DE3622222A1 - Zeichenerkennung in zweidimensionalen signalen - Google Patents
Zeichenerkennung in zweidimensionalen signalenInfo
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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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