CN1026632C - 信息代码片及其代码的识别方法 - Google Patents

Abstract

对上述代码进行识别的方法如下。将来自光源的光直射在信息代码片1上；通过与上述四个图块2⁰-2³相应的光感受器5⁰-5³接收反射光或透射光；借助于对光感受器5⁰-15³的排列，使得每个朝向添加有标记的信息代码的光感受器输出信号1，而每个朝向没有添加标记的信息代码的光感受器输出信号0；从而直接以二进制数形式的数字信号输出该信息代码表示的数；以此方法识别该信息代码。

Description

本发明涉及信息代码片及其代码的识别方法。该信息代码片能够直接对处理光学读出信息的设备提供二进制信息。

条型码系统，即一种通过光学设备自动辨认各种类型信息的技术，现已得到了非常广泛的应用。条型码不仅应用于各种生产方面，诸如存贮及过程控制、装配、航运等，而且还应用于零售商店的POS（销售点）系统。

所谓条型码系统，正如通常所知，是将一束光直接照射到印刷在一张信息片上的条型码符号上，然后由光传感器读出反射光，所产生的逻辑信号通过A/D转换器转换为数字信号后，送到译码器，再由微处理机进行图象处理。

条型码是一些黑白条的组合，通过其各自所占空间的宽度来表示数字、字符及其它符号。这些条型码符被一台装有光传感器的扫描器扫描，以二进制信号的形式读出信息。该扫描器可以是光束固定的，此时要阅读的物体在扫描器前面移动，也可以是被阅读体固定而光束移动的形式。

但是，采用这种传统的条型码系统，印刷在信息代码片上的黑白条宽度必须具有非常高的精确度。这意味着印刷这种条型码符号是一件极麻烦的工作，不但费时，而且费钱。

此外，阅读这些条型码符号时，含在反射光中的信息是由光传感器以模拟信号的形式读出的，该模拟信号必须要转换为数字信号，这就造成了设备的复杂化。

再者，在今天这个先进的“信息社会”里，利用诸如计算机之类的电子设备进行数值存贮、计算及发送的技术已发展到采用二进制符号足以能使计算机制作得更加简单、更加小型化及更加经济的程度了;另外，也能加快运算速度并提高可靠性和减少错误。因此，二进制符号是现今在计算机中用到的主要数制形式。

然而，在日常生活中，人们习惯用十进制符号，最好通常向计算机发给信息或从计算机中寻取信息也是用十进制符号。人们通常认为将十进制符号转换成二进制符号是某些专家的工作范周。

本发明的目的是将十进制或n进制符号显示数字的几个显示点（相应于二进制数的位置区）中的一个或多个点仅通过附加标志即自动转换为二进制数，而无需依赖传统的计算方法，从而解决了上述利用信息代码片所遇到的问题。本发明还提出有可能对直观显示出现的信息代码进行识别的方法;因而，任何人都可以直接操作计算机。

为解决上述问题，本发明所采用的信息代码片至少由四部分图块组成。这些图块可能是矩形、圆形或三角形等形状。以十进制或n进制表示的数（相应于二进制数的位置区）从最低二进制位开始，按予定顺序显示在每个图块上，并通过对其中的一个或多个图块作出附加标记，即可显示所需要的数字、字符或符号。

当对显示在这些图块中的一个或多个数字添加标记时，如果这些数字是以十进制形式表示的，就可以通过人眼直接添加;于是，相应所加起来的数，当转换成二进制时，就可以用数字“1”或“0”形式的二进制数来表示了。把添加标记的图块当作1，没有添加标记的图块当作0;并且，当这些十进制数字按相应的二进制数位顺序排列时，则这些十进制数字与转换后的二进制数字是一致的。因此，只要 看与各二进制数位相应的图块是否添加了标记，就可以很容易地确定这些由十进制数转换过来的二进制数。

通过按如上方式形成的信息代码构成“基本码”。将若干这些代码进行组合，就可以表示数字、字符或符号的组合。

通过上述基本码的1/2单元块或1/4单元块的组合，还可以进一步扩展本发明的应用范围。例如，可以把它们作成对应于由五位或七位表示的字符、符号等。

作为解决该问题的更进一步的手段来说，现将本发明识别信息代码的方法说明如下。把来自光源的一束光照射在含有上述信息代码的信息代码片上;由按照上述图块放置的光感受器接收反射光或透射光;再通过适当的方式，对某一图块或几个图块标记上黑色等与光传感器中的信号相对应的颜色，取作了标记的部位为1，没作标记的部位为0，来把该卡片上的信息代码直接转换成数字信号;以此方法识别该信息代码。

实施例的光源可以采用LD灯或激光束，光感受器可以是MOS型传感器或CCD型传感器。

把按予定顺序排列的这些光感受器，朝向二进制位区的数字。如果把数字信号的发射作如下安排，使得当光感受器接收到光时，取作0，而接收不到光时，取作1;那么也就直接将所进行读出的代码中的数字、字母、符号等表示出来了。因此，无需像传统的条型码系统那样，再需要A/D转换器了。因而，使得信息代码的识别变得极其简单。

作为解决上述问题的再一个手段，本发明的构成是把来自光源的光束直射在信息代码片上，通过光学系统把反射光或透射光进行聚光，再由图象传感器接收这种光;这种图象传感器是由若干分布在二维阵 列上的光感受器组成的;从这种传感器发出来的信号，再按时间序列传送，并存贮到缓冲存贮器中去;然后再把所存贮的这些信息作为图象信号输出;即通过这种装置，将该信息代码进行识别。

对于图象传感器而言，规定要把许多同样的MOS型传感器或CCD型传感器组成的二维阵列用作光感受器。

采用这种信息代码的识别方法是把信息代码片上的整个编码信息理解为一种图象。把每个图块中作了标记的部分，即没有反射光的那些部分，按照与图象传感器相对应的存贮器区域，处理作为1，而接收到光的那些部分，则处理作为0。因此，按照这种方法，是把各个信号理解为图象的形式。

图1说明本发明的信息代码片以及根据本发明的信息代码识别方法的原理。

图2说明印刷在信息代码片上的十进制、十六进制和二进制信息代码的关系。

图3是信息代码阅读机3的简略框图。

图4（a）指示十进制2ⁿ的空间位置区。

图4（b）指示二进制数位（n′）。

图5（a）、（b）、（c）是对十进制添加标记区进行标定的一些例子。

图6是相应于十进制和十六进制符号的位置显示图。

图7是信息代码的基本单元。

图8是把主要字符系统转换成数位时单元块的一些应用组合。

图9（a）和（b）是把主要字符系统转换成数位的一些组合实例。

图9（c）、（d）和（e）是二进制数转换及字符代码中的一些应用实例。

图10是以8位形式显示其英语字符。

图11指示具有最佳光学读出添加功能的基本单元块。

图12（a）是有添加功能的基本单元块的集合。

图12（b）是有添加功能的基本单元块的放大形式。

图13（a）表示当添加功能代表X轴和C点（位置A处的线）时的情况。

图13（b）表示的是与二维坐标原点相重合的1/4单元块的中心。

图13（c）表示将二维坐标原点旋转角度θ°的修正情况。

图14是将手写符号写成基本代码时基本单元块的一些实例。

图15是用于对信息代码进行图象处理的一个信息代码阅读器简图。

图16是本发明电路的简略方框图。

以下参照附图详细说明本发明的实施方案。

在图1中，将几组信息代码2₁，2₂……按予定间距印刷在本发明的信息代码片1上，并将该信息代码片分成独立的几个单元块。通过分成四个图块2⁰-2³的方块表示每个信息代码2₁，2₂…。在这些图块2⁰-2³中的每个图块上，均已显示有十进制数1，2，4，8。

如图2所示之，上述信息代码2₁，2₂…所要求的数字是按予定间隔排列的。它们可以借助于将这些图块中的任何一块或几块标上黑颜色来表示各个数字。

3是信息代码阅读机。其内装有与信息代码片1上的信息代码2₁，2₂…一一相对应的感光板4₁，4₂…。每块感光板4₁，4₂…装有对应于每个信息代码2₁，2₂…的四个图块2⁰-2³的光感受器5⁰-5³。6是光源，7是用来对从光感受器5⁰-5³中得到的信号进行转换的译码器。

图3是上述信息代码阅读机3的简略方框图。通过译码器7的端接点1、2，4及8输入来自感光板4₁，4₂…上的光感受器5⁰-5³的数字信号。在此，按二进制位区的次序提取该输入信号，并通过CPU8，将该译码器的输出信号转换成为这些信号所表示的数字、字符、符号等，然后再显示在CRT10上。

由CPU8通过定时开关9控制来自光源的光束，按照如图所示的稍许交错的定时关系把光束依次送向感光板4₁-4_n，因而感光板4₁-4_n上的光感受器也按照把光送向这些感光板上同样的顺序接收反射光。

在如上述构成的本实施方案中，用铅笔或类似的东西，通过手将显示在信息代码片上的四个图块描成黑色，并按如下方式识别所表示的数字、字符、符号等。

在每个图块中已经显示了十进制数字1，2，4及8。如果把哪一个图块标记上颜色了，那么从那个图块上反射来的光将会成为低电平，从而导致光感受器发出信号1。例如，假设按数字4来标记图块。此时，光感受器5₂将接收1，而其它则接收0。如果按二进制位区的顺序来表示，那么由光感受器所发出的信号就是100。事实上，数4转换为二进制表示就是100。由此可见，可以很简单地把信息代码片上的十进制表示的数转换成二进制，并且通过信息代码阅读机 还可以进一步把它直接转换成这个二进制代码所产生的数字信号。

现在更详细地说明一下这种向二进制数的转换。例如，十进制数14，13及250用二进制则分别表示为1110，1101及11111010，但在本发明的信息代码识别方法中，2ⁿ的十进制位空间，则为图4（a）所示，而相应的用二进制表示的数位（n′）则为图4（b）所示。

再者，将加有标记的位区（十进制符号添加处）看作1，把没加标记的位区看作0，按照从左至右的递减顺序，只要根据是否有标记确定是1还是0，就可以把所有的标记解释成二进制数字。

为了进一步详细解释上述向二进制数字的转换，例如按图5（a）所示标记信息代码图块，那么将这些标记处的十进制数相加得出2+4+8＝14。若将加有标记处看作二进制符号1，没有加标记处看作二进制0，并依照递减顺序排列这些数字，我们就会得到1110。同样，图5（b）则为1+4+8＝13，在二进制中就变成为1101;图5（c）则为2+8+16+32+64+128＝250，在二进制中就变成为11111010。

通常，十进制系统采用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9这些数字符号的组合来指示位置。计算机则基于16进制（4位）符号，即0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10（A），11（B），12（C），13（D），14（E），15（F）。只要知道由这四个图块的组合所构成的基本码，就可以表示出相应的十进制和十六进制符号。

与十进制和十六进制符号相应的二进制显示，如图二所示之。图6是与十进制和十六进制符号相应的一些位置显示实例。

图7是基本码单元块的几种变化形式的例子。根据目标和显示空间的不同，我们可以采用单元块（A）、（B）、或（C），但目前我们将集中在单元块（A）上作解释，因为它的应用范围最广泛。

根据观测目标，由于它将需要采用除了4n位（这里的n是大于或等于1的整数）以外的数位，所以在大多数的应用当中必须通过1/2单元块（A）、1/2单元块（B）及1/4单元块的组合来加以扩展。这种扩展则取决于该单元区块用什么数字符号或者该单元块需要多少位才能表示它们，从而形成作为应用到具体应用之中的二进制基本知识基础。为了研究作为日常生活中所需要的二进制系统，有必要了解组成每个单元位置区的字符（单元组成）类型。对于二进制系统来说，用1/4单元块就足可以了;但如果需要给出更多的空间区，则可以采用4个1/4单位块位置区形式的基本单元块。

由于目前所使用的主要字符系统都能转换为二进制位数，如表1所示;因此，它们都可以采用图8所示的组合或图9（a）及（b）所示的应用形式进行表示。

表1

字符类型    二进制位数

十进制数字    4位

英语（大写）、十进制数字

标点符号    6位

日语假名字符、标点符号    7位

英语字符（大、小写）

假名字符、十进制数字

一些符号、标点符号    8位

常用的表意字符、假名

字符、英语字符、标点

符号    12或16位

莫尔斯信号    6位

布莱叶盲文字符    6位

如果要印刷基本码，可以采用图9（C）-（e）所示的不同分布形式，这不仅可用于能够根据具体应用转换为二进制的信息代码片，而且也可以用于与字符相对应的位代码，就像表1所示的一些例子。

图10是用8位显示英语字符的例字。如果用二进制数（8位）表示这个表中的字母N，其结果就是00100011。人们会觉得要记住这么许多种代码表示实际上是不可能的，但是用相应于二个二进制位置区的基本代码来作显示，就可以很快掌握它了。

图11是由具有相加功能的单元块所组成的代码，并且把它设计成最适合于进行光学读出。在图12（a）所示的信息代码片上就用到这些单元块代码。图12（b）显示该代码片上基本代码的放大形式。在该具体情况下，把区域A打印得比其他线更粗、更黑一些。可以把其他的线作成比A线更细一些，颜色也更加浅一些，或者与A线一样粗细。

当用光读出这种代码时，如果把处于A位置的线取作X轴，如图13（a）所示之，那么则以一种可靠的方式显示具有“0”作用的数。假如在a位置上读第一位置区，然后通过把它移动“b”，把该读数移向第n个位置，并且如图13（b）所示，每个单元块的中心点就是该二维坐标系的原点，而且通过表3所列的+及-的组合关系，把每个单元块分成四个分空间区，从而简化了该光学识别过程。

表3

分空间区    X    Y

1    -    +

2    -    -

4    +    +

8    +    -

再有，既使若该读数偏离了直线的方向，只要通过校正一个角度θ°，如图13（c）那样，则也能大大减少错误读出率;而且，如图14所示那样的标记系统也是可行的;由此，用人手可以在既使是很大的空间区上作写入。

图15所示是采用本发明的信息代码片，通过图象处理识别信息代码的方法的一个实施方案。

与图1相同，把信息代码2₁，2₂…显示在信息代码片1上。

30是信息代码阅读机。它以图象的形式捕获上述信息代码。该信息代码阅读机装配有光源31，能通过光学系统32接收反射光的图象传感器33和译码器34，当它接收到反射光时，该译码器34对该传感器33所输出的信号进行转换。

图16是信息代码阅读机30的简略方框图。300是用于使图象传感器33所接收到的信号按一定的时间序列进行传送的同步电路。该同步电路300由时钟301、垂直同步电路302及水平同步电路303组成。

图象传感器33由许多装配在二维阵列中的光感受器组成。这些传感器常采用MOS型传感器或CCD器件。

将该图象传感器33所接收到的带有代码信息的信号，通过译码器34送到控制单元35的缓冲存贮器35，再传送到控制器35₂给出输出信号。这些输出信号或者当作通信用的输出信号为计算机36中的CPU等所用，或者直接显示在CRT显示器上（图中未示出）。

在本实施方案中，如前所述，将与图1相同的信息代码显示在信息代码片1上。用来自光源的光束扫描所有这些信息代码。光学系统32将反射光聚光后，再由图象传感器33接收。于是，对于那些朝向标记上黑颜色的信息代码2₁，2₂…图块的图象传感器位置区来说，该光感受器则发出信号1;而对于那些朝向没有加标记的图块的位置区来说，则发出信号0。将图象传感器33的输出信号通过译码器34按照2₁，2₂…的次序逐码进行译码，然后再存贮到缓冲存贮器35₁内。因而，直接识别由信息代码2₁，2₂…所表示的代码，无需像普通的图象处理设备那样再用电路去鉴别图象信息中的数。并且，通过控制器35₂可立即将予定的数字、字符、符号等显示在CRT显示器上。

本发明的信息代码片及其识别方法有助于对学习二进制符号的理解。在当今的信息社会开发中，学习二进制符号将是学校教育的一个基本部分。本发明提供了对电子设备手写输入的方式，当然也可以作成印刷材料，通过将卡片系统中的图形符号和大字符的若干组合，既使老年人或残疾人也能操作所有的电子设备。因此，本发明与我们的生活是有着紧密而迫切的联系的。

进而，本发明作为一种接口语言，也有可能实现在不同语言的字符之间用手写体进行的通信。如果这些代码也划分成四个1/4块区， 用作四个通道的通信，那么还可以把这些代码用作实现高级功能的高速通信的代码。

Claims (4)

1、一种信息代码片，至少包括一个被分成四个图块的单元，与二进制数字相对应的十进制或n进制数，从最小二进制位开始按预定的顺序显示在这些图块上，通过对一个或多个图块添加标记，就可以表示这些预定的数字、字符等，其特征在于，所说每一图块包括：一矩形、圆或三角形，且具有相同的大小，每一单元内的四个图块中的每一个图块均与该单元内的另外两个图块相邻，用以表示以最低位开始的二进制记号的不同行数，然后通过加斜线或保持空白的特定安排表示其后的行，2的顺序幂的十进制数被打印于每一图块。

2、如权利要求1所述的信息代码片，其特征在于，将具有上述开关的图块中的代码取作基本代码;在预定的时间间隔内提供许多这种代码;并以此方法表示这些预定的数字、字符、符号等的组合。

3、识别信息代码的方法，其特征在于，将来自光源的光束直接照射在权利要求1所述的信息代码片上，通过按照上述开关的各个图块分布的光感受器接收反射光或透射光;采用适当手段将每个图块标记上黑色或其他颜色;将与添加有标记的图块相对应的光感受器的信号当作1，而没有添加标记的图块当作0;由此，将片上的信息代码直接转换成数字信号，并以此方法识别该信息代码。

4、识别信息代码的方法，其特征在于，将来自光源的光束直接照射在权利要求1所述的信息代码片上，通过光学系统，用由许多分布在二维阵列中的光感受器的信号按照一定的时间序列传送到译码器，然后将信息代码逐组进行译码，再将该译码器的输出信号存贮到缓冲存贮器内，通过这种以图象信号的形式存贮起来的信息输出识别该信息代码。

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