Устройство для распознавания ljmj почтовых знаков”-sati

О П И С А Н И Е 361601ИЗОБРЕТЕНИЯ баюз Советских Социалистических РеспубликК ПАТЕНТУ исимый от патентаКл. б 061( 9(00 9412/1357644/18-24) аявлено 14,Х,1967 Приоритет 8.Х 11.19680061/66, Япония) ламкрытий Комитет па забретеиий и при Саеете М СССРистра621.391,19(088.8 ата опубликования описания 30.1.197 Авторыизобретени ИностранцыНиикура, Туеси Исида,и Хироси Тамури(Япония) о Мори, Из роси Арита Заявите Иностранная фирмакио Сибаура Электрик Компани, ЛТД(Япония) ПОЗНАВАНИЯАКОВ ТРОЙСТВО ДЛЯ Р ПОЧТОВЫХИзвестны 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, требующих 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 нлн открыток свет измеряют, благодаря чему определяют характеристики раскрашенного рисунка путем сравнения отклонений отраженного света.В одном из существующих опознавательных 5 устройств вышеописанного типа письма пропускают с постоянной скоростью под источником света, излучающим видимые лучи, которые освещают марки, расположенные на письме по определенной линни. Затем лучи, 0 отраженные от марок, попадают на специальный приемник, где преобразуются в электрические сигналы. На выходе этн сигналы, которые несут в себе характеристики почтовых марок, сравниваются и опознаются в следую щей цепи сравнения, В таком устройстве сигналы возникают благодаря наличию почтовых марок, букв, отпечатанных штемпелей н т. д. на поверхности почтовых отправлений.Сигналы от почтовых марок илп штемпелей О распознаются благодаря тому, что интервалмежду началом и концом импульса от проти-воположных концов почтовой марки определенного рисунка и определеннои окраски проходящей с постоянной скоростью под ис точником света, один и тот же для каждойпочтовой марки заранее определенной конфигурации. Если допуски на отклонения этого интервала увеличить, принимая во внимание отклонения в скорости пропускания писем,опознавание и определение сигналов от почтовых марок затрудняются. При использовании для устранения этих трудностей сложных схем сравнения возрастает вероятность ошибочных операций.Недостатки известных устройств вызваныиспользованием только одного источника света.В предлагаемом устройстве использованыдва источника света, которые расположены друг от друга приблизительно на таком же расстоянии, как и расстояние между противоположными концами раскрашенного рисунка вдоль линии освещения. В этом устройстве только определенный раскрашенный рисунок правильно выделяется и сравнивается с сигналами, выработанными источниками света, в последующей цепи сравнения, благодаря чему возможность ошибочных операций уменьшается.На фиг. 1 показано отношение позициймежду почтовой маркой, расположенной на почтовом конверте, с одной стороны, и двумя источниками света, которые освещают эту марку, - с другой; на фиг. 2 - оптическая система, используемая в настоящем устройстве, вид сверху; на фиг. 3 - блок-схема электрической системы устройства; на фиг. 4 форма волны сигнала, выработанного предварительными усилителями, смонтированными в цепи, изображенной на фиг. 3,На фиг. 1 показаны взаимное расположениезнака почтовой марки, характер которой необходимо опознать с помощью настоящего устройства, а также расположение источников света данного устройства. Под термином знак почтовой марки, который здесь использован, понимается почтовая марка или заменяющий ее почтовый штемпель, приклеенный или отпечатанный в отведенном для него месте на конверте или на почтовой открытке. Например, почтовая марка 1, нанесенная на поверхность письма 2, имеет прямоугольный рисунок 3 размером 22,5 К 18,5 лм.Периферийная часть 4 рисунка шириной порядка 0,5 мл отпечатана насыщенной краской, имеющей избирательную спектральную отражательную способность, Расстояние между центрами источников света 5 и б равно продольному размеру рисунка. Источники света 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 конверта, 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 относительно друг друга на расстоянии, равном продольному размеру части рисунка марки. Лучи, испускаемые источниками свста 11 и проецируются в виде двух световых пятен на той части письма, где расположена марка, с 15 го 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4 помощью сферических отражающих зеркал 13и 14, конденсорных линз 15 и 16 и плоских отражающих зеркал 17 и 18 со щелями 19 и 20. Письмо перемещается в направлении стрелки 21 с постоянной скоростью порядка нескольких метров в секунду механическим устройством, включающим мотор привода и ленточпый транспортер (не показаны), Лучи, отраженные от поверхности письма, фокуспруются 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 и 23 в пластинке 24 предназначены для ограничения эффективной площади световых пятен 5 и б и эффективного расстояния между ними, Через эти щели проходят только те лучи, которые отражены от заданной площади (0,5 млх в ширину и несколько миллиметров в длину) двух световых пятен, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, например, 22,5 лм. Лучи, ограниченные этими щелями, делятся на три канала света с помощью зеркал 27 - 30, а затем проецируются на фотоэлектрические приемники 31 - Зб через соответствующие светофильтры, например красные 37 и 38, зеленые 39 и 40 и синие 41 и 42,Пары фотоэлектрических приемников 31 - Зб (фиг, 3) преобразуют красные, зеленые и синие лучи света, пропускаемые через красную, 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 - Зб 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 дифференцирукщих цепей соответственно соединены с контактами 61 - 63 переключателей 64 - бб 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 окрашенной (цветной) части марки или заменяющего ее штемпеля, 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. Кромеэтого, выводы дифференцирующих цепей 79 - 81 непосредственно соединены с контактами 91 - 93 переключателей 85 - 87. Эти переключатели соединены с устойчивыми в одном состоянии ждущими мультивибраторамц 94 - 9 б 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 10 б - 108 через триггеры Шмидта 109 - 111 и с лифференцирующими цепями 112 - П 4, предназначенными для ответвления сигналов, соответствующих переднему фронту составляющей на выходе.Сигналы со ждущих мультивибраторов 73, 97, 94, 10 б для цепи красного цвета полаются в логические элементы 115 и 11 б, Сигналы с элемента И 115 поступают непосредственно на логический анализатор 117, а выход элемента ИЛИ 11 б соединен с логическим 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 П 9 и 120. Выход элемента П 9 соединен с логическим анализатором П 7 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 шести клемм 122 - 127 соответственно тогда, когда поступают входные сигналы 1, 2, 3; 1, 2, 3;1, 2, 3; 1, 2, 3; 1, 2, 3; 1, 2, 3, где 1, 2, 3 - выходы с элементов 115, 119 и 128 соответственно, а 1, 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 шести 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 б. Для опознания марки, расположенной в продольном направлении, переключатели б 4 и б 5, бб и 85, 8 б и 87 занимают такое положение, при котором они со 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6прикасаются с контактами 70, 71, 72; 91, 92 и 93. Эти переключатели сблокированы так, что они переключаются одновременно.Когда дается развертка марки, выходные сигналы с предварительных усилителей 4 б и 47 для фотоэлектрических приемников света 31 и 32, включающих красные светофильтры 37 и 38, приобретают форму, показанную на фиг. 4. Сплошной линией 130 показан сигнал с выхода предварительного усилителя 4 б 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 внешней стороны от периферии рисунка марки, в то время как части между участками 132, 133 и 134, 135 представляют собой окрашенный 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 4 б, если его уровень выше определенного уровня цвета, преобразуется в прямоугольную волну с помощью триггера Шмидта 52, подключенного к цепи дифференцирования 58, которая предназначена для опознавания отклонения от какого-либо цвета до белого и задает ца мультнвибраторе 73 определенный промежуток времени. Далее сигнал с усилителя 4 б поступает в фиксирующую цепь 7 б, где фиксируется переход от сигнала нулевого уровня, соответствующего окрашенной части марки, до уровня остроугольного сигнала, что свидетельствует оо изменении, вызванном переходом от окрашенной 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 усилителя 47, если он выше определенного уровня окраски, преобразуется в прямоугольный импульс триггером Шмидта 53, а цепь дифференцирования 100 производит определенное изменение от белого до окрашенного, устанавливая тем самым устойчивый в одном состоянии мультивибратор 97 на определенный промежуток времени.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 окрашенной. Этот остроугольный импульс преобразуется в7прямоугольный 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 116 вырабатывает сигнал 1, в то время как элемент разделения 116 и элемент отрицания 1/8 его не вырабатывают. Однако, поскольку фотоэлектрические приемники света 33 и 34, которые принимают зеленую часть спектра, и приемники 36 и 36, которые принимают синюю его часть, не вырабатывают никакого 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 выходной сигнал на выходной клемме 122. Точно так же, когда развертывается марка, выполненная красной анилиновой краской, на выходной клемме 123 появляются выходные сигналы 1, 2 и 3.Если марка красная, на выходной клемме 126 появляются сигналы 1, 2 и 3; если она зеленая или синевато-пурпурная, на выходных клеммах 126 и 127 возникают сигналы 1, 2, 3 и 1, 2 и 3 соответственно.Теперь рассмотрим развертку почтовой марки в поперечном направлении. Сначала сблокированные переключатели 64, 66, бб и 86, 86 и 87 без разрыва тока соприкасаются с контактами 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 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 отпечатанной поверхности почтовой марки 22,5 мм, а поперечный 18,5 млт, разность воемени между ними равна времени, необходимому для того, чтобы пись:тто переместилось на 4 млт тприблизительно 1,3 мттсек при скорости движения 3 мосек). В связи с тем, что переключатели 64, бб, бб и 86, 86 и 87 сопптткасаются с контактами 61, 62, 63 и 82, 83, 84, то линии задержки 67, 68, 69 и 88, 89 и 90 соответственно располагаются между дпфференцирующими цепями 68, 69 и 60 и кд тттттми мультивибраторами 73, 74 и 76 и мекду цепями дифференцирования 79, 80 и 81 и ждущими мультивибраторами 94, 96 и 96, вырабатывая задержку времени, которая соответсгвует разнице во времетти прттттерно 1,3 мсек), гарантируя тем самым раооту, идентичную описаттной.Устройство может определять и опознавать цвета Почтовых марок, расположенных тте 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 8только 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 прохокдения 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 па длину 4 млт, влияние нестабильности скорости подачи писем резко сокращается по сравнению с устройствами, в которых для развертки марки используют один источник света, а задержка времени делается на длину 22,5 лтлт и на ширину 8 о л лт,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, предназначенную для того, чтобы определить, расположена марка в продольном или поперечном ттаправлении относительно конверта. Далее, хотя расстояние мекду двумя световыми пятттами равтто продольному размеру марки, это расстояние может быть равно ее попепечном пазтттепу. В таком случае линии заде ткчт 67.68, 69 и 88, 89, 90 и переключатели 64. 66. 66 и 85, 86, 87 смещены из позчттттч ттетч:тифференцирующими цепями 68. 69 и 60 и ждущими мультивибраторами 73, 74 и 76 и между дттффереттцттрутощттми цепями 7 о. 80 и 81 и ждущими мультивибраторами 94. 96 ч 96, но статтовленьт соответственно в готттттти м жду дифференцируюшими цепями 100 10 т и 102 и идущими мультивибоаторами 97. 98 и 99 между дифференцирующими ттепттчи 112, 173 и 114 и ждущими мультивибатотаттт 106, 107 и 108. Такое устройство чтокет паботать таким же образом, кат было показано выше.Установка линии задержки в обеих цепях позволяет регулировать расстояние между двумя световыми пятнами до любой величины в пределах между пподольным и поперечным размерами отпечатанного участка марки, 3616019Сигнал опознавания почтовой марки вырабатывается тогда, когда освещение площади рисунка марки первым источником света т,первым световым пятном) закончилось, а освещение вторым световым пятном только началось, Соответственно имеется возможность подтвердить сигнал почтовой марки, уменьшив тем самым еще больше возможность ошибочного сигнала, вызванного помехой, а не маркой, что достигается путем по ступления 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 15 опознавания марки, соответствующей второму световому пятну. Далее, сигналы цвета изображения разделяются только при точном соблюдении нескольких определенных условий в области выходных сигналов фотоэлектриче ских приемников, соответствующих полосе спектрального поглощения изображения, Если ни одно из этих условий в отношении полосы отражения не соблюдается, все сигналы, возникающие при других сомнительных усло виях, уничтожаются, В результате этого возможность ошибочного восприятия букв и других надписей на почтовом отправлении вместо почтовых марок и заменяющих их штемпелей резко сокращается, практически сво- З 0 дится к нулю.Хотя для выработки в предлагаемом устройстве сигналов 1, 2 и 3 соответствующего цвета используют все выходы с цсскольких цепей определения отличительных особенностей и по меньшей мере одно откло 11 ение между ниъи используют для стцранттт отрицательных сигналов цвета 1, 2 ц 3, в данном случае цепь сложения необходима, 40 а цепь разделения неооходима не всегда. 11 апример, устройство может быть модифицировано таким ооразом, что логические элементы 11 б, 120 и 13 б одной или всех независютых логических схем 43, 44 и 45 для соответствуто щих цветов и для непосредственной подачи сигналов с мультивибраторов 10 б, 107 ц 108 на элементы отрицания 118, 121 и 129 можно убрать.В данном случае ограничения, касающиеся ю 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 упрощается и легче выбрать уровень для соответствующих триггеров Шмидта.Описанное устройство может автоматически опознавать и определять продольное рясно ложение марок на конвертах, а также определять окраску марок, соблюдая меньшие ограничения в отношении рисунка и не требуя специальной обработки конвертов, кроме печатания обычных изображений. Дальнейшуто 65 10выработку ошибочных сигналов, вызванных отпечатанными буквами и т, д., можно сократить.Устройство может быть, кроме того, оборудовано приспособлениями для ограничения участков, которые необходихто опознать, и для избирательной развертки только тех частей, где располагаются почтовые марки илц заменяющие их нттемпели, благодаря чему резко сокращается возможность выработки ошибочных сигналов опознавания.Предмет изобретения1. Устройство для распознавания почтовых знаков, содержащее две оптические системы, фотоэлектрические приемники света и электронный блок обработки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности 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 ц ИЛИ - НЕ, входы которых подклточены к выходам узлов выявления изменений уровня сигнала, а выходы - к соответствующим входам логического анализатора.2. Устройство по п. 1, от.ттатощееся тем, что первый узел выявления изменений уровня сигнала содержит предварительный усилитель сигнала, почключенный своим выходом ко входам двух цепочек, одна цз которых содепжцт последоттательно соединенные триггер Шхтттчта, чттфференцттрующую цепь, линтио задержки, нормально открытыйт контакт пепеттлточатсля и ждугпий мультцвцбпатоп, а дпУгая - последовательно соедин ттттт.те цепь ТЬтттсттпования уповня, тпттггеп Шмттчтя, дисЬТЬепеннцпутттт ю ттепь, .тттцито зядепжки, ттопмяльно Откпытый коптят т втопого прпеключятеля и жд тТий мультттвттбпятоп. ппичет ттоптяльтто зякпытые контакты кажчого пепеключятеля почклтоттеттьт к втяхочам дтттЬтЬепенцттп юших ЦЕПЕЦ СолтВЕтетВЕТ 1 ТТО, Я ВЬТОЛЫ жДУНТИХмультивибпятопов - к выходам узла.Я. Устпоттство по пп. 1 тт 2. От.тттчоютттт"сттем, что втоттой узел вьтяв.т Ттття ттзтеттеитттт пояня сигналя солепжит ппечяятттттельттт.ттусттлтттель сттгття,чя, подклточеттттт и сттлттч ят.тХОЧО.Д КО ВХОДЯМ ДВУХ ПЕЯОЧЕТС, ОЧНа ИЗ КлтлПт,т СОЧТ Пжттт ПОС,ЧаттОВятЕЛТ,НО т.от ЧТТНЕТТТТТ ттпттппеп 1 Пттття. ттттЬтЬРпеттттттпмотттуто ттспь иК тУП 1 ий ЧЛЬтттчттППЯтОП, Я ЛП т ЯЯ - По.ЧЕтпвятт льно с тт ттт тт тт,те ттегь гЬттксттпояяттттяппяття. тпттгтси ТТТТтття тттттЬттепеттттттпутотттуто,цепь и жчуттттттт туз.тттвттбптттотт, ппттчемт выходт.т ж.тушттх чу.тьтттпттбпятопов почключенык соответствутошттут выходам узла, 361601361601 Фиг фиг. Составитель В. КудрявцеТехред А. Евдонов Редактор Б. федот Степанова рек Типография, пр. Сапунова аказ 70/17 Изд. М 76 Тираж 403 ПодписиНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС Москва, Ж, Раушская наб., д. 45