СПОСОБ СОРТИРОВКИ ОТХОДОВ
WASTE SORTING METHOD

Настоящее изобретение относится к способу сортировки отходов. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу производства предмета. Более того, настоящее изобретение относится к такому предмету. Также, настоящее изобретение относится к пресс-форме для формования предмета. И наконец, настоящее изобретение относится к способу идентификации предмета.
Как правило, потребительские товары выставляются на продажу в упаковках, при этом упаковка может вмещать в себя заданный предмет, обеспечивать защиту предмета во время хранения, улучшать визуальное представление предмета, предохранять предмет от старения, гниения и т.д. В частности, пищевые продукты и напитки распространяются в упаковках, таких как бутылки, блистерные упаковки, лотки и т.д. Такие упаковки создают огромное количество отходных материалов, поскольку упаковка используется только один раз и, следовательно, сразу после употребления пищевого продукта или напитка считается мусором. До настоящего момента было реализовано множество подходов к решению проблемы сокращения общего объема мусора. Ниже будут кратко описаны два из них.
Во многих странах, для упаковок, например, бутылок, изготовленных из стекла или пластика, используется система возврата залоговой стоимости. Когда потребитель приобретает продукт, он платит залоговую стоимость упаковки. Если потребитель сдает пустую упаковку, то залоговая стоимость упаковки ему возвращается. Несмотря на то, что данная система позволяет реализовать повторное использование упаковки или переработку упаковочного материала, общая ее производительность является низкой, поскольку необходимо обеспечить сбор таких возвращаемых упаковок в пунктах возврата (например, на станциях приема возвратной тары с залоговой стоимостью в супермаркетах), сортировку в пунктах возврата, а также возврат отсортированных упаковок, что связано с высокими расходами на их транспортировку и трудозатратами в сфере логистики. Кроме того, системы возврата залоговой стоимости могут не подойти или могут быть коммерчески не пригодными для всех упаковок.
Другой возможный вариант заключается в установке накопительных баков, в которых потребители могут оставлять свои пустые упаковки. Например, для каждой категории материалов: бумага, стекло, пластик, и т.д., могут быть предусмотрены разные накопительные баки. Более качественная сортировка может быть обеспечена за счет увеличения количества накопительных баков для получения более точного сбора: например, прозрачного стекла, зеленого стекла, коричневого стекла, бумаги, картона, текстильных изделий, аккумуляторных батареек, обуви и т.д. Хотя такая система является в некоторой степени эффективной, она все же требует отдельных логистических потоков для отсортированных предметов. Кроме того, высококачественные схемы сбора фактически невозможно реализовать, так как потребитель может не иметь возможность или желание надлежащим образом и последовательно дифференцировать и разделять материалы, например, различные виды пластиковых материалов (полиэтилен, полипропилен, полистирол и т.д.), друг от друга. Во-первых, потребитель не всегда может отличать такие материалы друг от друга. Во-вторых, большое количество контейнеров, необходимых, соответственно, для сбора мусора, занимают много места (например, в торгово-развлекательных центрах, на автостоянках и т.д.). В-третьих, сбор соответствующего большого количества различных материалов приведет к усложнению процесса сбора и, следовательно, снизит его экономическую целесообразность.
Во время производства, например, потребительских товаров, также может возникнуть желание обеспечить распознавание упаковок. В частности, в процессе заполнения бутылок, при котором происходит заполнение таких бутылок, как ПЭТ-бутылки или другие упаковки, может потребоваться распознавание типа упаковки, для проверки того, что упаковка заполнена подходящим продуктом.
В одном из аспектов настоящее изобретение направлено на улучшение процесса сортировки отходов. Для достижения данной цели, согласно одному из аспектов настоящего изобретения, предложен способ сортировки отходов, содержащий этапы, на которых:
облучают отходы посредством источника излучения,
получают изображение отходов при облучении их источником излучения, причем предмет в отходах оснащен рисунком, причем указанный рисунок предусмотрен в или на поверхности предмета, при этом указанный рисунок формирует, при облучении источником излучения, считываемый рисунок, причем рисунок образует повторение точек, при этом в последовательности смежных точек хранится заданный код,
обрабатывают изображение для обнаружения рисунка,
извлекают код из последовательности смежных точек рисунка,
в соответствии с кодом из отходов отделяют тот предмет, который содержит
указанный рисунок,
причем источник излучения обеспечивает облучение заливающим светом вдоль по меньшей мере части поверхности предмета,
причем каждая точка образует выпуклость или выемку в поверхности предмета, причем облучение заливающим светом вдоль по меньшей мере части поверхности предмета создает посредством точек (выпуклостей и/или выемок) изображение ярких и затененных участков на поверхности предмета, причем получение изображения отходов при облучении их источником излучения предусматривает получение изображения ярких и затененных участков, причем указанный код извлекают из полученного изображения ярких и затененных участков.
Изображение может представлять собой фотографическое изображение, например, изображение, сделанное фотокамерой. Фотографическое изображение может содержать один кадр; альтернативно, фотографическое изображение содержит видеофайл или поток видеоданных, то есть, файл киносъемки или поток данных. Видеофайл может, например, быть применен для обнаружения предметов в движущемся потоке отходов, например, потоке отходов, подаваемом вдоль камеры захвата изображений. Далее, осуществляется поиск рисунков в кадрах видеоизображения. Фотографическое изображение может представлять собой двухмерное изображение. Альтернативно, фотографическое изображение может представлять собой трехмерное изображение, такое как стереоскопическое изображение, сделанное двумя камерами, которые разнесены в пространстве. Двухмерное изображение может быть быстро обработано, поскольку используется относительно простой и быстро обрабатываемый формат данных. Благодаря использованию трехмерного изображения, можно повысить надежность и возможность обнаружения рисунка (например, если рисунок образует рельеф), поскольку, с одной стороны, такой (трехмерный) рисунок может быть распознан без особых усилий, а, с другой стороны, в потоке отходов, в том числе, например, смятых упаковок, фиксация рисунков под разными углами обзора может повысить вероятность обнаружения. Фотографическое изображение может представлять собой черно-белое изображение или цветное изображение. Как правило, фотокамера содержит светочувствительные элементы, которые реагируют на различные диапазоны длин оптических волн, например, длин волн красной (Кр), зеленой (Зел) и синей (Син) областей видимого спектра. Другие диапазоны длин волн могут, например, включать в себя инфракрасный (ИК) и/или ультрафиолетовый (УФ) диапазоны. При этом возможно использование изображения с одним из таких диапазонов длин волн. Однако, отраженные волны могут препятствовать считыванию, то есть, распознаванию рисунков в изображении. Для снижения воздействия отраженных волн, возможно обнаружение изображения с широким диапазоном длин волн (например, за счет использования комбинированного изображения из Кр, Зел и Син пикселей и возможно пикселей, чувствительных к ультрафиолетовому и инфракрасному диапазонам), причем для подавления диапазона длин волн, в котором обычно возникают отраженные волны, может быть применен фильтр. Фильтрация может быть осуществлена оптически посредством соответствующего оптического фильтра (например, полосового заграждающего фильтра) или может быть осуществлена с помощью электронных средств за счет удаления или ослабления сигнала из пикселей, чувствительных к подавляемому диапазону длин волн, из изображения. Например, если большинство отраженных волн возникают в диапазоне длин волн синей области видимого спектра, то сигнал от синих пикселей может быть ослаблен или даже удален из изображения.
Источник излучения (например, источник, испускающий заливающий свет) может испускать любое подходящее излучение. Например, может быть использован спектр белого света (дневного света). В качестве альтернативы, может быть использовано узкополосное облучение, например, монохроматическое излучение. При этом, возможно использование множества таких узкополосных длин волн облучающего излучения, например, комбинация или один или несколько основных цветов: красный, зеленый и синий, или комбинация из одного или нескольких композитных цветов: голубого, пурпурного и желтого. Кроме того, возможно использование инфракрасного или ультрафиолетового облучения. Вместо или в дополнение к оптическому излучению, источник облучения также может испускать любой другой подходящий тип излучения, например, радиоволны и т.д. Следует понимать, что получаемое (фотографическое) изображение отходов будет захвачено с использованием датчика изображений, чувствительного к длине волны, совпадающей с длиной волны (или длинами волн) или диапазоном длин волн источника облучения.
Следует понимать, что получаемое изображение отходов может представлять собой изображение, которое получают посредством обнаружения облучения, испускаемого источником излучения на отходы. При этом могут быть обнаружены все длины волн, испускаемых источником облучения, или заданное подмножество, например, поддиапазон длин волн. Если источник облучения испускает радиоволны, например, миллиметровые волны, то изображение может быть создано с помощью радиоволн, воздействовавших на отходы (или отраженных от них). Изображение может быть сделано для каждого отдельного предмета (например, за счет подачи предметов отходов в виде последовательного потока к камере захвата изображений), или партии предметов отходов могут быть отсняты одновременно. В случае если одновременно отснято несколько предметов отходов, то результирующее изображение может быть разделено на множество частей изображения, при этом алгоритм обработки (распознавания рисунка) применяют к каждой части изображения отдельно. Обработку можно осуществлять параллельно в параллельных процессорах обработки изображений или последовательно посредством одного процессора обработки изображений. Деление изображения на части может быть осуществлено путем деления изображения на две (горизонтальные или вертикальные) части изображения, путем деления изображения на две горизонтальные и две вертикальные части изображения (то есть, 4 части изображения), деления изображения на три горизонтальные и три вертикальные части изображения (то есть, 9 частей изображения) или любого другого подходящего деления.
Отходы могут содержать любой предмет, такой как упаковка, например, упаковка потребительского продукта. Предмет (отходов) может быть образован любым другим предметом (отходов), включающим в себя, среди прочего, промышленные отходы, (насыпные) упаковочные материалы из логистических центров, или любой другой произведенный предмет и т.д. Предмет отходов может содержать предмет, изготовленный из пластикового материала (или материалов), например, лоток, бутылку, фольгу и т.д.; предмет, изготовленный из стекла, например, бутылку, кувшин и т.д.; предмет может быть металлическим, например, это может быть жестяная банка или крышка и т.д. Предмет может представлять собой любой произведенный предмет, содержащий твердый материал (то есть, не газ, не жидкость).
Кроме того, возможна сортировка по производителю или по типу или виду упаковки или продукта.
Обработка изображения может включать в себя любую подходящую технологию обработки изображений, например, распознавание рисунка для распознавания рисунка в изображении предметов отходов. В целом, процесс распознавания рисунков может быть улучшен за счет подачи заливающего света к предметам отходов во время получения изображения. В результате, можно повысить контраст фотографического изображения.
Рисунок может представлять собой рельефный рисунок. Под термином «рельефный рисунок» следует понимать рисунок, обеспечивающий выступы и/или выемки в поверхности предмета отходов. Рельефный рисунок может быть образован любым подходящим рисунком, таким как рисунок из точек, рисунок из полос и т.д. Рисунок может представлять собой однобитовый рисунок, двухбитовый рисунок или более сложный код. В случае однобитового рисунка, в рисунке может быть использовано два уровня модуляции. В случае с двухбитовым рисунком, в рисунке может быть использовано четыре уровня модуляции. Уровни модуляции могут быть заданы в виде профиля (высота, глубина, прозрачность, отражающая способность, чувствительность к поляризации, и т.д., как раскрыто в другом разделе настоящего документа). Рисунок может быть оснащен любым кодом: информация может быть предусмотрена непосредственно (то есть, не зашифрована) в рисунке. В качестве альтернативы, информация может быть зашифрована с использованием любой подходящей технологии кодирования. Например, информация может быть закодирована с использованием алгоритма, разработанного компанией «Digimark» (США). К примерам других технологий кодирования можно отнести псевдослучайный шумовой код или кодирование Digimarc. При использовании, например, технологии кодирования Digimarc, в результате такого кодирования получают рисунок, который можно повторять несколько раз, располагая рисунки рядом друг с другом. Повторение кода может быть реализовано с использованием любой технологии кодирования. Возможно использование любого водяного знака, повторно создаваемого на смежных частях рисунка, например, однобитового, двухбитового и более сложного кода. Код, встроенный в рисунок, может быть незашифрованным, то есть, его может извлечь из рисунка кто угодно, то есть, без ограничения доступа. В другом варианте осуществления, код может быть внедрен в рисунок в зашифрованном виде. Таким образом, только при наличии дешифровального ключа, данный код может быть расшифрован в обнаруженном рисунке. Рисунок может быть предусмотрен с наружной стороны предмета, с внутренней стороны предмета или на обеих его сторонах. Наличие рельефного рисунка на внутренней стороне предмета может быть особенно полезным в случае, когда предмет (то есть, часть, на которой предусмотрен указанный рельеф) изготовлен из по меньшей мере частично прозрачного материала, так что рельеф с внутренней стороны можно увидеть снаружи, при этом наружная поверхность остается гладкой и менее чувствительной к загрязнениям. Рисунок может быть сформирован любым другим рисунком. Например, рисунок может быть образован рисунком, выраженным в виде изменений прозрачности, изменений эффекта поляризации падающего света, изменений в непроницаемости и т.д. Указанные рисунки могут быть выполнены на поверхности предмета разными способами. Например, на поверхность упаковки может быть нанесен рисунок печатной краской (например, после повышения температуры материала предмета для увеличения его пластичности, что обеспечит возможность локального поглощения печатной краски материалом). В качестве другого примера, материал предмета можно нагреть локально в соответствии с местом расположения рисунка, в результате чего (за счет локального нагревания) происходит локальное изменение свойств материала. Нагревание может, например, обеспечить изменение структуры макромолекул полимера или кристаллической структуры, что приводит к изменению фильтрации, поляризации, прозрачности. Из-за локального нагревания могут возникать и другие эффекты, например, размягчитель пластикового материала может локально испаряться, вызывая локальное уменьшение размягчителя, что приведет к соответствующему изменению одного или нескольких из следующих свойств: прозрачности, эффектов поляризации, непроницаемости и т.д. Кроме того, рисунок может быть нанесен во время процесса охлаждения материала предмета: например, если материал изготовлен из термопластика, рисунок может быть выполнен в материале во время охлаждения путем нанесения рисунка за счет дополнительного охлаждения, в результате чего происходит локальное изменение свойств материала при локальном отклонении скорости охлаждения. В случае металлического предмета, например, металлической бутылки или предмета, оснащенного металлизированной фольгой либо с внутренней, либо с наружной стороны, для нанесения рисунка также возможно использование магнитного поля или электрического поля.
При этом, из обнаруженного рисунка извлекают код. Такой код предоставляет информацию о том, каким образом необходимо осуществлять сортировку предмета отходов. Следовательно, код может обеспечивать критерий сортировки рассматриваемого предмета отходов. В одном из вариантов осуществления, данные, имеющиеся в рисунке, представляют собой код. В качестве альтернативы, данные (код), предусмотренные в рисунке, могут формировать указатель, например, элемент, связанный с кодом или другой информацией. Кроме того, данные, извлеченные из рисунка, могут быть, например, отправлены в сервер или другую базу данных, в которой происходит извлечение информации о сортировке отходов в виде кода из данных, извлеченных из рисунка. Указанный код может представлять собой единичный код. В качестве альтернативы, код может содержать набор данных (то есть, набор кодов), который, например, отражает конкретную информацию о сортировке отходов, например, относящуюся к одному или нескольким из следующих видов информации: день, месяц и/или год производства, идентификационный код производителя предмета, идентификационный код производителя находящегося внутри продукта, торговое название, владелец торговой марки, страна производства, страна сбыта, объект производства, добавки к подложке, отказы, предупреждения и т.д.
Сортировка предмета отходов согласно указанному коду (который, соответственно, можно рассматривать в качестве кода сортировки отходов) может предусматривать физическое отделение предмета отходов, например, посредством сепаратора. Альтернативно или дополнительно, сортировка может предусматривать подсчет предметов отходов: например, может быть предусмотрено множество значений счетчика, а именно, на каждый тип материала, для каждого производителя, и т.д., при этом обнаруженный код используется для увеличения соответствующего счетчика или соответствующих счетчиков согласно указанному коду. Например, если код предоставляет информацию о том, что предмет отходов изготовлен из полиэтилена и поступает от конкретного производителя, то и счетчик полиэтилена, и счетчик производителя увеличиваются на единицу.
Поскольку упаковка оснащена кодом, может быть предусмотрено автоматическое обнаружение предметов отходов, при этом сортировка предметов отходов может происходить соответствующим образом. Таким образом, потребители или другие пользователи, создающие отходы, могут просто собирать отходы по одной или комбинированной схеме сбора отходов, а для сортировки отходов может быть использована автоматическая сортировка отходов согласно настоящему изобретению, например, в центральном пункте сбора после сбора отходов.
Поскольку рисунок образует повторение точек, а код сохранен в последовательности смежных точек, то информация может быть извлечена из рисунка в некоторой степени независимо от мешающих факторов, которые могут затруднять считывание информации, а именно ориентации предмета, смятого состояния предмета, и т.д. В таких случаях, некоторая часть рисунка может быть читаемой, и информацию можно извлечь из смежных точек в читаемой части рисунка. Поскольку информация сохраняется в последовательности смежных точек, она может повторяться в рисунке несколько раз, что обеспечивает избыточность данных. Тот факт, что код хранится в смежных точках, следует понимать в том смысле, что информация закодирована в одном из следующих элементов: рисунке с выпуклостями, рисунке с выемками или комбинированном рисунке с выпуклостями/выемками. Также возможно использование альтернативных схем кодирования: например, применяют дифференцированное кодирование, при котором схожие по форме соседние точки отражают, например, нулевой бит, а отличные по форме смежные точки отражают один бит или наоборот. Код может быть, например, сохранен в последовательности из 100 на 100 смежных точек или последовательности из 256 на 256 смежных точек. Чем больше код, тем больше число смежных точек, которые могут потребоваться для хранения кода.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, источник излучения использует заливающий свет, то есть, свет, имеющий направление распространения, которое по существу параллельно поверхности предмета, то есть, направление распространения источника излучения имеет небольшой угол относительно поверхности предмета. Например, указанный угол может быть в диапазоне от 1 до 30 градусов, предпочтительно от 3 до 15 градусов. Таким образом, под обеспечением излучения заливающим светом вдоль поверхности предмета следует понимать обеспечение облучения под углом, например, от 1 до 30 градусов, предпочтительно от 3 до 15 градусов относительно поверхности предмета. Точки закодированы в виде деформаций по высоте поверхности предмета. Другим словами, каждая точка образует деформацию поверхности, при этом степень деформации зависит от значения точки. Например, при однобитовом кодировании, имеющем два значения, 0 или 1 на каждую точку, каждая точка может иметь либо деформацию, связанную со значением 1, либо деформацию, связанную со значением точки 0. Например, точки, связанные со значением 1, выполнены в виде выпуклости, а точки, связанные со значением 0, выполнены плоскими (не деформированы) или в виде выемки. В другом примере, каждая точка закодирована посредством двухбитового кодирования, так что точка может принимать четыре значения и может быть закодирована, например, в виде выемок разной высоты, разной длины/ширины, если смотреть вдоль поверхности, или их комбинации. Кроме того, может быть использована комбинация из выпуклостей и выемок, например, выпуклостей двух уровней (высота и/или ширина) и выемок двух уровней (высота и/или ширина). В результате облучения заливающим светом, рисунок деформаций приводит к возникновению на поверхности предмета ярких и затененных участков, а именно затененных участков у задних кромок поверхности, то есть, где имеются обеспечиваемые деформацией выемки на поверхности предмета, если смотреть вдоль направления распространения заливающего света. По аналогии, у передних кромок поверхности, если смотреть вдоль направления распространения заливающего света, интенсивность возрастает, что обеспечивает яркостное выделение. Таким образом, под действием заливающего света рисунок деформаций приводит к появлению изображения ярких и затененных участков. Изображение ярких и затененных участков (то есть, теней) представляет собой, в некоторой степени, рисунок из деформаций. Например, чем выше выпуклость, тем длиннее связанный с ней затененный участок, и чем шире выпуклость, тем шире связанный с ней затененный участок. Аналогичная ситуация характерна для ярких участков. Изображение ярких и затененных участков далее считывается, например, посредством камеры. Это можно осуществить посредством направления объекта или датчика изображений камеры к поверхности, например, перпендикулярно поверхности, или путем обнаружения отраженного света (в отраженном свете, затененные участки образуют темные части, а яркие участки имеют повышенную интенсивность). Код может быть извлечен из ярких участков (образующих рисунок в изображении), затененных участков изображения (образующих рисунок в изображении) или и из ярких участков, и из затененных участков. Поскольку оба рисунка должны, в принципе, коррелировать, извлечение кода как из ярких участков, так и из затененных участков, изображения может обеспечить дополнительную избыточность данных для считывания. Использование заливающего света и обнаружение рисунка в изображении ярких и/или затененных участков, образующихся под действием заливающего света, может быть особенно полезным, когда предмет изготовлен из прозрачного материала. В таком случае, считывание просвечивающего изображения оказывается затруднительным или даже невозможным. Такая сложность считывания может быть усугублена, в частности, если предмет поврежден (что очень часто происходит, например, с отходами). Кроме того, использование заливающего света и обнаружение рисунка из затененных участков, возникающих под действием заливающего света, могут быть особенно полезными, если рисунок является черно-белым, например, с черно-белой поверхностью предмета или поверхностью предмета, имеющей цветную схему, которая не относится к обнаруживаемому рисунку, то есть, если ни цвет и/или ни контраст не кодируются для нанесения рисунка, в результате чего рисунок из выпуклостей и/или выемок остается менее заметным.
Таким образом, в условиях, при которых рисунок было бы трудно считать (из-за прозрачности, монохромности и т.д.), считывание ярких и затененных участков, обусловленных деформациями, может, тем не менее, характеризоваться высокой считываемостью. В частности, при считывании отраженного изображения может быть получено высококонтрастное изображение. Кроме того, изображение может быть сформировано вдоль траектории отражения заливающего света. В случае если смежные точки разнесены друг от друга, каждая точка обеспечивает соответствующий яркий участок и/или затененный участок, связанный с точкой, на поверхности.
В случае если поверхность предмета образована стенкой, выпуклости могут быть образованы увеличением толщины стенки предмета, или на другой стороне стенки может быть образована соответствующая выемка, что сохраняет толщину стенки по существу постоянной. По аналогии, выемка может быть образована уменьшением толщины стенки или за ней может следовать соответствующая выпуклость на другой стороне стенки, что позволяет сохранять толщину стенки по существу постоянной.
В одном из вариантов осуществления, точки рисунка закодированы в по меньшей мере четырех различных значениях точек, причем по меньшей мере два значения точек формируют диапазон значений точек с закодированной информацией, а оставшиеся значения точек образуют диапазон значений точек компенсации, причем точки, имеющие значение в указанном диапазоне значений точек с закодированной информацией, кодируют указанный код, а точки, имеющие значения в указанном диапазоне значений точек компенсации, уравновешивают среднее значение точек в рисунке, при этом разница в деформации между точками, имеющими различные значения точек в диапазоне значений точек компенсации, меньше разницы в деформации между точками, имеющими различные значения точек в диапазоне значений точек с закодированной информацией. Рисунки, например, цифровые рисунки, например, обеспечиваемые компанией Digimarc (как отмечено в другом разделе данного документа), а также другие цифровые рисунки могут использовать точки, которые отображают информацию, относящуюся к коду, и точки, которые отображают значения компенсации. Например, точки, которые отображают информацию, относящуюся к коду, обеспечивают возможность извлечения из них кода, игнорируя при этом точки компенсации. Точки компенсации могут, например, быть применены для уравновешивания градации серых тонов при нанесении такого рисунка на изображение. Например, точки, которые относятся к коду, могут обеспечивать более темные значения, а точки, относящиеся к компенсации, могут обеспечивать более светлые значения, так чтобы компенсировать более темные значения, тем самым, обеспечивая неизменность средней интенсивности. За счет нанесения такого рисунка для создания рельефа в поверхности предмета и создания рисунка из затененных участков с помощью облучения заливающим светом, можно улучшить читаемость за счет уплотнения деформации точек, которые относятся к значениям компенсации, для использования большего диапазона из возможных или допустимых деформаций для уровней, которые относятся к коду. В результате, яркие и затененные участки, созданные при облучении заливающим светом, в большинстве своем относятся к точкам, которые отображают информацию, относящуюся к коду, а информация из точек компенсации (которые могут не относиться к данной заявке) может быть большей частью скрыта.
В одном из вариантов осуществления, максимальная деформация по высоте точек в диапазоне значений точек с закодированной информацией усечена (например, имеет плоскую вершину), что позволяет ограничить максимальное изменение размера предмета по деформации.
В одном из вариантов осуществления, рисунок представляет собой избыточный код. В частности, при сортировке отходов, предмет может деформироваться, в результате чего заливающий свет будет падать под подходящим углом только на часть рисунка для создания ярких и затененных участков. Благодаря избыточности, код может быть извлечен даже с некоторой части рисунка.
По аналогии, в случае когда рисунок повторяется несколько раз на поверхности предмета, информация может быть извлечена из частей различных повторяющихся участков и затем скомбинирована. Когда часть одного из повторяющихся рисунков является нечитаемой, эту часть можно считать с другого из повторяющихся рисунков, что улучшает читаемость. Следовательно, фрагменты (например, соседних) рисунков могут быть считаны, и код может быть извлечен из комбинации фрагментов (например, соседних) рисунков.
В случае если поверхность является криволинейной, соседние рисунки могут быть смещены относительно друг друга вдоль кривизны поверхности предмета. Следовательно, если один рисунок или часть рисунка не может быть считана из-за угла падения облучения (например, без создания ярких и/или затененных участков), в результате указанного смещения, такая же часть другого рисунка будет - вследствие кривизны поверхности - подвержена облучению под другим углом атаки, в результате чего тот фрагмент рисунка будет обнаружен в таком смещенном рисунке.
В одном из вариантов осуществления, форма выпуклостей и/или выемок (точек) является симметричной, если смотреть вдоль растровых линий рисунка, в результате чего рисунок (то есть, изображение) из ярких и затененных участков будет менее чувствительным к ориентации предмета, что может улучшить читаемость рисунка при случайном расположении предмета.
В одном из вариантов осуществления, размер выпуклостей и/или выемок (точек) возрастает со значением точки рисунка. В этой связи, длина, ширина и высота (если смотреть относительно поверхности) выпуклостей и/или выемок может меняться, приводя к тому, что два размера затененных участков будут меняться, если смотреть вдоль поверхности предмета, а именно, в направлении распространения заливающего света, а также в направлении вдоль поверхности, перпендикулярной к направлению распространения заливающего света.
В одном из вариантов осуществления, последовательность смежных точек представляет собой псевдослучайную последовательность. Это значит, что точки могут, например, формировать псевдослучайный шумовой рисунок, то есть, незаметный для человека-наблюдателя, поскольку рисунки кажутся человеку-наблюдателю абсолютно случайными, при этом ему кажется, что в них отсутствует какая-либо информация. Псевдослучайный шумовой рисунок может иметь избыточность данных, внедренную при кодировке рисунка, что обеспечивает улучшение возможности обнаружения кода, с одной стороны, и незаметный внешний вид (поскольку кажется, что рисунок является случайным), с другой стороны. При этом, возможно нанесение множества других рисунков, например, в точечном рисунке может быть закодирован высокочастотный информационный рисунок.
Возможно использование различных схем кодирования. Например, смежные точки могут быть расположены на постоянном расстоянии друг от друга, причем точки содержат по меньшей мере две точки разной формы, при этом код сохраняется в последовательности точек разной формы. Таким образом, информация хранится в последовательности точек с измененными свойствами (разные формы могут, например, предусматривать другую амплитуду, другой контур, другой цвет и т.д.). В другом примере, информация может сохраняться в промежутке между смежными точками. При этом, если смежные точки расположены на переменном расстоянии друг от друга, то код сохраняется в переменном взаимном расстоянии между смежными точками. Таким образом, информация может сохраняться в последовательности смежных точек за счет изменений в форме точек (например, амплитуды, профиля, прозрачности, высоты и т.д.), взаимного расстояния между смежными точками или их комбинации.
В одном из вариантов осуществления, последовательность представляет собой двухмерную последовательность группы точек, причем указанная группа содержит по меньшей мере 100 на 100 точек, предпочтительно 256 на 256 точек. Использование групп с по меньшей мере 100*100 точками для размещения в ней кода позволяет хранить относительно большой код (например, в битах) с достаточной избыточностью данных (например, с коррекцией ошибок, контрольной суммой и т.д.), обеспеченной в рисунке. С другой стороны, при таких размерах, группа, например из 100 на 100 точек, будет достаточно маленькой для обеспечения возможности простого внедрения кода один или предпочтительно несколько раз на поверхности предмета. В настоящее время, оптимальным считается рисунок с 256 на 256 точками.
В одном из вариантов осуществления, рисунок содержит по меньшей мере 10000, предпочтительно по меньшей мере 100000, более предпочтительно по меньшей мере 1000000 точек. В одном из вариантов осуществления, рисунок содержит по меньшей мере 1024, предпочтительно по меньшей мере 4096, более предпочтительно по меньшей мере 8192 точки. Таким образом, имеется достаточный рисунок для сохранения кода, например, несколько раз, что обеспечивает избыточность данных и позволяет обнаруживать код даже, если предмет поврежден, смят, изогнут или частично покрыт другими предметами в потоке отходов.
В одном из вариантов осуществления, код содержит указатель на дополнительную информацию о сортировке отходов. При этом, данные, извлеченные из рисунка, могут, например, быть отправлены в сервер или другую базу данных, в которой происходит извлечение информации о сортировке отходов в виде кода из данных, извлеченных из рисунка.
Кроме того, при желании может быть задана дополнительная сортировка отходов, что позволяет задавать, например, на более поздних этапах после производства предмета или во время производства, дополнительную информацию по желанию.
В одном из вариантов осуществления, код включает в себя по меньшей мере один из следующих видов информации: тип материала, идентификационный код производителя, защитный код материала, код токсичности и вес материала. Как упомянуто выше, также может быть предусмотрен по меньшей мере одни из следующих видов информации: день, месяц и/или год производства, идентификационный код производителя находящегося внутри продукта, торговое название, владелец торговой марки, страна производства, страна сбыта, объект производства, добавки к подложке предмета, отказы и предупреждения. Например, код может содержать проверочный номер, такой как контрольная сумма, идентификатор производителя (например, 3 цифры), владелец торговой марки (например, 4 цифры), тип пластика (например, 2 или 3 цифры) и 2-3 цифры дополнительной информации 01, 2 - 3 цифры дополнительной информации 02 и 2 цифры зарезервированы для дальнейшего использования.
В одном из вариантов осуществления, рисунок содержит рельефный рисунок. Точки могут быть сформированы по меньшей мере одним из элементов: выпуклостей и выемок. Рисунок в двухмерном пространстве может быть создан в виде точек или пикселей, либо однобитовым или двухбитовым или выше. В случае рельефного рисунка, этот рисунок преобразуется в трехмерный рисунок, где точки или пиксели становятся выпуклостями и/или выемками. В случае двухбитовых или больших пикселей или точек, высота выпуклостей или глубина выемок соотносится с темнотой пикселей или точек двухмерного рисунка.
Например, двухмерный рисунок (светлые или темные пиксели или точки) переносится на трехмерный объект в специализированном программном обеспечении, где более темные точки становятся выпуклостями, а более светлые точки - выемками, или наоборот, когда более темные точки становятся выемками, а более светлые точки становятся выпуклостями. Двухмерный рисунок может, например, представлять собой неслучайный шумовой рисунок или высокочастотный рисунок. Необходимо, чтобы выпуклости и выемки были достаточными для их считывания с помощью, например, заливающего света, но как можно более низкими для минимизации визуального воздействия на человеческий глаз. Второе ограничение состоит в том, что максимальная деформация подложки (то есть, поверхности предмета) возможна без потери прочности или других характеристических величин подложки.
В одном из вариантов осуществления, шаг соседних выпуклостей и выемок составляет по меньшей мере 0,1 мм. Шаг может быть в диапазоне от 1 мм до 3 мм. Расстояние между соседними выпуклостями и выемками предназначено для характеристик деформации подложки и расстояния считывания камеры в сочетании с разрешением камеры. Для ПЭТ-бутылок вычислено, что данное расстояние в диапазоне от 1 мм до 3 мм является оптимальным с точки зрения считываемости и визуального воздействия. За счет использования обнаружения с более высоким разрешением и более точного формования (например, литьевого формования или выдувного формования), может быть применен меньший шаг, например, шаг, равный 0,1 мм.
Как указано выше, в одном из вариантов осуществления, рисунок повторяет код несколько раз.
В одном из вариантов осуществления, предмет представляет собой упаковку. Другими применяемыми объектами являются, например, пластиковые и металлические объекты, такие как детали самолетов, детали автомобилей, детали машин и все остальные объекты, которые могут потребовать сортировки в отходах или в производственном потоке.
В одном из вариантов осуществления, источник излучения содержит источник поляризованного света, а получение изображения отходов предусматривает:
- фотографирование отходов посредством поляризационного фильтра. За счет использования источника поляризованного света, то есть, источника света, испускающего поляризованный свет на отходы, поляризованный свет взаимодействует с (например, рельефным) рисунком, что может привести к тому, что рельефный рисунок создает оптический рисунок из светлых и темных участков, которые можно легко различать на фотографическом изображении. Поляризованный свет и/или применение поляризационного фильтра может привести к уменьшению отражений от других источников света и внутренних отражений, что потенциально влияет на качество считывания.
В одном из вариантов осуществления, источник излучения испускает волны в миллиметровом диапазоне длин волн, а получение изображения отходов предусматривает:
- формирование изображений отходов в диапазоне длин миллиметровых волн. Миллиметровые волны, как правило, имеют другие характеристики отражения, чем видимый свет, кроме того, взаимодействие рисунка с таким светом с миллиметровой длиной волны само по себе является характеристикой, которая может влиять на читаемость. В одном из вариантов осуществления, длина волны, равная примерно 2/3 шага рисунка, то есть, расстояния между выпуклостями и выемками, может обеспечить высокую читаемость при взаимодействии волн с рисунком.
Способ производства перерабатываемого предмета содержит этапы, на которых: обеспечивают код, отражающий параметр переработки предмета, формируют код в рисунке, причем рисунок образует повторение точек, при этом код сохраняется в последовательности смежных точек,
производят предмет, причем указанный рисунок предусмотрен на или в по меньшей мере части поверхности предмета, причем каждая точка образует выпуклость или выемку в поверхности предмета, при этом точки выполнены так, чтобы формировать изображение ярких и затененных участков на по меньшей мере части поверхности предмета при облучении заливающим светом, причем код выполнен с возможностью его извлечения из изображения ярких и затененных участков. Рисунок может быть введен в поверхность предмета во время его производства: например, во время литьевого формования или выдувного формования предмета, причем рисунок может быть предусмотрен, например, в части пресс-формы. Альтернативно, рисунок может быть внедрен в предмет на следующем этапе, уже после производства предмета (не содержащего рисунок), например, путем запрессовки профиля пресс-формы или штампа на поверхности предмета. Пресс-форма или штамп могут быть, например, нагреты. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предложен предмет, например, упаковка, содержащая рисунок, предусмотренный на или в поверхности по меньшей мере части предмета, при этом указанный рисунок образует повторение точек, причем в последовательности смежных точек хранится заданный код, причем указанный код отражает параметр переработки предмета, причем каждая точка образует выпуклость или выемку в поверхности предмета, причем точки (выпуклости и/или выемки) выполнены так, чтобы формировать изображение ярких и затененных участков на по меньшей мере части поверхности предмета при облучении заливающим светом, причем код выполнен с возможностью его извлечения из изображения ярких и затененных участков.
Если предмет представляет собой пластиковую бутылку, рисунок может быть предусмотрен на всей наружной поверхности бутылки. В другом варианте осуществления, рисунок может образовывать кольцо по окружности бутылки. В еще одном варианте осуществления, рисунок может быть предусмотрен в основании бутылки.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предложена пресс-форма для формования предмета, причем указанная пресс-форма оснащена рисунком, который необходимо сформировать на или в поверхности по меньшей мере части предмета, причем указанный рисунок образует повторение точек, причем в последовательности смежных точек хранится код, при этом указанный код отражает параметр переработки предмета, причем каждая точка образует выпуклость или выемку в поверхности предмета, причем точки (выпуклости и/или выемки) выполнены так, чтобы формировать изображение ярких и затененных участков на по меньшей мере части поверхности предмета при облучении заливающим светом, причем код выполнен с возможностью его извлечения из изображения ярких и затененных участков. Указанная пресс-форма может представлять собой пресс-форму для литьевого формования, пресс-форму для выдувного формования или любой другой подходящей технологии.
С помощью способа производства перерабатываемого предмета согласно одному из аспектов настоящего изобретения и с помощью предмета согласно одному из аспектов настоящего изобретения, можно получить предмет, который может быть использован в способе сортировки отходов согласно настоящему изобретению. Соответственно, это позволяет обеспечить аналогичные эффекты, что были раскрыты выше в отношении способа сортировки отходов согласно настоящему изобретению. По аналогии, схожие предпочтительные варианты осуществления, которые были раскрыты в контексте способа сортировки отходов, могут быть предусмотрены в способе производства перерабатываемого предмета и упаковки согласно настоящему изобретению, при этом удается обеспечить такие же эффекты. То же самое относится и к заявленной в настоящем изобретении пресс-форме.
Технологии, изложенные в данном документе, могут быть применены не только в отношении сортировки отходов. Данные технологии могут быть применены также для идентификации предмета, с использованием рельефного рисунка, в котором точки образованы, например, выпуклостями, выемками или и выпуклостями, и выемками, соответственно, на поверхности предмета. Идентификация предмета по рельефному рисунку, предусмотренному в или на поверхности предмета, позволяет идентифицировать предмет, сохраняя при этом визуальный внешний вид предмета, то есть, без создания какого-либо мешающего кода, например, линейчатого кода или двумерного матричного кода или идентификационных символов и/или букв на предмете. Кроме того, для идентификации предмета не требуется наличие этикетки или другого печатного оттиска на предмете, поскольку рельефный рисунок может быть предусмотрен в или на поверхности самого предмета. Более того, поскольку рельефный рисунок может демонстрировать тонкую текстуру, он может иметь приятный внешний вид и/или быть неприметным для человека-наблюдателя. Также, рельефный рисунок может быть предусмотрен на или в относительно большой части поверхности предмета, что обеспечивает надежную идентификацию независимо от ориентации, расстояния, загрязнения предмета или возможного повреждения предмета.
Соответственно, согласно одному из аспектов настоящего изобретения, предусмотрен способ идентификации предмета, содержащий этапы, на которых: облучают предмет посредством источника излучения, получают изображение предмета при облечении его источником излучения, причем предмет оснащен рисунком, причем указанный рисунок предусмотрен в или на поверхности предмета, при этом указанный рисунок образует повторение точек, причем в последовательности смежных точек хранится заданный идентификационный код,
обрабатывают изображение для обнаружения рисунка,
извлекают идентификационный код из последовательности смежных точек рисунка, и
идентифицируют предмет по идентификационному коду, причем рисунок содержит рельефный рисунок,
причем источник излучения обеспечивает облучение заливающим светом вдоль по меньшей мере части поверхности предмета,
причем каждая точка образует выпуклость или выемку в поверхности предмета, причем излучение заливающим светом вдоль части поверхности предмета обеспечивает посредством точек (выпуклостей и/или выемок) рисунок из ярких и затененных участков на поверхности предмета,
причем получение изображения отходов при облучении их источником излучения предусматривает получение рисунка из ярких и затененных участков, причем код выполнен с возможностью его извлечения из полученного рисунка из ярких и затененных участков.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, предложен способ производства предмета, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают идентификационный код, отражающий идентификационный параметр предмета,
формируют код в рисунке, причем рисунок образует повторение точек, при этом указанный код сохраняется в последовательности смежных точек, производят предмет, причем рисунок предусмотрен на или в по меньшей мере части поверхности предмета, причем рисунок содержит рельефный рисунок, причем каждая точка образует выпуклость или выемку в поверхности предмета, причем точки (выпуклости и/или выемки) выполнены так, чтобы формировать изображение ярких и затененных участков на по меньшей мере части поверхности предмета при облучении заливающим светом, причем указанный код выполнен с возможностью его извлечения из изображения ярких и затененных участков.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, предложен предмет, например, упаковка, содержащий рисунок, предусмотренный на или в поверхности по меньшей мере части предмета, при этом указанный рисунок образует повторение точек, причем в последовательности смежных точек сохраняется заданный код, причем указанный код отражает идентификационный параметр предмета, причем рисунок содержит рельефный рисунок, причем каждая точка образует выпуклость или выемку в поверхности предмета, при этом точки (выпуклости и/или выемки) выполнены так, чтобы формировать изображение ярких и затененных участков на по меньшей мере части поверхности предмета при облучении заливающим светом, причем код выполнен с возможностью его извлечения из изображения ярких и затененных участков.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, предложена пресс-форма для формования предмета, причем указанная пресс-форма оснащена рисунком, подлежащим формованию на или в поверхности по меньшей мере части предмета, причем рисунок образует повторение точек, причем в последовательности смежных точек сохраняется заданный код, причем указанный код отражает идентификационный параметр предмета, причем рисунок содержит рельефный рисунок, причем каждая точка образует выпуклость или выемку в поверхности предмета, причем точки (выпуклости и/или выемки) выполнены так, чтобы формировать изображение ярких и затененных участков на по меньшей мере части поверхности предмета при облучении заливающим светом, причем код выполнен с возможностью его извлечения из изображения ярких и затененных участков.
Следует понимать, что преимущества, предпочтительные варианты осуществления и т.д., раскрытые в настоящем документе в отношении сортировки отходов, применимы также к изложенному выше процессу идентификации, при внесении соответствующих изменений.
Идентификационный код может представлять собой любой идентификационный код, причем идентификационный код (и связанный с ним идентификационный параметр, то есть, идентификационная информация) может предоставлять информацию о типе материала, производителе, типе/форме/модели/размере упаковки, содержимом, товарном знаке и т.д.
Другие преимущества, признаки и эффекты настоящего изобретения станут очевидными после ознакомления с прилагаемыми чертежами и соответствующим описанием, относящимся к неограничивающему варианту осуществления настоящего изобретения. При этом на чертежах изображено следующее.
На фиг. 1А и 1В показаны примеры продукта, содержащего код.
На фиг. 2А подробно проиллюстрирован один из вариантов осуществления кода,
сформированного в виде двумерной последовательности битов, а на фиг. 2В
показан рельефный рисунок, извлеченный из двумерной последовательности
битов.
На фиг. 3 показано устройство сортировки отходов, на основании которого
объяснен процесс сортировки отходов.
На фиг. 4 схематично, подробно показана часть рисунка.
На фиг. 5 схематично, в поперечном сечении показана часть поверхности предмета, соответственно, без и с рисунком согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 6 проиллюстрирован пример кода в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 7 схематично проиллюстрирован код и параметр переработки отходов в
соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 8 представлен спектр для пояснения длин волн, которые можно
применить в различных вариантах осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 9 схематично показана пресс-форма согласно одному из вариантов
осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 10А-10D показаны рисунки для иллюстрации последовательных этапов оснащения предмета рисунком, в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
На фиг. 11А и 11В представлена амплитуда рисунка в зависимости от положения вдоль оси X.
На фиг. 12А-12С проиллюстрировано извлечение изображения ярких и затененных участков посредством облучения заливающим светом в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
На фиг. 12D на виде сверху показана часть изображения ярких и затененных участков в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.
На фиг. 1 показан предмет (П), например, продукт, в данном примере бутылка, изготовленная из полиэтилена (также сокращенно ПЭТ). Бутылка может быть выполнена из прозрачного или по меньшей мере частично прозрачного полиэтилена, то есть, материала, демонстрирующего некоторую степень прозрачности. В рассматриваемом примере, наружная поверхность бутылки оснащена рельефным рисунком. Альтернативно, часть бутылки, например, зона, которая проходит по окружности бутылки, может быть оснащена рисунком (Р), например, рельефным рисунком. Рельефный рисунок образует повторяющийся рисунок, который повторяется как в направлении по окружности, так и в вертикальном направлении. Рисунки образованы рельефом в поверхности бутылки, в данном случае в наружной поверхности бутылки. Указанный рисунок образован повторением точек, причем указанные точки сохраняют либо цифру 1, либо цифру 0, за счет того, что они образованы в виде выпуклости или выемки, соответственно. При этом вместо такого однобитового рисунка, могут быть нанесены многобитовые рисунки, например, двухбитовые рисунки, в которых использованы выпуклости и выемки разной высоты. Информация в рисунке сохраняется в последовательности смежных точек. Информация, сохраненная в рисунке, может формировать код сортировки отхода. Следует понимать, что для других целей, например, в целях идентификации, информация, сохраненная в коде, может содержать любую подходящую информацию, например, идентификационный код для идентификации предмета. Код сортировки отходов может, например, содержать информацию о типе материала, производителе, содержимом, токсичности предмета и его составе и т.д.
На фиг. 2В подробно показан рисунок (Р), образующий рельеф и предусмотренный в поверхности бутылки, как показано на фиг. 1. Рельефный рисунок предусмотрен в поверхности бутылки и образован рисунками из выпуклостей (выступов) и выемок (углублений). В рассматриваемом примере с ПЭТ-бутылками, поверхности изнутри и снаружи бутылки являются параллельными, однако данный признак не является обязательным; для прозрачной бутылки одна из сторон может не иметь выпуклости и/или выемки. Внутренние отражения в материале прозрачной бутылки могут влиять на читаемость рисунка. В частности, при использовании поляризованного света, различия между двумя этими опциями может не оказывать сильного влияния, поскольку поляризованный свет может минимизировать внутренние отражения.
Рельефный рисунок может быть выполнен следующим образом: сначала, в качестве исходной точки принимают код, подлежащий сохранению в предмете. В код может быть добавлена дополнительная информация, например, контрольная сумма для исправления ошибок. Далее, код формируют в виде двухмерной последовательности битов (точек), как показано на фиг. 2А, причем черные и белые точки представляют собой значения битов 0 и 1 или наоборот. Для формирования двумерной последовательности значений битов может быть использовано любое подходящее кодирующее программное обеспечение, например, возможно использование кодирующего программного обеспечения, предоставляемого компанией Digimarc. Затем, двумерную последовательность битов создают в рельефном рисунке путем выполнения значения бита 1 в виде выпуклости, а значение бита 0 в виде выемки или наоборот. Таким образом, информация сохраняется за счет различий в форме точек, предусмотренных на поверхности бутылки. В качестве альтернативы, информация может сохраняться в изменении взаимного расстояния между точками. Например, каждая точка образует выпуклость, при этом смещение выпуклости относительно ее соседей сопоставляется со значением бита точки.
Точки могут быть расположены с любым подходящим шагом. Например, для облегчения считывания камерой, имеющей широко используемое разрешение, может быть применен шаг точек порядка и величиной от 1 до 3 миллиметров. Излучение, обеспечиваемое источником излучения, также может представлять собой дневной свет или свет от обычных электрических источников света в видимом диапазоне длин волн, например, светодиодное освещение, освещение от лампы накаливания, флуоресцентное освещение и т.д. За счет захвата изображений высокой точности, возможно нанесение рисунка, имеющего меньший шаг точек, например, шаг величиной 0,1 миллиметра или больше. Точки могут иметь любую подходящую форму, например, круглую, овальную, квадратную и т.д. Соседние точки могут соприкасаться друг с другом для формирования непрерывного рисунка, создавая приятный внешний вид для человека-наблюдателя, или между смежными точками может быть предусмотрен промежуток, который облегчает считывание точек. Точки могут иметь любой профиль по высоте, например, параболический, круглый, пирамидальный, квадратный и т.д. То же самое относится и к выпуклостям. Рисунок может быть образован выпуклостями и плоскими точками, выемками и плоскими точками, выпуклостями и выемками, или любыми другими элементами. За счет использования выпуклостей и выемок, может быть обеспечена высокая разница амплитуд между точками, имеющими значение бита 1, и точками, имеющими значение бита 0, что облегчает захват изображения рисунка.
На фиг. 3 показано устройство сортировки отходов согласно одному из аспектов настоящего изобретения. Устройство сортировки отходов содержит питатель (ПИТ) (например, конвейерную ленту), который подает поток предметов отходов (ПО). Предусмотрена камера (КА), которая делает последовательность фотографических изображений предметов отходов, при их прохождении через зону обзора камеры. В результате, камера делает по меньшей мере одно фотографическое изображение каждого предмета отходов. Для улучшения считываемости рисунка, источник излучения (ИИ) может испускать излучение на отходы. Например, источник излучения может быть образован прожектором заливающего света, который испускает заливающий свет в видимом диапазоне длин волн на отходы. Это позволяет улучшить видимость рисунка для облегчения обнаружения отходов. К камере подключено устройство обработки данных (УОД), которое принимает изображения, созданные камерой. Устройство обработки данных оснащено функцией распознавания изображений, которая обеспечивает возможность поиска рельефных рисунков в изображениях и создает код (К) (то есть, данные, закодированные в рельефном рисунке), соответствующий рельефному рисунку, в случае обнаружения рельефного рисунка. При этом возможно применение любой подходящей технологии распознавания изображений. Например, в случае кодирования с использованием программного обеспечения Digimarc, расшифровка может быть осуществлена посредством соответствующего программного обеспечения. Код, предусмотренный в рисунке, может быть незашифрованным, то есть, он может быть извлечен из рисунка любым лицом, то есть, без ограничений доступа. В другом варианте осуществления, код может быть предусмотрен в рисунке в зашифрованном виде. Таким образом, код может быть расшифрован из обнаруженного рисунка только при наличии дешифровального кода. В рассматриваемом варианте осуществления, устройство распознавания данных передает код в сервер переработки (СП). В сервере переработки происходит извлечение информации о переработке, относящейся к конкретному рельефному рисунку. Например, сервер переработки предоставляет информацию о типе материала, месте производства, коде токсичности и т.д. Тип материала в рассматриваемом варианте осуществления обозначает, что бутылка изготовлена из полиэтилена. Место производства указывает на то, откуда поступила бутылка. Код токсичности может предоставлять информацию о типе продукта, который хранился в конкретной упаковке (например, в случае если в упаковке распространялся потенциально токсичный продукт, такой как моющее средство, лекарственное вещество, дезинфицирующее средство, растворитель и т.д.). В такой ситуации может потребоваться специальная переработка, для предотвращения введения остатков таких веществ в обычный процесс переработки. Соответственно, сервер обеспечивает код WSC, содержащий информацию о переработке, которая преобразует рельефный рисунок в информацию о переработке. Альтернативно, код сам себе может быть предусмотрен в рельефном рисунке, в результате чего направление кода в сервер можно опустить.
На основании кода предмет отходов сортируется посредством сепаратора (С) ниже по потоку от камеры. Сепаратор соединен с устройством обработки данных и сервером и, соответственно, принимает код из сервера. Сепаратор в данном варианте осуществления содержит селектор, такой как механический селектор, например, заслонку селектора, которая проталкивает предмет отходов к соответствующему выпускному отверстию. У каждого выпускного отверстия предусмотрен соответствующий накопительный бак или выпускной питатель (ВПИТ) для обеспечения возможности сбора и подачи, соответственно, отделенных предметов отходов. Вместо использования видимого света для облучения отходов, можно задействовать любое другое подходящее излучение. Например, возможно использование миллиметровых волн. Для обнаружения волн, вместо упомянутой выше камеры, возможно использование подходящего детектора для обнаружения миллиметровых волн. На фиг. 3В показана аналогичная установка, что и на фиг. 3А. Дополнительно, напротив камеры предусмотрен поляризационный фильтр (ПФ) для фильтрации изображения, принимаемого камерой. Более того, возможно использование источника света, испускающего поляризованный свет, в комбинации с обнаружением изображения отходов с использованием поляризационного фильтра. При этом, за счет использования поляризационного фильтра у камеры, возможно в комбинации с источником излучения, испускающим поляризованный свет, можно отфильтровать нежелательные отражения, что улучшает качество изображений.
На фиг. 4 показан пример части рисунка, а именно горизонтальная последовательность из 8 точек, часть которых составляют выпуклости (обозначенные черными точками), а часть - составляют плоские участки, обозначенные белыми точками. На фиг. 4 для наглядности представлено поперечное сечение. В данном примере в последовательности точек сохранена заданная информация, а именно, бинарная последовательность 01101100.
Указанный код может быть непосредственно получен из точек. Таким образом, последовательность 01101100 может представлять собой или может формировать часть сохраненного кода. В качестве альтернативы, может быть использован любой вид схемы кодирования, например, кодирование Digimarc, псевдослучайное шумовое кодирование или любое другое подходящее кодирование.
На фиг. 5 схематично проиллюстрировано, как такой рисунок может быть предусмотрен на поверхности предмета (ПП), например, бутылки. На виде сверху, на фиг. 5, частично в поперечном сечении показана бутылка, без рисунка. На виде снизу, на фиг. 5, частично в поперечном сечении показана бутылка, с (частью) рисунком (Р).
На фиг. 6 показан пример кода, который может быть сохранен в рисунке. Код в рассматриваемом примере содержит группы цифр, которые предоставляют следующую информацию: данные (Д), код производителя предмета П (КПП), код производителя содержимого предмета П (КПСП), торговое название (ТН), владелец торговой марки (ВТМ), страна производства (СтП), объект производства (ОП), страна сбыта (СтС), добавочные данные 1, 2, 3 (ДД1, ДД2, ДД3) для дальнейшего использования, предупреждение 1 (Пр1), предупреждение 2 (Пр2). Такой код может быть сохранен (непосредственно или в зашифрованном виде) в рисунке. В качестве альтернативы, рисунок может включать в себя более короткий код, например, водяной знак WM 123456, который можно считать с рисунка, расшифровать и отправить в сервер (например, сервер переработки (СП) на фиг. 3А) или в другую базу данных (или в другое устройство) для получения упомянутого кода. В таком случае, код WM 123456, сохраненный в рисунке, образует указатель на упомянутый выше более длинный код. Это может оказаться полезным для извлечения большого кода (который в противном случае потребует наличия крупных рисунков для хранения информации непосредственно в рисунке) из более короткого кода, предусмотренного в рисунке.
На фиг. 7 очень схематично показан параметр переработки (ПаП) (пример которого раскрыт в другом разделе настоящего документа), извлеченный из кода (К).
На фиг. 8 проиллюстрирован спектр, демонстрирующий диапазоны длин волн гамма-лучей, рентгеновских лучей, УФ-излучения, видимого света, инфракрасного излучения, радиоволн, в том числе радиолокационный диапазон, диапазон частотно-модулированных волн, диапазон ТВ волн, диапазон коротких волн и диапазон радиоволн с амплитудной модуляцией. Также указаны диапазоны длин сантиметровых/миллиметровых волн. Любая такая длина волны может быть использована источником излучения. Например, выше упоминался видимый свет, ультрафиолетовое излучение и инфракрасное излучение. Также возможно применение миллиметровых/сантиметровых волн, которые демонстрируют высокую способность к обнаружению, поскольку их длина волны по величине может иметь тот же порядок, что и шаг рисунка.
На фиг. 9 показана пресс-форма (ПФ) (например, для литьевого формования или выдувного формования), причем схематично обозначена часть, в которой предусмотрен рисунок (Р). Рисунок будет перенесен на поверхность формуемого предмета.
Технологии, раскрытые выше, могут быть использованы не только в контексте сортировки отходов. Также, эти технологии могут быть использованы для идентификации предмета. Например, рельефный рисунок может быть предусмотрен на предмете, при этом рельефный рисунок.
Предмет облучают посредством источника излучения, причем при облучении предмета источником излучения получают изображение предмета; как раскрыто выше, предмет оснащен рисунком, причем указанный рисунок предусмотрен в или на поверхности предмета, причем рисунок образует повторение точек. При этом, идентификационный код сохраняется в последовательности смежных точек рисунка.
Изображение обрабатывают для обнаружения рисунка (например, за счет использования программного обеспечения для распознавания рисунков). Далее, из последовательности смежных точек рисунка извлекают идентификационный код предмета. По идентификационному коду идентифицируют предмет. Как упомянуто выше, рисунок может содержать рельефный рисунок, который формирует рельеф в или на поверхности предмета. При этом может быть применена установка, аналогичная той, что показана на фиг. 3, однако, селектор может быть исключен из конструкции.
Следует отметить, что технологии, раскрытые в настоящем документе, могут быть применены к любому предмету. Указанным предметом может являться упаковка, например, упаковка потребительского продукта, а именно, бутылка, лоток, фольга, блистерная упаковка и т.д.
На фиг. 10А показано растровое изображение с экрана с 50% серым, без предусмотренного в нем рисунка. На фиг. 10В показано то же самое растровое изображение с экрана, однако на него накладывается рисунок. Рисунок содержит растр из точек. Некоторые точки имеют более высокий уровень серого, то есть, они темнее, а другие точки имеют более низкий уровень серого, то есть, они светлее. В рассматриваемом примере, точки, которые темнее участков с 50%-ным уровнем серого, содержат информацию, которая кодирует код, а точки, которые менее темные по сравнению с участками с 50%-ным уровнем серого, содержат точки компенсации для усреднения интенсивности фона рисунка к 50%.
На фиг. 10С, для сглаживания растрового изображения с экрана, в котором сформированы точки, был применен фильтр, ухудшающий качество изображений (фильтр Гаусса). На фиг. 10D, средняя интенсивность рисунка была уменьшена, что будет более подробно пояснено далее со ссылкой на фиг.11А и 11 В.
На фиг. 11А и 11В проиллюстрирована интенсивность рисунка на оси Y в зависимости от положения вдоль рисунка на оси X. Рисунок накладывается на среднее значение (СЗ) 50% серого, в соответствии с фиг.10А и 10В. Таким образом, более темные значения, выше 50%, отображаются верхними частями кривой, а более светлые значения, ниже 50%, отображаются нижними частями кривой. При использовании кода, содержащего уровни битов кода и уровни битов компенсации, более темные уровни могут, например, содержать информацию, из которой может быть извлечен код, а более светлые части содержат биты компенсации для компенсации уровня интенсивности, что позволяет привести среднее значение обратно к уровню в 50%. Поскольку рассматриваемый пример направлен только на обнаружение кодовой информации, предусмотрена асимметрия, как показано на фиг. 11В, когда средний уровень, вместо 50%, приводят к низкому значению (которое больше не является средним), тем самым, сжимая диапазон компенсации (КОМП), и увеличивая диапазон кодовой информации, (КИ), для выделения кодовых битов и сжатия битов компенсации, что позволяет повысить возможность обнаружения кодовой информации. Результирующий, более светлый рисунок показан на фиг. 10D.
На фиг. 12А в поперечном сечении, на виде сбоку показан рисунок (Р) из выпуклостей и/или выемок, полученный в соответствии со способом, раскрытым со ссылкой на фиг. 10А-10D. Пунктирной линией на фиг. 12А-12С обозначена нижняя поверхность недеформированного предмета: в рассматриваемом примере показана деформация только в одном направлении, а именно, в наружном направлении. Чем выше уровень серого точек рисунка на фиг. 10D, тем больше деформация в соответствующей точке на поверхности предмета (П). В рассматриваемом примере, деформация происходит за счет деформирования вверх в плоскости чертежа, которая, например, может совпадать с направлением наружу в случае, если предметом является бутылка. На фиг. 12В проиллюстрировано аналогичное поперечное сечение, однако, в этом случае деформация является усеченной, в результате чего верхушки уплощены на уровне усечения.
На фиг. 12С в поперечном сечении на виде сбоку показан рисунок (Р) предмета (П), облучаемый заливающим светом (ЗС) от источника излучения (ИИ). Заливающий свет может быть обеспечен любым типом излучения, например, видимым, инфракрасным или ультрафиолетовым. В результате облучения рисунка заливающим светом, на поверхности предмета появятся затененные участки (ЗУ), в частности, на задних кромках деформаций (если смотреть в направлении распространения заливающего света). По аналогии, у передних кромок (передних кромок, если смотреть в направлении распространения заливающего света) будут появляться яркие участки. Таким образом, (поскольку рисунок проходит по поверхности предмета) создается изображение ярких и затененных участков. Изображение ярких и затененных участков обнаруживают с помощью камеры (КА). В рассматриваемом примере, камера расположена так, чтобы обнаруживать отраженный заливающий свет. В качестве альтернативы, в месте расположения камеры может быть установлен экран, как на фиг. 12С, а камера при этом расположена так, чтобы получать изображение отраженного рисунка от поверхности предмета, после отражения на экран. В качестве другой альтернативы, камера может быть расположена вертикально над предметом, по аналогии с положением камеры на фиг. 3А и 3В. Благодаря отражению можно получить более контрастное изображение, что позволяет улучшить возможность обнаружению. Изображение ярких и затененных участков отражает точки рисунка. На фиг. 12D показан пример изображения из двух точек (ДТ). Для наглядности, на фиг. 12D представлены значения интенсивности с помощью растровых точек. Для каждой точки, яркий участок (ЯУ) показан с ее левой стороны, а затененный участок (ЗУ) показан с ее правой стороны (в рассматриваемом примере, яркие участки облучают с левой стороны). Как следует из фиг. 12D, чем больше деформация и чем, соответственно, больше точки деформации, тем длиннее (если смотреть в направлении распространения заливающего света) и тем, соответственно, шире (если смотреть перпендикулярно направлению распространения заливающего света) получаемый затененный участок. Аналогичные рассуждения применимы в отношении ярких участков. Следовательно, информация, относящаяся к размеру и форме деформации точки, может быть получена на основании размера и формы затененных и ярких участков. Размер ярких участков и теней коррелирует с размерами точек. Камера принимает изображение, содержащее рисунок (то есть, изображение) из ярких и затененных участков, обусловленных деформацией поверхности предмета, причем код извлекают из захваченного рисунка из ярких участков, рисунка из затененных участков или и того, и другого. В случае если и яркие участки, и затененные участки будут применены для обнаружения кода, яркие участки могут быть, например, перевернуты и преобразованы для совпадения с затененными участками. В результате этого, яркие и затененные участки могут быть добавлены и могут коррелировать, что позволит увеличить отношение сигнала к шуму.
Рисунок из выпуклостей и выемок может повторяться несколько раз на поверхности предмета, так что в случае, например, повреждения частей рисунков или деформации, код может быть извлечен из комбинации фрагментов соседних рисунков. В частности, когда поверхность предмета является криволинейной (например, в случае бутылки, показанной на фиг. 1А и 1В), соседние рисунки смещены относительно друг друга вдоль кривизны поверхности предмета, так что, когда невозможно считать часть рисунка из-за, например, угла падения заливающего света, другой рисунок ее части будет находиться под другим углом падения, что повысит вероятность обнаружения кода.
Форма выпуклостей и/или выемок может быть симметричной, если смотреть вдоль растровых линий рисунка (точки могут формировать растр вдоль растровых линий), так что рисунок из затененных участков может быть менее устойчивым к углу падения облучения, что улучшает считываемость даже, например, когда предмет ориентирован случайным образом. Размер выпуклостей и/или выемок может возрастать со значением точки рисунка, так что размер затененного участка точки будет возрастать с величиной выпуклости и/или выемки, то есть, со значением точки.