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Dokumentenidentifikation DE19813555A1 30.09.1999
Titel Verfahren und Anordnung zur Identifizierung eines Presseerzeugnisses
Anmelder Presse u. Datentechnik GmbH, 25980 Sylt-Ost, DE
Erfinder Olsson, Björn, 25980 Westerland, DE
Vertreter Bockermann & Ksoll, Patentanwälte, 44791 Bochum
DE-Anmeldedatum 27.03.1998
DE-Aktenzeichen 19813555
Offenlegungstag 30.09.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.09.1999
IPC-Hauptklasse G06K 9/62
IPC-Nebenklasse G11B 23/00   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Identifizierung eines Presseerzeugnisses (7). Die Presseerzeugnisse (7) werden auf einem Transportband (1) unter einer Kamera (2) hindurchgeführt. Das aufgenommene Bild wird in digitale Bildinformationen umgewandelt. Nach einer Kontrastverstärkung erfolgt eine Grauwerttransformation in ein Binärbild. Mit Hilfe eines im Aufnahmeausschnitt der Kamera (2) angeordneten Kalibratormaßstabs (3) kann der Abbildungsmaßstab des Binärbildes bestimmt und die Lage eines Presseerzeugnisses (7) zum Bildursprung bestimmt werden. Hieran schließt sich eine rechnergestützte Bewertung der Bildinformationen an, wobei durch einen Vergleich zur anhand von individuellen Erkennungsmerkmalen des Presseerzeugnisses festgelegten Informationen eines Kurvenzuges die Identifizierung des jeweiligen Presseerzeugnisses (7) durchgeführt wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren und andererseits eine Anordnung zur Identifizierung eines Presseerzeugnisses.

Presseerzeugnisse, auch Printmedien genannt, wie Zeitungen, sind in regelmäßigen Abständen, meist täglich erscheinende Druckerzeugnisse. Sie sind ein unentbehrliches Mittel der Kommunikation in einer komplexen Gesellschaft. Sie dienen der Information, der Meinungsbildung und der Unterhaltung.

Presseerzeugnisse werden von Verlagen über ein System von Großhändlern, Verteilern und Zwischenhändlern in den Vertrieb gebracht. Nicht verkaufte Erzeugnisse gehen zurück an die Großhändler. Innerhalb dieses Systems ist eine Erfassung, Auswertung und Abbrechung der verkauften ebenso wie der zurückgenommenen Presseerzeugnisse notwendig. Dies erfolgt in der sogenannten Remissionsverarbeitung.

Wenn die Presseerzeugnisse mit einem Ident- oder Strichcode versehen sind, kann man diesen zur Identifizierung nutzen. Der Identcode wird mit Hilfe eines Scanners gelesen und die ermittelten Informationen in einer Datenverarbeitung ausgewertet.

Eine große Anzahl unterschiedlicher Presseerzeugnisse ist jedoch nicht mit einem Identcode versehen, beispielsweise wegen des hohen Abonnementanteils von regionalen Tageszeitungen. Zur Erfassung solcher Presseerzeugnisse ist eine Remissionsverarbeitung mit Ganzseitenerkennung bekannt. Hierbei wird eine komplette Bildhälfte der Titelseite oder der Rückseite eines Presseerzeugnisses mit einer Kamera aufgenommen und mit Hilfe eines vielstufigen Suchverfahrens ausgewertet. Die Genauigkeit der Auswertung ist gebunden an die Position eines Presseerzeugnisses relativ zur Kamera sowie des Abstandes des Presseerzeugnisses von der Kamera. Die erreichte Leserate erscheint daher verbesserungswürdig.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, welche eine zuverlässige Identifizierung von nicht mit einem Identcode versehenen Presseerzeugnissen ermöglicht.

Die Lösung des verfahrensmäßigen Teils dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1.

Die Lösung des gegenständlichen Teils der Aufgabe ist in den Merkmalen des Anspruchs 6 zu sehen.

Kernpunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens bildet die Maßnahme, die Identifizierung eines Presseerzeugnisses über den Vergleich der aus einem aufgenommenen Bild des Presseerzeugnisses gewonnenen Informationen mit Kurvenzügen durchzuführen, welche anhand von individuellen Erkennungsmerkmalen eines Presseerzeugnisses festgelegt worden sind.

Jedes Presseerzeugnis hat charakteristische Merkmale, die sich von Ausgabe zu Ausgabe nicht ändern. Dies sind beispielsweise der Name, eine bestimmte Schriftart, grafische Elemente wie Wappen und ähnliches. Anhand dieser Erkennungsmerkmale werden für jedes Presseerzeugnis individuelle Kurvenzüge definiert und in einer Datenbank abgelegt.

Bei der Remissionsverarbeitung erfolgt ein Vergleich der hinterlegten Kurvenzüge mit den aus einem aktuellen Bild eines Presseerzeugnisses gewonnenen Bildinformationen. Als übereinstimmend mit einem Kurvenzug eines bestimmten Presseerzeugnisses wird ein Presseerzeugnis erkannt, wenn alle Punkte des charakterisierenden Kurvenzugs denselben Informationsgehalt haben wie die Bildpunkte des aufgenommenen und in ein Binärbild umgewandelten Bilds.

Dabei untersucht ein Algorithmus die gesamte Datenbank, bis entweder eine genügend hohe Übereinstimmung erzielt ist oder das Presseerzeugnis als nicht identifizierbar erkannt wird. Hierbei nutzt man eine hochzeitoptimierte Integer-Fuzzy-Logik. Durch diese unscharfe Auswertung ist das System nahezu unempfindlich gegen Überlagerung von Identifizierungsmerkmalen.

Vorzugsweise wird das Titelblatt eines Presseerzeugnisses mit einer Kamera aufgenommen. Hierbei kommt eine CCD- Kamera zum Einsatz. Das aufgenommene Bild wird in digitale Signale (Bildinformationen) umgewandelt. Nach einer Kontrastverstärkung erfolgt eine Grauwerttransformation in ein Binärbild, wonach eine Kalibrierung zur Ermittlung des Abbildungsmaßstabs und der Lage des Presseerzeugnisses relativ zur Kamera mit einer Nullpunktdefinition durchgeführt wird. Hiernach wird eine rechnergestützte Bewertung der Bildinformationen mittels eines Algorithmus im Vergleich zu den festgelegten Kurvenzügen durchgeführt.

Die Identifizierung erfolgt vorzugsweise in einer Schleuse, beispielsweise auf einem Transportband. Auf dem Transportband werden die Presseerzeugnisse relativ zur Kamera bewegt und unter dieser durchgeführt (Anspruch 2).

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 werden zur Bestimmung der Lage eines Presseerzeugnisses relativ zur Kamera alle Stellen im Binärbild mit Kantenmerkmalen ermittelt und diese auf Geraden reduziert, die miteinander einen rechten Winkel bilden.

Im Vergleich zu den bekannten Abmessungen eines Kalibratormaßstabs wird der Abbildungsmaßstab des Bildes bestimmt. Aus dem Umriss-Kurvenzug eines Presseerzeugnisses werden dann Abstand vom Bildursprung sowie die Rotationswinkel der Kanten in Bezug auf die Bildachsen bestimmt. Aufgrund der Kalibrierung und der Lagebestimmung des Presseerzeugnisses arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren zuverlässig auch bei wechselnden Abständen der Presseerzeugnisse zur Kamera und der jeweiligen horizontalen Lage eines Presseerzeugnisses relativ zur Bildachse.

Nachdem ein Presseerzeugnis erkannt ist, kann eine Ausgabenzuordnung vorgenommen werden (Anspruch 4). Da aus der Identifizierung bekannt ist, um welches Presseerzeugnis es sich handelt, ist eine gezielte Untersuchung derjenigen Bereiche möglich, an denen sich ausgabenspezifische Merkmale wie Tagesdatum oder Folgenummern befinden. Mit Hilfe einer Schrifterkennung werden diese Informationen aus dem Binärbild eingelesen und dem jeweiligen Objekt zugeordnet.

Für die Praxis bietet es sich an, die Presseerzeugnisse auf einem Transportband unter der Kamera hindurch zu führen. Wie vorerwähnt ist es für die Erfassung und Identifizierung unerheblich, wenn das Presseerzeugnis horizontal verdreht, also schräg, auf dem Transportband liegt. Im Aufnahmeausschnitt der Kamera befindet sich ein Kalibratormaßstab, mit dessen Hilfe der jeweilige Abstand des zu identifizierenden Presseerzeugnisses von der Kamera, welcher je nach Stapelhöhe oder Auflagendicke verschieden sein kann, und die Lage der Presseerzeugnisse auf dem Transportband ermittelt wird. Die Kamera ist mit einer Datenverarbeitungseinheit verknüpft, in der alle für die Kalibrierung und Identifizierung notwendigen Verarbeitungsschritte ablaufen.

Diese Anordnung kann durch die Merkmale des Anspruchs 7 dahingehend erweitert werden, dass zusätzlich eine automatische Erkennung der Anzahl von in einem Stapel enthaltenenen Presseerzeugnisse durchgeführt wird. Hierfür ist eine zusätzliche Zählkamera installiert und mit der Datenverarbeitung verknüpft.

Die Zählung kann durch Aufnahme der Falze der in einem Stapel enthaltenen Presseerzeugnisse durchgeführt werden, wobei das von einer Seite aufgenommene Bild des Stapels ebenfalls in digitale Signale umgewandelt wird. Diese Bildinformationen werden auf Kurvenzüge reduziert, die die Umrisse der Presseerzeugnisse wiedergeben. Die Ermittlung der Anzahl erfolgt dann durch Auswertung der einer Falz eines Presseerzeugnisses entsprechenden Kurvenzüge (Anspruch 5).

Möglich ist es ferner, innerhalb der Anordnung das Gewicht der jeweils aufliegenden Presseerzeugnisse zu ermitteln und hieraus durch Vergleich des bekannten Einzelgewichtes eines Presseerzeugnisses mit dem Ist-Gewicht rechnergesteuert die Stückzahl zu bestimmen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung in technisch vereinfachter Darstellungsweise;

Fig. 2 den mit einer Objekterfassungskamera aufgenommenen Ausschnitt eines Presseerzeugnisses mit der Darstellung von zur Identifizierung genutzten Erkennungsmerkmalen;

Fig. 3 ein von einer Zählkamera aufgenommenes Grauwertbild und

Fig. 4 das auf Kurvenzüge reduzierte Binärbild gemäß der Fig. 3.

In der Fig. 1 ist ein Teil einer Anordnung zur Identifizierung von Presseerzeugnissen dargestellt.

Die Anordnung umfasst im wesentlichen ein Transportband 1 mit einer darüber angeordneten Objekterfassungskamera 2. Im Aufnahmeausschnitt der Objekterfassungskamera 2 befindet sich neben dem Transportband 1 ein Kalibratormaßstab 3 in Form eines Quadrats mit vorgegebenen Abmessungen, beispielsweise von 2 cm×2 cm. An einer Längsseite 4 des Transportbands 1 befindet sich zusätzlich eine Zählkamera 5.

Die Objekterfassungskamera 2 und die Zählkamera 5 sind mit einer hier nicht dargestellten Datenverarbeitungseinheit verknüpft. Hier laufen alle arithmetischen und logischen Operationen für die Identifizierung eines Presseerzeugnisses ab.

Auf dem Transportband 1 liegt ein Stapel 6 von Zeitungen 7. Zur Identifizierung der Zeitung 7 wird der Stapel 6 unter der Objekterfassung 2 hindurchgeführt. Die Bewegungsrichtung des Transportbands 1 ist durch den Pfeil P gekennzeichnet.

Jedes Presseerzeugnis, vorliegend also die Zeitung 7, hat auf der Titelseite charakteristische Erkennungsmerkmale, die sich von Ausgabe zu Ausgabe nicht ändern. Diese werden erfindungsgemäß für die Identifizierung genutzt.

Innerhalb der charakteristischen Erkennungsmerkmale ist für die Zeitung 7 ein Kurvenzug 8 (vgl. Fig. 2) festgelegt. Der Kurvenzug 8 ist in der Fig. 2 in schwarzer, durchgezogener Linienführung hervorgehoben. Die Darstellung verdeutlicht, dass sich der die Zeitung 7 individualisierende Kurvenzug 8 aus mehreren Bestandteilen a-j zusammensetzt, welche im vorliegenden Beispiel anhand der ersten drei Buchstaben des Zeitungstitels definiert worden sind. Der Kurvenzug 8 ist zusammen mit einer Vielzahl weiterer Kurvenzüge, die jeweils einzelnen Presseerzeugnissen zugeordnet sind, in einer Datenbank archiviert.

Im Rahmen der Erfindung kann ein Kurvenzug auch anhand von sich durch bzw. in den charakteristischen Erkennungsmerkmalen der Zeitung 7 ergebenden weißen Flächen definiert werden. Dies ist in der Fig. 2 anhand des in gestrichelter Linienführung ausgeführten Kurvenzugs 8' verdeutlicht. Der Kurvenzug setzt sich beispielhaft aus den Bestandteilen K, L und M zusammen.

Das Transportband 1 bewegt sich üblicherweise mit einer Geschwindigkeit von ca. 0,5 m/s. Bedingt durch die Auflageabstände der Stapel 6 von ca. 0,8 m hat das System etwa 500 bis 700 ms Zeit, um eine Identifizierung durchzuführen.

Die Objekterfassungskamera 2 ist so eingestellt, dass sie alle 100 ms ein Bild aufnimmt. Die Belichtungszeit ist dabei so kurz, dass keine Bewegungsverzerrungen auftreten.

Die Identifizierung der Zeitung 7 erfolgt dann wie in den nachfolgenden Schritten beschrieben:

Das durch die Objekterfassungskamera 2 von der Zeitung 7 aufgenommene Bild wird zunächst in digitale Signale (Bildinformationen) umgewandelt. Danach findet eine Kontrast-Verstärkung statt. Anhand des mittleren Grauwertes des kontrastverstärkten Bilds erfolgt eine Grauwerttransformation in ein Binärbild mit Schwarz-Weiß-Bildinformationen. Hieran schließt sich eine Auswertung aller durch einen Kontrastwechsel im Binärbild definierten Begrenzungen mit Hilfe eines Ecken- bzw. Kantendetektors an.

Auf diese Weise entsteht ein Merkmalsbild aus Begrenzungsinformationen. Die Lage der Merkmale und ihre Richtung werden durch einen speziell auf rechte Winkel optimierten Vektorisierungs-Algorithmus ausgewertet. Hierbei werden nur Geraden gesammelt, die miteinander einen rechten Winkel bilden. So werden alle übergeordneten Konturen aus dem Binärbild selektiert, die rechte Winkel beinhalten. Dies sind der Umriss 9 des Kalibratormaßstabs 3 und der Umriss-Kurvenzug 10 der Zeitung 7. Hierbei wird, wie anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, nur auf die obere rechte Ecke der Zeitung 7 getriggert und nicht auf die darunter liegenden etwas herausragenden Seiten 11.

Alle Bildauswertungsschritte werden als eigenständige Bilder zwischengespeichert, um jederzeit verschiedene Aspekte der Auswertung durchführen zu können.

Aus den bekannten Abmessungen des Kalibratormaßstabs 3 wird der Abbildungsmaßstab des Binärbildes bestimmt. Über den Umriss-Kurvenzug 10 der Zeitung 7 werden der Abstand vom vorgebbaren Bildursprung (im Beispiel oben rechts) sowie die Rotationswinkel der Kanten in Bezug auf die Bildachsen bestimmt.

Zur Identifizierung der Zeitung 7 findet dann eine rechnergestützte Bewertung der gewonnenen Bildinformationen mittels eines Algorithmus statt. Hierbei wird die gesamte Datenbank dahingehend abgefragt, ob der Informationsgehalt des aufgenommenen Bildes eine Übereinstimmung mit einem hinterlegten Kurvenzug aufweist. Da mit dem Binärbild gearbeitet wird, ist ein Merkmal des aufgenommenen Bildes übereinstimmend, wenn es an den Bildpunkten eines festgelegten Kurvenzugs 8, 8' dieselbe Farbinformationen (schwarz oder weiß) besitzt.

Nachdem die Zeitung 7 erkannt ist, erfolgt eine Ausgabenzuordnung mittels einer Schrifterkennung. Da nach der Identifizierung der Zeitung 7 bekannt ist, an welcher Stelle des Titelblatts sich die ausgabenspezifischen Merkmale (Datum etc.) befinden, kann gezielt dieser Bereich untersucht und die notwendigen Informationen aus dem Binärbild eingelesen werden.

Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Beispiel handelt es sich um die Ausgabe der Märkischen Allgemeinen Zeitung vom Sonnabend/Sonntag 14./15. Februar 1998.

Mit Hilfe der in der Fig. 1 dargestellten Zählkamera 5 kann ferner die Anzahl der in dem Stapel 6 enthaltenen Zeitungen 7 ermittelt werden.

Hierzu wird der Stapel 3 von der Seite aufgenommen, so dass die Falze 12 der Zeitungen 7 durch die Zählkamera 5 erfasst werden. Das aufgenommene Bild wird in digitale Bildinformationen umgewandelt, welche auf sich aus den Umrissen der Zeitungen 7 ergebende Kurvenzüge 13 (siehe Fig. 4) reduziert werden.

Hierzu wird zunächst eine Kontrastverstärkung durchgeführt und dieses kontrastverstärkte Bild in ein aus Grauwertinformationen bestehendes Binärbild transformiert. In der Fig. 3 ist ein Grauwert-Bild der Zählkamera 5 veranschaulicht.

Alle durch einen Kontrastwechsel im Binärbild definierten Begrenzungen werden wiederum mit Hilfe eines Ecken- bzw. Kantendetektors ausgewertet. Ein Vektorisierungsalgorithmus fasst dann alle Punkte gleicher Richtung als Gerade zusammen, so dass alle Kanten als Kurvenzug 13 vorliegen. Das Ergebnis ist in der Fig. 4 dargestellt, anhand der man die für das Zählen der Zeitungen 7 verwendeten Bildmerkmale erkennt.

Jeder konvexe Kurvenzug 14, das heißt die Falz 10 von rechts gesehen, definiert eine Zeitung 7 im Stapel 6. Rechnergestützt werden alle entsprechenden Kurvenzüge 14 im Binärbild gezählt und hierdurch die Anzahl der im Stapel 6 enthaltenen Zeitungen 7 ermittelt.

Dies kann folgendermaßen geschehen:

Die Abgrenzung der Zeitungen 7 zueinander ist durch die unterschiedlichen Krümmungsradien beim Richtungswechsel der Falzkanten bzw. durch Ober- und Unterkante eines Stapels 6 gegeben. Zur Auswertung werden jeder Krümmung die Halbachsen einer rotierten Ellipse zugeordnet werden. Diese Werte werden zunächst gemittelt, um einen Schwellenwert zu erhalten. Anschließend werden die Kurvenzüge 13, 14 noch einmal durchlaufen bzw. bewertet und nur die Kurvenzüge 14 gezählt, die oberhalb des Schwellenwertes liegen. Hieraus ergibt sich die Anzahl der Zeitungen 7 im Stapel 6. Bezugszeichenliste 1 Transportband

2 Objekterfassungskamera

3 Kalibratormaßstab

4 Längsseite

5 Zählkamera

6 Stapel

7 Zeitung

8 Kurvenzug

8' Kurvenzug

9 Umriss v. 3

10 Umriss-Kurvenzug v. 7

11 untere Seiten v. 7

12 Falze

13 Kurvenzug

14 Kurvenzug einer Falz 12

P Pfeil

a-j Bestandteile v. 8

K-M Bestandteile v. 8'


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Identifizierung eines Presseerzeugnisses (7) durch Aufnahme der bildlichen Szene mit einer Kamera (2), wobei ein aufgenommenes Bild in digitale Bildinformationen umgewandelt und nach einer Kontrastverstärkung eine Grauwerttransformation in ein Binärbild erfolgt, dann eine Kalibrierung zur Ermittlung des Abbildungsmaßstabs und der Lage des Presseerzeugnisses (7) relativ zur Kamera (2) mit einer Nullpunktdefinition durchgeführt wird und anschließend eine rechnergestützte Bewertung der Bildinformationen mittels eines Algorithmus in Vergleich zu anhand von individuellen Erkennungsmerkmalen des Presseerzeugnisses (7) festgelegten Informationen eines Kurvenzuges (8, 8') durchgeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Presseerzeugnis (7) relativ zur Kamera (2) bewegt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Lage des Presseerzeugnisses (7) alle Stellen im Binärbild mit Kantenmerkmalen ermittelt und diese auf Geraden reduziert werden, die miteinander einen rechten Winkel bilden.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung eines Ausgabedatums mittels einer Schrifterkennung erfolgt.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach Aufnahme der Falze (12) von übereinander liegenden Presseerzeugnissen (7) mit einer Kamera (5), Umwandlung des aufgenommenen Bildes in digitale Bildinformationen und Reduzierung der Bildinformationen auf Kurvenzüge (13), eine Zählung der einer Falz (12) entsprechenden Kurvenzüge (14) zur Ermittlung der Anzahl der Presseerzeugnisse (7) durchgeführt wird.
  6. 6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Transportband (1), auf dem die Presseerzeugnisse (7) unter einer Kamera (2) verlagerbar sind, wobei im Aufnahmeausschnitt der Kamera (2) ein Kalibratormaßstab (3) angeordnet ist und die Kamera (2) mit einer die Presseerzeugnisse (7) identifizierenden Datenverarbeitungseinheit verknüpft ist.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich des Transportbands (1) eine Zählkamera (5) angeordnet ist, welche mit der Datenverarbeitungseinheit verknüpft ist.






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