DE4330815A1 - Marking of packs for the purpose of easy sorting - Google Patents

Marking of packs for the purpose of easy sorting

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DE4330815A1
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B61/00—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages
    • B65B61/02—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages for perforating, scoring, slitting, or applying code or date marks on material prior to packaging
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/3412—Sorting according to other particular properties according to a code applied to the object which indicates a property of the object, e.g. quality class, contents or incorrect indication
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F3/00—Labels, tag tickets, or similar identification or indication means; Seals; Postage or like stamps

Abstract

What is described is a method for the marking of packs which makes it possible to identify a pack which is even highly crumpled or which is recorded optically from numerous angles. For this purpose, the pack is printed with crude graphics which serve as an element of the design of the print, but which at the same time allow identification. By means of a special colouring, it is possible to generate a coding, which, by means of colour cameras and image computers, makes it possible automatically to recognise and separate out such a pack during the sorting of refuse.

Description

Im Rahmen der Wiederverwertung von Kunststoffen spielt die automatische Sortierung von Abfall in verschiedene, unterschiedlichen Recycling-Prozessen zuführbaren Fraktionen eine wichtige Rolle. Zur Wiederverwertung von Verpackungen im Rahmen des Dualen Systems Deutschland werden z. B. heute hauptsächlich physikalische, sehr aufwendige Trennverfahren wie Hydrozyklone und Schwimm-Sink-Becken eingesetzt, um Kunststoffe unterschiedlicher Dichte zu trennen. Diese nassen Verfahren verursachen hohe Betriebskosten durch die erforderliche Wiederaufbereitung des eingesetzten Wassers oder anderer Flüssigkeiten. Sie sind nicht in der Lage, Kunststoffe mit sehr ähnlichen Dichten wie PE und PP oder unterschiedlich gefärbte Kunststoffe zu trennen. Die zahlreich eingesetzten manuellen Sortierverfahren sind ebenfalls sehr kostenintensiv, stellen eine hohe Gesundheitsgefährdung für das Personal dar und liefern sehr schwankende Qualitäten.As part of the recycling of plastics, the automatic one Sorting waste into different, different recycling processes feedable fractions play an important role. For recycling packaging in the framework of the dual system Germany z. B. today mainly physical, very complex separation processes such as hydrocyclones and swim-sink basins used to make plastics different Separate density. These wet processes cause high operating costs through the necessary reprocessing of the water used or other liquids. You are unable to use plastics with a lot similar densities as PE and PP or different colored plastics to separate. The manual sorting methods used are numerous also very cost-intensive, pose a high health risk for the staff and deliver very fluctuating qualities.

Es sind rein optisch arbeitende Verfahren zur Trennung von Kunststoffen nach Form und Farbe mit Hilfe einer Kombination von Farbbildverarbeitung und NIR-Spektroskopie (Near InfraRed Spektroskopie) von MASSEN angemeldet worden (siehe z. B. Patentanmeldung P 43 20 331.0 und P 43 14 396.2). Auch diese Verfahren versagen, wenn die zu sortierenden Verpackungen keine dominierende Färbung aufzeigen, wie dies z. B. bei den ganzheitlich bedruckten Getränkekartons für Milch und Säfte der Fall ist. Diese aus komplizierten Verbundwerkstoffen hergestellten Verpackungen müssen unbedingt aussortiert werden, da sie nur über ganz spezielle, von den übrigen Kunststoffsorten getrennte Recyclingverfahren zu verarbeiten sind. Dies ist heute praktisch nur durch eine rein manuelle Sortierung möglich.They are purely optical processes for separating plastics for shape and color using a combination of color image processing and NIR (Near InfraRed Spectroscopy) spectroscopy from MASSEN have been registered (see e.g. patent application P 43 20 331.0 and P 43 14 396.2). These procedures also fail when the packaging to be sorted do not show a dominant coloration, as z. B. in the holistic printed beverage cartons for milk and juices. This out packaging made of complex composite materials is essential be sorted out because they are only very special, from the rest Plastic types must be processed in separate recycling processes. This is practically only possible today through purely manual sorting.

Es sind zwei Wege bekannt, die automatische optische Sortierung von Verpackungen zu ermöglichen:Two ways are known, the automatic optical sorting of packaging to enable:

  • a) durch Markierung der Verpackungen mit optisch im natürlichen oder nur im UV-Licht sichtbaren Markierungen wie Strichcodes oder 2-dimensionale Codes (siehe z. B. Prof. Henry Frankel: Detektierungs- und Sortierungsverfahren als Voraussetzung für erfolgreiches Recycling. EWvK Recyclingforum Wiesbaden, 7. 9. 1993). Diese Codes können in der Regel nur an wenigen Stellen der Verpackung aufgedruckt werden. Damit ist aber die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, daß sie für einen optischen Leser wie Strickcodeleser, Bildverarbeitungssystem mit Kamera o. ä. bei zerknüllten Verpackungen im Müllstrom nicht mehr sichtbar sind.
    Fluoreszierende Markierungen werden häufig im Bereich der Lebensmittel wegen ihrer Toxizität abgelehnt.     a) by marking the packaging with markings such as bar codes or 2-dimensional codes that are visible in natural light or only in UV light (see e.g. Prof. Henry Frankel: detection and sorting process as a prerequisite for successful recycling. EWvK Recyclingforum Wiesbaden, September 7, 1993). These codes can usually only be printed on a few places on the packaging. However, the probability is very high that they will no longer be visible to an optical reader such as a knitting code reader, image processing system with camera or the like in the case of crumpled packaging in the waste stream.
    Fluorescent labels are often rejected in the food sector because of their toxicity.
  • b) es gibt einen Vorschlag und ein erstes Funktionsmuster der Rheinisch- Westfälischen Elektrizitätswerke (RWE) mit Hilfe der Bildverarbeitung und Mustererkennung jede beliebige Verpackung in jeder beliebigen Lage und in jedem beliebig deformierten Zustand zu identifizieren und dann über eine Datenbank auf die eingesetzten Kunststoffe oder die anzuwendenden Recyclingsverfahren zu schließen.
    Es ist dem Fachmann der Mustererkennung und Bildverarbeitung allerdings bekannt, daß solche Identifikationsverfahren sicher, schnell und preiswert nur bei relativ kleinen Kollektiven, welche eine begrenzte Anzahl von Erscheinungsformen aufweisen, mit einer ausreichenden Erkennungssicherheit zu realisieren sind. Prinzipiell ist kein Mustererkennungssystem in der Lage, eine unendlich große Anzahl von Erscheinungsformen in endlicher Zeit zu lernen und wiederzuerkennen (1ster Grundsatz der Informations- und Codierungstheorie). Sogar wenn das Verfahren von RWE funktionieren könnte, wäre der Betriebsaufwand extrem hoch. Bei jeder neuen Verpackung, welche weltweit entsteht, müßte die Datenbank aller bestehenden Sortieranlagen angepaßt und diese neuen Verpackungen eingelernt werden. Das Verfahren von RWE hat daher eher akademische denn praktische Bedeutung.    b) There is a proposal and a first functional model of the Rheinisch-Westfälische Elektrizitätswerke (RWE) with the help of image processing and pattern recognition to identify any packaging in any position and in any deformed condition and then via a database on the plastics used or the close the recycling process to be applied.
    It is known to the person skilled in the art of pattern recognition and image processing, however, that such identification methods can only be implemented reliably, quickly and inexpensively with relatively small collectives, which have a limited number of manifestations, with sufficient recognition reliability. In principle, no pattern recognition system is able to learn and recognize an infinite number of manifestations in finite time (1st principle of information and coding theory). Even if the RWE process could work, the operating costs would be extremely high. With every new packaging that is created worldwide, the database of all existing sorting systems would have to be adapted and these new packaging learned. The RWE process is therefore of academic rather than practical importance.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Markierung und automatischen Erkennung von bedruckten Verpackungen, welches die oben genannten Nachteile nicht aufzeigt, kostengünstig herzustellen ist und die automatische Identifikation und Sortierung von Kollektiven von beliebig zerknüllten Verpackungen sicher, schnell und mit niedrigen Betriebskosten ermöglich. Das Verfahren besteht aus folgenden Schritten:The present invention relates to a method for marking and automatic detection of printed packaging, which corresponds to the above not mentioned disadvantages, is inexpensive to manufacture and the automatic identification and sorting of groups of any crumpled packaging safely, quickly and with low operating costs enabled. The process consists of the following steps:

  • a) der Designer des Verpackungsaufdrucks wählt aus einem definierten Katalog von kleinen graphischen Primitiven eines aus, um eine Gruppe von Verpackungen als Kollektiv zu markieren. Die graphischen Primitive sind kleine geometrische Anordnungen von farbigen Zeichen- oder Figurenelementen in einer definierten, vielseitig verwendbaren geometrischen Anordnung, wobei die eingesetzten m Farben aus einem beschränkten Katalog möglicher n Farbtöne, l Farbsättigungen und k Farbintensitäten ausgewählt werden. Durch die Auswahl und Anordnung einer Untermenge von Farben aus dem Katalog der verfügbaren Farben wird eine Codierung für das Kollektiv festgelegt.a) the designer of the packaging imprint chooses from a defined one Catalog of small graphic primitives from one to a group to mark packaging as a collective. The graphic primitives are small geometric arrangements of colored characters or Figure elements in a defined, versatile geometric Arrangement, the m colors used from one limited catalog of possible n color tones, l color saturations and k Color intensities can be selected. Through the selection and arrangement a subset of colors from the catalog of available ones Colors are coded for the collective.
  • b) der Designer entwirft den Verpackungsdruck so, daß das ausgewählte graphische Primitiv regelmäßig oder unregelmäßig innerhalb des Verpackungsdrucks so dicht auf der gesamten bedruckten Oberfläche erscheint, daß eine hohe Wahrscheinlichkeit erreicht wird, mit Hilfe von bildgebenden optischen Sensoren auch bei stark zerknüllten Verpackungen mindestens ein Primitiv zu erkennen. Hierzu kann er das Primitiv wiederkehrend isoliert in der zu bedruckenden Fläche einbringen und/oder es als gestaltendes, wiederkehrendes Element des Aufdrucks verwenden.b) the designer designs the packaging print so that the selected one graphic primitive regular or irregular within the packaging printing appears so close to the entire printed surface, that a high probability is reached with the help of imaging optical sensors even with very crumpled  Packaging to recognize at least one primitive. He can do this the primitive is recurrently isolated in the area to be printed bring and / or it as a design, recurring element of the Use imprint.
  • c) zur automatischen Sortierung von Verpackungen werden die Verpackungen im vereinzelten oder zusammenhängenden Müllstrom mit Hilfe eines oder mehrerer optischen Sensoren, insbesondere mit Farbkameras erfaßt, mit Hilfe der Mustererkennung und der digitalen Farbbildverarbeitung mindestens ein graphisches Primitiv erkannt und durch Auswertung der geometrischen Anordnung und/oder Farbcodierung als zu einem bestimmten Kollektiv und/oder Hersteller und/oder Produkt zugehörige Verpackung identifiziert.c) for the automatic sorting of packaging, the packaging in the isolated or coherent waste stream With the help of one or more optical sensors, especially with color cameras detected with the help of pattern recognition and digital color image processing recognized and by at least one graphic primitive Evaluation of the geometric arrangement and / or color coding as to a specific collective and / or manufacturer and / or product associated packaging identified.
  • d) die optische Sensoranordnung steuert nach Identifikation eine Sortiereinrichtung an, welche die Verpackung in einen für dieses Kollektiv vorgesehenen Behälter ausschleust.d) the optical sensor arrangement controls a sorting device after identification which packaging into one for this collective eject the intended container.

Das Verfahren sei beispielhaft anhand der folgenden Figuren erläutert:The method is explained by way of example with reference to the following figures:

Fig. 1 zeigt vier Beispiele für graphische Primitive, welche jeweils aus einem Kollektiv von 4 geometrisch angeordneten und farblich abgesetzten Elementen bestehen. Fig. 1 shows four examples of graphic primitives, each consisting of a collective of 4 geometrically arranged and contrasting elements.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel, wie mit jeweils einem graphischen Primitiv ein Verpackungsdruck gestaltet werden kann. FIG. 2 shows an example of how packaging printing can be designed with a graphic primitive in each case.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel für die Gestaltung eines Verpackungsdrucks unter Verwendung eines anderen graphischen Primitivs. Fig. 3 shows another example of the design of a packaging print using a different graphic primitive.

Fig. 4 zeigt eine weitere Möglichkeit, unterschiedliche Primitive für die gleiche Identifikation zu definieren. FIG. 4 shows a further possibility of defining different primitives for the same identification.

Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild einer Anordnung zur Erkennung der graphischen Primitive mit Hilfe der Farbbildverarbeitung und zur Aussortierung dieser so markierten Verpackungen. Fig. 5 is a block diagram showing an arrangement for detecting the graphical primitives by means of the color image processing and sorting of these so-labeled packages.

Wir erkären den Erfindungsgedanken beispielhaft aber nicht einschränkend anhand folgender Situation: ein Hersteller von Getränkeverpackungen liefert zwei unterschiedliche Verpackungsverbundkartons optimiert jeweils für die Verpackung von Milchprodukten (Typ A) und von sauren Fruchtsaftprodukten (Typ B). Diese Verpackungen sollen automatisch im Müllstrom erkannt, als Typ A oder Typ B identifiziert und getrennt ausgeschleust werden. Die Verpackung A wird von mehreren Molkereien, die Verpackung vom Typ B von mehreren Saftgetränkehersteller verwendet. Diese Hersteller möchten die Verpackung individuell nach werbestrategischen Gesichtspunkten gestalten und möglichst wenig Rücksicht auf die Markierungswünsche des Verpackungsherstellers nehmen.We explain the idea of the invention by way of example but not by way of limitation based on the following situation: a manufacturer of beverage packaging delivers two different packaging composite boxes optimized for each Packaging of dairy products (type A) and acid ones Fruit juice products (type B). This packaging should automatically in Waste flow recognized, identified as type A or type B and discharged separately become. The packaging A is used by several dairies, the packaging Type B used by several juice beverage manufacturers. These Manufacturers want the packaging to be customized according to advertising strategy criteria design and as little consideration for the Take the packaging manufacturer's marking requests.

Nach Fig. 1 vereinbart der Hersteller mit seinen Kunden eine Sammlung von zwei, im Aufdruck zu verwendenden graphischen Primitiven P1 und P2. Jedes Primitiv besteht aus vier farblich abgesetzten Elementen E1 bis E4. Für die Farbgebung stehen 16 Farbtöne F1 bis F16 zur Verfügung. Vereinfacht wird in diesem Beispiel vorausgesetzt, daß die Farbsättigung- und die Farbhelligkeitswerte vom Designer bei jeder Farbe beliebig eingesetzt werden können.According to FIG. 1, the manufacturer agrees with his customers a collection of two graphic primitives P1 and P2 to be used in the print. Each primitive consists of four contrasting elements E1 to E4. 16 colors F1 to F16 are available for the coloring. Simplified in this example it is assumed that the color saturation and the color brightness values can be used by the designer in any color.

Beispielhaft sollen alle Verpackungen vom Typ A das Primitiv P1, alle Verpackungen vom Typ B das Primitiv P2 enthalten. Ebenfalls sollen beispielhaft durch die Farbcodierung der jeweilige Kunde und die Produktvariante identifiziert werden können.As an example, all packaging of type A should be the primitive P1, all packaging of type B contain the primitive P2. Also intended to be exemplary by the color coding of the respective customer and the product variant can be identified.

Die Aufgabe des Aufdruckdesigners besteht darin, eine Gestaltung zu finden, bei welcher das für den Typ A und Typ B vereinbarte graphische Primitiv mit der für den jeweiligen Kunden und die jeweilige Produktvariante vereinbarten Farbidentifikation der Elemente so über die zu bedruckende Oberfläche verteilt werden, daß auch bei stark zerknüllten Verpackungen mindestens ein graphisches Primitiv sichtbar ist.The job of the imprint designer is to find a design in which the graphic agreed for type A and type B Primitive with that for the respective customer and the respective one Product variant agreed color identification of the elements via the printing surface to be distributed, even with very crumpled packaging at least one graphic primitive is visible.

Fig. 2 zeigt einige Beispiele hierfür. Das Primitiv P1 ist in zahlreichen unterschiedlichen Anordnungen, Größen und Kombinationen eingesetzt. Durch die Vielzahl der prinzipiell möglichen graphischen Primitiven behält der Designer eine hohe Gestaltungsfreiheit, so daß werbestrategische Forderungen und Forderungen einer überall sichtbaren Markierung sich nicht widersprechen. Da Mustererkennungsverfahren bekannt sind, welche eine bildhafte Vorlage nach Mustern gleichen Typs, aber unbekannter Drehlage und Vergrößerung (rotations- und skaleninvariante Erkennung) absuchen, können dem Graphiker durch freie Wahl der Vergrößerung und Drehlage zusätzliche gestalterische Freiheiten zur Hand gegeben werden. FIG. 2 shows some examples of this. The primitive P1 is used in numerous different arrangements, sizes and combinations. Due to the large number of graphic primitives that are possible in principle, the designer retains a high degree of design freedom, so that strategic demands and demands of a marking that is visible everywhere do not contradict each other. Since pattern recognition processes are known which search for a pictorial template based on patterns of the same type but with unknown rotation position and magnification (rotation and scale invariant detection), the graphic designer can be given additional creative freedom by freely selecting the magnification and rotation position.

Die vorgestellten Symbole sind nur als Beispiel zu verstehen. Selbstverständlich können auch Buchstaben, Ziffern, ganze Pictogramme oder Figuren als graphische Primitive verwendet werden. Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die Gestaltung des Aufdrucks einer Apfelsaftverpackung mit dem graphischen Primitiv P2.The symbols presented are only to be understood as examples. Of course, letters, numbers, entire pictograms or figures can also be used as graphic primitives. Fig. 3 shows an example of the design of the printing of an apple juice packaging with the graphic primitive P2.

Erfahrungsgemäß können zur Erweiterung der gestalterischen Freiheit des Designers auch mehrere unterschiedliche Primitive für eine gemeinsame Produktgruppe definiert werden, indem diese so ausgelegt werden, daß sie eine gemeinsame Elementanordnung aufzeigen. Fig. 4 gibt ein Beispiel für zwei unterschiedliche Primitive P3 -1- und P4 -2-, welche eine gemeinsame Produktgruppe bezeichnen. Durch Überlagerung -3- beider Bilder wird die gemeinsame Struktur sichtbar. Mit einer Bildschablone -4-, welcher dieser gemeinsamen Struktur entspricht, kann mit dem Fachmann der Digitalen Bildverarbeitung bekannten Mitteln des Bildvergleichs (template matching) automatisch in einem solchen Bild diese Primitive unabhängig vom übrigen Bildinhalt gefunden werden.Experience has shown that in order to expand the design freedom of the designer, several different primitives can be defined for a common product group by designing them in such a way that they show a common element arrangement. Fig. 4 shows an example of two different primitives P3 - 1 - and P4 - 2 - denoting a common product group. By superimposing - 3 - the two images, the common structure becomes visible. With an image template - 4 - which corresponds to this common structure, these primitives can be automatically found in such an image independently of the rest of the image content by means of image matching (template matching) known to the person skilled in the art of digital image processing.

Die Farbcodierung kann als eine reine Codierung der Farbtöne oder als eine Codierung von Farbton und/oder Farbsättigung und/oder Farbintensität festgelegt werden. Werden alle drei Komponenten Farbton, -sättigung und -intensität mit einer Bedeutung belegt, so wird erfindungsgemäß zweckmäßigerweise das üblicherweise im RGB Farbraum anliegende Signal der Farbkameras in den IHS (Intensity = Farbintensität, Hue = Farbton, Saturation = Farbsättigung) umgerechnet und die Farberkennung z. B . nach den in der unten genannten P 39 06 215.5 genannten Farbklassifikationsverfahren durchgeführt. Es sind dem Fachmann der Bildverarbeitung eine Reihe anderer Farbklassifikationsverfahren bekannt, auf die hier nicht weiter eingegangen zu werden braucht. Die Belegung einer Anordnung von Farben mit einem Code, z. B. mit einem n- aus m Code sind bekannt und brauchen hier nicht weiter behandelt werden.The color coding can be as a pure coding of the hues or as one Coding of hue and / or color saturation and / or color intensity specified become. All three components are hue, saturation and intensity assigned a meaning, so according to the invention expediently the signal usually present in the RGB color space of the color cameras in the IHS (Intensity = color intensity, Hue = color tone, Saturation = color saturation) and the color detection z. B. to the color classification procedure mentioned in P 39 06 215.5 below carried out. There are one skilled in the art of image processing A number of other color classification methods are known, which are not discussed here needs to be received. The assignment of an arrangement of colors with a code, e.g. B. with an n- from m code are known and need not dealt with here.

Für die automatische Erkennung von erfindungsgemäß markierten Verpackungen wird nach Fig. 5 der vereinzelte Müllstrom -1- mit einer oder mehreren Farbkameras -2- erfaßt. Im Farbbildverarbeitungsrechner -3- wird das digitalisierte Farbbild nach Mustern, welche aus dem Farbkatalog F1 bis F16 bestehen untersucht. Ein besonders schnelles Verfahren hierfür ist in der Patentanmeldung P 39 06 215.5 von MASSEN beschrieben. Hierin ist ein Verfahren dargestellt zur automatischen Wiedererkennung von Farbmustern, welche vorher in einer Trainingsphase gelernt wurden, angewandt auf den Problemkreis der Erkennung von Pflanzen und Teilen von Pflanzen. Analog können die vorgegebenen Farben mit einem Farbbildverarbeitungssystem gelernt werden und im erfaßten Farbbild des Mülls wiedergefunden werden. For the automatic recognition of packages marked according to the invention, the individual waste stream 1 - is recorded with one or more color cameras 2 - according to FIG . In the color image processing computer - 3 - the digitized color image is examined for patterns consisting of the color catalog F1 to F16. A particularly fast method for this is described in the patent application P 39 06 215.5 from MASSEN. This shows a method for the automatic recognition of color patterns that were previously learned in a training phase, applied to the problem area of recognizing plants and parts of plants. Analogously, the specified colors can be learned with a color image processing system and can be found in the color image of the garbage.

Erfindungsgemäß werden durch bildpunktweisen Vergleich jedes Farbbildpunktes der Müllszene mit den gelernten Farbklassen in einer ersten Stufe Farbklassenbilder -4- erzeugt. Ein Farbklassenbild ist ein ikonisches, d. h. in Form von Bildpunkten gespeichertes Bild, bei welchem jedem Bildpunkt die Zugehörigkeit zu einer Farbklasse zugeordnet ist. So ist z. B. bei dem Klassifizieren einer Bildszene in 15 vorher gelernten Farbklassen jedem Bildpunkt ein Code zugeordnet, welcher aussagt, ob dieser Bildpunkt zu einer dieser Farbklassen gehört. Eine Codenummer wird für die Klasse "unbekannt" reserviert. In einer 1-aus-16-Codierung können daher 15 Farbklassenbilder in einem Bildspeicher mit einer Speichertiefe von 16 Bit abgelegt werden, wobei von den 16 Bit immer nur eines gesetzt ist. Falls die Klassenzugehörigkeit im Dualcode abgelegt ist, reichen hierfür 4 Bit aus.According to the invention, color class images 4 are generated in a first stage by comparing each color image point of the garbage scene with the learned color classes. A color class image is an iconic, ie stored in the form of pixels, in which each pixel is assigned to a color class. So z. For example, when classifying an image scene in 15 previously learned color classes, a code is assigned to each pixel, which indicates whether this pixel belongs to one of these color classes. A code number is reserved for the class "unknown". In a 1-out-of-16 coding, 15 color class images can therefore be stored in an image memory with a memory depth of 16 bits, only one of the 16 bits being set. If the class membership is stored in the dual code, 4 bits are sufficient for this.

Erfindungsgemäß wird das Farbbild der Müllszene zuerst in Farbklassenbilder zerlegt. Ein weiterer Erfindungsgedanke besteht darin, ein neues binäres Zwischenbild -5- zu erzeugen, bei dem alle Bildpunkte markiert sind, welche zu einer der zugelassenen Farbklassen gehören.According to the invention, the color image of the garbage scene is first broken down into color class images. Another idea of the invention is to generate a new binary intermediate image - 5 - in which all the pixels are marked which belong to one of the approved color classes.

Erfindungsgemäß wird dieses Bild mit den Methoden der Mustererkennung auf das Vorhandensein zugelassener graphischer Primitive untersucht. Diese Mustererkennung ist besonders einfach durchzuführen, da sowohl das graphische Primitiv als binäres Muster als auch das Zwischenbild als Binärbild vorliegen. Die Mustererkennung kann in diesem Fall auf den korrelativen Vergleich eines Binärbildes mit einer ebenfalls binären Bildschablone (template) zurückgeführt werden. Bei relativ kleinen Mustern lassen sich solche Bildkorrelationen durch spezielle 2-dimensionale Korrelationsbausteine in eine Korrelationsprozessor -6- in Videoechtzeit durchführen.According to the invention, this image is examined for the presence of approved graphic primitives using the methods of pattern recognition. This pattern recognition is particularly easy to carry out, since both the graphic primitive is in the form of a binary pattern and the intermediate image is in the form of a binary image. In this case, the pattern recognition can be traced back to the correlative comparison of a binary image with a likewise binary image template. In the case of relatively small patterns, such image correlations can be carried out in video real time by means of special 2-dimensional correlation modules in a correlation processor - 6 .

Ist mindestens ein Primitiv aufgefunden worden, so wird im zugehörigen Farbklassenbild an der entsprechenden Stelle die Farbe der einzelnen Elemente des graphischen Primitivs bestimmt und damit der Produzent und die Produktgruppe identifiziert. Hieraus bestimmt der Auswurfrechner -7- zeitrichtig den Ejektor -8- für dieses auszuschleusende Produkt. Gemäß der großen Anzahl der in der erfindungsgemäßen Markierung unterzubringenden Informationen kann in eine große Anzahl von Verpackungsklassen sortiert werden.If at least one primitive has been found, the color of the individual elements of the graphic primitive is determined at the appropriate place in the associated color class image and the producer and the product group are thus identified. From this, the ejection computer - 7 - determines the ejector - 8 - for this product to be ejected. According to the large number of information to be accommodated in the marking according to the invention, a large number of packaging classes can be sorted.

Nach der Erkennung wird die Verpackung, beispielhaft mit pneumatischen Ejektoren -8- in einen entsprechenden Behälter aussortiert.After recognition, the package is, by way of example with pneumatic ejectors - sorted out in an appropriate container -. 8

Claims (13)

1. Verfahren zur sortierfreundlichen Markierung von Verpackungen, dadurch gekennzeichnet,
daß der Aufdruck einer Verpackung nach folgenden Schritten gestaltet wird
  • a) der Designer der Verpackungsaufdrucks wählt aus einem definierten Katalog von graphischen Primitiven mindestens eines aus, um eine Gruppe von Verpackungen zu markieren, wobei die graphischen Primitive im Vergleich zur Verpackungsgröße kleine geometrische Anordnungen von farbigen und/oder schwarz/weißen Zeichen- oder Figurenelementen in einer definierten, innerhalb des gestalterischen Aufdrucks vielseitig verwendbaren Anordnung sind, die eingesetzten Farben aus einem definierten Katalog von Farbtönen und/oder Farbsättigungen und/oder Farbintensitäten ausgewählt werden und durch die Auswahl des oder der graphischen Primitive und/oder der Farben eine identifizierende Codierung für die Verpackung und/oder ihren Inhalt und/oder Produzenten und/oder weiterer produktrelevanter Daten festgelegt wird.
  • b) der Designer entwirft den Verpackungsdruck so, daß das ausgewählte graphische Primitiv regelmäßig oder unregelmäßig innerhalb des Verpackungsdrucks so dicht auf der gesamten bedruckten Oberfläche erscheint, daß eine hohe Wahrscheinlichkeit erreicht wird, mit Hilfe von bildgebenden optischen Sensoren auch bei stark zerknüllten oder aus einer Vielzahl von Ansichten erfaßten Verpackungen mindestens ein Primitiv zu erkennen wobei das Primitiv wiederkehrend isoliert in der zu bedruckenden Fläche und/oder es als gestaltendes, wiederkehrendes Element des Aufdrucks eingesetzt wird.
1. A method for sorting packaging in a manner which is easy to sort, characterized in that
that the printing of a packaging is designed according to the following steps
  • a) the designer of the packaging imprint selects at least one from a defined catalog of graphic primitives in order to mark a group of packaging, the graphic primitives in comparison to the packaging size small geometric arrangements of colored and / or black / white drawing or figure elements in a defined arrangement that can be used in a variety of ways within the design print, the colors used are selected from a defined catalog of color tones and / or color saturations and / or color intensities and, through the selection of the graphic primitive and / or the colors, an identifying coding for the Packaging and / or its content and / or producers and / or other product-related data is determined.
  • b) the designer designs the packaging print in such a way that the selected graphic primitive appears regularly or irregularly within the packaging print so closely on the entire printed surface that a high probability is achieved with the aid of imaging optical sensors, even with heavily crumpled or from a large number to recognize at least one primitive from views of the packaging, the primitive being recurrently isolated in the surface to be printed and / or being used as a design, recurring element of the print.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewählten graphischen Primitive in beliebiger Drehlage und/oder Vergrößerung im Aufdruck wiederkehrend eingebracht sind.2. The method according to claim 1, characterized in that that the chosen graphic primitives in any rotational position and / or Enlargement in the print are recurring. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Identifikation eines Produktes gleichzeitig mehrere graphische Primitive festgelegt werden, welche der Designer beliebig einsetzen kann wobei die Primitive so gewählt sind, daß sie bei gegenseitiger Überlagerung eine Schnittmenge von Bildpunkten ergeben, welche als Suchschablone in einem Mustervergleich dienen kann. 3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that that several graphic at the same time to identify a product Primitives are defined, which the designers use arbitrarily The primitives can be chosen so that they are mutually exclusive Superimposition result in an intersection of pixels, which can serve as a search template in a pattern comparison.   4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle oder Teile des Primitivs nur unter Fluoreszensbedingungen sichtbar sind.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that all or part of the primitive is only under fluorescent conditions are visible. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einige der geometrischen Elemente des graphischen Primitivs zur geometrischen Kalibrierung sowie zur Identifikation von Drehlage und Vergrößerung dienen.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that some of the geometric elements of the graphic primitive are used to geometric calibration as well as for the identification of rotational position and Serve magnification. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einige Elemente des graphischen Primitivs Farbreferenzen darstellen.6. The method according to claim 1 to 6, characterized in that some elements of the graphic primitive represent color references. 7.Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Auswahl der Primitive und/oder der Belegung seiner Elemente mit unterschiedlichen Farben ein Code aufgebaut wird, welcher die Identifikation des Verpackungsmaterials erlaubt sowie weitere, das Produkt spezifizierende Informationen enthält.7.The method according to claim 1 to 6, characterized in that from the selection of primitives and / or the assignment of its elements a code is built with different colors, which allows the identification of the packaging material as well as others that Contains product specifying information. 8. Verfahren zur automatischen Sortierung der nach Anspruch 1 markierten Verpackung dadurch gekennzeichnet,
daß die unzerstörten oder zerknüllten Verpackungen mit Hilfe eines der mehrerer optischen Sensoren, insbesondere mit Farbkameras erfaßt werden und mit Hilfe der Mustererkennung und der digitalen Bildverarbeitung mindestens ein graphisches Primitiv erkannt und durch Auswertung der geometrischen Anordnung und/oder Farbcodierung identifiziert wird.8. A method for automatic sorting of the packaging marked according to claim 1, characterized in that
that the undestroyed or crumpled packaging is detected with the aid of one of the several optical sensors, in particular with color cameras, and with the aid of pattern recognition and digital image processing, at least one graphic primitive is recognized and identified by evaluating the geometric arrangement and / or color coding. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe von Farbkameras ein Bild der Verpackung gewonnen wird, das Farbbild in Farbklassen zerlegt wird, wobei diese Farbklassen dem Katalog der zugelassenen Farben entsprechen und daß mit Verfahren der Mustererkennung aus den Farbklassenbilder die graphischen Primitive automatisch detektiert werden. 9. The method according to claim 7, characterized in that with the help of color cameras obtained an image of the packaging the color image is broken down into color classes, these color classes correspond to the catalog of approved colors and that with procedures the pattern recognition from the color class images the graphic Primitives can be detected automatically.   10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Farbklassenbilder ein Zwischenbild erzeugt wird, bei welchem nur diejenigen Bildpunkte markiert sind, deren Farbklasse mit einer der im Katalog zugelassenen Farben übereinstimmt und daß graphische Primitive in diesem Zwischenbild durch Mustervergleich mit einem auf eine binäre Schablone reduziertem graphischen Primitiv gesucht werden.10. The method according to claim 8, characterized in that an intermediate image is generated from the color class images, in which only those pixels are marked whose color class is marked with one of the colors allowed in the catalog matches and that graphic Primitives in this intermediate picture by pattern comparison with a graphic primitive reduced to a binary template be searched for. 11. Verfahren zur automatischen Aussortierung von nach Anspruch 1 bis 8 markierten Verpackungen aus Abfall, dadurch gekennzeichnet, daß anhand der wiedergefundenen graphischen Primitive detektierten Verpackungen mit einer Auswurfeinrichtung in Behälter ausgestoßen werden, welche sich aus der Identifikation ergeben.11. A method for automatic sorting according to claim 1 to 8 marked packaging from waste, characterized, that detected based on the recovered graphic primitives Eject packaging into containers which result from identification. 12. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verpackungen an einer Anordnung von mindestens einer Farbkamera vorbeigeführt werden, daß mit Hilfe eines Farbbildrechners die graphischen Primitive nach Anspruch 1 erkannt werden, daß mit Hilfe eines Auswurfrechners ort- und zeitrichtig ein Auswurfmechanismus betätigt wird, welcher die Verpackung in hierfür vorgesehene Behälter auswirft.12. Arrangement for performing the method according to claim 7 to 10, characterized in
that the packaging is guided past an arrangement by at least one color camera, that the graphic primitives according to claim 1 are recognized with the aid of a color image computer, that an ejection mechanism is actuated with the help of an ejection computer at the correct time and location, which ejects the packaging into containers provided for this purpose. 13. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anlage nach Anordnung 11 in einer Anlage zur automatischen Sortierung von Abfällen eingebaut ist.13. Arrangement for performing the method according to claim 7 to 11, characterized in
that the system according to arrangement 11 is installed in a system for the automatic sorting of waste.
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