CN102971745B - 自适应数据读取器及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种系统（10）和方法，其优选捕获具有光码（31）的物品（32）的一个或更多图像并分析这些图像，以便确定物品（32）是否具有很高或相对高反射性的表面（30）。基于该确定，例如增益、曝光时间以及光照量的系统（10）的操作参数优选被系统（10）自动调整以便捕获物品（32）的后续图像，其中后续图像具有足够对比度以解码光码（31）。后续码图像可以包括多个图像，并且基于物品（32）是否具有很高或相对高反射性的表面（30）的判定，不同操作参数可被用于捕获多个图像中的几个或每个图像。

Description

自适应数据读取器及其操作方法

相关申请

本申请要求2010年6月30日提交的美国专利申请No.61/360290的优先权。

背景技术

光学码，例如条形码和机器可读标记出现在各种各样应用的不同地方。存在各种不同的光码，其包括：线性条码（例如，UPC码），包括堆叠条码（例如，PDF-417码）和二维条码（例如，数据矩阵码，QR码，或二维条码）的2D码。商家已经开始向消费者发送光码，消费者在例如移动电话，个人数字终端，掌上计算机，平板计算机或膝上型计算机，或具有例如液晶显示器（LCD）的电子显示器的其他合适设备的便携式电子设备上显示此类光码。例如，航空公司的乘客可以在便携式电子设备上为航空公司的雇员显示光码，以便利用数据读取器读取作为乘客机票的验证。或者，在商店中的消费者可以在便携式电子设备上为收银员显示光码，以便利用数据读取器读取以兑换优惠券。光码还存在于具有很高或相对高反射表面的其他物品上，例如身份证（ID），铝罐以及以塑料包装的物体上。

本发明人已经意识到利用通用数据读取器通常难以解码存在于很高或相对很高反射表面上或下面的光码。例如，本发明人已经意识到通用数据读取器通常使用人工照明照亮具有光码的物体，以便生成具有用于解码光码的足够对比度的光码图像。本发明人还意识到具有光码的很高或相对高反射表面通常反射导致饱和或部分饱和图像的大量这种人工照明，由于没有足够的解码光码的对比度，所有图像或部分图像会出现光或白光。因此，本发明人确定，存在处理很高或相对高反射表面上或后面出现的光码读取方面具有更大灵活性的通用数据读取器的需求。

发明内容

公开了用于改进光码读取的方法和系统，无论该光码是否存在于高反射表面或其他表面。

在优选系统/方法中，具有/携带（bearing）光码的物品（item）的一个或更多图像被获取，获取的图像被分析，以便确定该物品是否具有很高或相对高的反射表面。基于这样的确定，例如增益、曝光时间、照明方向以及光照量的系统操作参数优选地由系统自动调整，以便捕获物品的后续图像，后续图像具有足够对比度以解码光码。后续图像可以具有多个图像，并且可以基于物品是否具有很高或相对高反射表面的判定，不同操作参数可用于捕获多个图像中的几个或每个图像。

通过参考随附绘图，优选实施例的下列详细描述附加方面和优势会变得更加明显。

附图说明

图1示出示例性数据读取器的示意图。

图2示出具有光码示例性物品的示意图。

图3示出优选方法的流程图。

图4示出另一个优选方法的流程图。

图5示出另一个优选方法的流程图。

图6示出另一个优选方法的流程图。

图7示出数据读取器利用其自身的照明光源读取的具有相对高反射表面的物品的图像的示例性视图。

图8示出数据读取器利用其自身的照明光源读取的比图7物品具有更少相对高反射表面的物品的图像的示例性视图。

图9示出图7物品图像的示例性直方图/柱形统计图。

图10示出图8物品图像的示例性直方图。

图11示出数据读取器利用调整的操作参数，例如关闭其自身的照明光源读取的具有相对高反射表面物品图像的示例性视图。

具体实施方式

描述的特征、结构、特性和方法可以以任何合适方式合并在一个或更多实施例中。鉴于本文的公开，本领域的技术人员应该意识到可以实践没有一个或更多特定细节的各种实施例，或可以实践利用其他方法、组件、材料或其类似物的各种实施例。在其他实例中，已知的结构、材料或操作未示出或详细描述，以避免模糊实施例的方面。为了方便起见，本文所述方法和系统是关于光码，不过，应当理解本文所述方法适用于任何主机或适用于任何光可读码类型，例如但不限于上述的那些，指纹，以及其他合适的码。

图1示出符合第一实施例的数据读取器10示意图。优选地，数据读取器10包括处理器15，其被编程分析图像场景，以便确定改变数据读取器的一个或更多操作参数是否是有优势的。这样的图像分析可以发生在成像器20获取的每个帧上，或可选地，可能不发生在每个帧上，例如，图像分析可以发生在周期性基础上。

数据读取器10简要描述为适合读取光码、符号或其他物品的演示扫描仪。数据读取器10包括附着于把手或支架部件14的头部12，所述把手或支架部件14安装在底座16上。数据读取器10可以操作为自我支持在水平表面上或固定/安装在墙面或其他表面上的演示扫描仪。数据读取器10自我支持（即，独立）在底座16上，使其可用于不用手的操作模式。数据读取器10还可以被抓住把手，并操作在手持或便携模式。在安装模式，不用手模式，或手持模式的任意一个中，数据读取可以通过触发器18的致动激活，由处理器15在窗口13前面扫描卷内自动检测物品的存在，或只要数据读取器10处于扫描模式或其他合适进程中，总是处于捕获或解码图像模式中。数据读取器10可以具有其他合适的形式。通过将具有光码的物品呈现到在窗口13前面的数据读取量/读取卷（readvolume）中，在物品，例如电子显示屏30、饮料罐36、麦片盒39、身份证40或其他合适物品上的光码，诸如光码31、37、38或41可以被读取。数据读取器10包括照明光源22，在这个实施例中，其由在成像器20上方布置成一行的4个LED组成。优选地，照明光源22照出物品呈现给数据读取器10的光码。

数据读取器10优选包括成像器20，例如互补金属氧化物半导体（CMOS）成像器。可选地，可以使用电荷耦合设备（CCD）或其他合适的成像器。成像器20单独或与逻辑组件，例如复杂可编程逻辑器件（CPLD）或现场可编程门阵列（FPGA）一起联接于处理器15，所述处理器15除了其他功能之外，优选被编程控制数据读取器10的操作参数，其在下面详细描述。处理器15还优选被编程读取和解码光码或其他符合或成像物品。CMOS成像器具有包括读取量的视野，在其中，目标物品优选呈现用于成像。CMOS成像器可以包括具有全局快门的有源像素成像传感器，例如由美国加州圣何塞Aptina成像出售的MT9V022型号传感器，或可以以滚动方式操作。

处理器15可以包括任何合适的数字处理器，例如低功耗DSP核或ARM核处理器。在优选实施例中，处理器15包括由美国加州圣何塞Atmel出售的ARM9处理器AT91SAM9G20，或由美国德克萨斯州达拉斯的德州仪器（TI）出售的OMAP处理器或由美国德克萨斯州奥斯汀Freescale半导体公司出售的i.MX1系列处理器（例如MC9328MX1处理器）。可选地，可以单独使用或组合使用多个处理器或子处理器或其他处理器电子类型，例如比较器或其他特定功能电路。为了本描述的目的，术语处理器指的是包括这些组合的任意一个。

照明光源22优选地包括LED集合，例如红外或可见光谱LED，但是可选地，包括另外的合适光源，例如灯泡或激光二极管。照明光源可以耦合到处理器15并由其控制，或可以远程安装并供电。优选地，电源电路29向LED提供电能。

存储器21，例如闪存存储器，随机存取存储器，或其他合适存储器与处理器15通信。可选地，存储器21可以与处理器15集成在一起。

图3示出操作数据读取器，以便捕获和解码光码的优选方法的流程图。在步骤300，数据读取器10被激活，优选地由处理器15在读取量内检测物品，例如电子设备32，或通过触发器18的激活，获取具有光码，例如光码31的物品的第一组图像。第一组图像可以仅仅包括一个图像，但是优选地包括两个，三个，四个或五个图像。可选地，数据读取器10可以连续工作，即连续操作或扫描。

在一个实施例中，优选地，在读取量内检测到物体并确定在读取量内物体的一个或更多图像帧是相对静止的时候，数据读取器10被激活。确定物体在读取量内是否是相对静止可以通过各种方式实现。例如，可以获得两个图像的像素对像素灰度差异，以便生成两个图像的绝对灰度差异。优选地，这样的绝对差异与可配置阀值，其可以是大约15%到大约20%，或其他合适值比较，以便确定物体是否从一个图像移动到下一个。如果差异低于可配置阀值，那么处理器15确定物体是相对静止的。

可选地，或附加地，可以确定物品是否位于读取量的一部分中，例如近场或远场。例如，可以获得图像的平均灰度值，并与两个阀值比较。优选地，对于8比特成像器，29的平均灰度值或更少表示物体在远场，以及43的平均灰度值或更高表示物体在近场。

优选地在两个阀值之间包括间隔，以便当物体靠近近场和远场的交叉点时，减少数据读取器在近场模式和远场模式之间的快速切换。优选地，当平均灰度值落入两个阀值之间，以及之前的平均灰度值用于设置或保持数据读取器10处于近场模式时，数据读取器被设置在近场模式。同样地，当平均灰度值落入两个阀值之间，以及之前的平均灰度值用于设置或保持数据读取器10处于远场模式时，数据读取器被优选设置在远场模式。

在一个实施例中，数据读取器使用用于捕获之前物品最近图像的一组操作参数作为初始操作参数组。在其他实施例中，数据读取器10使用预先确定的操作参数组作为初始操作参数组。在其他实施例中，数据读取器10可以使用预先确定的操作参数组作为初始操作参数组，基于图像场景分析调整需要的操作参数，以及当在读取量中物体的存在未被检测出时，或在一个或更多图像帧发生超时后，返回利用预先确定的操作参数组。例如，预先确定的操作参数组可以由制造商设置并存储在与处理器15通信的存储器21中。优选地，操作参数至少包括成像器20的增益量，成像器20的曝光持续时间，以及由照明光源22提供的照明量。可选地，可以调整其他合适的操作参数，例如像照明方向或角度。

在步骤305分析物品的第一组图像，例如电子设备32的显示屏30。优选地，数据读取器10使用处理器15确定物品是否是识别的类别的一部分。优选地，一个或更多识别的类别存储在存储器21中。一个优选的识别的类别包括在相对高反射表面上或下面具有光码，或能够携带光码的物品。另一个示例性识别的类别包括在高反射表面上或下面具有光码，或能够携带光码的物品。另一个示例性类别包括在相对高反射表面或镜面表面上或下面具有光码，或能够携带光码的物品。优选地，相对高反射表面具有大约30%或更高的反射系数。可选地，镜面表面具有小于0.0125微米的表面粗糙度（Ra）的表面。可选地，相对高反射表面具有被认为小于可见光波长的表面纹理的高度变化，例如满足在ISO10110-8中规定的定义的表面。优选地，高反射表面比相对高反射表面反射更多。

例如，处理器15可以分析第一组图像，以便确定成像的物品是否是具有显示屏的电子设备。可选地，处理器15可以分析第一组图像，以便确定成像的物品是否是身份证，例如驾驶执照，奖励卡等。可选地，处理器15可以分析第一组图像，以便确定成像物品是否是相对高反射物体的不同类型，例如玻璃或铝制饮料容器，例如罐36，塑料袋或其他有光泽塑料封装，或其他合适物体。识别的类别可以包括一个或更多前述物体（电子设备，身份证，其他相对高反射物体类型，例如苏打水罐），或可以包括其他合适物体。

处理器15可以使用分析第一组图像的任何合适技术。用于确定物品是否是电子设备，例如具有显示屏（例如，显示屏30）的电子设备32，的一个示例性技术是搜寻嵌套在类似几何形状，例如形状35内的几何形状，例如形状34。许多电子设备显示屏形状是矩形的。以及这样的显示屏的外壳通常是矩形的，或基本是矩形的。通过分析检测嵌套在类似形状中形状的第一组图像，处理器15可以被编程确定具有嵌套形状的物品是具有显示屏的电子设备。可选地，处理器15可以运行程序，算法，或图像分析进程，例如立陶宛维尔纽斯Neurotechnology的SentiSight2.1，尺度不变特征变换，例如，由DavidG.Lowe在1999年9月在希腊科孚岛举行的计算机视觉国际会议上描述的“ObjectRecognitionfromLocalScale-InvariantFeatures”以及由IEEE于2001年12月在夏威夷考艾岛举行的计算机视觉和图案识别会以上发表的“LocalFeatureViewClusteringfor3DObjectRecognition”，这两个全部合并于此以供参考，旋转不变转换方法，加速强大特征方法，或识别物品的其他合适方法出现在读取量中。

在步骤310，处理器15自动调整数据读取器10使用成像器20获取图像的操作参数。这样的调整优选基于物品，例如电子设备32是否是识别的类别。如果确定物品不是识别的类别，处理器15优选建立用于在识别的类别之外物品的初始操作参数组，例如麦片盒39。如果确定物品是识别的类别，处理器15优选建立用于在识别的类别中物品的第二操作参数组，例如电子设备32或苏打水罐36。

可选地，可以建立使用初始和第二操作参数组的组合。例如，在一个实施例中，处理器15自动调整操作参数，使得成像器20能够在步骤315使用用于大多数图像获取的初始操作参数组和当确定物品不是识别的类别时，使用用于少数图像获取的第二操作参数组获取连续图像。处理器15还自动调整操作参数，使得成像器20能够在步骤315使用用于大多数图像获取的第二操作参数组和当确定物品是识别的类别时，使用用于少数图像获取的初始操作参数组获取连续图像。在优选实施例中，在步骤315的大多数图像获取大约是被获取图像的75%，以及在步骤315的少数图像获取大约是被获取图像的25%。可以使用下来参数自动调整初始和第二操作参数组，所述参数包括（i）存储在存储器中的预先确定参数，（ii）响应于分析第一组图像，第二组图像或两组图像动态产生的参数，或（iii）预先确定和动态产生的操作参数的组合。

在其他实施例中，可以使用其他多数/少数百分比，例如但不限于，51%-49%、60%-40%、70%-30%、80%-20%以及90%-10%。成像物品的类型或身份可以由处理器15如下所述确定，以及确定成像物品是否是识别的类别。基于物品的类型或身份，物品是否是识别的类别，或基于两者来改变多数/少数百分比是有利的。例如，对于轻微反射表面物品，即，比相对高反射表面少反射的表面，使大多数/少数百分比相对接近是有利的，例如，51%-49%或60%-40%，以便有效获取具有解码光码的足够对比度的物品图像。作为另一个例子，对于具有相对非反射表面或高反射表面（高反射表面比相对高反射表面反射更多）的物品，使大多数/少数百分比相对远离是有利的，例如，80%-20%或90%-10%，以便有效获取具有解码光码的足够对比度的物品图像。

在优选实施例中，初始操作参数组由制造商设置，存储在存储器21中，并且可以作为缺省操作参数组，例如建立用作数据读取器10每次通电的操作参数。这样的初始操作参数优选包括成像器20的基准增益和曝光时间，以及光源22的基准光照量。优选地，第二操作参数组包括成像器20的增加增益，成像器20的增加曝光时间，或两者全部。优选地，第二操作参数组还包括光源22的减少光照量，其可以减少到关闭的点位。由光源22提供的光照量可以通过减少所提供光的亮度（流明），通过缩短激活光源22的持续时间，或两者全部来减少。这样的第二操作参数优选存储在存储器21中，但可以由处理器15动态产生，作为对图像分析的响应。

在步骤315，物品的第二组图像，例如电子设备32，由数据读取器利用自动调整的操作参数获取。第二组图像优选包括五个图像中的两个，但可以仅包括一个图像。在步骤320，在显示屏30上携带的光码31被解码，优选地由处理器15解码或由可操作连接于处理器15的合适处理器解码。在可选实施例中，对在显示屏30上携带的光码31解码的尝试可以在步骤300后以及步骤305之前进行。可选地，光码可以不在成像物品上携带，但是不同符号，例如指纹，血管图案，或其他合适生物识别特征可以在物品上携带或由物品携带。处理器15，或可操作连接于处理器15的合适处理器可以分析这样的符号，以便确定这样的符号是否包含在符号数据库中，用来识别，例如个人。

在可选实施例中，可以使用两个或更多操作参数组。例如，当处理器15确定物品是具有显示屏的电子设备，例如具有显示屏30的电子设备32，可以存在附加处理，以便确定显示屏是否是背光的。图4示出具有下列步骤的优选进程的流程图。

在步骤400，获取物品的第一组图像。

在步骤405，分析第一组图像包括，确定物品，例如电子设备32是否是识别的类别，例如包括具有显示屏、玻璃瓶以及铝罐的电子设备的类别。可以使用包括具有相对高反射表面的相似或不同物品类型的其他识别的类别。如果处理器15确定在读取量中存在处于识别的类别的物品，处理器15优选继续分析第一组图像，以便通过寻找例如嵌套的几何形状确定是否存在显示屏。可以使用其他合适图像分析技术。

在步骤410，优选地由处理器15分析包括显示屏30的图像组的一部分，以便确定显示屏30的平均亮度。例如，显示屏30的平均亮度可以通过处理器15确定获取嵌套几何形状一部分的哪些像素以及获取这样嵌套几何形状矩心图像的哪些像素来确定。优选地，用于获取这样嵌套几何形状图像的像素灰度值与用于获取这样嵌套矩心图像的像素灰度值作比较，以便计算显示屏30的平均亮度。

在步骤415，优选由处理器15分析包括显示屏30周围区域33的图像部分，以便确定显示屏30周围区域33的平均亮度33。优选地，处理器15确定获取区域33图像的哪些像素，以及优选利用这样像素的灰度确定区域33的平均亮度。例如，可以将阀值应用于这样的灰度，以便产生区域33的二进制图像，以及可以处理二进制图像以便确定平均亮度。

在步骤420，优选地由处理器15将显示屏30的平均亮度与显示屏30周围区域33的平均亮度作比较，以便确定显示屏30是否是背光的。例如，处理器15可以将在步骤410缺德平均亮度与在步骤415确定的平均亮度作比较。如果在步骤410确定的平均亮度与在步骤415确定的平均亮度大致相同，例如在25%的差异范围内，处理器15可以确定显示屏30不是背光的。如果在步骤410确定的平均亮度高于在步骤415确定的平均亮度，例如超过25%的差异范围，处理器15可以确定显示屏30是背光的。

在步骤425，处理器15自动调整数据读取器10的操作参数。如果处理器15确定在读取量中的物品不是识别的类别，当获取第二组图像时，处理器15建立用于不是识别的类别物品的初始操作参数组。如果处理器15确定存在具有背光电子显示器的电子设备，当获取第二组图像时，处理器15建立用于这样电子设备的第二操作参数组。如果处理器15确定存在不具有背光显示器的电子设备，当获取第二组图像时，处理器15建立用于这样电子设备的第三操作参数组。优选地，（i）初始操作参数组包括增益设置，曝光持续时间，以及用于数据读取器10的光照量，（ii）第二操作参数组包括大于初始增益设置的一个或两个全部增益设置，以及比初始设置曝光时间更长的曝光持续时间，以及还包括比初始设置光照量少的光照量，以及（iii）第三操作参数组包括大于第二增益设置的一个或两个全部增益设置，以及比第二设置曝光时间更长的曝光持续时间，以及还包括比第二设置光照量少的光照量。可以使用下列参数自动调整操作参数组，所述参数包括（i）存储在存储器中的预先确定参数，（ii）响应第一组图像，第二组图像或两组图像的分析动态产生的参数，或（iii）预先确定和动态产生操作参数的组合。

在步骤430，获取电子设备32第二组图像的数据读取器10使用自动调整的操作参数。第二组图像优选包括五个图像中的两个，但可以仅包括一个图像。

在步骤435，在显示屏30上携带的光码31被解码，优选地由处理器15解码或由可操作连接于处理器15的合适处理器解码。在可选实施例中，对在显示屏30上携带光码31解码的尝试可以在步骤400后以及步骤405之前进行。可选实施例可以执行第一获取图像组的不同分析，并且可以包括三个，或更多操作参数组。

在一些实施例中，数据读取器10可以在读取标签并且在第二组图像期间，获取一组图像帧（例如一个，两个，三个，四个，五个或更多图像帧）后恢复到初始操作参数组。在其他实施例中，数据读取器10可以继续分析在步骤430获取的第二组图像，以便确定处理器15是否应当自动调整数据读取器10的操作参数。如果，在此第二组图像分析期间，处理器15确定（1）在读取量中的物品不是识别的类别，（2）存在具有背光电子显示器的电子设备，或（3）存在具有不是背光显示器的电子设备，处理器15建立合适操作参数组，例如如上所述的合适操作参数组。在步骤435被解码的光码31和数据读取器10可以在获取第二组图像的剩下图像后，恢复到初始操作参数组。在步骤430和435期间执行的进程可以是交替的，例如，可以在获取第二组图像的每个图像后尝试解码，或连续解码，例如，可以在获取第二组图像的两个或更多图像后尝试解码。

图5示出另一个优选实施例的流程图。在步骤500，获取第一组图像作为对物品移动到窗口13前面读取量中的响应，或作为对触发器18激活的响应。在步骤505分析第一组图像，以便识别物品。例如，图像分析程序或上述技术可用于识别物品，例如身份证40。在步骤510，基于物品的识别，处理器15对用于解码的一个或更多希望光码类型区分优先次序。例如，许多身份证通常具有PDF417光码。作为对物品被识别为身份证的响应，处理器15可以通过将其分类为尝试解码的第一光码类型来区分优先次序。可选地，处理器15可以通过为PDF417建立比分配给PDF417正常处理时间更长的处理时间来区分优先次序。可选地，分类和处理时间两者可以被修改成区分优先次序的结果。这样的分类和处理时间修改可以发生在单个光码类型上，或多个光码类型上。可以使用其他物品识别/光码类型关联。可以如上所述关于步骤310到320，关于步骤410到435，或如上所述两者全部，或其他合适步骤发生随后处理。

在可选实施例中，图像场景分析可以优选包括产生和分析成像器20的像素等级直方图。例如，图6示出产生和分析表示成像器20曝光等级直方图示例性进程的流程图，其包括步骤：

在步骤600，作为对具有光码物品移动到窗口13前读取量中的响应，或作为对触发器18激活的响应，打开照明光源22获取第一组图像。第一组图像可以是具有相对高反射表面的物品，例如具有能够携带如图7所示光码的显示屏的电子设备700。可选地，第一组图像可以是具有较少相对高镜面反射表面或高反射但散射的表面的物品，例如具有如图8所示在塑料套管下面的打印光码805的盒子800。

在步骤605，基于第一组图像产生直方图。优选地，直方图与成像器20的所有像素或像素子集相对应。在优选实施例中，成像器20产生表示成像器20每个像素灰度的直方图。可选地，成像器20产生像素子集，例如那些组成虚拟扫描线的像素子集直方图，并且使用这样的像素子集直方图作为成像器20所有像素的代表。可选地，处理器15或其他处理器可以产生对应于每个像素或像素子集饱和度的直方图。对应于图7所示图像像素饱和的示例性直方图在图9中示出。如图9所示，直方图900包括两个特征峰值905和910。峰值905与若干黑暗和相对黑暗像素相对应。峰值910与若干饱和及相对饱和像素（即具有高和相对高灰度的像素）相对应。对应于图8所示图像像素饱和的可选示例性直方图在图10中示出。如图10所示，直方图1000包括不止两个峰值，例如峰值1005，1010，1015，1020，1025，以及1030。峰值1005与若干黑暗和相对黑暗像素相对应。峰值1005，1010，1015，1020，1025，以及1030与灰度等级落入黑暗与相对黑暗之间以及饱和与相对饱和之间的若干像素相对应。

在步骤610，处理器15优选分析在步骤605产生的直方图，以便确定直方图是否是双峰的，即展示两个峰值，例如如图9所示，或直方图是否展示不止两个峰值，例如如图10所示。分析直方图的一个示例性方式包括使用或建立低阀值和高阀值。优选地，低阀值与表示黑暗或相对黑暗像素范围（低到相对低灰度）的数字相对应，以及高阀值与表示饱和或相对饱和像素范围（高到相对高灰度）的数字相对应。

例如，获取8比特图像数据的成像器优选包括从0到255范围的灰度，其中0与黑暗像素相对应，（即，像素未接收或几乎未接收到光），以及255与饱和像素相对应，（即，像素接收太多光以致像素登记/寄存图像白色区域，即使不是由白色像素成像的物品相应部分）。在用于8比特成像器的一个实施例中，低阀值可以仅包括灰度登记为0的像素，以及高阀值可以仅包括灰度登记为255的像素。可选地，低阀值可以包括灰度黑暗端范围中的像素，例如0到10、0到20、0到30、0到40、0到50、0到60、或其他合适范围的像素，以及高阀值可以包括灰度亮端范围中的像素，例如200到255、210到255、220到255、230到255、240到255、或其他合适范围的像素。

处理器15优选确定像素的第一预先确定百分比是否落入低阀值内，以及确定像素的第二预先确定百分比是否落入高阀值内。例如，处理器15优选获得或计算每个像素具有在低阀值中灰度值的像素的第一数值，例如0到75。处理器15还优选获得或计算每个像素具有在高阀值中灰度值的像素的第二数值，例如235到255。处理器15下一步确定像素的第一数值是否大于像素的第一预先确定百分比，以及确定像素的第二数值是否大于像素的第二预先确定百分比。在一个实施例中，对于具有360960像素（752x480像素网格）的成像器，像素第一预先确定百分比的0到75的低阀值是成像器总像素数的40%，以及像素第二预先确定百分比的230到255的高阀值是成像器总像素数的8%。其他的合适百分比可用于相同地和高阀值。可选地，其他的合适百分比，或相同百分比，可用于其他的合适低和高阀值和具有相同或不同总像素值的成像器。

步骤600、605以及610可以重复多次，例如五个连续帧，以便在数据读取器改变一个或更多操作参数，例如照明、增益、曝光持续时间前，确保电子设备，例如移动电话保持在扫描卷/扫描量中。

在步骤615，如果第一像素数（afirstnumberofpixels）大于像素的第一预先确定百分比，以及第二像素数大于像素第二预先确定百分比，处理器15调整数据读取器10的操作参数，优选地通过增加成像器20的增益或曝光持续时间，或两者全部，以及通过减少或关闭照明光源22的照明。如果第一像素数不是大于像素的第一预先确定百分比或第二像素数不是大于第二预先确定百分比，那么处理器15优选不调整数据读取器10的操作参数。

在步骤620，数据读取器10基于步骤615的结果，利用调整的或未调整的操作参数获取具有光码物品的第二组图像。例如，如果成像物品包括由大于像素第一预先确定百分比的第一像素数以及大于像素第二预先确定百分比的第二像素数表示的相对高反射表面，利用调整操作参数的物品的第二组图像优选包括足够对比度的以被解码的光码的图像，例如如图11所示。优选地，光码由处理器15在步骤625解码。

在一些实施例中，数据读取器10可以在读取标签和第二组图像期间获取一组图像帧（例如一个，两个，三个，四个，五个或更多图像帧）后恢复到初始操作参数组。在其他实施例中，对于第二组图像的一个或更多图像，数据读取器10可以通过例如重复步骤605和610，继续分析在步骤620获取的第二组图像，以便确定处理器15是否应当自动调整数据读取器10的操作参数。如果，在这样的第二组图像分析期间，处理器15确定操作参数应当自动调整，处理器15合理地调整操作参数，例如步骤615所述。在步骤625，光码被解码，以及数据读取器10可以在获取第二组图像的剩下图像后，恢复到初始操作参数组。在步骤620和625期间执行的进程可以是交替的，例如，可以在获取第二组图像的每个图像后尝试解码，或连续解码，例如，可以在获取第二组图像的两个或更多图像后尝试解码。

虽然本文示出和描述了一些优选系统和方法，但是本领域的技术人员应当明白，在不偏离本文所述发明思想的情况下，可以做出各种修改、替换和变化。因此，本发明包括所有这样的修改、替换和变化。

Claims (21)

1.一种用于数据读取的方法，其包括以下步骤：

通过数据读取器获取具有光码的物品的第一组图像；

执行所述第一组图像的分析，以便确定所述物品是否是识别的物品类别，其中所述识别的物品类别包括具有光码的物体，该光码(a)在显示屏上，(b)在玻璃表面上或下面，(c)在具有反射率至少是大约30％的金属表面上，或者(d)在具有反射率至少是大约30％的塑料表面上；

基于所述物品是否是所述识别的物品类别的所述第一组图像的分析，自动设置所述数据读取器的经调整的操作参数；

利用经调整的操作参数，通过所述数据读取器获取具有所述光码的所述物品的第二组图像；以及

处理所述第二组图像，以便解码出现在所述物品的所述第二组图像中的所述光码。

2.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述第二组图像进一步包括：

执行所述第二组图像的分析，以便确定所述物品是否是识别的物品类别；以及

基于所述物品是否是所述识别的物品类别的所述第二组图像的分析，自动调整所述数据读取器的操作参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述第一组图像的分析的步骤包括：识别嵌套在类似的第二形状内的第一形状，以便识别显示屏上具有光码的物品。

4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括以下步骤：

通过所述数据读取器确定所述第一形状的平均亮度；

通过所述数据读取器确定围绕所述第一形状的区域的平均亮度；以及

将所述第一形状的平均亮度与围绕所述第一形状的区域的平均亮度作比较，以便确定所述显示屏是否是背光的；

其中设置经调整的操作参数的步骤进一步基于所述显示屏是否是背光的。

5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

为所述数据读取器提供初始操作参数组，所述初始操作参数组包括(i)成像器的基准增益和曝光持续时间，以及(ii)照明光源的照明设置；

其中自动设置经调整的操作参数的步骤包括：

(a)如果所述物品在所述识别的物品类别中，则建立用于获取第二组图像的第二操作参数组，其中所述第二操作参数组包括(i)与所述初始操作参数组相比，增加用于所述成像器的增益和曝光持续时间之一或两者以及(ii)与所述初始操作参数组相比，减少用于所述照明光源的照明设置；以及

(b)如果所述物品不在所述识别的物品类别中，则建立用于获取第二组图像的所述初始操作参数组。

6.根据权利要求5所述的方法，其中自动调整操作参数的步骤进一步包括：

(c)如果所述物品在所述识别的物品类别中，则建立用于获取大多数图像的所述第二操作参数组和建立用于获取少数图像的所述初始操作参数组；以及

(d)如果所述物品不在所述识别的物品类别中，则建立用于获取大多数图像的所述初始操作参数组和建立用于获取少数图像的所述第二操作参数组。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：

如果所述物品在所述识别的物品类别中，则建立用于获取大约75％的图像的所述第二操作参数组和建立用于获取大约25％的图像的所述初始操作参数组；以及

如果所述物品不在所述识别的物品类别中，则建立用于获取大约75％的图像的所述初始操作参数组和建立用于获取大约25％的图像的所述第二操作参数组。

8.根据权利要求1所述的方法，其中解码所述光码的步骤包括：自动调整所述数据读取器以便基于所述物品是否在所述识别的物品类别中首次尝试解码特定类型的光码。

9.根据权利要求1所述的方法，其中：

执行所述第一组图像的分析的步骤进一步包括识别所述物品；以及

解码所述光码的步骤进一步包括自动调整所述数据读取器，以便首先基于识别所述物品而尝试解码特定类型的光码。

10.一种用于数据读取的系统，其包括：

用于获取具有光码的物品的图像的成像器；

用于照明所述物品的照明光源；以及

用于操作所述成像器和所述照明光源的控制器，其中所述控制器被编程以：

操作所述成像器，以便获取具有光码的所述物品的第一组图像；

分析所述第一组图像，以便确定所述物品是否在识别的物品类别中，其中所述识别的物品类别包括具有光码的物体，该光码(a)在显示屏上，(b)在玻璃表面上或下面，(c)在具有反射率至少是大约30％的金属表面上，或者(d)在具有反射率至少是大约30％的塑料表面上；

基于所述物品是否在所述识别的物品类别中，自动调整所述成像器和所述照明光源的操作参数；

操作所述成像器，以便利用经调整的操作参数获取所述物品的第二组图像；以及

分析出现在所述物品的所述第二组图像中的光码。

11.根据权利要求10所述的用于数据读取的系统，其中在分析所述光码期间，所述控制器被进一步编程以：

分析所述第二组图像，以便确定所述物品是否在所述识别的物品类别中；以及

基于所述物品是否在所述识别的物品类别中，自动调整所述成像器和所述照明光源的操作参数。

12.根据权利要求10所述的用于数据读取的系统，其中所述控制器被进一步编程以：

当分析所述第一组图像时，将嵌套在类似的第二形状内的第一形状的组合识别为嵌套形状，以便识别显示屏上具有光码的物品。

13.根据权利要求12所述的用于数据读取的系统，其中所述控制器被进一步编程以：

当分析所述第一组图像时，确定所述第一形状的平均亮度；

当分析所述第一组图像时，确定围绕所述第一形状的区域的平均亮度；

当分析所述第一组图像时，将所述第一形状的平均亮度与围绕所述第一形状的区域的平均亮度作比较，以便确定所述显示屏是否是背光的；以及

其中自动调整所述成像器的操作参数的编程进一步基于所述显示屏是否是背光的。

14.根据权利要求10所述的用于数据读取的系统，其进一步包括初始操作参数组，所述初始操作参数组包括(i)所述成像器的基准增益和曝光持续时间，以及(ii)所述照明光源的照明设置，并且所述控制器被进一步编程以：

如果所述物品在所述识别的物品类别中，建立用于获取第二组图像的第二操作参数组，其中所述第二操作参数组包括(i)与所述初始操作参数组相比，增加用于所述成像器的增益和曝光持续时间之一或两者，以及(ii)与所述初始操作参数组相比，减少用于所述照明光源的照明设置；以及

如果所述物品不在所述识别的物品类别中，则建立用于获取第二组图像的所述初始操作参数组。

15.根据权利要求14所述的用于数据读取的系统，其中所述控制器被进一步编程以：

如果所述物品在所述识别的物品类别中，则建立用于获取大多数图像的所述第二操作参数组和建立用于获取少数图像的所述初始操作参数组；以及

如果所述物品不在所述识别的物品类别中，则建立用于获取大多数图像的所述初始操作参数组和建立用于获取少数图像的所述第二操作参数组。

16.根据权利要求15所述的用于数据读取的系统，其中所述控制器被进一步编程以：

如果所述物品在所述识别的物品类别中，则建立用于获取大约75％的图像的所述第二操作参数组和建立用于获取大约25％的图像的所述初始操作参数组；以及

如果所述物品不在所述识别的物品类别中，则建立用于获取大约75％的图像的所述初始操作参数组和建立用于获取大约25％的图像的所述第二操作参数组。

17.根据权利要求10所述的用于数据读取的系统，其中所述控制器被进一步编程以解码所述光码，其包括首先基于所述物品是否在所述识别的物品类别中自动尝试解码特定类型的光码。

18.根据权利要求10所述的用于数据读取的系统，其中所述控制器被进一步编程以：

分析所述第一组图像，以便识别所述物品；以及

解码所述光码，其包括首先基于识别所述物品而自动尝试解码特定类型的光码。

19.一种用于数据读取的方法，其包括以下步骤：

通过数据读取器获取具有光码的物品的第一组图像；

基于所述第一组图像产生直方图；

分析所述直方图，以便确定所述直方图是否是双模式；

基于所述直方图是否是双模式，自动调整所述数据读取器的操作参数；

利用经调整的操作参数，通过所述数据读取器获取具有所述光码的所述物品的第二组图像；以及

处理所述第二组图像，以便解码出现在所述物品的所述第二组图像中的所述光码。

20.根据权利要求19所述的方法，其中分析所述直方图以便确定所述直方图是否是双模式包括：

将第一数目的像素与预定灰度低阀值百分比作比较；以及

将第二数目的像素与预定灰度高阀值百分比作比较。

21.根据权利要求19所述的方法，其中处理所述第二组图像进一步包括：

基于所述第二组图像产生第二直方图；

分析所述第二直方图，以便确定所述第二直方图是否是双模式；以及

基于所述第二直方图是否是双模式，自动调整所述数据读取器的操作参数。