DE3234109C2 - Vorrichtung zur Erfassung einer bestimmten Farbe - Google Patents

Vorrichtung zur Erfassung einer bestimmten Farbe

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Abstract

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung oder Feststellung einer bestimmten Farbe umfaßt Farbdifferenz-Detektoren (42, 44), die jeweils den Unterschied zwischen einem eine bestimmte Farbe darstellenden elektrischen Signal und einem eine unterschiedliche Farbkomponente bezeichnenden elektrischen Signal zwecks Erhöhung der Amplitude des Signals für die unterschiedliche Farbkomponente ableiten. Das Signal von diesen Detektoren (42, 44) zeigt an, ob ein Muster der bestimmten Farbe vorliegt oder nicht. Die Vorrichtung enthält weiterhin eine Schaltung (40, 52) zum Diskriminieren zwischen der bestimmten Farbe und weißer Farbe. Die Signale von dieser Diskriminierschaltung (40, 52) werden durch eine Addierstufe (46) zwecks Verstärkung ihrer Amplituden (zusammen) addiert. Das Signal von der Addierstufe (46) sowie das Signal von den Farbdifferenz-Detektoren (42, 44) werden zur Lieferung eines Signals für die bestimmte Farbe UND-mäßig verknüpft.

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskriminiereinrichtung (40,52) für die bestimmte Farbe den mit dem photoelektrischen Wandler (34) verbundenen ersten Diskriminator (40) aufweist, der ein Signal des logischen Pegels »0«
65 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung einer bestimmten Farbe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Gemäß F i g. 1 besitzt ein auf ein Poststück 10 aufgedruckter Portostempelaufdruck 12 üblicherweise an seinem rechten Ende drei Balkenmarken 14|, 142 und 14-j; dieses Muster ist dabei in roter Farbe gehalten.
Das Muster bzw. der Aufdruck 12 wird druch eine photoelektrische Wandlereinheit 16 in einem Stempelaufdruckdetektor gemäß F i g. 2 erfaßt bzw. ausgelesen. Dabei wird insbesondere das Poststück 10 mit dem Licht einer Lichtquelle 18 bestrahlt, wobei das reflektierte Licht über eine Linse 20, einen Schlitz bzw. eine Blende 22 und einen ersten halb-reflektierenden bzw. halbdurchlässigen Spiegel 24 zu einem Blaufilter 26 geleitet wird. Das vom ersten halbdurchlässigen Spiegel 24 durchgelassene Licht wird über einen zweiten halbdurchlässigen Spiegel 28 zu einem Grünfilter 30 und einem Rotfilter 32 geleitet.
Der Blaufilter 26 läßt blaues Licht durch, während der Grünfilter 30 grünes Licht und der Rotfilter 32 rotes Licht durchlassen. Außerdem lassen diese Filter 26, 30 und 32 auch entsprechende Komponenten des weißen Lichts durch. Die Lichtstrahlen von diesen Filtern 26,30 und 32 werden zu jeweils zugeordneten photoelektrischen Wandlern 34,36 bzw. 38 geleitet, welche das einfallende Licht in entsprechende elektrische Signale umwandeln.
Die photoelektrische Wandlereinheit 16 umfaßt die Lichtquelle 18, die Linse 20, den Schlitz 22, die beiden halbdurchlässigen Spiegel 24 und 28 sowie die Blau-, Grün- und Rotfilter 26,30 bzw. 32.
Wenn mit dieser Vorrichtung ein auf einen weißen Hintergrund aufgedruckter Portostempelaufdruck 12 erfaßt wird, liefern die photoelektrischen Wandler 34, 36 und 38 in den F i g. 3A, 3B bzw. 3C dargestellte Signale entsprechend den Rot-, Grün- und Blaufiltern 32, 30 bzw. 26. Die Farbe des Aufdrucks 12 kann durch Vergleich dieses Signals bestimmt werden.
Falls jedoch ein auf einen dunklen Hintergrund, etwa einen braunen Umschlag, aufgedruckter Aufdruck 12 erfaßt wird, liefern die betreffenden photoclektrisehen Wandler 34, 36 und 38 die in Fig. 4A, 4B und 4C dargestellten Signale. Diese Signale sind schwierig miteinander zu vergleichen, so daß es auch schwierig ist, die Farbe des Portostempelaufdruckt '2 genau festzustellen.
Aus der DE-OS 27 26 828 ist eine Vorrichtung zum
Abtasten und Lesen von Farben auf Muster- bzw. Patroncnpapier bekannt, auf dem sich mindestens eine erste und eine zweite Farbe befinden, die optisch unterscheidbar sind. Bei dieser Vorrichtung liest ein Abtastkopf die Farben und erzeugt einen der gelesenen Farbe entsprechenden Lichtstrahl. Faseroptiken leiten das der Farbe entsprechende Licht durch mehrere Filter, von denen jedes eine andere Mittenfrequenz nat. Ein Wandler erzeugt ein dem jeweiligen Filter entsprechendes elektrisches Signal, das mit vorbestimmten »Toleranzbändern« verglichen wird. Mittels eines Detektors wii d sodann festgestellt, ob die speziellen Signale in diese Toleranzbänder fallen. Bei positivem Ergebnis wird ein entsprechendes Farbsignal ausgegeben.
In der US-PS 31 27 517 ist eine Faibdiskriminatoranordnung beschriebeil, bei der einem optischen Abtaster nach einem Strahlteiler ein Blaufilter bzw. ein Gelbfilter nachgeschaltet sind. Die Ausgangssignale dieser Filter werden in elektrische Signale umgewandelt, die dann über Dämpfungsglieder direkt in Subtrahierstufen gemischt werden.
Die DE-OS 30 38 499 beschreibt schließlich ein Farbisolationsverfahren, bei dem zum Isolieren eines gewissen Bereiches eines Originalfarbbildes mit einer Farbe jede der Farben von einem Inkrement einer Farbebene repräsentiert wird, die graphisch einen gewünschten Bereich der Farbe wiedergibt. Derjenige Bereich des Originalfarbbildes mit der Farbe, die der Bezugsfarbe entspricht, in welcher diese beiden Farben durch dasselbe Inkrement der Farbebene repräsentiert sind, wird isoliert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Erfassung einer bestimmten Farbe, mit deren Hilfe eine bestimmte Farbe mit hohem Farbunterscheidungsvermögen auch bei dunklem Hintergrund zuverlässig festgestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 und 3.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung einer bestimmten Farbe wird jedes Ausgangssignal der Farbdifferenz-Detektoreinheit durch die Addierstufe addiert, um so eine weitere Erhöhung bzw. Verstärkung der Amplitude der durch die Farbdifferenz-Detektoren ohnehin verstärkten Ausgangssignale zu erzielen. Erst danach wird jedes Ausgangssignal zum zweiten Diskriminator gespeist, wodurch die Genauigkeit der Signalverarbeitung gesteigert und das Farbunterscheidungsvermögen verbessert wird.
Die Erfindung schafft so eine Vorrichtung zur Erfassung einer bestimmten Farbe, mit der diese bestimmte Farbe mit hoher Genauigkeit und gutem Farbunterscheidungsvermögen ermittelt werden kann.
Die auf einen Hintergrund aufgedruckte bestimmte Farbe wird allgemein auf zwei Wegen bestimmt. Der eine dieser Wege enthält eine Diskriminiereinrichtung für die bestimmte Farbe. Auf diesem Weg kann eine grobe Unterscheidung der bestimmten Farbe erreicht werden. Der andere Weg enthält die Farbdifferenz-Detektoreinheit, die bestimmt, ob ein spezielles Farbmuster vorliegt oder nicht, sowie den zweiten Diskriminator. Die Ausgangssignale von diesen beiden Wegen werden zur Lieferung des bestimmten Farbsignals UND-mäßig verknüpft. Auf diese Weise kann die bestimmte Farbe genauer festgestellt werden. Außerdem wird auf dem die Farbdifferenz-Detektoreinheit enthaltenden Weg das ursprüngliche Signal verstärkt, so daß auch bei dunklem Hintergrund eine zuverlässige Erfassung der bestimmten Farbe gewährleistet wird.
Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand dor Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Darstellung eines Portostempelaufdrucks, Fig.2 eine schematische Darstellung einer photoelektrischen Wandlereinheit bei einem bisherigen Portostempelaufdruck-Detektor,
F i g. 3A bis 3C Wellenformdiagramme der von der photoelektrischen Wandlereinheit nach F i g. 2 bei einem weißen Hintergrund gelieferten elektrischen Signale,
Fig.4A bis 4C Wellenformdiagramme der von der photoelektrischen Wandlereinheit nach F i g. 2 bei einem dunklen Hintergrund gelieferten elektrischen Signale,
F i g. 5 eine in schematischer Darstellung und in Blockschaltbildform gehaltene Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung einer bestimmten Farbe in Anwendung auf einen Portostempelaufdruck-Detektor und
Fig.6A bis 6K Wellenformdiagramme für die Ausgangssignale der Hauptteile der Vorrichtung nach Fig. 5.
Die F i g. 1 bis 4 sind eingangs bereits erläutert worden.
Bei der in F i g. 5 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung einer bestimmten Farbe sind die den Teilen von F i g. 2 entsprechenden Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und daher nicht mehr im einzelnen erläutert.
Das Ausgangssignal des photoelektrischen Rot-Wandlers 34 wird einem ersten Doppelbegrenzer oder Diskriminator 40 eingespeist, der nur dann ein logisches Signal des hohen Pegels »1«liefert, wenn das elektrische Eingangssignal über einem vorbestimmten Pegel liegt.
Beim Eingang von Rot- oder Weißlicht besitzt das Ausgangssignal des Rot-Wandlers 34 den niedrigen Pegel gemäß F i g. 3A, so daß der Doppelbegrenzer 40 ein logisches Signal des niedrigen Pegels »0« liefert. Genauer gesagt: wenn das Ausgangssignal des Doppelbegrenzers 40 den niedrigen Pegel besitzt, kann das Farbmuster rot oder weiß sein.
Die Ausgangssignale der photoelektrischen Wandler 34 und 36 werden einem ersten Farbdifferenz-Detektor 42 zugeführt, der das Ausgangssignal des Wandlers 34 von dem des Wandlers 36 subtrahiert und ein dem Unterschied bzw. der Differenz entsprechendes Signal liefert.
Die Ausgangssignale der photoelektrischen Wandler 34 und 38 werden einem zweiten Farbdifferenz-Detektor 44 zugeführt, der das Ausgangssignal des Wandlers 34 von dem des Wandlers 38 subtrahiert und ein dem Unterschied entsprechendes Signal erzeugt. Die Ausgangssignale der anderen Wandler 36 und 38 werden somit durch die beiden Detektoren 42 und 44 in ihrer Amplitude erhöht.
Die Ausgangssignale der beiden Farbdifferenz-Detektoren 42 und 44 werden einer Addierstufe 46 eingespeist, welche die Ausgangssignale der Detektoren 42 und 44 addiert. Wenn die Ausgangssignale der Detektoren *2 und 44 in Phase bzw. phasengleich sind, ist die Summe größer als jedes der Ausgangssignale der Detektoren 42 oder 44. Das Summenausgangssignal wird einem zweiten Doppelbegrenzer oder Diskriminator 48
eingegeben, der nur dann ein logisches Signal des hohen Pegels »1« liefert, wenn das eingespeiste elektrische Eingangssignal über einem vorbestimmten Pegel liegt.
Das Ausgangssignal des zweiten Doppelbegrenzers 48 wird an die eine Eingangsklemme eines ersten UND-Glieds 50 angelegt, während das Ausgangssignal des ersten Doppelbegrenzers 40 über einen Umsetzer 52 der anderen Eingangsklemme des ersten UND-Glieds 50 aufgeprägt wird. Das Ausgangssignal des ersten UND-Glieds 50 ist das bestimmte Farbsignal (d. h. das Signal für die bestimmte, festzustellende Farbe). Insgesamt wird somit die bestimmte Farbe auf dem den Doppelbegrenzer 40 und den Umsetzer 52 enthaltenden Weg grob diskriminiert, während sie auf dem aus erstem und zweitem Farbdifferenz-Detektor 42 bzw. 44, Addierstufe 46 und Doppelbegrenzer 48 bestehenden Weg genauer untersucht bzw. geprüft wird. Das Signal für die bestimmte Farbe wird nur dann erzeugt, wenn die über die beiden Wege geleiteten Signale Entscheidungsanforderungen genügen.
Ein Farbdetektor 54 umfaßt die beiden Farbdifferenz-Detektoren 42 und 44, die Addierstufe 46, die beiden Doppelbegrenzer 40 und 48, das erste UND-Glied 50 und den Umsetzer 52.
Das Ausgangssignal des ersten UND-Glieds 50 wird einem Schieberegister 56 zugeführt, an das auch von einer nicht dargestellten Steuerschaltung her ein Taktsignalimpuls, angelegt wird. Das vom ersten UND-Glied 50 gelieferte bestimmte Farbsignal wird im Schieberegister 56 gespeichert und dabei entsprechend dem Taktsignalimpuls, der mit der Transportgeschwindigkeit des Poststücks 10 synchronisiert ist, fortlaufend durch dieses Schieberegister 56 hindurch verschoben, das z. B. aus 30 Bits bestehen kann und von seinen Bits oder Bitpositionen Signale entsprechend den Positionen bzw. Lagen der Balkenmarken 14], 142 und 143 des Portostempelaufdrucks 12 liefert Insbesondere werden die Ausgangssignale vom Oten bis 2ten Bit des Schieberegisters 56 an die jeweiligen Eingangsklernmen eines zweiter. UND-Glieds 58 angelegt; die Ausgangssignale von Htern bis löten! Bit werden an die betreffenden Eingangsklemmen eines dritten UND-Glieds 60 angelegt, während die Ausgangssignale von 17tem bis 29tem Bit den jeweiligen Eingangsklemmen eines vierten UND-Glieds 62 aufgeprägt werden. Die einzelnen Bitsätze entsprechen der Breite der betreffenden Balkenmarken 14| — I43. Die Ausgangssignale von zweitem bis viertem UND-Glied 58, 60 und 62 werden an die jeweiligen Eingangsklemmen eines fünften UND-Glieds 64 angelegt, dessen Ausgangssignal ein Portostempelaufdruck-Meßsignal darstellt.
Eine Musterentscheidungseinheit 66 umfaßt das Schieberegister 56 sowie zweites bis fünftes UND-Glied 58,60,62 und 64.
Im folgenden ist die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung anhand der Erfassung eines Portostempelaufdrucks 12 auf einem braunen Briefumschlag erläutert, wobei der Aufdruck bzw. das Muster 12 in roter Farbe aufgedruckt ist. In diesem Fall liefern die photoelektrischen Rot-, Grün- und Blau-Wandler 34,36 bzw. 38 die in den Fig. 6A, 6B bzw. 6C dargestellten Signale. Der erste Farbdifferenz-Detektor 42 subtrahiert das Ausgangssignal des Rot-Wandlers 34 vom Ausgangssignal des Grün-Wandlers 36 zur Erzeugung eines Signals mit einer großen Impulsamplitude gemäß F i g. 6D. Der zweite Farbdifferenz-Detektor 44 subtrahiert das Ausgangssignal des photoelektrischen Rot-Wandlers 34 vom Ausgangssignal des Blau-Wandlers 38 zur Lieferung eines Signals mit einer größeren Impulsamplitude gemäß F i g. 6E.
Die Addierstufe 46 addiert die Ausgangssignale der beiden Detektoren 42 und 44 zu einem Signal, das gemäß Fig. 6F eine erheblich größere Impulsamplitude besitzt. Der zweite Doppelbegrenzer 48 begrenzt dieses Signal auf einen vorbestimmten Pegel zur Lieferung eines in F i g. 6G gezeigten Signals.
Während der beschriebenen Signalverarbeitung wird das Ausgangssignal des photoelektrischen Rot-Wandlers 34 durch den ersten Doppelbegrenzer 40 begrenzt, dessen Ausgangssignal durch den Umsetzer 52 invertiert und dem ersten UND-Glied 50 zugeführt wird. Der Umsetzer 52 liefert zu diesem Zeitpunkt ein Signal eines gleichmäßig hohen Pegels. Das Ausgangssignal des zweiten Doppelbegrenzers 48 wird somit unmittelbar als das bestimmte Farbsignal vom ersten UND-Glied 50 geliefert. Dieses bestimmte Farbsignal stellt den roten Portostempelaufdruck 12 dar.
Das bestimmte Farbsignal, d. h. das Signal für die bestimmte Farbe, wird beim Auftreten des Taktsignalimpulses sequentiell im Schieberegister 56 gespeichert. Insbesondere geht dabei das Ausgangssignal des zweiten UND-Glieds 58 auf den hohen Pegel (F i g. 6H) über, wenn Otes bis 2tes Bit des Schieberegisters 56 das Signal »1« entsprechend der Balkenmarke 14| des bestimmten Farbmusters liefern. Sodann gehen die Ausgangssignale von zweitem und drittem UND-Glied 58 bzw. 60 beide auf den hohen Pegel (F i g. 6H und 61) über, wenn 14tes bis 16tes Bit des Schieberegisters 56 das Signal »1« entsprechend dem Signal für die Balkenmarke 14| liefern, während Otes bis 2tes Bit ein Signal »1« entsprechend einem Signal für die Balkenmarke 142 liefern.
Wenn dann das Signal »1« vom 27ten bis 29ten Bit des Schieberegisters 56 entsprechend dem Signal für die Balkenmarke 14i, vom 14ten bis 16ten Bit entsprechend dem Signal für die Balkenmarke 142 und vom Oten bis 2ten Bit entsprechend einem Signal für die Balkenmarke 14s geliefert wird, gehen die Ausgangssignale vom zweiten bis viertem UND-Glied 58, 60 und 62 sämtlich auf den hohen Pegel (F i g. 6H, 61 und 6J) über. Dabei wird das Portostempelaufdruck-Meßsignal (Fig. 6K) erzeugt.
Obgleich ein Ausgangssignal oder zwei Ausgangssignale vom zweitem bis viertem UND-Glied 58, 60, 62 auf den hohen Pegel übergeht bzw. übergehen, wenn Differenzsignale auftreten, die keiner Balkenmarke entsprechen, können beim Auftreten dieser Differenzsignale nicht alle Ausgangssignale dieser UND-Glieder 58 — 62 gleichzeitig auf den hohen Pegel übergehen.
Der Portostempelaufdruck kann daher in keinem Fall infolge von Rauschen oder Störsignalen fälschlich erfaßt werden.
Während bei der beschriebenen Ausführungsform ein roter Portostempelaufdruck auf einem Poststück 10 erfaßt wird, kann wahlweise auch ein anderes Farbmuster, z. B. ein grünes oder blaues Farbmuster, bestimmt werden. In diesem Fall ist es nötig, die Signalverarbeitung in den Farbdifferenz-Detektoren entsprechend der als die bestimmte Farbe zu betrachtenden Farbe zu ändern. Auch ist eine Farberfassung aus vier verschiedenen Farben möglich.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

10
15
20
Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Erfassung einer bestimmten Farbe, mit einer Farbauflösungseinheit, die ein auf einen vorbestimmten Hintergrund aufgedrucktes Farbmuster beleuchtet und das reflektierte Licht in mindestens drei Farbkomponenten mittels eines spezifischen Farbfilters, das Licht einer bestimmten Farbe durchläßt, und mindestens zweier Farbfilter auflöst, die Licht einer jeweils anderen Farbe durchlassen, mit einer photoelektrischen Wandlereinheit, die mehrere mit den jeweiligen Farbfiltern der Farbauflösungseinheit verbundene photoelektrische Wandler zur Umwandlung der Farbkomponenten in entsprechende elektrische Signale aufweist,
und mit einer an die photoelektrische Wandiereinheit angeschlossenen Schaltungseinheit für eine bestimmte Farbe zur Erfassung dieser bestimmten Farbe auf der Grundlage der von der photoelektrischen Wandlereinheit gelieferten elektrischen Signale sowie zur Lieferung eines bestimmten Farbsignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungseinheit (54) aufweist:
25
a) eine mit der photoelektrischen Wandlereinheit (34) verbundene, einen ersten Diskriminator (40) enthaltende Diskriminiereinrichtung (40, 52) für die bestimmte Farbe zur Lieferung eines Signals des logischen Pegels »1« bei Einspeisung des von einer über einem vorbestimmten Pegel liegenden Lichtintensität ausgelösten elektrischen Signals für die bestimmte Farbe,
b) eine mit den verschiedenen photoelektrischen Wandlern (34, 36, 38) verbundene, mehrere Farbdifferenz-Detektoren (42, 44) enthaltende Farbdifferenz-Detektoreinheit zur Ableitung der Unterschiede zwischen dem elektrischen Signal des der bestimmten Farbe zugeordneten photoelektrischen Wandlers (34) und den elektrischen Signalen der den anderen Farben zugeordneten photoelektrischen Wandlern (36, 38) sowie eine der Farbdifferenzdetektoreinheit nachgeschaltete Addierstufe (46), die die Summe der Ausgangssignale von mindestens zweien der Farbdifferenz-Detektoren (42, 44) bildet, wobei die Schaltung derart erfolgt, daß die auf die bestimmte Farbe zurückzuführenden Signalpegel erhöht werden,
c) einen der Addierstufe nachgeschalteten zweiten Diskriminator (48) zur Lieferung eines Signals des logischen Pegels »1«, wenn ein von der Addierstufe (46) erzeugtes Signal über einem vorbestimmten Pegel liegt,
d) ein mit der Diskriminiereinrichtung (40, 52) für die bestimmte Farbe sowie mit dem zweiten Diskriminator (48) verbundenes UND-Glied (50) zur Erzeugung eines die Erfassung der bestimmten Farbe anzeigenden bestimmten Farbsignals, wenn die Diskriminiereinrichtung (40, 52) und der zweite Diskriminator (48) gleichzeitig Signale des logischen Pegels »1« liefern.
abgibt, wenn ein unter einem vorbestimmten Pegel liegendes elektrisches Signal geliefert wird, und einen mit dem ersten Diskriminator (40) verbundenen Umsetzer (52) zum Invertieren des Ausgangssignals des ersten Diskriminators (40) enthält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Musterentscheidungseinheit (66) n-.it einem Register (56), das eine Anzahl von Bits zur Speicherung des bestimmten Farbsignals vom UND-Glied (50) enthält, und einer Musterentscheidungsschaltung (58,60,62,64) zur Abnahme von Signalen von vorbestimmten Bits des Registers (56) nach Maßgabe des Farbmusters und zur Lieferung eines Meßsignals für die bestimmte Farbe, wenn die Signale von den vorbestimmten Bits vorbestimmte logische Bedingungen für das Farbmuster erfüllen.
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