Brevet FR2657982A1 — publié le 19910809

Procédé de localisation d'adresse sur des articles à trier, étiquette d'adressage et dispositif de mise en oeuvre du procédé La présente invention porte sur la localisation des adresses sur des articles à expédier, en vue d'une lecture automatique des adresses pour un tri automatique des articles Elle s'applique à toute catégorie d'articles et plus particulièrement aux articles appartenant à un spectre très large de courrier Ces articles très large spectre sont notamment des revues, des grandes enveloppes, des paquets ou autres. L'automatisation de plus en plus poussée du tri d'articles de courrier est actuellement rendue possible par l'utilisation de techniques de traitement d'image et de reconnaissance de caractères. Ces techniques travaillent sur l'image numérique des articles à trier. Quel que soit le mode de reconnaissance de caractères, pour la lecture d'adresse, l'une des fonctions préalable commune à assurer est de localiser l'adresse postale parmi toutes les informations contenues dans l'image numérique de chaque article. Les moyens connus actuellement, assurant la fonction de localisation d'adresse sur les articles, sont essentiellement de deux types. Les moyens de l'un de ces types utilisent les propriétés optiques de certains articles de courrier Les plus répandus sont basés sur les réflexions optiques différentes crééés par la présence d'une fenêtre d'adressage sur les enveloppes D'autres moyens de ce même type sont basés sur la détection des surépaisseurs crééés par une étiquette d'adressage apposée sur les articles ou par la périphérie des fenêtres d'adressage sur les articles Cette détection des surépaisseurs se fait par lumière structurée. Les moyens du deuxième type travaillent directement sur les images numériques des articles à tirer Ils sont basés sur une reconnaissance de forme de chaque article et utilisent des caractéristiques de définition de la position de la zone d'adressage sur chaque article. La localisation de la zone d'adressage par des moyens de l'un ou l'autre de ces types permet l'analyse de son contenu et donc la -2- lecture automatique d'adresse à des fins de tri automatique des articles Les moyens du premier type cité conduisent à de bons résultats mais ils ne sont en général retenus que pour un spectre de courrier limité aux enveloppe à fenêtre Les moyens du deuxième type s'appliquent à un spectre de courrier plus large que les précédents, mais ils conduisent parfois à des résultats erronés Ils entraînent des erreurs lorsque les adresses ne respectent plus les caractéristiques de position, par exemple définies selon les normes postales Ceci est le cas notamment lorsque les étiquettes d'adressage sont apposées à la main et incorrectement positionnées, ou lorsque certaines des étiquettes d'adressage, bien que correctement positionnées initialement, se sont décollées et ont glissé sur la face des articles, dans les pochettes en plastique d'emballage qui les retiennent Dans de telles conditions, les moyens connus ne permettent pas de repérer l'adresse pour son analyse, parmi les éventuelles publicités ou autres informations sur les pochettes et/ou les articles, dans l'image numérique de chacun des articles. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients de ces moyens connus, en permettant de localiser l'adresse dans l'image numérique d'articles large spectre, avec une absence quasi totale d'erreur quelle que soit sa position et son orientation sur l'article et donc dans l'image, pour un traitement automatique de l'ensemble des articles. Elle a donc pour objet un procédé de localisation d'adresse sur des articles à trier, pour l'analyse du contenu d'une zone d'adressage dans l'image numérique de chaque article, caractérisé en ce qu'il consiste à associer directement l'une à l'autre l'adresse de chaque article et une marque spécifique, dite d'adressage, distinctive de l'ensemble quasi-total des informations portées par les articles et présentes dans l'image numérique de chacun d'eux, et à détecter ladite marque d'adressage dans l'image numérique de chaque article pour reconnaître la zone d'adressage dans cette image et déterminer la position de l'adresse dans la zone reconnue. Elle a également pour objet une étiquette adressage, caractérisée en ce qu'elle porte, outre l'adresse de l'article sur lequel elle est -3- apposée, ladite marque d'adressage. Elle a aussi pour objet un dispositif de mise en oeuvre du procédé, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens de détection de paires de segments opposés de ladite couronne dans ladite image numérique de chaque article, à partir du premier ensemble de données définissant les caractéristiques de la couronne, des moyens de traitement des paires de segments opposés détectés, pour déterminer un centre de couronne, des moyens d'extraction de l'image de l'intérieur de la couronne correspondant à chaque centre déterminé dans l'image numérique de l'article, et des moyens de comparaison de l'image extraite de l'intérieur de la couronne avec un nombre limité de références correspondant au deuxième ensemble de données, validant le centre et la couronne correspondante et définissant l'orientation de la marque d'adressage et donc la position de l'adresse, lors d'une seule et unique coïncidence de comparaison obtenue pour toute l'image de l'article concerné. Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront clairement dans la description d'exemples de mise en oeuvre d'adressage et de localisation d'adresse illustré dans les dessins annexés Dans ces dessins: la figure 1 illustré une revue à étiquette d'adressage selon la présente invention, la figure 2 montre à plus grande échelle la marque d'adressage portée par l'étiquette de la figure 1, la figure 3 est un schéma synoptique d'un dispositif de localisation d'adresse selon la présente invention, la figure 4 illustre un exemple de réalisation d'une partie de ce dispositif. Dans la figure 1, on a illustré l'un des articles d'un lot d'articles large spectre, dont le tri est assuré de manière automatique à partir de l'analyse ou lecture de l'adresse que porte chacun des articles et qui est contenue dans l'image numérique de chacun des articles Cet article est une revue Il porte une étiquette -4- d'adressage 1, sur laquelle est imprimée l'adresse 2 à analyser et une marque d'adressage 3. Le lot d'articles auquel appartient cette revue peut contenir une grande variété d'articles, tels que d'autres revues, des journaux, des paquets ou des grandes enveloppes Certains de ces articles sont à étiquette d'adressage telle que l'étiquette 1 apposée sur l'article et éventuellement recouverte d'un plastique de protection de l'article comme dans l'exemple illustré D'autres articles sont à bande d'adressage; enfin certaines des grandes enveloppes, en particulier, peuvent être à fenêtre d'adressage à travers laquelle l'adresse est apparente Pour tous ces articles, la marque d'adressage 3 est associée directement à leur adresse. Dans l'exemple illustré, on a volontairement montré l'étiquette 1 positionnée de manière tout à fait quelconque sur la face de la revue et retenue sur cette face dans une pochette de protection en plastique 4, cette pochette porte différentes informations publicitaires ou relatives ou mode d'expédition dans des emplacements périphériques 5 elle laisse apparents à travers elle l'étiquette d'adressage 1 et de nombreuses autres inscriptions et graphismes de la revue L'étiquette 1 a pu par exemple être initialement collée à un emplacement adéquat, répondant à des normes de tri, mais s'est décollée et à glissé sur la face de la revue, sous la pochette plastique. La marque d'adressage 3 est choisie selon la présente invention pour la localisation de l'adresse dans l'image numérique de cet article comme dans celle de tous les autres du lot A cet effet, cette marque d'adressage 3 est en tant que telle différente de la quasi totalité des caractères et graphismes que peuvent porter les différents articles à trier, et présente des caractéristiques spécifiques prédéterminées pour sa propre détection mais aussi pour la localisation de l'adresse dans l'image numérique de chaque article concerné. Un exemple de cette marque spécifique d'adressage 3 est décrit en regard de la figure 2 La marque 3 est constituée par la combinaison d'une couronne 6, de diamètre intérieur et de diamètre extérieur fixés, qui est une figure invariante en rotation, et d'un insigne -5- irrégulier 7 L'insigne 7 est intérieur à la couronne Il est représenté constitué par le logo de la Poste française, qui répond à la définition, mais peut être un tout autre graphisme présentant une asymétrie totale Cet insigne 7 est affecté à la validation d'une couronne détectée dans l'image numérique, mais également à la détermination de l'orientation de la marque d'adressage 3 dans cette image numérique de l'article, et donc à la localisation de l'adresse présente dans la zone d'adressage. En effet, quelles que soient les différentes orientations possibles d'analyse d'articles successifs, la couronne 6 est invariante en rotation, il lui correspond un premier ensemble de données dans l'image de l'objet Par contre à l'insigne 7 correspondent différents deuxièmes ensembles de données pour différentes orientations d'analyse Cependant à un nombre limité choisi de différentes orientations d'analyse correspond un même nombre limité de deuxièmes ensembles prédéterminés de données pour cet insigne. Ce premier ensemble de données caractéristique de la couronne seule et ce nombre limité de deuxièmes ensembles de données caractéristiques de l'insigne constituent des caractéristiques de la marque d'adressage 3, qui sont utilisées dans le dispositif de localisation, selon l'invention. Le schéma synoptique de ce dispositif est donné dans la figure 3. Le dispositif reçoit des données binaires issues d'analyse des articles successifs à tirer On précise simplement que ces articles se présentent, par exemple, sur chant et en pile, dans un magasin équipé en dépileur Le circuit d'analyse en tant que tel connu analyse l'article terminal de la pile avant ou après son extraction Ce circuit d'analyse peut être constitué par une caméra et un circuit de numérisation binaire Il délivre en série les bits successifs traduisant les niveaux de teinte des zones élémentaires le long de colonnes successives d'analyse Y (ou lignes d'analyse X) En particulier la caméra est une caméra C C D assurant la saisie d'image, par colonne Y, de chaque article extrait du magasin et défilant devant elle Le niveau de fond des articles est par exemple traduit par un -6- bit 0, et les caractères ou informations par des bits 1 Le pouvoir de résolution de ce circuit est de manière connue de 8 points/mm. L'image numérique ainsi définie est reçue sur une entrée 10 du dispositif de localisation d'adresse De préférence, un circuit de sous échantillonnage 11 la convertit en un signal d'image de résolution moindre, soit de 4 points/mm, pour une réduction de temps de traitement. Le dispositif assure un traitement du signal d'image numérique délivré par le circuit 11 Il comporte essentiellement: un circuit 12 d'analyse en colonne Y et un circuit 13 d'analyse en ligne X, transversale à Y, du signal d'image, tous deux reliés au circuit 11 et assurant la détection de deux segments de ladite couronne 6, sur la colonne Y et sur la ligne X, respectivement, à partir des caractéristiques de la couronne, pour la mise en évidence d'un point milieu de chacun des deux segments selon Y et X respectivement, un circuit 14 de détection d'axe médian selon X relié au circuit 12, et un circuit 15 de détection d'axe médian selon Y relié au circuit 13, déterminant à partir des points milieux mis en évidence par les circuits 12 et 13, respectivement, la présence d'axes selon X et Y, pouvant appartenir à la couronne, un circuit de corrélation 16 relié aux circuits 14 et 15 détectant une co Tncidence en un point de deux axes X et Y précités pour déterminer le centre de la couronne, la combinaison en ce point des axes X et Y correspondant à une propiété d'accumulation de la couronne dont le centre correspond au milieu de la médiane de n'importe quelle corde, un circuit de filtrage 17, relié au circuit 16 et combinant des centres proches les uns et des autres, qui ont été détectés par ce circuit 16, pour valider un seul centre, un circuit 18 d'analyse de l'image binaire dans toute couronne définie à partir de chaque centre validé, relié au circuit 11 pour recevoir l'image de l'article et au circuit de filtrage 17 pour sélectionner la seule image de l'intérieur de toute couronne, ce circuit 18 assurant une décomposition en cellules élémentaires de -7- l'intérieur de toute couronne pour son analyse, un ensemble de comparaison 19, relié au circuit 18 et comparant le signal d'analyse de l'intérieur de chaque couronne avec un nombre limité de signaux de référence prédéterminés définissant pour différentes orientations discrètes le signal d'analyse de l'insigne 7 de la marque d'adressage 3, un circuit de sortie 20, relié à l'ensemble 19 et détectant une coïncidence entre ce signal d'analyse de l'intérieur de toute couronne et l'un des signaux de références, validant la couronne si la coïncidence détectée est unique dans toute l'image de l'article et définissant son orientation, pour la localisation l'adresse transmise au système de reconnaissance d'adresse et de tri aval ou au contraire l'invalidant en cas de non coïncidence de comparaison ou de plusieurs couronnes dans l'image du même article, pour le rejet de l'article concerné du système aval. Ce dispositif de localisation d'adresse peut être réalisé par des moyens logiciels uniquement; il travaille alors sur l'image numérique de chaque article entièrement stockée. De préférence de dispositif de localisation d'adresse est réalisé par des circuits logiques, assurant le traitement des bits délivrés par le circuit de sous échantillonnage 11, en mode pipe-line, c'est-à-dire sans stockage préalable de l'image de l'article La figure 4 donne un tel mode de réalisation Elle est décrite, en regard d'un exemple numérique indiqué ci-après, pour lequel l'ordre des bits délivrés par le circuit 11 est: * 1 à 1024 pour la première colonne d'analyse Y délivrée, * 1025 à 2048 pour la deuxième, et ainsi de suite pour les colonnes suivantes, un bit O traduit le niveau de fond de l'article, un bit 1 traduit une information sur l'article, les caractéristiques dimensionnelles de la couronne 6 sont diamètre extérieur: 15 mm soit 60 bits diamètre intérieur: 13 mm soit 52 bits épaisseur: 1 mm soit 4 bits. la longueur maximale d'un segment de la couronne, considéré en -8- biais, est de 6 bits. Les circuits 12, 14, 16 et 17, ont simplement été précisés dans la figure 4. Le circuit 12 d'analyse en colonne Y des bits successifs d'image, comporte en entrée trois registres à décalage en série 21, 22 et 23, définissant une fenêtre d'analyse en Y de 64 bits Le registre 21 reçoit les bits successifs d'image, dans l'ordre dans lequel ils sont délivrés; sa capacité est choisie de 8 bits, correspondant à la longueur maximale d'un segment de couronne traduite par 6 bits à 1 avec deux bits supplémentaires à O encadrant ce segment; ce registre a 8 sorties en parallèle pour les 8 bits qu'il contient Le registre 22 est choisi de 40 bits, il couple simplement le dernier étage du registre 21 à l'entrée du registre 23 en réalisant un retard Le registre 23 est de 16 bits et a 16 sorties en parallèle. Les 8 sorties en parallèle du registre 21 sont reliées à un circuit de logique programmé (P L A), 24 Celles du registre 23 sont reliées aux entrées d'un autre circuit 25 analogue au circuit 24 Ces circuits 24 et 25 sont affectés l'un comme l'autre à la détection de 4 à 6 bits consécutifs à 1 dans les bits qu'ils reçoivent Ils délivrent sur leur sortie un signal traduisant cette détection ou la non détection de tels bits à 1. Un circuit de coïncidence 26, tel qu'une porte ET, est relié aux deux circuits 24 et 25 Sa sortie au niveau logique 1 traduit la présence d'un axe médian de couronne résultant de ces deux segments. Ce circuit de coïncidence 26 est relié à un autre circuit de logique programmé 27, affecté à l'invalidation de toute nouvelle coïncidence issue du circuit 25 sur la longueur de la fenêtre d'analyse en Y, de 64 bits, définie par' les registres 21, 22 et 23. Le circuit 14 de détection d'axe médian selon X comporte en entrée un registre à décalage 30 recevant les états successifs du circuit de coïncidence 26 Il a une capacité de 1024 bits x 64 bits, correpondant à 64 colonnes du signal d'image de l'article Ses étages de rangs 1, 1025, etc définissent 64 sorties en parallèle, sur lesquelles sont délivrées les 64 états traduisant les éventuelles détections de coïncidence délivrées par le circuit 26 et transmise par -9- le circuit 27 Ces 64 sorties en parallèle correspondent la représentation d'une ligne de 64 bits passant par le centre de la couronne Un sommateur 31 relié aux sorties en parallèle du registre comptabilise les états des sorties en parallèle Un comparateur à seuil 32, valide l'existence d'un axe médian de couronne, lorsque le résultat de comparaison est supérieur au seuil On prend en pratique un seuil S de l'ordre de 50 % du résultat maximal escompté pour la longueur des axes médians déterminés, pour tenir d'une incertitude sur la traduction de l'épaisseur de la couronne dans le signal d'analyse de l'article. Le circuit d'analyse en ligne X des bits successifs d'image est comparable au circuit 12 illustré, mis à part ses registres d'entrée dont les capacités sont respectivement de 8 x 1024, 40 x 1024 bits et 16 x 1024 bits, pour travailler sur une fenêtre de 64 x 1024 bits d'analyse en X contenant la représentation d'une ligne X de 64 bits. Le circuit de détection d'axe médian Y, 15, est de réalisation analogue à celui du circuit 14 précité Son registre d'entrée est de capacité réduite à 64 bits pour la représentation de 64 bits selon Y passant le centre. Le circuit de corrélation 16 est réalisé par une porte ET à 2 entrées reliées aux comparateurs à seuil des circuits 14 et 15 Il détecte une détection simultanée d'un axe médian X et d'un axe médian Y; cette détection simultanée correspond donc à un centre de couronne. Le circuit de filtrage 17 permet la réduction à un seul point de centres proches reconnus par le circuit 16 et qui sont transmis au circuit 17 Il constitue une fenêtre de 4 bits consécutifs en Y, qui appartiennent à 4 lignes successives X Il est réalisé par 4 registres 41 à 44 de 4 bits chacun, correspondant aux bits consécutifs en Y des différentes lignes X, et par 3 registres 45 à 47 de 1024 bits montés entre les entrées des registres 41-42, 42-43 et 43-44, traduisant le décalage des lignes X Ce circuit de filtrage comporte en outre, un circuit de décision 48 à table de référence, assurant la suppression des centres adjacents déterminés par le circuit 16. Ce sont ces seuls centres de couronnes dans l'image, issus du - circuit de filtrage, qui sont validés par le traitement de l'image intérieure de chaque couronne assuré par les circuits 18 et 19 de la figure 3 Ce dernier traitement est réalisé de préférence par logiciel. Le mode de réalisation du dispositif selon l'invention, décrit ci-avant, a été donné à titre d'exemple. On peut bien entendu remplacer certains moyens par d'autres moyens équivalents, détectant les caractéristiques de la couronne seule et utilisant ses propriétés pour reconnaître son centre et détectant les données de l'insigne en regard de différentes orientations possibles, sans pour autant sortir du cadre de cette invention. il - REVENDICATIONS l/ Procédé de localisation d'adresse sur des articles à trier, pour l'analyse du contenu d'une zone d'adressage dans l'image numérique de chaque article, caractérisé en ce qu'il consiste à associer directement l'une à l'autre l'adresse de chaque article et une marque spécifique, dite d'adressage, distinctive de l'ensemble quasi-total des informations portées par les articles et présentes dans l'image numérique de chacun d'eux, et à détecter ladite marque d'adressage dans l'image numérique de chaque article pour reconnaître la zone d'adressage dans cette image et déterminer la position de l'adresse dans la zone reconnue. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à définir ladite marque d'adressage par premier un ensemble prédéterminé de données, sensiblement invariant dans l'image numérique des articles individuels, et par un nombre limité de deuxièmes ensembles prédéterminés de données de référence pour un même nombre de différentes orientations d'analyse de la marque, pour déterminer l'orientation de l'adresse à partir de la marque d'adressage détectée dans l'image numérique. 3/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite marque d'adressage est constituée par la combinaison d'une couronne ( 6) de diamètres intérieur et extérieur définis et d'un insigne irrégulier ( 7)associé à ladite couronne. 4/ Etiquette d'adressage d'articles pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle porte, outre l'adresse de l'article sur lequel elle est apposée, ladite marque d'adressage ( 3). / Etiquette selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite marque d'adressage est pré-imprimée à un emplacement prédéterminé différent de celui affecté à l'adresse. 6/ Etiquette selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que ladite marque d'adressage est située sensiblement dans l'un des coins de l'étiquette rectangulaire. 7/ Dispositif de localisation d'adresse dans l'image numérique d'articles successifs, pour la mise en oeuvre du procédé selon la 12 - revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 12, 13) de détection de paires de segments opposés de ladite couronne dans ladite image numérique de chaque article, à partir du premier ensemble de données définissant les caractéristiques de la couronne, des moyens de traitement ( 14, 15, 16) des paires de segments opposés détectés, pour déterminer un centre de couronne, des moyens d'extraction ( 18) de l'image de l'intérieur de la couronne correspondant à chaque centre déterminé dans l'image numérique de l'article, et des moyens de comparaison ( 19) de l'image extraite de l'intérieur de la couronne avec un nombre limité de références correspondant au deuxième ensemble de données, validant le centre et la couronne correspondante et définissant l'orientation de la marque d'adressage et donc la position de l'adresse, lors d'une seule et unique coïncidence de comparaison obtenue pour toute l'image de l'article concerné. 8/ Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection ( 12, 13) comportent un circuit d'analyse en colonne Y et un circuit d'analyse en ligne X du signal d'image de l'article et définissant l'un et l'autre une fenêtre d'analyse en X et en Y, pour le traitement de ces bits. 9/ Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits circuits d'analyse en Y et X ( 12, 13) reçoivent directement le flot de bits du signal d'image de l'article, ce signal étant dit délivré en colonne, et comportent, l'un et l'autre, des premiers registres à décalage d'entrée ( 21, 22, 23) constituant les fenêtres d'analyse en X et Y, respectivement, et présentant chacun un premier et un deuxième groupe de sorties en parallèle pour délivrer les seuls bits susceptibles de traduire deux segments opposés de couronne. / Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement ( 14-16) comportent deux circuits de logique programmé ( 24, 25) reliés à l'un et l'autre des premier et deuxième groupes de sorties en parallèle des premiers registres à décalage, et un circuit de coïncidence ( 26) dont les entrées sont connectées aux 13 sorties des deux circuits de logique programmés couplés aux circuits d'analyse en X et Y ( 12, 13), respectivement. 11/ Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un circuit de logique programmé supplémentaire ( 27) relié audit circuit de coïncidence ( 26) pour invalider, après chaque détection de coïncidence, toute détection de coïncidence ultérieure dans la longueur de la fenêtre concernée, en Y ou X. 12/ Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement comportent, en outre: un deuxième registre à décalage ( 30) couplé à chaque circuit de coïncidence ( 26) et recevant lesdites détections de coïncidence, dit registre de ligne X ( 30) pour celui appartenant aux moyens de traitement couplés au circuit d'analyse en Y et registre de colonne Y pour l'autre, ledit registre de ligne présentant des sorties en parallèle de représentation des coïncidences en ligne X et celui de colonne des sorties parallèles de représentation des coïncidences en colonne Y, pour une longueur d'axe médian définie, un circuit sommateur ( 31) couplé aux sorties en parallèle de chacun des registres de ligne et de colonne, et un comparateur à seuil ( 32) relié à chaque circuit sommateur pour la validation d'axe médian, si le résultat du sommateur est supérieur au seuil. 13/ Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les comparateurs à seuil ( 30) des moyens de traitement couplés aux circuits d'analyse en X et Y sont reliés à un circuit ET ( 16) de détection simultanée de deux axes médians. 14/ Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre un circuit de filtrage ( 17) relié au circuit ET ( 16), recevant les détections simultanées successives d'axes médians, et éliminant les détections de centres adjacents déterminés. / Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit circuit de filtrage ( 17) comporte quatre troisièmes registres à décalage ( 41-44) chacun de capacité d'une fenêtre en Y, réduite à quelques bits, trois quatrièmes registres à décalage ( 45-47) chacun couplant l'entrée de l'un des troisièmes registres à un autre et de 14 - capacité correspondant à une colonne complète du signal d'image de l'article, et un circuit de décision ( 48) à table de références couplé aux sorties prises en parallèle des quatre troisièmes registres.