[发明专利]模拟波形译码器

说明书

本发明涉及读取并译解条形码符号或其他形式的符号的激光扫描装置。详细地说，本发明为有关于直接作用于表示条形码符号的模拟波形并译解符号的模拟波形译码器。进一步地说，本发明是关于可将高密度的条形码符号高可靠性高效率地译码的模拟波形译码器。

在很多行业中，特别是食品杂货贩卖业或食品处理业，都把所使用的商品加以独自的条形码符号来表示。条形码，是用二色交互排列的条纹的宽度将商品识别序号等信息符号化。在已经开发出来的各种各样的条形码体系中，现在被最广泛地使用的符号是UPC(Universal Product Code)和Code39。

近来的条形码技术主要集中在激光扫描器，硬件数字化转换器以及译码软件等方面。条形码是由扫描激光器发出的光从条形码的图像区域反射时，亦即条形码用光源(激光)的点扩散函数(point spread function)卷积时，分析产生的波形被读取的。通常，硬件数字化转换器，作为输入，接受所读取的模拟波形，并把这个波形以二进制信号形式表现出来。即作为输出，产生记录着条形码的交互条纹宽度的数字序列。此后，再做译解宽度序列的尝试。这个方法简单，当激光束的点扩散函数比条形码的宽度小时，可以获得较好的结果。但是，这个方式，特别是旋转畸变(Convolution destortion)现象对理想情况下必须是一系列长方形脉冲的条形码符号的模拟表现有影响，所以，对高密度的条形码符号，不能获得较好的结果。此外，还存在着随模拟波形而影响条形码的译码能力的其他类型的噪声或畸变。这些噪声或畸变，都是由低的纹理噪声(grain noise)，印刷噪声，点矩阵印刷，条形码符号的低反差印刷等产生的。所有的这些噪声或畸变对以各种方法获得的模拟波形产生影响，并且都妨碍简单地脉冲宽度的复原。例如，旋转畸变引发本质的平均化，使之偏离理想的信号，所以，当用模拟波形来表现时，脉冲有时看起来比实际宽而且圆。这个现象，既便噪声不存在，也有可能成为重大的译码错误的诱因。

畸变的另一个主要原因是墨水的洇渗。如果置于纸上的墨水流越意想的界限就将产生墨水的洇渗。根据条形码的印刷方法，墨水的洇渗有时将使条带或空白的符号发生实质性的变化，所以存在发生译码错误的可能性。条形码的一系列的条带虽然用人眼也可能识别，但是，典型的译码器必须能区别0.01英寸程度的宽度差。应该注意，这种类型的畸变(墨水的洇渗)在条带和空白之间的边缘(附近)处最为显著。

另外，如上所述，噪声也引起译码的问题。点阵符号有时会给表示条形码符号的模拟波形附加上小的峰或谷，这些峰与谷的大小与打印机的点阵尺寸有关。其他形式的噪声、如由人工环境光产生的低频噪声或太阳光及(或)扫描器的电子装置产生的散粒噪声都使之产生附加噪声，从而存在影响对边缘的感知的可能性。由于这些附加噪声有损于模拟波形的振幅，所以，为确定波形的哪一个峰是有意义的，作为二进制脉冲哪一个是有效的，要规定阈值。但是，高密度的波形在低密度条形码中类似于噪声，所以，为了保有用硬件数字化转换器除去或合并的波形的峰/谷，根据这个阈值，限制现在的条形码读取装置的工作范围及空间解像度。

由于上述的限制或现在的条形码译码技术的缺点所限，人们迫切期待一种具有更广的工作范围和更高的解像度的模拟波形译码器。详细地讲，可以处理大的旋转畸变或点矩阵符号畸变的模拟波形译码器将是非常有用的。

因而，本发明的目的就是，提供不一定必需硬件数字化转换器的、直接作用于模拟波形的模拟波形译码器。这样的模拟波形的译码可以通过将波形直接译码成为得到与理想的输入相近的形状而在除去波形的畸变之后以通常的手法译码来进行。进而提供可将现在使用的高密度条形码符号有效而且高效地译码，而且可以使之适用于将来的高密度符号体系译码的模拟波形译码器。

本发明为解决上述的课题，将提供译解具有表示激光光源和未知密度的条形码符号的卷积的振幅的模拟波形的模拟波形译码器。本发明将进而提供可译解3mi1(千分之一英寸)Code 39符号体系或其他高密度符号体系等高密度条形码符号的高密度波形译码器。

本发明的模拟波形译码器是使用单一算法并直接作用于模拟波形的波形辨识装置。被用于算法的软件，从波形的构造出发直接对信号/噪声做出判定。代之也可以把识别装置的输出变成除去了畸变的波形(即，尽可能地接近于原条形码的波形)之后，通过使用通常的译码器并推定条带与空白的宽度来译码。