DE2612971A1

DE2612971A1 - Bildmuster-erkennungssystem

Info

Publication number: DE2612971A1
Application number: DE19762612971
Authority: DE
Inventors: Sadahiro Ikeda; Hirotada Ueda; Takeshi Uno
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-03-28
Filing date: 1976-03-26
Publication date: 1976-09-30
Also published as: US4014000A; DE2612971B2; JPS5725875B2; JPS51112236A; DE2612971C3

Description

Bildmuster-Erkennung sy st em

Die Erfindung betrifft ein Bildmuster-Erkennungssystem, das auch als Struktur-Erkennungssystem oder auch als sogenanntes lernendes System bezeichnet werden kann. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Bildmuster-Erkennungssystem zum Nachweisen und Feststellen der Form und der Lage eines Gegenstandes und weiterhin ein Bildmuster-Erkennungssystem, mit dem auch ein Gegenstand erkannt werden kann, der eine sehr komplizierte Form aufweist oder nicht genau einem Standardmuster entspricht.

Es wurden bereits automatische Montageeinrichtungen und automatische Förder- und Zulieferungs-Einrichtungen entwickelt und in Fertigungs- und Montagebetrieben installiert, um Fertigungsprodukte automatisch herstellen zu können, wobei einige dieser Einrichtungen Bildmüster-Erkennungssysteme besitzen. Signale,

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die "von den Bildmuster-Erkennungssystemen bereitgestellt v/erden und der Form und der Lage eines Gegenstandes entsprechen, werden dazu herangezogen, die automatischen Montagevorrichtungen und die automatischen Transport- und Zuführeinrichtungen zu s'teuern.

Bei den herkömmlichen Bildmuster-Erkennungssystemen wird ein von_ einer Bildröhre aufgenommenes Bildmuster des Objektes, das erkannt v/erden soll, mit einem Standard-Bildmuster, das der Form des Gegenstandes entspricht, verglichen, so dass das Vorliegen und die Lage des dem Objekt entsprechenden Bildmusters dadurch festgestellt wurde, dass das Teilbild des Bildmusters mit dem Standard-Bildmuster in Deckung gebracht wird. Bei diesem bekannten Bildmuster-Erkennungssystem war jedoch eine nachfolgend noch zu erläuternde Maske erforderlich, um eine ausreichend gute Überdeckung des Standard-Bildmusters zu erreichen, und es war ein grosser, der Grosse der Maske entsprechender Speicher erforderlich, um die der Maske entsprechende Information zu speichern.. Aus welchen Gründen auch immer kann es vorkommen, dass der Gegenstand, der erkannt v/erden soll, in seiner Form verändert ist, so dass auch das dem Gegenstand entsprechende Bildmuster auch etwas anders aussieht. Dadurch kann die Ähnlichkeit zwischen dem Gegenstand und dem Standardmuster gering sein, da das Standardmuster aus einer Maske gebildet ist,und mit dem Bildmuster-Erkennungssystem ergeben sich bei der Erkennung des Gegenstandes Fehler. Wenn der Gegenstand beispielsweise ein Kreis oder ein Ring ist, so ändert sich die Form des Kreises oder des Ringes bei der Aufnahme desselben bei Änderung des Abstandes oder der Lage zwischen dem kreis- oder ringförmigen Gegenstand und der Bildröhre und als Bild ergibt sich für den kreis- oder ringförmigen Gegenstand eine Ellipse, wenn die Bildröhre ausserhalb der Kreis- bzw. Ringachse liegt, so dass der Kreis oder Ring nicht erkannt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bil&mustererzeugungssystem zu schaffen, das auch dann einen Gegenstand erkennen kann, wenn das aufgenommene Bild oder Muster des Gegenstandes etwas νerformt ist und das auch komplizierte Formen -

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aufweisende Gegenstände, oder Gegenstände, die nicht vollständig dem Vorlage- oder Standardmuster entsprechen, erkennen kann, wobei das Bildmuster-Erkennungssystem mit einem kleinen Speicher auskommen sollte, und an die verschiedenen Anwendurigsformen schnell und einfach angepasst v/erden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch das im Anspruch 1 angegebene Bildmuster-Erkennungssystem gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Bildmuster-Erkennungssystems sind in den UnteranSprüchen angegeben.

Das erfindungsgemässe Bildmuster-Erkennungssystem enthält einen Schaltungsteil, der Teilbildmuster aus einem von einer Bildröhre aufgenommenen Bildmuster ausschneidet, bzw. das von einer Bildröhre aufgenommene Bildmuster aufteilt, und der synchron mit der Abtastung der Bildröhre Ausgangssignale bereitstellt, Speicher, die mehrere Teilbildmuster speichern, wobei die Teilbildmuster als Ganzes oder als Teile eines unterteilten Standardbildmusters vorliegen, einen Gruppierungs-Schaltungsteil, der die Teilbildmuster jeweils zu einer Gruppe von Teilbildmustern zusammenfasst, die dem Standard- oder Vorlage-Teilbildmuster entsprechen oder ähnlich sind, sowie eine Diskriminatorschaltung, die weiterhin eine den zu erkennenden Gegenstand betreffende Gruppe aus jeder der Teilbildmustergruppen aussondert, wodurch die Form und die Lage des Gegenstandes erkannt werden kann. Mit dem erfindungsgemässen Bildmuster-Erkennungssystem ist es möglich, auch dann einen Gegenstand zu erkennen, wenn das aufgenommene Bild oder Muster der Gegenstandes etwas verformt ist. Mit dem erfindungsgemässen Bildmuster-Erkennungssystem lassen sich auch Gegenstände erkennen, die eine komplizierte Form aufweisen oder nicht vollständig mit dem Vorlage- oder Standardmuster übereinstimmen. Das erfindungsgemässe Bildmuster-Erkennungssystem kommt im Vergleich zu herkömmlichen Bildmuster-Erkennungssystemen mit einem kleinen Speicher aus. Weiterhin ist das Bildmustererkennungssystem leicht an die jeweiligen Anwendungsformen anpassbar, so dass es nicht nur einen Gegenstand mit einer vorgegebenen Form und mit vorgegebenen Abmessungen

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sondern auch einen Gegenstand erkennen kann, von dem nur Teile einer "Vorlage oder einem Standardmuster entsprechen oder ähnlich sind. Beispielsweise ist es mit dem erfindungsgemässen Biidmuster-Erkennimgssystem möglich, einen ellipsenförmigen Gegenstand oder einen rechteckigen Gegenstand bei Vorliegen eines kreisförmigen bsw. eines quadratischen Standard- oder "Vorlagemusters zu erkennen«,

Das erfindungsgemässe Bildmuster-Erkennungssystem weist also eine Bildröhre, die einen zu erkennenden Gegenstand aufnimmt, einen Schaltungsteil, der nacheinander mehrere Teilbildmuster in Signalform bereitstellt, die aus einem von der Bildröhre aufgenommenen Bildmuster ausgeschnitten sind, wobei die Teilbildmuster synchron mit der Bildröhrenabtastung ausgegeben werden, sowie einen Speicher auf, der mehrere Teilbildmuster speichert. -Jedes Teilbildmuster wird mit dem entsprechenden Vorlagen- oder Standard-Teilbildmuster verglichen und die den Vorlagen- bzw. Standarä-Teilbildmuster jeweils entsprechenden Teilbildmuster v/erden für jedes Standard-Teilbildmuster zusammengefasst.. Eine Gx¹UpPe von Teilbildiniistern, die Jeweils in einem zwei-dimensionalen Koordinatensystem lagemässig nahe beieinander liegen,wird aus jeder Gruppe der zusammengefassten Teilbildmuster ausgewählt bzv/o ausgesondert und die jeweiligen Lagen der jeweils ausgesonderten Teilbildmustergruppen werden berechnet. Die Form und die Lage des zu erkennenden Gegenstandes kann dadurch festgestellt und nachgewiesen v/erden,' dass die jeweiligen Lagen in einer Lage des zwei-dimensionalen Koordinaten-systems nahe beieinander liegen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung einer automatischen Hoηtagevorrichtung mit einem Bildmuster-Erkennungssystem,

fig. 2 die Oberfläche eines Gegenstandes in Aufsicht, Fig. 3 die Darstellung eines Bildmusters_?

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!ig. 4 die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Unter-Standardmuster bzw. Unter-Vorlagemuster,

Fig.5a und 5b abgewandelte Unter-Standardmuster,

Fig. 6 eine Darstellung, die eine Lagebeziehung zwischen den .Bildmustern und den Unter-Standardmustern wiedergibt,

Fig. 7 eine in -schemati scher Form dargestellte Schaltungsanordnung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig, 8 und 9 ins Einzelne gehende Schaltungsdarstellungen von Schaltungsteilen der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform, -

Fig.10 bis 12 ins Einzelne gehende Schaltungsdarstellungen von Teilen der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform,

Fig.13 eine'schematische Darstellung eines Schaltungsteils einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,

Fig.14 eine schematische Schaltungsanordnung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig.15 und 16 ins Einzelne gehende Darstellungen von Schaltungsteilen der in Fig. 14- gezeigten Ausführungsform und

Fig.17 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine automatische Montagesteuervorrichtung, bei der ein erfindungsgemässes Bildmuster-Erkennungssystem verwendet wird. In Fig. 1 nimmt eine Bildröhre 1 eine Seite eines Werkstückes $ auf, wobei die Bildröhre 1 ein in Fig. 2 dargestelltes Bildmuster in ein elektrisches Signal umsetzt und dieses elektrische Signal einer Bildverarbeitungseinrichtung 2 zugeführt wird. Die Bildverarbeitungseinrichtung 2 erkennt die Form und die Lage eines Loches 4 im Werkstück 3 und erzeugt ein Steuersignal zur Steuerung eines Manipolators 6, der ein Teil 5i beispielsweise einen vom Arm des Manipulators 6 gehaltenen Bolzen automatisch in das Loch 4 einschiebt.

Ein von der Bildröhre 1 an die Bildverarbeitungseinrichtung abgegebenes Signal ist normalerweise für die digitale Verarbeitung getastet bzw. in Signalabschnitte zerlegt. Beispielsweise

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— Ö —

hat das von der Bildröhre bereitgestellte Signal bei einem üblichen Fernsehsystem das Bild bereits zerlegt, da das Bild in vertikaler Richtung in 525 Zeilen abgetastet wurde. Mit einer Tast- bzw. Abtastschaltung ist das Bild auch in horizon-■ taler Richtung zerlegt bzw. getastet. In diesem Falle handelt es sich natürlich um eine Bildröhre, bei der ein Elektronenstrahl zur Abtastung des Bildes verwendet wird. Bei einer monolithischen Bildaufnahmeeinrichtung bzw. bei einer Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung, beispielsweise bei einem ladungsgekoppelten Speicher ( der auch unter der Bezeichnung CCD bekannt ist) , bei dem Festkörper-Rachweiselemente in zwei Dimensionen angeordnet sind, ist das Tasten oder Zerlegen der Signale nicht erforderlich, da bereits getastete Signale von den jeweiligen ITachweiseiementen erhalten werden, die in Längs- und Querrichtung angeordnet sind.

Das in der zuvor beschriebenen Weise zerlegte Bild ist beispielsweise in Fig. 3 dargestellt. Dieses Beispiel zeigt ein einfaches Modell, bei dem 16 Bildelemente Jeweils in vertikaler und horizontaler Richtung angeordnet sind. Die Helligkeit der Bildelemente wird durch Binäriirerte angegeben, d. h. eine binäre "1" bedeutet ein helles Bildelement und eine binäre "O" steht für ein dunkles Bildelement. Es können natürlich auch Pegel mit mehr als zwei Werten, also mehrwertige Pegel verwendet werden. Bei dem in Fig. 3 dargestellten einfachen Modell entspricht ein gestrichelter Bereich einer binären "O" und der nicht gestrichelte Bereich entspricht einer binären "1". X und T stellen die Achsen im zwei-dimensionalen Koordinatensystem dar.

Anhand der Fig. 3 und 4- soll ein Grundprinzip der Erfindung nachfolgend erläutert werden. Ein sehr wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, mehrere Standard-Teilbildmuster zu verwenden, die jeweils aus einem Standard-Bildmuster herausgenommen sind. Um dies genauer zu erläutern, sei angenommen, dass das Standard-Bildmuster zur Erkennung des Loches 4-des in Fig. 1 dargestellten Werkstückes 3 einer Maske entspricht,

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die in Pig. 3 durch eine breite, ausgezogene Linie umrandet ist. Eine Anzahl von Standard-Teilbildmustern entspricht den in Fig. 4 dargestellten leilbildmusternA, B, C und D, die nachfolgend jeweils als Unter-Standardmuster A, B, C oder D bezeichnet werden-und jeweils 16 Bildelemente aufweisen. Bei diesem Beispiel ist das Standard-Bildmuster in vier Unter-Standardmuster aufgeteilt. Allgemein kann das Standard-Bildmuster auch in η Unter-Standardmuster aufgeteilt werden, wobei η = 2 ist. Weiterhin ist es nicht erforderlich, dass alle η Unter-Standardmuster zur Erkennung des Objektes verwendet werden, vielmehr können auch nur einige der η Unter-Standardmuster verwendet werden.

Zunächst wird das in Fig. 4 dargestellte Unter-Standardmuster A dem in Fig. 3 dargestellten Bildauster an einer willkürlichen Stelle überlagert, so dass das gestrichelte Unter-Standardmuster A beispielsweise im linken oberen Bereich des Bildmusters diesem überlagert ist. Danach wird jedes Bildelement des Unter-Standardmusters A mit jedem Bildelement des Bildmusters, dem das Unter-Standardmuster A überlagert ist, verglichen und die Zahl derjenigen Bildelemente wird gezählt, bei denen der binäre Inhalt "1" oder "0" des Bildelementes des Unter-Standardmusters A mit dem binären Inhalt "1" oder "0" des Bildelementes des Bildmusters übereinstimmt. Diese Zahl an Bildelementen stellt ein Mass für die Ähnlichkeit zwischen dem Unter-Standardmuster A und dem Bildmuster dar, dem das Unter-Standard-muster A überlagert ist. Dementsprechend kann eine gute Ähnlichkeit zwischen den beiden Bildmustern festgestellt v/erden, nämlich dadurch, ob diese Zahl grosser ist als eine vorgegebene Zahl N . oder nicht, mit anderen Worten, ob die Zahl der Bildelemente, bei denen der Inhalt der Bildelemente des Unter-Standardmusters A nicht mit dem Inhalt der Bildelemente des Bildmusters übereinstimmt, kleiner als eine vorgegebene Zahl von M_ ist. Die vorgegebenen Zahlen IT . und N hängen von der Art der Zerlegung bzw. der Aufteilung, der Bildqualität und der Form des Objektes usw. ab und werden experimentell gewählt. Der einfachen Erklärung halber soll die Zahl der Bildelemente, die keine Übereinstimmung zeigen,

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— ο —

nachfolgend benutzt werden. Wenn die Zahl der nicht übereinstimmenden Bildelemente bei dem zuvor beschriebenen Vergleich zwischen den beiden Mustern kleiner ist als die vorgegebene Zahl N , wird die Lagebeziehung der beiden Muster gespeichert.

IUcI .λ

•Wenn dagegen die Zahl der übereinstimmenden Bildelemente grosser ist, wird die Lagebeziehung zwischen den beiden Mustern nicht gespeichert. Ein solcher zuvor beschriebener Vergleich wird dadurch ausgeführt, dass die Lage des Unter-Standardmüsters A über das in Fig. 3 dargestellte Bildmuster hinweg verändert wird. Beispielsweise wird das Unter-Standardmuster A um jeweils einen Abtaststrich in X- oder Y-Eichtung verschoben. Um die zuvor beschriebenen Lagebeziehung zu speichern, wird eine Stelle, beispielsweise die Stelle a im Unter-Standardmuster A ausgewählt, d. h. die Stelle a gibt die Lage des in Fig. 4- dargestellten Unter-Standardmusters A an. In gleicher Weise geben die Stellen b, c und d die Lagen der Unter-Standardmuster B, G bzw. D an. Es kann irgendeine Stelle im Unter-Standardmuster dafür ausgewählt .werden, wie dies in den Fig. 5a. und 5b beispielsweise dargestellt ist. Bei der in Fig. 4- dargestellten Ausführungsform sind die Stellen a, b, c und d der jeweiligen Unter-Standarduiuster-A, B, G und D so gewählt, dass sie im Mittelpunkt "des zu erkennenden Loches 4- liegen. In der gleichen Weise wie das Unter-Standardmuster A werden die Unter-Standardmuster B, C und 15 jeweils mit dem Bildmuster verglichen und die Vergleichsergebnisse gespeichert.

Die Tabelle I gibt die Ergebnisse der Vergleiche der jeweiligen Unter-Standardmuster A, B, C und D mit dem Bildmuster wieder. Dabei ist die Lage (X, Y) die Lage a, b, c und d im X-Y-Koordinatensystem und N die Zahl der nicht übereinstimmenden Bildelemente. Die vorgegebene Zahl N ist 5·

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Tabelle I

Daten-Nr. Typ des Unter- γ γ π

Standard-Musters ^Λ

1	A	6,5	6,5	3
' 2	A	7,5	6,5	. 3
3	' A	5,5	7,5	3
4·	A	6,5	7,5	0
VJl	A	7,5	7,5,	3
6	A	5,5	8,5"	3
Ί	A	6,5	8,5	3
8	- A	15,5	10,5	2
9	A	1^,5	11,5	2
10	A	15,5	11,5	1
11	B	5,5	6,5	3
12	B	6,5	6,5	■ .3
13	B	5,5	7,5	■ 3
14	B	6,5	7,5	0
15	B	I^	7,5	3
16	B	6,5	8,5	3
17	B	7,5	8,5	3.
' 18	C	6,5	6,5	3
19	C	7,5	6,5	3
20	C	5,5	7,5	3
21	C	6,5	7,5	0
22	C	7,5	7,5	3
23	C	5,5	8,5	3
24-	C	6,5	8,5	3
25	D	5,5	6,5	3
26	D	6,5	6,5	3
27	D	5,5	7,5	3
28	D	6,5 ■	7,5	0
29	D	7,5	7,5	3
30	D	6,5	8,5	3
31	D	7,5	8,5	3

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Als nächstes soll eine Art erläutert v/erden, wie das Vorhanden"-sein und die Lage des zu erkennenden Loches 4- aus der Information von Tabelle I festgestellt wird. Zur Erkennung des Loches gibt es zwei "Verfahren.

Ein erstes Verfahren zur Erkennung des Loches soll nachfolgend erläutert werden. Zunächst v/erden für jeden Typ der Unter-Standardbildmuster die jeweiligen Abstände zwischen den Teilbildmustern, die durch die Daten-Er. in Tabelle I'angegeben sind, berechnet und die Teilbildmuster sind in Gruppen zusammengefasst, wobei jede Gruppe innerhalb eines vorgegebenen Abstandes L in der dazwischen liegenden Entfernung liegt. Der vorgegebene Abstand L_nv hängt von der Abtastschrittweite, der !Form des Gegenstandes usw. ab, und wird experimentell bestimmt. Es sei bei dieser Ausführungsforni angenommen, dass der vorgegebene Abstand L 3 ist und die Teilbildmuster werden in fünf Gruppen zusammengefasst, wie dies nachfolgend angegeben ist:

Gruppe A₁: Daten-ITr. 1 bis 7

Gruppe Ap: Daten-Nr. 8 bis 10

Gruppe B₁: Daten-Nr. 11 bis 17

Gruppe C₁: Daten-Nr. 18 bis 24-

Gruppe D^: Daten-Nr. 25 bis 31

Danach werden die mittleren Lagen (X, Y) der jeweiligen Gruppen A₁ b.is D₁ im X-Y-Koordinatensystem folgendermassen berechnet:

Gruppe A^: X= 6,5; Y = 7,5
Gruppe ^2'· X = 15,2; j _ ^ ₂

Gruppe B₁: X = 6,5; Y = 7,5
Gruppe C₁: X = 6,5; Y = 7,5
Gruppe D₁: X = 6,5; Y = 7,5

Danach werden die jeweiligen Abstände zwischen den mittleren Koordinatenlagen der jeweiligen Gruppen A₁ bis D₁ berechnet und die Gruppen v/erden in entsprechende Gruppen zusammengefasst,

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wobei jede dieser letztgenannten Gruppen innerhalb eines vorgegebenen Abstandes M in der dazwischen liegenden Entfernung liegt. Der vorgegebene Abstand M hängt von der Abtastschritt

IJl el-X. »

weite und der Form des Gegenstandes usw. ab und wird experimentell ausgewählt. Es sei nun angenommen, dass der vorgegebene Abstand M bei diesem Beispiel 3 ist. Dann werden die jeweiligen Gruppen A^ bis D. in Gruppen 1 und 2 folgendermassen zusammengefasst:

Gruppe 1: Gruppen A^, B^, CL und D^ Gruppe 2: Gruppe Ap

Dann wird festgestellt, ob die jeweiligen Gruppen 1 und 2 alle Gruppen A^, B^, C^ und I)_x., die den jeweiligen Unter-Standardmustern A, B, C und D entsprechen, enthalten oder nicht, so dass die Gruppe 1 ausgewählt und das Vorhandensein des Loches im Bildmuster nachgewiesen wird.

Als nächstes wird die mittlere Lage der jeweiligen Lagen der Gruppen A-,B-,C^, und D^ folgendermassen berechnet, wobei die mittlere Lage der Lage des Lochmittelpunktes im X-Y-Koordinatensystem entspricht.

Mittlere Lage: X_A = 6,5, Y_A = 7,5

Daraus ergibt sich, dass das Vorhandensein und die Lage des in Fig. 1 dargestellten Loches 4 festgestellt werden kann.

Das erste Verfahren zur Erkennung des Loches ist nicht auf die zuvor beschriebene Art des Verfahrens beschränkt; vielmehr sind verschiedene Abwandlungen .und Änderungen möglich. Eine Abwandlungsmöglichkeit betrifft die jeweiligen Stellen a, b, c und d der Unter-Standardmuster A, B, C und D, d. h. die jeweiligen Stellen a, b, c und d können beispielsweise in der in Fig. 5a oder 5b dargestellten Weise gewählt werden. Wenn die jeweiligen Stellen a, b, c und d in der in Fig. 5a dargestellten Weise ge-

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wählt werden, wobei sie in diesem Falle an einer Stelle liegen, wo die Unter-Standardmuster A, B, C und D ein Standardmuster bilden, verschiebt sich die Mittellage der jeweiligen Gruppen A^,B^, C, und D^, die beim letzten Schritt des zuvor beschriebenen ersten Verfahrens berechnet wurden, aus der Lage des Lochlaittelpunktes-Daher ist es notwendig, diese Mittellage zu kompensieren, um die Lage des Lochmittelpunktes zu erhalten. Bei dem in Fig. 5a dargestellten Falle wird die Mittellage um 0,5 in der X-Hichtung und um 0,5 in der Y-Richtung verschoben.

Die jeweiligen Stellen a, b, c und d müssen in einem Falle, bei dem die Unter-Standardmuster A, B, C und D ein Standardmuster bilden, nicht immer in einer Lage liegen, sie können beispielsweise in der in Fig. 5b dargestellten Weise gewählt werden. Hierbei sind sie bezüglich der Lage des Standardmuster-Mittelpunktes symmetrisch angeordnet und die Mittellage der den Gruppen A^, B^j, CL und D, entsprechenden Lagen geben selbst die Lage des Lochmittelpunktes wieder, an der die Kompensation nicht erforderlich ist. In diesem Falle kann der vorgegebene Abstand M grosser als im vorangegangenen Falle gewählt werden, da

TU cL-λ

die jeweiligen Lagen a, b, c und d "weit voneinander entfernt sind.,.

Eine weitere Abwandlung betrifft die Art und Weise, wie das Loch unterschieden bzw. festgestellt wird. Das Vorhandensein des Loches im Bildmuster wird in einem Falle festgestellt, bei dem alle Gruppen A^, B^, C^ und D^, die den Ünter-Standardmustsrn A, B, C und D entsprechen, bei-dem zuvorbeschriebenen, ersten Verfahren schliesslich als Ausgangswerte vorliegen. Wenn das Loch oder die Lage des Loches jedoch in dem das Bildmuster umgebenden Bereich liegt, kann das Loch oder die Lage des Loches in der zuvor beschriebenen Weise nicht nachgewiesen werden. Um diese Schwierigkeit auszuräumen, kann folgendermassen vorgegangen werden« Das Bildmuster-Erkennungssystem wird so voreing-estellt, dass das Loch oder ein Teil des Loches in einem vorgegebenen Bereich des Bildmusters liegt, wenn das spezielle ^: Unter-Standardmuster mit den Teilbildmustern des vorgegebenen

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Teiles des Bildmusters übereinstimmt, wobei jeder der vorgegebenen Bereiche natürlich innerhalb des vorgegebenen Abstandes L in dazwischen liegendem Abstand gewählt ist. Beispielsweise

HIcL-X.

kann nachgewiesen werden, dass der Teil des Loches in dem am weitesten links oben liegenden Bereich des Bildmusters liegt, wenn eine Gruppe der Teilbildmuster, die dem Unter-Standardmuster C entspricht, in diesem Bereich liegt. In anderen Worten ausgedrückt, liegt der Lochbereich nicht in dem am weitesten links oben liegenden Bereich des Bildmusters, wenn eine der Gruppen der Teilbildmuster, die den anderen Unter-Standardmustern A, B und D entsprechen, darin liegt. In entsprechender Weise kann festgestellt werden, dass der Lochbereich im am weitest rechts oben liegenden Bereich des Bildmusters liegt, wenn eine Gruppe des Teilbildmusters, die dem Unter-Standardmuster B entspricht, darin liegt, und es kann weiterhin nachgewiesen werden, dass der Bereich des Loches in dem mittleren, unteren Bereich des Bildmusters liegt, wenn sich die Gruppen der Teilbildmuster, die den Unter-Standardmustern A und D entsprechen, darin befinden. In Fig. 6 ist die Lagebeziehung zwischen dem Loch und den Unter-Standardmustern A, B, C und D über das gesamte Bildmuster hinweg dargestellt, wobei A, B, C und D jeweils die Unter-Standardmuster wiedergeben.

Nachfolgend soll ein zweites Verfahren zur Erkennung des Loches erläutert werden. Zunächst werden die Teilbildmuster, die in der Tabelle I durch die Daten-Nummern angegeben sind, in jedem Typ der Unter-Standardmuster, beispielsweise in Gruppen A^,, A^₁ B^i, Ο,, und D^ gemäss des ersten Verfahrens beispielsweise zusammengefasst. Dann wird das Teilbildmuster, dessen Zahl N am kleinsten ist, aus der Gruppe der Teilbildmuster ausgewählt, wobei die Lage des Teilbildmusters die angenäherte Lage der in Gruppen zusammengefassten Teilbildmustern wiedergibt. Wenn die Anzahl der Teilbildinuster, deren Anzahl η am kleinsten ist, grosser als zwei ist, wird eine Mittellage dazwischen berechnet und die Mittellage stellt die angenäherte Lage der in Gruppen zusammengefassten Teilbildmuster dar. Die Lage des Teilbildmusters, die die angenäherte Lage der in Gruppen zusammengefassten Teilbildmuster wiedergibt, erhält man folgendermassen,

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wobei auf Tabelle I Bezug genommen wird.

Gruppe A₁: Daten-Hr. 4-, X =6,5; Y= 7,5

Gruppe A₂': Daten-ITr.10, X = 15,5; T = 11,5

. Gruppe B₁: Daten-Hr.14, X = 6,5; Y = 7,5

^J Gruppe O,: Daten-Fr.21, X = 6,5; Y = 7,5

.Gruppe D^: Daten-Nr.28, X =6,5; Y =7,5

Die zuvor beschriebenen jeweiligen Lagen der in Gruppen zusammengefassten Teilbildmuster stimmen nicht immer lageinässig mit den jeweiligen mittleren Lagen der beim ersten Verfahren in Gruppen zusammengefassten Teilbildmuster überein, der Unterschied zwischen diesen Lagen ist jedoch sehr"klein. Daher ist das zweite Verfahren im Hinblick auf eine einfache Vorrichtung für .die Bildmuster-Erkennung besser.

Danach werden die jeweiligen Abstände zwischen den Lagen der jeweiligen Gruppen A₁ bis D₁ berechnet und die Gruppen A₁ bis D₁ werden weiterhin zu Gruppen zusammengefasst, die jeweils in dem vorgegebenen Abstand M in der dazwischen liegenden Ent-

TIIgL-X

fernung liegen, wie dies auch beim ersten Verfahren der Fall ist. Dann wird das Vorhandensein des Loches festgestelltund die Lage des Loches berechnet, wobei dies hier nicht noch einmal beschrieben werden soll, da dies wie beim ersten Verfahren durchgeführt wird.

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung wurde anhand des Loches erläutert, das als zu erkennendes Objekt herangezogen wurde. Die vorliegende Erfindung lässt sich jedoch auch auf andere Objektarten anwenden, beispielsweise kann das Objekt ringförmig, quadratisch, rechteckig, asymmetrisch sein oder eine noch kompliziertere Form aufweisen. Darüberhinaus ist die Erfindung auch zur Erkennung von Objekten mit allen möglichen Abmessungen geeignet und auch dann anwendbar, wenn ein aufgenommenes Bild auf Grund der Tatsache verformt wird, dass die vorgegebenen Abstände L_mQv und H , sowie die vorgegebene Zahl IL_{1 o}__ mit be-

1113LX IHcIjC uicLX

stimmten Werten festgesetzt sind, die beispielsweise grosser als

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bei den vorausgegangenen Fällen sein können, da mehrere Unter-Standardmuster oder Teile dieser Unter-Standardmuster zur Bildmustererkennung benutzt werden. Auch dann, wenn nur ein Teil des wieder zu erkennenden Objektes von der Bildröhre aufgenommen wird, kann mit der vorliegenden Erfindung erkannt werden, dass dieser Teil zu dem zu erkennenden Objekt gehört, wobei eine Information zur Veränderung des Bildfeldes der Bildröhre oder zur lagemässigen Veränderung des Objektes erhalten wird.

Nachfolgend sollen Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert werden.

In Fig. 7 ist eine Schaltungsanordnung 100, die ein Teilbildmuster ausschneidet, eine die Teilbildmuster unterscheidende <· Schaltung 101, auch Diskriminatorschaltung genannt, eine Schaltung'102 zur X-Y-Lageerzeugung und eine das Objekt nachweisende Schaltung 103 dargestellt. Die Schaltungsanordnung 100, die ein Teilbildmuster ausschneidet, weist folgende Schaltungsteile auf: Eine Bildröhre 104-, die ein zu erkennendes Objekt aufnimmt, eine Tastschaltung 105, die ein kontinuierliches Bildsignal in entsprechende Bildelemente gemäss Fig. 3 aufteilt, einen Vergleicher 106, der jedes Bildelement in Abhängigkeit von der Helligkeit des jeweiligen Bildelemente in der zuvor beschriebenen Weise in ein Binärsignal"1" oder "0" umsetzt, Speieherschaltungen 107 und 108, einen Impulsgenerator 109 und einen Abtastsignalgenerator 110 für die Bildröhre 104. Wie bei einer üblichen Bildröhre stellt die Bildröhre 104 nacheinander ein Bildsignal auf Grund der vom Abtastsignalgenerator 110 erzeugten Horizontal- und Vertikal-Abtastsignale bereit. Die Tastschaltung 105, der das von der Bildröhre 104 bereitgestellte, sequentielle Bildsignal zugeführt wird, wird von den vom Impulsgenerator 109 erzeugten Tastimpulsen getastet, wobei die Frequenz beispielsweise 6 MHz beträgt. Im vorliegenden Falle liegen 382 Bildpunkte in horizontaler Richtung und 262 Bildpunkte in vertikaler Richtung vor, so dass das gesamte Bildmuster aus 382 χ 262 Bildpunkten besteht. Um die Erläuterungen zu vereinfachen, wird das in Fig. 3 dargestellte, ausgewählte Bildmuster mit nur wenigen Bildelementen für die Beschreibung verwendet.

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Es muss nicht nochmals extra betont werden, dass die Zahl der Bidlelemente bei einem tatsächlich ausgeführten Bildmuster-Erkennungssystem grosser als die Zahl der Bildelemente bei dem in Fig. 5 dargestellten, ausgewählten Bildmuster ist.

Das Ausgangssignal der Tastschaltung 105 wird den Schieberegistern 107 und 108 über den Vergleicher zugeleitet, in dem das getastete Bildsignal entsprechend der Helligkeit der-Bildelemente in ein Binärsignal "1" oder "0" umgesetzt wird. Der Schwellwert des Vergleichers 106 hängt von der Bildqualität, der Beleuchtung usw. ab und ist experimentell so gewählt, dass sich das Objekt von Hintergrund abhebt bzw. unterscheidet. Entweder das helle Bildelement .oder das dunkle Bildelement kann einem der beiden Binärwerte "1" und "0" zugeordnet werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird jedoch angenommen, dass das helle Bildelement den Binärwert "1" und das dunkle Bildelement den Binärwert "0" zugeordnet ist. Weiterhin kann der Tastvorgang und der Vergleichsvorgang in umgekehrter Eeihenfolge durchgeführt werden. Die Tastschaltung 105 ist entbehrlich, wenn statt der Bildröhre Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtungen, bei-"spielsweise ein GGD verwendet wird.

Die Sp eicher schaltungen 107 ußd 108 sind in Fig. 8 in Einzelheiten dargestellt, wobei die in Fig. 7 verwendeten Bezugszeichen für dieselben Elemente auch in Fig. 8 verwendet wurden. Die Speicherschaltung 107 besitzt mehrere in Reihe geschaltete Schieberegister S.^, S^₂, ··? Spi' '"' ^3n⁵ beispielsweise Flip-Flops,wobei jedes Schieberegister durch die vom Impulsgenerator 109 bereitgestellten . Zeitaktimpulse gesteuert wird. Das vom Vergleicher 106 bereitgestellte Signal wird dem Schieberegister S^ zugeführt., indem die Bildinformation des einen Bildelementes zeitlich gespeichert wird und der Inhalt des Schieberegisters S^ wird durch den Zeittaktimpuls ins/nächste Schieberegister S^p weitergegeben. In entsprechender Weise wird die Bildinformation in Abhängigkeit von den Zeittaktimpulsen in der Reihenfolge der Schieberegister S^₂—$■ S^,—^... —^Q* —^ ... —7* Sv_n weitergeschoben. Die Zahl der Schieberegister S^,^ bis

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S^. entspricht der Zahl der Bildelemente in einer horizontalen Abtastzeile. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt die Speicherschaltung 107 drei Schieberegister-Zeilen ent sprechend.den drei horizontalen Abtastzeilen. Das erfindungsgemässe ._ Bildmuster-Erkennungssystem ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt"; die Zahl der Schieberegister-Zeilen in der Speicherschaltung 107 wird je nach der Grosse der Unter-Standardmuster gewählt.

Die Speicherschaltung 108 besitzt mehrere in Reihe geschaltete Schieberegister IL^, ^H12' ***' ^H44' beispielsweise Flip-Flops, wobei jedes der Schieberegister ebenfalls von den vom Impulsgenerator 109 bereitgestellten Zeittaktimpulsen gesteuert v/ird. Die Speicherschaltung 108 arbeitet derart, dass vom Bildmuster das Teilbildmuster ausgeschnitten wird und die Zahl und die Anordnung der Schieberegister in dieser Speicherschaltung 108 entspricht dem Unter-Standardmuster. Die Ausgangssignale des Vergleichers 106 und der Schieberegister ß-i_ni Sp_n und S^ werden den Schieberegistern H^, Hp^, H™ bzw. H^ zugeleitet, deren Inhalte ihrerseits auf Grund der Zeittaktimpulse den jeweils nächsten Schieberegistern übertragen werden. In der US-PS 3 887 762 ist die-Arbeitsweise und der Aufbau der Speicherschaltungen 107 und 108 im einzelnen erläutert.

Die Trenn- oder Diskriminatorschaltung 101 für das Teilbildmuster weist Unter-Standardmuster-Speicher 111A, 111B, 111C und 111D, Vergleich er 112A, 112B, 112C und112D, sowie Diskriminatoren 11JA, 113B, 11JG und 113D auf. Die Unter-Standardmuster-Speicher 111A, 111B, 111C und 111D speichern beispielsweise die in Fig. 4- dargestellten Unter-Standardmuster A, B, C bzw. D, wobei die straffierten Teile dieser Unter-Standardmuster als binäre "0" und die anderen Bereiche der Unter-Standardmuster als binäre "1" in (nicht dargestellten) Registern gespeichert werden. Die jeweiligen Vergleicher 112A, 112B, 112C und 112D vergleichen die von der Speicherschaltung 108 ausgeschnittenen Teilbildmuster mit den jeweiligen Unter-Standardmustern A, B, C und D in den Unter-Standardmuster-Spei-

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ehern 111A, 111B, 111C und 111D. Der Vergleich zwischen den Teilbildmustern und den Unter-Standardmustern wird beispielsweise im Vergleicher 112A dadurch vorgenommen, dass der Inhalt jedes Registers der. Speicherschaltung 108 und der Inhalt'jedes ■ Registers des Unter-Standardmuster-Speichers 111A, verglichen wird. Als Ausgangssignal wird dann vom Vergleicher 112A die Zahl der Bildelemente bereitgestellt, die keine Übereinstimmung zwischen den Teilbildmuster und dem Unter-Standardmuster A aufweisen. Die Zahl der Bildelemente kann vom Vergleicher 112A in Impulszahlen oder in einem der Bildelementen-Zahl entsprechenden Spannungswert bereitgestellt werden. Auf gleiche V/eise arbeiten auch .die Vergleicher- 112B, 112C und 112D.

Die Ausgangssignale der Vergleicher 112A, 112B, 112C und 112D werden den Diskriminatoren 113A, 113B, 133C bzw. 113D zugeleitet, wobei über die jeweiligen Anschlüsse 114A, 114-B, 114C oder 114-D die vorgegebene Zahl Ή gesetzt wird. Die.vorgegebene, in dem jeweiligen Diskriminator gesetzte Zahl Ηλ_, kann bei den einzelnen Diskriminatoren je nach, der Art des Unter-Standardmusters unterschiedlich sein.-Die Diskriminatoren 'stellen jeweils Steuersignale bereit, um die X-X-Koordinatenlage des Teilbildmusters dann zu speichern, wenn die von den jeweiligen Vergleicher bereitgestellte Zahl der Bildelemente kleiner als Ή ist. Die zuvor beschriebenen Vorgänge werden innerhalb einer Tastzeitraumes und !fahrend jedes Tastimpulses durchgeführt.

In Fig. 9 ist ein Beispiel für die Diskriminatorschaltung 101, die den Unter-Standardmuster-Speicher 111A, den Vergleicher 112A und den Diskriminator 113A enthält, im einzelnen dargestellt. D'er Unter-Standardmuster-Speicher 111A ist nicht immer mit Registern aufgebaut, wie dies zuvor beschrieben worden war, er kann, wie in Fig. 9 dargestellt ist, auch durch die Verbindung zwischen den Schieberegistern der Speicherschaltung 108 und den Ausgangsleitungen derselben gebildet sein. In Fig. 9 sind die Schieberegister der Speicherschaltung 108 im einzelnen dargestellt. Jedes Schieberegister H^ bis H^ besitzt zwei -

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Ausgänge Q und Q, wenn für die Register Flip-Flops verwendet werden. Wenn das Schieberegister die Bildinformation "1" speichert, tritt am Ausgang Q des Schieberegisters eine binäre "1" und am Ausgang ζ> des Schieberegisters eine binäre "0" auf. Wenn das Schieberegister andererseits die Bildinformation "0" speichert, tritt am Ausgang Q des Schieberegisters der Binärwert "0" und am Ausgang Q des Schieberegisters der Binärwert "1" auf. Um den Unter-Standardmuster-Speicher 111A zu bilden, ist daher der Ausgang Q des Schieberegisters, welches an der Stelle, die dem Binärwert "1" (d. h. dem straffierten Bereich in Fig. 4-) des Unter-Standardmüsters A entspricht, über einen Widerstand r mit einem Vergleicher 200 verbunden. Der Ausgang Q des Schieberegisters, das an der Stelle, die dem Binärwert "0" (dem anderen Bereich in Fig. 4)' des Unter-Standardmusters A entspricht, liegt, ist über einen Widerstand r mit dem Vergleicher 200 verbunden. Dadurch kann der Unter-Standardmuster-Speicher 111A für das in Fig. 4- dargestellte Unter-Standardmuster A realisiert werden. Auf Grund des zuvor beschriebenen Aufbaues wird die Spannung, die der Zahl der Bildelemente entspricht, welche vom Teilbildmuster nicht mit den Bildelementen 'des Unter-Standardmusters A übereinstimmen, dem Vergleicher zugeführt, da die Ausgangsspannung der Speicherschaltung 108 durch die Widerstände r und einen Widerstand R spannungsgeteilt wird. V/enn das Teilbildmuster beispielsweise mit dem Unterst an dar dmust er A übereinstimmt, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist, ist die Ausgangsspannung derSpeich erschaltung 108 Null. Wenn jedoch nicht übereinstimmende Bildelemente vorhanden sind, geben alle Schieberegister, die diesen nicht übereinstimmenden Bildelementen entsprechen, Ausgangssignale mit dem Binärwert ab, so dass die Summe dieser Signale im Vergleicher 200 zugeleitet wird.· Der Diskriminator '113A weist den Vergleicher 200 und eine Gleichstromquelle 201 auf. Die Gleichstromquelle 201 stellt eine Bezugsspannung für den Schwellwert des Vergleichers 200 bereit, wobei die Bezugsspannung bzw. der Schwellwert der vorgegebenen Zahl TS_mnv entspricht. Wenn das Ausgangssignal der Speicherschaltung 108 also kleiner als die Zahl Nist, tritt am Ausgang 202 des Vergleichers 200 der Steuerimpuls auf. Auf

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dieselbe Weise sind die Unter-Standardmuster-Speiclier 111B, 1110 und 111D, die Vergleicher 112B, 112C und 112D und die JDiskriminatoren 113^i 113C und 113D zusammengesetzt, wobei die Schieberegister H_x,^. bis -IL₂, der Speicherschaltung 108 gemeinsam verwendet werden.

Der Lagegenerator 102, der die Lagen der jeweiligen Stellen a, b, c, und d der Unter-Standardmuster A, B, C und D"auf dem in Pig. 3 dargestellten Bildmuster angibt, enthält einen X-Lagezähler 115» einen Y-Lagezählter 116, eine Addierstufe 117 für die X-Lagekompensation und eine Addierstufe 118 für ciie Y-Lagekompensation. Der X-Lagezähler 115 zählt die vom Impulsgenerator 109 bereitgestellten Taktimpulse und zeigt die X-Lage der Stelle a des Unter-Standardmusters A im X-Y-Koordinatensystem an. Der X-Lagezählter 115 ist dagegen so aufgebaut, dass die Jeweilige Stelle a um 0,5 in der X-Achse im Unter-Standardmuster A verschoben wird, wie dies beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist. Der Y-Lagezähler 116 zählt die vom X-Lagezähler 115 entsprechend den Horizontal-Synchronisierimpulsen abgegebenen Ausgangsimpulse und zeigt die Y-Lage der jeweiligen Stelle a des Unter-Standardmusters A im X-Y-Köordinatensystem, wobei der Y-Lagezählter 116 so ausgebildet ist, dass die Stelle a beispielsweise um 0,5 in der Y-Achsenrichtung in dem in Fig. 4- dargestellten Unter-Standardmuster A verschoben wird. Die Addierstufen 117 und 118 für die X- bzw. Y-Lagekompensierung sind dafür vorgesehen, die jeweiligen Stellen b, c und d der Unter-Standardmuster B, C und D bezüglich der Stelle a des Unter-Standardmusters A zu kompensieren. Im Falle, dass beispielsweise die in Fig. 4 dargestellten Unter-Standardmuster A, B, C und D verwendet werden, wird die X-Lage vom X-Lagezählter 115 durch 4 Tastimpulse in der negativen X-Achsenrichtung durch die Addierstufe 117 zur Kompensation der X-Lage verschoben und die Y-Lage wird vom Y-Lagezähler 116 .durch 4 Tastimpulse mittels der Addierstufe 118 für die Y-Lagekompensierung in der negativen Y-Achsenrichtung verschoben, d. h. die Kompensation jeder Stelle B (X^, Y^), c (X_c, Y) oder d (X^, Y^) wird bezüglich der Stelle a (Χ_&ί Y„) folgendermassen ausgeführt:

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^XB " ^X

^XC - ^XA - ⁴ J^XD - ^XA

^YC = ^YA - ⁴

-Nachfolgend soll die Erkennungsschaltung 103 beschrieben werden. Das Ausgangssignal vom Diskriminator 113A versetzt die Verknüfpungsschaltungen 119AX und 119AY in den leitenden Zustand, so dass die X-Lage vom X-Lagezähler 115 und die Y-Lage vom Y-Lagezähler 116 in eine Speicherschaltung 120A eingeschrieben werden kann, wenn der Ähnlichkeitswert zwischen dem Teilbildmuster und dem Unter-Standardmuster A kleiner als N _χ ist. In entsprechender Weise tasten die Ausgangssignale des Diskriminators 113B die Verknüpfungsschaltungen 119BX und 119BX auf, so dass die X-Lage vom X-Lagezähler 115 und die Y-Lage von der Addierstufe 118 in eine Speicherschaltung 120B eingeschrieben wird. Das Ausgangssignal des Diskriminators 113C tastet die Verknüpfungsschaltungen 119CX und 119CY auf, so dass die X-Lage von der Addierstufe 11? und die Y-Lage von der Addierstufe 118 in eine Speicherschaltung 120C eingelesen wird. Das Ausgangssignal des Diskriminators 113D tastet die Verknüpfungsschaltungen 119DX und 119DY auf, so dass die X-Lage von der Addierstufe 117 die Y-Lage vom Y-Lagezähler 116 in eine Speicherschaltung 120D eingespeichert v/ird.

In den Fig. 10 und 11 ist die Speicherschaltung Ί20Α im einzelnen dargestellt. In Fig. 10 werden die X-Lage, die Y-Lage und das Ausgangssignal des Diskriminators 113A an die Klemmen^ 300, 301 bzw. 302 angelegt. Das an der Klemme 302 anliegende Ausgangssignal wird einer Selektorstufe 304· über ein NAND-Glied 303 zugeführt, um einen der zu speichernden Kanäle 1, 2, ..., m, m+i auszuwählen. Jeder der X^-i ^xi2~' '" speichert die X-Lage und Jeder der Y^-j ^j2~» ster speichert die Y-Lage. Jedes der F^-, F^-, ..., gister, normalerweise Ein-Bit-Register, wird dazu benutzt, den gespeicherten Kanal anzuzeigen. Die Lagen der m Teilbildmuster werden in den Registern X_x.^ bis X^, und in den Registern Y^ bis Y. gespeichert und dann, wenn das (m+1)-te Ausgangssignal

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an der Klemme 302 auftritt, tritt an der Leitung 306 der Selektorstufe 304- ein Ausgangs signal auf, wodurch das EAKI)-GIi ed 303 in den nicht leitenden Zustand versetzt und ein Anzeiger 305 betätigt' wird, so dass das Überlaufen der Speicher angezeigt _vwird. 'Eine Schaltung, die die Inhalte der jeweiligen in Fig. dargestellten Register ausliest, ist in Fig. 11 dargestellt, die weiter unten beschrieben werden wird.

Eine Gruppierungsschaltung 121A fasst mehrere Teilbildmuster zu Gruppen von Teilbildmustern ausammen, wobei jede Gruppe innerhalb des vorgegebenen Absfcandes L im dazwischen liegenden. Zwischenraum liegt und die Mittellage jeder Gruppe wird berechnet. Das Ausgangssignai des Gruppierungsschaltung 121 wird in einer Speicherschaltung 122A gespeichert. Die Einzelheiten des Aufbaus der Gruppierungs- und Speieherschaltungen 121A und 122A sind in Fig. 11 dargestellt.

In Fig. 11 wird ein Impulsgenerator 400 von einem an einem Anschluss 401 anliegenden Vertikal-Synchronisierungsimpuls getriggert. Der Impulsgenerator 400 erzeugt während der Vertikal-Rücklaufzeit der Bildröhre 104 Taktimpulse. Die Taktimpulse gelangen über ein NAND-Glied 403 an eine Selektorstufe 402 und der Kanal in der Speicherschaltung 12ÖA wird in der Reihenfolge 1, 2, ..., m ausgewählt, so dass die Inhalte der Register ausgelesen werden. Zunächst wird dann, wenn das Taktsignal am Kanal 1 anliegt, der Inhalt mit dem Binärwert "1" des F^-Registers über UND-Glieder 404 und 405 sowie über ein NAND-Glied 406 an einem Flip-Flop 407 zugeleitet, der über einen Anschluss 408 vorher auf Null rückgesetzt wurde. Gleichzeitig wird das F^,^- Register durch ein Rücksetzsignal rückgesetzt, das durch ein UND-Glied 410 läuft und das als Ausgangssignal eines NOR-Gliedes 409 auftritt, und die Inhalte der Χ,,^- und T^^-Register werden dem Register 411 bzw. 412 sowie dem Zwischenspeicher 423 bzw. 424 über UND-Glieder 413, 4-14-, 4-15 und 416 und ODER-Glieder 417 und 418 zugeführt, da der Inhalt des Flip-Flops 407 im Ausgangszustand Null ist.

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Als nächstes wird das Taktsignal dem Kanal 2 zugeleitet und gleichzeitig wird der Inhalt des Flip-Flops 407 von einer binären "0" in eine binäre "1" verändert. Daher tritt am Ausgang des ODER-Gliedes 409 eine binäre "0" auf und die UND-Glieder 415 und 416 sind gesperrt. Daher werden die Inhalte der X^2~ und Y^'g-Hegister über UND-Glieder 421 und 422 und ODEE-Glieder 417 und 418 einem sogenannten Ausschnitt- oder Fensteryergleicher .419 bzw. 420 (window, comparator) zugeleitet, in denen die Inhalte der X^p" ^und Y^p-Register ^m^ den Inhalten des Registers 411 und 412 verglichen werden. Der an sich bekannte Ausschnitt-Vergleicher 419 stellt fest, ob der beim Vergleich der Inhalte des X^2~R^eSis"tei"s und des Registers 411 erhaltene Wert kleiner als ein vorgegebener Wert XL ist, der der X-Achsenkomponente des vorgegebenen Abstandes L entspricht. Der an sich bekannte Ausschnitt-Vergleicher 412 stellt fests ob der bei einem Vergleich der Inhalte des Y^2~^ReSisters und des Registers 412 erhaltene Wert kleiner als ein vorgegebener Wert YL ist, der der Y-Achsen-Komponente des vorgegebenen Abstandes L ist. Wenn die Ausgangssignale der Ausschnitt-Vergleicher 419 und 420 gleichzeitig erhalten werden, so tastet das am UND-Glied 425 auftretende Ausgangssignal die UND-Glieder 415 und 416 auf. so dass die Inhalte der Register 411 und 412 durch die Inhalte der X^" ^und Y^p-^Sister überschrieben werden. Gleichzeitig werden die Inhalte des X^2~ ^¹^ Y^2~^Res^^{ster dem} Zwischenspeicher 423 bzw. 424 zugeführt. Wenn dagegen die Ausgangssignale der Ausschnitts-Vergleicher 419 und 420 nicht gleichzeitig auftreten, oder einer der beiden Ausgangssignale überhaupt nicht auftritt, so werden die Inhalte der Register 411 und 412 nicht verändert und mit den Inhalten des nächsten Kanals verglichen. Das dem X* - und Y^ -Registern entsprechende F^ -Register, das zuvor ausgelesen worden war, wird rückgesetzt, wobei m = 1, 2, ... ist. Wie bereits zuvor beschrieben, werden die m Kanäle der Speicherschaltung 120A nach einander von der Selektrostufe 402 ausgewählt, so dass eine Zahl an Teilbildmustern, die jeweils innerhalb des vorgegebenen Abstandes L

TIIcLjC

liegen, von einem Zähler 426 gezählt werden und alle X- und Y-Lagen dieser Teilbildmuster werden in den Zwischenspeichern

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bzw. 424 zwiechengespeichert bzw. auf summiert. Dann werden die Mittellagen dieser Teilbildmuster mittels der Teiler 427 und 428 berechnet.

Venn die Selektorstufe 402 danach den (m+1)-ten Kanal ansteuert, wählt eine Selektorstufe 429 der Speicherschaltung 122A einen ersten Kanal aus, so dass die mittleren X- und T-Lagen, die als Ausgangssignale von den Teilern 427 und 428 bereitgestellt werden, in den Xpi~ "¹^ Yp^-Registern der -Speicherschaltung 122A gespeichert werden und ein F^^-Register wird in den binären "1"-Zustand gesetzt, um anzuzeigen, dass in den ersten Kanal eingeschrieben worden ist, wobei eine Gruppe von Teilbildmustern ausgewählt und in der Speicherschaltung 122A gespeichert ist. Gleichzeitig wird der Flip-Flop 407 rückgesetzt und ein Impuls gelangt über ein UND-Glied. 430 an'die Selektorstuf e 402, so dass die Selektorstufe 402 die jeweiligen Kanäle auswählt, wobei in jedem der Kanäle der Inhalt der F^ -Register in eine binäre "1". umgesetzt wird, um die anderen Gruppen von Teilbildmustern auszuwählen. Wenn alle Gruppen von Teilbildmustern ausgewählt.worden sind, bleibt der Inhalt des Flip-Flops 407 nicht mehr im binären "1"-Zustand, so dass das am (m+1)-ten Kanal anliegende Signal dem NAND-Glied 403 über ein NAND-Glied 431 zugeleitet wird, so dass das IiAKD-GIied 403 gesperrt ist. Daher wird der Inhalt der Speicherschaltung 120A zusammengefasst und in den Xpm~ ^xm^ Yp -Registern der Speicherschaltung 122A gespeichert, wobei η = 1, 2, ... ist. Ein F₅ -Register wird in den binären "1"-Zustand gesetzt, wenn in die Xom~ ¹^^{10 Y}2m~^Eegister eingeschrieben wird. Ein Überfluss-Anzeiger ist mit dem Bezugszeichen 432 versehen* Da die Speicherschaltungen 120B, 120C und 120D, die Gruppierungsschaltungen 121B, 121C und 121D und die Speicherschaltungen 122B,' 122G und 122D in der gleichen V/eise wie zuvor beschrieben aufgebaut sind, müssen diese Schaltungen und deren Arbeitsweisen hier nicht nochmals beschrieben werden.

Als nächstes soll der Aufbau und die Funktionsweise der Speicherschaltungen 122A, 122B, 122C und 122D, eine Gruppierungsschaltung 123 und eine Speicherschaltung 124 anhand der Fig. 12 im

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einzelnen erläutert werden. Der Aufbau und die Arbeitsweise der in Fig. 12 dargestellten Schaltungsanordnung ähnelt dem Aufbau und der Arbeitsweise der in Fig. H dargestellten Schaltungsanordnung. Ein Impulsgenerator 500 wird durch Vertikal-Synchronisierimpulse, welche am Anschluss 501 anliegen, gesteuert und stellt der Selektorstufe 503 Taktimpulse über ein NAND-Glied bereit, damit jeder Kanal der Speicherschaltung 122A, 122B, 122G und 122D ausgewählt werden, kann. Der Aufbau dieser Speicherschaltungen entspricht dem Aufbau der in den i'ig. 10 und 11 dargestellten Speicherschaltung 120A. Die Jeweiligen Speicherschaltungen 122A, 122B, 122C und 122D speichern die jeweiligen Gruppen der Teilbildmuster, die sich jeweils innerhalb des vorgegebenen Abstandes L__„ befinden und den Unter-Standardmustern A, B, C oder D entsprechen. Der Inhalt des jeweiligen Registers der Speicherschaltung wird nacheinander der Gruppierungsschsltung 123 zugeleitet, um die jeweiligen Gruppen von Teilbildmustern zu wählen, die sich innerhalb eines vorgegebenen Abstandes M in einem dazwischen liegenden Zwischenraum befinden. Da der Aufbau der Gruppierungsschaltung 123 einer Schaltung 433 entspricht, die in I^Tig. 11 init einer gestrichelten Linie umrandet, ist, soll die Gruppierung schalt unc 123 hier nicht weiter beschrieben werden und es sind auch nur die wichtigsten Teile dieser Gruppierungsschaltung 123 in liß· 12 dargestellt.

Bei der Gruppierungsschaitung 123 werden die Inhalte der X- und Y-Register in den Registern 5O⁷+ bzw. 505 gespeichert und mit den Inhalten der anderen X- und Y-Register in den an sich bekannten Ausschnitt- oder I'enster-Vergleichern 506 und 507 verglichen. Der Schwellwert des Ausschnitt-Vergleichers 506 wird auf einen vorgegebenen Vert XrI gesetzt, der der X-Achsen-Komponente des vorgegebenen Abstandes K entspricht und der

max

Schwellwert des Ausschnitt-Vergleiches 507 wird auf einen vorgegebenen Wert YM gesetzt, der der Y-Achsen-Komponente' des vorgegebenen Abstandes M entspricht. Die X- und Y-Lagen der

THS.X

Teilbildmuster in derselben Gruppe werden in einem Zwischenspeicher bzw. in einem Summierglied 508 und 509 zwischengespeichert bzw. aufsummiert. Ein Zähler 510 zählt die Zahl der

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Teilbilcjiiuster, die den Zwischenspeichern 508 und 509 zugeführt werden. Die mittleren Lagen X und Y einer Gruppe von l'eilbildnustern treten als Ausgangssignale an den Teilern 511 uud 512 auf und v/erden im ersten Kanal der Speicherschaltung 12-^;i- gespeichert, wenn eine Selektorstufe 513» die durch den (4η+Ί)~ΐβη Kanal der Selektorstufe 503 angesteuert wurde, ausgewählt wird.

Um festzustellen bzw* zu unterscheiden, welche Gruppe der' unterstand ardmuster A, B, C und D der den Zwischenspeichern 508 und 509 zugeführten Teilbildxaustern als Ausgangssignal an den Zwischenspeichern 508 und 509 auftritt, v/erden die Ausgengssignale der Speicherschaltungen 122A, 122B₅ '122C und 122D und das dem Zähler 5IO als Eingangssignal bereitgestellte Signal den jexveiligen Registern 513? 519» 520 und 521 über die geweiligen UND-Glieder 514-·, 515-, 5I6 und 51? zugeführt. Daher wird das Register, das dem den Zwischenspeichern 508 und 509 zugeführte Teilbildsuster entspricht, beispielsweise in den binären "1"-Zustand gesetzt, und wenn die X- und !-Lagen der von der Speicher schaltung 122A kommenden Teilbildmuster an die Zwischenspeicher 5Ο8 und 509 gelegt v/erden, wird das Register 518 in den binären "1"-Zustand gesetzt. Wenn dann die Selektorschaltung 513 den ersten Kanal anwählt, v/erden die Inhalte der Speicher 518 bis 521 und die Ausgangssignale der 'Teiler 511 und 512 in den Registern 522 bis 527 eier Speicherschaltung 124 jeweils gespeichert. Wenn die Selektorstufe 503 den Kanal von Neuem auswählt, wird die Selektorstufe 511 in derselben Weise in Abhängigkeit der Arbeitsweise der Selektorstufe 503 angesteuert und alle Gruppen für Teilbildinformationen werden in den Registern der Speicherschaltung 124 gespeichert, wenn der Selektor 513 die Jeweiligen Kanäle 1 bis 1 auswählt, wobei 1 = 1» 2, ... ist.

Wenn die Register 522 bis 525₅ die beispielsviei.se den Unterßtandardii isterii A, B₇ G und D entsprechen, in den binären "1"~ Zustand k^setzt werden, wird das Loch festgestellt und die X- und Y-Lage des Loches im Z-X-Koordinatensystem ist die in den 3&?vJ-Ti p26 und 52? gespeicherte X- und Y-Lage."

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Wenn ein Teil des Loches in der Speicherschaltung 124 gespeichert ist, d. Ii., wenn die Register, die den Unter-ßtandardmustern A, B, C und D entsprechen, in den binären 1"-Zustand und die anderen Register in den binären "C^'-ziustand gesetzt rand, wird der Teil ces Loches in der folgenden Weice nachgewiesen bzw. festgestellt.

In Pig. 13 entsprechen die Register 522 bis 529 den Registern des ersten Kanals in der Speicherschaltung 124. Um die Beschreibung zu vereinfachen, ist nur der erste Kanal der Speicherschaltung 124 hier alsBeispiel angegeben und die anderen Kanäle weisen denselben Aufbau euf. Lj.e Ausgangssigna].e der Register 522 bis 525 werden über ODER-Glieder 530 bis 533 einem UND-Glied 534 zugeführt, dessen Ausgangssignal an einem Anschluss 535 gelegt wird. Die Ausgangssignale der Register 526 und 529 werden Vergleichern 536 bis 539 zugeführt. Die Register 540 nnd 541 enthalten die in Fig. 6 dargestellten, voreingestellten Lagen Σ_μ bzw. X-r u^d die Register 5^l\2 und 543- enthalten die in Pig. 6 dargestellten, voreingestellten Lagen ϊττ bzw. Υγ. Die Ausgänge der Vergleicher 53& bis 539 werden über ODER-Glieder 53Ο bis 533 dem UKD-GIied 534 zugeführt, wie dies in Pig. 13 dargestellt ist. Arn Ausgang jedes Vergleichers 536, 537? 538 oder 539 tritt eine binäre "1" auf, wenn das Lagesignal der oberen Eingcngskl eaiae der Vergleicher grosser ist als das Lagesignal der unteren Eingangskiemme der Vergleicher im X-Y-Koordin at en sy st ein, wogegen ira umgekehrten J'al Ie die Vergleicher am Ausgang eine binäre "0" aufweisen.

Es sei beispielsweise angenommen, dass der Lochbereich in der am weitesten links liegenden Iiittellage des Bildmusters, d. h. in einem Bereich, der in Pig. 6 durch D und C angegeben ist. In diesem Falle sind die Register 524 und 525 in den binären "1"-Zustand gesetzt und die Register 526 und 527 speichern die X- und Y-Lagen des Lochbereiches. Entsprechend liegt am Vergleicher 537 als Ausgangssignal eine binäre "1" und ■ am Ausgang der Vergleicher 536, 538 und 539 eine binäre "0" an. Obgleich sich die Register 522 und 523 in einem binären "0"-Zu-

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stand befinden, tritt am Ausgang des UND-Gliedes 534- ein Signal auf und der Locliteil kann nachgexväesen werden.

Die zuvor beschriebene Ausführungsform der Erfindung erkennt das iioch entsprechend dem ersten Verfahren zur Mustererkennung. Nachfolgend soll eine erfindungsgemässe Ausführungsform beschrieben werden, die auf dem zweiten Verfahren beruht.

In.Fig. 14- sind dieselben Schaltungsteile, die bereits in Fig.? enthalten sind, mit denselben'Bezugszeichen versehen und um die Erläuterungen zu vereinfachen·, wurde der Teil des Bildmuster-Erkennungssystems, der mit dem in Fig. 7 dargestellten Teil identisch ist, weggelassen. Eine Speicherschaltung 600 enthält die in Fig. 10 dargestellten Register zur Speicherung der X- und' Y-Lagen, sowie Register zur Speicherung der Zahl IT der nicht übereinstimmenden Bildelemente. Der Aufbau der Speicherschaltung 600 ist in Fig. 15 nochmals in Einzelheiten dargestellt, wobei die bereits in den Fig. 7 und 10 enthaltenen Schaltungsbauteile mit denselben Bezugszahlen wie in Fig. 7 und 10 versehen sind. In Fig. 14- xiird das Ausgangssignal des Vergleichers 112A einem A-D-Umsetzer 603 zugeleitet, in dem es zur weiteren digitalen Verarbeitung in ein digitales Signal umgesetzt wird. Dies kann dadurch realisiert werden, dass die durch die Widerstände r und den Widerstand R geteilte Spannung dem A-D-Umsetzer 603 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des A-D-Umsetzers 603, das beispielsweise das digitalisierte Signal der in Tabelle I angegebenen Zahl N ist, wird einem UND-Glied 1Ί.9ΑΪΤ zugeleitet und in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Diskriminators 113A in der Speicherschaltung 600 gespeichert. Anders ausgedrückt, wenn die Σ- und X-Lage des Teilbildmusters in der Speicherschaltung 600 gespeichert wird, wird die Zahl N, die diesem Teilbildmuster entspricht, in der Speicherschaltung 600 gespeichert. Gemäss einer genaueren Beschreibung wird das Ausgangssignal des A-D-Umsetzers 603 einer in Fig. 15 dargestellten Kelmme 607 zugeführt und in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Diskriminators II3A und der Kanalwahl der Selektorstufe 304- im N^_m-Register gespeichert. Die Arbeitsweise der in Fig.

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15 dargestellten Beschreibung wird nicht noch einmal beschrieben, da sie der Arbeitsweise der in Fig. 10 dargestellten Beschreibung entspricht.

Anhand der Fig. 16 soll der Aufbau und die Arbeitsweise der Speicherschaltung 600, einer Gruppierungsschaltung 601 und einer Speicherschaltung 602 erläutert werden, wobei die den in Fig. enthaltenen Schaltungseiementen ent sprechenden Schaltungselemente mit denselben Bezugszahlen wie in Fig. 11 versehen sind. Der Vergleich zwischen den Teilen der Teilbildmuster, die in den ^X1m~ ^¹^ Yi_m-R^eSistern gespeichert sind, wird in den Ausschnittbzw. F en s t er-Ve rgl ei ehern 419 und 4-20 in der im Zusammenhang mit Fig. 11 beschriebenen Weise durchgeführt, wobei die Ausgangssignale der Ausschnitt-Vergleicher 419 und 420 einem UND-Glied 425 zugeführt v/erden. Der Inhalt des in Fig. 15 dargestellten !^-Registers wird einem Register ?00 über ein ODER-Glied ?01 und ein UND-Glied 702 zugeleitet, wobei letzteren auch das Aucgangssignal des NOR-Gliedes 409 zugeführt wird. Dann wird der Inhalt des Registers 700 mit dem Inhalt eines Ν^,ρ-Registers in einem Vergleicher 703 verglichen. Wenn der Inhalt des M^2~ Registers kleiner als der Inhalt der Registers 700 ist, dessen Inhalt gleich dem Inhalt des IT^-Registers ist, und wenn die Ausgangssignale der Ausschnitt-Vergleicher 419 und 420 gleichzeitig auftreten, stellt ein UITD-Glied 704 einen Schreibimpuls bereit, mit dem die Inhalte der Register 411, 412 und 700 mit den Inhalten des X^p-Resi-^ers, des Y^o~^^eS^^s^^ers bzw. &^es ^λ?~ Registers überschrieben werden. Auf gleiche Weise wird ein Vergleich der Inhalte aller Register in der Speicherschaltung 600 in Abhängigkeit von der Kanalabtastung durch die Selektorstufe 402 durchgeführt. Demzufolge werden die X- und Y-Lage der Teilbildmuster, die zu einer Gruppe von Teilbildmustern innerhalb des vorgegebenen Abstandes L_„_v gehört, und dem Minimum der Zahl IT entspricht, in den Speicher 411 und 412 gespeichert. Wenn dann die Selektorstufe 402 den (m+1)-ten Kanal auswählt, v/erden die Inhalte der Register 411 und 412 den Xp^ - und "X^i" Registern zugeleitet und darin in Abhängigkeit von der Auswahl der Selektorstufe 429 gespeichert. In einem Fp^-Register wird

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eine binäre "1" gespeichert, um anzuzeigen, dass in die X^I" und Yp^-Register eingeschrieben worden ist. In entsprechender Weise werden die Lagen, die mehrere Gruppen von Teilbildmustern entsprechen, nacheinander in die X^ - und Yp -Register der Speicherschaltung 602, sowie eine binäre "1" in ein Ep -Register mit η = 1, 2, . ... eingespeichert.

Kehrt man nochcial zurück zur Fig. 14-, so entspricht der Aufbau. der A-D-Umsetzer 604, 605 und 606 dem Aufbau des A-D-TJm setz er s 6OJ, der bereits beschrieben worden ist. Die Ausgangssignale der A-D-Umsetzer 604-, 605 und 606 werden den Sp eicher schaltungen der Schaltungen 610, 620 bzw. 630 zugeleitet, um die Zahl N, die den Unter-Standardmustern B, C und D entspricht, zu speichern. Da der Aufbau der Schaltungen 601, 620 und 630 mit der Schaltung mit den Verkmipfüungsgliedern 119AZ, 119AI und 119AlI, den Sp ei eher schaltungen 600 und 602 und der Gruppierungsschaltung 601 entspricht und diese Schaltung bereits zuvor beschrieben worden ist, wurde der Aufbau der Schaltungen 610, 620 und 630 in Fig. 14- v/eggelassen- Die Inhalte der Speicherschaltung €02 und die Inhalte der Speicherschaltungen der Schaltungen 601, 620 und 630 werden von einer Gruppierungsschaltung 603 zu mehreren Gruppen von Teilbildmustern zusammengefasst, wobei jede Gruppe innerhalb des vorgegebenen Abstandes M in einem dazwischen liegenden Zwischenraum liegt und danach v/erden die mittleren Lagen dieser Gruppen in einer Speicherschaltung 604 gespeichert« Der ins Einzelne gehende Aufbau und die Arbeitsweise der Speicherschaltung 602, der Gruppierung ε schaltung 603 und der Speicherschaltung 604- entsprechen dem Aufbau und der Arbeitsweise der Schaltungen von Fig. 12 und werden daher nicht noch einmal beschrieben.

In Fig. 19 ist eine abgewandelte Ausführungsform des zweiten erfindungsgemässen Verfahrens aargestellt, bei dem die Ausgangssignale des Diskriminators II3A und des A-D-Umsetzers 603» sowie die X- und Y-Lagesignale von den Zählern 115 und 116 in Fig.14

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den Anschlüssen 700, 701, 702 und 703 zugeleitet werden. Diese Ausführungsform weist mehrere Stufen T^,, T~i ···» ^_n auf, wobei jede dieser Stufen die X- und Y--Lage des Teilbildmusters, speichern kann, das der kleinsten Zahl N in einer Gruppe der Teilbildmuster innerhalb des vorgegebenen -Abstandes L entspricht.

max

Oder anders ausgedrückt, bei dieser Ausführungsform ist eine grosse Zahl von Registern in der Speicherschaltung 600 entbehrlich, da es nicht erforderlich ist, die X- und Y-Lagen aller Teilbildmuster in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Diskriminators II3A zu speichern und die Register der Speicherschaltung 600 werden mit den Registern der Speicherschaltung 602 gemeinsam verwendet.

Zunächst wird auf Grund des vom Diskrimisator 113A bereitgestellten Ausgangssignales, das am Anschluss 700 anliegt, am Ausgang eines NAND-Gliedes 704- eine binäre "1" bereitgestellt, während ein 3?₇^-Eeginter zunächst in den binären "O"-Zustand gesetzt wird. Die binäre "1" am Ausgang des NAND-Gliedes 704-gelangt über ein ODER-Glied 708 an die UND-Glieder 705, 706 und 707- Dementsprechend werden die Zahl N und die X- und Y-Lagen der Teilbildmuster in die N7/1-, ^~*A~ ^^zw* Y 7 .-ι-Regist er zu einem Zeitpunkt eingeschrieben, an dein der Diskriminator II3A ein Ausgangssignal bereitstellt und gleichzeitig wird der Inhalt des F₇^-Registers von einer binären "0" in eine binäre II Λ Il

1" geändert.

Wenn danach das nächste Ausgangssignal des Diskirminators 11JA am Anschluss 700 auftritt, werden die 'Inhalte der N₇^-, X₇^- und Y₇^-Register mit den an den Anschlüssen 701, 702 bzw. 703 anliegenden Signalen in einem Vergleicher 709 bzw. in an sich bekannten Ausschnitt-Vergleicher 710 bzw. 711 verglichen. Am Ausgang des Vergleichers 7O9tritt eine binäre "1" auf, wenn das am Anschluss 701 anliegende Signal, das der Zahl N entspricht, kleiner als der Inhalt des N^^-Registers ist. Am Ausgang des Ausschnitt-Vergleichers 710 tritt eine binäre "1" auf, wenn der Vergleichswert, der bei Vergleich des Inhaltes des X₇^-Registers und des am Anschluss 702 anliegenden X-Lagesig-

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nales erhalten wird, innerhalb des vorgegebenen Wertes XL liegt, der eine X-Achsen-Komponente des vorgegebenen Abstandes L ist. Am Ausgang des Ausschnitt-Vergleichers 711 tritt eine binäre "1" auf, wenn der Wert, der beim Vergleich des Inhaltes des Y^-Registers und des am Anschluss 703 anliegenden Y-Lagesignales erhalten wird, innerhalb des vorgegebenen Wertes YL-liegt, der eine Y-Achsen-Komponente des vorgegebenen Abstandes L_mnv ist. Wenn das Ausgangssignal des Discriminators 11JA daher

IXIdL-X.

an den Anschluss 700 angelegt wird und Ausgangssignale am Vergleieher 709 und an den Ausschnitt-Vergleichern 710 und 711 auftreten, gibt ein UHD-GIied 714· ein Einschreibsignal ab, durch das die UliD-Glieder 705,' 706 und 707 in den leitenden Zustand versetzt werden, so dass die an den Anschlüssen 701, 702 und 703 anliegenden Signale in die H·^-, Σ,,- bzw. L·,,-Register eingeschrieben werden.

Wenn schliesslich kein Ausgangssignal am Vergleicher 709 und an den Ausschnitt-Vergleichern 710- und 711 auftritt, wird das HAND-Glied 713 durchgeschaltet, so dass die an den Anschlüssen 701, 702 und 703 auftretenden Signale auch in die N₅₂-, X₅₂- bzw. Υ,ρ-Register der nächsten Stufe T₂ eingeschrieben werden. Dieselben Vorgänge wie in der Stufe Τ,, laufen auch in der Stufe T₂ und in der Stufe T_n ab* wobei η = 1, 2, ... ist. Infolgedessen speichert jede Stufe die X- und Y-Lage, die das Teilbildmuster angibt, welches der kleinsten Zahl IT in einer Gruppe der Teilbildmuster entspricht, die innerhalb eines vorgegebenen Abstandes L zusammengefasst sind. Anhand der Fig.

III Q.X

wurde eine Ausführungsform beschrieben, die sich nur auf das Unter-Standardmuster A bezieht. Den gleichen Aufbau wie'die beschriebene Ausführungsform kann jedoch auch bei Schaltungen verwendet werden, die die Unter-Standardmuster B-, C und D betreffen.

Wenn alle Teilbildmuster zusammengefasst werden, sind die Inhalte der X_7n- und Y^_n-Register in Fig. 17 gleich den Inhalten der X₂- und Y₂ -Register der in Fig. 14- dargestellten Speicher-

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schaltung 602. Daher kann die in Fig. 12 dargestellte Schaltungsanordnung, in der die X^_n- und Y, -Eegiste:.? statt der Speicherschaltung 122A verwendet werden, beispielsweise zur Erkennung des Loches und der Berechnung der Lage des Lochmittelpunktes -verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung wurde im Zusammenhang mit nur wenigen Ausführungsformen dargestellt und beschrieben- Der Fachmann kann jedoch zahlreiche Abwandlungen und weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bilden, ohne dass dadurch der Erfindungsgedanke verlass3n werden \iürde.

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Claims

Patentansprüche

Bildmuster-Erkennungssystem, gekennzei chnet durch eine Bildaufnahmeeinrichtung (1, 104), &±e das Bild eines Gegenstandes (3) s-equentiell abtastet und erste, diesera Bild entsprechende Signale erzeugt, erste, auf dis ersten Signale ansprechende Schaltungseinrichtungen (IOC)·, die zweite Signale erzeugen, welche den Teilbildmustern eines zwei-dimensionalen Bildmusters des von der BildaufrahiReeinrichtungen (1, 104) sequentiell abgetasteten Gegenstandes (3) entsprechen, zweite Schaltungseinrichtungeri (111Λ, ..., 111D), die eine Anzahl zwei-dimensionaler Unter-Standardmuster bilden, welche jeweils näherungsweisc ausgewählten Bereichen des zwei-dimensionalen Bildmusters des Gegenstandes (3) entsprechen, dritte Schaltungseinrichtungen (102), die auf die Abtastung des Gegenstandes (3) durch die Bildaufnahmeeinrichtung (1, 104) ansprechen und dritte Signale erzeugen, Vielehe den Jeweiligen, aufeinanderfolgenden Lagen der Teilbildmuster entsprechen,

vierte Schal"mgseinrichtungen (112A, , 112D; 11 JA, ...,

II3D) die mit den ersten Schaltungseinrichtungen (100) und den zweiten Schaltungseinrichtungen (111A, . <.. , 111D) verbunden sind, jedes Teilbildmuster mit dem jeweiligen Unter-Standardraster vergleichen und das Teilbildmuster aussondern, welches sich innerhalb eines vorgegebenen Koinzidenzbereiches bezüglich des Unter-Standardmusters befindet, fünfte, mit den dritten Schaltungseinrichtungen

(102) verbundene Schaltungseinrichtungen (120A, , 120D}

die in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der vierten Schaltungseinrichtung (112A, ..., 112D; 113A₁ ... 113D) die den jeweiligen Teilbildmustern entsprechenden Lagen speichern und sechste, mit den fünften Schaltungseinrichtungen (120A, ... 120D) verbundene Schaltungseinrichtungen (121A₁ ... 121D; 122A, ... 122D), die die jeweiligen Teilbildmuster zu Teilbildmuster -Gruppen zusammenfassen, in denen die Abstände der den Teilbildmustern entsprechenden

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Lagen in einem zwei-dimensionalein Koordinatensystem zueinander jeweils innerhalb einer vorgegebenen Entfernung liegen, und die die Koordinaten der speziellen Lagen des Gegenstandes im zwei-dimensionalen Koordinatensystem aus • den Teilbildmuster-Gruppen berechnen.
2. BiIdmuster-Erkennungssystern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Schaltungseinrichtungen (111A, ..., 111D) Speichereinrichtungen zur Speicherung der Signale enthalten, die der Anzahl der Unter-Standardmuster entsprechen.
3. Bildmuster-Erkennungssystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schaltungseinrichtungen (100) erste (107) und zweite (108) Gruppen von Schieberegistern \°^|^ ι 1?' ***' 21' ·**' ^n' 11' 12' **'' MA-aufweisen, wobei die erste mit der Bildaufnahmeeinrichtung (10¹I-)in Verbindung stehende Gruppe (107) der Schieberegister (S^x|, S^, ... S₂^, ... ^sx_n) in Reihenschaltung geschaltet ist, die zweiten, mit der ersten Gruppe (107) in Verbindung stehende Gruppen (108) der Schieberegister (ILi/p Hyj2» ···> Ή44) jeweils Ausgänge auf v/eisen und so ausgebildet sind, dass die Teilbildmuster nacheinander aus den zwei-dimensionalen Bildmustern ausgeschnitten werden, und dass die zweiten (111A, ..., 111D) und die vierten Schaltungseinrichtungen (112A, ..., 112D; II3A, ..., II3D) Verbindungseinrichtungen, mit den Verbindungseinrichtungen gekoppelte Widerstände (r) und mit den Widerständen (r) in Verbindung stehende Vergleicherstufen'(200) aufweisen, wobei die Verbindungseinrichtungen mit den Ausgängen (Q, Q) der zweiten Gruppe (108) von Schieberegistern (H^, EUp, ..., H,.λ) derart verbunden sind,'dass die jeweiligen Unter-Standardmuster durch die Verbindungen zwischen den Verbindungseinrichtungen und den Ausgängen (Q, Q) gebildet werden, und wobei die Vergleichstufen (200) Schwellwert-Pegel (201) aufweisen, die jeweils dem vorgegebenen Koinzidenzbereich zwischen dem Teilbildmuster und dem jeweiligen Unter-Stan-

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- 3b -

dardmuster entsprechen.
4-. Bildmuster-Erkennungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis-5i dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schaltungseinrichtungen (100) die Teilbildmuster mit einer Anzahl von Bildelementen bereitstellen, wobei die Zahl der Bildelemente gleich der Zahl der Bildelemente jedes Unter-Standardmusters ist, und dass die vierte Schaltungseinrichtung (112A, ..., 112D; 11JA, ..., 113D) die Bildelemente jedes Teilbildmusters mit den Bildelementen des jevieiligen Unter- · Standardmusters in entsprechenden Lagen vergleicht, wobei die viertenSchaltungseinrichtung€n(112A, ..., 112D; 113A, ..., 113D) Signalerzeugungseinrichtungen zur Erzeugung dritter Signale, welche der Zahl¹ der Bildelemente entspricht, bei denen die Bildelemente jedes Teilbildmusters nicht mit den Bildelementen der entsprechenden Unter-Standardmuster übereinstimmen, sowie Vergleichseinrichtungen (119AX,..., 119DX; 119AY, ..., 119DY) aufweisen, die mit der Signalerzeugungseinrichtung verbunden sind und dann, wenn die Zahl der Bildelemente kleiner als eine vorgegebene Zahl . IT ist, ein viertes Signal bereitstellen.
5- Bildmuster-Erkennungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die sechsten Schaltungseinrichtungen (121A, ... 121D, 122A, ..., 122D, 123, 124) siebente, mit den fünften Schaltungseinrichtungen (120A,..., 120D) verbundene Einrichtungen (121A, ..., 121D; 122A, ... 122D) sowie achte, mit den siebenten Schaltungseinrichtungen (121A, ..., 121D; 122A, ..., 122D) verbundene Schaltungseinrichtungen (123, 124) -aufweisen, wobei die siebenten Schaltungseinrichtungen (121A, ... 121D; 122A, ..., 122D) die Teilbildmuster für jedes Unter-Standardmuster in erste Teilbildmustergruppen zusammenfassen, in denen die Abstände zwischen den den Teilbildmustern im Koordinatensystem entsprechenden Lagen jeweils innerhalb einer vorgegebenen Entfernung L liegen und die den jeweiligen ersten Gruppen entsprechenden mittleren Lagen berechnen, und wobei die

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achten Einrichtungen (123, 124) die zusammengefassten Teilbildmuster zu zweiten Teilbildmustergruppen zusammenfassen,, in. denen die Abstände der den Teilbildmustern im Koordinatensystem entsprechenden Lagen jeweils innerhalb einer vorgegebenen Entfernung M liegen und die den jeweiligen zweiten Gruppen entsprechende mittlere Lagen berechnen.
6. Bildmuster-Erkennungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, dass die fünften Schaltungseinrichtungen (120A, ..., 120D) weiterhin Speiehereinrichtungen

■ enthalten, die mit den die dritten Signale erzeugenden Signalerzeugungseinrichtungen verbunden sind und die dritten Signale in Abhängigkeit der von den Vergleichereinrichtungen (119AX, ..., 119DX; 119AY, ..., 119DI) erzeugten vierten Signalen speichern.
7. Bildmuster-Erkennungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, dass die sechsten Schaltungseinrichtungen (121A, ..., 121D, 122A, ..., 122D) neunte, mit den fünften Schaltungseinrichtungen (120A, ..., 120D; 600) verbundene Schaltungseinrichtungen (601 und 602) sowie zehnte, mit den neunten Schaltungseinrichtungen (601, 602) verbundene Schaltungseinrichtungen (603, 604) aufweisen, wobei die neunten Schaltungseinrichtungen (601, 602) die Teilbildmuster für jedes Unter-Standardmuster zu ersten Teilbildmustergruppen zusammenfassen, in denen die Abstände zwischen den den_%Teilbildmustern im Koordinatensystem entsprechenden Lagen jeweils innerhalb einer vorgegebenen Entfernung L liegen und die jeweiligen den ersten Gruppen

IuSlK

entsprechenden Lagen aussondern, die jeweils die Lagen der Teilbildmuster sind, die die kleinste Zahl an nicht übereinstimmenden Bildelementen aufweisen, und wobei die zehnten Schaltungsanordnungen (603, 604) die zusammengefassten Teilbildmuster zur zweiten Teilbildmustergruppen zusammenfassen, in denen jeweils die Abstände zwischen den den .Teilbildmustern' entsprechenden Lagen im Koordinatensystem innerhalb einer vorgegebenen Entfernung M liegen, und

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die den jeweiligen zweiten Gruppen entsprechenden mittleren Lagen berechnen.
8. Bildmuster-Erkennungssystem nach einem der Ansprüche 1 , bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass die neunten Schaltungseinrichtungen (601, 602) die Lagen der Teilbildmuster, welche von den dritten Schaltungseinrichtungen (102) kommen, mit den gespeicherten Lagen der vorausgegangenen Teilbildmuster sequentiell vergleichen, um festzustellen, ob die Abstände zwischen diesen Teilbildmustern im Koordinatensystem innerhalb des vorgegebenen Abstandes L . liegen ur>d um gleichzeitig festzustellen, ob die Zahl der nicht übereinstimmenden Bildelemente in jedem Teilbildmuster kleiner als die Zahl der nicht übereinstimmenden Bildelemente im vorangegangenen Teilbildmuster ist, xrobei die gespeicherten Lagen und die Zahlen der vorausgegangenen Tei!bildmuster erneuert werden.

9· Bildmuster-Erkennungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit den sechsten Einrichtungen (121A₁ ..., 121D₁ 122A₁ ..., 122D) verbundene Diskriminatoreinrichtungen vorgesehen sind, die elfte Schaltung seinrichtungen zum Speichern vorgegebener X- und X-Lagen im zwei-dimensionalen Koordinatensystem zur Erkennung von Teilen des Gegenstandes und zwölfte, mit den elften Schaltungseinrichtungen verbundene Einrichtungen aufweisen, die feststellen, ob bestimmte Lagen des zu erkennenden Objektes mit den vorgegebenen X- und X-Lagen übereinstimmen.

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