被配置成对图像划分优先级的标记读取器的制作方法
专利名称：被配置成对图像划分优先级的标记读取器的制作方法
被配置成对图像划分优先级的标记读取器发明背景
本发明涉及标记和用于直接在对象上读取标记(例如符号、条形码、包括字母数字、汉字等的文本字符)的符号读取器的领域，尤其涉及被配置成对用于解码的图像划分优先级以减少成功解码时间的读取器。标记或符号读取(通常也称为条形码扫描)需要使包含在读取器中的图像获取传感器(例如CMOS相机、CCD等)或视觉系统(例如VS0C)瞄准包含标记的对象上的位置并获取标记的图像。标记是已知的，可采用多种形状和尺寸，并被设计成包含数据，诸如表示一组有序字符或形状的预定图案集。包括所附数据处理器(例如微型计算机)的读取器可以从数据导出关于所扫描对象的有用信息(例如其序列号、类型、模型、价格等)。參照
图1，已知标记读取器中的图像解码过程一般以下列方式工作。如过程框50所示，由诸如触发信号启动图像解码过程。此时，读取器可以或者可以不指向待解码的标记。如过程框52所示，读取器随后向图像获取系统应用ー个或多个參数组的可能选集中的第一个。參数组包括一个或多个參数设置的排列，包括例如曝光、増益、焦点选择、照射选择以及照射控制。在用于图像获取的參数被应用之后，在过程框54，读取器上或其中的照射源被开通以照射待解码的标记。照射(外部或周围照射和/或来自读取器的照射)从预期标记反射并返回读取器、并且到达(即曝光)读取器内的图像获取传感器上以获取标记的图像，如过程框56所示。通常，所感测的图像被传递到存储器(例如SDRAM)以便存储，如过程框58所示。如果如判断框60所示，读取器被配置成获取ー个或多个附加的图像，向获取系统应用新的參数组，并且该过程在过程框52处开始重复。在ー些已知变型中，读取器被配置成一次、不止一次或连续使用參数组来获取图像。一旦图像被存储到存储器，数据处理器从存储器选择图像并对所存储的图像数据执行预定算法以尝试解码图像数据，如过程框62和64所示。通常，以与获取图像并将其存储到存储器中相同的序列对图像进行操作，但是可以例如丢弃ー些图像。可任选地，读取器被配置成在解码之前对图像执行ー些图像过滤操作，如判断框66所示。这种图像过滤由处理器执行，如过程框68所示，或者在将图像存储到存储器中之前由硬件执行。过滤可被视为解码处理自身的一部分，但是当被视为独立的前处理步骤时，它可被设计成以使进一步解码处理更容易的方式对图像进行转换(例如对比度增强以增强标记特征、或者图像平滑以抑制背景纹理)。在过程框64的解码步骤之后，如果如判断框70所示，标记被发现并被成功地解码，读取器通常通过输出经解码的数据和/或驱动例如蜂鸣器和/或状态灯之类的某种形式的用户反馈来发送从标记解码的数据，并关断照射，如过程框72所示。该过程随后基于下ー触发事件的激活而重复。如果解码步骤没有得到经解码的图像，该过程通常返回过程框62以从存储器选择另ー图像以供解码。固定安置的读取器和手持式读取器的主要弱势是当存在各种标记时触发-解码的总时间变化较大。在ー个配置中，已知系统被配置成在图像获取过程期间循环通过ー个或多个图像捕捉參数组。在第二已知配置中，该系统通过对应于上次成功解码的參数组开始图像获取过程。当标记属性存在变化时，两种方法都不理想。例如，第一种配置可以对类似标记类型提供更为恒定的解码时间，但是取决于先前确定的參数组序列，一些标记具有比其它类型长得多的解码。第二种配置针对上次解码类型进行优化，但是待成像和解码的标记的任何变化都会弓I入不一致的更长解码时间。已经意识到，待读取标记的某些 方面可能使其难以在有限数量的图像内被检测或解码。具体而言，具有低对比度(例如印在棕色纸板箱上)的某些代码可能要求成像系统在获取过程期间对诸如増益或曝光之类的系统參数设置进行调节。在这种情况下，初始图像获取设置可能不充分，并且可能存在延迟直到调节出最終、更有效的參数设置。标记读取器的有价值合用性度量是触发-解码响应时间，或驱动触发器以启动图像解码过程与读取器返回成功解码响应之间的时间。
发明内容
本公开实施例提供用于通过基于从图像分析计算的特征属性对多个待解码图像划分优先级来减少触发-解码响应时间的改进系统和方法，从而克服了现有技术的缺点。特征属性提供成功解码似然性的指示。读取器可以首先尝试解码最高或较高优先级图像，并且避免解码与其它图像相比成功解码可能性较低的图像。通过对至少ー些图像划分优先级以标识可能被解码的至少ー个图像，对于包括标记变化、照明/照射变化以及诸如取向和表面特征的标记外观的变化的广泛应用，成功解码的平均时间減少。因此，一些实施例包括用于读取标记的标记读取器。读取器包括被配置成获取多个图像的图像获取系统。分析过程分析至少ー个所获取图像以确定该至少一个所获取图像的特征属性。评级过程随后基于每个所获取图像导致成功解码的似然性，使用至少ー个所获取图像的特征属性提供至少ー个所获取图像的优先级。一旦被划分优先级，解码过程尝试基于所获取图像中至少ー个的优先级，解码多个图像中的ー个或多个。其它实施例还包括标记读取器。标记读取器包括被配置成获取至少第一图像和第ニ图像的图像获取系统。分析过程分析至少第一图像和第二图像以确定第一图像和第二图像的特征属性。评级过程基于第一图像导致成功解码的似然性，使用第一图像的特征属性对第一图像划分优先级，并且该评级过程基于第二图像导致成功解码的似然性，使用第二图像的特征属性对第二图像划分优先级，从而该评级过程导致至少ー个优先级图像。解码过程随后尝试解码至少ー个优先级图像。与以上一致，一些实施例包括用于解码标记的方法。该方法包括多个步骤，包括使用图像获取系统获取多个图像；分析至少ー个所获取图像以确定至少ー个所获取图像的特征属性；基于对至少ー个所获取图像确定的特征属性，向至少ー个所获取图像分配优先级，特征属性提供至少ー个所获取图像导致成功解码的似然性的指示；以及尝试用所分配的优先级解码多个图像中的至少ー个。对于前述和相关的目标的成就，本发明则包括下文中完整描述的特征。以下描述和所附附图详细阐述了本发明的多方面。然而，这些方面只表示能运用本发明原理的多种方式中的一小部分。通过结合附图參考对本发明的以下详细描述，本发明的其它方面、优点和新颖特征将变得显而易见。附图简述图I是示出其中读取器循环通过已知图像解码过程的方法的流程图；图2是根据本发明实施例构建的固定安置读取器的立体图；图3是示出改进方法的流程图，由此根据本发明实施例构建的读取器循环通过对图像划分优先级的图像解码过程； 图4和5是可用于本发明实施例的已划分优先级的图像的表示；图6是示出可用于本发明实施例的附加可选方法的流程图；图7和8是可用于本发明实施例的已划分优先级的參数组的表示；以及图9是示出可用于本发明实施例的附加可选方法的流程图。
具体实施例方式參照附图，其中类似的附图标记通篇对应于类似的元素，具体參照图2，在示例性固定安置标记读取器系统200的上下文中描述本公开实施例。示例性读取器设置有相机元件202，它是安装在固定托架203上的常规相机。相机元件包括具有传感器205的图像获取系统204 (两者以虚线示出)，并且相机元件被控制成将图像数据引导到远程或板载嵌入式处理器206。该处理器包括软件应用208，通过软件应用208控制照射、获取图像并将图像数据解释成从标记(诸如所示的两维标记210)导出的有用信息。例如，有用信息包括字母数字串、ニ进制数据以及带有解释信息(诸如指示ニ进制数据是汉字字符数据的标志)的ニ进制数据。所解码的信息经由缆线212或无线链路被引导到PC或具有例如显示器216、键盘218和鼠标220的其它数据存储和/或处理设备214(例如计算机、可编程逻辑控制器)，其中在一些实施例中，存储所解码的信息并使用适当应用222对其进一歩操控。可以通过缆线212或不同缆线上的数字信令发送诸如解码成功或解码失败的其它信息。作为替代，缆线212可直接连接到相机元件202中的接ロ(例如USB端ロ)和计算机214中的合适接ロ，或者可用无线链路来取代缆线212。在这种情况下，基于计算机的应用222可根据需要执行多种图像解释/解码和照射控制功能。固定安置系统相对于嵌入式处理器、计算机或其它处理器的精确安排是高度可变的。例如，可提供其中不存在缆线116的无线互连。同样，在一些实施例中，所示微型计算机可用一个或多个处理设备来代替，包括板载处理器或例如个人数字助理或其它小規模计算设备之类的小型处理单元。软件应用208适于响应于来自读取器相机元件的输入。例如，当发生触发事件吋，诸如来自应用222的指令，照射源224开通并且内部图像传感器205 (在图像获取系统204内)获取对象230上感兴趣区域228的图像。在本文的一些实施例中，照射源与诸如闪光和触发机制之类的相机标准操作功能集成，或者经由例如软件应用对其进行控制。也可以提供独立的控制电路以调整照射源的特定功能。由图2可见，相机元件202正查看沿传送机234运动的零件或对象230。示例性感兴趣区域228包括用于标识对象230的两维标记210 (作为非限制性示例)。可以基于发送到处理器206的图像数据，由软件应用208执行标识和其它处理功能。可选的视觉指示器236由来自处理器206的信号点亮，以指示标记210的成功读取和解码。在一些实施例中，也可以激活听觉指示器(未示出)以指示关联事件。
在本文所述的ー些实施例中，图像传感器是可购得的芯片上视觉系统(VSOC)。VSOC是集成在芯片上的強大、完全可编程、自主视觉系统，并且能够以很高的帧率获取和处理图像以及基于来自这种图像处理的结果支持决策。然而，还可以特意构想其它传感器类型。例如在一些实施例中，图像传感器是可购得的CMOS或C⑶图像传感器。可以特意构想分辨率范围和其它传感器类型。根据本文所述实施例的ー个方面，示例性读取器系统200被配置成通过基于成功解码的似然性对待解码图像划分优先级来减少触发-解码时间，从而降低成功解码的时间。本文描述的系统和方法在尝试图像解码的平均时间大于获取、存储和分析图像以提取特征属性的平均时间的情况下尤其有益。參照图3，示出与系统200 —起操作的图像解码过程的示例性方法，其中系统和方 法被配置成減少触发-解码时间。在最初开通读取器系统200之后，诸如通过触发信号来启动图像解码过程，如过程框300所示。作为非限制性示例，触发信号是数字输入线上的状态变化或者通过诸如RS-232或以太网链路之类的通信链路发送到读取器的通信信号。此时，读取器可以或可以不指向待解码的标记。如过程框302所示，读取器随后向图像获取系统204应用ー个或多个參数组的选集中的第一个。參数组包括一个或多个參数的排列，作为非限制性示例，包括曝光、増益、焦点、照射选择、照射控制、以及过滤(包括不过滤)。在參数被应用后，在过程框304，读取器上或其中的照射源224被开通以照射待解码的标记。照射(外部或周围照射和/或来自读取器的照射)从预期标记反射并回到读取器、并到达(即曝光)读取器内图像获取系统204中的传感器205上，以获取标记图像，如过程框306所示。使用双处理器体系结构很适合该方法。例如，除了以上所述的处理器(即处理器206)之外，对图像获取系统204使用如上所述的VSOC可以提供改进的触发-解码性能。在一些实施方式中，处理器206是数字信号处理器(DSP)。VSOC体系结构允许例如在约9. 2ms内将全部1024X 752像素传递到DSP 206，其中已知解码方法在例如50_500ms之间。此外，VSOC体系结构允许某些图像处理与图像数据传递和DSP处理(例如图像解码)并行进行，从而特征属性分析时间影响最小。VSOC还能够将除了一个或多个前过滤图像之外或者作为其替代的一个或多个后过滤图像传递到存储器207。在一个实施例中，当VSOC用于图像获取系统时，VSOC 204允许对图像执行预定算法以分析图像来确定图像特征属性，如过程框308所示。由于VSOC的处理能力，在ー些实施例中，该分析在图像(和特征属性)被存储到存储器之前进行，如过程框310所示。图像的特征属性提供图像导致成功解码的似然性的指示。作为非限制性示例，特征属性包括对比度、锐度、边缘清晰度、尺寸、形状和取向。基于图像的特征属性对图像划分优先级，并且将已划分优先级的图像安排到已划分优先级图像列表152(參照图4)中，如过程框312所
/Jn ο还可以构想其它划分优先级方案，包括不对全部所获取图像划分优先级。在ー些实施例中，由于诸如超时、第一图像解码或优化之类的ー些其它事件，所获取图像未被划分优先级。在其它实施例中，与已划分优先级列表相比较，将图像划分优先级到ー个或多个组中。例如，在如图5所示的一个实施例中，将所获取图像划分优先级到优先级组250和非优先级组252中，并且可以在从非优先级组选择一个或多个图像之前，从优先级组选择ー个或多个图像。此外，来自非优先级组的图像可能一直不被选择。除最高优先级图像之外或来自优先级组的图像也可被选择，这取决于应用。在替换实施例中，当使用CMOS或CXD图像传感器205吋，处理器206或附加处理器240执行对所获取图像的分析以确定图像特征属性。用于处理器206的软件应用无需与对处理器24 0运行的应用相同。在本实施例中，一旦图像被获取，如过程框306所示，对图像进行分析以确定特征属性，如过程框308所示。所计算的特征属性随后用于对图像划分优先级，如过程框312所示。如果读取器被配置成获取ー个或多个附加图像，新的參数组被应用到获取系统，并且该过程在过程框302处重复以获取、分析、存储附加图像以及对附加图像划分优先级以用于已划分优先级图像列表152。在一些变型中，读取器可被配置成一次、不止一次或连续地使用參数组来获取图像。ー个或多个图像特征属性用于产生提供对相对成功解码似然性的指示的度量。图像被评级，使得较高优先级图像或最高优先级图像首先被选择用于解码。例如，具有最高相对成功解码似然性的图像是列表上的最高评级图像154，并且具有次高相对似然性的图像是列表上评级次高156，以此类推，如结合图像158和160所示，直到具有最低相对成功解码似然性的图像被确定为最低评级图像158。一旦第一所获取图像(以及可能的特征属性)被存储到存储器，第二处理器206选择该第一所获取图像、或者在不选第一图像的情况下从存储器中已划分优先级图像列表选择较高优先级图像或最高优先级图像，并且对所存储的图像数据执行预定算法以尝试解码图像数据，如过程框316和318所示。如上所述，本文所述方法的特征允许在VSOC正在获取、分析、储存图像以及对图像划分优先级以供第二处理器用于尝试解码时，第二处理器206尝试与VSOC 204并行地解码第一图像或较高优先级图像。例如，从已划分优先级图像列表152选择图像154用于解码，如过程框316所示。该第一图像154是从已划分优先级图像列表的顶部选取的，即该图像具有最高的相对成功解码似然性并且是列表152上最高评级图像。如果图像数据是可接受的，则针对标记的出现对该最高评级图像154进行解码或分析，如过程框318所示。接下来，如判断框320所示，如果解码步骤318并未得到经解码的图像，则该过程返回过程框316并且从已划分优先级图像列表选择另一较高优先级图像用于解码，诸如次高评级图像156，即该过程从列表选择第二图像156，该图像与最高评级图像154相比具有第二高的相对成功解码似然性。例如，该过程对已划分优先级图像列表152上的所有图像重复、或者重复解码图像所需的次数、或者不断重复直到用户释放触发、或者直到超时条件发生。如上所述，在一个实施例中，当处理器206正从存储器选择已划分优先级的图像并尝试解码吋，VSOC可以并行地获取、分析、存储附加图像并在已划分优先级图像列表154中对附加图像划分优先级以供第二处理器用于尝试解码。应该明白，“并行”可定义如果硬件支持则真正并行的过程，例如通过多个处理器或多核处理器，或者并行可定义与另ー过程交织的过程，例如在只有ー个处理器执行两个过程的情况下。当标记被找到并被成功解码时，读取器通常通过输出经解码的数据、和/或驱动诸如蜂鸣器和/或状态灯和/或数字信令之类的某种形式的用户反馈，发送/指示从标记解码的数据，如过程框322所示。此时，读取器200被配置成返回过程框300以等待下一触发事件。根据实施例的另一方面，不仅对特征属性划分优先级，如图3所示，而且还将特征属性与用于每个所获取图像的參数组相关联，如图6所示。与图3的系统和方法类似，在系统200最初开通之后，图像解码过程由触发信号启动，如过程框300所示。此时，读取器可以或可以不指向待解码的标记。读取器随后向图像获取系统204应用ー个或多个參数组的选集中的第一个，如过程框302 所示。在參数被应用之后，在过程框304，读取器上或其中的照射源224被开通以照射待解码的标记。照射(外部或周围照射和/或来自读取器的照射)从预期标记反射并回到读取器、并且到达(即曝光)作为图像获取系统204的VS0C，以获取标记图像，如过程框306所示。一旦如过程框306所示图像被获取，VSOC 204就允许对图像执行算法以分析图像来确定图像特征属性，如过程框308所示。如上所述，VSOC的处理能力允许将分析放在图像(和特征属性)被存储到存储器之前，如过程框310所示。图像的特征属性提供对图像导致成功解码的似然性的指示。在说明性实施例中，将ー些或全部图像的特征属性与用于图像的一部分或全部參数组相关联，如过程框330所示。基于该关联，还在參数组列表170中对參数组划分优先级(參照图7)，如过程框332所示。用于图像并基于所确定特征属性产生最高的相对成功解码似然性的參数组是列表上的最高评级參数组172，并且用于具有次高相对成功解码似然性的图像的參数组被评级为列表上的次高參数组174，以此类推，如參数组176和178所示，直到用于具有最低的相对成功解码似然性的图像的參数组被评级为最低參数组180。已划分优先级參数组列表170中的參数组用于确定用于后续图像获取的參数组。可以选择除最高參数组之外的參数组，这取决于应用。在其它实施例中，与已划分优先级參数组列表相比较,将參数组划分优先级到一个或多个组中。例如，在如图8所示的一个实施例中,将參数组划分优先级到优先级參数群260和非优先级參数群262中，并且可以在从非优先级參数群选择ー个或多个參数组之前，从优先级參数群选择ー个或多个參数组。此外，来自非优先级參数群的參数组可能一直不被选择。除最高优先级參数组之外或来自优先级參数群的參数组也可被选择，这取决于应用。如果读取器被配置成获取ー个或多个附加图像，则新的參数组被应用到获取系统，并且该过程在过程框302重复以获取、分析和存储附加图像。在一个实施例中，该过程移动到过程框302以使用来自已划分优先级參数组列表170的參数组获取下ー图像。參数组是从已划分优先级參数组列表获得的，例如产生最高相对成功解码似然性的參数设置(即最高评级參数设置172)被置于列表顶部并用于获取下一图像或多个图像。应该明白，在一些实施例中，通过使用来自參数组列表的參数组在逐巾贞的基础上改变參数组，或者例如将參数组用于在图像序列中获取的每个图像。在一些变型中，读取器被配置成一次、不止一次或连续使用地參数组来获取图像。一旦第一可用图像(以及可能的特征属性)被存储到存储器，则第二处理器206选择第一可用图像、或者在不选第一可用图像的情况下例如从存储器选择另一可用图像，并且对所存储的图像数据执行预定算法以尝试解码图像数据，如过程框316和318所示。如上所述，本文所述方法的特征允许在VSOC正在获取、分析、并储存图像以供第二处理器用于尝试解码时，第二处理器206尝试与VSOC 204并行地解码第一图像或者在不是第一图像的情况下解码下ー或另一可用图像。接下来，如判断框320所示，如果解码步骤并未得到经解码的图像，该过程返回过程框316并且从存储器207选择下一可用或另一可用图像用于解码。例如，该过程可以对存储器中的全部图像重复、或者重复解码图像所需的次数、或者不断重复直到用户释放触发、或者直到超时条件发生。当标记被找到并被成功解码时，读取器通常通过输出经解码的数据、和/或驱动诸如蜂鸣器和/或状态灯之类的某种形式的用户反馈，发送/指示从标记解码的数据，如过程框322所示。此时，读取器200被配置成返回过程框300以等待下ー触发事件。根据实施例的另一方面，将图3所述系统和方法的特征与图6所述系统和方法的 特征部分或全部地组合。以此方式，不仅基于可以导致成功解码似然性的特征属性对图像划分优先级，而且进ー步将在ー个或多个图像中标识的特征属性与用于图像的參数组相关联以对參数组划分优先级用于未来图像获取，如图9所示。与图3和图6的系统和方法类似，在系统200最初开通之后，图像解码过程由触发信号启动，如过程框300所示。此时，读取器可以或可以不指向待解码的标记。读取器随后向图像获取系统204应用ー个或多个參数组的选集中的第一个，如过程框302所示。在參数被应用之后，在过程框304，读取器上或其中的照射源224被开通以照射待解码的标记。照射(外部或周围照射和/或来自读取器的照射)从预期标记反射并回到读取器、并且到达(即曝光)作为图像获取系统204的VS0C,以获取标记图像，如过程框306所示。一旦如过程框306所示图像被获取，VSOC 204对图像数据执行预定算法以分析该图像来确定图像特征属性，如过程框308所示。如上所述，VSOC的处理能力允许将该分析放在图像(和特征属性)被存储到存储器之前，如过程框310所示。图像的特征属性提供对图像导致成功解码的似然性的指示。作为非限制性示例，特征属性包括对比度、锐度、边缘清晰度、尺寸、形状和取向。如过程框312所示，随后基于图像的特征属性对图像划分优先级，并且将已划分优先级的图像安排到已划分优先级图像列表152(參照图4)中。在替换实施例中，当使用CMOS或CXD图像传感器205吋，除处理器206之外的处理器被纳入以执行对所获取图像的分析以确定图像特征属性。在本实施例中，一旦图像被获取，如过程框306所示，在分析图像以确定特征属性之前首先将图像存储在存储器中。一旦被存储，附加处理器分析图像以确定特征属性，然后将与图像相关的所计算的特征属性存储到存储器。将图像特征属性组合到提供对相对成功解码似然性的指示的度量中。还可以构想，只有一个特征属性影响该度量。图像被评级，使得较高优先级图像或最高优先级图像首先被选择用于解码。例如，具有最高相对成功解码似然性的图像是列表上的最高评级图像154，并且具有次高相对似然性的图像是列表上评级次高156，以此类推，如结合图像158和160所示，直到具有最低相对成功解码似然性的图像被确定为最低评级图像158。随后将每个单独图像的特征属性与用于该图像的參数组相关联，如过程框330所示。基于该关联，还在參数组列表170中对參数组划分优先级(參照图7)，如过程框332所示。用于图像并基于所确定特征属性产生最高相对成功解码似然性的參数组是列表上的最高评级參数组172，并且用于具有次高相对成功解码似然性的图像的參数组被评级为列表上的次高參数组174，以此类推，如结合參数组176和178所示，直到用于具有最低相对成功解码似然性的图像的參数组被评级为最低參数组180。已划分优先级參数组列表170中的參数组用于确定用于后续图像获取的參数组。如果读取器被配置成获取ー个或多个附加图像，新的參数组被应用到获取系统，并且该过程在过程框302重复以获取、分析和存储附加图像。在一个实施例中，该过程移动到过程框302以使用来自已划分优先级參数组列表170的參数组获取下ー图像。已划分优先级參数组是从已划分优先级參数组列表获得的，例如使用较高优先级參数组或者最高优先级參数组。应该明白，在一些实施例中，通过使用来自參数组列表的參数组在逐巾贞的基础上改变參数组，或者例如參数组用于在图像序列中获取的每个图像。在一些变型中，读取器被配置成一次、不止一次或连续地使用參数组来获取图像。 —旦第一图像(以及可能的特征属性)被存储到存储器，则第二处理器206选择该第一所获取图像、或者在不选第一图像的情况下从存储器中已划分优先级图像列表选择较高优先级图像或最高优先级图像，并且对所存储图像数据执行预定算法以尝试解码图像数据，如过程框316和318所示。如上所述，本文所述方法的特征允许在VSOC正在获取、分析、储存图像以及对图像划分优先级以供第二处理器用于尝试解码时，第二处理器206尝试与VSOC 204并行地解码第一图像或者在不是第一图像的情况下解码较高优先级图像或最高优先级图像。例如，从已划分优先级图像列表152选择图像154用于解码，如过程框316所示。该第一图像154是从已划分优先级图像列表的顶部获得的，即该图像具有最高的相对成功解码似然性并且是列表152上的最高评级图像。如果图像数据是可接受的，则针对标记的出现对该最高评级图像154解码或分析，如过程框318所示。接下来，如判断框320所示，如果解码步骤318并未得到经解码的图像，该过程返回过程框316并且从已划分优先级图像列表选择另一较高优先级图像用于解码，诸如次高评级图像156，即该过程从列表选择第二图像156，该图像与最高评级图像154相比具有第ニ高的相对成功解码似然性。例如，该过程对已划分优先级图像列表152上的所有图像重复、或者重复解码图像所需的次数、或者不断重复直到用户释放触发、或者直到超时条件发生。如上所述，当处理器206正从存储器选择已划分优先级的图像并尝试解码时，VSOC可以并行地获取、分析、存储附加图像并在已划分优先级图像列表154中对附加图像划分优先级以供第二处理器用于尝试解码。当标记被找到并被成功解码时，读取器通常通过输出经解码的数据、和/或驱动诸如蜂鸣器和/或状态灯之类的某种形式的用户反馈，发送/指示从标记解码的数据，如过程框322所示。此时，读取器200被配置成返回过程框300以等待下ー触发事件。在本文所述的多种实施例中，在过程框302应用的參数组设置之一是诸如光路中的透镜或反射镜之类的可调组件的焦点设置。在一个或多个实施例中，使用可变透镜元件，被称为液态透镜。液态透镜是可以基于对由可改变透镜形状的柔性聚合物限制的液体或凝胶施加的电压而改变焦点位置的光学器件。透镜响应时间一般为20-50ms。当与标准透镜组合时，液态透镜可在器件接触至无限远的范围上聚焦。也可构想其它焦点配置。例如，可以并入一个或多个透镜，其中一个或多个透镜的移动可通过使用小型电动机和/或音圈和/或压电系统来完成。在一些实施例中，例如通过改变透明材料的折射率，也可使用其它可变透镜元件。在本文所述的多个实施例中，应当理解，可由图像传感器132读取和捕捉的数据类型不限于条形码或其它这类符号。在本文所述的多种实施例中，除非另外指出，可由图像获取系统204捕捉任何类型的符号、字符、或图片(例如驱动器许可照片)或其它数据。此夕卜，在一些实施例中，图像获取系统204包括能够向诸如处理器206之类的辅助处理器提供原始或经过滤的数据以及图像特征数据的智能传感器，诸如芯片上视觉系统(VSOC)。在这种数据可被解码的情况下，读取器200的处理器206对其进行解码，或者该数据被传递以供检查系统、光学字符识别系统、主机系统处理或者被本地或远程存储以备随后读取。在其它多种实施例中，例如图6中过程框334所示，读取器200被配置成在解码之前对图像执行图像过滤操作。该图像过滤由处理器206执行，或者在将图像存储到存储器之前由硬件(例如VSOC 204)执行。图像被视为前过滤(包括未过滤)或者后过滤。从ー 个或多个图像计算的特征属性可被用于对前过滤图像、后过滤图像或两者的合集划分优先级。在一个实施例中，基于来自一个或多个前过滤图像的特征属性，对后过滤图像划分优先级用于解码，从而无需创建后过滤图像。该配置避免在过滤图像上花费的处理时间。应该明白，在一些实施例中，过滤可被视为解码处理自身的一部分，但是当被视为独立的前处理步骤时，过滤可被设计成以使进一步解码处理更容易的方式对图像进行转换(例如对比度增强以增强标记特征、或者图像平滑以抑制背景纹理)。过滤的选择通常是预先确定的，但是在一些实施例中，它是所选參数组的一部分。如上所述，在一些实施例中，VSOC能够执行ー些图像处理操作并且可以除前过滤图像之外或者作为其替代向存储器传递ー个或多个后过滤图像。应该注意，本文所述的多个实施例，包括基于特征属性评级图像、对图像划分优先级、将特征属性与參数组相关联、对參数组划分优先级、图像过滤等，可以彼此独立或采用多种组合使用，并且可以是用户可选或不可选的特征。此外，在一些实施例中，对图像和/或參数组划分优先级是基于最近解码尝试而进行的，或者划分优先级是基于对并非仅仅最后解码的组合确定而进行的，使得例如将ー个以上的解码尝试结果用于划分优先级。还可以构想，通过ー个參数组解码图像并且还使用已划分优先级參数组来获取附加图像并解码。当由相机观测的场景并没有显著变化时，这可能导致相同标记的不止一次解码尝试。前面已描述了本发明的ー个或多个特定实施例。应该明白，在任何这种实际实现的研发中，如同在任何工程或设计项目中，必须作出多个实现特定的判断以达到研发者的具体目的，例如遵循与系统相关和商业相关的约束，这些约束随实现不同而变化。此外应该明白，这些研发努力可能是复杂和费时的，但仍然是本领域技术人员利用本公开承担设计、制造和生产的例程。最后，明确地期望本文描述的任何过程或步骤可被组合、省去或重新排序。在其它实施例中，指令可留驻在计算机可读介质上，其中这些指令由处理器执行以实现本文描述的一个或多个过程或步骤。如此，明显期望本文描述的任何过程或步骤可实现为硬件、包括在计算机上执行的程序指令的软件以及软件和硬件的结合。因此，本说明书只是以示例方式给出，并且不对本发明的范围构成限制。因此，本发明旨在涵盖如所附权利要求书所定义的落入本发明的精神和范围内的所有修改、 等同和替代。
权利要求
1.一种标记读取器，包括 图像获取系统，所述图像获取系统被配置成获取多个图像； 分析过程，分析至少ー个所获取图像以确定所述至少一个所获取图像的特征属性； 评级过程，基于所述至少ー个所获取图像导致成功解码的似然性，使用所述至少ー个所获取图像的特征属性对所述至少ー个所获取图像提供优先级；以及 解码过程，尝试基于所获取图像中至少ー个的优先级，解码所述多个图像中的ー个或多个。
2.如权利要求I所述的读取器，其特征在于，第一处理器被配置成执行所述分析过程和所述评级过程中的至少ー个，并且第二处理器被配置成执行所述解码过程。
3.如权利要求I所述的读取器，其特征在于，还包括能够存储图像的存储器；以及 其中在所述分析过程之前所述至少一个所获取图像被存储在所述存储器中。
4.如权利要求I所述的读取器，其特征在于，还包括能够存储图像的存储器；以及 其中在所述分析过程之后且在所述解码过程之前，所述至少一个所获取图像被存储在所述存储器中。
5.如权利要求I所述的读取器，其特征在于，在获取所述多个图像之前，參数组被应用到所述图像获取系统。
6.如权利要求I所述的读取器，其特征在于，在获取所述多个图像中至少ー个之前，參数组被应用到所述图像获取系统。
7.如权利要求6所述的读取器，其特征在干，将所述至少ー个所获取图像的特征属性与用于所述至少ー个所获取图像的參数组相关联。
8.如权利要求7所述的读取器，其特征在于，基于用于所述至少一个所获取图像的至少ー个參数组与所述至少一个所获取图像的特征属性的关联，对所述至少一个參数组划分优先级。
9.如权利要求8所述的读取器，其特征在于，后续图像是使用已划分优先级的參数组来获取的。
10.一种用于读取标记的标记读取器，所述读取器包括 图像获取系统，所述图像获取系统被配置成获取至少第一图像和第二图像； 分析过程，分析至少所述第一图像和所述第二图像以确定所述第一图像和所述第二图像的特征属性； 评级过程，基于所述第一图像导致成功解码的似然性，使用所述第一图像的特征属性对所述第一图像划分优先级，并且所述评级过程基于所述第二图像导致成功解码的似然性，使用所述第二图像的特征属性对所述第二图像划分优先级，所述评级过程导致至少ー个优先级图像；以及 解码过程，尝试解码所述至少ー个优先级图像。
11.如权利要求10所述的读取器，其特征在于，还包括能够存储已划分优先级图像列表的存储器；以及 其中所述解码过程从所述已划分优先级图像列表选择所述至少ー个优先级图像。
12.如权利要求10所述的读取器，其特征在于，尝试所述解码过程的平均时间大于获取和分析所述第一图像和所述第二图像中至少ー个的平均时间。
13.一种用于解码标记的方法，所述方法包括 使用图像获取系统获取多个图像； 分析至少ー个所获取图像以确定所述至少一个所获取图像的特征属性； 基于对所述至少ー个所获取图像确定的特征属性向所述至少一个所获取图像分配优先级，所述特征属性提供对所述至少ー个所获取图像导致成功解码的似然性的指示；以及 尝试利用所分配的优先级解码所述多个图像中的至少ー个。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，尝试利用所分配的优先级解码所述多个图像中的至少ー个是与分析所述多个图像中的另ー个并行发生的。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括在获取所述多个图像之前向所述图像获取系统应用參数组；以及 将所述多个图像中至少ー个的特征属性与用于所述多个图像中所述至少一个的參数组相关联。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述參数组包括液态透镜的焦点设置。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，基于所述关联，基于所述关联将用于所述多个图像中至少ー个的參数组划分优先级到已划分优先级參数组列表中。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，至少一个后续图像是使用来自所述已划分优先级參数组列表的已划分优先级參数组而获取的。
19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括在尝试解码之前过滤所述多个图像中的至少ー个。
20.如权利要求13所述的方法，其特征在于，第一处理器被配置成执行所述分析和所述分配中的至少ー个，并且第二处理器被配置成执行所述尝试解码。
全文摘要
公开一种被配置成对图像划分优先级的标记读取器。提供通过基于成功解码似然性对待解码图像划分优先级来减少触发-解码响应时间的用于标记读取器的系统和方法。读取器尝试首先解码优先级图像以避免尝试解码与其它图像相比不太可能被成功解码的图像。基于特征属性对图像评级，并且随后对其划分优先级以便解码。将图像特征属性与参数组相关联，并且对参数组划分优先级用于后续图像获取。
文档编号G06K7/10GK102693404SQ201110462910
公开日2012年9月26日 申请日期2011年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者J·A·内格罗, J·F·基廷 申请人:考戈奈克斯股份有限公司
被配置成对图像划分优先级的标记读取器发明背景
本发明涉及标记和用于直接在对象上读取标记(例如符号、条形码、包括字母数字、汉字等的文本字符)的符号读取器的领域，尤其涉及被配置成对用于解码的图像划分优先级以减少成功解码时间的读取器。标记或符号读取(通常也称为条形码扫描)需要使包含在读取器中的图像获取传感器(例如CMOS相机、CCD等)或视觉系统(例如VS0C)瞄准包含标记的对象上的位置并获取标记的图像。标记是已知的，可采用多种形状和尺寸，并被设计成包含数据，诸如表示一组有序字符或形状的预定图案集。包括所附数据处理器(例如微型计算机)的读取器可以从数据导出关于所扫描对象的有用信息(例如其序列号、类型、模型、价格等)。參照
图1，已知标记读取器中的图像解码过程一般以下列方式工作。如过程框50所示，由诸如触发信号启动图像解码过程。此时，读取器可以或者可以不指向待解码的标记。如过程框52所示，读取器随后向图像获取系统应用ー个或多个參数组的可能选集中的第一个。參数组包括一个或多个參数设置的排列，包括例如曝光、増益、焦点选择、照射选择以及照射控制。在用于图像获取的參数被应用之后，在过程框54，读取器上或其中的照射源被开通以照射待解码的标记。照射(外部或周围照射和/或来自读取器的照射)从预期标记反射并返回读取器、并且到达(即曝光)读取器内的图像获取传感器上以获取标记的图像，如过程框56所示。通常，所感测的图像被传递到存储器(例如SDRAM)以便存储，如过程框58所示。如果如判断框60所示，读取器被配置成获取ー个或多个附加的图像，向获取系统应用新的參数组，并且该过程在过程框52处开始重复。在ー些已知变型中，读取器被配置成一次、不止一次或连续使用參数组来获取图像。一旦图像被存储到存储器，数据处理器从存储器选择图像并对所存储的图像数据执行预定算法以尝试解码图像数据，如过程框62和64所示。通常，以与获取图像并将其存储到存储器中相同的序列对图像进行操作，但是可以例如丢弃ー些图像。可任选地，读取器被配置成在解码之前对图像执行ー些图像过滤操作，如判断框66所示。这种图像过滤由处理器执行，如过程框68所示，或者在将图像存储到存储器中之前由硬件执行。过滤可被视为解码处理自身的一部分，但是当被视为独立的前处理步骤时，它可被设计成以使进一步解码处理更容易的方式对图像进行转换(例如对比度增强以增强标记特征、或者图像平滑以抑制背景纹理)。在过程框64的解码步骤之后，如果如判断框70所示，标记被发现并被成功地解码，读取器通常通过输出经解码的数据和/或驱动例如蜂鸣器和/或状态灯之类的某种形式的用户反馈来发送从标记解码的数据，并关断照射，如过程框72所示。该过程随后基于下ー触发事件的激活而重复。如果解码步骤没有得到经解码的图像，该过程通常返回过程框62以从存储器选择另ー图像以供解码。固定安置的读取器和手持式读取器的主要弱势是当存在各种标记时触发-解码的总时间变化较大。在ー个配置中，已知系统被配置成在图像获取过程期间循环通过ー个或多个图像捕捉參数组。在第二已知配置中，该系统通过对应于上次成功解码的參数组开始图像获取过程。当标记属性存在变化时，两种方法都不理想。例如，第一种配置可以对类似标记类型提供更为恒定的解码时间，但是取决于先前确定的參数组序列，一些标记具有比其它类型长得多的解码。第二种配置针对上次解码类型进行优化，但是待成像和解码的标记的任何变化都会弓I入不一致的更长解码时间。已经意识到，待读取标记的某些 方面可能使其难以在有限数量的图像内被检测或解码。具体而言，具有低对比度(例如印在棕色纸板箱上)的某些代码可能要求成像系统在获取过程期间对诸如増益或曝光之类的系统參数设置进行调节。在这种情况下，初始图像获取设置可能不充分，并且可能存在延迟直到调节出最終、更有效的參数设置。标记读取器的有价值合用性度量是触发-解码响应时间，或驱动触发器以启动图像解码过程与读取器返回成功解码响应之间的时间。
发明内容
本公开实施例提供用于通过基于从图像分析计算的特征属性对多个待解码图像划分优先级来减少触发-解码响应时间的改进系统和方法，从而克服了现有技术的缺点。特征属性提供成功解码似然性的指示。读取器可以首先尝试解码最高或较高优先级图像，并且避免解码与其它图像相比成功解码可能性较低的图像。通过对至少ー些图像划分优先级以标识可能被解码的至少ー个图像，对于包括标记变化、照明/照射变化以及诸如取向和表面特征的标记外观的变化的广泛应用，成功解码的平均时间減少。因此，一些实施例包括用于读取标记的标记读取器。读取器包括被配置成获取多个图像的图像获取系统。分析过程分析至少ー个所获取图像以确定该至少一个所获取图像的特征属性。评级过程随后基于每个所获取图像导致成功解码的似然性，使用至少ー个所获取图像的特征属性提供至少ー个所获取图像的优先级。一旦被划分优先级，解码过程尝试基于所获取图像中至少ー个的优先级，解码多个图像中的ー个或多个。其它实施例还包括标记读取器。标记读取器包括被配置成获取至少第一图像和第ニ图像的图像获取系统。分析过程分析至少第一图像和第二图像以确定第一图像和第二图像的特征属性。评级过程基于第一图像导致成功解码的似然性，使用第一图像的特征属性对第一图像划分优先级，并且该评级过程基于第二图像导致成功解码的似然性，使用第二图像的特征属性对第二图像划分优先级，从而该评级过程导致至少ー个优先级图像。解码过程随后尝试解码至少ー个优先级图像。与以上一致，一些实施例包括用于解码标记的方法。该方法包括多个步骤，包括使用图像获取系统获取多个图像；分析至少ー个所获取图像以确定至少ー个所获取图像的特征属性；基于对至少ー个所获取图像确定的特征属性，向至少ー个所获取图像分配优先级，特征属性提供至少ー个所获取图像导致成功解码的似然性的指示；以及尝试用所分配的优先级解码多个图像中的至少ー个。对于前述和相关的目标的成就，本发明则包括下文中完整描述的特征。以下描述和所附附图详细阐述了本发明的多方面。然而，这些方面只表示能运用本发明原理的多种方式中的一小部分。通过结合附图參考对本发明的以下详细描述，本发明的其它方面、优点和新颖特征将变得显而易见。附图简述图I是示出其中读取器循环通过已知图像解码过程的方法的流程图；图2是根据本发明实施例构建的固定安置读取器的立体图；图3是示出改进方法的流程图，由此根据本发明实施例构建的读取器循环通过对图像划分优先级的图像解码过程； 图4和5是可用于本发明实施例的已划分优先级的图像的表示；图6是示出可用于本发明实施例的附加可选方法的流程图；图7和8是可用于本发明实施例的已划分优先级的參数组的表示；以及图9是示出可用于本发明实施例的附加可选方法的流程图。
具体实施例方式參照附图，其中类似的附图标记通篇对应于类似的元素，具体參照图2，在示例性固定安置标记读取器系统200的上下文中描述本公开实施例。示例性读取器设置有相机元件202，它是安装在固定托架203上的常规相机。相机元件包括具有传感器205的图像获取系统204 (两者以虚线示出)，并且相机元件被控制成将图像数据引导到远程或板载嵌入式处理器206。该处理器包括软件应用208，通过软件应用208控制照射、获取图像并将图像数据解释成从标记(诸如所示的两维标记210)导出的有用信息。例如，有用信息包括字母数字串、ニ进制数据以及带有解释信息(诸如指示ニ进制数据是汉字字符数据的标志)的ニ进制数据。所解码的信息经由缆线212或无线链路被引导到PC或具有例如显示器216、键盘218和鼠标220的其它数据存储和/或处理设备214(例如计算机、可编程逻辑控制器)，其中在一些实施例中，存储所解码的信息并使用适当应用222对其进一歩操控。可以通过缆线212或不同缆线上的数字信令发送诸如解码成功或解码失败的其它信息。作为替代，缆线212可直接连接到相机元件202中的接ロ(例如USB端ロ)和计算机214中的合适接ロ，或者可用无线链路来取代缆线212。在这种情况下，基于计算机的应用222可根据需要执行多种图像解释/解码和照射控制功能。固定安置系统相对于嵌入式处理器、计算机或其它处理器的精确安排是高度可变的。例如，可提供其中不存在缆线116的无线互连。同样，在一些实施例中，所示微型计算机可用一个或多个处理设备来代替，包括板载处理器或例如个人数字助理或其它小規模计算设备之类的小型处理单元。软件应用208适于响应于来自读取器相机元件的输入。例如，当发生触发事件吋，诸如来自应用222的指令，照射源224开通并且内部图像传感器205 (在图像获取系统204内)获取对象230上感兴趣区域228的图像。在本文的一些实施例中，照射源与诸如闪光和触发机制之类的相机标准操作功能集成，或者经由例如软件应用对其进行控制。也可以提供独立的控制电路以调整照射源的特定功能。由图2可见，相机元件202正查看沿传送机234运动的零件或对象230。示例性感兴趣区域228包括用于标识对象230的两维标记210 (作为非限制性示例)。可以基于发送到处理器206的图像数据，由软件应用208执行标识和其它处理功能。可选的视觉指示器236由来自处理器206的信号点亮，以指示标记210的成功读取和解码。在一些实施例中，也可以激活听觉指示器(未示出)以指示关联事件。
在本文所述的ー些实施例中，图像传感器是可购得的芯片上视觉系统(VSOC)。VSOC是集成在芯片上的強大、完全可编程、自主视觉系统，并且能够以很高的帧率获取和处理图像以及基于来自这种图像处理的结果支持决策。然而，还可以特意构想其它传感器类型。例如在一些实施例中，图像传感器是可购得的CMOS或C⑶图像传感器。可以特意构想分辨率范围和其它传感器类型。根据本文所述实施例的ー个方面，示例性读取器系统200被配置成通过基于成功解码的似然性对待解码图像划分优先级来减少触发-解码时间，从而降低成功解码的时间。本文描述的系统和方法在尝试图像解码的平均时间大于获取、存储和分析图像以提取特征属性的平均时间的情况下尤其有益。參照图3，示出与系统200 —起操作的图像解码过程的示例性方法，其中系统和方 法被配置成減少触发-解码时间。在最初开通读取器系统200之后，诸如通过触发信号来启动图像解码过程，如过程框300所示。作为非限制性示例，触发信号是数字输入线上的状态变化或者通过诸如RS-232或以太网链路之类的通信链路发送到读取器的通信信号。此时，读取器可以或可以不指向待解码的标记。如过程框302所示，读取器随后向图像获取系统204应用ー个或多个參数组的选集中的第一个。參数组包括一个或多个參数的排列，作为非限制性示例，包括曝光、増益、焦点、照射选择、照射控制、以及过滤(包括不过滤)。在參数被应用后，在过程框304，读取器上或其中的照射源224被开通以照射待解码的标记。照射(外部或周围照射和/或来自读取器的照射)从预期标记反射并回到读取器、并到达(即曝光)读取器内图像获取系统204中的传感器205上，以获取标记图像，如过程框306所示。使用双处理器体系结构很适合该方法。例如，除了以上所述的处理器(即处理器206)之外，对图像获取系统204使用如上所述的VSOC可以提供改进的触发-解码性能。在一些实施方式中，处理器206是数字信号处理器(DSP)。VSOC体系结构允许例如在约9. 2ms内将全部1024X 752像素传递到DSP 206，其中已知解码方法在例如50_500ms之间。此外，VSOC体系结构允许某些图像处理与图像数据传递和DSP处理(例如图像解码)并行进行，从而特征属性分析时间影响最小。VSOC还能够将除了一个或多个前过滤图像之外或者作为其替代的一个或多个后过滤图像传递到存储器207。在一个实施例中，当VSOC用于图像获取系统时，VSOC 204允许对图像执行预定算法以分析图像来确定图像特征属性，如过程框308所示。由于VSOC的处理能力，在ー些实施例中，该分析在图像(和特征属性)被存储到存储器之前进行，如过程框310所示。图像的特征属性提供图像导致成功解码的似然性的指示。作为非限制性示例，特征属性包括对比度、锐度、边缘清晰度、尺寸、形状和取向。基于图像的特征属性对图像划分优先级，并且将已划分优先级的图像安排到已划分优先级图像列表152(參照图4)中，如过程框312所
/Jn ο还可以构想其它划分优先级方案，包括不对全部所获取图像划分优先级。在ー些实施例中，由于诸如超时、第一图像解码或优化之类的ー些其它事件，所获取图像未被划分优先级。在其它实施例中，与已划分优先级列表相比较，将图像划分优先级到ー个或多个组中。例如，在如图5所示的一个实施例中，将所获取图像划分优先级到优先级组250和非优先级组252中，并且可以在从非优先级组选择一个或多个图像之前，从优先级组选择ー个或多个图像。此外，来自非优先级组的图像可能一直不被选择。除最高优先级图像之外或来自优先级组的图像也可被选择，这取决于应用。在替换实施例中，当使用CMOS或CXD图像传感器205吋，处理器206或附加处理器240执行对所获取图像的分析以确定图像特征属性。用于处理器206的软件应用无需与对处理器24 0运行的应用相同。在本实施例中，一旦图像被获取，如过程框306所示，对图像进行分析以确定特征属性，如过程框308所示。所计算的特征属性随后用于对图像划分优先级，如过程框312所示。如果读取器被配置成获取ー个或多个附加图像，新的參数组被应用到获取系统，并且该过程在过程框302处重复以获取、分析、存储附加图像以及对附加图像划分优先级以用于已划分优先级图像列表152。在一些变型中，读取器可被配置成一次、不止一次或连续地使用參数组来获取图像。ー个或多个图像特征属性用于产生提供对相对成功解码似然性的指示的度量。图像被评级，使得较高优先级图像或最高优先级图像首先被选择用于解码。例如，具有最高相对成功解码似然性的图像是列表上的最高评级图像154，并且具有次高相对似然性的图像是列表上评级次高156，以此类推，如结合图像158和160所示，直到具有最低相对成功解码似然性的图像被确定为最低评级图像158。一旦第一所获取图像(以及可能的特征属性)被存储到存储器，第二处理器206选择该第一所获取图像、或者在不选第一图像的情况下从存储器中已划分优先级图像列表选择较高优先级图像或最高优先级图像，并且对所存储的图像数据执行预定算法以尝试解码图像数据，如过程框316和318所示。如上所述，本文所述方法的特征允许在VSOC正在获取、分析、储存图像以及对图像划分优先级以供第二处理器用于尝试解码时，第二处理器206尝试与VSOC 204并行地解码第一图像或较高优先级图像。例如，从已划分优先级图像列表152选择图像154用于解码，如过程框316所示。该第一图像154是从已划分优先级图像列表的顶部选取的，即该图像具有最高的相对成功解码似然性并且是列表152上最高评级图像。如果图像数据是可接受的，则针对标记的出现对该最高评级图像154进行解码或分析，如过程框318所示。接下来，如判断框320所示，如果解码步骤318并未得到经解码的图像，则该过程返回过程框316并且从已划分优先级图像列表选择另一较高优先级图像用于解码，诸如次高评级图像156，即该过程从列表选择第二图像156，该图像与最高评级图像154相比具有第二高的相对成功解码似然性。例如，该过程对已划分优先级图像列表152上的所有图像重复、或者重复解码图像所需的次数、或者不断重复直到用户释放触发、或者直到超时条件发生。如上所述，在一个实施例中，当处理器206正从存储器选择已划分优先级的图像并尝试解码吋，VSOC可以并行地获取、分析、存储附加图像并在已划分优先级图像列表154中对附加图像划分优先级以供第二处理器用于尝试解码。应该明白，“并行”可定义如果硬件支持则真正并行的过程，例如通过多个处理器或多核处理器，或者并行可定义与另ー过程交织的过程，例如在只有ー个处理器执行两个过程的情况下。当标记被找到并被成功解码时，读取器通常通过输出经解码的数据、和/或驱动诸如蜂鸣器和/或状态灯和/或数字信令之类的某种形式的用户反馈，发送/指示从标记解码的数据，如过程框322所示。此时，读取器200被配置成返回过程框300以等待下一触发事件。根据实施例的另一方面，不仅对特征属性划分优先级，如图3所示，而且还将特征属性与用于每个所获取图像的參数组相关联，如图6所示。与图3的系统和方法类似，在系统200最初开通之后，图像解码过程由触发信号启动，如过程框300所示。此时，读取器可以或可以不指向待解码的标记。读取器随后向图像获取系统204应用ー个或多个參数组的选集中的第一个，如过程框302 所示。在參数被应用之后，在过程框304，读取器上或其中的照射源224被开通以照射待解码的标记。照射(外部或周围照射和/或来自读取器的照射)从预期标记反射并回到读取器、并且到达(即曝光)作为图像获取系统204的VS0C，以获取标记图像，如过程框306所示。一旦如过程框306所示图像被获取，VSOC 204就允许对图像执行算法以分析图像来确定图像特征属性，如过程框308所示。如上所述，VSOC的处理能力允许将分析放在图像(和特征属性)被存储到存储器之前，如过程框310所示。图像的特征属性提供对图像导致成功解码的似然性的指示。在说明性实施例中，将ー些或全部图像的特征属性与用于图像的一部分或全部參数组相关联，如过程框330所示。基于该关联，还在參数组列表170中对參数组划分优先级(參照图7)，如过程框332所示。用于图像并基于所确定特征属性产生最高的相对成功解码似然性的參数组是列表上的最高评级參数组172，并且用于具有次高相对成功解码似然性的图像的參数组被评级为列表上的次高參数组174，以此类推，如參数组176和178所示，直到用于具有最低的相对成功解码似然性的图像的參数组被评级为最低參数组180。已划分优先级參数组列表170中的參数组用于确定用于后续图像获取的參数组。可以选择除最高參数组之外的參数组，这取决于应用。在其它实施例中，与已划分优先级參数组列表相比较,将參数组划分优先级到一个或多个组中。例如，在如图8所示的一个实施例中,将參数组划分优先级到优先级參数群260和非优先级參数群262中，并且可以在从非优先级參数群选择ー个或多个參数组之前，从优先级參数群选择ー个或多个參数组。此外，来自非优先级參数群的參数组可能一直不被选择。除最高优先级參数组之外或来自优先级參数群的參数组也可被选择，这取决于应用。如果读取器被配置成获取ー个或多个附加图像，则新的參数组被应用到获取系统，并且该过程在过程框302重复以获取、分析和存储附加图像。在一个实施例中，该过程移动到过程框302以使用来自已划分优先级參数组列表170的參数组获取下ー图像。參数组是从已划分优先级參数组列表获得的，例如产生最高相对成功解码似然性的參数设置(即最高评级參数设置172)被置于列表顶部并用于获取下一图像或多个图像。应该明白，在一些实施例中，通过使用来自參数组列表的參数组在逐巾贞的基础上改变參数组，或者例如将參数组用于在图像序列中获取的每个图像。在一些变型中，读取器被配置成一次、不止一次或连续使用地參数组来获取图像。一旦第一可用图像(以及可能的特征属性)被存储到存储器，则第二处理器206选择第一可用图像、或者在不选第一可用图像的情况下例如从存储器选择另一可用图像，并且对所存储的图像数据执行预定算法以尝试解码图像数据，如过程框316和318所示。如上所述，本文所述方法的特征允许在VSOC正在获取、分析、并储存图像以供第二处理器用于尝试解码时，第二处理器206尝试与VSOC 204并行地解码第一图像或者在不是第一图像的情况下解码下ー或另一可用图像。接下来，如判断框320所示，如果解码步骤并未得到经解码的图像，该过程返回过程框316并且从存储器207选择下一可用或另一可用图像用于解码。例如，该过程可以对存储器中的全部图像重复、或者重复解码图像所需的次数、或者不断重复直到用户释放触发、或者直到超时条件发生。当标记被找到并被成功解码时，读取器通常通过输出经解码的数据、和/或驱动诸如蜂鸣器和/或状态灯之类的某种形式的用户反馈，发送/指示从标记解码的数据，如过程框322所示。此时，读取器200被配置成返回过程框300以等待下ー触发事件。根据实施例的另一方面，将图3所述系统和方法的特征与图6所述系统和方法的 特征部分或全部地组合。以此方式，不仅基于可以导致成功解码似然性的特征属性对图像划分优先级，而且进ー步将在ー个或多个图像中标识的特征属性与用于图像的參数组相关联以对參数组划分优先级用于未来图像获取，如图9所示。与图3和图6的系统和方法类似，在系统200最初开通之后，图像解码过程由触发信号启动，如过程框300所示。此时，读取器可以或可以不指向待解码的标记。读取器随后向图像获取系统204应用ー个或多个參数组的选集中的第一个，如过程框302所示。在參数被应用之后，在过程框304，读取器上或其中的照射源224被开通以照射待解码的标记。照射(外部或周围照射和/或来自读取器的照射)从预期标记反射并回到读取器、并且到达(即曝光)作为图像获取系统204的VS0C,以获取标记图像，如过程框306所示。一旦如过程框306所示图像被获取，VSOC 204对图像数据执行预定算法以分析该图像来确定图像特征属性，如过程框308所示。如上所述，VSOC的处理能力允许将该分析放在图像(和特征属性)被存储到存储器之前，如过程框310所示。图像的特征属性提供对图像导致成功解码的似然性的指示。作为非限制性示例，特征属性包括对比度、锐度、边缘清晰度、尺寸、形状和取向。如过程框312所示，随后基于图像的特征属性对图像划分优先级，并且将已划分优先级的图像安排到已划分优先级图像列表152(參照图4)中。在替换实施例中，当使用CMOS或CXD图像传感器205吋，除处理器206之外的处理器被纳入以执行对所获取图像的分析以确定图像特征属性。在本实施例中，一旦图像被获取，如过程框306所示，在分析图像以确定特征属性之前首先将图像存储在存储器中。一旦被存储，附加处理器分析图像以确定特征属性，然后将与图像相关的所计算的特征属性存储到存储器。将图像特征属性组合到提供对相对成功解码似然性的指示的度量中。还可以构想，只有一个特征属性影响该度量。图像被评级，使得较高优先级图像或最高优先级图像首先被选择用于解码。例如，具有最高相对成功解码似然性的图像是列表上的最高评级图像154，并且具有次高相对似然性的图像是列表上评级次高156，以此类推，如结合图像158和160所示，直到具有最低相对成功解码似然性的图像被确定为最低评级图像158。随后将每个单独图像的特征属性与用于该图像的參数组相关联，如过程框330所示。基于该关联，还在參数组列表170中对參数组划分优先级(參照图7)，如过程框332所示。用于图像并基于所确定特征属性产生最高相对成功解码似然性的參数组是列表上的最高评级參数组172，并且用于具有次高相对成功解码似然性的图像的參数组被评级为列表上的次高參数组174，以此类推，如结合參数组176和178所示，直到用于具有最低相对成功解码似然性的图像的參数组被评级为最低參数组180。已划分优先级參数组列表170中的參数组用于确定用于后续图像获取的參数组。如果读取器被配置成获取ー个或多个附加图像，新的參数组被应用到获取系统，并且该过程在过程框302重复以获取、分析和存储附加图像。在一个实施例中，该过程移动到过程框302以使用来自已划分优先级參数组列表170的參数组获取下ー图像。已划分优先级參数组是从已划分优先级參数组列表获得的，例如使用较高优先级參数组或者最高优先级參数组。应该明白，在一些实施例中，通过使用来自參数组列表的參数组在逐巾贞的基础上改变參数组，或者例如參数组用于在图像序列中获取的每个图像。在一些变型中，读取器被配置成一次、不止一次或连续地使用參数组来获取图像。 —旦第一图像(以及可能的特征属性)被存储到存储器，则第二处理器206选择该第一所获取图像、或者在不选第一图像的情况下从存储器中已划分优先级图像列表选择较高优先级图像或最高优先级图像，并且对所存储图像数据执行预定算法以尝试解码图像数据，如过程框316和318所示。如上所述，本文所述方法的特征允许在VSOC正在获取、分析、储存图像以及对图像划分优先级以供第二处理器用于尝试解码时，第二处理器206尝试与VSOC 204并行地解码第一图像或者在不是第一图像的情况下解码较高优先级图像或最高优先级图像。例如，从已划分优先级图像列表152选择图像154用于解码，如过程框316所示。该第一图像154是从已划分优先级图像列表的顶部获得的，即该图像具有最高的相对成功解码似然性并且是列表152上的最高评级图像。如果图像数据是可接受的，则针对标记的出现对该最高评级图像154解码或分析，如过程框318所示。接下来，如判断框320所示，如果解码步骤318并未得到经解码的图像，该过程返回过程框316并且从已划分优先级图像列表选择另一较高优先级图像用于解码，诸如次高评级图像156，即该过程从列表选择第二图像156，该图像与最高评级图像154相比具有第ニ高的相对成功解码似然性。例如，该过程对已划分优先级图像列表152上的所有图像重复、或者重复解码图像所需的次数、或者不断重复直到用户释放触发、或者直到超时条件发生。如上所述，当处理器206正从存储器选择已划分优先级的图像并尝试解码时，VSOC可以并行地获取、分析、存储附加图像并在已划分优先级图像列表154中对附加图像划分优先级以供第二处理器用于尝试解码。当标记被找到并被成功解码时，读取器通常通过输出经解码的数据、和/或驱动诸如蜂鸣器和/或状态灯之类的某种形式的用户反馈，发送/指示从标记解码的数据，如过程框322所示。此时，读取器200被配置成返回过程框300以等待下ー触发事件。在本文所述的多种实施例中，在过程框302应用的參数组设置之一是诸如光路中的透镜或反射镜之类的可调组件的焦点设置。在一个或多个实施例中，使用可变透镜元件，被称为液态透镜。液态透镜是可以基于对由可改变透镜形状的柔性聚合物限制的液体或凝胶施加的电压而改变焦点位置的光学器件。透镜响应时间一般为20-50ms。当与标准透镜组合时，液态透镜可在器件接触至无限远的范围上聚焦。也可构想其它焦点配置。例如，可以并入一个或多个透镜，其中一个或多个透镜的移动可通过使用小型电动机和/或音圈和/或压电系统来完成。在一些实施例中，例如通过改变透明材料的折射率，也可使用其它可变透镜元件。在本文所述的多个实施例中，应当理解，可由图像传感器132读取和捕捉的数据类型不限于条形码或其它这类符号。在本文所述的多种实施例中，除非另外指出，可由图像获取系统204捕捉任何类型的符号、字符、或图片(例如驱动器许可照片)或其它数据。此夕卜，在一些实施例中，图像获取系统204包括能够向诸如处理器206之类的辅助处理器提供原始或经过滤的数据以及图像特征数据的智能传感器，诸如芯片上视觉系统(VSOC)。在这种数据可被解码的情况下，读取器200的处理器206对其进行解码，或者该数据被传递以供检查系统、光学字符识别系统、主机系统处理或者被本地或远程存储以备随后读取。在其它多种实施例中，例如图6中过程框334所示，读取器200被配置成在解码之前对图像执行图像过滤操作。该图像过滤由处理器206执行，或者在将图像存储到存储器之前由硬件(例如VSOC 204)执行。图像被视为前过滤(包括未过滤)或者后过滤。从ー 个或多个图像计算的特征属性可被用于对前过滤图像、后过滤图像或两者的合集划分优先级。在一个实施例中，基于来自一个或多个前过滤图像的特征属性，对后过滤图像划分优先级用于解码，从而无需创建后过滤图像。该配置避免在过滤图像上花费的处理时间。应该明白，在一些实施例中，过滤可被视为解码处理自身的一部分，但是当被视为独立的前处理步骤时，过滤可被设计成以使进一步解码处理更容易的方式对图像进行转换(例如对比度增强以增强标记特征、或者图像平滑以抑制背景纹理)。过滤的选择通常是预先确定的，但是在一些实施例中，它是所选參数组的一部分。如上所述，在一些实施例中，VSOC能够执行ー些图像处理操作并且可以除前过滤图像之外或者作为其替代向存储器传递ー个或多个后过滤图像。应该注意，本文所述的多个实施例，包括基于特征属性评级图像、对图像划分优先级、将特征属性与參数组相关联、对參数组划分优先级、图像过滤等，可以彼此独立或采用多种组合使用，并且可以是用户可选或不可选的特征。此外，在一些实施例中，对图像和/或參数组划分优先级是基于最近解码尝试而进行的，或者划分优先级是基于对并非仅仅最后解码的组合确定而进行的，使得例如将ー个以上的解码尝试结果用于划分优先级。还可以构想，通过ー个參数组解码图像并且还使用已划分优先级參数组来获取附加图像并解码。当由相机观测的场景并没有显著变化时，这可能导致相同标记的不止一次解码尝试。前面已描述了本发明的ー个或多个特定实施例。应该明白，在任何这种实际实现的研发中，如同在任何工程或设计项目中，必须作出多个实现特定的判断以达到研发者的具体目的，例如遵循与系统相关和商业相关的约束，这些约束随实现不同而变化。此外应该明白，这些研发努力可能是复杂和费时的，但仍然是本领域技术人员利用本公开承担设计、制造和生产的例程。最后，明确地期望本文描述的任何过程或步骤可被组合、省去或重新排序。在其它实施例中，指令可留驻在计算机可读介质上，其中这些指令由处理器执行以实现本文描述的一个或多个过程或步骤。如此，明显期望本文描述的任何过程或步骤可实现为硬件、包括在计算机上执行的程序指令的软件以及软件和硬件的结合。因此，本说明书只是以示例方式给出，并且不对本发明的范围构成限制。因此，本发明旨在涵盖如所附权利要求书所定义的落入本发明的精神和范围内的所有修改、 等同和替代。
权利要求
1.一种标记读取器，包括 图像获取系统，所述图像获取系统被配置成获取多个图像； 分析过程，分析至少ー个所获取图像以确定所述至少一个所获取图像的特征属性； 评级过程，基于所述至少ー个所获取图像导致成功解码的似然性，使用所述至少ー个所获取图像的特征属性对所述至少ー个所获取图像提供优先级；以及 解码过程，尝试基于所获取图像中至少ー个的优先级，解码所述多个图像中的ー个或多个。
2.如权利要求I所述的读取器，其特征在于，第一处理器被配置成执行所述分析过程和所述评级过程中的至少ー个，并且第二处理器被配置成执行所述解码过程。
3.如权利要求I所述的读取器，其特征在于，还包括能够存储图像的存储器；以及 其中在所述分析过程之前所述至少一个所获取图像被存储在所述存储器中。
4.如权利要求I所述的读取器，其特征在于，还包括能够存储图像的存储器；以及 其中在所述分析过程之后且在所述解码过程之前，所述至少一个所获取图像被存储在所述存储器中。
5.如权利要求I所述的读取器，其特征在于，在获取所述多个图像之前，參数组被应用到所述图像获取系统。
6.如权利要求I所述的读取器，其特征在于，在获取所述多个图像中至少ー个之前，參数组被应用到所述图像获取系统。
7.如权利要求6所述的读取器，其特征在干，将所述至少ー个所获取图像的特征属性与用于所述至少ー个所获取图像的參数组相关联。
8.如权利要求7所述的读取器，其特征在于，基于用于所述至少一个所获取图像的至少ー个參数组与所述至少一个所获取图像的特征属性的关联，对所述至少一个參数组划分优先级。
9.如权利要求8所述的读取器，其特征在于，后续图像是使用已划分优先级的參数组来获取的。
10.一种用于读取标记的标记读取器，所述读取器包括 图像获取系统，所述图像获取系统被配置成获取至少第一图像和第二图像； 分析过程，分析至少所述第一图像和所述第二图像以确定所述第一图像和所述第二图像的特征属性； 评级过程，基于所述第一图像导致成功解码的似然性，使用所述第一图像的特征属性对所述第一图像划分优先级，并且所述评级过程基于所述第二图像导致成功解码的似然性，使用所述第二图像的特征属性对所述第二图像划分优先级，所述评级过程导致至少ー个优先级图像；以及 解码过程，尝试解码所述至少ー个优先级图像。
11.如权利要求10所述的读取器，其特征在于，还包括能够存储已划分优先级图像列表的存储器；以及 其中所述解码过程从所述已划分优先级图像列表选择所述至少ー个优先级图像。
12.如权利要求10所述的读取器，其特征在于，尝试所述解码过程的平均时间大于获取和分析所述第一图像和所述第二图像中至少ー个的平均时间。
13.一种用于解码标记的方法，所述方法包括 使用图像获取系统获取多个图像； 分析至少ー个所获取图像以确定所述至少一个所获取图像的特征属性； 基于对所述至少ー个所获取图像确定的特征属性向所述至少一个所获取图像分配优先级，所述特征属性提供对所述至少ー个所获取图像导致成功解码的似然性的指示；以及 尝试利用所分配的优先级解码所述多个图像中的至少ー个。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，尝试利用所分配的优先级解码所述多个图像中的至少ー个是与分析所述多个图像中的另ー个并行发生的。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括在获取所述多个图像之前向所述图像获取系统应用參数组；以及 将所述多个图像中至少ー个的特征属性与用于所述多个图像中所述至少一个的參数组相关联。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述參数组包括液态透镜的焦点设置。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，基于所述关联，基于所述关联将用于所述多个图像中至少ー个的參数组划分优先级到已划分优先级參数组列表中。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，至少一个后续图像是使用来自所述已划分优先级參数组列表的已划分优先级參数组而获取的。
19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括在尝试解码之前过滤所述多个图像中的至少ー个。
20.如权利要求13所述的方法，其特征在于，第一处理器被配置成执行所述分析和所述分配中的至少ー个，并且第二处理器被配置成执行所述尝试解码。
全文摘要
公开一种被配置成对图像划分优先级的标记读取器。提供通过基于成功解码似然性对待解码图像划分优先级来减少触发-解码响应时间的用于标记读取器的系统和方法。读取器尝试首先解码优先级图像以避免尝试解码与其它图像相比不太可能被成功解码的图像。基于特征属性对图像评级，并且随后对其划分优先级以便解码。将图像特征属性与参数组相关联，并且对参数组划分优先级用于后续图像获取。
文档编号G06K7/10GK102693404SQ201110462910
公开日2012年9月26日 申请日期2011年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者J·A·内格罗, J·F·基廷 申请人:考戈奈克斯股份有限公司
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