DE2443105A1

DE2443105A1 - Zeichenerkenner

Info

Publication number: DE2443105A1
Application number: DE2443105A
Authority: DE
Inventors: Yoshiji Fujimoto; Toshihiro Hananoi; Michio Hanyasuda; Shinichi Hayashi; Shozo Kadota
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-09-10
Filing date: 1974-09-09
Publication date: 1975-04-10
Also published as: US3942169A; JPS5052946A; JPS5619657B2

Description

Pafcc nt «j. η wfUte

81-23.l69P ' 9. 9. 197¹»

Ii I T A C H I , LTD., Tokio (Japan)

Zeichenerkenner

Die Erfindung betrifft einen Zeichenerkenner, bei dem unbekannte Zeichen(rauater) und Vergleichs- oder Standardzeichen(rauster) in Form von Freeman-Codes dargestellt sind, so daß ein Mindestwert der Summe der Differenzen zwischen beiden Code-Arten als ein Maß zum Bestimmen der Ähnlichkeit zwischen beiden Zeichen(mustern) verwendet und dadurch das unbekannte Zeichen(muster) erkannt wird.

8l-(A 433-o2)-schö

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_ 2 - ■

^ 4 4 3 1 O

Die Erkennung von Zeichen einer Schriftart bzw. Druckschrift bestimmter Form, z. B. maschinegeschriebener Zeichen, ist verhältnismäßig leicht mittels eines Anpassungsprozesses, z. B. einer Korrelation zwischen einem Eingabe-Zeichen(muster) und einem Vergleichs-ZeichenCmuster), durchführbar. Wenn es sich jedoch um.mehrere Schriftarten maschinegeschriebener Zeichen handelt, sind für ein zu erkennendes Zeichen ebenso viele verschiedene Formen wie Schriftarten vorhanden. Ferner ist die Form eines handgeschriebenen Zeichens in Abhängigkeit davon, von wem und in welcher Verfassung es geschrieben wurde, ganz unterschiedlich. Bei einem bereits entwickelten Zeichenerkenner für handgeschriebene Zeichen werden solche Änderungen der Zeichenform dadurch aufgefangen, daß sehr grobe Merkmale bestimmter Punkte des Zeichens extrahiert werden. Diese Einrichtung kann zwar handgeschriebene Ziffern erkennen; es ergeben sich jedoch sehr große Schwierigkeiten beim Erkennen handgeschriebener alphanumerischer Zeichen oder handgeschriebener japanischer Katakana-Schriftzeichen, bei denen es sich um eine große Anzahl Zeichen handelt.

Eine andere bereits entwickelte Einrichtung zum Erkennen handgeschriebener Zeichen arbeitet so, daß Teilstriche eines handgeschriebenen Zeichens näherungsweise durch kleine gerade Striche bestimmt werden und das Näherungsergebnis in Form von Freeman-Richtungscodes dargestellt wird, um so das Zeichen zu erkennen. Bei dieser Einrichtung werden die Formänderungen handgeschriebener Zeichen durch die Sequenzlogik aufgefangen bzw. absorbiert, wobei die Richtungscodes als Eingangssignale vorgesehen sind· Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß zum zufriedenstellenden Auffangen der Änderungen der Zeichenform eine große Anzahl interner Stufen der Sequenzlogik erforderlich ist. Da diese Einrichtung sich ferner auf eine deterministische Entscheidung mit "ja" oder "nein" bezieht,ist

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ORIGINAL iNSPECTED

die Durchführuiig einer Erkennung dann schwierig, wenn eine Zeichenänderung auftritt, die bei der Bildung der Sequenzlogik nicht berücksichtigt wurde.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Zeichenerkenners, der auch bei Zeichenänderungen eine beständige Erkennung dadurch bewirkt, daß die Ähnlichkeit zwischen Zeichen durch ein Maß für eine Formdifferenz dargestellt wird, ohne daß die Erkennung durch die Länge von Teilstrichen eines Zeichens beeinträchtigt wird. Dabei soll der Zeichenerkenner vom Vergleichszeichen abweichende Zeichen zurückweisen; ein im Zeichenerkenner vorgesehener Speicher hat eine wesentlich kleinere Kapazität als übliche Speicher für Vergleichszeichen, und Vergleichszeichen sollen in einfacher Weise zur Verbesserung der Erkennungsgenauigkeit zufügbar, entfernbar oder korrigierbar sein.

Der erfindungsgemäße Zeichenerkenner ist gekennzeichnet durch Unterhalten einer Sequenzbeziehung der Richtungscodes des Eingabe-Zeichenmusters zu einem in gleicher Weise wie dieses in Richtungscodes dargestellten Vergleichs-Zeichenmuster, Herstellen einer Ein-Mehr- und einer Mehr-Ein-Deutigkeit der Richtungscodes, Gewinnen einer bestimmten Zuordnung zwischen den Richtungscodes, wobei die Summe der Differenzen zwischen den Richtungscodes ein Minimum ist, und Verwenden des Minimums der Summe der Differenzen zwischen den Richtungscodes als ein Maß der Ähnlichkeit zwischen dem Eingabe- und dem Vergleichs-Zeichenmuster,

Die Erfindung gibt also einen Zeichenerkenner an, bei dem ein unbekanntes Eingabe-Zeichenmuster und ein Vergleichs-Zeichenmuster in Form einer Folge von Freeman-Richtungscodes dargestellt und unterhalten werden. Zwischen den Codes ist Ein-Melir- und Mehr-Ein-Deutigkeit zum Gewinnen

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- k ' ■

einer bestimmten Zuordnung zwischen den Codes erlaubt, bei der die Summe der Differenz zwischen ßichtungscodes ein Minimum ist, so daß das Minimum der Codedifferenz als ein Maß der Ähnlichkeit zwischen den beiden Mustern verwendbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 kleine gerade Striche für die näherungsweise Bestimmung von Teilstrichen eines Zeichens

Fig. 2 Änderungen der Form eines Zeichens;

Fig. 3 Änderungen der Form eines Zeichens aufgrund des Unterschieds der Länge von Teilstrichelementen des Zeichens;

Fig. h ein Beispiel' der Näherungsbestimmung von Teilstrichelementeri eines Zeichens durch kleine gerade Striche;

Fig. 5 die Übereinstimmung zwischen Richtungscodes zum Auffangen des Längenunterschieds jedes Strichelements zwischen den beiden Zeichen nach Fig. k\

Fig. 6 eine graphische Darstellung des zulässigen Übereinstimmungsbereichs;

F^g. 7 ein Beispiel der Entfernungsberechnung zur Angabe der Ähnlichkeit zwischen Richtungscodes;

Fig. 8 für die Zeichenerkennung durchzuführende Prozeßschrifte;

Fig. 9 ein Klassierungsbeispiel;

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Fig. Io den Aufbau einer Einrichtung zum Berechnen· ;

und 11 des Abstands, der die Ähnlichkeit zwischen Teilstrichelementen in Form der Richtungscodes angibt;

Figi 12 den Aufbau einer Schaltung zum Berechnen des Werts von g (i', j) in der Gleichung (3) und zum Bestimmen der Bedingungen der Gleichungen (5) und (6);

Fig. 13 den Aufbau eines Mindestwert-Erfassers; und

Fig. I^ den Aufbau einer Schaltung zum Berechnen der Differenz zwischen den Richtungscodes in der Gleichung (l).

Bei der Erläuterung der Erfindung sei angenommen, daß Zeicheninformation in Strichen enthalten ist, da jedes Zeichen aus Strichen zusammengesetzt ist. Der erfindungsgemäße Zeichenerkenner beruht also auf der Voraussetzung, daß ein Zeichen bildende Striche durch mehrere kleine gerade Richtungsstriche näherungsweise bestimmt werden. Auf diese Weise ist eine Änderung der Form eines Zeichens in eine Form- und eine Längenänderung der Teilstriche unterteilbar'. Eine Formänderung ergibt sich aufgrund von Änderungen von Richtungsteilen kleiner gerader Striche, die das Zeichen bilden, und Änderungen der Art, wie sie miteinander verbunden sind. Z. B. hat die Ziffer "2·· Formänderungen gemäß Fig. 2, wenn sie durch mehrere kleine gerade Striche mit acht Richtungen gemäß Fig. näherungsweise bestimmt wird. Wenn sich die Länge jedes Teilstrichs eines Zeichens ändert, bleiben die Richtungsteile kleiner gerader Striche und die Art ihrer Verbindung miteinander im wesentlichen unverändert (vgl. Figi. 3)·-

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Bei dem erfindungsgemäßen Zeichenerkenner werden starke Formänderungen durch Vorsehen mehrerer Vergleichszeichen aufgefangen, die die starken Änderungen darstellen (Fig. 2), wogegen relativ kleine Formänderungen und Formänderungen aufgrund von Längenänderungen der Teilstriche durch die Verwendung eines die Ähnlichkeit zwischen einem Paar Zeichen darstellenden Maßes aufgefangen werden. Das genannte die Ähnlichkeit darstellende Maß besteht darin, daß ein Zeichen bildende Teilstriche durch mehrere kleine gerade Striche mit Richtungen näherungsweise bestimmt werden; die Näherungsergebnisse werden in Form mehrerer die Richtungen der kleinen geraden Striche darstellender Codes dargestellt, die Sequenzbeziehung der Codes wird für die zwei durch die Codes dargestellten Zeichen unterhalten, und die Ein-Mehr- und Mehr-Ein-Deutigkeit zwischen den Codes wird berücksichtigt, so daß eine bestimmte Zuordnung zwischen den Richtungscodes mit einer Minimalsumine der Differenzen zwischen den der Zuordnung unterliegenden Richtungscodes erhalten und das Ähnlichkeitsmaß durch die Verwendung des Minimums der Differenzen zwischen den Richtungscodes unter einer solchen Bedingung bestimmt wird.

Z. B, für den Fall der beiden Zeichen A und B von Fig. k, die durch kleine gerade Striche mit acht Richtungen gemäß Fig. näherungsweise erhalten werden, sind die Richtungscodes in Fig. 5 angegeben« Während die Sequenzbeziehung dieser Codes unterhalten wird, wird die Ein-Mehr- und die Mehr-Ein-Deutigkeit bewirkt, wodurch eine spezifische Zuordnung erreicht wird, bei der die Summe der Differenzen zwischen den Codes ein Minimum ist. Wie aus diesem Beispiel ersichtlich ist, sind die Teil-Längenunterschiede der Teilstriche durch die Ein-Mehr- und die Mehr-Ein-Deutigkeit auffangbar, während eine Formänderung als Summe der Differenzen zwischen den Richtungscodes ausdrückbar ist. Wenn die Summe der

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Differenzen zwischen den Richtungscodes klein ist, bedeutet das, daß die beiden Zeichen eine sehr ähnliche Form haben. Wenn ein solcher Wert andererseits groß ist, bedeutet das, daß die Zeichen unterschiedliche Form haben.

Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, besteht das Problem beim Bestimmen des Ahnlichkextsmaßes darin, wie die Zuordnung zu bewirken ist, bei der die Summe der Differenzen zwischen Richtungscodes ein Minimum ist, und wie ein solcher Minimalwert zu gewinnen ist. Dies wird relativ leicht durch ein dynamisches Programm erreicht. Daher ist als Maß zur Angabe der Ähnlichkeit zwischen Zeichen der Abstand zwischen den Zeichen in Form eines dynamischen Programms verwendbar.

Ein Beispiel des Maßes zur Angabe der Ähnlichkeit zwischen Zeichen auf der Grundlage des Vorhergehenden wird im folgenden erläutert.

Zuerst ist es erforderlich, die ein Zeichen bildenden Striche an End- und Verzweigungspunkten in mehrere "Zweige" genannte Strichsegmente zu unterteilen. Jedes Zeichenmustex A und B umfaßt K Zweige, so daß für die Codes der Zweige gilt:

k k ' k ' k k

Ferner sei angenommen, daß jeder der Richtungscodes a, (i)

und b_k(j) z. B. durch Freeman-Codes 0 bis 7 gemäß Fig. 1 und die Differenzen zwischen den Richtungscodes durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden:

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d(a,(i), b (j)) = j ^₁ Ci) - b (j)| bei a (i) - b ( oder O - a, (i) - b.( j ) bei a (i) - b (

it Jv *v Jv

Unter dieser Voraussetzung wird der Abstand d(A. , B.), der die Ähnlichkeit zwischen Zweigen darstellt, in Form eines dynamischen Programms wie folgt bestimmt:

g(O, O) = d(a_k(0), b_k(0)) (2)

g(i, j) = d(a_k(i), b_k(j)) + Min ^ g(i, j - l) + (T,

in j g(i, j -g(i - 1, j) + < jg(i - i, j - I)Jj (3) mit/^ _J = Gaulische Notation.

1 < i < I„ , 1 < j < J. (Ί)

Jv "■" Jv Jv Jv

Iv Jv Jv Jv

^d(V ^Bk> = W_k S^(Ik" ^Jk^{} (7)}·

In den obigen Gleichungen sind Ö und die Gaußsche Notation zum Vergrößern des Abstands d(A, , B₁ ) zwischen Zweigen in dem Fall vorgesehen, daß die Änderung der Länge von Teilstrichen einen zulässigen Wert übersteigt. Wenn die Änderung der Länge von Teilstrichen auf das η-fache oder — (mit η = ganze

1 ^ η

Zahl) zulässig ist, so gilt <o~ = — - £. (mit S eine sehr kleine positive Zahl). N₁ ist eine Veränderliche zum Normalisieren

von g(I, , JL) durch die Länge der Richtungscodes und kann je nach dem betreffenden Objekt etwa den folgenden Wert haben:

2 - max (I_k,

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In den Gleichungen (k), (5) und(6), die die zulässigen Zuordiiungsbereiche von i und j angeben, ist b die Breite eines Bereichs parallel zu der die Koordinaten (0,0) und (I₁ J) gemäß Fig. 6 verbindenden Diagonallinie. In dieser Figur ist der zulässige Zuordnungsbereich durch das Zeichen angegeben, obwohl das Zeichen 0 für die Koordinate (i, j) die Zuordnung zwischen a, (i) und b, (j) angibt. Der oben

ic ic ·

definierte zulässige Zuordnungsbereich kann auch nach Wunsch entsprechend dem betreffenden Objekt bestimmt werden.

Dann wird der die Ähnlichkeit zwischen Zeichenmustern darstellende Abstand durch die folgende Gleichung bestimmt:

Ic=I

mit L = Gewichte der Zweige, die z. B. den folgenden

IC

Wert

L₁ = (I₁ + J₁ )/2 . max(I , J) oder irgendeinen

IC IC xC xC IC

anderen dem betreffenden Objekt entsprechenden Wert haben können.

Ein Beispiel der Berechnung des Abstands d(A. , B. ) der beiden Zeichen von Fig. k ist in Fig. 7 gezeigt. Bei diesem

Beispiel wird angenommen, daß Θ~= o,9i ¹O = 2 und (I. + J₁ )

^Nk = Γ"— · ■

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Durch den den Pfeilen in Fig. 7 folgenden Verlauf von g(l. , J₁ ) zu g(i, j), der den Mindestwert der Gleichung (3)

K K
angibt, ist das Ergebnis der Zuordnung zwischen den beiden Richtungscodearten bekannt, wobei die Zuordnung von Fig. 5 aus dem. Ergebnis der Berechnung nach Fig. 7 erhalten wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, bei dem durch Verwendung des erwähnten Abstands, der die Ähnlichkeit zwischen Zeichenmustern darstellt, Zeichen erkannt werden,

Fig. 8 zeigt Verfahrensschritte zum Erkennen eines Zeichens. Eine Einheit lol .dient zum Umsetzen eines Zeichens in ein elektrisches Signal durch einen fotoelektrischen Umformer mit einem Abtaster und speichert das Signal in einem zum anschließenden Verarbeiten bereiten Zustand. Falls mehrere Zeichen gleichzeitig eingegeben werden, ist zum Trennen der Zeichen voneinander ein Trennvorgang erforderlich. Eine Einheit Io2 verdünnt das ursprüngliche Muster zur leichteren Näherung, die durch kleine gerade Striche im nächsten Schritt Io3 erfolgt. Das heißt, der Strich des ursprünglichen Musters hat eine mehrere Bildeleinente umfassende Breite , die durch kleine gerade Striche schwierig direkt zu mitteln ist. Daher wird der Strich durch den Verdünnungsschritt in ein Strichmuster umgesetzt, dessen Breite ein einzelnes Bildelement gemäß Fig. k umfaßt. Es ist natürlich möglich, dieses Verdünnen entfallen zu lassen, wenn ein Verfahren zur direkten Näherung des, ursprünglichen Musters aufgrund kleiner gerader Striche verfügbar ist. Eine Einheit Io3 dient zur Näherungsbestimmung der verdünnten Zeichen durch die kleinen geraden Striche von Fig. 1 und Umsetzen der Richtungen der genäherten kleinen geraden Striche in Richtungscodes entlang jedem Zweig, während gleichzeitig Endpunkte, Zweigpunkte und Verbindungen zwischen Zweigen extrahiert werden. Eine Einheit extrahiert aus den Ergebnissen des Schritts Io3 die

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topoJogischen Merkmale jedes Zeichennmsters, ζ. B. die Anzahl von Zweigen, von Schleifen und Teilen oder die Anzahl von tniieinander verbundenen Zweiggruppep , um so die Eingabe-Zeichen zu klassifizieren, wie in dem Beispiel von Fig. 9 gezeigt ist. Eine Einheit Io5 dient zum nacheinander erfolgenden Entnehmen der Vergleichs-Zeichen der gleichen Klasse wie die durch die Einheit lo^i bestimmten Eingabe-Zeichen, so daß zwischen den Zweigen des Eingabe-Zeichens und des Vergleichs-Zeichens auf der Grundlage von Information in bezug auf Endpunkte, Zweigpunkte und Verbindung der Zweige eine Zuordnung erzielt wird. Eine Einheit I06 dient zum Berechnen des die Ähnlichkeit zwischen dem Eingabe-Zeichen und dem Vergleichs-Zeichen darstellenden Abstands durch Verwendung der Zuordnung, die zwischen den Zweigen durch die Einheit Io5 und die Gleichungen (l) und (8) erzielt wurde, und Verwendung der in der Einheit lo? in Form von Richtungscodes gespeicherten Vergleichsmuster. Da die in der Einheit Io7 gespeicherten Vergleichsmuster Richtungscodes sind, kann die zu deren Speicherung erforderliche Kapazität des Speichers so kJein sein, daß die Wiederherstellung der Form der Vergleichsmuster und damit ihre Korrektion erleichtert ist. Eine Einheit I08 entscheidet, ob die Abstandsberechnung für samtliche Vergleichsmuster der gleichen Klasse wie die Eingabe-Zeichen beendet ist. Falls die Abstandsberechnung noch nicht für sämtliche Vergleichsmuster der gleichen Klasse wie die Eingabe-Zeichen beendet ist, erfolgt eine Rückkehr zur Einheit Io5, wogegen im Fall der Vollständigkeit zu einer Einheit Io9 übergegangen wird. Die Einheit Io9 dient zum Gewinnen des Mindestabstands und des nächstfolgenden Mindestabstands von den durch die Einheiten Io5-lo8 errechneten Abständen. Hier wird angenommen, daß die Kategorie des V_ergleichs-Zeichens mit dem nächstfolgenden Mindestabstand von der Kategorie des Vergleichszeichens mit dem Mindestabstand

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verschieden ist. Eine Einheit llo erzeugt eine "Hückweisung" von der Einheit 113> wenn der Mindestabstand größer als eine Konstante C, ist. Dies bedeutet, daß das Eingabe-Zeichen nicht in den auf der Grundlage der vorhandenen Vergleichs-Zeichen zu erkennenden Zeichen enthalten ist. Der Wert von S wird statistisch aufgrund von Versuchsergebnissen in bezug auf Rückweisung bestimmt. Eine Einheit bestimmt die Differenz zwischen dem nächstfolgenden Mindestabstand und dem Mindestabstand und erzeugt eine Rückweisungsentscheidung von einer Einheit l\k oder erzeugt die Zweitstuf enentscheidung durch einen anderen Erkennungsschritt, wenn die Differenz kleiner als <t-₂ ist. Wenn die Differenz zwischen dem nächstfolgenden Mindestabstand und dem Mindestabstand kleiner alsL,„ ist, bedeutet das, daß mehrere Vergleichs-Zeichen verschiedener Kategorien dem Eingabe-Zeichen ähnlich sind; dies erfordert, daß das Eingabe-Zeichen als nichterkennbar zurückgewiesen oder auf der Grundlage genauerer Information der Zweitstufenentscheidung unterworfen wird, wobei der Wert von &■„ ebenfalls durch die aus Versuchen erhaltenen statistischen Daten in bezug auf Abweichungen und Rückweisungen bestimmt wird. Eine Einheit 112 entscheidet, daß die Kategorie des den Mindestabstand aufweisenden Vergleichs-Zeichens mit der Kategorie des Eingabe-Zeichens identisch ist, wenn die Operationsergebnisse der Einheiten llo und 111 den Mindestabstand kleiner als £-₁ und die Differenz zwischen dem nächstfolgenden Mindestabstand und dem Mindestabstand größer als <£,,. anzeigen.

Bei den vorstehend erläuterten Schritten der Zeichenerkennung durch die erfindungsgemäße Verwendung des die Ähnlichkeit zwischen Zeichen darstellenden Abstands sind mit Ausnahme des Schritts Io6 sämtliche Prozeßschritte leicht durch bereits entwickelte Schaltungen durchführbar. Die folgende Detailbeschreibung richtet sich daher auf den Prozeßschritt der Einheit Io6, der ein Kernstück der Erfindung bildet.

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Der durch die Einheit I06 durchgeführte Prozeßschritt beruht auf den Gleichungen (1) bis (8). Da eine Einrichtung zum Durchführen der Rechnung der Gleichung (8) leicht mit bereits entwickelten Mitteln wie einem Addierer, einem Multiplizierer und einem Dividierer realisierbar ist, werden im folgenden nur die Einrichtungen zum Berechnen der Gleichungen (l) bis (7) erläutert, d. h. die Einrichtungen zum Berechnen des Abstands d(A. , D₁ ), der die Ähnlichkeit zwisclien Zeichenmuster bildenden Zweigen darstellt, Einfachheitshalber wird die Erläuterung jedoch auf" einen Fall beschränkt, bei dem die Höchstlänge der Codes 6 ist, d. h. 1 < 5 und J₁ < 5.

Zuerst wird unter Bezugnahme auf Fig, Io und 11 der allgemeine Aufbau der Einrichtungen erläutert. In Fig, Io sind Operationsglieder 2oo - 2o5, 21a - 215, 22o - 225, 23o - 235, 2^o - 2^5 und 25o - 255 dazu vorgesehen, sowohl die Gleichung (3) als auch die Nebenbedingungen der Gleichungen (5) und (6) zu berechnen; ein gebautes Ausführungsbeispiel ist in Figo gezeigt. Als g(i, j) entsprechendes Eingangssignal der Opera tionsschaltung dient das g(i-l, j), g(i, j-1) und g(i-l, J-I) entsprechende Ausgangssignal der Operationsschaltung und a (i), b (j), I und J entsprechende Signale'gemäß Fig.

K λ IC x£

Es sei angenommen, daß das Ausgangssignal der Operatiönsschaltung (nicht gezeigt), das g(-l, j) entspricht, mit j = O₁ ..., 5, und g(i, -1) entspricht, mit i = O, .*., 5, unendlich oder der größte erzielbare Wert ist und daß das Ausgangssignal der Operati'onsschaltung (nicht gezeigt), das g(-l, -1) entspricht, Null ist. Ferner ist das g(i, j) entsprechende Ausgangssignal der Operationsschaltung (nicht gezeigt) mit dem g(i, j+1), g(i+l, j) und g(i+l, j+1) ent-' sprechenden Eingangssignal der Operationsschaltung verbunden. Register 26o - 265 speichern Signale, die den Richtungscodes für A einschließlich a,.(0), ...., a.(5) entsprechen. Das Ausgangssignal z. B. des Registers 265 zum Speichern von

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- Ik -

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a.(i) ist mit dem Eingangssignal der Operationsglieder 2oo - 2o5 verbunden, die g(i, j) entsprechen, mit j-0, ».., 5. Register 27o - 275 speichern Signale, die Richtungscodes für B, einschließlich b (0), b. (1),

xC K IC

K IC

b,(5) entsprechen, und das Ausgangssignal z. B. des Registers 27o zum Speichern von b, (j) ist mit dem Eingangssignal z. B. der Operationsglieder 2oo, 21o, 22o, 23o, 2'to und 25o verbunden, die g{i, j ) entsprechen, mit i = O, 1, .*. ··., 5» Ein Register 28l sjieichert ein der Länge des Richtungscodes für A. entsprechendes Signal, und sein Ausgangsaignal ist mit sämtlichen Eingangssignalen der Operationsglieder verbunden, die g(i, j) entsprechen, mit i oder j = 0, 1, ..,, 5. Ein Register 282 speichert ein der Länge der Richtungscodes für B, entsprechendes Signal, und sein Ausgangasignal ist mit sämtlichen Eingangssignalen der Operationsglieder verbunden, die g(i, j) entsprechen, mit i oder j = 0, 1, ,.., 5·

Fig. 11 zeigt eine Einrichtung zum Wählen des Wertes von g(l, , J₁ ) aus dem Berechnungsergebnis der Einrichtung von Fig» Io und zum Durchführen der Berechnung der Gleichung (7)· Das Ausgangssignal I des Registers von Fig. Io wird einem Decodiei-er 36o zugeführt. Das Eingangssignal eines weiteren Decodierers 36l ist mit dem Ausgangssignal J₁ des Registers 282 in Fig. Io verbunden. UND-Glieder 3oo - 3o5 , 31o - 315, 32o - 325, 33o - 335, 34o - 3^5 und 35° - 355 wählen aus dem Ausgangssignal g(i, j) der Operationsglieder 2oo - 2o5, 210 - 215, 22o - 225, 23o - 235, 2'io - 2'i5 und 25o - 255 gemäß Fig. Io das Ausgangssignal gil, , J₁). Das Ausgangssignal des g(i, j) entsprechenden Operationsglieds, das i-te Ausgangssignal des Decodierers 360 und das j-te Ausgangssignal des Decodierers 361 werden dem Eingang jedes der UND-Glieder zugeführt, deren Ausgangssignale ein verdrahtetes ODER-Glied durchlaufen und dem Eingang eines Dividierers 36k in

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Form des Signals g(l, , J, ) zugeführt werden. Einem Addierer 362 werden die Ausgangssignale der Register 28o und 282,' d. h. I und J gemäß Fig. lo, zugeführt, und dieser erzeugt ein Ausgangssignal I₁ + J . Das Ausgangssignal des Addierers und die Konstante 2 werden einem Dividierer 363 zugeführt,

der daraufhin ein Ausgangssignal k k__ erzeugt. Dem

.2 ·

Üividjerer J>bk werden das Ausgangssignal des Dividierers 3&3 und das vorgenannte g(I, , J.) entsprechende Signal zugeführt, und der Dividierer 36Ί erzeugt ein Ausgangssignal in Form von d(A, , D₁ ) entsprechend der Gleichung (7)'·

Unabhängig vom al J {.■ urne inen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung werden im folgenden Einzelheiten der Operationsgi ieder 2oo - 2o5, 2I0 - 215, 22o - 225, 230 -235, 24o - 2^5 und 2¹Io - 255 zum Berechnen des Wertes von g(i, j) gemäß Fig. Io erläutert.

Fig. 12 zeigt den Aufbau der Operationsglieder. Die Eingänge der üperationsglicder führen Signale g(i-l, j), g(i, J-I)₁ g(i-l, j-1), a j. (i), ^b _k(j)i ¹Jj. ^{una J} _k» während das Ausgangssignal g(i, j) entspricht. Ein Glied 4ol löscht hinter dem Dezimalpunkt bzw. -koraraa stehende Bruchteile und berechnet den Wert g(i-l, j-1); dieses Glied ist leicht dadurch realisierbar , daß als Ziffern hinter dem Dezimalpunkt Nullen stehen. Addierer ho2 und 4o3 berechnen g(i-l, j) + Θ und g(i, j-1) + + O . Ein M Lndestwerterf asser 4o'i berechnet min |g(i-l, j) + + u¹, g(i, j-1) + <j , j_g(i-l, j-l}J| und ist mit für sich bekannten Mitteln gemäß Fig. 13 aufgebaut. Dem Mindestwerterfasser gemäß Fig. 13 werden Signale A, B und C zugeführt, und daraus wird der Mindestwert min(A, B, C) erzeugt. Der Mindestwerterfasser hat \Aergleicher 5ol-5o3, UND-Glieder 5 oh. - 5o9 und ein ODER-Glied 5I0. Mit z. B. A > B > C wird auf jeder Ausgangsleitung 5ola, 5o2b und 5o3b der Vergleicher 5ol, f)o2 und 5o3 em Ausgangssignal "1" erhalten, so daß

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auf den Ausgangsleitungen 5olb, 5o2a und 5o3a Signale "O¹¹ erzeugt werden. Infolgedessen sind die UND-Glieder 5o4 und 5o6 gesperrt, während das UND-Glied 5o8 zum Erzeugen eines Signals "1" geöffnet ist. Das Signal C wird somit durch das UND-Glied 5o9 und das ODER-Glied 51o erzeugt. Das heißt, mit A J^B ^C wird das Mindestwertsignal C als Ausgangssignal erhalten.

In Fig. 12 dient ein Richtungsdifferenzrechner 4o5 zum Berechnen von d(a.(i), b, ( j ) ) der Gleichung (1); dieser Rechner hat den in Fig. Ik gezeigten Aufbau. Es sei angenommen, daß im Freeman-Code von Fig. 1 die Richtung von a."l" und die Richtung von b. "7" ist. Der Richtungscode von a. ist ¹¹OOl" und derjenige von b. "111". Der Richtungscode "001" von a. wird dem Addierer 6o4 direkt zugeführt, während der Richtungscode von b. dem Addierer 6ο^έ nach Verminderung auf "000" durch Umkehr an den NICHT-Gliedern 6ol, 6o2, 6o3 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Addierers 6o4 wird somit "001" und bildet ein Eingangssignal zum Addierer 6o5 in der nächsten Stufe. Zum gleichen Zeitpunkt wird

2
das Signal "0" der Ordnung 2 des Ausgangssignals des Addierers 6o4 durch ein NICHT-Glied 619 umgekehrt, ändert seinen Zustand dadurch zu "1" und bildet ein Signal der Ordnung 2 als anderes Eingangssignal des Addierers 6o5; die

0 2

Eingangssignale der Ordnung 2 und 2 sind geerdet. Infolgedessen wird eines der Eingangssignale des Addierers 6o5 "ool" und das andere "001", so daß das Ausgangssignal "010" erzeugt

wird. Das Ausgangssignal "O" der Ordnung 2 wird andererseits durch das NICHT-Glied 606 zu "1" umgekehrt und den UND-Gliedern oll, 613 und 615 zum Öffnen zugeführt. Das Ausgangssignal "010" vom Addierer 6o5 wird durch die UND-Glieder 611, 613 und 615 geleitet und weiter durch die UND-Glieder 616, 617 und 618 als Ausgangssignal erzeugt, das die Gleichung (1) erfüllt, da es "2" oder die Richtungsdifferenz zwischen "1" und "7" des Freeman-Codes in Fig. angibt.

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Einem Addierer 4o6 in Fig. 12 werden die Ausgangssignale des Richtungsdifferenzrechners 4o5 und des Mindestwerterfassers kok zugeführt zum Berechnen von d(a_k(i), b_k(j)) + min

g(i-l, j-l)j> · Glieder koj - kl3 entscheiden, ob die durch die Gleichungen (5) und (6). angegebenen Nebenbedingungen in bezug auf die Koordinate (i, j) erfüllt sind, wo der Rechner für g(i, j) angeordnet ist. Die Eingangssignale zu einem Addierer 4o7 sind rait I, und J, zum Berechnen von

κ κ

I, + J, verbunden. Multiplizierern ko8 und ^Io wird J, und i bzw. I, und j zum Berechnen von J₁ . i bzw. I₁, . j zugeführt. Ein Multiplizierer koS für den Addierer koj berechnet ο (I +J) aufgrund des Ausgangssignals des Addierers ^to7 und der Konstante ο, Addierern kl\ und klZ werden die Ausgangssignale des Multiplizier.ers kod> und des Multiplizierers ko9 bzw. die Ausgangssignale der Multiplizierer ko9 und zum Berechnen von i.J, +. ο (I +J) bzw, j»Ii_ + » (I₁ + J₁ ) zugeführt. Ein Vergleicher ^13 vergleicht die Ausgangssignale des Multiplizierers ko8 und des Addierers kl2 und erzeugt ein Signal "1", wenn die Bedingung J₁ .i < O (I₁ + J₁ ) + + I . j der Gleicliung (5) erfüllt ist, wogegen ein Signal ¹¹O"

ic . - -

erzeugt wird, wenn die Bedingung nicht erfüllt ist. Ein weiterer Vergleicher klk vergleicht die Ausgangssignale des Multiplizierers 'ilo und des Addierers 4ll und erzeugt ein Signal ¹¹I¹¹, wenn die Bedingung J_k»i + ^ d_k ⁺ ^v) ^ ^v » J ^^er Gleichung (6) erfüllt ist, und ein Signal ¹¹O", wenn dies nicht der Fall ist. Einem UND-Glied Vl5 werden die Ausgangssignale der Vergleicher ^i 13 und klk zugeführt, und das UND-Glied erzeugt nur dann ein Ausgangssignal "1", wenn die Bedingungen der Gleichungen (5) und (6) erfüllt sind, andernfalls erzeugt es ein Signal "0". Ein NICHT-Glied ^16 kehrt das Ausgangssignal des UND-Glieds kl5 um. Einem UND-Glied ^17 werden die Ausgangssignale des UND-Glieds 4l5 und des Addierers 4o6 zugeführt, und das Ausgangssignal des Addierers geht nur dann durch das UND-Glied 4l7, wenn die Bedingungen

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der Gleichungen (5) und (6) zur gleichen Zeit erfüllt sind. Einem UNÜ-Glied 4l8 wird das Ausgangssignal des NICHT-Glieds Ίΐ6 und die Konstante oO (der mögliche Höchstwert) zugeführt, und die Konstante o^kann nur dann durch das UND-Glied '118 gehen, wenn die Bedingungen der Gleichung (5) und/oder der Gleichung (6) nicht erfüllt sind. Ein ODER-Glied 4l9 erzeugt ein Verknüpfungsprodukt der Ausgangssignale der UND-Glieder ^17 und kl&.

Die Einrichtung zum Berechnen des die Ähnlichkeit zwischen Zweigen darstellenden Abstands aufgrund der Gleichungen (1) bis (7)» deren Aufbau vorstehend erläutert wurde, arbeitet so asynchron, daß d(A, , B₁ ) als Ausgangssignal des Dividierers

J.C IC

36^i von Fig. 11 erhalten wird, wenn I, , J, 1 a, (O) bis a, (I₁ ) und b, (0) bis b.(j, ) in den Registern 28l, 282, 260 - 265

K KK

und 270 - 275 gesetzt sind.

Aus der vorstehenden Erläuterung ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Aufgabe vorteilhaft gelöst wird.

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Claims

Patentanspruch

Zeichenerkenner, bei dem mehrere Teilstriche eines Eingabe-Zeichenmus t er a durch mehrere je eine Richtung aufweisende kleine gerade Striche annäherbar sind und das Näherungser- . gebnis in Form mehrerer die Richtungen der kleinen geraden Striche darstellender Codes beschreibbar ist und dadurch eine Zeichenerkennung erfolgt,
gekennzeichnet durch Unterhalten einer Sequenzbeziehung der Richtungscodes des Eingabe-Zeichenmusters zu einem in gleicher Weise wie dieses in Richtungscodes dargestellten Vergleichs-Zeichenmuster· Herstellen einer Ein-Mehr- und einer Mehr-Ein-Deutigkeit der Richtungscodes;

Gewinnen einer bestimmten Zuordnung zwischen den Richtungscodes, wobei die Summe der Differenzen zwischen den Richtungscodes ein Minimum ist; und

Verwenden des Minimums der Summe der Differenzen zwischen den Richtungscodes als ein Maß der Ähnlichkeit zwischen dem Eingabe- und dem Vergleichs-Zeichenmuster«

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