DE2435883A1

DE2435883A1 - Vorrichtung zum lesen kodierter informationen

Info

Publication number: DE2435883A1
Application number: DE19742435883
Authority: DE
Inventors: Vickram Sondhi; Harold Hyman Stein
Original assignee: Ferranti Packard Ltd
Current assignee: Ferranti Packard Ltd
Priority date: 1973-07-27
Filing date: 1974-07-25
Publication date: 1975-02-06
Also published as: JPS5045524A; GB1446512A; CA1022272A

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS

DIPL-ING ERNST RATHMANN

München 71,

Melchiorstr. 42

Unser Zeichen: A 12 895/Lh/fi

FERRANTI-PACKARD LIMITED 121, Industry Street TORONTO, ONTARIO Kanada

Zusatzanmeldung zu P 23 35 812.5

Vorrichtung zum Lesen kodierter Informationen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lesen kodierter Informationen, die sich auf den Flächen von beweglichen Gegenständen befinden, wobei die Informationen durch die Anwesenheit oder Abwesenheit von Informationsmarkierungen in einer vorgegebenen Orientierung, die mit dem Hintergrund in Kontrast stehen, zugeführt werden; mit einer Fernsehkamera zum Abtasten eines Bereichs, durch den die Gegenstände hindurchlaufen, einer Detektoreinrichtung , um in jedem von einer Vielzahl von regelmäßigen Zeitintervallen zu bestimmen, ob der Video-Ausgang der Fernsehkamera demjenigen entspricht, der sich aus den Informationsmarkierungen oder von einem Hintergrund ergibt und mit Einrichtungen zum Umformen des Video-Ausganges in Signale mit einem oder dem anderen von

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zwei Signal-Pegeln.

In der Patentanmeldung P 23 35 812.5 ist eine Vorrichtung dieser Art beschrieben, bei der eine Fernsehkamera die Oberfläche eines Gegenstandes abtastet, während dieser an der Kamera vorbeiläuft. Es sind dort Mittel vorgesehen, um den Video-Ausgang der Kamera in regelmäßigen Zeitintervallen abzutasten, um zu bestimmen, ob der Ausgang über oder unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt. Die entstehenden Signale sind Impulse, die den einen oder den anderen von zwei Werten haben und die Dauer der Impulse wird überprüft, um den Informationsgehalt der Signale festzustellen.

Bei dieser Vorrichtung können Schwierigkeiten auftreten infolge der Veränderung der Basis-Höhe (base level) des Ausgangs der Fernsehkamera. Es ist ein Charakteristikum von einigen Kameratypen, daß bei einem Bild mit gleichförmiger Helligkeit der Video-Ausgang der Kamera im Bereich der Mitte der Abtastung stärker ist als an den Rändern. Diese Nicht-Linearität kann zu Schwierigkeiten führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die vorgenannten Wachteile vermeidet.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch Korrektureinrichtungen, die Veränderungen der Basishöhe der Video-Ausgangssignale kompensieren.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 schematisch eine Anzahl Pakete zeigt, die kodierte Etiketten tragen, die an einer Abtaststation vorbei-

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laufen.

Fig. 2 zeigt ein geeignetes Etikett zur Verwendung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 3 und 4 zeigen verschiedene Wellenformen, die beim Betrieb der Vorrichtung auftreten.

Fig. 5 zeigt schematisch in Blockform eine Schaltung zur Erzeugung einer Information vom Video-Ausgang der Fernsehkamera.

Fig. 6 zeigt einen Teil der Schaltung nach Fig. 5.

Fig. 7 zeigt eine Wellenform, die den Betrieb der Schaltung nach Fig. 6 darstellt.

Fig. 8 zeigt eine andere Ausfuhrungsform der Schaltung nach Fig. 6 und

Fig. 9 zeigt Wellenformen, die den Betrieb der Schaltung nach Fig. 8 erläutern.

Die Erfindung betrifft zwar allgemein die Entnahme und das Lesen kodierter Informationen von der Oberfläche eines Gegenstandes, der sich relativ zu einer Abtasteinrichtung bewegt, sie wird aber hier verwendet, die Etiketten von Paketen zu lesen, die kodierte Informationen z.B. über den Empfänger und den Inhalt enthalten. Als Folge davon können die Pakete automatisch sortiert und verteilt werden, ferner können z.B. Aufzeichnungen über den Inhalt und den Versand automatisch zusammengestellt werden.

Das Etikett nach Fig. 2 hat Bereiche 10, 14, die zur Information dienen, die an beiden gegenüberliegenden Seiten durch breite

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parallele Randmarkierungen 12 begrenzt sind, die auch als Ortsmarkierungen bezeichnet werden können, zwischen denen die Information angeordnet ist, so daß sie quer zu den parallelen Randmarkierungen abgetastet werden kann. Damit das Etikett auch Mitteilungen in normalem Text bzw. normaler Sprache auf seiner Oberfläche haben kann, ohne daß Störungen mit der kodierten Information eintreten, sind die beiden breiten Randmarkierungen 12 zweckmäßigerweise in einer anderen Farbe als schwarz oder dunkelblau gehalten. Die Ran&treüen 12 sind zweckmäßigerweise heller, z.B. rot, so daß sie mit dem Klartext kontrastieren. Wenn die kodierte Information abgetastet wird, wird die Oberfläche mit farbigem Licht (hier z.B. grün oder zyan) beleuchtet, das komplementär zur Farbe der Randstreifen 12 ist, so daß diese ebenso wie die kodierte Information in Kontrast zum Hintergrund schwarz erscheinen. Dies macht den Klartext unsichtbar für die Fernsehkamera. Beim Dekodieren der Information wird der Kontrast zwischen der kodierten Information und dem Hintergrund abgefühlt bzw. gemessen. Da die Abtastung nicht nur das Etikett sondern auch einen Teil der Fläche auf dem es angebracht ist und einen Teil der Förderbandes 16 umfaßt, sollten diese Teile zweckmäßigerweise mit den Markierungen kontrastieren. Die logische Schaltung für die Abfühlung der Information auf dem Etikett mißt und verarbeitet die Information jedoch in der Regel, unabhängig davon, ob die Oberfläche und das Förderband mit den Markierungen kontrastieren. Zweckmäßigerweise werden jedoch die Oberfläche, die Kodierung und die Beleuchtung so gewählt, daß der Hintergrund dunkel und die kodierte Information hell ist. Die vorzugsweise binär kodierte Information wird durch das Vorhandensein oder NichtVorhandensein von Markierungen 10 an einem spezifischen Or,t geliefert, wobei hier die Markierungen in Spalten, die durch den Abstand Sp und Reihen, die durch den Abstand S_n getrennt sind, vorliegen. Die roten Randmarkierungen 12 können z.B. dann schwarz ausgeführt sein, wennj<ein Klartext erforderlich ist. Die Bezeichnungen Reihe und Spalte sind in

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Bezug auf die Abtastung des Bildes des Etikettes in der Fernsehkamera gewählt, die (wenn das Etikett innerhalb der erforderlichen Winkeltoleranz liegt) quer zu den Randmarkierungen 12 oder von oben nach unten in Fig. 2 erfolgt, wobei die Abtastung von links nach rechts oder von rechts nach links in Fig. 2 vorgenommen werden kann.

Bei dem dargestellten Etikett wird ein binärer Kode benutzt, wobei zwei Reihen von jeweils paarweise angeordneten Felder oder Bereiche, die in Querrichtung einen Abstand voneinander haben,

entweder in einem Bereich des Paares oder im anderen Bereich eine Informationsmarkierung enthalten, außer am Beginn 10S, wo zwei Markierungen vorhanden sind, d.h. beide Bereiche eines Paares jeweils eine Informationsmarkierung enthalten. Somit ergibt sich eine einfache Paritätskontrolle an allen Orten oder Bereichen außer der Startposition. Wenn daher in der normalen Kodierposition die Spalten (die in Fig. 2 senkrecht verlaufen) zwei Markierungen tragen (abgesehen von der Startposition) oder keine Markierungen aufweisen, so kann ein Fehler in der Kodierung unterstellt werden. Obgleich nur vierzehn Kodierpositionen (einschließlich der Startpositionen) gezeigt sind, dient dies nur zur Erleichterung der Darstellung. Es kann jede beliebige Anzahl von Kodierpositionen vorgesehen werden, die nur durch die Größe des Etiketts begrenzt ist. Obwohl ferner nur eine Datenspalte und eine Datenparitätsspalte gezeigt sind, können jede beliebige Anzahl von Datenspalten verwendet werden, (vorzugsweise kombiniert mit einer Datenparitätszeile) wobei dies nur durch die Breite des Etiketts begrenzt ist. Die rechteckige Form der Markierungen ist nicht wesentlich, sie wird aber vorgezogen im Hinblick auf die geradlinige Abtastung und sie ist außerdem relativ einfach mittels eines üblichen Markierungs-Druckers, der den Ausgang eines Computers druckt, herzustellen.

Fig. 1 zeigt ein Förderband 16 mit einer Anzahl von Paketen, die

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willkürlich angeordnet sind innerhalb eines Bereichs für die parallelen Randmarkierungen 12 von etwa 20 auf jeder Seite der Linie, in der die Markierungen parallel zu der Bewegungsrichtung sind. Dieser Winkel von etwa 20° bildet geeignete Grenzen für das Ablesen der Information mit der gezeigten Anlage und mit einem relativ einfachen Computerprogramm. Vergleichbare Begrenzungen für eine Abweichung um die Achse senkrecht zur Betrachtungsrichtung und senkrecht und parallel zu den Transportrichtungen liegen entsprechend bei + 15° und + 30°.

Über dem Förderband ist eine Fernsehkamera 18 angeordnet mit einem Bildfeld auf dem Förderband, das durch den gestrichelten Bereich 20 dargestellt ist und einer Betrachtungsachse, die vorzugsweise senkrecht zur Ebene des Förderbandes verläuft. Aus Gründen der Einfachheit ist die Kamera 18 senkrecht oberhalb des waagerechten Förderbandes dargestellt mit einer senkrechten Betrachtungsachse. In der Praxis ist es jedoch oft zweckmäßiger, über dem Förderband einen 45°-Spiegel anzuordnen und die senkrechten Lichtstrahlen von der Etikette und dem Förderer um einen Winkel von 9O° zu einer waagerecht angeordneten Kamera umzulenken. In jadem Fall ist die Kamera so angeordnet, daß ihre Abtastlinien in einer vorgegebenen Zuordnung zurOrientierung der Pakete auf dem Förderer liegen. Bei der hier beschriebenen Ausfuhrungsform sind die Abtastlinien senkrecht zu den Randmarkierungen 12, wenn diese zwischen ihren Toleranzgrenzen verlaufen.

Zweckmäßigerweise wird der Betrachtungsbereich bzw. das Bildfeld für die Kamera 18 auf dem Förderer durch eine Fluoreszenz-Lichtquelle 24 und durch eine Stroboskop-Lichtquelle 26 beleuchtet. (Eine Stroboskop-Lichtquelle ist eine Lichtquelle, die über eine kurze gesteuerte Zeitspanne eingeschaltet und dann abgeschaltet wird). Um rote Randstreifen 12 verwenden zu können, die mit Klartext beschrieben werden können, jedoch im Kontrast zum Hinter-

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grund stehen sollen, wird das Etikett mit grünem Licht beleuchtet, so daß die schwarzen Markierungen IO und die roten Markierungen 12 für die Kamera einen ausreichenden Kontrast bilden. Obwohl es zweckmäßiger ist, die Informationsmarkierungen innerhalb des Standardbereiches der Farben eines Druckers zu wählen, ist es zum Zwecke der Dekodierung möglich, sowohl für die Informationsmarkierung, wie auch für die Randmarkierung jede beliebige Farbe zu verwenden, die in der verwendeten Beleuchtung mit dem Hintergrund des Etiketts kontrastiert.

Die Fernsehkamera tastet, wie bekannt, das in ihr erzeugte Bild ab, um einen elektrischen Ausgang zu erzeugen (der hier als Video-Ausgangssignal oder Abtastausgangssignal bezeichnet wird) worin dunkle und helle Bereiche, die durch jede Abtastlinie abgetastet werden, Signale mit großer und kleiner Amplitude erzeugen. Z.B. kann für die hellen abgetasteten Bereiche ein Signal mit größerer Amplitude und für dunklen ein solches mit kleinerer Amplitude vorgesehen werden. Wie bekannt schreitet die Abtastung Zeile für Zeile oder Linie für Linie iSSes Bildes ft>rt,wobei die Ergebnisse der Abtastung jeder Zeile nacheinander vom oberen zum unteren Ende des Bildes gebildet werden, wobei die Abtastsignale jeder Zeile durch Zeilen-Synchronisierungsimpulse getrennt werden, während die Bilder durch Bild-Synchronisierungsimpulse getrennt werden.

Wie ebenfalls bekannt, tastet die Fernsehkamera in einem Feld jede zweite Zeile der Zeilen, die zur vollständigen Abtastung des Bildes erforderlich sind ab, worauf im nächsten Feld die weggelassenen Zeilen abgetastet werden. Bei den hier beschriebenen Ausführungsformen kann jedes Bild oder Bildfeld (frame) als vollständige Abtastung des Bildes (image) angesehen werden, die durch Bild-Synchronisierungsimpulse getrennt werden.

.In der logischen Schaltung werden UND-Tore und ODER-Tore verwendet.

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Es wird jedoch angenommen, daß für jedes dieser logischen Elemente das inverse logische Gegenelement gesetzt werden kann unter Berücksichtigung des Richtungssinnes der Eingangs- und Ausgangssignale, die für jede Stufe erforderlich sind, Wenn somit ein UND-Tor genannt ist, so ist es von der Art, bei der Vorbereitungssingale (enabling signals) desselben Richtungssinnes an allen Eingängen gleichzeitig erforderlich sind, um einen Ausgang mit vorgegebenem Richtungssinn (sense) zu liefern, während die Ausgänge zu allen anderen Zeiten den anderen Richtungsinn haben. Wenn ein ODER-Tor genannt ist, so ist es von dem Typ, bei dem ein Vorbereitungssignal mit vorgegebener Richtung nur an wenigstens einem Eingang erforderlich ist, um einen Ausgang mit vorgegebener Richtung zu liefern, und das die entgegengesetzte Richtung nur dann liefert, wenn kein Vorbereitungssignal am Eingang anliegt. Somit soll ein UND-Tor auch ein NAND-Tor umfassen, das als UND-Tor mit umgekehrtem Ausgang betrachtet werden kann, während ein ODER-Tor auch ein NOR-Tor umfassen soll, das als ODER-Tor mit umgekehrtem Ausgang angesehen werden kann. In der Beschreibung wird der Zusammenhang zwischen der Richtung der Ausgangssignale einer Stufe und dem erforderlichen Eingang zur nächsten Stufe nicht näher erläutert. Es wird unterstellt, daß diese Zusammenhänge bekannt sind.' Ist die Richtung des Ausgangs einer Stufe entgegengesetzt zu der, die bei der nächsten Stufe erforderlich ist, so kann die notwendige Inversion ohne weiteres zwischen den Stufen durchgeführt werden.

Das Ausgangssignal der Video-Abtastung der Fernsehkamera, das in Fig. 3b gezeigt ist und von der Abtastung A in Fig. 3a abgeleitet worden ist, wird an Einrichtungen gelegt, die aus dem Video-Signal ein binäres Signal erzeugen, das eine Höhe (level) hat, wenn das Video-Abtastsignal helle oder Hintergrundflächen abtastet und das eine andere Höhe (level) hat, wenn das Video-Abtastsignal dunkle Bereiche, wie die Informationsmarkierungen oder die Randmarkierungen abtastet.

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Aus dem Video-Abtastausgang, der in Fig. 3b gezeigt ist, wird das binäre Signal der Fig. 3c erzeugt. Fig. 3b zeigt eine übliche, aber unerwünschte Eigenschaft des Abtast-Ausgangssignales, nämlich die Veränderung der Basishöhe (base level) für ein Bild mit gleichmäßiger Beleuchtung, dargestellt durch die Linie "Base Level" in Fig. 3b. Hier, wie bei anderen Typen von Fernsehkameras hat die Basishöhe bzw. das Basisniveau eine größere Amplitude im Bereich der Mitte der Abtastung als an den Rändern und, wie die Figur zeigt, kann die Differenz des Baäsniveaus größer sein als die maximale Schwankung zwischen der Helligkeit und der Dunkelheit. Ferner können unerwünschte Spitzen e durch · Rauschen oder auf statischem Wege entstehen, die jedoch nicht repräsentativ für das abgetastete Bild sind.

Fig. 6 zeigt eine Schaltung zum Umwandeln des Signales von Fig. 3b in die binäre Form nach Fig. 3c. Wie dargestellt wird das Video-Signal an einen Anschluß eines Analog/Digital-ümwandlers gelegt. Der Abtastausgang wird ferner an einen Verstärker 03 angeschlossen. Der Verstärker verstärkt die Niveaus (levels), um die Verluste in den nachfolgenden Abschnitten des Schaltkreises zu kompensieren und die Begrenzung von unerwünschtem Rauschen oder anderen Abweichungen des Signales zu unterstützen. Das Verstärkersignal hat die Form der Kurve nach Fig. 3b und es wird dann durch einen Spitzen-Begrenzer 04 geführt, wo unerwünschte positive Auslenkungen der Abtastspannung abgekappt, z.B. die Auslenkung e in Fig. 3b, und auf das durch den Spitzen-Begrenzer 04 gegebene Niveau gebracht werden. Ein solcher Begrenzer kann ferner vorgesehen werden, um übermäßige nach unten gerichtete Auslenkungen unerwünschter Stärke abzukappen. Der Ausgang des Begrenzers 04 wird dann an einen Anschluß eines Gleichrichters 05 gelegt, dessen andere Seite an eine Seite eines Kondensators 56 angeschlossen ist. Der Gleichrichter 05 ist so gepolt, daß er solche Ströme frei durchläßt, die auf Spannungen am Ausgang des Spitzenbegrenzers ansprechen, die höher sind als die am Kondensator 06_/

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während der Durchgang von solchen Strömen gesperrt wird, die auf Spannungen mit entgegengesetztem Sinn sich beziehen. Der Kondensator 06 und ein Widerstand 07 sind parallel zwischen den Gleichrichter und Erde geschaltet. Die Ausgangsseite des Gleichrichters 05 ist ferner an die feste Klemme eines Potentiometers 08 gelegt, dessen andere feste Klemme geerdet ist. Der verstellbare Schleifer des Potentiometers 08 ist an einen zweiten Eingang des Analog/Digital-Umformers angeschlossen.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist in Fig. 7 gezeigt, die vergrößert den Bereich 7-7 der Fig. 3b zeigt. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, schwankt das bereits abgekappte Signal S des Spitzenbegrenzers in der dargestellten Weise. Die gestrichelte Linie D stellt die Spannung dar, auf der Seite der fluktuierenden Spannung des Kondensators, die nicht geerdet ist, d.h. am Eingang zum Potentiometer. Die Spannung D steigt an und folgt dem Signal S wenn immer das letztere das erstere infolge der Leitung des Gleichrichters 05 zu übersteigen sucht. Wenn das Signal S unter die Spannung D am Kondensator fällt, läuft die Kondensatorspannung über den Widerstand 07 weg, der einen relativ hohen Widerstandswert hat, so daß der Spannungsabfall während der Auslenkung des Signals S nach unten gering ist, bzw. langsam erfolgt. Die Schaltung erzeugt somit an der variablen Seite des Kondensators 06 ein Signal D, das den Helligkeitsspitzen des Video-Abtastausganges folgt. Aus dem den Spitzen folgenden Signal wird ein Signal PL erzeugt, das etwa halbwegs zwischen den Spitzen und den Tälern des Signales S verläuft. Dieses Signal PL wird vom Signal D an den Eingang 02 des Analog-Digital-Umformers gelegt durch entsprechende Einstellung des Potentiometers 08. Das Signal S wird an eine Klemme 01 des Analog/Digital-Umformers gelegt. Das Signal PL liegt am anderen Anschluß 02 des Analog/Digital-ümformers.

Der vorstehend beschriebene Schaltkreis bildet den Block X von

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Fig. 5. In Fig. 5 erzeugt der Analog/Digital-Umwandler in bekanner Weise an einem Ausgang (hier als inverser Ausgang I bezeichnet) das Signal von Fig. 3c als Eingang zum Tor 4 und als Eingang zum Tor 3 das inverse Signal zu dem in Fig. 3c gezeigten Signal. Wenn das Ausgangssignal der Video-Abtastung in der Weise umgeformt wird, daß Spitzen aus den dunklen Bereichen des abgetasteten Bildes resultieren und Täler aus den hellen Bereichen, dann wäre die verwendete Technik dieselbe außer daß die Ausgänge bei D und I umgekehrt würden und damit der Ausgang D an den Eingang des Tores 4 und der Ausgang I an den Eingang/fles Tores 3 gelegt wird. Im Allgemeinen kann jedoch entweder D oder I an den Eingang des Tores 3 oder an den Eingang des Tores 4 gelegt werden, um an diese Tore das Signal von Fig. 3c oder seine Umkehrung zu legen entsprechend der verwendeten logischen Schaltung.

Die vorstehende Beschreibung gibt eine bevorzugte Methode zum Ableiten des Bezugssignales vom Video-Ausgang,das an die Klemme 02 gelegt wird, zu bestimmen, wenn der Video-Ausgang charakteristisch für abgetastete dunkle oder helle Bereiche ist. Andere Methoden zur Erzeugung dieses Bezugssignales vom Video-Abtastausgang selbst sind ebenfalls innerhalb der Erfindung verwendbar. Zum Rahmen der Erfindung gehören auch Methoden, um im Video-Ausgang den Übergang bei der Abtastung von hellen zu dunklen Bereichen und umgekehrt zu messen, wie in den Figuren 8 und 9 gezeigt ist.

Diese Figuren zeigen eine Methode zur Erzeugung des Signales für die Tore 3 und 4 aus der Änderungsgeschwindigkeit des Signales. Wie Fig. 8 zeigt, wird der Video-Ausgang nach Fig. 9a an eine Differenzierschaltung 30 (Fig. 8) gelegt, wodurch das in Fig. 9b gezeigte Signal erzeugt wird. In diesem stellen die schmalen Spitzen positive und negative Schwankungen infolge des Rauschens dar und die großen positiven und negativen Spitzen stellen entsprechend den Übergang und die Signalstärke von dunklen zu hellen und hellen zu dunklen Bereichen dar. Der Ausgang der Schaltung

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ist an einen Gleichrichter 32 gelegt, der so gepolt ist, daß die positiven Spitzen durchgehen, sowie an einen Gleichrichter 32, der die negativen Spitzen durchläßt. Der Ausgang des Gleichrichters 34 wird durch einen Inverter 36 umgekehrt. Ein Pegel-Diskriminator 38 (level discriminator) ist an den Ausgang des Gleichrichters 32 angeschlossen, um nur die positiven Impulse durchzulassen, die einen vorgegebenen Pegel übersteigen, womit nur die Impulse durchgelassen werden, die sich auf übergänge von dunkel zu hell beziehen. In gleicher Weise ist ein Pegel-Diskriminator 39 an den Ausgang des Inverters 36 angeschlossen, um nur die Impulse durchzulassen, die sich auf Übergänge von hell zu dunkel beziehen. Die Ausgänge der Diskriminatoren 38 und 39 sind entsprechend an den Stell-Anschluß und den Rückstellanschluß eines bistabilen Kreises angeschlossen. Der bistabile Kreis 41 liefert an einer Ausgangsklemme (z.B. D) einen Ausgang mit einer Höhe bzw. einem Pegel als Folge eines Stell-Impulses und einen Ausgang mit einem anderen Pegel als Folge eines Rückstell-Impulses sowie an der Ausgangsklemme I die Umkehrung des Ausganges D. Der Ausgang I des bistabilen Schaltkreises 41 kann somit benutzt werden, um das Signal in Fig. 9e zu liefern, (identisch mit demjenigen von Fig. 3c) das an das Tor 4 angelegt wird und das direkte Signal am Ausgang D, das an das Tor 3 gelegt wird. Wenn somit die Schaltung nach Fig. 8 benutzt wird, so sind ihre Ausgänge an die Tore 4 und 3 gelegt und die Schaltung tritt somit anstelle des Analog-Digital-Umwandlers von Fig. 5.

Der Ausgang I entspricht somit den Figuren 3c oder 9e wo die dunklen oder Informationssignale einen hohen Wert und die hellen oder Hintergrundsignale einen niedrigen Wert haben und er wird als einer der Eingänge an das UND-Tor 4 gelegt. Das direkte Signal zu demjenigen der Fig. 3c wird über Leitungen 42 und 44 an die UND-Tore 2 und 3 gelegt.

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Somit können die Kamera nach Fig. 1, das Etikett nach" Fig. 2 und die Schaltung nach Fig. 5 zusammen mit der Schaltung nach Fig. oder mit der Schaltung nach Fig. 8 verwendet werden (wobei die Schaltung nach Fig. 6 und der Analog/Digital-Umformer ersetzt werden).

In Fig. 5 wird ein Taktgeber 46 zur Herstellung einer Synchronisierung in der logischen Schaltung benutzt. Der Taktgeber 46 liefert Impulse mit einer Geschwindigkeit, die auf die Abtastgeschwindigkeit und auf die Abmessungen der Information von Randmarkierungen bezogen sind, so daß durch Abtasten des Signales von Fig. 3c an der Vorderflanke jedes Taktimpulses Angaben erreicht werden, die den räumlichen Zusammenhang zwischen den Randmarkierungen und dem Hintergrund sowie zwischen den Informationsmarkierungen und dem Hintergrund betreffen. Da die Abtastgeschwindigkeit regelmäßig ist, ist die Zahl der Taktimpulse zwischen dem Beginn einer Zeile oder einer anderen Position auf der Abtastlinie oder dem Ausgang einer Abtastzeile und einem Ort der sich im Abstand hiervon auf derselben Abtastzeile befindet, ein Entfernungsmaß längs einer Abtastzeile und eine definierte Breite (die zweckmäßigerweise Impulsbreite genannt wird), die die Entfernung definiert, die von der Abtastung durchlaufen wird, während der Periode des Taktimpulses. Wenn, wie in der beschriebenen Methode, der Ausgang der Video-Abtastung mit der Frequenz des Taktimpulses abgetastet bzw. abgefragt wird, so sollte für die genaue Ablesung der Information die Länge einer Impulsbreite kurz relativ zu der Abmessung der kleinsten Markierungen, d.h. der Informationsmarkierungen in Abtastrichtung sein.

In der Praxis beträgt die Anzahl der Impulsbreiten (und diese ist direkt auf die Randmarkierungen und die Informationsmarkierungen bzw. deren Abmessungen beim Entwurf des Etiketts bezogen) vorzugsweise 12 für jede Randmarkierung und 24 zwischen diesen. Zur Erleichterung der Darstellung in der Zeichnung ist jedoch nur die

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Hälfte der Impulsfrequenz gezeigt, d.h. sechs Taktimpulse während der Abtastung jeder Randmarkierung und zwölf dazwischen, weshalb bei der hier beschriebenen Ausführungsform die Masse von sechs und zwölf Taktimpulsen verwendet werden. Die durch einen Computer-Randdrucker gedruckten Randmarkierungen haben Breiten von annähernd 6 Impulsbreiten und einen Abstand von 4 Impulsbreiten dazwischen (3 und 2 entsprechend in dem Beispiel) . Die ansteigende, hier die Vorderflanke des Taktimpulses die durch quer verlaufende Linien auf der Zeitbasis in Fig. 3c dargestellt ist, wird zum öffnen des Tores 4 benutzt, um den Ausgang des Umformers 1 abzutasten. Das Ergebnis dieser Abtastung oder Abfragung ist in Fig. 3d gezeigt. Unmittelbar unterhalb in Fig. 3e ist der Impulsausgang vom Tor 3 dargestellt, der sich aus dem umgekehrten Ausgang des Analog/Digital-Umformers ergibt, der im Tor 3 mit dem Ausgang des Taktgebers 46 verknüpft wurde.

Zur Vereinfachung der Darstellung ist die Breite des Taktimpulses in der Zeichnung nicht gezeigt. Die Taktimpulslinien in Fig. sböHandaher die Vorderflanke des Impulses dar, während die negativen Taktimpulslinien von Fig. 4a der Hinterflanke des Taktimpulses entsprechen und die bei der beschriebenen Ausführungsform dem Taktimpuls um etwas mehr als eine halbe Impulsperiode nacheilen. Die Stellung des Schieberegisters 5 gibt den Zustand des inversen Signales am Tor 2 wieder und zwar in den Zeitpunkten der Abfragung, die in der Frequenz dbr Impulse vom Taktgeber 46 jedoch außer Takt mit diesem auftreten, wie noch beschrieben wird.

Fig. 3a zeigt einen Teil des in der Kamera .gebildeten Bildes und die Abtastlinien B und C, die Teile der Figuren 3 und 4 folgen, werden \on der Abtastlinie A in Übereinstimmung mit der normalen Abtastung der Kamera abgeleitet, die sich quer darüber bewegt. Fig. 3b zeigt das Ausgangssignal der Video-Abtastung, das sich aus der Abtastlinie A ergibt, wobei Fernseh-

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kameras gewöhnlich aber nicht notwendigerweise so gestaltet sind, daß sie ein Ausgangssignal mit hoher Amplitude für dunkle Bereiche und mit niedriger Amplitude für helle Bereiche liefern. Wird die Schaltung nach Fig. 6 benutzt, um das Bezugssignal zu erzeugen, dann wird das Ausgangssignal der Abtastung über die Leitung 01 an den Analog-Digital-Umformer 1 gegeben. Das durch die Schaltung nach Fig. 6 erzeugte Bezugssignal wird dann über die Leitung 02 an den Analog-Digital-Umwandler gegeben. Dieser Umwandler 1 unterscheidet, wie oben erläutert, zwischen Eingängen, die über die leitung 01 kommen und die über und unter dem Pegel des Eingangs über die Leitung 02 liegen und er liefert ein Signal mit einem Pegel oder einer Höhe wenn der Wert über dem vorgegebenen Pegel ist und er liefert ein Signal mit einem anderen Pegel wenn der Wert unter dem vorgegebenen Pegel ist. Der vorgegebene Pegel oder die Höhe PL (Fig. 3b) wird etwa in der Mitte zwischen der Stärke des Signales, das sich bei der Abtastung der dunklen Bereiche, d.h. der Informationsmarkierungen oder der Randmarkierungen ergibt und der Stärke des Signales gewählt, das sich bei der Abtastung des hellen Hintergrundes ergibt. Der Ausgang des Umwandlers am Anschluß I ist in Fig. 3c als digitierter Video-Ausgang (Digit heißt Video) dargestellt und er ist über die Leitung 40 an das Tor 4 gelegt. Der Analog/Digitalümwandler liefert ferner bei D einen Ausgang, der die Umkehrung des in Fig. 3 gezeigten Ausganges ist und zwar über die Leitungen 42 und 44 an die Tore 2 und 3.

Wie oben erläutert, kann ein anderer Schaltkreis zur Lieferung eines Bezugssignales über die Leitung 02 verwendet werden. Wird anstelle der Schaltung nach Fig. 6 die Schaltung nach Fig. 8 verwendet, so werden die Ausgänge des bistabilen Kreises 41 mit den Leitungen 40, 42 und 44 verbunden (Tore 4, 2 und 3) und der Analog-Digital-Umwandler nach Fig. 5 wird nicht benutzt. Die Tore 3 und 4 haben außerdem Eingänge vom Taktgeber 46 und sie liefern einen Ausgangimpuls, der durch die Vorderflanke des Taktimpulses

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erzeugt wird.

Der Ausgang des Tores 4 (Fig. 3d) wird an den Zähler 7 gegeben, wo der Impulsausgang gezählt wird. Der inverse Impulsausgang des Tores 3, der durch einen geeigneten Bruchteil der Taktimpulsperiode verzögert wird, um eine Mehrdeutigkeit mit den stufenweisen Eingaben in den Zähler 7 zu vermeiden, wird zur Rückstellung des Zählers 7 benutzt. (Fig. 3e zeigt den Ausgang des Tores 3 ohne Verzögerung). Der Zähler 7 zählt somit die Anzahl jeder Reihe von Impulsen, die am Ausgang des Tores 4 erscheinen entsprechend der Abtastung eines dunklen Bereiches und der Zähler wird durch den ersten Impuls einer Reihe vom Tor 3 rückgestellt, der den Beginn der Abtastung eines hellen Bereiches anzeigt. Die Werte im Zähler 7 werden an den Dekoder 8 gelegt, der dekodierte Ausgänge liefert wenn die Impulszahlen im Zähler 7 dem Bereich der Breite einer Randmarkierung 12 innerhalb des Winkelbereiches und zulässigen Abweichungen und innerhalb des zulässigen Höhenbereiches entsprechen (wobei diese Höhe die Breite der Markierung im Bild bestimmt). Bei einer erwarteten Breite von sechs Impulsen für eine Randmarkierung wird der Dekoder so eingestellt, daß er Ausgänge bei Zahlen zwischen fünf und acht einschließlich erzeugt. Wenn der Zähler 7 auf einem dieser Werte steht, liefert der Dekoder 8 einen Ausgang über eine der vier Leitungen (z.B. 5, 6, 7 oder 8) an das ODER-Tor 9, das an seinem Ausgang ein Vorbereitungssignal erzeugt und an das UND-Tor 10 gibt.

Das Tor 10 wird ferner durch einen Impuls vom Tor 3 über die Leitung 46 (der das Ende einer dunklen Periode anzeigt) und vom ODER-Tor 16 vorbereitet, wenn der Zähler 14 auf Null oder auf einer Zahl zwischen 17 und 24 einschließlich steht. Da der Zähler 14, wie noch beschrieben wird, nur zählt nachdem eine Randmarkierung abgetastet worden ist, steht er zu Beginn einer Abtastlinie auf Null. Beginnt man nun mit der Abtastlinie A so verläuft

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die Abtastung von links nach rechts über das Bild und das Tor gibt einen Ausgang an den Zähler 11, wobei bei der ersten Abtastung der Zähler 7 auf einer Zahl zwischen 5 und 8 einschließlich am Ende eines dunklen Bereiches steht.

Wenn nun die Abtastung eine Randmarkierung oder einen dunklen Bereich entsprechender Breite überkreuzt, zählt der Zähler 11 eine Eins und aktiviert den 1-Ausgang des Dekoders 12. Während der Ausgang des Dekoders 12 eine Eins ist, liefert das UND-Tor 13, das durch diesen Ausgang vorbereitet wird, Impulse, die durch die Vorderflanke der Taktimpulse vom Taktgeber 46 entstehen, über die Leitung 4 8 an den Zähler 14 solange der Zähler 11 auf Eins steht.

Der Dekoder 15, der an den Zähler 14 angeschlossen ist, liefert drei Arten von Ausgängen. Ausgänge, die den Zahlen 0 und 17 bis 24 entsprechen, werden an das ODER-Tor 16 gelegt, um ein Vorbereitungssignal für das Tor 10 zu erzeugen, wenn der Zähler auf diesen Werten steht. Die Abtastlänge, die durch die ImpJLszahlen zwischen 17 und 24 dargestellt werden, geben die Summe der Impulsbreiten zwischen den Randraarkierungen (12 bis 16) und der Breite 5 bis 8 der zweiten abgetasteten Randmarkierung an, die beide innerhalb der zulässigen Abweichung liegen. Die Ausgänge des Dekoders 15, die den Zahlen 1 bis 16 im Zähler entsprechen, werden an ein Tor 17 gegeben, dessen Ausgang in Verbindung mit dem Tor 18 dazu dient, umgekehrte Taktimpulse (vom Taktgeber 46 und umgekehrt durch den Inverter 35) durch ein Tor 18 hindurchzulassen, wenn die Zahl im Zähler 14 zwischen 1 und einschließlich liegt und um den Durchgang dieser Impulse zu anderen Zeiten zu sperren. Die umgekehrten Taktimpulse sind die Impulse vom Taktgeber 14, die im Inverter 35 umgekehrt werden, jedoch synchron bleiben. Entspricht der Ausgang des Dekoders der Zahl 25 im Zähler 14, so wird er benutzt, um ein Rückstellsignal zu erzeugen, um den Anschluß 14R des Zählers 14 und den Zähler 11 rückzustellen.

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Im Betrieb des beschriebenen Schaltkreises werden keine Signale an den Zähler 14 gelegt bis eine dunkle Fläche (siehe Abtastlinie A) abgetastet wird. Ist die dunkle Fläche schmaler als fünf Impulsbreiten oder breiter als acht Impulsbreiten, so wird dies im Zähler 7 gezählt, der Zähler wird jedoch rückgestellt durch den ersten Impuls nach dem Beginn der Impulse vom Tor 3 am Beginn eines hellen Intervalles und es entsteht kein resultierender Ausgang am Tor 10, da der Impuls am Tor 3 nicht erscheint wenn der Zähler 7 auf dem Wert 5,6 7 oder 8 steht. Da kein Ausgangssignal am Ausgang 1 es Dekoders 12 vorhanden ist, bleibt der Zähler 14 auf Null und über den Dekoder 15 und das ODER-Tor 17 wird das Tor 18 abgeschaltet, so daß nichts in das Schieberegister 15 geschoben wird. Der Zähler 14 erzeugt in seiner Stellung Null außerdem eines der drei erforderlichen Vorbereitungssignale für das Tor 10.

Dieser Zustand bleibt bis der Zähler 7 einen dunklen Bereich von 5 bis 8 Impulsbreiten gezählt hat und zwar zu der Zeit, in der der erste Impuls vom Tor 3 den Übergang der Abtastung von einem dunklen zu einem hellen Bereich anzeigt. Damit sind alle drei Eingänge zum Tor 10 vorbereitet (enabled). Der Zähler 11 zählt dann "1" und zeigt damit an, daß eine Randmarkierung (oder ein dunkler Bereich gleicher Breite) abgetastet worden ist. Der Zähler 7 wird nach einer solchen Gesamtzählung eines dunklen Bereiches durch den verzögerten Rückstellimpuls vom Tor 3 rückgestellt.

Sobald der Zähler 11 die Zahl "1" erreicht hat, wird durch den Ausgang vom Dekoder 12 das Tor 13 vorbereitet und die resultierenden Taktimpulse gehen durch das Tor 13 zum Zähler 14 und sie werden in diesem von "1" aufwärts gezählt, wodurch der Ausgang des Dekoders 15 für die Zahlen von "1 bis 16" in Stand gesetzt wird, das Tor über das Tor 16 abzuschalten bis wenigstens die Zahl "17" im Zähler 14 erreicht ist, während das Tor 18 über das Tor 17 für die Zahlen von "1 bis 16" vorbereitet (enabled) wird.

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Für Zahlen im Zähler 14 von "1 bis 16" betätigt der umgekehrte Taktimpuls das Schieberegister 5 mit der ansteigenden (nacheilenden) Seite des umgekehrten Impulses und er taktet den Eingang zum Schieberegister (Fig. 4a) vom Tor 2 in Intervallen, die dem regelmäßigen Impulsausgang um die Impulsbreite oder annähernd um die Hälfte der Taktperiode nacheilen. Das Schieberegister hat sechzehn Positionen, die den sechzehn Impulspositionen entsprechende ihm während einer Abtastlinie zugeführt werden. Der Verlauf der Impulse, die durch den Ausgang des Tores 2 im Schieberegister erzeugt werden, ist in Fig. 4b gezeigt, wo Impulse in den Bereichen zwischen den Markierungen auftreten, während keine Impulse während der Abtastung der beiden Informationsmarkierungen 10 auftreten. Diese Impulse oder ihre Abwesenheit erscheinen als binäre Signale (Impuls oder kein Impuls) in aufeinanderfolgenden Stufen des Schieberegisters. Falls es erwünscht ist zur Verwendung mit einem Computer, ein Schieberegister 5 vorzusehen, das Aufzeichnungen über das Vorhandensein von Impulsen während der Informationsmarkierungen und über das Nicht-Vorhandensein von Impulsen wenn keine Informationsmarkierungen vorliegen, registriert, kann das Tor 2 vom Ausgang I des Analog/Digital-Umwandlers anstatt vom Ausgang D gespeist werden und die Inhalte des Schieberegisters haben dann die in Fig. 4c gezeigte Form, wobei zwei Informationsmarkierungen (Abtast linie A) zwischen den Randmarkierungen abgetastet werden. In jedem Fall enthält das Schieberegister nachdem es durch die inversen Taktimpulse, die über das Tor 18 kommen, getaktet worden ist, eine Anzahl von Stufen, die eine "1" oder eine "0" für jede Impulsposition enthalten, die einem dunklen Bereich entspricht sowie eine "0" für jede Impulsposition, die einem hellen Bereich oder umgekehrt entspricht. Die Registrierung der Abtastung im Schieberegister kann leicht von einem Computer gelesen werden. Da sechzehn Impulse in das Schieberegister eingelesen werden und der Abstand zwischen den Markierungen 12 bis 16 betragen kann, abhängig von dem Schrägungswinkel, kann das Schieberegister zusätzlich zu einer binären Registrierung der Information 1 bis 4 Stufen haben, die einem Teil der zweiten Randmarkierung entsprechen.

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Die Anordnung der Stufen des Schieberegisters, die der zweiten abgetasteten Randmarkierung entsprechen, ermöglicht es jedoch dem Computer, diese Stufen leicht abzufragen, wobei dieser zwischen einer Informationsmarkierung und einer Randmarkierung unterscheidet, Der Beginn der Information wird nur von der Reihe mit zwei Markierungen angezeigt, so daß aus der Position der Start-Markierungen der Computer die richtige Ordnung oder Reihenfolge feststellen kann, in der die Information (die in jeder Richtung abgetastet werden kann) zu verarbeiten ist.

Wenn der Zähler 14 die Zahlen 17 bis 24 einschließlich erreicht, ist die minimale/maximale Impulsbreite des erwarteten Raumes zwischen den Markierungen plus der Impulsbreite des zweiten Randmarkierung abgetastet worden. Für Zahlen von 17 bis 24 im Zähler 14 werden durch entsprechende Ausgänge vom Dekoder 15 über das ODER-Tor 16 ein Vorbereitungssignal an das Tor 10 gegeben, das ferner durch den ersten Impuls vom Tor 3 vorbereitet wird, das den Übergang von dunkel zu hell in der Abtastung anzeigt. Wenn ein zweiter dunkler Bereich mit der Breite einer Randmarkierung von 5 bis 8 Impulsbreiten (richtige Toleranz) über ein Intervall abgetastet wird, das im Zähler 14 in Zahlen zwischen 17 bis 24 endigt (richtige Lage relativ zur ersten Randmarkierung) so wird das Tor 10 vorbereitet durch gleichzeitige Ausgänge an den Toren 3, 9 und 16 und der Zähler 11 wird auf die Zählung "2" geschaltet. Der "2"-Ausgang des Dekoders 12 wird aktiviert, um ein Vorbereitungssignal an das Tor 26 zu geben. Die durch das Tor 26 gehenden Signale werden durch einen Zähler 19 gezählt. Der Zähler 19 wird zweckSRückstellung an die Bild-Synchronisierungsimpulse angeschlossen (d.h. er wird zwischen den Bildern (frames)rückgestellt) und er zählt, wenn das Tor 26 vorbereitet ist, die Anzahl der Linien bzw. Zeilen in einem Bild, in welchem die beiden im richtigen Abstand sich befindenden Randstreifen festgestellt worden sind.

Gleichzeitig wenn der Zähler von "1" nach "2" schaltet wird das

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Tor 13, das vorher durch den Ausgang 1 des Dekoders 12 vorbereitet war, abgeschaltet. Der Zähler 14 wird am Ende jeder Zeile durch ein Signal rückgestellt, das von den Zeilen-Synchronisierungsimpulsen abgeleitet wird, wenn er die Zählung 25 nicht erreicht hat, oder jedesmal wenn er 25 erreicht hat durch den Ausgang 25 seines eigenen Dekoders 15.

Wenn der Zähler 11 die Position "2" erreicht, wird der Verlauf der Informationsmarkierungen (oder irgendeines anderen Kontrastmaterials) für die Abtastung einer einzelnen Zeile im Schieberegister 5 registriert. Dieser Verlauf wird nun jedoch bei der hier beschriebenen Ausführungsform auf den Computer übertragen bis festgestellt worden ist, daß das ganze Etikett im Blickfeld der Fernsehkamera liegt. Der Computer empfängt somit nur die Information Zeile um Zeile vom Schieberegister wenn die Position des Etikettes derart ist, daß die fortschreitenden Aufzeichnungen der Abtastung im Schieberegister 5 eine Aufzeichnung bzw. Registrierung eines vollständig abgetasteten Etiketts liefern. Die Bestimmung der Anwesenheit des Etiketts im Blickfeld wird erreicht, indem im Zähler 19 die Anzahl der Zeilen je Bild (frame) gezählt wird, in welchem zwei richtig im Abstand angeordnete Randmarkierungen festgestellt worden sind. Die Lage des Etiketts in der gewünschten Position im Blickfeld wird ferner durch das UND-Tor 26 bestimmt, das zwischen dem Ausgang "2" des Dekoders 12 und dem Zähler 19 liegt, um den Beginn einer Zählung von Zeilen mit zwei richtig angeordneten Begrenzungsmarkierungen durch den Zähler 19 zu verhindern bis eine bestimmte Bildzeile erreicht worden ist. Es ist daher ein Zeilen-Zähler 22 in irgendeiner gewünschten Weise vorgesehen, um die Zeilen jedes Bildes zu zählen, z.B. durch Zählen der Zeilen-Synchronisierungsimpulse und Rückstellung bei jedem Bild-Synchronisierungsimpuls. Ein Dekoder 23 ist vorgesehen, um einen Ausgang zu liefern, der der gewünschten oberen Zeilenposition entspricht, die' von dem Etikett zum Zeitpunkt der Bildabtastung eingenommen wird. Hat man beispielsweise 262 1/2 Zeilen

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auf einem Bild und nimmt man an, daß ein richtig ausgerichtetes Etikett 155 bis 160 Zeilen umfaßt, so kann es erwünscht sein, das Etikett in der oberen Hälfte des Bildes abzutasten, beispielsweise zwischen der vierzigsten und der zweihundertsten Zeile. Der Dekoder 2 3 liefert daher einen Ausgang bei den Zeilen 40 bis 200 einschließlich, um das Tor 24 während dieses Intervalles in Stand zu setzen, die Zählung der Zeilen mit richtig angeordneten Begrenzungsmarkierungen zu ermöglichen, wobei vom Dekoder 12 ein Ausgang über die Leitung 2 erzeugt wird. Der Zähler 19 wird durch ein Signal rückgestellt, das durch jeden Bild-Synchronisierungsimpuls ausgelöst wird. Zwischen diesen Rückstellsignalen zählt der Zähler 19 die Zeile mit richtig angeordneten und im Abstand befindlichen Begrenzungsmarkierungen beginnend mit der Zeile 40. Der Dekoder 20 liefert einen Ausgang wenn die Mindestanzahl von guten bzw. richtigen Zeilen für das Etikett in der richtigen Position festgestellt worden ist, in diesem Beispiel 120 Zeilen. Der Ausgang "120" des Dekoders 20 wird verwendet, um dem Computer anzuzeigen, daß das Schieberegister 5 eine Information über ein Etikett mit richtiger Position in den Abtastzeilen des nächsten Feldes enthält. Wenn der Computer entsprechend programmiert ist, speichert und verarbeitet er die nacheinander folgenden Zeilen-Registrierungen im Schieberegister, die aus der Abtastung zwischen den Randmarkierungen auf dem nächsten Feld resultieren. Aus der Auslesung bzw. Anzeige des Schieberegisters kann der Computer die kodierte Information dekodieren.

Die Verwendung von 120 Zeilen zum Anzeigen der Anwesenheit eines Etiketts, dessen Markierungen 160 Zeilen umfassen, ist durch die Tatsache bestimmt, daß festgestellt worden ist, daß eine solche Bestimmung sicherstellt, daß praktisch in allen Fällen das vollständige Etikett sich in dem nächsten abgetasteten Feld befindet. Somit kann die 120-Zählung zwischen den Zeilen 40 und 200 anzeigen, daß einige Zeilen infolge von Rauschsignalen im Abtastsignal nicht gezählt worden sind oder das ein Teil des Etiketts über der Zeile

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40 liegt obwohl es innerhalb des Feldes mit 120 Zeilen zwischen den Zeilen 40 und 200 liegt. In jedem Fall zeigt die Abtastung von 120 Zeilen in einem genügend hohen Prozentsatz der Fälle eines wirksamen Betriebes an, daß das nächste Feld zur Entnahme der Information benutzt werden kann. Die Zahl 120 variiert mit der Beleuchtung, der Kamera und anderen Parametern.

Die Zähler werden wie folgt rückgestellt:

Zähler 7 von der Verzögerungseinheit 6.

Zähler 11 bei jedem Zeilensynchronisierungsimpuls und vom Dekoder 15 bei jeder Zählung der Zahl 25.

Zähler 19 bei jedem Bild-Synchronisierungsimpuls.

Zähler 14 bei jedem Zeilen-Synchronisierungsimpuls, bei jeder Zählung 2 vom Dekoder 12 und bei jeder Zählung 25 vom Dekoder Zähler 22 bei jedem Bild-Synchronisierungsimpuls (frame sync pulse).

Zähler 25 bei jedem Bild-Synchronisierungsimpuls.

Die Zufuhr der Information zum Computer bei einer kontinuierlich wiederholten Abtastung eines sich bewegenden Bildes hat eine Begrenzung darin, wie nahe bzw. wie dicht die Informationsmarkierungen angeordnet werden können und/oder wie schnell das Etikett transportiert werden kann, da dieses eine endliche Entfernung während der Abtastung eines einzelnen Bildes (frame) zurücklegen kann, so daß eine Mehrdeutigkeit bei zu dicht angeordneten Informationsmarkierungen entstehen kann, die in Beziehung zur Geschwindigkeit des Förderbandes steht.

Es wird daher vorgezogen wenn einmal die richtige Position des Etikettes im Kamerabild durch den Zähler 19 und den Dekoder 20 abgefühlt worden sind, ein Bild zu erzeugen, in welchem die Information abgetastet werden kann durch Begrenzung der Beleuchtung, die in die Kamera zur Erzeugung des Bildes eintritt, auf ein genügend kurzes Intervall, in welchem sich die Informationsmarkierungen nicht genügend weit bewegen können oder nicht soweit

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unscharf sind, daß sie mehrdeutig sind. Eine geeignete Zeitsteuerung für eine solche Beleuchtung erfolgt zweckmäßigerweise während des Bild-Synchronisierungsimpulses und das Intervall dieser Beleuchtung hat daher annähernd das Intervall dieses Impulses. Die Länge der Kurzzeit-Beleuchtung sollte jedoch variierbar sein, so daß wenn die Abtastung die Begrenzungsmarkierungen in der gewünschten Position zum Abtasten der Information erfaßt hat, die Kurzzeitbeleuchtung (hier auch Stroboskop-Beleuchtung genannt) zu einer Zeit relativ zu der Bildabtastung erfolgt, so daß die Information vollständig zwischen den Kurzzeit-Beleuchtungen abgetastet werden kann.

Da wie bekannt die Ladung die durch das Bild in der Fernsehkamera erzeugt worden ist, bleibt bis das Bild abgetastet oder durch ein späteres Bild ersetzt worden ist, ist die Form des Abtast-Ausgangssignales dieselbe unabhängig davon ob eine kontinuierliche oder eine Stroboskop-Beleuchtung verwendet wird.

Die letztere kann in verschiedener Weise erzeugt werden. Die hier vorgesehene regelmäßige grüne Beleuchtung durch Fluoreszenz-Lampen kann fortgesetzt werden während das der Kamera zugeführte Licht durch eine mechanische Blende oder eine elektro-optische Blende beschränkt wird. Es ist jedoch zweckmäßiger, eine Stroboskop-Lichtquelle zusätzlich zu der Fluoreszenz-Lichtquelle vorzusehen, so daß bei der Abtastung des Etiketts in seiner richtigen räumlichen Lage das Fluoreszenz-Licht abgeschaltet und das Stroboskop-Licht während des Bild-Synchronisierungsintervalles an- und abgeschaltet wird. Das Stroboskop-Licht kann irgendeine Lichtquelle sein, die genügend schnell an- und abgeschaltet werden kann, um das Intervall innerhalb der gewünschten Toleranz zu erzeugen und die genügend Beleuchtungsstärke hat, um ein ausreichend helles Bild für die Abtastung zu schaffen. Die Stroboskop-Lichtquelle ist bei der hier beschriebenen Ausfuhrungsform ebenfalls grün.

Der Computer fühlt den Ausgang des Dekoders 20 ab und schaltet

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entsprechend die Fluoreszenzlampen ab und die Stroboskop-Lampen 26 an und ab, die das Etikett zwischen den Feldern beleuchten, so daß das Bild, das im nächsten Feld (frame) abgetastet wird, eine Reihe von Werten für das Schieberegister liefert, wie oben in Verbindung mit der kontinuierlichen Abtastung beschrieben wurde, die in einer der gezeigten Impulsformen an den Computer gegeben werden können. Die Wirkungsweise der Schaltung in Fig. 5 ist somit dieselbe wenn das Bild durch eine Stroboskop-Beleuchtung erzeugt wird wie bei einer kontinuierlichen Abtastung.

Wenn die Information vom Computer verarbeitet ist, schaltet dieser die Stroboskop-Lichtquelle ab und die kontinuierliche Beleuchtung zur Abtastung des nächsten Etikettes an, das auf dem Förderband transportiert wird.

Die Geschwindigkeit und die Arbeitszeit der Schaltung und des Computers sollten ausreichend schnell sein, daß nicht dasselbe Etikett, das bereits abgetastet worden ist, erneut abgetastet wird. Dies kann durch ausreichenden Abstand der die Etiketten tragenden Pakete auf dem Förderband vermieden werden, wobei das Förderband z.B. mit Vertiefungen versehen oder anderweitig unterteilt sein kann, um ein Paket mit einem Etikett je Abschnitt aufzunehmen. Ohne Beschränkung der Anordnung der Pakete kann die logische Schaltung auch so ausgelegt werden, daß eine Doppelabtastung desselben Paketes vermieden wird und zwar durch die Forderung, daß die Abwesenheit der erforderlichen Anzahl von doppelten Markierungslinien in dem Abtastbereich (hier zwischen den Bildzeilen 100 und 160) zwischen einem Empfang der Information durch den Computer und dem nächsten festgestellt wird.

Nachfolgend wird eine Einrichtung zur Feststellung schief angeordneter Etiketten bzw. einer Abweichung der letzteren von einer Achse parallel zur Betrachtungsrichtung der Kamera beschrieben. Die Messung des Schrägungswinkels kann für drei Zwecke erfolgen.

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In der bevorzugten Ausführungsform, in der Grenzen für die zulässige Schrägung bzw. Abweichung be^Üer Abtastung der Information festgesetzt sind, kanrvÖie Messung der Abweichung benutzt werden, um Pakete festzustellen, die in einem Masse nicht fluchten, das außerhalb der Toleranz liegt, um zu verhindern, daß die Information vom Schieberegister in den Computer gegeben wird, oder um Einrichtungen zu betätigen, die eine solche Messung zurückweisen. Zweitens kann die Messung der Schräge oder Schiefe benutzt werden, um den Computer zu unterstützen bei der Bearbeitung der erhaltenen Informationen. Es wird hierzu bemerkt, daß die beschriebene logische Schaltung, die die Zufuhr der Informationen, die zwischen den Randstreifen abgetastet wird, steuert_/die Wirkungen einer schiefen Anordnung der Randmarkierungen relativ zueinander vermeidet. Die Wirkungen einer schiefen Anordnung zeigen sich jedoch in der Impulsmessung der Breite der Informationsmarkierungen und des Hintergrundes. Somit kann die Messung der schiefen Anordnung bzw. der Abweichung von der richtigen Anordnung benutzt werden, um den Computer bei der Modifizierung der empfangenen Information zu unterstützen, um die Wirkungen der schiefen Anordnung zu korrigieren. Drittens liefert die Messung der Schräge oder Schiefe zusammen mit der Abtastinformation, die im Schieberegister aufgezeichnet ist und die Kenntnis der Abtastzeilen, in denen diese Information erhalten worden ist, ausreichende Informationen, um es dem Computer zu ermöglichen den Charakter der Information in jeder Orientierung zu bestimmen, die es ermöglicht, die Randmarkierungen abzutasten. Zweckmäßigerweise wird jedoch das Maß der zulässigen Schiefanordnung auf die genannten Bereiche begrenzt, um die Computerprogrammierung zu vereinfachen und um Etiketten zurückzuweisen, die außerhalb der zulässigen Abweichungen liegen.

Nachfolgend wird die Berechnung der Abweichung des Etikettes, d.h. die Schiefanordnung beschrieben. Die Messung der Abweichung umfaßt die Verwendung eines Zeilen-Zählers, zur Zählung von Signalen,

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die mit de Zeilen-Synchronisierungsimpuls beginnen, wobei der Zähler durch ein Signal rückgestellt wird, das mit dem BiId-Synchronisierungsimpuls beginnt. Somit enthält in jedem Bild oder Feld (frame) der Zeilen-Zähler 22 eine Zahl, die die abgetastete Zeile anzeigt. Es werden zwei ausreichend im Abstand liegende Zeilen ausgewählt, so daß eine gute Messung der Schiefe erhalten wird. Diese Zeilen brauchen nicht innerhalb des Informationsbereiches liegen, es sei denn, daß der Stroboskop-Effekt erforderlich ist, um sicherzustellen, daß die Bewegung des Förderbandes nicht in unzulässiger Weise die Messung der Schiefe beeinflußt.

Vorzugsweise werden diese Zeilen in der Position des Bildfeldes gewählt, in der die Stroboskop-Beleuchtung erfolgt. So können beispielsweise die Zeilen 102 und 150 gewählt werden. Der Dekoder 23 für den Zähler 22 ist daher mit Ausgängen versehen, die die UND-Tore 21 und 2 4 entsprechend bei den Zeilenzählungen 102 und 150 entsprechend vorbereiten. Jedes Tor 21 und 24 wird ferner durch den Ausgang "2" des Dekoders 12 über das Tor 26 und durch den Taktimpuls vom Taktgeber 46 vorbereitet. Der Ausgang des Tores 21 ist an den in Aufwärtsrichtung zählenden Anschluß eines Zwei-Richtung-Zählers 25 angeschlossen. Der Ausgang des Tores 24 ist an den in Abwärtsrichtung zählenden Anschluß des Zählers 25 angeschlossen. Der Zähler 24 wird am Ende jedes Bildes (frame) rückgestellt. Wenn somit die einhundertzweite Zeile abgetastet wird, wird das Tor 21 vorbereitet nachdem der Ausgang des Dekoders 12 den Ausgang "2" erreicht hat, der das Ende der zweiten Randmarkierung anzeigt. Die durch das Tor 21 gehenden Taktimpulse veranlassen den Zähler 25 aufwärts zu zählen und liefern am Ende der Abtastzeile ein Maß für die Entfernung von der zweiten Randmarkierung zum Rand der Abtastung. Die Taktimpulse werden am Ende der einhundertzweiten Abtastzeile durch Abschalten vom Dekoder 2 3 gestoppt. Wenn die Zählung im Zähler 22 den Wert 150 für die einhundertfünfzigste Abtastzeile

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erreicht, wird das Tor 24 vorbereitet und über die Leitung 2 vom Dekoder 12 v/erden die Impulse durch den Zähler 25 abwärtsgezählt bis zum Ende der hundertfünfzigsten Zeile. Die in dem Zähler 25 verbleibende Zahl nach dem Ende der einhundertfünfzigsten Zeile ist ein Maß für die Schräge oder Schiefe des Etiketts. Das Vorzeichen der Zahl gibt die Richtung der Schräge an, d.h. eine positive Zahl ist eine Schrägung wie in Fig. 3 gezeigt, während eine negative Zahl eine Schrägung in entgegengesetzter Richtung bedeutet. Die übrigen Inhalte des Zählers 25 nach seiner Aufwärts- und Abwärtszählung sind daher zur Verwendung durch den Computer verfügbar. Der Zähler kann wenn gewünscht durch zwei separate Zähler ersetzt v/erden, einen zum Zählen der Zeile 102 vom Tor 21 und einen anderen zum Zählen der Zeile 150 vom Tor 24. Bei einer solchen Ausführungsform kann die Information separat dem Computer zugeführt werden. Andere Begrenzungen der Ausrichtung der Pakete sind dadurch gegeben, daß die Information nicht mehrdeutig werden soll. Eine Drehung um eine Achse parallel ' zum Förderband aber senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung neigt z.B. dazu im Bild der Kamera die Informationsmarkierungen und den Raum zwischen ihnen zu verkürzen (wodurch die scheinbare Schräge erhöht wird), während eine Drehung des Etiketts um die Achse der Bewegungsrichtung dazu neigt, die Linien des Förderers (conveyor lines) schmäler zu machen und die scheinbare Schräge zu verringern. Die Höhe der Pakete, durch die das Niveau der Informationsfläche relativ zum Förderband angehoben wird, vergrößert die scheinbaren Abmessungen der Informationsmarkierungen und deren Markierungen im Bild. Sämtliche genannten Begrenzungen werden entsprechend in Parametern berücksichtigt, einschließlich der Art der Programmierung des Computers, dem vertikalen Abtast-Abs tand des Bildes in der Kamera (wodurch die Auflösung in vertikaler Richtung eingestellt wird) und der Taktimpuls-Frequenz, wodurch die Auflösung in horizontaler Richtung eingestellt wird.

Die beschriebene Ausführungsform bezieht sich auf die Abtastung

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mit kontinuierlichem Licht bis ein Etikett festgestellt und korrekt angeordnet ist, worauf eine Stroboskop-Beleuchtung zum Abtasten der Information folgt. Wenn gewünscht kann eine Stroboskop-Beleuchtung auch für die Bestimmung bzw. Abtastung der Randmarkierungen und für die Abtastung der Information benutzt werden.

Obwohl Randmarkierungen vorgegebener Breite und mit vorgegebenem Abstand und Informationsmarkierungen mit bestimmter Breite und bestimmtem Abstand beschrieben worden sind, können auch andere Anordnungen und Abmessungen für diese Elemente benutzt werden, die die Abtastung und die Orientierung der Markierungen durch eine entsprechende logische Schaltung ermöglichen.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Lesen kodierter Informationen von der Oberfläche beweglicher Gegenstände, wobei die Information durch die Anwesenheit oder Abwesenheit von Informationsmarkierungen in vorgegebener Anordnung, die mit einem Hintergrund kontrastieren, gegeben ist, mit einer Fernsehkamera zum Abtasten eines Bereiches, durch den die Oberfläche hindurchläuft, Detektoreinrichtungen zur Bestimmung in jedem einer Mehrzahl von regelmäßigen Zeitintervallen, ob der Video-Ausgang der Fernsehkamera demjenigen entspricht, der sich aus den Informationsmarkierungen oder durch einen Hintergrund ergibt, und mit Einrichtungen zur Umwandlung des Video-Ausganges in Signale vom einen oder dem anderen von zwei Signalpegeln, gekennzeichnet durch Korrektureinrichtungen zur Kompensation von Veränderungen des Basispegels der Video-Ausgangssignale.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtungen Einrichtungen zum Ableiten eines Signales vom Video-Ausgang umfassen, das die Zunahme der Helligkeit des Video-Signales anzeigt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Spitzen-Begrenzer und eine Diode zum Aufladen eines Kondensators wenn die Helligkeit des Video-Signales zunimmt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein Anteil dieses Signales über einen Analog/Digital-Umwandler an die Detektoreinrichtung gelegt wird.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil dieses Signales variabel ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung Einrichtungen umfaßt, die auf die Änderungsgeschwindigkeit der Helligkeit des Video-Signales ansprechen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Differenziereinrichtung zur Differenzierung des Video-Signales zur Erzeugung von Impulsen mit der einen oder der anderen von zwei entgegengesetzten Polaritäten.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen bistabilen Schaltkreis der in einen stabilen Zustand durch Impulse mit der einen dieser beiden Polaritäten und der in den anderen stabilen Zustand durch Impulse mit der anderen Polarität schaltbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge des bistabilen Schaltkreises an die Detektoreinrichtung gelegt werden.

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