DE4331772C2

DE4331772C2 - Vorrichtung zur Farberkennung von in Blisterfolien liegenden Objekten

Info

Publication number: DE4331772C2
Application number: DE4331772A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Mattfeldt
Original assignee: Laetus Am Sandberg Geraetebau 64665 Alsbach-Haehnlein De GmbH; LAETUS AM SANDBERG GERAETEBAU
Current assignee: Romaco Pharmatechnik GmbH
Priority date: 1993-09-18
Filing date: 1993-09-18
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2013-09-19
Also published as: DE4331772A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich tung zur Farberkennung von in den Näpfen von Blisterfo lien liegenden Objekten, nämlich insbesondere von Tabletten oder Pillen, deren Farbe ein Kennzeichen dar stellt und die auf ihre richtige Anwesenheit und/oder Verteilung in der Kunststoff-Blisterfolie kontrolliert werden müssen, bevor die Blisterfolie durch Aufschweißen einer anderen Folie, z. B. einer Aluminium-Durchdrückfo lie versiegelt wird.

Die Farberkennung von Tabletten setzt die Beleuchtung derselben durch von oben auftreffendes Auflicht und Er fassung des von ihnen reflektierten Lichtstroms voraus. Der Lichtstrom wird in seine Komponenten Rot-Grün-Blau zerlegt und die in diesen drei Signalkanälen gewonnenen Pegel ermöglichen die Farberkennung.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art ist das Gerät "Po lyphem Farbe" der Anmelderin, welches in dem Prospekt- Datenblatt "LAETUS Polyphem Farbe" beschrieben ist. Bei dieser Vorrichtung mit einer ein breites Spektrum sicht baren Lichts erzeugenden Auflichtbeleuchtungseinheit und einer Farbkamera, die das von den Objekten reflektierte Licht der Auflichtbeleuchtungseinheit erfaßt und der Weiterverarbeitung zuführt, ist wesentlich, daß die zu erkennenden Objekte gefunden werden und als wichtiger Bildinhalt abgetrennt werden vom unwichtigen Bildinhalt, nämlich der Blisterfolie. Dieser Vorgang wird Segmentie rung genannt. Er ist dann unproblematisch, wenn sich die Objekte bezüglich ihrer Farbe und/oder ihres Reflexions verhaltens erheblich von der Blisterfolie unterscheiden. Dann bereitet die Trennung des wichtigen Bildinhalts vom unwichtigen keine Schwierigkeiten, da zwischen beiden ein ausreichender Farb- oder Helliglteitskontrast gegeben ist.

Helle und deshalb stark reflektierende Tabletten können zuverlässig unterschieden werden von einer dunklen Blisterfolie oder einer durchsichtigen Blisterfolie, die sich über einen dunklen Untergrund bewegt. Gleiches gilt natürlich auch bei umgekehrter Verteilung der Helligkeit sowie wenn sich die Farben und damit die Verteilung der Pegel in den drei Grundfarbkanälen erheblich unterschei den.

Problematisch wird die Farberkennung der Objekte, wenn diese in den Näpfen einer undurchsichtigen Blisterfolie liegen, deren Farbe der der Objekte ähnlich ist. Es wer den dann die Anforderungen an die Gleichmäßigkeit der Auflichtbeleuchtung sehr hoch und selbst bei befriedi gender Erfüllung dieser Forderung wird die Farberkennung unzuverlässig. Wenn der Kontrast zwischen wichtigem und unwichtigem Bildinhalt nur noch wenige % beträgt, kann die Segmentierung der Bildinformation, d. h. die Abtren nung des wichtigen Bildinhalts unmöglich werden. Weiße Tabletten in einer undurchsichtig-weißen Blisterfolie oder auch rote Tabletten in einer undurchsichtig-roten Blisterfolie lassen sich kaum erfassen.

Die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten treten auch dann auf, wenn der in die Grundfarben Rot-Grün-Blau zer legte Bildinhalt, nämlich der Farbraum RGB, durch eine bekannte nichtlineare Transformation umgesetzt wird in den Farbraum HIS, wobei H für Hue, d. h. Farbton steht, I für Intensity bzw. Helligkeit oder Luminanz und s für Saturation oder Farbsättigung. Bei einer solchen Signal verarbeitung, die dem menschlichen Empfinden nachgebil det ist, werden nicht nur diffus reflektierende Blister folien, sondern auch spiegelnde Hintergründe, z. B. Alu miniumblisterfolien akzeptiert; dennoch bleibt auch hier ein ausreichender Kontrast zwischen den Objekten und dem Blisterfolien-Hintergrund unabdingbar.

An sich kann die Anwesenheit von Tabletten in Blisterfo lien auch bei fehlendem Kontrast zwischen den Tabletten als zu erkennenden Objekten und dem Material der Blisterfolie kontrolliert werden, nämlich mittels einer Infrarot-Durchlichtbeleuchtung.

Es ist bekannt, daß infrarotes Licht nahezu alle vorkom menden Blisterfolien mit Ausnahme von Aluminium durch dringt und deshalb mittels einer Durchlichtbeleuchtung nahezu ideale Kontrastvoraussetzungen für die Erkennung der Anwesenheit oder des Zustands (Bruch) von Tabletten erzielt werden. Die Anordnung von Infrarot-Durchlaßfil tern vor der Kamera macht eine solche Anordnung noch zusätzlich unempfindlich gegenüber Umgebungslicht. Eine Farberkennung wird hiermit jedoch nicht bewirkt.

Eine Farberkennungsvorrichtung, die auch mit einer In frarot-Durchlichtbeleuchtung arbeitet, ist aus DE-OS 36 21 092 bekannt. Diese besitzt jedoch keine segmentie rende Farbkamera, sondern nur eine punktuell jedes Ob jekt einzeln beleuchtende Blitzlichtquelle mit zugehöri ger Auswerteanordnung aus drei auf die Grundfarben an sprechenden Lichtempfangselementen, und die Dauerlicht erzeugende Infrarot-Durchlichtbeleuchtungsanordnung dient nur dazu, den Eintritt des Objekts in das Ge sichtsfeld der Auswerteanordnung zu melden, um den Be leuchtungsblitz auszulösen.

In der Druckschrift EP 0 149 231 A2 wird noch eine Farb kamera zur Farberkennung von Objekten beschrieben, und zwar als Verbesserung einer mit Schwarzweißkameras ar beitenden Technik zur Positionserkennung. Eine kombi nierte Anwendung beider Techniken ist hier jedoch nicht angesprochen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Farberkennung von in den Näpfen von Blisterfolien liegenden Objekten, die auch bei schwachem oder fehlendem Kontrast zwischen den Objekten und dem Material der Blisterfolie zuverlässig arbeitet.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich aus den Patentansprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch den Aufbau einer Vorrichtung der er findungsgemäßen Art;

Fig. 2 schematisch den Weg der Signalverarbeitung und Entscheidungsfindung.

Eine Blisterfolie 1 mit in ihr ausgeformten und Pillen bestimmter Farbe - eine Blisterpackung muß ggfs. ver schiedenfarbige Pillen in bestimmter Anordnung enthal ten - aufnehmenden Näpfen bewegt sich unterhalb einer Kameraanordnung 3 und oberhalb einer Infrarot-Durch lichtbeleuchtungseinheit 5 über diese hinweg. Mit Ab stand oberhalb der Blisterfolie 1 ist eine Auflichtbe leuchtungseinheit 7 angeordnet, die den Strahlengang der Kameraanordnung 3 konzentrisch umgibt. Beide Beleuch tungseinheiten erzeugen Lichtblitze, die gleichzeitig ausgelöst werden.

Die Kameraanordnung 3 besteht aus einem halbdurchlässi gen Spiegel 9, der den von der Infrarot-Durchlichtbe leuchtungseinheit 5 stammenden und durch die Blisterfo lie 1 durchgetretenen Lichtstrom sowie den von der Auf lichtbeleuchtungseinheit 7 stammenden und von der Blisterfolie 1 reflektierten Lichtstrom zum Teil durch läßt zu einer Farbkamera 11 mit vorgeschaltetem Infra rotsperrfilter 13 und zum Teil reflektiert zu einer Schwarzweißkamera 15 mit vorgeschaltetem Infrarotdurch laßfilter 17.

Beide Kameras haben den gleichen Abbildungsmaßstab und ihre Bildinhalte werden überlagert. Die Schwarzweißkame ra 15 erfaßt den durch die Blisterfolie 1 durchgetrete nen und nur von den Pillen unterbrochenen und deshalb deren Umrisse randscharf wiedergebenden Infrarotlicht strom. Dadurch werden schattenbildartig die Bereiche des Bildinhalts definiert, die von der Farbkamera auf Über einstimmung mit der Sollverteilung von Farben zu kon trollieren sind. Ein völliges Fehlen von Pillen oder eine Napffüllung mit nur Pillenbruchstücken wird, wie bekannt, von der Schwarzweißkamera erkannt und führt zur Aussonderung; die zutreffende Verteilung der Pillen nach Farbe wird von der Farbkamera kontrolliert, wobei zuver lässig nur die Bereiche erfaßt werden, an denen sich die Pillen tatsächlich befinden.

Bei einem lernfähigen System genügt die Abspeicherung der Bilder eines richtig gefüllten Muster-Blisters, um anschließend durch Vergleich der Bilder der laufenden Blisterfolien mit den gespeicherten Bildern die einwand frei und richtig gefüllten Blister durchzulassen und die fehlerhaften auszusondern.

Dies geschieht beispielsweise durch Anlegen eines Histo grammes der Pegelverteilung über das segmentierte Ob jekt. Das Maximum des Histogramms zeigt auf die Farbe. Es wird ein Pegelbereich um dieses Maximum berechnet. Alle Pegel, die später innerhalb dieses Pegelbereiches in den drei Kanälen liegen, werden als richtige Farbe definiert.

Vorteile dieser Anordnung:

- Idealer Segmentierungskontrast, da unabhängig vom Farbkontrast oder Helligkeitskontrast.
- Farberkennung von Produkten, die die gleiche Farbe wie die Blisterfolie haben, wird möglich.
- Sehr gute Brucherkennung des Systems, da Größe der Objekte durch Schattenbild.
- Farberkennung und Brucherkennung sind parallel ange ordnet, so daß eine Unterscheidung zwischen einem lee ren Napf und einem mit einer falschen Farbe gefüllten Napf gegeben ist.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer möglichen Anord nung. Die Schwarzweißkamera 15 und die Farbkamera 11 erfassen das gleiche Bild: Das Schattenbild der Schwarz weißkamera wird in einem binären Bildspeicher 25 abge legt. Das Farbbild wird in einem separaten Farb-Bild speicher 21 abgelegt. Spezielle Hardware Bausteine oder Software Algorithmen durchsuchen den Bildspeicher 25 nach Objekten. Beispielsweise werden für das Objekt O1 die Koordinaten des kleinsten es umschließenden Recht ecks X1, X2; Y1, Y2 gefunden. Zusätzlich zu den Koordi naten werden die interessierenden Merkmale Fläche, Um fang und gegebenenfalls weitere den Konturverlauf be schreibende Daten zu diesem Objekt gespeichert.

Die Koordinaten des umschließenden Rechtecks werden in den Bildspeicher 21 übertragen und dienen dort dazu, den Ort des Objektes im Farbbild unabhängig vom Hintergrund einzugrenzen.

Für das Objekt O1 existiert aus einem Lernlauf eine "Look Up Tabelle" (LUT) oder ein Histogramm 27 als Hard ware oder als Software, welches die Sollfarbe(n) be schreibt, und diese liefert die Entscheidung, ob das Objekt O1 die richtige Farbe hat oder nicht. In dem Block Entscheidungsfindung 29 werden die Informationen zu einem Ausgangssignal zusammengesetzt.

Mit der beschriebenen Anordnung ist also eine Unter scheidung zwischen leerem Napf und falschfarbig gefüll tem Napf problemlos möglich. Gleichfalls ist es möglich, im Falle einer falschen Farbe den Fehler weiter zu dif ferenzieren:

Durch ein mehrfaches Laden der LUT mit den anderen er laubten Sollfarben und Abtasten dieser Farben läßt sich bestimmen, ob das Objekt eine Farbe hat, die für dieses Produkt erlaubt ist, aber durch eine Vertauschung an dem falschen Ort liegt. Ist dies nicht der Fall, so kann eindeutig auf ein fremdes Produkt im Napf geschlossen werden.

Bezugszeichenliste

1 Blisterfolie
3 Kameraanordnung
5 Infrarot-Durchlichtbeleuchtungseinheit
7 Auflichtbeleuchtungseinheit
9 halbdurchlässiger Spiegel
11 Farbkamera
13 Infrarotsperrfilter
15 Schwarzweißkamera
17 Infrarotdurchlaßfilter

Claims

1. Vorrichtung zur Farberkennung von in den Näpfen von Blisterfolien (1) liegenden Objekten mit einer ein brei tes Spektrum sichtbaren Lichts erzeugenden Auflichtbe leuchtungseinheit (7) und einer Farbkamera (11), die das von den Objekten reflektierte Licht der Auflichtbeleuch tungseinheit (7) erfaßt und der Weiterverarbeitung zu führt, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, den Bildbereich von unten beaufschlagende Infrarot-Durchlichtbeleuch tungseinheit (5), wobei der Farbkamera (11) ein Infra rotsperrfilter (13) vorgeschaltet ist und eine Schwarz weißkamera (15) mit vorgeschaltetem Infrarotdurchlaßfil ter (17) den gleichen Bildbereich gleichzeitig erfaßt, und deren die Umrisse der Objekte definierender Bildin halt mit dem Bildinhalt der Farbkamera (11) zusammenge führt wird und diese in der Weise weiterverarbeitet wer den, daß die Farbbildinformationen innerhalb der Objekt grenzen als Nutzsignale dienen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen oberhalb des Bildbereichs unter einem Winkel an geordneten halbdurchlässigen Spiegel (9), der den Strah lengang in zwei Lichtströme aufteilt, deren einer von der Farbkamera (11) und deren anderer von der Schwarz weißkamera (15) erfaßt wird.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei bewegten Blisterfolien die Be leuchtungseinheiten (5, 7) jeweils synchrone Lichtblitze erzeugen.