DE2247942A1

DE2247942A1 - Zeichenerkennungsverfahren zur verbesserung der erkennbarkeit gestoerter zeichen

Info

Publication number: DE2247942A1
Application number: DE19722247942
Authority: DE
Inventors: Alfred Cutaia
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1972-09-29
Publication date: 1973-04-05
Also published as: JPS5627910B2; FR2154532B1; FR2154532A1; US3737855A; GB1381970A; JPS4843542A

Description

Böblingeri, 28. September 1972 bt/we-fr

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung _ _Q . ~

Aktenzeichen der Anmelderin: RO 9 70 026

Zeichenerkennungsverfahren zur Verbesserung der Erkennbarkeit gestörter Zeichen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der automatischen Zeichenerkennung, bei dem ein Bereich eines Aufzeichnungsträgers abgetastet und sein Informationsgehalt binär digitalisiert einem Speicher, vorzugsweise einem Schieberegister, zugeführt wird, zur Verbesserung der Erkennbarkeit von gestörten Zeichen.

Die Zuverlässigkeit von Zeichenerkennungssystemeh hängt in großem Maße davon ab, wie weit die aus dem abgetasteten Zeichen gewonnenen Merkmale mit den erwartenden definierten Vergleichsmerkmalen übereinstimmen. Infolge einer Reihe von Einflüssen, auf die der Benutzer solcher Anlagen oftmals keinen Einfluß ausüben kann, korrespondieren die aus dem abgetasteten Zeichen gewonnenen .Zeichenmerkmale nicht in ausreichender Weise mit den Vergleichsmerkmalen. So können beispielsweise von einem Schreibmaschinendurchschlag abgetastete Zeichen viel zu große Strichstärken aufweisen, wozu noch kaum diskriminierbare Zeichenränder kommen« Es ist sogar häufig der Fall, daß sich Ränder benachbarter Zeichen berühren. Ähnlich schwierig ist die Erkennung sehr leicht gedruckter Zeichen, bei denen Zeichenteile für maschinelle Erkennung zu undeutlich sind oder gänzlich fehlen.

Zur Verbesserung der Betriebssicherheit von Zeichenerkennungs-

3098U/0935

maschinen ist es bekannt, bereits vor dem zur Erkennung führenden Vergleich auf die abgetasteten Zeichenmerkmale in der Weise einzuwirken, daß die Zeichenmerkmale den Vergleichsmerkmalen angepaßt werden. Ein Beispiel für eine derartige Anordnung findet sich in der US-Patentschrift 3 196 398. Durch diese bekannte Anordnung wird aus einem Zeichen mit variabler Strichstärke ein durch die Vergleichseinrichtung besser verarbeitbares Zeichenmuster mit kontinuierlicher Linienführung konstanter Strichstärke gewonnen. Das bekannte System ist jedoch nicht in der Lage, eine Reihe von weiteren, bei der maschinellen Zeichenerkennung auftretenden Störungen, wie beispielsweise zu überhaupt keinem Zeichen gehörende Fehlmarkierungen oder Zeichenberührungen, zu verarbeiten.

Zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit von Maschinen zur automatischen Zeichenerkennung hat sich die vorliegende Erfindung die Vermeidung dieser Nachteile zum Ziel gesetzt. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der automatischen Zeichenerkennung, bei dem ein Bereich eines Aufzeichnungsträgers abgetastet und sein Informationsgehalt binär digitalisiert einem Speicher, vorzugsweise einem Schieberegister, zugeführt wird, zur Verbesserung der Erkennbarkeit von gestörten Zeichen gelöst, welches sich dadurch auszeichnet, daß eine Reihe von Grundmerkmalen definiert wird, aus denen sich alle zu erkennenden Zeichen zusammensetzen, daß eine Zelle des Speichers als Entscheidungsstelle X_KJi die einen Bezugspunkt definiert, festgelegt wird, für deren Umgebung die Wahrscheinlichkeit I (Konvergenzwahrscheinlichkeit) , daß nämlich die der Entscheidungsstelle X_RJ benachbarten Speicherzelleninhalte ein Grundmerkmal erfüllen, und die Wahrscheinlichkeit E (Divergenzwahrscheinlichkeit), daß nämlich die der Entscheidungsstelle X₁._T benachbarten Speicherzelleninhalte kein Grundmerkmal erfüllen, bestimmt wird, wobei im ersten Fall vorausgesetzt wird, daß die Entscheidungsstelle X_,_ ein

KJ

Zeichenteil enthält, während im zweiten Fall angenommen wird, die Entscheidungsstelle selbst enthalte kein Zeichenelement, daß in Abhängigkeit vom in der Umgebung der Entscheidungsstelle

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X herrschenden Kontrast Schwellwerte T und T für die Wahrscheinlichkeiten I und E bestimmt v/erden, und daß abhängig von dem Verhältnis der Wahrscheinlichkeiten I bzw. E zu ihren entsprechenden Schwellwerten T₁ und T„ der Speicherinhalt der Entscheidungsstelle X„_T belassen oder verändert wird.

Die vorliegende Erfindung kann in vorteilhafter Weise in die Software eines Zeichenerkennungssystems inplementiert werden. Zur Erkennung der Zeichenmuster werden über eine Mehrzahl von Elementarflächen, in die der abzutastende Aufzeichnungsträger eingeteilt wurde, z.B. mittels eines Lichtpunktabtasters abgefühlt. Die infolge des unterschiedlichen Remissionsgrades der Oberfläche auf-' tretende Variatione der zurückgestrahlten Lichtmenge wird durch optoelektrische Wandler abgefühlt und in digitalisierter Form einem matrixartig aufgebauten Schieberegister seriell zugeführt.

Ein Teil dieses Schieberegisters wird als sogenanntes Maskenfeld bezeichnet und innerhalb dieses Feldes eine Speicherzelle als Entscheidungsstelle X _ definiert. Sobald ein neues Bit in die letztgenannte Speicherzelle eintritt, wird eine Serie von Operationen durchgeführt, an deren Ende die Entscheidung steht, ob das eingeführte Bit in seinem Status belassen oder geändert wird. Die Entscheidung, ob in der Speicherzelle Χ_νΎ ein "schwarzes" oder "weißes" Bit eingeschrieben werden soll, wird unabhängig von dem tatsächlich an dieser Stelle gespeicherten Bit getroffen.

Weitere Einzelheiten, die die Arbeitsweise der Erfindung betreffen, können der nachfolgenden Beschreibung, weitere Merkmale den Patentansprüchen entnommen werden.

Auf den Zeichnungen zeigen:

Fign. Ia-Ic eine Reihe von Zeichen in ihrem Ursprungszustand und in verdeutlichter.Form,

KO 9 70 026 _Λ . . _ ._Λr

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Fign. 2a-2c eine zweite Buchstabengruppe in ursprünglicher

und verdeutlichter Form,

Fig· 3 eine Übersicht einer Anordnung zur Durchführung

des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4 ein Flußdiagrarran der Verfahrensschritte,

Fig. 5 ein Ausschnitt des Schieberegisters in Fig. 3,

Fig. 6 graphische Darstellungen einer Reihe von Grund-

merkmalen,

Fig. 7 die Lage des Maskenfeldes innerhalb des Speichers,

Fign. 8 u. 9 empirisch ermittelte Kurven zur Bestimmung der

Schwellwerte T und T ,

Fig. 10 eine Zusammenstellung der die Auswahl der Schwellwerte T_ und T_ bestimmenden Regeln.

A. Allgemeines Konzept

Die beschriebene Verdeutlichungstechnik zur Verbesserung der Erkennbarkeit von Zeichen bewirkt eine Erhöhung der Zuverlässigkeit konventioneller Zeichenerkennungssysteme. Dies erfolgt durch Veränderung von undeutlichen Zeichenmustern in der Weise, daß das Auftreten von Zeichenausfüllungen, Fehlmarkierungen und Zeichenfehlstellen, die in und um sich auf einem zu lesenden Aufzeichnungsträger befindenden Zeichen auftreten, vermindert wird. Als Resultat der Korrekturtechnik werden die Zeichenmerkmale akzentuiert, die Merkmalgrenzen bereinigt und die Strichstärken des Zeichens standardisiert. Außerdem werden Fehlmarkierungen, die die Erkennbarkeit des Zeichens beeinflussen können, eliminiert.

Fig. la zeigt das aus undeutlichen Zeichen bestehende englische Wort JUMP. Derartige relativ leicht gedruckte und daher kaum

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definierte Zeichen können das Resultat schlechter Farbbänder oder ungenügender Tintenzufuhr sein.

Fig. 2a zeigt in ebenfalls undeutlichen Zeichen die beiden Buchstaben A und M. Diese Zeichen mit sehr großer Strichstärke, die auch insgesamt sehr breit sind, können durch Verwendung eines neuen, sehr stark getränkten Farbbandes auf der Schreibmaschine oder beim Kopieren mit einem nicht korrekt eingestellten Kopiergerät entstehen. Daß für automatische Zeichenerkennungsmaschinen gewisse Schwierigkeiten bei der Erkennung von Zeichen, seien sie nun relativ schwach ausgeprägt wie in Fig. la oder sehr fett wie in Fig. 2a, bestehen, liegt auf der Hand. Um die Zeichen zu standardisieren und die Merkmalgrenzen zu akzentuieren, werden die Begrenzungen jedes Zeichens untersucht, um festzustellen, ob und an welcher Stelle zur Verdeutlichung des Zeichenmusters Markierungen eingesetzt werden müssen.

Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß üblicherweise die Zeichen auf abzutastenden Aufzeichnungsträgern aus meist zusammenhängenden Linien bestehen, während hier zur Erläuterung der Wirkungsweise die Zeichen aus diskreten Markierungspunkten zusammengesetzt dargestellt sind. Es· kommt noch hinzu, daß die Verdeutlichungsoperation, die das Wesen diesem Erfindung ausmacht, auf Zeichen angewandt wird, deren ursprüngliche Ausbildung auf ein Muster aus diskreten Punkten reduziert wurde.

Die einzelnen Punkte entsprechen der Aufteilung des zu lesenden Aufzeichnungsträgers in Elementarflächen, von denen jede abgetastet wird, um zu bestimmen, ob sie entweder eine vorgegebene Mindestschwärzung aufweist oder ein den Hintergrund des Aufzeichnungsträgers anzeigendes Fehlen einer solchen Markierung erkennen läßt. Elernentarflächen, deren Schwärzung den vorgegebenen Mindestwert erreicht, werden im folgenden als schwarze Elementarflächen, solche, in denen der Mindestwert nicht erreicht wird, als weiße Elementarflächen bezeichnet. Die Ausdrücke schwarze bzw. weiße Elementarfläche werden natürlich nur benutzt, um

^RO970026 . 3093U/0935

den Kontrast zwischen einer Markierung und dem Hintergrund des Aufzeichnungsträgers zu definieren. Demzufolge können schwarze Elementarflächen auch solche sein, die sich durch eine gegenüber dem dunklen Hintergrund abhebende helle Markierung auszeichnen.

Die Umformung des undeutlichen Zeichens in eine Serie von diskreten Markierungen ist durchaus konventioneller Art und wird erreicht durch Betrachtung des Dokuments in der Weise, als ob es aus einer Vielzahl von Elernentarflächen bestünde. Der Aufzeichnungsträger kann beispielsweise durch einen Abtaststrahl entlang eines Rastermusters abgetastet werden, bei dem der Abtaststrahl jeweils eine Reihe von Elementarflächen überstreicht. Dabei kann, wie es bekannt ist, der Lauf des Abtaststrahls in elementare, diskriminierbare Inkremente unterteilt werden. Innerhalb jedes Abtastschrittes wird die Intensität des reflektierten bzw. remittierten Strahls gemessen, um feststellen zu können, ob der Strahl sich über eine markierte oder eine unmarkierte Elementarfläche bewegt hat.

Die Fign. Ib und 2b illustrieren einige der durch das System vorgenommenen Entscheidungen, durch die selektiv der Status einer Reihe von Elementarflächen geändert wurde. Darin bezeichnet das Symbol X Elementarflächen, die vom weißen in den schwarzen Zustand übergeführt werden müssen, während das Symbol 0 ursprünglich schwarze Elementarflächen bezeichnet, die zu weißen verändert werden sollen.

Die Fign. Ic und 2c zeigen die so veränderten Zeichen. Es soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß das System iterativ arbeitet, das bedeutet, die ZeichenVerdeutlichung kann mehrere Durchläufe des Zeichenmusters durch das System erfordern; jeder Durchlauf benutzt das beim vorhergehenden veränderte Zeichenmuster. Auf diese Art und Weise werden die Grenzen des Zeichenmusters kontinuierlich - oder besser: in kleinen Schritten verbessert, indem sie durch Verbreiterung oder Verschmälerung einer standardisierten Strichstärke angenähert werden. Wie aus

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Fig. lc zu erkennen ist» beträgt die Strichstärke der einzelnen Zeichen nahezu einheitlich drei Elementarflächen.

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung zur Verbesserung der Erkennbarkeit von Zeichen. Der Abtaster 2 tastet das auf dem Aufzeichnungsträger 6 befindliche Zeichen 4 ab. Der Abtaststrahl durchläuft eine Anzahl vertikaler Abtastbahnen 1, 2, ... n, deren jede aus einer Anzahl von die Elementarflächen definierenden unterscheidbaren Inkrementen besteht. Die Intensität des von jeder der Elementarflächen reflektierten bzw. remittierten Lichtes wird durch den opto-elektrischen Wandler 8 in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches vorteilhafterweise in binärer Form - also als Bit angibt, ob sich in der abgetasteten Elementarfläche eine die Mindestschwärzung übertreffende Markierung befindet oder nicht. Die dabei entstehenden elektrischen Signale sollen demgemäß als schwarzes bzw. weißes Bit bezeichnet werden. Die Ausgangssignale des Wandlers 8 werden einem in Matrixform angeordneten, zweidimensionalen Schieberegister 10 zugeleitet, das insgesamt L Spalten und m Zeilen enthält. Die Anzahl der Zeilen wird durch die Anzahl der Inkremente je Abtastbahn, die ja gleich ist der Anzahl der Elementarfläche je Bahn, bestimmt. Jedes in das Register 10 eingespeiste Bit tritt an der Stelle X_{0 n} ein und wandert entlang der Spalte 0 bis zur Zeile m. Danach wird dieses Bit an die Stelle X_ , verschoben, durchläuft diese Spalte usw.

Ein Teil des Matrixregisters 10 wird als Maskenfeld 12 benutzt, in dessen Mitte sich die Speicherstelle X_KJr die die Lage des Entscheidungsbits definiert, befindet. Da jedes in das Schieberegister 10 eintretende Bit durch das gesamte Register geschoben wird, erreicht es auch zu einem bestimmten Zeitpunkt die Stelle Χ_ντ. Wenn sich das in der Entseheidungsstelle befindliche

JmJ

Bit auf dem abgetasteten Aufzeichnungsträger gerade an der Grenze einer Markierung - gleichgültig, ob diese ein Zeichen oder eine Fehlmarkierung darstellt - befindet, werden einige Operationen durchgeführt, die eine eventuelle Änderung des gespeicherten Bit bewirken. Die die Änderung bewirkende Entscheidung wird unabhän-

^{R0 97ÜO26} 3098U/093B

gig davon getroffen, ob sich an der Stelle Χ_νΎ ein schwarzes oder ein weißes Bit befindet, d.h., sie hängt nur von den in der Umgebung der Entscheidungsstelle festgestellten Markierungen ab. Dies soll im folgenden noch näher erläutert werden.

Wenn beispielsweise festgestellt wird, daß der Inhalt der Stelle X_x,_ ein Randbit darstellt, wird eine Rand-Konvergenzmessung und

is. J
-Divergenzmessung durchgeführt. Diese Berechnungen werden durch Untersuchung der Inhalte der die Entscheidungsstelle X_RJ umgebenden Speicherstellen bewerkstelligt. Hierbei wird festgestellt, ob diese umgebenden Elementarflächen Teil eines festgelegten Satzes ausgewählter Grundmerkmalmuster darstellen, die eine ebenso a priori festgelegte Merkmalverteilung aufweisen. Mathematisch werden diese beiden Wahrscheinlichkeiten ausgedrückt als

P )x + S/X"_KJ = 0 V - E (1)

P (X + S/X'_KJ = 1 i = I (2)

Darin bedeuten:

X das Markierungsmuster, d.h. den Mustervektor der die Entscheidungsstelle umgebenden Elementarflächen;

S den n~dimensionalen Raum, der die a priori festgelegten Grundmerkmalstriche enthält, d.h. eine Reihe von festgelegten Grundmerkmalen mit einer definierten Strichstärke;

(X' «0) Hypothese, daß die Entscheidung für die Stelle X_VT auf weiß fällt;

(X'_K =1) Hypothese, daß die Entscheidung auf schwarz fällt.

Die Gleichung 1 zeigt, daß E ein Maß für die Wahrscheinlichkeit dafür ist, daß das Muster X schwarzer Bits, die die Entscheidungsstelle umgeben, nicht Teil irgendeiner der definierten Merkmalgruppen ist unter der Voraussetzung, daß das in der Entscheidungs-

^{R0 970026} 3098H/0935

- 9 stelle enthaltene Bit weiß ist.

In Gleichung 2 ist I ein Maß für die Wahrscheinlichkeit, daß das Muster X schwarzer Bits, die die Entscheidungsstelle X_RJ umgeben, unter der Voraussetzung, daß das in letzterer enthaltene Bit schwarz ist, Teil eines der definierten Merkmalsätze ist.

Die Tatsache, daß der festgestellte Wert von I hoch ist, beinhaltet noch nicht genügend Information, um darauf die Entscheidung zu stützen, daß das Bit an der Stelle X„, Teil oder nicht Teil einer Zeichengrenze darstellt. Die Gleichungen 1 und 2 sind einfach Ausdrücke für die Wahrscheinlichkeit, daß das Bit an der Stelle X„_T und die es umgebenden schwarzen Bits Teile zumindestens einer definierten Merkmalgruppe darstellen, wobei diese Entscheidung auf dem Vergleich der Umgebungsbits mit den vorgegebenen Merkmalsätzen basiert.

Nichtsdestotrotz muß auch die Möglichkeit in Betracht gezogen werden, daß das Grundmerkmal tatsächlich Teil eines Zeichens ist. Eine Anzeige für diese Wahrscheinlichkeit kann aus der Untersuchung des Kontrastes in der Umgebung der Stelle X _ gewonnen werden. Es sei beispielsweise angenommen, daß die Wahrscheinlichkeit I als groß und die Wahrscheinlichkeit E als niedrig festgestellt wurden. Dies führt zum Schluß, daß das Bit an der Stelle X„, wahrscheinlich ein schwarzes Bit darstellen soll. Wenn aber durch viele in der Umgebung der Stelle X_RJ befindliche schwarze Bits ein starker Kontrast angezeigt wird, ist die Wahrscheinlichkeit, daß das in der Entscheidungsstelle befindliche Bit ebenfalls Teil einer Zeichenmarkierung darstellt, höher, als sie wäre, wenn der Kontrast in- der Umgebung nur leicht wäre. Dadurch wird der Vertrauensbereich einer hohen I-Wahrscheinlichkeit vergrößert, wenn sich das Bit in einem Bereich dunklen Kontrastes auf dem Aufzeichnungsträger befindet; demgegenüber wird der Vertrauensbereich verkleinert, wenn das Bit sich in einer Sektion niedrigen Kontrastes befindet.

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Auf ähnliche Weise vergrößert sich der Vertrauensbereich der Wahrscheinlichkeit E, daß das Bit in der Entscheidungsstelle X-._T weiß sein sollte, wenn der Umgebungskontrast leicht ist; umgekehrt liegt der Fall, wenn der Umgebungskontrast sich als dunkel erweist. Auf diese Art müssen die Wahrscheinlichkeitsmaße I und £ bezogen werden auf den Umgebungskontrast, um so eine sinnvolle Determinierung des in der Entscheidungsstelle befindlichen Bits zu erzielen.

Gemäß der Lehre der Erfindung wird der relative Kontrast der Umgebung der X„ -Position ausgedrückt als Schwellenwahrschein-

KJ

lichkeitspegel T_x und T . die im nachfolgenden auch als Kontrastschwellen bezeichnet werden. Die gemessenen Werte der Wahrscheinlichkeiten I und E werden verglichen mit den Werten T und T , wobei das Resultat dieses Vergleichs die den endgültigen Status des in der Entscheidungsstelle befindlichen Bits bestimmende Entscheidung beeinflußt. Die spezifischen durchgeführten Kontrastmessungen und die Art, in der sie zur Bestimmung von T_x und T_x, aufeinander bezogen werden, sind weiter unten be-

X Cl

schrieben. A An dieser Stelle ist es für das Verständnis ausreichend zu wissen> daß zwei Schwellenpegel, die den Kontrast in der Umgebung der Entscheidungsstelle beschreiben, determiniert werden. Sobald die Werte I, E, T_x und T„ für ein bestimmtes an

X Cl

der Stelle X_x,_x befindliches Bit bestimmt wurden, wird die end-

KJ

gültige Entscheidung über das an dieser Stelle befindliche Bit getroffen. Bezeichnet man den endgültigen Status des an der Stelle X₁,_T befindliche Bit als X' , so' lassen sich die Ent-

KJ KJ

scheidungsregeln mathematisch folgendermaßen ausdrücken:

a) X'_KJ - 1

wenn 11 - E | £ τ
und IiT-, E< T_

X L·

worin T ■ |T_£ - T_|

Dies bedeutet, daß die existierende Grenze beibehalten wird, wenn das in der Entscheidungssteile X„_ befindliche Bit ein schwarzes

KJ

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- 11 -

war. War letzteres jedoch ein weißes Bit, so wird es zu einem schwarzen Bit konvertiert, um den Zeichenrand zu glätten.

b) X'_KJ- 0

wenn 11 - E | >_ T
und E > T_

— Ei

und I < T₁

War demnach das in der Entscheidungsstelle X_RJ enthaltene Bit ein schwarzes, so wird es zu einem weißen konvertiert, um den Zeichenrand zusammenlaufen zu lassen. War das Bit X ursprünglich ein weißes, so wird es beibehalten.

^{c) x}'kj ~ ^xkj

wenn Il - e|< T

Dies bedeutet, daß die Daten zur Entscheidungsfindung nicht ausreichend sind.

d)	wenn	I	- ^TI	und E > T„,
	dann	X	'kj **	1
	wenn	. I	> E
	und	X	¹ =s KJ	0
	wenn	E	> I

Die beschriebene Technik zur Bestimmung des gewünschten Status einer jeden Elementarfläche aufgrund von Wahrscheinlichkeiten wird durch einen entsprechend programmierten Universalrechner in Verbindung mit einer konventionellen Abtastvorrichtung und einem zweidimensionalen Matrix-Schieberegister implementiert. Die Programmierung eines solchen Rechners bereitet für den betreffenden Durchschnittsfachmann keine Schwierigkeiten. In Fig. 4 ist das Verfahren gemäß der Erfindung als Ablaufplan dargestellt.

Unter Steuerung des Rechners wird eine Elementarfläche abgetastet

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und der "Inhalt' dieser Elementarfläche als schwarzes oder weißes Bit dargestellt. Dieses wird in das beschriebene Register eingegeben und gleichzeitig der vorherige Registerinhalt um ein Feld verschoben. Danach werden die in der Maskenfläche befindlichen Bits gelesen und das Entscheidungsbit der Stelle X„j bestimmt. Wird festgestellt, daß es sich um ein Randbit handelt, so werden die Wahrscheinlichkeitsmaße I und E bestimmt. Unter der Voraussetzung, daß E + I > 0 ist, wobei die entgegengesetzte Bedingung einen Trivialfall definieren würde, werden die Kontrastmessungen zur Bestimmung von T und T durchgeführt. Wenn |E - l| kleiner festgestellt wird als T = |τ_ - T_xI, ist die Information für die Entscheidungsfindung nicht ausreichend, und das Bit Χ_Ύ._Ύ wird als

KJ

Entscheidung Χ_νΎ angenommen. Wenn die Bedingung I> T und E > T beide erfüllt sind, wird der gemessene Wert von I mit E verglichen. Wenn I größer ist als E, wird X' _T - 1 gesetzt. Eine detailliertere Schilderung der genannten Regeln findet sich in Zusammenhang mit der Beschreibung der Schaltungen zur Bestimmung der einzelnen Größen.

des Grundmerkmalsatzes zur Wahrschelnlichkeitsbe-

s_timmung

In Fig. 3 ist der Block 14 dargestellt, durch den die Konvergenz- und Divergenzmessungen vorgenommen werden, bei denen für jedes neue an die Stelle X₁._T gelangende Bit festgestellt wird, ob es

KJ

sich um ein Randbit (Block 16) oder um ein Merkmalbit, d.h. um ein einen Teil eines definierten Grundmerkmals bildendes Bit handelt (Block 17). Auf der Basis dieser Entscheidungen wird eine Berechnung der Divergenzwahrscheinlichkeit E und der Konvergenzwahrscheinlichkeit I vorgenommen.

Die erste im Block 16 vorgenommene Bestimmung betrifft die Feststellung, ob der Inhalt der Speicherstelle X_v- ein Randbit ist.

KJ

Als Randbit soll hier ein solches Bit verstanden werden, das eine Randbedingung erster Ordnung erfüllt. Selbstverständlich ist es möglich, die Definition eines Randbits auch von der Erfüllung von

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_ 1 ο _

Randbedingungen höherer Ordnung abhängig zu machen. Zur Erläuterung der Randbedingungen wird auf Fig. 5 verwiesen» Diese Figur zeigt das Maskenfeld 12 im Register 10. Wenn das in der Position X_T._T befindliche Bit zumindest einem weißen Bit benachbart KJ

ist, wird es als Randbit erster Ordnung definiert. Dies bedeutet, daß, wenn eine der Positionen H, P, T, U, V, Q, M oder I ein weißes Bit enthält, das in der Position X_KJ befindliche Bit als Randbit erster Ordnung bezeichnet wird. Ein Randbit zweiter Ordnung an der Stelle Xj v/ürde vorliegen, wenn zumindest ein weißes Bit an einer der Stellen G, 0, S/ X, Y, 2, α, β, W, R, M, Ff E, D, C oder B vorhanden wäre, unter der Voraussetzung, daß im vorgenannten inneren Bereich sich kein zweites Bit befindet. Randuntersuchungen zweiter oder höherer Ordnung sind dann von Interesse, wenn es um die Beschleunigung der Konvergenz oder Divergenz eines Musters geht. Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Erfindung ist jedoch eine Beschränkung auf die Randbedingungen erster Ordnung ausreichend.

unter Bezug auf Fig. 5 kann die Randbedingung erster Ordnung ausgedrückt werden durch den Booleschen Ausdruck

BD₁ = (T+ü+V+Q+M+T+H+P)

Dieser Ausdruck stellt in mathematisch klarer Form die oben bereits beschriebene Bedingung dar, daß das Bit X_KJ ein Randbit erster Ordnung darstellt, wenn eine oder mehrere der Stellen T, ü, V, Q, M, I, H oder P innerhalb des Maskenfeldes 12 mit einem weißen Bit belegt sind. Wenn beispielsweise eine logische 0 ein weißes Bit repräsentieren soll, wird der Schritt der Randbit-Feststellung durch Auslesen des Speicherinhalts in den obengenannten Feldern bewerkstelligt und die Präsenz einer logischen 0 in mindestens einer der Speicherstellen festgestellt.

Der nächste Schritt besteht darin, festzustellen, ob das an der Stelle .X befindliche Bit Teil eines vorherbestimmten Grundmerl· malsatzes ist. In der hier vorgeschlagenen Ausführungsform, die

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sich als vorteilhaft erwiesen hat, werden insgesamt vier Grundmerkmale ausgewählt. Selbstverständlich ist weder Anzahl noch Art der Grundmerkmale auf die vier hier genannten beschränkt. Die vier verwendeten Grundmerkmale sind:

eine horizontale Linie (H)

eine vertikale Linie (V)

eine Diagonale unter 45° mit positiver Steigung (+D)

eine Diagonale unter 45° mit negativer Steigung (-D).

Im nachfolgenden sojLlen die Kriterien beschrieben werden, nach denen bestimmt wird, ob ein Mustervektor Teil eines Grundmerkmales darstellt. Es soll nochmals darauf hingewiesen werden, daß eine weitere Untersuchung des an der Stelle X„_ befindli-

KJ

chen Bits nur dann vorgenommen wird, wenn es sich dabei um ein Randbit handelt. Demnach muß jedes Merkmal bezogen werden auf üie der Entscheidungsstelle benachbarten Elementarflächen. Dies bedeutet, daß das horizontale Merkmal relativ zu den oberen und unteren Seiten, das vertikale Merkmal relativ zu den rechten und linken Seiten und die diagonalen Merkmale unter Berücksichtigung der gesamten Umgebung definiert werden.

Diese Kriterien werden am deutlichsten verständlich unter Bezugnahme auf Fig. 6 und die in Fig. 5 benutzten Bezeichnungen der Elementarflächen. In Fig. 6 soll die Markierung X ein schwarzes Bit und die Markierung 0 ein weißes Bit kennzeichnen. Die ebenfalls anzutreffende Kennzeichnung mit einem horizontalen oder vertikalen Strich bedeutet, daß- die an dieser Stelle zu treffenden Entscheidung unabhängig vom Inhalt der mit dem Strich bezeichneten Elementarfläche erfolgt. Die Lage des Bezugsfeldes X wird durch

KJ

ein Θ bezeichnet.

Benutzt man die in Fig. 5 angewandten Bezeichnungen der einzelnen Felder, so können die Grundmerkmale, die eine vorgewählte Strich stärke von zwei Feldern entsprechend 2 Bits aufweisen, folgendermaßen definiert werden:

^{Rü 970026} 3098U/093B

^STH =	(PTUVQZ)
⁸BH =	(PQHIMD)
⁸RV =	(IUTPHÖ)
⁸LV =	(IUVQMR)
⁸T (+D)	= (MQUTYZ")
^SB(+D)	= (TPIMED)
⁸T(-D)	= (HPUV3Z)
^SB(-D)	= (CHIQVD)

Diese Merkmale wurden ausgewählt, da, wie festgestellt wurde, die Zeichenmaskierungen größtenteils in diesen Formen erscheinen.

Die Gruppierungen der Grundmerkmale in eine Kategorie S kann ausgedrückt werden durch;

⁸H ^{+ 8}V ^{+ S}+D ^{+ 8}-D

hierin bedeuten:

⁸H = ⁸TH ^{+ 8}BH' ⁸V ^m ^SRV ^{+ 8}LV ^{Und S}°

Wenn immer die Bedingung S erfüllt ist, wird das Bit X definiert als schwarzes Bit, das Teil eines Grundmerkmals mit vorherbestimmter Strichstärke ist. Auf diese Weise wird der gewählte Wert des Bits in Position X- wie folgt ausgewählt:

X' , = 1; wenn (BD_n χ S) + BD₁ = 1

KJ 1 _ 1

Χ'_ντ = 0, wenn (BD, χ S) = 1

KJ 1

darin bedeuten:

X' , = 1 die Auswahl eines schwarzen Bits Js. J

X' , = 0 die Auswahl eines weißen Bits

Ku

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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können variable Wahrscheinlichkeitswerte I und E dann entwickelt werden, wenn BD als Maß für die Anzahl der das Entscheidungsfeld umgebenden weißen Bits benutzt wird. Durch Bestimmung der Anzahl weißer und schwarzer Bits in der Gruppe der benachbarten Elementarflächen können die Maße I und E als Zahlen zwischen 0 und 1 abhängig von dem Verhältnis der Belegung mit schwarzen bzw. weißen Bits bezogen auf das am nächsten kommende Grundmerkmal bestimmt werden.

Der bevorzugte Algorithmus zur Definition der variablen Wahrscheinlichkeit ist:

¹ - ^(BV ^Smax maj ^{+ 55}I

Unter der Voraussetzung, daß es sich um eine Grenze erster Ordnung handelt, bedeuten darin:

Anzahl der das am nächsten kommende Grundmerkmalmuster (f.) erfüllenden Bits

max maj Gesamtzahl der f. definierenden Bits und

E = I-I

Dieser Algorithmus kann auch als Funktion der Wahrscheinlichkeit E ausgedrückt werden:

^E - ^(BV s_{max maj}

Auch hier wird wieder vorausgesetzt, daß es sich um Randbedingungen erster Ordnung handelt.

Es bedeuten:
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Anzahl der das am nächsten kommende Grundmerkmalmuster (f.) nicht erfüllenden Bits

_i X ₁ ^

max maj ~ Gesamtzahl der f^ definierenden Bits

So berechnet bewegen sich die Werte der Größen I und E zwischen 0 und 1. Selbstverständlich können verschiedene andere Algorithmen zur Bestimmung der Werte I und E benutzt werden. So ist es beispielsweise möglich, folgenden Booleschen Ausdruck zur Bestimmung zu benutzen:

I = BD S +

Hierin bedeuten:

I=O oder 1
E=I-I

^{S = 5}H^{+ 8}V^{+ S}(₊D)

Die obige Beschreibung setzt ein vorherbestimmtes Maskenfeld voraus; nachfolgend soll die Bestimmung der Größe dieses Feldes beschrieben werden.

Die Größe des Maskenfeldes ist von erheblicher Bedeutung sowohl für die Randkonvergenz- und Randdivergenz-Messungen als auch für die Kontrastbestimmungen. Eine der Grundvoraussetzung für die Bestimmung der Maskengröße ist die, daß es ausreichend groß sein muß, um beide Begrenzungen der größten definierten Strichstärke auch dann enthalten muß, wenn einer der Ränder sich in Position X„_ befindet. Zum zweiten sollte der maskierte Bereich aus Wirt-' schaftlichkeitsgründen nicht größer als notwendig gewählt werden. Im folgenden wird Maskengröße bezogen auf die Strichstärke des ausgedehntesten definierten Grundmerkmalsatzes, wie er im Maskenfeld erscheint.

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Die Größe des Maskenfeldes sei LxA.

(A-I)

Unter der Voraussetzung, daß L = A ist ^J—ζ—- = SW. Darin ist SW die größte Strichbreite, die definiert wurde. Daraus ergibt sich, daß A = 2 (SW) + 1.

Nimmt man beispielsweise für SW den Wert 3 an, so ergibt sich L = A » 7.

Nun kann man natürlich die maximale Strichbreite in vertikaler Richtung unterschiedlich zu der in horizontaler Richtung wählen. Unter dieser Bedingung ist L / A, wobei L in gleicher Weise definiert wird wie A.

h^. λ _m cw
2 ^faWV

Darin bedeutet SW_V die maximale vertikale Strichbreite. Es ergibt sich

L - 2SW_V + 1,
so daß bei SW = 2 sich L = 5 ergibt.

Nachfolgend sei nochmals das Arbeitsprinzip zusammengefaßt. Sobald ein neues Bit in der Entscheidungsposition X erscheint,

JVÜ

wird bestimmt, ob es sich um ein Randbit handelt oder nicht. Ist dem so, erfolgt die Bestimmung eines Wertes, der die Wahrscheinlichkeit dafür angibt, daß der Mustervektor aus den die Entscheidungsposition X umgebenden Speicherplätzen einen Teil definierter Grundmerkmale darstellt.

Wie vorher bereits erläutert, stellen die berechneten Wahrscheinlichkeitswerte E und I Maße für den Vertrauenspegel dar, daß das Muster aus schwarzen Bits um die Entscheidungsposition X herum zu einem Grundmerkmal gehört. Die Wahrscheinlichkeit, daß dieses Muster außerdem Teil eines Zeichenmerkmals ist, beruht auf Kontras tmessungen.

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C. Kontrastmessung

In diesem Teil wird die Messung des Randkontrastes, der zur quantitativen Bestimmung der durchschnittlichen Strichbreite ebenso wie zur Kontrastbeziehung zwischen undeutlichen Zeichenmustern und dem Hintergrund benutzt wird, beschrieben. Weiterhin können diese· Messungen als qualitative Kriterien für die Trennung nach Qualitäts-Parametern, also zur Unterscheidung von Fehlmarkierungen, Schatten und Schwärzungsvariationen von guten Zeichen dienen.

Fig. 7 zeigt das Schieberegister 10, wobei besondere Rücksicht auf die Darstellung der für die Kontrastmessung bedeutsamen Positionen genommen wurde. Insgesamt werden vier Kontrastmessungen durchgeführt, die im einzelnen weiter unten behandelt werden. Die erste Kontrastmessung B__ ist ein Maß für den lokalen Kontrast

KJ

um die Position X„_T und wird bestimmt durch die Zählung der

KJ

schwarzen Bits innerhalb des maskierten Feldes. Das Maß S„_ ist

KJ

der durchschnittliche begrenzte Flächenkontrast innerhalb einer Abtastbahn um die Entscheidungsstelle X_x,,. Genauer gesagt ist es

kj

die durchschnittliche Summe der Β_νΎ, die von der Verarbeitung der

kj

vorhergehenden benachbarten Abtastbahn J + 1 herrührt. Für jedes der m Bits, die die Position X_x, _ erreichen, wird während der

KJ

Abtastung der Bahn J + 1 der lokale Kontrast B_RJ bestimmt und zusammen mit dem durchschnittlichen Wert von B,._T über diese m

KJ

Bits gespeichert. Der Wert A_x._. ist die durchschnittliche Summe

KJ

der S_KJ aus der vorhergehenden Verarbeitung einer vorgewählten Anzahl von Abtastbahnen. In der vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung wird der durchschnittliche Zeichenflächenkontrast über die Abtastbahnen J + 1 bis J + N genommen, wobei eine Untersuchung der Spalten 1 bis L + 11 eingeschlossen werden kann. Die vierte Kontrastmessung ist schließlich die Bestimmung ΔΒ _Jf wobei es sich um ein Maß für die Kontraständerung aus dem Vergleich der B₁,- handelt. Diese Messung, die den lokalen Kontrast um X_v-,

KJ KJ

vergleicht mit dem lokalen Kontrast um ein um ein vertikales RO 970 Ο26

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Inkrement verschobenes Flächenelement, wird benutzt, um eine mögliche iterative Arbeitsweise der gesamten Anordnung einzuleiten.

Mathematisch können diese Messungen mittels der folgenden Gleichungen ausgedrückt werden:

B_x,.,. ⁼ Σ Σ Α. μ .
^KJ a=0 1=0 ^ia(b)

_c
^SKJ

L+l m

Σ Σ (B )

a=+l 1=0 *^Jla

L+ll m

Σ Σ (S-._ )
A . a=+l 1=0 ^KJla
KJ (L+11)-(J+1)

L A+D
^ÄBKJ - ^BK+A,J - ^BKJ - ^₀ I^ ^xia(b)> " ^BKJ

Darin bedeuten:

B_x,_T: den lokalen Kontrast definiert als die Anzahl der

IS. J

schwarzen Bits innerhalb des Maskenfeldes 12, S_x. _: durchschnittliche Summe der B„_, die aus der Ver-

arbeitung der vorhergehenden benachbarten Abtastbahn (J+l) herrühren, als begrenzter Flächenkontrast bezeichnet,
A„_: durchschnittliche Summe der S„_T, die aus der Ver-

i\ü &J

arbeitung der letzten (L+ll)-(J+l) Abtastbahnen herrühren, als Zeichenflächenkontrast bezeichnet,

Y. die Anzahl der in der Abtastbahn J+l enthaltenen Bits, die in E + I > 0 resultierten,

^Xia(b)^{: e}*^{n scnwarzes} Bit innerhalb der Maskenfläche 12,

^{R0 97}° ^O26 3098U/0935

L; die Anzahl der Spalten innerhalb der Maskenfläche, M; die Anzahl der Zeilen pro Spalte, die der Anzahl der

pro Abtastbahn erzeugten Bits entspricht, A; die Anzahl der Zeilen innerhalb der Maskenfläche.

Diese vier Messungen beziehen den lokalen Kontrast und seine differentielle Änderung an der Merkmalkante innerhalb der Maskenfläche auf den Kontrast der unmittelbaren begrenzten Flächennachbarschaft und auf den Kontrast der unmittelbaren Zeichenflächennachbarschaft. Diese Messungen werden benutzt, um die Schwellenwerte T_x und T„ zu bestimmen.

J. Ci

Die Kontrastkrxterien können auch in normalisierter Form benutzt werden. Dabei ergibt sich,

Anzahl der schwarzen Bits B " (normalisiert) ₌ i* Maskenfläche

■#vfh Ap \ AAX^«!***! *Ael» iJU t& *■· v^«A> <■* / ν ^t

Es wird vorausgesetzt, daß die am häufigsten auftretenden Merkmale die oben definierten Grundmerkmale sind. Unter dieser Voraus setzung kann der normalisierte Wert für B„_ für eine Strichstärke

Ku

von 2 oder 3 Bit Breite definiert werden als

B_VT (normalisiert) = ψ f

KJ . LA L

hierin bedeuten:

Unter der Voraussetzung L = A = 7

für SW =2: B^_T (normalisiert) = % = 0,29 für SW = 3: Β_νΎ (normalisiert) = |- = 0.43.

Daher bewegt sich der gewünschte lokale Kontrast B' (normalisiert)

i\j

für ein Grundmerkmal innerhalb einer Maske von 7x7 Elementarflächen bei einer Strichbreite von 2 bis 3 Bit innerhalb eines Bereiches von 0,29 bis 0,43. Dies bedeutet, daß die Anzahl der

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schwarzen Bits im Zeichenmuster, das innerhalb der Maske zu sehen ist, zwischen 14 und 21 liegen sollte. Da S„_T und Α_νΎ zu B„,

KJ KJ KJ

lineare Beziehungen besitzen, repräsentiert jede dieser Kontrastmessungen die durchschnittliche Strichstärke.

Die Beziehung zwischen den Werten B₁,,, A₁._T und S„_T und den Schwell*

KJ KJ KJ

werten werden im nachfolgenden diskutiert. Die relativen Beziehungen zwischen den Kontrastmessungen sind ebenso bedeutsam wie die absoluten Werte jeder Messung. Die absolute Höhe jeder der Messungen indiziert den durchschnittlichen Schwarz/Weiß-Strichkontrast, während ihre Beziehung untereinander zur Definition von Fehlmarkierungen, Schatten oder sonstigen Unregelmäßigkeiten innerhalb oder zwischen Zeichen dienen können. Diese Kontrastmessungen werden benutzt, um die Schwellwerte T„ und T_ festzulegen. Die

r. X

beiden letztgenannten Schwellwerte dienen sodann zur Definition der als Minimum akzeptierbaren Wahrscheinlichkeitswerte E und I und ihrer absoluten Minimaldifferenz, die benötigt wird, um eine Entscheidung über das in der Position X befindliche Bit zu treffen.

Die in den Fign. 6 und 9 dargestellten Kurven beziehen die Schwellwerte T und T auf die Kontrastmessungen. Der Verlauf dieser Kurven wurde empirisch bestimmt. Die verschiedensten Zeichentypen, z.B. aus Maschinenausdrucken, von manuellen oder elektrischen Schreibmaschinen hergestellte und handgeschriebene Zeichen wurden analysiert und gewünschten Qualitätsbedingungen gegenübergestellt. Für jeden der drei Werte B_v-, S„_ und A„_T

KJ KJ KJ

sowie für ihre Kombinationen wurde eine Vielzahl von Schwellwerten untersucht, bis die gewünschte Qualität erreicht war. Das Resultat dieser Bestimmungen für die Maske aus 7x7 Feldern ist in den Kurven T , T__, T_. und T„_ in Fign. 8 und

XX X/ £>X ti/

9 dargestellt. Die Werte von T und T wurden entsprechend dem oben beschriebenen Algorithmus entwickelt. Diese Werte werden für andere Algorithmen sich verändern, jedoch wird ihre Beziehung untereinander ähnlich bleiben. In gleicher Weise, wie eine Normalisierung des Wertes B _T erfolgt, können die absoluten Größen

JKU

RO 970 026 , , . _ΛΛ - _F

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von A.,_T und S_T,_. zvir Erzielung einer generellen Beziehung für die Ku KJ

Kontrastregeln benutzt werden.

Die folgenden Regeln für die Kontrastbeziehung sind experimentell entwickelt worden unter Benutzung der Kontrastmessungen A_RJf S_TJ._ und B^, zur Erzielung einer Entscheidung, die auf den Schwell-

KJ KJ

funktionen T und T₁ basiert. Der Aufbau der Regel kann am besten unter Zugrundelegung eines speziellen Falles verstanden werden, bei dem der gewünschte lokale Kontrast für das Grundmerkmal innerhalb des maskierten Feldes aus 7x7 Feldern zwischen 14 und 21 rangiert. Normalisiert man diesen Wert, so muß der gewünschte Kontrast im Bereich zwischen O,29 und 0,43 liegen. Als erstes sei die Bestimmung von A_xJ betrachtet. Dieser Wert wird benutzt, um die Zeichenmuster in zwei Kontrastklassen zu separieren, in solche, die eine größere als die gewünschte Strichbreite aufweisen und in solche, deren Strichbreite gleich oder kleiner als die gewünschte Stärke ist. Wenn demzufolge der Wert A > 22 ist,

KJ —*

wodurch eine größere als die gewünschte Strichstärke angezeigt wird, werden die Werte T_ und T_ als konstant behandelt. Dies

Ei JL

bedeutet, daß T =K , während Tg-K₅, ist. In diesem speziellen Beispiel ergibt sich für T =0,1 und T =0,4. Wenn der Wert A_T,, <

£> X KJ —

ist, werden die Muster in zwei weitere getrennte Kategorien eingeteilt. Hierzu dient der Wert B _, der die Muster unterteilt in

KJ

solche, die einen größeren lokalen Kontrast als den gewünschten aufweisen, und solche, deren Wert Β_νΎ < 22 ist. Für Muster, die

KJ

einen größeren als den gewünschten lokalen Konstrast aufweisen d.h., daß B_KJ <_ 22 ist - werden die Kurven aus Fig. 8 benutzt. Da dies anzeigt, daß die Nachbarschaft des Entscheidungsfeldes dunkel ist, d.h. also starken Kontrast aufweist, wird durch die Kurven in Fig. 8 der Schwellwert T„ wesentlich niedriger als der Schwellwert T angesetzt. Dadurch wird die Extraktion höher gewichtet als die Einsetzung.

Sobald festgestellt wird, daß der lokale Kontrast B_, < 22 ist -

KJ

in diesem speziellen Fall wird N₂=22 gesetzt - wird die Beziehung zwischen S , A und B .. zur Bestimmung der Schwellwertauswahl

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benutzt. Bei gleichmäßigem Druck, d.h., wenn S„- = A„, = B₁,_T oder

Ku KJ JxJ

wenn das in der Entscheidungsposition X₁. _ befindliche Bit sich

KJ

am Anfang oder Ende des Musters befindet, so daß S-,- 7* A„_T,

KJ KJ

werden die Kurven aus Fig. 9 zur Bestimmung der Schwellwerte T und T benutzt. Für jedes die Bedingung erfüllende Muster, wobei sowohl Ά_νΎ und B₁._T jeweils < 22 und weiterhin S₁,_ φ A₁,_ f

KJ KJ KJ KJ

B_x, _, wodurch angezeigt wird, daß der Druck nicht gleichmäßig ist,

werden die Kurven aus Fig. 8 nur im Bereich B < 22 benutzt. Die Beziehung zwischen den drei Kontrastmessungen sind in der Tafel auf Fig. 10 zusammengestellt.

Die Methoden zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeiten I und E sind ebenso dargestellt worden wie die Festlegung der Schwellwerte T_£ und T-. Die Entscheidung, das an der Stelle X_RJ befindliche Bit schwarz oder weiß zu machen, erfolgt, sobald diese genannten Werte bestimmt sind, gemäß nachfolgenden Regeln.

^{a) x}'kj ^{β x}

Wenn |I -Ej >T * |Tg-T₁ j
und I > T_ sowie E < T_.

— JL Ci

Unter der Voraussetzung, daß das in Position X„_ befindliche Bit

KiJ

ursprünglich schwarz war, wird dieses schwarze Bit als ein Teil des existierenden Randes beibehalten. War jedoch das in der Entscheidungsposition befindliche Bit ursprünglich weiß, so wird zur Glättung des Randbereichs an dieser Stelle ein schwarzes Bit eingesetzt.

b) x-_KJ - 0

Wenn j I -Ej ^ T

und E > T„ sowie I < T_T.

— ti X

Wenn in diesem Fall die Stelle X„, ein schwarzes Bit enthielt,

KJ

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wird dieses schwarzes Bit extrahiert und dadurch die Kante geglättet bzw. konvergiert. Enthielt die Entscheidungsstelle ursprünglich ein weißes Bit, so wird dieses Bit beibehalten.

^{c) X}'kJ ^{= X}KJ

zeigt an, daß keine Änderung vorgenommen werden kann, da für die Entscheidungsfxndung ausreichende Daten nicht zur Verfügung stehen. Dies tritt ein, wenn |E -Ij < T.

Wie oben bereits erwähnt, ist, unter der Voraussetzung |l - Ej > T sowohl I > T_ und E > T„, I verglichen wird mit E und die

— — I ■ — iu

Steuerung durch den größeren der beiden Werte erfolgt.

Die Benutzung der Messung ΔΒ soll nicht beschrieben werden. Dieses Maß wird benutzt, um die Iterativsteuerschaltung 30 selektiv zu triggern. Die Schaltung 30 kann betrachtet werden als ein Schalter zur Verbindung des Ausgangsschieberegisters 32 mit der Entscheidungslogik und nicht mit dem Eingangsregister 10. Dies ist schematisch in Fig. 3 durch die Schalter 34 und 36 dargestellt. In Wirklichkeit wird der Inhalt des Ausgangsregisters nicht in das Eingangsregister geschoben, sondern ausgewählte Bereiche des Registers 32 werden gelesen und in die Entscheidungslogik und nicht in das Register 10 übertragen.

Wie anhand von Fig. 7 deutlich wird, werden die Werte Β_νΎ und ^ΒΚ+Δ J ^**^r J^et*^es Bit, das an die Position X_RJ gelangt, berechnet. Der Wert B„_+Ä j wird bestimmt durch das konzeptgemäße Bewegen der Maskenfläche auf den Mittelpunkt in X_r+a j und durch Zählung der schwarzen Bits in diesem Bereich.

Erweist sich ΔΒ_ντ als positiv und B„_T > 36, so ist der lokale Kontrast um X_RJ zu dunkel um ein wertvolles Merkmal abzugeben, und auch der unmittelbare zukünftige Kontrast wird dunkler. Es ist daher wünschenswert, ein verdeutlichtes Videosignal zu benutzen, d.h. die Elementarflächen, wie sie im Ausgangsregister

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gespeichert sind, durch die Bereiche, die durch starken Kontrast verborgen sind, hindurchzuführen. Die Entscheidungen werden auf der Basis des Inhalts der Spalten J+l, J+2 und J+3 im Ausgangsregister 32 getroffen und nicht aufgrund des Inhalts dieser
Spalten im Eingangsregister 10.

Die Erfindung wurde hier im einzelnen beschrieben am Beispiel
einer vorteilhaften Ausführungsform. Das Wesen der Erfindung
macht jedoch nicht diese Ausführungsform, sondern das dahinterstehende allgemeine Prinzip aus.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren der automatischen Zeichenerkennung, bei dem ein Bereich eines Aufzeichnungsträgers abgetastet und sein Informationsgehalt binär digitalisiert einem Speicher, vorzugsweise einem Schieberegister, zugeführt wird, zur Verbesserung der Erkennbarkeit von gestörten Zeichen, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Reihe von Grundmerkmalen definiert wird, aus denen sich alle zu erkennenden Zeichen zusammensetzen, daß eine Zelle des Speichers als Entseheidungsstelle Χχ,τ* die einen Bezugspunkt definiert, festgelegt wird, für deren Umgebung die Wahrscheinlichkeit I (Konvergenzwahrscheinlichkeit) , daß nämlich die der Entscheidungsstelle X^_ benachbarten Speicherzelleninhalte ein Grundmerkmal erfüllen, und die Wahrscheinlichkeit E (Divergenzwahrscheinlichkeit), daß nämlich die der Entscheidungsstelle X^ benachbarten Speicherzelleninhalte kein Grundmerkmal erfüllen, bestimmt wird, wobei im ersten Fall vorausgesetzt wird, daß die Entscheidungsstelle 2L.J ein Zeichenteil enthält, während im zweiten Fall angenommen wird, die Entseheidungsstelle selbst enthalte kein Zeichenelement, daß in Abhängigkeit vom in der Umgebung der Entscheidungsstelle X_xJ herrschenden Kontrast Schwellwerte T und T für die Wahrscheinlichkeiten I und E bestimmt werden, und daß abhängig von dem Verhältnis der Wahrscheinlichkeiten I bzw. E zu ihren entsprechenden Schwellwerten T_ bzw. T„ der Speicherinhalt der Ents cheidungs stelle X^ belassen oder verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines matrixartig in Serie geschalteten Schieberegisters die den Bezugspunkt definierende Entscheidungsstelle Χ.., den Mittelpunkt eines vorzugsweise quadratischen Feldes (Maskenfeld 12) bildet, und daß nur der Inhalt innerhalb dieses Maskenfeldes (12)

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liegender Speicherzellen zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeiten I und E und der Schwellwerte T_x und T_ dient.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeiten I und E nur der Inhalt eines innerhalb des Maskenfeldes (12) befindlichen, die Ents ehe i dungs s teile X_T, _T einschließenden inneren Feldes

KJ

dient, dessen Lage und Größe von dem zu vergleichenden Grundmerkmal abhängt,

und daß zur Bestimmung der Schwellwerte T_x und T_ der Inhalt des gesamten Maskenfeldes (12) ausgewertet wird,
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Schwellwerte T und T_ das Maskenfeld (12) um mindestens eine Spalte und/oder Zeile verschoben werden kann.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmerkmale nach Richtung und Strichstärke definiert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt vier Grundmerkmale, nämlich horizontale, vertikale, und unter einem Winkel von +45° oder -45° gegenüber der Vertikalen geneigte Linien vorgegebener Strichstärke definiert werden.

RO 9 70 026 , , _ΛΛΛ1-

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