EP2787489A1 - Verfahren zur Prüfung von bedruckten Gegenständen - Google Patents

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EP2787489A1
EP2787489A1 EP13455003.7A EP13455003A EP2787489A1 EP 2787489 A1 EP2787489 A1 EP 2787489A1 EP 13455003 A EP13455003 A EP 13455003A EP 2787489 A1 EP2787489 A1 EP 2787489A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
digital image
reduced
switch
objects
fine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13455003.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Vrabl
Reinhard Granec
Konrad Mayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Original Assignee
AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AIT Austrian Institute of Technology GmbH filed Critical AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Priority to EP13455003.7A priority Critical patent/EP2787489A1/de
Priority to EP14161755.5A priority patent/EP2787490A1/de
Publication of EP2787489A1 publication Critical patent/EP2787489A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/20—Testing patterns thereon
    • G07D7/202—Testing patterns thereon using pattern matching

Definitions

  • the invention relates to a method for testing printed objects according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a device for testing printed objects according to the preamble of patent claim 8.
  • the invention is preferably used to test freshly printed or fed banknotes before dispensing.
  • other objects in particular printing units, can also be checked for conformity with a given reference object or with a reference printing unit.
  • a digital image is preferably created both from the respective printing unit to be tested and from the reference printing unit, and the two digital images thus created are compared with one another.
  • Fig. 1 shows schematically the procedure of the prior art.
  • printing units 1 are created by a printing press 15.
  • the printing units 1 After production, the printing units 1 by means of a conveyor belt 12 through the Receiving area of a receiving unit 11 transported.
  • the recording unit 11 creates a digital image 2 of the respective printing unit 1.
  • the digital image 2 is supplied to a computing unit 16.
  • the arithmetic unit 16 optionally reduces the resolution of the digital image 2 of the printing unit 1, so that the arithmetic unit 16 can check the digital images 2 supplied to it at a speed which corresponds to the production rate or the clock rate of the objects 1. This avoids that the arithmetic unit 16 operates too slowly and an examination of the printing units in real time is not possible.
  • a comparison result in the form of a comparison value is obtained.
  • This comparison value is compared with a threshold, which indicates which comparison result is just considered to be tolerable. If the determined comparison result is worse than the threshold value, the digital image 2 and the object 1 from which the digital image originates are classified as defective; otherwise the digital image 2 and the object 1 assigned to it are classified as error-free.
  • the position of a switch 13 is switched, so that those objects 1b which have been identified as defective are rejected by the objects 1a identified as faultless. Faulty objects 1b are destroyed or recycled or, if there are no serious defects, put on the market as inadequate goods.
  • the articles 1a, 1b are stored and made available in separate containers 17a, 17b according to their classification via separate conveyor belts 12a, 12b downstream of the switch 13.
  • the aim of the invention is to provide a method which, on the one hand, permits a precise examination and, on the other hand, has a lower consumption of resources than the methods mentioned above.
  • the invention solves this problem in a method of the type mentioned above with the characterizing features of claim 1.
  • This procedure has the significant advantage that a fine test is only required if the rough check previously carried out has not yielded a clear result. As a result, the effort associated with the fine inspection can be reduced to a small proportion of the objects, such as printing units.
  • a simple and efficient implementation provides that the coarse test and the fine test respectively identical or different test algorithms are used, which are adapted to the respective resolution of the images to be compared.
  • the first threshold value used for the coarse test for the distinction between error-free and potentially defective reduced digital images indicates a higher match than the second threshold used in the fine test.
  • the resolution of the digital image and / or the reference image is reduced by reducing the local resolution of the respective image and / or by combining individual color channels, in particular by the respective image is converted from color to black and white or grayscale and / or by reducing the resolution depth of the individual color channels.
  • the reduced digital images are fed to a piecewise affine transformation before the coarse examination and brought into coincidence with the reduced reference image.
  • the digital images before the fine test of a non-linear equalization, and possibly one before the fine test successive rotation, distortion or piecewise affine transformation supplied and gebacht with the reference image to cover are provided.
  • the first threshold value is set such that a proportion of 1 / n, in particular 3% to 10%, of the objects is detected to be potentially erroneous, where n corresponds to the ratio between the memory size of the digital image and the memory size of the reduced digital image.
  • At least one object located in the buffer is classified as defective and / or discarded.
  • the invention solves the above object in a device of the type mentioned above with the characterizing features of claim 8.
  • the first arithmetic unit For excreting articles of very poor quality, provision can be made for the first arithmetic unit to classify the object as "in any case erroneous" for coarse testing and rough classification of a reduced digital image present at its input if the first comparison value indicates a lower match than a predefined third threshold value.
  • a preferred arrangement of the first switch provides that for the removal of objects with very poor quality, the first switch has a third output, which leads via a transport device provided for this purpose to a container for at least faulty items and that the first diverter transports items from their entrance to their third exit if the gross classification result is "in any case erroneous".
  • a simple and efficient implementation provides that for the coarse test and the fine test respectively programs with the same test algorithms are stored in the first arithmetic unit and the second arithmetic unit, which are adapted to the respective resolution of the digital images and reference images to be compared.
  • the first threshold used for the coarse test for the distinction between error-free and potentially erroneous pictures indicates a higher match than the second threshold used in the fine check.
  • Fig. 2 schematically shows a first embodiment of a test device according to the invention.
  • Fig. 3 shows schematically the distribution of the quality of printing units and made by the coarse and fine check separation of the printing units based on the print quality.
  • Fig. 2 a first embodiment of a test device according to the invention is shown. This testing device is preceded by a production unit 25, which creates the objects to be tested 1. Alternatively, it is also possible that the objects to be tested are located in a memory and are supplied to the respective test with a time delay.
  • the objects 1 are transported via a transport device 22, which in the present case is designed as a conveyor belt, and arrive on their transport through the receiving area 21 'of a receiving unit 21.
  • the receiving unit 21 creates a digital image 2 from the respective object 1.
  • a reduction unit 29 is created Basis of the digital image 2 a digital image reduced in its resolution 3.
  • the reduction of the resolution can be carried out according to different criteria, wherein only the reduction of the amount of data of the reduced digital image 3 with respect to the digital image 2 is required.
  • a reduction of the resolution can be achieved by reducing the number of pixels.
  • the number of image channels can also be reduced; for example, the reduced digital image 3 can be created by weighting the individual color values associated with a pixel and assigning them to the positionally corresponding pixel of the reduced digital image 3.
  • the color depth is reduced, ie that the discretization, with which individual color values are resolved, is coarsened. For example, from a digital image 2, for each color channel and pixel each 16 bits available a reduced digital image 3 can be created for which only 4 or 8 bits are available per color channel and pixel.
  • the reduction of the resolution of the digital image 2 and the concomitant creation of the reduced digital image 3 is performed in the present embodiment of the reduction unit 29, which is the recording unit 21 downstream.
  • the reduced digital image 3 is fed to a first computing unit 26a, which carries out a rough checking and rough classification of the object 1 or of the reduced digital image 3 that it has produced.
  • the digital image 2 can also be fed to the first arithmetic unit 26a, the reduction unit 29 being designed as part of the first arithmetic unit 26a, which generates the reduced digital image 3 on the basis of the digital image 2 supplied to it.
  • a reference image 4 is available for testing the object 1, which in terms of its resolution, its color depth and the channels used corresponds to the digital image 2 of a defect-free object 1 which is expected during the recording.
  • This reference image 4 can be predetermined or created by taking a good object.
  • the reference image 4 can also be created by a statistical method, for example by averaging or median formation, of the values of digital images of several error-free reference objects.
  • a reduced reference image 5 is created.
  • the reduction of the image information of the reduced reference image 5 is carried out in the same way as in the creation of the reduced digital images 3 based on the captured digital images 2.
  • the reduced reference image 5 is stored in the first processing unit 26a or otherwise kept available for retrieval.
  • Each reduced digital image 3 arriving at the first arithmetic unit 26a or created by the first arithmetic unit 26a is compared with the reduced reference image 5.
  • the types of image comparison mentioned in connection with the prior art come into question.
  • comparison methods can be used, as described in the cited documents.
  • a first comparison result V 1 is obtained in the form of a digital numerical value.
  • This first comparison result V 1 is compared with a first threshold value S 1 . If the first comparison result V 1 indicates a worse match of the reduced digital image 3 with the reduced reference image 5 than a comparison result corresponding to the first threshold value S 1 , the respective reduced digital image 3 and thus also the object 1 from which the respective reduced digital image 3 originates , recognized as potentially defective and viewed. Otherwise, the article 1 is recognized as a defect-free article 1a and viewed.
  • a third threshold value S 3 is predetermined, which corresponds to a very poor comparison result. If the comparison result V 1 obtained on the basis of the comparison of the reduced digital image 3 with the reduced reference image 5 indicates a worse match than the third threshold S 3 , then the respective object 1 from which the reduced digital image 3 originates is referred to as a "faulty" object 1c viewed.
  • Such a sorting out, at any rate, of defective articles 1c by the first arithmetic unit 26a merely constitutes a special development of the invention for relieving the fine test yet to be displayed, and basically does not need to be provided.
  • a first diverter 23a is actuated by the latter. If the respective object 1 reaches the first switch 23a, the switch 23a is set depending on its classification, so that the object 1 reaches one of the transport units 22a, 22b, 22c assigned to the respective classes specified by the classification.
  • the first switch 23a has an input and at least two outputs.
  • the input of the first switch 23a is connected downstream of the transport unit 22.
  • the first exit of the first switch 23a leads via a second transport device 22a to a container 27a for faultless articles 1a.
  • the second output of the first switch 23a leads via a third transport device 22b to the second switch 23b.
  • the first switch 23a is, as already mentioned, controlled by the first computing unit 26a.
  • the first diverter 23a transports items 1 from their entrance to their first exit when the gross classification result is fed "error-free". If the article 1 is classified as error-free, it is conveyed via a first transport unit 22a to a container 27a for defect-free articles 1a and held therein.
  • the first diverter 23a transports items 1 from their entrance to their second exit, when the gross classification result "potentially erroneous" is supplied to them. If the item 1 is classified as “potentially defective”, it is conveyed via a second transport unit 22b to a buffer 24 for potentially defective items 1b and kept available there.
  • the buffer 24 has the task of buffering the irregular arrival of objects 1b classified as “potentially defective” and of making such objects 1b available on a regular basis, without an overloading of the second arithmetic unit 26b during the fine inspection of the objects 1b.
  • the first switch 23a has a third output and transports articles 1 from their input to their third output when the rough classification result is supplied to them "in any case erroneous".
  • these devices in particular a container 27c for in any case defective articles 1c as well as the transport device 22c leading to it, are not a mandatory component of the invention.
  • the first diverter 23a thus has a number of outputs corresponding to the number of classes provided by the classification of the first arithmetic unit 26a. Depending on the assignment of the respective object 1 to one of the classes, the position of the first switch 23a is selected accordingly, so that the respectively differently classified objects are separated according to their classification.
  • the respective first comparison results V 1 stored in a FIFO memory of the first arithmetic unit 26a. If an object 1 now arrives at the first switch 23a, the oldest value written to the FIFO memory is read out of it and the first switch 23a is set in accordance with this value. The value is then deleted from the FIFO memory.
  • the objects 1b classified as "potentially defective” are rechecked by a second arithmetic unit 26b. As already mentioned, these potentially defective articles 1b are kept available in a buffer 24 connected downstream of the second outlet of the first switch 23b.
  • the digital images 2 associated with the objects classified as potentially defective are transferred to the second arithmetic unit 26b and in this case according to the FIFO principle, i. in the order of their arrival, worked off.
  • the order of execution of the fine examination of the digital images 2 corresponds to the order of the objects 1b in the buffer.
  • the second arithmetic unit 26b may be supplied with the digital images 2 of all objects 1 to be tested. In this case, the arithmetic unit 26b discards the digital images 2 of those not classified as "potentially defective" Objects 1a, 1c and only processes the digital images 2 of the objects 1b classified as "potentially defective".
  • the second arithmetic unit 26b carries out the fine classification on the basis of a comparison of the digital image 2 produced by the recording unit 21 with a reference image 4.
  • a reference image 4 is provided which corresponds in resolution, the channels used and the color depth to the expected digital image of a defect-free object 1.
  • the second arithmetic unit 26b compares the digital image 2 of the subject 1 with the reference image 4 in the same way as the first arithmetic unit 26a compares the reduced digital image 3 with the reduced reference image 5.
  • the only difference between the comparison process carried out on the first and the second arithmetic unit 26a, 26b is that the second arithmetic unit 26b determines a second comparison value V 2 with the full image resolution.
  • This second comparison value V 2 is compared with a second threshold value S 2 and a fine classification is carried out, with the respective object 1 b being indicated as a "defective" object 1 c in a comparison result V 2 which indicates a worse match than the second threshold value S 2 . otherwise it is classified as a "faultless" item 1a '.
  • comparison methods can be used for the coarse and the fine test, which differ only in terms of the resolution used.
  • the fine test it is particularly advantageous if several different test methods are available for the fine test, which are adapted to different types of errors. If a subclassification for potential error types is made in the rough check, depending on the subclassification in the course of the rough classification, a fine check specially tailored to the presumed error can be carried out. For example, if an item is considered “potentially defective" in the coarse classification, with a subclassification "potential misprints of the squeegee type" being made, the fine test may use a test method that specifically investigates the presence of squeegee strips. In addition, the rough classification can be added to the estimated position of the respective error and used as a parameter of fine classification.
  • the objects 1b fed to the buffer 24 are supplied on request to the second processing unit 26b to a second switch 23b, which is also controlled by the second processing unit 26b.
  • the second arithmetic unit 26b carries out a fine classification for each of the items 1 into one of the classes "error-free” and “erroneous”, wherein the items may optionally also be assigned to further classes.
  • subclassifications such as "Color Error Fault Type Error” or "Squeegee Style Fault Type Error” are also possible as subclasses of the "Faulty” class. These sub-classifications can be used to initiate feedback to the production unit 25, if present, and to carry out corresponding readjustments.
  • the second switch 23b separates the articles 1b conveyed from the buffer 24 according to their classification into "defect-free" articles 1a 'and “defective” articles 1c' by guiding them to respective different transport units 28a, 28c.
  • the second switch 23b has one input and two outputs, it being additionally possible to provide a further output for each possible classification result of the fine classification.
  • the input of the second switch 23b is connected downstream of the output of the first switch 23a for "potentially defective" articles 1 via the third transport unit 22b.
  • the first exit of the second switch 23b leads via a fourth transport device 28a to a further container 27a 'for faultless articles 1a'.
  • the second output of the second switch 23b leads via a fifth transport device 28c to a further container 27c 'for defective articles 1c'.
  • the second switch 23b transports items 1 from their entrance to their first exit when the fine classification result is supplied "error-free" by the second processing unit 26b.
  • the second diverter 23b transports items 1 from their entrance to their second exit when the fine classification result is "erroneously" supplied from the second arithmetic unit 26b.
  • Articles 1a 'classified as such "free of defects” are transported via the fourth transport unit 28a to the further container 27a' for defect-free articles 1a 'and stored therein and made available.
  • Articles 1c 'classified as "defective” in this way are transported via the fifth transport unit 28c to the container 27c' for defective articles 1c 'and stored therein and made available.
  • Fig. 3 schematically the setting of the first and the second threshold value S 1 , S 2 is shown.
  • Fig. 3 indicates on the ordinate the probability that an item 1 has a certain match with an ideal reference item.
  • the larger the respective comparison value V 1 , V 2 the worse is the correspondence between the respective digital image 2 , 3 and the associated reference image 4 , 5.
  • the abscissa represents a threshold value T which corresponds to the quality that an object 1 may have in the worst case in order to be classified as error-free. Due to the examination of the coincidence of the respective digital image 2, 3 with the reference image 4, 5 by the first and second arithmetic unit 26a, 26b, the comparison value V 2 determined by the second arithmetic unit 26b has a greater accuracy than that of the first Arithmetic unit 26a determined first comparison value V 1 .
  • the inaccuracy with which the coarse test is affected is represented by the first interval I 1 , whereby the qualitatively worst boundary, here the upper one, of this first interval I 1 corresponds to the limit value T 1 .
  • S 1 T + I 1/2.
  • the width of the first interval I 1 in this embodiment corresponds to the error spread of the comparison made during the coarse test.
  • the width of the second interval I 2 corresponds to the lower error spread of the comparison made during the fine test compared to the rough test.
  • the intervals lie symmetrically about the respective threshold values S 1 , S 2 , S 3 .
  • the obliquely shaded surface area under the curve indicates the maximum expected proportion of the objects to be tested in the course of the fine test. The closer the interval limits of the first interval I 1 are selected, the fewer items need to be subjected to the fine check, however, the more complex the coarse check will be.
  • a third threshold value S 3 can be selected as shown below.
  • the third threshold value S 3 T + I 1 ' / 2 set so that it at least the Interval width I 1 '/ 2 worse, here greater, is selected as the threshold T.
  • S 3 T - I 1 ' / 2 applies accordingly.
  • the following alternative adaptive procedure for creating a uniform utilization between the first arithmetic unit 26a and the second arithmetic unit 26b can be used.
  • the first threshold S 1 ' can alternatively be chosen so that on average every n-th reduced digital image 2 is potentially defective is recognized.
  • the adaptive first threshold value S 1 ' may be set in an interval between an optimum quality S max and the first threshold value S 1 .
  • S max> S 1 '> S 1 T + I 1/2.
  • S 1 corresponds to a minimum value of agreement.
  • the adaptive first threshold S 1 'within the predetermined interval is adapted to a greater consistency indexed value, so that more reduced digital images are classified as potentially faulty 3 after this change. Conversely, if the number of reduced digital images 3 identified as potentially defective is too large, the adaptive first threshold value S 1 'is adapted so that less reduced digital images 3 are classified as potentially defective after this change.
  • the first threshold value S 1 is adaptively determined by specifying that only 4% of the digital images classified by the first arithmetic unit 26 a are classified as "potentially defective". If, as before If the number of objects 1b classified as "potentially defective" is approximately 4% of the total objects 1 to be inspected, then for a real-time capable fine classification with the arithmetic unit 26b for each of the objects 1b approximately 25 times the time for fine checking is available ,
  • the reduced digital images 3 are supplied before the coarse examination of a piecewise affine transformation and brought into coincidence with the reduced reference image 5. Such a procedure is known from the prior art and is performed by the first computing unit 26a.
  • the digital images 2 may be fed before the fine check of a non-linear equalization, and possibly a before or after rotation, distortion or piecewise affine transformation, and be covered with the reference image 4 to cover. This is likewise known from the prior art and is performed by the second arithmetic unit 26b.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von bedruckten Gegenständen (1), insbesondere von Druckwerken wie beispielsweise Banknoten, wobei von dem jeweiligen zu prüfenden Gegenstand (1) ein Digitalbild (2) erstellt und dem jeweiligen Gegenstand (1) zugeordnet wird und das Digitalbild (2) hinsichtlich seiner Auflösung, insbesondere seiner Farbtiefe, der Anzahl seiner Farbkanäle sowie seiner örtlichen Auflösung, reduziert wird und derart ein reduziertes Digitalbild (3) erstellt und dem jeweiligen Gegenstand (1) zugeordnet wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Rahmen einer Grobprüfung ein Vergleich des reduzierten Digitalbilds (3) mit zumindest einem reduzierten Referenzbild (5) durchgeführt wird, das reduzierte Digitalbild (3) im Falle einer einen vorgegebenen ersten Schwellenwert übersteigenden Übereinstimmung als zu einem fehlerfreien Gegenstand (1) gehörig erkannt und die Überprüfung des jeweiligen Gegenstands (1) beendet wird, der Gegenstand im Falle einer den ersten Schwellenwert nicht übersteigenden Übereinstimmung des reduzierten Digitalbilds (3) mit dem reduzierten Referenzbild (5) als potentiell fehlerhaft eingestuft wird, und für den Fall, dass ein Gegenstand (1) als potentiell fehlerhaft eingestuft wurde, der Gegenstand einer Feinprüfung unterzogen wird, wobei für den Gegenstand (1) das ihm jeweils zugeordnete Digitalbild (2) herangezogen und dieses Digitalbild (2) mit zumindest einem Referenzbild (4) verglichen wird, wobei der Gegenstand (1) im Falle einer einen zweiten Schwellenwert übersteigenden Übereinstimmung als "fehlerfrei", andernfalls als "fehlerhaft" klassifiziert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von bedruckten Gegenständen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Prüfung von bedruckten Gegenständen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
  • Die Erfindung wird bevorzugt zur Prüfung von frisch gedruckten oder eingezogenen Banknoten vor der Ausgabe verwendet. Selbstverständlich können auch andere Gegenstände, insbesondere Druckwerke, auf ihre Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Referenzgegenstand bzw. mit einem Referenzdruckwerk geprüft werden.
  • Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Verfahren bekannt, mit denen Gegenstände, insbesondere Druckwerke, mit Referenzgegenständen verglichen werden. Hierbei wird vorzugsweise sowohl vom jeweiligen zu prüfenden Druckwerk sowie vom Referenzdruckwerk ein Digitalbild erstellt und die beiden so erstellten Digitalbilder werden miteinander verglichen.
  • Bei modernen Aufnahmeverfahren ist es ohne weiteres möglich für jeden der zu prüfenden Gegenstände ein Digitalbild mit sehr großer Auflösung zu erstellen. Eine Überprüfung dieses Digitalbilds anhand eines Vergleichs mit einem Referenzbild ist zwar grundsätzlich möglich, jedoch zeitaufwändig. Insbesondere erfordert es eine enorme Rechenleistung, Druckwerke nach ihrer Herstellung gleichsam in Echtzeit zu prüfen, wenn für das jeweilige Druckwerk das von diesem Druckwerk erstellte Digitalbild in voller Auflösung herangezogen wird. Eine Reduktion der Auflösung bzw. die Verwendung von Kameras mit einer geringeren Auflösung führt umgekehrt dazu, dass bestimmte Druckfehler oder Druckwerke mit geringer Qualität überhaupt nicht erkannt werden können. Selbst wenn die jeweilige für die Prüfung herangezogene Auflösung in bestimmten Grenzen einstellbar ist, kann eine optimale Auflösung, die sowohl eine ressourcensparende als auch zuverlässige Prüfung ermöglicht, nicht gefunden werden. Somit besteht nach dem Stand der Technik lediglich die Möglichkeit, eine Prüfvorrichtung mit einer erhöhten Rechenleistung zur Verfügung zu stellen.
  • Fig. 1 zeigt schematisch das Vorgehen nach dem Stand der Technik. In einem Produktionsschritt werden Druckwerke 1 von einer Druckmaschine 15 erstellt. Nach der Herstellung werden die Druckwerke 1 mittels eines Förderbands 12 durch den Aufnahmebereich einer Aufnahmeeinheit 11 transportiert. Die Aufnahmeeinheit 11 erstellt ein Digitalbild 2 des jeweiligen Druckwerks 1.
  • Das Digitalbild 2 wird einer Recheneinheit 16 zugeführt. Die Recheneinheit 16 reduziert gegebenenfalls die Auflösung des Digitalbilds 2 des Druckwerks 1, sodass die Recheneinheit 16 die ihr zugeführten Digitalbilder 2 mit einer Geschwindigkeit prüfen kann, die der Produktionsrate oder der Taktrate der Gegenstände 1 entspricht. So wird vermieden, dass die Recheneinheit 16 zu langsam arbeitet und eine Prüfung der Druckwerke in Echtzeit nicht möglich ist.
  • Bei der Prüfung wird das jeweilige Digitalbild 2 mit einem Referenzbild 4 verglichen, das dieselbe Auflösung hinsichtlich Pixelanzahl, Farbtiefe und Anzahl der Bildkanäle aufweist wie das Digitalbild 2. Das Referenzbild 4 entspricht dem erwarteten Digitalbild eines fehlerfreien Gegenstands 1. Die konkrete Art des Vergleichs zwischen Digitalbild 2 und Referenzbild 4 ist für das vorliegende Verfahren nicht von Bedeutung. Aus allgemeinem Fachwissen sind eine Vielzahl von Verfahren zur Prüfung von Bildern bekannt. Nur als Beispiel sei etwa auf die folgenden Veröffentlichungen verwiesen, mit denen Unterschiede zwischen Bildern und Referenzbildern ermittelbar sind:
    • "The Colour Image Processing Handbook", herausgegeben von S. J. Sangwine und R. E. N. Horne, veröffentlicht von Chapman & Hall, 1998, Seiten 8 bis 23, 66 bis 90 und 376 bis 384
    • "Optical Pattern Recognition based on Color Vision Models" von M. S. Millán und M. Corbalán, erhalten am 2. Mai 1995, veröffentlicht von der Optical Society of America, 1995, Optical Letters Vol. 20, Nr. 16, 15. August 1995, Seiten 1722 bis 1724
    • "Opponent Color Space Motivated by Retinal Processing" von Silvio Borer et al, Verfahren des CGIV 2002 -- First European Conference on Color in Graphics, Imaging and Vision (CGIV), Poitiers, Frankreich, April 2002.
    • "Trichromatic opponent color classification" von E. J. Chichilnisky et al, erhalten am 4. März 1998, akzeptiert am 30. November 1998, veröffentlicht von Elsevier Science Ltd., 1999, 0042-6989/99/$, Vision Research 39 (1999), Seiten 2444 bis 2458
    • "Opponent Color Processing Based on Neural Models" von M. Bollmann et al, Advances in Structural and Syntactical Pattern Recognition, 6th International Workshop, SSPR '96, Leipzig, Deutschland, 20. bis 23. August 1996, Lecture Notes in Computer Science 1121, herausgegeben von C. Goos et al (1996), J. Hartmanis und J. van Leeuwen
    • DE 19744999 A1 der Heidelberger Druckmaschinen AG, veröffentlicht am 23. Juli 1998.
  • Als Ergebnis eines solchen Vergleichs erhält man ein Vergleichsergebnis in Form eines Vergleichswerts. Dieser Vergleichswert wird mit einem Schwellenwert verglichen, der angibt, welches Vergleichsergebnis gerade noch als tolerierbar angesehen wird. Ist das ermittelte Vergleichsergebnis schlechter als der Schwellenwert, so werden das Digitalbild 2 und der Gegenstand 1, von dem das Digitalbild stammt, als fehlerhaft klassifiziert; andernfalls werden das Digitalbild 2 sowie der diesem zugeordnete Gegenstand 1 als fehlerfrei klassifiziert.
  • Je nach Ergebnis der Klassifikation durch die Recheneinheit 16 wird die Stellung einer Weiche 13 geschaltet, sodass diejenigen Gegenstände 1b, die als fehlerhaft erkannt wurden, von den als fehlerfrei erkannten Gegenständen 1a ausgesondert werden. Fehlerhaft erkannte Gegenstände 1b werden vernichtet oder wiederverwertet oder, sofern kein schwerwiegender Fehler vorliegt, als Mangelware in den Verkehr gebracht. Im vorliegenden Beispiel werden die Gegenstände 1a, 1b gemäß ihrer Klassifikation über separate, der Weiche 13 nachgeordnete Förderbänder 12a, 12b in separaten Behältern 17a, 17b gespeichert und zur Verfügung gehalten.
  • Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das einerseits eine genaue Prüfung zulässt und andererseits einen geringeren Ressourcenverbrauch aufweist, als die vorstehend genannten Verfahren.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Die Erfindung sieht bei einem Verfahren zur Prüfung von bedruckten Gegenständen, insbesondere von Druckwerken wie beispielsweise Banknoten, wobei
    1. a) von dem jeweiligen zu prüfenden Gegenstand ein Digitalbild erstellt und dem jeweiligen Gegenstand zugeordnet wird,
    2. b) das Digitalbild hinsichtlich seiner Auflösung, insbesondere seiner Farbtiefe, der Anzahl seiner Farbkanäle sowie seiner örtlichen Auflösung, reduziert wird und derart ein reduziertes Digitalbild erstellt und dem jeweiligen Gegenstand zugeordnet wird,
      vor, dass
    3. c) im Rahmen einer Grobprüfung ein Vergleich des reduzierten Digitalbilds mit zumindest einem reduzierten Referenzbild durchgeführt wird,
    4. d) das reduzierte Digitalbild im Falle einer einen vorgegebenen ersten Schwellenwert übersteigenden Übereinstimmung als übereinstimmend erkannt wird, wodurch der Gegenstand als fehlerfrei erkannt und die Überprüfung des Gegenstands beendet wird,
    5. e) der Gegenstand im Falle einer den ersten Schwellenwert nicht übersteigenden Übereinstimmung des reduzierten Digitalbilds mit dem reduzierten Referenzbild als potentiell fehlerhaft eingestuft wird, und
    6. f) für den Fall, dass ein Gegenstand als potentiell fehlerhaft eingestuft wurde, der Gegenstand einer Feinprüfung unterzogen wird, wobei für den Gegenstand das ihm jeweils zugeordnete Digitalbild herangezogen wird und dieses Digitalbild mit zumindest einem Referenzbild verglichen wird, wobei der Gegenstand im Falle einer einen zweiten Schwellenwert übersteigenden Übereinstimmung als "fehlerfrei" andernfalls als "fehlerhaft" klassifiziert wird.
  • Durch dieses Vorgehen besteht der wesentliche Vorteil, dass eine Feinprüfung nur dann erforderlich ist, wenn die zuvor erfolgte Grobprüfung kein eindeutiges Ergebnis geliefert hat. Dadurch kann der Aufwand, der mit der Feinprüfung verbunden ist, auf einen kleinen Anteil der Gegenstände, wie Druckwerke, reduziert werden.
  • Eine besonders einfache Integration in einen automatisierten Produktionsprozess oder Prüfungsprozess, insbesondere Druckprozess, kann erfolgen, indem,
    • die zu untersuchenden Gegenstände vor und/oder während ihrer Aufnahme relativ zu der die Aufnahme durchführenden Aufnahmeeinheit, insbesondere mit einer Transportvorrichtung, vorzugsweise mit einem Förderband, befördert werden,
    • die Gegenstände nach ihrer Grobprüfung hinsichtlich des Prüfungsergebnisses, insbesondere mit einer ersten Weiche, separiert und die als potentiell fehlerhaft erkannten Gegenstände in einen Zwischenspeicher überführt werden, und
    • die im Zwischenspeicher befindlichen Gegenstände nach Durchführung der Feinprüfung einer zweiten Weiche zugeführt und entsprechend ihrer Klassifikation separiert werden.
  • Um einen unnötigen Verbrauch von Ressourcen bei evident fehlerhaften Gegenständen zu vermeiden, kann vorgesehen werden, dass bei der Grobprüfung Gegenstände, deren zugeordnete reduzierte Digitalbilder eine einen dritten Schwellenwert unterschreitende Übereinstimmung mit dem reduzierten Referenzbild aufweisen, als "jedenfalls fehlerhaft" erkannt und klassifiziert werden.
  • Um solche fehlerhaften Gegenstände rasch aus der Herstellung oder Inspektion auszuscheiden, kann vorgesehen sein, dass Gegenstände, die bei der Grobprüfung eindeutig als fehlerhaft detektiert werden, separiert oder ausgesondert und nicht der Feinprüfung zugeführt werden, und/oder ausschließlich diejenigen Gegenstände deren Vergleich keine endgültige Zuordnung als fehlerhaft oder fehlerfrei ermöglicht, der Feinprüfung zugeführt werden.
  • Eine einfache und effiziente Implementierung sieht vor, dass bei der Grobprüfung und der Feinprüfung jeweils idente oder unterschiedliche Prüfalgorithmen verwendet werden, die an die jeweilige Auflösung der zu vergleichenden Bilder angepasst werden.
  • Um eine vorzeitige Klassifikation von fehlerhaften Druckwerken als fehlerfrei auszuschließen, kann vorgesehen sein, dass der bei der Grobprüfung herangezogene erste Schwellenwert für die Unterscheidung zwischen fehlerfreien und potentiell fehlerhaften reduzierten Digitalbildern eine höhere Übereinstimmung indiziert als der bei der Feinprüfung verwendete zweite Schwellenwert.
  • Um bei der Grobprüfung Rechenzeit und Speicherbedarf zu sparen, kann vorgesehen sein, dass
    bei der Erstellung des reduzierten Digitalbilds und/oder des reduzierten Referenzbilds die Auflösung des Digitalbilds und/oder des Referenzbilds verringert wird, indem die örtliche Auflösung des jeweiligen Bildes verringert wird und/oder indem einzelne Farbkanäle miteinander kombiniert werden, insbesondere indem
    das jeweilige Bild von Farbe in Schwarz-Weiß oder Graustufen umgerechnet wird und/oder
    indem die Auflösungstiefe der einzelnen Farbkanäle reduziert wird.
  • Um eine Anpassung des reduzierten Digitalbilds an das reduzierte Referenzbild zu ermöglichen und transportbedingte Effekte wie Drehungen, Flattern usw. auszuschließen, kann vorgesehen sein, dass die reduzierten Digitalbilder vor der Grobprüfung einer stückweise affinen Transformation zugeführt und mit dem reduzierten Referenzbild zur Deckung gebracht werden.
  • Um eine Anpassung des Digitalbilds an das Referenzbild zu ermöglichen und transportbedingte Effekte wie Drehungen, Flattern und feuchtigkeitsbedingte Wölbungen des Gegenstands bzw. Druckwerks bei der Aufnahme auszuschließen, kann vorgesehen sein, dass die Digitalbilder vor der Feinprüfung einer nichtlinearen Entzerrung, und gegebenenfalls einer vor der Feinprüfung erfolgenden Drehung, Verzerrung oder stückweise affinen Transformation zugeführt und mit dem Referenzbild zur Deckung gebacht werden.
  • Um eine konkrete Aussage über die Art des bei der Herstellung, insbesondere beim Druck, entstandenen Fehlers zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass bei der Grobprüfung eine Unterteilung der Klasse der als potentiell fehlerhaft erkannten Gegenstände nach Art des potentiell vorhandenen Fehlers in mehrere Unterklassen vorgenommen und jedes als fehlerhaft erkannte Digitalbild jeweils einer oder mehrerer dieser Unterklassen zugeordnet wird. Durch diese im Zuge der Fehlerklassifikation erhaltene Information ist es möglich, bestimmte Fehler bei der Herstellung neuer Gegenstände, insbesondere beim Druck von Druckwerken, zu vermeiden und Parameter bei der Herstellung anzupassen.
  • Um eine gleichmäßige Auslastung der Grobprüfung und der Feinprüfung zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass bei der sequentiellen Prüfung einer Vielzahl von Gegenständen der erste Schwellenwert derart eingestellt wird, dass ein Anteil von 1/n, insbesondere 3% bis 10%, der Gegenstände als potentiell fehlerhaft erkannt wird, wobei n dem Verhältnis zwischen der Speichergröße des Digitalbilds zu der Speichergröße des reduzierten Digitalbilds entspricht. Durch dieses Vorgehen kann vermieden werden, dass zu einem Zeitpunkt während des Prüfungsverfahrens die Feinprüfung mangels Prüfaufträgen unterbrochen wird.
  • Um zu vermeiden, dass hierbei Gegenstände mit minderer Qualität als fehlerfrei angesehen werden, kann vorgesehen sein, dass ein Mindestwert an Übereinstimmung vorgegeben wird und Gegenstände, deren Übereinstimmung mit dem reduzierten Referenzbild diesen Mindestwert unterschreiten, jedenfalls als potentiell fehlerhaft erkannt werden.
  • Um eine weitere Verteilung der Auslastung auf mehrere voneinander getrennt ablaufende Prüfungsstufen zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass diejenigen Gegenstände, die im Zuge der Grobprüfung als potentiell fehlerhaft angesehen worden sind, einer oder mehreren sequentiellen Zwischenprüfungen unterzogen werden, bei der jeweils eine Zwischenklassifikation durchgeführt wird und lediglich solche Gegenstände der jeweils nachfolgenden Zwischenprüfung oder der Feinprüfung zugeführt werden, die nicht eindeutig als "fehlerfrei" oder "fehlerhaft" detektiert wurden.
  • Um einen Überlauf des Zwischenspeichers zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass bei Überlauf des Zwischenspeichers mindestens ein im Zwischenspeicher befindlicher Gegenstand als fehlerhaft klassifiziert und/oder verworfen wird.
  • Die Erfindung löst die vorstehend genannte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 8.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Prüfung von bedruckten Gegenständen, insbesondere von Druckwerken wie beispielsweise Banknoten sind vorgesehen:
    1. a) eine Transporteinheit, insbesondere ein Förderband, zum Transport der Gegenstände,
    2. b) eine Aufnahmeeinheit, deren Aufnahmebereich auf die auf der Transporteinheit befindlichen Gegenstände gerichtet ist und die für den Fall, dass sich ein Gegenstand in ihrem Aufnahmebereich befindet, ein Digitalbild erstellt,
    3. c) eine der Aufnahmeeinheit nachgeschaltete Reduktionseinheit, der die erstellten Digitalbilder zugeführt werden und die das jeweilige Digitalbild hinsichtlich seiner Auflösung, insbesondere seiner Farbtiefe und/oder der Anzahl seiner Farbkanäle und/oder seiner örtlichen Auflösung, reduziert und derart ein reduziertes Digitalbild erstellt und dem jeweiligen Gegenstand zuordnet,
    4. d) eine erste Recheneinheit zur Durchführung einer Grobprüfung der Gegenstände durch Vergleich des reduzierten Digitalbilds mit einem reduzierten Referenzbild und anschließender Grobklassifikation des Vergleichsergebnisses als "potentiell fehlerhaft" oder "fehlerfrei",
    5. e) eine der Transporteinheit nachgeschaltete und von der ersten Recheneinheit gesteuerte erste Weiche zur Separation der Gegenstände gemäß ihrer Grobklassifikation,
    6. f) eine zweite Recheneinheit zur Durchführung einer Feinprüfung der in der Grobprüfung als "potentiell fehlerhaft" klassifizierten Gegenstände durch Vergleich des dem jeweiligen Gegenstand zugeordneten Digitalbilds mit einem Referenzbild und anschließender Feinklassifikation des Vergleichsergebnisses als "fehlerhaft" oder "fehlerfrei", und
    7. g) eine der ersten Weiche nachgeschaltete und von der zweiten Recheneinheit gesteuerte zweite Weiche zur Separation der als "potentiell fehlerhaft" Gegenstände gemäß ihrer Feinklassifikation.
  • Hierdurch wird eine Feinprüfung nur dann erforderlich, wenn die zuvor erfolgte Grobprüfung kein eindeutiges Ergebnis geliefert hat. Dadurch kann der Aufwand, der mit der Feinprüfung verbunden ist, auf einen kleinen Anteil der Gegenstände bzw. Druckwerke reduziert werden.
  • Um eine vorteilhafte Separation nach der Grobprüfung zu erzielen, kann vorgesehen sein, dass
    die erste Recheneinheit zur Grobprüfung und Grobklassifikation eines an ihrem Eingang vorliegenden reduzierten Digitalbilds
    • das reduzierte Digitalbild mit einem vorab vorgegebenen reduzierten Referenzbild vergleicht und einen der Übereinstimmung zwischen diesen reduzierten Bildern entsprechenden ersten Vergleichswert ermittelt,
    • diesen ersten Vergleichswert mit einem vorgegebenen ersten Schwellenwert vergleicht,
    • den Gegenstand als "fehlerfrei" klassifiziert, wenn der erste Vergleichswert eine höhere Übereinstimmung indiziert als der erste Schwellenwert,
    • den Gegenstand andernfalls als "potentiell fehlerhaft" klassifiziert, und
    • das so ermittelte Klassifikationsergebnis an ihrem Ausgang zur Verfügung hält.
  • Zur Ausscheidung von Gegenständen mit sehr schlechter Qualität kann vorgesehen sein, dass die erste Recheneinheit zur Grobprüfung und Grobklassifikation eines an ihrem Eingang vorliegenden reduzierten Digitalbilds den Gegenstand als "jedenfalls fehlerhaft" klassifiziert, wenn der erste Vergleichswert eine geringere Übereinstimmung indiziert als ein vorgegebener dritter Schwellenwert.
  • Um eine vorteilhafte Separation nach der Feinprüfung zu erzielen, kann vorgesehen sein, dass die zweite Recheneinheit zur Feinprüfung und Feinklassifikation eines an ihrem Eingang vorliegenden Digitalbilds
    • das Digitalbild mit einem vorab vorgegebenen Referenzbild vergleicht und einen der Übereinstimmung zwischen diesen Bildern entsprechenden zweiten Vergleichswert ermittelt,
    • diesen zweiten Vergleichswert mit einem vorgegebenen zweiten Schwellenwert vergleicht,
    • den Gegenstand als "fehlerfrei" klassifiziert, wenn der zweite Vergleichswert eine höhere Übereinstimmung indiziert als der zweite Schwellenwert,
    • den Gegenstand andernfalls als " fehlerhaft" klassifiziert, und
    • das so ermittelte Klassifikationsergebnis an ihrem Ausgang zur Verfügung hält.
  • Eine bevorzugte Anordnung der ersten Weiche sieht vor,
    • dass die erste Weiche einen Eingang und zumindest zwei Ausgänge aufweist,
    • dass der Eingang der ersten Weiche der Transporteinheit nachgeschaltet ist,
    • dass der erste Ausgang der ersten Weiche über eine zweite Transporteinrichtung zu einem Behälter für fehlerfreie Gegenstände führt, und
    • dass der zweite Ausgang der ersten Weiche über eine dritte Transporteinrichtung zur zweiten Weiche führt,
    • dass die erste Weiche Gegenstände von ihrem Eingang zu ihrem ersten Ausgang transportiert, wenn ihr das Grobklassifikationsergebnis "fehlerfrei" zugeführt ist, und
    • dass die erste Weiche Gegenstände von ihrem Eingang zu ihrem zweiten Ausgang transportiert, wenn ihr das Grobklassifikationsergebnis "potentiell fehlerhaft" zugeführt ist.
  • Eine bevorzugte Anordnung der zweiten Weiche sieht vor,
    • dass die zweite Weiche einen Eingang und zumindest zwei Ausgänge aufweist,
    • dass der Eingang der zweiten Weiche dem Ausgang der ersten Weiche für "potentiell fehlerhafte" Gegenstände nachgeschaltet ist,
    • dass der erste Ausgang der zweiten Weiche über eine vierte Transporteinrichtung zu einem weiteren Behälter für fehlerfreie Gegenstände führt,
    • dass der zweite Ausgang der zweiten Weiche über eine fünfte Transporteinrichtung zu einem weiteren Behälter für fehlerhafte Gegenstände führt,
    • dass die zweite Weiche Gegenstände von ihrem Eingang zu ihrem ersten Ausgang transportiert, wenn ihr das Feinklassifikationsergebnis "fehlerfrei" zugeführt ist, und
    • dass die zweite Weiche Gegenstände von ihrem Eingang zu ihrem zweiten Ausgang transportiert, wenn ihr das Feinklassifikationsergebnis " fehlerhaft" zugeführt ist.
  • Eine bevorzugte Anordnung der ersten Weiche sieht vor, dass zur Ausscheidung von Gegenständen mit sehr schlechter Qualität die erste Weiche einen dritten Ausgang aufweist, der über eine hierfür vorgesehene Transporteinrichtung zu einem Behälter für jedenfalls fehlerhafte Gegenstände führt
    und dass die erste Weiche Gegenstände von ihrem Eingang zu ihrem dritten Ausgang transportiert, wenn ihr das Grobklassifikationsergebnis "jedenfalls fehlerhaft" zugeführt ist.
  • Um das unregelmäßge Auftreten von potentiell fehlerhaften Gegenständen zu puffern und eine Überlastung der zweiten Recheneinheit zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass in der dritten Transporteinrichtung ein, insbesondere FIFO-, Zwischenspeicher vorgesehen ist, der
    • von der ersten Weiche ausgehende Gegenstände zwischenlagert und
    • diese Gegenstände auf Anfrage der zweiten Recheneinheit, insbesondere nach der Durchführung der Feinprüfung des betreffenden Gegenstands, über die dritte Transporteinrichtung der zweiten Weiche zuführt.
  • Eine einfache und effiziente Implementierung sieht vor, dass für die Grobprüfung und die Feinprüfung jeweils Programme mit denselben Prüfalgorithmen in der ersten Recheneinheit und der zweiten Recheneinheit abgespeichert sind, die an die jeweilige Auflösung der zu vergleichenden Digitalbilder und Referenzbilder angepasst sind.
  • Um eine vorzeitige Klassifikation von fehlerhaften Druckwerken als fehlerfrei auszuschließen, kann vorgesehen sein, dass der bei der Grobprüfung herangezogene erste Schwellenwert für die Unterscheidung zwischen fehlerfreien und potentiell fehlerhaften Bildern eine höhere Übereinstimmung indiziert als der bei der Feinprüfung verwendete zweite Schwellenwert.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie Varianten hiervon werden anhand der folgenden Zeichnungsfiguren näher dargestellt.
  • Fig. 2 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung. Fig. 3 zeigt schematisch die Verteilung der Qualität von Druckwerken und die durch die Grobprüfung und Feinprüfung vorgenommene Separation der Druckwerke anhand der Druckqualität.
  • In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung dargestellt. Dieser Prüfvorrichtung ist eine Produktionseinheit 25 vorgeschaltet, die die zu prüfenden Gegenstände 1 erstellt. Alternativ ist es auch möglich, dass sich die zu prüfenden Gegenstände in einem Speicher befinden und der jeweiligen Prüfung zeitversetzt zugeführt werden.
  • Die Gegenstände 1 werden über eine Transportvorrichtung 22, die im vorliegenden Fall als Förderband ausgebildet ist, transportiert und gelangen auf ihrem Transport durch den Aufnahmebereich 21' einer Aufnahmeeinheit 21. Die Aufnahmeeinheit 21 erstellt vom jeweiligen Gegenstand 1 ein Digitalbild 2. Eine Reduktionseinheit 29 erstellt auf Grundlage des Digitalbilds 2 ein in seiner Auflösung reduziertes Digitalbild 3.
  • Die Reduktion der Auflösung kann nach unterschiedlichen Kriterien erfolgen, wobei lediglich die Reduktion der Datenmenge des reduzierten Digitalbilds 3 gegenüber dem Digitalbild 2 erforderlich ist. Insbesondere kann eine Reduktion der Auflösung durch die Verringerung der Pixelzahl erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Anzahl der Bildkanäle reduziert werden, beispielsweise kann das reduzierte Digitalbild 3 erstellt werden, indem die einzelnen einem Pixel zugehörigen Farbwerte gewichtet addiert und dem positionsmäßig entsprechenden Pixel des reduzierten Digitalbilds 3 zugewiesen werden. Auch kann vorgesehen werden, dass die Farbtiefe reduziert wird, d.h. dass die Diskretisierung, mit der einzelne Farbwerte aufgelöst sind, vergröbert wird. So kann etwa von einem Digitalbild 2, für das pro Farbkanal und Pixel jeweils 16 Bit zur Verfügung stehen, ein reduziertes Digitalbild 3 erstellt werden, für das pro Farbkanal und Pixel jeweils nur 4 oder 8 Bit zur Verfügung stehen.
  • Auch ist es möglich, einzelne Arten der Reduktion der Auflösung des Digitalbilds 2 miteinander zu kombinieren, d.h. beispielsweise die Anzahl der Pixelzeilen und Pixelspalten zu halbieren und zusätzlich die Anzahl der drei mit 16 Bit aufgelösten Farbkanäle auf einen mit 8 Bit aufgelösten Schwarz-Weißen Farbkanal zu reduzieren. Auf diese Art wird eine Reduktion der Bildinformation um einen Faktor 24 erreicht.
  • Die Reduktion der Auflösung des Digitalbilds 2 und die damit einhergehende Erstellung des reduzierten Digitalbilds 3 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel von der Reduktionseinheit 29 durchgeführt, die der Aufnahmeeinheit 21 nachgeschaltet ist. Das reduzierte Digitalbild 3 wird einer ersten Recheineinheit 26a zugeführt, die eine Grobprüfung und Grobklassifikation des Gegenstands 1 bzw. des von ihm erstellten reduzierten Digitalbilds 3 vornimmt.
  • Alternativ kann aber auch das Digitalbild 2 der ersten Recheneinheit 26a zugeführt sein, wobei die Reduktionseinheit 29 als Teil der ersten Recheneinheit 26a ausgebildet ist, die das reduzierte Digitalbild 3 auf Grundlage des ihr zugeführten Digitalbilds 2 erstellt.
  • Weiters steht zur Prüfung des Gegenstands 1 ein Referenzbild 4 zur Verfügung, das hinsichtlich seiner Auflösung, seiner Farbtiefe und der verwendeten Kanäle dem bei der Aufnahme erwarteten Digitalbild 2 eines fehlerfreien Gegenstands 1 entspricht. Dieses Referenzbild 4 kann vorgegeben oder durch Aufnahme eines fehlerfreien Gegenstands erstellt werden. Alternativ kann das Referenzbild 4 auch durch ein statistisches Verfahren, beispielsweise durch Mittelung oder Medianbildung, der Werte von Digitalbildern mehrerer fehlerfreier Referenzgegenstände erstellt werden.
  • Weiters ist es auch möglich, für jedes Pixel jeweils einen minimalen und einen maximalen tolerierbaren Farb- bzw. Helligkeitswert festzulegen, oder analog für jeden Bildpunkt einen maximal zulässigen Abweichungswert vorzugeben.
  • Auf Grundlage des Referenzbilds 4 wird ein reduziertes Referenzbild 5 erstellt. Die Reduktion der Bildinformation des reduzierten Referenzbilds 5 wird dabei auf dieselbe Weise vorgenommen wie bei der Erstellung der reduzierten Digitalbilder 3 auf Grundlage der aufgenommenen Digitalbilder 2. Das reduzierte Referenzbild 5 wird in der ersten Recheneinheit 26a abgespeichert oder für diese sonst zum Abruf zur Verfügung gehalten. Jedes bei der ersten Recheneinheit 26a einlangende oder von der ersten Recheneinheit 26a erstellte reduzierte Digitalbild 3 wird mit dem reduzierten Referenzbild 5 verglichen. Für den Vergleich kommen die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik genannten Arten des Bildvergleichs in Frage. Insbesondere können zum Vergleich eines reduzierten Digitalbilds 3 mit dem reduzierten Referenzbild 5 Vergleichsverfahren, wie in den bereits zitierten Druckschriften beschrieben, verwendet werden. Als Ergebnis des Vergleichsverfahrens bei der Grobprüfung erhält man ein erstes Vergleichsergebnis V1 in Form eines digitalen Zahlenwerts. Dieses erste Vergleichsergebnis V1 wird mit einem ersten Schwellenwert S1 verglichen. Indiziert das erste Vergleichsergebnis V1 eine schlechtere Übereinstimmung des reduzierten Digitalbilds 3 mit dem reduzierten Referenzbild 5 als ein dem ersten Schwellenwert S1 entsprechendes Vergleichsergebnis, so wird das jeweilige reduzierte Digitalbild 3 und damit auch der Gegenstand 1, von dem das jeweilige reduzierte Digitalbild 3 stammt, als potentiell fehlerhaft erkannt und angesehen. Andernfalls wird der Gegenstand 1 als fehlerfreier Gegenstand 1a erkannt und angesehen.
  • In diesem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zudem noch ein dritter Schwellenwert S3 vorgegeben, der einem sehr schlechten Vergleichsergebnis entspricht. Indiziert das auf Grundlage des Vergleichs des reduzierten Digitalbilds 3 mit dem reduzierten Referenzbild 5 erzielte Vergleichsergebnis V1 eine schlechtere Übereinstimmung als der dritte Schwellenwert S3, so wird der jeweilige Gegenstand 1, von dem das reduzierte Digitalbild 3 stammt, als "jedenfalls fehlerhafter" Gegenstand 1c angesehen. Eine solche Aussonderung jedenfalls fehlerhafter Gegenstände 1c durch die erste Recheneinheit 26a stellt lediglich eine besondere Weiterbildung der Erfindung zur Entlastung der noch darzustellenden Feinprüfung dar und braucht grundsätzlich nicht vorgesehen sein.
  • Auf die vorstehend beschriebene Art wird von der ersten Recheneinheit 26a für jeden der Gegenstände 1 jeweils eine Grobklassifikation in eine der Klassen "fehlerfrei" und "potentiell fehlerhaft" vorgenommen, wobei die Gegenstände gegebenenfalls auch noch weiteren Klassen, wie beispielsweise "jedenfalls fehlerhaft", zugeordnet werden können. Zudem ist auch die Vornahme von Unterklassifikationen wie "potentiell Druckfehler der Art Farbverlaufsfehler" oder "potentiell Druckfehler der Art Rakelstreifen" als Unterklassen der Klasse "potentiell fehlerhaft" möglich. Diese Unterklassifikationen können genutzt werden, um eine Rückmeldung an die Produktionseinheit 25 - sofern vorhanden - zu veranlassen und entsprechende Nachjustierungen vorzunehmen.
  • Abhängig von der Klassifikation durch die erste Recheneinheit 26a wird von dieser eine erste Weiche 23a angesteuert. Erreicht der jeweilige Gegenstand 1 die erste Weiche 23a, so wird abhängig von seiner Klassifikation die Weiche 23a gestellt, sodass der Gegenstand 1 auf eine der den jeweiligen durch die Klassifikation vorgegebenen Klassen zugeordneten Transporteinheiten 22a, 22b, 22c gelangt. Die erste Weiche 23a wie auch die später dargestellte zweite Weiche 23b weisen jeweils eine Weichenstelleinheit auf, die die jeweilige Weiche 23a, 23b jeweils in die von der jeweiligen Recheneinheit 26a, 26b vorgegebene Position bringt und eine Separation der zugeführten Gegenstände 1, 1b ermöglicht.
  • Die erste Weiche 23a weist einen Eingang und zumindest zwei Ausgänge auf. Der Eingang der ersten Weiche 23a ist der Transporteinheit 22 nachgeschaltet. Der erste Ausgang der ersten Weiche 23a führt über eine zweite Transporteinrichtung 22a zu einem Behälter 27a für fehlerfreie Gegenstände 1a. Der zweite Ausgang der ersten Weiche 23a führt über eine dritte Transporteinrichtung 22b zur zweiten Weiche 23b. Die erste Weiche 23a ist, wie bereits erwähnt, von der ersten Recheneinheit 26a gesteuert. Die erste Weiche 23a transportiert Gegenstände 1 von ihrem Eingang zu ihrem ersten Ausgang, wenn ihr das Grobklassifikationsergebnis "fehlerfrei" zugeführt ist. Wird der Gegenstand 1 als fehlerfrei klassifiziert, so wird er über eine erste Transporteinheit 22a zu einem Behälter 27a für fehlerfreie Gegenstände 1a befördert und in diesem zur Verfügung gehalten.
    Die erste Weiche 23a transportiert Gegenstände 1 von ihrem Eingang zu ihrem zweiten Ausgang, wenn ihr das Grobklassifikationsergebnis "potentiell fehlerhaft" zugeführt ist. Wird der Gegenstand 1 als "potentiell fehlerhaft" klassifiziert, so wird er über eine zweite Transporteinheit 22b zu einem Zwischenspeicher 24 für potentiell fehlerhafte Gegenstände 1b befördert und in diesem zur Verfügung gehalten. Der Zwischenspeicher 24 hat die Aufgabe, das unregelmäßige Einlangen von als "potentiell fehlerhaft" klassifizierten Gegenständen 1b zu puffern und solche Gegenstände 1b regelmäßig zur Verfügung zu stellen, ohne dass eine Überlastung der zweiten Recheneinheit 26b bei der Feinprüfung der Gegenstände 1b vorliegt.
  • Die erste Weiche 23a weist in dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen dritten Ausgang auf und transportiert Gegenstände 1 von ihrem Eingang zu ihrem dritten Ausgang, wenn ihr das Grobklassifikationsergebnis "jedenfalls fehlerhaft" zugeführt ist. Die als "jedenfalls fehlerhaft" erkannten Gegenstände 1c werden, sofern die von der Recheneinheit 26a vorgenommene Klassifikation eine solche Klasse zur Verfügung stellt, über eine hierfür vorgesehene Transporteinrichtung 22c zu einem Behälter 27c für jedenfalls fehlerhafte Gegenstände 1c befördert und in diesem gespeichert, allenfalls verworfen oder vernichtet. Wie bereits erwähnt, sind diese Einrichtungen, insbesondere ein Behälter 27c für jedenfalls fehlerhafte Gegenstände 1c sowie die zu diesem führende Transporteinrichtung 22c kein zwingender Bestandteil der Erfindung.
  • Die erste Weiche 23a weist somit eine der Anzahl der von der Klassifikation der ersten Recheneinheit 26a zur Verfügung gestellten Klassen entsprechende Anzahl von Ausgängen auf. Je nach Zuordnung des jeweiligen Gegenstands 1 zu einer der Klassen wird die Stellung der ersten Weiche 23a entsprechend gewählt, sodass die jeweils unterschiedlich klassifizierten Gegenstände gemäß ihrer Klassifikation getrennt werden.
  • Um bei der Steuerung der ersten Weiche 23a durch die erste Recheneinheit 26a eine eindeutige Zuordnung zwischen dem jeweiligen Gegenstand 1 und dem von ihm erstellten reduzierten Digitalbild 3 sowie dem ermittelten ersten Vergleichsergebnis V1 und der Klassifikation zu erhalten, werden zumindest die jeweiligen ersten Vergleichsergebnisse V1 in einem FIFO-Speicher der ersten Recheneinheit 26a abgelegt. Gelangt nun ein Gegenstand 1 zur ersten Weiche 23a, so wird der älteste in den FIFO-Speicher geschriebene Wert aus diesem ausgelesen und die erste Weiche 23a entsprechend diesem Wert gestellt. Der Wert wird anschließend aus dem FIFO-Speicher gelöscht.
  • Im Rahmen einer Feinprüfung werden die als "potentiell fehlerhaft" klassifizierten Gegenstände 1b von einer zweiten Recheneinheit 26b erneut überprüft. Diese potentiell fehlerhaften Gegenstände 1b werden, wie bereits erwähnt, in einem dem zweiten Ausgang der ersten Weiche 23b nachgeschalteten Zwischenspeicher 24 zur Verfügung gehalten.
  • Weiters werden die den als potentiell fehlerhaft klassifizierten Gegenständen zugeordneten Digitalbilder 2 an die zweite Recheneinheit 26b übergeben und in dieser nach dem FIFO-Prinzip, d.h. in der Reihenfolge ihres Einlangens, abgearbeitet. Die Reihenfolge der Abarbeitung der Feinprüfung der Digitalbilder 2 entspricht hierbei der Reihenfolge der Gegenstände 1b im Zwischenspeicher.
  • Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass der zweiten Recheneinheit 26b die Digitalbilder 2 aller zu prüfenden Gegenstände 1 zugeführt werden. In diesem Fall verwirft die Recheneinheit 26b die Digitalbilder 2 der nicht als "potentiell fehlerhaft" klassifizierten Gegenstände 1a, 1c und bearbeitet lediglich die Digitalbilder 2 der als "potentiell fehlerhaft" klassifizierten Gegenstände 1b.
  • Die zweite Recheneinheit 26b führt die Feinklassifikation auf Grundlage eines Vergleichs des von der Aufnahmeeinheit 21 erstellten Digitalbilds 2 mit einem Referenzbild 4 durch. Hierfür wird ein Referenzbild 4 zur Verfügung gestellt, das in Auflösung, den verwendeten Kanälen und der Farbtiefe dem erwarteten Digitalbild eines fehlerfreien Gegenstands 1 entspricht.
  • In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung vergleicht die zweite Recheneinheit 26b das Digitalbild 2 des Gegenstands 1 mit dem Referenzbild 4 auf dieselbe Weise wie die erste Recheneinheit 26a das reduzierte Digitalbild 3 mit dem reduzierten Referenzbild 5 vergleicht. Der einzige Unterschied zwischen dem auf der ersten und der zweiten Recheneinheit 26a, 26b durchgeführten Vergleichsvorgang liegt darin, dass die zweite Recheneinheit 26b einen zweiten Vergleichswert V2 mit der vollen Bildauflösung ermittelt. Dieser zweite Vergleichswert V2 wird mit einem zweiten Schwellenwert S2 verglichen und es wird eine Feinklassifikation vorgenommen, wobei der jeweilige Gegenstand 1b bei einem Vergleichsergebnis V2, das eine schlechtere Übereinstimmung indiziert als der zweite Schwellenwert S2, als " fehlerhafter" Gegenstand 1c',andernfalls aber als "fehlerfreier" Gegenstand 1a' klassifiziert wird.
  • Grundsätzlich können für die Grobprüfung und die Feinprüfung Vergleichsverfahren herangezogen werden, die sich ausschließlich hinsichtlich der verwendeten Auflösung unterscheiden.
  • Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn für die Feinprüfung mehrere unterschiedliche Prüfverfahren zur Verfügung stehen, die an unterschiedliche Arten von Fehlern angepasst sind. Wird in der Grobprüfung eine Unterklassifikation nach potentiellen Fehlerarten vorgenommen, so kann abhängig von der im Zuge der Grobklassifikation erfolgten Unterklassifikation jeweils eine speziell auf den vermuteten Fehler zugeschnittene Feinprüfung durchgeführt werden. Wird beispielsweise in der Grobklassifikation ein Gegenstand als "potentiell fehlerhaft" angesehen, wobei eine Unterklassifikation "potentieller Druckfehler der Art Rakelstreifen" vorgenommen wird, kann die Feinprüfung ein Prüfverfahren verwenden, das gezielt das Vorliegen von Rakelstreifen untersucht. Zusätzlich kann der Grobklassifikation noch die geschätzte Position des jeweiligen Fehlers hinzugefügt und als Parameter der Feinklassifikation herangezogen werden.
  • Ist die Feinklassifikation eines potentiell fehlerhaften Gegenstands 1b beendet, werden die dem Zwischenspeicher 24 zugeführten Gegenstände 1b auf Aufforderung der zweiten Recheneinheit 26b einer zweiten Weiche 23b zugeführt, die ebenfalls von der zweiten Recheneinheit 26b gesteuert ist.
  • Auf die vorstehend beschriebene Art wird von der zweiten Recheneinheit 26b für jeden der Gegenstände 1 jeweils eine Feinklassifikation in eine der Klassen "fehlerfrei" und "fehlerhaft" vorgenommen, wobei die Gegenstände gegebenenfalls auch noch weiteren Klassen zugeordnet werden können. Zudem ist auch die Vornahme von Unterklassifikationen wie "Druckfehler der Art Farbverlaufsfehler" oder "Druckfehler der Art Rakelstreifen" als Unterklassen der Klasse "fehlerhaft" möglich. Diese Unterklassifikationen können genutzt werden, um eine Rückmeldung an die Produktionseinheit 25 - sofern vorhanden - zu veranlassen und entsprechende Nachjustierungen vorzunehmen.
  • Entsprechend der jeweiligen Feinklassifikation separiert die zweite Weiche 23b die aus dem Zwischenspeicher 24 beförderten Gegenstände 1b nach ihrer Klassifikation in "fehlerfreie" Gegenstände 1a' und "fehlerhafte" Gegenstände 1c', indem sie diese auf jeweils unterschiedliche Transporteinheiten 28a, 28c leitet.
  • Die zweite Weiche 23b weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Eingang und zwei Ausgänge auf, wobei zusätzlich noch für jedes mögliche Klassifikationsergebnis der Feinklassifikation ein weiterer Ausgang vorgesehen sein kann. Der Eingang der zweiten Weiche 23b ist dem Ausgang der ersten Weiche 23a für "potentiell fehlerhafte" Gegenstände 1 über die dritte Transporteinheit 22b nachgeschaltet.
  • Der erste Ausgang der zweiten Weiche 23b führt über eine vierte Transporteinrichtung 28a zu einem weiteren Behälter 27a' für fehlerfreie Gegenstände 1a'. Der zweite Ausgang der zweiten Weiche 23b führt über eine fünfte Transporteinrichtung 28c zu einem weiteren Behälter 27c' für fehlerhafte Gegenstände 1c'. Die zweite Weiche 23b transportiert Gegenstände 1 von ihrem Eingang zu ihrem ersten Ausgang, wenn ihr das Feinklassifikationsergebnis "fehlerfrei" von der zweiten Recheneinheit 26b zugeführt ist. Die zweite Weiche 23b transportiert Gegenstände 1 von ihrem Eingang zu ihrem zweiten Ausgang, wenn ihr das Feinklassifikationsergebnis "fehlerhaft" von der zweiten Recheneinheit 26b zugeführt ist.
  • Derart als "fehlerfrei" klassifizierte Gegenstände 1a' werden über die vierte Transporteinheit 28a zum weiteren Behälter 27a' für fehlerfreie Gegenstände 1a' transportiert und in diesem gespeichert und zur Verfügung gehalten. Derart als "fehlerhaft" klassifizierte Gegenstände 1c' werden über die fünfte Transporteinheit 28c zum Behälter 27c' für fehlerhafte Gegenstände 1c' transportiert und in diesem gespeichert und zur Verfügung gehalten.
  • Um bei der Steuerung der zweiten Weiche 23b durch die zweite Recheneinheit 26b eine eindeutige Zuordnung zwischen dem jeweiligen Gegenstand 1b und dem von ihm erstellten Digitalbild 2 sowie dem ermittelten zweiten Vergleichsergebnis V2 und der Klassifikation zu erhalten, werden zumindest die jeweiligen zweiten Vergleichsergebnisse V2 in einem weiteren FIFO-Speicher der zweiten Recheneinheit 26b abgelegt. Gelangt nun ein Gegenstand 1b zur zweiten Weiche 23b, so wird der zuerst in den weiteren FIFO-Speicher geschriebene Wert aus diesem ausgelesen und die zweite Weiche 23b entsprechend diesem Wert gestellt. Der Wert wird anschließend aus dem weiteren FIFO-Speicher gelöscht.
  • In Fig. 3 ist schematisch die Einstellung des ersten und des zweiten Schwellenwerts S1, S2 dargestellt. Fig. 3 zeigt auf der Ordinate die Wahrscheinlichkeit, dass ein Gegenstand 1 eine bestimmte Übereinstimmung mit einem idealen Referenzgegenstand aufweist. Die Abszisse zeigt die jeweilige Übereinstimmung, wobei der Vergleichswert V1, V2 = 0 eine ideale Übereinstimmung indiziert. Je größer der jeweilige Vergleichswert V1, V2 ist, desto schlechter ist die Übereinstimmung zwischen dem jeweiligen Digitalbild 2,3 und dem zugehörigen Referenzbild 4,5.
  • Auf der Abszisse ist ein Grenzwert T dargestellt, der der Qualität entspricht, den ein Gegenstand 1 im schlechtesten Fall aufweisen darf, um als fehlerfrei klassifiziert zu werden. Aufgrund der mit unterschiedlichem Aufwand erfolgenden Prüfung der Übereinstimmung des jeweiligen Digitalbilds 2, 3 mit dem Referenzbild 4, 5 durch die erste und zweite Recheneinheit 26a, 26b weist der von der zweiten Recheneinheit 26b ermittelte zweite Vergleichswert V2 eine größere Genauigkeit als der von der ersten Recheneinheit 26a ermittelte erste Vergleichswert V1 auf.
  • Die Ungenauigkeit, mit der die Grobprüfung behaftet ist, wird mit dem ersten Intervall I1 dargestellt, wobei die qualitativ schlechteste Grenze, hier die obere, dieses ersten Intervalls I1 dem Grenzwert T entspricht. Hierdurch wird sichergestellt, dass kein Gegenstand 1 bei der ersten Klassifikation als fehlerfrei klassifiziert wird, der eine schlechtere Qualität aufweist als durch den Grenzwert T indiziert wird. Hierzu wird der erste Schwellenwert S1 auf einen Wert S1 = T - I1/2 gesetzt, der um die jeweilige halbe Intervallbreite des ersten Intervalls I1 gegenüber dem Grenzwert T verschoben ist. Für alternative Vergleichsmaße, bei denen ein hoher erster Vergleichswert V1 eine gute Übereinstimmung indiziert, gilt entsprechend S1 = T + I1/2.
  • Ebenso wird der bei der Feinprüfung verwendete zweite Schwellenwert S2 auf einen Wert S2 = T - I2/2 gesetzt, der um die jeweilige halbe Intervallbreite des ersten Intervalls I2 gegenüber dem Grenzwert T verschoben ist. Für alternative Vergleichsmaße, bei denen ein hoher zweiter Vergleichswert V2 eine gute Übereinstimmung indiziert, gilt entsprechend S2 = T + I2/2. Da die Feinprüfung wesentlich genauer ist, weist auch das zweite Intervall I2 eine geringere Intervallbreite auf als das erste Intervall I1. Aufgrund der größeren Ungenauigkeit bei der Bestimmung des ersten Vergleichswerts V1 gegenüber der Bestimmung des zweiten Vergleichswerts V2 liegt der zweite Schwellenwert S2 näher beim Grenzwert T als der erste Schwellenwert S1, wodurch bei der Feinprüfung eine präzisere Gut/Schlecht-Aussage erzielt wird.
  • Die Breite des ersten Intervalls I1 entspricht in diesem Ausführungsbeispiel der Fehlerstreuung des bei der Grobprüfung vorgenommenen Vergleichs. Die Breite des zweiten Intervalls I2 entspricht in diesem Ausführungsbeispiel der gegenüber der Grobprüfung geringeren Fehlerstreuung des bei der Feinprüfung vorgenommenen Vergleichs. Im vorliegenden Beispiel wurde angenommen, dass die Intervalle symmetrisch um die jeweiligen Schwellenwerte S1, S2, S3 liegen.
  • Der schräg schraffierte Flächenbereich unter der Kurve zeigt den maximal zu erwartenden Anteil der im Zuge der Feinprüfung zu prüfenden Gegenstände an. Je enger die Intervallgrenzen des ersten Intervalls I1 gewählt werden, desto weniger Gegenstände brauchen der Feinprüfung unterzogen werden, desto aufwändiger wird allerdings auch die Grobprüfung.
  • Wird gemäß der eingangs dargestellten besonderen Ausführungsform der Erfindung bei der Grobprüfung eine Klassifikation der Gegenstände 1 in "fehlerfrei", "potentiell fehlerhaft" und "jedenfalls fehlerhaft" vorgenommen, so kann ein dritter Schwellenwert S3 wie nachstehend dargestellt ausgewählt werden. Um zu vermeiden, dass reduzierte Digitalbilder 2, 3 von fehlerfreien Gegenständen 1, die durch die Grobprüfung als potentiell fehlerhaft erkannt worden sind oder bei denen V1 > S1 ist, verworfen werden, wird der dritte Schwellenwert S3 = T + I1'/2 derart festgelegt, dass er um zumindest die Intervallbreite I1'/2 schlechter, hier größer, gewählt wird als der Grenzwert T. Für alternative Vergleichsmaße, bei denen ein hoher erster Vergleichswert V1 eine gute Übereinstimmung indiziert, gilt entsprechend S3 = T - I1'/2. Die Breite des dritten Intervalls I1' entspricht in diesem Ausführungsbeispiel der Breite des ersten Intervalls I1, d.h. der Fehlerstreuung des bei der Grobprüfung vorgenommenen Vergleichs. Sofern bei der Grobprüfung auch eine Klassifikation nach jedenfalls fehlerhaften Gegenständen 1c durchgeführt wird, verringert sich dieser Anteil noch um den vertikal schraffierten Flächenbereich unter der Kurve. Um zu vermeiden, dass fehlerfreie Gegenstände 1 als "jedenfalls fehlerhaft" detektiert werden, werden die Intervallbreiten des ersten und dritten Intervalls wie folgt festgelegt: I1' ≥ I1.
  • Besonders vorteilhaft kann folgendes alternative adaptive Vorgehen zur Schaffung einer gleichmäßigen Auslastung zwischen der ersten Recheneinheit 26a und der zweiten Recheneinheit 26b eingesetzt werden. Ist beispielsweise bekannt, dass die Feinprüfung eines Digitalbilds 2 etwa n-mal so lange dauert wie die Grobprüfung eines reduzierten Digitalbilds 3, so kann der erste Schwellenwert S1' alternativ so gewählt werden, dass durchschnittlich jedes n-te reduzierte Digitalbild 2 als potentiell fehlerhaft erkannt wird. Zu diesem Zweck kann der adaptive erste Schwellenwert S1' in einem Intervall zwischen einer optimalen Qualität Smax und dem ersten Schwellenwert S1 festgelegt werden. Für das verwendete Vergleichsmaß, bei dem ein niedriger erster Vergleichswert V1 eine gute Übereinstimmung indiziert, gilt entsprechend Smax < S1' < S1 = T - I1/2. Für alternative Vergleichsmaße, bei denen ein hoher erster Vergleichswert V1 eine gute Übereinstimmung indiziert, gilt entsprechend Smax > S1' > S1 = T + I1/2. Hierbei entspricht S1 einem Mindestwert an Übereinstimmung.
  • Werden zu wenige reduzierte Digitalbilder 3 als potentiell fehlerhaft erkannt bzw. klassifiziert, wird der adaptive erste Schwellenwert S1' innerhalb des vorgegebenen Intervalls auf einen eine größere Übereinstimmung indizierenden Wert adaptiert, sodass nach dieser Änderung mehr reduzierte Digitalbilder 3 als potentiell fehlerhaft klassifiziert werden. Umgekehrt wird der adaptive erste Schwellenwert S1' bei einer zu großen Anzahl von als potentiell fehlerhaft erkannten bzw. klassifizierten reduzierten Digitalbilder 3 so adaptiert, dass nach dieser Änderung weniger reduzierte Digitalbilder 3 als potentiell fehlerhaft klassifiziert werden.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der erste Schwellenwert S1 adaptiv festgelegt, indem vorgegeben wird, dass lediglich 4% der von der ersten Recheneinheit 26a klassifizierten Digitalbilder als "potentiell fehlerhaft" klassifiziert werden. Wenn, wie zuvor ausgeführt, die Anzahl der als "potentiell fehlerhaft" klassifizierten Gegenstände 1b bei etwa 4% der insgesamt zu prüfenden Gegenstände 1 liegt, so steht für eine echtzeitfähige Feinklassifikation mit der Recheneinheit 26b für jeden der Gegenstände 1b etwa die 25-fache Zeit zur Feinprüfung zur Verfügung.
  • Um einen besonders genauen Vergleich zu ermöglichen, werden in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung die reduzierten Digitalbilder 3 vor der Grobprüfung einer stückweise affinen Transformation zugeführt und mit dem reduzierten Referenzbild 5 zur Deckung gebracht. Ein solches Vorgehen ist aus dem Stand der Technik bekannt und wird von der ersten Recheneinheit 26a vorgenommen.
  • Ebenso können zur Verbesserung des Vergleichs die Digitalbilder 2 vor der Feinprüfung einer nichtlinearen Entzerrung, und gegebenenfalls einer vorher oder nachher erfolgenden Drehung, Verzerrung oder stückweise affinen Transformation, zugeführt und mit dem Referenzbild 4 zur Deckung gebacht werden. Dies ist ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt und wird von der zweiten Recheneinheit 26b vorgenommen.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich zwischen der Grobprüfung und der Feinprüfung mehrere sequentielle Zwischenprüfungen durchzuführen. Gegenstände, die im Zuge der Grobprüfung als potentiell fehlerhaft angesehen worden sind, werden nacheinander den einzelnen Zwischenprüfungen unterzogen. An jede der Zwischenprüfungen schließt jeweils eine Zwischenklassifikation an, wobei lediglich solche Gegenstände der jeweils nachfolgenden Zwischenprüfung oder der Feinprüfung zugeführt werden, die nicht eindeutig als "fehlerfrei" oder "fehlerhaft" detektiert wurden.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Prüfung von bedruckten Gegenständen (1), insbesondere von Druckwerken wie beispielsweise Banknoten, wobei
    a) von dem jeweiligen zu prüfenden Gegenstand (1) ein Digitalbild (2) erstellt und dem jeweiligen Gegenstand (1) zugeordnet wird,
    b) das Digitalbild (2) hinsichtlich seiner Auflösung, insbesondere seiner Farbtiefe, der Anzahl seiner Farbkanäle sowie seiner örtlichen Auflösung, reduziert wird und derart ein reduziertes Digitalbild (3) erstellt und dem jeweiligen Gegenstand (1) zugeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass
    c) im Rahmen einer Grobprüfung ein Vergleich des reduzierten Digitalbilds (3) mit zumindest einem reduzierten Referenzbild (5) durchgeführt wird,
    d) das reduzierte Digitalbild (3) im Falle einer einen vorgegebenen ersten Schwellenwert übersteigenden Übereinstimmung als zu einem fehlerfreien Gegenstand (1) gehörig erkannt und die Überprüfung des jeweiligen Gegenstands (1) beendet wird,
    e) der Gegenstand im Falle einer den ersten Schwellenwert nicht übersteigenden Übereinstimmung des reduzierten Digitalbilds (3) mit dem reduzierten Referenzbild (5) als potentiell fehlerhaft eingestuft wird, und
    f) für den Fall, dass ein Gegenstand (1) als potentiell fehlerhaft eingestuft wurde, der Gegenstand einer Feinprüfung unterzogen wird, wobei für den Gegenstand (1) das ihm jeweils zugeordnete Digitalbild (2) herangezogen und dieses Digitalbild (2) mit zumindest einem Referenzbild (4) verglichen wird, wobei der Gegenstand (1) im Falle einer einen zweiten Schwellenwert übersteigenden Übereinstimmung als "fehlerfrei", andernfalls als "fehlerhaft" klassifiziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    - dass die zu untersuchenden Gegenstände (1) vor und/oder während ihrer Aufnahme relativ zu der die Aufnahme durchführenden Aufnahmeeinheit (11), insbesondere mit einer Transportvorrichtung (22), vorzugsweise mit einem Förderband, befördert werden,
    - dass die Gegenstände (1) nach ihrer Grobprüfung hinsichtlich des Prüfungsergebnisses, insbesondere mit einer ersten Weiche (23a), separiert, und die als potentiell fehlerhaft erkannten Gegenstände (1) in einen Zwischenspeicher (24) überführt werden, und
    - dass die im Zwischenspeicher (24) befindlichen Gegenstände (1) nach Durchführung der Feinprüfung einer zweiten Weiche (23b) zugeführt und entsprechend ihrer Klassifikation separiert werden.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) bei der Grobprüfung Gegenstände (1), deren zugeordnete reduzierte Digitalbilder (3) eine einen dritten Schwellenwert (S3) unterschreitende Übereinstimmung mit dem reduzierten Referenzbild (5) aufweisen, als "jedenfalls fehlerhaft" erkannt und klassifiziert werden, und dass insbesondere
    b) Gegenstände, die bei der Grobprüfung eindeutig als fehlerhaft detektiert werden, separiert oder ausgesondert und nicht der Feinprüfung zugeführt werden, und/oder ausschließlich diejenigen Gegenstände (1) deren Vergleich keine endgültige Zuordnung als fehlerhaft oder fehlerfrei ermöglicht, der Feinprüfung zugeführt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) bei der Grobprüfung und der Feinprüfung jeweils idente oder unterschiedliche Prüfalgorithmen verwendet werden, die an die jeweilige Auflösung der zu vergleichenden Bilder (2, 3, 4, 5) angepasst werden, und/oder
    b) der bei der Grobprüfung herangezogene erste Schwellenwert (S1) für die Unterscheidung zwischen fehlerfreien und potentiell fehlerhaften reduzierten Digitalbildern (4) eine höhere Übereinstimmung indiziert als der bei der Feinprüfung verwendete zweite Schwellenwert (S2) und/oder
    c) bei der Erstellung des reduzierten Digitalbilds (3) und/oder des reduzierten Referenzbilds (5) die Auflösung des Digitalbilds (2) und/oder des Referenzbilds (4) verringert wird, indem die örtliche Auflösung des jeweiligen Bildes verringert wird und/oder indem einzelne Farbkanäle miteinander kombiniert werden, insbesondere indem
    c1) das jeweilige Bild von Farbe in Schwarz-Weiß oder Graustufen umgerechnet wird und/oder
    c2) indem die Auflösungstiefe der einzelnen Farbkanäle reduziert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) die reduzierten Digitalbilder (3) vor der Grobprüfung einer stückweise affinen Transformation zugeführt und mit dem reduzierten Referenzbild (5) zur Deckung gebracht werden, und/oder
    b) die Digitalbilder (2) vor der Feinprüfung einer nichtlinearen Entzerrung, und gegebenenfalls einer vor der Feinprüfung erfolgenden Drehung, Verzerrung oder stückweise affinen Transformation zugeführt und mit dem Referenzbild (4) zur Deckung gebacht werden, und/oder
    c) bei der Grobprüfung eine Unterteilung der Klasse der als potentiell fehlerhaft erkannten Gegenstände (1) nach Art des potentiell vorhandenen Fehlers in mehrere Unterklassen vorgenommen und jedes als fehlerhaft erkannte Digitalbild (2) jeweils einer oder mehrerer dieser Unterklassen zugeordnet wird, wobei insbesondere
    d) bei der Feinklassifikation für die als potentiell fehlerhaft erkannten Gegenstände abhängig von der jeweiligen Unterklasse, der der Gegenstand zugeordnet wurde, ein der jeweiligen Unterklasse zugeordnetes und an den jeweils potentiell vorhandenen Fehler angepasstes Prüfverfahren ausgeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) bei der sequentiellen Prüfung einer Vielzahl von Gegenständen der erste Schwellenwert derart eingestellt wird, dass ein Anteil von 1/n, insbesondere 3% bis 10%, der Gegenstände als potentiell fehlerhaft erkannt wird, wobei n dem Verhältnis zwischen der Speichergröße des Digitalbilds (2) zu der Speichergröße des reduzierten Digitalbilds (3) entspricht, wobei insbesondere
    b) ein Mindestwert an Übereinstimmung vorgegeben wird und Gegenstände, deren Übereinstimmung mit dem reduzierten Referenzbild diesen Mindestwert unterschreiten, jedenfalls als potentiell fehlerhaft erkannt werden.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) diejenigen Gegenstände, die im Zuge der Grobprüfung als potentiell fehlerhaft angesehen worden sind, einer oder mehreren sequentiellen Zwischenprüfungen unterzogen werden, bei der jeweils eine Zwischenklassifikation durchgeführt wird und lediglich solche Gegenstände der jeweils nachfolgenden Zwischenprüfung oder der Feinprüfung zugeführt werden, die nicht eindeutig als "fehlerfrei" oder "fehlerhaft" detektiert wurden und/oder
    b) bei Überlauf des Zwischenspeichers (24) mindestens ein im Zwischenspeicher (24) befindlicher Gegenstand als fehlerhaft klassifiziert und/oder verworfen wird.
  8. Vorrichtung zur Prüfung von bedruckten Gegenständen (1), insbesondere von Druckwerken wie beispielsweise Banknoten, umfassend
    a) eine Transporteinheit (22), insbesondere ein Förderband, zum Transport der Gegenstände (1),
    b) eine Aufnahmeeinheit (21), deren Aufnahmebereich (21') auf die auf der Transporteinheit (22) befindlichen Gegenstände (1) gerichtet ist und die für den Fall, dass sich ein Gegenstand (1) in ihrem Aufnahmebereich (21') befindet, ein Digitalbild (2) erstellt,
    c) eine der Aufnahmeeinheit (21) nachgeschaltete Reduktionseinheit (29), der die erstellten Digitalbilder (2) zugeführt werden und die das jeweilige Digitalbild (2) hinsichtlich seiner Auflösung, insbesondere seiner Farbtiefe und/oder der Anzahl seiner Farbkanäle und/oder seiner örtlichen Auflösung, reduziert und derart ein reduziertes Digitalbild (3) erstellt und dem jeweiligen Gegenstand (1) zuordnet,
    d) eine erste Recheneinheit (26a) zur Durchführung einer Grobprüfung der Gegenstände (1) durch Vergleich des reduzierten Digitalbilds (3) mit einem reduzierten Referenzbild (5) und anschließender Grobklassifikation des Vergleichsergebnisses (V1) als "potentiell fehlerhaft" oder "fehlerfrei",
    e) eine der Transporteinheit nachgeschaltete und von der ersten Recheneinheit (26a) gesteuerte erste Weiche (23a) zur Separation der Gegenstände (1) gemäß ihrer Grobklassifikation,
    f) eine zweite Recheneinheit (26b) zur Durchführung einer Feinprüfung der in der Grobprüfung als "potentiell fehlerhaft" klassifizierten Gegenstände (1) durch Vergleich des dem jeweiligen Gegenstand zugeordneten Digitalbilds (2) mit einem Referenzbild (4) und anschließender Feinklassifikation des Vergleichsergebnisses (V2) als "fehlerhaft" oder "fehlerfrei", und
    g) eine der ersten Weiche nachgeschaltete und von der zweiten Recheneinheit (26a) gesteuerte zweite Weiche (23b) zur Separation der als "potentiell fehlerhaft" Gegenstände (1b) gemäß ihrer Feinklassifikation.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) die erste Recheneinheit (26a) zur Grobprüfung und Grobklassifikation eines an ihrem Eingang vorliegenden reduzierten Digitalbilds (3)
    - das reduzierte Digitalbild (3) mit einem vorab vorgegebenen reduzierten Referenzbild (5) vergleicht und einen der Übereinstimmung zwischen diesen reduzierten Bildern (3, 5) entsprechenden ersten Vergleichswert (V1) ermittelt,
    - diesen ersten Vergleichswert (V1) mit einem vorgegebenen ersten Schwellenwert (S1) vergleicht,
    - den Gegenstand (1) als "fehlerfrei" klassifiziert, wenn der erste Vergleichswert (V1) eine höhere Übereinstimmung indiziert als der erste Schwellenwert (S1),
    - den Gegenstand (1) andernfalls als "potentiell fehlerhaft" klassifiziert, und
    - das so ermittelte Klassifikationsergebnis an ihrem Ausgang zur Verfügung hält, und/oder
    b) die erste Recheneinheit (26a) zur Grobprüfung und Grobklassifikation eines an ihrem Eingang vorliegenden reduzierten Digitalbilds (3) den Gegenstand (1) als "jedenfalls fehlerhaft" klassifiziert, wenn der erste Vergleichswert (V1) eine geringere Übereinstimmung indiziert als ein vorgegebener dritter Schwellenwert (S3).
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Recheneinheit (26b) zur Feinprüfung und der Feinklassifikation eines an ihrem Eingang vorliegenden Digitalbilds (2)
    - das Digitalbild (2) mit einem vorab vorgegebenen Referenzbild (4) vergleicht und einen der Übereinstimmung zwischen diesen Bildern (2, 4) entsprechenden zweiten Vergleichswert (V2) ermittelt,
    - diesen zweiten Vergleichswert (V2) mit einem vorgegebenen zweiten Schwellenwert (S2) vergleicht,
    - den Gegenstand (1) als "fehlerfrei" klassifiziert, wenn der zweite Vergleichswert (V2) eine höhere Übereinstimmung indiziert als der zweite Schwellenwert (S2),
    - den Gegenstand (1) andernfalls als " fehlerhaft" klassifiziert, und
    - das so ermittelte Klassifikationsergebnis an ihrem Ausgang zur Verfügung hält.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Weiche (23a) einen Eingang und zumindest zwei Ausgänge aufweist,
    - dass der Eingang der ersten Weiche (23a) der Transporteinheit (22) nachgeschaltet ist,
    - dass der erste Ausgang der ersten Weiche (23a) über eine zweite Transporteinrichtung (22a) zu einem Behälter (27a) für fehlerfreie Gegenstände (1a) führt,
    - dass der zweite Ausgang der ersten Weiche (23a) über eine dritte Transporteinrichtung (22b) zur zweiten Weiche (23b) führt,
    - dass die erste Weiche (23a) Gegenstände (1) von ihrem Eingang zu ihrem ersten Ausgang transportiert, wenn ihr das Grobklassifikationsergebnis "fehlerfrei" zugeführt ist, und
    - dass die erste Weiche (23a) Gegenstände (1) von ihrem Eingang zu ihrem zweiten Ausgang transportiert, wenn ihr das Grobklassifikationsergebnis "potentiell fehlerhaft" zugeführt ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Weiche (23b) einen Eingang und zumindest zwei Ausgänge aufweist,
    - dass der Eingang der zweiten Weiche (23b) dem Ausgang der ersten Weiche (23a) für "potentiell fehlerhafte" Gegenstände (1) nachgeschaltet ist,
    - dass der erste Ausgang der zweiten Weiche (23b) über eine vierte Transporteinrichtung (28a) zu einem weiteren Behälter (27a') für fehlerfreie Gegenstände (1a') führt, und
    - dass der zweite Ausgang der zweiten Weiche (23b) über eine fünfte Transporteinrichtung (28c) zu einem weiteren Behälter (27c') für fehlerhafte Gegenstände (1c') führt, und
    - dass die zweite Weiche (23b) Gegenstände (1) von ihrem Eingang zu ihrem ersten Ausgang transportiert, wenn ihr das Feinklassifikationsergebnis "fehlerfrei" zugeführt ist, und
    - dass die zweite Weiche (23b) Gegenstände (1) von ihrem Eingang zu ihrem zweiten Ausgang transportiert, wenn ihr das Feinklassifikationsergebnis " fehlerhaft" zugeführt ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Weiche (23a) einen dritten Ausgang aufweist, der über eine hierfür vorgesehene Transporteinrichtung (22c) zu einem Behälter (27c) für jedenfalls fehlerhafte Gegenstände führt
    und dass die erste Weiche (23a) Gegenstände (1) von ihrem Eingang zu ihrem dritten Ausgang transportiert, wenn ihr das Grobklassifikationsergebnis "jedenfalls fehlerhaft" zugeführt ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der dritten Transporteinrichtung (22b) ein, insbesondere FIFO-, Zwischenspeicher (24) vorgesehen ist, der
    - von der ersten Weiche (23a) ausgehende Gegenstände (1b) zwischenlagert und
    - diese Gegenstände (1b) auf Anfrage der zweiten Recheneinheit (26b), insbesondere nach der Durchführung der Feinprüfung des betreffenden Gegenstands (1b), über die dritte Transporteinrichtung (22b) der zweiten Weiche (23b) zuführt.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) für die Grobprüfung und die Feinprüfung jeweils Programme mit denselben Prüfalgorithmen in der ersten Recheneinheit (26a) und der zweiten Recheneinheit (26b) abgespeichert sind, die an die jeweilige Auflösung der zu vergleichenden Digitalbilder (2, 3) und Referenzbilder (4, 5) angepasst sind, und/oder
    b) der bei der Grobprüfung herangezogene erste Schwellenwert (S1) für die Unterscheidung zwischen fehlerfreien und potentiell fehlerhaften Bildern eine höhere Übereinstimmung indiziert als der bei der Feinprüfung verwendete zweite Schwellenwert (S2), und/oder
    c) die erste Recheneinheit (26a) bei der Grobprüfung eine Unterklassifikation der Klasse "potentiell fehlerhaft" abhängig von der Art des vermuteten Fehlers vornimmt und die jeweils ermittelte Unterklasse an die zweite Recheneinheit (26b) übermittelt, und die zweite Recheneinheit (26b) eine Feinprüfung durchführt, wobei sie abhängig von der an sie übermittelten Unterklasse ein Feinprüfverfahren auswählt, das an den der jeweiligen Unterklasse zugeordneten vermuteten Fehler angepasst ist.
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