DE2038969C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur maschinellen Auswertung von visuell lesbaren Ziffern, die durch gleich große Markierungen in einem fest vorgegebenen

■so Raster dargestellt sind und für welche die Anzahl der Markierungen signifikant ist, wobei die Markierungen abgestastet und aufgrund der so gewonnenen Abtastsi&nale eine binäre Codedarsteliung der Ziffern vorgenommen wird. Die Erfindung betrifft weiter eine Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird eine bestimmte Zeile des Punktrasters als Bezugslinie gewählt und die Ziffer durch Abtasten der markierten Punkte in dieser Bezugslinie in einem Binärcode, beispielsweise einem 2-aus-5-Code dargestellt. Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, daß jede Rasterstelle der Bezugslinie selektiv abgetastet werden muß, was einen relativ hohen maschinellen bzw, elektronischen Aufwand erfordert; beim Abtasten der

(j5 Ziffern von oben nach unten muß für jede Rasterstelle der Bezugslinie eine separate Photozelle vorhanden sein.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird die in

einem Punktraster dargestellte Ziffer von einem entsprechenden Photozellenraster abgetastet, wobei die einzelnen Photozellen eine unterschiedliche Empfindlichkeit aufweisen. Während des Abtastvorganges müssen sich Ziffern- und Photozellenraster gegenseitig decken. Der gesamte von den Photozellen aufgefangene Lichteindruck wird dann in ein der Ziffer entsprechendes Signal umgewandelt. Die große Anzahl der Photozellen bedingt auch hier eine entsprechend aufwendige Elektronik zur Signalverarbeitung.

Bei einem weiteren, z.B. aus der DE-AS 11 17 336 bekannten Verfahren wird jede Ziffer durch eine ihr eigene Anzahl von in einem Punktraster angeordneten Perforationen dargestellt und in einem einzigen Abtastvorgang lichtelektrisch abgetastet Das durch die Perforationen hindurchtreffende Abtastlicht erzeugt einen von der Anzahl der Perforationen abhängigen Spannur.gs- oder Stromimpuls, welcher je nach seiner Größe ein der jeweiligen Größe zugeordnetes Relais ansprechen läßt, welches dann beispielsweise eine mit der betreffenden Ziffer korrespondierende Taste einer Rechenmaschine betätigt Dieses Verfahrer, erfordert die Diskriminierung von einer der Anzahl der darzustellenden Zeichen entsprechenden Anzahl von verschiedenen Signalwerten und ist daher ebenfalls ziemlich aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist, ein möglichst einfaches und gleichzeitig sicheres Verfahren zum maschinellen Auswerten visuell lesbarer Ziffern sowie eine dafür geeignete Vorrichtung zu schaffen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß Ziffern verwendet werden, für welche die Anzahlen der Markierungen in je einer von drei Zeilen signifikant ist, daß diese Ziffern zeilenweise sequentiell abgetastet und die Abtastsignale nach Maßgabe der pro Zeile abgetasteten Anzahl von Markierungen bewertet werden, daß zur Codedarstellung der Ziffern ein Binärcode mit vier Stellen verwendet wird, wobei die vierte Codestelle signifikant gemacht wind für das Auftreten des maximalen Wertes in einer ausgewählten Stelle der aus der jeweils abgetasteten Ziffer gewonnenen Folge von drei Abtastwerten und damit für das Auftreten der maximalen Anzahl von Markierungen in einer ausgewählten Zeile dieser Ziffer.

Gegenstand der Erfindung ist weh er eine Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens, mit einer Transportvorrichtung für die Aufzeichnungsträger, einer an dieser Transportvorrichtung angeordneten lichtelektrischen Abtastvorrichtung und einer an dieser Abtastvorrichtung angeschlossenen Auswertevorrichtung, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Abtastvorrichtung eine Schlitzblende für die selektive Erfassung je einer gesamten Zeile des Rasters durch eine die jeweilige Zeile integral ausmessende Photozellenanordnung mit einem einzigen Ausgang aufweist, wobei die Auswertevorrichtung die von der Abtastvorrichtung eingespeisten Signale nach einzelnen Ziffern und innerhalb dieser nach ihrer Größe trennt und codiert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Fig. näher erläutert Werden; es zeigt

F i g, 1 ein Beispiel für die lichtelektrische Durchlicht· abtastung von durch Perforationslöchern in einem Aufzeichnungsträger dargestellten Ziffern,

Fig,2 die Darstellung der Ziffern 0 bis 9 in einem 4-mal-5-Raster,

Fig.3 zwei Beispiele für die Umwandlung von Helligkeitswerten in einen Binärcode,
F i g. 4 ein Blockschema einer Auswertelektronik,
Fig.5 ein Beispiel einer von der Auswertelektrcnik der F i g. 4 erzeugten Signalfolge.

Zur lichtelektrischen Abtastung wird der Aufzeichnungsträger 1 gemäß Fig. 1 in Pfeilrichtung A relativ zum Schlitz 5 einer Lichtabschirmung 4 bewegt, so daß die Zeilen einer durch Perforationslöcher 2 im Aufzeichnungsträger 1 dargestellten Ziffer — im Beispiel die Ziffer »2« — nacheinander von einer Lichtquelle 3 durch den Schlitz 5 einzeln beleuchtet werden. Um eine gleichmäßige Beleuchtung aller Perforationslöcher einer Zeile zu erreichen, ist es vorteilhaft, zwischen Lichtquelle 3 und Schlitz 5 eine Streuscheibe 8 anzuordnen. Die gesamte beim Beleuchten, durch die Anzahl der in der jeweils beleuchteten Zeile vorhandenen Perforationslöcher 2 bestimmte und durch den Aufzeichnungsträger 1 durchtretende Lichtmenge wird durch ein optisches Filter 6 einer Photozelle 7 zugeführt und von dieser in e^ir\ der Lichtmenge entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt, welches über die Leitung 12 einer Auswerteelektronik 9 zugeführt wird. Damit nur direkt durch die Perforationslöcher 2 durchtretendes Licht auf die Photu zelle 7 einwirken kann, soll das optische Filter 6 nur für jenen Teil Ges Lichtspektrums durchsichtig sein, der vom Aufzeichnungsträger 1 absorbiert wird.

Um die Ziffern mit einer möglichst einfachen elektronischen Schaltung identifizieren zu können, sind sie so ausgebildet, daß sie durch eine Folge von drei Helligkeitswerten eindeutig bestimmt sind. Gemäß Fig.2 wird dies beispielsweise dadurch erreicht, daß man die Ziffern in einem Punktraster anordnet, das für die Zeichenbreite maximal 4 und für die Zeichenhöhe 5 Punkte vorsieht Für die eindeutige Identifizierung genügt es, drei der fünf Zeilen zu berücksichtigen. Um nun IO Ziffern eindeutig zu unterscheiden zu können ist die Umwandlung der von jeder Ziffer gemeierten Helligkeitswerte in einen durch binäre Elemente

■to dargestellten 4er-Code norwendig. Dies ist mit drei HeUigkeitswerten möglich, wenn man bestimmt, daß das Auftreten des größten möglichen Helligkeitswertes in einer Folge von drei HeUigkeitswerten zusätzlich über die letzte Codestelle entscheidet. Da nur drei Zeilen zur Erkennung einer Ziffer benötigt werde.ι, kann die erste Zeile des Punktrasters als Start- oder Auslösesignal für die Abtastvorrichtung verwendet und die Zeilen 2 bis 4 zur Erkennung der Ziffer herangezogen werden.

An Hand der Ziffern »2« und »6« gemäß F i g. 3 soll die Umwandlung der den Ziffern entsprechenden Abtastsignale in einen binären Code im Einzelnen dargelegt werden. Dazu wird ein Abtastsignal willkürlich durch die in einer Zeile vorhandene Anzahl von Perforationslöchern festgelegt, so daß also einem

■55 Perforationsloch der Signalwert 1, und 2. 3 oder 4 Perforationslöchern die Signalwerte 2, 3 resp. ί entsprechen. Aus Fi g. 2 ist dann ersichtlich, daß in den Zeilen 2 bis 4 der Ziffern 0 bis 9 nur die Signalwerte 1,2 und 4 vorkomm-n. Weiter wird in einem binären 4er-Code die erste Codestelle durch die 2. Zeile, die 2. und 4, Codestelle durch die 3, Zeile und die 3. Codestelle durch die 4. Zeile, bzw. den Helligkeitsweft dieser Zeilen bestimmt Wenn nun dem Signalwert 1 in einem binären Element der logische Wert 0 zugeordnet ist, so bestimmt

ftj man, daß dem SignäJwert 2 eine logische 1 entspricht Dem Signalwert 4 wird eine logische 1 zugeordnet, wenn er in Zeile 2 oder 4 auftritt; tritt der Signalwert aber in Zeile 3 auf, so wird ihm an der 2. Codestelle eine.

logische 0 und zusätzlich an der 4. Codestelle eine logische ( zugeordnet. In alien anderen Fällen wird die 4. Codestelle mit einer logischen 0 belegt. Auf diese Weise wird die Ziffer »2« — ihr sind durch die Zeilen 2 bis 4 die Signalwerte 2-1-1 zugeordnet — durch die Codenummer 1000 dargestellt; die letzte Codestelie wird mit einer logischen 0 belegt, weil der Signalwert 4 nicht auftritt. Die Ziffer »6« — ihr sind durch die Zeilen 2 bis 4 die Signalwerle 1-4-2 zugeordnet — wird entsprechend durch die Codenummer 0011 dargestellt, wobei die letzte Codestelle mit einer logischen 1 belegt wird, weil in Zeile 3 der Signalwert 4 auftritt.

Fig.4 zeigt ein Blockschaltbild der Auswertelektronik und F i g. 5 die von der Ziffer »2« in dieser Auswertelektronik ausgelöste Signalfolge in Funktion der Zeit. In nachstehender Beschreibung werden die an Ausgängen und auf Leitungen auftretenden Signale mit denselben Bezugsziffern belegt, wie die zugehörigen Ausgänge und Leitungen. Die den pro Zeile markierten Punkten entsprechenden Signale ί2 der Fiioii/zelic 7 werden über einen Verstärker 13 und dessen Ausgang 14 den drei Schwellenwerlverstärkern 15,16,17 parallel zugeführt. Die Schwellen der Verstärker 15, 16, 17 sind so eingestellt, daß der Verstärker 15 auf Signale mit dem Wert Eins oder größer als Eins, Verstärker 16 auf Signalwerte Zwei oder größer als Zwei und Verstärker

17 auf den Signalwert Vier ansprechen. Der Ausgang 18 des Verstärkers 15 liefert also für jede Ziffer stets fünf Rechteckimpulse, während die Ausgangssignale 19, 20 der Verstärker 16,17 die eigentliche Zifferninformation darstellen. Die erste positive Flanke des Signals 18 löst ein Zeitglied 21 aus, welches über eine Leitung 22 zwei Flip-Flops 23, 26 für die zum Abtasten einer Ziffer benötigte Zeitdauer freigibt. Die beiden Flip-Flops 23 und 26 arbeiten als Untersetzer. Flip-Flop 23 wird durch das Signal 18 des Verstärkers 15 und Flip-Flop 26 durch das Signal 24 des Flip-Flops 23 symmetrisch getastet. Die Signale 24 und 27 von Flip-Flop 23 und Flip-Flop 26 werden einer logischen Verknüpfungseinheit 29 zugeführt, weiche mittels dieser Wertangaben über die Leitungen 30, 32, 33, die Freigabe von Flip-Flop 38, 39, 40, 41 steuert, so daß die Zifferninformation in der richtigen Reihenfolge über die Leitung in die Flip-Flops

38, 39, 40, und über die Leitung 20 in den Flip-Flop 41 eingelesen werden kann. Im folgenden werden die Flip-Flops kurz mit FF bezeichnet

Die binäre Darstellung der Ziffer »2« (Fig.3) durch die vier FF 38, 39, 40, 41 kommt auf folgende Weise zustande: Am Verstärkerausgang 14 bewirkt Ziffer »2« durch die pro Zeile markierten Punkte die Signalwertfolge 2-2-1-1-4. Der Anfangszustand der FF 23, 26, 38,

39, 40, 41 an deren Ausgängen 24, 27, 43, 45, 47, 49 entsprechen dem logischen Wert 0, und alle FF seien gesperrt, so daß die Signale der 1. Zeile an den Verstärkerausgängen 19, 20 wirkungslos sind- Wie schon beschrieben, werden FF 23 und FF 26 von Zeitglied 21 durch die erste positive Flanke des Signals

18 freigegeben. Die erste negative Flanke des Signals 18 setzt FF 23, d. h, an Ausgang 24 erscheint der logische Wert 1. FF 26 reagiert nur auf 1-0-Obergänge von FF 23 und behält also an Ausgang 27 den logischen Wert 0. Durch diese Wertkombination wird über die logische Verknüpfungseinheit 29 FF 38 freigegeben, und das Signal der 2. Zeile kann in FF 38

eingelesen werden. Die 2. Zeile der Ziffer »2« liefert den Sigftalwerl Zwei, d. h., Verstärker 16 spricht an und setzt über Leitung 19 FF 38, wodurch Ausgang 43 den logischen Wert 1 erhält. Nun bewirkt die zweite negative Flanke des Signals 18 das Zurückkippen von FF 23, während in der Folge FF 26 gesetzt wird. An den Ausgängen 24, 27 erscheint also die Wertkombination 0-1, wodurch über die logische Verknüpfungseinheit 29 FF 38 wieder gesperrt und FF 39 und FF 41 freigegeben werden. Das Signal der 3. Zeile wird nun über die Leitung 19 in FF 39 und über Leitung 20 in FF 41 eingelcsen. Die 3. Zeile der Ziffer »2« liefert den Signalwert Eins, die Verstärker 16 und 17 sprechen also nicht an, und die Ausgänge 45 und 49 von FF 39 resp. FF 41 behalten den logischen Wert 0 bei. Auf einen Signalwert Zwei, wie es beispielsweise durch die 3. Zeile der Ziffern »4« (F i g. 3) oder »5« erzeugt würde, würde nur Verstärker 16 ansprechen, und an Ausgang 45 von FF 39 würde eine logische 1 erscheinen, während 2ö Ausgang 49 von FF 4i den logischen Wert ΰ behalten würde. Auf einen Signalwert Vier, wie es durch die 3. Zeile der 7iffern »6«, »8« und »9« erzeugt würde, würden Verstärker 16 und 17 ansprechen, d. h., an den Ausgängen 45 und 49 würde der logische Wert 1 auftreten. FF 39 und FF 41 sind aber über die Leitung 48 gekoppelt, und das Auftreten einer logischen 1 am Ausgang 49 bewirkt, daß F i g. F i g. 39 sofort zurückgestellt wird.

Die drili» negative Flanke von Signal 18 setzt FF 23 und an Ausgang 24 erscheint wieder eine logische 1. Durch die Wertkombination Eins-Eins an den Ausgängen 24 und 27 werden über die logische Verknüpfungseinheit FF 39 und FF 41 wieder gesperrt und FF 40 freigegeben, und das Signal der 4. Zeile kann in FF 40 eingelesen werden. Die 4. Zeile der Ziffer »2« liefert den Signalwert Eins, und Verstärker 16 spricht nicht an, so daß Ausgang 47 von FF 40 den logischen Wert 0 beibehält. Durch die vierte negative Flanke von Signal 18 erscheint am Ausgang 24 von FF 23 und an Ausgang 27 von FF 26 wieder der logische Wert 0, so daß über die logische Verknüpfungseinheit 29 FF 40 wieder gesperrt wird. Die FF 38, 39, 40, 41 sind nun aile gesperrt, wodurch das Einlesen der 5. Zeile unterdrückt wird.

Nachdem die so in den FF 38,39,40, 41 gespeicherte Zifferninformation zum Steuern von Bearbeitungs- oder Behandlungsvorgängen verwendet worden ist, werden

die FF 38, 39, 40, 41 durch an sich bekannte Auslöschmittel auf ihren Anfangszustand zurückgestellt, so daß die ganze Auswerteelektronik für einen neuen

5ö Abtastzyklus wieder bereit ist

Die Erfindung umfaßt natürlich neben der lichtelek'cischen auch elektrische und mechanische Abtastverfahren sowie eine Vielzahl von Aufzeichnungsträgern wie Filme, Papier, Metallbänder und dergleichen.
Die durch die vorliegende Erfindung erzielten Vorteile liegen vor allem darin, daß von Auge gut lesbare Schriftzeichen von einer lichtelektrischen Abtastvorrichtung mit einer Lichtquelle und einer einzigen Photozelie einfach und sicher identifiziert μ· werden können, während die am Anfang genannten Verfahren mehrere Photozellen und/oder aufwendige Auswertungsschaltungen zur Identifizierung eines Schriftzeichens benötigen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur maschinellen Auswertung von visuell lesbaren Ziffern, die durch gleich große Markierungen in einem fest vorgegebenen Raster dargestellt sind und für weiche die Anzahl der Markierungen signifikant ist, wobei die Markierungen abgetastet und aufgrund der so gewonnenen Abtastsignale eine binäre Codedarsteliung der Ziffer vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß Ziffern verwendet werden, für welche die Anzahlen der Markierungen in je einer von drei Zeilen signifikant ist, daß diese Ziffern zeilenweise sequentiell abgetastet und die Abtastsignale nach Maßgabe der pro Zeile abgetasteten Anzahl von Markierungen bewertet werden, daß zur Codedarstellung der Ziffern ein Binärcode mit vier Stellen verwendet wird, wobei die vierte Codestelle signifikant gemacht wird für das Auftreten des maximalen Wertes in einer ausgewählten Stelle der aus der jeweils abgetasteten Ziffer gewonnenen Folge von drei Abtastwerten und damit für das Auftreten der maximalen Anzahl von Markierungen in einer ausgewählten Zeile dieser Ziffer.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ziffern verwendet werden, welche in den signifikanten Zeilen jeweils nur eine, zwei oder vier Markierungen besitzen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ziffern mit einer Rasterbreite 4 und Rasterhc '~e 5 verwendet werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreten des maximale,". Ab'^stwertes in der ausgewählten Zeile in die dieser Zeile zugeordnete Codestelle ein zur vierten Codestelle inverses Binärzeichen gesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Codestelle der mittleren Zeile bzw. Codestelle zugeordnet wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastsignal der ersten Zeile des Rasters als Startsignal für die Abtastung der folgenden Zeilen verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen in der zweiten bis vierten Zeile für die Ziffern signifikant sind.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Codierung dem minimalen Abtastwert das eine Binärzeichen, z. B. die logische »0« und alien anderen Abtastwerten das andere Binärzeichen, z. B. die »1«, zugeordnet wird.

9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Transportvorrichtung für Oie Aufzeichnungsträger, einer an dieser Transportvorrichtung angeordneten lichtelektrischen Abtastvorrichtung und einer an dieser Abtastvorrichtung angeschlossenen Auswertevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung eine Schlitzblende für die selektive Erfassung je einer gesamten Zeile des Rasters durch eine die jeweilige Zeile integral ausmessende Photozellenanordnung mit einem einzigen Ausgang aufweist, wobei die Auswertevorrichturig die von der Abtastvorrichtung eingespeisten Signale nach einzelnen Schriftzeichen und innerhalb dieser ihrer Größe nach trennt und codiert

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung über einen Verstärker (13) parallel an einen ersten, zweiten und dritten Schwellenwertverstärker (15, 16, 17) angeschaltet ist, wobei der erste Schwellenwertverstärker (15) auf jedes Abtastsignal anspricht,

ίο der zweite Schwellenwertverstärker (16) nur auf Abtastsignale, die von Zeilen mit zwei oder mehr Markierungen erzeugt werden, anspricht und der dritte Schwellenwertverstärker (17) nur auf Abtastsignale, die von Zeilen mit vier Markierungen erzeugt werden, anspricht, daß der erste Schwellenwertverstärker infolge des ersten von einer Ziffer erzeugten Abtastsignals ein Zeitglied (21) auslöst, welches dadurch einen ersten Flip-Flop (23) und einen zweiten Flip-Flop (26) die die Dauer eines Abtastzyklusses freigibt, daß der erste und zweite Flip-Flop als Impulsuntersetzer arbeiten, daß der erste Flip-Flop durch den ersten Schwellenwertverstärker und der zweite Flip-Flop durch den ersten Flip-Flop angesteuert sind, daß durch die aufeinanderfolgenden Zustandskombinationen des ersten und zweiten Flip-Flops über eine logische Verknüpfungseinheit (29) nacheinander ein dritter Flip-Flop (38) zur Aufnahme der Information der zweiten Zeile über den zweiten Schwellenwertverstärker, ein

JO vierter und ein sechster Flip-Flop (39 bzw. 41) zur Aufnahme der Information der dritten Zeile über den zweiten bzw. den dritten Schwellenwertverstärker und ein fünfter Flip-Flop (40) zur Aufnahme der Information der vierten Zeile über den zweiten

J5 Schwellenwertverstärker freigegeben und wieder gesperrt werden, und daß der vierte Flip-Flop vom sechsten Flip-Flop zurückgestellt wird, wenn der sechste Flip-Flop getastet wird, so daß nach dem Einlesen der vierten Zeile die im dritten, vierten,

•fo fünften und sechsten Flip-Flop vorhandene Information ein binäres Abbild des abgetasteten Schriftzeichen darstellt