[發(fā)明專利]用于在符號體系讀取器中采用彩色照明和顏色過濾的系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680048946.9
• 申請日: 2006-10-19
• 公開（公告）號: CN101346730A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設計）人: L·W·納恩尼克
• 申請（專利權）人: 科格內克斯科技和投資公司
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉杰;張志醒

技術領域

本發(fā)明涉及機器視覺系統(tǒng)以及采用機器視覺的符號體系讀取器，尤其涉及用于該符號體系讀取器的照明器。

背景技術

機器視覺系統(tǒng)利用了圖像獲取裝置，所述圖像獲取裝置包括照相傳感器，以提供所觀察對象的信息。然后該系統(tǒng)根據(jù)各種算法對該信息進行解譯，以執(zhí)行編程決策和/或識別功能。為了通過傳感器在可見光以及近可見光范圍內最有效地獲取圖像，應當對對象適當照明。

在利用圖像傳感器進行符號體系讀取(通常也稱為“條形碼”掃描)的范例中，非常需要適當?shù)恼彰鳌７栿w系讀取需要將圖像獲取傳感器(CMOS照相機、CCD等)瞄準包含符號(“條形碼”)的目標位置，并獲取該符號的圖像。該符號包含一組預定圖案，該圖案代表一組有序的字符或形狀，附屬的數(shù)據(jù)處理器(例如微型計算機)可以從其導出關于該目標的有用信息(例如，其序列號、類型、型號、價格等)。可以使用各種形狀和尺寸的符號/條形碼。在標識和識別對象中最常用的兩種符號類型是所謂的一維條形碼和所謂的二維條形碼，一維條形碼由寬度和間距變化的豎直條線構成，二維條形碼由點或矩形的二維陣列構成。

作為背景技術，圖1示出了適于手持操作的示范性掃描系統(tǒng)100。提供了一種示范性手持式掃描用具或機頭102。其包括握持部分104和主體部分106。以剖視圖示出的成像系統(tǒng)151可以受到控制并可以將圖像數(shù)據(jù)引導到板上嵌入式處理器109。該處理器可以包括掃描軟件應用程序113，通過該應用程序113來控制光照，獲取圖像并將圖像數(shù)據(jù)解譯成可用信息(例如從符號(例如圖示的二維條形碼圖像195)導出的字母數(shù)字串)。可以經由電纜111將解碼后的信息引導到具有(例如)顯示器114、鍵盤116和鼠標118的PC或其他數(shù)據(jù)存儲裝置112，在這里可以存儲該信息并使用適當?shù)膽贸绦?21對其進行進一步操作。替代地，電纜111可以直接連接到掃描用具中的接口和計算機112中的適當接口.在這種情況下，基于計算機的應用程序121根據(jù)需要執(zhí)行各種圖像解譯/解碼和光照控制功能。相對于嵌入式處理器、計算機或其他處理器，手持式掃描用具的精確布置是高度可變的。例如，可以提供其中沒有電纜111的無線互連。類似地，圖示的微型計算機可以被另一種處理裝置取代，包括板上處理器或諸如個人數(shù)字助理或其他小型計算裝置的微型化處理單元。

掃描應用程序113可以適于對來自掃描用具102的輸入做出響應。例如，當操作員切換手持式掃描用具102上的觸發(fā)器122時，內部相機圖像傳感器(在成像系統(tǒng)151內部)獲取目標105上的關注區(qū)131的圖像。示范性的關注區(qū)包括可用于識別目標105的二維符號195。身份識別及其他處理功能由掃描應用程序113基于從手持式掃描用具102傳輸?shù)教幚砥?09的圖像數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。可以由來自處理器109的信號來對可視指示器141進行照明，以指示對符號195進行了成功的讀取和解碼。

在讀取符號體系或其他感興趣目標時，所采用的照明類型是關注點。在符號體系和/或其他被觀察目標是利用對比度高的墨或顏料印刷在平坦表面上的情況下，漫射型高角度“明場”照明可能會最好地突出傳感器的這些特征。利用高角度，通常表示光幾乎垂直地(正交地)照射到目標，或者以與垂直(正交)于被掃描物體表面相差不超過大約45度的角度照射目標。這樣的照明易于大量反射回傳感器。例如，可以在附著于物體或容器的印刷標簽上，或者在物體或容器相對平滑區(qū)域中的印刷區(qū)域中，提供主要需要明場照明的條型碼及其他目標。

相反，在符號或其他目標形成于更加不規(guī)則的表面上時，或者通過直接在表面上蝕刻或錘擊(peening)出圖案而生成時，使用高反射性的明場照明可能就不合適。被錘擊/蝕刻的表面具有二維特性，其易于散射明場照明，由此使得所獲取的圖像模糊。當所觀察的目標具有這種明確的二維表面結構時，可以用暗場照明對其進行最佳照明。這是一種利用相對于目標表面的特征小角度(例如大約45度或更小)的照明(即，相對于正交超過大約45度的角度)。利用這種低角度暗場照明，可以更加有效地對比二維表面結構(凹痕表現(xiàn)為亮點，周圍表現(xiàn)為陰影)，以獲取更好的圖像。

在其他的被應用符號情況下，可以優(yōu)選采用漫射型直接照明。通常利用直接投射的照明源(例如，發(fā)光二極管(LED))來產生這種照明，其經過漫射體以產生期望的照明效果。

為了充分利用相機圖像傳感器的多功能性，最好提供明場、暗場和漫射照明。不過，必需靠近目標提供暗場照明以獲得低入射角。相反，在相對距離處更好產生明場照明以確保整個區(qū)域照明。