Brevet FR2009223A1 — publié le 19700130

Dans les systèmes de détection de caractère optique, un docunent est exploré et des signaux électriques sont émis ayant une amplitude proportionnelle à la noirceur du document intercepté par le dispositif de balayage. Quand la densité de caractère ou la noirceur croit, il y a moins de lumière réfléchie 5 dans le circuit photo-multiplicateur du mécanisme de balayage rendant le signal électrique de sortie plus positif. Les signaux électriques de sortie sont appliqués à un dispositif à seuil qui effectivement décide si le mécanisme de balayage est entrain de balayer un caractère noir ou une région de fond lumineux. Les signaux d'information identifiant la position du faisceau d'exploration et 10 les signaux de caractère noir provenant des dispositfs à seuil sont appliqués au système de reconnaissance logique qui agissent de façon à identifier le caractère balayé. Dans de tels systèmes, il est nécessaire de fournir une tension de niveau de référence, appelée tension de niveau d'écrêtage ou niveau d'écrêtage, comparée aux signaux électroniques pour déterminer si le signal 15 électronique est ou n'est pas à identifier comme un signal noir sur un signal blanc, ( Les termes "noir" et "blanc" sont utilisés ici en référence respectivement, aux caractères et aux fonds-, et bien que le caractère soit normalement noir et le fond normalement blanc, il n'est pas dans notre intention que les mots "noir" et "blanc" soient utilisés ici pour être strictement limités aux 20 couleurs noire,blanche). Dans l'art antérieur, le niveau d'écrêtage est un pourcentage fixé de niveau de crête noire moins celui de crête blanche. C'est-à-dire un système était prévu pour détecter l'amplitude la plus positive correspondant aux crêtes noires et l'amplitude la moins positive correspondant aux crêtes blanches, dans 25 une période de temps prédéterminée et engendrant un niveau d'écrêtage en réponse à ces deux signaux. Dans de tels systèmes, un niveau d'écrêtage quoique variant en fonction de la densité ou de la noirceur des caractères, reste un pourcentage fixe de crêtes noires, moins de crêtes blanches. Dans quelques sys.-tèmes, de façon à faire face à quelques problèmes spécifiques, tels que de 30 caractères très noirs ou très lumineux, différents décalages ou différents . pourcentages sont quelquefois prévus dans le générateur à niveau d'écrêtage. Ce dernier schéma n'est pas satisfaisant pour une grande échelle de densité de caractère. Généralement quand les caractères sont très denses, tels que ceux résultant 35 d'une machine à écrire ayant un ruban neuf le docunent contiendra une grande quantité de taches résultant d'un niveau élevé du bruit de fond (signaux parasites). D'autre part, pour un ruban de machine très vieux, le docunent contiendra une basse densité de caractères et aura un bruit de fond très petit. Si un générateur de niveau d'écrêtage est réglé à un pourcentage fixe, de noir moins 40 blanc suffisant pour éliminer le bruit de niveaux élevés de la première tache. wrvJ ORIGINAL 69 10795 2 2009223 il peut être alors insuffisant pour détecter les caractères de basse densité dans le dernier cas, le contraire est aussi vrai. En accord avec la présente invention un niveau d'écrêtage est engendré ayant un pourcentage de niveau d'écrêtage qui est une fonction de la densité 5 . de caractère. C'est-à-dire, pour une grande densité de caractères résultant de signaux de niveau noir de haute amplitude, le niveau d'écrêtage aura un pourcentage relativement élevé de crête noire moins les crêtes blanches, tandis que pour un caractère de basse densité le niveau d'écrêtage aura un pourcentage relativement bas de crêtes noires moins les crêtes blanches. Ceci est accom-10 pli en connectant les crêtes noires et blanches à un amplificateur différentiel ayant des résistances externes choisies de façon à fournir une tension différentielle proportionnelle à la différence entre un premier multiple de la crête noire et un second multiple de la crête blanche. Le dernier signal est ajouté au signal de fond blanc pour fournir le niveau d'écrêtage. 15 La figure 1 est un schéma simplifié partiel et un diagramme schématique partiel illustrant une réalisation préférée de la présente invention fonctionnant en relation avec un dispositif de balayage optique. La figure 2 illustre des exemples de forme d'onde produite par un-dispositif de balayage optique. 20 L'invention sera décrite en relation avec un lecteur de caractères opti ques qui fonctionne dans le mode suivant : la courbe du premier caractère détecté est suivie par le dispositif de balayage optique dans un but de normalisation. Seule la courbe du premier caractère est suivie mais tous les autres caractères restants dans la ligne sont balayés par le dispositif de balayage 25 de détection. Plusieurs types de dispositifs de balayage de détection sont bien connus dans l'art et le type particulier utilisé n'est pas important dans la présente invention. Durant le balayage de normalisation suivant la courbe, les crêtes noires et blanches sont détectées pour fournir le signal différentiel nécessaire pour engendrer la tension de niveau d'écrêtage. Le signal 30 différentiel qui est engendré est maintenu pendant le balayage des caractères restant dans une ligne. Il est à remarquer que bien que l'invention soit décrite en conjonction avec un lecteur de caractère optique fonctionnant en accord avec le format ci-dessus, le format n'a aucune importance dans la présente invention. ,35 En se référant à la figure 1, on montre un système de balayage illustré généralement en 10, un détecteur de crêtes blanches 12, un détecteur de crêtes noires, 14, une paire d'amplificateurs opérationnels 16 et 32, une paire d'émetteurs suiveurs 20 et 28 un condensateur 22 et un circuit de maintien et de poursuite 30. La sortie du dispositif de balayage 10 qui est connectée au 40 détecteur de crête 12 et 14 est un signal électronique ayant le niveau supé- BAD ORIGINAL 69 10795 3 2009223 rieur proportionnel à la noirceur des caractères du document balayé et un niveau inférieur proportionnel à la blancheur du fond de document. De façon à détecter les crêtes noires et blanches, pendant le balayage du suiveur de la courbe, on connait bien dans l'art l'utilisation de démodulateur en amplitude 5 pour les détecteurs de crête. Ainsi, le détecteur de crête blanche 12 peut être un démodulateur en amplitude classique qui détecte l'enveloppe inférieure de la fréquence d'entrée et les détecteurs à crêtes noires 14 peuvent être un démodulateur en amplitude classique qui détecte l'enveloppe supérieure de la fréquence d'entrée. 10 Pendant le balayage suiveur de la courbe, comme bien connu dans l'art, la sortie du système de balayage 10 prendra la forme de nimporte quel signal de haute fréquence, c'est-à-dire 50 kc, ayant une enveloppe d'amplitude supérieure proportionnelle à la noirceur du caractère qui est balayé et une enveloppe d'amplitude inférieure proportionnelle à la blancheur du docunent adjacent au 15 caractère étant balayé. Si le caractère est pratiquement uniforme et qu'il n'y a aucune tache autour du caractère, les enveloppes supérieures et inférieures ne varieront pas. Un signal typique provenant du système de balayage pendant le balayage du suiveur de courbe est illustré dans une forme d'onde (a) de la figure 2, dans lequel la fréquence du signal 40 dépend de la fréquence du sui-20 veur de courbe, l'enveloppe d'amplitude supérieure, montrée par la ligne en pointillés 42, et proportionnelle à la noirceur du caractère balayé, et l'enveloppe d'amplitude inférieure illustrée par la ligne en pointillés 44 est proportionnelle au fond blanc du document adjacent au caractère balayé. Puisque le détecteur à crête 12 détecte l'enveloppe inférieure, un niveau de signal 25 qui est le même que le niveau de signal de la ligne en pointillés 44 apparaîtra à la sortie du détecteur à crête 12. Aussi, puisque le détecteur à crête 14 détecte l'enveloppe supérieure du signal d'entrée, le niveau de sortie du détecteur à crête 14 sera le mène que celui de la ligne en pointillés 42 de la forme d'onde (a). Les niveaux de sortie seront par la suite référés comme cri-30 te blanche et crête noire respectivement. La manière dont on s'est pris pour décrire la détection des crêtes blanches et noires dans un système de balayage optique n'est pas critique pour la présente invention, et en fait n'importe quel appareil ou quelle méthode connus pour détecter les crêtes blanches et noires fonctionneront avec la présente invention, qui sera maintenant décri-35 te. Les sorties des détecteurs à crête 12 et 14 sont connectées à un dispositif d'amplificateur différentiel comprenant un amplificateur opérationnel 16 et des résistances R. et R_. 1 2 Les amplificateurs opérationnels sont bien connus dans l'art et le gain 40 de l'amplificateur est déterminé par les résistances externes qui lui sont 69 10795 4 2009223 connectées. Pour un amplificateur monté en différentiel, tel que l'amplificateur opérationnel,16, ayant des résistances externes R. à R. connectées comme 1 4 montré, l'expression du gain est : _ R» (R. + RJ . _ , 2 Eq = 3 14 noir - R^ blanc R1 *R2 + R35 R1 où noir est le signal du détecteur de crête 14, blanc est le signal du détecteur de crête 12, E. est la tension de sortie de l'amplificateur 16, R. et R„ U 12 10 sont les résistances d'entrée R. est la résistance de référence et R. est la 3 4 résistance de réaction. Il ast connu dans l'art antérieur que lorsque R. » R. • R et R. • R. 1 R', * ^ 1 z a 4 l'expression ci-dessus se réduit à : 15 R* Eq » (noir - blanc) De façon à créer une tension de niveau d'écrêtage E^, la sortie Eq est ajoutée au niveau de fond blanc résultant dans l'expression : RI Ecl * ip (hoir - blanc) + blanc. Par la suite, les lettres B et N seront utilisées dans les équations pour 20 exprimer les termes blanc et noir, respectivement. L'expression ci-dessus pour Ecl résulte de la tension de niveau d'écrêtage qui varie avec la densité de caractère mais reste un pourcentage fixe de la différence entre les niveaux noir et blanc. Ce pourcentage est déterminé par le rapport de R' à R, et peut être changé en changeant ce rapport. Cependant, comme montré ci-dessus, on a 25 découvert qu'il est préférable d'avoir une tension de niveau d'écrêtage qui n'est pas un pourcentage fixe de la différence des niveaux noir et blanc. En accord avec la présente Invention, la résistance de réaction R^ est prise inégale à la résistance de référence Rg résultant d'une sortie EQ qui est proportionnelle à la différence entre un premier multiple du niveau noir 30 et un second multiple du niveau blanc où le multiple premier et le multiple second sont inégaux. Quand une sortie de cette nature est additionnée à une tension de fond blanc, le résultat est que une tension de niveau d'écrêtage correspondant à un pourcentage de noir - blanc, qui varie avec la densité des caractères. Pour un exemple spécifique, donnons aux résistances de R à R^ 35 les valeurs suivantes : R. = R_ = 4k ; R„ *= 12k et R. = 2k. 12 3 4 L'expression du gain de l'amplificateur devient ainsi : E0 = 1T " I = 1/2 {2l2S N " B)* 40 Dans l'expression suivante, le premier multiple est 2,25 et le second mul 69 10795 2009223 tiple est 1. L'expression pour devient : ECL = 1/2 C2'25N " B] + B Le tableau suivant illustre comment le pourcentage de (N - B) qui est E^, varie pour différentes valeurs du niveau de crête noire. Dans le tableau le niveau de crête blanche est présumé constant. Dans le tableau I, le niveau de 5 crête blanche est présumé être de - 4,0 volt et dans le tableau II le niveau de crête blanche est supposé être de - 3,0 volt. TABLEAU - I crête noire 2,250 2,25 N-B 1/2(2,25 N-B) 1/2(2,25N~B)+i: i %E CL -4 - 9,0 -5 - 2,5 - 6,5 - -3 - 6,75 - 2,75 - 1,4 -5,4 - 10 -2 - 4,5 - 0,5 . - 0,25 - 4,25 - -1 -2,25 + 1,75 + 0,88 - 3,12 30% 0 0 + 4 + 2,0 - 2,0 50% + 1 +2.25 + 6,25 + 3,13 -0,87 62% +2 ♦ 4,5 + 8,5 + 4,25 + 0,25 71% 15 +3 + 6,75 + 10,75 + 5,38 + 1,38 77% +4 + 9,0 + 13,0 + 6,5 + 2,5 81% BAD ORIGINAL 69 10795 B 200922 TABLEAU II ;rête noire 2,25 2,25 N-B 2,25 N-B 2 2,25 N-B 2 % E I CLi î L .1 - 3 - 6,8 - 3,6 - 1,9 - 4,9 ï - ] - 2 - 4,5 - 1,5 -.0,8 - 3,6 j i t -1 - 2,3 + 0,7 + 0,4 - 2,6 s 20% f ? 0 0 + 3,0 + 1,5 " 1.5 i 50% j j + 1 + 2,3 + 5,3 + 2,6 - 0,4 65% | + 2 + 4,5 + 7,5 + 3,8 + 0,6 i 76% ! f + 3 + 6,8 + 9,6 + 4,9 + 1,9 1 82% j + 4 + 9,0 + 12.-0 + 6,0 + 3,0 !i 66% | + 5 + 11,3 + 14,3 + 7,1 + 4,1 80% j Dans 1b tableau ci-dsssus la colonne de droite libellée "% Eq[_" représente le pourcentage du terme (N-B) qui est égale à E^. Notons que ce pour-centags croit avec une augmentation de la densité de caractère comme illustré par l'amplitude positive croissante de la crête noire dans la colonne la plus à gauche. Le tableau III dessous, illustre un autre exemple dans lequel = FL, = 4K, = 2K, R3 = 10K et la crête blanche est supposée constante et égale à - 3,5 volts. Dans ces. circonstances, = 1/2 (2,1 N-B). Bad ORigiNal 69 10795 7 2009223 TABLEAU III Crête noire 2,1 x N 2,1 x N-B 1/2(2,1N-B) 1/2(2,1N-B)+B %ecl - 3 - 6,3 - 2,8 - 1,4 - 4,9 - - 2 - 4,2 - 0,7 - 0,4 - 3,9 - - 1 - 2,1 + 1,4 + 0,7 " 2,8 28 0 0 + 3,5 + 1,8 - 1,7 50 f 1 + 2,1 + 5,6 + 2,8 - 0,7 62 + 2 + 4,2 + 7,7 + 3,8 + 0,3 69 + 3 + 6,3 + 9,8 + 4,9 + 1,4 75 ♦ 4 + 8,4 + 11,9 + 5,9 + 2,4 79 Il peut y avoir beaucoup de procédés et de circuits pour l'addition de la sortie Egjici appelée une sortie différentielle, à un signal de fond blanc, et un de cbs procédés et circuits est illustré dans la figure 1. On doit comprendre que le procédé de dérivation de niveau de fond blanc et le montage 15 particulier utilisé pour additionner le signal différentiel à un signal de fond blanc n'est pas critique pour la présente invention. Comme montré, ci-dessus l'invention est présumée fonctionner dans.la figure 1, avec un système d'identification de caractère optique qui effectue un balayage de normalisation suivant la courbe du premier caractère de la 20 ligne seulement, et effectue un type différent de balayage d'identification de tous les caractères de la ligne. Pendant le mode de suiveur de courbe, le commutateur 18 est fermé permettant ainsi à la tension différentielle provenant de l'amplificateur différentiel comprenant, l'amplificateur opérationnel 16 et les résistances de à R^, d'être appliquée à travers l'émetteur-sui-25 veur 20 au condensateur à mémoire 22 qui a une borne connectée à la terre en26. La tension différentielle emmagasinée sur le condensateur 22 est appliquée à travers 1'émetteur-suiveur 28 à un circuit de maintien et de poursuite 30. Le circuit de maintien et de poursuite représente la fonction d'un condensateur à mémoire de longue période. C'est-à-dire l'entrée du condensateur 22 69 10795 B 2009223 est maintenue à la sortie du circuit de maintien et de poursuite 30 pendant un long moment, suffisamment pour permettre au balayeur d'accomplir le balayage d'identification sur une ligne entière de caractères. Les circuits de poursuite et de maintien sont connus dans le brevet dépo-5 sé en France par la demanderrsse le 30.1.1968 sous le n° PV 8383 AM. La tension différentielle, apparaissant à la sortie du circuit de maintien et de poursuite 30, est appliquée à un dispositif d'amplificateur d'intégration comprenant un amplificateur différentiel 32, les résistances d'entrée R„ et R_. une résistance de référence R,, une résistance de réaction R„. On D b / o 10 suppose que les résistances de Rc à R. sont toutes égales et dans un exemple b o spécifique on suppose qu'elles sont égales à 2K., la tension de sortie à la borne 34 sera égale à la somme des tensions des bornes 30 et 36. La'tension à la borne 36 est égale à la tension de fond blanc et dans l'exemple spécifique décrit ici provient du détecteur de crête blanche 12. 15 Un exemple de ce type de signal qui apparait à la sortie du dispositif de balayage 10 pendant le balayage d'identification est illustré par une forme d'onde (b) de la figure 2. Dans la forme d'onde (b) le niveau inférieur représente le niveau de fond blanc et les impulsions représentent des excursions du faisceau de balayage à travers une portion du caractère noir. Pour 20 n'importe quel document donné, le niveau blanc de la forme d'onde (a) sera le même que le niveau blanc de la forme d'onde (b). Des tâches sur le document, peuvent produire des changements instantanés du niveau inférieur des formes d'onde. Puisque le détecteur de crête blanche 12 est un démodulateur en amplitude, et de plus, puisque l'excursion du faisceau de balayage à 25 travers le caractère noir se traduit par des impulsions courtes à haute fréquence, la sortie du détecteur à crête sera égale au niveau inférieur de la forme d'onde (b). Bienque l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur le dessin les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à un mode de 30 réalisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. 69 10795 g 2009223 REVENDICATIONS 1. Dans un système dé reconnaissance de caractère, qui procède par balayage optique d'un document et développe des signaux électriques proportionnels aux degrés de noir et de blanc détectés par le faisceau de balayage, générateur de niveau d'écrêtage caractérisé en ce qu'il comprend : 5 - un amplificateur différentiel à l'entrée duquel arrive d'une part un premier signal représentant les crêtes de noir et d'autre part un deuxième signal représentant les crêtes de blanc, et ledit amplificateur produisant un signal de sortie d'une amplitude proportionnelle à la différence entre un premier multiple dudit premier signal et un deuxième multiple dudit deuxième si-10 gnal, les dits premier et deuxième multiple étant inégaux et un moyen pour additionner ledit signal de sortie et un signal représentant le fond blanc du document. 2. Générateur de niveau d'écrêtage selon la revendication 1, caractérisé en 15 ce que ledit amplificateur différentiel comprend : - un amplificateur opérationnel ayant une première et une deuxième entrées différentielles et une sortie. - une résistance de réaction connectée entre la sortie et l'une des dites entrées différentielles. 20 - une résistance de référence connectée entre l'autre entrée différentiel le et une tension de référence, ladite résistance de référence étant différente de ladite résistance de réaction et - une paire de résistances d'entrée pour connecter les dits signaux d'entrée aux dites entrées différentielles. 25 3. Générateur de niveau d'écrêtage selon la revendication 2, où ladite résistance de référence est plus grande que laditB résistance de réaction.