DE1221041B - Informationswandler zur nichtlinearen Bewertung der Matrixelemente von modifiziertenAutokorrelationsmatrizes in einer Zeichen-erkennungsvorrichtung - Google Patents

Description

• Infoimationswandler zur nichtlinearen Bewertung der Matrixelemente von modifizierten Autokorrelationsmatrizes in einer Zeichenerkennungsvorrichtung Zusatz zum Patent: 1184 533 Das Hauptpatent betrifft eine Vorrichtung zum maschinellen Erkennen von Zeichen mit einem Autokorrelationsfunktionsgenerator, der die beim Abtasten der Zeichen abgeleitete binäre Information f (x, y) in diskrete Werte von Autokorrelationsfunktionen Ds(xl, y') der abgetasteten Zeichen umwandelt. Der Autokorrelationsfunktionsgenerator besteht im wesentlichen aus einem Schieberegister. Das Erkennungssystem besitzt weiterhin eine Zuordnungs- und Bewertungsschaltung, welche eine Modifikation der ursprünglich vorliegenden Autokorrelationsfunktion D, (x', y') in die Funktion VS (x', y') nach Maßgabe eines definierten Operators bewirkt. Wie in der deutschen Patentschrift 1184 533 näher ausgeführt, ist diese Modifikation mathematisch als Multiplikation der Autokorrelationsfunktionsmatrix finit einer innerhalb der Schaltungsanordnung als Widerstandsnetzwerk realisierten Operatormatrix aufzufassen.
• Zur weiteren Steigerung der Leistung des Erkennungssystems erfolgt nunmehr nachdem Hauptpatent in den Informationswandlern eine nichtlineare Bewertung der Funktionen VS (x', y'), wodurch sich eine weitere Modifikation V s*(x', y') ergibt. Für die entsprechenden Autokorrelationsfunktionsmatrizes bedeutet dies, daß die VS Matrix aus der VS*-Matrix dadurch entsteht, daß alle Elemente der ersten Matrix, die positiv sind oder verschwinden, durch -I-1, alle negativen Elemente jedoch durch den Wert -1 ersetzt werden.
• Während nun nach dem Hauptpatent die letztgenannte Modifikation in Schaltanordnungen realisiert wurde, die je aus einem Inwerter, zwei monostabilen Multivibratoren sowie einem Verstärker aufgebaut sind, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine nichtlineare Bewertung mittels einer anders gearteten Schaltanordnung zu realisieren.
• Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß jeder der in der Gesamtanordnung zur Anwendung gelangende Informationswandler aus zwei als Schwellenwertschaltung wirkenden, in Kaskade geschalteten, hoch verstärkenden und phasenumkehrenden Gleichstromverstärkern bestehen, daß im Ruhezustand der erste Verstärker über den Widerstand mit einer positiven Spannung beaufschlagt und der Ausgang des zweiten Verstärkers mit zwei in Gegenrichtung gepolten Richtleitern belastet ist.
• In der folgenden Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren erläutert.
• F i g. 1 zeigt das gesamte Erkennungssystem in Blockschaltung; F i g. 2 stellt einen einzigen Informationswandler dar. F i g. 1 stellt das Blockschaltbild der in der deutschen Patentschrift 1184 533 im einzelnen beschriebenen Zeichenerkennungsvorrichtung dar. Ein Zeichen 1 auf einer Matrix 3 wird durch einen Lichtpunktabtaster 5 abgetastet. Eine Fotozelle 7 erzeugt ein das Zeichen darstellendes Signal. Es können auch andere Einrichtungen zur Umwandlung des Zeichens in elektrische Daten verwendet werden.
• Die Autokorrelationsfunktion D, (x', y') des zu erkennenden Zeichens S wird aus dem Signal f (x, y) durch einen Funktionsgenerator 9 gebildet. Eine Umwertungsschaltung 11 bildet die Modifizierte VS(xl, y') der Autokorrelationsfunktion mittels der diskriminierenden Filtermatrix, die einer Gruppe von nichtlinearen Informationswandlern 13 zugeführt wird. Diese Schaltungen bilden die bewertete Funktion Vs* (x', y'), die einem Widerstandsnetzwerk 15 zugc-J.eitet wird, deren Aufbau von nichtlinear bewerteten modifizierten Funktionen VR* (x', y') der Autokorrelationsfunktiönen der Bezugszeichen abhängt. Die Ausgänge des Widerstandsnetzwerkes stellen die normierten Summen SSR (x', y) dar. Diese Summen werden einem bekannten Maximalsignal-Anzeigegerät 17 zugeleitet, das eine Anzeige der Identität des Zeichens oder eine Abweisungsanzeige liefert, wenn das Zeichen keinem der Bezugszeichen gleicht.
• Die in F i g. 2 dargestellte binäre nichtlineare Schaltung dient als Informationswandler für nichtlineare Bewertung der Funktionen VS (x', y'), die ihrerseits durch Modifikation aus den Autokorrelationsfunktionen D, (x', y') entstanden sind. Diese Schaltung, die auch als Schwellenwertschaltung bezeichnet werden kann, liefert ein binäres Ausgangssignal, dessen beide Zustände durch einen positiven Spannungspegel (-I- 1) oder einen negativen Spannungspegel (-1) dargestellt werden. Zwei Gleichstromverstärker 121 und 123 mit hohem Verstärkungsgrad und Umkehrwirkung sind hintereinandergeschaltet, und ihr Ausgang wird durch Dioden 125 und 127 begrenzt. Wenn kein Eingangssignal eintritt, erzeugt der Verstärker 121 ein negatives Ausgangssignal infolge der über einen Widerstand 129 angelegten positiven Vorspannung, das wieder durch den Verstärker 123 umgekehrt wird und ein positives Ausgangssignal ergibt, dessen Amplitude durch die Diode 127 begrenzt wird. Die Schaltung arbeitet ebenso beim Anlegen eines positiven Eingangssignals. Dagegen überwindet ein. negatives Signal die positive Vorspannung des Verstärkers 121 und veranlaßt ihn, ein positives Ausgangssignal zu erzeugen, das durch den Verstärker 123 und die Diode 125 umgekehrt und begrenzt wird und so ein negatives Ausgangssignal ergibt. Das Ausgangssignal wird also durch die Schaltung zu einem binären Signal umgeformt, das den Wert -I- 1 annimmt, wenn das Eingangssignal positiv ist oder verschwindet, und den Wert -1, wenn das Eingangssignal negativ ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Vorrichtung zum maschinellen Erkennen von Zeichen mit einem Autokorrelationsfunktionsgenerator, der die beim Abtasten der Zeichen abgeleitete binäre Information in diskrete,. in Matrixform angeordnete Werte von Autokorrelationsfunktionen der abgetasteten Zeichen umwandelt, mit einer Vergleichsvorrichtung zum Vergleich der gebildeten Autokorrelationsfunktionen mit gespeicherten Autokorrelationsfunktionen eines Satzes von Musterzeichen und mit einer Vorrichtung zum Anzeigen desjenigen Zeichenkanals, der die die beste Übereinstimmung mit seinem zugeordneten Musterzeichen nachweisende Korrelationsspannung führt, mit je einem den einzelnen Elementen der Autokorrelationsmatrix zugeordneten Informationswandler, nach Patent 1184533, dadurch gekennzeichn e t, daß die Informationswandler aus zwei als Schwellenwertschaltung wirkenden, in Kaskade geschalteten, hoch verstärkenden und phasenumkehrenden Gleichstromverstärkern (121 und 123) bestehen, daß im Ruhezustand der erste Verstärker (121) über den Widerstand (129) mit einer positiven Vorspannung beaufschlagt und daß der Ausgang des zweiten Verstärkers (123) mit zwei in Gegenrichtung gepolten Richtleitern (125 und 127) belastet ist.