CN205451092U - 一种条码识读设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种条码识读设备，包括摄像模块，手持壳体，第一电路板，主处理器，从处理器，接口电路，显示设备，外部通信接口。由于摄像模块的视频图像信号同步传输到主处理器和从处理器，且从处理器专用于解码工作，在主处理器将视频信号在显示设备上显示的同时，从处理器可以同步完成图像解码的工作，避免主处理器解码时可能由于其他紧急任务而导致延迟，从而实现解码速度的提升。

Description

一种条码识读设备

技术领域

本发明涉及一种条码识读设备，并且尤其涉及具有单镜头的视频拍摄和条码解码装置。

背景技术

二维条码用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息。它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化点。

摄像头通过光学镜头、图像传感器芯片以及AD转换器、自动曝光量控制、补偿电路等内部集成的电路将获取到的光学信息转换成计算机可以处理的数字图像信号。通常情况下，摄像头获取图像信息传递给处理器，由处理器将图像信息进行处理后通过显示设备显示出来；在自动识别领域，由处理器对摄像头获取的图像信息进行图像处理，从获取的包含条码信息的图片中提取出有用的条码内容。

在大部分应用中，摄像头获取视频通过显示设备输出和摄像头获取图片提取条码内容两种应用是独立的。在自动识别领域，需要同时用到上述两种功能的设备，也通常是由一个摄像头用于视频拍摄并显示，另外一个摄像头用于解码的工作。现有技术采用一个摄像头完成视频拍摄和条码解码，由于处理器需要在系统中承担多种不同的角色分时处理不同的任务，从图像输入设备提供图像到处理器完成解码过程中可能会有各种不同的任务插入进来，处理器功能的复杂性会导致解码速度的大幅降低。

以目前常用的手持设备读取二维码信息为例，在二维码读码软件正常工作状态下读取条码信息时通常需要几秒钟才能完成一次读码操作，在处理器有其他并行任务进行时，所需等待时间甚至会更长。在有快速读取大量条码信息的需求时，现有的单一摄像头解决方案在读码速度上显然不能满足需求。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题是单一摄像头在需要读取大量条码信息时，在多任务情况下不能快速满足需求。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种条码识读设备，其特征在于，包括：

摄像模块，进一步包括：

镜头、以及封装设置于所述镜头后方的基于互补金属氧化物半导体的图像传感器阵列；

瞄准光源，由两个LED组成，位于所述镜头两侧；

照明光源，由四个LED组成，位于所述镜头四角；

一手持壳体；

第一电路板，进一步包括：

主处理器，通信地连接所述摄像模块；

从处理器，包括条码解码芯片，通信地连接所述主处理器；

接口电路，包括一个或多个存储器，通信地连接所述摄像模块，所述主处理器和所述从处理器；

显示设备，包括显示屏，通信地连接所述主处理器；

外部通信接口，通信地连接所述从处理器。

所述条码解码芯片为配置MIPI协议的条码解码芯片。

所述瞄准光源发射的瞄准图案为绿色的十字包络线图案。

所述基于互补金属氧化物半导体的图像传感器阵列为单色感光图像传感器阵列。

所述基于互补金属氧化物半导体的图像传感器阵列为彩色感光图像传感器阵列。

所述外部通信接口为USB通信接口。

所述技术方案相比现有技术具有以下优点：

采用单一摄像头采集图像数据，同步实现视频拍摄和图像解码，通过特定的解码芯片实现快速解码，在设备上实现不同功能切换零延迟，提高解码处理速度。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，

图1为本实用新型的一种条码识读设备的内部结构图；

图2为本实用新型的一种条码识读设备的立体图；

图3为本实用新型的一种条码识读设备的系统框图；

图中附图标记表示为：1-摄像模块；2-镜头；3-瞄准光源；4-照明光源；5手持壳体；6-主处理器；7-从处理器；8-显示设备；9-外部通信接口，10-第一电路板，11-存储器。

具体实施方式

一种条码识读设备，包括：摄像模块1，手持壳体5，第一电路板10，其中：

如图1所示，所述摄像模块1进一步包括：镜头2、以及封装设置于所述镜头2后方的基于互补金属氧化物半导体的图像传感器阵列3，瞄准光源4，由两个LED组成，位于所述镜头两侧，照明光源，由四个LED组成，位于镜头四角。

如图2所示，所述手持壳体5内部安装有所述摄像模块1和所述第一电路板10，上部为显示设备8的显示屏，可显示实时视频，前部为透明窗口，手柄上有触发按钮，所述手持壳体5可由ABS塑料材料制得。

如图1所示，所述第一电路板10进一步包括：主处理器6，通信地连接所述摄像模块1；从处理器7，包括条码解码芯片，通信地连接所述主处理器6；接口电路，包括一个或多个存储器11，通信地连接所述摄像模块1，所述主处理器6和所述从处理器7；显示设备8，包括显示屏，通信地连接所述主处理器；外部通信接口9，通信地连接所述从处理器7。

如图3所示，所述主处理器6可对所述摄像模块1进行参数配置包括所述镜头2的焦距，倍率等，还包括所述摄像模块1的工作启动与停止，以及所述所述瞄准光源3和照明光源4的工作状态控制。

在系统操作过程中，视频图像数据可以从述摄像模块1的图像传感器中读出、被转换、并被存储到所述接口电路中的一个或多个存储器11中，在各种实施例中，该一个或多个存储器11可以说明性地包括RAM、比如EPROM1082的非易失性存储器、记忆存储设备、以及各种任何其他类型存储器组件。在说明性的实施例中，记忆存储设备可以说明性地是或包括RAM、EPROM、EEPROM、中的任何类型，或者其他类型的ROM或者任何其他类型的易失性或非易失性或可移除或非可移除存储器或数据存储组件。

所述接口电路将所述存储器11中存储的视频图像数据同步传输给所述主处理器6和所述从处理器7。所述同步传输即将所述存储器11中存储的视频图像数据的每个信号依次交替传输给两个接收端，以实现一个完整的数据帧是同时传输给所述主处理器6和所述从处理器7。

有关视频数据传输，在专利CN201210076566《适应性视频捕捉解码系统》中有描述，其考虑到高分辨率的视频图像数据的情况下，对于需要平滑地渲染图像以及处理图像以对图像中的可解码特征执行尝试解码，对设备可用的处理能力造成实质的处理负担，因为当时的条码处理模块对于实时处理视频中的条码能力不足，其通过在采集视频的过程中，安装一个判断模块，如果当前视频帧中有条码图像，就将此视频帧传输给条码处理模块，对于不含有条码图像的视频帧，则传输给视频显示系统。这种方法是为了缓解条码处理模块的处理压力，但是因为安装了判断模块，造成在数据处理过程中增加了判断流程，使得最终的处理速度变慢了，同时，在高速摄影中，也可能因为判断模块失误导致没有捕捉到带有条码图像的数据帧。

而实用新型中采用专门的条码解码芯片，使用硬解码相对于现有技术的软解码技术，处理能力强大，能快速对视频图像数据进行图像处理，并提取条码特征完成解码，对于大数据流量的处理能力也非常适宜用来处理视频中的条码。因此本实用新型可以不需要判断模块，将完整的视频图像数据同步传输给所述主处理器6和所述从处理器7。

所述主处理器6接收所述接口电路输出的视频图像数据，并且将视频图像数据传输给所述显示设备8。所述显示设备8中包含的显示设备可以为液晶显示屏，将视频图像数据由电信号转化为可视化图像。

所述主处理器6控制所述从处理器7进行工作，包括启动所述从处理器7进行解码，所述从处理器3将解码信息传输给所述主处理器2或者根据所述主处理器2的控制命令通过所述外部通信接口9传输到外部设备。

所述从处理器7控制所述条码解码芯片对接收到的视频图像数据进行解码。所述解码芯片为配置MIPI协议的条码解码芯片。所述配置MIPI协议的解码芯片采用可编程逻辑电路，该MIPI解码芯片配备MIPI协议，在解码芯片的内部集成MIPI功能不需要另外采用MIPI芯片进行信号的转接，节约了器件并且可以使得整个设备的体积减小，满足现在市场上人们对设备小型化的需求。所述解码芯片具备MIPI功能后将移动通信设备内部的接口标准化从而减少兼容性问题并简化了产品的整体设计，使该产品的接口既能增加带宽、提高性能，同时又能降低成本、复杂度、功耗以及EMI，只在需要时连接到D-PHY或者M-PHY这两个物理层之上，D-PHY采用1对源同步的差分时钟和1～4对差分数据线来进行数据传输。数据传输采用DDR方式，即在时钟的上下边沿都有数据传输，D-PHY的物理层支持HS(highspeed)和LP(lowpower)2种工作模式，HS模式下采用低压差分信号，功耗较大，但是可以传输很高的数据速率(数据速率为80M～1Gbps)；LP模式下采用单端信号，数据速率很低(＜10Mbps)，但是相应的功耗也很低。两种模式的结合保证了MIPI总线在需要传输大量数据(如视频图像)时可以高速传输，而在不需要大数据量传输时又能够减少功耗。MIPI解码芯片可由单个ASIC集成电路运行，实现硬件解码，区别于传统的软件解码，传统的解码过程采用软件解码、纠错、图形处理等算法，需要三个集成电路。所述的解码芯片可解码的码制包括非常大至超小的代码128、Codabar、代码93、代码11、代码39、UPC、ENC、MSI等，至少一个条码符号的类型可以为相同的或多种不同条码的组合，具体的条码类型可包括：PDF417，DataMatrix，QR码、Maxicode、Aztec等2D条码符号等。

所述瞄准光源4发射的瞄准图案为绿色的十字包络线图案，在其他实施例中，可以为红色，白色等颜色，形状可为一字线状，圆点状等图案。

所述基于互补金属氧化物半导体的图像传感器阵列为单色感光图像传感器阵列。所述单色感光图像传感器阵列所拍摄的每帧数据容量更小，适用于低端设备。

所述基于互补金属氧化物半导体的图像传感器阵列为彩色感光图像传感器阵列。所述彩色感光图像传感器阵列所拍摄的每帧数据容量更大，对处理器要求更高，但视频质量更好，适用于高端设备。

所述外部通信接口9为USB通信接口，在其他实施例中，所述外部通信接口9也可以为RS232串口通信接口。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种条码识读设备，其特征在于，包括：

摄像模块，进一步包括：

镜头、以及封装设置于所述镜头后方的基于互补金属氧化物半导体的图像传感器阵列；

瞄准光源，由两个LED组成，位于所述镜头两侧；

照明光源，由四个LED组成，位于所述镜头四角；

一手持壳体；

第一电路板，进一步包括：

主处理器，通信地连接所述摄像模块；

从处理器，包括条码解码芯片，通信地连接所述主处理器；

接口电路，包括一个或多个存储器，通信地连接所述摄像模块，所述主处理器和所述从处理器；

显示设备，包括显示屏，通信地连接所述主处理器；

外部通信接口，通信地连接所述从处理器。

2.根据权利要求1所述的一种条码识读设备，其特征在于，所述条码解码芯片为配置MIPI协议的条码解码芯片。

3.根据权利要求2所述的一种条码识读设备，其特征在于，所述瞄准光源发射的瞄准图案为绿色的十字包络线图案。

4.根据权利要求3所述的一种条码识读设备，其特征在于，所述基于互补金属氧化物半导体的图像传感器阵列为单色感光图像传感器阵列。

5.根据权利要求3所述的一种条码识读设备，其特征在于，所述基于互补金属氧化物半导体的图像传感器阵列为彩色感光图像传感器阵列。

6.根据权利要求3所述的一种条码识读设备，其特征在于，所述外部通信接口为USB通信接口。