DE19606819A1 - Kombinationsscanner - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Das Verfahren betrifft die Feststellung der Art eines Gegenstands, insbesondere von Artikelnummer bei Kassen­ systemen.

Stand der Technik

Insbesondere im Einzelhandel zu verkaufende Waren sind mit einem Strichcode versehen, der beim Kassiervorgang abgetastet wird und die Art des Artikels angibt, worauf­ hin die Kassiereinrichtung den aktuell gültigen Preis aus einer elektronischen Tabelle ermittelt und entsprechend addiert.

In der DE 38 13 725 A1 wird eine entsprechende Einrichtung beschrieben, in der eine Videokamera den zu klassifizie­ renden Gegenstand erfaßt und den Strichcode zu erkennen versucht. Geht dieser Versuch fehl, so wird das Bild der Videokamera zu einer Zentrale geleitet, die manuell oder automatisch den Gegenstand bestimmt oder anderswie über ihn disponiert. Diese Anordnung erfordert eine Unterbre­ chung, wenn der Strichcode nicht lesbar ist, und hat ins­ besondere keine Sicherheiten gegen unrichtige Strichcodes, beispielsweise veränderte Etiketten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu reduzie­ ren.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Bild einer Vi­ deokamera gleichzeitig auf das Bild eines Strichcodes hin untersucht als auch einer Mustererkennung unterworfen wird. Liefert einer der beiden, auf dasselbe Videosignal bzw. gespeicherte Videobild wirkende Detektoren eine si­ chere Erkennung, wird diese verwendet. Liefern beide ein Signal für eine sichere Erkennung, so muß der erkannte Code gleich sein oder einer der beiden Detektoren muß melden, daß einer Erkennung nicht möglich war.

Es handelt sich also um eine Anordnung zur Bestimmung ei­ ner Gegenstandsnummer, bei aus einem gemeinsamen Video­ bild des Gegenstand sowohl ein an dem Gegenstand ange­ brachter Code als auch durch Mustererkennung der Gegen­ stand an sich bestimmt wird und durch Kombination der Er­ gebnisse die Nummer des Gegenstands bestimmt wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen

Fig. 1 die Anordnung der Komponenten,

Fig. 2 eine Anwendung mit mehreren Videokameras.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 2 zeigt auf einer Unterlage 20 einen Gegenstand 21, durch eine Schachtel symbolisiert, auf den eine optisch maschinenlesbare Codierung 22, hier durch einen Strich­ code symbolisiert, aufgebracht ist. Der Gegenstand 21 wird durch eine oder mehrere Videokameras 24a . . . d abgeta­ stet, die beispielsweise an Ständern 23a . . . d befestigt sind. Ferner kann die Unterlage 20 auch beweglich gestal­ tet sein, so daß der Gegenstand 21 verschoben oder ge­ dreht werden kann, ohne daß dies für die Erfindung not­ wendig ist.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild für die Verarbeitung des Videobildes, das von einer Videokamera 10, die eine der in Fig. 2 gezeigten Videokameras 24a . . . d sein kann, aufge­ nommen wird. Das Signal der Videokamera wird in einer Di­ gitalisiereinrichtung 11 in ein für die weitere Verarbei­ tung sinnvolles Format umgewandelt und beispielsweise als digitalisiertes Bild in einem Speicher abgelegt. Dieses Bild oder auch ein aufbereitetes Videosignal wird einer­ seits einem Decoder 12 zugeführt, welcher aus den Bildda­ ten die Codierung 22 zu ermitteln versucht. Dies ge­ schieht beispielsweise, indem eine Strichcodeerkennung auf die Zeilen des Bildsignals angewendet wird und ein Strichcode als erkannt angesehen wird, wenn in mindestens drei aufeinanderfolgenden Zeilen derselbe Strichcode de­ codiert wurde. Andere Verfahren sind beliebig einsetzbar, sofern sie auf einem, ggf. digitalisierten, Videobild aufbauen und entweder einen erkannten Code liefern oder ein Signal, welches meldet, daß kein Code erkannt wurde. Dieses kann selbstverständlich ein spezieller Code wie Null sein.

Das dem Decoder 12 zugeführte Signal wird gleichzeitig einer Mustererkennung 13 zugeführt, die eine Korrelation mit vorgegebenen Mustern durchführt. Hierfür haben sich neuronale Netze bewährt. Auch diese Mustererkennung lie­ fert eine Code für das erkannte Muster oder ein Signal, daß keines der bekannten Muster erkannt wurde.

Zweckmäßig, aber nicht notwendig, verwenden beide, der Decoder und die Mustererkennung, denselben Coderaum, in dem einerseits die Codes enthalten sind, die der Decoder liest. Zusätzlich sind, wie weiter unten noch erläutert wird, Codes für Artikelformen enthalten. Zweckmäßig ist eine Unterscheidung z. B. an erster Stelle der Codenummer. Wird die Nummer "Null" für "ungültig" verwendet, so ver­ einfachen sich die nachfolgenden Schritte, wie bekannt und leicht ersichtlich ist.

Die Ausgangssignale des Decoders 12 und der Mustererken­ nung 13 werden einem Zuordner 14 zugeführt, welcher aus den beiden Signalen ein neues Signal kombiniert. Dabei arbeitet ein einfacher Zuordner 14 wie folgt:
Wenn weder der Decoder 12 noch die Mustererkennung 13 ein gültiges Signal erkennen, gibt der Zuordner 14 gleich­ falls eine Meldung aus, das kein gültiges Signal erkannt wurde. Liefert der Decoder 12 einen gültigen Code und die Musterkennung 13 keinen gültigen Code, so wird der Code des Decoders ausgegeben. Liefert der Decoder 12 einen gültigen Code und die Mustererkennung 13 einen gültigen Code, so wird festgestellt, ob der Code der Mustererken­ nung 13 zu dem Code des Decoders 12 paßt. Hierbei wird be­ rücksichtigt, daß eine Anzahl von Artikeln nur schwer durch das Bild zu unterscheiden sind, beispielsweise zwei Flaschen Wein unterschiedlicher Herkunft, die nur durch die Schrift auf dem Etikett unterscheidbar sind. Dies be­ deutet, daß die von der Mustererkennungseinrichtung be­ reitgestellte Codes danach zu unterscheiden sind, ob sie eindeutig eine einzelne Waren bestimmen oder nur eine Klasse von Waren. Im ersteren Fall wird zweckmäßig der­ selbe Code weitergegeben, den die Decodiereinrichtung für diesen Gegenstand auch ermitteln würde. Damit wird der Zuordner insofern vereinfacht, als gleiche Codes ohne weitere Verarbeitung weitergegeben werden können. Je nach Leistungsfähigkeit der Mustererkennung kann die Anzahl der Waren, die eindeutig zu erkennen sind, variieren.

Insbesondere wird der Code des Decoders 12 dazu benutzt, um mittels einer Tabelle die zulässigen Codes der Mu­ stererkennung 13 zu korrelieren. Ist der Code der Mu­ stererkennung passend, so wird der Code des Decoders aus­ gegeben. Andernfalls muß die Erkennung als ungültig ge­ kennzeichnet werden. Damit wird insbesondere verhindert, daß ein Etikett mit einem Strichcode von einem billigen Gegenstand auf einen teuren Gegenstand übertragen wird, sofern diese Gegenstände ein unterschiedliches Bild ha­ ben.

Liefert die Decodiereinrichtung keinen gültigen Code, je­ doch die Bildererkennung, so wird der Code der Bilderken­ nung weitergegeben. Dabei wird der gesamte Coderaum in die Codes für Artikelnummern und die Codes für Artikel­ formen unterteilt, wie oben beschrieben, so daß dem Er­ gebnis entnommen werden kann, ob es sich um eine Artikel­ nummer oder eine Gruppe von möglichen, gleich aussehenden Artikeln handelt.

Die Ausgabe des Zuordners kann, in einer Anwendung auf Kassenplätze, direkt von der Software der Kasse weiter­ verarbeitet werden, um über die Artikelnummer den Preis der Ware zu bestimmen und in bekannter Art weiterzuverar­ beiten. Sofern nur die mehrdeutige Artikelklasse erkannt wurde, kann eine Option vorgesehen werden, der eine Liste der möglichen Waren dem Kunden auf einer Anzeige anbietet und der Kunde die zutreffende Angabe auswählen kann.

Eine Verbesserung der Erfindung liegt darin, daß der De­ coder und die Mustererkennung zusätzlich zu dem Code auch ein Signal über die Güte der Erkennung liefert. Im Falle des Decoders kann dies beispielsweise die Anzahl der Scanlines des Videobildes sein, in denen die bereitge­ stellte Artikelnummer erkannt wurde. Im Falle einer Mu­ stererkennung sind die bekannten neuronalen Netze durch­ aus in der Lage, neben der Nummer des erkannten Musters auch eine Zahl für das Maß der Übereinstimmung mit auszu­ geben. Damit ist die oben genannte Verarbeitung ein Spe­ zialfall, bei dem diese Größen binäre Werte sind. Die Verarbeitung in dem Zuordner erfolgt in diesem Fall durch Schwellwertlogiken oder unscharfe (fuzzy) Logik in be­ kannter Art. Diese liefert dann auch an dem Ausgang ein Maß für die Zuverlässigkeit des Ergebnisses. Hierbei wird die Decodierung ein hohes Gewicht bekommen, ggf. mit ei­ nem nicht linearen Einfluß. Damit kann die nachfolgende Verarbeitung einen Schwellwert definieren, oberhalb des­ sen das Ergebnis weiterverarbeitet wird. Ferner kann ein Toleranzbereich definiert werden, innerhalb dessen eine Verbindung zu einer Aufsichtsperson geschaltet oder zur Benutzung eines Handscanners für den Artikelcode aufge­ fordert wird.

Für den in Fig. 2 angedeuteten Fall, daß mehrere Kameras 24a . . . d gleichzeitig ein Bild ein und desselben Objekts 21 aufnehmen, wird in einer Weiterbildung der Erfindung ein (nicht dargestellter) Entscheider verwendet, der die Aus­ gangssignale der Zuordner der einzelnen Kameras als Ein­ gang hat und ein gemeinsames Ausgangssignal liefert. Die­ ser Entscheider arbeitet ähnlich dem Zuordner, jedoch mit gleicher Gewichtung der Eingänge. In einer einfachen Form werden nur gültige Codes betrachtet und nur dann ein gül­ tiger Code ausgegeben, wenn die gültigen Codes alle über­ einstimmen. Auch hier ist eine unscharfe (fuzzy) Logik verwendbar, so daß ein weniger zuverlässiges Ergebnis an­ dere stützen kann. Wird beispielsweise eine fünfte Kamera oberhalb des Gegenstandes angebracht, so wird deren Ge­ wicht und auch die Gewichte innerhalb des Zuordners an­ ders als die der restlichen vier Kameras sein. Beispiels­ weise wird beobachtet, daß die Kunden, folgend einem Hin­ weis an der Kasse, die Artikel bevorzugt mit dem Strich­ code nach oben legen. Damit sollten derart erkannte Strichcodes ein hohes Gewicht erhalten. Umgekehrt ist ei­ ne Mustererkennung aus schräger Sicht meist zuverlässiger als ein Blick von oben, bei dem die Seiten meist nicht erkennbar sind. Damit wird der Zuordner für die Kamera oberhalb des Gegenstands ein geringes Gewicht auf die Bilderkennung legen. Wie bei dem Zuordner findet auch hier ein Überprüfung des von einer Kamera erkannten Codes durch die von den anderen Kameras gelieferten Musterer­ kennungs-Ergebnisse statt.

Bei einer Variante der Erfindung mit mehreren Kameras werden die Ausgangssignale aller Decoder und Mustererken­ ner auf eine gemeinsame Entscheidungslogik gelegt, die dann alle Ausgangswerte bei der Entscheidung, vorzugswei­ se mit unscharfer Logik, berücksichtigt.

Anstelle von mehreren Kameras kann auch eine einzelne Ka­ mera verwendet werden, deren Position relativ zum Gegen­ stand veränderbar ist und von der Videobilder gespeichert und sodann in der gleichen Art wie gleichzeitig ermittel­ te Bilder verarbeitet werden.

Claims (8)

1. Anordnung zur Klassifizierung von gewöhnlich mit ei­ nem optisch abtastbaren Code (22) gekennzeichneten Gegenständen (21), mit den Merkmalen:

• - Mindestens ein Videobild des Gegenstands (21) wird durch eine elektronische Bildaufnahmeeinrichtung (10, 11) erfaßt,
• - das erfaßte Videobild wird einem Decoder (12) zur Decodierung des abtastbaren Codes (22) zugeführt,
• - dasselbe Videobild wird einem Mustererkenner (13) zugeführt, der aus dem Videobild der äußeren Form, ggf. einschließliche der Oberfläche oder der Farbe, den Gegenstand klassifiziert,
• - Decoder (12) und Mustererkenner (13) liefern je ein Signal, das angibt, ob die Decodierung bzw. Klassi­ fizierung möglich war und, gegebenenfalls, welches der Code bzw. die Klasse ist,
• - die Signale beider Einrichtungen werden einem Zu­ ordner (14) zugeführt, welcher
• * den Code ausgibt, wenn der Code erkannt ist und der Klasse nicht widerspricht oder keine Klasse erkannt ist,
  * und die Klasse ausgibt, wenn diese erkannt ist und kein Code erkannt ist,
  * oder andernfalls einen Code ausgibt, der die Nicht-Erkennbarkeit darstellt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei zu unterschiedlichen Zeiten oder von unterschiedlichen Richtungen aufgenommene Videobilder verarbeitet wer­ den und die Ausgangssignale der Decoder und Musterer­ kenner von einer gemeinsamen Verarbeitungseinheit be­ wertet werden, welche entweder einen Warencode, eine Warenklasse oder ein Signal für Ungültigkeit ausgibt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, wobei die Verarbeitungs­ einheit eine der Anzahl der Videobilder entsprechende Anzahl von Zuordnern umfaßt, deren Ausgangssignale durch einen Entscheider verknüpft werden, welcher nur bei Übereinstimmung aller erkannten gültigen Codes und Kompatibilität mit erkannten Klassen den Code ausgibt.

4. Anordnung nach einer der Ansprüche 1 bis 3, wobei Zu­ ordner oder Entscheider lediglich die Gleichheit von gültigen Codes bestimmen.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Signale beider Einrichtungen mit einem Gütewert kombiniert sind und Zuordner und ggf. Entscheider mittels einer geeigneten Verarbeitungsvorrichtung, vorzugsweiser unscharfer (Fuzzy) Logik, ein Ergebnis mit einem dar­ aus bestimmten Gütewert bilden.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die von der Mustererkennung bestimmten Klassen eine Obermenge der von dem Decoder bestimmten Codes ist.

7. Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in einer Kasse, wobei das Ergebnis für eine Preisermittlung weiterverwendet wird.

8. Verwendung einer Anordnung nach Anspruch 7 in einer Kasse, wobei das Ergebnis für eine Preisermittlung weiterverwendet wird, sofern eine vorgegebene Schran­ ke für den Zuverlässigkeitswert überschritten ist.