DE1524365C

DE1524365C - Scanning arrangement for recognizing a cut mark having continuous line elements

Info

Publication number: DE1524365C
Application number: DE19661524365
Authority: DE
Inventors: Hideya Dipl Ing Kawasaki Nishioka (Japan)
Original assignee: Fujitsu Ltd, Kawasaki, Kanagawa (Japan)
Priority date: 1965-03-18
Filing date: 1966-03-16
Publication date: 1973-06-28

Description

Die Erfindung betrifft eine Abtastanordnung zum Erkennen eines kontinuierliche Linienelemente aufweisenden Schriftzeichens mit einem Abtaster zum Abtasten eines Linienelements des zu erkennenden Zeichens, mit einer zyklisch arbeitenden Abtaststeuereinrichtung zur Erzeugung eines schleifenförmigen Abtastweges mit einer größeren Breite, als sie das Linienelement aufweist, so daß jede einzelne Abtastschleife über gegenüberliegende Kanten des Linienelements läuft, wobei der Abtaster sich in zeitlichem Abstand ergebende Schwarz- und Weißpegelsignale erzeugt, und mit einer mit der Abtaststeuereinrichtung verbundenen Nachlaufsteuereinrichtung zur Verschiebung des schleifenförmigen Abtastweges längs der Richtung des Linienelements.The invention relates to a scanning arrangement for recognizing continuous line elements Character with a scanner for scanning a line element of the to be recognized Character, with a cyclically operating scanning control device for generating a loop-shaped Scanning path with a greater width than it has the line element, so that each individual The scanning loop runs over opposite edges of the line element, the scanner moving in time Distance-yielding black and white level signals generated, and with one with the scan controller connected tracking control device for shifting the loop-shaped scanning path along the direction of the line element.

Eine bekannte Abtastanordnung (deutsche Auslegeschrift 1 175 471) besitzt eine Kathodenstrahlröhre mit den dazugehörigen Ablenkschaltungen zum Ablenken des dem Linienzug des zu erkennenden Schriftzeichens nachzuführenden Kathodenstrahls in eine x- und y-Richtung, einen Generator zur Erzeugung von Sinus- und Cosinusspannungen, die zur Bildung einer Kreisbahn des Kathodenstrahls den x- und y-Äblenkspannungen überlagert werden, einen lichtelektrischen Wandler, der bei einer Durchschneidung des nachzufahrenden Linienzugs durch die Kreisbahn des Kathodenstrahls Schnittpunktimpulse erzeugt, und einen Schaltkreis zur Zuführung von Regelgrößen an die Ablenkschaltungen der Kathodenstrahlröhre, um den Mittelpunkt der Kreisbahn des Kathodenstrahls dem nachzufahrenden Linienzug entlangzuführen. Zur Feststellung der Richtung eines Linienzugs des Schriftzeichens ist ein Kreis mit Toren und nachgeschalteten Speichern vorgesehen. Jedem Quadranten des Koordinatensystems, auf das die Abtastung bezogen wird, ist ein Tor zugeordnet. Ein von einem Schnittpunktimpuls abgeleiteter Impuls wird allen Toren angeboten, von denen aber jeweils nur eines, und zwar dann geöffnet wird, wenn der betreffende Quadrant vom Abtaststrahl durchlaufen wird. Bei dieser bekannten Anordnung erfolgt somit die Festlegung der Richtung eines Linienzugs nur grob durch die Angabe des Quadranten im Koordinatensystem. A known scanning arrangement (German Auslegeschrift 1 175 471) has a cathode ray tube with the associated deflection circuits for deflecting the line of lines of the character to be recognized in an x and y direction, a generator for generating sine and cosine voltages that are used to form the x- and y-deflection voltages are superimposed on a circular path of the cathode ray, a photoelectric converter that generates intersection pulses when the line to be traced cuts through the circular path of the cathode ray, and a circuit for supplying control variables to the deflection circuits of the cathode ray tube around the center of the Guide the circular path of the cathode ray along the line to be traced. To determine the direction of a line of the character, a circle with gates and downstream memories is provided. A gate is assigned to each quadrant of the coordinate system to which the scan is based. A pulse derived from an intersection pulse is offered to all gates, but only one of them is opened when the relevant quadrant is traversed by the scanning beam. In this known arrangement, the direction of a line is only roughly determined by specifying the quadrant in the coordinate system.

Es ist auch bekannt (IBM Journal of Research and Development, Januar 1963, S. 14 bis 21), die Zeichenerkennung durch Feststellung einer Reihe von Formelelementen auszuführen.It is also known (IBM Journal of Research and Development, January 1963, pp. 14-21), character recognition by finding a number of formula elements.

Bei weiteren bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Abtasten von Kurvenzügen und zur Erkennung der durch die abgetasteten Kurvenzüge wiedergegebenen Informationen (USA.-Patentschriften 2 980 332, 2 986 643, 2994 779) werden Analogrechner vorgesehen, welche die Differenz der kartesischen Koordinaten berechnen, die erforderlich sind, um den Abtastlichtpunkt der Kathodenstrahlröhre von einem Kurvenpunkt zum nächsten zu bewegen.In further known methods and devices for scanning curves and for recognition the information reproduced by the scanned curves (U.S. Patents 2 980 332, 2 986 643, 2994 779), analog computers are provided which calculate the difference between the Cartesian Calculate coordinates that are required around the scanning light point of the cathode ray tube to move from one point on the curve to the next.

Schließlich ist eine Schaltungsanordnung zur Zei-Finally, there is a circuit arrangement for displaying

35, chenerkennung bekannt (französische Patentschrift 1 312 707), bei der Augenblicksspannungswerte eines Suchkreisgenerators beim Überschreiten einer Kurvenzugkante durch den Abtastlichtpunkt zu den Ablenkspannungen einer Kathodenstrahlröhre ad-35, known identification (French patent specification 1 312 707), for the instantaneous voltage values of a search circuit generator when crossing a curve edge through the scanning light point to the deflection voltages of a cathode ray tube ad-

diert werden, um den Mittelpunkt des vom Kathodenstrahl beschriebenen Suchkreises entlang dem abzutastenden Kurvenzug zu bewegen. Dabei ist der Radius des Abtastsuchkreises kleiner als die Breite des abzutastenden Lihienelements.be dated to the center of the search circle described by the cathode ray along the to be scanned Move curve. The radius of the scanning search circle is smaller than the width of the line element to be scanned.

45. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abtastanordnung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die auf einfache Weise ein einziges lageinvariantes Kriterium zur Erkennung des abgetasteten Schriftzeichens liefert. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Nachlaufsteuereinrichtung eine mit dem Abtaster verbundene Einheit enthält, die bis zu vier den Kanten des Linienelements entsprechende Signale während jedes Abtastzyklus bildet und entsprechende vier Spannungen erzeugt, die für die Intervalle der Zeiten kennzeichnend sind, die vom Startzeitpunkt jedes Abtastzyklus bis zum Auftreten der jeweiligen Kantenschnittpunktsignale ' verstreichen, daß sie ferner einen Spannungsaddier- und -dividierkreis enthält, der mit der Einheit verbunden ist und eine erste Größe bildet, die proportional einem Viertel der Summe der vier Spannungen ist, und daß sie weiterhin eine Schaltungseinrichtung45. The invention is based on the object of providing a scanning arrangement of the type specified at the beginning create, which in a simple way a single position invariant criterion for the detection of the scanned Character supplies. To solve this problem, the invention proposes that the follow-up control device includes a unit connected to the scanner, containing up to four of the edges of the line element forms corresponding signals during each sampling cycle and generates corresponding four voltages, which are indicative of the intervals of the times from the start of each sampling cycle to Occurrence of the respective edge intersection signals' elapse that they also add a voltage and dividing circle, which is connected to the unit and forms a first quantity that is proportional a quarter of the sum of the four voltages, and that they continue to be a circuit device

zum Bilden einer zweiten Größe entsprechend -~- to form a second size accordingly - ~ -

und eine Schaltungseinrichtung zum Addieren der ersten und zweiten Größe enthält, deren Ausgangssignal für den absoluten Neigungswinkel des Linienelements kennzeichnend ist.and circuit means for adding the first and second quantities, the output signal thereof is indicative of the absolute angle of inclination of the line element.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung ist eine Abtastanordnung mit geringem Aufwand zu erstellen, da als einziges Erkennungskriterium der den Neigungswinkeln des abgetasteten Linienelements entsprechende Spannungsvorlauf dient, d. h., mit Hilfe dieses einfachen Erkennungskriteriums allein ist eine sichere und von einer Schräglage unabhängige Erkennung des abgetasteten Schriftzeichens möglich.With this design according to the invention, a scanning arrangement can be created with little effort, since the only recognition criterion that corresponds to the angles of inclination of the scanned line element Voltage advance is used, d. that is, with the help of this simple identification criterion alone is one reliable recognition of the scanned character, independent of any inclination, is possible.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielhaft beschrieben, in der zeigtThe invention is described by way of example with reference to the drawing, in which shows

F i g. 1 Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Abtastanordnung,F i g. 1 Illustrations to explain the mode of operation the scanning arrangement according to the invention,

F i g. 2 Darstellungen der Kennlinien des Neigungswinkels der Zahlen in Abhängigkeit von der Zeit bei der erfindungsgemäßen Abtastanordnung undF i g. 2 representations of the characteristics of the angle of inclination the numbers as a function of time in the scanning arrangement according to the invention and

F i g. 3, 4 und 5 Schaltbilder eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abtastanordnung. F i g. 3, 4 and 5 circuit diagrams of an embodiment of a scanning arrangement according to the invention.

F i g. 1 zeigt ein Beispiel des Abtastens der Zahl 2, wobei die Schraffuren die bedruckte Zone des Linienelements angeben. Die Abtastung erfolgt mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit längs eines Kreises 10', wobei der Durchmesser des Kreises größer als die Breite des Linienelementes ist. Die Zeit, die erforderlich ist, um nach Beginn der Abtastung die Punkte Γ, 2\ 3' und 4' des Linienelementes zu erreichen, wird jeweils ermittelt und dazu verwendet, die Neigung der beiden Kanten des Linienelements zu bestimmen. Der Mittelpunkt des Abtastkreises wird so geregelt, daß er sich parallel zu den beiden Kanten des Linienelements bewegt. Die Abtastung kann mit einer Anordnung erfolgen, bei der, wie in einer bekannten Fernsehaufnahmeröhre, photoelektrische Elemente auf einer ebenen, lichtempfindlichen Oberfläche angeordnet sind und mit einem Elektronenstrahl abgetastet werden. In diesem Falle wird die kreisförmige Abtastung durch entsprechende Ablenkung des Elektronenstrahls erreicht. Solange der bedruckte Teil des Linienelementes abgetastet und der Strahl auf die entsprechende Stelle der lichtempfindlichen Oberfläche projiziert wird, wird ein Schwarzpegelsignal erzeugt. Wenn der unbedruckte Teil abgetastet wird, wird ein Weißpegelsignal abgegeben. In F i g. 1 b ist die Abtastperiöde, d. h. die zum einmaligen Abtasten des Umfangs erforderliche Zeit, mit T, die Zeit bis zum Erreichen des ersten Punktes Γ des Linienelements vom Punkt O', dem Startpunkt, aus mit t_u die insgesamt bis zum Erreichen des Punkts T verstrichene Zeit mit f₂, die Zeit, die zum Abtasten vom Punkt O' bis zum Punkt 3' des Linienelements benötigt wird, mit i₃ und die zum Erreichen des Punktes 4' des Linienelements vom Punkt Ö' aus benötigte Zeit mit t₄ bezeichnet. Den Zeiten ij undIt₄ entsprechen Winkel 6>_t bzw. 6>₄ gemäß Fig. la, und es bestehen die folgenden Beziehungen:F i g. Fig. 1 shows an example of the scanning of the number 2, the hatching indicating the printed area of the line element. The scanning takes place at a constant peripheral speed along a circle 10 ', the diameter of the circle being greater than the width of the line element. The time required to reach points Γ, 2 \ 3 'and 4' of the line element after the start of the scan is determined in each case and used to determine the inclination of the two edges of the line element. The center of the scanning circle is controlled so that it moves parallel to the two edges of the line element. The scanning can be carried out with an arrangement in which, as in a known television pickup tube, photoelectric elements are arranged on a flat, light-sensitive surface and are scanned with an electron beam. In this case, the circular scanning is achieved by appropriate deflection of the electron beam. As long as the printed part of the line element is scanned and the beam is projected onto the corresponding point on the light-sensitive surface, a black level signal is generated. When the unprinted part is scanned, a white level signal is output. In Fig. 1 b is the scanning period, ie the time required to scan the circumference once, with T, the time to reach the first point Γ of the line element from point O ', the starting point, with t _u the total until point T is reached Elapsed time is denoted by f ₂ , the time required to scan from point O ' to point 3' of the line element is _{denoted by i 3} and the time required to reach point 4 'of the line element from point Ö' is denoted by t ₄ . The times ij and It ₄ correspond to angles 6> _t and 6> ₄ according to FIG. La, and the following relationships exist:

2020th = 2π= 2π

(D(D

Wenn beide Kanten des Linienelements als parallel angenommen werden, wird zum Bewegen des Mittelpunkts des Abtastkreises parallel zu beiden Kanten des Linienelements, wie aus Fig. la ersichtlich, der Ablenkwinkel des Abtaststrahls so gesteuert, daß der Mittelpunkt des Abtastkreises in Richtung des Winkels 6>_s oder 6>_s, läuft, der aus t_u t₄ oder t₂, t₃ nach der folgenden Formel (2a) oder (2b) bestimmt wird:If both edges of the line element are assumed to be parallel, for moving the center of the scan is parallel to both edges of the line element, as shown in Fig. La visible, so controlling the angle of deflection of the scanning beam that the center of the scan in the direction of angle 6> _s or 6> _s , runs, which is determined from t _u t ₄ or t ₂ , t ₃ according to the following formula (2a) or (2b):

0s =0s =

+ Q₄ + Q ₄

05 =.-05 = .-

02+0302 + 03

^{05 =} 4 T ⁼ 2T ⁿ * T ^{05 =} 4 T ⁼ 2T ⁿ * T

05' =05 '=

0! + Θ₄ 0! + Θ ₄

0, + 0,0, + 0,

05-=05- =

01 + 02 + 03 + 0401 + 02 + 03 + 04

hH TT + ί₃ + ί ₃ kk TT k +k + + is H+ is H kk 2Ύ2Ύ + Ϊ4+ Ϊ4 hH TT + is+ is hH ΓΓ k +k + + h - + h - l· t₄ l · t ₄

⁷¹ - τ ⁷¹ - τ

(2a)(2a)

(2b)(2 B)

Falls das Linienelement nicht gerade, sondern gebogen ist, ändert sich Θ₅ oder Θ₅, allmählich entsprechend der Bewegung des Mittelpunktes des Abtastkreises. Entsprechend dieser Änderung läuft der Abtaststrahl über beide Kanten des Linienelements.If the line element is not straight but curved, Θ ₅ or Θ ₅ changes gradually according to the movement of the center of the scanning circle. In accordance with this change, the scanning beam runs over both edges of the line element.

F i g. 2 zeigt die Kennlinien der Zahlen 0 bis 9 für die Änderungen von Θ₅ in Abhängigkeit von der Zeit, wenn die Abtastung mit konstanter Geschwindigkeit vom Ende des Schriftzeichens aus durchgeführt wird. Dabei wird ein bogenförmiges Linienelement einerF i g. Fig. 2 shows the characteristics of the numbers 0 to 9 for the changes in Θ ₅ as a function of time when scanning is carried out at a constant speed from the end of the character. An arcuate line element becomes a

Zahl durch eine gerade Linie mit einer bestimmten Neigung wiedergegeben, während ein gerades Linienelement der Zahl durch eine gerade Linie parallel zur Zeitachse t wiedergegeben wird. Die zeitliche Änderung des Winkels 6>₅ zeigt einen analogen Spannungsverlauf, der für die betreffende Zahl eindeutig ist. Number represented by a straight line having a certain inclination, while a straight line element of the number is represented by a straight line parallel to the time axis t . The change in the angle 6> _{5 over time} shows an analog voltage curve that is unique for the number in question.

Falls das Schriftzeichen gegen die Normallage geneigt ist, wird das analoge Muster von 6>₅, wie in F i g. 2 für die Zahlen 1, 2 und 3 mit unterbrochenen Linien dargestellt, lediglich um die Neigung Δ Θ parallel verschoben, so daß der normale Startpunkt für die Abtastung verändert wird (im Falle der Zahl 1 gemäß F i g. 2 auf 90°).If the character is inclined from the normal position, the analogous pattern of 6> ₅ , as in FIG. 2 for the numbers 1, 2 and 3 shown with broken lines, only shifted in parallel by the inclination Δ Θ , so that the normal starting point for the scanning is changed (in the case of the number 1 according to FIG. 2 to 90 °).

Wenn nur der Relativwert von Θ₅ betrachtet wird, ergibt sich überhaupt kein Unterschied. Selbst in dem extremen Falle einer umgedrehten Zahl kann diese erkannt werden. Eine vertikale Verschiebung hat überhaupt keinen Einfluß.If only the relative value of Θ _{5 is} considered, there is no difference at all. Even in the extreme case of an inverted number, it can be recognized. A vertical shift has no effect whatsoever.

Zur Umwandlung des Spannungsverlaufs von G₅ in eine Digitalspannung wird die einem geraden Linienelement entsprechende Spannung ermittelt und die Differenz zur Spannung zu Beginn des Abtastens festgestellt. Diese Spannungsdifferenz wird auf einen Analog-Digital-Wandler gegeben. Für ein bogenförmiges Linienelement wird die Rechteckschwingung, die durch Differenzieren der. Θ₅ entsprechenden Spannung erhalten wird, ebenfalls auf den Analog-Digital-Wandler gegeben.To convert the voltage curve of G ₅ into a digital voltage, the voltage corresponding to a straight line element is determined and the difference to the voltage is determined at the beginning of the scanning. This voltage difference is sent to an analog-to-digital converter. For an arcuate line element, the square wave, which is obtained by differentiating the. Θ ₅ corresponding voltage is obtained, also given to the analog-digital converter.

Die bisherigen Erläuterungen betreffen das Wiedererkennen von perfekt gedruckten Schriftzeichen. Bei tatsächlichem Druck ist jedoch die Breite des bedruckten Teils auf Grund der Ungleichförmigkeit der Farbgebung nicht gleich. Auch ist es möglich, daß die beiden Kanten eines Linienelements nicht parallel laufen. Manchmal kann sogar ein Teil des gedruckten Schriftzeichens durch schlechten Kontrast der Druckfarbe fehlen.The previous explanations concern the recognition of perfectly printed characters. at however, the actual print is the width of the printed part due to the non-uniformity of the Color scheme is not the same. It is also possible that the two edges of a line element are not parallel to run. Sometimes even part of the printed character may be due to poor ink contrast miss.

Zur Erkennung solcher fehlerhaft gedruckten Schriftzeichen soll der Durchmesser des Abtastkreises so eingestellt werden, daß die Breite der bedruckten Teile so weit wie möglich überschritten wird, wodurch der Einfluß einer Änderung der Breite des gedruckten Schriftzeichens herabgesetzt wird. Es ist dabei erforderlich, den Abtastdurchmesser dann zu vergrößern, wenn eine solche Änderung eintritt, um festzustellen, ob diese Änderung einem fehlenden Teil oder einer Kante des Schriftzeichens entspricht.To recognize such incorrectly printed characters, the diameter of the scanning circle should be set in this way be that the width of the printed parts is exceeded as much as possible, whereby the The influence of changing the width of the printed character is reduced. It is necessary to increase the probe diameter when such a change occurs to determine whether this change corresponds to a missing part or an edge of the character.

Gemäß F i g. 3 ist das Schriftzeichen auf ein Blatt 1 gedruckt. Mit 2 ist eine Lichtquelle bezeichnet, mit 3 eine Abbidlungsoptik, mit 4 ein optisch-elektrischer Abtaster, mit 5 ein Grob-Abtastsignal-Generator, mit 6 eine Nachlaufsteuereinrichtung, mit 7 eine Identifiziereinrichtung, mit 8 der Abtast-Ausgang, mit 9 eine Horizontalablenkeinrichtung und mit 10 eine Vertikalablenkeinrichtung. Das Schriftzeichen wird mit der Lichtquelle 2 beleuchtet und das reflektierte Licht läuft durch die Optik 3, so daß auf der lichtempfindlichen Fläche des Abtasters 4 ein Bild erzeugt wird: Der Grob-Abtastsignal-Generator 5 liefert ein Abtastsignal (eine Sägezahn- oder Sinusschwingung), mit dem die ganze lichtempfindliche Fläche abgetastet werden kann.According to FIG. 3, the characters are printed on a sheet 1. With 2 a light source is designated, with 3 an imaging optics, with 4 an optical-electrical scanner, with 5 a coarse scanning signal generator, with 6 a follow-up control device, with 7 an identification device, with 8 the scanning output, with 9 a horizontal deflection device and with 10 a vertical deflection device. The character is illuminated with the light source 2 and the reflected light passes through the optics 3, so that on the light-sensitive surface of the scanner 4 an image is generated: The coarse scanning signal generator 5 supplies a scanning signal (a sawtooth or sine wave) with which the whole light-sensitive Area can be scanned.

Wenn der Abtaststrahl ein Linienelement erfaßt hat, wird mittels des dadurch erzeugten Schwarzpegelsignals der Grobabtastsignal-Generator 5 abgeschaltet. Gleichzeitig wird die Nachlaufsteuereinrichtung 6 eingeschaltet. Diese Nachlaufsteuereinrichtung 6 besteht aus einem Analog-Digital-Wandler 61, mit dem das Abtastsignal vom Grob-Abtastsignal-Generator 5 in eine digitale Größe umgesetzt wird, und einem Digital-Analog-Wandler 62, mit dem dieses Signal in ein Analogsignal zurück umgesetzt wird, und der Nachlaufsignal-Berechnungseinrichtung 63.When the scanning beam has detected a line element, the black level signal generated thereby the coarse scanning signal generator 5 is switched off. At the same time, the follow-up control device 6 switched on. This tracking control device 6 consists of an analog-digital converter 61, with which the sampling signal from the coarse sampling signal generator 5 is converted into a digital variable, and a digital-to-analog converter 62 with which this signal is converted back into an analog signal, and of the tracking signal calculator 63.

Wenn der Generator 5 durch Auffassen eines Linienelements zurückgestellt worden ist, speichert der Wandler 61 den beim Rückstellen des Generators 5 erreichten Wert. Dementsprechend wird als Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers ein Abtastsignal erhalten, das äquivalent dem Signal ist, bei dem der Grob-Abtastsignal-Generator 5 zurückgestellt wurde. Der Strahl bleibt somit auf dem Linienelement stehen.If the generator 5 has been reset by picking up a line element, the stores Converter 61 the value reached when the generator 5 was reset. Accordingly, the output signal of the digital-to-analog converter receive a sampling signal which is equivalent to the signal at which the coarse scanning signal generator 5 has been reset. The ray remains on the line element stand.

Die Wandler 61 und 62 bilden also einen Speicher, in dem der Ort gespeichert wird, an dem das Linienelement steht. Die Nachlaufsignal-Berechnungseinrichtung 63 beginnt gleichzeitig mit dem. Rückstellsignal (105) für den Grob-Abtastsignal-Generator 5 zu arbeiten, so daß das Signal erzeugt wird, auf Grund dessen der Abtaststrahl die kreisförmige Abtastung durchführt.The transducers 61 and 62 thus form a memory in which the location is stored at which the line element stands. The tracking signal calculator 63 starts simultaneously with the. Reset signal (105) for the coarse sampling signal generator 5 to work so that the signal is generated due to whose scanning beam performs the circular scan.

Dieses Signal wird dem Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers 62 überlagert. Das Abtastausgangssignal (108) wird bei 8 ,abgenommen und hieraus wird die Θ₅ entsprechende Zeit t₅ in der Einrichtung 63 berechnet.This signal is superimposed on the output signal of the digital-to-analog converter 62. The sampling output signal (108) is taken off at 8, and from this the time t ₅ corresponding to Θ ₅ is calculated in the device 63.

F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Durchführung der Nachlaufsignal-Berechnung in der Einrichtung 63. Mit O ist ein Sinusoszillator bezeichnet, mit P ein Phasenschieber, mit D ein phasenempfindlicher Gleichrichter, mit A₁ ein Sinusverstärker, mit A₂ ein Kosinusverstärker, mit G ein Sägezahngenerator, mit S ein Abfragekreis, mit jR ein Widerstandsspannungsteiler, mit T eine Nachlauf-Ablenkeinrichtung, mit X ein Zähler, mit Y ein Schaltkreis, mit G₁... G₆ UND-Tore, mit 105 der Eingang vom Generator 5, mit 106 der Ausgang zur Identifiziereinrichtung 7, mit 108 der Eingang vom Abtastausgang 8, mit 109 der Ausgang zur Horizontalablenkeinrichtung 9 und mit 110 der Ausgang zur Vertikalablenkeinrichtung 10.F i g. 4 shows an exemplary embodiment of a circuit arrangement for carrying out the tracking signal calculation in device 63. O denotes a sine oscillator, P a phase shifter, D a phase-sensitive rectifier, A ₁ a sine amplifier, A ₂ a cosine amplifier, G a Sawtooth generator, with S a query circuit, with jR a resistance voltage divider, with T a tracking deflection device, with X a counter, with Y a circuit, with G ₁ ... G ₆ AND gates, with 105 the input from generator 5, with 106 the output to the identification device 7, with 108 the input from the scanning output 8, with 109 the output to the horizontal deflection device 9 and with 110 the output to the vertical deflection device 10.

Die Nachlaufsignal-Berechnungseinrichtung enthält einen Sinusoszillator O und einen Phasenschieber P, der aus der Ausgangsspannung des Oszillators eine Sinusschwingung und eine Kosinusschwingung bildet, zwischen denen eine Phasenverschiebung von 90° besteht. Diese beiden Spannungen werden an die beiden Ablenkeinrichtungen 9 und 10 des Abtasters 4 gelegt, so daß mit jeder Periode der Sinusschwingung der Strahl kreisförmig abgelenkt wird. Die Zeitgabe für Beginn und Ende des Abtastens wird dadurch gesteuert, daß die Sinus- und Kosinusverstärker Ai und A₂ mit einem Schaltkreis Y (einem Flip-Flop) ein- und ausgeschaltet werden, der vom Ausgangssignal (d) des Phasendetektors D bzw. vom Rückstellsignal (105) für den Grob-Abtastsignal-Generator 5 bei Ansprechen des UND-Tores G₁ ein- oder zurückgestellt wird. Dadurch wird ein Abtast-Ausgangssignal gemäß Fig. Ib erhalten, aus dem ein Θ₅ entsprechendes Signal berechnet werden kann.The tracking signal calculation device contains a sine oscillator O and a phase shifter P, which forms a sine oscillation and a cosine oscillation from the output voltage of the oscillator, between which there is a phase shift of 90 °. These two voltages are applied to the two deflection devices 9 and 10 of the scanner 4, so that the beam is deflected circularly with each period of the sinusoidal oscillation. The timing for the start and end of scanning is controlled by the fact that the sine and cosine amplifiers Ai and A _{2 are} switched on and off with a circuit Y (a flip-flop), which is from the output signal (d) of the phase detector D and from Reset signal (105) for the coarse scanning signal generator 5 is set or reset _{when the AND gate G 1 responds.} As a result, a sampling output signal according to FIG. 1b is obtained, from which a signal corresponding to Θ ₅ can be calculated.

Beispielsweise wird mit dem Sägezahngenerator G, der synchron mit dem Beginn der kreisförmigen Abtastung anläuft, eine Sägezahnschwingung erzeugt, die proportional zu der Zeit ansteigt, die vom Beginn des Abtastens verstrichen ist. Diese Spannung wird zu .den Zeiten t_u t₂, i₃ und t₄ (vgl. Fig. 1) von dem Abfragekreis S abgefragt. Die so erhaltenen Aus-For example, with the sawtooth generator G, which is started in synchronism with the beginning of the circular scanning, a sawtooth oscillation is generated which increases in proportion to the time that has elapsed from the beginning of the scanning. This voltage is interrogated by interrogation circuit S at times t _u t ₂ , i ₃ and t ₄ (cf. FIG. 1). The information obtained in this way

gangsspannungen entsprechen t_u t₂, t₃ und ί₄, d. h. G₁, Θ₂, Θ₃ und O₄.output voltages correspond to t _u t ₂ , t ₃ and ί ₄ , ie G ₁ , Θ ₂ , Θ ₃ and O ₄ .

Die Gesamtsumme dieser vier Spannungen wird gebildet und durch vier geteilt. Der Spannungsunterschied zwischen dieser Spannung und der Spannung, die durch Abtasten der Sägezahnspannung zu einem Zeitpunkt 2/4 Perioden nach Beginn des AbtastensThe total of these four voltages is taken and divided by four. The tension difference between this voltage and the voltage obtained by sampling the sawtooth voltage to become a Time 2/4 periods after the start of sampling

(der Spannung entsprechend θ = y) gebildet wird,(the voltage corresponding to θ = y) is formed,

so daß eine Spannung erhalten wird, die O₅ entspricht, ergibt sich aus Gleichung (2 a). Die Gesamtspannung oder die Differenz dieser Spannungen wird am Spannungsteiler-Widerstandskreis R abgenommen.so that a voltage corresponding to O ₅ is obtained from equation (2 a). The total voltage or the difference between these voltages is taken from the voltage divider resistor circuit R.

Die Sägezahnspannung wird an dem Spannungspunkt entsprechend 6>₅ begrenzt und durch den an diesem Begrenzungspunkt erzeugten Impuls werden die Abtast-Sinusschwingung und -Kosinusschwingung abgefragt, so daß Spannungen proportional sin θ₅ und cos G₅ erhalten werden. Diese Spannungen werden an die Vertikalablenkeinrichtung 10 bzw. die Horizontalablenkeinrichtung 9 gegeben, so daß der Strahl in Richtung 6>₅ abgelenkt wird.The sawtooth voltage is limited at the voltage point corresponding to 6> ₅ and the pulse generated at this limit point interrogates the sampling sine oscillation and cosine oscillation, so that voltages proportional to sin θ ₅ and cos G ₅ are obtained. These voltages are given to the vertical deflection device 10 and the horizontal deflection device 9, so that the beam is deflected _{in the direction 6> 5.}

Diese Vorgänge werden von der Nachlauf-Ablenkeinrichtung T durchgeführt, die aus Begrenzer- und Abfrageschaltungen besteht.These processes are carried out by the tracking deflector T , which consists of limiter and interrogation circuits.

In Fig. 5 sind die Einheiten S, R und T gemäß F i g. 4 im einzelnen dargestellt und die Eingangsklemmen 108, d, sin Θ, cos θ und die Ausgangsklemmen 106, 109, 110 sowie die Tore G₅ und G₆ und die Einheit G gezeigt.In FIG. 5, the units S, R and T are shown in FIG. 4 shown in detail and the input terminals 108, d, sin Θ, cos θ and the output terminals 106, 109, 110 as well as the gates G ₅ and G ₆ and the unit G shown.

Diese Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt: An die Klemme 108 wird das Signal angelegt, das durch die Abtastung erhalten worden ist und hier berechnet werden soll. Dieses Signal ist auch in Fig. Ib dargestellt. Die Schaltung 201 ist eine Differenzierschaltung, mit der ein triggerartiges Signal aus der Übergangsperiode von Spannungsschwankungen erhalten werden kann. Die Polarität des Triggersignals hängt davon ab, ob die Richtung der Spannungsänderung positiv oder negativ ist (201). Mit einem Gleichrichter 202 wird der Spannungsverlauf (201) gleichgerichtet, so daß alle Signale positive Richtung haben. Der abgegebene Spannungsverlauf ist bei (202) dargestellt. Ein vierstelliges Schieberegister 203 arbeitet auf Grund des gleichgerichteten Spannungsverlaufs (202). This circuit arrangement works as follows: The signal is applied to the terminal 108, which through the sample has been obtained and is to be calculated here. This signal is also shown in Fig. Ib. The circuit 201 is a differentiating circuit with which a trigger-like signal from the Transition period of voltage fluctuations can be obtained. The polarity of the trigger signal depends on whether the direction of the voltage change is positive or negative (201). With a In rectifier 202, the voltage curve (201) is rectified, so that all signals are in a positive direction to have. The output voltage curve is shown at (202). A four digit shift register 203 operates due to the rectified voltage curve (202).

Beim gewöhnlichen Nachlauf enthält der Spannungsverlauf vier triggerartige Impulse durch die kreisförmige Abtastung einer vollständigen Periode. Jede Stelle in dem Schieberegister wird entsprechend diesen vier Triggerimpulsen verschoben, wobei die in jeder Stelle an die Ausgänge abgegebenen Impulse den Werten t_x, t₂, t₃ und i₄ entsprechen. Die Zeitpunkte, zu denen diese Verschiebung vorgenommen wird, sind nämlich t_u t₂, t₃ und i₄ gemäß Fig. Ib.With the usual follow-up, the voltage curve contains four trigger-like pulses through the circular scanning of a complete period. Each position in the shift register is shifted in accordance with these four trigger pulses, the pulses delivered to the outputs in each position corresponding to the values t _x , t ₂ , t ₃ and i ₄ . The times at which this shift is carried out are namely t _u t ₂ , t ₃ and i ₄ according to FIG. Ib.

Im folgenden werden die Vorgänge erläutert, wenn im Schieberegister die Stelle rechts außen erreicht ist. Das Schieberegister 203 gibt ein Signal (t₄) an die Ausgangsleitung t₄ am rechten äußeren Ende, sobald ein Triggerimpuls (201) erhalten wird, der am Ende des Eingangssignals (202) auftritt.In the following, the processes are explained when the position on the far right is reached in the shift register. The shift register 203 outputs a signal (t ₄ ) to the output line t ₄ at the right outer end as soon as a trigger pulse (201) is received which occurs at the end of the input signal (202).

Ein Differenzierkreis 204 erhält jetzt das Signal (i₄), wodurch der triggerartige Impuls an die Ausgangsleitung 204 gegeben wird. Die Ausgangsspannung (204) wird an ein UND-Tor 205 gegeben.A differentiating circuit 204 now receives the signal (i ₄ ), as a result of which the trigger-like pulse is given to the output line 204. The output voltage (204) is given to an AND gate 205.

Der Sägezahngenerator G arbeitet durch Triggern mit dem Signal von der Klemme d. Dieses Signal wird zum Zeitpunkt O in F i g. 1 b mittels des Phasendetektors erzeugt. Durch den triggerartigen Ausgang des Differenzierkreises 204 wird das UND-Tor 205 kurzzeitig geöffnet. Die Spannung entsprechend dem Zeitpunkt i₄ der Sägezahnschwingung läuft durch das UND-Tor 205. Diese Spannung lädt über die Diode 206 den Kondensator 207.The sawtooth generator G works by triggering with the signal from terminal d. This signal is at time O in FIG. 1 b generated by means of the phase detector. The AND gate 205 is briefly opened by the trigger-like output of the differentiating circuit 204. The voltage corresponding to the time i _{4 of} the sawtooth oscillation runs through the AND gate 205. This voltage charges the capacitor 207 via the diode 206.

Diese Ladespannung (207) ist positiv, so daß ein an der Basis angeschalteter NPN-Transistor 208 leitend wird. Der Transistor ist als Emitterfolger geschaltet, und dadurch steht am Emitter, grob ge-This charging voltage (207) is positive, so that an NPN transistor 208 connected to the base becomes conductive. The transistor is connected as an emitter follower, and as a result, there is roughly

. sprochen, die Basisspannung (207). Diese Vorgänge werden für jede Stelle des Schieberegisters durchgeführt. Die Spannung, die jeweils zum Zeitpunkt t_u t₂ t₃ und i₄ abgefragt worden ist, tritt am Emitter des jeder Stelle entsprechenden Transistors auf.. spoke, the base voltage (207). These processes are carried out for each digit of the shift register. The voltage that was queried at the time t _u t ₂ t ₃ and i ₄ occurs at the emitter of the transistor corresponding to each point.

Die jeweilige Spannung e0_u e0₂, e0₃ und e<9₄ wird als Ausgangssignal an einem konstanten Widerstand R abgenommen, und die Ausgangsspannungen werden zusammengefaßt. Das Potential der zusammengefaßten Ausgangsspannungen genügt der folgenden Gleichung ,The respective voltage e0 _u e0 ₂ , e0 ₃ and e <9 ₄ is taken as an output signal at a constant resistor R , and the output voltages are combined. The potential of the combined output voltages satisfies the following equation,

e0_t e0 _t + + e0₂ e0 ₂ + + e&₃ e & ₃ + e0₄ + e0 ₄

Auf diese Weise ist ein Teil der obigen Gleichung (2a) berechnet worden. Die Ausgangsspannung wird in dieser Form an die Identifiziereinrichtung 7 über die Ausgangsklemme 106 gegeben.In this way, part of the above equation (2a) has been calculated. The output voltage is in given this form to the identification device 7 via the output terminal 106.

Um die Mitte des Abtastkreises parallel zu beiden Kanten des Linienelements zu verschieben, wird die Spannung entsprechend der Gleichung (2 a) berechnet.To move the center of the scan circle parallel to both edges of the line element, the Voltage calculated according to equation (2 a).

Um die Spannung e-^-, die dem Wert θ = -^- ent-To determine the voltage e - ^ -, which corresponds to the value θ = - ^ -

spricht, zu erhalten, wird der Zeitpunkt 1/4 T der Periode T der Sägezahnspannung abgefragt. Bei der Schaltung nach F i g. 5 wird das Triggersignal von der Klemme d an das UND-Tor 219 über einen Kreis 218 gegeben, in dem das Signal um 1/4 T verzögert wird, so daß Θ G der Sägezahnschwingung zum Zeitpunkt 1/4 Γ abgefragt wird.speaks to get, the time 1/4 T of the period T of the sawtooth voltage is queried. In the circuit according to FIG. 5, the trigger signal is sent from terminal d to AND gate 219 via a circuit 218, in which the signal is delayed by 1/4 T so that Θ G of the sawtooth oscillation is queried at time 1/4 Γ.

Die Spannung e -^-, die durch die Schaltungseinrichtung 219, 220, 221 und 222 erzeugt worden ist, wird an eine weitere Schaltungseinrichtung (Differenzverstärker 210) gegeben, aus der die Differenz zur Spannung e₀ erhalten wird. Der Verstärker 210 rechnet also die Gleichung (2 a) ausThe voltage e - ^ -, which has been generated by the circuit device 219, 220, 221 and 222, is passed to a further circuit device (differential amplifier 210), from which the difference to the voltage e _{0 is} obtained. The amplifier 210 thus calculates the equation (2 a)

Die Einheit T, welche die Spannung e0₅ empfängt, erhält damit die Zeit i_s von 0₅.
Ein Begrenzer 211 verarbeitet die Spannung e<9₅, aus der die Sägezahnspannung θ G erhalten worden ist. Der Ausgang (211) des Begrenzers wird an den Differenzierkreis 212 gegeben, durch den der Spannungsverlauf (212) erhalten wird. Dieser Spannungsverlauf wird in einem weiteren Differenzierkreis 213 differenziert, so daß schließlich ein triggerartiger Spannungsverlauf (213) erhalten wird. Durch den positiven Impuls dieses Spannungsverlaufs (213) wird die Spannung sin θ durch ein UND-Tor 214 S, eine Diode 215 S, einen Kondensator 216 S und einen Transistor 217 S abgefragt, während die Spannung cos Θ durch ein UND-Tor 214 C, eine Diode 215 C, einen Kondensator 216 C und einen Transistor 217 C abgefragt wird.The unit T, which receives the voltage e0 ₅ , thus receives the time i _s from 0 ₅ .
A limiter 211 processes the voltage e <9 ₅ , from which the sawtooth voltage θ G has been obtained. The output (211) of the limiter is given to the differentiating circuit 212, through which the voltage curve (212) is obtained. This voltage curve is differentiated in a further differentiating circuit 213, so that finally a trigger-like voltage curve (213) is obtained. Due to the positive pulse of this voltage curve (213), the voltage sin θ is queried through an AND gate 214 S, a diode 215 S, a capacitor 216 S and a transistor 217 S, while the voltage cos Θ through an AND gate 214 C , a diode 215 C, a capacitor 216 C and a transistor 217 C is queried.

30962ΛΊ7730962-77

Die erhaltene Spannung geht über das UND-Tor G₅ und die Ausgangsklemme 109 zur Horizontalablenkeinrichtung 9, während die über das UND-Tor G₆ und die Ausgangsklemme 110 erhaltene Spannung an die Vertikalablenkeinrichtung 10 gegeben wird.The voltage obtained goes via the AND gate G ₅ and the output terminal 109 to the horizontal deflection device 9, while the voltage obtained via the AND gate G ₆ and the output terminal 110 is given to the vertical deflection device 10.

Zur digitalen Speicherung des Nachlaufpunktes wird eine Leitung mit den Ausgangsklemmen 109 und 110 verbunden, die die Ablenkspannung an den Analog-Digital-Wandler gibt.A line with output terminals 109 and 110 connected, which gives the deflection voltage to the analog-to-digital converter.

Die Nachlauf-Ablenkeinrichtung T soll in der Periode nach Beendigung einer kreisförmigen Abtastung arbeiten. Dies kann dadurch durchgeführt werden, daß der Zähler X so verwendet wird, daß der Sinusverstärker und der Kosinusverstärker A₁ und A₂ abwechselnd mit der Nachlauf-Ablenkeinrichtung T arbeiten. Bei Beendigung einer Arbeitsfolge des kreisförmigen Abtastens und Nachlaufens werden die Ausgangssignale des Digital-Analog-Wandlers 62 und das Nachlauf-Ablenksignal zu einem Ablenk-Ausgangssignal zusammengesetzt, das zum Analog-Digital-Wandler 61 gegeben wird.The tracking deflector T should operate in the period after the completion of a circular scan. This can be done by using the counter X so that the sine and cosine amplifiers A ₁ and A ₂ operate with the tracking deflector T alternately. Upon completion of a cycle of circular scanning and tracking, the output signals of the digital-to-analog converter 62 and the tracking deflection signal are combined to form a deflection output signal which is sent to the analog-to-digital converter 61.

Das Nachlauf-Ablenksignal wird dann zurückgestellt. Gleichzeitig wird der Digital-Analog-Wandler 62 durch das Ausgangssignal des Wandlers 61 eingestellt, so daß der Abtaststrahl an dem Punkt fixiert wird, an dem das Nachlaufen beendet war. Vom UND-Tor G₂ für das Rückstell-Ausgangssignal des zurücklaufenden Ablenksignals und für das Ausgangssignal vom Phasendetektor wird die kreisförmige Abtastung wieder eingeleitet, wodurch der folgende Betriebsablauf beginnt. Bei Feststellung der Nachlaufrichtung durch die kreisförmige Abtastung wird der Nachlauf für einen bestimmten fixierten Bereich durchgeführt. Bei Beendigung des Nachlaufs wird diese Lage als Ausgangspunkt zur Bestimmung der folgenden Richtung zur Fortsetzung des Nachlaufs benutzt. Wenn bestätigt wird, daß das Ende des Linienelements erreicht worden ist, kann die Phase der Abtastsignal-Sinusschwingung oder der -Kosinusschwingung umgekehrt werden, oder die Nachlaufrichtung wird von Θ₅ nach Θ₅, bzw. von 6>₅, nach Θ₅ geändert, wodurch die Nachlaufrichtung umgekehrt wird.The tracking deflection signal is then reset. At the same time, the digital-to-analog converter 62 is adjusted by the output signal of the converter 61, so that the scanning beam is fixed at the point at which the tracking was ended. The circular scanning is initiated again by the AND gate G ₂ for the reset output signal of the returning deflection signal and for the output signal from the phase detector, whereby the following operating sequence begins. When the tracking direction is determined by the circular scanning, the tracking is carried out for a specific fixed area. At the end of the overrun, this position is used as the starting point for determining the following direction to continue the overrun. If it is confirmed that the end of the line element has been reached, the phase of the scanning signal sine oscillation or the cosine oscillation can be reversed, or the tracking direction is changed from Θ ₅ to Θ ₅ , or from 6> ₅ to Θ ₅ , whereby the follow-up direction is reversed.

Eine Vergrößerung des Durchmessers des Abtastkreises kann dadurch erhalten werden, daß die Amplitude des Abtastsignals vergrößert wird.An increase in the diameter of the scanning circle can be obtained by increasing the amplitude of the scanning signal is increased.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Scanning arrangement for recognizing a character having continuous line elements with a scanner for scanning a line element of the character to be recognized, with a cyclically operating scanning control device for generating a loop-shaped scanning path with a greater width than the line element, so that each individual scanning loop over opposite edges of the Line element runs, the scanner generating black and white level signals at a time interval, and with a tracking control device connected to the scanning control device for shifting the loop-shaped scanning path along the direction of the line element, characterized in that the tracking control device (6) is connected to the scanner ( 4) connected unit (201 to 207) which forms up to four signals corresponding to the edges of the line element during each scan cycle and generates corresponding four voltages which are relevant for the interva All of the times which elapse from the start time of each sampling cycle to the occurrence of the respective edge intersection signals are characteristic of the fact that they further contain a voltage adding and dividing circuit (208, 209) which is connected to the unit (201 to 207) and a first variable (eb) which is proportional to a quarter of the sum of the four voltages, and that it further comprises circuit means (219 to 222) for forming a second quantity (e -y j corresponding to ~ and circuit means (210) for adding the first and the second variable contains the output signal for the absolute angle of inclination. (6> ₅ ,) of the line element is characteristic.