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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von einzelnen Briefumschlägen und
von zusammenhaftenden Briefumschlägen in einer Postsortiereinrichtung
durch Analyse von Bildern, die die besagten Postumschläge in Vorderansicht
darstellen.
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Das
Verfahren ist insbesondere bestimmt für eine Postsortiereinrichtung,
in welcher die Postumschläge
eingangs der Einrichtung in Gestalt von Stapeln von Umschlägen eingeführt werden
und in welcher jeder Umschlag automatisch abgestapelt wird, um zu
einem der Empfängeradresse,
die auf ihm vermerkt ist, entsprechenden Sortierausgang gerichtet zu
werden. Insbesondere ordnet ein eingangs der Einrichtung angeordneter
Abstapler die Umschläge sequentiell
den einen nach dem anderen auf einem Förderer an. Während dieses
Stapelvorgangs kommt es vor, dass mehrere Umschläge aneinander hängen bleiben,
was einen zusammenhaftenden Briefumschlag (oder eine Zusammenhaftung)
bildet. Im Falle einer Nichterfassung einer Zusammenhaftung in einer
Sortiereinrichtung werden alle Umschläge dieser Zusammenhaftung zu
dem Sortierausgang gerichtet, welcher der Adresse entspricht, die
auf dem Umschlag vermerkt ist, der die anderen in der Zusammenhaftung
versteckt. Dies entspricht einem Sortierfehler, infolge dessen die
falsch orientierten Umschläge
entnommen werden müssen,
um in einem nachfolgenden Vorgang erneut sortiert zu werden, was
die Übergabe
dieser Umschläge
an ihre Empfänger
verspätet.
Es existieren verschiedene Vorrichtungen zum mechanischen Trennen
von Zusammenhaftungen, aber diese Vorrichtungen stellen bedeutende Mehrkosten
dar, sie tendieren dazu, die Umschläge zu beschädigen, und ihre Verlässlichkeit
ist beschränkt.
So ist die Erfassung von einfachen Umschlägen und von zusammenhaftenden
Umschlägen,
um die zusammenhaftenden Umschläge
auszuschleusen, indem sie zu einem besonderen Sortierausgang der
Einrichtung geführt
werden, eine erforderliche Lösung.
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Es
gibt verschiedene Verfahren zur Erfassung von Zusammenhaftungen,
wie beispielsweise dasjenige, das in der Patentanmeldung FR-A-2783442
beschrieben ist. Gemäß diesem
Verfahren wird ein digitales Bild von dem Rand jedes Umschlags aufgenommen,
um durch Bildanalyse festzustellen, ob es sich um einen einfachen
Umschlag oder einen zusammenhaftenden Umschlag handelt. Im Falle
der Erfassung eines zusammenhaftenden Umschlags steuert ein Verwaltungssystem die
Einrichtung, um diesen Umschlag auszuschleusen indem er zu einem
besonderen Sortierausgang orientiert wird. Die Analyse des digitalen
Bildes des Randes eines Umschlags ist jedoch wenig verlässlich,
was zu zahlreichen Fehlausschleusungen führt. Insbesondere der Rand
eines Umschlags mit Falten wird als ein zusammenhaftender Umschlag
gesehen, obwohl es sich um einen einfachen Umschlag handelt. DE-A-196
25 043 beschreibt Verfahren zur Erfassung von zusammenhaftenden
Umschlägen,
gemäß derer
die Erfassung realisiert werden kann durch Messung der Länge, der
Höhe oder
der Dicke der Umschläge.
Im Allgemeinen bewirken die existierenden Verfahren für die Erfassung
von einfachen Umschlägen
und von zusammenhaftenden Umschlägen
eine große
Anzahl von fehlerhaften Ausschleusungen.
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Das
Ziel der Erfindung ist es, ein Erfassungsverfahren vorzuschlagen,
das es ermöglicht,
Zusammenhaftungen mit einer geringen Rate von Fehlausschleusungen
zu erfassen.
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Zu
diesem Zweck ist der Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur
Erfassung von einzelnen Briefumschlägen und von zusammenhaftenden Briefumschlägen in einer
Postsortiereinrichtung durch Analyse von Bildern, welche die postalischen Briefumschläge von vorne
darstellen, dadurch gekennzeichnet, dass es besteht in der Anwendung
auf jedes Bild einer Extraktionsbehandlung der Kontur und im Erkennen
derjenigen Umschläge,
deren Kontur eine signifikant konstante Höhe aufweist, als solche die
einfache Briefumschläge
sind. Gemäß diesem
Verfahren ist die Verlässlichkeit
der Erfassung von einfachen Briefumschlägen verbessert. Vorzugsweise
werden die Bilder der postalischen Briefumschläge in Vorderansicht ebenfalls
genutzt für
ein optisches Erkennungsverfahren der Buchstaben zum automatischen
Identifizieren der Adressen der postalischen Briefumschläge. Die
Erfassung von einfachen Briefumschlägen und von zusammenhaftenden Briefumschlägen kann
dann gestützt
werden auf eine digitale Bearbeitung eines Bildes, das erlangt wird am
Eingang der Einrichtung, um automatisch die Adresse des Empfängers zu
lesen. Es ist damit nicht erforderlich, in die Sortiereinrichtung
eine Vorrichtung zur Erfassung digitaler Bilder zu integrieren,
die der Erfassung von Zusammenhaftungen zugedacht ist.
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In
einem bevorzugten Ausführungsmodus besteht
die Extraktionsbehandlung der Kontur darin, direkt Angaben, die
für die
Höhe der
Kontur an verschiedenen Punkten repräsentativ sind, zu ermitteln. Die
Umschläge
mit einer nicht konstanten Höhenkontur
werden durch einen Klassifikator behandelt, um die einfachen Briefumschläge von den
zusammenhaftenden Briefumschlägen
zu diskriminieren. Die Menge der zu analysierenden Daten wird reduziert, und
die Beanspruchung des Klassifikators wird minimiert, was dazu beiträgt, die
Behandlungszeiten zu verbessern.
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Gemäß einem
anderen Ausführungmodus wird
das Ausschleusen der zusammenhaftenden Umschläge deaktiviert, wenn eine vorbestimmte
Anzahl aufeinanderfolgender zusammenhaftender Briefumschläge erfasst
wird, und sie bleibt deaktiviert, bis kein zusammenhaftender Umschlag
in einer anderen vorbestimmten Anzahl von aufeinanderfolgender Umschläge detektiert
wird. Auf diese Weise wird für
die Behandlung eines Loses von unvollkommenen Sendungen, in welcher
jeder Umschlag als zusammenhaftender Umschlag angesehen wird, obgleich
es sich um einen einfachen Umschlag handelt, die Anzahl von zu unrecht
erfolgten Ausschleusungen weiter reduziert.
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Die
Erfindung wird jetzt in weiteren Einzelheiten beschrieben unter
Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen, die eine beispielhafte,
nicht beschränkende
Ausführungsform
darstellen.
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1 ist
ein Organigramm, welches das erfindungsgemäße Verfahren darstellt;
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2 ist
eine schematische Darstellung eines einfachen, von vorne gesehenen
Umschlags;
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3 ist
eine schematische Ansicht eines zusammenhaftenden Umschlags in der
Sicht von vorne;
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4 ist
eine schematische Darstellung eines einfachen Umschlags in der Sicht
von vorne, der als zusammenhaftender Umschlag erfasst werden könnte.
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren für die Funktionsweise eines
Detektors von einfachen Umschlägen
und von zusammenhaftenden Umschlägen,
der eine Postsortiervorrichtung ausstattet. Der Detektor umfasst
eine digitale Bilderfassungskamera für jeden postalischen Umschlag,
betrachtet von vorne, die mit einer Zentraleinheit verbunden ist,
die Teil eines automatisierten Verwaltungssystems der Sortiereinrichtung
sein kann. Die verwendete Kamera kann vorteilhaft diejenige Kamera
sein, die dazu bestimmt ist, die optische Zeichenerkennungsbehandlung
(OCR) vorzunehmen. Auf diese Weise können die für die OCR-Behandlung genutzten
Bilder ebenfalls genutzt werden für die Erfassung von einfachen Umschlägen und
von zusammenhaftenden Umschlägen,
was signifikativ die Kosten der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
reduziert.
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Erfindungsgemäß wird eine
Extraktionsbehandlung des Umrisses auf jedes Bild eines Umschlags
angewendet, um die einfachen Umschläge von den zusammenhaftenden
Umschlägen
durch Analyse des extrahierten Umrisses jedes Bildes zu unterscheiden.
Die Extraktionsbehandlung kann beispielsweise darin bestehen, den
Sobel- oder den Prewitt-Operator auf das digitale Bild anzuwenden. Wie
schematisch in Block 1 der 1 dargestellt, kann
die Umrissanalyse beginnen mit einer Evaluierung der Höhe dieses
Umrisses, was durch den Unterblock h = Cst? symbolisiert ist. In 2 definiert ein
digitales Bild 5 eines einfachen Umschlags 6,
der verschiedene Aufschriften 8 und 9 aufweist,
global eine helle Oberfläche,
die sich von einem dunklen Grund 7 des Bildes abhebt. Der
untere Rand des Umschlags fällt
mit dem unteren Rand des digitalen Bildes zusammen derart, dass
der Umriss 10 des Umschlags im Wesentlichen ein Rechteck
definiert, welches parallel zum unteren Rand des digitalen Bildes 5 orientiert
ist. Nach Anwendung der Extraktionsbehandlung des Umrisses werden
diese die Kontur 10 repräsentierenden Daten, beispielsweise
durch Vergleich mit der Höhe
des Umrisses in verschiedenen Punkten, analysiert derart, dass daraus
geschlossen werden kann, dass es sich um einen einfachen Umschlag
handelt, da diese Höhe
im Wesentlichen konstant ist.
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Im
Allgemeinen haben Versuche auf Lose von Sendungen gezeigt, dass
das Kriterium der konstanten Höhe
einschlägig
ist, d. h. dass es ermöglicht,
einfache Umschläge
mit einer geringen Verwechslungsrate zu erfassen. Auf diese Weise
wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ein Umschlag wie der aus 2 schnell als einfacher Umschlag
identifiziert. In dem Fall wo die Höhe nicht konstant ist, kann
der Umriss des Umschlags vorteilhaft Gegenstand einer vertieften
Analyse durch einen Klassifikator sein, um zu entscheiden, ob es
sich um einen einfachen Umschlag PS oder um einen zusammenhaftenden
Umschlag PM handelt. Dieser Schritt wird in dem Unterblock CL in 1 dargestellt,
und die für
diesen Schritt ins Werk gesetzten Kriterien werden nachstehend beschrieben.
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In
einem besonderen Ausführungsmodus des
erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die für den
Umriss 10 eines Umschlags 6 repräsentativen Daten
reduziert zu einem eindimensionalen Signal, das für die Höhe des des
Umrisses dieses Umschlags in verschiedenen Punkten repräsentativ
ist. Diese Daten können
beispielseweise gebildet werden durch einen Vektor, der eine Mehrzahl
von Werten der Höhe
h(x) des oberen Randes des Umschlags entlang des unteren Randes
des digitalen Bildes enthält.
Die Erfassung der Umschläge
mit einem Umriss von konstanter Höhe kann beispielsweise darin
bestehen, dass ein Filter auf den Umriss angewendet wird, um Werte
von h(x) auszuschließen, die
im Wesentlichen Null sind, bevor das Maximum M des Absolutwertes
der Ableitung des Umrisses errechnet wird: M = Max (|h'(x)|). Im Falle des
in 2 dargestellten Umschlages entsprechen die Nullwerte von
h(x) den Zonen, die links der vorderen Front und rechts der hinteren
Front des Umschlags angeordnet sind, wobei deren Ausschluss es ermöglicht,
die Werte zu eliminieren, die der vorderen Front und der hinteren
Front des Umschlags entsprechen, deren Ableitung h'(x) einen hohen Wert
aufweist. Auf diese Weise entsprechen die Umrisse, für welche
M nahe 0 liegt (was einer im Wesentlichen konstanten Höhe entspricht),
einfachen Umschlägen.
Diese Diskriminierung kann vorteilhaft durchgeführt werden durch Vergleich
des Wertes M mit einem Referenzwert Mref, der in dem Verwaltungssystem
oder in dem Detektor gespeichert ist, um Umschläge, für die M < Mref ist, als einfache Umschläge zu identifizieren.
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Die
Umschläge
mit einer nicht konstanten Höhe
des Umrisses, wie beispielsweise der Umschlag, der in 3 dargestellt
ist, könnten
direkt als zusammenhaftende Umschläge betrachtet werden, aber
vorzugsweise bilden sie den Gegenstand einer vertieften Analyse
ihres Umrisses, um zu schlussfolgern, ob es sich um einen einfachen
oder mehrere Umschläge
handelt. Insbesondere das digitale Bild mehrerer Umschläge wie aus 3 umfasst
einen ersten Umschlag und einen zweiten Umschlag 6 und 6', die einer
hinter dem anderen angeordnet sind. Der Umriss 10 umfasst
hier einen ersten horizontalen Abschnitt, der dem ersten Umschlag 6 entspricht,
gefolgt von einem vertikalen Abschnitt und einem anderen horizontalen
Abschnitt, der dem zweiten Umschlag 6' entspricht. Der vertikale Abschnitt
des Umrisses entspricht einer hohen Ableitung, die diskriminierend
ist und zu einer Bedingung M > Mref
führt derart,
dass dieser Umschlag nicht als ein einfacher Umschlag in dem Unterblock
aus h = cst? aus 1 identifiziert wird und nicht
zu dem Unterblock CL orientiert werden wird.
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Die
Behandlung des Unterblocks CL kann beginnen mit der Extraktion der
verschiedenen Primitiven des Umrisses, um diesen zu charakterisieren. Diese
Primitiven können
die Standardabweichung des Umrisses sein, und die Länge L des
Umschlags. Beispielsweise kann man noch zitieren: Die Ableitung
zweiter Ordnung, welche die Diskontinuitäten und deren Amplitude im
Umriss lokalisiert; andere statistische Deskriptoren wie die normalisierten
Momente oder die Mediane; oder die Transformationen wie die Fourrier-Transformation.
Die Berücksichtigung
dieser Primitiven zum Entscheiden, ob es sich um einen Mehrfachumschlag
oder um einen einfachen Umschlag handelt, kann realisiert werden
durch einen Klassifikator, der den Detektor oder das Verwaltungssystem
der Postsortiereinrichtung ausrüstet. Dieser
Klassifikator kann z. B. implementiert sein in der Form eines neuronalen
Netzwerkes, einer weichen Logik, eines Expertensystems, einer von
der Behandlung von empirischen Ergebnissen abgeleiteten Heuristik,
oder einer Kombination dieser verschiedener Techniken.
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Um
die Verwechslungsrate in der Erfassung der zusammenhaftenden Umschläge noch
weiter zu reduzieren kann das Verwerten von zusammenhaftenden Umschlägen in bestimmten
Situationen zeitweise deaktiviert werden. Erfindungsgemäß wird diese
Deaktivierung in autonomer Weise durch den Detektor entschieden,
ausgehend von einer Berechnung der aufeinander folgenden Erfassungen,
derart, dass die Lose von Sendungen, die zu Verwechslungen neigen,
erfasst werden. In 4 ist ein Umschlag, der eine
Freimachungsmarkierung aufweist, die schräg aufgeklebt ist, als Exemplar
eines Umschlags eines solchen Loses gezeigt. Die Freimachungsmarkierung
bildet im Wesentlichen ein Rechteck, das überlagernd auf dem oberen Rand
positioniert ist, wobei sie spürbar
diesen oberen Rand überschreitet.
Dieser Umschlag, der in korrekter Weise abgestapelt wurde, könnte als
solcher erfasst werden, der ein zusammenhaftender Umschlag ist,
da die Höhe
seines Umrisses nicht konstant ist, obgleich es sich um einen einfachen
Umschlag handelt. Erfindungsgemäß wird,
wenn eine zu große
Anzahl von aufeinander folgenden Mehrfachumschlägen erfasst wird, die Verwertung
dieser Umschläge
deaktiviert, solange eine andere Anzahl von aufeinander folgenden
einfachen Umschlägen
nicht detektiert wurde. Diese Deaktivierung basiert auf einer Auszählung der Ergebnisse,
die durch die Erfassung der Mehrfachumschläge erzeugt wird, auch genannt
Filante. Unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird bei
Erfassung eines zusammenhaftenden Umschlags PM im Block 1 ein
Zähler
n1, der für
die Anzahl von aufeinanderfolgenden Mehrfachumschlägen repräsentativ
ist, auf 2 inkrementiert, wobei dieser Zähler bei 2' auf Null zurückgesetzt
wird, wenn ein einfacher Umschlag PS erfasst wird. Wenn die Anzahl
aufeinanderfolgender Merhfachumschläge n1 größer ist als als ein voreingestellter
Wert n1ref, wird die Ausschleusung von zusammenhaftenden Umschlägen in 2 (RA
:= 0) deaktiviert. In dem folgendem Block 3 wird der Umschlag, der
als Mehrfachumschlag erfasst wurde, in 4 verworfen, wenn
die Verwerfung der Mehrfachumschläge aktiviert ist (RA = 1),
aber wenn die Verwertung deaktiviert wurde (RA = 0) wird dieser
Umschlag wie ein einfacher Umschlag betrachtet und wird zu dem Block 4' orientiert.
Auf diese Weise werden bei der Verarbeitung eines Loses von unter
dem Gesichtspunkt des Detektors schwierigen Sendungen, für den alle
Umschläge
von dem Detektor angesehen werden als Mehrfachumschläge, obgleich
es sich um einfache Umschläge
handelt, diese Umschläge
nicht zu Unrecht verworfen. Der voreingestellte Wert in n1ref wird
beispielsweise um drei oder vier liegen.
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Erfindungsgemäß bleibt
die Verwertung deaktiviert bis dass kein zusammenhaftender Briefumschlag
mehr in einer anderen voreingestellten Zahl von aufeinander folgenden
Umschlägen
erfasst wird. Insbesondere bei Detektion eines einfachen Umschlags
PS bei 1 wird ein Zähler
n2, der die aufeinander folgenden einfachen Umschläge angibt,
in 2' inkrementiert,
wobei dieser Zähler
in 2 auf Null zurückgesetzt
wird bei Erfassung eines Mehrfachumschlages PM. Wenn die Zahl aufeinanderfolgender einfacher
Umschläge
n2 größer ist
als ein voreingestellter Wert n2ref, wird die Verwerfung der zusammenhaftenden
Briefumschläge
wieder aktiviert in 2' (RA
:= 1), derart, dass der nächste
erfasste Mehrfachumschlag verworfen werden wird. Auf diese Weise
wird die Aktivierung und die Deaktivierung der Verwerfung in autonomer
Weise durch das Verwaltungssystem der Sortiereinrichtung verwaltet,
als Funktion der durch den Detektor 1 gelieferten Ergebnisse.
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In
dem Fall eines solchen Loses von unter dem Gesichtspunkt des Detektors
schwierigen Sendungen, die derartige Umschläge umfasst wie derjenige, der 4 dargestellt
ist, wird die Abzählung
der aufeinander folgenden Umschläge
die Verwertung deaktivieren derart, dass das zu unrecht Verwerfen aller
Umschläge
dieses Loses verhindert wird. In dem Fall, in dem das folgende Los,
das in die Sortiereinrichtung eingeführt wird, ein Los von Sendungen
ist, das nicht zu Verwechslungen bei der Erfassung führt, wird
die Verwerfung automatisch reaktiviert, ohne dass eine Bedienperson
eingreifen muss.