DE2038054A1

DE2038054A1 - Method and device for setting threshold values in automatic character recognition

Info

Publication number: DE2038054A1
Application number: DE19702038054
Authority: DE
Inventors: Hall Richard Elliott; Segar Lawrence Peter
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-08-01
Filing date: 1970-07-31
Publication date: 1971-02-04
Also published as: FR2057695A5; CA930865A; GB1280915A; DE2038054B2; DE2038054C3

Description

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IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH IBM Germany Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH

Böblingen, aen 30. Juli 1970 bt-rzBoeblingen, on July 30, 1970 bt-rz

Anmelderin: International Business MachinesApplicant: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10Corporation, Armonk, N.Y. 10

Amtliches Aktenzeichen: Meuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: Docket RO 969 004Official file number: Meuanmeldung file number of the applicant: Docket RO 969 004

Verfahren und Vorrichtung zur Schwellwerteinstellung bei ger automatischen Zeichenerkennung Method and device for setting the threshold value in automatic character recognition

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schwellwerteinstellung in einer Maschine zur automatischen Zeichenerkennung mit paralleler Abtastung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for setting the threshold value in a machine for automatic character recognition with parallel scanning and a device for performing this Procedure.

Es ist eine größere Anzahl von Seichenerkennungsmaschinen insbesondere optischer Art bekannt, bei denen der Schwellwert, mit dem das Videosignal verglichen wird, um so festzustellen, ob es sich um ein Bild- oder Hintergrundsignal handelt, automatisch verändert wird. So ist beispielsweise in der USA-PatentschriftThere are a greater number of code recognition engines in particular optical type known, in which the threshold value with which the video signal is compared in order to determine whether it a picture or background signal is automatically changed. For example, in the United States patent

2 943 208 für eine mit serieller Abtastung arbeitende Maschine zur automatischen Zeichenerkennung ein Verfahren beschrieben, bei dem einzelne Teilflächen des sich bewegenden Aufzeichnungsträgers nacheinander mittels einer rotierenden geschlitzten Scheibe und eines Sekundärelektronenvervielfachers abgetastet werden. Der Schwellwert für jedes Videosignal wird dabei automatisch in Abhängigkeit vom Maximum, welches das vorhergehende Videosignal aufwies, eingestellt. In der USA-Patentschrift2 943 208 describes a method for a machine working with serial scanning for automatic character recognition, in which the individual partial areas of the moving recording medium are slotted one after the other by means of a rotating Disc and a secondary electron multiplier are scanned. The threshold value for each video signal is set automatically depending on the maximum that the previous video signal had. In the USA patent

3 417 372 ist dagegen ein anderes Verfahren beschrieben. Bei paralleler Abtastung mittels einer zweidimensionalen Anordnung von Bildwandlern wird das Videosignal eines Bildwandlers dann als Bildinformation enthaltend definiert, wenn es größer ist als der Durchschnittswert der Videosignale, die von den benachbarten Bildwandlern abgegeben werden.3 417 372, however, another method is described. With parallel scanning by means of a two-dimensional arrangement Image converters define the video signal from an image converter as containing image information if it is greater than the average value of the video signals output from the neighboring imagers.

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Beide Verfahren weisen jedoch gewisse Nachteile auf. So wirkt sich beispielsweise beim zuerst beschriebenen Verfahren ein im Verlauf der Abtastung auftretendes, besonders großes Videosignal dahingehend aus, daß nachfolgende Videosignale - obwohl sie Bildinformation enthalten - nicht als informationstragend erkannt werden. Obgleich das an zweiter Stelle beschriebene Verfahren demgegenüber schon eine Weiterentwicklung darstellt, sind durch die einfache Abhängigkeit des Schwellwerts vom Durchschnittswert der von den benachbarten Bildwandlern abgegebenen Videosignale Fehlermöglichkeiten gegeben.However, both methods have certain disadvantages. For example, in the method described first, an im has an effect Particularly large video signal that occurs during the scanning process to the effect that the following video signals - although they Contain image information - not recognized as carrying information. Although the second described procedure on the other hand already represents a further development, are due to the simple dependence of the threshold value on the average value The video signals emitted by the neighboring image converters are likely to cause errors.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren zu schaffen, welches die Nachteile der genannten und beschriebenen Verfahren vermeidet.The object of the present invention is now to create a method which has the disadvantages of those mentioned and described Procedure avoids.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Schwellwert für jeden Abtastkanal direkt proportional zum größtem der in mindestens zwei Nachbarkanälen auftretenden Signale eingestellt wird, und daß bei Auftreten einer einen vorgebbarea Betrag überschreitenden Differenz der Schwellwerte zweier benachbarter Kanäle der niedrigere Schwellwert erhöht wird.This object is achieved in that the threshold value for each scanning channel is set in direct proportion to the largest of the signals occurring in at least two adjacent channels, and that the lower threshold value is increased when a difference in the threshold values of two adjacent channels occurs which exceeds a predeterminable amount.

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß für einen vorgebbaren Bereich ein für alle Kanäle gemeinsamer Mindestschwellwert eingestellt wird, der einen fest vorgebbaren, bereichsunabhängigen unteren Grenzwert besitzt' und in Abhängigkeit vom größten für alle Kanäle ermittelten Signal erhöht wird.An advantageous further development of this method is characterized in that one for all channels for a predeterminable area common minimum threshold is set, which has a fixed, range-independent lower limit value ' and is increased as a function of the largest signal determined for all channels.

Hierdurch wird insbesondere für eindimensionale parallele Abtastung eine Möglichkeit aufgezeigt, bei der die Schwellwerte für jeden der parallelen Kanäle dynamisch festgelegt werden. Dadurch sind die elektrischen Ausgangssigaale der Äbtastvorrichtung invariant in bezug auf mangelhafte ^eiehea auf dem Aufzeichnungsträger, wobei diese Mingel z.B. Variationen der Strichstärke oder des Kontrastes _t Schattenbilctaagen, Lücken, ausgefüllte Zeichen oder Unsauberkeiten sein können. Docket BO 969 004 009888/1843This shows a possibility, in particular for one-dimensional parallel scanning, in which the threshold values for each of the parallel channels are defined dynamically. As a result, the electrical output signals of the scanning device are invariant with regard to defective eiehea on the recording medium, these flaws being, for example, variations in the line thickness or the contrast _t shadow areas, gaps, filled-in characters or imperfections . Docket BO 969 004 009888/1843

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Patentansprüchen, Einzelheiten der nachfolgenden, ins Detail gehenden Beschreibung sowie den zugehörigen Zeichnungen zu entnehmen. Auf den Zeichnungen zeigt:Further features of the invention are the claims, details can be found in the following detailed description and the associated drawings. On the drawings shows:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Einrichtung zur Zeichenerkennung, in der die Erfindung Verwendung finden kann,1 shows the schematic representation of a device for character recognition in which the invention is used can,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils der in Fig. 1 gezeigten Anordnung und einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,FIG. 2 shows a schematic representation of part of the circuit shown in FIG. 1 shown arrangement and a device for performing the method according to the invention,

Fig. 3 eine elektrische Schaltung» die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann,3 shows an electrical circuit which can be used to carry out the method according to the invention,

Fig. 4 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Schwellwertes eines Kanals von den seiner Nachbarkanäle zeigt,4 is a diagram showing the dependency of the threshold value of a canal from that of its neighboring canals,

Fig. 5 ein Diagramm, welches die Veränderung des Schwellwertes in Abhängigkeit von Änderungen der Druckqualität zeigt, und5 is a diagram showing the change in the threshold value shows depending on changes in print quality, and

Fig. 6 ein Diagramm, das die Änderung des Schwellwertes bei einem ausgefüllten Zeichen zeigt.6 is a diagram showing the change in the threshold value for a filled character.

In der nachfolgenden Beschreibung soll zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Ausführungsform zur Durchführung dieses Verfahrens detailliert beschrieben werden. In Fig. 1 ist schematisch eine Anordnung zur automatischen Zeichenerkennung dargestellt. Ein Aufzeichnungsträger 10 mit den aufgedruckten Zeichen 12 bewegt sich unterhalb eines Abtasters 14 in horizontaler Richtung entsprechend dem Pfeil 16. Es sei angenommen, daß der Aufzeichnungsträger schwarze Zeichen auf weißer Oberfläche besitzt.In the following description is intended to explain the invention Method, one embodiment for implementation this procedure will be described in detail. In Fig. 1 is an arrangement for automatic character recognition is shown schematically. A recording medium 10 with the printed Character 12 moves below a scanner 14 in the horizontal direction according to the arrow 16. It is assumed that the recording medium black characters on a white surface owns.

Der Abtaster 14 schließt ein Paar hochintensiver Lampen 18 und Docket RO 969 004 00988 67 1649 The scanner 14 includes a pair of high intensity lamps 18 and Docket RO 969 004 00988 67 1649

-A--A-

20 mit zugehörigen Lichtleitern 22 und 24 ein, die das starke Licht auf einen relativ schmalen vertikalen Streifen auf dem Aufzeichnungsträger 10 übertragen. Das vom Aufzeichnungsträger 10 remittierte Licht wird durch eine Linse 26 auf eine vertikal verlaufende Reihe 28 von Photodioden fokussiert. Selbstverständlich können statt der Photodioden auch Phototransistoren, Sekundärelektronenvervielfacher, Photoleiter usw. benutzt werden. In einer bevorzugten Ausfuhrungsform werden 72 Photodioden, die über ein 72-Leiter-Kabel 30 mit dem Videosystem 32 verbunden sind, verwendet. Sobald sich der Aufzeichnungsträger 10 in Richtung des Pfeiles 16 unter dem Abtaster 14 bewegt, wird jeweils ein scnmaler Streifen des Aufzeichnungsträgers vom Abtaster erfaßt. Dieser vertikale Streifen wird durch die Optik 26 auf die Photodiode η anordnung 28 abgebildet. Das Videosystem 32 enthält den Schwellwertfunktionsgenerator, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht und digitalisiert die analogen Videosignale der Photodioden 28. Jede dieser Dioden tastet auf dem Aufzeichnungsträger in vertikaler Richtung einen Bereich von 0,125 mm ab. Die Zeitsteuerung der Dioden erfolgt in der Weise, daß der Aufzeichnungsträger auch in horizontaler Richtung in Abständen von jeweils 0,125 mm abgetastet wird.20 with associated light guides 22 and 24, the strong Light onto a relatively narrow vertical strip on the record carrier 10 transferred. That from the recording medium 10 Remitted light is focused through a lens 26 onto a vertically extending row 28 of photodiodes. Of course instead of photodiodes, phototransistors, secondary electron multipliers, Photoconductors, etc. can be used. In a preferred embodiment, 72 photodiodes that have a 72-conductor cable 30 is connected to the video system 32, used. As soon as the recording medium 10 is in the direction of the arrow 16 moves under the scanner 14, a narrow strip of the recording medium is detected by the scanner. This vertical stripe is applied by the optics 26 to the photodiode η arrangement 28 shown. The video system 32 contains the threshold function generator upon which the present invention is based obtains and digitizes the analog video signals of the Photodiodes 28. Each of these diodes scans on the record carrier a range of 0.125 mm in the vertical direction. The timing of the diodes takes place in such a way that the record carrier is also scanned in the horizontal direction at intervals of 0.125 mm.

Die digitalen Ausgangssignale des Videosystems 32 werden über das 32-Leiter-Kabel 34 in eine konventionelle Erkennungseinheit 36 übertragen, deren Ausgangssignal wiederum direkt das erkannte Zeichen angibt. Dieses Zeichen kann dann beispielsweise in eine zentrale Datenverarbeitungseinheit 38 zur Speicherung; weiteren Verarbeitung oder zum Ausdrucken übertragen werden. .The digital output signals of the video system 32 are via the 32-conductor cable 34 is transferred to a conventional detection unit 36, the output signal of which in turn detected this directly Sign indicating. This character can then for example in a central data processing unit 38 for storage; further Processing or transferring for printing. .

Fig. 2 zeigt detaillierter die Anordnung des Abtasters 14 und des angeschlossenen Videosystems 32. Obwohl vorhin erläutert wurde, daß bei der in Fig. 1 gezeigten Abtasteranordnung 72 Photodioden, d.h. 72 nebeneinanderliegende Kanäle, zur Abtastung verwendet werden, sind in Fig. 2 nur vier dieser lichtempfindlichen Elemente 28 (C bis C.) dargestellt. Das Ausgangssignal jeder dieser Photodioden wird auf einen zugehörigen Verstärker A bis A. übertragen. Die von diesen Verstärkern abgegebenenFig. 2 shows in more detail the arrangement of the scanner 14 and the connected video system 32. Although explained earlier It has been found that in the scanner arrangement shown in Fig. 1, 72 photodiodes, i.e. 72 adjacent channels, are used for scanning are used, only four of these are photosensitive in Fig. 2 Elements 28 (C through C.) shown. The output signal Each of these photodiodes is transmitted to an associated amplifier A to A. The ones emitted by these amplifiers

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analogen Ausgangsspannungen e bis e. sind ein direktes Haß für die auf die entsprechende Photodiode auftreffende Lichtmenge. Wenn der abgetastete Aufzeichnungsträger keine aufgedruckte Information enthalt - d.h. weiß ist - geben diese Ausgangssignale quasi den Remissionsgrad des unbedruckten Aufzeichnungsträgers wieder. Bei Variation des Remissionsgrades des Aufzeichnungsträgers verwendet man vorteilhafterweise Verstärker, deren Ausgangssignal dem Kontrast zwischen Hintergrund und Zeichen entspricht. analog output voltages e to e. are a direct hatred for the amount of light incident on the corresponding photodiode. If the scanned recording medium has no printed information contains - i.e. is white - give these output signals quasi the degree of remission of the unprinted recording medium again. When the degree of remission of the recording medium varies it is advantageous to use amplifiers whose output signal corresponds to the contrast between the background and the characters.

Jede der analogen Ausgangsspannungen e bis e. wird auf einen Eingang des entsprechenden von vier Vergleichern D bis D. gegeben. Weiterhin gelangen die analogen Spannungen e bis e. zum Schwellwertgenerator 42, der über seine Ausgangsleitungen 11 bis 14 den jeweils passenden Schwellwert auf die vier Vergleicher D bis D. überträgt. Die Ausgangssignale h. bis h dieser Vergleicher geben nun in digitaler Form an, ob der von der zugehörigen Photodiode C bis C. abgetastete Bereich des Aufzeichnungsträgers 10 mit Bildinformation versehen ist. Diese digitalen Signale h bis h. werden, wie in Fig. 1 gezeigt, in die Erkennungseinheit 36 übertragen.Each of the analog output voltages e to e. is applied to an input of the corresponding one of four comparators D to D. In addition, the analog voltages e to e. to the threshold value generator 42, which transmits the appropriate threshold value to the four comparators D to D. via its output lines 11 to 14. The output signals h. to h of these comparators now indicate in digital form whether the area of the recording medium 10 scanned by the associated photodiode C to C. is provided with image information. These digital signals h to h. are, as shown in FIG. 1, transmitted to the recognition unit 36.

Der Schwellwertgenerator 42 dient zur Erzeugung der Schwellwerte f bis f., die auf die Vergleicher D bis D. gegeben werden, so daß die Ausgangssignale h bis h. unabhängig von Defekten der zu lesenden Zeichen sind. Im Zusammenhang mit Fig. 3 wird näher erläutert werden, wie die Erzeugung dieser Schwellwerte (Referenzpegel) f bis f. erfolgt. Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß die Verstärker A bis A. bei Auftreten von Bildinformation größere Ausgangsspannungen haben als bei Abtastung des Hintergrundes eines zu lesenden Aufzeichnungsträgers.The threshold value generator 42 is used to generate the threshold values f to f., which are given to the comparators D to D., so that the output signals h to h. regardless of defects of the characters to be read. In connection with FIG. 3, it will be explained in more detail how these threshold values are generated (Reference level) f to f. Takes place. It should also be pointed out that the amplifiers A to A. When image information occurs have higher output voltages than when scanning the background of a recording medium to be read.

In Fig. 3 ist nun genauer der Schwellwertgenerator 42 dargestellt. Zur Erläuterung der Funktion erscheint es ausreichend, nur einige wenige der Stufen, die jedem Kanal zugeordnet sind zu erläutern. Demnach gehört zu .den in Fig. 1 gezeigten Abtastern ein Schwellwertgenerator mit 72 Stufen, die folgendermaßen beDocke t RO 969 004 009886/1649In Fig. 3, the threshold value generator 42 is now shown in more detail. To explain the function, it seems sufficient to just mention a few of the levels that are assigned to each channel to explain. Accordingly, one of the scanners shown in FIG a threshold value generator with 72 levels, which is docked as follows: RO 969 004 009886/1649

zeichnet: werden sollen: Stufe O, 1, 2, 3 ... i-1, i, i+1 ... n-1, n; in diesem Falle ist η = 71.draws: should be: level O, 1, 2, 3 ... i-1, i, i + 1 ... n-1, n; in this case η = 71.

In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform werden die analogen Ausgangssignale e der Verstärker A der jeweils vier benachbarten Kanäle über Dioden k auf einen Summierpunkt 46 übertragen, der wiederum mit einem Widerstandsnetzwerk 48 verbunden ist. Zwischen jedem Punkt 46 und einem Leiter 50 des Widerstandsnetzwerks befindet sich ein Spannungsteiler aus den Widerständen R und R,. Der Leiter 50 ist an eine konstante Referenzspannungsquelle angeschlossen. Zwischen den Summierpunkten 46 und einem weiteren Leiter 52 befindet sich jeweils eine Diode 1. Der Leiter 52 ist an eine Schaltung angeschlossen, die die für alle Kanäle gemeinsame Mindestschwellwertspannung V , erzeugt. Die für jede StufeIn the embodiment shown in FIG. 3, the analog Output signals e of the amplifiers A of the four adjacent channels are transmitted via diodes k to a summing point 46, which is in turn connected to a resistor network 48. Located between each point 46 and a conductor 50 of the resistor network a voltage divider from the resistors R and R ,. The conductor 50 is connected to a constant reference voltage source. Between the summing points 46 and a further conductor 52 there is a diode 1 in each case. The conductor 52 is connected to a circuit which generates the minimum threshold voltage V, common to all channels. The one for each level

minmin

speziell bestimmte Schwellwertspannung f wird, über einen sich zwischen den beiden Spannungsteilerwiderständen R und R, befindlichen Abgriff auf dem Netzwerk abgegriffen.specially determined threshold voltage f, over a itself between the two voltage divider resistors R and R located Tap tapped on the network.

Im folgenden soll nun die Erzeugung der Schwellwertspannung (Referenzspannung) f, für den i-ten Kanal der Anordnung bet tet werden. Hierbei sind drei Fälle zu unterscheiden:In the following, the generation of the threshold voltage (reference voltage) f, for the i-th channel of the arrangement bet be switched. There are three different cases:

Der erste Fall tritt auf, sobald in einem der vier nächstliegenden Kanäle ein Bildinformation anzeigendes Signal (Schwarz-Signal) auftritt, d.h. wenn einer der Kanäle e. _2# ^β4_ι/ ^ei+i' e_i+2 ein Bildsignal registriert. Selbstverständlich kann statt der vier Kanäle auch eine größere oder kleinere Anzahl gewählt werden. Es ist nun zu sehen, daß die am Punkt 46i auftretende Spannung V. die größte der über die vier Anschlüsse der benach— harten Kanäle eingespeisten Spannungen - abzüglich des an der Diode k auftretenden Spannungsabfalls - ist. Es soll nochmals erwähnt werden, daß Ausgangssignale e, die von mit Bildinformationen versehenen Teiloberflächen des Aufzeichnungsträgers . stammen, größer sind als die Spannungen e, deren zugehörige Photodioden den Hintergrund abtasten. In diesem ersten Fall bestimmt sich die Schwellwertspannung nach folgender FormelThe first case occurs as soon as a signal indicating image information (black signal) occurs in one of the four closest channels, ie when one of the channels e. _{2 #} ^β 4_ι / ^e i + i 'e _{i + 2} registered an image signal. Of course, a larger or smaller number can be selected instead of the four channels. It can now be seen that the voltage V occurring at point 46i is the greatest of the voltages fed in via the four connections of the adjacent channels - minus the voltage drop occurring at diode k. It should be mentioned again that output signals e, which are provided with image information partial surfaces of the recording medium. originate are greater than the voltages e whose associated photodiodes scan the background. In this first case, the threshold voltage is determined using the following formula

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^VREF' ^V REF '

Die Spannung V_.,,_ und die Werte der Widerstände R und R, werdenThe voltage V _. ,, _ and the values of the resistors R and R, become

IUiC a DIUiC a D

zweckentsprechend gewählt, wobei darauf hingewiesen werden soll, daß das Verhältnis der beiden Widerstände zueinander abhängig ist von der übertragungsfunktion der benutzten Verstärker A.chosen appropriately, whereby it should be pointed out that that the ratio of the two resistors to each other depends on the transfer function of the amplifier A.

Der zweite Fall tritt ein, sobald die Schwellwertspannung f^ kleiner wird als der Minimalpegel V_miR. Dies bedeutet, daß die Spannung V größer ist als die Spannung V., so daß die Diode 1. leitend wird. Die Schwellwertspannung berechnet sich dann nach der FormelThe second case occurs as soon as the threshold voltage f ^ becomes smaller than the minimum level V _miR . This means that the voltage V is greater than the voltage V., so that the diode 1. becomes conductive. The threshold voltage is then calculated using the formula

R.R.

f = V = (V -V ) —-=— ¹I min ¹I REF^; R₃ ⁺Rj₃ f = V = (V -V) - - = - ¹ I min ¹ I REF ^; R ₃ ⁺ Rj ₃

Der dritte der drei oben erwähnten Fälle tritt ein, wenn die Spannung V an einer benachbarten Verbindungsstelle 46 die Spannung V an der betrachteten Verbindungsstelle übersteigt. So kann beispielsweise bei Betrachtung der Spannung V. die Spannung V oder die Spannung V. an den entsprechenden Verbindungspunkten 46 größer als die Spannung V sein. In einem solchen Falle fließt über einen der Verbindungswiderstände R ein Strom, der bewirkt, daß die Spannung V. größer ist als die größte der in Stufe i eingegebenen Spannungen. Ein solcher Verbindungswiderstand R befindet sich zwischen jeweils zwei Verbindungspunkten 46. Der Anstieg der jeweiligen Spannung V wird durch die Größe der Widerstände R bestimmt.The third of the three above-mentioned cases occurs when the voltage V at an adjacent junction 46 is the Voltage exceeds V at the connection point under consideration. For example, when considering the voltage V. the voltage V or the voltage V. at the corresponding connection points 46 may be greater than the voltage V. In such a Case flows through one of the connection resistors R, a current that causes the voltage V. is greater than the largest of the voltages entered in stage i. Such a connection resistance R is located between two connection points 46 in each case. The rise in the respective voltage V is determined by the size of the resistors R is determined.

Die Anordnung und Funktion derartiger Leiter-Widerstandsnetzwerke ist bekannt. Es sei jedoch auf eine Besonderheit des hier vorliegenden Netzwerkes hingewiesen. Während üblicherweise ein solches Leiternetzwerk an beiden Enden abgeschlossen ist, befindet sich im vorliegenden Falle zwischen den Punkten 46» und 46 . ->;.^:- ;■/;, i· - · -- O η The arrangement and function of such conductor-resistor networks is known. However, a special feature of the present network should be pointed out. While such a conductor network is usually terminated at both ends, in the present case it is located between points 46 »and 46 . ->;. ^: -; ■ /;, i · - · - O η

ebenfalls ein Verbindungswiderstand R . Außerdem sind diese bei-also a connection resistor R. In addition, these are both

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den äußeren Punkte über Dioden k mit zwei der Verstärkerausgänge der entgegengesetzt gelegenen Kanäle verknüpft,, üblicherweise ist nämlich die Höhe eines Zeichens geringer als die Länge der Reihe von Photodioden 28 und das Zeichen auf die Mitte des Abtasters ausgerichtet, so daß die vier oder fünf Kanäle am Ende der Diodenreihe den Hintergrund des Aufzeichnungsträgers abtasten. Durch Schließen des Netzwerks 48 erscheint demnach der Schwellwertgenerator 42 unendlich lang.the outer points via diodes k with two of the amplifier outputs linked to the opposite channels, usually namely, the height of a character is less than the length of the row of photodiodes 28 and the character on the center of the The scanner is aligned so that the four or five channels at the end of the row of diodes are the background of the record carrier scan. By closing the network 48, the threshold value generator 42 appears to be infinitely long.

Die Mindestschwellwertspannung V . , die die einzelnen Schwellwertspannungen f. niemals unterschreiten sollen, wird durch einen Spitzenwertdetektor 56 erzeugt. Diese Schaltung 56 erzeugt einen konstanten Wert V . , sobald der Kontrast zwischen einem Zeichen und dem Aufzeichnungsträger einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet. Sobald jedoch dieser vorgegebene Wert überschritten wird, so erfolgt eine Anhebung d.h. Vergrößerung der Spannung V .. Um dies zu erreichen, sind die SummierpunkteThe minimum threshold voltage V. showing the individual threshold voltages f. should never fall below, is generated by a peak value detector 56. This circuit 56 produces a constant V value. as soon as the contrast between a character and the recording medium does not exceed a predetermined value. However, as soon as this predetermined value is exceeded, there is an increase, i.e. an increase in the voltage V .. To achieve this, the summing points

46_Λ ... 46, ... 46 über Dioden hu, ... m. ... m miteinander ο i η υ ι η46 _Λ ... 46, ... 46 via diodes hu, ... m. ... m with each other ο i η υ ι η

verknüpft. Die am Verknüpfungspunkt 58 auftretende Spannung entspricht der maximalen an einem der Verknüpfungspunkte 46 auftretenden Spannungen abzüglich des Spannungsabfalls über die zugehörige Diode. Diese Spannung wird auf die Basis des Transistors 60 übertragen, der über den Widerstand 66 den Kondensator 64 auflädt. Die Entladezeit dieses Kondensators wird durch die Parallelschaltung des Widerstandes R68 mit den Widerständen R7O, R72 und des Potentiometers R78 bestimmt. Mittels des Potentiometers R78, welches klein relativ zu den Widerständen R7O und R72 ist, wird die Zeitkonstante des Kreises so gewählt, daß die durch Schattenbildung oder Druckfarbenspritzer hervorgerufenen Effekte keinen Einfluß haben. Zwischen den Ausgang dieses Kreises und den Leiter 52 des Widerstandsnetzwerks ist ein Verstärker 82 geschaltet, der nur einen Teil der am Punkt 76 auftretenden Spannung V76 am Punkt 84 (Spannung V ) erhält. Der Bruchteil der Spannung ist durch das Verhältnis des Widerstands R72 zur Summe der Widerstände R7O und R72 bestimmt. Das Potentiometer R78 wird so eingestellt, daß die für den gewünschten Mindestechwellwert auf Leitung 52 erforderliche Spannung V fürconnected. The voltage occurring at node 58 corresponds to the maximum at one of the nodes 46 occurring voltages minus the voltage drop across the associated diode. This tension is based on the Transfer transistor 60, which charges the capacitor 64 via the resistor 66. The discharge time of this capacitor will by connecting resistor R68 in parallel with the resistors R7O, R72 and the potentiometer R78. Using the potentiometer R78, which is small relative to the resistors R7O and R72, the time constant of the circle will be like this chosen so that the effects caused by the formation of shadows or ink splashes have no influence. Between the exit This circuit and the conductor 52 of the resistor network, an amplifier 82 is connected, which only a part of the occurring at point 76 Receives voltage V76 at point 84 (voltage V). The fraction of the voltage is due to the ratio of the resistance R72 is determined as the sum of the resistances R7O and R72. The potentiometer R78 is set in such a way that the for the desired Minimum threshold value on line 52 required voltage V for

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Aufzeichnungsträger mit normalem und geringem Kontrast erreicht wird. .Reached recording media with normal and low contrast will. .

Sobald am Punkt 58 der Schaltung 56 eine Spannung auftritt, die einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird über den Transistor 60 der Kondensator 64 aufgeladen. Dadurch vergrößert sich auch die Eingangsspannung V für den Verstärker 82 am Punkt 84. Die dadurch steigende Ausgangsspannung V , die auch gleichzeitig auf Leitung 52 auftritt, bewirkt eine Erhöhung des Mindest-As soon as a voltage occurs at point 58 of circuit 56 which exceeds a predetermined value, the transistor 60 the capacitor 64 is charged. This also increases the input voltage V for the amplifier 82 at point 84. The the resulting rising output voltage V, which also occurs simultaneously on line 52, causes an increase in the minimum

schwellwerts V , . Dieser Fall tritt also nur dann ein, wenn über minthreshold value V,. This case only occurs when over min

dem normalen Wert liegende Kontraste auftreten.Contrasts that are more than normal occur.

Mit Hilfe des in Fig. 4 dargestellten Diagramms soll noch einmal die Funktion des Schwellwertgenerators erläutert werden. Auf der X-Achse sind 17 Kanäle aufgetragen, während auf der Y-Achse Spannungen in Volt erscheinen. Auf dem Diagramm sind die Ausgangsspannungen e der Verstärker A, die Schwellwerte (Referenzpegel) f, der Mindestschwellwert V und der Weiß-Pegel für den Hintergrund des abzutastenden Aufzeichnungsträgers, Es sei vorausgesetzt, daß der Wert V . konstant sei, was für normale oder geringe Kontraste vorgesehen war.With the aid of the diagram shown in FIG. 4, the function of the threshold value generator is to be explained again. On the 17 channels are plotted on the X axis, while voltages appear in volts on the Y axis. On the diagram are the output voltages e the amplifier A, the threshold values (reference level) f, the minimum threshold value V and the white level for the Background of the recording medium to be scanned, it is assumed that that the value V. what was intended for normal or low contrasts is constant.

Wie im Diagramm deutlich sichtbar, wird von den Photodioden der Kanäle -1, O und +1 eine schwarze Linie auf dem Aufzeichnungsträger abgetastet. Entsprechend geben die zugehörigen Verstärkerausgänge die drei sehr großen Signale e₊₁» e_Q und e ab. Da die anderen Kanäle den Hintergrund des Aufzeichnungsträgers abtasten, liegen die Werte der ihnen zugehörigen Verstärkerausgänge auf dem Weiß-Pegel. Infolge des Aufbaus des Schwellwerterzeugers befinden sich nun jedoch nicht nur die Schwellwerte der Kanäle -1, 0 und +1 auf dem durch die Gerade 86 dargestellten maximalen Schwellwert (schwarz) sondern auch noch die Schwellwerte der Kanäle -3, -2, +2 und +3.As clearly visible in the diagram, a black line is scanned on the recording medium by the photodiodes of channels -1, O and +1. Correspondingly, the associated amplifier outputs emit the three very large signals e ₊₁ »e _Q and e. Since the other channels scan the background of the recording medium, the values of the amplifier outputs associated with them are at the white level. As a result of the structure of the threshold value generator, however, not only are the threshold values of channels -1, 0 and +1 on the maximum threshold value (black) represented by straight line 86, but also the threshold values of channels -3, -2, +2 and +3.

Infolge der Verbindungswiderstände R fällt für die weiter außen liegenden Kanäle die Schwellwertspannung nun nicht sofort auf ^Vmin ³^' ^{sondern es} gelten für die Kanäle -5, -4, +4 und +5 ' Docket RO 969 004 0 0 9 8 8 6/1649As a result of the connection resistances R, the threshold voltage does not fall immediately to ^V min ³ ^ ' ^{for the channels further out, but rather} applies to channels -5, -4, +4 and +5' Docket RO 969 004 0 0 9 8 8 6 / 1649

Zwischenwerte, so daß ein stetiger Abfall des Schwellwerts sichergestellt ist. Dadurch wird vermieden, daß in der Nähe der Zeichen auftretende Fehler wie beispielsweise Farbspritzer oder Druckschatten zu Signalen führen, die als Bildinformation gedeutet werden. Durch die Widerstände R wird der Schwellwert eines Kanals sodann angehoben, wenn ein benachbarter Kanal einen um über 20 % größeren Schwellwert aufweist. Dabei wird jedoch keinesfalls der höhere Schwellwert erniedrigt. Es soll nochmals darauf hingewiesen werden, daß der durch Gerade 88 dargestellte Wert V . durch höhere Schwellwerte einzelner oder mehreren Kanäle nicht verändert werden kann, sondern nur durch den Spitzenwertdetektorkreis 56, der bei Auftreten sehr hoher Kontraste eine Erhoung des Mindestschwel lwerts durchführt.Intermediate values, so that a steady decrease in the threshold value is ensured is. This avoids defects in the vicinity of the characters, such as paint splashes or printing shadows lead to signals that are interpreted as image information. The threshold value of a channel is then set by the resistors R raised if an adjacent channel has a threshold value that is more than 20% higher. However, this is by no means the higher Threshold lowered. It should be pointed out again, that the value V represented by straight line 88. not changed by higher threshold values of single or multiple channels can be, but only through the peak detector circuit 56, which increases the minimum threshold when very high contrasts occur lwerts.

In Fig. 5 ist der Verlauf des Schwelliferts (Referenzpegel) für den Fall dargestellt, wenn die Photodiode^ eine lange vertikale Linie abtasten, deren Schwärzungsgrad von tiefschwarz nach grau abnimmt. Wie dargestellt, tasten die Photodioden der Kanäle -5 bis +5 diesen schwarzen Balken ab, wobei Kanal -5 sich an der schwärzesten Stella dsr Linie befindet. Demnach werden auch die Kanäle -7, -6, -4 und -3 als die jeweils benachbarten auf dem durch Gerade 92 dargestellten maximalen Schwellwert gehalten.In Fig. 5 the course of the Schwellifert (reference level) for illustrated the case when the photodiode ^ scan a long vertical line, the degree of blackening from deep black to gray decreases. As shown, the photodiodes of channels -5 to +5 scan this black bar, with channel -5 next to the blackest Stella dsr line is located. Accordingly, channels -7, -6, -4 and -3 are also considered to be the adjacent ones on the maximum threshold value represented by straight line 92 is held.

Vom Kanal -3 ausgehend bis zum Kanal +5 verläuft der Schwellwert, wie durch die geneigte Gerade 94 dargestellt ist, zwischen dem maximalen Schwellwert (92) und dem Minimalschwellwert V .Starting from channel -3 to channel +5, the threshold value runs between, as shown by the inclined straight line 94 the maximum threshold (92) and the minimum threshold V.

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Wie bei Betrachtung der mit "Verstärkerausgang" bezeichneten geneigten Geraden erkennbar ist, ist durch die Abnahme des Schwellwerts eine eindeutige Erkennung auch in den Bereichen der Kanäle +3, +4 und +5 gewährleistet.As when looking at those labeled "amplifier output" inclined straight lines are recognizable, a clear recognition is also in the areas due to the decrease in the threshold value of channels +3, +4 and +5 guaranteed.

In Fig. 6 schließlich ist gezeigt, auf welefoe Art der Schwellwert geregelt wird, wenn ein Paar vertikaler paralleler Zeichenlinien - wie sie beispielsweise ia einer "8" oder "9" auftreten - abgetastet werden, wenn sich im Zwisctenraraa assek no A eia Färb tupfer befindet. Die Kanäle -4, -3 und -2 tasten öl© eiae? die KästleFinally, FIG. 6 shows the manner in which the threshold value is regulated when a pair of vertical parallel character lines - as they generally occur for example an "8" or "9" - are scanned when there are spots of color in the Zwisctenraraa assek no A eia is located. The channels -4, -3 and -2 keys oil © eiae? the Kästle

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+2, +3 und +4 die andere Linie ab. Durch die Kanäle -1, O und +1 wird die im Zwischenrau» vorhandene Verschmutzung abgefühlt. Infolge der Wirkungsweise des Widerstandsnetzwerks 48 und der beiden Dioden, die jedes der Kanäle -2 und +2 zugeordnet sind, wer* den auch die Schwellwerte f ,, f_Q und f . dieser drei Kanäle auf dem durch die Gerade 96 dargestellten Pegel gehalten, obwohl die Ausgangsspannungen e , e und e weit unterhalb der Verstärkerausgänge derjenigen Kanäle liegen, die eine der beiden schwarzen Linien abtasten. Obwohl nun einerseits die Verstärkerausgänge+2, +3 and +4 down the other line. The soiling in the intermediate space is sensed through channels -1, O and +1. As a result of the operation of the resistor network 48 and the two diodes which are assigned to each of the channels -2 and +2, the threshold values f 1, f _Q and f. these three channels are held at the level shown by the straight line 96, although the output voltages e, e and e are far below the amplifier outputs of those channels which scan one of the two black lines. Although now on the one hand the amplifier outputs der Kanäle -1, O und 4-1 oberhalb des Mindestschwellwerts V .of channels -1, O and 4-1 above the minimum threshold value V.

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andererseits jedoch unterhalb des durch die Gerade 96 dargestellten tatsächlichen Schwellwerts für die betroffenen Kanäle liegen wird, trotz der zwischen beiden schwarzen Linien vorhandenen Verschmutzung» jede der beiden schwarzen Linien als solche erkannt und einzeln gewertet.on the other hand, however, below the actual threshold value represented by the straight line 96 for the channels concerned will lie, in spite of the pollution between the two black lines, "each of the two black lines as such recognized and assessed individually.

Wie aus den drei letzten Figuren und der zugehörigen Beschreibung ersichtlich, erfolgt durch die vorteilhafte Auslegung des Netzwerks und durch die Verbindung der sinzeLnen Netzwerkteile eine dynamische Anpassung des Schwellwerts an die gegebenen Verhältnisse auf dem abzutastenden Dokument.As from the last three figures and the corresponding description As can be seen, the advantageous design of the network and the connection of the individual network parts result in a dynamic adaptation of the threshold value to the given conditions on the document to be scanned.

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Claims

PATENT CLAIMS

A process for Schwellwerteinstellöng in a machine aur automatic character recognition with parallel scanning, characterized in that the threshold value Cf) is directly proportional for each sense channel (i) zwa largest of the signals occurring in at least two adjacent channels Cl-Ic i + 1) (e. e.) is set, and that when a difference between the threshold values (f., f _iJL1! ) of two adjacent channels (i, i + 1) occurs that exceeds a predeterminable amount, the lower threshold value increases

2. The method of claim I, characterized ,, that a common minimum threshold for all channels is set for a predeterminable portion having a fixed predetermined, area independent lower limit value and is increased in dependence VOSA largest © determined for all channel signal "

3. The method according to claim 1, characterized in that the Scanning partially parallel, in particular as line scanning with a moving recording medium "

4. The method according to claim 3, characterized in that the threshold value (f.) For eiaea scanning channel (i) is directly proportional to the largest of the four subsequent channels for di @ (i-2, i-1, i + 1, i + 2 ) is set.

5. The method according to Aasprueh l _f, characterized in that the scanning takes place fully parallel =

6. Device for Darehführiang ä © s method according to claim l "characterized in that @iaea Äö £ g © iefam» g carrier ClO) abtasten.de converter (28) vbms amplifier (Ά) each to © inen first input "/ © n ¥ @ rfI @ id.i @ rselia \ i, uiugeB (D) and

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Threshold generator (42) are connected, and that the outputs of the threshold generator (42) with a second Input each of a comparator circuit (D) are connected.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the threshold value generator (42, Fig. 3) from a number of groups (0 ..., i-1, i, i + 1, ... n) there is that each of these groups initially has a maximum circuit (k), between its output (46) and a fixed voltage source (V) on its tap the threshold voltage (f) for this channel emitting voltage divider (R, R.) is arranged, and that the outputs of the maximum circuits of adjacent groups are connected to one another via an impedance (R).

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the outputs (46) of the maximum circuits (k) of all groups are connected to another maximum switching circuit (m), which is connected to a controllable voltage source (60 to 84) and that the output of this voltage source via an inversely operated maximum circuit (1) is connected to the outputs (46) of all maximum circuits (k).

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