NL8901759A

NL8901759A - Werkwijze voor het detecteren van een streepcode.

Info

Publication number: NL8901759A
Application number: NL8901759A
Authority: NL
Original assignee: Nederland Ptt
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1989-07-10
Publication date: 1991-02-01
Also published as: DE69013597T2; CA2020739A1; GR910300026T1; ES2019844A4; JPH0351978A; EP0408126B1; DK0408126T3; ES2019844T3; ATE113220T1; US5380992A; CA2020739C; DE69013597D1; EP0408126A1

Description

Koninklijke PTT Nederland N. V., GRONINGEN

Werkwijze voor het detecteren van een streepcode.

A. Achtergrond van de uitvinding 1. Gebied van de uitvinding

De uitvinding ligt op het gebied van het lezen vanstreepcodepatronen aangebracht op dragers ten behoevevan automatische herkenning van deze dragers. Zij behelsteen werkwijze voor het detecteren van een streepcode uiteen streepcodesignaal dat in hoofdzaak een dwarsdoorsnedevormt van een door aanstraling uit de achtergrond vaneen drager oplichtend streepcodepatroon.

De uitvinding behelst tevens een inrichting voor hetlezen van een dergelijk streepcodepatroon.

2. Stand van de techniek

In automatische postverwerkingssystemen wordt, zoalsbekend, ten behoeve van bijvoorbeeld het sorteren opbestemming gebruik gemaakt van streepcodering. Daartoewordt aan de ingang van zo'n systeem, bijv. door middelvan videocoderen, iedere in een dergelijk systeem teverwerken brief voorzien van een verwerkingscode instreepcodevorm. Deze verwerkingscode kan bijv. eenbestemmingscode, zoals postcode, inhouden afgeleid uithet bestemmingsadres voorkomend op de brief. Op één ofmeer beslispunten in het verwerkingsproces wordt dezestreepcode gelezen. Bij dit lezen zijn globaal de volgendestappen te onderscheiden: a. het opnemen van een beeldsignaal van het fysischestrepenpatroon op de drager door deze langs optischeaftastmiddelen te leiden; h. het detecteren van het strepenpatroon uit het beeldsig-naal, waarbij, bijv. in digitale vorm, voor iederepositie in het strepenpatroon wordt aangegevenstreep/geen streep, en indien van toepassing ook destreepsoort (bijv. dik/dun);c. het decoderen van het gedetecteerde strepenpatroon.

Een dergelijk strepenpatroon dient op de dragerenerzijds zo onopvallend mogelijk te zijn aangebracht,anderzijds echter bij het automatisch lezen goed tekunnen worden onderscheiden van eventueel andere opdruk.Gebruikelijk is daarom dergelijke strepen met een onderluminescerende, in het bijzonder fluorescerende, werkingoplichtende inkt op de drager aan te brengen. Eenstreepcodesignaal van een dergelijk oplichtend streepcode-patroon kan worden opgenomen met opneemmiddelen, zoalsdeze bijvoorbeeld bekend zijn uit het Nederlandseoctrooischrift NL 164980. Ten behoeve van het oplichtenvan het strepenpatroon moet het patroon op de dragergericht worden aangestraald bijvoorbeeld met UV-licht.Daarbij treedt een specifiek probleem op, η. 1. dat vande achtergrondsbeïnvloeding door deze aanstraling. Dithoudt in dat door de aanstraling niet alleen de strepengeschreven met de fluorescerende inkt oplichten, maardat ook rekening moet worden gehouden met het feit dattevens hun achtergrond globaal dan wel plaatselijkoplicht. Dit is het geval als voor briefpost gebruiktebriefomslagen zijn vervaardigd van papier dat zogenoemde' witmakers' bevat, welke fluorescerende eigenschappenbezitten. Genoemd probleem treedt evenzeer op alsbriefpost ook anderszins met fluorescerende inkt isbeschreven of bedrukt tot in de briefzone, waarin zichhet strepenpatroon bevindt. Bovendien is gebleken datzo' n oplichtende achtergrond als versterker kan werken op de oplichtende werking van de strepen zelf. In hetopgenomen beeldsignaal kunnen dan zeer grote signaalampli-tudeverschilien optreden niet alleen bij streepcodesigna-len van opeenvolgende brieven, maar zelfs binnen eenstreepcodesignaal; met als gevolg dat de signaal informa¬tie ten behoeve van beslissingen zoals streep/geenstreep onbetrouwbaar kan worden.

Indien de gebruikte streepcode van het type ' markspace' is, bemoeilijkt deze achtergrondbeïnvloedingtevens het ontdekken van spaties in een strepenpatroon.Kortom, het probleem is in feite dat van het vinden vaneen betrouwbare signaal drempel of ander kriterium bijelke te nemen beslissing streep/geen streep.

B. Samenvatting van de uitvinding

De uitvinding biedt een oplossing voor het bovengestel¬de probleem. Zij berust op de experimentele ervaring datten eerste tengevolge van het feit dat tussen allestrepen steeds de achtergrond van de drager aanwezig is,steeds een betrouwbare achtergrondbenadering uit destreepcodesignaalwaarden mogelijk is;en ten tweede er een zekere correlatie tussen eenachtergrond en de additieve responsie van onder aanstra-ling uit die achtergrond oplichtende strepen bestaat.Hiervan gebruikmakend is de werkwijze volgens de uitvin¬ding daardoor gekenmerkt dat het streepcodesignaal binnen elk signaalgebied ervanwaarin mag worden verwacht, dat het streepcodesignaaleen met een streep overeenkomende streepsignaalwaardeheeft, wordt getoetst aan een streepkriterium doorpredictie verkregen uit een in dat signaalgebied uit hetstreepcodesignaal afgeleide lokale benaderde achtergronds-signaalwaarde. Dat wil zeggen voor elk te onderzoekenstreepgebied is op basis van een van te voren gevondencorrelatie tussen de lokale achtergrondssignaalwaarde ende additieve responsie van een oplichtend strepenpatroon een betrouwbare voorspelling mogelijk over waaraan designaalwaarden binnen dat gebied moeten voldoen om aldan niet een streep binnen dat gebied vast te stellen.Aangezien in een dergelijke correlatie zowel de eigen¬schappen van de gebruikte streepinkt als ook die van degébruikte opnemer tot uitdrukking komen, is de werkingvolgens de uitvinding verder daardoor gekenmerkt dat depredictie wordt uitgevoerd met behulp van een van tevoren bepaalde predictietabel.

Verdere voorkeurskenmerken en -uitvoeringen van deuitvinding zijn samengevat in de overige onderconclusiesen uitvoerig beschreven aan de hand van de tekening.

C. Referentie (1) Nederlands octrooischrift NL 164980Titel: Optische leeskop (2) Nederlands octrooischrift NL 183790Titel: Werkwijze voor karaktersegmentatie.

D. Korte beschrijving van de tekening

De uitvinding zal nader worden toegelicht onderverwijzing naar een tekening, waarin:

Fig. 1 een inrichting voor het verkrijgen van een indexsignaal F(x) en het uit dit indexsignaaldetecteren en decoderen van een index;

Fig. 2 een ideaal indexsignaal F*(x);

Fig. 3 de overdrachtfunctie (PSF) H(x) van de gebruikteopnemer;

Fig. 4 de convolutie F(x) van F*(x) met H(x), in theorie;Fig. 5 idem, in praktijk;

Fig. 6 schematische weergave van de spectrale verdeling van de lichtemissie van dragers, die fluoresceren¬de pigmenten bevatten

Fig. 7 een deel van de indexzone van een drager metuiterste posities van de eerste streep;

Fig. 8 indexsignaal van dat deel weergegeven in Fig. 7gezien in de tijd overeenkomstig een convolutieals aangeduid in Fig. 4;

Fig. 9 signaal van een indexstreep.

E. BeschrijvingEl. Inleiding

Ten behoeve van automatische postverwerking wordt eenbestemmingscode op een brief, bijvoorbeeld in de vormvan een postcode vertaald in een streepcode, index genoemden op de brief aangebracht (gedrukt, geschreven, ofgespoten) met een fluorescerende inkt. Voor Nederlandbestaat deze postcode uit vier numerieke en twee alfatekens gescheiden door een spatie. Deze informatiewordt, bijvoorbeeld in een videocodeerbewerking, gecodeerdin een strepenpatroon bestaande uit 36 achtereenvolgendesegmenten, 6 eenheden van 6 segmenten per teken, met eennominale steek van 1, 66 mm. In elk van deze segmentenkan zich een vertikale streep bevinden met nominaleafmetingen van 0,5 mm breedte en 5 mm hoogte. De coderingis zodanig dat elke eenheid begint met een streep; enbovendien zo dat deze is te representeren door eenbitpatroon van nullen (geen streep) en enen (streep).

Het lezen van de index is gebaseerd op de fluorescerendeeigenschappen van de streepinkt.

In Figuur 1 is schematisch weergegeven hoe een brief1 met eèn in een speciaal daarvoor bestemde indexzone 2aangebracht indexpatroon 3, ook wel kortweg index genoemd,bijvoorbeeld met een transportsnelheid van ongeveer 3m/sec en een frekwentie van 8 brieven/sec in een trans-portrichting 4 langs een UV-lichtbron 5, die UV-lichtuitstraalt van 365 nm, en een opnemer 61 wordt geleid,om de index 3 te lezen. Aangestraald door het UV-lichtlichten de fluorescerende strepen van de index 3 op uiteen achtergrond gevormd door het briefmateriaal. Doordit oplichten ontstaat een optisch signaal dat vervolgens door de opnemer 61 wordt opgenomen en omgezet in eenelektrisch indexsignaal F(x). Vervolgens wordt ditsignaal op bekende wijze bemonsterd/ geconverteerd naareen digitaal signaal door middel van A/D conversiemiddelen62/ en onder besturing van een processor 63 tijdelijkopgeslagen in een voor verdere bewerking toegankelijkgeheugen 64. Deze verdere bewerking omvat de eigenlijkedetectie van het indexpatroon uit de opgeslagen digitalesignaalwaarden, en wordt uitgevoerd door genoemdeprocessor 63 met behulp van programmatuur, gebaseerd opde nieuwe hierna te beschrijven detectiemethode volgensde uitvinding. Het gedetecteerde indexpatroon, destreepcode, wordt vervolgens met behulp van decodeermidde-len 65 gedecodeerd tot de index I, de eigenlijke bestem-mingscode, en gebuikt voor verdere verwerking van dedrager van het met deze index corresponderende indexpa¬troon.

E. 2 Analyse van het indexsignaal F(x)

Het elektrische indexsignaal F(x) representeert infeite een dwarsdoorsnede van de index 3 op de brief 1afgetast in een x-richting, tegengesteld aan de transport-richting 4. Van de opnemer 61 wordt een onderscheidendvermogen in de x-richting vereist. Is dit oneindiggroot, dan zou F er in dit ideale geval uitzien als hetfictieve signaal F*(x). Hiervan is een deel van hetverloop weergegeven in Figuur 2 als functie van x over een5-tal segmenten, waarbij het signaal in elk segment - desegmentscheiding is met 7 aangeduid - of duidt op eenspatie 8 of op een streep 9. In de praktijk heeft deopnemer echter een eindig oplossend vermogen. Hetindexpatroon 3 wordt η. 1. opgenomen met een opnemervoorzien van een vertikale spleet (i.e. vertikaal op detransportrichting x) met een eindige breedte, bij voorkeurgelijk gekozen aan de nominale breedte van een index-streep, i. c. 0, 5 mm. De opnemer 61 heeft daardoor eenoverdrachtsfunctie (punt-spreidingsfunktie of "Point

Spread Function" (PSF)) in Figuur 3 aangeduid met H(x),die uniform is over de spleetbreedte 10 en daarbuitennul. F(x) is daardoor voor te stellen door de convolutievan F*(x) met H(x): F(x) = F*(x) Q Η(x) (1)

De theoretische vorm van F(x) is weergegeven inFiguur 4, en een overeenkomstig praktijksignaal inFiguur 5, waarbij 7 weer duidt op de segmentscheiding, 8op een spatie en 9 op een indexstreep.

Het signaal F(x) is opgebouwd uit drie signaalcomponen¬ten, afkomstig van de papierachtergrond, de emissie vande fluorescentie pigmenten van de voor de indexstrepengebruikte inkt en de ruis in het opneemsysteem.

F(x) = A(x) + I(x) + R(x) (2) met A(x) : AchtergrondcomponentI(x) : IndexcomponentR(x) : Ruis component

De eerste twee componenten zijn op hun beurt weersamengesteld en zullen aan een nadere beschouwing wordenonderworpen. De ruiscomponent bestaat voor een belangrijkdeel uit papierruis, maar ook de voor het verkrijgen vanelektrische indexsignaal F(x) gebruikte opnemer draagthieraan bij. Het zal blijken dat door toepassing van deuitvinding de invloed van de ruiscomponent op hetdetectieresultaat impliciet wordt meegenomen, of beter,uitgeschakeld, dus geen speciale maatregelen vereist.

E. 2. 1. Achtergrondcomponent A(x)

Uit experimenten is gebleken dat de achtergrondcompo¬nent voornamelijk wordt bepaald door de optische eigen¬schappen van het papier. In eerste instantie worden dezehier homogeen verondersteld over de gehele indexzone (2).Voor "onvervuilde" indexzones geldt: A(x) = AP (3) AP ~ achtergrond primair

Als het papier uitsluitend reflecteert (en nietfluoresceert), zal AP alleen bestaan uit het gereflecteer¬de UV-licht. Dit wordt in het optische systeem uitgefil¬terd door een optisch laagdoorlaatfilter (voor golflengtenvanaf ca. 580 nm). De reflectiestraling met een golflengtevan 365 nm levert dus geen bijdrage in A(x).

De meeste voor enveloppen gebruikte witte papiersoortenbezitten echter zgn. "witmakers". Dit zijn stoffen meteen veelheid van fluorescerende pigmenten, die gezamenlijkeen witmakend effect hebben. Als dit papier aangestraaldwordt met UV-licht, treedt er een emissie op met eenspectrale verdeling zoals schematisch weergegeven infiguur 6. Hierin is enerzijds de stralingsenergie SE(willekeurige schaal) van respectievelijk de UV-bronemissie 11, de ' witmakers'-emissie 12, en de indexemis-sie 13 weergegeven als functie van de golflengte in nm,en anderzijds de doorlaat D in procenten van dezestralingsenergie SE, respectievelijk begrensd door degevoeligheid 14 van de in de opnemer 61 toegepastefotomultiplicatorbuis en de hierboven aangeduide laagdoor¬laatfilter funktie 15. Deze spectrale verdeling heefteen niet te verwaarlozen uitloop voorbij 580 nm en zaldus een bijdrage te zien geven in A(x) (schematischweergegeven door het gearceerde deel 16 van figuur 6).

Is de indexzone echter "vervuild" door (niet fluoresceren¬de) bedrukking, dan treedt variatie in de achtergrondbij-drage op. Deze bedrukking brengt een demping van hetachtergrondsignaal met zich mee, dat is te schrijven als:A(x) = al(x). AP (4) met al(x) = dempingsfactor ter plaatse van bedrukking.Voor de dempingsfactor geldt: 0 s al(x) £ 1, al(x) = 1 voor x zonder bedrukkingal(x) < 1 voor x met bedrukking.

Praktijkwaarden van al(x) liggen tussen 10% en 100%.

Er zijn in de praktijk ook voorbeelden geconstateerdvan bedrukking met "smalbandige" fluorescerende inkt,bijvoorbeeld met "markeerpen". Deze hebben eenzelfdegedrag als de indexstrepen, ze hebben echter afwijkendeafmetingen.

Een niet fluorescerende bedrukking kan de reflectie-of de emissiestraling van de achtergrond alleen maardempen en verschijnt dus als dempingsfactor in de formule.

Een fluorescerende bedrukking emitteert zelf (evenalsde index) licht en levert dus een eigen bijdrage in hetachtergrondsignaal. Dit leidt tot een additieve componentAF(x).

A(x) = AP + AF(x) (5) met AF = achtergrond fluorescerende component.Algemeen geldt dus voor de achtergrondcomponent: A(x) = al(x).AP + AF (x) (6) E2. 2. Indexcomponent I(x)

De voorstelling van zaken, waarbij een indexstreeponder invloed van UV-belichting oplicht in zijn achter¬grond, blijkt in de praktijk te eenvoudig. Een van demarkantste verschijnselen bij fluorescerende indexen isde grote invloed van de achtergrond op de signaal-amplitude van de indexstrepen. Worden de indexsignalenvan een donkere brief en een witte brief vergeleken metelkaar dan blijkt dat de indexstrepen op de brieven zelfniet sterk van elkaar verschillen, echter in de signalenwel: de indexstreep-amplitude van de donkere brief isca. 400 mV, die van de witte brief >15 V !

Als wordt aangenomen dat de achtergrond van de donkerebrief nauwelijks een bijdrage levert in de indexstreep-amplitude, wordt deze uitsluitend bepaald door de directopvallende UV-straling. In dit geval geldt dus: I(x) = IP(x) (7) met IP(x) = index primair componentDeze primaire component heeft dan een amplitude-bijdragevan ca. 400 mV. Als echter in het signaal een duidelijkeachtergrondbijdrage aanwezig is, is de indexstreep-amplitude vele malen groter. Bij nadere beschouwingblijkt er een vrij constante verhouding te bestaantussen de indexstreepamplitude en de achtergrondwaarde.

In formulevorm uitgedrukt: I(x) = IP(x) + IS(x) = (8) IP(x) + a2(x).A(x) IS(x) = a2(x).A(x) met IS(x) = index secundair componenta2(x) = verhoudingsfactor

In de praktijk blijkt, dat a2(x) ruwweg tussen 5 en 8ligt. Het is dus alsof de achtergrond als een versterkerwerkt op de indexemissie! Anders gezegd geldt hier, dathet indexstreepsignaal I(x) voor een veel belangrijkergedeelte wordt bepaald door secundaire excitatie door deachtergrond, dan door rechtstreekse aanstraling met UV!

Dit is een belangrijke conclusie, vooral wanneer vervui¬ling van de indexzone in beschouwing wordt genomen.

Als er sprake is van niet-fluorescerende achtergrondbe-drukking met dempingsfactor al(x), dan is A(x) teschrijven als (zie (4)): A(x) = al(x).APEchter was volgens (8): I(x) = IP(x) + a2(x). A(x) (9) dus: I(x) = IP(x) + al(x). a2(x). AP (10)

De bijdrage van IP(x) is klein ten opzichte vana2(x).A(x), zodat vrijwel de volledige indexstreep¬amplitude door deze laatste component wordt bepaald. Bijachtergrondbedrukking wordt echter deze term verzwaktmet een factor al(x), die tot 10% of verder kan dalen!

Dat betekent dat een dergelijke bedrukking, die interfe¬ reert met de indexstrepen, een zeer grote indexstreep-amplitudevariatie teweegbrengt.

E. 3. Probleemstelling

Samenvattend kan worden gesteld dat de relevanteinformatie in het indexsignaal F(x) wordt vertegenwoordigddoor de component l(x). Deze is samengesteld uit eenprimaire component IP(x) die een weinig variërendetamelijk geringe amplitude bijdrage levert, en uit eensecundaire component IS(x), welke tot zeer grote variatiesin de toppen van F(x) aanleiding kan geven. Hoewel ook deachtergrondamplitude sterk kan variëren (fluorescerendevervuiling van de indexzone 2 (fig.1)) geldt steeds dateen streepbijdrage in het amplitudesignaal hier (ruim¬schoots) bovenuit komt (versterker effect). Maar juistdeze grote mogelijke variaties in het indexsignaal F(x)zowel van de achtergrondcomponent A(x) als van deeigenlijke additieve indexcomponent I(x) bemoeilijkenhet betrouwbaar vaststellen van de aanwezigheid van eenstreep of van een spatie in een onderzocht deel van hetindexsignaal. Een topbenadering met behulp van gebruike¬lijke topvolgmethoden voldoet hier niet, daar zo'nbenadering gevoelig is voor opeenvolgende spaties.

E. 4. Het detectie algoritme

Uitgaande van het feit dat in onderzoek is vastgesteld dat a) steeds een betrouwbare achtergrondbenadering mogelijkis (tussen alle strepen is "achtergrond" aanwezig), en b) er correlatie bestaat tussen een gegeven achtergronden de additieve responsie van daarop aangebrachtefluorescerende strepen, is een indexdetektie algoritme ontwikkeld waarbij hetmeest kritische aspect van de methode, η. 1. de topbenade¬ring, is vervangen door een predictie van de indexstreep-responsie. Deze predictie geschiedt aan de hand van een predictietabel (zie tabel 1) op basis van een lokaalbepaalde achtergrondsignaal amplitude. Deze tabel omvatde eigenschappen van de gebruikte UV-lichtbron/signaalop¬nemer combi natie (5/61) en de gebruikte inkt. Zo'n tabelis van te voren samengesteld aan de hand van als goedgedetekteerde indexsignalen uit een testset van brieven.Zie hierna onder E 4. 4.

Het eigenlijke detektiealgoritme omvat twee deelalgo-ritmen (i) de detektie van een mogelijke eerste streep, en (ii) een segmentatie en classificatie algoritme vande eerste streep en elke volgende streep.

Zowel de detektie van de plaats van een mogelijke eerstestreep als het daadwerkelijk vaststellen van de aanwezig¬heid en de beste positie van de eerste streep en elkevolgende streep geschieden op basis van genoemde predictiemet behulp van de predictietabel.

Voordat genoemde deelalgoritmen meer in detail wordenbeschreven wordt ten behoeve daarvan eerst een naderesignaalbeschrijving gegeven.

E. 4. 1. Signaalbeschrijving ten behoeve van het algoritme

In Figuur 7 is een deel van de indexzone 2 van eenbrief 1 weergegeven, die beweegt in een richting 4 langsde opnemer 61 (fig. 1), waarbij het indexpatroon in de x-richting wordt afgetast vanaf de briefrand 16. Van hetindexpatroon is de eerste streep weergegeven in tweeposities 17 en 18 respectievelijk op minimaal mogelijkeafstand vanaf de briefrand 16 en op de maximaal mogelijkeafstand vanaf de briefrand 16, en een eventuele tweedestreep 19 op steekafstand van de positie 18 van deeerste streep. De positie van de brief 1 ten opzichtevan de hartlijn van de opnemer 61 op het moment dat erbriefranddetektie plaatsvindt is aangeduid met eenstippellijn 20. Zo'n briefranddetectie geschiedt bijvoor¬ beeld met behulp van een fotocel langs het brieftransport-traject.

In de figuur 7 betekenen voorts: LFC: positie van de brief bij randdetektie LPl: minimale positie 17 van de eerste streep LA1: maximale afwijking van de eerste streep ten opzichte van de genoemde minimale positieLIS: steek LSD: streepbreedte.

Een in de tijd gezien overeenkomstig indexsignaalF(t), opgenomen door een opnemer voorzien van eenvertikale spleet met een breedte OSB gelijk aan denominale breedte van de in het indexpatroon gebruikteindexstreep, is weergegeven in figuur 8. Overeenkomstigeeerste en tweede streepposities zijn aangeduid respectie¬velijk met 17' , 18' en 19'. Voorts betekenen hierin, nuin de tijd gezien: TFC: moment van briefranddetektie (t=0) TP1: minimale 'positie' van de eerste streep TA1: maximale afwijking van de eerste streep TIS: steek TNSD: ' streepbreedte' TDSA: trefgebied AGR: (benaderde) achtergrond-amplitude THR: drempelwaarde TOP: streep-amplitude topwaarde

Het signaal F(t) is chronologisch - vanaf het momentt=0 dat de opnemer wordt ingeschakeld na randdetektietot een moment T dat met een veiligheidsmarge ruimschootsvoorbij het moment ligt dat de laatste indexstreep deopnemer 61 is gepasseerd - gedigitaliseerd vastgelegdbijvoorbeeld met een bemonsteringstijd van 23 ysec eneen bemonsteringsstapgrootte van 15 mV, in een adresseer-baar geheugen. Hierdoor worden tijdsverschillen in feiteadresverschilien en signaalgrootteverschillen verschillenin adresinhouden. Daar de kans op het wekken van misver- standen gering is en het de leesbaarheid bevordertworden hierna ook de gedigitaliseerde signaalwaardenvoor 0 £ t £ T met F(t) aangeduid.

E. 4. 2. Detektie van de eerste streep

Onder verwijzing naar Figuur 8 wordt nu het deelalgo-ritme met betrekking tot de detektie van de eerstestreep (fig. 7: 17/ 18) toegelicht.

De eerste streep bevindt zich in een zoekgebied Z61waarvoor TP1 i t S TPl + TA1 + TNSD (11) dus tussen de met 17' en 18' aangeduide uiterste posities van de eerste streep. De detektie van de eerste streep bestaat uit een eerste grove detektie en een tweede, fijnere, detektie. Eerst wordt het zoekgebied ZG1 grof doorgestapt met een stapgrootte die wordt gelijkgekozen aan de breedte van een trefgebied TDSA = (1-ALPHA)*TNSD/2, (12) t. w. de halve breedte van dat deel van een theoretische streepamplitude dat boven een drempelwaarde THR uitkomt.

Daarbij is THR gegeven door THR = AGR + VARAGR + ALPHA * CONTRAST (13)

Hierin zijn AGR: benaderde achtergrondsamplitude VARAGR: achtergrondvariatie (bij AGR uit Tabel 1) ALPHA: detektie parameter (tussen 0 en 1), experi¬ menteel vastgesteld CONTRAST: verschil tussen de verwachte minimale responsie en de maximale achtergrondvariatieVARAGR (eveneens uit Tabel 1)

De benaderde achtergrond amplitude AGR op het momentt, bij iedere uitgevoerde stap TDSA wordt bepaald als degrootste waarde van LMIN en RMIN, waarbij LMIN en RMINde kleinste signaalamplituden voorstellen gevondenrespectievelijk in de tijdsintervallen t-TXS tot t en t tot t+TIS dus in gebieden ter linker en ter rechterzijde van t ter grootte van de steek.

Indien op een zeker tijdstip t=tO F(tO) groter is dande momentane drempel THR, dan wordt de tweede, fijnere,detektiemethode toegepast die in feite gelijk is (gekozen)aan die voor de detektie van elke volgende streep. Ziede hierna meer in detail te beschrijven segmentatie enclassificatie functie onder E. 4. 3. Deze fijnere detektiescant het gebied tussen tO-TIS/2 en tO met kleine stappen,t. w. per sampel (i. e. bemonsteringstijd), zoekt de bestepositie van een mogelijk een streep bevattend segment(segmentatie), en controleert of dit segment inderdaadeen 'streep' bevat (classificatie). Indien dit niet hetgeval is gaat het proces verder met de eerste groveredetektie met tO als de nieuwe beginpositie.

Het detekteren van de eerste streep wordt beëindigdindien: a. het gedetekteerde eerste segment inderdaad als eenstreepsegment is geclassificeerd, b. geen streepsegment in het zoekgebied ZG1 is gevonden.

Na b. wordt de detektie beëindigd en een 'rej eet'codegegeven. Na a. wordt de gevonden positie van het eerstesegment gebruikt bij het segmenteren en classificerenvan het volgende segment.

E. 4. 3. Segmentatie en classificatie

Indien de positie van het eerste segment is vastgesteldlijkt het eenvoudig om het verdere signaal F(t) met eenvaste steek TIS sequentieel te segmenteren. Dit zouechter alleen het geval zijn als ook in de praktijk destrepen met constante steek zouden kunnen worden aange¬bracht. In de praktijk moet echter rekening wordengehouden met een zekere gespecificeerde steektoleran-tie. Bovendien wordt het tijdafhankelijke signaal F(t)tevens beïnvloed door variaties in de transportsnelheidvan de brief. Daarom worden van de opeenvolgende segmenten steeds de beste posities vastgesteld door bij elk segmentopnieuw de beste positie binnen een synchronisatiegebied,dat wordt bepaald door de steektolerantie, te zoeken. Desteek TIS is echter uitgedrukt in het aantal bemonste-ringssampels en heeft in het onderhavige uitvoeringsvoor¬beeld een tolerantie van 1 sampel. Een dergelijkesegmentatiewijze, waarbij rekening wordt gehouden meteen steektoleratie, is op zich bekend als bijzondergeval (want slechts één waarde voor de steekgrootte) uithet Nederlandse OS 183790.

In figuur 9 is nog eens het theoretische signaal vaneen segment met een streep weergegeven. Zo' n segmentheeft in het algemeen de eigenschappen dat (i) de signaalwaarde van het indexsignaal F in hetmiddengebied groter is dan de signaalwaarden F(tx.) of F(ts.) aan de linkerrand tx. of derechterrand tn van het segment.

(ii) de signaal waarden F(tx.) en F(t».) van linkerrandtx, en rechterrand t» weinig verschillen.

Hiervan uitgaande wordt de signaalwaarde in het middenge¬bied van een segment gedefinieerd als geïntegreerdewaarde IMID gedurende een tijdsinterval TTOPTTOP = GAMMA * TNSD (14) waarin GAMMA: een detektieparameter tussen 0 en 1TNSD: de streepbreedte.

De mate waarin eigenschap (i) voorkomt wordt uitgedruktin een eerste struktuurkenmerkSMATCH = IMID - ILEFT - IRIGHT (15) waarbij IMID; de geïntegreerde waarde over TTOPILEFT: de signaal waarde F(tx.) aan de linkerrand van het segment IRIGHT: de signaalwaarde Fit») aan de rechterrand vanhet segment.

De mate waarin beide eigenschappen (i) en (ii)voorkomen wordt samengevat in een tweede struktuurkenmerkSCORE = SMATCH - [ILEFT - IRIGHT] (16)

Het tweede struktuurkenmerk SCORE is een maat voor debalans tussen links en rechts. Binnen het synchronisatie-gebied wordt die segmentpositie gezocht waarbij het tweedestruktuurkenmerk SCORE het grootst is.

Het eerste struktuurkenmerk SMATCH wordt gebruiktvoor het classificeren van het segment als streep- ofspatiesegment. Daartoe wordt het getoetst aan een drempelMTHR die wordt bepaald in afhankelijkheid van eenbenaderde achtergrondssignaalwaarde AGR aangetroffen inhet segment in die positie waarbij SCORE het grootstis.

MTHR is gedefinieerd als: MTHR = (TTOP-2) * AGR + TTOP * VARAGR + BÈTA * TTOP * * CONTRAST (17) waarin: AGR: benaderde achtergrondssignaalwaarde als gemiddelde van ILEFT en IRIGHTTTOP: als (14) BÈTA: detektieparameter waarmee de mate van afhankelijk¬ heid van de streepresponsie instelbaar is tussen0 en 1 VARAGR: achtergrondsvariatie (bij AGR uit Tabel 1) CONTRAST: verschil tussen de verwachte minimale responsieRESP en de maximale achtergrondsvariatieVARAGR (eveneens uit Tabel 1).

Deze drempel is zo gekozen dat het van de streepresponsieonafhankelijke deel gelijk is aan het maximum van hetstruktuurkenmerk SMATCH voor een spatie. SMATCH vooreen spatie is maximaal als: ILEFT = IRIGHT = AGR (18) IMID = TTOP * (AGR + VARAGR) (19)

Dit houdt in dat bij dezelfde achtergrondssignaalwaardeAGR de waarde van SMATCH van een streep groter moet zijn dan die van een spatie; en de mate waarin deze tenminstegroter moet zijn wordt bepaald door de fractie BÈTA vande m. b. v. de predictietabel (Tabel 1) voorspelde streep-responsie in het middengebied bij de gevonden benaderdeachtergrondssignaalwaarde. Een zo gekozen drempel MTHRbiedt de volgende voordelen: a) De kans dat een spatie als een streep wordt geclassifi¬ceerd is gering, omdat de minimale MTHR (bij BÈTA = 0) gelijk is aan het maximum van SMATCH van eenspatie.

b) Naarmate BÈTA kleiner wordt gekozen kunnen meervormen van strepen, waarbij de responsie groter isdan de achtergrondvariaties als strepen wordengeclassificeerd waardoor de onderhavige methodealgemener toepasbaar wordt.

De eigenlijke classificatie houdt dus in:

het segment is een ' streep' -segment als SMATCH > MTHR

en het is een ' spatie' -segment als SMATCH £ MTHR.

Als een segment als ' streep' -segment wordt geclassificeerdwordt de positie van dit segment waarbij SCORE hetgrootst is als uitgangspositie (synchronisatie) voor eenvolgend te onderzoeken segment gebruikt. Als een segmentals ' spatie' -segment wordt geclassificeerd wordt daarvooruitgegaan van de positie van het voorgaande segment plusde nominale steek TIS. In beide gevallen wordt deuitgangspositie van het volgende te onderzoeken segmentbepaald door de gevonden positie van het huidige segmentplus de nominale steek TIS.

E. 4. 4. De predictietabel

Voor elke opnemer dient een afzonderlijke predictieta¬bel te worden samengesteld. Tabel 1 geeft hiervan eenvoorbeeld. Voor de samenstelling van zo' n tabel kanworden uitgegaan van een willekeurige bekende indexdetec-tiemethode, danwel van de indexdetectiemethode volgensde uitvinding met een tabel voor een andere opnemer. Een testset van voor zo' n methode goed detekteerbare indexsig-nalen van met gelijke inkt geschreven indexpatronen opwillekeurige brieven wordt geselekteerd. Deze signalenworden met dezelfde methode, of eventueel handmatig(nogmaals) gesegmenteerd en geclassificeerd als spatie-of streepsegmenten. Van elk geclassificeerd segmentwordt een achtergrondssignaalwaarde, bijv. de minimumsignaalwaarde, en de maximum signaalwaarde bepaald. Vanelk indexsignaal worden zowel van de spatiesegmenten alsvan de streepsegmenten daarin een histogram van deachtergrondssignaalwaarden en een histogram van demaximum signaalwaarden opgesteld. Op grond van dezehistogrammen worden bij elke gevonden achtergrondssignaal-waarde maximale achtergrondvariatie en de minimaleresponsie van een streep bepaald. De zo gevonden waardenvormen drie reeksen, een van achtergrondssignaalwaarden,een van maximale achtergrondvariaties en een van minimalestreepresponsies. Deze reeksen vertonen in het algemeenhiaten in hun opeenvolging, en worden derhalve aangevuldmet waarden corresponderend met tussenliggende ontbre¬kende achtergrondssignaalwaarden, bijv. tot op debemonsteringsstap van het gedigitaliseerde signaal, enbij gesteld zodat het geheel een vloeiend verloop vertoont.

In Tabel 1 is het resultaat weergegeven voor eentestset van 80 brieven. Bij elke signaalstap van 40 mVvoor het achtergrondssignaal AGR (kolom 1) tot een zekermaximum zijn de maximale achtergrondvariaties VARAGR(kolom 2) en de minimale additieve responsie RESP (kolom3) van een indexstreep weergegeven. In kolom 4 isbovendien nog het bijbehorende contrast CONTRAST, ditis het verschil in waarde tussen de minimale additieveresponsie RESP en de maximale achtergrond variatieVARAGR bij dezelfde achtergrondssignaalwaarde AGRweergegeven. Alle gegeven waarden zijn in mV.

In een op een dergelijke wijze samengestelde tabel zijnin de waarden voor de maximale achtergrondvariatie (kolom 2) tevens de maximaal mogelijke bijdrage in positievezin van de bovengenoemde ruiscomponent (R(n) in formu¬le (2)) verdisconteerd; en zijn in de waarden van deminimale additieve responsie van de strepen (kolom 3)tevens diezelfde bijdrage in negatieve zin verdisconteerd,zodat elk der waarden CONTRAST in kolom 4 in feite hetminimaal ruisonafhankelijke deel van een streepresponsievoorstelt, welke kan optreden bij de met deze waardeCONTRAST corresponderende achtergrondssignaalwaarde inkolom 1. Het is juist deze grootheid CONTRAST, die in debeide hierboven beschreven streepkriteria, te weten dedrempels THR (formule (13)) en MTHR (formule(17)), wordtgebruikt respectievelijk voor het voorlopig en hetdefinitief beslissen met betrekking tot de aanwezigheidvan een streep of een spatie. Een invloed van de ruiscom¬ponent op deze beslissing is derhalve niet meer aanwezig.

Ten behoeve van het "on line" bedrijf van het detektie-algoritme wordt deze tabel in de compilatie/assemblagefase van de detektieprogrammatuur bij gegeven waardenvoor de detektieparameters ALPHA, BÈTA en GAMMA door hetuitvoeren van de bewerkingen volgens de formules (13), (14), en (17) omgezet in een nieuwe tabel waarin tijdenshet on line-bedrijf bij een gevonden achtergrondssignaal-waarde AGR direkt de waarden voor THR en MTHR wordengevonden.

E. 4. 5. Parameterinstelling

De resultaten van het nieuwe detektiealgoritme wordenslechts beïnvloed door de parameterkeuze van ALPHA, BÈTAen GAMMA.

De parameter ALPHA heeft voornamelijk invloed op deverwerkingstijd. Zijn invloed op de detektieresuitatenis echter beperkt, daar bij het detekteren van de eerstestreep de mogelijkheid is ingebouwd opnieuw te synchroni¬seren, indien een valse synchronisatie is geconstateerd.

BÈTA geeft de vereiste kwaliteit van de segmenten vande indexstrepen aan. Een te hoge BÈTA kan een verkeerdeclassificatie veroorzaken, een streep kan namelijk alsspatie geclassificeerd worden. Vice versa geldt dit vooreen te lage BÈTA. Door de keuze van de drempelwaardeMTHR is de kans, dat een spatie als een streep geclassifi¬ceerd wordt, echter gering.

GAMMA beïnvloedt de verwerkingstijd van het segmenterenen classificeren. GAMMA en BÈTA gezamenlijk beïnvloedende uiteindelijke resultaten. Hoe kleiner de ALPHA enBÈTA zijn, hoe minder gevoelig het algoritme wordt voorvariaties van de strepen. Experimenteel is ALPHA = BÈTA= GAMMA = 0. 1 een goede keuze bij de gestelde limietvoor de verwerkingstijd (< 50 msec), een kwantiseringsre¬solutie van 15 mV en een bemonsteringsfrekwentie van43 kHz.

Claims

1. Werkwijze voor het detecteren van een streepcode uiteen streepcodesignaal, dat in hoofdzaak een dwarsdoorsnedevormt van een onder aanstraling uit de achtergrond vaneen drager oplichtend streepcodepatroon met het kenmerk,dat het streepcodesignaal binnen elk signaalgebied ervanwaarin mag worden verwacht, dat het streepcodesignaaleen met een streep overeenkomende streepsignaalwaardeheeft, wordt getoetst aan een streepkriterium doorpredictie verkregen uit een in dat signaalgebied uit hetstreepcodesignaal afgeleide lokale benaderde achtergronds-signaalwaarde.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, datde predictie wordt uitgevoerd met behulp van een van tevoren bepaalde predictietabel.

3. Werkwijze volgens conclusie 2 met het kenmerk, datde predictietabel tabelwaarden bevat waaruit direct danwel indirect bij elke van een aantal achtergrondssignaal-waarden in een domein van mogelijke achtergrondssignaal-waarden een streepkriteriumwaarde kan worden bepaald, en dat de predictietabel is samengesteld op basis vanmet genoemde mogelijke achtergrondssignaalwaardencorresponderende waarden voor de maximale achtergrondsva¬riatie en de minimale additieve responsie van een streep,welke waarden zijn verkregen met behulp van een testsetvan dragers voorzien van een streepcode opgebracht met inhoofdzaak eenzelfde onder aanstraling oplichtendestreepinkt.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met hetkenmerk, dat het streepcodesignaal afkomstig is van een streepcode meteen in hoofdzaak vaste steek en van het type ' mark-space' .

5. Werkwijze volgens conclusie 4 met het kenmerk, dathet streepkriterium een drempelwaarde is voor eenstreepcodesignaalwaarde binnen genoemd signaalgebied.

6. Werkwijze volgens conclusie 4 met het kenmerk, dathet streepkriterium een drempelwaarde is voor eenstruktuurkenmerk van de streepcodesignaalwaarde binnengenoemd signaalgebied.

7. Werkwijze volgens een der conclusies 2-6 met hetkenmerk, dat het streepcodesignaal althans voor de duur van de detectiewordt vastgelegd als chronologische rij van gedigitali¬seerde signaalwaarden (F(t)) in voor verwerking toeganke¬lijke geheugenmiddelen (64), waarin tevens de predictieta-bel is vastgelegd en dat de werkwijze voorts de volgendestappen omvat: St. 1: het in deze rij (F (t)) van signaal waarden vaststellen van een aaneengesloten deelrij vansignaalwaarden, streepsegment genoemd, waarbinnenmet een streep overeenkomende signaalwaardenkunnen worden verwacht; St. 2: het uit de signaalwaarden binnen dat streepsegment bepalen van een benaderde lokale achtergrondssig¬naal waarde (AGR); St. 3: het vaststellen van tenminste een streepkriteri¬ um (MTHR) met behulp van de predictietabel bij deonder stap St. 2 bepaalde achtergrondssignaalwaar¬de (AGR); St. 4: het beslissen of en zo ja, waar zich met een streep overeenkomende signaalwaarden bevindenbinnen het streepsegment door toetsen van designaalwaarden binnen het streepsegment aan eenin stap St. 3 vastgesteld streepkriterium (MTHR);St. 5: het vaststellen van een beginpositie van een volgend streepsegment in afhankelijkheid van hetresultaat van stap St. 4, indien de rij vansignaalwaarden (F(t)) nog niet geheel is doorlo¬pen, en opnieuw de voorgaande stappen uitvoerenvanaf stap St. 1; St. 6: het afgeven van de gevonden streepcode in een voor verdere toepassing geschikte vorm.

8. Werkwijze volgens conclusie 7 met het kenmerk, datde stap St. 1 ten behoeve van het vaststellen van eeneerste streepsegment de volgende deelstappen omvat: St. 11: het vaststellen van een zoekgebied (ZG1) in afhankelijkheid van een van te voren bepaaldewaarde voor de eerst mogelijke beginpositie(TP1) van de eerste streep (17' ) vanaf het beginvan de rij van gedigitaliseerde signaalwaarden(F (t)); St. 12: het met een tweede stapgrootte, die is afgestemdop het vinden van een trefgebied (TDSA), achter¬eenvolgens doorlopen van het zoekgebied (ZG1); St. 13: het bij iedere stap bepalen van een benaderdelokale achtergrondssignaalwaarde (AGR) uit designaalwaarden (F(t)) in een met deze stap bereiktlokaal gebied (t-TIS £ t £ t+TIS); St. 14: het vaststellen van een bij deze benaderdelokale achtergrondssignaalwaarde (AGR)behorende drempelwaarde (THR) met behulpvan de predictietabel; St. 15: het zoeken van het trefgebied (TDSA) door toetsenof in het lokale gebied (t-TIS S t s t + TIS) designaalwaarden (F(t)) de drempelwaarde overschrij¬den; St. 16: het in afhankelijkheid van het gevonden trefgebied(TDSA) vaststellen van een mogelijke beginpositievan een eerste streepsegment; St. 17: het onderzoeken of bij het gevonden trefgebied (TDSA) de aanwezigheid van een streep kan wordenvastgesteld door het achtereenvolgens doorlopenvan de stappen St. 1 t/m St. 4; St. 18: indien een streep kan worden vastgesteld stapSt. 5 uitvoeren; St. 19: indien geen streep kan worden vastgesteld opnieuwde deelstappen vanaf St, 12 uitvoeren voor hetrestant van het zoekgebied (ZG1).

9. Inrichting voor het lezen van een op een drageraangebracht en onder aanstraling uit de achtergrond vangenoemde drager oplichtend streepcodepatroon omvattende - aanstraal- en opneemmiddelen voor het onder aanstralingopnemen van een beeldsignaal van het streepcodepatroon,en het omzetten van genoemd beeldsignaal in eenelektrisch streepcodesignaal; - detectiemiddelen voor het detecteren van de streepcodeuit het streepcodesignaal, volgens de werkwijze naareen der conclusies 2 - 8; en - decodeermiddelen voor het decoderen van de streepcodewaarbij de detectiemiddelen omvatten signaalverwer-kingsmiddelen, en voor de signaalverwerkingsmiddelentoegankelijke geheugenmiddelen, waarin het streepco¬designaal voor de duur van de detectie, en de predic-tietabel semi-permanent is opgeslagen, en waarbij detabelwaarden van de predictietabel zijn gerelateerdaan genoemde aanstraal- en opneemmiddelen.