CN115546276A - 用于可变焦透镜的区分焦点漂移和距目标距离变化的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于将成像系统的焦点漂移与感兴趣的对象的位置变化进行区分的方法和装置。方法包括获取感兴趣的对象的图像并且识别图像中的感兴趣的区域，其中感兴趣的区域包含指示感兴趣的对象的标记。处理器确定图像的图像质量并且分析标记并且确定标记的像素测量。然后所述处理器将标记的像素测量与参考像素测量进行比较。基于比较，处理器确定图像的图像质量是由对象与成像系统相距的距离的差异还是由成像系统的焦点漂移导致。

Description

用于可变焦透镜的区分焦点漂移和距目标距离变化的方法
背景技术
诸如条形码扫描仪的设备在各种库存应用中使用。在一些配置中，这些条形码扫描仪使用内部自动对焦相机来捕获条形码和其他可扫描标记的图像。在机器视觉和条形码扫描应用中，电可调可变焦透镜允许条形码扫描仪自动对焦在感兴趣的对象(OOI)上。电可调可变焦透镜的一个缺点是它们不提供指示当前焦点或当前光功率的任何反馈信号，由于环境温度变化、透镜老化、电压漂移和其他因素，焦点和光功率可以随时间变化。相机焦点的变化导致误读或自动对焦相机无法在指定距离或距离范围处扫描OOI。并且，视场中OOI的位置可能变化，诸如在传送带上，并且自动对焦扫描仪无法确定OOI是否由于OOI距离的变化而失焦，或者成像系统是否经历焦点漂移。此外，对各种物体准确和快速对焦的需求使自动对焦相机系统增加了相当大的处理复杂性和机械元件部分，所有这些都增加了成本。
具有液体透镜的自动对焦成像系统通常在作业设置时执行任何类型的调焦，并且需要无限期地保持焦点。在操作期间，自动对焦系统的焦点可能会因老化、湿度和温度等因素而改变或偏移。系统无法确定系统的焦点是否发生了偏移或者物距是否发生了变化可能导致系统在不必要时执行焦点偏移，这可能导致OOI进一步失焦。此外，系统的任何焦点补偿或调整都会导致扫描速率降低，从而降低成像系统的效率。
因此，需要确定是否发生了焦点漂移，并且还需要为诸如条形码读取器的成像捕获系统校正任何可能的焦点漂移。
发明内容
在实施例中，本发明是用于校正成像系统的焦点漂移的方法。方法包括：由成像系统获取感兴趣的对象的第一图像，利用具有近焦平面距离处的焦点的成像系统获取第一图像；由成像系统获取第二感兴趣的对象的第二图像，利用具有远焦平面距离处的焦点的成像系统获取第二图像，并且其中近焦平面距离和远焦平面距离限定包括中心焦平面距离的焦距带；由处理器确定第一图像的第一图像属性值和第二图像的第二图像属性值；由处理器从第一图像属性值和第二图像属性值确定图像质量度量；由处理器将图像质量度量与参考度量进行比较；并且基于比较，(i)当图像质量度量在参考度量的阈值内时由处理器确定没有发生焦点漂移，或者(ii)当图像质量度量大于参考度量的阈值时由处理器确定已经发生焦点漂移，并且由成像系统根据焦点漂移调节成像系统的可变焦透镜的中心焦平面距离。
在该实施例的变形中，方法可以进一步包括由成像系统获取参考对象的第一参考图像，利用具有近焦平面距离处的焦点的成像系统获取第一参考图像；由成像系统获取参考对象的第二参考图像，利用具有远焦平面距离处的焦点的成像系统获取第二参考图像；由处理器确定第一参考图像的第一图像属性值和第二参考图像的第二图像属性值；由处理器从第一参考图像属性值和第二参考图像属性值确定参考度量。
在当前实施例的又另一种变形中，确定图像质量度量包括确定第一图像属性值和第二图像属性值之间的差、第一图像属性值和第二图像属性值的和、第一图像属性值和第二图像属性值的商或第一图像属性值和第二图像属性值的平均值。在进一步的变形中，确定图像质量度量包括确定第一图像属性值和第二图像属性值之间的差、第一图像属性值和第二图像属性值的和、第一图像属性值和第二图像属性值的商或第一图像属性值和第二图像属性值的平均值中的一者。
在另一个实施例中，本发明是用于将成像系统的焦点漂移与感兴趣的对象的位置变化进行区分的计算机实现的方法。方法包括由成像系统获取感兴趣的对象的图像；由处理器识别图像中的感兴趣的区域，其中感兴趣的区域包含指示感兴趣的对象的标记；由处理器确定图像的图像质量；由处理器分析标记并且确定标记的像素测量，并且由处理器将标记的像素测量与参考像素测量进行比较；并且由所述处理器基于所述比较，当像素测量在参考像素测量的阈值之外时，确定图像的图像质量由对象和成像系统相距的距离与参考距离的差异导致，并且当像素测量在参考像素测量的阈值之内时，确定图像的图像质量由成像系统的焦点漂移导致。
在当前实施例的变形中，方法进一步包括由成像系统获取参考标记的图像；并且由处理器对参考标记执行参考像素测量。在当前实施例的进一步变形中，方法包括由处理器从像素测量确定感兴趣的对象与成像系统相距的距离；并且其中将像素测量与参考像素测量进行比较包括由处理器将感兴趣的对象的距离与参考距离进行比较，从参考像素测量确定参考距离。
附图说明
附图(其中贯穿不同的视图，相同的附图标记表示相同的或功能类似的要素)连同下面的具体实施方式被并入说明书并形成说明书的一部分，并用于进一步说明包括所要求保护的发明的概念的实施例，以及解释那些实施例的各种原理和优势。
图1示出了根据本发明的实施例的可变焦扫描站。
图2是根据本发明的实施例的图1的可变焦扫描站的成像读取器的示例性框图示意图。
图3示出了根据本发明的实施例的具有可变确定成像平面的另一个可变焦扫描站的透视图。
图4是表示用于将成像系统的焦点漂移与感兴趣的对象的位置变化进行区分的方法的流程图。
图5A是由成像读取器扫描的作为条形码的示例标记的图像。
图5B是由成像读取器扫描的作为QR码的标记的示例图像。
图6是表示用于校正成像系统中的焦点漂移的方法的流程图。
图7示出了用于执行图6的方法的具有多个焦平面的可变焦扫描站成像读取器。
本领域技术人员将理解，附图中的要素出于简化和清楚而示出，并且不一定按尺度绘制。例如，附图中的要素中的一些要素的尺寸可相对于其它要素被夸大以帮助提升对本发明的实施例的理解。
已在附图中通过常规符号在合适位置表示装置和方法构成，所述表示仅示出与理解本发明的实施例有关的那些特定细节，以免因对得益于本文的描述的本领域普通技术人员而言显而易见的细节而混淆本公开。
具体实施方式
电控可变焦(VF)透镜是用于在机器视觉和条形码应用中对感兴趣的对象(OOI)快速自动对焦(AF)的方便、低功耗的方案。然而，当在视场中感兴趣的对象的位置变化时(例如，在传送带上移动的部件、人跨扫描仪视场移动对象等)，AF成像系统可能无法确定OOI，或者OOI是否在与成像系统相距不同距离处。在许多扫描应用中，期望保持焦平面恒定。VF透镜不提供指示当前光功率或焦点的任何反馈信号，光功率或焦点在初始设置后会由于环境温度变化、老化和其他因素而改变。所提出的系统和方法允许系统确定是否发生了焦点偏移，或者OOI是否在与成像系统相距不同距离处。所公开的系统和方法还实现利用VF透镜校正成像系统的焦点漂移。
所公开的系统和方法提出获取一个或多个OOI的图像，并且确定所获取的图像的图像质量是由于OOI距离的差异还是由于成像系统的焦点漂移。方法可以使用一个或多个图像的像素测量来确定是否发生了焦点漂移。此外，所公开的系统和方法实现校正成像系统的焦点漂移。该方法包括在成像系统的不同焦点处获得OOI的图像，以及确定不同图像的图像属性值。比较图像属性值，确定焦点漂移，并根据所确定的焦点漂移调节成像系统的焦点。
现在参考附图，图1示出了其中可以实现本发明的实施例的示例性环境，包括本文描述和图示的过程。在本示例中，以扫描站100的形式提供环境，其中货物102跨扫描表面104或沿扫描表面104移动并由成像读取器106扫描以识别货物102。在一些实施例中，扫描站是用于光学扫描货物和识别货物和货物的特征以影响交易的销售点(POS)站，其可以具有未示出的计算机系统和接口。在一些实施例中，扫描站100是库存递送系统的部分，在扫描站100处货物由扫描表面传送或跨扫描表面传送以监控和控制货物的递送，例如，将货物运送到设施或接收从设施运送的货物。
扫描表面104可以是静止表面，使得货物102相对于表面104手动移动。在实施例中，扫描表面104可以移动货物102或通过另一自动化装置移动。在其他实施例中，扫描表面104可以是移动表面，诸如通过诸如传送带、气动传送器、轮式传送器、辊式传送器、链式传送器、平板传送器、垂直传送器、小车传送器或其他传送器的传送系统。在任何情况下，货物102可以相对于成像读取器106连续移动，使得货物102不断地移动通过站100的工作(或扫描)范围108。在一些示例中，货物102以离散方式移动，其中，在至少部分时间货物102相对于成像读取器106保持固定在表面104上长达足以允许捕获货物102的一个或多个图像的一段时间。
货物102可以沿着不同的基本上线性的路径110A、110B等移动，每条路径都穿过工作范围108但与成像读取器106相距不同的距离。实际上，路径110A、110B是用于说明的目的，因为货物102可以在与成像读取器106相距任何距离处横穿表面104。
在一些示例性实施例中，成像读取器106包括可变焦成像系统，其中读取器106在其视场中连续扫描感兴趣的对象(OOI)(诸如货物102)，直到对象或OOI的感兴趣的区域(例如，条形码、序列号、其他标识符等)被定位，然后充分对焦在成像传感器上。对于本发明的至少一些实施例，成像读取器仅在对应于成像读取器106的成像平面的离散的、确定的距离处扫描对象(例如，货物102)。代替连续扫描，成像读取器106更快速地在一个或多个预定的成像平面处捕获图像。相对于成像读取器106定义成像平面。为了说明的目的，在图1中成像平面恰好与货物102穿过的路径(例如，110A、110B等)重合。虽然，更可能的情况是成像平面不会与货物的扫描路径刚好重合。虽然，在图1中，成像读取器106被描绘为位于货物102的侧面，在实施例中，成像读取器106可以定位在货物102正上方、货物102上方在货物102之前或之后被配置为对OOI成像，或在用于对货物102的感兴趣的区域或任何OOI成像的另一个位置处。成像读取器106捕获在每个成像平面的图像，其中所捕获的货物的图像的焦点将根据货物(及其扫描路径)相对于成像读取器106的位置而变化。也就是说，与其他平面相比，货物在某些成像平面处会表现得更对焦。通过仅在某些成像平面捕获货物的图像，成像读取器106能够比传统自动对焦系统更快地识别货物102。实际上，成像读取器106可以被配置为使得如果它具有自动对焦操作，则该操作被禁用，并且替代地无论货物穿过哪个扫描路径都在特定成像平面处捕获图像，并且不需要连续检测货物和自动对焦到货物。该操作大大降低了对成像读取器106的功耗需求。
如前所述，由于环境和其他因素，电可调AF透镜可能会经历焦平面漂移，这会导致OOI图像的散焦，从而降低VF成像读取器106的功效。如本文进一步讨论的，可以通过使成像读取器106主动确定是否已经发生焦点漂移并主动确定和校正焦点漂移来提高识别和扫描效率。所公开的系统和方法使得能够提高效率，并因此减少读取OOI上的标识符(例如，识别货物上的标记或其他条形码)所需的时间。本文进一步描述的图像质量度量和参数、扫描参数和/或校准参数中的至少一些可以存储在通信地耦合到图像读取器106的服务器112上，并且成像读取器可以从服务器或另一存储器或存储形式检索图像质量度量和参数、扫描参数和/或校准参数。
图2示出了包括成像读取器106的系统200的框连接图。在图2中，成像读取器106可以具有一个或多个处理器和一个或多个存储器，存储器存储计算机可执行指令以执行与本文所述的系统和方法相关联的操作。成像读取器106包括网络输入/输出(I/O)接口，网络输入/输出(I/O)接口用于将读取器连接到服务器112、库存管理系统(未示出)和其他成像读取器。这些设备可以通过任何合适的通信方式连接，包括实现一个或多个通信协议标准(例如，TCP/IP、WiFi(802.11b)、蓝牙、以太网或任何其他合适的通信协议或标准)的有线和/或无线连接部件。成像读取器106进一步包括显示器，显示器用于向用户提供信息(诸如视觉指示器、指令、数据和图像)。
在一些实施例中，服务器112(和/或其他连接的设备)可以位于同一扫描站100内。在其他实施例中，服务器112(和/或其他连接的设备)可以位于远程位置处，诸如在云平台或其它远程位置上。在又其他实施例中，服务器112(和/或其他连接的设备)可以由本地计算机和基于云的计算机的组合形成。
服务器112被配置为执行计算机指令以执行与本文所描述的系统和方法相关联的操作。服务器112可以实现企业服务软件，该企业服务软件可以包括例如，RESTful(表述性状态转移)API服务、消息队列服务、以及可以由各种平台或规范(诸如由甲骨文应用服务器(Oracle WebLogic)服务器平台，JBoss平台或IBM WebSphere平台等中的任何一个实现的J2EE规范)提供的事件服务。也可以使用其它技术或平台，诸如Ruby on Rails、微软.NET或类似的技术或平台。
在所示示例中，成像读取器106包括光源202，其可以是可见光源(例如，以640nm发射的LED)或红外光源(例如，以例如700nm、850nm或940nm或大约700nm、850nm或940nm发射)，该光源202能够产生照射工作范围108的照射光束，用于在该工作范围108的整个工作距离上成像。也就是说，光源202被配置为照射至少整个工作范围108。光源202的照射强度和成像读取器的灵敏度可以确定货物可以被扫描并且货物上的条形码可以被解码的最远和最近的距离(定义工作范围的距离，也称为扫描范围)。光源202由处理器控制并且可以是连续光源、间歇光源或信号控制的光源，诸如由耦合到成像读取器106(或形成为成像读取器106的一部分，不过未示出)的对象检测系统触发的光源。光源可以是全向光源。
成像读取器106进一步包括成像布置204，成像布置204具有成像传感器206，成像传感器206被定位以捕获工作范围108内的被照射目标(诸如，货物102或另一个OOI)的图像。在一些实施例中，成像传感器206由一个或多个CMOS成像阵列形成。可变焦光学元件208被定位在成像传感器206和成像读取器106的窗口210之间。可变焦成像控制器214耦合到可变焦光学元件208并且控制元件208以为成像传感器定义一个或多个离散成像平面。一个或多个离散成像平面可以被认为是一个或多个中心焦平面，如本文所述。如前所述，中心焦平面是预期导致最大图像边缘锐度值的成像平面。
在所示示例中，控制器214通过致动器控制单元215耦合到可变焦光学元件208并且绕过可选的自动对焦控制单元217，从而通过覆盖传统系统的较慢的自动聚焦控制单元来提供在期望的成像平面处的更快的图像捕获。在示例性实施例中，成像读取器106不具有自动对焦控制单元或任何自动对焦功能。致动器215可以包括对焦透镜驱动器、移位透镜驱动器、变焦透镜驱动器、光圈驱动器、角速度驱动器、音圈电机驱动器和/或用于控制光学元件208的操作的其他驱动单元，光学元件208本身可以包括多个透镜、透镜级等。
VF光学元件208可以是可变形透镜元件、液体透镜、T透镜或另一VF光学元件。在一些实施例中，光学元件包括由控制器214可控地调节的致动器215中的音圈致动器电机。在诸如一些条形码扫描应用的示例性实施例中，VF光学元件208具有从1.5mm到3mm的光圈。在一些实施例中，图像台204被实现为VF相机组件的一部分。
在一些实施例中，VF成像控制器214被配置为访问存储在成像读取器106中、存储在服务器112上或存储在另一介质上的一个或多个扫描参数216。由这些扫描参数216，控制器214确定成像读取器106扫描并捕获目标或OOI(诸如货物102)的图像的离散中心焦点成像平面的数量。控制器214进一步确定从成像传感器206测量的那些中心焦点成像平面中的每一者的距离。例如，控制器214可以确定中心焦点成像平面的数量和距离，使得整个工作范围108被五(5)个或更少的成像平面覆盖。在一些示例中，取决于扫描参数216，中心焦点成像平面的数量可以是三(3)个或更少。
成像控制器214将这些确定的中心焦点成像平面和中心焦距转换成用于控制致动器215的参数或指令，以控制可变焦光学元件208。
在示例性实施例中，可变焦成像控制器214具有存储在存储器中的免提模式，其中可变焦光学元件208和成像传感器206被控制以在工作范围内的中心焦点成像平面中的每一者处以有序的方式捕获目标的图像以形成对象的一组捕获的图像。在一些实施例中，该有序方式是从成像传感器206测量的顺序次序，诸如从最近的中心焦点成像平面到最远的中心焦点成像平面，或从最远的中心焦点成像平面到最近的中心焦点成像平面。
在一些示例性实施例中，成像读取器106在手持条形码扫描仪设备中实现。当手持扫描仪被放置在固定托架内由此建立直立扫描位置时，手持扫描仪可以自动感测该放置并进入免提模式。在其他示例性实施例中，成像读取器106被实现为多平面扫描仪，诸如图3所示的双光学扫描仪。
在示例性实施例中，可变焦光学元件208被离散地控制以跳转到每个中心焦点成像平面，避免成像平面之间的扫掠(sweeping)操作。
在实施例中，成像传感器112可以是电荷耦合设备或另一固态成像设备。成像传感器112可以是具有大约三微米大小的像素的一百万像素传感器。在实施例中，成像传感器112包括具有3毫米、4.5毫米、5毫米、6.8毫米、7.13毫米、小于5毫米、小于10毫米或小于50毫米的有效面积的传感器。成像传感器112可以总共具有大约1百万像素、2百万像素、2.3百万像素、5百万像素、5.1百万像素或大于5百万像素。进一步，成像传感器112可以包括具有如下像素的传感器：具有在像素的至少一个尺寸上大小小于10微米、小于5微米、小于3微米或小于2微米的尺寸。在实施例中，透镜组件被配置成以每毫米160线对以40％的调制传递函数来捕捉图像。
图3示出了具有成像读取器302的示例性扫描站300，该成像读取器302采用双光学扫描器的形式，具有壳体304和第一扫描窗口306，在该第一扫描窗口306后面是如图2的照射源(未示出)和成像级(未示出)。成像读取器302被定位为与扫描表面308相邻并且定义由成像读取器302照射的水平和竖直延伸的工作范围310，并且在工作范围310中定义有3个定义的中间成像平面312、314和316，成像阅读器302在中间成像平面312、314和316处捕获对象的图像以用于识别和成像。为了清楚和简单起见，在用于确定是否已经发生焦点偏移以及用于校正焦点偏移的系统和方法的描述中将进一步使用单个中心成像平面。应当理解，系统和方法不限于单个中心焦点成像平面，并且，当成像系统的限制(即，成像相机分辨率、成像系统工作范围、照射能力等)可行时，所公开的系统和方法可以用于确定和校正任何数量的焦点成像平面的焦点偏移。
图4示出了用于将成像系统的焦点漂移与感兴趣的对象的位置变化进行区分的方法400。方法400可以在表现出小的图像清晰度容差(即，所需的最小清晰度小于最大图像清晰度的20％)的系统、具有相对较慢的传送速度和/或其中在保持100％解码率的同时能够接受若干个未解码的帧的相对低的图像帧速率的系统中实施，从而识别和解码指示所有OOI的标记。方法400可以由例如图1-图3中的任何一个的成像读取器106和302实施。在手持扫描仪的示例中，首先，成像读取器进入免提模式，指示将执行滑动扫描。在一些示例中，手持扫描仪包括在手柄上或手柄附近的触发器，并且当按下触发器时，使扫描仪进入免提模式以用于滑动扫描。在一些实施例中，成像扫描仪是库存递送系统的扫描站的部分，在扫描站处货物由扫描表面传送或跨扫描表面传送以监控和控制货物的递送，例如，将货物运送到设施或接收从设施运送的货物，如图1所示。因此，图1的成像扫描仪可以主要以免提模式操作，并且可以激活手动模式以用于手动扫描和/或校准目的。此外，本文描述的方法可以用图1的扫描仪来实施，图1的扫描仪是一个检查站，在该检查站处OOI移动到扫描仪的视场中，OOI在要成像的视场中暂停片刻，然后OOI移出视场。
为简明起见，将参考图1和图2的部件描述方法400，但应该理解，方法400可以针对用于扫描目标或感兴趣的对象的任何成像系统执行。在框402处，成像读取器106获取扫描参数。在示例性实施例中，扫描参数包括成像读取器的图像传感器的帧速率、该图像传感器的曝光时间、可变焦光学元件的光圈或光圈范围、目标移动的滑动速度、传送带的自动移动速度或用于自动滑动的装置的其他速度、工作距离的大小、工作距离的最近距离、工作距离的最远距离和/或可变焦光学元件的对焦时间。这样的参数可以存储在成像读取器106内(例如，在成像读取器的存储器中)并且/或者一个或多个扫描参数可以存储在另一个系统中(诸如在服务器200处)。此外，一个或多个扫描参数可以存储在成像读取器106的各个元件中，诸如，在可变焦光学元件208、可变焦成像控制器214和/或成像读取器106的其他元件中。
在一些实施例中，扫描参数是目标特定参数，诸如将要扫描的目标的类型和/或大小。在一些实施例中，扫描参数包括目标上的标记类型，例如目标是否包含1D或2D条形码、QR码、UPC码或其他识别标记。
在一些实施例中，获取扫描参数可以包括获取校准参数。校准参数可以包括一个或多个散焦参数、近焦平面参数、中心焦平面参数和远焦平面参数。在一些实施例中，校准参数可以包括用于确定近焦平面、中心焦平面和远焦平面的扫描参数。在一些示例中，从与服务器(诸如服务器112)通信的成像读取器获取一些扫描参数和校准参数，该服务器可以包括访问关于目标和OOI的信息的库存控制管理器。
在404处，可变焦成像控制器214控制成像传感器206以获取目标OOI(诸如，货物102)的图像。可变焦成像控制器214可以评估所获取的扫描参数并且控制图像传感器、可变焦光学元件和成像读取器106的其他部件根据扫描参数获取图像。在406处，成像读取器106的处理器识别所捕获的图像中的感兴趣的区域。图像中的感兴趣的区域可以包括条形码、序列号、字母数字、图形或指示目标或OOI的另一种标记。
在408处，成像读取器106的处理器分析图像并且确定图像的图像质量。例如，在408处，处理器可以通过对图像执行图像处理来分析OOI的图像。图像处理可以包括应用空间低通滤波器、空间高通滤波器、傅里叶低通或高通滤波器、执行降噪、缩放、旋转、剪切、反射或其他图像滤波或图像处理技术。另外，分析图像以及确定图像的图像质量值可以包括确定清晰度值、对比度值、图像分辨率、空间频率内容值、噪声测量值、动态范围值、图像失真的测量、模糊值、每模块像素值、调制传递函数或与图像或图像质量相关联的另一个值。
另外参考图5A和图5B继续描述图4的方法400。图5A是由成像读取器106扫描的作为条形码的示例标记500的示例图像，并且图5B是由成像读取器106扫描的作为QR码的标记500的示例图像。虽然示出为条形码和QR码，但标记500可以是1D或2D条形码、另一个条形码、静态！R码、动态QR码、UPC码、序列号、字母数字码或另指示OOI的另一种标记。在框410处，处理器分析感兴趣的区域中的标记500，并且在框412处，处理器确定标记500的像素测量。为了分析标记500，处理器可以对感兴趣的区域执行图像处理以确定标记500的特征，从而确定像素测量。例如，处理器可以锐化图像并对图像执行边缘检测以确定标记500的图像的像素以执行像素测量。虽然锐化和执行边缘检测的示例是一个示例，但是处理器可以执行标记500的图像的其他图像处理和分析以进一步确定像素测量。例如，像素测量可以包括测量像素清晰度、对比度、边缘检测、大小、像素分辨率、空间频率内容、图像或空间噪声、动态范围、图像失真的测量、模糊、每模块像素、旋转归一化或与图像像素或图像质量相关的另一个值中的一项或多项。
在确定像素测量时，处理器可以确定以每模块像素(PPM)测量的像素距离。标记500的图像的PPM值可以是每模块大约0.7到几十个像素。在实施例中，以大约5±0.5PPM的值或小于5PPM的值应用所描述的方法。为了执行像素测量，处理器可以确定条形码的条的子组之间的像素距离，例如像素距离504a和504b，像素距离可以是跨条形码图像的整个尺寸的像素距离(例如，像素距离504c和504d)或者可以是图5A的条形码图像中的另一个像素距离。在图5B中示出的QR码的示例中，像素距离可以被确定为沿着位置检测图案的尺寸的像素距离508a、位置检测图案510之间的数据区域的距离508b、位置检测图案之间的总距离508c、从位置检测图案510到QR码的边缘的距离508d、对角地跨过位置检测图案510之间的数据的距离508e、跨QR码的尺寸的整个长度的距离508f、对角地跨过QR码整体的距离(未示出)、跨条形码的子区域的距离，或能够以PPM的数量测量的条形码的图像的另一个距离。此外，虽然未示出，但处理器可以执行可以确定以下各项之间或跨以下各项的像素距离的像素测量：多个模块、定时图案、一个或多个对齐图案、代码格式信息的区域、跨纠错图案、格式信息、版本信息、或QR码的其他数据图案。
在414处，成像读取器106的处理器将像素测量与参考像素测量进行比较。例如，参考像素测量可以是在框402处获取的扫描参数，并且参考像素测量可以指示在成像系统的焦平面处并且被对焦的标记的像素测量。参考像素测量可以是条形码、QR码、UPC码或其他识别标记的参考像素测量。参考像素测量可以存储在成像读取器106的存储器中，或者其中参考像素测量能够由成像系统检索的另一存储器中。参考像素测量可以是数值、指示标记的参考图像的图像数据或者用于将像素测量与之进行比较的另一种形式的数据。在实施例中，方法400可以进一步包括确定参考像素测量。例如，成像读取器106可以获取参考标记的参考图像。参考标记可以被放置在与成像读取器106相距参考距离或经校准的距离处，例如，参考标记可以放置在线性路径110A或110B中的一者处。然后，处理器可以执行图像处理器和参考标记的图像分析，并且处理器可以执行参考像素测量并且确定参考像素距离。
基于像素测量与参考像素测量的比较，在416处，处理器确定图像的图像质量是由OOI(例如，货物102)与成像读取器106(例如，与成像系统的成像传感器206)的距离差异导致还是由成像读取器106的焦点漂移导致。参考像素测量可以是小于1、小于10的PPM值或几十PPM数量级的像素距离。此外，PPM的容差可以小于±1、小于±5或小于±10PPM。在框418处，当像素测量在参考像素测量的阈值范围之外时，处理器确定图像质量是由于OOI与成像读取器106的距离的变化。在框420处，当像素测量在参考像素测量的阈值范围之内时，处理器确定图像的图像质量是由于成像读取器106的焦点漂移。此外，在其中像素测量包括图像的像素之间或图像的感兴趣的区域之间的像素距离的实施例中，当像素距离在参考像素距离的阈值范围之外时，在框418处，处理器可以确定图像质量是由于OOI与成像读取器106相距的距离的变化，并且当像素距离在参考像素距离的阈值范围之内时，在框420处，处理器确定图像的图像质量是由于成像读取器106的焦点漂移。
在实施例中，方法400可以进一步确定OOI与成像读取器106的物理距离。例如，所获取的扫描参数中的一个或多个可以包括参考距离作为校准参数。参考距离可以是用于确定参考像素测量的参考标记的已知或经校准的距离。处理器可以将像素测量与参考像素测量进行比较，并且可以由该比较确定OOI的距离。处理器可以基于像素测量和参考像素测量之间的差(例如，PPM值之间的差)确定OOI与成像读取器106相距更近或更远一距离量。如果像素测量的结果是比参考像素测量更低的PPM值则处理器可以确定OOI与成像读取器106相距更远，或者在像素测量大于参考像素测量时处理器可以确定OOI与成像系统相距更近。可以在不使用参考距离的情况下确定OOI的距离。例如，通过了解成像读取器106的光学元件的特定参数(诸如屈光度中的透镜焦距、视场角以及其他几何形状和光学参数)可以确定OOI的距离。
此外，应当注意，OOI与成像读取器106的距离还取决于OOI在成像读取器106的FOV中的位置。例如，OOI可以在靠近FOV的边缘处离成像读取器106更远，而OOI可以在成像读取器106的FOV的中心最靠近成像读取器106。当确定与OOI相距的距离是否已经改变，或者成像读取器106中是否已经发生焦点漂移时，可以考虑OOI的位置和与成像读取器106相距的距离。
此外，在框414和416处，为了将像素测量和参考像素测量进行比较，处理器可以将所确定的OOI的距离和参考距离进行比较。然后，当所确定的OOI的距离在参考距离的阈值之外时，在框418处，处理器可以确定图像质量是否是由于从OOI到成像读取器106的距离的变化。替代地，如果OOI的距离在参考距离的阈值之内时，处理器可以确定图像质量是由于成像读取器106的焦点漂移。
图6是表示用于校正成像系统中的焦点漂移的方法600的流程图。方法600可以在表现出小的图像清晰度容差(即，所需的最小清晰度小于最大图像清晰度的20％)的系统、具有相对较慢的传送速度和/或在保持100％解码率的同时相对低的图像帧速率的系统中实施，从而识别和解码指示所有OOI的标记。方法600可以由例如图1-图3中的任何一个的成像读取器106和302实施。图7示出了用于对货物102成像并且用于执行图6的方法600的具有可变焦扫描站成像读取器106和多个焦平面。为简明起见，将参考图1、图2和图7的部件描述方法600，但应该理解，方法600可以针对用于扫描目标或感兴趣的对象的任何成像系统执行。
在框602处，成像读取器106获取扫描参数。这样的参数可以存储在成像读取器106内(例如，在成像读取器的存储器中)并且/或者扫描参数中的一个或多个可以存储在另一个系统中(诸如在服务器200处)。此外，一个或多个扫描参数可以存储在成像读取器106的各个元件中，诸如，在可变焦光学元件208、可变焦成像控制器214和/或成像读取器106的其他元件中。各种部件包括可变焦成像控制器214、AF控制器217、致动器215，并且图像读取器106的处理器可以获取和/或评估用于执行图像扫描和获取OOI的图像的扫描参数。处理器评估扫描参数并确定沿基本线性路径110A的中心焦平面A、近焦平面An和远焦平面Af，中心焦平面A、近焦平面An和远焦平面Af中的每一者具有由控制器确定的其自己的各自的光学焦点并且每一者在与成像读取器106相距相应的距离处。近焦平面比中心焦平面更靠近成像读取器106，并且远焦平面比中心焦平面更远离成像读取器106。在示例中，近焦平面和远焦平面可以与中心焦平面相距相等的距离。在其他示例中，近焦平面和远焦平面可以与中心焦平面相距不同的距离。在所述方法中，近焦平面和远焦平面是成像读取器106将捕捉目标的图像以用于检测和校正焦点漂移成像读取器106的两个成像平面。在一些实施例中，扫描参数可以包括用于确定多于两个或三个焦平面以获取用于检测和校正成像读取器106的焦点漂移的图像的参数。
扫描站还具有近焦限制Anl和远焦限制Afl。近焦限制和远焦限制是作为成像读取器106的焦点的限制的预定的最小焦平面距离阈值和最大焦平面距离阈值，超出该阈值成像读取器的标记的成像和解码会退化。例如，成像读取器106可以能够对在近焦限制和远焦限制之间捕获的标记的图像进行成像和解码，而成像读取器106无法对在近焦限制和远焦限制之外获取的标记的图像有效地解码。如本文所述，标记的图像的有效解码可包括100％、或大于90％或大于75％的解码效率。在实施例中，近焦平面和远焦平面在如图7所示的近焦平面限制和远焦平面限制的界限内(即，近焦限制在与成像读取器106相距等于或大于近焦限制的距离处，并且远焦平面在与成像读取器106相距小于或等于远焦限制的距离处)。使近焦平面和远焦平面在近焦平面限制和远焦平面限制的界限内允许对在标记的图像中获取的标记进行有效解码，以识别与和标记相关联的OOI有关的信息。
在框604处，在成像读取器106的焦点设置为作为近焦平面距离的第一焦距的情况下，成像读取器106获取OOI或目标的第一图像。可变焦成像控制器214可以控制致动器215和/或可变焦光学元件208来将成像读取器106的焦距设置为成像传感器206的近焦平面以获取OOI的图像。然后，在框606处，在成像读取器106的焦点设置为作为远焦距的第二焦距的情况下，成像读取器106获取OOI的第二图像。可以从视场中的单个OOI获取第一图像和第二图像，或者可以针对第一OOI获取第一图像，并且可以针对第二OOI获得第二图像。在示例中，第一焦距可以是远焦距，并且第二焦距可以是近焦距。附加地，第一焦距和第二焦距可以是在中心焦距的任一侧上并且限定包括中心焦平面A的焦距带(即，在近焦平面An和远焦平面Af之间的焦距)的任何焦距。
在608处，处理器确定第一图像的第一图像属性值，并且在610处，处理器确定第二图像的第二图像属性值。例如，第一图像属性值和第二图像属性值可以包括图像对比度、分辨率、清晰度、边缘检测、频域分析、空间傅里叶变换、归一化清晰度或与图像或图像数据的属性相关联的另一个值中的一者或多者。在一个具体示例中，为了确定第一图像属性值和第二图像属性值，处理器可以确定由成像读取器106获取的图像的每四个像素的对比度值。在实施例中，可以使用每个像素、每隔一个像素或任何数量的像素来确定第一图像属性值和第二图像属性值。在具体示例中，应用索贝尔(Sobel)算子来确定像素梯度的一阶导数，其结果值为图像属性值。每个图像的对比度被归一化以确保图像属性值独立于所获取的第一图像和第二图像之间的任何亮度或曝光差异。通过首先从平均像素值中减去最小像素值，然后将所有像素值除以所得差异来使对比度归一化。
在实施例中，归一化的清晰度可以用作第一图像属性值和第二图像属性值。处理器可以通过以下方式计算归一化的清晰度
Figure BDA0003720733090000171
其中I表示图像的感兴趣的区域中的所有像素值，并且Sn是归一化的清晰度值。将归一化的清晰度用作第一图像属性值和/或第二图像属性值可以是有利的，因为最小黑色像素值的值不是必需的，因为它在标准偏差的计算中被去除。尽管以上描述为对比度值或归一化的清晰度值，但第一图像属性值和第二图像属性值可以是指示图像或图像数据的属性的任何值。此外，归一化的值或对比度值可以通过与本文描述的明确示例不同的方法和计算来计算。
在612处，处理器从第一图像属性值和/或第二图像属性值中的至少一者确定图像质量度量。图像质量度量可以是第一图像的图像质量的指示、第二图像的图像质量的指示或第一图像属性值和第二图像属性值的比较的指示。例如，图像质量度量可以直接从第一图像属性值计算、直接从第二图像属性值计算计算，包括第一图像属性值和第二图像属性值之间的差、第一图像属性值和第二图像属性值的总和、第一图像属性值和第二图像属性值的商、第一图像属性值和第二图像属性值的平均值中的一者或多者，或者图像质量度量可以基于第一图像属性值和/或第二图像属性值的阈值或限制。在实施例中，如果第一图像属性值和第二图像属性值相等或基本相等(例如，在彼此的小于15％以内、在彼此的10％以内或在彼此的5％以内)，则可以确定没有发生焦点漂移。在这样的示例中，图像属性值之间的差的结果是图像质量度量等于0或在0的容差内基本接近0，并且第一图像属性值和第二图像属性值的商的结果是1的值或在容差内基本接近1。
在614处，处理器将图像质量度量与参考度量进行比较以确定是否发生了焦点漂移，如果是，则确定发生了多少焦点漂移。在框602处，可以将参考度量作为扫描参数或作为校准参数作为扫描参数的一部分检索。此外，参考度量可以存储在成像读取器106的存储器中，或者可以由成像读取器106从服务器112的存储器或从另一个网络或设备检索。
为了确定是否发生了焦点漂移以及如果是则确定发生了多少焦点漂移，处理器可以将图像质量度量直接与参考度量或参考度量的阈值进行比较。参考度量的阈值可以指示近焦限制Anl和近焦平面An之间、远焦限制Afl和远焦平面Af之间、近焦平面An和中心焦平面A之间或远焦平面Af和中心焦平面A之间焦平面的位置。因此，参考度量可以指示近焦平面朝向近焦限制的漂移、远焦平面朝向远焦限制的漂移、近焦平面朝向中心焦平面的漂移或远焦平面朝向中心焦平面的漂移中的一者或多者。
参考度量的阈值可以是相对于远焦平面的距离阈值，其中参考度量的阈值指示以下各项的距离：(i)远焦平面距离和远焦限制之间的焦平面、(ii)远焦平面距离和中心焦平面距离之间的焦平面、或(iii)包括远焦平面距离的焦平面距离带。类似地，参考度量的阈值可以是相对于近焦平面的距离阈值，其中参考度量的阈值指示以下各项的距离：(i)近焦平面距离和近焦限制之间的焦平面、(ii)近焦平面距离和中心焦平面距离之间的焦平面、或(iii)包括近焦平面距离的焦平面距离带。进一步，参考度量的阈值可以是相对于中心焦平面的距离阈值，其中参考度量的阈值指示以下各项的距离：(i)远焦平面距离和近焦平面距离之间的焦平面、(ii)中心焦平面距离和远焦平面距离之间的焦平面、(iii)中心焦平面距离和远焦限制之间的焦平面、(iv)中心焦平面和近焦限制之间的焦平面、或(v)包括中心焦平面距离的焦平面距离带。在616处，处理器可以基于图像质量度量与一个或多个示例参考度量的比较来确定是否已经发生焦点漂移。
在实施例中，方法600可以进一步包括确定参考度量。成像系统可以获取参考对象的第一参考图像，其中参考对象放置在与成像读取器106相距预定距离处。参考对象可以放置在中心焦平面距离A处，以为可以在中心焦平面距离A处扫描的对象提供参考。在实施例中，在中心焦平面距离A处的参考对象的单个图像可以用于进一步确定参考度量。在其他实施例中，利用具有近焦距An的焦距的成像读取器106获取第一图像，并且然后成像读取器106获取参考对象的第二图像，其中在远焦平面距离Af处获取第二图像。处理器由第一图像和第二图像的第二参考图像属性值确定第一参考图像属性值，并且然后处理器由第一图像属性值和第二图像属性值确定参考度量。例如，第一图像属性值和第二图像属性值可以各自是图像清晰度值，并且参考度量可以是第一图像属性值和第二图像属性值之间的差。第一图像属性值和第二图像属性值可以包括清晰度值、对比度值、图像分辨率、空间频率内容值、噪声测量值、动态范围值、图像失真测量、模糊值、每模块像素值、或与图像或图像质量相关联的另一个值。参考度量可以是第一图像属性值和第二图像属性值之间的差、第一图像属性值和第二图像属性值的总和、第一图像属性值和第二图像属性值的商、第一图像属性值和第二图像属性值的平均值，参考度量可以基于第一图像属性值和第二图像属性值的阈值或限制。在实施例中，如果第一图像属性值和第二图像属性值相等或基本相等(例如，在彼此的小于15％以内、在彼此的10％以内或在彼此的5％以内)，则可以确定没有发生焦点漂移。在这样的示例中，图像属性值之间的差的结果是图像质量度量等于0或在0的容差内基本接近0，并且第一图像属性值和第二图像属性值的商的结果是1的值或在容差内基本接近1。
在616处，处理器可以基于图像质量度量与参考度量的比较来确定是否已经发生焦点漂移。在618处，当图像质量度量在参考度量的阈值之内时，处理器可以确定没有发生焦点漂移并且在620处结束该方法。例如，图像质量度量可以使清晰度值。在618，当图像质量度量在参考度量的阈值之外时，处理器可以确定已经发生焦点漂移。按照上面的示例，如果图像质量度量指示图像属性值中的一者已经增加而其他图像属性值已经减小，则焦点已经朝向由两个图像属性值中的较大者指示的平面漂移。在一些示例中，图像属性值中的一者可以增加或减少，而其他图像属性值保持基本相同，这可以指示基本相似的图像属性值保持在图像属性值阈值内，而其他图像属性值已经增加或减少到超过图像属性阈值。例如，系统的远焦平面可以已经增加到超过远焦限制，而系统的近焦平面保持在近焦平面限制内。
参考度量可以指示近焦平面朝向中心焦平面的焦点漂移或远焦平面朝向中心焦平面的漂移。例如，参考度量可以指示具有在远焦平面和中心焦平面之间的平面的焦点漂移阈值，并且处理器可以通过将图像质量度量与参考度量进行比较来确定远焦平面已经朝向中心焦平面漂移。类似地，参考度量可以指示在近焦平面和中心焦平面之间的焦平面，并且处理器可以通过将图像质量度量与参考度量进行比较来确定近焦平面已经朝向中心焦平面漂移。参考度量的阈值可以是参考度量的百分比，例如，阈值可以是参考度量的±1％、±5％、±10％、±15％、±20％或小于±50％。
成像读取器106然后根据确定的焦点漂移调节可变焦光学元件208的中心焦平面A。例如，处理器可以分析图像质量度量和参考度量的比较以确定应用到可变焦光学元件208的焦点调整量。处理器可以向可变焦成像控制器214、致动器215或直接向可变焦光学元件208提供指示焦点调整量的信号和/或数据以调整中央焦平面A的焦点。调整中心焦平面可以包括向致动器215或可变焦光学元件208提供DC电压(例如，向液体透镜提供电压、向另一个可变焦透镜施加电压或调整另一个可变焦光学元件)、向致动器215提供控制信号以重新定位成像读取器106的成像级204的光学元件，或用于调整中心焦平面的其他方法。
一旦确定了焦点漂移，处理器可以将确定的焦点漂移量或调整量存储在成像读取器106的存储器、服务器112的存储器中，或将焦点漂移量和/或调整量提供到另一个网络或系统。在方法600的执行期间，检测器(未示出)可以确定不同的环境因素并测量环境变量(例如环境温度、成像读取器106的光学器件的温度、环境压力、湿度、成像读取器106的光学器件的年龄或其他可测量的因素)。与环境因素相关联的值随后可以与确定的焦点漂移和/或调整量相关联，并且与环境因素相关联的值也可以存储在成像读取器106的存储器、服务器112的存储器中和/或提供给另一个网络或系统。当操作成像读取器106时，传感器可以测量当前环境条件(诸如，成像读取器的当前温度或环境的当前温度)，并且处理器可以检索与该温度相关联的焦点漂移和/或调整量。处理器然后可以将检索到的焦点漂移和/或调整量提供给可变焦成像控制器214、致动器215、可变焦光学元件208或成像读取器106的其他元件以根据之前确定的焦点漂移调整成像读取器106的焦点。
虽然方法400和600的框中的步骤被描述为由成像读取器设备中的各种元件执行，但是这些步骤中的任何一个都可以在控制器或处理器中执行，无论是通过一个或多个专用控制器或处理器还是被配置为执行本文所述的其他过程的一个或多个元件。附加地，控制器214可以包括一个或多个处理器和一个或多个存储器。
在上述说明书中，已经描述了具体实施例。然而，本领域普通技术人员理解，可以做出各种修改和改变而不脱离如以下权利要求书所阐述的本发明的范围。因此，说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的意义，并且所有此类修改都旨在被包括在本教导的范围内。
这些益处、优势、问题解决方案以及可能使任何益处、优势或解决方案发生或变得更为突出的任何(多个)要素不被解释成任何或所有权利要求的关键的、必需的或必要的特征或要素。本发明仅由所附权利要求书限定，包括在本申请处于待审状态期间做出的任何修改以及授权公告的这些权利要求的所有等效物。
由图2的系统200的框图表示的示例的替代实现方式包括一个或多个附加或替代要素、过程和/或设备。附加地或替代地，可以组合、划分、重新布置或省略图中的示例框中的一个或多个。由图中的框表示的部件由硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。在一些示例中，由框表示的部件中的至少一个由逻辑电路实现。如本文所使用的，术语“逻辑电路”明确地定义为包括至少一个硬件部件的物理设备，该至少一个硬件部件被配置(例如，经由根据预定配置的操作和/或经由存储的机器可读指令的执行)为控制一个或多个机器和/或执行一个或多个机器的操作。逻辑电路的示例包括一个或多个处理器、一个或多个协处理器、一个或多个微处理器、一个或多个控制器、一个或多个数字信号处理器(DSP)、一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个微控制器单元(MCU)、一个或多个硬件加速器、一个或多个专用计算机芯片、以及一个或多个片上系统(SoC)设备。诸如ASIC或FPGA之类的一些示例逻辑电路是用于执行操作(例如，由本文所描述的流程图表示的操作中的一个或多个)的专门配置的硬件。一些示例逻辑电路是执行机器可读指令以执行操作(例如，由本公开的流程图表示的一个或多个操作，如果存在)的硬件。一些示例逻辑电路包括专门配置的硬件和执行机器可读指令的硬件的组合。上述描述涉及本文所描述的各种操作以及可以附在本文中以说明那些操作的流程的流程图。任何此类流程图表示本文所公开的示例方法。在一些示例中，由流程图表示的方法实现由框图表示的装置。本文所公开的示例方法的替代实现方式可以包括附加或替代操作。此外，可以组合、划分、重新布置或省略本文所公开的方法的替代实现的操作。在一些示例中，由流程图表示的本文所描述的操作由存储在介质(例如，有形机器可读介质)上的机器可读指令(例如，软件和/或固件)实现，用于由一个或多个逻辑电路(例如，(多个)处理器)执行。在一些示例中，本文所描述的操作由一个或多个专门设计的逻辑电路(例如，(多个)ASIC)的一个或多个配置实现。在一些示例中，本文所描述的操作由(多个)专门设计的逻辑电路和存储在介质(例如，有形机器可读介质)上以由(多个)逻辑电路执行的机器可读指令的组合来实现。
如本文所使用的，术语“有形机器可读介质”、“非瞬态机器可读介质”和“机器可读存储设备”中的每一个被明确定义为存储介质(例如，硬盘驱动器、数字多功能盘、光盘、闪存存储器、只读存储器、随机存取存储器等的盘片)，在其上存储机器可读指令(例如，以软件和/或固件的形式的程序代码)达任何合适的时间段(例如，永久地，在延长的时间段(例如，当与机器可读指令相关联的程序正在执行时)和/或短时间段(例如，在机器可读指令被高速缓存和/或在缓冲过程中)。进一步，如本文所使用的，术语“有形机器可读介质”、“非瞬态机器可读介质”和“机器可读存储设备”中的每一者被明确地定义为排除传播信号。也就是说，如在本专利的任何权利要求中所使用的，术语“有形机器可读介质”、“非瞬态机器可读介质”和“机器可读存储设备”中的任何一者都不能被理解为由传播信号实现。
在上述说明书中，已经描述了具体实施例。然而，本领域普通技术人员理解，可以做出各种修改和改变而不脱离如以下权利要求书所阐述的本发明的范围。因此，说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的意义，并且所有此类修改都旨在被包括在本教导的范围内。附加地，所描述的实施例/示例/实现方式不应该被解释为相互排斥的，而应被理解为潜在地可组合的，如果此类组合以任何方式是允许的。换句话说，前述实施例/示例/实现方式中的任一者中所公开的任何特征可以被包括在其他前述实施例/示例/实现方式中的任一者中。
这些益处、优势、问题解决方案以及可能使任何益处、优势或解决方案发生或变得更为突出的任何(多个)要素不被解释成任何或所有权利要求的关键的、必需的或必要的特征或要素。本要求保护的发明仅由所附权利要求书限定，包括在本申请处于待审状态期间做出的任何修改以及授权公告的那些权利要求的所有等效物。
此外，在该文档中，诸如第一和第二、顶部和底部等之类的关系术语可以单独地用于区分一个实体或动作与另一实体或动作，而不一定要求或暗示此类实体或动作之间具有任何实际的此类关系或顺序。术语“包括”、“包括有”、“具有”、“具备”、“包含”、“包含有”、“涵盖”、“涵盖有”或它们的任何其他变型旨在覆盖非排他性包括，使得包括、具有、包含、涵盖一要素列表的过程、方法、物品或装置不仅包括那些要素还可包括未明确列出的或对此类过程、方法、物品或装置固有的其他要素。以“包括一”、“具有一”、“包含一”、“涵盖一”开头的要素，在没有更多约束条件的情形下，不排除在包括、具有、包含、涵盖该要素的过程、方法、物品或装置中有另外的相同要素存在。术语“一”和“一个”被定义为一个或更多个，除非本文中另有明确声明。术语“基本”、“大致”、“近似”、“约”或这些术语的任何其他版本被定义为如本领域技术人员理解的那样接近，并且在一个非限制性实施例中，这些术语被定义为在10％以内，在另一实施例中在5％以内，在另一实施例中在1％以内，而在另一实施例中在0.5％以内。本文中使用的术语“耦合的”被定义为连接的，尽管不一定是直接连接的也不一定是机械连接的。以某种方式“配置”的设备或结构至少以该种方式进行配置，但也可以以未列出的方式进行配置。
本公开的摘要被提供以允许读者快速地确定本技术公开的性质。提交该摘要，并且理解该摘要将不用于解释或限制权利要求书的范围或含义。另外，在上述具体实施方式中，可以看出出于使本公开整体化的目的，各种特征在各种实施例中被编组到一起。这种公开方法不应被解释为反映要求保护的实施例与各项权利要求中明确记载的相比需要更多的特征的意图。相反，如以下权利要求所反映，发明主题可能在于少于单个公开的实施例的全部特征。因此，以下权利要求由此被结合到具体实施方式中，其中各个权利要求作为单独要求保护的主题代表其自身。

Claims (8)

1.一种用于将成像系统的焦点漂移与感兴趣的对象的位置变化进行区分的计算机实现的方法，所述方法包括：
由所述成像系统获取感兴趣的对象的图像；
由处理器识别所述图像中的感兴趣的区域，其中所述感兴趣的区域包含指示所述感兴趣的对象的标记；
由所述处理器确定所述图像的图像质量；
由所述处理器分析所述标记并且确定所述标记的像素测量，以及
由所述处理器将所述标记的所述像素测量与参考像素测量进行比较；以及
基于所述比较，由所述处理器：当所述像素测量在所述参考像素测量的阈值之外时，确定所述图像的所述图像质量由所述对象和所述成像系统相距的距离与参考距离的差异导致，并且当所述像素测量在所述参考像素测量的阈值之内时，确定所述图像的所述图像质量由所述成像系统的焦点漂移导致。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述参考像素测量被存储在所述成像系统的存储器中。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
由所述成像系统获取所述参考标记的图像；以及
由所述处理器对所述参考标记执行参考像素测量。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包括由所述处理器并且从所述像素测量确定所述感兴趣的对象和所述成像系统相距的距离；并且
其中将所述像素测量与所述参考像素测量进行比较包括：
由所述处理器将所述感兴趣的对象的所述距离与参考距离进行比较，所述参考距离从所述参考像素测量确定。
5.如权利要求4所述的方法，其中确定所述图像的所述图像质量由所述对象的距离和所述参考距离之间的距离的差异导致包括：当所述对象的距离在所述参考距离的阈值之外时确定所述图像的所述图像质量由所述对象与所述参考距离之间的距离的差异导致；并且
其中确定所述图像的所述图像质量由所述成像系统的焦点漂移导致包括：当所述对象的所述距离在所述参考距离的阈值之内时确定所述图像的所述图像质量由所述成像系统的焦点漂移导致。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述标记是1D条形码、2D条形码、静态QR码、动态QR码或UPC代码中的一者。
7.如权利要求1所述的方法，其中执行像素测量包括执行像素清晰度、对比度、边缘检测、大小、像素分辨率测量、每模块像素或图像质量中的至少一者的测量。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述参考测量指示参考像素距离；并且
其中所述像素测量包括由所述处理器确定所述感兴趣的区域内的两个像素之间的像素距离；并且
其中将所述标记的所述像素测量与参考像素测量进行比较包括将所述像素距离与所述参考像素距离进行比较；并且
其中确定所述图像的所述图像质量由所述对象和所述成像系统相距的距离与和所述成像系统相距的参考距离的差异导致包括：由所述处理器并且从所述比较，当所述像素距离在所述参考像素距离的阈值之外时，确定所述图像的所述图像质量由所述对象和所述成像系统相距的距离与所述参考距离之间的差导致；并且
其中确定所述图像的所述图像质量由所述成像系统的焦点漂移导致包括：由所述处理器并且从所述比较，当所述像素距离在所述参考像素距离的阈值之内时确定所述图像的所述图像质量由所述成像系统的焦点漂移导致。
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