DE1202043B - Vorrichtung zur maschinellen Zeichenerkennung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES OWtW^ PATENTAMT Int. α.:

G06k

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 43 a - 41/03

Nummer: 1202 043

Aktenzeichen: J 22460IX c/43 a

Anmeldetag: 4. Oktober 1962

Auslegetag: 30. September 1965

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur maschinellen Zeichenerkennung durch Vergleich der Autokorrelationsfunktionen oder aus diesen abgeleiteten Funktionen der zu erkennenden Zeichen mit den entsprechenden Größen eines Satzes von Musterzeicheii.

Es ist bekannt, zur Erhöhung der Sicherheit und Reproduzierbarkeit der Zeichenerkenung den Vergleich nicht mit dem Zeichen selbst, sondern mittels deren Autofcorrelationsfunktionen oder anderer aus diesen abgeleiteten Funktionen durchzuführen.

Es wurden auch Vorrichtungen zur Zeichenerkennung vorgeschlagen, bei denen durch Verwendung spezieller Filtermethoden eine weitere Erhöhung der Sicherheit und Güte der Zeichenerkennung erzielt werden konnte. Bei Verwendung der relativ einfach aufgebauten optischen Korrelatoren mußten bisher die zu vergleichenden Zeichen in Form einer Transparenzdarstellung bzw. eines Glas-Mldes vorliegen.

Die Erfindung betrifft eine neue Vorrichtung zur Zeichenerkennung, bei der von dem zu erkennenden Zeichen elektrooptisch eine Autokorrelationsfunktion erzeugt wird. Erfindungsgemäß durchsetzt hierzu gleichförmiges, linear polarisiertes Licht ein mittels bei der Abtastung des zu erkennenden Zeichens erzeugter elektrischer Impulse gesteuertes Element, das im folgenden mit Lichtventil bezeichnet sei. Da-Tiei wird ein intensitätsmoduliertes Lichtbild der Autokorrelationsfunktion des Zeichens erzeugt, das unter Einhaltung von Normierungsbedingungen mit optischen Darstellungen der Autokorrelationsfunktionen der Bezugszeichen verglichen wird.

Da, wie später noch zu erläutern sein wird, bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das jeweils zu erkennende Zeichen unmittelbar nach dessen Ausilesung durch den elektrooptischen Abtaster als flächenhafte Dichteverteilung innerhalb des Materials des Lichtventils zur Verfügung steht, entfällt die Notwendigkeit, von den zu erkennenden Zeichen Transparenzdarstellungen anfertigen zu müssen, was eine beträchtliche Vereinfachung bedeutet.

Dieser Vorteil wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die in den Strahlengang eingefügten zu korrelierenden Zeichen durch ein flächenhaftes Muster von Kompressionsstellen innerhalb eines transparenten doppelbrechenden Materials dargestellt sind, daß das dieses Muster enthaltende Material zur Erzeugung des intensitätsmodulierten korrespondierenden Lichtbildes innerhalb des Strahlenganges zwischen einem Polarisator und einem Analysator angeordnet sind und daß diese Polarisations-

Vorrichtung zur maschinellen Zeichenerkennung

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk,N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,

Böblingen (Württ.), Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

Glenmore L. Shelton jun., Carmel, N. Y.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. Oktober 1961
(143181)

einrichtung in an sich bekannter Weise bei Nichtvorhandensein von Kompressionsstellen auf Lichtundurchlässigkeit einjustert ist.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich besonders durch Einfachheit und Übersichtlichkeit aus und ermöglicht eine Zeichenerkennung mit verhältnismäßig geringen Kosten.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. In der Beschreibung ist an Hand der Figuren ein Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Zeichenerkennungsanordnung nach der Erfindung,

F i g. 2 einen in der Anordnung von F i g. 1 verwendbaren Abtaster,

F i g. 3 a eine vollständige Autokorrelationsmatrix für die arabische Ziffer »3«,

F i g. 3 b ein entsprechendes Bezugsglasbild für eine Ziffer »3«,

F i g. 4 bis 13 unnormierte und normierte Autokorrelationsmatrizes für die arabischen Ziffern,
Fig. 14 eine Anordnung zum Normieren von Autokorrelationsfunktionen.

In F i g. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Zeichenerkennungsvorrichtung gezeigt.

Das Licht einer flächenförmigen Lichtquelle 10 für inkohärentes polychromatisches Licht wird durch einen ersten Polarisator 12, ζ. B. ein Polarisations-

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filter, geschickt, um das Licht in einer durch den Doppelpfeil 13 angedeuteten ersten Ebene linear zu polarisieren. Das linear polarisierte Licht fällt dann auf einen teildurchlässigen Spiegel 15, der als Strahlteiler wirksam ist und einen Teil des linear polarisierten Lichtes horizontal durch die Sammellinse 16 durch eine im folgenden mit Lichtventil bezeichnete Vorrichtung 18 reflektiert. Dieser fällt die Aufgabe zu, das vom Abtaster 26 gelieferte, mit sich selbst zu korrelierende Zeichen 28 in den Strahlengang des optischen Korrektors einzugeben. Nach F i g. 1 befindet sich das Lichtventil innerhalb des Strahlenganges an einer Stelle, an der üblicherweise eine Transparenzdarstellung des zu korrelierenden Zeichens angeordnet ist. Die Vorrichtung kann z. B. aus einer geeigneten Anzahl von prismatischen Quarzstäben bestehen, die, aneinandergereiht, das flächenhafte Gebilde des Lichtventils 18 ergeben. Mit einem Ende des Lichtventils 18 ist ein piezoelektrischer Kristall 20 verbunden, an dem in geeigneter Weise eine Elektrode 22 befestigt ist. Die Elektrode 22 ist über die Leitung 24 mit dem Abtaster 26 verbunden, der das zu erkennende Zeichen 28 abtastet. Der Abtaster kann gemäß F i g. 2 ein Lichtpunktabtaster sein. Das zweidimensionale Zeichen 28 wird dadurch digital als eindimensionales elektrisches Signal dargestellt. Man muß sich das Zeichen, in diesem Falle die arabische Ziffer »3«, auf einer 5-9-MaInX 30 dargestellt denken, wobei jedes Zeichen selbst nur eine 3 · 5-Matrix einnimmt. Beträgt die Maximalausdehnung des Zeichens η Matrixfelder, so muß die größte Abmessung der Matrix mindestens einer Fläche von 2n— 1 Feldern entsprechen. In Fig. 1 sind die Werte n=5 und In —1=9 gewählt. Die andere Abmessung der Matrix kann der des Zeichens gleichen. Zur Andeutung der Invarianz der vorliegenden Anordnung gegenüber einer Translation besitzt die Matrix 30 eine Breite von fünf Feldern. Es müssen daher für jedes Zeichen fünfundvierzig Felder abgetastet werden.

Ein spezieller Abtaster 26 ist in F i g. 2 dargestellt. Ein Zeichen 28 mit den oben genannten Abmessungen wird auf eine Matrix30 mit 5·9 Feldern aufgebracht und serienweise durch einen Lichtpunktabtaster 50 und eine Photozelle 52 abgetastet. Der Abtaster 26 liefert dem piezoelektrischen Kristall 20 nach einer ausreichenden Verstärkung eine Reihe von Ziffernimpulsen, die den Feldern der Matrix 30 entsprechen, die von dem Zeichen 28 besetzt sind. Diese Impulse, die jeder eine »1« darstellen, regen den Kristall 20 zu Schwingungen an, die zu dem Lichtventil 18 übertragen werden. Diese Schwingungen beginnen an einem Ende des Ventils am Piezowandler 20 und bewegen sich als Longitudinalwellen zum anderen Ende des Ventils hin, wo sie durch geeignete Absorptionsmittel (nicht gezeigt) gedämpft werden. Diese Welle ist eine Funktion des Zeichens, und zwar entspricht jeder Verdichtungsbereich einer »1« oder einem von dem Zeichen belegten Feld in der Matrix 30. Jeder Verdichtungsbereich ist mechanisch so beansprucht, daß er zu einer Doppelbrechung Anlaß gibt. Im Falle eines 3-5-Zeichens auf einer 5-9-Matrix sind für das Abfühlen jedes Zeichens fünfundvierzig Impulszeiten nötig, und daher müssen sich die vertikale Abmessung des Lichtventils 18 und die Impulsfrequenz so zueinander verhalten, daß alle in dem Beanspruchungsmuster enthaltenen fünfundvierzig horizontalen Wellen in dem Ventil gleichzeitig vorliegen. Für die Zwecke der Erfindung kann wegen der extrem hohen Geschwindigkeit des Lichtes im Vergleich zur Geschwindigkeit der Kompressionswelle das Beanspruchungsmuster als stationär gegenüber dem durch das Ventil 18 hindurchgehenden Licht angesehen werden. Wie schon erwähnt, könnte für ein 3 · 5-Zeichen eine Matrix von mindestens der Größe 3·9 verwendet werden, wodurch für jedes Zeichen nur siebenundzwanzig Impulszeiten nötig wären.

Zum Zwecke der einfacheren Erläuterung der Erzeugung der Autokorrelationsfunktion des Zeichens 28 innerhalb des optischen Korrelators sei angenommen, daß das Ventil 18 optisch vollkommen sei und daher keine Doppelbrechung aufweise, sofern es nicht von dem Piezowandler 20 aktiviert wird. In diesem Falle befindet sich das Ventil 18 im Ruhezustand, und die Quarzstäbe sind vollständig lichtdurchlässig, ohne den Polarisationszustand des durchtretenden Lichtes zu beeinflussen.

Das von dem teildurchlässigen Spiegel 15 reflektierte linear polarisierte Licht wird durch die Linse 16 gesammelt und durchläuft das Ventil 18, das die Ziffernfunktion des Zeichens 28 darstellende Druckwelle enthält. Jeder Verdichtungsbereich im Ventil 18 dreht die Polarisationsebene des linear polarisierten Lichtes um einen Winkel, der proportional der Amplitude der Verdichtungswelle ist, d. h. proportional der Beanspruchung in einem Bereich der Verdichtung. Das aus dem Ventil 18 austretende Licht fällt auf den Spiegel 34, Zwischen dem Ventil 18 und dem Spiegel 34 kann ein Kompensator 32 erforderlich werden, sofern das Ventil 18 nicht optisch vollkommen ist.

Weiterhin wird das Licht vom Spiegel 34 zum Lichtventil 18 reflektiert und durchläuft dort zum zweitenmal die Verdichtungsbereiche, wodurch die Polarisationsebene des Lichtes noch einmal um denselben Winkel gedreht wird. Das hierdurch elliptisch polarisierte Licht wird dann horizontal nach rechts durch die Linse 16 und den teildurchlässigen Spiegel 15 geleitet. Das aus der Linse 16 austretende Licht ist proportional der Autokorrelationsfunktion des Zeichens 28. Zum Nachweis dieser Autokorrelationsfunktion wird eine Mattglasscheibe 38 in die Brennebene der Linse 16 eingefügt, und ein Analysator 36 wird zwischen der Linse 16 und der Scheibe 38 angeordnet. In dem besonderen Falle eines Drehwinkels von 45° ist bei einem Lichtdurchgang entsprechend einer Gesamtdrehung von 90° zirkuläre Polarisation vorhanden. Ein Gesamtwinkel von 180° oder ein Vielfaches davon ist zu vermeiden, da das Licht dann erneut in der Ebene 13 polarisiert würde und dadurch durch den Analysator 36 absorbiert und nicht auf die Mattglasscheibe 38 gelangen könnte. Die Verdichtungswelle darf also nicht eine solche Stärke besitzen, daß sie die Polarisationsebene des Lichtes genau um einen Winkel von 90° oder ein gerades Vielfaches davon dreht.

Der Analysator 36 entspricht dem Polarisator 12, seine optische Achse steht jedoch senkrecht zu derjenigen des Polarisators. Bei einer solchen Anordnung wir das von dem Polarisator 12 durchgelassene linear polarisierte Licht durch den Analysator 36 absorbiert, sofern an keiner anderen Stelle des Strahlenganges eine Drehung der Polarisationsebene erfolgte, d. h. sofern das Licht nicht durch die Verdichtungswelle im Ventil 18 elliptisch oder kreisför-

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mig polarisiert wurde. Ohne den Analysator 36 ist, daß ihre optische Achse mit der Strahlrichtung könnte die optische Autokorrelationsfunktion, die in des Lichtes einen Winkel bildet, wodurch der PoIadem von der Linse 16 durchgelassenen Licht ent- risationsvektor gedreht wird. Hierdurch kann die halten ist, nicht sichtbar werden. Der Analysator 36 Wirkung der dem Ventil 18 innewohnenden Doppelverwandelt somit vermöge der durch das Ventil 18 5 brechung kompensiert werden. Der Kompensator 32 bewirkten elliptischen Polarisation das in den Quarz- ist so orientiert, daß das Licht, das schließlich vom stäben des Ventils vorliegende Kompressionsstellen- Ventil 18 aus zu der Linse 16 gelangt, in der durch muster in ein entsprechendes Lichtintensitätsmuster. den Pfeil 13 verlaufenden und senkrecht auf der

Das von dem Analysator 36 hindurchgelassene Hauptstrahlrichtung stehenden Ebene linear polari-Licht erzeugt daher auf der Mattglasscheibe 38 eine io siert wird. Bei richtiger Einstellung des Kompensa-Abbildung, die ein Muster von vertikal getrennten tors 32 wird daher kein Licht zur Scheibe 38 gelanhorizontalen Lichtbändern ist, deren Intensität sich gen, sofern das Ventil 18 im Ruhezustand ist.
gemäß der Autokorrelationsfunktion des Zeichens Direkt hinter der Scheibe 38 sind mehrere horiverändert. Für das in F i g. 1 gezeigte Zeichen 28 zontal voneinander getrennte, vertikal verlaufende auf der Matrix 30 besteht die Abbildung aus fünf- 15 positive Bezugsglasbilder 40 angeordnet, die jedes undvierzig horizontalen Linien oder Bereichen, die eine optische Darstellung der Bezugs-Autokorrelasich mit vertikalen Abständen auf der Scheibe 38 tionsfunktion enthalten. Jedes Glasbild enthält fünfbefinden. Die Intensität des diese Linien bildenden undvierzig horizontale Bänder, deren Grade der Lichtes ist proportional der Autokorrelationsfunk- Lichtdurchlässigkeit gemäß einem der in F i g. 4 bis tion des Zeichens 28. 20 13 gezeigten Autokorrelationsdiagramme variieren.

Wie schon erwähnt, wird der Analysator 36 so ge- Für die Ziffer »3« hat z. B. das mittlere Band eine dreht, daß seine optische Achse senkrecht zur opti- relative Transparenz 7, die beiden Bänder auf jeder sehen Achse des Polarisators 12 steht. In einer sol- Seite des mittleren Bandes haben jedes die Transchen Anordnung blockiert der Analysator 36 das in parenz 2, die nächsten beiden Bänder haben die der Ebene 13 schwingende Licht des von dem PoIa- 25 Transparenz 0 usw. F i g. 3 a zeigt eine vollständige risators 12 kommenden linear polarisierten Lichtes Autokorrelationsmatrix für die Ziffer »3«. Fig. 3b und läßt nur Licht durch, das eine Komponente be- zeigt ein entsprechendes Bezugsglasbild für die Zifsitzt, die in der von dem Doppelpfeil 37 angedeute- fer »3«. Die Zahlen auf der linken Seite stellen die ten Ebene schwingt. Daher wird rückgestreutes fünfundvierzig Bänder dar, aus denen die Autolinear polarisiertes Licht, das direkt vom Strahlen- 30 korrelationsfunktion aufgebaut ist, während die teiler 15 aus nach rechts gelangt, durch den Analy- rechten Zahlen die relative Transparenz jedes Bansator36 absorbiert. Hierdurch wird das Streulicht des darstellen. Wie man sehen kann, werden die von der Scheibe 38 ferngehalten, was einen besse- relativen Transparenzwerte direkt aus der Autoren optischen Kontrast bedeutet. Das von der Longi- korrelationsmatrix abgeleitet und stellen außerdem tudinalwelle im Lichtventil 18 erzeugte elliptisch 35 die relativen Intensitäten der Lichtbänder dar, die polarisierte Licht enthält jedoch eine in der Ebene beim Abtasten des Zeichens als Ziffer »3« auf der 37 schwingende Komponente. Diese Komponente Scheibe 38 gebildet werden. Die Matrizes in F i g. 4 fällt durch den Analysator 36 hindurch auf die Matt- bis 13 zeigen nur eine Hälfte jeder Autokorrelationsscheibe 38 auf und erzeugt auf ihr eine Abbildung funktion, da jede Funktion um ihren Mittelpunkt der Autokorrelationsfunktion des Zeichens 28, die 40 symmetrisch ist, wie es aus der F i g. 3 a für die Zifnoch der Intregration bedarf. Weiterhin würde jeg- fer »3« ersichtlich ist.

liches Licht aus dem Polarisator 12, das zufällig Das Ultraschall-Lichtventil 18 besteht aus einem

direkt auf den Analysator 36 auffallen sollte, in der- Material, wie z. B. geschmolzener Kieselerde, dessen

selben Weise wie das genannte Streulicht absorbiert Polarisationswinkel seiner Dichte proportional ist.

aber noch eine weitere Form des Streulichtes ausge- 45 Bei dem Durchlauf der durch den Piezoelektrischen

werden. Von der in F i g. 1 gezeigten Anordnung wird Wandler erregten Longitudinalwelle durch das Ven-

sondert. Liegt kein Signaleingang aus dem piezoelek- til 18 hindurch wird daher das darauf auffallende

irischen Kristall 20 zu dem Ventil 18 vor, so ist das linear polarisierte Licht um einen Winkel gedreht,

Ventil im Idealfall vollständig lichtdurchlässig, so der proportional der Intensität der Longitudinal-

daß das vom Spiegel 34 reflektierte Licht in der 50 welle an jedem horizontalen Bereich des Ventils ist.

Ebene 13 noch linear polarisiert ist, wenn es den Beim Abtasten eines Zeichens werden im Ventil 18

Analysator 36 erreicht und von diesem absorbiert nur zwei Verdichtungsintensitäten erzeugt, von

wird. Wenn daher das Ventil 18 im Ruhezustand denen die eine einem »!.«-Signal und die andere

ist, d. h. wenn dem piezoelektrischen Kristall 20 kein einem »O«-Signal entspricht. Die von dem »O«-Signal

elektrisches Signal zugeführt wird, ist unter der ge- 55 in dem Ventil 18 erzeugte Verdichtung kann als

machten Voraussetzung die Scheibe 38 dunkel. Null angesehen werden, und daher wird jedesmal,

Praktisch weisen jedoch die meisten Lichtventile wenn ein schwarzes Feld des Zeichens 28 abge-

auch im Ruhezustand eine gewisse Doppelbrechung tastet wird, ein Verdichtungsband erzeugt. Alle Ver-

auf. Daher wird, selbst wenn der Kristall 20 nicht dichtungswellen besitzen die gleiche Amplitude und

erregt ist, das Licht infolge der auch dann noch vor- 60 drehen daher die Ebene des polarisierten Lichtes

handenen Doppelbrechung des Ventils 18 gedreht. um denselben Winkel.

Hierdurch trifft leicht elliptisch polarisiertes Licht Wie schon erwähnt, besteht die Autokorrelationsauf den Analysator 36, und etwas Licht wird zur funktion auf der Scheibe 38 aus mehreren vertikal Scheibe 38 gelangen. Um dies zu verhindern, ist der getrennten horizontal verlaufenden Lichtlinien ver-Kompensator 32 zwischen dem Ventil 18 und dem 65 schiedener Intensität, die der Autokorrelationsfunk-Spiegel 34 angeordnet. Bei dem Kompensator 32 tion des Zeichens 28 proportional ist. Wie aus den kann es sich um eine Verzögerungsplatte, z.B. eine Autokorrelationsfunktionen in Fig. 3 bis 13 hervor-Viertelwellenlängenplatte, handeln, die so orientiert geht, besitzt die mittlere horizontale Linie der Auto-

korrelationsfunktion die größte Lichtintensität, und die Linien auf beiden Seiten davon sind von geringerer Intensität, aber zur Mittellinie symmetrisch. Außerdem ist die relative Intensität der Mittellinie stets gleich der Gesamtzahl von Matrixelementen, die das Zeichen 28 besetzt hält. Zum Beispiel besitzt bei der Ziffer »3«, die sieben Felder der Matrix 30 einnimmt, die Mittellinie ihrer auf der Scheibe 38 sichtbaren Autokorrelationsfunktion die relative Intensität 7. ίο

Unmittelbar hinter den Glasbildern 40 sind Normierungsmasken 42 angeordnet, die verschiedene Transparenzgrade aufweisen, um sicherzustellen, daß das dem jeweils abgetasteten Zeichen entsprechende Bezugsbild die größe Lichtmenge durchläßt. Hinter den Masken 42 ist eine Integriervorrichtung angeordnet, z. B. eine lichtspeicbernde Phosphorplatte 43. Direkt hinter der Phosphorplatte sind mehrere Photozellen 44 oder andere lichtempfindliche Vorrichtungen angeordnet, und zwar liegt jeweils eine Photozelle jedem der Bezugsglasbilder 40 gegenüber. Jede Photozelle liefert ein Signal, das dem in ihrem entsprechenden Abschnitt der Phosphorplatte 43 enthaltenen gespeicherten Licht proportional ist. Ein solches Signal ist außerdem der Autokor-Telationsfunktion proportional. Wie oben schon erwähnt, erzeugt die Photozelle hinter demjenigen Bezugsglasbild, das der Zeichen-Autokorrelationsfunktion am nächsten kommt, das größte der auf den Photozellenausgangsleitern 45 erscheinenden elektrischen Ausgangssignale. Diese Photozellenausgangssignale werden alle einem bekannten Maximalsignalanzeiger 46 zugeführt, dessen Ausgangssignal direkt denjenigen der Leiter 45 identifiziert, der das größte elektrische Signal führt, wodurch dann das Zeichen 28 erkannt wird.

Das Normieren der Autokorrelationsvergleichsfunktion kann auch mit Hilfe mehrerer entsprechend eingestellter Spannungsteiler erfolgen, die in den Photozellenschaltungen angeordnet sind, wie es F i g. 14 zeigt. Das elliptisch polarisierte Licht der Linse 16 liefert eine Abbildung der Zeichen-Autokorrelationsfunktion auf der Scheibe 38 zum Vergleich mit positiven Bezugsglasbildern 40. Jedes Glasbild stellt eine der Ziffern 1, 2... 9, 0 dar und enthält fünfundvierzig horizontale Bänder. Jedes Band hat eine relative Lichtdurchlässigkeit, die der jeweiligen Position in der entsprechenden Autokorrelationsmatrix proportional ist.

Das aus den Abbildungen auf der Scheibe 38 stammende Licht wird in der Phosphorplatte 43 gespeichert. Unmittelbar hinter der Phosphorplatte 43 befinden sich zehn Photozellen 44, auf die das gespeicherte Licht aus einem vertikalen Teil der Phosphorplatte auftrifft, wodurch ein dem gespeicherten Licht proportionaler elektrischer Strom erzeugt wird. Der größte elektrische Strom muß aus derjenigen Photozelle stammen, die dem mit der Autokorrelationsfunktion des Zeichens übereinstimmenden Bezugsglasbild zugeordnet ist. Um dieses Verhältnis sicherzustellen, muß jedoch das durch die Glasbilder hindurchtretende Licht normiert werden. Zum Beispiel bewirkt die Autokorrelationsfunktion eines Ziffernzeichens »8« den Durchtritt von mehr Licht durch das Bezugsglasbild der Autokorrelationsfunktion der Ziffer »3«, als es ein Ziffernzeichen »3« tun würde. Ein Vergleich der unnormierten und normierten Funktionen zeigt, daß jede normierte Funktion auf einen Prozentsatz der unnormierten Funktion reduziert wurde. Dieses Verhältnis ist für die zehn Ziffern 1, 2... 9, 0 unten dargestellt, wobei die normierte Funktion als Prozentanteil der unnormierten Autokorrelationsfunktion jeder Ziffer angegeben wurde:

	Normierte
Ziffer	Auto- korrelations-
	funfcfion (%)
1	11,0
2	7,7
3	9,1
4	6,9
■5	6,3
6	6,2
7	9,1
8	4,7
9	5,0
0	7,2

Mit Hilfe dieser Verhältnisse lassen sich die von den Photozellen 44 erzeugten elektrischen Ströme normieren. Die Äusgangsschaltungen der Photozellen 44 enthalten Spannungsteiler, die jeder aus einem festen Widerstand 47 und einem Potentiometer 48 mit einem einstellbaren Abgriff 49 bestehen. Die festen Widerstände wurden jeweils so gewählt, daß an ihnen 89% der an jeden Spannungsteiler -angelegten Spannung abfällt. Jeder Abgriff 49 wird darm so eingestellt, daß die Spannung weiter auf Werte reduziert wird, die dem in der oben angeführten Tabelle angegebenen Anteil entsprechen. Zum Beispiel wird der Abgriff 49 für die Ziffer »1« so eingestellt, daß er 11% des gesamten Spannungsabfalls abnimmt, d. Ti., der Abgriff wird in die »O«-Stellung gebracht. Der Spannungsteiler für die Ziffer »8« wird dagegen so eingestellt, daß an ihrem Abgriff nur 4,2% der gesamten Spannung auftreten. Die an den Abgriffen 49 erscheinenden Spannungen werden den Leitern 45 dann zugeführt, die mit dem Eingang des Maximalsignalanzeigers 46 verbunden sind. Dieser ist mit einer Abweisungsschaltung versehen, die wirksam wird, wenn zwei oder mehr angelegte Maximalsignale etwa gleich sind.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur maschinellen Zeichererkennung durch Vergleich der normierten Autokorrelationsfunktionen oder aus diesen abgeleiteten Funktionen der zu erkennenden Zeichen mit den entsprechenden Größen eines Satzes von Musterzeichen in einem mit linear polarisiertem inkohärentem Licht betriebenen elektrooptischen Korrelator mit Autokollimationsstrahlengang, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Strahlengang eingefügten zu korrelierenden Zeichen durch ein flächenhaftes Muster von Kompressiansstellen innerhalb eines transparenten doppelbrechenden Materials (18) dargestellt sind, daß das dieses Muster enthaltende Material zur Erzeugung des intensitätsmodulierten korrespondierenden Lichtbildes innerhalb des Strahlenganges zwischen einem Polarisator (13) und einem Analysator (36) angeordnet ist und daß diese Polarisationseinrichtung in

an sich bekannter Weise bei NichtVorhandensein von Kompressionsstellen auf Lichtundurchlässigkeit einjustiert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in Verbindung mit der Polarisationseinrichtung als Lichtventil wirkende, Kompressionsstellen enthaltende, transparente doppelbrechende Material aus einer Mehrzahl von prismatischen Stäben aus Quarz mit vertikaler Längsachse besteht, die, in horizontaler Richtung aneinandergereiht, ein in den Autokollimationsstrahlengang eingefügtes flächenhaftes Gebilde (18) darstellen und an ihren oberen Stirnflächen mittels eines von einem Zeichenabtastgerät gespeisten Piezo-Wandlers (20) zu fortlaufenden longitudinalen Schwingungen angeregt werden, wobei jedem schwarzen Flächenelement des abgetasteten Zeichens eine Kompressionsstelle innerhalb eines zugeordneten doppelbrechenden Stabes entspricht, daß weiterhin die Länge der Stäbe und die Frequenz der Zeichenabtastimpulse so aufeinander abgestimmt sind, daß jeweils am Ende eines Zeichenabtastvorganges alle eingespeisten Kompressionsstellen innerhalb der räumlichen Abmessungen des Lichtventils vorhanden sind und daß durch ein geeignetes, an der unteren Stirnseite des Quarzstabes angebrachtes Dämpfungsmaterial die Ausbildung stehender Schallwellen unterbunden wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsglasbilder (40) aus schmalen, langgestreckten, nebeneinander angeordneten Einzelglasbildern bestehen, die für jedes zu erkennende Zeichen die Transparenzdarstellung der Bezugs-Autokorrelationsfunktion enthalten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optisch-elektrische Empfangseinrichtung aus einer lichtspeichernden Phosphorplatte (43) aus mehreren langgestreckten Photozellen (44), von denen jede einem der Vergleichsglasbilder (40) zugeordnet ist, und einem an sich bekannten Maximalsignalspannungsanzeiger besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Autokollimationsstrahlengang des verwendeten Autokorrelators ein Verzögerungselement (32) angeordnet ist, und daß dieses Element zur Kompensation störender Materialunvollkommenheiten des Lichtventils ein A/2-Plättchen bzw. zur Erzielung einer Kontrasterhöhung durch Unterdrückung von Streulicht ein A/4-Plättchen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Auslegeschrift Nr. 1106 541;

Nachrichtentechnische Fachberichte, Bd. 3, 1956, S. 40 bis 46;

Proceedings of the Ire, Januar 1961, S. 175 bis 185;

IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 4, Nr. 4, September 1961, S. 48.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

509 689/200 9.65 © Bundesdruckerei Berlin