PT1675692E - Processo dispositivo para detectar uma superfície que pode ser impressa - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA DETECTAR UMA SUPERFÍCIE QUE PODE SER IMPRESSA A presente invenção refere-se a uni processo para o tratamento de objectos e a uma máquina de triagem, em particular objectos postais, tendo cada um uma superfície exterior susceptível de receber uma etiqueta para a impressão de informações, se esta superfície exterior não é uma superfície que pode ser- impressa, no qual se efectua para cada objecto uma medida de uma grandeza física para detectar se a superfície exterior do referido objecto é de material plástico..

Certas aplicações de triagem postal necessitam da impressão de códigos de barras, por exemplo, na superfície exterior dos objectos postais. Verifica-se que as máquinas de triagem têm por vazes de tratar envelopes de material plástico e envelopes de papel. PÕe-se então o problema da impressão de códigos de barras na superfície exterior dos envelopes de material plástico, uma vez que neste género de suporte, a tinta demora a secar e o código de barras impresso é susceptível de ser apagado por atrito dos envelopes nos órgãos da máquina de triagem. São já conhecidas várias técnicas de detecção de objectos postais com uma superfície exterior de plástico.

Uma técnica conhecida é a detecção por reflexão que consiste em iluminar a superfície exterior do objecto e em medir o fluxo luminoso por ela reflectido. Tendo o material plástico um índice de reflexão mais elevado que o papel, a detecção é simples de realizar. Todavia, esta técnica pode 1 verificar-se ineficaz quando os objectos de plástico têm uma superfície exterior mate ou colorida, isto é, quando têm um índice de reflexão próximo do do papel.

Outra técnica conhecida a partir da patente FR 2 727 330 assenta num princípio pneumático que consiste em deformar por aspiração o objecto a controlar e a medir uma variação de pressão ligada a esta deformação. Sendo a superfície exterior de um objecto num envelope de plástico, de uma maneira geral, menos rígida que a superfície exterior de um objecto num envelope de papel, a detecção é simples de realizar. Todavia, a eficácia desta técnica é muito sensível à poeira e obriga a uma limpeza frequente do captor de pressão para manter uma precisão de medida satisfatória.

Uma outra técnica descrita no pedido de patente publicado com o número WO-0176775 assenta num princípio acústico que consiste em efectuar uma depressão diante do objecto postal e em comparar o sinal acústico resultante do efeito de sucção com um sinal acústico de referência. Verifica-se que . os sinais não 'se diferenciam suficientemente de acordo com o material e portanto que os resultados obtidos com esta técnica (85 a 95% de decisões correctas) não são ainda suficientes.

De uma maneira geral, os processos de detecção de superfície plástica utilizados actualmente apresentam uma fiabilidade insuficiente, o que conduz ao aumento inútil de consumo de etiquetas. Por outro lado, os envelopes de papel podem ter uma superfície produtora de demasiado ruído ao receber uma impressão de um código de barras, ficando este código de barras ilegível pela máquina. Um processo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 e de uma máquina 2 de acordo com o preâmbulo da reivindicação 6 são divulgados em EP-A-Q 930 106. O objecto da invenção é remediar os inconvenientes atrás descritos propondo um processo que permite detectar todos os tipos de objectos postais que tenham uma superfície exterior que não pode ser impressa, a saber uma superfície exterior de plástico ou que produz ruído, de maneira a optimizar o processo de aposição de etiquetas nos envelopes dos objectos postais. Um outro objecto da invenção é o de propor um processo tal que seja simples de executar numa máquina de triagem postal.

Para este efeito, a invenção tem por objecto um processo para o tratamento de objectos, tendo cada um uma superfície exterior susceptível de receber uma etiqueta para a impressão de informações se esta superfície exterior não é uma superfície que pode ser impressa, no qual se efectua para cada objecto uma medida de uma grandeza física para detectar se a superfície exterior do referido objecto é de plástico, caracterizado por consistir, por outro lado, na formação de uma imagem digital na referida superfície exterior do objecto, em efectuar um tratamento da imagem digital para detectar se a superfície exterior do objecto tem um fundo que produz ruído e, com base no resultado das duas detecções, em determinar se a superfície exterior do referido objecto é uma superfície que pode ser impressa ou uma superfície que não pode ser impressa- 0 processo de acordo com a invenção apresenta além disso as particularidades seguintes: o processo de detecção da superfície de material plástico consiste em deslocar cada objecto diante de um detector de reflexão que compreende uma ou várias fotocélulas calibradas emissoras e receptoras; 3 o detector de reflexão é um detector de luminância que emite e recebe uma radiação na gama dos infravermelhos; utiliza-se uma imagem digital com vários níveis de cinzento da superfície exterior do objecto para detectar se a .referida superfície exterior é uma superfície com um fundo produtor de ruído; o resultado das duas detecções são combinados por meio de um OU operador digital lógico para determinar se o referido objecto tem uma superfície que pode ser impressa ou uma superfície que não pode ser impressa. A invenção abrange uma máquina de triagem de objectos postais de acordo com a reivindicação 6. 0 princípio da invenção encontra aplicações fora das máquinas de triagem postal quando símbolos devam ser impressos em suportes variáveis, que vão do papel ao plástico (englobando o termo plástico gualquer superfície reflectora sem porosidade para receber uma impressão - por exemplo, envelopes com alumínio ou outros envelopes utilizados no correio dito "expresso"), para serem lidos de novo a seguir por máquinas com uma fiabilidade muito grande. A título de exemplos não limitativos, a invenção aplica-se à impressão de informações na superfície exterior das encomendas postais, podendo estas informações estarem relacionadas com um endereço ou com uzn serviço particular de distribuição.

Verificou-se que a utilização de uma radiação infravermelha para a medida da . luminância obtinha resultados satisfatórios. na detecção em superfícies de material plástico. Além disso, verificou-se que a utilização de uma imagem digital com níveis múltiplos de cinzento conseguia resultados satisfatórios mesmo para 4 contrastes moderados. A combinação destes dois métodos de detecção de superfície que não pode ser impressa permitiu obter uma taxa de boa detecção da ordem de 98%.

Um exemplo de realização do processo de acordo com a invenção é descrito a seguir com maior pormenor e ilustrado pelos desenhos anexos que são fornecidos apenas a título de exemplo não limitativo. A figura 1 é uma figura sinóptica muito geral ilustrando o processo de acordo com a invenção. A figura 2 é uma figura sinóptica em maior pormenor ilustrando o processo de acordo com a invenção.

Na figura 1/ representaram-se, de uma forma muito geral, as duas etapas de tratamento do processo de acordo com a invenção, que foram concretizadas aqui nitma máquina de tratamento de objectos postais, em particular numa máquina de triagem postal simbolizada pelo rectângulo 1, para descriminar objectos postais com uma superfície exterior que pode ser impressa dos objectos postais com uma superfície exterior que não pode ser impressa e nas quais deve ser aposta uma etiqueta autocolante na superfície exterior.

Entende-se por superfície exterior que- pode ser impressa, uma superfície sobre a qual símbolos (letras, algarismos, códigos de barras, ...) podem ser apostos por uma máquina de impressão, do tipo de impressão por jacto de tinta, de impressão, por laser ou qualquer outro, e sobre a qual é possível realizar posteriormente um reconhecimento automático dos símbolos por máquina.

As duas etapas de tratamento do processo de acordo com a invenção são, por um lado, uma etapa 2 de tratamento que consiste em realizar uma medida de uma grandeza física para 5 detectar se a superfície exterior de um objecto postal é de material plástico e, por outro lado, uma etapa 3 de tratamento que consiste em realizar um tratamento de dados na imagem digital da superfície exterior do referido objecto postal para determinar a partir desta imagem digital se a superfície exterior do objecto postal tem um fundo produtor de ruído. De acordo com a invenção, os resultados da detecção destas duas etapas 2, 3 de tratamento são combinados em 4 para determinar se a superfície exterior de um objecto postal é uma superfície que pode ser impressa ou que não pode ser impressa.

Na figura 2, representou-se com maior pormenor uma forma de realização do processo de acordo com a invenção, no qual se detecta se um objecto postal tem uma superfície exterior de plástico, na base de uma medida da luminância e na qual se detecta se este objecto postal tem uma superfície exterior produtora de ruído na base de um tratamento de uma imagem digital desta superfície exterior com níveis múltiplos de cinzento.

Objectos postais indicados por 5 são deslocados um a um numa máquina 1 de triagem postal em primeiro lugar diante de um captor 6 de luminância e depois diante de uma unidade 7 de recolha de imagem, por exemplo, uma câmara dita "ccd". É necessário compreender que o processo de acordo com a invenção pode ser facilmente realizado numa máquina de triagem postal convencional, na qual a unidade 7 de recolha de imagem faz parte de um dispositivo de reconhecimento automático de endereço (por OCR e codificação de vídeo), incluindo também um calculador 8 de controlo de recolha de imagem que recebe as imagens, digitais da unidade 7 de recolha de imagem para a sua transmissão para um módulo de tratamento de imagem. A unidade 7 de recolha de imagem 6 fornece uma imagem 9 digital com níveis múltiplos de cinzento da superfície exterior do objecto 5 postal.

Para o reconhecimento automático de endereço, esta imagem 9 digital é normalmente enviada para um tratamento por OCR no processador (módulo) 10 de tratamento de imagem que apresenta uma grande potência de cálculo. 0 captor 6 de luminância é constituído por uma ou várias fotocélulas calibradas, por exemplo, a fotocélula 11 emissora na gama dos infravermelhos e que varre com uma radiação 12 de infravermelhos uma zona 13 da superfície exterior do objecto 5 postal onde deve ser impresso por máquina de símbolos, por exemplo, um código de barras, assim como de uma ou várias fotocélulas receptoras calibradas, por exemplo, 14 que mede a intensidade reflectida em todos os pontos da zona 13 e que compara a intensidade medida em cada ponto com um valor de referência estabelecido quando da calibragem das fotocélulas 11 e 14. Em particular, pode ser utilizado um captor 6 de luminância da série "PI-G" vendido pela Sociedade "Keyence". A' fotocélula 14 receptora reenvia para uma série de amostras colocadas numa linha horizontal, que atravessa todo o objecto e está situada a meia altura da zona 13, uma informação binária indicadora do nível de intensidade para o ponto considerado. 0 captor 6 de luminância transmite à saida, sob a forma de uma série de bits, uma informação 15 binária de luminância ponto por ponto para cada ponto da zona 13 ao calculador 8 de controlo de recolha de imagem que integra a informação 15 binária de luminância ponto por ponto de toda a zona 13 e determina uma informação 15 de luminância indicativa, quer do facto do objecto 5 postal ser considerado como tendo, uma superfície exterior de plástico e portanto que não pode ser impressa, quer do facto do objecto 5 postal ser considerado como não tendo 7 uma superfície exterior de plástico. Esta informação 16 de luminância é em seguida transmitida ao módulo 10 de tratamento de imagem.

Para a realização do processo de acordo com a invenção, a imagem 9 com vários níveis de cinzento fornecida à saída da unidade 7 de. recolha de imagem é enviada ao módulo 10 de tratamento de imagem. 0 módulo 10 de tratamento de imagem é concebido para detectar nesta imagem 9 de níveis múltiplos de cinzento, por meio de um algoritmo 17 informático de detecção de fundo produtor de ruído apresentado em maior pormenor a seguir, se o ruído 18 de fundo nesta imagem ultrapassa um certo patamar e, se for este o caso, detectar que a superfície exterior do objecto é uma superfície que não pode ser impressa. Uma função 4 de decisão do módulo 10 de tratamento de imagem decide a partir da informação 16 de luminância e da informação 18 de fundo produtor de ruído se o objecto 5 postal é um objecto postal com uma superfície exterior que não pode ser impressa. A decisão 4 pode ser efectuada por meio de um "OU" operador digital lógico, isto é, que se, pelo menos, uma das duas etapas 2 e 3 de detecção classificou o objecto 5 postal como tendo uma superfície exterior que não pode ser impressa, ao objecto 5 postal é colada uma etiqueta. 0 algoritmo 17 lógico de detecção de fundo produtor de ruído serve para apreciar a homogeneidade e a intensidade luminosa da zona 13. 0 fundo é tanto mais produtor de ruído quanto o contraste é grande e a intensidade luminosa fraca. Para isto, a imagem 9 de vários níveis de cinzento é aferida por meio de segmentos de píxeis, segmentos que estão dispostos nas quatro direcções horizontal, vertical e diagonais. Para cada segmento, calcula-se a média IM das intensidade dos píxeis e a média Etot dos quadrados das intensidades dos píxeis para obter a taxa TH de 8 homogeneidade do segmento, indicadora do contraste no segmento, na base das relações seguintes:

Se IM>0: TH=IM2/Etot

Se não TH=1

Pelo contrário, a taxa de homogeneidade não permite a distinção entre dois segmentos homogéneos de intensidades médias diferentes. Deve portanto ponderar-se a medida de homogeneidade em função da intensidade média do segmento. Conhece-se a intensidade Icódigo-barra média teórica de um código de barras impresso e a intensidade de um pixel branco e de um pixel negro valendo, respectivamente, 255 e 0. Deduz-se então um coeficiente k de ponderação na base das seguintes relações:

Se XM < Icódigo-barra · 0

Se não k= (IM—I código de barras) / (255— Icódigo de barras)

Assim, o índice IB de ruído num segmento, avaliado de 0 (sem ruído) a 100 (ruidoso), vale: IB-100*(l-k*TH).

Para estatuir sobre o estado do fundo, examina-se a média e o afastamento-tipo dos índices de ruído do conjunto dos segmentos da imagem e comparam-se com os valores de referência. 0 algoritmo acima apresentado como exemplo refere-se à detecção de um fundo produtor de ruído no caso da aposição de um código com tinta preta. É por que se considera que o fundo é tanto mais ruidoso quanto é forte o contraste e fraca a intensidade luminosa. Este critério deverá ser modificado no caso, por exemplo, da impressão de um código de barras com tinta fluorescente, que é mais sensível à cor do fundo que à sua intensidade. 9 A detecção 3 do fundo com ruido da imagem 9 com vários níveis de cinzento é muito mais precisa que a detecção de fundo com ruído em imagem digital e é a partir daí aplicável graças à potência e à velocidade de cálculo dos computadores actuais. Permite detectar contrastes mais moderados e aceder às informações de luminância do ohjecto, melhorando os desempenhos do método e permitindo nomeadamente detectar superfícies escuras e com contrastes reduzidos. A detecção.2 por luminância é uma detecção por reflexão mas que utiliza radiações nos infravermelhos e apresenta assim uma melhor fiabilidade, uma vez que a diferença de reflexão no papel e no plástico é maior para estes comprimentos de onda do que para uma radiação na zona visivel. A integração do processo de acordo com a invenção numa máquina 1 de triagem postal é muito fácil, uma vez que apenas o captor 6 de luminância deverá ser integrado na máquina, sendo este captor 6 de luminância barato e com uma dimensão inferior a um decimetro cúbico. Uma limpeza rápida de pó do captor 6 de luminância é a única operação de manutenção necessária quando do funcionamento da máquina de triagem postal. A combinação destes dois métodos, detecção 2 de luminância e detecção 3 de fundo com ruído na imagem com vários níveis de cinzento, é particularmente interessante porque conduz a uma taxa muito boa de detecção dos objectos com superfície exterior que não pode ser impressa, da ordem dos 98%. Estas detecções são complementares, uma vez que a detecção de luminância que reconhece as superfícies de material . plástico tem dificuldade na detecção das superfícies de materiais plásticos mates ou coloridos, mas 10 estas superfícies de materiais plásticos mates ou coloridos são detectadas pela detecção do fundo coiti ruído em imagem com vários níveis de cinzento.

Pode igualmente utilizar-se, como método de detecção de superfície de material plástico, a detecção pneumática, a detecção acústica e a detecção electrostática. A detecção electrostática poderá consistir em electrizar a superfície exterior de um objecto postal por meio de um dispositivo adequado e em medir em seguida a carga electrostática residual para a comparar com um valor de referência.

Lisboa, 10 de Março de 2008 11

Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para o tratamento de objectos postais tendo cada um uma superfície exterior susceptível de receber uma etiqueta para a impressão de informações· se esta superfície exterior não é uma superfície que pode ser impressa, no qual se efectua para cada objecto postal uma medida de uma grandeza física para detectar (2) se a superfície exterior do referido objecto (5) postal é de material plástico, caracterizado por consistir também na formação de uma imagem digital da referida superfície exterior do objecto, por efectuar um tratamento da imagem digital para detectar (3) se a superfície exterior do objecto tem um fundo que produz ruído e, na base do resultado das duas detecções, determinar se a superfície exterior do referido objecto é uma superfície que pode ser impressa ou uma superfície que não pode ser impressa.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o método de detecção (2) de superfície de material plástico consistir no deslocamento (5) de cada objecto diante de um detector (6) de reflexão que compreende uma ou várias fotocélulas calibradas (11) emissoras e (14) receptoras.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o detector (6) de reflexão ser um detector de luminância que emite e recebe uma radiação (12) na gama dos infravermelhos. 1
4. 4. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por se utilizar, uma imagem digital com níveis (9) múltiplos de cinzento da superfície exterior do objecto para detectar se a superfície exterior é uma superfície com um fundo que .produz ruído.
5. 5. Processo de acordo com uma das reivindicações, anteriores, caracterizado por os resultados das duas detecções (2, 3} serem combinados por meio de um operador OU digital lógico para determinar se o referido objecto tem uma superfície que pode ser .impressa ou uma superfície que não pode ser impressa.
6. 6. Máquina (1) de triagem de objectos (5) postais tendo cada um uma superfície exterior susceptivel de receber uma etiqueta para a impressão de informações se esta superfície exterior não é uma superfície que pode ser impressa, que compreende um módulo de reconhecimento automático de endereço e um detector (6) de grandeza física em condições de detectar (2) se a referida superfície exterior de um dos referidos objectos (5) postais é de material plástico, caracterizada por o módulo de reconhecimento automático de endereço compreender uma unidade (7) de.recolha em condições de formar uma imagem digital da referida superfície exterior no referido objecto, por compreender um módulo (10) de tratamento da referida imagem digital preparado para detectar (3) se a referida superfície exterior do referido objecto tem um fundo produtor de ruído e por determinar, na base do resultado dás duas detecções (2, 3), se a referida superfície exterior do referido objecto é 2 . uma superfície que pode ser impressa ou uma superfície que não pode ser impressa.
7. 7. Máquina de triagem de objectos postais de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por o referido detector (6) de superfície de material plástico ser um detector (6) de reflexão que compreende uma ou várias fotocélulas calibradas (11)emissoras e (14) receptoras.
8. 8. Máquina de triagem de objectos postais de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por o-detector (6) de reflexão ser Pm detector de luminância que emite e recebe uma radiação (12) na gama de infravermelhos.
9. 9. Máquina de triagem de objectos postais de acordo com uma das reivindicações 6 a 8, caracterizada por a referida unidade (7) de ..recolha, estar preparada para formar uma imagem (9) digital de múltiplos niveis de cinzento da superfície exterior do objecto para detectar se a superfície exterior é uma superfície com fundo produtor de ruído.
10. 10. Máquina de triagem de objectos postais de acordo com uma das reivindicações 6 a 9, caracterizada por compreender um operador OU digital lógico que combina os resultados das duas' detecções (2, 3) para determinar se o referido objecto tem uma superfície que pode ser impressa ou uma superfície que não pode ser impressa. Lisboa, 10 de Março de 2008 3