Brevet FR2861322A1 — publié le 20050429

L'invention concerne un procédé pour le traitement d'objets, en particulier des objets postaux, ayant chacun une surface extérieure susceptible de recevoir une étiquette pour l'impression d'informations si cette surface extérieure n'est pas une surface imprimable, dans lequel on effectue pour chaque objet une mesure d'une grandeur physique pour détecter si la surface extérieure dudit objet est en matière plastique. Certaines applications de tri postal requièrent l'impression de codes à barres par exemple sur la surface extérieure d'objets postaux. II se trouve que les machines de tri ont parfois à traiter des enveloppes en matière plastique et des enveloppes en papier. Il se pose alors le problème de l'impression du code à barre sur la surface extérieure des enveloppes en matière plastique, car sur ce genre de support, l'encre est longue à sécher et le code à barre imprimé est susceptible de s'effacer par frottement des enveloppes sur les organes de la machine de tri. On connaît déjà plusieurs techniques de détection des objets postaux à surface extérieure plastique. Une technique connue est la détection par réflexion qui consiste à éclairer la surface extérieure de l'objet et à mesurer le flux lumineux qu'elle réfléchit. La matière plastique ayant un indice de réflexion plus élevé que le papier, la détection est simple à mettre en oeuvre. Toutefois, cette technique peut s'avérer inefficace quand les objets plastiques ont une surface extérieure mate ou colorée, c'est-à-dire quand ils ont un indice de réflexion proche de celui du papier. Une autre technique connue du brevet FR2727330 repose sur un principe pneumatique consistant à déformer par aspiration l'objet à contrôler et à mesurer une variation de pression liée à cette déformation. La surface extérieure d'un objet sous enveloppe en plastique étant généralement moins rigide que la surface extérieure d'un objet sous enveloppe en papier, la détection est simple à mettre en oeuvre. Toutefois l'efficacité de cette technique est très sensible à la poussière et requiert un nettoyage fréquent du capteur de pression pour maintenir une précision de mesure satisfaisante. Une autre technique décrite dans la demande de brevet publiée sous le numéro WO-0176775 repose sur un principe acoustique consistant à effectuer une dépression devant l'objet postal et à comparer le signal acoustique résultant de l'effet de succion à un signal de référence. II s'avère que les signaux ne se différencient pas assez suivant la matière et donc que les résultats obtenus avec cette technique (85 à 95% de décisions correctes) ne sont pas encore suffisants. D'une façon générale, les procédés de détection de surface plastique utilisés actuellement présentent une fiabilité insuffisante ce qui conduit à accroître inutilement la consommation d'étiquettes. Par ailleurs, des enveloppes en papier peuvent avoir une surface trop bruitée pour recevoir une impression d'un code à barre, ce code à barre étant illisible par la suite par machine. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients exposés ci-dessus en proposant un procédé permettant de détecter tous les types d'objets postaux ayant une surface extérieure non imprimable, à savoir une surface extérieure en plastique ou bruitée, de sorte à optimiser le processus d'apposition d'étiquettes sur les enveloppes des objets postaux. Un autre but de l'invention est de proposer un tel procédé simple à mettre en place dans une machine de tri postal. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour le traitement d'objets ayant chacun une surface extérieure susceptible de recevoir une étiquette pour l'impression d'informations si cette surface extérieure n'est pas une surface imprimable, dans lequel on effectue pour chaque objet une mesure d'une grandeur physique pour détecter si la surface extérieure dudit objet est en matière plastique, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à former une image numérique de ladite surface extérieure de l'objet, à effectuer un traitement de l'image numérique pour détecter si la surface extérieure de l'objet a un fond bruité et, sur la base du résultat des deux détections, à déterminer si la surface extérieure dudit objet est une surface imprimable ou une surface non imprimable. Le procédé selon l'invention présente en outre les particularités suivantes: - la méthode de détection de surface en matière plastique consiste à déplacer chaque objet devant un détecteur de réflexion comprenant une ou plusieurs photocellules calibrées émettrices et réceptrices; - le détecteur de réflexion est un détecteur de brillance émettant et recevant un rayonnement dans la gamme infrarouge; - on utilise une image numérique en multi niveaux de gris de la surface extérieure de l'objet pour détecter que ladite surface extérieure est une surface à fond bruité ; - les résultats des deux détections sont combinés au moyen d'un OU 5 logique pour déterminer si ledit objet a une surface imprimable ou une surface non imprimable. L'invention s'étend à une machine de tri d'objets postaux qui comprend un module de reconnaissance automatique d'adresse, caractérisée en ce qu'elle est adaptée pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini plus haut, la détection de fond bruité étant effectuée dans le module de reconnaissance automatique d'adresse. Le principe de l'invention trouve des applications en dehors des machines de tri postal dès lors que des symboles doivent être imprimés sur des supports variables, allant du papier au plastique (le terme plastique englobant toute surface réfléchissante manquant de porosité pour recevoir une impression par exemple les enveloppes aluminisées ou autres enveloppes utilisées dans le courrier dit express ), pour être relus ensuite par machine avec une très grande fiabilité. A titre d'exemples non limitatifs, l'invention s'applique à l'impression d'informations sur la surface extérieure des colis, ces informations pouvant être relatives à une adresse ou à un service particulier de la livraison. On a constaté que l'utilisation d'un rayonnement infrarouge pour la mesure de brillance apportait des résultats satisfaisants pour la détection des surfaces en matière plastique. Par ailleurs, on a constaté que l'utilisation d'une image numérique en multi niveaux de gris apportait des résultats satisfaisants même pour des contrastes modérés. La combinaison de ces deux méthodes de détection de surface non imprimable a permis d'obtenir un taux de bonne détection de l'ordre de 98%. Un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention est décrit ci30 après plus en détail et illustré par les dessins annexés qui ne sont fournis qu'à titre d'exemple non limitatif. - La figure 1 est un synoptique très général illustrant le procédé selon l'invention. - La figure 2 est un synoptique plus détaillé illustrant le procédé selon 35 l'invention. Sur la figure 1, on a représenté de façon très générale les deux étapes de traitement du procédé selon l'invention qui sont mises en oeuvre ici dans une machine de traitement d'objets postaux, en particulier une machine de tri postal symbolisée par le rectangle 1, pour discriminer des objets postaux ayant une surface extérieure imprimable des objets postaux ayant une surface extérieure non imprimable et pour lesquels une étiquette autocollante devra être apposée sur leur surface extérieure. On entend par surface extérieure imprimable, une surface sur laquelle des symboles (lettres, chiffres, codes à barres, ...) peuvent être apposés par une machine d'impression, du type imprimante à jet d'encre par exemple, imprimante laser ou autre, et sur laquelle il est possible de réaliser ultérieurement une reconnaissance automatique des symboles par machine. Les deux étapes de traitement du procédé selon l'invention sont, d'une part, une étape de traitement 2 consistant à réaliser une mesure d'une grandeur physique pour détecter si la surface extérieure d'un objet postal est en une matière plastique et, d'autre part, une étape de traitement 3 consistant à réaliser un traitement de données dans l'image numérique de la surface extérieure dudit objet postal pour déterminer à partir de cette image numérique si la dite surface extérieure de l'objet postal à un fond bruité. Selon l'invention, les résultats de détection de ces deux étapes de traitement 2,3 sont combinés en 4 pour déterminer si la surface extérieure d'un objet postal est une surface imprimable ou non imprimable. Sur la figure 2, on a représenté de façon plus détaillée un mode de réalisation du procédé suivant l'invention dans lequel on détecte si un objet postal a une surface extérieure en plastique sur la base d'une mesure de brillance et dans lequel on détecte si cet objet postal a une surface extérieure bruitée sur la base d'un traitement d'une image numérique en multi niveaux de gris de cette surface extérieure. Des objets postaux indiqués par 5 sont déplacés un par un dans une machine de tri postal 1 d'abord devant un capteur de brillance 6 puis devant une unité d'acquisition d'image 7, par exemple une caméra dite ccd . II faut comprendre que le procédé selon l'invention peut être facilement mis en oeuvre dans une machine de tri postal conventionnelle dans laquelle l'unité d'acquisition d'image 7 fait partie d'un dispositif de reconnaissance automatique d'adresses (par OCR et codage vidéo) incluant en outre un calculateur 8 de contrôle d'acquisition d'image réceptionnant les images numériques de l'unité d'acquisition d'image 7 pour leur transmission vers un module de traitement d'image. L'unité d'acquisition d'image 7 fournit une image numérique 9 multi-niveaux de gris de la surface extérieure de l'objet postal 5. Pour la reconnaissance automatique d'adresse, cette image numérique 9 est normalement envoyée pour un traitement par OCR dans le processeur (module) de traitement d'image 10 présentant une grande puissance de calcul. Le capteur de brillance 6 est composé d'une ou plusieurs photocellules calibrées telle que la photocellule 11 émettrice dans la gamme infrarouge et qui balaie d'un rayonnement infrarouge 12 une zone 13 de la surface extérieure de l'objet postal 5 où doit être imprimé par machine des symboles tel qu'un code à barres, ainsi que d'une ou plusieurs photocellules calibrées réceptrices telle que 14 qui mesure l'intensité réfléchie en tous points de la zone 13 et qui compare l'intensité mesurée en chaque point à un seuil dont la valeur est réglée lors du calibrage des photocellules 11 et 14. En particulier, on peut utiliser un capteur de brillance 6 de la série PI-G vendu par la société Keyence . La photocellule réceptrice 14 renvoie pour une série d'échantillons placés sur une ligne horizontale traversant tout l'objet et située à mi-hauteur de la zone 13, une information binaire indicatrice du niveau d'intensité pour le point considéré. Le capteur de brillance 6 transmet en sortie, sous la forme d'une série de bits, une information binaire de brillance point par point 15 pour chaque point de la zone 13 au calculateur de contrôle de l'acquisition d'image 8 qui intègre l'information binaire de brillance point par point 15 sur toute la zone 13 et détermine une information de brillance 16 indicative soit du fait que l'objet postal 5 est considéré comme ayant une surface extérieure en matière plastique et donc non imprimable, soit du fait que l'objet postal 5 est considéré comme n'ayant pas une surface extérieure en matière plastique. Cette information de brillance 16 est transmise ensuite au module de traitement d'image 10. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, l'image multi niveau de gris 9 fournie en sortie de l'unité d'acquisition d'image 7 est envoyée au module de traitement d'image 10. Le module de traitement d'image 10 est conçu pour détecter dans cette image multi niveaux de gris 9, au moyen d'un algorithme logiciel de détection de fond bruité 17 présenté plus en détail plus loin, si le bruit de fond 18 dans cette image dépasse un certain seuil et si tel est le cas, détecter que la surface extérieure de l'objet est une surface non imprimable. Une fonction de décision 4 du module de traitement d'image 10 décide à partir de l'information de brillance 16 et de l'information de fond bruité 18 si l'objet postal 5 est un objet postal à surface extérieure non imprimable. La décision 4 peut être effectuée au moyen d'un OU logique, c'est à dire que si au moins une des deux étapes de détection 2 et 3 a classé l'objet postal 5 comme ayant une surface extérieure non imprimable, l'objet postal 5 est étiqueté. L'algorithme logiciel de détection de fond bruité 17 sert à apprécier l'homogénéité et l'intensité lumineuse de la zone 13. Le fond est d'autant plus bruité que le contraste est fort et l'intensité lumineuse faible. Pour cela, l'image multi niveau de gris 9 est échantillonnée au moyen de segments de pixels, lesquelles segments sont disposés dans les quatre directions, horizontale, verticale, et diagonales. Pour chaque segment, on calcule la moyenne IM des intensités des pixels et la moyenne Etot des carrés des intensités des pixels pour obtenir le taux TH d'homogénéité du segment, indicateur du contraste sur le segment, sur la base des relations suivantes: Si IM >0: TH = IM2 / Etot Sinon: TH = 1 Par contre le taux d'homogénéité ne permet pas la distinction entre deux segments homogènes d'intensités moyennes différentes. On doit donc pondérer la mesure d'homogénéité en fonction de l'intensité moyenne du segment. On connaît l'intensité Icode-barre moyenne théorique d'un code à barre imprimé et les intensités d'un pixel blanc et d'un pixel noir valant respectivement 255 et O. On en déduit alors un coefficient k de pondération sur la base des relations suivantes: Si IM Pour statuer sur l'état du fond, on examine la moyenne et l'écart-type des indices de bruit de l'ensemble des segments de l'image et on les compare à des valeurs seuils. L'algorithme présenté ci-dessus en exemple concerne la détection d'un fond bruité dans le cas de l'apposition d'un code en encre noire. C'est pourquoi, on considère que le fond est d'autant plus bruité que le contraste est fort et l'intensité lumineuse est faible. Ce critère doit être modifié dans le cas par exemple de l'impression d'un code à barres en encre fluorescente, laquelle est plus sensible à la couleur du fond qu'à son intensité. La détection 3 de fond bruité sur image multi niveau de gris 9 est beaucoup plus fine que la détection de fond bruité sur image binaire et est désormais applicable grâce à la puissance et à la vitesse de calcul des ordinateurs actuels. Elle permet de détecter des contrastes plus modérés et d'accéder aux informations de luminance de l'objet, améliorant les performances de la méthode et permettant notamment de détecter des surfaces sombres et faiblement contrastées. La détection par brillance 2 est une détection par réflexion mais utilisant des rayonnements dans les infrarouges et présentant ainsi une meilleure fiabilité car la différence de réflexion sur le papier et sur le plastique est plus grande pour ces longueurs d'onde que pour un rayonnement dans le visible. L'intégration du procédé selon l'invention dans une machine de tri postal 1 est très aisée car seul le capteur de brillance 6 doit être intégré dans cette machine, un tel capteur de brillance 6 étant peu coûteux et ayant une taille inférieure à un décimètre cube. Un dépoussiérage rapide du capteur de brillance 6 est la seule opération de maintenance nécessaire lors du fonctionnement de la machine de tri postal. La combinaison de ces deux méthodes, détection de brillance 2 et détection de fond bruité sur image multi niveau de gris 3, est particulièrement intéressante car elle donne de très bon taux de détection des objets à surface extérieure non imprimable, de l'ordre de 98%. Ces détections sont complémentaires car la détection de brillance qui reconnaît les surfaces en matières plastiques peine à détecter les surfaces en matières plastiques mates ou colorées, mais ces surfaces en matières plastiques mates ou colorées sont détectées par la détection de fond bruité sur image multi-niveaux de gris. On peut également utiliser comme méthode de détection de surface en matière plastique la détection pneumatique, la détection acoustique, la détection électrostatique. La détection électrostatique pourra consister à électriser la surface extérieure d'un objet postal à l'aide d'un organe d'électrisation et à mesurer ensuite la charge électrostatique résiduelle pour la comparer à une valeur de référence. REVENDICATIONS 1) Procédé pour le traitement d'objets postaux ayant chacun une surface extérieure susceptible de recevoir une étiquette pour l'impression d'informations si cette surface extérieure n'est pas une surface imprimable, dans lequel on effectue pour chaque objet postal une mesure d'une grandeur physique pour détecter (2) si la surface extérieure dudit objet postal (5) est en matière plastique, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à former une image numérique de ladite surface extérieure de l'objet, à effectuer un traitement de l'image numérique pour détecter (3) si la surface extérieure de l'objet a un fond bruité et, sur la base du résultat des deux détections, à déterminer si la surface extérieure dudit objet est une surface imprimable ou une surface non imprimable. 2) Procédé selon la revendication 1, dans lequel la méthode de détection de surface en matière plastique (2) consiste à déplacer chaque objet (5) devant un détecteur de réflexion (6) comprenant une ou plusieurs photocellules calibrées émettrices (11) et réceptrices (14). 3) Procédé selon la revendication 2, dans lequel le détecteur de réflexion (6) est un détecteur de brillance émettant et recevant un rayonnement (12) dans la gamme infrarouge. 4) Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on utilise une image numérique en multi niveaux de gris (9) de la surface extérieure de l'objet pour détecter que ladite surface extérieure est une surface à fond bruité. 5) Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les résultats des deux détections (2,3) sont combinés au moyen d'un OU logique pour déterminer si ledit objet a une surface imprimable ou une surface non imprimable. 6) Machine de tri d'objets postaux (1) qui comprend un module de 35 reconnaissance automatique d'adresse, caractérisée en ce qu'elle est adaptée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, la détection de fond bruité étant effectuée dans le module de reconnaissance automatique d'adresse.