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    公开号:WO1984002213A1
    申请号:PCT/EP1983/000303
    申请日:1983-11-17
    公开日:1984-06-07
    发明作者:Klaus Wevelsiep
    申请人:Scantron Gmbh；
    IPC主号:G06K9-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren und Vorrichtung zum Identifizieren von Gegenständen
    [0002] BESCHREIBUNG
    [0003] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor¬ richtung zum Identifzieren von Gegenständen, die in beliebiger Position und Orientierung und zu beliebi¬ gen Zeiten in einem Bildfenster erscheinen und ein Datenfeld aufweisen, das in mindestens einer Daten¬ spur kontrastierende Zeichen und mindestens ein vor¬ gegebenes Kontrastlinienmuster (PIC-Muster) umfaßt, welches die Position und die Orientierung der Daten¬ spur(en) kennzeichnet und mehrere Linien mit vorge¬ gebenem Abstand und/oder Linienbreiten enthält, bei dem das Bildfenster opto-elektronisch in mindestens einem Zeilen- und spalten¬ organisierten Punktraster (X., Y.) ,i = 1 ... n, j = 1 ... abgetastet wird und an jedem Rasterpunkt (x., Y.) ein den betreffenden He11-Dunkelwert kenn- zeichnendes Video-Rasterpunktsignal V.. abgegeben wird, bei dem die Video-Rasterpunktsignale in vor¬ gegebener Reihenfolge zu einem Videosignal zusammen¬ gesetzt werden, bei dem die Position und die Orien¬ tierung der Datenspur(en) relativ zum Bildfenster aus dem Auftreten einer dem(n) PIC-Muster(n) entsprechen¬ den PIC-Kontrastfolge(n) innerhalb des Videosignals bestimmt wird, und bei dem anschließend die in dem Video-Signal enthaltene Information dekodiert und die in der(n) Datenspur(en) enthaltenen Zeichen be¬ stimmt werden. " *>. -
    [0004] Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrich¬ tung ist zum Beispiel aus der DE-OS 29 42 757 bekannt, bei dem das Bildfenster in einem ersten Verfahrens¬ schritt, dem Suchbetrieb, in einem relativ weitzeili- gen Raster unter verschiedenen Suchwinkeln solange abgetastet wird, bis das Kontrastlinienmuster erkannt wird. In einem zweiten Verfahrensschritt wird die Position und Orientierung der Datenspuren relativ zum Bildfenster bestimmt, und in einem dritten Verfahrens¬ schritt, dem Lesebetrieb, wird das Bildfenster in einem engzeiligen Raster in Richtung der Datenspuren abgetastet und die in den Datenspuren enthaltenen Zeichen gelesen und dekodiert. Um dieses bekannte Ver¬ fahren verwirklichen zu können, muß also ein opto-elek- trischer Wandler eine Rasterabtastung mit beliebig vor¬ gebbarer Zeilenrichtung jeweils mit derselben hohen Rasterauflösung durchführen können. Bei der Verwirk¬ lichung dieses Verfahrens sowie beim Betreiben der¬ artiger Vorrichtungen entstehen Probleme, welche aus der beliebigen Ausrichtbarkeit des Abtastrasters her¬ rühren.
    [0005] Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Verfahren und die Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die opto-elektronische Bildum¬ setzung mittels eines stationären Abtastrasters erfol¬ gen kann.
    [0006] 'Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß a) während jeder Abtastung des Punktrasters (X., Y.) die Video-RasterpunktSignale V.. dem Original¬ bild entsprechend in einem Zeilen- und spalten¬ organisierten Speicherbild abgespeichert werden. b) ein zeilen-und spaltenorganisiertes Suchraster zur Erzeugung des Video-Signals das Speicherbild ein- oder mehrmals ausliest,wobei sich die Zeilen des Suchrasters und des Speicherbildes bei jedem Durchlauf des Suchrasters unter einem vorgegebenen Suchwinkel O^ - » k = 1, 2, 3, ... schneiden, c) das ausgelesene Videosignal auf das Vorhandensein/ NichtVorhandensein der P C-Kontrastfolge (n) über¬ prüft wird, d) bei Erkennung der PIC-Kontrastfolge (n) aus zu¬ gehörigen Adresskoordinaten des Suchrasters der Schnittwinkel ß zwischen aktueller Suchrichtung (Winkel Q_γ< ) und der(n) Datenspur(en) , und die
    [0007] Position des Datenfelds innerhalb des Speicher¬ bildes berechnet wird, e) anschließend das Speicherbild mit einem zeilen- und spaltenorganisierten Leseraster in Richtung der bzw. senkrecht zu den Datenspuren ausgelesen und dekodiert wird.
    [0008] Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die Merk¬ male des Anspruches 13 gekennzeichnet.
    [0009] Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß der omnidirektionale Lesevorgang mittels einer stationären, d.h. weder mechanisch noch elektrisch drehbaren Rasterabtastung möglich wird, die sich z.B. mittels einer fest angeordneten, matrixförmigen Sen¬ sordiodenanordnung verwirklichen läßt. Die opto- elektrische Bildumwandlung findet daher in relativ kurzer Zeit statt,, und die sich anschließende Suche nach Erkennung der PIC-Kontrastfolge erfolgt durch mehrfaches Auslesen des Speicherbildes unter jeweils vorgegebenem Suchwinkel, ohne daß dabei der opto-1- elektrische Wandler aktiviert wird. Diese Auslesung
    [0010] OM des Speicherbildes kann in einem speziellen Auslese¬ takt erfolgen, wodurch die Flexibilität des Verfahrens erhöht wird.
    [0011] Beim Auslesen des Speicherbildes mittels des Suchrasters gibt der das Speicherbild enthaltende Rohspeicher die in den einzelnen Speicherplätzen gespeicherten Video- Rasterpunktsignale in vorgegebener Reihenfolge als Video¬ signal ab. Wird anschließend die PIC-Kontrastfolge inner¬ halb mindestens zweier Zeilen des Suchrasters im Video¬ signal erkannt, so werden die der PIC-Kontrastfolge zu¬ gehörigen Adressenkoordinaten des Suchrasters abge¬ speichert, um aus diesen Koordinaten den Schnittwinkel ß zwischen aktueller Richtung des Suchrasters und den Datenspuren sowie die Position und die Richtung der Datenspuren innerhalb des Speicherbildes ermitteln zu können. Vorteilhafterweise braucht zur Berechnung dieser benötigten Information kein zusätzliches Zählkoordinaten- Raster erzeugt zu werden.
    [0012] Bevorzugt wird das mittels des Leserasters ausgelesene Videosignal in einer "Normallage" in einem Zwischen¬ speicher so zwischengespeichert, daß dieFolge der Video-Raster punktsignale innerhalb der einzelnen Zeilen bzw. Spalten des Leserasters in die Speicherplätze der Zeilen bzw. Spalten einer zweidimensionalen Speicher¬ matrix eingelesen werden. Besonders bevorzugt wird bei dieser Zwischenspeicherung das Leseraster auf einen dem Datenfeld entsprechenden Bereich begrenzt. Zu diesem Zweck muß während des vorausgegangenen Such¬ vorganges die Größe des Datenfeldes bestimmt werden. Dadurch ist ein anschließendes Auslesen aus dem Zwischenspeicher zum Dekodieren des Datenfeldes ver¬ einfacht.
    [0013] OMPI NATiO Bevorzugt besteht das Kontrastlinienmuster (PIC- Muster) aus mehreren parallelen, geraden Linien mit vorgegebenem Abstand und Linienbreiten. Wenn bei einem derartigen PIC-Muster die Zeilen- oder Spaltenrichtung des Punktrasters des opto-elektronischen Wandlersz.B. um einen relativ geringen Winkel von der Richtung der Linien des PIC-Musters (bzw. der Balkenrichtung eines zu lesenden Balkencodes) abweicht, entsteht ein Spei¬ cherbild, bei dem die einzelnen Linien abgestufte Ränder besitzen, da in den Speicher die Dunkelbereiche der Linien jeweils nur diskret um einzelne Zeilen¬ breiten des Punktrasters des opto-elektronischen Wand¬ lers abbildbar sind. Durch mehrfach abgestufte Rand¬ zonen der Linien des PIC-Musters bzw. eines zu lesen¬ den Balkencodes ( oder anderer Zeichen ) entstehen bei der Erkennung der PIC-Kontrastfolge im Videosignal bzw. bei der Dekodierung der Balkencode-Information leicht Erkennungs- bzw. Lesefehler.
    [0014] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der opto-elektronische Wandler zur Vermeidung derartiger Erkennungs- oder Lesefehler in einer __b •mehrere stationäre zeilen- und spaltenorganisierte Sensor-Diodenmatritzen, die zueinander einen vorge¬ gebenen Winkelversatz besitzen. Das Bildfeld wird dann von allen Diodematritzen, bevorzugt nacheinander, in einem Punktraster abgetastet, und es werden die von den einzelnen Diodenmatritzen stammenden Video-Punkt¬ rastersignale V.. zur Erzeugung von Speicherbildern in jeweils einen eigenen Bereich eines Rohspeichers bzw. in mehrere Rohspeicher abgespeichert. Bevorzugt wird dann dasjenige Speicherbild ausgewählt, welches mit den geringsten Abbildungsfehlern behaftet ist und den weiteren Verfahrensschritten unterzogen, 'd.h.
    [0015] OMPI im Suchraster unter verschiedenen Suchwinkeln ausge¬ lesen, bis die PIC-Kontrastfolge(n) erkannt wird und dann das Speicherbild im Leseraster ausgelesen und dekodiert werden kann.
    [0016] Als geeignetes Kriterium für die Auswahl eines der mehreren Speicherbilder läßt sich z.B. die Anzahl an gespeicherten Video-Rasterpunktsignalen mit Dunkel- wert verwenden, d.h. eine Größe, welche sich integral für ein Speicherbild beimEinspeichern erstellen läßt.
    [0017] Alternativ werden alle Speicherbildernacheinander mit ein und dem selben Suchraster ausgelesen, und es wird dabei festgestellt, bei welchem Speicherbild sich die PIC-Kontrastfolge (n) am genauesten erkennen läßt. Anschließend wird das auf diese Weise bestimmte Spei¬ cherbild in der erfindungsgemäßen Weise weiter verar¬ beitet. Es ist auf diese Weise möglich, die durch die Diskretisierung des Bildumwandlungprozesses unvermeid¬ lichen Abbildungsfehler beim Erzeugen des Speicher¬ bildes zu verringern. Außerdem läßt sich eine relativ große Sensor-Diodenmatrix mit vorgegebener Mindestauf¬ lösung (z.B. 1000x 1000 Pixel) durch mehrere kleinere Sensor-Diodenmatritzen ersetzen (z.B. 4 Diodenmatritzen mit jeweils 500x 500' Pixel), die zusammen wesentlich preisgünstiger erhältlich sind.
    [0018] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
    [0019] Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: T
    [0020] Fig. 1 eine Ausführungsform eines' Datenfelds mit einem Kontrastlinienmuster und einer Datenspur;
    [0021] Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    [0022] Fig. 3 eine vergrößere schematische Darstellung der Durchadressierung des Rohbildspeiσher im Suchraster,
    [0023] Fig. 4 eineschematische Darstellung der Operation im Rohbildspeicher der Vorrichtung; und
    [0024] Fig. 5 eine schematische Darstellung des Abbildes des Datenfelds im Zwischenspeicher der Vorrichtung.
    [0025] Fig. 1 zeigt ein Datenfeld 70, z.B. ein Preisetikett oder dergl., das in einer Datenspur 71 konstrastierende' Zeichen 72 zur Identifizierung der mit diesem Datenfeld versehenen Ware enthält. Die kontrastierenden Zeichen bestehen z.B. aus Klarschriftzeichen einer maschinell lesbaren Schrifttype, z.B. der OCR-A-Schrift bzw. OCR- B-Schrift. Alternativ können die Zeichen auch aus einem bekannten Balkencode bestehen.
    [0026] In vorgegebener Position und Orientierung zur Datenspur 71 ist ein Kontrastlinienmuster 74 angeordnet, im fol¬ genden Positionsidentifizierungscode-Muster, PIC-Muster genannt, welches mehrere Kontrastlinien enthält, die im dargestellten Beispiel parallel zueinander verlaufen und einen unterschiedlichen Abstand und Linienbreiten besitzen. Das Kont-rastlinienmuster 74 kann statt unter der Datenspur auch vorn oder hinten in der Datenspur 71 angeordnet sein. Alternativ lassen sich auch mehrere - β -
    [0027] Kontrastlinienmuster sowie mehrere Datenspuren vor¬ sehen. Das Kontrastlinienmuster 74 ist senkrecht zu den Kontrastlinien asymmetrisch ausgebildet, um das Datenfeld hinsichtlich Beginn und Ende der Datenspuren eingeutig zu kennzeichnen, und um eine Identifizierung der jeweiligen Leserichtung relativ zur üblichen Links- Rechtsrichtung der aufgedruckten Zeichen zu ermöglichen.
    [0028] Obwohl nur ein PIC-Muster mit jeweils drei Linien darge¬ stellt sind, lassen sich auch PIC-Muster mit mehr als drei Linien verwenden. Ferner lassen sich die PIC- Muster auch in einer anderen als der dargestellten Position und Orientierung relativ zu den Datenspuren anbringen. Im dargestellten Beispiel kennzeichnet die Länge des PIC-Musters im wesentlichen auch die Länge des Datenfeldes. Der speziell gewählten Folge von Kontrastlinien läßt sich ebenfalls eine Information über die Größe des Datenfeldes zuordnen.
    [0029] Fig. 2 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild der Vor¬ richtung. Ein Datenfeld 70 gemäß Fig. 1, welches z.B. auf einen Behälter, irgendeine Ware, ein industrielles Teil oder dergl. aufgeklebt ist, erscheint in will¬ kürlicher Position und Ausrichtung auf einem Bildfenster 1 und wird über eine Optik 1a von einem elektrooptischen Wandler 2 abgetastet, der als Target mindestens eine als zeilen- und spaltenorganisiertem Matrix ausgebil¬ dete Sensor-Diodenanordnung enthält. Eine derartige Diodenmatrix 4 besitzt z.B. n-Spalten X., i = 1 ... n, die alle in X-Richtung nebeneinander angeordnet sind. Außerdem liegen die Dioden alle in m-Zeilen Y., j = 1 ... m, die alle in Y-Richtung nebeneinander lie¬ gen. Die Dioden der Diodenmatrix 4 bilden somit ein örtlich feststehendes Zeilen- und spaltenorganisier¬ tes Punktraster (X., Y.) i = 1 ... n, j = 1 ... m, mittels dessen das Bildfenster 1 abgetastet wird.
    [0030] Jede Diode im Rasterpunkt X. Y. leuchtet einen entsprech
    [0031] 1 r j den Bildpunkt des Bildfensters 1 aus und erzeugt ein den betreffenden Hell- Dunkelwert des ausgeleuch¬ teten Bildpunktes kennzeichnendes Video-Rasterpunkt¬ signal V.j, welches am Ausgang des optoelektronischen Wandlers 2 abgegeben wird.
    [0032] Um das Bildfenster 1 mittels des durch die Diodenmatrix 4 verwirklichten Punktraster x., y. abzutasten und in die entsprechenden Video-Rasterpunktsignale V.. um¬ zuwandeln, ist ein Raster enerator 6 vorgesehen, der den Rasterpunkten X., Y. zugeordnete Adressenkoordina¬ ten . , Y . abgibt und mit diesen Adressenkoordinaten die entsprechenden Rasterpunkte X. , Y. aktiviert oder adressiert. Die adressierten Rasterpunkte X., Y. d.h. die entsprechenden Dioden D.. geben dann das zugehörige Video-Rasterpunktsignal V.. ab, welches den von dieser Diode wahrgenommenen Hell- Dunkelwert des entsprechenden Bildpunktes des Datenfelds kennzeichnet.
    [0033] Jedes Rasterpunktsignal V.. wird in einen Analog/Di¬ gitalwandler 3 in ein digitales Rasterpunk signal V.. umgewandelt, welches eine Information über den Hell-Dunkel¬ wert des abgebildeten Bildpunktes enthält.
    [0034] Die digitalen Rasterpunktsignale V.. werden einem Roh¬ speicher 8 zugeführt, der eine dem Punktraster X. , Y. entsprechende, zeilen- und spaltenorganisierte Spei¬ chermatrix mit den Adressenkoordinaten X., y. enthäli Gleichzeitig mit der Adressierung des Rasterpunktes X. , Y. wird vom Rastergenerator der jeweils zugeord¬ nete Speicherplatz X., Y. adressiert, in welchem das vom Rasterpunkt X., Y. abgegebene, digitalisierte Rasterpunktsignal V.. abgespeichert wird. Der Roh¬ speicher arbeitet bei der dargestellten Ausführungs¬ form also mit den selben Adressenkoordinaten X. , Y. wie die im optoelektronischen Wandler 2 enthaltene Diodenmatrix 4. Dies bedeutet, daß das von der Dio¬ denmatrix wahrgenommene Datenfeld 70 innerhalb des Bildfensters 1 in Form einer Projektion, d.h. ohne Rotation und/oder Translation in den Rohspeicher "abgebildet" wird und dort in der von der Diodenma¬ trix wahrgenommenen Relativlage als "Speicherbild" abgespeichert wird.
    [0035] Anschließend wird der Rohspeicher 8 mehrfach mit einem Scuhraster zeilensequenziell mehrfach ausgelesen, wo¬ bei die Zeilen des Suchrasters die Zeilen oder Spalten der Speichermatrix bei jedem Durchlauf des Suchrasters unter einem vorgegebenen Suchwinkel C ^ , , k = 1, 2, 3 schneiden. Zu diesem Zweck gibt der Rastergenerator 6 die Adressenkoordinaten X. , Y. erneut ab, die in einem Adressrechner 10 einer Koordinatentransformation, nämlich einer Koordinatendrehung um den Suchwinke {_ )/ unterzogen werden. Die Adressenkoordinaten x . , y . des Suchrasters ergeben sich aus einer Koordinaten¬ drehung der Adressenkoordinaten X., Y. des Punktrasters bzw. Rohspeichers, wobei wegen der vorhandenen Orts- diskretisierung der Speicherplätze anschließend in einem Interpolationsverfahren, z.B. der "nearest neighbour interpolation" jeweils diejenigen Speicherplätze mit den Adre x . , y . ausgewählt werden, welche den mittels einer - 3
    [0036] Koordinatendrehung errechneten Werten x , y :
    [0037] OMPI x = χ i cos - K + Y- sin CΛ.1^
    [0038] (1) und y = X . sin C^K + Y - cos ( -K
    [0039] am nächsten liegen, vergl. insbesondere Figur 3.
    [0040] Die Abtastung mittels des um den Suchwinkel
    ge¬ drehten Suchrasters x. , . , erzeugt, da eine Ortsdis- kretisierung vorliegt, grundsätzlich einen Abbildungs¬ fehler, da an dem Ort eines gemäß den Transformations- gleichungen {1) errechneten Punktes x , y im all¬ gemeinen physikalisch kein Speicherplatz existiert. Viel¬ mehr ist mittels eines geeigneten Interpolationsver¬ fahrens der gemäß (1) berechnete Wert x , y durch eine Abrundung auf den nächstgelegenen, physikalisch exi¬ stenten Speicherplatz x. , y. erforderlich.
    [0041] Ein mögliches Interpolationsverfahren zur Auffindung physikalisch existenter Speicherplätze x. , y. besteht in der üblichen algebraischen Abrundung des aus den Transformationsgleichungen (1) gewonnenen Rechenergeb¬ nisses x , y . Wird z.B. das Rechenergebnis mit 20 Bit gewonnen, so wird zweckmäßigerweise bei 10 Bit breiten Eingangswerten für X., Y. das Ergebnis wiederum auf 10 Bit abgerundet. Diese Rundung ist ohnehin not¬ wendig, da die "gedrehten" Adressenkoordinaten X,Y ebenfal nur dieselbe Bit-Breite wie die umgedrehten Adressen- koordinaten besitzen können. Dieses Verfahren, das soge¬ nannte. "Nearest neighbour interpolation"-Verfahren hat den Nachteil, daß die Transformation eines Speicherplatze in jeder Koordinatenrichtung um einen Speicherplatz fehlerhaft sein kann, wodurch eine zuvor geradlinige Kontur - z.B. die Zeilen der Speichermatrix des Roh¬ speichers - nach der Drehung unregelmäßiger verlaufen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Der hierdurch -a -
    [0042] erzeugte Fehler wird umso geringer ausfallen, je klei¬ ner die Abmessungen der Pixel (einzelne Dioden) inner¬ halb der Diodenmatrix im Vergleich zu den abgebildeten Konturen sind.
    [0043] Eine teilweise Korrektur des bei der Adressenkoordinaten- Transformation unvermeidlichen Fehlers ist dadurch mög¬ lich, daß vor der Tranformation der Adresse X. , Y. die Umgebung dieser Adresse betrachtet und die Ortssektoren von der betrachteten Adresse X. ,Y . zu den acht nächsten Nachbaradressen zwischengespeichert werden. Nach der Drehung um den
    müssen diese Nachbarschafts¬ beziehungen, sofern kein Fehler entstehen soll, erhalten bleiben. Aufgrund der örtlichen Diskretisierung der Adressenkoordinaten werden jedoch die gespeicherten Orts- vaktoren ebenfalls dem Abrundungsfehler unterworfen, d.h. die zuvor gespeicherte Nachbarschaftsbeziehung wird ebenfalls gestört. Der erforderliche Korrekturalgorithmus muß nun so arbeiten, daß die durch die gespeicherte Orts- vektoren festgehaltene Nachbarschaftsbeziehungen möglichs wenig gestört werden. Aus Gründen der Rechenzeit ist eine derartige Korrektur bei der Bestimmung der Adressen¬ koordinaten des Suchrasters bzw. des Leserasters nur in Hardware möglich.
    [0044] Die Auslesung des Speicherbildes mittels des Suchrastersx erfolgt Speicherplatz- und zeilensequenziell, so daß am Ausgang des Rohspeichers 8 ein Videosignal abgegeben wird, welches die digitalen Video-Rasterpunktsignale aus dem Rohspeicher in der adressierten Reihenfolge enthält. Das abgegebene Video-Signal wird einem PIC-Dekoder 12 zugeführt, der das Video-Signal auf das Vorhandensein/ NichtVorhandensein der PIC-Kontrastfolge innerhalb des Video-Signals überprüft. Ein aus der deutschen Patent-
    [0045] OM anmeldung P 29 15 732.2 bekannter PIC-Dekoder 12 prüft dabei im Delta-Distance-Verfahren, ob die PIC- Kontrastfolge in den einzelnen Zeilen des Videosignals auftaucht.
    [0046] Wird von dem PIC-Dekoder 12 die PIC-Kontrastfolge(n) inne halb der Zeilenabschnitte des Videosignals - und zwar in mindestens zwei ausreichend beabstandeten Zeilen des Suchrasters - erkannt, so werden die der PIC-Kontrast¬ folge(n) innerhalb des Videosignals zugehörigen Adressen¬ koordinaten des Suchrasters in dem PIC-Dekoder 12 zwischengespeichert und der Schnittwinkel J3 zwischen ak¬ tueller Suchrichtung, welche durch den Suchwinkel cL _ gekennzeichnet ist,in einer Richtung bestimmt, welche durch die PIC-Muster bzw. die Kontrastlinien festgelegt ist, vergl. Fig. 4. Aus dem aktuellen Suchwinkelq^ und dem ermittelten Schnittwinkel wird die Richtung der Daten sur(en), oder eine hierzu senkrechte Richtung, die sogenannte Leserichtung innerhalb des Speicherbildes berechnet, welche durch den Lesewinkel f = z _-^ + ß (~ 90°) gekennzeichnet ist.
    [0047] Anschließend wird das Speicherbild innerhalb des Rohspeichers 8 mit einem zeilen- und spaltenorganisierten Leseraster in Leserichtung ausgelesen und
    [0048] Rasterpunktsignal nach Rasterpunktsignal in einen zeilen- und spaltenorganisierten Zwischenspeicher 16 eingelesen, wobei die nacheinander innerhalb der Zeilen oder Spalten des Leserasters ausgelesenen Rasterpunktsignale in auf¬ einanderfolgende Speicherplätze der Zeilen oder Spalten des Zwischenspeichers 16 eingespeichert werden, so daß im Zwischenspeicher das Speicherbild um den Lesewinkel f. gedreht eingespeichert wird, vgl. Fig- 5. - It -
    [0049] Um den Zwischenspeicher 16 klein halten zu können, wird bei Erkennung der PIC-Kontrastfolge innerhalb des Videosignals und der anschließenden Berechnung des Lesewinkels auch die Position des Datenfeldes inner¬ halb des Speicherbildes ermittelt und die Eckkoordinaten des Datenfeldes innerhalb der Suchrasterkoordinaten bestimmt. Das Leseraster läßt sich dann auf einen dem Datenfeld entsprechenden Bereich des Speicher¬ bildes begrenzen, vergl. Fig. 4
    [0050] Gemäß Fig. 5 wird in den Zwischenspeicher 16 das Datenfeld in "Normallage" eingelesen. Zu diesem Zweck ist neben der Drehung des Rasters um den Lesewinkel P eine zusätzliche Koordinaten-Translation derart durchzuführen, daß die ausgewählte Ecke des Datenfelds in den Ursprung der Speichermatrix des Zwischenspeichers 16 transformiert wird. Alle anderen Adressenkoordinaten des Leserasters werden entsprechend transformiert, vergl. Fig. 4 und 5.
    [0051] Der Dekoder 14 liest aus dem Zwischenspeicher 16 das in "Normallage" gespeicherte Datenfeld entsprechend dem Dekodier-Algorithmus aus, dekodiert die auf diese Weise erhaltene Information und gibt an seinem Ausgang die dekodierte Information ab. Ein zur Dekodierung von OCR-Zeichen einsetzbarer Dekoder ist z.B. aus der deutschen Patentanmeldung P 30 14 513 bekannt. Bei diesem bekannten Dekoder 14 werden den einzelnen Zeichen entsprechende Bereiche einzeln ausgelesen und dekodiert. Die einzelnen dekodierten Zeichen werden dann
    [0052] OMPI IS" -
    [0053] am Ausgang des Dekoders 16 an eine Anzeigeein¬ richtung oder zur Weiterverarbeitung gegeben.
    [0054] Die Diodenmatrix 4 kann aus mehreren einzelnen Diodenmatrixen aufgebaut sein, die alle in einer Ebene angeordnet sind. Um die - durch die örtliche Diskretisierung der Sensoranordnung bedingten - Abbildungsfehler möglichst gering zu halten, können die einzelnen Diodenmatrixen zueinander einen vorge¬ gebenen Winkelversatz besitzen und jeweils das Bild¬ fenster 1 in je einen Rohspeicher abbilden. Der Such¬ vorgang zum Auffinden des PIC-Musters wird dann ent¬ weder nur an demjenigen Speicherbild mit den geringsten Abbildungsfehlern oder nacheinander an den einzelnen Speicherbildern durchgeführt, um die Position und Orientierung des PIC-Musters im Speicherbild möglichst genau zu erkennen. Der Lesevorgang, d.h. die Auslesung eines Speicherbildes mittels Leseraster,erfolgt dann nur an demjenigen Speicherbild, welches die geringsten Abbildungsfehler besitzt, bzw. bei dem das PIC-Muster am sichersten erkannt wurde. Das Einlesen in den Zwischenspeicher 16 sowie das Dekodieren der im Zwischen¬ speicher 16 gespeicherten Information mittels des Dekoders 14 erfolgt dann auf die schon beschriebene Art und Weise.
    [0055] OMPI IP
    权利要求:
    Claims ./(,-ANSPRÜCHE
    1. Verfahren zum Identifizieren von Gegenständen, die in beliebiger Position und Orientierung und zu be¬ liebigen Zeiten in einem Bildfenster erscheinen und ein Datenfeld aufweisen, das in mindestens einer Daten¬ spur kontrastierende Zeichen und mindestens ein vorge¬ gebenes Kontrastlinienmuster (PIC-Muster) umfaßt, welches die Position und die Orientierung der Datenspur(en) kennzeichnet und mehrere Linien mit vorgegebenem Abstand und/oder Linienbreiten enthält. .
    bei dem das Bildfenster opto-elektronisch in mindestens einem zeilen- und spalten¬ organisierten Punktraster (X. , Y.) i = 1 ... n, j = 1 ... m) abgetastet wird und an jedem Rasterpunkt (X. , Y.) ein den Hell-Dunkelwert des abgetasteten Bildpunkts ken zeichnendes Video-Rasterpunktsignal V.. abgegeben wird, bei dem die Video-Rasterpunktsignale in vorgegebener Reihenfolge zu einem Videosignal zusammengesetzt werden, bei dem die Position und die Orientierung der Datenspur( relativ zum Bildfenster aus dem Auftreten einer dem(n) PIC-Muster(n) entsprechenden PIC-Kontrastfolge (n) inner¬ halb des Videosignals bestimmt wird, und bei dem anschließend die in dem Video-Signal ent¬ haltene Information dekodiert und die in der(n) Daten¬ spur (en) enthaltenen Zeichen bestimmt werden,
    dadurch gekennzeichnet, daß a) während jeder Abtastung des Punktrasters (X., Y . ) die
    1 3
    Video-Rasterpunktsignale V.. dem Originalbild ent¬ sprechend in einem zeilen- und spaltenorganisier¬ ten Speicherbild abgespeichert werden,, b) ein zeilen- und spaltenorganisiertes Suchraster (x., Y.) die Speicherplätze des Speicherbilds seriell ein- oder mehrmals ausliest und bei jedem Durchlauf das Videosignal abgibt, wobei sich die Zeilen des Suchrasters und des Speicherbilds bei jedem Durchlauf des Suchrasters unter einem vorgegebenen Suchwinkel L k = 1, 2 , 3 ... schneiden, c) das ausgelesene Videosignal auf das Vorhandensein/ Nichtvorhandensein der PIC-Kontrastfolge (n) über¬ prüft wird, d) bei Erkennung der PIC-Kontrastfolge (n) aus zuge¬ hörigen Adresskoordinaten des Suchrasters der 3* A &
    -1β -
    Schnittwinkel /3 zwischen aktueller Suchrichtung (Winkel<7^) und der(n) Datenspur(en) , und die Position des Datenfelds innerhalb des Speicherbil¬ des ermittelt und die Richtung der Datenspur(en) (Lesewinkel--yOτβζFJ y innerhalb des Speicherbildes berechnet wird, e) anschließend das Speicherbild mit einem zeilen- und spaltenorganisierten Leseraster in Richtung der bz senkrecht zu den Datenspuren ausgelesen und deko¬ diert wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das mittels des Leserasters in Richtung der bzw. senkrecht zu den Datenspur(en) aus¬ gelesene Video-Signal zeilen- und spaltenorgani¬ siert zwischengespeichert wird und aus dem Zwischen¬ speicher zum Dekodieren ausgelesen wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leseraster nur einen dem Datenfeld entsprechenden Bereich des Speicherbildes ausliest und zwischenspeichert.
    4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Suchraster gegenüber dem Leseraster relativ weitzeilig ist.
    '5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgende Such¬ raster sich in ihrer Winkellage jeweils um einen kon¬ stanten Winkelschritt Δ<X unterscheiden.
    6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung 'S
    des Punktrasters (X., Y.) und die Einspeicherung der entsprechenden Video-Rasterpunktsignale mittels der¬ selben Adressenansteuerung erfolgt.
    7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Leseraster ausge¬ lesene Bereich des Speicherbildes so in den Zwischen¬ speicher eingelesen wird, daß eine der Ecken des Daten¬ feldes, welche im Speicherbild die Adressenkoordinaten (X ,Y ) besitzt, im Adressenursprung (X = 0,
    Y = 0) des Zwischenspeichers zu liegen kommt.
    8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildfenster in mehre¬ ren stationären Punktrastern (X., Y■) abgetastet wird, o- J die relativ zueinander einen vorgegebenen Winkelver- satz besitzen, und daß die Video-Rasterpunktsignale jedes Punktrasters in je ein Speicherbild abgespeichert werden.
    9. Verfahren nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherbilder nachein¬ ander mit den Verfahrensschritten b) , c) und d) bear¬ beitet werden, und daß anschließend der Verfahrens¬ schritt e) nur an einem ausgewählten Speicherbild durch¬ geführt wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 8,
    •dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherbilder nachein¬ ander den Verfahrensschritten b) und c) unterzogen werden, bis in dem aus dem Speicherbild erzeugten Video¬ signal die PIC-Kontrastfolge(n) zuverlässig erkannt wird
    OMPI daß anschließend bei diesem Speicherbild die Verfahrens¬ schritte d) und e) durchgeführt werden.
    11. Verf hren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dasjenige Speicherbild aus¬ gewählt wird, welches die meisten Video-Rasterpunktsig- nale mit Dunkelwert eingespeichert enthält, und daß die Verfahrensschritte b) , c) , d) und e) nur an dem ausge¬ wählten Speicherbild ausgeführt werden.
    12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressenkoordinaten des Suchrasters (x.,y.) durch eine Koordinatendrehung der Adre koordinateπ des Speicherbildes (x.,Y.) und eine anschließe Interpolation erzeugt werden, bei welcher jeweils die der gedrehten Adressenkoordinate nächstkommende tat¬ sächliche Adressenkoordinate des Speicherbildes ausge¬ wählt wird.
    13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem Rastergenerator, der die Adressenkoordinaten des(r) Punktraster(s) eines optoelektronischen Wandlers er¬ zeugt und abgibt, einem PIC-Dekoder zum Erkennen der PIC-Kontrastfolge (n) im Videosignal, und mit einem Dekoder zum Dekodieren der im Videosignal enthaltenen Information, dadurch gekennzeichnet, daß a) der optoelektronische Wandler (2) eine Sensordioden¬ anordnung (4) enthält, welche das Punktraster (X.,Y.) bil und an jedem Rasterpunkt eine Sensordiode besitzt, b) der Rastergenerator (6) gleichzeitig die Sensor- diodenanordriung (4) und einen Rohspeicher (8) durch- adressiert und das von der jeweils adressierten Sensordiode abgegebene Video- Rasterpunktsignal V. • zur Erzeugung des Speicherbildes in den gleichzeitig adressierten Speicherplatz des Rohspeichers einli c) ein Adressrechner (10) die vom Rastergenerator ge¬ lieferten Adressenkoordinaten(X. ,Y.) und vorgegebene Suchwinkel cL k = 1, 2, 3 erhält, in die Adressenkoodinaten des Suchrasters (x.,γ.) transformiert und zur Erzeugung de Videosignals den Rohspeicher sequentiell mit den trans¬ formierten Adressenkoordinaten durchadressiert, d) das vom Rohspeicher (8) abgegebene Video-Signal dem PIC-Dekoder (12) zuführbar ist, e) der PIC-Dekoder (12) bei Erkennung der PIC-Kontrast¬ folge (n) die zugehörigen Adressenkoordinaten des Such¬ rasters speichert, aus den gespeicherten Adressenkoordi¬ naten den Schnittwinkel ß zwischen aktueller Such¬ richtung' (Winkel θ ) und der(n) Datenspur (en) berech¬ net und aus dem Schnittwinkel und dem aktuellen den Lesewinkel .t -fö'j berechnet
    f) der Adressrechner anschließend erneut vom Rasterge¬ nerator (6) die Adressenkoordinaten, und vom PIC-Dekoder den Lesewinkel erhält, in die Adressenkoordinaten des Leserasters transformiert und den Rohspeicher se¬ quentiell mit den transformierten Adressenkoordinaten durchadressiert, g) und das mittels Leseraster vom Rohspeicher aus¬ gelesene Videosignal dem Dekoder zuführbar ist.
    14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenspeicher (16) vor dem Dekoder (14) vorgesehen ist, der das im Lese- raster aus dem Rohspeicher ( 8) ausgelesene Video¬ signal zeilensequentiell in einer zeilen- und spälten- organisierten Speichermatrix zwischenspeichert, wobei aufeinanderfolgende Speicherplätze der Speicher¬ matrix mit aufeinanderfolgend aus dem Rohspeicher 8 aus el -
    15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Form und/oder Anordnung der PIC-Muster die Größe und Form des Datenfelds fest¬ legen, daß der PIC-Dekoder (14) beim Erkennen der PIC- Kontrastfolge(n) aus den zugehörigen Adressenkoordinaten des Suchrasters die Eckkoordinaten des Datenfelds be¬ rechnet, und daß das Leseraster vom Rastergenerator ( 6) und dem Adressrechner (10) auf die Größe des Datenfelds beschränkbar ist.
    16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Leseraster ausge¬ lesene Bereich des Rohspeichers ( 8) so in den Zwischen¬ speicher (16 ) einlesbar ist, daß eine der Ecken des Datenfelds im Adressenursprung (x =0, y = 0) des
    Zwischenspeichers (16) zu liegen kommt.
    17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Adressrechner (10) die Adressenkoordinaten des Rastergenerators (6) einzeln einer Koordinatendrehung um einen vorgegebenen Winkel (aktueller Suchwinkel oder Lesewinkel ~ζ ) unterwirft und anschließend die dem Rechenwert nächst¬ kommende, im Speicher vorhandene Adressenkoordinatenaus¬ wählt und als transformierte Adressenkoordinate*!abgibt.
    18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensordiodenanordnung
    (4) als zeilen- und spaltenorganisierte stationäre Diodenmatrix ausgebildet ist.
    19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensordiodenanordnung' -II -
    (4) eine Diodenzeiele enthält, und daß eine optische Einrichtung vorgesehen ist, die die Diodenzeile optisch in Spaltenrichtung schrittweise mit fortschrei¬ tendem vom Rastergenerator (8) geliefertem Zeilen¬ koordinaten-Signal auslenkt und das Punktraster erzeugt.
    20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensordiodenanordnung (4) mehrere stationäre zeilen- und spaltenorganisierte
    Diodenmatritzen enthält, die zueinander einen vorge¬ gebenen Winkelversatz besitzen, und je ein Punktraster (X . , Y . ) bildet , daß " die jeweils zuge- hörigen Video-Rasterpuni tsignale V. . jedes Punktrasters i Je einem zugeordneten Bereich des Rohspeichers als Speicher abgespeichert v/erden ,und daß die einzelnen Speicherbilder einzeln weiter ausgewertet werden.
    21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Speicherbe¬ reiche des Rohspeichers (8 ) mittels des Suchrasters einze durchadressiert werden, bis der PIC-Dekoder die PIC- Kontrastfolge(n) im Videosignal sicher erkennt, und daß anschließend nur derjenige Bereich des Rohspeichers ( im Leseraster ausgelesen wird, bei dem die PIC-Kontrast¬ folge(n) im Videosignal erkannt wurde.
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