DE1524456A1

DE1524456A1 - Verfahren und Geraet zum Lesen von Zeichen

Info

Publication number: DE1524456A1
Application number: DE19661524456
Authority: DE
Inventors: Dykaar David Edwin; Stein Bernard Joel
Original assignee: Lundy Electronics and Systems Inc
Current assignee: Lundy Electronics and Systems Inc
Priority date: 1965-12-10
Filing date: 1966-11-25
Publication date: 1970-04-23
Also published as: GB1172367A; NL6616826A; CH485279A; SE346639B; DE1524456C3; US3535682A; NL150245B; DE1524456B2; BE690379A; FR1502369A

Description

DR.ING. F. WÜESTIIOFF fSjMÜNOHEN 0 DIPL. IJTG. G. PULS yf^WEIGERSTRASSE * DR.B.V.PEOHMANN τχτ,χτοκ 22 Οβ Bl PATEKTANW"AX.TE TKLBOBAMUADBSeBBt

' PBOTBOTPATSMT MO.VOHKN

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B e Schreibung zu der Patentanmeldung

Lundy Electronics & System*· Inco Glen Head, Long Island, New York, TJ.S.A«

betreffend Verfahren und Gerät zum lesen von Zeichen

. Die Erfindung bezieht sich auf das Feststellen von Zeichen repräsentierender Wellenformen,und betrifft insbesondere ein Verfahren und ein Gerät zum Feststellen einer besonderen Wellenform aus einer Vielzahl von derartigen Wellenformen.

Ein solches .Wellenformfeststellgerät hat ein weites Anwendungsgebiet. Beispielsweise kann es für das lesen von Zeichen auf Dokumenten wie Schecks oder Einzahlungsbelegen im Bankgeschäft verwendet werden. Die auf diesen Dokumenten stehenden Angaben können durch eine Rechenmaschine weiter verarbeitet werden und können gleichfalls ein geeignetes Gerät zum Ordnen oder Sortieren der Dokumente steuern. Ein solches Sortiergerät ist in der am 1. Juni 1965 eingereichten Patentanmeldung ("System zum Handhaben von Dokumenten") mit der Ser.-No. 460 136 beschrieben, welche an den gleichen Rechtsnachfolger wie die vorliegende Anmeldung übertragen wurde. ft ή ö ö ι H / 11 «ie

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Pur das Lesen von auf Dokumenten oder Ausweispapieren befindlichen Zeichen wurden bisher Schaltungen · verwendet, die insbesondere kompliziert aufgebaut waren •und ein sehr kritisches Betriebsverhalten hatten. Beispielsweise war es bei einigen Systemen notwendig, die entsprechend jedem Zeichen erzeugten elektrischen Wellenformen mit zahlreichen in einer Speichereinheit gespeicherten Zeichen oder einem Satz von mittels Widerstandsmatrixen nachgebildeten Wellenformen zu· vergleichen, wobei diese Widerstandsmatrixen auf jedes Zeichen genau abgestimmt sind. Außerdem benötigen die bisher bekannten Einrichtungen zum Feststellen von Zeichen oft angezapfte Verzögerungsleitungen zum Umwandeln der Informiion, die seriell erzeugt wird, da jedes Zeichen in ein paralleles Eingangssignal zerlegt wird, das durch eine logische Schaltung weiterverarbeitet wird. Solche angezapfte Verzögerungsleitungen arbeiten jedoch niemals ideal, da unvermeidliche Verluste die durch die Verzögerungsleitungen hindurchgeschickten Wellenformen verzerren. Auch muß eine Verzögerungsleitung auf eine solche Weise abgeschlossen werden,daß eine reflektierte Welle nicht eine ein bestimmtes Zeichen repräsentierende Wellenform verzerrt. Darüberhinaus laufen derartige Netzwerke aus ihrer Einstellung hinaus, da sich die Werte der Bauelemente der Schaltung mit der Zeit verändern.

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Diese und andere Nachteile der bekannten Geräte werden mit der Erfindung vermieden, indem die auf einem Dokument oder Ausweispapier befindlichen Zeichnungen mittels eines Wandlers erfaßt werden, dann für jedes von dem Wandler erfaßte Zeichen ein analoges elektrisches Signal erzeugt wird, die relative Amplitude des elektrischen Signales zu bestimmten Zeitpunkten in Bezug auf den Beginn des Signales bestimmt wird, dann der relativen Amplitude des elektrischen Signales zu den bestimmten Zeitpunkten entsprechende digitale Signale erzeugt werden und gegebenenfalls schließlich Signale geschaffen werden, die die Zeichen entsprechend den digitalen Signalen kennzeichnen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Pig. 1 zeigt eine veaslnfachte perspektivische Ansicht eines mechanischen Gerätes, mit dem die auf einem Dokument oder dergleichen befindlichen Zeichnungen einem Wandler bei einer beispielsweisen Ausführungsform eines Wellenformfeststellgerätes gemäß der Erfindung gegenübergestellt werden können.

Pig. 2 zeigt die beispielsweise Form des Zeichens "0^H sowie eine typische Wellenform des durch einen magne tischen Lesekopf erzeugten Signals, falls das Zeichen "0ⁿ

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magnetisiert ist und unter magnetischer Verkopplung an dem Wandler vorbei geführt wird _r

Fig. y und 4 sind miteinander verbundene Blockschaltbilder einer elektrischen Schaltung, wie sie bei dem Wellenformfeststellgerat gemäß der Erfindung verwendet wird, *

Fig. 5 zeigt den Zusammenhang zwischen den Fig. 3 und 4» während

. 6 ein Blockschaltbild des in dem Blockschaltbild der Fig. 3 verwendeten Vorde'rflankenspitzendetektors zeigt.

Gemäß Pig. 1 wird, ein Dokument oder Ausweispapier 10, das eine Vielzahl von mit magnetischer Tinte geschriebenen Zeichen 11 aufweist, durch einen nicht gezeigten geeigneten mechanischen Antrieb zwischen zwei Führungen 12 und 13 zu Paaren von Antriebsrollen H und 15 hin geleitet, gegen die Paare von vorgespannten Spannrollen 16 und 17 andrücken. Die Antriebsrollen H und 15» die aus einem nicht magnetisierbaren Material wie Aluminium bestehen und gezahnte die Dokumente oder Ausweispapiere erfassende Flächen besitzen, werden über einen Antriebsriemen 20 von einem Synchronmotor 19 angetrieben· Der Synchronantrieb stellt sicher, daß jedes Dokument oder Ausweispapier mit einer

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Geschwindigkeit von beispielsweise genau 3,81 m/seo (150 Zoll pro Sek.) an dem liesekopf vorbeigeleitet wird, da die durch den Iesekopf erzeugte Wellenform von der Geschwindigkeit des vorbeilaufenden Dokuments abhängt, die Paare von Spannrollen 16 und 17 bestehen an ihren das Dokument erfassenden Oberflächen aus einem elastisch nachgiebigen Material, wie beispielsweise Gummi, und werden gegen die entsprechenden Paare von gezahnten Rollen 14 und federnd vorgespannt, um sicherzustellen, daß die zugeführten Dokumente sicher ergriffen und nicht aufgrund des durch den Le~s.eko.pf erzeugten Widerstandes verwunden werden. ■

Zwischen dem Paar von Spannrollen 16 is~t(ein Magnetisierkopf 22 zum Magnetisieren jedes magnetisierbaren Zeichens angeordnet, welches an dem Kopf 22 vorbeiläuft. Zwei Führungen 24 und 25 stellen sicher, daß ein Dokument oder Ausweispapier von dem, Magnetisierkopf 22 zu dem Spalt zwischen den Antriebsrollen 15 und den Spannrollen 17 hingeführt wird. Zwischen den Spannrollen 17 ist ein elektromagnetischer Iiesekopf 27 angeordnet, der entsprechend jedem mit dem lesekopf magnetisch verkoppelten vorbeilaufenden Zeichen ein das Zeichen repräsentierendes Signal erzeugt.

In Bewegungsrichtung des Dokuments oder Ausweispapiers sind hinter dem Leaekopf 27 zwei Führungen 29 und 30 vorge-

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sehen, die die Dokumente oder Ausweispapiere zu einem nicht gezeigten mechanischen Antrieb hinführen, «durch den die Dokumente oder Ausweispapiere zu den Fächern eines Sortiergerätes, wie es in der oben erwähnten anhängigen Patentanmeldung mit der Sei·.No. 460 136 beschrieben ist, oder zu einem üblichen Stapelgerät oder dergl. hingeführt werden· Vorzugsweise sind nicht gezeigte elastisch nachgiebige Mittel vorgesehen, die sicherstellen, dafl jedes Dokument oder Ausweispapier an den Köpfen 22 und 27 vorbeigeführt wird, wie es in der anhängigen Anmeldung mit der Ser.No. 460'156 näher erläutert ist.

Im folgenden wir^die Art und Weise, wie ein Identifizierungs- oder Kennzeichnungssigna}, von einem besonderen feststellbaren Zeichen erzeugt wird, das unter dem lesekopf 27 vorbeiläuft, für den Fall beschrieben, für den die Zeichen mit magnetischer Tinte auf einem Dokument oder Ausweispapier aufgezeichnet sind· Im besonderen werden die mit magnetischer Tinte aufgezeichneten Zeichen, die manchmal auch MIOR-Zeichen (magnetic ink character recognition) genannt werden und von dem "Bank Management Committee of the American Bankers Association" genehmigt wurden, unter Bezugnahme auf diese beispielsweise Ausführung betrachtet· Diese Zeichen sind gemäß der alsTyp E-13B bezeichneten Schriftvorlage geformt. Die detaillierte Beschreibung der Zeichen selbst und ihre Anordnung auf einem Scheck ist in derⁿBank Management Publication 147 R2" angegeben, die durch das "The Bank Management Committee of the American Bankers Association, 90 Park Avenue, New.York-, iJ.Y," b#so& herausgegeben wird· Die Zeichen beätehen aus den Zahlen '^"bia"*)" sowie den vier

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Stichworte^rmbolen"An-Une" (Οη-Ιίβ) "Durchgangsnummer" (Transit Number), "Gedankenstrich" (Dash) und "Betrag* (Amount). Diese Zeichen sind im einzelnen näher in der oben angegebenen Veröffentlichung sowie in der anhängigen Anmeldung mit der Ser.No. 460,136 beschrieben.

Fig· 2 seigt das Zeichen "0" sowie eine typische Wellenform des duroli den elektromagnetischen Lesekopf 27 erzeugten Signals, falls das Zeichen "0" durch den Magnetisierungskopf magnetisiert ist und in der durch den Pfeil 22 angegebenen Richtung an dem lesekopf 27 magnetisch mit demselben verkoppelt vorbeiläuft. Aus Fig. 2 geht hervor, daß jede Änderung in der Form des 'Zeichens "O" in Stufen von 0,03 cm (0,013 Zoll) auf treten, wie es bei einem Zeichen des Typs E-13B der Fall ist, Die typischen _wellenformen für die anderen Zeichen dieses Zeichentypes sind in der oben genannten Patentanmeldung aufgezeigt.

Da alle Änderungen in den Abmessungen der Zeichen in Stufen von 0,03 cm (0,013 Zoll) auftreten und die Zeichen mittels des Synchronmotors 19 mit einer Geschwindigkeit von genau 3,81 m/sec (150 Zoll pro Sek.) an den Lesekopf 27 vorbeigeführt werden, treten demzufolge entweder positive oder negative Impulse von in Abhängigkeit von der F_orm des jeweiligen Zeichens veränderbarer Amplitude in Zeitabständen von 86,6 Mikrosekunden in der durch den Lesekopf 27 erzeugten Wellenform auf, je nachdem, ob der Bereich"des magnetisierten Zeichens beginnt oder aufhört. Ferner können die positiven and negativen Impulse nur an acht getrennten

>. Λ : 0098 17/ 15 3 6 BADORIGiNAL

Zeitpunkten auftreten, die mit ^₁ bis t_Q bezeichnet sind, da keines der MICR-Zeichen breiter als die Zahl ¹¹O" ist. Zu der Zeit t« wird ein Rückstellimpuls erzeugt, um einen Teil der elektrischen Schaltung zurückzustellen, wie es im folgenden noch näher erläutert wird*

Die Zeichen werden durch das erfindungagemäße*'Gerät identifiziert, indem die Polarität, und die relative Größe der durch den Lesekopf 27 erzeugten Analogsignale zu den verschiedenen Zeitpunkten t^ bis tg bestimmt wird. Die Wellenform für die Zahl "Ο" in fig. 2 besitzt einen ganzen Bereich von relativen Pegeln, die Prozente der Amplitude des ersten positiven Impulses betragen, der immer zu dem Zeitpunkt t-auftritt. Biese Pegel sind bei der Barstellung gemäß Pig. 2 willkürlich bei 15 #, 30 ?6, 45 #» 60 0, 80 # und 100 # der Vorderflanke des Impulses zur Zeit t-j angenommen worden» Im besonderen Fall hängt die Zahl der erforderlichen Pegelgrößen von dem Gfrad der Gleichartigkeit des Satzes von Wellenformen ab, aus denen eine bestimmte Wellenform festgestellt werden soll. .;'■■·■.

Falls der Pegel einer Zeichenwellenform bei jedem der Zeitpunkte tj bis tgbekanntist, können die relativen Pegel bei diesen Zeitpunkten nacheinander geführt werden, um die Wellenform repräsentierende Bigitalsignale zu erzeugen.

Aus der in Fig. 2 gezeigten Wellenform geht hervor, daß die Zahl ¹¹O" dann identifizierbar ist, wenn ein negativer Impuls zur Zeit tg festgestellt wird, dessen absoulute Größe gleich

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oder größer als 80 % derjenigen der Vorderflanke des zur Zeit t- auftretenden Impulses ist, und wenn außerdem ein positiver Impuls zum Zeitpunkt t„ mit einer absoluten Große von gleich oder größer als 80 $ derjenigen des Vorderflankenimpuises,. außerdem ein negativer Impuls zum Zeitpunkt tg mit einer Größe von gleich oder größer der absoluten Größe des Vorderflankenimpulsesund weiterhin das Fehlen von irgendwelchen Impulsen zu den Zeitpunkten t, bis^ö festgestellt wird. In der Praxis jedoch würden solche strengen Amplituden-Anforderungen eine große Menge von nicht gelesenen Zeichen zur Folge haben. Zusätzlich ist es nicht notwendig, daß bei allen acht Zeitpunkten ein Signal vorhanden oder nicht vorhanden ist, um eines von nur vierzahn möglichen E-I3B-Zeichen zu identifizieren.

Bs sei ferner bemerkt, daß ein positiver Impuls immer zu dem Zeitpunkt t.. auftritt, wenn die Vorderflanke des magnet!» sierten Zeichens an dem Lesekopf 2? vorbeiläuft, so daß beim Zeitpunkt t| niemals ein negativer Impuls auftreten kann. Aus diesem Grunde ist für die logische Zeichenschaltung kein Eingangsimpuls erforderlich, der dem Zeitpunkt t^ entspricht. Zusätzlich ist der letzte durch ein Zeichen erzeugte Impuls immer negativ, obgleich der Zeitpunkt des Auftretens dieses negativen Endimpulses von der Breite des betreffenden Zeichens abhängt, denn einige Zeichen sind schmäler als die Zahl ¹¹Ol¹

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Gemäß den Figuren' 3 und 4 wird das analoge

ι ■■■■■-. -

ί elektrische Signal des Lesekopfes 27 zuerst von einem \ Vorverstärker 35 verstärkt, der vorzugsweise sehr nahe

an dem Lesekopf 27 angeordnet ist, damit das SignalraEehverhütnis einen Maximalert besitzt. Die Signale werden.dann über eine Leitung niedriger Impedanz einem Verstärker 37 zugeführt. Die Ausgangsstufe des Vorverstärkers 35 besteht aus einem Impedanzanpassungsnetzwerk wie beispielsweise eine Emitterfolgestufe.

Die Ausgangsspannung des Verstärkers 37 wird einer Vorderflankentriggerschaltung 40 zugeführt, die vorzugsweise einen Schwellwertverstärker umfaßt, dessen fester Schwellwert so gewählt ist, daß eine falsche Triggerung der zugeordneten Schaltung durch äußere Störungen verhindert wird ο Der Schwellwertverstärker speist einen Impulsgenerator, der wiederum eine durch Gatter gesteuerte Zeitgeberschaltung 42 ansteuert. Die durch Gatter gesteuerte Zeitgeberschaltung 42 umfaßt eine Flip-flop-Schaltung oder bistabilen Multivibrator, welcher einen Oszillator steuert, der Ausgangsimpulse aller Q 86,6 likrosekunden erzeugt, das heißt, die Ausgangsco impulse folgen entsprechend den Abständen zwischen den "^ aufeinander folgenden Zeitpunkten t* bis t_ß aufeinander.

Ot Die durch Gatter gesteuerte Zeitgeberschaltung 42

speist eine achtstufige Zählerantriebsschaltung 43, die als Impulsgenerator ausgeführt ist, welcher zum Ansteuern -"eines achtstufigen Zählera 44 vorgesehen ist. Zusätzlich

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steuert die Zeitgeberschaltung 42 eine Vorderflankenspitzendetektorschaltung 46 an.

Der Ausgang des Verstärkers 37 ist über ein Gatter 48 (Fig· 6) an einen Spitzendetektor 49 angekoppelt, wobei das Gatter 48 durch einen Gatterimpulsgenerator aufgetastet wird, der durch die Zeitgeberschaltung 42 in Abhängigkeit von dem Ausgang des Schwellwertverstärkers der Vorderflankentriggerschaltung 40 getriggert wird· Daher wird die Spitzenamplitude des ersten positiven zum Zeitpunkt t₁ erzeugten Impulses jedes Zeichens erfaßt und durch den Spitzendetektor 49 gespeichert. Um sicherzustellen, daß der gespeicherte Spannungspegel nicht durch die von dem Verstärker 37 gelieferten und zu den Zeitpunkten, t„ üb tg auftretenden Impulse gestört wird, sind die Schaltelemente des gattersteuernden Impulsgenerators 50, der ein monostabiler Multivibrator sein kann, so bemessen, daß ein Auftastimpuls von beispielsweise etwa 65 Mikrosekunden Dauer erzeugt wird.

Die Ausgangsspannung des Spitzendetektors 49 wird

ο einem Bezugsspannungsgenerator 51 zugeführt. Der Bezugs-■ ο - '

2"- ■ spannungsgenerator umfaßt eine Inverterschaltung und eine \j Vielzahl von Spannungsteilernetzwerken, um passende -» Bezugsspannungspegel beider Polaritäten zu schaffen, die cn ...■-■ .

eine Größe von 15 $, 30 % 40^6, 6O9C, 80^ und 1005έ der

Spitzenamplitude des ersten zum Zeitpunkt t.. auftretenden positiven Impulses "besitz^en,- welcher in den Spitzendetekt©r - _? 49 gespeichert wird, Der Bezugsspannungsgenerator erzeugt

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daher ausgangsseitig Bezugsspannungspegel, die automatisch in der Größe eingestellt sind, um vorbestimmte Verhältnisse der Spitzenamplitude des ersten positiven Impulses ohne Kücksicht auf den tatsächlichen Pegel der analogen Ausgangswellenform des Verstärkers 37 zu erzeugen.

Jede ausgangsseitige Bezugsspannung wird jeweils einem Eingang einer Vielzahl von Vergleichsschaltungen zugeführt, von denen jede Vergleichsschaltung einer bestimmten Polarität und relativen Pegelgröße entspricht. Dem anderen Eingang jeder Vergleichsschaltung 53 wird jeweils die Ausgangsspannung des Veräärkers 37 zugeführt. Die Vergleichsschaltungen 53 können'in der üblichen Weise aufgebaut sein und erzeugen ein« digitales Ausgangssignal, wenn das ein bestimmtes Zeichen repräsentierende Analogsignal am Ausgang des Verstärkers 37 die richtige Polarität hat und die Größe des jeweiligen Bezugsspannungspegel überschreitet.

Der achtstufige Zähler 44 kann von bekannter Bauart sein. Dieser Zähler erzeugt enfeprechend den Zeitpunkten t| bis tg Zeitgebersignale mittels selektiv erregter Zeitimpulsgeneratoren 55, die beispielsweise Univibratoren sein können. Der achstufige Zähler 44 steuert gleichfalls eine Zeichenrückstellschaltung 57, die den durch Gatter

ORIGINAL INSPECTED

1 V^

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gesteuerten Zeitgeber 42 zurückstellt, indem dessen bistabiler Multivibrator in den Zustand gesetzt wird, in welchem der Zeitgeber-OszJLlator des Zeitgebers ausgeschaltet wird, ^ie Zeichenrückstellschaltung 57 löscht auch den Spitzendetektor 49». so daß derselbe die Spitzenamplitude des von dem nächsten Zeichen erzeugten ersten positiven Impulses feststellen und speichern kann.

Die Bestimmung der Polarität und relativenGröße des Ausgangssignals des Verstärkers 37 zu den Zeitpunkten t^ bis t_Q wird von Digitalsiagnalgeneratoren 60 durchgeführte Jeder der Signalgeneratoren 60 umfaßt eine Und-Schaltung, von der ein Eingang an den Ausgang des entsprechenden Zeitimpulsgenerators 55 angeschlossen ist, während der andere Eingang der Und-Schaltung je nach Polarität und der relativen Größe des Signales mit jeweils einer der Vergleichsschaltungen 53 verbunden ist. Jede Und-Schaltung steuert, einen bistabilen Multivibrator an, dessen invertierte Ausgangssignale an Ausgangsklemmen 61 und 62 abnehmbar sind.

Um für den (+2 ^)-Signalgenerator 60 ein Ausgangssignal

ο an der Klemme 61 zu erzeugen, wobei bemerkt wird» daß

ο " - ■ ■ ■

*° ein bestimmtes Zeichen zur Zeit t einen positiven Impuls ^ ergibt, dessen Amplitude miüestens 15$.-der Amplitude des

-» · zum Zeitpunkt.t- auftretenden ersten positiven Impulses οι ■- ■

^ω ist, ist ein Eingansimpuls sowohl von der (+15)-Vergleiehs~

er» ■"■■...- -

schaltung 43 und dem Zeitimpulsgenerator 55 mit der Be-

ORIGlNAL INSPECTED

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zeichnung "2^H erforderlich. Falls durch ein Zeichen zu dem Zeitpunkt t_o kein positiver Impuls erzeugt wird, tritt

^ά 62

an der (+2)7Klemme/in diesem Fall immer ein "Nicht^M-Ausgangssignal auf.

In ähnlicher Weise zeigt ein an der Klemme 61 des (-2)-Signalgenerators 60 auftretendes Signal an, daß zum Zeitpunkt t.„ ein negativer Impuls mit einer absoluten Größe von mindestens 15-5$ der Spitzenamplitude des ersten positiven Impulses aufgetreten ist, während ein "Nicht"-Signal an der.Klemme 62 das Fehlen eines negativen Signales von einer solchen Größe zum Zeitpunkt t_? angibt. Wie oben erwähnt, tritt ursprünglich immer ein positives Signal, das heißt, ein - "+1 "-Signal auf, das durch jedes Zeichen erzeugt

so wird, während der Bndimpuls immer negativ ist,/daß "-!" und «+8"-Signale niemals erzeugt werden können. Daher sind für "+1", "-1" oder "+8"-Signale keine Signalgeneratoren 60 vorgesehen.

Wie oben beschrieben, wird ein Zeichen festgestellt oder gelesen, indem die Polarität und relative Größe der von ° dem Zeichen abgeleiteten Wellenform zu den vorbestimmten ^ Zeitpunkten t« bis t_Q bestimmt wird. Wenn daher gewisse >j Kombinationen von Ausgangssignalen der Signalgeneratoren

-* 60 auftreten, kann daraus ein bestimmtes Zeichen erkannt cn

*** werden. Ausgewählte Kombinationen der Ausgänge der Signalgeneratoren 60 werden mittels einer passenden logischen Matrix für die Zahlen "0" bis "9" und die vier Stichwort-

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symbolde des angegebenen Beispiels an Und-Schaltungen angeschlossen.

Palls alle möglichen Eingänge der Und-Schaltungen 65 zur Identifizierung eines Zeichens verwendet werden, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, daß dieses Zeichen genau und richtig festgestellt wird, jedoch werden auch in sehr starkem Maße Zeichen nicht gelesen oder zurückgewiesen. Andererseits tritt im Falle, la dem eine minimale AnZ₃J₁I von die Zeichen darstellenden digitalen Signalen zum Identifizieren eines Zeichens verwendet werden, eine verhjiltsnisinäßig geringe Zurückweisungsrate auf, jedoch wird in sehr starkem MaQe auch falsch gelesen. Die Erfahrung hat gezeigt,daß der beste Weg, die Logik oder Verschlüsselung für die zum Identifizieren einer Schar von Wellenformen erforderlichen digitalen Signale optimal zu machen, empirisch ist, um die Amplitüdenbewertung mit der höchst möglichen Erkennungssicherheit auszuwählen. .Natürlich muß die Ähnlichkeit zwischen'Wellenformen einer bestimmten Gruppe^eprüft werden, damit festgestellt werden kann, ob die Zahl der Bezugsspannungspegel und/oder

^ die Zahl der Zeitintervalle vergrößert werden muß. Ferner

oö ■■■'■- - ■ ""'■"■ ■■■--""■

-» -. sollte die logische oder Verschlüsselungs-Gleichung bestimmt

^* werden, nachdem die Wellenform unter typischen Rausch-

J^ und Verzerrungsbedingungen geprüft worden sind. Beispielsweise Kann Rauschen durch Lücken oder äußere Tinte oder

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Farbe hervorgerufen werden, während eine ungenaue Lage der Zeichen auf dem Dokument oder Ausweispapier eine . zeitliche Verschiebung der Wellenform zur Folge hat· Sine beispielsweise logieche Gleichung für die Zahl "0" ist folgende»

Null = t-8⁵⁰) · C+7⁵⁰) · [C-2³⁰)|+ (+7⁶⁰)] ·

·ρ+4^4ί?) +

· l·

Ein Stivh über, einem Ausdruck bezeichnet ein *Iicht"-Signal, das heißt, ein Signal, das an der Klemme 62 der Signalgeneratoren 60 erscheint· Der Ausdruck ^w(-8⁵ ). (+7 )" ist der Konjunktiv oder die "Und ^H -Kombination der einzelnen Signale und meint (-8) und (+7 ), das heißt beide dieser Signale sind als Eingangsgrößen für das Zeichen ^N0* erforder_- lich. Der Ausdruck "C(-2³⁰) ₊(+7⁶⁰)« ist der Disjunktiv oder dde ^wOder"-Kombination der einzelnen Signale und meint (-2 ) oder (+7 ), das heißt, irgend eines dieser Signale stellt eine der erforderlichen Eingangsgrößen für das Seichen "Ο" dar·

Wenn "Nicht«-Sfeiale auftreten müssen, ist ein relativ

hoher Pegel erforderlich, um zu verhindern, daß durch Neben-

^ · geräusche ein Zeichen nicht gelesen wird. Weiterhin wird für _» den Fall, für den ein relativ starkes (+7)-Signal von min- \ destens 6O96 vorhanden ist: \ keih (-2)-Signal benötigt wird. t« Ferner wird eine ⁿO^w auch dann gilesen, wenn die. (-2), (+7) ^m und (-8)-Signale bei 3O?6 liegen, obgleich die (-2) und (+7)-Signale mindestens 80?i und das (-8)- Signal

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mindestens 1.00^6 betragen sollte. Dem Bauschen ist bei derartigen niedrigen Signalpegeln durch die ^wNichtⁿ-Signale in de* logik Rechnung getragen.. Die logischen Eingänge für die ^MO^ir-Und-Schaltungen 65 sind in Fig. 4 gezeigt. Die "Oder"-Eingänge werdendurch Oder-Schaltungen 66 geschaffen.

Die Ausgangs signale der TJnd_Schaltungen 65 werden einem Zeichenverwertungsgerät 68 zugeführt, das ein Rechengerät, die Fächerauswahlschaltung einer Sortiermaschine oder dergleichen sein kann. .

Gemäß den obigen Darlegungen werden ein neues verbessertes Gerät, sowie Verfahren zum Erkennen und Identifizieren einer Wellenform aus einer Vielzahl von Wellenformen geschaffen, wobei das Gerät und die Verj&ren beispielsweise beim Lesen von magnetisierbaren erfaßbaren Zeichen auf Dokumenten oder Ausweispapieren Verwendung finden können.

ie Wellenformen können zeitlich und auch amplitudenmäßig V leseverzerrt werden, ohne daß das Zeichengerät gemäß der Erfindung normenwidrig beeinflußt wird, da die Wellenform automatisch entsprechend dem Pegel eines vorbestimmten

oo Abschnittes der Wellenform normiert werden. Als Ergebnis

■^ dessen wird ein sehr breiter dynamischer Bereich geschaffen, ~* wobei es keine unvermeidbare Begrenzung durch das Wellenformo> ■' . " feststellsystem selbst gibt. Der dynamische Bereich des Gerätes wird daher allein durch die Frequenzbereiche des Vorverstärkers 35 und des Verstärkers 37 bestimmt.

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Natürlich können bei den dargestellten Ausfürungsbeispielen verschiedene Abänderungen getroffen werden, ohne daß der Bereich der Erfindung verlassen wird. So kann beispielsweise das Zeichenfeststellgerät gemäß der Erfindung in entsprechender Weise angepaßt werden, um Magnettintenzeichen anderer Form wie bei dem "bar-code-Syetem¹¹ der Vorige des Typs CMC-7 zu lesen, indem die logische Matrixein geeigneter Weise angeordnet wird, us geeignete Kombinationen von jede· Zeichen repräsentierenden Digitalsignalen anzufordern. In dieser Hinsicht kann die logische Matrix in Form einer Schalttafel ausgefi&rt sein, um das

für Schaffen einer geeigneten Logik: oder Verschlüsselung/jedes System von festzustellenden Zeichen zu erleichtern. Es kann mit der hier beschriebenen Schaltung irgendeine geeignete Technik der Umsetzung, die analoge Wellenformen von Zeichen schafft, verwendet werden, um die Zeichen zu lesen. Die Analog-Digital-Konvertierungs-Technik gemäß der Erfindung ermöglicht daher ein weites Anwendungsgebiet für das Zeichenfeststellgerät. Zusätzlich können Teile der beschriebenen Schaltung allgemein für die Umwandlung von Analogwerten in Digitalwerte Verwendungtfinden.

Patentansprüche

009817/1 $38 765897

Claims

DR. ΙΝβ. F. WUESTHOCT .

DIPIm ING. G. PULS 1 CO Il C β

BJB, K. V. PECHMAJiIf I Oi. H H 0 VATSBTAIfWXLTa

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Patentansprüche

1« Verfahren zum Lesen von Zeichen auf einem Dokument oder Ausweispapier, dadurch ge- . kennzeichnet , daß die Zeichen mittels eines Wandler« erfa6t werden, daß ein analoges elektrisches Signal erzeugt wird, da« Innerhalb eines weiten dynamischen Bereichs veränderbar ist und jedes mittel« des Wandlere erfaßte Zeichen repräsentiert, daß mindestens ein Bezugsspannungspegel in Punktion zum elektrischen Signal erzeugt wird, daß das Analogsignal in vorbestimmten zeitlich getrennten Zeitintervallen abgetastet wird, und daß schließlich Digitalsignale erzeugt werden, wenn die Analogsignale mit Hegeln auftreten, die den Bezugsspannungspegel bei den vorbestimmten Zeitintervallen überschreiten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e— kenn zeichnet ,daß in Abhängigkeit von mindestens einem Digitalsignal ein Signal zum Identifizieren jedes Zeichens erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e -k e η η ζ e i c h η e t , daß zum Identifizieren

■ .■""■.-.■ - 2 -■■"■

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BAD ORIGINAL

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jedes Zeichens ein Signal in Abhängigkeit von dem Vorhandensein von mindestens einem digitalen Signal und von dem Fehlen mindestens eines anderen digitalen Signales erzeugt wird.

4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß der Bezugsspannungepegel ein vorbestimmtes Verhältnis des Pegels eines vorbestimmten Abschnittes des Analogsignals ist.

tp. Verfahren mim. Lesen von Zeichen auf Dokumenten oder Ausweispapieren, dadurch - gekennzeichnet , daß die Zeichen mittels eines Wandlers erfaßt werden, daß elektrische Analogsignale erzeugt werden, die jedes dem Wandler zugeführte Zeichen repräsentieren, daß die relative Amplitude des elektrischen Signals zu ausgewählten Zeitpunkten gegenüber der Amplitude zu Beginn des Signals bestimmt wird, und daß Digitalsignale erzeugt werden, die die relative Amplitude des elektric sehen Signales zu den ausgewählten Zeltpunkten repräsentieren·

6· Verfahren nach Anspruch 5» dadurch ge"--k e η η ζ eic h η e t , daß zum Bestimmen der relativen Amplitude eine Reihe von Zeitgebersignalen zu ausgewählten Zeitpunkten in Bezug zu dem Beginn des

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-3 <0

elektrischen Signales erzeugt wird, und daß die

„ Erzeugung der Digitalsignale, die die relative Ampli-

.■■-*»-■

tude von-gesonderten Abschnitten des elektrischen Signals repräsentieren, gleichzeitig mit dem Auftreten * der Zeitgebersignale vorsichgeht*

7o Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e ή η ζ e i c h net , daß zum Bestimmen der relativen Amplitude mindestens ein Bezugsspannungspegel erzeugt und die Amplitude des elektrischen Sign&is mit dem Bezügsspannungspegel verglichen wird·

8c Verfahren nach Anspruch 5_t dadurch g e k e η η ζ e i c h η et , daß Signale erzeugt werden, die die Zeichen in Abhängigkeit von den digitalen Signalen identifizieren.

9« Verfahren zum Unwandeln von Analogwerten in Digitalwerte, dadurch ge k e η η ζ e i c h net, daß ein analoges elektrisches Signal erzeugt wird, daß die Analogwerte repräsentiert und in Abhängigkeit von denselben innerhalb eines weiten dynamischen Bereichs veränderbar \ ist, daß eine Vielzahl von Bezugsspannungspegeln als Punk- \ tion eines Abschnittes des elektrischen Signals erzeugt wird, daß die Amplitude der gesonderten Abschnitte des elektrischen Signals mit den Bezugsspannungspegeln verglichen wird, um

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die relative Amplitude dee elektrischen Signals zu bestimmen, daß Zeitgebersignale zu vorgewählten Zeitpunkten bezogen auf den Beginn des elektrischen Signals erzeugt werden, und daß gleichzeitig mit dem Auftreten der ^eitgebersignale Digitalsignale erzeugt werden, die die relative Amplitude der gesonderten Abschnitte des elektrischen Signals repräsentieren«.

1Oo ^erät zum Sortieren von Dokumenten oder AuswelSfapieren gemäß den auf jedem Dokument oder Aue·' weißpapier vorhandenen Zeichen, g e k e η η zeichnet durch einen Wandler zum Erzeugen von elektrischen Analogsignalen in Abhängigkeit von Jede» Zeichen, wobei die elektrischen Analogsignale das betreffende Zeichen repräsentieren, eine Einrichtung zum Zuführen der Dokumente oder Ausweispapiere zu dem Wandler, so daß jedes Zeichen mittels des Wandlers erfaßt wird, eine Vielzahl von zum Aufnehmen der sortierten Dokumente oder Ausweifpapiere vorgesehenen Fächern, eine .Einrichtung zum Iransportieren der Dokumente oder Ausweispapiere von dem Wandler längs eines an den Einlassen der fächer vorbeiführenden Laufwegs, eine Vielaahlvon den Fächern zugeordneten Gattern, von denen jedes Gatter durch ein einsprechendes lachauswahlsignal betätigbar ist, um ein Dokument oder Ausweißpapier gemäß mindestens

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einem Zeichen auf dem Dokument oder Ausweifpapier von dem Laufweg in eines der Fächer hineinzuführen, eine Einrichtung, die zum Erzeugen des Fachauswahlsignals auf die Zeichen identifizierende Signale anspricht, eine Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Abtasten von jedem derartigen Analogsignal bei einer Vielzahl von vorbestimmten unterschiedlichen Zeitpunkten bezogen auf den Beginn des Signals, eine auf die Abtasteinrichtung ansprechbare Einrichtung zum Erzeugen von digitalen Sig-,nalen, die die relative Amplitude von Abschnitten des Analogsignales zu den vorbestimmten Zeitpunkten repräsentieren, und eine auf die Digitaleignale ansprechbare Einrichtung sum Erzeugen der die Zeichen identifizierenden Signale.

11. Gerät zum Umwandeln von elektrischen Analogsignalen unterschiedlicher Polarität und Größe in Digitalsignale, g e k e ηη ζ e ic h η e t durch eine Einrichtung zum Feststellen der Polarität_tjedes elektrischen Analogsignals und zum Feststellen der relativen Amplitude dieses Signals in Bezug zu vorbestimmten Signalpegeln, eine Einrichtung zum Erzeugen von Zeitgebersignalen zu vorbestimmten Zeitpunkten bezogen auf den Beginn des elektrischen Signals ,und eine auf die Einrichtung zum Feststellen der Polarität und relativen

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Größe jedes Signals und auf die Zeitgebersignalerzeugungseinrichtung ansprechbare Einrichtung zum Erzeugen von !Digitalsignalen, die die Polarität des elektrischen Signales und dessen relative Größe in Bezug zu den vorbestimmten Signalpegeln bei den vorbestimmten Zeitpunkten ' bezogen auf den Beginn des elektrischen Signales repräsentieren.

12. Gerät nach Anspruch 11, g e k e η η ζ β i c h net durch eine Einrichtung zum Speichern der digitalen Signale.

13· Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Erzeugen der digitalen Signale erste Signale erzeugt, die das. Vorhandensein eines elektrischen Signale vorbestimmter Polarität und vorbestimmten Signalpegels anzeigen, und daß diese Einrichtung außerdem zweite Signale erzeugt, die das Fehlen eines elektrischen Signale vor- . bestimmter Polarität und vorbestimmten Signalpegels anzeigen.

14. Gerät nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η-* ζ e ic h η et , daß die Einrichtung zum Feststellen der Polarität und relativen Größe jedes elektrischen Analogsignals eine Einrichtung zum Erzeugen der vorbestimmten Signalpegel sowie eine Einrichtung zum Vergleichen

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der Amplitude des elektrischen Signals mit den vorbestimmten Signalpegeln'umfaßte

15* Gerät nach Anspruch H, dadurch g e k e η η ζ e i ο h η e t , daß diese Einrichtung zum Erzeugen der Signalpegel eine Vielzahl von Signalpegeln erzeugt, die vorbestimmte Verhältnisse des Pegels eines vorbestimmten Abschnittes des elektrischen Signales sind, das innerhalb eines breiten dynamischen Bereiches veränderbar ist»

16e Gerät zum Lesen von Zeichen auf einem Dokument oder Ausweifpapier, g e k e η η ζ e i c h η e t durch einen Wandler zum Erzeugen eines elektrischen Analogsignals veränderbarer Polarität und Größe in Abhängigkeit von jedem dem Wandler zugeführten Zeichen, das jeweils durch das elektrische Analogsignal repräsentiert wird, eine Einrichtung zum Zuführen jedes Zeichens zu dem Wandler, eine Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Abtasten des elektrischen Analogsignales bei verschiedenen vorbestimmten Zeit-Intervallen und eine auf die Abtasteinrichtung ansprechbare Einrichtung zum Erzeugen von Digitalsigäalen, die die Polarität und Größe des Analogsignales bei den betreffenden Zeitintervallen repräsentieren·

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17· Gerät nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Speichern der- digitalen Signaleo

18o Gerät nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine auf mindestens eines der digitalen Signale ansprechbare Einrichtung zum Erzeugen von die Zeichen identifizierenden Signalen.

19o Gerät nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Speichern der die Zeichen identifizierenden Signale«

20· Gerät nach Anspruch 16, g e k e η η ζ eic h n-.e-.t durch eine Einrichtung zum Schaffen mindestens eines vorbestimmten Bezugsspannungspegels, und eine Einrichtung zum Vergleichen der Größe des Analogsignales mit dem vorbestimmten Bezugsepannungspegel.

21, Gerät nach Anspruch 20, dadurch g e k e η η ζ eich η e t , daß die Einrichtung zum Schaffen der Bezugsspannung automatisch den Pegel der Bezugsspannungen in Übereinstimmung mit der Amplitude eines vorbestimmten Abschnittes des Analogsignales einstellt, das innerhalb eines weiten dynamischen Bereiches veränderbar ist«

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22. Gerät zum lesen τοη Wellenformen unterschiedlicher Polarität und Größe, gekennzeichnet durch eine auf den Beginn einer Wellenform ansprechbare Einrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl τοη Zeitgeber-Signalen, einen auf die Zeitgebersignale ansprechbaren Zähler, eine Einrichtung zum Bestimmen der Polarität und Größe der Wellenform» sowie eine auf den Zähler und die Einrichtung sum Bestimmen der Polarität und Größe ansprechbare Einrichtung zum Erzeugen τοη Digitalsignalen, die die Polarität und Größe der Wellenform zu ausgewäiten Zeitpunkten bezogen auf den Beginn der Wellenform repräsentieren.

23. Gerät nach Anspruch 22, gekennzeichn et durch eine auf eine Vielzahl der Digitalsignale ansprechbare Einrichtung zum Erzeugen eines die Wellenform Identifizierenden'Signales.

24· Gerät nach Anspruch 22, g e k e*η η ζ e i c h -η e t durch eine Einrichtung zum Abschalten der die Zeitgebersignale erzeugenden Einrichtung und zum Rückstellen der die Digitalsignale erzeugenden Einrichtung, nachdem jede Wellenform gelesen worden ist·

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BAD ORIGINAL

25. Gerät zum lesen von Zeichen auf einem Dokument oder Ausweispapier, gekennzeichnet durch einen Wandler zum Erzeugen eines elektrischen Analogsignales veränderbarer Polarität und Größe, welches , innerhalb eines weiten dynamischen Bereiches in Abhängigkeit von jedem Zeichen veränderbar ist und jedes dem Wandler zugeführte Zeichen repräsentiert, eine Einrichtung zum Zuführen jedes Zeichens zu dem Wandler, eine Einrichtung zum Messen der Amplitude eines vorbestimmten Abschnittes des elektrischen Analogsignales, eine auf die Amplitudenmeßeinrichtung ansprechbare Einrichtung zum Schaffen mindestens eines vorbestimmten Bezugsspannungspegels vorbestimmter Polarität, eine Einrichtung zum Bestimmen der relativen Größe des Analogsignales in Bezug zu dem vorbestimmten Bezugsspannungspegel und zum Bestimmen der Polarität des Analogsignales bei ausgewählten Zeitpunkten bezogen auf den Beginn des Analogsignales, und eine auf die Einrichtung zum Bestimmen der Polarität und relativen Größe der Signale ansprechbare Einrichtung zum Erzeugen von Digitalsignalen, die die Polarität und relative Größe des Analogsignales zu den ausgewählten Zeitpunkten repräsentieren.»

26· Gerät zum Verarbeiten von Daten auf Dokumenten oder

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Ausweispapieren, g e k e η η ζ e lehne t durch einen Wandler zum Erzeugen von elektrischen Analogeignalen,

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die innerhalb eines weiten dynamischen Bereiches in Abhängigkeit von de«dem Wandlerzugeführten Daten veränderbar sind unddiese repräsentieren, eine Ein-

- ■■■■■■' - ' " ■ * ..-'■■ richtung zum Zuführen der Dokumente oder Ausweispapiere zu dem Wandler, so daß die Daten mittels des Wandlers erfaßt werden können, eine Einrichtung zum Schaffen mindestens eines vorbestimmten Bezugsspannungspegels in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Abschnitt Jedes elektrischen Analogsignales, eine Einrichtung zum Vergleichen der Amplitude des Analogsignales mit dem vorbestimmten Spannungspegel, eine Einrichtung zum Erzeugen ■ von Zeitgebersignalen zu vorbestimmten Zeitpunkten bezogen auf den Beginn des Analogsignales, und eine auf die Vergleichseinrichtung und die Zeitgebersignaleraeugungseinrichtung ansprechbare Einrichtung zum Erzeugen von !Digitalsignalen gleichzeitig mit dem Auftreten der Zeitgebersignale, wobei die Digitalsignale die relative Amplitude der gesonderten Abschnitte des Analogsignale reprä« sentieren» .

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