JP6050484B2 - ラベルを検出するための検出および処理ユニットを備えた、ラベル用の検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、ラベルを検出するための検出および処理ユニットを備えた、ラベル用の検査装置に関する。この種の検査装置は検査方法および検査システムを含み、例えば、製薬業界において、薬物製造の分野で使用されている。

製薬産業では、医薬品の包装材および／または外側包装材に、個々のラベルが貼り付けられ、続いて、当該ラベルの正確性に関して照合される。この際、重要なデータ情報（例えば、製造バッチ、シリアル番号、委託番号、消費期限等）について、その内容の妥当性（例えば、許容される値の領域）が点検される。

しかし、印刷の品質（明度、色、印刷機ノズル／画素の欠陥などに関して）も監視されていて、これにより、後の段階でのその応用分野（薬局、病院、患者、医師の業務等）におけるラベルの正確な可読性を確保している。

医薬品およびその他の工業製品の工業生産においては、包装材ラインにおいて処理速度が高いことが優位となる。従来の画像処理システム（検出および処理ユニット）を用いた無料の認識、処理および分析では、必要な時間経費のために、所望の高い処理速度の要件を満たすことができない。他方、包装材業界では、理論的にほぼリアルタイムで作動する画像処理システムを開発して採用すると、過剰に高い費用がかかる。

したがって、使用されている公知の検査システムでは、以下のような画像処理システムが採用されている、すなわち、この画像処理システムでは、包装材上のラベルの位置、ならびに、内容フィールド（フィールドの種類および位置、例えば、検査フィールド、説明用フィールド、シリアル番号フィールド等）、および、そのタイプ（プレーンテキスト、図形、例えば、ロゴ、１Ｄ、２Ｄまたは３Ｄコード、例えば、バーコード（例えば、ＥＡＮ）、マトリックスコード（例えば、アズテックコード、データマトリックス（ＤａｔａＭａｔｒｉｘ））、ポイントコード、外観形状）を訓練ないし学習しなければならない。

この際、操作者は、ソフトウェアに、各ラベルと、包装品上のその位置と、ラベル中の個別のフィールドとを伝達し、かつその特性に関して手動で調整および／または手動で操作せねばならない。その後このように獲得された点検のための全ての情報（以下では検査情報と称する）を保存し、これは後に続く使用時に用いられる。一度学習したそのような検査データは、このようにして最新の使用時に、例えばデータベースから何度でも呼び出すことができる。

欠点は、新しい包装材および／または新しいラベルの場合のみならず、印刷におけるほんのわずかな変更（例えば、包装上のその位置の変更）、または包装フォーマットの変更の場合でさえも、（印刷機システムおよび／または画像処理システムにおいて）新たに手動での調整が必須となる点である。

したがって、本発明の目的は、ラベルを製品および／またはその包装材上に作る場合に、ラベルを迅速で割安に点検することができる検査方法および検査装置を作ることであり、この際に、検査装置のまさに迅速および容易な（初期）調整が、包装材および／またはラベルの変更においても確保されるべきである。

この目的は、本発明により、請求項１に記載の特徴を備えた装置により達成される。

本発明によれば、包装材および／またはラベルを最初に使用する時またはこれを変更する時に、検出および処理ユニットを調整する際に、ラベルのレイアウト作成時にすでに存在するデータを使用する。この際に、ラベルを製品および／またはその包装材上に印刷する際に実際に使用したデータを検査データに変換することができ（場合によっては、追加的なデータも補充して）検出および処理ユニットとりわけ画像処理装置に伝送することもできる。

この場合、このデータを検査データとして用い、その結果、検出および処理ユニットの時間のかかる調整、とりわけ走査位置（例えば、カメラ位置）に関する調整、ならびに、ラベル内のフィールド位置およびフィールド種類に関する調整を省略することができる。本発明によれば、画像の特に撮影、（目標値との）比較および点検が、検出および処理として理解される。

本発明の好適な構成では、レイアウトシステムに存在するデータが、内部で完成した完全なレイアウト（印刷画像全体）に変換される前、内部の画素図形（例えば、ビットマップ）として再現される前、かつ、例えば印刷ノズル制御データが生成される前に、検出および処理（装置および方法）のための、とりわけ画像処理のための検査データとして使用される。画素図形形式の印刷データを検査データへ回復ないし変換することに比べると、本発明によっても考えられうる上述の構成により、そうでなければ上述のいくぶん重要な変換プロセスに対してさらに費消される時間を有利に節約することができる。

この場合、データは、現代的な印刷入力／出力のために採用されうる、および理解されうるフォーマットであって、画素を定義しないメタデータのフォーマット（例えば、ＸＭＬ等のメタ言語）の形態で、レイアウトシステムから検出および処理ユニット、とりわけ画像処理装置に伝送されうる。これにより容易でかつ迅速な方法で、半自動的（例えば、手動での操作を伴って）または完全に自動的に検査データを生成することができ、その結果、半自動的／自動的（すなわち、手動での後での作業なしに）に、このデータが検査工程として画像処理システムにより引き継がれ、かつ実行されることができる。当然このデータの使用の際には、特別な要件を満たすために、可能であれば検出および処理ユニットに合わせるないし変換することが考えられる。加えてこれにより、印刷装置ないし印刷システムおよび検出装置用に、統一的で同一のデータ源を用いることも可能である。

とりわけこの際に、異なる検出および処理ユニットとりわけ画像処理システムの様々な特異性を考慮することができ、この種の特別な情報は、異なる画像処理システムの個々の情報が保存可能な仕様データベースから読み込むことができる。

検出および処理システムならびに／または製造ライン（とりわけ包装材ライン）の要件に応じて、ラベルのレイアウト作成時に獲得される（および少なくともレイアウトの完成時または完成後に存在する）データを、追加的なデータに関連付けた検査データとして使用することも考えられる。

本発明によれば、レイアウトデータの検査データとしての使用は、データ変換と称され、これは、検査データの準備が、本発明の好適なある実施形態で、すでにレイアウト作成時（その間、または、その後）に行われていたとしても、このように称される。本発明の定義によれば、この場合には、レイアウト方法またはレイアウトシステム中にデータ変換器が統合されて存在する。

当然、上述のデータの（外部）変換は、レイアウトユニットと検出および処理ユニットとの間の途中、または、検出および処理ユニット中に統合されて行われることも考えられる。

データ変換器が、独立したユニットないし装置（例えば、その上で動作する変換用のアプリケーションを備えた外部ＰＣ、または、純粋に回路技術的に実現された変換、および、ハードウェアで支援される変換などの混合形態）としても、また、レイアウトユニットまたは検出および処理ユニット中に統合されて（アプリケーションおよび／またはハードウェア中に統合されて）実施されることも可能であることは、当然明らかである。

これにより、様々なデータフォーマットを、（印刷装置による）ラベルの印刷のため（印刷データ）、ならびに／または、検出および処理ユニットないし検出および処理システムの検査データとして使用することができるので有利である。加えて、新しいフォーマットへさらに（柔軟に）合わせることは、例えば、変換テーブルに読み込むこと等により達成可能である。

本発明のさらなる構成では、ラベルのレイアウトを作成する際に存在する追加的な検査基準を、検査データとして用いる（変換する）ことができる。例えば、製品を、「重量」について（完全性検査のために計量器を使用して）、「汚れ」について（例えば、レントゲン技術を用いて）、箱が正しく閉じているか（蓋検査）等について、点検することができる。この際、これらに関する検査すべき基準を、自動的に製造ライン中の相応の装置（画像処理装置、計量装置、透視装置等）に提供することができる。

本発明によれば、製品および／または包装材上のラベルの位置、ならびに、そのラベルの各フィールドを、自動的に（検査データを用いて）予設定された位置上に見出し、認識し、特定することができ、かつ、ＯＣＲおよび／またはＯＶＲを用いて変換して評価することができる。この際、検出および処理ユニット（認識および評価）における新しいまたは変更された状況について、時間のかかる手動での入力および／または訓練を回避するために、レイアウト作成時にわかっているパラメータないし指定または情報を用いることができる。

本発明によれば、手動での介入（システムの繰り返しティーチイン）を必要とせずに、各包装材用の個々のラベル付け（例えば、シリアル番号、時間、日付、図形、図柄）に対する、連続的かつ自動的な調整が可能である。情報としては、この際、所望の組み合わせをしたフォーマット／データ、例えば、包装材上のラベルの位置、サイズおよび種類（縁までの距離等）が考慮の対象になるが、ラベル内の異なるフィールドの位置および種類、したがって、フィールドの属性、例えば、フィールドサイズ、フィールド位置、フィールド内容／種類、枠、文字種類、文字の大きさ／拡大縮小、文字属性（ボールド、イタリック体、下線等）、文字色および背景色、評価方法（ＯＣＲ（テキスト認識）またはＯＣＶ（濃淡値を目標値と比較））、数字、数字の範囲（許容可能な値領域を用いた妥当性検査）ならびに図柄も考慮の対象になる。

これらのフォーマット／データは、本発明によれば、直接印刷装置に送られ（印刷）図形データに変換することも可能である。自動的に（手動での後作業なしで）検査工程として検出および処理ユニットにより引き継がれ、実行されうる検査データの生成は、データ変換を行うために、例えば適切なプログラム手段を有するいわゆるデータ変換器を用いて行われる。レイアウトデータを検査データとして準備するためのこのデータ変換器は、この際、印刷レイアウトプログラムまたは印刷機システム中に統合されていることができ、または、外部で（外部の計算機上で実行されるアプリケーションとして）このデータを変換することができる。

本発明では、このようにして、（従来の）印刷データフォーマット（とりわけメタ言語／ベクトル図形での印刷レイアウト）から、検出および処理ユニット（とりわけ光学系）により解釈可能であるフォーマットであって、かつ、検出および処理ユニット（例えばカメラ、とりわけ、ウェブベースのパラメータ化インタフェースを備えた知的なスマートカメラ）用の検査データ／検査工程を含むフォーマットへと（自動的に）データ変換が行われる。

ラベルは、製品または包装材上に所望の方法で付加されうる。このために適切な装置は、例えば、異なる印刷技術、とりわけインクジェット技術またはレーザ配色ブランドシステム（Ｆａｒｂｗｅｇｂｒａｎｄｓｙｓｔｅｍ）も備えた印刷機である。当然、ラベルを他の技術、例えば、エンボス加工（点字ラベル用にも）、スクラッチ、エッチング等を用いて塗布することも考えられる。

本発明の好適な構成では、検査装置は、統合されたデータ変換器および少なくとも１つの印刷システムを備えた印刷レイアウトプログラムを含む。

本発明のさらなる有利な構成は、従属請求項から明らかである。

以下に、本発明を図面中に提示された実施形態に基づいてより詳細に説明する。

本発明の検査装置の概略ブロック図である。 ラベルの概略図である。

図１に示した検査装置は、ラベルのレイアウトを作成するレイアウトユニット１を含み、このラベルは、印刷データ３として印刷機に伝送され、この印刷機がラベルを製品または包装材上に印刷する。レイアウトユニット１中にはデータ変換器が統合されて存在するが、このデータ変換器が、レイアウト作成の際にわかっているデータを検査データ７に変換し、画像処理システム９に伝送する。

図２中に提示されたラベルのレイアウトの作成では、１つのラベル内での異なるフィールドの種類および位置が作成され、確定される。このようにして、「バッチ番号」のフィールドは、相応に読み取り可能なフィールドの名称１３を有しうる。他方、同じ列のこのフィールドの名称１３のすぐ右横には、フィールドの内容１５がある。

左上にある「バッチ番号」の下には、「使用期限」フィールドが、フィールドの名称１７と同じ列のすぐ右横にあるフィールド内容１９と共に配置されている。

図２からわかるように、「バッチ番号」および「使用期限」のフィールドの場合には、フィールドの名称１３、１７（特殊記号を含むアルファベット）用にも、フィールド内容（数字）にも、記号にはプレーンテキストが用いられる。

このようにして、ラベル中の中央下部に配置されたシリアル番号２１も、復号化することなく、例えば、消費者または利用者が直接容易に読み取ることができる。

これに反して、ラベルの右の領域中には、符号化されたフィールド（以下ではバーコード１１と称する）があるが、これは相応の復号化手段（復号化ソフトウェアを備えたスキャナ）を使ってのみ読み取ることができる。

加えて、レイアウトユニット１中では、後の段階の使用場所上のラベルの位置を確定することができる。

これらのデータ、すなわち、ラベルの製品または包装材上での位置（ならびに種類およびサイズ）、ならびに、フィールド１３，１５，１７，１９，２１，１１のフィールド位置ならびにその種類（プレーンテキスト、符号化されているか否か、フィールドの長さ、文字のサイズ、文字のタイプなど）が、変換器（これは、好ましくはレイアウトユニット中にアプリケーションとして統合されている）に供給される。

変換器は、上述のデータ／フォーマットを検査データ７に変換し、この検査データにしたがって画像処理システムの検査工程が進行し、ないしこの進行が制御される。

このようにして、時間のかかる調整および／または画像処理システムの学習を回避することができるが、これは、検査データが自動的に作成され、画像処理システム中に存在するからである。

従来のシステムでは、迅速な処理のために、検査データをまず手動で入力および／またはティーチイン（teach-in）して作成していたが、この従来のシステムとは異なり、本発明のシステムおよび方法では、ラベルおよび／または製品／包装材（タイプ、幾何学的形状、材料、空間的位置）の所望の変更を、より迅速に（自動的に）考慮することができる。画像処理システムの（手動）ティーチインを省略することができる。

逆に、ヒストグラムおよび差分画像のアプリケーションは、学習なしには、製造ラインにおける製品または包装材の所望の迅速な印刷には十分ではない。逆に、本発明では、この際に必要となる印刷領域の個々の検査、ならびに、個々の検査領域の正確な位置決めおよび再位置決めが可能となる。

当然、本発明のシステムおよび方法は、提示した実施形態に限定されない。当該システムおよび方法が採用可能な範囲は、製品または包装材のラベル、および、その正確な可読性についての検査が要求されている全ての応用に及ぶ。現在一般的である品質保証の流れの中で、製品のラベルについて、本発明を、特殊な製品（医療技術、軍事関係製品等）から日常の製品（食品用包装材）までのラベルに使用することが考えられる。

加えて、本発明の応用事例にかかわらず、以下に述べる利点が達成されうる。

現時点の新しい検査データおよび印刷データを利用可能とすることで、印刷システムとカメラシステム／検出装置の共通の自動切り換えが本発明のシステムにより可能となる。このようにして、この場合以外では必要となる再調整のための休止期間を省略することができる。

（データ）変換器を用いて検査データを作成することにより、異なる検出システムおよび印刷システムに合わせることも容易に行われる。このために例えば、検出システムまたは印刷システムの対応する個々の仕様データを、手動で入力、または、データベースから呼び出すことも可能である。これにより本発明にとってより有利であることに、対象システム（印刷システムおよび検出システム）の独立性も可能になる。とりわけラベルのレイアウトの作成において使用されるフォントを、本発明により、容易にかつ迅速に検出および処理ユニットで利用可能となる。

好ましくは、検出システムの全ての検査データおよび設定は、自動的にレイアウトデータ／印刷データから導き出され、自動的に画像処理システム中へと伝達されるので、印刷レイアウトの作成後短時間ですぐ、検出システムとりわけ画像処理システムが動作を開始し、（印刷、検出および処理用であって、例えばトラック＆トレース用の）全装置が始動可能となる。

本発明のシステムおよび方法によれば、以下のような検査基準、すなわち、
・符号読み取り
・印刷が初期設定に一致しているか？
・ベクトル化された印刷初期設定を印刷画像と比較
・ノズルの出力検査（例えば、インクジェットの詰まりを検出する）
・欠落した印刷領域（例えば、不正確な印刷領域を検出する）
・空領域の点検（例えば、追加の印刷、大き目のインク飛沫（satellites or spatters）、汚れ等。）
などの検査基準が容易に満たされうるので有利である。

本発明のシステムおよび方法により、検出および処理ユニットおよび／または印刷システムの最大の認識品質を最小の設置費用で可能にする。自動化により、および、製造データの場合によっては繰り返しにもなる手動入力を回避することにより、過失の起こりやすさを低減することもできる。加えて材料の摩耗も最小限になる。加えて本発明では、別々にデータ保管をする代わりに、１つのレイアウト中のデータ保管を中央で行うので有利である。

１ 統合されたデータ変換器を備えたレイアウトユニット
３ 印刷データ
５ 印刷機
７ 検査データ
９ 画像処理システム
１１ バーコード
１３ 「バッチ」フィールド表示
１５ １３のフィールド内容
１７ 「使用期限」フィールド表示
１９ １７のフィールド内容
２１ シリアル番号

Claims (6)

1. 製品または包装材上に印刷されたラベルを検出するための検出および処理ユニット（９）と、前記ラベルのレイアウトを作成するためのレイアウトユニット（１）とを備えたラベル用の検査装置において、
   前記検出および処理ユニット（９）を制御して前記ラベルの可読性を確保するために、前記ラベルを作成するためのレイアウトデータから検査データ（７）が生成されるように構成されたデータ変換ユニットを含み、
   前記検査データ（７）は前記データ変換ユニットから前記検出および処理ユニット（９）に伝送されて当該検査データ（７）に基いて前記検出および処理ユニット（９）が制御されることで前記ラベルの可読性が確保され、
   ここで前記レイアウトデータは、製品または包装材上のラベルの位置、サイズ及び種類の少なくとも１つのデータを含むか、或いは、ラベル内の種々のフィールドの位置、サイズ及び種類の少なくとも１つのデータを含むことを特徴とする検査装置。
2. 前記検出および処理ユニット（９）は、画像処理装置（９）として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記検査データがメタデータとして存在することを特徴とする請求項１または２に記載の検査装置。
4. 前記データ変換ユニットは、前記レイアウトユニット（１）および／または前記検出および処理ユニット（９）中に統合されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の検査装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の検査装置中で使用されるデータ変換ユニットにおいて、前記ラベルを検査するために、前記ラベルを作成するためのデータから検査データ（７）を生成するように、前記データ変換ユニットが構成されていることを特徴とするデータ変換ユニット。
6. 前記検査データがメタデータの形式で利用できるように前記データ変換ユニットが構成されていることを特徴とする請求項５に記載のデータ変換ユニット。