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Die
Erfindung betrifft einen Lesekopf für die Erfassung von digitalen
Bildern von postalischen Gegenständen
in einer Postsortiereinrichtung, wobei der Lesekopf eine Kamera
mit mehreren Graustufenniveaus mit hoher Auflösung umfasst. Die Erfindung ist
insbesondere bestimmt für
eine Postsortiereinrichtung, in der die postalischen Gegenstände durch
Videokodierung verarbeitet werden, damit eine Bedienperson die Adresse
des Empfängers
ausgehend von einem digitalen Bild des Gegenstands, das auf einem Bildschirm
seines Videokodierungs-Arbeitsplatzes angezeigt wird, erfasst. Die
digitalen Bilder werden im allgemeinen in Echtzeit übertragen,
ausgehend von einem EDV-gestützten
Verwaltungssystem der Sortiereinrichtung zu dem Videokodierungs-Arbeitsplatz über ein
Computer-Netzwerk. Aufgrund des Bearbeitungsdurchsatzes müssen die
digitalen Bilder ein geringes Gewicht aufweisen, da es sonst nicht möglich ist,
die postalischen Gegenstände
in Echtzeit videozukodieren.
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Im
allgemeinen ist das Gewicht der Bilder beschränkt durch Beschränkungen
ihrer Auflösung und/oder
ihrer Farbpalette. Klassischerweise sind die erfassten bzw. aufgenommenen
Bilder Bilder in mehreren Graustufen mit hoher Auflösung, da
die Größe von Farbbildern
mit hoher Auflösung
nicht kompatibel ist mit den Transferdurchsätzen von gegenwärtigen Computer-Netzwerken.
Die auf dem Bildschirm des Videokodierungs-Arbeitsplatzes angezeigten
Bilder sind derzeit von mehreren Graustufenniveaus, was die Effizienz
der Bedienperson und ihren Arbeitskomfort reduziert.
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Aus
dem Dokument US-5 912 698 kennt man einen Lesekopf für die Erfassung
von digitalen Bildern in einer Postsortiereinrichtung, umfassend eine
Kamera mit mehreren Graustufenniveaus mit hoher Auflösung und
eine Kamera zur Farberfassung mit geringer Auflösung. Die beiden Kameras sind
in dem Lesekopf derart angeordnet, dass sie zwei getrennt erfasste
und überlagerbare
digitale Bilder jedes postalischen Gegenstandes liefern.
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Das
Ziel der Erfindung ist es, einen Lesekopf der eingangs beschriebenen
Art vorzuschlagen, mit dem man die Überlagerbarkeit der getrennt
erfassten digitalen Bilder verbessert.
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Zu
diesem Zweck hat die Erfindung zum Gegenstand einen Lesekopf für die Erfassung
von digitalen Bildern von postalischen Gegenständen in einer Postsortiereinrichtung,
wobei der Lesekopf eine Kamera mit mehreren Graustufenniveaus mit
hoher Auflösung
und eine Kamera zur Farberfassung mit geringer Auflösung umfasst,
wobei die Kameras in dem Lesekopf derart angeordnet sind, dass sie
simultan zwei digitale, getrennt erfasste und überlagerbare digitale Bilder
eines jeden postalischen Gegenstandes abliefern, und ein Beobachtungsfenster, durch
das jede der beiden Kameras jeweils ein Bild jedes postalischen
Gegenstands erfaßt,
dadurch gekennzeichnet, dass sie ein optisches System zur Trennung
des von dem Fenster zu jeder Kamera stammenden Lichtschlusses aufweist,
damit die beiden Kameras simultan dieselben Gegenstandspunkte mit
demselben Blickwinkel erfassen.
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Mit
dieser Konstruktion wird ein Bild mit mehreren Graustufenniveaus
mit hoher Auflösung
und ein Farbbild mit geringer Auflösung simultan mit dem selben
Betrachtungswinkel für
jeden postalischen Gegenstand erfasst. Die beiden Bilder werden
zu dem Videokodierungs-Arbeitsplatz übertragen, wo ein Farbbild
mit hoher Auflösung
des postalischen Gegenstands nach der Kombination der beiden erhaltenen
Bilder angezeigt wird. Die Erfindung ermöglicht auf diese Weise ein
Farbbild mit hoher Auflösung
anzubieten, wobei die zusätzliche
Datenmenge begrenzt ist im Vergleich zu der Erfassung von mehreren
Graustufenniveaus mit hoher Auflösung,
wie sie üblicherweise
realisiert wird. Vorteilhaft kann das Farbbild mit hoher Auflösung auch
verwendet werden zum Verbessern der optischen Erkennung von Buchstaben
unter Erleichterung der Erkennung von Adressenblöcken in dem Bild eines postalischen
Gegenstandes. Dieses Farbbild mit hoher Auflösung kann ebenfalls verwendet
werden zum Erleichtern der automatischen Erkennung von Freimachungsmarkierungen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Kameras in einem rechten Winkel in dem Lesekopf
angeordnet, und eine Trennplatte ist im wesentlichen bei 45 Grad
im Bezug auf jede Kamera angeordnet derart, dass die beiden Kameras
einen selben Objektpunkt erfassen. Die beiden Bilder können auf
diese Weise simultan durch den selben Lesekopf und durch ein und
dasselbe Beobachtungsfenster erfaßt werden, was ihre Überlagerbarkeit
verbessert.
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Die
Erfindung wird nun in weiteren Einzelheiten beschrieben unter Bezugnahme
auf die anliegenden Zeichnungen, die hiervon ein beispielhaftes
und nicht beschränkendes
Ausführungsbeispiel
darstellen.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lesekopfs;
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2 ist
eine Darstellung in der Art eines Organigramms der Kombination von
zwei Bildern zum Bilden eines Farbbildes mit hoher Auflösung.
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In 1 umfasst
ein Lesekopf 1 ein Gehäuse 2,
das eine schwarze Kammer mit einem Beobachtungsfenster 2' ist, vor dem
die zu fotografierenden postalischen Gegenstände entlang laufen. Eine digitale
Kamera mit mehreren Graustufenniveaus 3 mit hoher Auflösung ist
an diesem Gehäuse
fixiert, und ist hierbei gegenüber
dem Beobachtungsfenster 2' angeordnet
zum Erfassen eines digitalen Bildes eines in dem Fenster sichtbaren
postalischen Gegenstandes. Erfindungsgemäß umfasst der Lesekopf 1 eine
andere Kamera 4, die eine Farbkamera mit geringer Auflösung ist.
Diese Farbkamera 4 mit geringer Auflösung ist derart angeordnet,
dass sie simultan ein anderes digitales Bild des postalischen Umschlages
erfasst, das dem von der Kamera mit mehreren Graustufenniveaus 3 erfassten
Bild überlagerbar
ist. Diese beiden Bilder, die getrennt erfasst werden, sind dazu
bestimmt, kombiniert zu werden, beispielsweise auf der Stufe des
Videokodierungs-Arbeitsplatzes, zum Bilden eines Farbbildes mit
hoher Auflösung
des postalischen Gegenstandes, was weiter unten erläutert werden
wird. Die zwei Kameras 3 und 4 werden daher beispielsweise
dem Beobachtungsfenster 2' gegenüberliegend
angeordnet sein können
zum Verschaffen von im Wesentlichen überlagerbaren Bildern. In dem
Fall, wo die beiden erfassten Bilder einen zu bedeutenden Versatz
aufweisen, kann eine digitale Bearbeitung des einen der beiden Bilder
ins Werk gesetzt werden, um diesen Versatz zu korrigieren.
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Die
Erfassung von zwei überlagerbaren
Bildern in dem Lesekopf mit dem selben Betrachtungswinkel kann erfindungsgemäß sichergestellt
werden durch das Verwenden eines optischen Systems, das zwischen
den Kameras und dem Beobachtungsfenster angeordnet ist, wobei dieses
System dazu bestimmt ist, den Lichtfluß, der von dem Fenster stammt,
in zwei zu teilen. Das verwendete optische Trennungssystem kann
beispielsweise ein Trennwürfel
oder ein Faser-Anamorphot sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das ausgewählte
optische Trennsystem eine Trennplatte 5, die im wesentlichen
bei 45 Grad, bezogen auf die Ebene des Beobachtungsfensters, angeordnet
ist. Der Lichtfluss F1, der von dem Beobachtungsfenster stammt,
wird durch diese Platte in zwei Flüsse F2 und F3 geteilt, die
im rechten Winkel jeweils zueinander orientiert sind. Spezieller
durchsetzt eine erste Hälfte
F2 des Lichtflusses die Trennplatte 5 zum Erreichen des
Objektivs der Kamera mit mehreren Graustufenniveaus 3 mit
hoher Auflösung,
die gegenüber
dem Beobachtungsfenster angeordnet ist, und gegenüber der
Trennplatte zu 45 Grad orientiert ist. Eine zweite Hälfte F3
des Lichtflusses wird von der Trennplatte 5 reflektiert,
um parallel zur Ebene der Fenster 2' zur der Farbkamera 4 mit
niedriger Auflösung
gerichtet zu werden, die zu 45 Grad, bezogen auf die Trennscheibe,
angeordnet ist. Wie schematisch in 1 dargestellt,
ist die Kamera 3 gegenüberliegend
dem Beobachtungsfenster 2' und
die Kamera 4 parallel zur Ebene dieses Beobachtungsfensters
angeordnet, wobei die Trennplatte 5 in 45 Grad bezogen
auf die Ebene des Fensters angeordnet ist, zur Bildung eines Winkels
von 45 Grad mit der Achse jeder der Kameras 3 und 4.
Die mechanischen und optischen Ungenauigkeiten des Zielpunktes,
welchen der postalische Gegenstand bildet, belasten so in strikt
identischer Weise die Kamera mit mehreren Graustufenniveaus und
die Farbkamera. Die Überlagerbarkeit
der von diesen Kameras hervorgebrachten Bildern wird auf diese Weise
verbessert, und die beiden Bilder können simultan erfasst werden.
Eine solche Trennplatte, die als solches bekannt ist, ist im allgemeinen
aus behandeltem Glas hergestellt, und weist den Vorzug von sehr
geringen Kosten bezogen auf andere mögliche optische Systeme auf.
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In
dem in 1 dargestellten Beispiel entspricht die Intensität des Lichtflusses
F2 und F3, die von jeder Kamera empfangen werden, im wesentlichen
dem halben Betrag der Intensität
des Lichtflusses F1, der aus dem Beobachtungsfenster austritt. Diese
Absenkung der Lichtintensität
kann vorteilhaft kompensiert werden durch eine größere Öffnung der Blende
jeder Kamera. Eine andere Weise, diese Absenkung zu kompensieren,
kann darin bestehen, die Beleuchtung des postalischen Gegenstandes
zu erhöhen.
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Vorzugsweise
ist die Auflösung
der Farbkamera viel kleiner als die Auflösung der Kamera mit mehreren
Graustufenniveaus. Auf diese Weise wird die zu übertragende Datenmenge zum
Bilden eines Farbbildes mit hoher Auflösung auf den Videokodierungs-Bildschirm
signifikant reduziert. Beispielsweise, wenn die Auflösung der
Farbkamera (in Anzahl von Punkten je Längeneinheit) viermal geringer
ist als diejenige der Kamera mit mehreren Graustufenniveaus, macht
das Gewicht des Bildes, das aus der Farbkamera geringer Auflösung hervorgeht,
18 % des Gewichts des Bildes mit mehreren Graustufenniveaus mit
hoher Auflösung
aus. Wie es dieses Beispiel zeigt, ist die Zahl von zusätzlichen
Daten zur Bildung eines Farbbildes mit hoher Auflösung auf
dem Videokodierungs-Bildschirm gering gegenüber der Erfassung hochauflösender Graustufenniveaus.
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Insbesondere
sind die beiden Bilder ungeachtet eines Größenordnungsfaktors überlagerbar, was
bedeutet, dass sie den selben Teil des postalischen Gegenstandes
bei verschiedenen Auflösungen
darstellen. In dem vorstehenden Beispiel entspricht ein Farbbild-Punkt
mit geringer Auflösung sechzehn
Punkten des Bildes mit mehreren Graustufenniveaus mit hoher Auflösung.
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In 2 ist
ein Organigramm schematisch dargestellt, das die Verarbeitung der
Kombination der beiden durch den Lesekopf erfassten Bilder zum Anzeigen
eines Farbbildes mit hoher Auflösung
auf den Videokodierungs-Arbeitsplatz darstellt. Diese Verarbeitung
kann beispielsweise ins Werk gesetzt werden durch rechnergestützte Mittel
auf der Stufe eines Videokodierungs-Arbeitsplatzes, oder auf der Stufe des
rechnergestützten
Verwaltungssystems der Postsortiereinrichtung.
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Die
von dem Lesekopf 1 gelieferten Daten umfassen für jeden
Gegenstand zwei überlagerbare Bilder,
die einer Verarbeitungseinheit vorgelegt werden, die ein Videokodierungs-Arbeitsplatz
oder das rechnergestützte
Verwaltungssystem der Postsortiereinrichtung sein kann. Ein Farbbild
mit geringer Auflösung
wird durch die Kamera 4 im Format RVB (Rot grün (Vert)
Blau) erfasst, was dem Block RVB-BR in 2 entspricht.
Simultan wird ein Bild mit mehreren Graustufenniveaus von der Kamera 3 erfasst,
was dem Block MNG-HR
der 2 entspricht. Zwei Optionen können dann in Betracht gezogen
werden. In einem ersten Fall wird das RVB-BR-Bild an eine Verarbeitungseinheit übertragen,
in welchem es in eine sogenannte HSL-Darstellung (Farbton, Sättigung,
Luminanz) konvertiert wird. In dem zweiten Fall wird das RVB-BR-Bild
in eine HSL-Darstellung vor der Übertragung
konvertiert. In diesem Fall wird eine Luminanz-Schicht dieses Bildes
nicht übertragen,
was es erlaubt, die Datenmenge des Farbbildes weiter zu reduzieren.
Das konvertierte Farbbild, dessen Luminanz-Schicht nicht beibehalten
ist, wird durch den Block TS-BR dargestellt. Wie im Stand der Technik bekannt
entspricht die Luminanzkomponente (L) eines Punktes in einer HSL-Darstellung
dem Graustufen-Wert in einem Bild mit mehreren Graustufenniveaus.
Das Bild mit mehreren Graustufenniveaus ist direkt ein Bild in Luminanzwerten,
was durch den Block L-HR dargestellt ist. Die beiden Bilder werden dann
kombiniert zur Bildung eines Bildes mit hoher Auflösung im
Format HSL, was durch den Block TSL-HR dargestellt ist. Insbesondere
ist dieses Bild mit hoher Farbauflösung gebildet durch eine Kombination
der Luminanzschicht, die aus dem Bild mit hoher Auflösung und
mehreren Graustufenniveaus hergegangen ist, mit den Schichten T
und S (Farbton und Sättigung),
die aus dem Bild mit geringer Auflösung hervorgegangen sind, das
von der Kamera 4 stammt. Diese Kombination wird ermöglicht durch
die Tatsache, dass die beiden Bilder überlagerbar sind.
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Weiterhin
ist es insbesondere bekannt, dass das menschliche Auge sehr Luminanz-empfindlich reagiert,
während
es weniger empfindlich ist bezüglich
der Sättigung
oder dem Farbton in einem Bild. Daher ist die Unterversorgung mit
Werten (durch Erfassung mit geringer Auflösung) der Schichten Sättigung
und Farbton ohne grossen Verlust für das menschliche Auge.