[go: up one dir, main page]

DE9112775U1 - Arrangement for detecting irregularities in surfaces, such as recessed or raised characters - Google Patents

Arrangement for detecting irregularities in surfaces, such as recessed or raised characters

Info

Publication number
DE9112775U1
DE9112775U1 DE9112775U DE9112775U DE9112775U1 DE 9112775 U1 DE9112775 U1 DE 9112775U1 DE 9112775 U DE9112775 U DE 9112775U DE 9112775 U DE9112775 U DE 9112775U DE 9112775 U1 DE9112775 U1 DE 9112775U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
characters
recessed
arrangement
raised
lighting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE9112775U
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tropf Hermann Dr-Ing 6837 St Leon-Rot De
Original Assignee
Tropf Hermann Dr-Ing 6837 St Leon-Rot De
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tropf Hermann Dr-Ing 6837 St Leon-Rot De filed Critical Tropf Hermann Dr-Ing 6837 St Leon-Rot De
Priority to DE9112775U priority Critical patent/DE9112775U1/en
Priority to DE4142614A priority patent/DE4142614A1/en
Publication of DE9112775U1 publication Critical patent/DE9112775U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10Image acquisition
    • G06V10/12Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/145Illumination specially adapted for pattern recognition, e.g. using gratings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Character Input (AREA)

Description

Dr.-Ing. Hermann Tropf
Bluinenstr. 5
Dr.-Ing. Hermann Tropf
Bluinenstr. 5

6837 St.Leon6837 St.Leon

Anordnung und Vorfahren zur Erkennung von Unregelmäßigkeiten in Oberflächen, wie vertieft oder erhaben geschriebenen Zeichen.Arrangement and ancestors for detecting irregularities in surfaces, such as recessed or raised characters.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung - ee zur
Erkennung von Unregelmäßigkeiten in Oberflächen, wie vertieft oder erhaben geschriebenen Zeichen, insbesondere vertieft oder erhaben geprägten/gravierten/gehämmerten Zeichen oder Schlagzahlen.
The invention relates to an arrangement - ee for
Detection of irregularities in surfaces, such as recessed or raised written characters, in particular recessed or raised embossed/engraved/hammered characters or struck numbers.

Zur Identifikation oder Klassifikation von Werkstücken werden aus Gründen der Haltbarkeit häufig geprägte Zeichen verwendet
("Schlagzahlen"). Im Rahmen der zunehmenden Automatisierung stellt sich immer häufiger die Aufgabe, daß diese Zeichen automatisch
kontrolliert oder für Zwecke der Produktionssteuerung gelesen
werden müssen.
For the identification or classification of workpieces, embossed characters are often used for reasons of durability
("Stroke numbers"). In the context of increasing automation, the task of automatically
controlled or read for production control purposes
Need to become.

Das automatische Erkennen von geprägten Zeichen unterliegt besonderen praktischen Schwierigkeiten aufgrund variabler Prägecharakteristik, aufgrund von Störungen (Riefen, Rost...) auf den meist
unbearbeiteten Oberflächen, aufgrund Abnutzung der Prägewerkzeuge etc.
The automatic recognition of embossed characters is subject to particular practical difficulties due to variable embossing characteristics, due to disturbances (scores, rust...) on the mostly
unprocessed surfaces, due to wear of the embossing tools, etc.

Automatische optische Zeichenerkennungssysteme (sie arbeiten i.a. mit bestimmten Zeichenmodellen und Merkmalen, die entweder die Geometrie der Zeichen direkt betreffen, wie z.B. Zeichenmasken oder
Formmerkmalen, Strukturelementen, Richtungselementen oder mit sonstigen, aus solchen Geometriemerkmalen abgeleiteten Merkmalen) sind umso zuverlässiger, je kontrastreicher die Zeichen optisch dargestellt, also gegen den Hintergrund abgehoben werden können.
Automatic optical character recognition systems (they generally work with certain character models and features that either directly affect the geometry of the characters, such as character masks or
The more contrasting the characters are visually represented, i.e. the more they can be distinguished from the background, the more reliable the combinations of characters (e.g. with shape features, structural elements, directional elements or with other features derived from such geometric features) are.

Die Beleuchtung kann bei metallischen Vorlagen i.a. grundsätzlich nur im Auflicht erfolgen. Sowohl Hellfeld- als auch Dunkelfeldbeleuchtung kommen in Frage, siehe (/!/).In the case of metallic originals, illumination can generally only be carried out using incident light. Both brightfield and darkfield illumination are possible, see (/!/) .

Zur kontrastreichen Darstellung wurde unter der Bezeichnung "Retroreflektor" ein kompliziertes Verfahren vorgeschlagen (/2/). Nachteilig für den praktischen Einsatz ist die Kompliziertheit des Aufbaus; die Geometrie der Werkstücke und der Produktionseinrichtungen gestattet in den meisten Fällen nicht den Einsatz von so komplex aufgebauten Beleuchtungseinrichtungen. Außerdem sprechen Überlegungen der Instandhaltung und Wartung gegen ihren Einsatz. Für industrielle Anwendungen sollten die Beleuchtungseinrichtungen möglichst einfach aufgebaut sein.A complicated process called a "retroreflector" was proposed for high-contrast imaging (/2/). The disadvantage for practical use is the complexity of the structure; the geometry of the workpieces and production equipment does not allow the use of such complex lighting equipment in most cases. In addition, maintenance and servicing considerations speak against their use. For industrial applications, the lighting equipment should be as simple as possible.

Bei einfacher Hellfeldbeleuchtung kommen im wesentlichen zwei Effekte zum Tragen:With simple bright field lighting, two main effects come into play:

1. Glanzlichtmethode: Diese Beleuchtungsart ist günstig bei (beinahe) spiegelnden Oberflächen, die nicht zu sehr gestört sind. An den Prägestellen wird die spiegelartige Reflexion unterbrochen; die Zeichen treten dunkel hervor. Der Effekt kann durch Beleuchtung und Betrachtung in spitzem Winkel oder durch eine Anordnung mit halbdurchlässigem Spiegel erreicht werden.1. Highlight method: This type of lighting is suitable for (almost) reflective surfaces that are not too disturbed. The mirror-like reflection is interrupted at the embossing points; the characters appear dark. The effect can be achieved by lighting and viewing at an acute angle or by an arrangement with a semi-transparent mirror.

2. Schattenbildung: Die Schattenbildung kann einfach durch Schrägbeleuchtung erzielt werden. Diese Beleuchtungsart hat sich bei matten (z.B. verzinkten) und/oder in der Oberflächencharakteristik stark schwankenden Oberflächen bewährt. An der Oberfläche wird das Licht diffus reflektiert; an den Prägestellen ergibt sich eine Schattenbildung, aufgrund derer die Zeichen dunkel hervortreten. Bei erhabenen Zeichen ergibt sich ein kontrastreiches Muster jeweils auf der Schattenseite der Zeichen.2. Shadow formation: Shadow formation can be achieved simply by oblique lighting. This type of lighting has proven to be effective on matt surfaces (e.g. galvanized) and/or surfaces with strongly varying surface characteristics. The light is diffusely reflected on the surface; shadows are formed at the embossed points, which make the characters stand out darkly. With raised characters, a high-contrast pattern is created on the shadow side of the characters.

Beide Effekte werden beispielsweise ausgenutzt bei der Kontrolle von geprägten Motornummern, wobei Kamera und Beleuchtung in spitzem Winkel zueinander stehen (/3/).Both effects are used, for example, when checking embossed engine numbers, where the camera and lighting are at an acute angle to each other (/3/).

Wie die Erfahrung zeigt, ist das Einrichten der Beleuchtung für für reale Schlagzeichenerkennungsaufgaben eine sehr diffizile Angelegenheit (die optimale Beleuchtungsrichtung ist beispielsweise von der Hauptrichtung von ggf. vorhandenen Bearbeitungsspuren abhängig). As experience shows, setting up the lighting for real-world punch mark recognition tasks is a very difficult matter (the optimal lighting direction depends, for example, on the main direction of any processing marks that may be present).

Aufgabe ist es, eine Anordnung und ein Verfahren zu finden, das weniger applikationsspezifisch zu installieren ist und trotzdem zu einer sicheren Bildauswertung führt.The task is to find an arrangement and a procedure that is less application-specific to install and yet still leads to reliable image evaluation.

Bei Experimenten mit auch mit dem Auge besonders schwierig zu erkennenden Ziffern auf sehr rauher Oberfläche (rohe Gu^werkstücke) wurde zufällig gefunden, da/3 bei stark schräger Hellfeldbeleuchtung trotz der sehr rauhen Oberfläche (Schattenbildung an den Unebenheiten) die vertikalen Zeichenstrukturen sehr deutlich hervortreten, während die horizontalen Strukturen kaum sichtbar sind - oder umgekehrt.During experiments with numbers on very rough surfaces (raw cast parts) that are particularly difficult to recognize with the naked eye, it was discovered by chance that, under very oblique bright field illumination, the vertical character structures stand out very clearly despite the very rough surface (shadows formed on the uneven areas), while the horizontal structures are barely visible - or vice versa.

Der zunächst naheliegende Gedanke, zwei getrennte Bilder mit unterschiedlicher Beleuchtung rechnerisch zusammenzusetzen, führt zu dem folgenden Problem:The initially obvious idea of mathematically combining two separate images with different lighting leads to the following problem:

Setzt man zwei Kameras ein, die die Vorlage aus unterschiedlichem Winkel betrachten, so entstehen unterschiedlich verzerrte Bilder, und es ist nur mit größerem rechnerischem Aufwand möglich, das gesamte Zeichen in seiner vollständigen Form aus zwei Bildern zu rekonstruieren (einfache Operationen wie z.B. Bildaddition nach Schwellwertbildung funktionieren nicht mehr). Die Alternative, mit einer Kamera, aber zwei Beleuchtungen zu arbeiten, führt, wie Experimente gezeigt haben, zu kontrastärmeren Teilbildern.If you use two cameras that view the template from different angles, you get differently distorted images, and it takes a lot of computational effort to reconstruct the entire character in its complete form from two images (simple operations such as adding images after thresholding no longer work). The alternative of working with one camera but two lights leads, as experiments have shown, to partial images with less contrast.

Die folgende Idee führte zu einer zuverlässigen und dennoch elegant einfachen Gesamtlösung:The following idea led to a reliable yet elegantly simple overall solution:

Zur Modellierung der zu erkennenden Zeichen werden zwei getrennte Teilmodelle, mit jeweils eher vertikalen und eher horizontalen Strukturen generiert. Die Bildaufnahme geschieht zeitlich hintereinander mit zwei getrennten Kamera/Beleuchtungs- Paaren, wobei die Betrachtungsrichtungen, auf die Objektoberfläche projiziert, ungefähr oder genau senkrecht zueinenander angeordnet sind, wodurch im wesentlichen die horizontalen bzw. vertikalen Strukturen des Zeichens kontrastreich hervortreten. Die beiden Teilbilder werden in getrennten Bildspeichern oder getrennten Bereichen des gleichen Bildspeichers abgelegt. Der Zeichenerkennungsalgorithmus arbeitet mit dementsprechend getrennten Merkmalen für jede Aufnahme! Die getrennte Darstellung der Zeichen nach Richtungsanteilen führt zu einer Darstellung, die für den Menschen bei den hier behandelten schwierigen Vorlagen i.a. nicht leserlich ist; möglicherweise ist dies der Grund dafür, daß die Methode von der Fachwelt bisher nicht gefunden wurde: bei Beleuchtungsexperimenten für Bildanalyseaufgaben versucht man üblicherweise zunächst die Objekte so darzustellen, da/3 das sich ergebende Bild durch den Menschen leicht zu interpretieren ist.To model the characters to be recognized, two separate sub-models are generated, each with a more vertical and a more horizontal structure. The image is captured one after the other using two separate camera/lighting pairs, with the viewing directions projected onto the object surface being arranged approximately or exactly perpendicular to one another, which essentially highlights the horizontal and vertical structures of the character with high contrast. The two sub-images are stored in separate image memories or separate areas of the same image memory. The character recognition algorithm works with separate features for each recording! The separate representation of the characters according to directional components leads to a representation that is generally not legible for humans in the difficult templates dealt with here; This may be the reason why the method has not yet been discovered by experts: in lighting experiments for image analysis tasks, one usually tries to first represent the objects in such a way that the resulting image is easy for people to interpret.

Durch die Trennung der Richtungsbereiche bereits bei der Bildaufnahme werden richtungssensitive Zeichenmerkmale sehr deutlich dargestellt; horizontale und vertikale Strukturelemente stören sich nicht gegenseitig; die Detektion richtungsabhängiger Merkmale und damit die darauf basierende Bildauswertung wird robust und zuverlässig.By separating the directional areas during image capture, direction-sensitive character features are displayed very clearly; horizontal and vertical structural elements do not interfere with each other; the detection of direction-dependent features and thus the image evaluation based on them becomes robust and reliable.

Als Ausgestaltung der Erfindung kann der Ansatz erweitert werden von 2 auf &eegr; Paare von Kamera/Beleuchtungseinheiten mit gegeneinander gedrehter Betrachtungsrichtung, mit der Analyse von &eegr; Teilbildern, um eine differenziertere Richtungsanalyse durchführen zu können.As an embodiment of the invention, the approach can be extended from 2 to n pairs of camera/lighting units with viewing directions rotated against each other, with the analysis of n partial images in order to be able to carry out a more differentiated directional analysis.

Die bisher beschriebene Vorgehensweise, die anhand der Problematik des Erkennens von geprägten Zeichen gefunden wurde, kann ganz allgemein zur Erkennung von Unregelmäßigkeiten komplexer Geometrie in Oberflächen eingesetzt werden.The approach described so far, which was found based on the problem of recognizing embossed characters, can be used in general to detect irregularities of complex geometry in surfaces.

Quellen:Sources:

/1/: Ahlers, Rolf-Jürgen: Automatisierte Bildverarbeitung. RKW-Verlag, Verlag TÜV Rheinland GmbH, Köln, 1990, Abschnitt 2.4./1/: Ahlers, Rolf-Jürgen: Automated image processing. RKW-Verlag, Verlag TÜV Rheinland GmbH, Cologne, 1990, section 2.4.

/2/: "Fehler sichtbar machen": Produktion, 1.12.1988 (Nr. 48), S. 16./2/: "Making mistakes visible": Production, 1.12.1988 (No. 48), p. 16.

/3/: "Qualität ins Bild gesetzt". Markt & Technik Nr. 25 vom 16. Juni 1989; S. 94; siehe Abbildung auf Seite 95./3/: "Quality in the picture". Markt & Technik No. 25, June 16, 1989; p. 94; see illustration on page 95.

Claims (1)

Dr.-Ing. Hermann Tropf Blumenstr. 5Dr.-Ing. Hermann Tropf Blumenstr. 5 6837 St.Leon6837 St.Leon Ansprüche:Expectations: Anspruch 1:Claim 1: Anordnung .und Vorfahren zur automatischen Erkennung von Unregelmäßigkeiten in Oberflächen, wie vertieft oder erhaben geschriebenen Zeichen, insbesondere vertieft oder erhaben geprägten/gravierten/gehämmerten Zeichen oder Schlagzahlen,Arrangement .and ancestors for the automatic detection of irregularities in surfaces, such as recessed or raised written characters, in particular recessed or raised embossed/engraved/hammered characters or punched numbers, dadurch gekennzeichnet,characterized, da/3 &eegr; (&eegr;>=1) Bildaufnahemeinrichtungen (Kameras) im Auflicht eingesetzt werden, die auf die gleiche Oberfläche gerichtet sind,da/3 &eegr;(&eegr;>=1) image recording devices (cameras) are used in incident light that are directed at the same surface, iUifeCiUifeC und da/3 für jede Kamera eine Beleuchtung existiert, jedoch^wei Beleuchtungen für den Fall n=l,and since/3 there is an illumination for each camera, but^two illuminations for the case n=l, Anspruch 2:Claim 2: Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,Arrangement according to claim 1, characterized in da/3 die entstehenden Einzelbilder in getrennten digitalen Bildspeichern oder Bildspeicherbereichen gehalten werden.da/3 the resulting individual images are kept in separate digital image memories or image storage areas.
DE9112775U 1991-10-14 1991-10-14 Arrangement for detecting irregularities in surfaces, such as recessed or raised characters Expired - Lifetime DE9112775U1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9112775U DE9112775U1 (en) 1991-10-14 1991-10-14 Arrangement for detecting irregularities in surfaces, such as recessed or raised characters
DE4142614A DE4142614A1 (en) 1991-10-14 1991-12-21 Object recognition appts. detecting surface irregularities - controls operation of two cameras and light sources arranged at set angle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9112775U DE9112775U1 (en) 1991-10-14 1991-10-14 Arrangement for detecting irregularities in surfaces, such as recessed or raised characters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE9112775U1 true DE9112775U1 (en) 1992-04-16

Family

ID=6872236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE9112775U Expired - Lifetime DE9112775U1 (en) 1991-10-14 1991-10-14 Arrangement for detecting irregularities in surfaces, such as recessed or raised characters

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE9112775U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3587220T2 (en) IDENTIFICATION METHOD OF CONTOUR LINES.
EP1173749B1 (en) Image editing for preparing a texture analysis
EP2417561B1 (en) Two-dimensional code and method
DE102016120775A1 (en) System and method for detecting lines in an image with a vision system
DE102017001915B4 (en) Method for the identification of at least one component without a mark and for the tracing of components in a production process
DE102021201369A1 (en) Method and system for determining an occlusion or covering within a camera field of view
DE102013112040B4 (en) System and method for finding saddle-point like structures in an image and determining information therefrom
DE102017220307A1 (en) Device and method for recognizing traffic signs
EP0402868B1 (en) Method for recognizing previously located character represented as digital grey-value images, in particular of character stamped into metal surfaces
DE102016100132B4 (en) A method and apparatus for inspecting an object using machine vision
DE102020120887B4 (en) METHOD OF DETECTING A HANGING POSITION OF A SUPPORT BAR AND FLAT BED MACHINE TOOL
DE112022005421T5 (en) METHOD FOR IDENTIFYING A CHARACTER ORIENTATION AND DECODING CHARACTER FOR MACHINE IMAGE PROCESSING SYSTEMS
DE102023115096B4 (en) Methods for testing gravure cylinders and gravure plates
DE102011110956A1 (en) Image measuring device and image measuring method
DE9112775U1 (en) Arrangement for detecting irregularities in surfaces, such as recessed or raised characters
EP1423822A1 (en) Method and device for examining an object
DE102014108492A1 (en) Method for detecting a viewing-angle-dependent feature of a document
DE10331593A1 (en) Method for defect segmentation in structures on semiconductor substrates
DE69606711T2 (en) METHOD FOR DETECTING OBJECTS
DE4142614A1 (en) Object recognition appts. detecting surface irregularities - controls operation of two cameras and light sources arranged at set angle
WO2022100988A1 (en) Method for providing monitoring data for detecting a movable object, method for detecting a movable object, method for producing at least one predefined point-symmetric region, and vehicle
EP4319560A1 (en) Method and apparatus for identifiying defects in the surface of convex items
EP2689235B1 (en) Method and device for determining the reflectivity of a surface
Khan et al. Analysis of defects on hot and cold roll coil using image processing methods
DE102020213257A1 (en) Method and device for identifying objects