Устройство для распознавания рукописных знаков

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является повьшение достоверности и скорости распознавания знаков. На почтовых отправлениях должен быть реперный знак, сигналы от считывания которого выделяются соответствующим селектором. Этот блок, а также блок прослеживания контурных линий, формирователи блокирующих импульсов, блоки сравнения, блоки измерения и автоподстройку размеров зон определяют момент окончательной установки изображения, направления , следовательно, и ориентацию строки распознаваемых знаков, автоматически подстраивают размеры зон и после этого разрешают распознавание . 6 з.п. ф-лы, 13 ил. о СП с: ю со ( ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК пп4С 06 К 9/00! ! S

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ,(21) 3632795/24-24 (22) 16.08.83 (46) 07.06.86. Бюл. № 21 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени электротехнический институт связи (72) Ю.Б.Зубарев, В,Н.Ульянов, И.Г.Александрова, В.Н.Черненков и В.Л.Ярыш (53) 68 1.51 (088.8) (56) Патент CIIIA ¹ 4155072, кл.340—

146,3, опублик. 1979.

Патент CHIA № 4061998, кл.340—

146,3, опублик. 1978.

„„SU„„1236518 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ РЛСПОЗНЛВЛНИЯ

РУКОПИСНЫХ ЗНАКОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является повышение достоверности и скорости распознавания знаков. На почтовых отправлениях должен быть реперный знак, сигналы от считывания которого выделяются соответствующим селектором. Этот блок, а также блок прослеживания контурных линий, формирователи блокирующих импульсов, блоки сравнения, блоки измерения и автоподстройку размеров зон определяют момент окончательной установки изображения, направления, следовательно, и ориентацию строки распознаваемых знаков, автоматически подстраивают размеры зон и после этого разрешают распозна. ванне. 6 з.п. ф-лы, 13 ил.

1 1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может

36 "> г 8 2 аватар 33, лемент 34 упря вле1шя, явтагенерятор 3 ">, элемент ИЛИ 36, компарятор 37, элемент И 38, счетчик 39, триггер 40, элемент ИЛИ 41, блок 42 памяти, кампаратор 43, триггер 44 и сдвигавый регистр 4">, Устройство используют для распознавания рукописных знаков (цифр и букв), нанесенных ня специальный бланк или ярлык, который можеть быть наклеен на поверхность почтового отправления (посылки игти бандероли), упакованной коробки или пакета и IIp.

Один из вазможньг вариантов выполнения бланка с написанными на нем знаками показан на фиг. 12.

Первый реперный знак (две паралбыть использовано, например, н устройствах сортировки почтовых отправлений.

Цель изобретения — павьш|ение Дас5

15 таверности и скорости распознавания знаков.

Ня фиг.1 представлена функциана.пь лельные линии, расположенные над ря— дом знаков) служит для обеспечения инвариянтности распазнавания к изменениям местоположения бланка со зна20 ками в поле зрения датчика сигнала изображения и к его повороту в плосФ кости изображения, а также для обеспечения нечувствительности распознавания к помехам.

Второй реперный знак, расположенньпг слева от ряда цифр (прямоугольник с линией внутри), служит для рбеспечения инвариантнасти распознавания к изменению масштаба знаков и к их повороту в плоскости изображе25

30 ния.

Устройство работает следующим образом.

Изображение знаков, написанных на бланке, преобразуется с помощью блока 1 в стандартный видеосигнал.

В качестве блока 1 используется стандартный телевизионный датчик иа трубке типа видикон. С выхода блока

1 видеосигнал поступает на первый вход блока 2 предварительной обработки телевизионного сигналя, осуществляющего преобразование сигнала изображения в двухуровневый сигнал. С третьего выхода блока 2 двухуровневый сигнал поступает одновременно на вход селектора 3 сигнала репера, первый вход блока >, третий вход бпакя 11 и первый вход блока

14. В састав блока 2 входит селек35

50 тор синхронизирующих импульс.ов, формирующий на втором и нервам выходах соответственно строчные и кяд— равые синхронизирующие импул ьсы, блок 3 выделяет из двухуроБневога сигналя изображения сигнал реперпага знака и преобразует выделенный ная схема предлагаемого устроиства; на фиг.2 — та же, селектора сигнала репера; на фиг.3 — то >ке, блока измерения временных интервалов; на фиг,4 — то же, первого блока сравнения; на фиг.5 — то же, второго блока сравнения; на фиг.б — то же,, блока подстройки размера зон; на фиг.7 то же, формирователя сигналов распознанных знаков; на фиг.8 — реперный знак (стрелками показано направление сканирования); на фиг.9 — эпюры сигналов в различных точках се— лектора сигналя репера; на фиг.10 изображение эталонного знака, сканируемого четырьмя строками; на фиг.11 — изображение распознаваемых знаков и возможное положение зон на нем; на фиг.12 — вариант бланка с реперными знаками и нанесенными на него рукописными знаками; на фиг.13эпюры сигналов одной из строк разложения.

Устройство содержит телевизионный блок 1 считывания, блок 2 предварительной обработки телевизионнога сигналя, селектор 3 сигналов репера, блок 4 прослеживания контурных линий, первый формирователь 5 блокирующих импульсов, первый генератор 6 тактовых импульсов, второй формирователь 7 блокирующих импульсов, формирователь 8 стробирующих импульсон, второй генератор 9 тактовьгх импульсоп, блок 10 измерения временных интервалов, первый блок 11 сравнения, блок 12 подстройки размеров зан, формирователь 13 размеров зон, селектор 14 признаков знака, блок 15 декодирования, блок 16 памяти, ин— дикатар 17, второй блок 18 сравнения, формирователь 19 сигналов распознанных знаков, счетчик 20, первый

21 и второй 22 элементы сравнения, дифференцирующяя цепь 23, фармирова— тель ?4 импульсан, элемент 25 И, первый 26 и второй 27 коммутаторы, триггер 28, суммирующий счетчик 29, сче. чик 30, делггге>п, 31 частоты, вычитяющий счетчик 32, нрсмепнай дискрими12 3< сигнал в к<)p

В блоке 4 осуществляется прослежи5 вание нижнего края реперных линий и формирование на его втором выходе дополнительного сигнала, стробирующего в направлении кадровой развертки изображения реперного знака и расположенной под ним области со знаками. На первом выходе блока 4 формируется дополнительный строчный стробирующий сигнал. Эти сигналы поступают соответственно на второй и первый входы блока 7, в котором преобразуются в суммарный блокирующий сигнал, поступающий на второй вход блока 8, в котором формируется сигнал, стробирующий область изображения с распознаваемыми знаками.

Дополнительные стробирующие сигналы, формируемые блоком 4, подаются на третий вход блока 7 для повышения помехоустойчивости и на третий вход блока 5 для обнаружения нестаци нарности работы устройства.

Блок 10 изменения временных интервалов и блок 11 осуществляют преобразование отсчитываемого от импульса выделенного первого репера до нижнего края второго репера временного интервала внутри стробирующего сигнала в код размера зон. Сигнал изображения, из которого блок 11 выделяет эталонный интервал, подается на второй вход блока 10. При совпадении кодов на пятом и четвертом входах, вырабатываемых на соседних строках сканирования, блок 11 формирует сигнал, блокирующий рабо- 4О ту блока 10 по его второму входу.

Тем самым осуществляется фиксация результата измерения интервала зон.

Вырабатыванием сигнала, блокирующего блок 10, устройство заканчивает са- 4 монастройку под масштаб и поворот знаков в плоскости изображения и готово к формированию признаков.

Для выделения различительных приз. иаков знаки делятся на зоны по вертикали. Сигналы зон формируются kfa втором выходе блока 13 путем деления эталонного временного интервала, код размера которого поступает на четвертый вход блока 12 подстройки размеров зон. Постоянство коэффициента деления эталонного временного интервала обеспечивается обратной

"1H 4

<.вя.<ью с третh< I о выхода бл

Двухградационный сигнал изображения знаков поступает на второй вход блока 14, а сигналы зон, стробирующие его, поступают на его третий вход. На третьем выходе блока 14 формируются сигналы метрических и технологических признаков, которые затем декодируется блоком 15. После полного сканирования знака на выходе блока 15, включающего в себя дешифратор признаков и двоичный десятичный шифратор, появляется двоичный код знака. По окончании распознавания знака на первом выходе блока 14 формируется импульс записи кода знака, а затем на втором его выходе — импульс сброса. Импульс записи поступает на пятый вход блока 16 памяти и производит запись кода знака, поступающего на его первый вход.

Импульс сброса на шестом входе бло— ка 16 переключает очередной адрес блока памяти и сбрасывает блэк 14.

Кроме того, переключение адресов блока памяти осуществляется строчными синхроимпульсами, поступающими на его седьмой вход, для осуществления динамической индикации распознанных знаков, а также импульсами первой тактовой частоты во время обратного хода кадровой развертки, поступающими на второй вход блока памяти для вывода сигналов распоз— ванных знаков. На первом выходе блока 16 формируется адресный сигнал для синхронизации блоков 17 и 18, На втором выходе блока 16 формируется сигнал самих знаков, поступающий «а блоки 17 — 19. На третьем выходе блока 16 формируется сигнал блокировки системы при заполнении блока памяти, поступающий на первый вход второго формирователя 7 блокирующих импульсов. Блокировка системы при заполнении блока памяти завершает процесс распознавания знаковой информации считываемого кадра.

Сигнал, несущий информацию о распознанных цифрах, поступает на четвертый вход блока 19 и преобразуется в последовательность импульсов только при полном совпадении

1236. >18 распознàHHîé информации двух соседних полукадров. Сравнение и идентификацию несовпадающего знака осуществляет блок 18, выходной сигнал которого блокирует блок 19 и посылает сигнал на первый вход блока 16 для стирания и перезаписи неправильно распознанной информации.

Выдача ложной информации исключается тем, что выходной сигнал блока 5 блокирует блок 19 по первому входу при движении изображения или в силу любых ppyr причин, приводящих к неустойчивой работе устройства.

Телевизионный блок 1 считывания осуществляет преобразование светового потока от сканируемого документа с изобра>кениями знаков в телевизионный сигнал вращательного стандарта разложения изображения. Для упрощения системы при распознавании строк текста сканирование знаков осуществляется в вертикальном направ. ленин.

Видеосигнал на выходе блока 1 существенно неравномерен по полю иэобра>кения особенно на трубках типа видикон и содержит помехи. Для уст-ранения неравномерности видеосигнала с целью получения двухградационного сигнала изображения знаков в устройстве предусмотрен блок 2 предварительной обработки телевизионного сигнала. Адаптивное квантование изображения на два уровня может осуществляться известными устройствая, содержащими линейные или нелинейные фильтры, узлы автоматической регулировки усиления и пороговое устройство. В состав блока 2 также входит селектор синхронизирующих импульсов.

Особенность работы блока 2 в устройстве заключается в дополнительном изменении режима его работы по второму и третьему входам, на которые подаются сигналы, стробирующие область знаков по горизонтали и вертикали, сформированные соответственно блоком 4 прослеживания контурных линий и блоком 13. Такое стробировапие области знаков снижает количество действующих помех и позволяет дополнительно повысить достоверность ра(познавания знаков. Изменение режима, реализованного обычными средствами, сводится к сужению полосы

f0

З0

55 пропускания блока 2 вне области знаков, а также увеличению быстродействия автоматичекой регулировки усиления при обработке сигналов знаксв.

Полученный таким образом двухграда.ционный видеосигнал с первого выхода блока 2 поступает на вход селектора 3 сигналов репера, на второй вход первого формирователя 5 блокирующих импульсов, на вторые входы блоков ii и 14.

Селектор 3 си.-налов репера предназначен для формирования иэ двухградационного сигнала изображения, соответствующего по временному положению заднему фронту сигнала репера. Выделение сигнала репера должно быть устойчиво к изменению ориентации реперных линий, изменению их масштаба, а также ко всем другим пропорциональным геометрическим искажениям.

Принцип работы блока 3 (фиг.2) за ключается в измерении и сравнении временных интервалов, получаемых из последовательности импульсов двухградационного видеосигнала, подаваемого на вход устройства.

Сигнал репера выделяется по следующим признакам, которые можно записать в виде одновременного выполнения условий с

А с (2,3) (1,21 В

А j3 41 "- (1,3) В, где в квадратных скобах обозначены интервалы согласно фиг.3, а значения А и Б определяют пороговую длительность соответственно минимального и максимального интервалов, определяемых допуском на поворот и изменение масштаба изображения репера.

Для повышения помехоустойчивости вьщеления области распознаваемых знаков и снижения требований к контрасту репера в устройство введен блок 4 прослеживания контурных линий, который позволяет исключить возможные сбои устройства при загрязнении документа в области репера, при бликах поверхности, а также при попадании в считываемое поле репероподобных линий.

Первый генератор тактовых импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы с частотой 1 мГц, являющейся опорной дпя работы блока 4 и блока 16 памяти, и определяет скорость передачи

i236S18 скорости распознавания знаков, оно содержит селектор сигнала репера, два генератора тактовых импульсов, блок прослеживания контурных линий, два формирователя блокирующих импульсов, формирователь стробирующих импульсов, блок измерения временных интервалов, два блока сравнения, селектор признаков знака, блок подстройки размеров зон, и формирователь сиг4 налов распознавания знаков, выход которого соединен с выходом устрой55 распознанной информации 1 Мбит/с, осуществляемой с помощью формирователя 19 сигналов распознанных знаков. Для синхронизации частоты и стабилизации фазы работа блока б стробируется строчными синхронизирующими импульсами. Однако для получения непрерывной последовательности импульсов тактовой частоты, необходимой для передачи распознанной информации во время обратного хода кадровой развертки изображения, стробирование генератора запрещается на время действия кадрового синхроим15 пульса.

Блок 4 осуществляет прослеживание нижнего края репера, для чего иэ импульсного сигнала, формируемого блоком 3, и под управлением первого генератора тактовых импульсов на первом и втором выходах вырабатываются сигналы, стробирующие с помощью формирователя 8 стробирующих импульсов, сигнал репера по горизонтали и по вертикали. Фиг.5 иллюстрирует изображе shse документа с распознаваемыми зна— ками и стробирующими сигналами,формируемыми блоком 4. Работа блока тактируется импульсами первой тактовой частоты

ЭО и строчными синхронизирующими импульсами.

Первый блок 11 сравнения предназначен для промежуточной и окончательной фиксации результатов измере" ния временного интервала зон. Изме35 рение временного интервала зон осуществляется по сигналу изображения эталонного знака, помещенного в левой части документа — носителя информации, под реперными линиями таким

40 образом, что при сканировании документа эталонный знак анализируется самым первым.

На фиг.10 показано изображение эталонного знака, сканируемое че45 тырьмя строками. Блок 11 позволяет выделить из сигнала изображения из всех строк две (на рисунке третью и четвертую), эталонные интервалы (е fj ", ) .") и й, Ь1 которых равны и со50 ответствуют заданному числу пересечений с низким уровнем сигнала изображения эталонного знака.

Блок 11 обеспечивает стабильный размер формируемых зон и обладает высокой помехоустойчивостью.

Формирование сигналов временных интервалов зон осуществляет блок 13, а их автоматическую подстройку при изменении масштаба изображения знаков и поворотах документа — блок 12.

Бпок 12 подстройки временных интервалов (фиг.б) содержит делите. ь частоты, вычитающий счетчик, временной дискриминатор, схему автоматической подстройки частоты автогенератора и управляемый автогенератор.

Исходное состояние блока опреде— ляется исходным состоянием вычитающего счетчика, в который в начале каждой. строки строчными синхроимпульсами записывается код величины временного интервала, сформированный блоком. После появления стробирующего сигнала вычитающий счетчик уменьшает свое содержимое в соответствии с количеством импульсов второй тактовой частоты. Переполнение счетчика фиксируется появлением на выходе счетчика импульса, являющегося опорным для временного дискриминатора.

Таким образом, временной интервал, начинающийся от момента начала работн счетчика до его переполнения, в точности соответствует суммарному временному интервалу всех зон.

Формула изобретения

1.Устройство дпя распознавания рукописных знаков, содержащее блок декодирования, телевизионный блок считывания, блок предварительной обработки телевизионного сигнала, формирователь сигналов зон, индикатор и блок памяти, первый вход которого соединен с выходам блока декодирования, а первый выход с первым входом индикатора, выход телевизионного блока считывания соединен с первым входом блока предварительной обработки телевизионного сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и

1236518

10 ства, первый вход соединен с выходом первого формирователя блокирующих импульсов, второй вход — с выходом первого генератора тактовых импульсов, с первым входом блока

S прослеживания контурньвс линий и с вторым входом блока памяти, третий вход — с выходом второго блока сравнения, с вторым входом индикатора и с третьим входом блока памяти, четвертый вход соединен с первым выходом блока памяти, с первым входом второго блока сравнения и с третьим входом индикатора, а пятый вход сое- динен с первым выходом блока предварительной обработки телевизионного сигнала, с первыми входами первого генератора тактовых импульсов, пер— ваго формирователя блокирующих импульсов и первого блока сравнения, с четвертым входом блока памяти и с вторым входом второго блока сравнения, первый выход блока памяти соединен с третьим входом второго блока сравнения, третий выход — с первым входом второго формирователя блокирующих импульсов, пятый и шестой входы блока памяти соединены соответственно с первым и вторым выходами зо селектора признаков знака, вход блока декодирования. соединен с третьим выходом селектора признаков знака, седьмой вход блока памяти соединен с вторым выходом блока предварительной обработки телевизионного сигнала, с вторыми входами первого генератора тактовых импульсов и блока прослеживания контурных линий и с первыми входами блока измерения временных интервалов, блока подстройки размеров зон и селектора признаков знака, третий вход блока предварительной обработки телевизионного сигнала соединен с входом селектора сигнала репера и с вторыми входами первого

45 формирователя блокирующих импульсов, первого блока сравнения и селектора признаков знака, выход селектора сиг нала репера соединен с третьим входом блока прослеживания контурных линий и с первым входом формирователя стробирующих импульсов, выходы блока прослеживания контурных линий соединены соответственно с третьими входами второго формирователя блокирующих импульсов и первого формирователя блокирующих импульсов и с вторыми входами второго формироватепя блокирующих импульсов и блока пред— варительной обработки телевиэионногс сигнала, выходы формирователя сигналов эон соединены соответственно с третьим входом блока предварительной обработки телевизионного сигнала, с третьим входом селектора признаков знака и с вторым входом блока подстройки размеров зон, выход вгорого формирователя блокирующих импульсов соединен с вторым входом формирователя стробирующих импульсов, выход которого соединен с входом второго генератора тактовых импульсов, с третьим входом первого блока сравнения и с первым входом формирователя сигналов зон, выход первого блока сравнения соединен с вторым входом блока измерения временных интервалов, выход второго генератора тактовых импульсов соединен с третьими входами формирователя стробирующих импульсов, блока измерения временных интервалов и блока подстройки размеров зон, выходы блока измерения временных интервалов соединены соответственно с четвертыми входами блока подстройки раз— меров зон и первого блока сравнения и с пятым входом первого блока сравнения, выход блока подстройки размеров зон соединен с вторым входом формирователя сигналов зон.

Устройство по п.i о т л и ч а ю щ е е с я тем, что селектор сигнала репера содержит счетчик, первый и второй элементы сравнения, дифференцирующую цепь, формирователь импульсов и элемент И, выход которого является выходом селектора сигнала репера, выход дифференцирующей цепи соединен с первыми входами формирователя импульсов и элемента И, выход первого элемента сравнения соединен с вторыми входами формирователя импульсов и элемента И, выхоц второго элемента сравнения соединен с третьим входом формирователя импульсов, вход дифференцирующей цепи соединен с первыми входами счетчика и второго элемента сравнения и является входом селектора, выход формирователя импульсов соединен с вторым входом счетчика, первый выход счетчика соединен с первым входом первого элемента сравнения, а второй выход — с вторыми

123б518

12 входами первого и второго элементов сравнения.

3,Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок измерения временных интервалов содержит два коммутатора, два счетчика и триггер, выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго счетчиков, выходы которых являются выходами блока, а вторые входы соединены с соответствующими выходами первого коммутатора, выход второго коммутатора соединен с первыми входами триггера и первого коммутатора, второй вход первого коммутатора является первым входом блока, второй вход триггера соединен .с третьим входом первого коммутатора и является вторым входом блока, третий вход триггера соединен с входом второго коммутатора и является третьим входом блока.

4. Устройство по по.1 о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок подстройки размеров зон содержит делитель частоты, вычитающий счетчик и последовательно соединенные временной дискриминатор, элемент управления и автогенератор, выход которого является выходом блока, входы временного дискриминатора соединены с выходами делителя чвстоты и вычитающего счетчика, вход делителя частоты и входы вычитающего счетчика являются входами блока.

5.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что первый блок сравнения содержит компаратор, элемент И, счетчик, триггер и элемент ИЛИ, выход которого является выходом блока, входы компаратора являются соответственно первым и вторым входами блока, а выход соединен с первым входом элемента И, входы счетчика являются соответственно третьим и четвертым входами блока, 1ð первый вход триггера соединен с выходом элемента ИЛИ, выход счетчика соединен с вторыми входами элементов

И и ИЛИ.

6. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что второй блок сравнения содержит блок памяти, компаратор и триггер, выход которого является выходом блока„ выход компаратора соединен с первым входом

2б триггера, первый вход — с выходом блока памяти, второй вход — с первым входом блока памяти и является первым входом блока, вторые входы блока памяти и триггера являются соответ25 ственно вторым и третьим входами блока.

7. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь сигналов распознавания знаков содержит сдвиговый регистр и элемент

HtIH, первый и второй входы которого являются соотйетственно первым и третьим входами формирователя, а выход соединен с первым входом сдвиго35 вого регистра, второй, третий и чет.— вертый входы которого являются соотвественно втоРым, четвертым и пятым входами формирователя, а выход— выходом формирователя.

1236518

1236518

1 .» th) 1 Я

pun У л г. я

1236578

Составитель H.Ìèëÿåâ

Техред И.Гайдоду К:орректор М.Самборская

Редактор О.Головач

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открь тий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 3094/54

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул,Проектная,4

П