[發(fā)明專利]在受控照明條件下使用連續(xù)視頻幀的自動曝光方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210087932.5
• 申請日: 2012-02-03
• 公開（公告）號: CN102693407A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: X·朱;Y·P·王
• 申請（專利權(quán)）人: 計量儀器公司
• 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 72001
• 代理人: 王岳;盧江

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及數(shù)字圖像捕獲和處理系統(tǒng)，其在操作的連續(xù)視頻圖像捕獲模式期間使用自動照明(illumination)控制的改進(jìn)方法。

背景技術(shù)

在成像裝置中使用的自動曝光方法典型地包括步驟(a)獲取具有特定曝光時間的圖像，(b)分析所獲取的圖像和(c)確定曝光期是否需要被設(shè)置，以及(d)重復(fù)這些步驟直至圖像曝光質(zhì)量符合預(yù)定閾值。在成像條形碼掃描器的情況下，有時成像器在視頻模式中運行。

因此，如果先前的曝光時間不正確，當(dāng)計算機(jī)仍然分析第一個已獲取的圖像時，視頻中的后續(xù)幀被廢棄，因為其是采用相同的曝光時間而取得。產(chǎn)生的效果是消耗時間的自動曝光方法以及至少一個視頻幀被廢棄。

美國專利第7,841,533號公開了在數(shù)字成像應(yīng)用中，在自動照明和曝光控制方面采用了改進(jìn)的可手持(hand-supportable)數(shù)字成像編碼符號讀取裝置。然而，盡管在自動照明和曝光控制方面提供了改進(jìn)，這樣的技術(shù)還可受益于創(chuàng)新的適應(yīng)性測量(adaptive?measure)，其用于使得基于數(shù)字成像的編碼符號讀取系統(tǒng)在苛刻的成像環(huán)境中更加易感應(yīng)。

因而，在本技術(shù)領(lǐng)域中極大需要避免了現(xiàn)有技術(shù)方法和設(shè)備的缺陷和不足的改進(jìn)的方法和設(shè)備，其用于使用物體(object)照明和成像技術(shù)來讀取編碼符號。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本公開的主要目標(biāo)是提供新的數(shù)字圖像捕獲和處理系統(tǒng)以及方法，其避免了現(xiàn)有技術(shù)方法和設(shè)備的缺陷和不足。

另一個目標(biāo)是提供具有數(shù)字圖像形成和檢測子系統(tǒng)的數(shù)字圖像捕獲和處理系統(tǒng)，支持連續(xù)視頻圖像捕獲模式，具有可變的頻閃脈沖(stroboscopically-pulsed)照明(即，選通(strobe)照明)持續(xù)時間，與每個圖像曝光期同步，以便有助于在確保高質(zhì)量的圖像捕獲性能時提供改進(jìn)水平的響應(yīng)性。

另一個目標(biāo)是提供這樣一種數(shù)字圖像捕獲和處理系統(tǒng)，其中它的基于LED的照明子系統(tǒng)具有LED陣列，在與每個圖像捕獲幀的曝光期同步時，從LED陣列輸送頻閃脈沖(即，選通)照明至視場(FOV)。

另一個目標(biāo)是提供這樣一種數(shù)字圖像捕獲和處理系統(tǒng)，其中數(shù)字圖像形成和檢測子系統(tǒng)使用光學(xué)帶通濾波器，其被設(shè)計為在照明透射和收集操作期間通過基于LED的選通照明的光學(xué)帶寬，而遮蔽位于LED選通照明的光學(xué)帶寬之外的環(huán)境光的光學(xué)組件，從而減少圖像的動態(tài)范圍，也改善基于先前圖像的曝光估計的準(zhǔn)確度。

另一目標(biāo)是提供一種數(shù)字圖像捕獲和處理系統(tǒng)，其中在檢測視場中的物體時(即，手動地或自動地)，系統(tǒng)通過產(chǎn)生頻閃脈沖照明(即，選通照明)的LED陣列來開始其視頻圖像獲取周期，對于前兩個數(shù)字圖像幀，所述頻閃脈沖照明具有明顯不同的能量水平，使得第一選通照明在亮度上是第二選通照明的兩倍，以及在視頻圖像流中第一數(shù)字圖像在亮度上是第二數(shù)字圖像的兩倍；隨后這些數(shù)字圖像被處理以讀取一個或多個其中被圖形化表示的編碼符號；并且如果成功，系統(tǒng)返回其初始檢測物體狀態(tài)。

另一目標(biāo)是提供一種數(shù)字圖像捕獲和處理系統(tǒng)，其中，依據(jù)第一示例性實施例，如果由系統(tǒng)捕獲的第一數(shù)字圖像和第二數(shù)字圖像都不能被成功解碼以讀取條形碼符號，則具有不同亮度水平的兩個數(shù)字圖像被分析(實時)以基于(即，根據(jù))所述第一和第二數(shù)字圖像是否都太暗、太亮，或者一個數(shù)字圖像太亮而另一個數(shù)字圖像太暗，而為后續(xù)的視頻幀確定優(yōu)選的曝光時間。

另一目標(biāo)是提供一數(shù)字圖像捕獲和處理系統(tǒng)，其中，依據(jù)第二示例性實施例，如果由系統(tǒng)捕獲的第一數(shù)字圖像和第二數(shù)字圖像都不能被成功解碼以讀取條形碼符號，則具有不同亮度水平的兩個數(shù)字圖像被分析(實時)以基于(即，根據(jù))所述第一和第二數(shù)字圖像是否都太暗或太亮，或者一個數(shù)字圖像太亮而另一個數(shù)字圖像太暗，而確定新的選通照明能量水平以實現(xiàn)其中被圖形化表示的編碼符號的讀取，而不需要在后續(xù)圖像捕獲幀期間重新設(shè)置曝光時間。

這些和其它目標(biāo)在下文以及所附的權(quán)利要求中將變得明白。

附圖說明

為了更加完整地理解怎樣實施目標(biāo)，示例性實施例的以下詳細(xì)描述可結(jié)合附圖(簡要描述如下)來閱讀。

圖1是本公開的可手持?jǐn)?shù)字圖像捕獲和處理系統(tǒng)的示例性實施例的透視圖，其中其自動物體運動檢測和分析子系統(tǒng)在其物體檢測模式期間投射(project)基于IR的照明光束在系統(tǒng)的FOV之內(nèi)，以及其中其基于LED的照明子系統(tǒng)也使用發(fā)光二極管(LED)陣列來照明位于系統(tǒng)的工作距離之內(nèi)任意位置的物體；