DE4222908C2 - Verfahren zur Lokalisierung von Adreßbereichen auf Postgut - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokali­ sierung von Adreßbereichen auf Postgut, wie Briefen, Paketen o. ä., soweit diese als Aufkleber oder Fenster ausgebildet sind. Eine präzise Lokalisierung des Adreßbereichs ist in automatischen Briefverteilanlagen bei der Adreßerkennung auf großformatigen Briefen von Bedeutung, da dadurch die Adreß­ findung sicherer und schneller erfolgt.

Aus der US-PS 4,782,238 ist eine Vorrichtung zur Lokalisierung von Aufklebern und Fenstern bekannt, bei der die Postgutober­ fläche wechselweise aus zwei unterschiedlichen Richtungen unter einem flachen Winkel beleuchtet wird. Dabei wird unter Beleuchtung aus jeweils einer der Richtungen ein separates Bild der Postgutoberfläche gewonnen. Da die Aufkleber und Adreßfenster von der übrigen Oberfläche vertikal abgesetzt sind und mit ihr Kanten bilden, die das Licht unter den verschiedenen Beleuchtungsrichtungen unterschiedlich reflek­ tieren, können die Kanten durch Differenzwertbildung zwischen den Bildern ermittelt und damit die Adreßbereiche lokalisiert werden. Nachteile dieser Vorrichtung ergeben sich daraus, daß die Differenzwertbildung eine sehr präzise Einstellung der Abtaster, eine exakte Bildsynchronisation und einen hohen Auf­ wand bei der Bildauswertung erfordern.

Aus der AT-PS 306412 sowie den IBM TDB Vol. 25, Nr. 3A, August 1982, pp. 1230-1232 und IBM TDB Vol. 30, No. 4, September 1987, pp. 1647-1649 sind weitere Vorrichtungen zur Lokali­ sierung von Briefmarken bzw. Schaltkreisen auf Oberflächen mittels schräger Beleuchtung bekannt. Aus der US-PS 4,559,644 ist eine Vorrichtung zum Erkennen und Beseitigen von Linien auf einem Dokument bekannt, wenn diese Linien optische diskon­ tinuierliche Muster aufweisen und diese Muster wesentlich schmaler sind als die besagten Linien.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung des Standes der Technik. Insbesondere soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem in einfacher Weise ein den Kanten des Adreßbereichs entsprechendes wohldefiniertes Muster gebildet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert zur Lösung der o. g. Aufgabe keine Differenzwertbildung zwischen zwei unter unter­ schiedlichen Beleuchtungsrichtungen aufgenommenen Bildern, so daß zur Bildaufnahme auch sehr schnelle und hochauflösende Diodenabtaster eingesetzt werden können und die Geschwindig­ keit des Postguts zur Abtastung nicht vermindert werden muß. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen genauer erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine stark vereinfachte Querschnittsdarstellung einer Abtastkonfiguration für die Adreßbereichs­ lokalisierung und

Fig. 2 eine Darstellung der Abtastkonfiguration in Auf­ sicht.

Fig. 3a bis 3c illustrieren die Schattenbildung bei einem mit einem Adreßaufkleber versehenen Brief bei Beleuchtung (a) senkrecht zur Briefebene, (b) schräg von links oben, (c) schräg von rechts unten.

Fig. 4 zeigt ein Abtastbild bei mit der Zeilenabtastung synchronisierter alternierender Beleuchtung aus zwei entgegengesetzten Richtungen.

Fig. 5 illustriert das Ergebnis einer Auswertung eines Bildes nach Fig. 4.

Fig. 1 zeigt die Prinzipdarstellung einer Abtastkonfigura­ tion für die Adreßbereichslokalisierung bei einem Brief 1, der entlang einer (nicht dargestellten) Förderstrecke trans­ portiert wird und dabei eine Schlitzkulisse passiert, hinter der zur Bildaufnahme der Briefoberfläche eine Zeilenkamera 2 positioniert ist. Zur alternierenden Beleuchtung der Briefoberfläche unter einem flachen Einfallswinkel sind zwei gleichartige Beleuchtungseinheiten 3 und 4 in einer Ebene oberhalb des Briefes angeordnet.

Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Anordnung in Aufsicht, bei der die Beleuchtungseinheiten 3 und 4 gegeneinander einen Winkel von 180° bilden und das Licht annähernd entlang einer Diagonalen des rechteckigen Adreßaufklebers gerichtet ist.

Als Beleuchtungseinheiten können beispielsweise LED-Zeilen, Laserdioden oder Laser mit Optiken zur Spaltbeleuchtung ver­ wendet werden.

Wie bereits in der US-PS 4,782,238 ausgeführt wurde, werfen bei seitlicher Beleuchtung der Briefoberfläche unter einem flachen Winkel Kanten, die von der Lichtquelle aus gesehen abfallen, einen Schatten, während ansteigende Kanten gegen­ über der übrigen Oberfläche einen größeren Kontrast zeigen. Bei Aufklebern ist dabei die abfallende Seite regelmäßig wei­ ter von der Lichtquelle entfernt als die ansteigende, während bei Fenstern die abfallende Kante der Lichtquelle näher ist als die ansteigende. Wie in den Fig. 3a bis c für einen Brief mit Aufkleber veranschaulicht, erhält man so bei Beleuchtung von schräg links an den rechtsseitigen Aufkleber­ kanten starke Schattenbildung und bei Beleuchtung von schräg rechts an den linksseitigen Kanten eine entsprechende Schat­ tenbildung. Eine diagonale Richtung der Beleuchtung gegenüber dem Adreßaufkleber ist vorteilhaft, da nur die orthogonale Projektion der Kanten zur Einfallsrichtung des Lichtes einen Beitrag zur Schattenbildung bringt.

Wie in den Fig. 3b und c gezeigt ist, sind nur die Schat­ tenbereiche unter den zwei unterschiedlichen Beleuchtungen wesentlich verschieden. Ein ähnlicher, allerdings schwächerer Effekt tritt durch Kontrasterhöhung an von der Lichtquelle aus gesehen ansteigenden Kanten auf. Damit wär es möglich, zwei komplette Aufnahmen des Briefes mit unterschiedlicher Beleuchtung zu erstellen und durch Vergleich der Bilder die Kantenbereiche zu extrahieren. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird hiervon abweichend mit einer Zeilenkamera ein spaltenweises Bild der Briefoberfläche aufgenommen, wobei für jede Spaltenaufnahme die Beleuchtungsrichtung geändert wird. Im Belichtungsintervall wird eine Spalte der Briefoberfläche abgebildet. Durch die kontinuierliche Bewegung des Briefes und die Aufeinanderfolge von Belichtungsintervallen ergeben die Bilder der einzelnen Spalten ein Gesamtbild der Briefoberfläche. Erfolgt z. B. für die Spalten 1, 3, 5, 7 . . . wie in Fig. 2 die Beleuchtung von schräg links und für die Spalten 2, 4, 6, 8 . . . die Beleuchtung von schräg rechts, erscheint der Bereich rechts von der rechten Kante eines Auf­ klebers in den Spalten 1, 3, 5, 7 . . . dunkel und in den Spalten 2, 4, 6, 8 . . . hell, während der Bereich linksseitig von der linken Kante des Aufklebers in den Spalten 1, 3, 5, 7 . . . hell und in den Spalten 2, 4, 6, 8 . . . dunkel erscheint. Jeder Schattenbereich bei dieser synchronisierten alternie­ renden Beleuchtung und spaltenweisen Abtastung wird demnach durch ein Hell-dunkel-hell-Muster charakterisiert, während andere Strukturen der Briefoberfläche (Schrift oder Grafik) ein solches Muster nicht aufweisen. Fig. 4 zeigt ein Abtast­ bild bei mit der Zeilenabtastung synchronisierter alternie­ render Beleuchtung aus zwei entgegengesetzten Richtungen. Der vergrößerte Eckausschnitt 5 der durch die Aufkleberkanten erzeugten Schattenlinie zeigt deutlich die Musterstruktur des Schattenbereichs.

Allgemein arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren auch dann, wenn der Wechsel der Beleuchtungsrichtung nach jeweils n abgetasteten Spalten erfolgt. Beispielsweise werden die Spalte 1, . . ., n bei Beleuchtung von links oben die Spalte n+1, . . ., 2n bei Beleuchtung von rechts unten, die Spalte 2n+1, . . ., 3n bei Beleuchtung von links oben etc. abgetastet.

Für die Wahl des Wertes n ist dabei zu beachten, daß der Auf­ wand für die Beleuchtung mit wachsendem n sinkt, da dann die Umschaltfrequenz für die Beleuchtungseinheiten abnimmt. Ande­ rerseits steigt der Aufwand für eine sichere Erkennung der Streifenbereiche mit wachsendem n, da zu seiner Erkennung eine bestimmte minimale Anzahl von Streifen erforderlich ist und die Anzahl der Streifen pro Millimeter bei wachsendem n abnimmt. Beleuchtung, Beleuchtungstakt, Spaltentakt, Auflö­ sung der Kamera und Auswerteverfahren sind also aufeinander abzustimmen.

Die für die Schattengebiete charakteristische Struktur in einem Abtastbild ist eine Abfolge von Dunkel-weiß-Streifen mit wohldefinierter Streifenbreite. Solche Strukturen sind sehr einfach

• - aus den analogen Abtastsignalen herauszufiltern,
• - aus einem Binär-Bild des Abtastbildes über eine einfache Ansteuerung zu ermitteln oder
• - mit Bildoperationen aus einem Binär-Bild zu ermitteln.

Das danach erhaltene Bild enthält neben den markierten Schat­ tengebieten nur sehr wenig durch z. B. Knicke im Papier verur­ sachte Störinformationen. Letztere können dadurch eliminiert werden, daß durch Profilbildung oder ähnliche Operationen die für Aufkleber und Fenster charakteristischen rechteckähnli­ chen Gebiete ermittelt werden. Die Koordinaten dieser Gebiete ermöglichen die Lokalisierung des Adreßbereiches.

Claims (7)

1. Verfahren zur Lokalisierung von Adreßbereichen auf Post­ gut, wie Briefen, Paketen o. ä., wobei die Adreßbereiche Teilflächen aufweisen, die gegenüber der Post­ gutoberfläche im wesentlichen parallel liegen und verti­ kal erhöht oder erniedrigt sind, wobei erste und zweite Mittel zur wechselweisen Beleuchtung der Postgutober­ fläche aus annähernd entgegengesetzten Richtungen unter einem flachen Einfallswinkel und Mittel zur spalten­ weisen optischen Abtastung der Postgutoberfläche entlang einer Postgut-Förderstrecke sowie Mittel zur Auswertung der erhaltenen Bilder vorgesehen sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Beleuchtungswechsel mit dem Takt der Abtast­ mittel so synchronisiert ist, daß nach der Abtastung von jeweils n Spalten ein Beleuchtungswechsel erfolgt, wo n eine vorgegebene ganze Zahl ist und daß durch die Bild­ auswertungs-Mittel die Bildbereiche ermittelt werden, die ein Muster mit einer Abfolge von Hell-dunkel-Strei­ fen mit einer vorgegebenen Streifenbreite aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Streifenmuster durch Filterung der Abtast­ signale identifiziert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Streifenmuster aus einem den Abtastsignalen zugeordneten Binär-Bild durch Ansteuerung identifiziert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Streifenmuster aus einem den Abtastsignalen zugeordneten Binär-Bild durch nichtlineare Filteropera­ tionen identifiziert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswertung der gewonnenen Bil­ der derart erfolgt, daß die Bildbereiche ermittelt wer­ den, in denen die besagten Streifenmuster in rechtecki­ gen Konfigurationen auftreten.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß n = 1 gesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsmittel so angeordnet sind und derart angesteuert werden, daß die Beleuchtungsrichtung annähernd entlang einer Diagonalen einer rechteckigen abzutastenden Postgutoberfläche liegt.