Читающий автомат — это специализированная машина, предназначенная для автоматического распознавания символов (цифр, букв, знаков) с бумажного носителя. Его основная задача — преобразовать визуальную информацию в цифровые сигналы, которые затем могут быть закодированы для компьютера. Результатом работы такого устройства может быть либо готовый оригинал-макет, напечатанный на принтере, либо управляющая программа для наборного автомата. Ключевое преимущество читающих автоматов заключается в возможности прямого ввода данных в вычислительные системы или системы автоматической обработки, минуя промежуточные этапы, такие как запись на перфокарты или другие машинные носители.
Принцип распознавания символов
В основе работы читающих автоматов лежит технология измерения степени поглощения света на микроскопических участках изображения. Поле считываемого знака делится на элементарные площадки размером около 0.1 мм². Для каждой такой площадки измеряется коэффициент черноты (поглощения света). Полученные данные затем сравниваются с эталонными образцами — обобщенными изображениями символов, хранящимися в памяти автомата. Важно отметить, что для успешного распознавания не требуется абсолютного совпадения с эталоном. Процесс сравнения продолжается до тех пор, пока не будет достигнута минимально допустимая погрешность, которая и характеризует степень сходства. В итоге формируется код, соответствующий конкретному символу, который на выходе преобразуется в электрические сигналы.
Технические системы измерения
Для анализа черноты участков изображения применяются две основные системы. Первая — сканирующего типа, аналогичная используемой в телевизионных камерах. Вторая — система параллельной дискретизации, где множество компактных светочувствительных элементов одновременно измеряют черноту многих элементарных участков. Эта система по своему принципу действия напоминает сетчатку человеческого глаза. В отличие от факсимильных аппаратов или телекамер, читающий автомат не просто преобразует изображение в сигнал, но и выполняет интеллектуальную обработку: отбраковывает сигналы от посторонних элементов, игнорирует незначительные детали и выделяет ключевую информацию для классификации символа.
Типы и сложность читающих автоматов
Существуют автоматы разной степени сложности, предназначенные для разных задач. Наиболее простые модели распознают стилизованные знаки специальной формы, например, цифры почтовых индексов. Более сложные устройства способны работать с текстами, напечатанными на простой пишущей машинке, однако наличие схожих по начертанию букв и низкое качество печати могут снижать достоверность распознавания. Вершиной эволюции являются многошрифтовые читающие автоматы, способные обрабатывать тексты, набранные различными машинописными и типографскими шрифтами. Их архитектура включает:
- Арифметико-логическое устройство для сравнения знака с эталоном.
- Оперативное запоминающее устройство для хранения эталонов одного-двух шрифтов.
- Внешнее запоминающее устройство для библиотеки из десятков шрифтов.
- Устройство программного управления.
По своей сложности такие автоматы сопоставимы с универсальной цифровой вычислительной машиной средней мощности. Их скорость чтения, с учетом всех вспомогательных операций (копирование документа, поиск строк), может достигать нескольких сотен знаков в секунду.
Развитие технологий и применение
К 1976 году появились опытные образцы автоматов для распознавания рукописных символов, в основном стилизованных цифр. В них вместо прямого сравнения с эталоном использовались методы анализа геометрической структуры изображения. Области применения читающих автоматов обширны и включают автоматизированную обработку банковских чеков, накладных, счетов, заявок, статистических отчетов и других документов, что значительно ускоряет и упрощает работу с большими массивами бумажной информации.
Примечание: В исходном тексте после описания читающих автоматов неожиданно начинается раздел, посвященный диоду Шоттки. Поскольку эта тема не относится к основной сути статьи о читающих автоматах, в данном пересказе она опущена для сохранения целостности и логики повествования.