Schablone zugeordnet sind und das Detektorsignal ver­ ursachen.
Im allgemeinen, wenn die Gruppe höherer Ordnung h Schablonen-Worte enthält, so daß eine Anzahl von h Gruppen niedrigerer Ordnung vorhanden sind, von denen jede j Schablonen-Worte enthält, dann kann ein Bild-Merkmal im allgemeinen entdeckt oder festgestellt werden durch Entnahme (extraction) von nicht mehr als (h+j) Schablonenworten anstelle von den h×(j+1) effektiv gespeicherten Schablonen- Worten.
Die Anzahl von Schablonenworten, die zur Bestimmung in irgendeinem Zeitintervall entnommen werden kann, ist eine Funktion der Dauer des Zeitintervalls und der erforderlichen Betriebszeit zur Entnahme eines Schablonenwortes/zur Lesung der adressierten Speicherzellen/ und der Bewirkung einer Entscheidung bezüglich der Feststellung oder Erfassung (detection).
Die Betriebszeit ist abhängig von dem Aufbau der verwendeten funktionellen Elemente, z. B. davon, ob alle Signalkanäle parallel bearbeitet bzw. betrieben werden können. Die Dauer des Zeitintervalls kann fixiert werden durch die Rate, mit der Signale zum Prüfen oder Abtasten eingegeben werden, z. B. wenn sie durch eine mechanische Abtastvorrichtung erzeugt werden, in welchem Fall die maximale Anzahl der Schablonenworte fixiert ist, oder alternativ, wenn die Dauer des Zeitintervalls nicht fixiert ist, durch externe Faktoren, kann sie gewählt werden, um die Entnahme einer vorgegebenen Anzahl von Schablonenworten zu ermöglichen.
Es kann Situationen geben, in welchen die Zeitintervalle hinsichtlich ihrer Dauer im Betrieb variieren, beispielsweise wenn das Abtasten des Signals durch eine extern gesteuerte Vorrichtung erfolgt, oder wenn das Signal durch diskrete Teile oder Muster (samples) repräsentiert wird, wobei die Darstellung dieser Muster die Zeitintervalle eher bestimmt als umgekehrt. Um die Anzahl der Schablonenworte zu maximieren, die in derart definierten Zeitintervallen entnommen werden können, können die Schablonen-Speicher eine Prioritätsordnung für die Entnahme erhalten, entweder durch die Wahl der Stellen, in die die Schablonenworte geladen worden sind, oder die Folge, in der sie durch die Adressenschaltung adressiert werden. Die Speicher können geladen werden, so daß sie genügend Schablonenworte enthalten, um das längstmögliche Zeitintervall auszufüllen, wobei die Entnahme von Schablonenworten niedrigerer Priorität einfach weggelassen wird, wenn das Zeitintervall früher endet, oder natürlich, wenn ein Detektor-Signal erzeugt wird.
Eine solche Prioritätsordnung kann auch bei Schablonen-Weorten angewendet wer­ den, die in hierarchischen Gruppen gegliedert sind.
Das Feld aus Speicherzellen ist als rechteckiges Feld dargestellt, das durch kartesische Koordinaten begrenzt ist und in welchem die Reihen des Feldes individuellen bzw. einzelnen Kanälen eines angelegten Signals entsprechen. Ein solches rechteckiges Feld kann auch in anderer Weise definiert oder be­ grenzt werden, wobei die Signal-Kanäle den Spalten des Feldes zugeordnet sind, anstatt den Reihen, oder das Feld kann auf der Basis eines anderen Koordinaten­ systems, z. B. eines Systems mit Polarkoordinaten ausgeführt sein.
Einer der Faktoren, der die Wahl der Zeitintervalle bestimmt und damit die Anzahl der Schablonenworte, die vernünftigerweise verwendet werden können, ist die Zeit, die von der Feld-Lese-Schaltung und der Entscheidungsschaltung für ihre Tätigkeit benötigt wird. Fig. 3 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung, die aus Elementen besteht, die den allgemeinen Funktionsblöcken nach Fig. 2 entsprechen.
Das zweidimensionale Feld 21 der Speicherzellen ist versehen mit einer Gruppe von M (=8) eindimensionalen Schieberegistern 40 mit Reihen-Eingang, die, wie dargestellt, den Reihen des Feldes zugeordnet sind. Jedes Schieberegister 40 hat N (=8) Stufen 41, die den Speicherzellen jeder Reihe entsprechen und jedes Schieberegister hat parallele Ausgänge 42, je einen für jede Stufe.
Eine Eingangsschaltung 26 umfaßt eine Signal-Vorverarbeitungs- und Abtastein­ richtung 28, die auf Signale anspricht , die auf Eingangs-Kanälen eingehen, um M (=8) binäre Signale zu erzeugen, je eines für jedes Schieberegister, sowie eine Zeitschaltung 29, welche die Erzeugung dieser binären Signale steuert, sowie ihr Anlegen an die Reihen-Eingänge 27 entsprechender Register und Ver­ schiebung der Register-Inhalte von Stufe zu Stufe synchron mit dem Eingang der binären Signale.
Der Schaltungsteil 28 der Eingangsschaltung 26 kann als wahlweise betrachtet werden, insofern, als wenn ein zweidimensionales binäres Signal anliegt, kann es betrachtet werden als bestehend aus einer Folge von Mustern oder Teilen (samples) und es kann direkt an die Eingänge der Schieberegister gelegt werden.
Wenn das Signal jedoch in analoger Form vorliegt, z. B. von einer linearen Reihe von Sensoren, ist es erforderlich, daß die Eingangsschaltung das Signal vorver­ arbeitet und in binäre Form bringt.
Die Vorverarbeitungsschaltung hat für jeden Kanal ein Filter 43 (wahlweise) zur Begrenzung des Frequenzbandes der analogen Signale, Abtasteinrichtungen 44, die auf Zeitsignale von der Zeitschaltung ansprechen, um Signal-Pegel oder Signal-Niveaus des (gefilterten)analogen Signales abzunehmen, sowie eine Schwellwertschaltung 45, an die diese Signalteile gelegt werden.
Die Schwellwertschaltung 45 umfaßt einen ersten Schmitt-Trigger 46 und parallel hierzu einen Inverter 47 und einen zweiten Schmitt-Trigger 48, wobei die Ausgänge der Schmitt-Trigger über ein ODER-Tor 49 gekoppelt und an den Eingang 27 des Schieberegisters gelegt werden. Die Schwellwertschaltung arbeitet sowohl bei positiven als auch negativen Pegel-Veränderungen im Sample-Signal mit Bezug auf einen Hintergrund-Pegel, der effektiv den Ausgangszustand verändert, un­ abhängig ob das analoge Eingangssignal erzeugt wird, beispielsweise durch einen Sensor, wie in Fig. 1, aufgrund einer Zunahme oder Abnahme der empfangenen Strahlung, die durch die Abtastung des Objektes bewirkt wird.
Der Schablonenspeicher 23 hat ein Read-only-Memory 23′, nachfolgend ROM ge­ nannt, das programmierbar oder reprogrammierbar sein kann, und in welchem jedes Schablonenwort gespeichert wird als ein M · log₂N-Bit-Wort, d. h. ein 8×3=24-Bit- Wort, welches die Gruppe aus acht 3-Bit-Speicherzellen-Adressenworten enthält (abgeleitet entsprechend dem obengenannten Zusammenhang zwischen der Tabelle von Fig. 1(e) und dem Bild-Merkmal nach Fig. 1(d), von denen jedes einen Dezimalwert zwischen 0 und 7 annehmen kann und eine der acht Schieberegister­ stufen in einem der Schieberegister darstellt.
Da die Adressenworte der Zellen als ein einziges 24-Bit-Schablonenwort ge­ speichert sind, werden die Worte parallel an einer 24-Bit breiten Schablonen­ ausgangsleitung 25 abgenommen.
Abhängig vom inneren Aufbau des verwendeten Speichers ROM wird das Speicher­ wort in aufeinanderfolgenden Adressen des ROM gespeichert und die Adressier­ schaltung 33 der Leseschaltung 30 hat ein ROM-Adressen-Register 33′, das auf die Start-Adresse jedes Schablonenwortes richtbar ist, aufgrund von Taktimpulsen, die in Folge von der Taktschaltung 29 über eine Leitung 50 empfangen werden. Der ROM 23′ und das Adressen-Register 33′ sprechen auf jeden Taktimpuls an und schalten das Adressen-Register zur Start-Adresse des nächsten Schablonenwortes und sie entnehmen das 24-Bit-Schablonenwort nicht-destruktiv durch Auslesen und legen es an die Leitung 25. Die Adressierschaltung 33′ kann eine zweite Eingangsleitung 34′ haben, die mit der Entscheidungsschaltung 31′ verbunden ist, durch welche ein Detektor-Signal bewirkt, daß die Adressierschaltung eine andere ROM-Adresse bezeichnet oder bestimmt als in der Schaltfolge. Hierdurch können die Schablonenworte in hierarchischen Gruppen angeordnet wer­ den, wie oben beschrieben, wobei durch die Erfassung eines Bild-Merkmals auf­ grund eines entnommenen Schablonenwortes eine nachfolgende Entnahme von Schablonenworten aus einem anderen Teil des ROM bewirkt wird.
Die Leseschaltung 30 umfaßt Torschaltungen, die jeder Registerstufe zuge­ ordnet sind und durch ein angelegtes Signal geöffnet werden können, ent­ sprechend einem Speicher-Zellen-Adressen-Wort, das aus dem ROM entnommen wird, um ein Signal mit einem Pegel durchzulassen, der dem binären Zustand der adressierten Stufe entspricht. Die jedem Schieberegister 40 zugeordnete Torschaltung umfaßt einen 1-aus-N-Datenwähler 51, der N (=8) Dateneingänge 52 hat, die jeweils an die parallelen Ausgänge 42 der einzelnen Stufen des Registers angeschlossen sind, ferner log₂ N (=3) binäre Adresseneingänge 53, die an die entsprechenden einzelnen Glieder der Ausgangsleitung 25 gelegt sind, d.h. einem 3-Bit breiten Abschnitt, der einem Zellen-Adressen-Wort entspricht, ferner mit einer einzelnen Ausgangsleitung 54, die an die Entscheidungsschaltung 31 gelegt ist. Der Daten-Wähler 51 spricht auf das Auftreten eines 3-Bit-Adressenwortes im entsprechenden Teil der Ausgangs­ leitung 25 an, um den gewählten Daten-Eingangsanschluß mit der Ausgangs­ leitung zu verbinden, womit der binäre logische Zustand des geeigneten Register-Zustandes an die Entscheidungsschaltung gelegt ist.
Da alle Datenwähler unabhängig und parallel bei der Entnahme des Schablonen­ wortes arbeiten, sind auch die M-Registerstufen-Zustände parallel an die Entscheidungsschaltung geschaltet.
Die Entscheidungsschaltung 31 hat ein UND-Tor 55 mit M Eingängen, von denen je einer an die Ausgänge 54 der Datenwähler 51 gelegt ist und ein Ausgang 56 ist mit der Ausgangsklemme 32 verbunden. Man erkennt, daß das UND-Tor 55 auf die Existenz des Zustandes "1" in jeder der Registerstufen anspricht, die durch ein Schablonenwort adressiert sind, um einen Ausgang zu erzeugen, der ein Detektorsignal enthält.
Obwohl das abgetastete und gespeicherte Signal bestimmte binäre Pegel ent­ hält, kann die Genauigkeit der Abtastung beeinflußt werden durch Rauschen auf einem analogen Eingangssignal, wobei ein derartiges Rauschen sich zeigt als zusätzliche oder fehlende Bits in dem zweidimensionalen binären Signal, das in den Schieberegistern gespeichert ist.
Das Vorhandensein eines besonderen Rausch-Bits ist in der Praxis kaum ein ernstzunehmender Nachteil, da, vorausgesetzt, die Verteilung der Bits der Bild-Merkmale ist vorhanden, solch ein Bild-Merkmal erfaßt wird, und es un­ wahrscheinlich ist, daß die zufällige Verteilung der zusätzlichen Rausch-Bits dem Bild entspricht oder auf das Bild paßt und zu einer falschen Erfassung oder Feststellung führt.
Andererseits können fehlende Bits zu einer Situation führen, in der ein Bild-Merkmal nicht festgestellt oder erfaßt werden kann, weil die Eingangs­ bedingungen des UND-Tores 55 nicht erfüllt werden.
Um auch dann arbeiten zu können, wenn die Erfassung eines Bildes vollständig ist, außer einer Differenz von einem solchen Bit, kann die Entscheidungsschaltung 31 ein exklusives ODER-Tor 57 mit M-Eingängen aufweisen, wobei die Eingänge Signale des logischen Zustandes von den Wählerausgängen 54 erhalten mit Hilfe von Invertern 58 für die logischen Zustände. Das Tor 57 hat einen Ausgang 59, der mit dem Ausgang des UND-Tores 55 im ODER-Tor 60 zusammengefaßt wird, um das Ausgangssignal an die Ausgangsklemme 32 abzugeben. Das Tor 57 erzeugt einen signifikanten Ausgangszustand wenn einer der Wähler-Ausgänge "0" ist, d. h. wenn das momentan angelegte Schablonenwort ein Bild-Merkmal in allen, außer einem, entdeckt. Anstelle der Torschaltungen können auch andere Mittel zur Bestimmung des Vorhandenseins von im wesentlichen M Wählerausgängen verwendet werden, beispielsweise eine Summierschaltung und ein Speicher können die Zahl der Wählerausgänge für jedes Schablonenwort zählen und die Gesamtzahl mit einer Bezugszahl vergleichen.
Beispielsweise antworten die Wähler 51 auf 3-Bit-Speicherzellen-Adressenworte vom ROM, um die geeignete Registerstufe anzuwählen. Der ROM kann mit einer Sammelleitung für die Schablonen-Worte versehen sein, die M×N individuelle Ausgänge abgibt, von denen jeder einen der Schieberegister-Stufen-Ausgänge 42 auswählt durch Adressierung (Öffnen) eines einfachen ODER-Tores, das dem Aus­ gang der Stufe zugeordnet ist, wobei die Ausgänge aller N Tore, die einem Schieberegister zugeordnet sind, in einem weiteren nicht-gezeigten ODER-Tor zusammengefaßt werden, um einen einzigen Ausgang entsprechend dem Ausgang 54 zu erzeugen.
Der Ausgang der Entscheidungsschaltung ist über eine Leitung 34′ an das Adressen-Register 33′ gelegt und er wird verwendet, wie oben beschrieben, wenn die Schablonen-Worte in hierarchischen Gruppen gegliedert sind. Das Adressenregister richtet sich auf eine niedrigere hierarchische Gruppe von Schablonen-Worten, wenn ein Detektorsignal von einer Gruppe höherer Ordnung erzeugt wird. Die Entscheidungsschaltung kann eine getriggerte bistabile Schaltung, oder einfach ein zweistufiges oder mehrstufiges Schieberegister 61 vor der Ausgangsklemme 32 aufweisen, an die das Detektorsignal angelegt wird, wodurch ein solches Detektorsignal oder Erfassungssignal (detection signal) als Ausgang abgegeben wird, nur nach den beiden (oder mehreren) Erfassungen (detections), die für die Hierarchie der Schablonen-Worte oder anderen Verifizierungs-Sequenzen erforderlich sind.
Die Anordnung nach Fig. 3 erfordert ein Minimum von Zeit zur Entnahme jedes Schablonen-Wortes und zur Auslesung der entsprechenden Zustände der Speicher­ zellen und zur Ausführung einer Entscheidung über die Erfassung eines Bild- Merkmals, wobei die Auslesung/Entscheidung für alle Signal-Kanäle parallel durchgeführt wird.
Die Anzahl der erforderlichen Kanäle M kann variiert werden, entsprechend der Anzahl von erforderlichen Signal-Kanälen, wobei änderungen der Größe von M mehr Speicherzellen erfordern sowie einen ROM, der größere Schablonenworte speichern kann, während die Zeit der Betriebsperiode nicht geändert werden braucht.
Ebenso kann die Größe N verändert werden, jedoch mit weniger Vorteil, es sei denn, ein Bild-Merkmal erstreckt sich in dieser Koordinatenrichtung, weiter als die ins Auge gefaßte Anzahl von N Speicherzellen.
Ein solcher Aufbau eignet sich besonders für die Prüfung von elektrischen Signalen, die durch ein abbildendes Feld von Detektoren erzeugt werden, wie in Fig. 1(a) dargestellt ist, die mit hoher Geschwindigkeit arbeiten und durch Abtasten ein Bild-Eingangssignal erzeugen für einen Echt-Zeit-Eingang zu den Schieberegistern der Speicher.
Ein Beispiel eines solchen Feldes ist die Detektorschaltung, die von einem Geschoß getragen wird und nach unten auf das von dem Geschoß überflogenen Terrain blickt. Die Sensoren können im sichtbaren, im nahen Infra-rot oder im weiten Infra-rot-Bereich des Spektrums arbeiten, um diese Signale abzu­ leiten auf Kanälen, die den Sensoren des Feldes entsprechen. Die Geschwindigkeit, mit der das Terrain und sich ein auf diesem befindliches Objekt, das ein Bild darstellt, durch das Blickfeld des Detektorfeldes durchläuft, ist eine Funktion der Geschwindigkeit und Höhe des Geschosses. Es sind Geschosse vorgeschlagen worden, die relativ niedrig fliegen und Bild-Merkmale von potentiellen über­ flogenen Zielen aufnehmen sollen, aufgrund welcher ein zielgerichtetes Geschoß auf ein so festgestelltes Ziel abgefeuert werden kann.
Im Hinblick auf die Effizienz einer Zerstörung des Ziels müssen solche Projektile in relativ niedrigen Höhen fliegen und dabei Eingangssignale mit hoher Ge­ schwindigkeit aufnehmen, die Abbildungen des Terrains und Bilder etwaiger Objekte, einschließlich Zielen, darstellen. Die Signale müssen in Echt-Zeit verarbeitet werden, mit nicht mehr als einer kleinen Zeilen-Verzögerung, damit das Projektil effektiv detoniert während des sich noch über einem festgestellten Ziel befindet.
Die Geschwindigkeit, mit welcher die einfachen Ziel-Merkmale, die durch die Schablonen-Worte definiert sind, verglichen werden mit dem Bild des Eingangs­ signales durch Adressieren unterschiedlicher Teile hiervon in schneller Folge durch Änderung der Schablonenworte, erlaubt es, eine große Anzahl von Schablonen- Worten in einem Zeitintervall zu entnehmen, das notwendigerweise kurz ist infolge der Art und Weise, in der das Eingangssignal gebildet wird, und wenn ein Bild-Merkmal durch eines der entnommenen Schablonen-Worte erfaßt und entdeckt worden ist, so wird diese Erfassung innerhalb des laufenden Zeit­ intervalls angezeigt. Die Fähigkeit zur Verarbeitung großer Anzahlen von einfachen Bild-Merkmalen mit hoher Geschwindigkeit und einfacher Prozeß-Technik macht die Erfindung geeignet für Hochgeschwindigkeits-Operationen in Echt-Zeit, trotz des Zusammenstellens und Ladens vieler, möglicherweise tausender von Schablonen-Worten entsprechend den zu erfassenden Bild-Merkmalen.
Obwohl die Anordnung nach Fig. 3 sich besonders eignet zur Ausführung großer Anzahlen von Vergleichen in kurzen Zeitintervallen, ist sie nicht auf diesen speziellen Gebrauch beschränkt.
Ein Feld von Sensoren, wie in Fig. 1(a) dargestellt, kann z. B. verwendet werden in einem Handgerät zum Abtasten von alphanumerischen Buchstaben und die Bild- Merkmale, die durch die Schablonen-Worte definiert sind, können sich auf Buchstaben in verschiedenen Schriftarten oder selbst auf handgeschriebene Schriften beziehen und sie können in unterschiedlichen Richtungen abge­ tastet werden. Die Echt-Zeit-Erkennung von Buchstaben durch die hierfür ge­ wählten Bild-Merkmale ermöglicht die Erkennung von Worten, die in anderen Anlagen verwendet werden, oder dem Operator als abgetastet angegeben werden können. Beispielsweise können die Worte hörbar durch Sprach-Synthesiser präsentiert werden, wodurch es blinden Personen möglich wird, konventionelle Dokumente zu lesen, ohne besondere Beschränkungen bezüglich der relativen Orientierung oder Geschwindigkeit zwischen dem abtastenden Feld und dem Dokument.
Die erfindungsgemäße Anordnung, indem sie mit den Werten einer Koordinaten­ richtung des zweidimensionalen Signals parallel arbeitet, eignet sich be­ sonders für solche zweidimensionale Signale, die über diskrete Eingangs­ kanäle kommen. Solche Signale können abgeleitet sein von einer Reihen-Quelle, obwohl ihre Wirkung die von zwei Dimensionen ist. Z. B. ein Feld eines Fern­ sehsignales, obwohl ein Reihen-Kathodenstrahlröhre-Modulations-Signal sich manifestiert als ein zweidimensionaler Raster von Helligkeits-Variationen. Die von der Kathodenstrahlröhre präsentierte Abbildung kann ein Signal ent­ halten, welches einen Bildbestandteil hat, der sich für die Erfassung durch die erfindungsgemäße Anordnung eignet.
Das Videosignal oder der Teil von ihm, der sich auf ein interessierendes Bild bezieht, kann an die Eingangsschaltung gelegt und auf entsprechende Eingangskanäle gerichtet werden in Übereinstimmung mit der Raster-Bildung des Displays, und ein Bildmerkmal kann, wie oben beschrieben, erfaßt werden durch wiederholte Entnahme von geeigneten Schablonenworten, die mögliche Bild-Merkmale definieren. Eine Unterteilung des Reihen-Video-Signales auf separate Eingangskanäle kann die Verwendung von besonderen temporären Speichern oder Verzögerungsschaltungen umfassen. Statt dessen können die Schieberegister 40 in Reihe zueinander geschaltet werden und das Video-Signal kann durch sie stufenförmig hindurchgeführt werden, um eine Zeile-zu-Zeile- Verzögerung zu schaffen, bis alle weiteren Zeilen empfangen worden sind.
Die Anordnung ist betreibbar mit jedem zweidimensionalen Signal, das in die einzelnen Kanäle eingegeben werden kann und sie ist nicht beschränkt auf zeitveränderliche Signale.
Ein zweidimensionales Signal wird beispielsweise von einem Spektral- Analysator erzeugt, in welchem ein analysiertes Zeit-Bereich-Signal als ein Signal abgegeben wird, in welchem Amplitude oder Stärke variieren als Funktion der Frequenz, wie Fig. 4(a) bei konventionall ausgerichteten Achsen zeigt. Derselbe Zusammenhang kann, wie in Fig. 4(b) dargestellt werden, mit der Frequenzachse als Koordinate und der Amplitudenachse als Abszisse. Man erkennt, daß bei jedem Frequenzintervall die Signal­ amplitude, d. h. ihr Spitzenwert, einen einzigen Wert annimmt und dies kann mit Fig. 1(c) verglichen werden, in der ein Bild-Merkmal für ein Schablonenwort definiert ist, das eine Speicherzellen-Adresse je Eingangs­ kanal hat. Durch Anlegen eines solchen Signals an die Schaltung, wobei jeder Frequenzintervallschritt einem Eingangskanal zugeordnet ist, und Samples von dem Signal genommen werden, in Zeitintervallen, welche die Amplitudenschritte oder Stufen darstellen, kann das zweidimensionale Signal durch das Feld aus Speicherzellen verschoben werden und mit Schablonen bekannter Frequenz-Response verglichen werden, bestimmt durch Schablonen­ worte, die aus einem Schablonenspeicher entnommen werden.
Eine solche Anordnung erfordert ein Adressenwort für jede Frequenz-Intervall­ stufe und für die vollständige Erfassung eines Breitband-Signal-Spektrums kann zuviel Hardware erforderlich sein.
Es kann Fälle geben, in welchen nur ein Teil des Spektrums interessant ist, wobei eine Erfassung eines besonderen Response in diesem Abschnitt eine Quelle (source) anzeigt. Wegen der relativ kleinen Anzahl von möglichen Bild-Merkmalen eines Analysator-Signales (im Vergleich mit der Orientierung etc., Ver­ änderungen von einem abgetasteten Bildsignal) kann die verfügbare Zeit für die Signalverarbeitung effektiver verwendet werden, um den Hardware-Anteil der Anordnung zu reduzieren.
Fig. 4(c) zeigt ein Frequenz-Bereich-Signal ähnlich Fig. 4(a), jedoch mit einer Vielzahl von Bild-Merkmalen A, B, C etc., die kollektiv ein ihnen überlagertes Signal definieren. Das Signal kann dann in die Schaltung einge­ geben werden, wobei die Amplitudenstufen an die einzelnen Eingangskanäle gelegt werden, und es werden Samples in den Frequenz-Intervallschritten ge­ nommen, in Übereinstimmung mit den Zeitintervallen, welche die Verschiebung der Signale durch das Speicherzellen-Feld bestimmen. Das Signal wird vor­ zugsweise vorbearbeitet, so daß nur die die Amplitude begrenzenden Werte Verwendet werden, wie gezeigt.
Da die Signal-Samples oder Signal-Teile in das Speicherzellen-Feld eingegeben und durch es hindurch verschoben werden, führt ein erster Abschnitt des Signals zu einer Erfassung des Bild-Merkmals A mit einem entnommenen Schablonen-Wort, ein zweiter Abschnitt führt zur Erfassung des Bild-Merkmals B mit einem anderen Schablonenwort usw., wobei die Erfassung der Bild-Merkmale mittels Schablonenworten, d. h. A+B+ . . . zur Erfassung des vollständigen Signals führt. Eine solche Anordnung kann ausgeführt werden, indem die Schablonenworte, die den Bildmerkmalen zugeordnet sind, in hierarchische Gruppen gruppiert werden, wie oben ausgeführt wurd. Natürlich kann ein Bild-Merkmal, das auf einen kleinen Teil des Spektrums beschränkt ist, auch isoliert, statt in Kombination, entdeckt und erfaßt werden.
Die Signalteile oder Teilsignale (signal samples), die in der Beschreibung verwendet wurden, sind auf einen Schwellwert bezogen und in binärer Form gespeichert, die dargestellt ist durch den logischen Zustand einer Schiebe­ registerstufe oder einer anderen Form einer Speicherzelle. Es können ge­ eignete Speicherzellen verwendet werden, die komplexere Informationen speichern können, nämlich einen Wert für den Pegel des Teilsignals in analoger oder digitaler Form. Das Auslesen des Pegels durch die Lese­ schaltung wird etwas aufwendiger, wenn diese Pegel an andere Entscheidungs­ schaltungen gelegt werden, die Schwellwert-Schaltungen enthalten können oder anderweitig die ausgelesenen Pegel kombinieren, um die Übereinstimmung mit den Pegeln zu bestimmen, die die Erfassung eines Bild-Merkmals anzeigen.

Claims (16)

1. Anordnung zur Feststellung des Vorhandenseins eines Bild-Merkmals in einem zweidimensionalen elektrischen Feld, gekennzeich­ net durch ein zweidimensionales Feld von M×N Signalspeicherzel­ len, Schablonenspeicher, die einen oder mehr Schablonenworte enthal­ ten, wobei jedes Wort eine Gruppe von m Speicherzellenadressen bestimmt und individuelle Adressen der Gruppe individuellen benachbarten Wer­ ten einer Koordinatenrichtung des Feldes zugeordnet sind und einen von n benachbarten Adressenwerten in der anderen Koordinatenrichtung des Feldes darstellt, der mit einer Schablone koinzident ist, die das Bild-Merkmal bestimmt, das auf dem Feld abgebildet ist, ferner mit einer Eingangsschaltung zum Anlegen des Signales in diskreten Tei­ len an die Speicherzellen, Feld-Leseschaltungen zum Entnehmen eines Schablonenwortes aus dem Schablonenspeicher, Adressenspeicher­ zellen der Gruppe, die durch das Schablonenwort definiert sind und die Niveaus der Teilsignale in den adressierten Zellen auslesen, eine Entscheidungsschaltung zur Bestimmung des Anteils der adressierten Zellen, die Teilsignalpegel oder Niveaus enthalten, welche charakteristisch für ein Bild-Merkmal sind und auf einen Anteil ansprechen, der über ein vorgegebenes Minimum hinausgeht, um ein Erfassungs-Signal zu erzeugen, das die Erfassung des Vorhandenseins eines Schablonenbildmerkmals in dem elektrischen Signal anzeigt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schablonenspeicher eine Vielzahl von Schablonenworten spei­ chert, daß die Entscheidungsschaltung auf einen Anteil von adressier­ ten Zellen anspricht, der charakteristische Teilsignal-Pegel enthält, die geringer sind als ein Minimum für ein Schablonenwort, um die Lese­ schaltung zu veranlassen, ein weiteres Schablonenwort der Gruppe aus dem Schablonenspeicher zu entnehmen und diese Bestimmung zu wiederholen.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablonenworte in den Schablonenspeichern in einer Reihe von hierarchischen Gruppen gegliedert sind und daß die Leseschaltung auf die Feststellung des Vorhandenseins eines Bildmerkmals durch die Entscheidungsschaltung mit einem Schablonenwort aus einer Gruppe höherer Ordnung antwortet, um ein nachfolgendes Schablonenwort aus einer Gruppe niedrigerer Ordnung zu entnehmen.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Gruppen niedrigerer Ordnung und Schablonen­ worten vorgesehen ist, von denen jede einem individuellen Schablo­ nenwort einer Gruppe höherer Ordnung zugeordnet ist, daß ferner die Leseschaltung auf die Feststellung des Vorhandenseins eines Bild-Merkmals mit einem Schablonenwort der Gruppe höherer Ordnung anspricht, um nachfolgende Schablonenworte nur aus der Gruppe nie­ drigerer Ordnung zu entnehmen, welche diesem Schablonenwort zuge­ ordnet ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eingangsschaltung eine Zeitschaltung um­ faßt, um eine Folge von Zeitintervallen zu definieren, in jedem von welchen ein eindimensionales Teilsignal an das Speicherzellenfeld gelegt wird, und die eine Folge von Taktimpulsen in jedem Zeitinter­ vall erzeugt, daß ferner die Leseschaltung auf jeden dieser Taktim­ pulse anspricht und ein Schablonenwort aus dem Schablonenspeicher entnimmt und die Speicherzellen ausliest, die durch das entnommene Schablonenwort adressiert worden sind.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Zeitintervalles eine Funktion des Eingangssig­ nales ist, daß die Schablonenworte oder jede Gruppe wenigstens so viele enthalten, die in einem Zeitintervall maximaler Dauer entnom­ men werden können, und daß der Schablonenspeicher und/oder die Lese­ schaltung so angeordnet sind, daß die Schablonenworte in einer vor­ gegebenen Prioritätsordnung entnommen werden bis zum Ende eines Zeit­ intervalls oder der Erzeugung eines Erfassungs- oder Feststellungs­ signales.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schablonenspeicher so ausgebildet ist, daß er eines oder mehr Schablonenworte speichert, die eine Größe von m=M und/oder n=N haben, daß ferner die Leseschaltung eine Multiplexschaltung enthält zur Bestimmung einer Mehrzahl von m×N Zellen-Untergruppen von Speicherzellen durch Steuerung von deren Adresseneingängen, und daß mittels entnommener Schablonenworten ge­ eignete Speicherzellen einer Untergruppe adressiert werden und in Response auf das Fehlen einer Feststellung eines Bild-Merkmals für ein Schablonenwort eine neue Untergruppe von anderen benachbarten Speicherzellen bestimmt wird und diese entsprechend dem genommenen Schablonenwort adressiert werden.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweidimensionale Feld aus Speicherzellen eine Gruppe von M eindimensionalen Schieberegistern mit Reihenein­ gang hat, die individuellen Werten bzw. Größen einer Koordinaten­ richtung des Feldes zugeordnet sind und von denen jede N Stufen hat entsprechend den Werten der Zellenadressen der anderen Koordinaten­ richtung des Feldes, daß die Eingangsschaltung aus dem elektrischen Signal in jedem Zeitintervall M Kanal-Teilsignale erzeugt, eines für jedes Schieberegister, daß für jedes Teilsignal ein binäres Ni­ veau oder ein Zustand definiert wird, der von den Niveaus der Teil­ signale bezüglich eines Schwellenwertes abhängt, und daß die binären Teilsignale an die Reihen-Eingänge der entsprechenden Schieberegister gelegt werden.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schablonenspeicher ein Read-Only-Mermory aufweist, der Speicheradressen hat und jedes Schablonenwort darin gespeichert wird als ein M · log₂N-Bitwort und das eine Gruppe M Zellen-Adressenworten definiert, von denen jedes eine Schieberegisterstufe repräsentiert, die einer von N Zellen-Stellen in dieser anderen Koordinatenrichtung entspricht.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Read-Only-Speicher eine Ausgangssammelleitung hat, über welche alle Bits des Schablonenwortes bei der Entnahme gleichzei­ tig abgegeben werden.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schablonenwort eine oder mehrere ROM-Adressen besetzt und die Schablonenworte in aufeinanderfolgenden Adressen gespei­ chert werden, daß ferner die Leseschaltung ein ROM-Adressenregister aufweist, um die Start-Adresse jedes Schablonenwortes anzugeben, damit das Wort in nicht-destruktiver Weise über die Ausgangsleitung entnommen wird, und das auf die Taktsignale der Zeitschaltung der Eingangsschaltung anspricht, um das ROM-Adressenregister einzustel­ len, damit es die Start-Adresse des nächsten Schablonenwortes an­ gibt.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das ROM-Adressenregister auf ein Feststellungs-Signal (detec­ tion signal) anspricht, das von der Entscheidungsschaltung empfan­ gen worden ist, um die Startadresse eines Schablonenwortes einer Gruppe niedrigerer Ordnung anzugeben.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die M Schieberegister parallele Ausgänge haben, einen für jede ihrer N Stufen, daß Signale erzeugt werden, die durch ihre binären Zustände die Belegung der Registerstufen anzeigen, daß ferner die Leseschaltung eine Torschaltung aufweist, die jeder Re­ gisterstufe zugeordnet ist und durch ein angelegtes Signal geöffnet werden kann, entsprechend einem Adressenzellenwort, das aus dem Schab­ lonenspeicher entnommen worden ist, um ein Signal mit geeignetem Pe­ gel (level) an den Zustand dieser Stufe zu geben, um effektiv den Zu­ stand der Stufe auszulesen.
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung, die jedem Schieberegister zugeordnet ist, einen 1-Aus-N-Datenwähler aufweist, der N Dateneingänge hat, von denen je einer mit einer individuellen Stufe des Registers verbunden ist, daß ferner log₂N Adresseneingänge mit den einzelnen Leitungen der ROM- Ausgangssammelleitung verbunden sind und daß ein einzelner Aus­ gang an die Entscheidungsschaltung gelegt ist.
15. Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die Entscheidungsschaltung ein UND-Tor hat mit M Ein­ gängen, von denen je einer an die Torschaltung eines Schieberegisters gelegt ist, daß die Torschaltung auf einen geeigneten binären Zustand von jeder der Schieberegisterstufen anspricht, die durch ein Speicher­ wort adressiert worden ist, um ein Feststellungssignal abzugeben.
16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidungsschaltung ein exclusives ODER-Tor aufweist mit M Eingängen, von denen je einer über einen Inverter an die Torschal­ tung der Leseschaltung gelegt ist, wodurch das Tor auf das Vorhanden­ sein eines geeigneten binären Zustandes anspricht, der aus allen außer einem der Schieberegisterstufen ausgelesen worden ist, die durch das Speicherwort adressiert worden sind, um ein Detektorsignal abzugeben.
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