EP1770037B1 - Procédé pour détecter des envois postaux en prises multiples par analyse de l'image du chant des envois - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the field of the processing of postal items in a postal sorting machine and more particularly to a method for the detection of overlapping mail items commonly known in the art as multiple mailing.
- the method according to the invention applies to small format postal items such as letters or large (very large) format such as magazines.
- a first method is to perform downstream unstacking mechanical friction on both sides of a current shipment so as to separate where appropriate another shipment overlapping face-to-face the current shipment.
- a second method consists in measuring, at several measurement points on the path of the shipments, certain physical quantities of the items such as the length, the thickness, the height to detect the presence of items in multiple taps.
- a third method consists of detecting the presence of multicast sending by image analysis.
- this third method it is possible to form the image of a transmission viewed from the front (this image being generally provided by the optical reading for the address reading) and the presence of multiple-link messages is detected by an analysis of the upper outline of the shipment as described in the document FR2841487 .
- this third method it is also possible to form an image of the lower edge (slice below) of the sending by means of a camera placed under the path of the sending.
- a camera placed under the path of the sending.
- a linear CCD scanning camera scanning transversely to the direction of travel of the item and therefore at the lower edge (side) of the item
- the image is a multi-level gray image (MNG image).
- the digital image is analyzed line by line according to the scanning direction (the direction perpendicular to the direction of movement of the consignment) to measure the gray level values on each line and if on the whole lines, we detect two or more maxima spaced on each line that repeat in a prerecorded pattern on a set of lines in the image, we deduce the presence of mail items in multiple take.
- the first method of detecting multiple-socket shipments has the disadvantage of generating significant integration costs in a postal sorting machine.
- postal items can be damaged by the effect of friction on shipments.
- the second method of detecting multicast shipments has the disadvantage of not being suitable for a broad spectrum of mailings.
- the contour analysis according to the third method may be insufficient to detect situations of multiple sending in which a sending seen from the front is completely hidden by another larger sending.
- the object of the invention is to propose a method for detecting multicast shipments based on the analysis of an image of the lower side of an item moved on edge but improved in that it is adapted to detect multi-tap situations on a wide range of mail including very fine postal items (eg reply coupon type postal items with a thickness of approximately 0.15mm) for which the difference between two maxima on a line analysis can be very small and not detectable by the known process of the document WO-03047773 . It has been found that on a lot of shipments, 80% of the cases of multiple catch involve fine letters whose separation is difficult to detect. In addition, the invention aims at a robust and independent detection method of prerecorded models.
- very fine postal items eg reply coupon type postal items with a thickness of approximately 0.15mm
- the subject of the invention is a method for detecting overlapping multiple-item postal items, in which sing-on-edge items are moved over a camera and a multi-level gray-scale image of the edge of the voice is formed.
- transmissions for detecting by image analysis the presence of overlapping items characterized in that the multi-level gray image is transformed into a binary image which reveals a boundary defined by a so-called clear zone, which is the reflection of the singing of at least one sending, extending between two so-called dark zones, this boundary having a first profile called right profile and a second profile said left profile, and in that the right and left profiles are analyzed to detect a profile discontinuity that is indicative of the presence of overlapping items.
- the light zone is the reflection of the edge or lower side of a mailpiece, but it is understood that the method according to the invention extends to a simple inversion light zone / dark zone in the where it is the dark area that is a reflection of the singing of a mailing.
- FIG. 1 there is shown a mailpiece 1 (seen from the front) which is moved on edge by a conveyor 2 (for example to the double-belt conveyor between which the mail is pinched) in a conveying direction indicated by the arrow 3.
- a conveyor 2 for example to the double-belt conveyor between which the mail is pinched
- the conveyor 2 is placed between a destacker and the sorting outlets of a conventional postal sorting machine and not shown in the drawings.
- a linear camera 4 "CCD” is disposed under the conveyor 2 to form through a dust-proof glass 5 a digital image multi-level gray (MNG) of the lower side 6 of the consignment 1 on edge.
- MNG digital image multi-level gray
- a high-resolution camera 4 for example with a resolution of 20 pixels per millimeter, is used to detect a separation of about 0.10 mm between two overlapping shipments.
- a lighting system of the underside of the sending consisting of two laser diodes provided with a 22 ° line generator having for example a wavelength of 650nm and a power of 5mW. These unrepresented laser diodes are positioned under the conveyor so as to direct light beams converging at a very low incidence of the order of 25 °, which makes it possible to avoid the shadow of the illumination due to a sending placed at a lower level. than another shipment.
- These laser diodes make a lighting plan rectangular length of about 40mm in the horizontal direction perpendicular to the direction 3 over a width of 3mm in the direction 3. In the case of large or very large format mail, the length of the lighting plan can be adjusted to about 50mm .
- the camera 4 is preferably a 512-point linear CCD strip equipped with an adjustable F1.6 / 25mm lens for small format mail and large or very large format mail.
- the entire optical system has a resolution of the order of 20 dots / mm in the horizontal direction perpendicular to the direction 3 and a variable resolution of 3 to 8 dots / mm in this direction 3 for the small format mail as a function of the conveying speed.
- the resolution can be respectively 15 points / mm and variable from 3 to 6 points / mm. This high resolution contributes to making the process according to the invention effective.
- the image is triggered in response to a signal provided by a passage sensor disposed along the conveyor as is well known and the images are processed in real time.
- the sensitivity of the CCD sensor causes noise in the image MNG and therefore requires for the detection of multichannel sending a suitable processing which is detailed below.
- a high resolution MNG image is formed on the lower side of a sensor detected shipment (eg an image having a size of 240 pixels by 800 pixels). On the basis of this image, a two-phase treatment is carried out.
- the first phase of processing consists in launching a set of processes in parallel to detect by global or local approaches the presence of a dark zone between two clear zones characterizing the presence of two or more multicoptions.
- a first process consists in automatically searching at step 32 for a threshold adapted to binarize the image MNG from the histogram of the image MNG.
- the threshold binarization is a global approach to image processing MNG which is perfectly suited to noisy images. For example, a valley is traditionally searched between two maxima in the histogram to determine the value of the threshold.
- the image MNG is binarized to obtain an image binary (represented figure 3 ) in which two types of distinct areas appear: dark areas ZS and light areas ZC, a light area ZC delimiting the bottom side of at least one item 1, a dark area ZS delimiting the free space around this side of sending.
- the pixels of a dark area ZS of the binary image are black and the pixels of a bright area ZC of the binary image are white.
- the binary image, obtained in step 33, is shown delimited by dashed lines and illustrating the underside of two postal items 1 oriented in the conveying direction 3.
- the two overlapping items are in double hold and are separated by a visible space thanks to the high resolution that we seek to detect in the rest of the process.
- the pixel line image is scanned at pixel line by pixel line (the pixel lines of the binary image being oriented perpendicular to the conveying direction 3). It is considered a pixel line index and j is a pixel column index thereafter.
- Each line is scanned to count the number of transitions from a dark area ZS to a light area ZC, called transition ZS-ZC.
- a calculation representative of the average number of transitions ZS-ZC per line for the binary image is performed so as to obtain a result S1 which can be defined from the following relation:
- S ⁇ 1 ⁇ lines number of transitions per line total number of lines - 1
- ZS-ZC-ZS-ZC we can deduce the presence of two double-ended shipments if S1 is close to 1. If S1 is close to 0, we can deduce the presence of a single shipment. For a simple decision consisting of an alternation of a dark zone, a light zone and a dark zone (ZS-ZC-ZS), only a ZS-ZC transition will be counted during the scanning of a line. Similarly, for a double plug characterized by alternating ZS-ZC-ZS-ZC-ZS, there will be only two transitions ZS-ZC. Therefore, ZS-ZC-ZS-ZC is the minimum requirement for the detection of two double-ended shipments with a space between shipments.
- the detection of the presence of multiple-taped items is performed only on the basis of the result S1, which has the advantage of being fast and perfectly adapted to the real-time processing of the items. Postal.
- the second process consists in filtering (step 35) the image MNG formed in step 31 by a high-pass filter, which constitutes a local approach to the processing of the image MNG.
- a high-pass filter which constitutes a local approach to the processing of the image MNG.
- gradient filtering emphasizes transitions between highly contrasted areas. After filtering, only the dark to light transitions are retained because the light to dark transitions give negative values and are therefore eliminated by the Max operator. Such filtering has the advantage of being able to detect multiple items in multiple connections.
- the filtering step 35 is followed by a threshold search step 36 from the histogram of the filtered image, a step 37 of binarization of the filtered image from the threshold obtained in step 36 and a step 38 of calculating the average number of transitions per line to obtain a result S2.
- the processes performed in steps 36 to 38 of the second process are identical to steps 32 to 34 of the first process. However, in the second process, steps 36 to 38 are applied to the filtered image obtained in step 35. Therefore, the second process combines local and global approaches.
- the MNG image is filtered by a linear combination of the gradient and the MNG image to be less sensitive to noise which smooths the image.
- step 40 the filtered image is binarized in step 39 by means of a preset threshold.
- step 41 the average number S3 of transitions per line in the binary image is calculated as previously described for S1 and S2.
- the fourth process consists in cutting (step 42) the image MNG in the direction perpendicular to the conveying direction 3 so as to obtain MNG image bands of fixed size equal to eight lines for example.
- step 43 for each band, a projection is carried out according to the conveying direction 3, that is to say that the average of the gray levels of the pixels per column of the image MNG is calculated so that the lines of a band are all the same after projection.
- the MNG image is smoothed which renders the method of detection of multi-taps less susceptible to noise.
- step 44 one searches for a line of each band (all the lines are identical) the number of maxima in terms of gray levels.
- the search for maxima can first consist in a search for local maxima and minima, then if the local maxima or minima are not very different or too close then we reject them, until finding a minima located between two maxima for the detection of a double socket.
- the results S1, S2, S3 and S4 are combined at step 46, for example by averaging the results S1, S2, S3 and S4 to obtain a final result S.
- Other types combinations are possible without departing from the scope of the invention: linear combination, maximum, minimum, integral fuzzy.
- the choice of the operator aggregation allows the combination to be steered to more or less harden the decision of multiple tap detection. These operators can be generalized by more complex operators such as a knowledge-based expert system or a network of neurons. This combination of results S1 to S4 helps to improve the rate of detections of multi-taps and reduces detections wrongly.
- step 47 the final result S is compared with a predefined threshold ⁇ , for example equal to 0.15. If the final result S is greater than the threshold, it is possible to deduce the presence of multiple-taped items at 48. If the final result S is less than the threshold, according to the invention, the second phase of the processing which begins at the end of the invention is continued. Step 49.
- the threshold ⁇ is chosen to obtain a good compromise between the false sorting directions and the single-entry messages wrongly detected as a multiple take.
- the second phase of the processing is normally activated after the first phase of detection of the transitions, but it is understood that this second phase could be implemented separately from the first phase.
- step 49 the binary image obtained from the histogram is retrieved in step 33, and the profiles of a boundary extending between two dark zones ZS are extracted from the binary image as is described below.
- the left profile of the transmission is defined as the first pixel of a clear zone ZC when one traverses each line of the binary image Ibin from left to right.
- FIG 4 we show an example of a binary image obtained in step 34 and for which the four previous methods do not allow to detect a space between two clear areas ZC.
- the left profile of the represented binary image figure 4 is illustrated figure 5 .
- step 50 the discontinuities of each of the left and right profiles are detected by means of the following finite difference:
- a discontinuity higher than a threshold value for one of the profiles is noted then we deduce the presence of multiple-taped shipments in step 51. Otherwise, we deduce the presence of a sending simple in 52.
- two discontinuities of profile are shown.
- the threshold value for the detection of a discontinuity can be set at 3 pixels.
- the description of the above embodiment is in no way limiting of the invention.
- the border extending between two dark zones ZS can be defined by a light zone which is not continuous.
- steps 49 to 52 of the method may be applied to overlapping postal items that are separated by a space.
- steps 49 to 52 makes a method for detecting multicast shipments more robust by analyzing images of the items seen from below.
- the combination of the two detection phases makes it possible to adapt to different situations of shipments such as curved, damaged or open folds.
- the detection method according to the invention can be continued by measuring the thickness of each detected shipment as a single shipment at 52.
- Ep (i) therefore indicates the thickness of the consignment at each point along the underside of the consignment. It is thus possible to calculate for a shipment, a maximum thickness, a minimum thickness, an average thickness and a standard deviation on the thickness.
- step 52 for analyzing the state of the shipment by means of two complementary measurements.
- the first measure we try to evaluate the regularity of the right and left profiles indicated above.
- APg for the left profile
- APd for the right profile.
- a polygonal approximation is to approach the left and right profiles by right segments.
- the second measure is to determine if a mail item is damaged. It consists in measuring, in the binary image, the proportion of connected components of dark zones ZS included in clear zones ZC.
Landscapes
- Sorting Of Articles (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Character Discrimination (AREA)
- Devices For Checking Fares Or Tickets At Control Points (AREA)
- Controlling Sheets Or Webs (AREA)
Description
- La présente invention concerne le domaine du traitement d'envois postaux dans une machine de tri postal et plus particulièrement un procédé pour la détection d'envois postaux se chevauchant appelés couramment dans la technique envois en prise multiple.
- Le procédé selon l'invention s'applique à des envois postaux de petit format comme les lettres ou grand (très grand) format comme les magazines.
- On sait que lors du dépilage automatique d'envois postaux dans une machine de tri postal, il arrive que deux ou plusieurs envois soient dépilés ensemble (ce qui est appelée une prise double ou multiple) ce qui fait qu'ils sont convoyés en se chevauchant. Des envois en prise multiple se chevauchant ne peuvent pas être triés correctement de façon automatique.
- Il existe plusieurs méthodes connues de détection d'envois postaux en prise multiple.
- Une première méthode consiste à effectuer en aval du dépilage une friction mécanique sur les deux faces d'un envoi courant de sorte à séparer le cas échéant un autre envoi chevauchant face contre face l'envoi courant.
- Une seconde méthode consiste à mesurer en plusieurs points de mesure sur le trajet des envois certaines grandeurs physiques des envois comme la longueur, l'épaisseur, la hauteur pour détecter la présence d'envois en prise multiple.
- Une troisième méthode consiste à détecter la présence d'envois en prise multiple par analyse d'image. Dans cette troisième méthode, on peut former l'image d'un envoi vu de face (cette image étant généralement fournie par la lecture optique pour la lecture d'adresse) et on détecte la présence d'envois en prise multiple par une analyse du contour supérieur de l'envoi comme cela est décrit dans le document
FR2841487 - On peut également encore selon cette troisième méthode former une image du chant inférieur (tranche du dessous) de l'envoi à l'aide d'une caméra placée sous le trajet de l'envoi. Dans le document de brevet
WO-03047773 - La première méthode de détection d'envois en prise multiple présente l'inconvénient de générer des coûts importants d'intégration dans une machine de tri postal. Par ailleurs, les envois postaux peuvent être endommagés par l'effet de la friction exercée sur les envois.
- La seconde méthode de détection d'envois en prise multiple présente l'inconvénient de ne pas être adaptée à un large spectre d'envois.
- L'analyse de contour selon la troisième méthode peut se révéler insuffisante pour détecter des situations d'envois en prise multiple dans lesquelles un envoi vu de face est complètement caché par un autre envoi de plus grande taille.
- Le but de l'invention est de proposer un procédé de détection d'envois en prise multiple basé sur l'analyse d'une image du côté inférieur d'un envoi déplacé sur chant mais améliorée en ce qu'elle est adaptée pour détecter des situations de prise multiple sur un large spectre de courrier y compris avec des envois postaux très fins (par exemple des envois postaux du type coupon réponse ayant une épaisseur d'environ à 0,15mm) pour lesquels l'écart entre deux maxima sur une ligne d'analyse peut être très petit et non détectable par le procédé connu du document
WO-03047773 - A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour détecter des envois postaux en prise multiple se chevauchant, dans lequel on déplace des envois sur chant au dessus d'une caméra et on forme une image multi-niveaux de gris du chant des envois pour détecter par analyse d'image la présence d'envois se chevauchant, caractérisé en ce que on transforme l'image multi-niveaux de gris en une image binaire qui fait apparaître une frontière définie par une zone dite claire, qui est le reflet du chant d'au moins un envoi, s'étendant entre deux zones dites sombre, cette frontière ayant un premier profil dit profil droit et un second profil dit profil gauche, et en ce que on analyse les profils droit et gauche pour détecter une discontinuité de profil qui est indicative de la présence d'envois se chevauchant. En pratique, comme indiqué ci-dessus la zone claire est le reflet du chant ou côté inférieur d'un envoi postal, mais il est entendu que le procédé selon l'invention s'étend à une simple inversion zone claire/zone sombre dans le cas où c'est la zone sombre qui est le reflet du chant d'un envoi postal.
- Le procédé selon l'invention peut présenter en outre les particularités suivantes :
- la détection de discontinuité du profil est effectuée sur la base d'une image binaire obtenue par seuillage des pixels de l'image multi niveaux de gris formée par la caméra ;
- l'analyse du profil de ladite frontière est précédée par une recherche dans l'image d'au moins une double alternance d'une zone claire et d'une zone sombre ;
- on recherche une double alternance d'une zone claire et d'une zone sombre dans une image binaire obtenue par seuillage des pixels de l'image multi niveaux de gris formée par la caméra ;
- on recherche une double alternance d'une zone claire et d'une zone sombre dans une image binaire obtenue par seuillage des pixels d'une image filtrée résultant d'un filtrage passe-haut de l'image multi niveaux de gris formée par la caméra ;
- le filtrage est un filtrage du type gradient ;
- le filtrage du type gradient est modifié avec les pixels de l'image multi niveaux de gris ;
- on découpe en bande l'image multi niveaux de gris formée par la caméra et on recherche une double alternance d'une zone claire et d'une zone sombre dans chaque bande de cette image ;
- on effectue en parallèle plusieurs processus différents pour rechercher une double alternance d'une zone claire et d'une zone sombre dans une image et on combine les résultats obtenus par ces processus pour détecter la présence d'envois en prise multiple ;
- on exploite les profils droit et gauche de la frontière pour déterminer des données indicatives de l'épaisseur de l'envoi ;
- on exploite les profils droit et gauche de la frontière pour déterminer des données indicatives de l'état ouvert fermé ou encore abîmé de l'envoi.
- Le procédé selon l'invention est maintenant décrit plus en détail ci-après en relation avec les dessins.
- La
figure 1 illustre de façon très schématique le principe de la formation d'une image du côté inférieur d'un envoi déplacé sur chant. - La
figure 2 montre l'organigramme des différentes étapes du procédé selon l'invention. - La
figure 3 illustre une image binaire obtenue par le procédé selon l'invention. - La
figure 4 illustre une image binaire obtenue par le procédé selon l'invention. - La
figure 5 illustre le profil gauche de la zone claire dans l'image de lafigure 4 . - La
figure 6 illustre le profil droit de la zone claire dans l'image de lafigure 4 . - Sur la
figure 1 , on a représenté un envoi postal 1 (vu de face) qui est déplacé sur chant par un convoyeur 2 (par exemple au convoyeur à double bandes entre lesquelles l'envoi est pincé) selon une direction de convoyage indiquée par la flèche 3. Le convoyeur 2 est par exemple placé entre un dépileur et les sorties de tri d'une machine de tri postal classique en soi et non représentée sur les dessins. - Comme visible sur la
figure 1 , une caméra linéaire 4 « CCD » est disposée sous le convoyeur 2 pour former à travers une vitre anti-poussière 5 une image numérique multi niveaux de gris (MNG) du côté inférieur 6 de l'envoi 1 sur chant. - De préférence, on utilise une caméra 4 à haute résolution, par exemple d'une résolution de 20 pixels par millimètre qui permet de repérer une séparation d'environ 0,10 mm entre deux envois se chevauchant. En plus, on utilise un système d'éclairage du dessous de l'envoi constitué par deux diodes laser munies d'une génératrice de ligne à 22° ayant par exemple une longueur d'onde de 650nm et une puissance de 5mW. Ces diodes laser non représentées sont positionnées sous le convoyeur de sorte à diriger des faisceaux lumineux convergeant selon une incidence très faible de l'ordre de 25° ce qui permet d'éviter l'ombre de l'éclairage due à un envoi disposé plus bas qu'un autre envoi. Ces diodes laser réalisent un plan d'éclairage rectangulaire de longueur d'environ 40mm dans la direction horizontale perpendiculaire à la direction 3 sur une largeur de 3mm dans la direction 3. Dans le cas de courrier grand ou très grand format, la longueur du plan d'éclairage peut être réglée à environ 50mm.
- La caméra 4 est de préférence une barrette « CCD » linéaire de 512 points équipée d'un objectif F1.6/25mm réglable pour le courrier de petit format et le courrier grand ou très grand format.
- L'ensemble du système optique a une résolution de l'ordre de 20 points/mm dans la direction horizontale perpendiculaire à la direction 3 et une résolution variable de 3 à 8 points/mm dans cette direction 3 pour le courrier petit format en fonction de la vitesse de convoyage. Pour le courrier grand format, la résolution peut être respectivement de 15 points/mm et variable de 3 à 6 points/mm. Cette haute résolution contribue à rendre efficace le procédé selon l'invention.
- La prise d'image est déclenchée en réponse à un signal fourni par un capteur de passage disposé le long du convoyeur comme cela est bien connu et les images sont traitées en temps réel.
- Toutefois, la sensibilité du capteur CCD entraîne du bruit dans l'image MNG et nécessite donc pour la détection d'envois en prise multiple un traitement adapté qui est détaillé ci-après.
- Dans le procédé selon l'invention dont les étapes principales sont illustrées
figure 2 , on commence par former (étape 31) une image MNG à haute résolution du côté inférieur d'un envoi détecté par le capteur (par exemple une image ayant une taille de 240 pixels par 800 pixels). Sur la base de cette image, on effectue un traitement en deux phases. - La première phase de traitement consiste à lancer un ensemble de processus en parallèle pour détecter par des approches globales ou locales la présence d'une zone sombre entre deux zones claires caractérisant la présence de deux envois ou plus en prise multiple.
- Un premier processus consiste à rechercher à l'étape 32, de manière automatique, un seuil adapté pour binariser l'image MNG à partir de l'histogramme de l'image MNG. La binarisation par seuil constitue une approche globale du traitement de l'image MNG ce qui est parfaitement adapté aux images bruitées. Par exemple, on recherche classiquement une vallée entre deux maxima dans l'histogramme pour déterminer la valeur du seuil. A l'étape 33, l'image MNG est binarisée pour obtenir une image binaire (représentée
figure 3 ) dans laquelle apparaissent deux types de zones distinctes : des zones sombres ZS et des zones claires ZC, une zone claire ZC délimitant le côté inférieur d'au moins un envoi 1, une zone sombre ZS délimitant l'espace libre autour de ce côté de l'envoi. De manière générale, dans le domaine du traitement de l'image, les pixels d'une zone sombre ZS de l'image binaire sont noires et les pixels d'une zone claires ZC de l'image binaire sont blancs. - Sur la
figure 3 , on a représenté l'image binaire, obtenue à l'étape 33, délimitée par des pointillés et illustrant le côté inférieur de deux envois postaux 1 orientés selon la direction de convoyage 3. Les deux envois se chevauchant sont en prise double et sont séparés par un espace visible grâce à la haute résolution que l'on cherche à détecter dans la suite du procédé. - A la suite de l'étape 33, on analyse en 34 l'image binaire ligne de pixels par ligne de pixels (les lignes de pixels de l'image binaire étant orientées perpendiculairement à la direction de convoyage 3). On considère i comme étant un indice de ligne de pixels et j comme étant un indice de colonne de pixels par la suite. On balaye chaque ligne pour compter le nombre de transitions d'une zone sombre ZS vers une zone claire ZC, appelée transition ZS-ZC. Ensuite, on effectue un calcul représentatif du nombre moyen de transitions ZS-ZC par ligne pour l'image binaire de sorte à obtenir un résultat S1 qui peut être défini à partir de la relation suivante :
- On peut déduire la présence de deux envois en prise double si S1 est proche de 1. Si S1 est proche de 0, on peut en déduire la présence d'un envoi simple. Pour une prise simple constituée d'une alternance d'une zone sombre, d'une zone claire et d'une zone sombre (ZS-ZC-ZS), on ne comptera qu'une transition ZS-ZC lors du balayage d'une ligne. De même, pour une prise double caractérisée par une alternance ZS-ZC-ZS-ZC-ZS, on ne comptera que deux transitions ZS-ZC. Par conséquent, la double alternance ZS-ZC-ZS-ZC est la condition minimum pour la détection de deux envois en prise double avec un espace entre les envois.
- Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la détection de la présence d'envois en prise multiple est effectuée seulement sur la base du résultat S1 ce qui présente l'avantage d'être rapide et parfaitement adapté au traitement temps réel des envois postaux.
- Le deuxième processus consiste à filtrer (étape 35) l'image MNG formée à l'étape 31 par un filtre passe-haut, ce qui constitue une approche locale du traitement de l'image MNG. Par exemple, on utilise comme filtre passe-haut le filtre gradient orienté perpendiculairement à la direction de convoyage 3 pour obtenir une image filtrée dont la valeur de chaque pixel F(i, j) est défini comme suit :
où MNG(i, j) est la valeur en niveau de gris du pixel de coordonnées (i, j) dans l'image MNG. Comme cela est connu, le filtrage par filtre gradient accentue les transitions entre les zones fortement contrastées. Après filtrage, seules les transitions sombre vers claire sont conservées car les transitions claire vers sombre donnent des valeurs négatives et sont donc éliminées par l'opérateur Max. Un tel filtrage présente l'avantage de pouvoir détecter des envois fins en prise multiple. - L'étape 35 de filtrage est suivie d'une étape 36 de recherche de seuil à partir de l'histogramme de l'image filtrée, d'une étape 37 de binarisation de l'image filtrée à partir du seuil obtenu à l'étape 36 et d'une étape 38 de calcul du nombre moyen de transitions par ligne pour obtenir un résultat S2. Les traitements effectués aux étapes 36 à 38 du deuxième processus sont identiques aux étapes 32 à 34 du premier processus. Toutefois, dans le deuxième processus, les étapes 36 à 38 sont appliquées à l'image filtrée obtenue à l'étape 35. Par conséquent, le deuxième processus combine des approches locale et globale.
- Dans le troisième processus, l'image MNG est filtrée par une combinaison linéaire du gradient et de l'image MNG afin d'être moins sensible au bruit ce qui a pour effet de lisser l'image. A l'étape 39, on filtre l'image MNG pour obtenir une image filtrée dont la valeur de chaque pixel F'(i, j) est défini comme suit :
- Des expérimentations ont montré qu'on obtient de bons résultats pour α=2 et β=-3. A l'étape 40, on binarise l'image filtrée à l'étape 39 au moyen d'un seuil préétabli. A l'étape 41, on calcule le nombre moyen S3 de transitions par ligne dans l'image binaire comme décrit précédemment pour S1 et S2.
- Le quatrième processus consiste à découper (étape 42) l'image MNG selon la direction perpendiculaire à la direction de convoyage 3 de manière à obtenir des bandes d'image MNG de taille fixe égale à huit lignes par exemple. A l'étape 43, pour chaque bande, on réalise une projection selon la direction de convoyage 3, c'est-à-dire qu'on calcule la moyenne des niveaux de gris des pixels par colonnes de l'image MNG de sorte que les lignes d'une bande sont toutes les mêmes après projection. Avec un traitement par projection, on lisse l'image MNG ce qui rend la méthode de détection d'envois en prise multiple moins sensible au bruit.
- A l'étape 44, on recherche pour une ligne de chaque bande (toutes les lignes sont identiques) le nombre de maxima en terme de niveaux de gris. Comme cela est connu, la recherche de maxima peut d'abord consister en une recherche de maxima et minima locaux, ensuite si les maxima ou minima locaux sont peu différents ou trop proches alors on les rejette, jusqu'à trouver un minima situé entre deux maxima pour la détection d'une prise double. A l'étape 45, on effectue un calcul représentatif du nombre moyen S4 de maxima pour l'image MNG selon la relation suivante :
- On comprend que pour une valeur de S4 proche de 0 on en déduit la présence d'un envoi simple et que pour une valeur de S4 proche de 1 on en déduit la présence de deux envois en prise double.
- Selon le procédé de l'invention, les résultats S1, S2, S3 et S4 sont combinés à l'étape 46 par exemple en effectuant la moyenne des résultats S1, S2, S3 et S4 pour obtenir un résultat final S. D'autres types de combinaison sont possible sans sortir du cadre de l'invention : combinaison linéaire, maximum, minimum, intégrale floue. Le choix de l'opérateur d'agrégation permet d'orienter la combinaison pour durcir plus ou moins la décision de détection de prise multiple. Ces opérateurs peuvent se généraliser par des opérateurs plus complexes comme un système expert à base de connaissance ou encore un réseau de neurones. Cette combinaison des résultats S1 à S4 contribue à améliorer le taux de détections d'envois en prise multiple et réduit les détections à tort.
- A l'étape 47, le résultat final S est comparé à un seuil τ prédéfini par exemple égal à 0,15. Si le résultat final S est supérieur au seuil, on en déduit la présence d'envois en prise multiple en 48. Si le résultat final S est inférieur au seuil, selon l'invention on poursuit par la seconde phase du traitement qui commence à l'étape 49. On choisit le seuil τ pour obtenir un bon compromis entre les fausses directions de tri et les envois en prise simple détectés à tort comme prise multiple.
- La seconde phase du traitement est normalement activée après la première phase de détection des transitions, mais il est entendu que cette seconde phase pourrait être mise en oeuvre séparément de la première phase.
- A l'étape 49, on récupère l'image binaire obtenue à partir de l'histogramme à l'étape 33, et on extrait de l'image binaire les profils d'une frontière s'étendant entre deux zones sombres ZS comme cela est décrit ci-après.
- La relation suivante définit par exemple le profil gauche Pg(i) de la zone claire ZC de la frontière :
où i désigne l'index de position de ligne, j l'index de position de colonne, Ibin(i, j) la valeur du pixel de coordonnées (i, j) dans l'image binaire obtenue à l'étape 33 et valZC indique la valeur d'un pixel d'une zone claire ZC. On comprend que le profil gauche de l'envoi est défini comme le premier pixel d'une zone claire ZC lorsque l'on parcourt chaque ligne de l'image binaire Ibin de gauche à droite. - Sur la
figure 4 , on montre un exemple d'image binaire obtenue à l'étape 34 et pour laquelle les quatre méthodes précédentes ne permettent pas de détecter un espace entre deux zones claires ZC. Le profil gauche de l'image binaire représentéefigure 4 est illustréfigure 5 . - La relation suivante définit le profil droit Pd(i) d'une zone claire ZC de la frontière :
où i désigne l'index de ligne, j l'index de colonne, Ibin(i, j) la valeur en niveau de gris du pixel de coordonnées (i, j) dans l'image binaire obtenue à l'étape 33 et vaIZC indique la valeur d'un pixel d'une zone claire ZC. On comprend que le profil droit de l'envoi est défini comme le dernier pixel d'une zone claire ZC lorsque l'on parcourt chaque ligne de l'image binaire Ibin de gauche à droite. Le profil droit de l'exemple est illustré figure 11. - A l'étape 50, on détecte les discontinuités de chacun des profils gauche et droit au moyen de la différence finie suivante : |Pg(i+1) - Pg(i)| pour le profil gauche et de la différence finie |Pd(i+1) - Pd(i)| pour le profil droit. Dans le cas où on relève une discontinuité supérieure à une valeur de seuil pour un des profils alors on en déduit la présence d'envois en prise multiple à l'étape 51. Dans le cas contraire, on en déduit la présence d'un envoi simple en 52. Dans l'exemple des
figures 5 et 6 , on a représenté deux discontinuités 10 de profil. A titre d'exemple, avec une résolution de 20 pixels par mm (cas des lettres de petit format), la valeur de seuil pour la détection d'une discontinuité peut être fixée à 3 pixels. - Il est entendu que la description de l'exemple de réalisation ci-dessus n'est nullement limitative de l'invention. En particulier, la frontière s'étendant entre deux zones sombres ZS peut être définit par une zone claire qui n'est pas continue. De même, les étapes 49 à 52 du procédé peuvent être appliquées à des envois postaux se chevauchant qui sont séparés par un espace.
- Le processus constitué par les étapes 49 à 52 rend plus robuste un procédé de détection d'envois en prise multiple par analyse des images des envois vus par dessous.
- La combinaison des deux phases de détection permet de s'adapter à différentes situations des envois comme des plis courbés, abîmés ou ouverts.
- De plus, le procédé de détection selon l'invention peut se poursuivre par une mesure de l'épaisseur de chaque envoi détecté comme un envoi simple en 52.
-
- Ep(i) indique donc l'épaisseur de l'envoi en chaque point le long du côté inférieur de l'envoi. On peut ainsi calculer pour un envoi, une épaisseur maximale, une épaisseur minimale, une épaisseur moyenne et un écart type sur l'épaisseur.
- Un autre traitement supplémentaire peut encore être réalisé à la suite de l'étape 52 pour analyse l'état de l'envoi au moyen de deux mesures complémentaires. Dans la première mesure, on cherche à évaluer la régularité des profils droit et gauche indiqués plus haut. A cet effet, on effectue une approximation polygonale de chacun des profils, désignée ici par APg pour le profil gauche et APd pour le profil droit. Comme cela est bien connu, une approximation polygonale consiste à approcher les profils gauche et droit par des segments de droite. La première mesure Ir1 peut être définie par la relation suivante :
- On comprend qu'avec la mesure Ir1 on compare l'écart entre un profil et son approximation polygonale afin de mesurer la régularité du profil. Plus Ir1 est grande plus le profil est irrégulier.
-
- Sur la base d'une moyenne de Ir1 et Ir2, on obtient une valeur représentative de l'état morphologique d'un envoi ce qui permet de déterminer si l'envoi est abîmé, ou ouvert par exemple et donc selon le cas de l'orienter vers un traitement de tri automatique ou un traitement de tri manuel. En plus, cette information sur l'état morphologique des envois permet de contrôler le réglage du dépileur d'envois en entrée de la machine de tri.
Claims (11)
- Procédé pour détecter des envois postaux (1) en prise multiple se chevauchant, dans lequel on déplace des envois sur chant au dessus d'une caméra (4) et on forme une image multi-niveaux de gris du côté inférieur des envois pour détecter par analyse d'image la présence d'envois (1) se chevauchant, caractérisé en ce que on transforme l'image multi-niveaux de gris en une image binaire qui fait apparaître une frontière définie par une zone dite claire (ZC), qui est le reflet du côté inférieur d'au moins un envoi, s'étendant entre deux zones dites sombres (ZS), cette frontière ayant un premier profil dit profil droit et un second profil dit profil gauche, et en ce que on analyse (49,50) les profils droit et gauche pour détecter une discontinuité (10) de profil qui est indicative de la présence d'envois se chevauchant.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détection de discontinuité du profil est effectuée sur la base d'une image binaire obtenue par seuillage (33) des pixels de l'image multi niveaux de gris.
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'analyse du profil de ladite frontière est précédée par une recherche dans l'image d'au moins une double alternance d'une zone claire et d'une zone sombre.
- Procédé selon la revendication 3, dans lequel on recherche une double alternance d'une zone claire et d'une zone sombre dans une image binaire obtenue par seuillage (33) des pixels de l'image en multi niveaux de gris.
- Procédé selon la revendication 3, dans lequel on recherche une double alternance d'une zone claire et d'une zone sombre dans une image binaire obtenue par seuillage (37) des pixels d'une image filtrée résultant d'un filtrage passe-haut (35) de l'image en multi niveaux de gris.
- Procédé selon la revendication 5, dans lequel le filtrage est un filtrage du type gradient.
- Procédé selon la revendication 6, dans lequel le filtrage du type gradient est modifié (39) avec les pixels de l'image multi niveaux de gris.
- Procédé selon la revendication 3, dans lequel on découpe (42) en bande l'image multi niveaux de gris, pour chaque bande on effectue (43) une moyenne des pixels, et on recherche (44) une double alternance d'une zone claire et d'une zone sombre dans chaque bande de cette image.
- Procédé selon l'une des revendications 4 à 8, dans lequel on effectue en parallèle plusieurs processus différents pour rechercher une double alternance d'une zone claire et d'une zone sombre dans une image de l'envoi et on combine (46) les résultats obtenus par ces processus pour détecter la présence d'envois en prise multiple.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel on exploite les profils droit et gauche de la frontière pour déterminer des données indicatives de l'épaisseur de l'envoi.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel on exploite les profils droit et gauche de la frontière et on mesure une proportion de composantes connexes de zones sombres incluses dans des zones claires dans l'image binaire pour déterminer des données indicatives de l'état ouvert fermé ou encore abîmé de l'envoi.
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