[发明专利]编码和解码数据条上印刷数据时实现同步的方法和装置

说明书

本发明涉及编码和解码印刷衬底上的数据、尤其是具有平面存贮信息的数据条上的数据时实现同步的方法，数据可借助于一个具有线或面传感器的读出设备读出，此方法中在数据编码时合适的二维同步信息被合成到数据码中，并且在解码时同步信息被用于调整一个二维的适配同步滤波器。本发明还涉及用于实现上述方法的装置，其中可光学采集的信息在典型方式下用一个CCD-行传感器或一个CCD-图象传感器读出。

为了存贮物件上相对小的信息量，长期以来人们熟悉并流行一维结构的条形码。为了编码信息，线条和它的间距以不同的宽度印在物件上。读出设备可以接收条形模型并解码出信息。虽然条形模型覆盖一个面积，然而信息只在一维上配置。当读出设备歪斜地在条形码上扫过时线条宽度发生变化，然而，两根线条宽度的比值保持不变，从而扫描和条形模型之间的同步是简单的和人们熟悉的。然而由于相对粗糙和一维的数据结构，这种编码的数据密度仅为每平方厘米几个比特。

不常用的二维条形码包含多一些信息量。通常对于使用条形码的数据条根据应用范围采用不同的码，例如EAN。US 321 1470描述了通过加入冗余来提高数据可靠性的方法。

为了取得高数据密度，数据条由多根数据线构成并增添了用于同步的结构。WO 86/05906描述了一种这样的数据条，它具有专用的同步区，它用于将光学读出设备对准在数据线上并控制所谓的扫描-速率，当读出设备在数据条上经过时它以此速率逐行接收。在行内线性内插，则同步没有发生在此行内。在DE 4107020A1中这种同步区由计算来求值。

在EP 0670555 A1中同步区以数据条部分区域的边缘的形状出现。Cobblestone软件公司在www.paperdisk.com中说明了一种采用作为条形码的二维扩展的同步标志的方法。这样可达到在8英寸×11英寸的平板上以所谓数据流形式安置直至4兆字节这样的数据密度。

现有数据条由一定数量的数据线，即由在行和列中设置的信息点组成，其缺点是可达到的数据密度低。

其原因在于，为编码和解码存贮数据所用的方法和装置假设：数据线以及从而信息点的配置相对于传感器的分辨率是足够直线的，一个直角形设计的数据线构成的数据结构在干扰影响下至少在四角保持直的数据线，并且通过旋转操作和/或线性矫正，数据结构可重又变换回原来形状。

然而上述假设仅对相对小的信息量才良好地满足，因为这是非常困难和昂贵的：从技术上产生相对于数据点的尺寸来说长的直线，即由数据点构成的线，以及避免数据线由于诸如纸张这样的数据载体潮湿这样的干扰影响，以及在读出设备的传感器上直线地成象。

因此EP 0670555 A1建议划分数据域为许多具有各自同步边框的分区。为得到原来设计的数据结构而进行的每个由传感器采集到的分区至目标座标的变换在那里由外部通过同步边框来控制，从而变换与分区的内容无关。然而不发生在分区内部所要的内部同步。

因此现有技术仅具有小的可存贮的及可无误差阅读的以及可解码的信息密度。由此对于一定数据量所需的面积相对实际应用来说是太大了。

现有编码提高数据密度的可能方法是缩小印刷点。然而这同时带来典型的成象误差，如失真，象散，慧形象差和阴影图，如它们由平行板的反射所形成。印刷过程和成象光学系统使得同步结构对于读出设备不清晰或失真，即使用昂贵技术编码的同步也会丢失，并且解码出错并从而失效。

为了记录高数据量，技术上通常应用两个基本方法；即数据记录在带状数据载体的并行轨迹中，以及数据记录在转动的数据载体上的并行或螺旋形的轨迹上。

在上述两个方法中数据线中的一个直线排列被选择，其中在低数据密度时轨迹引导精度依赖于带和写-/读头的机械引导精度，而在高数据密度时读头跟随相应所选的数据线。由读头输出的所收集到的数据载体信息构成的信号按现有方法经历一个时间的，即一维的同步。

此同步方法是仅对时间上的一维同步设计的，当然它也涉及到几何上二维的对象。因而例如一个电视图象的同步局限于一个纯时间同步，它具有用于行和图象的时间同步脉冲。

应用现有的同步方法不可能利用由大量线或面排列的传感器单元构成的传感器，如CCD-行传感器或CCD-面传感器。因为用这些传感器时为了以数据载体传递信息到传感器上，相对多的数据被扫描，传感器必须跟踪同时成象在它上面的数据点的几何轨迹，为此需要点状而非直线的轨迹扫描。如果传感器单元不明显小于同步网栅，在此情况下丢失同步。

小的传感器单元的缺点是低的光灵敏度，传感器价格高，以及读出时的高数据量。