Come scegliere un modulo fotocamera USB da 8 MP per chioschi di scansione automatica di documenti

Un documento può apparire perfettamente chiaro sullo schermo di un chiosco e produrre comunque risultati di riconoscimento ottico dei caratteri (OCR) deboli. Il problema di solito si nasconde nei piccoli dettagli: il testo al centro è nitido mentre i caratteri vicino agli angoli si ammorbidiscono; il riflesso di una carta d'identità laminata copre il campo del nome; l'autofocus si blocca sul bancone e lascia il documento sfocato. A volte l'intera pagina è all'interno del riquadro, ma ogni riga riceve troppi pochi pixel per un riconoscimento affidabile. Nessuno di questi problemi viene risolto dalla sola risoluzione.

La cattura del documento dipende dalle dimensioni effettive della pagina, dalla distanza di montaggio, dall'angolo dell'obiettivo, dall'illuminazione e dal software di cattura. Come esempio pratico, il SNS-PC688M-V1 di Sinoseen combina un'uscita a colori da 8 MP, autofocus, USB 2.0 e un sottile PCB da 62 x 9 mm. Se tale combinazione funzioni bene dipende da come il terminale è progettato attorno alla fotocamera.

Inizia con i documenti che il terminale catturerà effettivamente

La scansione dei documenti copre diversi lavori molto diversi. Una pagina informativa del passaporto, un modulo di domanda A4 e un'etichetta di spedizione non presentano lo stesso problema di imaging. Un foglio A4 necessita di una copertura sufficiente per mantenere tutti e quattro gli angoli nel riquadro. Una carta d'identità occupa meno spazio e spesso deve essere messa a fuoco a una distanza inferiore. Un'etichetta di spedizione è sottile, incline ad arricciarsi e può essere attaccata a un pacco irregolare. Prima di confrontare le risoluzioni, definire le dimensioni del documento, la distanza di lavoro e se gli utenti terranno ogni articolo o lo posizioneranno su una superficie fissa.

Utilizzare 8 MP per la cattura dei dettagli, non per l'anteprima continua

Il modulo supporta 3264 x 2448 a 15 fps e 2592 x 1944 a 15 fps, nonché 1920 x 1080 e 1280 x 720 a 30 fps. Un'applicazione sensata utilizza due modalità di cattura: 1080p per il posizionamento live mentre l'utente posiziona il documento, quindi 8 MP per l'immagine fissa finale dopo che la pagina si è stabilizzata. La risoluzione più elevata aiuta a preservare caratteri piccoli e caratteristiche di codici 2D compatti, a condizione che il documento riempia l'area utile dell'immagine. Se metà del riquadro mostra il bancone, quei pixel aggiuntivi vengono spesi sul soggetto sbagliato.

Testare l'opzione obiettivo disponibile da 78 gradi alla distanza di montaggio finale

L'opzione disponibile con un campo visivo di 78 gradi è un punto di partenza, non una garanzia che un foglio A4 entri. Montare la fotocamera più vicino può ridurre la profondità del terminale, ma riduce anche l'area coperta. Spostandola più indietro si cattura più della pagina, sebbene ogni carattere riceva quindi meno pixel. La nitidezza degli angoli merita un controllo separato: molti obiettivi sono nitidi al centro e più morbidi ai bordi. Se l'OCR deve leggere il contenuto stampato vicino a un bordo, esaminare le opzioni di obiettivo del modulo fotocamera adatte e testare la scelta finale con la vera finestra protettiva installata. La plastica o il vetro davanti all'obiettivo possono modificare sia la messa a fuoco che i riflessi.

L'illuminazione decide se i pixel aggiuntivi sono utili

Una luce forte può sbiancare la carta bianca. Le carte laminate e le superfici in plastica possono riflettere una macchia luminosa su testi importanti. Le pieghe proiettano ombre, mentre la stampa pallida può scomparire quando il contrasto è basso. Due luci fuori asse di solito producono un risultato più uniforme di una lampada puntata direttamente sulla pagina, e gli angoli della luce dovrebbero mantenere i riflessi speculari fuori dall'obiettivo. Non qualificare il sistema solo con carta bianca pulita. Includere pagine di passaporto, carte d'identità in plastica, ricevute termiche, moduli colorati e stampe grigie sbiadite. Anche la nitidezza richiede moderazione: un'immagine può apparire più nitida sullo schermo mentre i bordi artificiali attorno a piccoli caratteri rendono l'OCR meno affidabile.

Autofocus, USB e Rolling Shutter: una preoccupazione per ciascuno

Autofocus. Quando gli utenti presentano documenti a diverse altezze, i moduli fotocamera con autofocus possono adattarsi al cambiamento, ma il software deve consentire all'obiettivo di stabilizzarsi prima di salvare l'immagine. Altrimenti, potrebbe salvare un fotogramma catturato mentre la messa a fuoco è ancora in movimento. Se il terminale utilizza un vassoio fisso e una distanza di lavoro ripetibile, confrontare il rifocalizzazione continua con una posizione di messa a fuoco calibrata e bloccata. L'impostazione bloccata è spesso più coerente.

USB. L'USB 2.0 rimuove gran parte del lavoro di integrazione a livello di sensore associato a MIPI, ma sia la modalità di anteprima che quella di cattura fissa devono essere testate sull'host di produzione. Durante la revisione della più ampia gamma di moduli fotocamera USB, confermare il tempo di cambio modalità, l'esposizione sul primo fotogramma ad alta risoluzione e la stabilità durante le catture ripetute. Instradare il cavo lontano da motori e alimentatori switching. Un'immagine intermittente causata da un connettore allentato o da rumore elettrico viene facilmente scambiata per un bug del software.

Rolling shutter. L'IMX179 utilizza un rolling shutter. Questo è generalmente accettabile quando un documento è fermo, ma il movimento durante l'esposizione può comunque causare sfocatura o distorsione. Il chiosco dovrebbe attendere che la posizione della pagina sia stabile prima di attivare la cattura finale. Una migliore illuminazione può anche ridurre il tempo di esposizione; l'acquisto di un sensore più costoso non compenserà una pagina ancora in movimento.

Dove si colloca al meglio l'SNS-PC688M-V1

Questo modulo è un candidato ragionevole per terminali in cui i tipi di documenti sono abbastanza coerenti e la distanza di lavoro può essere definita in anticipo, inclusi la cattura di passaporti in hotel, la scansione di moduli per servizi governativi, la registrazione dei visitatori e l'archiviazione di documenti logistici. È meno adatto per la rapida rotazione delle pagine, i documenti che si muovono nel riquadro o una gamma molto ampia di formati di pagina. Se il design di produzione richiede un contorno PCB, un obiettivo, una lunghezza del cavo o una posizione del connettore diversi, esaminare una configurazione personalizzata del modulo fotocamera OEM prima che il design meccanico sia finalizzato.

Includere materiali difficili nel piano di test

I guasti più spesso trascurati durante lo sviluppo riguardano i cosiddetti materiali speciali: carte d'identità laminate, etichette lucide e ricevute termiche sbiadite. Un foglio A4 pulito può superare tutti i test da banco, solo per il test sul campo che rivela riflessi su una carta d'identità o testo debole della ricevuta che l'OCR non riesce a leggere. Questi non sono problemi di risoluzione. Inserire questi materiali nel set di qualificazione in anticipo, quindi registrare se ogni guasto deriva da riflesso, messa a fuoco, contrasto, movimento o campionamento insufficiente.

Domande frequenti

1. Il passaggio tra le modalità di anteprima e cattura causerà un ritardo?

Ciò dipende dalla piattaforma host e dal software di cattura, quindi deve essere misurato. Se il tempo di risposta è importante, includere la latenza di cambio modalità nei criteri di accettazione.

2. Come si possono ridurre i riflessi dai documenti laminati?

Iniziare modificando l'angolo di illuminazione. Se ciò non è sufficiente, testare un filtro polarizzatore o un controllo dell'esposizione locale attentamente calibrato. Il software può recuperare alcuni dettagli, ma non può ricostruire il testo nascosto da un riflesso completamente saturo.

3. Una fotocamera può compensare la stampa sbiadita su carta termica?

4. Non completamente. Una fotocamera non può recuperare inchiostro che è fisicamente sbiadito. Il software può migliorare il contrasto, ma il flusso di lavoro dovrebbe incoraggiare gli utenti a scansionare le ricevute termiche prima che la stampa si deteriori ulteriormente.

5. Il design dovrebbe utilizzare messa a fuoco fissa o autofocus?

Utilizzare una messa a fuoco calibrata e bloccata quando la distanza di montaggio e la posizione del documento sono stabili. Scegliere l'autofocus quando le dimensioni e le distanze dei documenti variano, ma salvare l'immagine solo dopo che il software conferma che la messa a fuoco è completa.