УСТРОЙСТВО для РАСПОЗНАВАНИЯ L^jMj почтовых ЗНАКОВ"---sati Советский патент 1973 года по МПК G06K9/68 

Известны автоматические устройства для распознавания почтовых знаков или штемпелей, в частности для распознавания почтовых марок или заменяющих марки штемпелей, отпечатанных или наклеенных на почтовых отправлениях, таких, как почтовые открытки или конверты.

В машинах, предназначенных для автоматической обработки почтовых отправлений, необходимы различные автоматические устройства и приспособления для раскладывания писем, сортировки почтовых отправлений, например заказных и других, требуюш,их специальной поставки, а также для того, чтобы ставить почтовые штемпели. Типичным примером таких машин являются устройства для автоматического распознавания, определяющие тип цветных рисунков, таких, как почтовые марки или заменяющие их штемпеля, расположенные на поверхности писем.

Такие устройства предназначены для обработки писем определенного размера и с определенно раскрашенным рисунком, расположенным в определенном месте; при использовании таких устройств письма проходят вдоль определенного канала, их поверхность оказывается под соответствующим источником света, а частично отраженный от конвертов или открыток свет измеряют, благодаря чему определяют характеристики раскрашенного рисунка путем сравнения отклонений отраженного света.

В одном из существующих опознавательных

устройств вышеописанного типа письма пропускают с постоянной скоростью под источником света, излучающим видимые лучи, которые освещают марки, расположенные на письме по определенной линии. Затем лучи,

отраженные от марок, попадают на специальный приемник, где преобразуются в электрические сигналы. На выходе эти сигналы, которые несут в себе характеристики почтовых марок, сравниваются и опознаются в следующей цепи сравнения. В таком устройстве сигналы возникают благодаря наличию почтовых марок, букв, отпечатанных щтемпелей и т. д. на поверхности почтовых отправлений. Сигналы от почтовых марок или штемпелей

распознаются благодаря тому, что интервал между началом и концом импульса от противопололсных концов почтовой марки определенного рисунка и определенной окраски, проходящей с постоянной скоростью под источником света, один и тот же для каждой почтовой марки заранее определенной конфигурации. Если допуски на отклонения этого интервала увеличить, принимая во внимание отклонения в скорости пропускания писем. 3 опознавание и онределение сигналов от ночтовых марок затрудняются. При использованни для устранения этих трудностей слолсных схем сравнения возрастает вероятность ощибочных операций.5 Недостатки известных устройств вызваны использованием только одного источника света. В предлагаемом устройстве использованы два источника света, которые расположеныю друг от друга приблизительно на таком же расстоянии, как и расстояние между противополол ными концами раскращениого рисуйка вдоль линии освещения. В этом устройстве только определенный раскращенный рису-is нок правильно выделяется и сравнивается с сигналами, выработанными источниками света, в последующей цепи сравнения, благодаря чему возможность ощибочных операций уменьщается.20 На фиг. 1 показано отнощение позиций между почтовой маркой, расположенной па почтовом конверте, с одной стороны, и двумя источниками света, которые освещают эту марку, - с другой; на фиг. 2 - оптическая25 система, используемая в настоящем устройстве, вид сверху; на фиг. 3 - блок-схема электрической системы устройства; на фиг. 4 - форма волны сигнала, выработанного нредварительными усилителями, смонтированными взо цепи, изображенной на фиг. 3. На фиг. 1 показаны взаимное располол ение знака почтовой марки, характер которой необходимо опознать с помощью настоящего устройства, а также расположение источников35 света данного устройства. Под термином «знак почтовой марки, который здесь использован, понимается почтовая марка или заменяющий ее почтовый щтемпель, приклеенный или отпечатанный в отведепном для40 него месте па конверте или на почтовой открытке. Например, почтовая марка 1, панесенная на поверхность письма 2, имеет прямоугольный рисунок 3 размером 22,5X18,5 мм: Периферийная часть 4 рисунка щириной но-45 рядка 0,5 мм отпечатана насыщенной краской, имеющей избирательную спектральную отражательную способность. Расстояние между центрами источников света 5 и б равно продольному размеру рисунка. Источники све-50 та развернуты относительно почтовой марки в направлении стрелки. Допустим, что письмо имеет строго определенные размеры и что почтовая марка находится в строго отведенной для нее позиции на поверхности конвер-55 та, который освещают и развертывают с помощью лучей, идущих от источников света. Оптическая система (фиг. 2) включает два симметричных комплекта 7 и 8. оптические оси которых 9 и 10 расположены относптель-60 но друг друга на расстоянии, равном продольному размеру части рисунка марки. Лучи, испускаемые источниками света 11 и 12, проецируются в виде двух световых пятен па той части письма, где расположена марка, с65 4 помощью сферических отражающих зеркал 13 и 14, конденсорных линз 15 и 16 и плоских отражающих зеркал 17 и 18 со щелями 19 и 20. Письмо перемещается в направлении стрелки 21с постоянной скоростью порядка нескольких метров в секунду механическим устройством, включающим мотор привода и ленточиый транспортер (не показаны). Лучи, отраженные от поверхности письма, фокусируются на плоскости со щелями 22 и 23 в пластинке 24 с помощью линз 25 и 26, а затем через щели 19 и 20 плоских зеркал 17 и 18. Щели 22 н 23 в пластинке 24 предназначены для ограничения эффективной площади световых нятен 5 и б и эффективного расстояния между нимн. Через эти щели проходят только те лучи, которые отражены от заданной площади (0,5 мм в щирину и несколько миллиметров в длину) двух световых пятен, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, например, 22,5 мм. Лучи, ограниченные этими щелями, делятся на три канала света с помощью зеркал 27-30, а затем проецируются на фотоэлектрические приемники 31-36 через соответствующие светофильтры, например красные 37 и 38, зеленые ,35 и 40 и синие 41 и 42. Пары фотоэлектрических приемников 31-36 (фиг. 3) преобразуют красные, зеленые и синие лучи света, пропускаемые через краеную, зеленую и синюю пары светофильтров 37-42, в электрические сигналы. Эти электрические сигналы поступают в независимые логические схемы 43-45, соответственно для красного, зеленого и синего цветов. Входные сигналы с пар приемников 31-36 поступают на соответствующие пары предварительных усилителей 46-51 и затем в независимые логические схемы 43-45. Сигналы с предварительных усилителей поступают в триггеры Шмидта 52 и 53, 54 и 55, 56 и 57. Выходы триггеров 52, 54 и 56 соединены с дифференцирующими цепями 58, 59 и 60, которые предназначены для ответвления сигналов. соответствующих передним фронтам сигналов на выходе с триггеров Шмидта. Выходы дифференцирующих цепей соответственно соединены с контактами 61-63 переключателей 64-66 через линии задержки времени 67-69. Эти выходы, кроме того, непосредственно соединены с контактами 70-72 переключателей, которые соответственно соединены со ждущими мультивибраторами 73-75. Выходы предварительных усилителей 46, 48 и 50 связаны в групповую цепь и соединены с цепями фиксирования уровня 76-78, которые фиксируют уровень потенциала, соответствующий окращенной (цветной) части марки или заменяющего ее щтемнеля, а выходы с фиксирующих цепей 76-78 соединены соответственно с цепями дифференциации 79-81 через триггеры Шмидта 52, 54, 56. Выходные клеммы дифференцирующих цепей 79-81 соединены с контактами 82-84 переключателей 85-87 через цепи задержки времени 88-90. Кроме

этого, выводы дифференцирующих цепей 79- S/ непосредственно соединены с контактами 5/-93 переключателей 85-57. Эти переключатели соединены с устойчивыми в одном состоянии ждущими мультивибраторами 94-96 соответственно. Выходные клеммы предварительных усилителей 47, 49 и 51 соединены соответственно со ждущими мультивибраторами 97-99 через триггеры Шмидта 53, 55 и 57, работающие на постоянных уровнях окраски.

Дифференцирующие цепи 100-102 предназначены для ответвления сигналов, соответствующих составляющей переднего фронта сигнала на выходе триггеров Шмидта. Предварительные усилители 47, 49 и 51 соединены, кроме того, с цепями фиксирования уровня 103-105, которые связаны с устойчивыми в одном состоянии мультивибраторами 106-108 через триггеры Шмидта 109-/)/ и с дифференцирующими цепями 112-114, предназначенными для ответвления сигналов, соответствующих переднему фронту составляющей на выходе.

Сигналы со ждущих мультивибраторов 73, 97, 94, 106 для цепи красного цвета подаются в логические элементы /75 и 116. Сигналы с элемента «И 115 поступают непосредственно на логический анализатор 117, а выход элемента «ИЛИ 116 соединен с ло -ическим анализатором 117 через элемент «НЕ 118. Точно так же сигналы со ждущих мультивибраторов 74, 98, 95 и 107 для цепи зеленого цвета подаются на соответствующие логические элементы 119 и 120. Выход элемента 119 соединен с логическим анализатором 117 непосредственно, а выход элемента 120 - через элемент отрицания 121. Устойчивые в одном состоянии мультивибраторы 75, 99 и 95, 108 для зеленого цвета соединяют так, как показано на чертежах, а логический анализатор 117 вырабатывает сигнал на выходе с щести клемм 122-127 соответственно тогда, когда

поступают входны сигналы 1, 2, 3; 1, 2, 3; 1, 2, , 2, 3; 1, 2, 3; 1, 2, З где 1, 2, 3 - выходы с элементов 115, 119 и 128 соответственно, а I, 2, 3 - выходы с элементов отрицания 118, 121 и 129 соответственно. Поскольку символы 1, 2, 3 и 1, 2, 3 свидетельствуют соответственно о наличии или отсутствии красной, зеленой или синей составляющей, то благодаря соответствующему сочетанию символов можно получить выходные сигналы щести различных типов.

Работает устройство следующим образом.

Предположим, что почтовая марка отпечатана циановокислой краской, которая, поглощая красную часть спектра, отражает зеленую и синюю части, когда марка развертывается в продольном направлении относительно световых пятен 5 и 5. Для опознания марки, расположенной в продольном направлении, переключатели 64 и 65, 66 и 85, 86 и 87 занимают такое положение, при котором они соприкасаются с контактами 70, 71, 72; 91, 92 и 53. Эти переключатели сблокированы так, что они переключаются одновременно.

Когда дается развертка марки, выходные снгналы с предварительных усилителей 46 и 47 для фотоэлектрических приемников света 31 и 32, включающих красные светофильтры 37 и 38, приобретают форму, показанную на фиг. 4. Сплошной линией показан сигнал

с выхода прелварительного усилителя 46 тогда, когда письмо проходит под световым пятном 5, в то время как пунктирной линией 131 показан выходной сигнал с предварительного усилителя 47.

Горизонтальные части на противоположных сторонах сигналов 130 и 131 представляют собой сигнал, выработанный письмом, а та часть, которая расположена между этими участками, представляет собой сигнал, вызванный маркой. Участки 132, 133 и 134, 135 переднего и заднего фронтов сигнала марки соответствуют белым полям с внещней стороны от периферии рисунка марки, в то время как части между участками 132, 133 и 134,

135 представляют собой окращенный рисунок

марки. Отклонение от какого-либо цвета до

белого и от белого до какого-либо цвета на

участках 133 и 134 происходит одновременно.

Выходной сигнал с предварительного усилителя 46, если его уровень выще определенного уровня цвета, преобразуется в прямоугольную волну с помощью триггера Шмидта 52, подключенного к цепи дифференцирования 55, которая предназначена для опознавания

отклонения от какого-либо цвета до белого и задает на мультивибраторе 73 определенный промежуток времени. Далее сигнал с усилителя 46 поступает в фиксирующую цепь 76, где фиксируется переход от сигнала нулевого

уровня, соответствующего окращенной части марки, до уровня остроугольного сигнала, что свидетельствует об изменении, вызванном переходом от окращенной части к белой. Указанный остроугольный сигнал преобразуется

в прямоугольный триггером Шмидта 52, а передний фронт волны определяется цепью дифференцирования 79, выход с которой воздействует на устойчивый в одном состоянии мультивибратор 94, ставя его на определенный промежуток времени. Точно так же сигнал с предварительного уснлителя 47, если он выще определенного уровня окраски, преобразуется в прямоугольный импульс триггером Шмидта 53, а цепь дифференцирования 100 производит определенное изменение от белого до окращенного, устанавливая тем самым устойчивый в одном состоянии мультивибратор 97 на определенный промежуток времени.j

Цепь фиксирования уровня 103 устанавливает уровень потенциала, соответствующий белой части марки, в нуль и вырабатывает остроугольную волну, которая свидетельствует о переходе от белой части к окращенной.

Этот остроугольный импульс преобразуется в прямоугольный триггером Шмидта 109, а цепь дифференцирования 112 определяет передний фронт импульса, выдавая сигнал, который воздействует на ждущий мультивибратор 106. Когда части 133 и 134 выходного импульса, форма которого показана на фиг. 4, возникают одновременно, элемент сложения 115 вырабатывает сигнал «1, в то время как элемент разделения 116 и элемент отрицания 118 ю его не вырабатывают. Однако, поскольку фотоэлектрические приемники света 33 и 34, которые принимают зеленую часть спектра, и приемники 35 и 36, которые принимают синюю его часть, не вырабатывают никакого 15 сигнала, элементы 119 и 128 не выдают сигналов «2 и «3, в то время как элементы отрицания 121 и 129 выдают сигналы «2 и «3, а логический анализатор 117 принимает сигналы 1, «2 и «3 и вырабатывают выход- 20 ной сигнал на выходной клемме 122. Точно так же, когда развертывается марка, выполненная красной анилиновой краской, па выходной клемме 123 появляются выходные сигналы «1, «2 и «3. Если марка красная, на выходной клемме 125 появляются сигналы «1, «2 и если она зеленая или синевато-пурпурная, на вы - - - ходных клеммах 126 и 127 возникают сигна- зо лы «1, «2, «3 н «1, «2 и «3 соответственно. Теперь рассмотрим развертку почтовой марки в поперечном направлении. Сначала сблокированные переключатели 64, 65, 66 и 85, 86 35 и 87 без разрыва тока соприкасаются с коптактами 61, 62, 63 и 82, 83 и 84. В этом случае переход 133 от окраски к белому цвету на выходе предварительного усилителя 46 и переход 134 от белого цвета к окрашенному 40 на выходе предварительного усилителя 47 происходит неодновременно - как показано на фиг. 4. Таким образом, например, переход 133 предшествует переходу 134. Поскольку было допущено, что продольный размер 45 отпечатанной поверхности почтовой марки 22,5 мм, а поперечный 18,5 мм, разность воемени между ними равна времени, необходимому для того, чтобы письмо переместилось на 4 мм (приблизительно 1,3 м/сек при скоро- 50 сти движения 3 м/сек. В связи с тем, что переключатели 64, 65, 66 и 85. 86 и 87 соприкасаются с контактами 61, 62, 63 и 82, 83, 84, то линии задержки 67, 68, 69 и 55, 59 и 90 гоответственно располагаются между диффе- 55 ренцирующими цепями 55, 59 и 6(9 и ЖЛУПТИми мультивибраторами 73, 74 Vi 75 w. между цепями дифференцирования 79, 80 vi 81 ждущими мультивибраторами 94, 95 и 96, вырабатывая задержку времени, которая соот- 60 ветствует разнице во времени fnpHMepno 1,3 м/сек), гарантируя тем самым работу, идентичную описанной. Устройство может определять и опознавать цвета -ПОЧТОВЫХ марок, расположенных не 65 25 только в продольном направлении, но и в поперечном, при очень простых ограничениях в отношении рисунка марок. Рисунок должен иметь только окрашенные кромки заданного размера. Устройство может также более точно определять площадь рисунка почтовой марки независимо от скорости прохождения письма по сравнению с известными устройствами, где используется только один источник света, Поскольку линии задержки используются для опознавания почтовых марок, расположенных на письме в поперечном направлении, стабильность скорости подачи почтовых марок создает некоторые трудности. Но в данном случае, поскольку задержка делается примерно на длину 4 мм, влияние нестабильности скорости подачи писем резко сокраодается но сравнению с устройствами, в которых для развертки марки используют один источник света, а задержка времени делается на длину 22,5 мм и на ширину 18,5 мм. Хотя в настоящем устройстве используют фотоэлектрические приемники света, соответственно предназначенные для приема красных, зеленых и синих лучей, отраженных от соответствующих световых пятен, можно использовать два или несколько приемников света, чувствительных к другим частям спектра. Далее, хотя в настоящем устройстве марки, расположенные в продольном и поперечном направлениях, опознаются независимо друг от друга благодаря использованию переключателей, марки можно опознавать путем установки отдельных цепей опознавания, предназначенных для опознавания марок, расположенных в продольном и поперечном направлениях. Кроме этого, можно смонтировать цепь разделения, возбуждаемую с выходов отдельных цепей опознавания, предпазначенную для того, чтобы определить, расположена марка в продольном или поперечном направлении относительно конверта. Далее, хотя расстояние между двумя световыми пятнами равно продольному размеру марки, это расстояние может быть равно ее поперечпом размеру. В таком случае линии затепж и 67. 68. 69 и 88. 89, 90 и переключатели 64. 65. 66 и 85, 86, 87 смещены из по.ячпич межту лифференцируюшими цепями 58. 59 и 60 и ждущими мультивибраторами 73, 74 и 75 и между дифференцирующими цепями 70. 80 и 81 и ждущими мультивибраторами 94. 95 и 96. по установлены соответственно в гояииии мржду дифференцирующими цепями WO 101 v( 1П2 и ждущилти мультивибоаторами 97. 55 и 55 и между дифференцирующими пепями 112, 113 и // и ждущими мультивибраторами 106, W7 и 108. Такое устройство может работать таким же образом, как было показано вьппе. Установка линий задержки в обеих пенях позволяет регулировать расстояние между двумя световыми пятнами до любой величины в пределах между продольным и поперечным размерами отпечатанного участка марки.

Сигнал опознавания почтовой марки вырабатывается тогда, когда освещение площади рисунка марки первым источником света (первым световым пятном) закончилось, а освещение вторым световым пятном только началось. Соответственно имеется возможность подтвердить сигнал почтовой марки, уменьщив тем самым еще больще возможность ошибочного сигнала, вызванного помехой, а не маркой, что достигается путем поступления сигнала опознавания марки в цепь задержки и путем добавления цепи опознавания марки, основанной на использовании хорошо известного единственного светового пятна освещения марки параллельно с цепью опознавания марки, соответствующей второму световому пятну. Далее, сигналы цвета изображения разделяются только при точном соблюдении нескольких определенных условий в области выходных сигналов фотоэлектрических приемников, соответствующих полосе спектрального поглощения изображения. Если ни одно из этих условий в отношении полосы отражения не соблюдается, все сигналы, возникающие при других сомнительных условиях, уничтожаются. В результате этого возможность ощибочного восприятия букв и других надписей на почтовом отправлении вместо почтовых марок и заменяющих их штемпелей резко сокращается, практически сводится к нулю.

Хотя для выработки в предлагаемом устройстве сигналов «1, «2 и «3 соответствующего цвета используют все выходы с нескольких цепей определения отличительных особенностей и по меньшей мере одно отклонение между ними иснользуют для стирания отрицательных сигналов цвета «1, «2 и «3, в данном случае цепь сложения необходима, а цепь разделения необходима не всегда. Например, устройство может быть модифицировано таким образом, что логические элементы 116, 120 и 136 одной или всех независимых логических схем 43, 44 и 45 для соответствующих цветов и для непосредственной подачи сигналов с мультивибраторов 106, 107 и 108 на элементы отрицания 118, 121 и 129 можно убрать.

В данном случае ограничения, касающиеся полосы отражения цвета, до некоторой степени уменьшаются, в результате чего возрастает возможность выработки ошибочного сигнала, но при этом возникают определенные преимущества, заключающиеся в том, что конструкция устройства уирощается и легче выбрать уровень для соответствующих триггеров Шмидта.

Описанное устройство может автоматически опознавать и определять продольное расположение марок на конвертах, а также определять окраску марок, соблюдая меньшие ограничения в отношении рисунка и не требуя специальной обработки конвертов, кроме печатания обычных изображений. Дальнейшую

выработку ошибочных снгналов, вызванных отпечатанными буквами и т. д., можно сократить. Устройство может быть, кроме того, оборудовано приспособлениями для ограничения участков, которые необходимо опознать, и для избирательной развертки только тех частей, где располагаются почтовые марки или заменяющие их штемиели, благодаря чему резко сокращается возможность выработки ошибочных сигналов опознавания.

Предмет изобретения

1.Устройство для распознавания почтовых знаков, содержащее две оптические системы, фотоэлектрические приемники света и электронный блок обработки, отличающееся тем,

что, с целью повышения надел ности опознавания, электронный блок обработки содержит логический анализатор и логические схемы по числу цветовых составляющих света, отраженного от почтового знака, каждая из которых содержит два узла выявления изменений уровня сигнала, подключенных к фотоэлектрическим приемникам, оптически связанным с соответствующей оптической системой, и логические элементы «И и «ИЛИ - НЕ, входы

которых подключены к выходам узлов выявления изменений уровня сигнала, а выходы - к соответствующим входам логического анализатора.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый узел выявления изменений уровня

сигнала содержит предварительный усилитель сигнала, подключенный своим выходом ко входам ДВУХ цепочек, одна из которых содепжит последовательно соединенные триггер Шмидта, дифференцирующую цепь, линию задержки, нормально открытый контакт переключателя и ждущий мультивибратор, а лпугая - последовательно соелинрниые цепь Ликсирования уровня, триггер Шмтитя, дисЬсЬерениируюттичо иепь, лтпптю задержктг, пормально ОТКРЫТЫЙ контакт ВТОРОГО переключателя и ждуптий млмьтивибратор, ппичелт нормально закрытые контакты каждого переключателя подключены к выходалт диАсЬереицирующих

цепей соответственно, а выхолн жлуших мультивибраторов - к выходам узла.

Я. УСТРОЙСТВО по пп. 1 тт 2. от.тчпюпг. тем. что ВТОРОЙ узел вьтяялрттття изменении

упопня сигня.гта содержит ПРРДПЯРТТТРЛЬИЫЙ угтт.дитель сигналя, подк.дючепный гвлт1л,т вы- ; ходом ко входам двух пепочрк, одна Т1з котп- ; содрпжчт пос.дрттовательнп гординенные тпиггеп . тигhcbepeнпцpлЮIтт ю и

ждущий мультивибратор, я - погле- : ТПВЯТРЛЬНО с дтчрнтые ттргь ffinvcnrioBaHH T ; упочия. трттгт-ер ТТТ ттдта, дтггhd1e1leттmтpyтoтIry o | ттрпь и ждуитпй rУльттIplпбPятop, причем вы- I ходы ждущих мхльтипттбраторов подключены

к соответствуюши г выходам узла,:

5 I

в

I

-

i32

33

54

35

36

123

124125

12В

127

, , -

т 7

L VJ

1Z3

иг.