ES2297473T3 - Procedimiento y maquina para detectar una superficie imprimible. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el tratamiento de objetos postales que tienen cada uno una superficie exterior susceptible de recibir una etiqueta para la impresión de informaciones si esta superficie exterior no es una superficie imprimible, en el cual se efectúa para cada objeto postal una medición de una magnitud física con el fin de detectar (2) si la superficie exterior del citado objeto postal (5) es de materia plástica, caracterizado porque consiste además en formar una imagen numérica de la citada superficie exterior del objeto, efectuar un tratamiento de la imagen numérica con el fin de detectar (3) si la superficie exterior del objeto tiene un fondo ruidoso y, sobre la base del resultado de las dos detecciones, determinar si la superficie exterior del citado objeto es una superficie imprimible o una superficie no imprimible.
Description
Procedimiento y máquina para detectar una
superficie imprimible.
La invención se refiere a un procedimiento para
el tratamiento de objetos y a una máquina de clasificación, en
particular de los objetos postales, que tienen cada uno una
superficie exterior susceptible de recibir una etiqueta para la
impresión de informaciones si esta superficie exterior no es una
superficie imprimible, en el cual se efectúa para cada objeto una
medición de una magnitud física con el fin de detectar si la
superficie exterior del citado objeto es de materia plástica.
Ciertas aplicaciones de tratamiento postal
requieren la impresión de códigos de barras, por ejemplo en la
superficie exterior de objetos postales. Sucede que las máquinas de
clasificación tienen a veces que tratar envolturas de materia
plástica y envolturas de papel. Se presenta entonces el problema de
la impresión del código de barras sobre la superficie exterior de
las envolturas de materia plástica, puesto que en este tipo de
soporte, la tinta tarda mucho en secarse y el código de barras
impreso es susceptible de borrarse por rozamiento de las envolturas
sobre los órganos de la máquina de clasificación.
Se conocen ya varias técnicas de detección de
los objetos postales de superficie exterior plástica.
Una técnica conocida es la detección por
reflexión que consiste en iluminar la superficie exterior del objeto
y en medir el flujo luminoso que refleja. Teniendo la materia
plástica un índice de reflexión más elevado que el papel, la
detección es simple de poner en práctica. Sin embargo, esta técnica
puede resultar ineficaz cuando los objetos plásticas tienen una
superficie exterior mate o coloreada, es decir cuando tienen un
índice de reflexión próximo al del papel.
Otra técnica conocida de la patente FR2727330 se
basa en un principio neumático que consiste en deformar por
aspiración el objeto que se va a controlar y en medir una variación
de la presión ligada a esta deformación. Siendo la superficie
exterior de un objeto bajo envoltura de plástico generalmente menos
rígida que la superficie exterior de un objeto bajo envoltura de
papel, la detección es simple de poner en práctica. No obstante la
eficacia de esta técnica es muy sensible al polvo y requiere una
limpieza frecuente del captador de presión para mantener una
precisión de medición satisfactoria.
Otra técnica descrita en la solicitud de patente
publicada bajo el número WO-0176775 se basa en un
principio acústico que consiste en efectuar una depresión delante
del objeto postal y en comparar la señal acústica que resulta del
efecto de succión con una señal de referencia. Resulta que las
señales no se diferencian bastante según la materia y por
consiguiente los resultados obtenidos con esta técnica (85 a 95% de
decisiones correctas) no son todavía suficientes.
De una manera general, los procedimiento de
detección de superficie plástica utilizados actualmente presentan
una fiabilidad insuficiente, lo que lleva a aumentar inútilmente el
consumo de etiquetas. Por otra parte, envolturas de papel pueden
tener una superficie demasiado ruidosa para recibir una impresión de
un código de barras, siendo este código de barras ilegible a
continuación por la máquina. Un procedimiento de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación 6 está divulgado en el documento
EP-A-0 930 106.
El objeto de la invención es remediar los
inconvenientes expuestos anteriormente proponiendo un procedimiento
que permite detectar todos los tipos de objetos postales que tienen
una superficie exterior no imprimible, a saber una superficie
exterior de plástico o ruidosa, de manera que se optimice el proceso
de colocación de etiquetas sobre las envolturas de los objetos
postales. Otro objeto de la invención es proponer tal procedimiento
simple de realizar en una máquina de clasificación postal.
A este efecto, la invención tiene por objeto un
procedimiento para el tratamiento de objetos que tienen cada uno
una superficie exterior susceptible de recibir una etiqueta para la
impresión de informaciones si esta superficie exterior no es una
superficie imprimible, en el cual se efectúa para cada objeto una
medición de una magnitud física con el fin de detectar si la
superficie exterior del citado objeto es de materia plástica,
caracterizado porque consiste además en formar una imagen numérica
de la citada superficie exterior del objeto, en efectuar un
tratamiento de la imagen numérica con el fin de detectar si la
superficie exterior del objeto tiene un fondo ruidoso y, sobre la
base del resultado de las dos detecciones, en determinar si la
superficie exterior del citado objeto es una superficie imprimible o
una superficie no imprimible.
El procedimiento de acuerdo con la invención
presenta además las particularidades siguientes:
- el método de detección de superficie de
materia plástica consiste en desplazar cada objeto delante de un
detector de reflexión que comprende una o varias
foto-células calibradas emisoras o receptoras;
- el detector de reflexión es un detector de
brillo que emite y recibe un rayo en la gama infrarroja;
- se utiliza una imagen numérica en multi
niveles de gris de la superficie exterior del objeto con el fin de
detectar que la citada superficie exterior es una superficie de
fondo ruidoso;
\newpage
- los resultados de las dos detecciones son
combinados por medio de un O lógico con el fin de determinar si el
citado objeto tiene una superficie exterior o una superficie no
imprimible.
La invención se extiende a una máquina de
clasificación de objetos postales de acuerdo con la reivindicación
6.
El principio de la invención encuentra
aplicaciones fuera de las máquinas de clasificación postal puesto
que deben imprimirse símbolos sobre soportes variables, que van
desde papel a plástico (englobando el término plástico cualquier
superficie reflectante sin porosidad para recibir una impresión -
por ejemplo las envolturas aluminizadas u otras envolturas
utilizadas en el correo llamado "exprés"), para ser leídos a
continuación por una máquina con una gran fiabilidad. A título de
ejemplos no limitativos, la invención se aplica a la impresión de
informaciones sobre la superficie exterior de los paquetes, pudiendo
estas informaciones ser relativas a una dirección o a un servicio
particular de la entrega.
Se ha constatado que la utilización de una
radiación infrarroja para la medición de brillo aportaba resultados
satisfactorios para la detección de las superficies de materia
plástica. Por otra parte, se ha constatado que la utilización de
una imagen numérica en multi niveles de gris aportaba resultados
satisfactorios incluso para contrastes moderados. La combinación de
estos dos métodos de detección de superficie no imprimible ha
permitido obtener una relación de buena detección del orden de
98%.
Un ejemplo de puesta en práctica del
procedimiento de acuerdo con la invención se describe a continuación
con más detalle y se ilustra por los dibujos adjuntos que no se
proporcionan más que a título de ejemplo no limitativo.
- la figura 1 es un sinóptico muy general que
ilustra el procedimiento de acuerdo con la invención.
- la figura 2 es un sinóptico más detallado que
ilustra el procedimiento de acuerdo con la invención.
En la figura 1, se han representado de manera
muy general las dos etapas de tratamiento del procedimiento de
acuerdo con la invención que son puestas en práctica aquí en una
máquina de tratamiento de objetos postales, en particular una
máquina de clasificación postal simbolizada por el rectángulo 1,
para discriminar objetos postales que tienen una superficie
exterior imprimible de los objetos postales que tienen una
superficie exterior no imprimible y para los cuales deberá pegarse
una etiqueta autoadhesiva sobre su superficie exterior.
Se entiende por superficie imprimible, una
superficie sobre la cual pueden disponerse símbolos (letras, cifras,
códigos de barras,...) mediante una máquina de impresión, del tipo
impresora de chorro de tinta por ejemplo, impresora de láser u
otra, y sobre la cual es posible realizar ulteriormente un
reconocimiento automático de los símbolos mediante una máquina.
Las dos etapas de tratamiento del procedimiento
de acuerdo con la invención son, por una parte, una etapa de
tratamiento 2 que consiste en realizar una medición de una magnitud
física con el fin de detectar si la superficie exterior de un
objeto postal es de materia plástica y, por otra parte, una etapa de
tratamiento 3 que consiste en realizar un tratamiento de datos en
la imagen numérica de la superficie exterior del citado objeto
postal con el fin de determinar a partir de esta imagen numérica si
la citada superficie exterior del objeto postal tiene un fondo
ruidoso. De acuerdo con la invención, los resultados de detección de
estas dos etapas de tratamiento 2, 3 son combinados en 4 para
determinar si la superficie exterior de un objeto postal es una
superficie imprimible o no imprimible.
En la figura 2, se ha representado de manera más
detallada un modo de realización del procedimiento de acuerdo con
la invención en el cual se detecta si un objeto postal tiene una
superficie exterior de plástico sobre la base de una medición de
brillo y en el cual se detecta si este objeto postal tiene una
superficie exterior ruidosa sobre la base de un tratamiento de una
imagen numérica en multi niveles de gris de esta superficie
exterior.
Objetos postales indicados por 5 son desplazados
uno por uno en una máquina de clasificación postal 1 primero
delante de un captador de brillo 6 y después delante de una unidad
de adquisición de imagen 7, por ejemplo una cámara llamada
"ccd".
Debe comprenderse que el procedimiento de
acuerdo con la invención puede ponerse en práctica fácilmente en
una máquina de clasificación postal convencional en la cual la
unidad de adquisición de imagen 7 forma parte de un dispositivo de
reconocimiento automático de direcciones (por OCR y codificación de
vídeo) que incluye además un calculador 8 de control de adquisición
de imagen que recibe las imágenes numéricas de la unidad de
adquisición de imagen 7 para su transmisión hacia un módulo de
tratamiento de imagen. La unidad de adquisición de imagen 7
proporciona una imagen numérica 9 en multi niveles de gris de la
superficie exterior del objeto postal 5.
Para el reconocimiento automático de dirección,
esta imagen numérica 9 es normalmente enviada para el tratamiento
por OCR a un procesador (módulo) de tratamiento de imagen 10 que
presenta una gran potencia de cálculo.
El captador de brillo 6 está compuesto por una o
varias foto-células calibradas tal como la
foto-célula 11 emisora en una gama de infrarrojos y
que barre con una radiación infrarroja 12 una zona 13 de la
superficie exterior del objeto postal 5 en el cual deben imprimirse
mediante una máquina símbolos tales como un código de barras, así
como una o varias foto-células calibradas receptoras
tales como 14 que miden la intensidad reflejada en todos los puntos
de la zona 13 y que compara la intensidad medida en cada punto con
un umbral cuyo valor está ajustado durante la calibración de las
foto-células 11 y 14. En particular, se puede
utilizar un captador de brillo 6 de la serie
"PI-G" vendido por la sociedad "Keyence".
La foto-célula receptora 14 envía para una serie de
muestras situadas sobre una línea horizontal que atraviesa todo el
objeto y situada a media altura de la zona 13, una información
binaria indicadora del nivel de intensidad para el punto
considerado. El captador de brillo 6 transmite a la salida, en
forma de una serie de bits, una información binaria de brillo punto
por punto 15 para cada punto de la zona 13 al calculador de control
de la adquisición de imagen 8 que integra la información binaria de
brillo punto por punto 15 en toda la zona 13 y determina una
información de brillo 16 indicativa bien sea del hecho de que se
considera que el objeto postal 5 tiene una superficie exterior de
materia plástica y por consiguiente no imprimible, bien sea del
hecho de que se considera que el objeto postal 5 no tiene una
superficie exterior de materia plástica. Esta información de brillo
16 es transmitida a continuación al modelo de tratamiento de imagen
10.
Para la puesta en práctica del procedimiento de
acuerdo con la invención, la imagen en multi nivel de gris 9
proporcionada a la salida de la unidad de adquisición de imagen 7 es
enviada al módulo de tratamiento de imagen 10. El módulo de
tratamiento de imagen 10 está concebido para detectar en esta imagen
en multi niveles de gris 9, por medio de un algoritmo informático
de detección de fondo ruidoso 17 presentado con más detalle más
adelante, si el ruido de fondo 18 en esta imagen sobrepasa un cierto
umbral y si tal es el caso, detectar que la superficie exterior del
objeto es una superficie no imprimible. Una función de decisión 4
del módulo de tratamiento de imagen 10 decide a partir de la
información de brillo 16 y de la información de fondo ruidoso 18 si
el objeto postal 5 es un objeto postal de superficie exterior no
imprimible. La decisión 4 puede ser efectuada por medio de un
"O" lógico, es decir que si al menos una de las dos etapas de
detección 2 y 3 ha clasificado el objeto postal 5 como que tiene
una superficie exterior no imprimible, el objeto postal 5 es
etiquetado.
El algoritmo informático de detección de fondo
ruidoso 17 servirá para apreciar la homogeneidad y la intensidad
luminosa de la zona 13. El fondo es tanto más ruidoso cuanto más
fuerte es el contraste y más débil es la intensidad luminosa. Para
ello, la imagen en multi nivel de gris 9 es muestreada por medio de
segmentos de píxeles, segmentos que están dispuestos en las cuatro
direcciones, horizontal, vertical, y diagonales. Para cada
segmento, se calcula la media IM de las intensidades de los píxeles
y la media E_{tot} de los cuadrados de las intensidades de los
píxeles con el fin de obtener la relación TH de homogeneidad del
segmento, indicador del contraste sobre el segmento, sobre la base
de las relaciones siguientes:
- Si IM >0:
\hskip1cm
TH=IM^{2}/E_{tot}
- Si no: TH=1
Por el contrario, la relación de homogeneidad no
permite la distinción entre dos segmentos homogéneos de intensidades
medias diferentes. Se debe por consiguiente ponderar la medición de
homogeneidad media del segmento. Se conoce la intensidad I_{código
\ de \ barras} media teórica de un código de barras impreso y las
intensidades de un píxel blanco y de un píxel negro que valen
respectivamente 255 y 0. Se deduce entonces un coeficiente k de
ponderación sobre la base de las relaciones siguientes:
- Si IM <I_{código \ de \ barras}: k=0
- Si no:
\hskip1cm
k=(IM-I_{código \ de \ barras})/(255-I_{código \ de \ barras})
Así el índice IB de ruido sobre un segmento,
evaluado de 0 (no ruidoso) a 100 (ruidoso), vale:
IB=100*(1-k*TH).
Para decidir sobre el estado del fondo, se
examina la media y la desviación típica de los índices de ruido del
conjunto de los segmentos de la imagen y se los compara con los
valores umbrales.
El algoritmo presentado anteriormente en ejemplo
se refiere a la detección de un fondo ruidoso en el caso del
marcado de un código en tinta negra. Es por lo que se considera que
el fondo es tanto más ruidoso cuanto más fuerte es el contraste y
más débil es la intensidad luminosa. Este criterio debe ser
modificado en el caso, por ejemplo, de la impresión de un código de
barras en tinta fluorescente, la cual es más sensible al color del
fondo que a su intensidad.
La detección 3 de fondo ruidoso sobre la imagen
en multi nivel de gris 9 es mucho más fina que la detección de
fondo ruidoso sobre imagen binaria y es en adelante aplicable
gracias a la potencia y a la velocidad de cálculo de los
ordenadores actuales. Permite detectar contrastes más moderados y
acceder a las informaciones de luminancia del objeto, mejorando los
rendimientos del método y permitiendo particularmente detectar
superficies sombrías y débilmente contrastadas.
La detección por brillo 2 es una detección por
reflexión, pero que utiliza radiaciones en los infrarrojos y que
presenta así una mejor fiabilidad puesto que la diferencia de
reflexión sobre el papel y sobre el plástico es mayor para estas
longitudes de onda que para una radiación en el espectro
visible.
La integración del procedimiento de acuerdo con
la invención en una máquina de clasificación postal 1 es muy fácil
puesto que sólo el captador de brillo 6 debe ser integrado en esta
máquina, siendo tal captador de brillo 6 poco costoso y teniendo un
tamaño inferior a un decímetro cúbico. Un desempolvado rápido del
captador de brillo 6 es la única operación de mantenimiento
necesaria durante el funcionamiento de la máquina de clasificación
postal.
La combinación de estos dos métodos, detección
de brillo 2 y detección de fondo ruidoso sobre imagen en multi
nivel de gris 3, es particularmente interesante puesto que
proporciona muy buena relación de detección de los objetos de
superficie exterior no imprimible, del orden de 98%. Estas
detecciones son complementarias puesto que la detección de brillo
falla en detectar las superficies de materias plásticas mates o
coloreadas, pero estas superficies de materias plásticas o
coloreadas son detectadas mediante la detección de fondo ruidoso
sobre imagen en multi-niveles de gris.
Se puede igualmente utilizar como método de
detección de superficie de materia plástica la detección neumática,
la detección acústica, la detección electrostática. La detección
electrostática podrá consistir en electrizar la superficie exterior
de un objeto postal con la ayuda de un órgano de electrización y en
medir a continuación la carga electrostática residual con el fin de
comparar con un valor de referencia.
Claims (10)
1. Procedimiento para el tratamiento de objetos
postales que tienen cada uno una superficie exterior susceptible de
recibir una etiqueta para la impresión de informaciones si esta
superficie exterior no es una superficie imprimible, en el cual se
efectúa para cada objeto postal una medición de una magnitud física
con el fin de detectar (2) si la superficie exterior del citado
objeto postal (5) es de materia plástica, caracterizado
porque consiste además en formar una imagen numérica de la citada
superficie exterior del objeto, efectuar un tratamiento de la
imagen numérica con el fin de detectar (3) si la superficie exterior
del objeto tiene un fondo ruidoso y, sobre la base del resultado de
las dos detecciones, determinar si la superficie exterior del citado
objeto es una superficie imprimible o una superficie no
imprimible.
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el cual el método de detección de superficie de
materia plástica (2) consiste en desplazar cada objeto (5) delante
de un detector de reflexión (6) que comprende una o varias
fotocélulas calibradas emisoras (11) y receptoras (14).
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 2, en el cual el detector de reflexión (6) es un
detector de brillo que emite y recibe una radiación (12) en la gama
infrarroja.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, en el cual se utiliza una imagen
numérica en multi niveles de gris (9) de la superficie exterior del
objeto con el fin de detectar que la citada superficie exterior es
una superficie de fondo ruidoso.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, en el cual los resultados de las dos
detecciones (2, 3) son combinados por medio de un O lógico con el
fin de determinar si el citado objeto tiene una superficie
imprimible o una superficie no imprimible.
6. Máquina de clasificación (1) de objetos
postales (5) que tienen cada uno una superficie exterior susceptible
de recibir una etiqueta para la impresión de informaciones si esta
superficie exterior no es una superficie imprimible, que comprende
un módulo de reconocimiento automático de dirección y un detector de
magnitud física (6) apto para detectar (2) si la citada superficie
exterior de uno de los citados objetos postales (5) es de materia
plástica, caracterizada porque el módulo de reconocimiento
automático de dirección comprende una unidad de adquisición (7)
apta para formar una imagen numérica de la citada superficie
exterior del citado objeto, porque comprende un módulo (10) de
tratamiento de la citada imagen numérica apta para detectar (3) si
la citada superficie exterior del citado objeto tiene un fondo
ruidoso y para determinar, sobre la base del resultado de las dos
detecciones (2, 3), si la citada superficie exterior del citado
objeto es una superficie imprimible o una superficie no
imprimible.
7. Máquina de clasificación de objetos postales
de acuerdo con la reivindicación 6, en la cual el citado detector
(6) de superficie de materia plástica es un detector de reflexión
(6) que comprende una o varias fotocélulas calibradas emisoras (11)
y receptoras (14).
8. Máquina de clasificación de objetos postales
de acuerdo con la reivindicación 7, en la cual el detector de
reflexión (6) es un detector de brillo que emite y recibe una
radiación (12) en la gama infrarroja.
9. Máquina de clasificación de objetos de
acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, en la cual la citada
unidad de adquisición (7) es apta para formar una imagen numérica en
multi niveles de gris (9) de la superficie exterior del objeto con
el fin de detectar si la citada superficie exterior es una
superficie de fondo ruidoso.
10. Máquina de clasificación de objetos postales
de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 9, que comprende un O
lógico que combina los resultados de las dos detecciones (2, 3) con
el fin de determinar si el citado objeto tiene una superficie
exterior imprimible o no imprimible.
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