-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft ein System zum Identifizieren von auf Objekten angebrachten Labels wie Barcodes oder Etikette mit unterschiedlicher Beschaffenheit mittels einer Scanneinrichtung, wobei das System beispielsweise in Supermärkten bei so genannten Barcodelesegeräten im Kassenbereich zur Anwendung kommen kann, da in diesem Bereichen die Kunden vielfach nach dem eigenen Wiegen einer Ware selbst die dabei erhaltenen Barcodes auf die Produkte oder deren Verpackung aufbringen, was nicht immer fachgerecht erfolgt, sodass die Barcodes des (Öfteren verknittert und somit schwer durch eine herkömmliche Scanneinrichtung lesbar sind. Auch kommen andere Gebiete wie der Postversand oder Einlesegeräte von Lottoscheinen, wo Label oder Zahlenkombinationen identifiziert werden müssen, infrage. Hinzu kommt auch als weiteres Anwendungsgebiet das Identifizieren, das heißt Korrigieren von verzerrten Abbildungen, die beim Scannen von zweidimensionalen Vorlagen wie Büchern erhalten werden.
-
Stand der Technik
-
Bei der Erfassung von Vorlagen durch Scanneinrichtungen kann man zwischen unstrukturierten und strukturierten Vorlagen unterscheiden. So sind z. B. Bücher oder Briefe unstrukturierte Vorlagen, wogegen beispielweise Labels wie Barcodes und Etikette als strukturiert angesehen werden können. Wesentlich ist jedoch dabei, dass jede Vorlage, sowohl in ebener als auch in abgerundeter Form wie ein Flaschenetikette beim Scannen komplett erfasst und einwandfrei ausgelesen werden kann. Diese Forderung kann jedoch nicht immer erfüllt werden, denn das Ergebnis hängt einerseits von der Art der verwendeten Scanneinrichtung und andererseits von der Qualität der Vorlage ab, die z. B. eine geometrische Verformung und/oder eine verzerrte perspektivische Ansicht aufweisen kann.
-
Insbesondere bei Barcodelesegeräten, wie sie an den Kassen der Supermärkte vielfach vorkommen, kommt es des Öftern vor, dass die auf den Produkten angebrachten Barcodes in irgendeiner Form beschädigt sind, sodass das Barcodelesegerät diese nicht identifizieren und damit das betreffende Produkt auch preislich nicht erfassen werden kann. Die Produkte werden dabei über ein Förderband in den unmittelbaren Nahbereich des Barcodelesegerätes transportiert, sodass die an der Kasse tätige Person diese nur ergreifen und an einen Display des Barcodelesegeräts zum Einscannen vorbeiführen muss. Wurde der Barcode gelesen, dann ertönt in der Regel ein bestimmter Ton als Bestätigung.
-
Im Falle, dass die Identifizierung des jeweiligen Produktes von dem Barcodelesegeräts wegen einer möglichen Beschädigung des Labels abgelehnt wird, so bleibt der Ton einer Bestätigung aus und die an der Kasse tätige Person muss dann den jeweiligen Barcode von Hand eingeben, was wiederum zeitaufwendig ist und zu einem möglichen Stau der anstehenden Kunden führen kann. Ganz davon abgesehen, dass die an der Kasse tätige Person zuerst versuchen wird, den Barcodebereich glattzustreichen, um vielleicht doch noch Erfolg zu haben, was wiederum eine weitere Zeitverzögerung mit sich bringt. Letzteres kommt insbesondere bei lose in Netzten oder Plastiktüten verpackte Lebensmittel wie Obst vor, wo der Kunde selbst nach dem Wiegen das dabei erhaltene Label auf die Verpackung klebt.
-
Um nun verzerrte oder mechanisch beschädigte Vorlagen, diese beim Scannen so zu korrigieren, dass wieder eine originalgetreue Aussage möglich ist, ist es bekannt, ein sogenanntes OCR-System einzusetzen, das eine automatische Korrektur vornehmen kann. Bei diesem OCR-System handelt es sich um eine Art optische Zeichenerkennung und beschränkt sich vornehmlich auf flache ebene Unterlagen. Hinzu kommt, dass deren Erfassungsqualität mit Schwierigkeiten behaftet ist, wenn beispielsweise unterschiedliche Reflexionen durch Knicke in der Vorlage die Texterkennung fehlerhaft beeinflussen, wobei diese Reflexionen durch Knicke vor allem auch bei Barcodes und Etikette vorkommen können. Dadurch können auch Zeilen verschluckt werden.
-
Grundsätzlich kann man beim Scannen zwei Arten unterscheiden, und zwar indem eine Matrixkamera verwendet wird, mit der die Vorlage im Ganzen aufgenommen wird, oder man benutzt eine Zeilenkamera, die durch eine lineare Bewegung die jeweilige Vorlage seriell erfasst. Hierbei kann es jedoch leicht zu Fehlinterpretationen kommen, da zum einen die richtige Position der jeweiligen mobilen Kamera und zum anderen die Oberflächenbeschaffenheit der zu scannenden Vorlage eine wesentliche Rolle spielen, um keine verzerrte Abbildung zu erhalten. Ferner ist auch die Art und die Position der dabei verwendeten Lichtquelle von Bedeutung, um nicht eine ungleichmäßige Helligkeitsverteilung zu erhalten.
-
In diesem Zusammenhang ist beispielweise aus der
DE 10 2006 032 533 B3 ein Verfahren zum Entzerren einer mittels einer Scanneinrichtung eingescannten zweidimensionalen Abbildung einer nicht ebenflächigen Vorlage bekannt, wobei hierbei die Vorlage Ebenheitsabweichungen an nicht vorbekannten Positionen und in einer nicht vorbekannten Form aufweisen kann. Mit diesem bekannten Verfahren soll insbesondere die eingescannte Abbildung einer gewölbten Buchseite eines geöffneten Buches entzerrt werden.
-
Diese Entzerrung soll gemäß dieser Druckschrift durch folgende Schritte erreicht werden: Bei jedem Scannvorgang wird ein Lichtstreifen über die Vorlage bewegt, wobei mit mindestens einer Matrixkamera Bildsequenzen der Vorlage mit dem über die Vorlage bewegten Lichtstreifen aufgezeichnet werden. Aus diesen Bildsequenzen wird durch zeitliche und räumliche Auswertung des bewegten Lichtstreifens die dreidimensionale Oberflächenform der Vorlage mittels an sich bekannter Auswerteverfahren bestimmt. Anschließend wird jedem so ermittelten dreidimensionalen Oberflächenpunkt der Vorlage genau ein zweidimensionaler Bildpunkt in der eingescannten Abbildung zugeordnet und daraus eine entzerrte, weitgehend originalgetreue zweidimensionale Kopie der Vorlage berechnet. Bei diesem bekannten Verfahren kommt somit die sogenannte 3D-Technik zur Anwendung, die jedoch gegenüber der vorliegenden Erfindung als wesentlich aufwendiger betrachtet werden muss. In diese Kategorie kommen auch bekannte 3D-Lösungen, bei denen mit mehreren zusätzlichen Kameras oder mit Laser gearbeitet wird.
-
Ferner ist aus der
DE 100 17 862 C2 ein Barcodelesegerät mit einer optoelektronischen Vorrichtung bekannt, mit der Barcodes erfasst werden sollen, die sich auf der Mantelfläche von in der Medizintechnik verwendeten Proberöhrchen angebracht sind und die senkrecht stehend auf Förderbändern bewegt werden. Hierbei ist zur Identifikation der Proben das Barcodelesegerät seitlich zum Förderband stationär angeordnet.
-
Bei diesem bekannten Barcodelesegerät geht es jedoch vor allem um die richtige Lage des Barcodes zu dem Lesegerät, was nicht immer der Fall ist, weswegen man die Proberöhrchen entsprechend in ihre richtige Position drehen müsste, was aber sehr aufwendig ist. Um hier Abhilfe zu schaffen, schlägt daher diese bekannte Druckschrift ein optoelektronisches Barcodelesegerät vor, mit dem Marken und Barcodes in unterschiedlicher räumlicher Orientierung sicher erfasst werden können, wobei man hier von einwandfreien Vorlagen ausgeht und das Problem mit dem Auslesen, das heißt Identifizieren von defekten Vorlagen wie Barcodes hier keine Rolle spielt.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zum Identifizieren einer verzerrten Abbildung einer Vorlage, die beim Scannen von dieser erhalten wird, anzugeben, welches in der Lage ist, Vorlagen wie Labels und Etikette sowie auch Bücher oder ebenflächige Einzelvorlagen mit einem relativ geringen Aufwand zuverlässig und fehlerfrei zu identifizieren und somit im Ergebnis als originalgetreue Information zu erfassen.
-
Lösung der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf einfache Weise durch ein System dadurch gelöst, dass die verwendete Scanneinrichtung eine Identifizierungseinheit aufweist, die im Falle einer verzerrten Vorlage wie ein verzerrtes Label, dieses derart entzerrt, dass ein korrigiertes dem Original entsprechendes Label zu dessen Identifizierung vorliegt, wobei hierzu die Identifizierungseinheit die beim Scannen erhaltenen Daten bündelt und das Ergebnis durch eine Faltungsmatrix in horizontale und vertikale Pixelbündel katalogisiert und dabei einerseits die horizontalen Pixelbündel in der Form von verdichteten Strukturen mit annähernd horizontalen Referenzlinien sowie die oberen und unteren Randbegrenzungen der zu identifizierenden Vorlage zur Orientierung heranzieht und andererseits hierfür auch die vertikalen Pixelbündel in der Form der äußeren Randbegrenzungen hinzu kommem, um die Referenzlinien und die Randbegrenzungen durch eine Interpolierung mit Hilfe eines an sich bekannten mathematischen Auswerteverfahren zu glätten, wodurch man eine korrigierte und dem Original entsprechende entzerrte Vorlage erhält.
-
Durch das erfindungsgemäße System wird vorteilhaft erreicht, dass ein Korrektursystem für die Entzerrung einer Vorlage beziehungsweise einer Abbildung erhalten wird, das nur relativ wenig Speicherplatz benötigt und daher vor allem als eine so genannte App beispielweise in einem stationären oder mobilen Barcodelesegerät oder auch in Smartphones mit einer Kamera zum Einsatz kommen kann. Hierbei sind für die Bildbearbeitung vorteilhaft keine Abläufe wie eine Binarisierung und/oder Skalierung der eingescannten Abbildungen erforderlich, da lediglich mit einer so genannten Faltungsmatrix (Convolution Matrix) gearbeitet wird. Bei dieser erfolgt die Ausrichtung und Orientierung der Strukturen jeder Vorlage in der Form von horizontalen und vertikalen Pixelbündeln, die katalogisiert werden. Dabei werden die horizontalen Strukturen aus möglichen Strichmarkierungen, Pixellabels, Textzeilen, Graphiken sowie den oberen und unteren Rändern der jeweiligen Vorlage gebildet. Wogegen für die vertikale Orientierung bei der Bearbeitung einer verzerrten Abbildung die Seitenbereiche und beispielweise auch der mittige Bindungsbereich eines gebundenen Dokuments dienen.
-
Aus den genannten Strukturen wird sodann ein so genannter Polygonzug ermittelt, bei dem es sich um eine zusammenhängende Folge von Strecken handelt, der auch als Streckenzug bezeichnet wird. Hierbei werden ganz allgemein aus den horizontalen Bereichen die kumulativen Segmente der oberen und unteren Ränder des Dokuments als Hauptlinienzug betrachtet, das heißt, es werden eine Art Referenzlinien gebildet, die in den Randbegrenzungen verdichtet sind, wogegen für die vertikalen Segmente auch die vertikalen Ränder eines jeweiligen Dokuments betrachtet werden. Im Falle eines Buches auch dessen gedachte Mittellinie.
-
Der so gebildete obere und untere Polygonzug wird dann als mathematische Funktion für die Berechnung einer Entzerrung einer vorliegenden verzerrten Vorlage verwendet, und zwar zu einer Rückführung zu der ursprünglichen originalen Abbildung diese Vorlage, respektive dem ursprünglichen Bild und/oder Text. Hierbei kann der vertikale Polygonzug auch für eine optische Seitentrennung bei Büchern und auch für eine perspektivische Korrektur verwendet werden.
-
Diese mehreren Polygonzüge werden durchgehend ohne eine Unterbrechung erhalten, was aufgrund eines an sich bekannten Auswerteverfahren durch ein Interpolieren und Glätten erreicht wird, und zwar mittels eines Ausgleichspolynom (kleinste-Quadrate-Polynom) p
n mit einem Grad n, welches durch folgende Beziehung bestimmt wird:
-
Hierbei bezeichnen (xj, yj) mit (j = 1, 2, ..., m) die gegebenen Datenpaare.
-
Mit der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, bei Vorlagen mögliche Texte von Bildern oder Graphiken in einfacher Weise voneinander zu trennen. Auch können damit leicht aus einer gescannten Vorlage Buchstaben und/oder Schriftzeichen herausgesucht werden. Schließlich können auch Einzelblätter beispielsweise aus Aktenordnern oder Schnellheftern bequem als Vorlagen dienen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf eine verzerrte Vorlage mit einem 1D- und einem 2D-Code, 1 eine Draufsicht auf eine verzerrte Vorlage mit einem 1D- und einem 2D-Code,
-
2 die in 1 gezeigte Draufsicht der verzerrten Vorlage, deren gesamter Inhalt in Strukturen gebündelt worden ist, von denen unterhalb von diesen punktierte Referenzlinien gebildet sind und die in
-
3 in einem vergrößerten Ausschnitt einer Einzelheit „X” gemäß 2 deutlich zu sehen sind und
-
4 zeigt eine vereinfacht dargestellte Scanneinrichtung eines Supermarktes, in welcher eine Identifizierungseinheit für verzerrte Labels integriert ist.
-
Weg zur Ausführung der Erfindung
-
Die in 1 in der Draufsicht gezeigte Vorlage – bezeichnet mit 1 – besitzt unter anderem einen so genannten 1D-Streifencode 2 mit einer optisch elektronisch lesbaren Schrift aus verschiedenen breiten, parallelen Strichen und Lücken. Hier sind die Daten nur in einer Richtung eindimensional codiert. Im Gegensatz dazu zeigt die 1 auch einen so genannten 2D-Barcode 3, bei dem die Daten in der Form einer Fläche über zwei Dimensionen verteilt sind, das heißt, diese weisen verschiede Striche und Punkte mit dazwischen liegenden Lücken mit möglichst hohem Kontrast auf. Der Vorteil gegenüber einem 1D-Barcode ist eine wesentlich höhere Dichte an Nutzinformationen.
-
Zu sehen ist ferner in 1, dass die Vorlage 1 eine leicht wellige Beschaffenheit besitzt, sodass die horizontal gerichteten Linien – stellvertretend ist nur die untere Linie mit 4 bezeichnet – leicht gebogen verlaufen und die vertikal verlaufenden parallelen Striche und Lücken des 1D-Barcodes 2 – stellvertretend ist nur ein mittlerer Strich mit 5 bezeichnet – ebenfalls leicht gekrümmt verlaufen.
-
In 2 ist dagegen die Vorlage 1 gemäß 1 als gescannte Abbildung 6 gezeigt, bei welcher der gesamte Inhalt der Vorlage 1 in Strukturen gebündelt ist, welche in Pixelbündel katalogisiert werden. Stellvertretend für die horizontale Linie 4 in 1 ist daraus eine Struktur 7 geworden, welche in der Einzelheit „X” gemäß 3 eine als punktierte Linie gezeigte Art verdichtete Referenzlinie 8 angegeben ist. Gleichzeitig werden für die horizontale Orientierung die oberen und unteren Begrenzungsränder der verzerrten Abbildung 6, bezeichnet mit 9 und 10, als verdichtet Pixelbündel herangezogen.
-
Wie ferner aus 2 ersichtlich ist, besitzt die gescannte und verzerrte Abbildung 6 auch vertikal verlaufende Begrenzungslinien, welche an den äußeren Rändern mit 11 und 12 bezeichnet sind. Diese Begrenzungslinien 11 und 12 werden ebenfalls als vertikale Pixelbündel sowie die Pixelbündel 5 katalogisiert und zur Orientierung zu vertikale Art Referenzlinien verdichtet und gehen somit neben den annähernd horizontalen Referenzlinien 8 und den Begrenzungsrändern 9 und 10 auch in die Funktion des mathematischen Auswerteverfahren ein.
-
Die in 4 vereinfacht dargestellte Kassenstadion eines nicht dargestellten Supermarktes – bezeichnet mit 13 – besitzt als Herzstück eine Scanneinrichtung 14 mit einem an sich bekannten mehrseitigen Scanner 15, der Barcodes auf allen Seiten eines Produkts erkennen kann, das an diesem vorbei geführt wird. Die Erkennung des jeweiligen Barcodes wird dabei durch einen Signalton bestätigt. In dem mehrseitigen Scanner 15 ist eine nicht näher dargestellte Identifikationseinheit 16 integriert, die im Falle eines verzerrten Barcodes, der auf Anhieb von der Scanneinrichtung 14 nicht identifiziert werden kann, eine Korrektur entsprechend dem erfindungsgemäßen Systems vornimmt, sodass dennoch eine Bestätigungston erklingt und der Code nicht zeitraubend von Hand eingegeben werden muss. In 4 ist ferner auf einem Förderband 17 ein zu scannendes Produkt 18 angedeutet, auf dem sich ein Querbarcode 19 befindet, wobei schließlich über der Scanneinrichtung 14 noch eine Eingabetafel 20 für Produkte und Preise angeordnet ist.
-
Am Beispiel der Kassenstation 13 gemäß 4, in welcher das erfindungsgemäße System durch die Identifikationseinheit 16 in der Form einer entsprechend ausführenden Software als so genannte App integriert ist, wird nachfolgend der Ablauf des erfindungsgemäßen Systems kurz erläutert.
-
Die in 1 gezeigte Vorlage 1 mit dem Barcode 2 sei in dieser Lage Bestandteil des Produktes 18 und sei wiederum auf diesem verzerrt aufgebracht, sodass eine herkömmliche Scanneinrichtung diesen Strich-Barcode 2 nicht lesen, respektive nicht identifizieren kann, wodurch bei einem Vorbeiführen dieses von dem Förderband 17 kommenden Produktes 18 an dem mehrseitigen Scanner 15 kein Bestätigungston initiiert wird. Jedoch aufgrund der in der Scanneinrichtung 14 der Kassenstation 13 integrierten Identifikationseinheit 16 erfolgt dabei unmittelbar eine Korrektur des verzerrten Labels und der Bestätigungston ertönt trotz der schlechten Beschaffenheit des besagten Barcodes 2. Dies ist deshalb möglich, da hierzu die Identifizierungseinheit 16 die beim Scannen erhaltenen Daten bündelt und das Ergebnis durch eine Faltungsmatrix in horizontale und vertikale Pixelbündel katalogisiert und dabei einerseits die horizontalen Pixelbündel 4 in der Form von verdichteten Strukturen 7 mit annähernd horizontalen Referenzlinien 8 sowie die oberen und unteren Randbegrenzungen 9 und 10 der zu identifizierenden Vorlage 1 zur Orientierung heranzieht und andererseits hierfür auch die vertikalen Pixelbündel 5 und in der Form der äußeren Randbegrenzungen 11 und 12 hinzu kommen, um die Referenzlinien 8 und die Randbegrenzungen 9–12 durch eine Interpolierung mit Hilfe des vorgesehenen an sich bekannten mathematischen Auswertverfahrens zu glätten, wodurch man dann eine korrigierte und dem Original entsprechende Abbildung (6) erhält.
-
Gewerbliche Anwendbarkeit
-
Die vorliegende Erfindung kann vorteilhaft auf vielen Gebieten eingesetzt werden, und zwar dort wo die Notwendigkeit besteht, originalgetreue Kopien von verzerrten Abbildungen zu erstellen. Insbesondere bietet sich im besonderen Maße der Einsatz bei Kassen in Supermärkten an, da hier die Kunden beispielsweise durch ein eigenes Wiegen von losen Produkten wie Obst und Gemüse den dabei erstellten Barcodelabel selbst auf die Produkte beziehungsweise deren Verpackung kleben und dabei oft weniger auf dessen glattes Aufliegen achten, sodass dieser dann verzerrt an der Kasse ankommt.
-
Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße System auch für mobile Produktscanner, die von Hand über das jeweilige Label geführt werden. Auch sind hierfür bekannte Einzugs- oder Durchzugsscanner von Lottoscheinen denkbar, denn es kommt nicht selten vor, dass Kunden zerknitterte Lottoscheine vorlegen, die es dennoch zu identifizieren gilt, um einen möglichen Gewinn feststellen zu können. Nicht zuletzt eignet sich das erfindungsgemäße System als App für jede Kamera bei mobilen elektronischen Geräten wie Smartphones, iPhones, iPads oder Tablets, denn da kann leicht durch eine falsche Haltung dieser mobilen Geräte eine verzerrte Abbildung entstehen, die somit nicht mehr gut lesbar ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorlage
- 2
- 1D-Streifencode (Barcode)
- 3
- 2D-Barcode
- 4
- horizontale Linie
- 5
- vertikaler Strich
- 6
- gescannte Abbildung
- 7
- Struktur
- 8
- Referenzlinie
- 9
- obere Randbegrenzung
- 10
- untere Randbegrenzung
- 11
- äußere Randbegrenzung rechts
- 12
- äußere Randbegrenzung links
- 13
- Kassenstation
- 14
- Scanneinrichtung
- 15
- mehrseitiger Scanner
- 16
- Identifizierungseinheit
- 17
- Förderband
- 18
- Produkt
- 19
- Querbarkode
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006032533 B3 [0007]
- DE 10017862 C2 [0009]
