DE4331772A1 - Vorrichtung zur Farberkennung von in Blisterfolien liegenden Objekten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich­ tung zur Farberkennung von in den Näpfen von Blisterfo­ lien liegenden Objekten, nämlich insbesondere von Tabletten oder Pillen, deren Farbe ein Kennzeichen dar­ stellt und die auf ihre richtige Anwesenheit und/oder Verteilung in der Kunststoff-Blisterfolie kontrolliert werden müssen, bevor die Blisterfolie durch Aufschweißen einer anderen Folie, z. B. einer Aluminium-Durchdrückfo­ lie versiegelt wird.

Die Farberkennung von Tabletten setzt die Beleuchtung derselben durch von oben auftreffendes Auflicht und Er­ fassung des von ihnen reflektierten Lichtstroms voraus. Der Lichtstrom wird in seine Komponenten Rot-Grün-Blau zerlegt und die in diesen drei Signalkanälen gewonnenen Pegel ermöglichen die Farberkennung.

Wesentlich ist, daß die Vorrichtung die zu erkennenden Objekte findet und als wichtigen Bildinhalt abtrennt vom unwichtigen Bildinhalt, nämlich der Blisterfolie. Dieser Vorgang wird Segmentierung genannt. Er ist dann unpro­ blematisch, wenn sich die Objekte bezüglich ihrer Farbe und/oder ihres Reflexionsverhaltens erheblich von der Blisterfolie unterscheiden. Dann bereitet die Trennung des wichtigen Bildinhalts vom unwichtigen keine Schwie­ rigkeiten, da zwischen beiden ein ausreichender Farb- oder Helligkeitskontrast gegeben ist.

Helle und deshalb stark reflektierende Tabletten können zuverlässig unterschieden werden von einer dunklen Blisterfolie oder einer durchsichtigen Blisterfolie, die sich über einen dunklen Untergrund bewegt. Gleiches gilt natürlich auch bei umgekehrter Verteilung der Helligkeit sowie wenn sich die Farben und damit die Verteilung der Pegel in den drei Grundfarbkanälen erheblich unterschei­ den.

Problematisch wird die Farberkennung der Objekte, wenn diese in den Näpfen einer undurchsichtigen Blisterfolie liegen, deren Farbe der der Objekte ähnlich ist. Es wer­ den dann die Anforderungen an die Gleichmäßigkeit der Auflichtbeleuchtung sehr hoch und selbst bei befriedi­ gender Erfüllung dieser Forderung wird die Farberkennung unzuverlässig. Wenn der Kontrast zwischen wichtigem und unwichtigem Bildinhalt nur noch wenige % beträgt, kann die Segmentierung der Bildinformation, d. h. die Abtren­ nung des wichtigen Bildinhalts unmöglich werden. Weiße Tabletten in einer undurchsichtig-weißen Blisterfolie oder auch rote Tabletten in einer undurchsichtig-roten Blisterfolie lassen sich kaum erfassen.

Die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten treten auch dann auf, wenn der in die Grundfarben Rot-Grün-Blau zer­ legte Bildinhalt, nämlich der Farbraum RGB, durch eine bekannte nichtlineare Transformation umgesetzt wird in den Farbraum HIS, wobei H für Hue, d. h. Farbton steht, I für Intensity bzw. Helligkeit oder Luminanz und S für Saturation oder Farbsättigung. Bei einer solchen Signal- Verarbeitung, die dem menschlichen Empfinden nachgebil­ det ist, werden nicht nur diffus reflektierende Blister­ folien, sondern auch spiegelnde Hintergründe, z. B. Alu­ miniumblisterfolien akzeptiert; dennoch bleibt auch hier ein ausreichender Kontrast zwischen den Objekten und dem Blisterfolien-Hintergrund unabdingbar.

An sich kann die Anwesenheit von Tabletten in Blisterfo­ lien auch bei fehlendem Kontrast zwischen den Tabletten als zu erkennenden Objekten und dem Material der Blisterfolie kontrolliert werden, nämlich mittels einer Infrarot-Durchlichtbeleuchtung.

Es ist bekannt, daß infrarotes Licht nahezu alle vorkom­ menden Blisterfolien mit Ausnahme von Aluminium durch­ dringt und deshalb mittels einer Durchlichtbeleuchtung nahezu ideale Kontrastvoraussetzungen für die Erkennung der Anwesenheit oder des Zustands (Bruch) von Tabletten erzielt werden. Die Anordnung von Infrarot-Durchlaßfil­ tern vor der Kamera macht eine solche Anordnung noch zusätzlich unempfindlich gegenüber Umgebungslicht. Eine Farberkennung wird hiermit jedoch nicht bewirkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Farberkennung von in den Näpfen von Blisterfolien liegenden Objekten, die auch bei schwachem oder fehlendem Kontrast zwischen den Objekten und dem Material der Blisterfolie zuverlässig arbeitet.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich aus den Patentansprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch den Aufbau einer Vorrichtung der er­ findungsgemäßen Art;

Fig. 2 schematisch den Weg der Signalverarbeitung und Entscheidungsfindung.

Eine Blisterfolie 1 mit in ihr ausgeformten und Pillen bestimmter Farbe - eine Blisterpackung muß ggfs. ver­ schiedenfarbige Pillen in bestimmter Anordnung enthal­ ten - aufnehmenden Näpfen bewegt sich unterhalb einer Kameraanordnung 3 und oberhalb einer Infrarot-Durch­ lichtbeleuchtungseinheit 5 über diese hinweg. Mit Ab­ stand oberhalb der Blisterfolie 1 ist eine Auflichtbe­ leuchtungseinheit 7 angeordnet, die den Strahlengang der Kameraanordnung 3 konzentrisch umgibt. Beide Beleuch­ tungseinheiten erzeugen Lichtblitze, die gleichzeitig ausgelöst werden.

Die Kameraanordnung 3 besteht aus einem halbdurchlässi­ gen Spiegel 9, der den von der Infrarot-Durchlichtbe­ leuchtungseinheit 5 stammenden und durch die Blisterfo­ lie 1 durchgetretenen Lichtstrom sowie den von der Auf­ lichtbeleuchtungseinheit 7 stammenden und von der Blisterfolie 1 reflektierten Lichtstrom zum Teil durch­ läßt zu einer Farbkamera 11 mit vorgeschaltetem Infra­ rotsperrfilter 13 und zum Teil reflektiert zu einer Schwarzweißkamera 15 mit vorgeschaltetem Infrarotdurch­ laßfilter 17.

Beide Kameras haben den gleichen Abbildungsmaßstab und ihre Bildinhalte werden überlagert. Die Schwarzweißkame­ ra 15 erfaßt den durch die Blisterfolie 1 durchgetrete­ nen und nur von den Pillen unterbrochenen und deshalb deren Umrisse randscharf wiedergebenden Infrarotlicht­ strom. Dadurch werden schattenbildartig die Bereiche des Bildinhalts definiert, die von der Farbkamera auf Über­ einstimmung mit der Sollverteilung von Farben zu kon­ trollieren sind. Ein völliges Fehlen von Pillen oder eine Napffüllung mit nur Pillenbruchstücken wird, wie bekannt, von der Schwarzweißkamera erkannt und führt zur Aussonderung; die zutreffende Verteilung der Pillen nach Farbe wird von der Farbkamera kontrolliert, wobei zuver­ lässig nur die Bereiche erfaßt werden, an denen sich die Pillen tatsächlich befinden.

Bei einem lernfähigen System genügt die Abspeicherung der Bilder eines richtig gefüllten Muster-Blisters, um anschließend durch Vergleich der Bilder der laufenden Blisterfolien mit den gespeicherten Bildern die einwand­ frei und richtig gefüllten Blister durchzulassen und die fehlerhaften auszusondern.

Dies geschieht beispielsweise durch Anlegen eines Histo­ grammes der Pegelverteilung über das segmentierte Ob­ jekt. Das Maximum des Histogramms zeigt auf die Farbe. Es wird ein Pegelbereich um dieses Maximum berechnet. Alle Pegel, die später innerhalb dieses Pegelbereiches in den drei Kanälen liegen, werden als richtige Farbe definiert.

Vorteile dieser Anordnung:

• - Idealer Segmentierungskontrast, da unabhängig vom Farbkontrast oder Helligkeitskontrast.
• - Farberkennung von Produkten, die die gleiche Farbe wie die Blisterfolie haben, wird möglich.
• - Sehr gute Brucherkennung des Systems, da Größe der Objekte durch Schattenbild.
• - Farberkennung und Brucherkennung sind parallel ange­ ordnet, so daß eine Unterscheidung zwischen einem lee­ ren Napf und einem mit einer falschen Farbe gefüllten Napf gegeben ist.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer möglichen Anord­ nung. Die Schwarzweißkamera 15 und die Farbkamera 11 erfassen das gleiche Bild: Das Schattenbild der Schwarz­ weißkamera wird in einen binären Bildspeicher 25 abge­ legt. Das Farbbild wird in einem separaten Farb-Bild­ speicher 21 abgelegt. Spezielle Hardware Bausteine oder Software Algorithmen durchsuchen den Bildspeicher 25 nach Objekten. Beispielsweise werden für das Objekt O1 die Koordinaten des kleinsten es umschließenden Recht­ ecks X1, X2; Y1, Y2 gefunden. Zusätzlich zu den Koordi­ naten werden die interessierenden Merkmale Fläche, Um­ fang und gegebenenfalls weitere den Konturverlauf be­ schreibende Daten zu diesem Objekt gespeichert.

Die Koordinaten des umschließenden Rechtecks werden in den Bildspeicher 21 übertragen und dienen dort dazu, den Ort des Objektes im Farbbild unabhängig vom Hintergrund einzugrenzen.

Für das Objekt O1 existiert aus einem Lernlauf eine "Look Up Tabelle" (LUT) oder ein Histogramm 27 als Hard­ ware oder als Software, welches die Sollfarbe(n) be­ schreibt, und diese liefert die Entscheidung, ob das Objekt O1 die richtige Farbe hat oder nicht. In dem Block Entscheidungsfindung 29 werden die Informationen zu einem Ausgangssignal zusammengesetzt.

Mit der beschriebenen Anordnung ist also eine Unter­ scheidung zwischen leerem Napf und falschfarbig gefüll­ tem Napf problemlos möglich. Gleichfalls ist es möglich, im Falle einer falschen Farbe den Fehler weiter zu dif­ ferenzieren:

Durch ein mehrfaches Laden der LUT mit den anderen er­ laubten Sollfarben und Abtasten dieser Farben läßt sich bestimmen, ob das Objekt eine Farbe hat, die für dieses Produkt erlaubt ist, aber durch eine Vertauschung an dem falschen Ort liegt. Ist dies nicht der Fall, so kann eindeutig auf ein fremdes Produkt im Napf geschlossen werden.

Bezugszeichenliste

1 Blisterfolie
3 Kameraanordnung
5 Infrarot-Durchlichtbeleuchtungseinheit
7 Auflichtbeleuchtungseinheit
9 halbdurchlässiger Spiegel
11 Farbkamera
13 Infrarotsperrfilter
15 Schwarzweißkamera
17 Infrarotdurchlaßfilter

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Farberkennung von in den Näpfen von Blisterfolien (1) liegenden Objekten mit einer ein brei­ tes Spektrum sichtbaren Lichts erzeugenden Auflichtbe­ leuchtungseinheit (7) und einer Farbkamera (11), die das von den Objekten reflektierte Licht der Auflichtbeleuch­ tungseinheit (7) erfaßt und der Weiterverarbeitung zu­ führt, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, den Bildbereich von unten beaufschlagende Infrarot-Durchlichtbeleuch­ tungseinheit (5), wobei der Farbkamera (11) ein Infra­ rotsperrfilter (13) vorgeschaltet ist und eine Schwarz­ weißkamera (15) mit vorgeschaltetem Infrarotdurchlaßfil­ ter (17) den gleichen Bildbereich gleichzeitig erfaßt und deren die Umrisse der Objekte definierender Bildin­ halt mit dem Bildinhalt der Farbkamera (11) zusammenge­ führt wird und diese in der Weise weiterverarbeitet wer­ den, daß die Farbbildinformationen innerhalb der Objekt­ grenzen als Nutzsignale dienen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen oberhalb des Bildbereichs unter einem Winkel an­ geordneten halbdurchlässigen Spiegel (9), der den Strah­ lengang in zwei Lichtströme aufteilt, deren einer von der Farbkamera (11) und deren anderer von der Schwarz­ weißkamera (15) erfaßt wird.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei bewegten Blisterfolien die Be­ leuchtungseinheiten (5, 7) jeweils synchrone Lichtblitze erzeugen.