AT2811U1

AT2811U1 - METHOD FOR DETECTING AND REPRESENTING THE COLOR OF OBJECTS

Info

Publication number: AT2811U1
Application number: AT0037498U
Authority: AT
Inventors: Dietmar Dr Litschel
Original assignee: Care Tec Gmbh
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 1999-04-26
Also published as: WO1999063312A1; DE29980077U1; AU4022599A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung und zur Darstellung der Farbe von Gegenständen, bei dem mindestens ein Sensor an den Gegenstand angelegt wird, der die jeweilige Farbe der Oberfläche des Gegenstandes im wesentlichen punktförmig erfaßt und bei dem eine Erfassung, Beurteilung und Ausgabe der Farbinformation erfolgt. Eine aussagefähige Information über die Farbe und das Muster eines Gegenstandes wird dadurch ermöglicht, daß der Sensor über eine bestimmte Wegstrecke über die Oberfläche des Gegenstandes geführt wird, daß während der Bewegung eine Mehrzahl von Meßwerten betreffend der Farbe erfaßt wird und daß im Anschluß daran eine Auswertung über die farbliche Struktur oder die Art des Gegenstandes erfolgt.The present invention relates to a method for detecting and displaying the color of objects, in which at least one sensor is applied to the object, which essentially detects the respective color of the surface of the object in a punctiform manner, and in which the color information is recorded, assessed and output he follows. A meaningful information about the color and the pattern of an object is made possible in that the sensor is guided over a certain distance over the surface of the object, that a plurality of measured values relating to the color are recorded during the movement and that an evaluation is subsequently carried out about the color structure or the nature of the object.

Description

AT 002 811 UlAT 002 811 Ul

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung und zur Darstellung der Farbe von Gegenständen, bei dem mindestens ein Sensor an den Gegenstand angelegt wird, der die jeweilige Farbe der Oberfläche des Gegenstandes im wesentlichen punktförmig erfaßt und bei dem eine Erfassung, Beurteilung und Ausgabe der Farbinformation erfolgt.The invention relates to a method for detecting and displaying the color of objects, in which at least one sensor is applied to the object, which essentially detects the respective color of the surface of the object in a punctiform manner and in which the color information is recorded, assessed and output .

Es sind Farberkennungssysteme für Blinde bekannt, die etwa in der Art eines Stiftes aufgebaut sind. Die Spitze dieses Stiftes wird an den Gegenstand angelegt, um die Farbe des entsprechenden Punktes zu erfassen. Dies erfolgt in der Weise, daß in der Spitze des Stiftes eine Lampe und ein entsprechender Sensor angeordnet sind. Die Lampe beleuchtet den Punkt, und der Sensor erfaßt ein entsprechendes Farbsignal. In einer entsprechenden Verarbeitungseinrichtung wird das Farbsignal analysiert und beispielsweise akustisch wiedergegeben. Die Klassifikation des Farbsignals erfolgt dabei nach Farbton, Helligkeit und Sättigung (Intensität).Color recognition systems for the blind are known, which are constructed approximately in the manner of a pen. The tip of this pen is placed on the object to capture the color of the corresponding point. This is done in such a way that a lamp and a corresponding sensor are arranged in the tip of the pen. The lamp illuminates the spot and the sensor detects a corresponding color signal. The color signal is analyzed in an appropriate processing device and, for example, reproduced acoustically. The color signal is classified according to hue, brightness and saturation (intensity).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, weitergehende Informationen über den analysierten Gegenstand zu erhalten. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Sensor über eine bestimmte Wegstrecke über die Oberfläche des Gegenstandes geführt wird, daß während der Bewegung eine Mehrzahl von Meßwerten betreffend der Farbe erfaßt wird und daß im Anschluß daran eine Auswertung über die zweidimensionale Struktur oder die Art des Gegenstandes erfolgt.The object of the present invention is to obtain further information about the analyzed object. According to the invention, this is achieved in that the sensor is guided over a certain distance over the surface of the object, that a plurality of measured values relating to the color are recorded during the movement and that an evaluation of the two-dimensional structure or the type of the object is subsequently carried out he follows.

Im einfachsten Fall kann dabei eine Statistik der einzelnen Bereiche eines Gegenstandes erstellt werden. So kann etwa bei Bewegung des Erkennungsstiftes über einen rot-grün gestreiften oder karierten Gegenstand eine Ausgabe erfolgen, die aussagt, daß zwei Drittel der Fläche rot und ein Drittel der Fläche grün sind, bzw. um welchen Grün- oder Rotton es sich dabei handelt. In einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch Aussagen über das Muster getroffen werden, falls die Oberfläche des Gegenstandes ein vorbestimmtes Farbmuster aufweist.In the simplest case, statistics of the individual areas of an object can be created. For example, when the detection pen is moved over a red-green striped or checkered object, an output can be output that states that two thirds of the area is red and one third of the area is green, or what shade of green or red it is. In a further embodiment of the method according to the invention, statements can also be made about the pattern if the surface of the object has a predetermined color pattern.

Je nach Anwendungsfall und Bedarf kann eine unterschiedliche Beurteilung und Ausgabe der Farbinformation erfolgen. Die Ausgabe kann beispielsweise verbal über einen Sprachgenerator erfolgen, so daß die Farbe beispielsweise mit "hellgrün" bezeichnet wird. Es ist allerdings auch eine Definition der Farbe durch Zahlenwerte möglich, wobei insbesondere Helligkeit und Sättigung als Zahlenwerte einer bestimmten Skala angegeben werden. Weiters ist es möglich, der Farbe einen bestimmten Ton zuzuordnen, wobei durch Art des Tons, Tonhöhe und Lautstärke die Farbeigenschaften codiert werden. Die Anzeige selbst kann akustisch über einen Tongenerator erfolgen, um Blinden die Möglichkeit der Erfassung der Farbe zu geben. Falls das Gerät für farbenblinde, jedoch sehende Personen, vorgesehen ist, kann die Farbinformation auf einem Display angezeigt werden. Insbesonders für Taubblinde ist eine taktile Anzeige möglich, die durch bewegliche Bolzen ausgefuhrt ist.Depending on the application and need, the color information can be assessed and output differently. The output can, for example, take place verbally via a speech generator, so that the color, for example, with " light green " referred to as. However, it is also possible to define the color by numerical values, in particular brightness and saturation being specified as numerical values on a specific scale. It is also possible to assign a specific tone to the color, the color properties being encoded by the type of tone, pitch and volume. The display itself can be done acoustically via a tone generator to give blind people the opportunity to record the color. If the device is intended for color-blind but sighted people, the color information can be shown on a display. Especially for the deaf-blind, a tactile display is possible, which is carried out by movable bolts.

In einer besonders begünstigten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung kann auch die Erkennung von vorbestimmten Bildern oder Gegenständen durchgeführt werden. Liegen 2 AT 002 811 Ul beispielsweise in einem Speicher die Abbildungen veischiedener Geldscheine vor, so kann dann, wenn der Erkennungsstift über eine der Banknoten geführt wird, in einem Mustererkennungsverfahren erkannt werden, um welche Banknote es sich dabei handelt. Dabei wird die Information der Farbverläufe, d.h. die Abfolge der einzelnen Farben verwendet. Wenn die Anzahl der zu erkennenden Bilder nicht übermäßig groß ist, ist zu diesem Zweck keine bestimmte Richtung einzuhalten, in der der Stift über das Bild, d.h. beispielsweise die Banknote geführt wird. In einem Ausschlußverfahren können die sicherlich nicht zutreffenden Bilder bzw. Banknoten ausgeschieden werden, bis nur mehr eine mögliche Lösung übrig bleibt. In der Folge kann dann der Wert der Banknote durch die Sprachausgabe wiedergegeben werden. Eine Vereinfachung der Rechenoperationen kann dadurch erfolgen, daß die Geschwindigkeit des Stiftes erfaßt wird, mit der dieser über den Gegenstand bewegt wird. Falls eine mechanische oder optische Geschwindigkeitserkennung vorgesehen ist, kann nicht nur der Verlauf der einzelnen Farben erfaßt werden, sondern auch die räumliche Ausdehnung der jeweiligen Farb-flächen aus der Dauer der Signale und der erfaßten Geschwindigkeit abgeleitet werden. So kann beispielsweise durch das Vorsehen mehrerer Sensoren aus der zeitlichen Differenz der Signalfolgen die Bewegungsgeschwindigkeit berechnet werden.In a particularly advantageous embodiment variant of the present invention, the recognition of predetermined images or objects can also be carried out. If, for example, 2 AT 002 811 Ul contains the images of various banknotes in a memory, then if the recognition pen is passed over one of the banknotes, it can be recognized in a pattern recognition process which banknote it is. The information of the color gradients, i.e. the sequence of individual colors used. For this purpose, if the number of images to be recognized is not excessive, there is no particular direction in which the pen should be over the image, i.e. for example, the banknote is kept. In a process of elimination, the images or banknotes that are certainly not applicable can be eliminated until there is only one possible solution left. The value of the banknote can then be reproduced by the voice output. Computing operations can be simplified by detecting the speed of the pen at which it is moved over the object. If mechanical or optical speed detection is provided, not only the course of the individual colors can be detected, but also the spatial extent of the respective color areas can be derived from the duration of the signals and the detected speed. For example, by providing several sensors, the speed of movement can be calculated from the time difference of the signal sequences.

Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist, daß die Farbinformationen punktweise erfaßt werden. Auf diese Weise kann der Datenfluß im Vergleich zu herkömmlichen Scannern, die die Bildinformation über flächige Bereiche hinweg erfassen wesentlich verringert werden. Erst dieser Schritt ermöglicht die Verringerung der Größe des Gegenstandes auf das Format eines etwas dickeren Kugelschreibers.It is essential to the present invention that the color information is recorded point by point. In this way, the data flow can be significantly reduced compared to conventional scanners that capture the image information across flat areas. Only this step enables the size of the object to be reduced to the format of a somewhat thicker ballpoint pen.

Weiters betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Erfassung und Darstellung der Farbe von Gegenständen, mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung der Oberfläche des Gegenstandes, einem Sensor zur Erfassung der Farbe der Oberfläche, einer Verarbeitungseinheit zur Verarbeitung der vom Sensor erfaßten Information und einem Ausgabe-Mittel zur nichtvisuellen Ausgabe der Farbinformation. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet ist, eine Mehrzahl von zeitlich aufeinanderfolgenden Meßwerten des Gegenstandes zu erfassen und eine Auswertung betreffend die Struktur oder Farbe des Gegenstandes durchzuführen.Furthermore, the present invention relates to a device for detecting and displaying the color of objects, with a light source for illuminating the surface of the object, a sensor for detecting the color of the surface, a processing unit for processing the information detected by the sensor and an output means for non-visual output of color information. The device according to the invention is characterized in that the processing unit is designed to record a plurality of temporally successive measured values of the object and to carry out an evaluation relating to the structure or color of the object.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, aus der enormen Informationsmenge, die ein farbiges Bild bietet, eine bestimmte Stichprobe herauszugreifen. Durch Analyse dieser Stichprobe, das ist die Farbinformation, die entlang einer bestimmten Wegstrecke erfaßt wird, können gewisse Aussagen über das Bild bzw. über die Oberfläche des betreffenden Gegenstandes getroffen werden. Auf diese Weise können nicht nur qualitative oder quantitative Aussagen über das Aussehen eines unbekannten Gegenstandes gemacht werden, sondern es kann auch ein bekannter Gegenstand erfaßt werden. Mit bekannter Gegenstand ist einerseits ein zweidimensionales Bild, wie etwa eine Banknote, oder die Oberfläche eines dreidimensionalen Gegenstandes gemeint. So kann beispielsweise gemäß der vorliegenden Erfindung das Aussehen aller in einem Supermarkt angebotenen Waren gespeichert werden, so daß zur Erfassung an der Kassa nicht mehr ein Barcode aufgesucht werden muß, um die Ware automatisch zu er- 3 AT 002 811 Ul kennen. Es ist lediglich erforderlich, die erfindungsgemäße Vorrichtung über die Verpackung oder Oberfläche der Ware zu fuhren, um diese zu erfassen.With the present invention it is possible to select a specific sample from the enormous amount of information that a colored image offers. By analyzing this sample, that is the color information that is recorded along a certain path, certain statements can be made about the image or the surface of the object in question. In this way, not only can qualitative or quantitative statements about the appearance of an unknown object be made, but also a known object can be detected. Known object means on the one hand a two-dimensional image, such as a banknote, or the surface of a three-dimensional object. For example, according to the present invention, the appearance of all the goods offered in a supermarket can be stored, so that a barcode no longer has to be searched for at the checkout in order to automatically recognize the goods. It is only necessary to move the device according to the invention over the packaging or surface of the goods in order to detect them.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es nicht nur möglich, behinderten Personen verbesserte Möglichkeiten zur Erfassung ihrer Umwelt zu geben, sondern auch eine Vielzahl von anderen Anwendungen abzudecken. 4With the present invention, it is not only possible to provide disabled people with improved ways of capturing their environment, but also to cover a variety of other applications. 4th

Claims

AT 002 811 Ul CLAIMS 1. Method for detecting and displaying the color of objects, in which at least one sensor is applied to the object, which detects the respective color of the surface of the object essentially in a punctiform manner, and in which detection, assessment and output the color information takes place, characterized. that the sensor is guided over a certain distance over the surface of the object, that a plurality of measured values relating to the color are recorded during the movement, and that an evaluation of the color structure or the type of the object follows.

2. The method according to claim 1, characterized in that a color pattern of the object is detected and output.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the color information detected over the distance is stored and compared with image data from stored images to carry out a recognition of predetermined images, such as banknotes.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the results of the detection are output by a voice output.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the results of the detection are output via an electronic interface.

6. Device for detecting and displaying the color of objects, with a light source for illuminating the surface of the object, a sensor for detecting the color of the surface at a predetermined measuring point, a processing unit for processing the information detected by the sensor and an output means for Non-visual output of the color information, characterized in that the processing unit is designed to record a plurality of temporally successive measured values of the object and to carry out an evaluation relating to the structure or color of the object.

7. The device according to claim 6, characterized in that the processing device is designed to carry out a pattern recognition.

8. The device according to claim 6 or 7, characterized in that the processing device is designed to recognize predetermined images which are stored in the processing unit, such as banknotes. 5