DE69027762T2

DE69027762T2 - Zweidimensionale Bilderschrift hoher Dichtigkeit

Info

Publication number: DE69027762T2
Application number: DE69027762T
Authority: DE
Inventors: Theodosios Pavlidis; Jerome Swartz; Ynjuin Paul Wang
Original assignee: Symbol Technologies LLC
Current assignee: Symbol Technologies LLC
Priority date: 1990-01-05
Filing date: 1990-10-10
Publication date: 1997-01-09
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: EP0439682A2; AU6392390A; US5796090A; CA2026387A1; AU637409B2; DE69033063T2; US5760382A; US5399846A; EP0733991A3; JPH03204793A; CA2026387C; US5504322A; EP0733991B1; EP0439682A3; US5644408A; US5304786A; EP0733991A2; EP0439682B1; DE69027762D1; JP2846442B2

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Lesen und Decodieren eines maschinenlesbaren Symbols, wobei das Symbol eine Vielzahl von benachbarten Gruppen von Codeworten aufweist, wobei jede Gruppe eine Vielzahl von individuellen Codeworten aufweist und zwar mit einem detektierbarem Markierungs/Freiraum-Muster. Sie bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung bzw. Einrichtung zum Lesen und Decodieren von solchen Symbolen. Typischerweise wird das Symbol auf ein Substrat gedruckt oder auf andere Weise eingeschrieben, wodurch ein nicht- flüchtiger-elektro-optischer-nur lesbarer Speicher definiert wird. Das Symbol oder "Label" besitzt typischerweise eine zweidimensionale Symbolik bzw. einen zwei-dimensionalen Symbolgehalt von hoher Dichte, eine variable Anzahl von zusammengesetzten Symbolen bzw. Komponentensymbolen oder "Codeworten" pro Linie bzw. Zeile, und eine variable Anzahl von Zeilen.

1.1 Strichcodesymbolik

Ein Strichcode ist typischerweise eine lineare Anordnung von Elementen, die entweder direkt auf ein Objekt gedruckt sind oder auf Label bzw. Etiketten, die an dem Objekt angebracht sind. Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, weisen Strichcode-Elemente typischerweise Striche und Freiräume auf, wobei die variierenden Breiten der Striche Strings bzw. Abfolgen von binären Einsen darstellen, und wobei die Freiräume von variierenden Breiten Strings bzw. Abfolgen von binären Nullen darstellen. Viele Strichcodes sind optisch detektierbar und werden von Vorrichtungen wie beispielsweise Abtastlaserstrahlen oder handgehaltenen bzw. -geführten Stäben gelesen. Andere Strichcodes sind in magnetische Medien bzw. Träger implementiert. Die Laser- und Abtastsysteme decodieren elktrooptisch das Symbol in mehrfache alphanumerische Zeichen, die für den Artikel oder irgendeine Eigenschaft davon beschreibend sein sollen. Solche Buchstaben bzw. Zeichen werden typischerweise in digitaler Form dargestellt, wie beispielsweise eine Eingabe an ein Datenverarbeitungssystern für Anwendungen bei Kassenverarbeitungen, Inventurkontrollen, bzw. Überwachung und Annlichem. Scan- bzw. Abtastsysteme dieser allgemeinen Bauart sind beispielsweise in den US Patenten Nr. 4.251.789; 4.360.798; 4.369.361; 4.387.297; 4.409.470 und 4.460.120 offenbart, die alle der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung gehören.
Die meisten gegenwärtig verwendeten Strichcodes enthalten nur 5 oder 6 Buchstaben oder Zahlen, nicht mehr als ein typisches Fahrzeugnummernschild. Im Hinblick auf die relativ kleine Datenmenge, die in einem typischen linearen Strichcode enthalten ist, sind die wesentlichen Anwendungen eines Strichcodes, die codierten Daten nur zu nutzen, um auf eine Datei oder Datenbasis hinzuzeigen, die mit dem Computersystem assoziiert ist, wodurch eine verständliche Information erhältlich wird.
Wie oben bemerkt, haben die miteinander in Kontrast stehenden parallelen Striche und Freiräume (auf die hier als "Markierungen" Bezug genommen wird) von typischen optisch detektierbaren Strichcodes variierenden Breiten. Im allgemeinen können die Striche und Freiräume nicht kleiner als eine spezielle Minimalbreite sein, die als die "Einheit" des Codes (oder als "X-Dimension" oder "Modul") bezeichnet wird. Während die theoretische Minimaleinheitsgröße die wellenlänge des Lichtes ist, das verwendet wird, um den Strichcode zu lesen, gibt es andere praktische Einschränkungen. Unter diesen Begrenzungen sind die gewünschte Tiefe des Feldes bzw. Feldtiefe der Ausleseausrüstung, die Begrenzungen eines gegebenen Druckprozesses und die Robustheit des gedruckten Bildes, das korrekt trotz Staub, Schmutz und kleineren physikalischen Schädigungen gelesen werden muß.
Die Strichcodesymbole werden aus Strichen oder Elementen geformt, die typischerweise rechteckig in der Form sind, und zwar mit einer Auswahl von möglichen Breiten. Die spezielle Anordnung der Elemente definiert den Buchstaben bzw. das Zeichen, das gemäß eines Satzes bzw. einer Reihe von Regeln und Definitionen dargestellt ist, und zwar festgelegt durch den Code oder "Symbolgehalt", der verwendet wird. Die relative Größe der Striche und Freiräume wird durch die Art der verwendeten Codierung bestimmt, wie beispielsweise die tatsächliche Größe der Striche und Freiräume. Auf die Anzahl von Zeichen pro Inch, die vom Strichsymbol dargeslellt wird, wird als die Dichte des Symbols Bezug genommen. Um eine gewünschte Abfolge von Zeichen zu codieren, wird eine Sammlung von Elementanordnungen zusammen aneinander gekettet, um das vollständige Strichcodesymbol zu bilden, wobei jedes Zeichen der Nachricht von seiner eigenen entsprechenden Elementengruppe dargestellt wird. Bei einigen Symboliken wird ein einzigartiges "Start"- und "Stop"-Zeichen verwendet, um anzuzeigen, wo der Strichcode beginnt und endet. Es gibt eine Anzahl von unterschiedlichen Strichcodesymboliken. Diese Symboliken bzw. Symbolgehalte sind folgende: UPS/EAN, Code 39, Code 93, Code 128, Codabar, und Interleaved 2 von 5.

1.2 Symboliken des (n,k)-Typs

Auf einige Strichcodes wird Bezug genommen als zugehörig zur (n,k)-Familie, die durch Savir- und Laurer definiert wurde in "The Characteristics and Decodability of the Universal Product Code", IBM-Systems Journal Vol.14, Nr. 1, 1975. Ein Code des (n,k)-Typs stellt Zeichen einzig durch eine Folge bzw. einen String von n-Bits dar, die jeweils k-Lauffolgen von 1 Bit (d.h. k Striche) und k-Lauffolgen von 0 bits (d.h. Freiräume) enthält. Ein (n,k)-Code ist in beiden Richtungen decodierbar, d.h. durch Scannen bzw. Abtasten entweder nach vorne oder nach hinten. Auf solche Strichcodes wird oft durch die Zahlen n und k Bezug genommen, beispielsweise leitet der wohlbe kannte Code 93 seinen Namen von dieser (n,k)-Bezeichnung ab, d.h. n 9, k = 3. Der UPC-Code ist ein Beispiel eines (7,2)-Codes, d.h. n = 7, k = 2.

1.3 Frühere zweidimensionale Strichcodes

Es existieren bekannte zweidimensionale Strichcodes, die Erweiterungen von eindimensionalen Strichcodes sind, und zwar dahingehend, daß eindimensionale Strichcodes mit horizontalen Grenzstrichen zwischen ihnen gestapelt werden, um die Dichte zu erhöhen. Ein Beispiel eines solchen Strichcodes ist in US-Patent Nr. 4.794.239 an Allais dargestellt.
Ein Hindernis, die Dichte von zweidimensionalen Strichcodes zu vergrößern, ist die Notwendigkeit für eine gewisse Minimalhöhe in der Vertikalrichtung. Eine Minimalhöhe ist notwendig, um sicherzustellen, daß ein menschlicher Bediener einer "Scan"- bzw. Abtastlinie halten kann (d.h. der Pfad bzw. Weg einer gegebenen Abtastbewegung, wie sie beisielsweise erreicht wird durch das Überstreichen eines handgehaltenen Stiftes bzw. Abtasters entlang eines Strichcodes) und zwar innerhalb des Gebietes einer einzelnen Strichcodereihe. Figur 1 veranschaulicht diese Schwierigkeit: die Scan- bzw. Abtastlinien 10, 11 und 12 stellen identische beispielhafte Pfade bzw. Wege von beispielsweise handgehaltenen Stiften über die Strichcodes 15, 16 und 17 dar. Es ist offensicbtlich, daß bei einem großen bzw. hohen Strichcode 15 die Abtastlinien 10 alle innerhalb der Grenzen einer Strichcodereihe bleiben, während bei kürzeren Strichcodes 16 oder 17 die Abtastlinien 11 und 12 von einer Reihe auf die andere überkreuzen bzw. verlaufen.
Eine andere Begrenzung, die bei einigen bekannten zweidimensionalen Strichcodes zu sehen ist, ist die Verwendung von festen Karten bzw. Plänen, um Codeworte in Zeichen umzuwandeln. Die festen Karten begrenzen die Flexibilität der Anwendungen. Beispielsweise besitzt der wohlbekannte Code 4C) sechs feste Karten (d.h. sechs Betriebsarten), um ein Sodeworte numerisch oder alphanumerisch umzuwandeln bzw. zu übersetzen.
Obwohl solche zweidimensionalen Strichcodes einige Vergrößerung der Speicherkapazität bieten, werden solche Codes als Zeiger noch verwendet, um Dateien nachzuschauen, anstatt selbst als vollständige Datendatei zu dienen.
Noch ein weiterer Nachteil von einigen bekannten zweidimensionalen Codes ist die Notwendigkeit einer festen Anzahl von Codeworten pro Zeile (hier als "Reihe" bezeichnet) und die Begrenzung auf eine Maximalzahl von Reihen. Beispielsweise besitzt der Code 49 (ein Strichcode im allgemeinen gemäß dem zuvor erwähnten '239-Patent von Allais) 4 Codeworte pro Reihe und 8 Reihen maximal.
Noch ein weiteres Problem ist der Mangel an Flexibilität beim Auswählen eines geeigneten Sicherheitssystems. (Der Ausdruck "Sicherheit" wird allgemein verwendet, um auf Verlässlichkeit in der Genauigkeit oder Korrektheit Bezug zu nehmen. Sie wird gewöhnlicherweise durch eine Fehlauslese- bzw. Fehldecodierungsrate beschrieben, beispielsweise in Fehlern pro Million). Der Code 49 beispielsweise bietet ein sehr hohes Sicherheitsniveau, wobei er ungefähr 302) seiner Codeworte im Durchschnitt dafür opfert, Fehler zu überprüfen. Jedoch kann bei manchen Anwendungen ein kleinerer Sicherheitsgrad ein annehmbarer Handel für eine größere Codewortdichte sein; die Möglichkeit bzw. Fähigkeit, die Sicherheit zu variieren, wäre vorteilhaft.
Der nächste Stand der Technik wird durch US-A-4.794.239 dargestellt, die auf ein Mehrspurstrichcodesymbol Bezug nimmt und auf ein assoziiertes Decodierungsverfahren. Das Dokument offenbart ein Verfahren zum Lesen und Decodieren eines maschinenlesbaren Symbols, wobei das Symbol eine Vielzahl von benachbarten individuellen bzw. einzelnen Codeworten aufweist, und zwar mit einem detektierbaren Markierungs/Freiraum-Muster; wobei die Codeworte zusammen, wenn sie in der Reihenfolge genommen werden, eine codierte Version von Daten definieren, die decodiert werden sollen, wobei das Verfahren folgendes aufweist:
(a) Abtasten und Lesen der Codeworte, nicht notwendigerweise in der erwähnten Abfolge;
(b) Berechnen für jedes Codeworte X einer Unterscheidungs- bzw. Diskriminatorfunktion f(X);

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(c) Aufteilen der abgetasteten bzw. gescannten Codeworte in eine Vielzahl von Teilabtastungen bzw. Teilscans;
(d) Wiedererzeugen der Abfolge durch das Verknüpfen bzw. Zusammenfügen der Teilscans; und
(e) Decodieren der Codeworte und Ausgeben oder Speichern der aufeinanderfolgenden decodierten Daten.

2. Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Verwendung einer verbesserten zweidimensionalen Symbolik bzw. eines zweidimensionalen Symbolgehalts mit hoher Dichte, genauso wie ein flexibles Verfahren zur Verwendung der Symbolik, um Daten zu codieren und decodieren bzw., zu verschlüsseln bzw. zu entschlüsseln. Die Symbolik kann verwendet werden, um einen nicht flüchtigen nur lesbaren Speicher bzw. ein Read-Only-Memory (ROM) zu erzeugen, der wiederum in einem Computersystem verwendet werden kann.
Frühere Codes sind begrenzt gewesen, was Informationskapazität oder -dichte betrifft. Die vorliegende Erfindung gestattet die Verwendung von Symboliken, die eine Speicherkapazität von bis zum einem Kilobyte an Speicher innerhalb eines Gebietes von einem bis vier Quadrat-Inch erreichen können. Die Signifikanz eines solchen Speichers sollte nicht unterbewertet werden, sie stellt ungefähr 250 englische Worte dar, ungefähr die Größe einer Seite oder einer Bildschirmdarstellung. Als eine Informationseinheit ist eine solche Einheit für viele Anwendungen sehr geeignet.

2.1 Zusammenfassung der reihenweisen Organisation eines Labels

Ein geeignetes Beispiel eines zweidimensionalen Labels zur Verwendung mit dem Verfahren und der Einrichtung der Erfindung kann mehrfache Codewortreihen aufweisen, d.h. der Ausdruck "Label" wird hier verwendet, um eine komplexe Markierung von festgelegten Dimension zu bedeuten bzw. zu bezeichnen, die eine Anzahl von Codeworten aufweist, die in Reihen organisiert sind. Jedes Codeworte ist ein Markierungsmuster, das eine Vielzahl von Elementen oder Markierungen aufweist, wobei die Markierungen von verschieden Höhen, wie beispielsweise in einem Strichcode sein können, oder von relativ geringer Höhe, um einen "Punkt-Code" zu bilden. Nicht jedes Markierungsmuster kann ein Codewort bilden, jedoch gehört jedes Codewort zu einer speziellen Familie oder "Satz" von Markierungsmustern, die bzw. der mit einer speziell beschreibenden Regel konform ist und zwar über einige Eigenschaften eines jeden Markierungsmusters, beispielsweise eine Wegel über die Breite einer jeden Markierung und die Gesamtbreite eines jeden Markierungsmusters.
Die Codeworte in irgendwelchen zwei gegenüberliegenden bzw. benachbarten Reihen sind in gegenseitig ausschließlichen Untersätzen des Markierungsmustersatzes geschrieben (obwohl in einigen Ausführungsbeispielen die Vereinigung des Untersatzes nicht den Satz selbst ausschöpft). Insbesondere wird jeder Untersatz des Markierungsmustersatzes so definiert, daß er als gültiges Codewort für diesen Untersatz nur jene Markierungsmuster einschließt, die gewisse Diskriminator- bzw. Unterscheidungsfunktionskriterien erfüllen.
Eine solche reihenweise Verwendung von sich abwechselnden Untersätzen von Codeworten, die gemäß der Diskriminator- bzw. Unterscheidungsfunktionkskriterien gruppiert sind, gestattet eine schnelle Bestimmung, ob eine Reihe gekreuzt bzw. verlassen wurde, ohne die Notwendigkeit eines horizontalen Grenzstreifens. D.h. für ein gegebenes abgetastetes Codewort in einem Label bzw. Etikett zeigt die Bestimmung der Unterscheidungsfunktion an, ob das Codewort aus derselben Reihe wie das zuvor abgetaste te bzw. gescannte Codewort oder aus einer unterschiedlichen Reihe kommt, (d.h. ob die Scan-Linie zwischen Reihen gekreuzt hat bzw. sie überschritten hat, wie in Figur 1 veranschaulicht).
Die Bestimmung der Linienüberkreuzung gestattet ein "Verknüpfen" von Teilscans von einzelnen Reihen in eine Karte (beispielsweise in einem Speicher) des Labels bzw. Etiketts. Der Verknüpfungs-Prozeß ist im großen und ganzen analog zum Verknüpfen einer Anzahl von Stücken von farbigem Tuch bzw. Gewebe zu einem vorbestimmten Quilt bzw. Fleckenteppich, der beispielsweise ein Bild abbildet. Da jedes "Stück" vom Abtast- bzw. Scanprozeß erfordert wird, wird es stückweise an den entsprechenden bzw. passenden Punkt im Label eingebaut.
Beispielsweise sei angenommen, daß die Berechnung der geeigneten Unterscheidungsfunktionen zeigt, daß ein Abtastübergang die erste Hälfte der Reihe 1 und die zweite Hälfte der Reihe 2 eines Etiketts abgetastet hat, wie in Figur 3 gezeigt ist. Es sei angenommen, daß die jeweilige Länge der abgetasteten Daten mit Bezug auf die Enden des Labels bekannt sind, beispielsweise durch die Detektion von Start- und/oder Stop-Codes. Das Wissen, daß eine Reihengrenze bzw. Begrenzung überschritten wurde, gestattet, daß die abgetasteten Daten vom Abtastüberlauf in die entsprechenden ordnungsgemäßen Reihen der Label- bzw. Etikettkarte eingefügt werden und zwar bei den jeweiligen ordnungsgemäßen Längen (angenommen wird, daß keine Scan oder Decodierungsfehler auftreten); die Daten aus dem Abttastübergang müssen fast nicht abgelegt werden da die Daten nicht aus einer einzelnen bzw. einzigen gewünschten Reihe kommen.
Als ein weiteres (sehr vereinfachtes) hypothetisches Beispiel sei angenommen, daß ein Teil einer Reihe abgetastet worden ist und daß die Daten "123456789" als Ergebnis in die Labelkarte eingebaut worden sind. Weiter sei angenommen, daß ein zweiter Abtastübergang der Reihe gemacht wird und daß die Daten "6789A8CD" als Ergebnis decodiert werden. Wenn der Überlappungsteil, falls einer auftritt, zwischen den beiden abgetasteten Daten-"Stücken", in diesem Fall der "6789"-Teil bestimmt werden kann( beispielsweise mit String-Matching-Techniken bzw. Übereinstimmungstechniken, wie unten beschrieben) dann kann der West der später abgetasteten Daten ordnungsgemäß in die Labelkarte eingefügt bzw. eingebaut werden (in diesem Fall der"ABCD"-Teil)
Folglich muß der Bediener nicht sorgfältig sein, um den Stift über das Label mit einer Reihe bei jedem Mal zu führen, fast irgendein Abtastübergang (der entweder den Startcode einer Reihe oder einen Stopcode umfaßt) oder der irgendwie bestimmt werden kann, als überlappend mit den Daten, die in die Labelkarte schon eingebaut sind, wird nützliche Daten bringen (angenommen, daß keine Codierungs- oder Decodierungsfehler auftreten). Ein solches Label vergrößert somit vorteilhaft die Informationsdichte, durch das Gestatten von Höhenreduzierungen in den Codeworten.

2.2 Zusammenfassung der Organisation der Codewortuntersätze

Wie oben erwähnt, ist ein Schlüsselmerkmal der Erfindung die Verwendung von verschiedenen Codewortuntersätzen, vorzugsweise in verschiedenen Reihen, wobei jeder Untersatz bestimmte Diskriminator- bzw. Unterscheidungsfunktionskriterien erfüllt. In einem Ausführungsbeispiel, das hier zu Veranschaulichungszwecken beschrieben ist, wird eine (17,4)-Symbolik verwendet. Eine Unterscheidungsfunktion wird verwendet, um die 11.400 verfügbaren Markierungsmuster in dieser Symbolik in 3 Markierungsuntersätze von jeweils 929 Codeworten zu teilen.
Die Unterscheidungsfunktion kann als ihre Eingaben bzw. Eingabegrößen die verschiedenen Breiten der An- und Ausmarkierung eines Markierungsmusters nehmen (beispielsweise optisch detektierbare Striche und Freiräume) und kann als eine Ausgabe bzw. Ausgangsgröße eine Zahl von bis 8 liefern. Drei Untersätze können dann gewählt werden, deren Diskriminator- bzw. Unterscheidungungsfunktionswerte 0 bzw. 3 bzw. 6 sind, und deren Markierungsbreiten gewisse andere Kriterien erfüllen. Jeder Untersatz weist somit eine Sammlung von Codeworten auf, deren Diskriminator- bzw. Unterscheidungsfunktionen sowohl einander gleich als auch leicht von denen der Codeworten in den anderen beiden Untersätzen unterscheidbar sind.
Die Verfügbarkeit von 929 Codeworten in jedem Untersatz, jeweils mit einer einzigartigen Unterscheidungsfunktionsnummer, gestattet, daß jedes Codewort verwendet werden kann, um eine 2-stellige Zahl zur Basis 30 darzustellen. Diese Möglichkeit bringt mehrere Vorteile.
Wie in Figur 5 gezeigt, kann jede Ziffer bzw. jede Stelle der zweistelligen Zahl mit der Basis 30 verwendet werden, und zwar in einem "Alpha-Modus" oder in einem "Misch-Modus", d.h. jede Stelle bzw. Ziffer kann eingepaßt werden in eine 30-stellige alphabetische Übersetzungstabelle oder in eine 30-stellige gemischte alphanumerische Übersetzungstabelle. In jeder dieser 30- stelligen Tabellen sind ein oder mehrere Ziffern reserviert zur Verwendung als Signale, um die Übersetzungstabellen zu ändern bzw. zu wechseln.
Alternativ kann jede 2-stellige Zahl in einem "numerischen Modus" oder in einem "User-Modus" verwendet werden, d.h. jede Zahl bzw. Ziffer kann in eine 929- stellige numerische Übersetzungstabelle eingepaßt bzw. eingetragen werden, oder in irgendeine von bis zu 27 929- stelligen user- bzw. benutzerdefinierten Übersetzungstabellen. In jeder dieser Tabellen sind genauso eine oder mehrere Ziffern oder Stellen zur Verwendung als Signale reserviert, um die Verwendung einer unterschiedlichen Übersetzungstabelle zu beginnen.

2.3 Zusammenfassung des Zwei-Schritt-Decodierungsverfahrens

Im ersten Schritt des bevorzugten Verfahrens, wenn ein Codewort abgetastet bzw. gescannt wird, wird die Diskriminator- bzw. Unterscheidungsfunktion des abgetasteten Codewortes berechnet, um den Codewortuntersatz zu bestimmen, von dem das gescannte Codewort ein Mitglied ist. Eine t-Sequenznummer basierend auf der Breite der Markierungen die das Codewort aufweist, wird auch berechnet. Diese Nummer wird als ein Eingangspunkt in eine Nachschau-Tabelle für den Codewortuntersatz, der fraglich ist, verwendet. Die Nachschau-Tabelle ergibt eine Zahl von 0 bis 928, die in eine 2-stellige Zahl zur Basis 30 zergliedert wird.
Im zweiten Schritt werden die Zahlen bzw. Stellen der hohen und niedrigen Ordnung der Zahl zur Basis 30 verwendet, um die Symbolbedeutung zu bestimmen, die dem Codewort zugehörig ist (was einen Befehl, die Übersetzungs-Tabellen zu wechseln, einschließen kann).
Das Verfahren der Erfindung gestattet so vorteilhafterweise dem Bediener, mehrfach Übersetzungs-Tabellen zu definieren. Zusätzlich wird die Erfindung nicht durch logische Grenzen bezüglich der Zahl der Codeworte pro Reihe oder der Anzahl der Reihen begrenzt. Dies gibt dem Anwender die Freiheit, die Symbolik bzw. den Symbolgehalt in Gebieten von variierenden Formen auszulegen.

2.4 Zusammenfassung der Fehlererkennung und -korrektur

Eine reihenorientierte inkrementale Fehlererken nungsfähigkeit ist vorgesehen, und zwar durch die Verwendung eines Check- bzw. Prüfsummencodewortes für jede Reihe. Nach der Vollendung der low-level- bzw. Niedrig- Pegel-Decodierung, jedoch vor dem Ausführen der highlevel-Decodierung werden verschiedene Checksummenberechnungen ausgeführt, um die Genauigkeit der Abtastung zu testen.
Zusätzlich wird ein "finales" bzw. ein "letztes" Checksummencodewort für das Label als Gesamtes als zusätzliche Sicherheit verwendet. Die Verwendung dieser Checksummen gestattet einen begrenzten Grad der Fehlerwiedergewinnung, da die Checksummen die Informationsgehalte jeder der Codeworte in dem Label bzw. Etikett wi derspiegeln. D.h. Fehler beim Decodieren von speziellen Codeworten können unter gewissen Umständen korrigiert werden und zwar durch das "Subtrahieren" der bekannten korrekten Codeworte von der Checksumme, wodurch sozusagen der korrekte Wert für das irrtümlich decodierte Codeworte erhalten wird.
Wenn die Testergebnisse zufriedenstellend sind, wird der high-level-Decodierungsschritt ausgeführt.

2.5 Zusammenfassung der Systemimplementation

Die vorliegende Erfindung kann innerhalb eines Systems angewendet werden zum Lesen bzw. Auslesen von Strichcodesymbolen oder Annlichem, und zwar einschließ lich einer handgehaltenen Abtast- bzw. Scaneinheit in einem leichtgewichtigen tragbaren Gehäuse, das eine Symboldetektionsvorrichtung aufweist zur Erzeugung eines Laserstrahls, der auf ein Symbol hin gerichtet wird, das gelesen werden soll, um reflektiertes Licht von einem solchen Symbol zu empfangen, um elektrische Signale entsprechend der Daten, die in dem Symbol dargestellt sind, zu erzeugen; eine Datenverarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten der Daten, die vom Symbol dargestellt werden, und zwar mit einem Zustand gemäß zumindest ersten und zweiten un terschiedlichen Codierungsprozeduren bzw. -verfahren; und eine Lesesteuerungs-Vorrichtung, um die Symboldetektionsvorrichtung zu betätigen, um das Lesen bzw. Auslesen eines Symbols einzuleiten, wobei das Symbol zumindest zwei Gruppen von Codeworten aufweist, wobei jedes Codewort von zumindest einem informationstragenden Zeichen dargestellt wird und unter einem Satz von gültigen Markierungsmustern ausgewählt wird. Jedes Markierungsmuster weist dabei ein Muster von Markierungen auf, wobei jedes Markierungsmuster codierte Daten darstellt und zwar entsprechend eines einer Vielzahl von verschiedenen Codierungsverfahren; wobei die Codeworte in jeder Gruppe aus einem Untersatz von Markierungsmustern gewählt werden, wobei der Untersatz der Gruppe von einer festgelegten Regel für diese Gruppe definiert wird, die sich von der Regel unterscheidet, die für eine unterschiedliche Gruppe festgelegt bzw. spezifiziert ist; wobei jedes Codierungsverfahren eine Funktion des Zustandes der Datenverarbeitungsvorrichtung ist.

3. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1A ist eine Veranschaulichung einer Strichcodesymbolik bzw. eines Strichcodesymbolgehalts des Standes der Technik.
Figur 1B ist eine Veranschaulichung eines Labels bzw. Etikettes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 ist eine Veranschaulichung der Beziehung zwischen einer x-Sequenz und einer t-Sequenz in einem Codewort, die einen Teil eines Labels aufweist, das die vorliegende Erfindung verkörpert.
Figur 3 ist ein beispielhaftes Layout eines veranschaulichten zweidimensionalen Symbolikdesigns mit hoher Dichte gemäß der Erfindung.
Figur 4 ist eine Blockdiagrammveranschaulichung der Verwendung von sich abwechselnden Untersymboliken in verschiedenen Reihen eines Mehrreihenlabels gemäß der Erfindung.
Figur 5 ist eine Tabelle, die abwechselnde Übersetzungsarten zum Codieren oder Decodieren von Codeworten zeigt.
Figur 6 ist ein Ablaufdiagramm bzw. Zustandsdiagramm von Aspekten eines Verfahrens zur Verwendung der in Figur 5 gezeigten Tabelle.
Figur 7 ist eine Bilddarstellung einer Sequenz bzw. Folge zum Codieren eines Strings bzw. einer Reihe von lesbaren Zeichen in abtastbare Codeworte.
Figur 8 ist ein Logikdiagramm bzw. Flußdiagramm eines Kreislaufes bzw. einer Schaltung zur Verarbeitung einer Checksumme für eine Reihe in einem Label bzw. Etikett, die die Erfindung verkörpert;
Figur 9 zeigt eine ähnliche Schaltung, um eine zusätzliche Checksumme für das gesamte Label zu berechnen. Figur 10 ist eine schematische Veranschaulichung des Layouts von Godeworten innerhalb eines Labels bzw. Etiketts.
Die Figuren 11 - 13 sind Logikdiagramme von veranschaulichenden Schaltungen, um eine Fehlerwiedergewinnung gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Die Figuren 14A - 14D, die Figuren 15A - 15D und die Figuren 16A - 16D zeigen Tabellen, die verwendet werden, um Codeworte in drei verschiedenen Untersymboliken zu de codieren.
Figur 17 ist ein Programm in der Programmiersprache C, das verwendet werden kann, um diese Tabellen zu erzeugen.
Figur 18 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems, das einen nicht flüchtigen elektro-optischen Speicher gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
Die Figuren 19A, 198, 19C und 19D sind eine alternative Art von Laserabtastmustern, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
Figur 20 ist eine alternative Anordnung eines Strichcodesymbols; und
Figur 21 ist eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines handgehaltenen Laserscanners bzw. -abtasters, der verwendet werden kann, um die vorliegende Erfindung einzusetzen.

4. Detaillierte Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele

4.1 Verknüpfen von Teilabtastungen

Das Label bzw. Etikett der Erfindung hat sich als besonders nützlich zum Zusammenfügen von Teilabtastungen gezeigt. Wie oben bemerkt (und mit Bezug auf Figur 1) müssen, wenn die Abtastlinien 12 Reihen in einem Label 17 überkreuzen, die Teilabtastungen "verknüpft" bzw. "zusammengefügt" oder "zusammengstückelt" werden. Beispielsweise sei ein Einzelhandels-Ausbuchungsschalter bzw. eine Kasse betrachtet, wo ein Verkäufer manuell einen handgehaltenen Stift über ein Hehrreihen-Label hinüberführt. Wenn der Weg des Stiftes nicht im wesentlichen parallel zum Label läuft, kann die Abtastlinie von einer Reihe zu einer anderen hinübergehen, wobei somit Teile von verschiedenen Reihen abgetastet werden, jedoch keine Reihe vollständig abgetastet wird.
Ein Verknüpfen bringt das Aufbauen einer Karte einer jeden Reihe des Labels mit sich (beispielsweise in einem Speicher); aufeinanderfolgende Übergänge des Stiftes haben einem größeren Füllungsgrad der Karte zur Folge. Dies kann durch die Verwendung von bekannten String- bzw. Reihenpaßalgorhythmen durchgeführt werden, wie beispielsweise offenbart von D.Sankoff und J.B. Kruskal, Hrsg., Time Warps, String Edits and Macro-molecules: The Theory and Practice of Sequence Comparison, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, 1983. Ein solcher Algorythmus ist unten beschrieben.

4.2. Partitionierte Symbolik

Die Verknüpfung wird erreicht durch die Verwendung von verschiedenen Untersymboliken in sich abwechselnden Reihen, und zwar so gewählt, daß der Scanner bzw. Abtaster eine logische Entscheidung machen kann, ob eine Reihe gekreuzt worden ist. Die Verwendung von verschiedenen Untersymboliken in abwechselnden Reihen gestattet die Eliminierung von horizontalen Abgrenzungsstrichen, die in Codesymboliken des Standes der Technik zu sehen sind, wobei somit ein höhere Informationsdichte gestattet wird.
Das verdeutlichte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet ein vorteilhaftes Schema zur Organisation der Codeworte in leicht unterscheidbare Gruppen. Das Schema macht Verwendung vom Prinzip eines Codierungstheorems, daß nur ein Teil von zugänglich bzw. möglichen Markierungsrnustern als zulässige Codeworte aufgenommen werden, um die Decodierungsverlässiglichkeit zu erhöhen; es kann auf irgendeine Anzahl von Labeln bzw. Etiketten angewandt werden.
Ein solches Label, auf das hier als ein "PDF 417"- Label (für "Portable Data File 417") Bezug genommen wird, ist als Veranschaulichung dieser Erfindung beschrieben. Das PDF 417 ist ein (17,4)-Label des (n,k)-Typs, der oben beschrieben wurde. Jedes Godeworte besitzt vier Striche und vier Freiräume mit einer Gesamtbreite von 17 Modulen.
Es kann gezeigt werden, daß dieser Code einen Satz von 11.440 verschiedenen Kombinationen von Markierungsmustern ergibt. Um die Decodierungsverlässiglichkeit zu erhöhen, wird nur ein Bruchteil dieser möglichen bzw. zugänglichen Markierungsmuster als gültige Codeworte verwendet.

4.3 Diskriminatorfunktion zum Definieren einer Untersatzunterteilung

Als ein erster Schritt beim Auswählen einer Gruppe von Markierungsmustern für einen solchen Gebrauch für diesen besonderen Code werden die 11.440 Markierungsmuster in 9 Untersätze oder "Cluster" partitioniert bzw. aufgeteilt, und zwar durch das Berechnen einer Diskriminator- bzw. Unterscheidungsfunktion f (X) für jedes Markierungsmuster X:
f (X) = (x&sub1; - x&sub3; + x&sub5; - x&sub7;) mod 9
wobei x&sub1;, &sub3;, x&sub5;, x&sub7; für die Strichbreiten steht, und wobei x&sub2;, x&sub4;, x&sub6; und x&sub8; für die Freiraumbreiten steht. Die Diskriminatorfunktion f(X) oben ist eine der möglichen alternativen Gleichungen, die verwendet werden, um die verschiedenen möglichen Kombinationen in 9 unterschiedliche Untersätze zu teilen.
Eine weitere Verengung wird drei der neun Untersätzen von Markierungsmustern ausgeführt, nämlich den Untersätzen, in denen f (X) = 0, f(X) = 3 und f(X) = 6 ist (manchmal Cluster(0) bzw. Cluster(3) bzw. Cluster(6) genannt). Die Verengung wird teilweise durch das Definieren einer "t-Sequenz" für jedes Markierungsmuster ausgeführt.
Jedes Element t der t-Sequenz wird gemäß der folgenden Formel berechnet.
tk = xk + k+1, mit k = 1, ...,7
Die drei Untersatzcluster(i) (mit i = 0,3,6) werden durch die Auswahl von Markierungsmustern verengt, wobei keine Markierungsbreite x, mehr als 6 ist (mit j = 1, ...7), und wobei tk mehr als 9 ist (mit k = 1,:7).
Somit können die drei letzten Untersatzcluster der Markierungsmuster X (die zur Verwendung als Codeworte ausgewählt werden, wie folgt zusammengefaßt werden:
Cluster(i) = {X:f(X) = i, x ≤ 6, tk ≤ 9}
mit i = 0, 3, 6 , j = 1, . .8, k = 1, . .7. Nach dem Sortieren eines jeden Clusters durch die t-Sequenz, während Doppeleinträge bzw. Eingänge unterdrückt werden, kann gezeigt werden, daß jeder Cluster(i) zumindest 934 Markierungsmuster aufweist. Die zu 934 nächste Primzahl ist 929. Dementsprechend werden 929 Markierungsmuster jedem Cluster(i) zur Verwendung als Codeworte ausgewählt. (Zur Bequemlichkeit wird der Ausdruck "x-Sequenz" mit Bezug auf irgendein gegebenes Markierungsmuster definiert als die Zahl, die es als seine Ziffern bzw. Stellen hat, x&sub1;, x&sub2;, ... x&sub8;).
Die t-Sequenz eines jeden Codewortes kann verwendet werden, um dieses Codeworte zu identifizieren, weil es gezeigt werden kann, daß jede solche t-Sequenz einzigartig innerhalb der drei Untersatzcluster(i) ist. Es ist offensichtlich, daß nur die ersten sechs Stellen der siebenstelligen t-Sequenz verwendet werden müssen, um einzigartig ein Codewort des (17,4)-Typs zu bezeichnen bzw. zu unterscheiden, denn wie in Figur 2 veranschaulicht, ist der Wert des letzten t-Sequenz-Elementes t vollständig bestimmt durch die ersten sechs Elemente t und die feste Gesarntbreite der Summe xj des Markierungsmusters. Als ein Beispiel, angenommen, daß t&sub1; = 2, t&sub2; = 4, t&sub3; = 6, t&sub4; = 7, t&sub5; = 6 und t&sub6; = 4 ist, würde die t-Sequenz für dieses Codewort 246764 sein.
Die gerade beschriebene Unterteilung bzw. Aufteilung besitzt den Vorteil, daß durch das Berechnen von f(X) für irgendein abgetastetes bzw. gescanntes Markierungsmuster die Zugehörigkeit des Markierungsmusters (oder die Nichtzugehörigkeit) zu einem Codewortuntersatz schnell versichert werden kann. Darüber hinaus, da die t-Sequenz für jedes Codewort einzigartig ist, gestattet die Berechnung der t-Sequenz, daß der Wert in einer Nachschautabelle verwendet wird, um die Symbolbedeutung zu bestimmen, die einem abgetasteten Markierungsmuster zugeordnet ist, das zu einem Codewortuntersatz gehört.
Andere äquivalente Diskriminator- bzw. Unterscheidungsfunktionen f(X) können aufgestellt und verwendet werden. Vorzugsweise sollte eine solche Unterscheidungs funktion die verfügbaren Markierungsmuster in Clusterteilen (nicht notwendigerweise neun Cluster) und zwar ungefähr gleichförmig an Größe. Zusätzlich sind die vorzugsweise zur Verwendung als Codeworte gewählten Cluster vorzugsweise im "Fehlerabstand" (error distance) gleich beabstandet; d.h., die Wahrscheinlichkeit, daß ein Codewort von einem der gewählten Cluster A, B, C usw. als ein Codewort von einem anderen dieser Cluster fehleingeschätzt bzw. fehlerhaft erkannt wird, sollte von derselben Größenordnung sein und zwar ungeachtet welcher der anderen Cluster betrachtet wird.

4.4 Erzeugung von Untersätzen von Codeworten

Ein Beispiel eines Computerprogramms zur Erzeugung von Listen von Codeworten für die verschiedenen Cluster(i) ist in Figur 17 dargestellt. Das Beispielprogramm ist zur Bequemlichkeit in der wohlbekannten C- Programmiersprache geschrieben, obwohl irgendeine geeignete Sprache verwendet werden könnte; das Beispielprogramm wird im allgemeinen wie folgt verwendet:
1. Das Programm der Figur 17 wird verwendet, um neun Ausgabedateien zu erzeugen, auf die hier als aus (i) (out (i)) Bezug genommen wird, wobei i = 0, ...,8. Nur die Ausgabedateien aus (0), aus (3), und aus (6) werden verwendet. Sie können als "Cluster"-Dateien erneut benannt werden als Ciuster(0) bzw. Cluster(3) bzw. Cluster(6).
2. Alle drei Clusterdateien werden herkömmlich sortiert, um zweideutige Eingaben zu entfernen, d.h. irgendwelche Markierungsmuster zu eliminieren, deren t-Sequenz identisch der t-Sequenz von irgendeinem anderen Markierungsmuster ist.
3. Die Cluster-Dateien, Cluster(3) und Cluster(6) werden herkömmlich gefiltert, um jene Eingaben zu entfernen, in denen irgendein tk breiter als 9 ist.
4. In der Cluster-Datei Cluster(0) werden jene ungeraden Eingaben (d.h. die erste Eingabe, die dritte Eingabe, usw.) in denen irgendein tk breiter ist als 6 ausgefiltert, wie es auch jene Eingaben werden, bei denen ein tk breiter als 7 ist. Dies ist eine willkürliche Einschränkung, die aufgestellt wurde, um dabei zu helfen, Cluster(0) ungefähr genauso groß wie Cluster(3) und Cluster(6) zu machen, und zwar insoweit als ohne eine solche Begrenzung Cluster(0) größer sein würde als die anderen beiden.
5. Die ersten 929 t-Sequenzen jeder der gefilterten Cluster-Dateien werden gewählt als die gewünschten bzw. Solleingaben für die jeweiligen Nachschautabellen.

4.5 Mehr-Reihenlabel, das abwechselnde Codewortuntersätze verwendet

In dem Mehr-Reihenlabel der Erfindung verwendet jede Reihe Codeworte aus einem unterschiedlichen Untersatz als die Reihen, die gerade benachbart zu ihm sind. Dies ermöglicht es dem Scanner, mit einem hohen Präzisionsgrad zu erkennen, ob eine Scan- bzw. Abtastlinie eine Reihe in der Mitte eines Codewortes überkreuzt hat, weil, wenn eine Reihe überkreuzt worden ist, die abgestasteten Codeworte nicht die gleiche f(X) wie die vorige Reihe ergeben werden.
Eine Reihe von Codeworten gemäß der Erfindung können praktischerweise in herkömmlicher Weise einzigartige Start- und Stopcodes enthalten, deren x-Sequenzen beispielsweise 81111113 bzw. 71121113 sind. Diese Start- und Stopcodes sind einzigartig dahingehend, daß kein anderes Codeworte in irgendeinem Cluster die gleiche t-Sequenz besitzt, wie irgendeiner von ihnen; darüber hinaus sind sie Mitglieder von keinem der finalen bzw. letzten Codeworteuntersätzen, weil die erforderliche Bedingung xj ≤ 6 für alle j = 1,...,8 für diese Codes nicht wahr ist. Der Startcode kann so gewählt werden, daß er seinen breitesten Strich weg von den folgenden Datencodeworten hat, um die Wahrscheinlichkeit einer Interferenz bzw. Beeinflussung zwischen den Codeworten zu reduzieren, wie der obige Startcode; falls gewünscht, kann der Stopcode genauso gewählt werden. Das Verhältnis von Höhe zum Einheitsmodul H (das Verhältnis der Höhe eines Codewortes (oder einer Reihe) zu einer Modulbreite) kann von Label zu Label verändert werden, oder auch von Reihe zu Reihe, und zwar abhängig von der Druck/Scanner-Auflösung (System oder Kanal) R&sub1; oder der Notwendigkeit von verschiedenen Anwendungen. Figur 3 zeigt die ersten und letzten Reihen, bei denen H ungefähr gleich 10 ist, wobei die Reihen dazwi schen ein H von ungefähr gleich 3 besitzen, und wobei die Auflösung R ungefähr gleich 10 mil ist.
Die erste Reihe des Mehrreihenlabels verwendet Cluster(0)-Codes, die zweite Reihe Cluster(3)-Codes, die dritte Cluster(6)-Codes, die vierte Cluster(0)-Codes, die fünfte Cluster(3)-Codes usw. Es gibt keine logische Begrenzung für die Anzahl der Codeworte pro Reihe oder für die Gesamtanzahl von Reihen.
In dem hier veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist das erste Codewort in jeder Reihe vorgesehen zur Verwendung als ein Reihenidentifizierer bzw. -zeiger und das letzte Codewort in jeder Reihe ist eine Checksumme. (Die Maximalanzahl der Reihen ist somit 929, d.h. die Anzahl der Godeworte in dem zugehörigen Cluster). Es ist natürlich möglich, zwischen Vorwärtsabtastung und Rückwärtsabtastung der Reihe zu unterscheiden, und zwar durch das Einpassen des Start/Stop-Codewortes vorwärts oder rückwärts.

4.6 Andere reihenweise Partitionierung von Codeworten

Es ist für den Fachmann mit der Unterstützung dieser Offenbarung offensichtlich, daß die Erfindung nicht auf die speziellen Markierungsmuster, die Diskriminator- bzw. Unterscheidungsfunktion f(X) und die t-Sequenz begrenzt ist, die oben beschrieben werden. Das vorangegangene Verfahren zur Ableitung einer Symbolik bzw. eines Symbolgehalts kann im wesentlichen in ähnlicher Weise angewandt werden, um äquivalente Symboliken zu erhalten, und zwar mit anderen Arten von Markierungsmustern.
Beispielsweise können die Labels bzw. Etiketten aus Strichen mit verschiedenen Grauschattierungen oder sogar aus Strichen aus einem breiten Farbbereich anstelle von nur schwarzen und weißen Markierungen zusammengesetzt sein. In einem solchen Label kann eine Unterscheidungsfunktion zum Aufteilen aller möglichen Markierungsmuster in gegenseitig exklusive bzw. unterscheidbare Codeworteuntersätze und eine t-Sequenzfunktion, um einzigartig jedes Codeworte innerhalb eines Untersatzes zu identifizieren, auf einem leicht zu detektierenden Attribut einer solchen Markierung basieren, wie beispielsweise ihre Farbtönung bzw. -sättigung (hue) oder ihr Graustufenwert, genauso wie auf der Breite einer jeden Markierung (oder anstelle der Breite oder in Kombination mit der Breite).
Es wird genauso offensichtlich sein, daß weiter ausgelegt das gleiche Prinzip die äquivalente Verwendung von Codeworten von verschiedenen Farben (oder von verschiedenen Grauschattierungen) in abwechselnden Reihen umfaßt wird bzw. möglich ist. D.h. alle Reihen eines Mehr- Reihenlabels könnten den gleichen Untersatz von Markierungsmustern als Codeworte verwenden, jedoch in unterschiedlichen Farben oder Schattierungen oder Orientierungen; die Bestimmung, ob eine Reihe gekreuzt wurde, würde basierend darauf gemacht werden, ob eine Farben- oder Schattierungs- oder Orientierungsveränderung aufgetreten ist.

4.7. Untersatzorganisation für die Zwei-Schritt- Decodierung

In dem veranschaulichenden oben beschriebenen breiten basierten Ausführungsbeispiel wird, weil jeder Cluster(i) 929 Codeworte umfaßt, jede t-Sequenz in einem Cluster somit einer Zahl von 0 bis 928 entsprechen. Die Codeworte in jedem Untersatz können gemäß eines Systems zur Basis 30 organisiert sein, in dem ein Codewort, das eine Zahl zur Basis 30 darstellt, verwendet wird, um zwei alphanumerische Zeichen zu bezeichnen.
Codeworte können wie folgt abgetastet und decodiert werden. Wenn ein Codewort abgetastet wird, wird seine t-Sequenz aufgezeichnet. Die t-Sequenz wird dann als eine Eingabe bzw. Eingangsgröße für einen initialen low-level Decodierungsschritt verwendet; die Ausgabe aus dem low- level-Decodierungsschritt ist eine Zahl von 0 bis 928, die wiederum als eine Eingabe für einen high-level- Decodierungsschritt verwendet wird.

4.8 Initial-low-level-Decodierungschritt

Der low-level-Decodierungsschritt zieht das Nachschauen der t-Sequenz in einer Tabelle für den entsprechenden Cluster nach sich, um einen entsprechenden Wert zu finden. Die Tabelle kann, wie oben beschrieben, erzeugt werden. Mit Bezug auf die Figur 14A (eine Nachschau-Tabelle für den Cluster(0)) entspricht beispielsweise die t-Sequenz 246764 dem Wert 111.
Die tatsächliche Schaltung für die Nachschau- Tabellen kann herkömmlich sein; es wird dem Fachmann klar sein, daß die Verwendung einer Primzahl von Codeworten in einem Untersatz, beispielsweise 929, vorteilhafterweise die Auslegung bzw. das Design der Schaltung erleichtert.

4.9 Modus-abhängiger high-level Decodierungschritt

Der Nachschau-Wert 111 aus dem vorangegangen Beispiel kann eine zwei-zahlige- bzw. zwei-stellige Sequenz zur Basis 30 heruntergebrochen werden, wobei jede Zahl bzw. Stelle im Bereich 0 - 29 ist, und einen high-level- Wert V und einen low-level-Wert VL besitzt. Die Basis- 30-Sequenz wird wie folgt berechnet:
VH = x div 30; und
VL = x mod 30
Für die oben verwendete t-Sequenz 246764, die einen Nachschau-Wert von 111 ausliest bzw. ergibt, ist der high-level-Wert 3 und der low-level-Wert ist 21, da ein 111 = 3 x 30 + 21. Jeder der high- und low-Werte, (d.h. 3 und 21) wird dann durch das Nachschauen in einer geeigneten (willkürlichen) Tabelle bewertet, wie beispielsweise in Figur 5 gezeigt.
Die Beispieltabellein Figur 5 zeigt 30 Decodierungsmodi bzw. Decodierungsarten, die alphabetische, numerische, gemischte und benutzerdefinierte Arten bzw. Modi aufweisen. Die verschieden benutzerdefinierten Modi sind als die Modi bzw. Betriebsarten in Figur 5 bezeichnet, die den Reihen 3 - 29 entsprechen (wobei die Reihe ein alphabetischer Modus bzw. Betrieb ist)
In dem veranschaulichten Beispiel ist der alphanumerische Modus der voreingestellte Modus; daher wird die Probe- bzw. aufgenommene t-Sequenz 246764 letztendlich in die Zwei-Buchstaben-Folge DV umgewandelt, und zwar über den Nachschau-Wert 111 und die Basis-30-Sequenz 3,21.
Es ist zu sehen, daß die in Figur 5 dargestellte Codierungsanordnung einen Modus bzw. Betriebszustand zum Schalten vorsieht, der vorteilhafterweise entweder innerhalb eines einzelnen Codewortes oder innerhalb eines Strings bzw. innerhalb einer Abfolge von Codeworten ausgeführt werden kann. Die Technik zum Aufrufen der Modusumschaltung variiert abhängig vom dem augenblicklichen Decodermodus.

4.10 Beispiele zur high-level-Decodierung

Das Statusmaschinendiagramm bzw. Ablaufdiagramm in Figur 6 veranschaulicht einen high-level-Decodierungsprozeß gemäß der Erfindung für das beispielhafte Ausführungsbeispiel. Zur Bequemlichkeit wird eine Zwei-Zahlen- Sequenz zur Basis 30 als "xxH xxL" oder "(xxH, xxL)" dargestellt, wobei "xx" eine willkürliche 1- oder 2-stellige Zahl darstellt. Beispielsweise ist ein high-level-Wert von 18 und ein low-level-Wert von 10 hierin als 18H, 10L oder als (18H, 10L) dargestellt.
Beispielsweise sei angenommen, daß der Decoder augenblicklich im alphanumerischen bzw. Alpha-Modus ist. Wie in Figur 5 gezeigt, erfordert ein Wechseln Alpha- Modus zum gemischten Modus, daß entweder der high-Wert oder der low-Wert der zwei-stelligen Basis-30-Sequenz gleich 28 ist. Wenn der high-Wert 28 ist, dann ist der low-Wert für Modusschaltzwecke unwichtig; genauso, wenn der low-Wert 28 ist, dann ist der high-Wert für Modusumschaltzwecke unwichtig.
Für den Alpha-Modus signalisiert ein high-Wert von 28 dem Decoder, daß eine Modusumschaltung auf den gemischten Modus (in Figur 5 als "ms") oder Mischmodusumschaltung (mixed mode switch) dargestellt ausgeführt werden muß; daher wird der low-Wert des high-Wert/low-Wert- Paares im gemischten Modus interpretiert bzw. ausgewertet werden. Ein low-Wert von 28 gestattet dem Decoder, den high-Wert des high-Wert/low-Wert-Paares im augenblicklichen Modus zu interpretieren, nämlich dem Alpha-Modus und dann in den gemischten Modus umzuschalten. Diese Modusschalttechnik gestattet es, daß ein letzter Wert in dem augenblicklichen Modus decodiert wird, bevor auf den nächsten Modus geschaltet wird, daher wird eine Verschwendung eliminiert, die aus der Verwendung eines extra bzw. speziellen high-Wert/low-Wert-Paares resultiert, um sicherzustellen, daß ein finaler bzw. letzter high-Wert im augenblicklichen Modus interpretiert bzw. ausgewertet wird.
Wenn die Decodierung im Alpha-Modus gemacht wird, ergibt ein hypothetischer Wert von 856 28H 16L, d.h. einen high-Wert von 28 und einen low-Wert von 16 (d.h. 856 = 28 x 30 + 16). Der high-Wert von 28 schaltet den Decoder in den gemischten Modus und der low-Wert 16, wenn er gemäß des Mischmodusprotokolls übertragen wird, ergibt "1" (Ausrufezeichen).
Um vom Alpha-Modus zum benutzerdefinierten Modus zu schalten, ist ein high-Wert von 29 (dargestellt als "us" oder Benutzermodusumschaltung (user-mode-switch)) und irgendein low-Wert n innerhalb des Bereiches von 3 - 29 erforderlich. low-Werte von 0, 1 oder 2 haben keine Modusumschaltung bzw. eine Umschaltung auf den gemischten Modus bzw. eine Umschaltung auf den numerischen Modus zur Folge. Im Gegensatz zur Umschaltung vom Alpha- auf die numerischen oder gemischten Betriebsarten kann eine Umschaltung auf einen benutzerdefinierten Modus bzw. eine benutzerdefinierte Betriebsart nicht durch einen low-Wert von 29 ausgeführt werden; irgend solche Werte werden ignoriert.
Ein Schalten zwischen anderen Modi bzw. Betriebsarten wird im allgemeinen in ähnlicher Weise ausgeführt, wie in den Figuren 5 und 6 gezeigt. Mit Bezug auf diese Figuren kann ein Decoder im numerischen Modus nur direkt in den Alpha-Modus oder in den gemischten Modus umschalten. Um vom numerischen Modus in den Alpha-Modus umzuschalten, ist ein positionsunabhängiger Wert von 927 erforderlich, d.h. entweder ein high-level-Wert oder ein low-level-Wert von 927 wird die Modusumschaltung ausführen. Genauso ist zum Umschalten vom numerischen Modus in den gemischten Modus ein positionsunabhängiger Wert von 928 erforderlich. Es wird klar sein, daß die Zahlen 927 und 928 die letzten beiden Positionen im numerischen Modus sind, und zur Erleichterung bzw. Übereinstimmung für Modusumschaltzeichen reserviert sind.
Um vom benutzerdefinierten Modus in einen der vorher bestimmten Betriebszustände bzw. Modi zu wechseln (Alpha- , numerisch oder gemischt) sind ein high-Wert von 29 und ein low-Wert innerhalb des Bereiches von 0 - 2 erforderlich. Der low-Wert in dieser Kombination entspricht dem vordefinierten Modus, in den der Decoder schaltet, (d.h. ein low-Wert von 0 entspricht dem Alpha-Modus, ein low- Wert von 1 entspricht dem gemischten Modus, und ein low- Wert von 2 entspricht dem numerischen Modus.
Beispielsweise sei angenommen, daß der augenblickliche Modus der Alpha-Modus ist, und daß drei aufeinanderfolgende Codeworte decodiert werden müssen: 872, 345 und 99. Bei der Übersetzung auf die Basis 30 ergibt 872 ein high-level-Wert von 29, und einen low-level-Wert von 2 (872 = 29 x 30 + 2). Das erste Codewort 872 definiert somit einen benutzerdefinierten Modus, in den der Decoder schaltet. Mit Bezug auf Figur 5, wenn der Decoder im Al pha-Modus ist, und ein high-level-Wert von 29 und ein low-level-Wert von 2 angetroffen werden (wie im obigen Beispiel) wechselt der Decoder auf den numerischen Modus.
Als ein anderes Beispiel sei angenommen, daß der Decoder im Alpha-Modus ist und daß der Nachschau-Wert des abgetasteten Codeworte 723 ist. In diesem Fall gilt folgendes: VH 723 div 30 = 24 und VL = 723 mod 30 = 3. Daher ist das denodierte Codewort (24H, 3L). Weil der augenblickliche Modus alphabetisch ist, ergibt Figur 5 (Y,D) als die jeweilige Werte für das decodierte Codewort (24H, 3L).
Das Decodieren der Werte im numerischen Modus unterscheidet sich vom Decodieren der Werte im Alpha-Modus und im gemischten Modus. Das Decodieren im numerischen Modus behandelt eine 2-stellige Sequenz als eine Zahl der Basis 926. Beispeilsweise sei angenommen, daß der augenblickliche Modus der Alpha-Modus ist, und daß die folgenden drei Codeworte als 872, 375 und 99 angetroffen werden. Eine Umwandlung, des ersten Codewortes 872 zur Basis 30 ergibt H = 29 und L = 2 Diese Sequenz signalisiert dem Decoder, vom Alpha-Modus in den numerischen Modus umzuschalten. Beim Schalten auf das Radix-926-Decodierungssytem werden die zweiten und dritten Codeworte als (345 x 926) + 99 = 319569 decodiert.
Die benutzerdefinierten Betriebszustände können mit beträchtlicher Flexibilität verwendet weden. Alles oder ein Teil von einem oder mehrerer Modi bzw. Betriebszustände kann verwendet werden, um einen speziellen benutzerdefinierten Code darzustellen; beispielsweise können oft auftretende Worte, Wendungen bzw. Ausdrücke, Sätze, Absätze usw. entsprechend den Positionen innerhalb eines benutzerdefinierten Modus zugeordnet werden. Ein gegebener Ausdruck usw. kann in dem Label bzw. Etikett als ein einzelnes Codewort dargestellt werden (kombiniert mit einem Befehl zur "us"-Modus-Umschaltung, falls nötig). Es ist offdensichtlich, daß eine große Anzahl von verschiedenen Worten, Ausdrücken usw. dargestellt werden kann, beispielswe;se in dem Codierungsschema, das als Veranschaulichung in Figur 5 dargestellt ist.

4.11 Codierungsverfahren

Eine Codierungsprozedur ist der umgekehrte Prozeß der Decodiertungsprozedur. Beispielsweise mit Bezug auf Figur 7 ergibt eine Nummernschildzahl "HUD-329", wenn sie codiert wird, den folgenden String bzw. die folgende Abfolge von Codeworten: 230, 926, 843, 69. Jedes Element des Original-Strings "HUD-329" ist in Tabelle 2 gelegen und wird entsprechend des ordnungernäßen Modus-Protokolls übertragen. Die ersten vier Elemente des Strings bzw. der Folge werden unter Verwedung des Alpha-Modus übersetzt. Dies resultiert in: H = 7, U = 20, D = 3 und - (Bindestrich) = 26.
Die letzten drei Elemente können unter Verwendung des gemischten Modus übersetzt werden. Um in den gemischten Modus vom Alpha-Modus umzuschalten, wird ein Mischschaltzeichen (28) benötigt. Die Übersetzung in dem gemischtem Modus resultiert in: 3 = 3, 2 = 2 und 9 = 9. Der vollständige String bzw. die vollständige Folge ist somit 7, 20, 3, 26, 28, 3, 2, 9.
Dieser String wird in high-Wert/low-Wert-Paare aufgeteilt, mit den daraus resultieren Paaren (7, 20), (3, 26), (28, 3) und (2, 9). Jedes dieser Paare wird als ein Codewort codiert. Um ein high-Wert/low-Wert-Paar zu decodieren, wird der high-Wert mit 30 multipliziert und der low-Wert wird zum Ergebnis dieser Multiplikation dazu addiert.
Beispielsweise wird das Paar (7, 20) codiert durch Multiphueren von 7 x 30 und Addieren von 20, was ein Ergebnis von 230 ergibt. Alle 4 Paare werden in dieser Weise codiert; der resultierende String ist 230, 116, 843, 69. Der String wird in Codeworte gemäß der geeigne ten Nachschau-Tabelle für den verwendeten Codewortuntersatz übersetzt. Unter der hypothetischen Annahme, daß der Cluster(0) in Verwendung ist, wird der String unter Verwendung der Codeworte ausgedrückt, die jeweils den t- Sequenzen 335633 (für 230), 255663 (für 116) usw. entsprechen.

4.12 Checksummenberechnung

Ein Checksummen- und Fehlerwiedergewinnungsschema sieht eine reihenorientierte inkrementale Fehlererkennungsfähigkeit und eine sehr einfache Decodierungsverlässlichkeit vor. Innerhalb jeder Reihe wird ein langes Polynomteilungs-Checksummenschema verwendet.
Zur Bequemlichkeit sei auf jedes i-tel Codewort Bezug genommen durch eine entsprechende Index-Nummer ai, d.h. durch das Resultat des low-level-Decodierungsschrittes, der oben für das Codewort besprochen wurde. Die Index-Zahl ai für jedes Codewort wird somit einen Wert von 0 bis 928 haben. Auf jedes Codewort wird gelegentlich zur Bequemlichkeit durch seine Index-Zahl Bezug genommen.
Jede Weihe mit Codeworten an-1, an-2,..., a&sub0; kann als ein Polynom dargestellt werden:
a (x) a = a&sub0; + a&sub1; x + a&sub2; x² ...+ an-1 xn-1
Auf dieses Polynom wird hier als das Message bzw. Nachrichtenpolynom Bezug genommen, wie beispielsweise in Shu Lin & D.J. Costello, Jr., Error Control Coding, 1983.
Eine Reihenchecksumme br0 ist definiert als der Rest, der aus der Division des Nachrichtenpolynoms a(x) durch ein Generator- bzw. Erzeugungspolynom resultiert (siehe dort)
gr (x) = x + 926
Der Fachmann wird erkennen, daß 926 das Komplement von 3 in einem Galois-Feld ist, und zwar basierend auf 929, oder GF (929).
Die Checksumme einer jeden Reihe kann einfach berechnet werden unter der Verwendung der Checksummencodierungsschaltung, die in Figur 8 gezeigt ist. In den Figuren 8 bis 13 werden die circle-plus- (modulo addition), circle-X- (modulo multiplication) und circle-C- (modulo complementation) Symbole definiert über GF(929) als:
x (circle-plus) y = (x + y) mod 929.
x (circle-X) y = (x * y) mod 929.
(circle C) x = 929 - x
wobei x und y irgendwelche Zahlen von 0 bis 928 sind. Es wird natürlich klar sein, daß das Design und die Konstruktion der aktuellen bzw. tatsächlichen Schaltung eine Sache der Routinekonstruktion bzw. des Routineaufbaus des Fachmanns ist. Eine solche chaltung wird folglich nicht weiter hier besprochen.
Um die Checksummenberechnung auszuführen, wird das Register br0 auf 0 initialisiert. Die Eingabe bzw. Einga begröße ist eine Folge der Indexzahlen ai der Codeworte in einer Reihe, wobei eine Zahl zu jedem Mal in die Eingabe gespeist wird. Die Eingabegröße läuft in die Ausgabeleitung (beispielsweise zu einem Label- bzw. Etikettendrucker) und gleichzeitig zur Checksummencodierungsschaltung.
Wenn das erste Codewort eingegeben wird, wird die circle-plus-Berechnung ausgeführt und zwar mit der Nummer-ai-Sequenz und br0 (d.h., 0) des Codewortes als Operanden ausgeführt. Die Ausgabe dieser Berechnung und die Zahl 926 wird in die circle-X-Berechnung eingeführt; die Ausgabe dieser Berechnung wird komplementiert und im br0-Register gespeichert. Nachdem alle Codeworte in einer Reihe durch die Checksummencodierungsschaltung verarbeitet worden sind, ist das Komplement des letzten Werts br0 die Checksume und ist am Ende der Reihe angehängt. Die Sequenz von Codeworten für die Reihe (beispielsweise wie gedruckt) ist nun an-1, an-2,..., a&sub0;, 929 - br0.
Ein ähnliches Schema wird verwendet, um eine Strukturchecksumme zu berechnen, und zwar eine, die das gesamte Label darstellt. Für diese zweite Art von Checksumme bilden alle Codeworte im Label, wie gedruckt (inklusive der Codeworte, die die Checksumme für jede Reihe darstel)en, außer der letzten Reihe), das Nachrichten- bzw. Messagepolynom, das wie folgt dargestellt werden kann:
a(x) = am2 + am3 x + ... + am, n-1 xnm-3
+ bm-1, r0 xn-2 + ... + a&sub1;, n-1 xnm-3
wobei die Koeffizienten so definiert sind, daß sie in Figur 10 zurück von rechts nach links und von unten nach oben laufen. Ein unterschiedliches Generator- bzw. Erzeugzungspolynom wird verwendet, um einen Rest in ähnlicher Weise wie zuvor zu berechnen, nämlich:
gs(x) = (x - 926) (x + 920)
Die Division des neuen Nachrichtenpolynorns durch dieses neue Erzeugungs- bzw. Generatorpolynom resultiert in einem Rest b(x) = ba0 + ba1x. Das Komplementieren der Koeffizienten dieses Restes ergibt zwei Parity-Check- Codeworte, die als eine Strukturchecksumme dienen, wie unten besprochen.
In dieser Implementierung wird diese Division durchgeführt durch die Verwendung einer Divisionsschaltung, wie beispielsweise in Figur 9 gezeigt. Die Register ba0 und ba1 werden als Nullen initialisiert. Sobald das Nachrichtenpolynom die Ausgabe und die Schaltung eingegeben hat, sind die Komplemente der Parity-Check-Codeworte in den Registern und werden in der Reihenfolge ba1, ba0 angehängt und zwar gerade vor der Checksumme der letzten Reihe. Dann wird die Checksumme br0 der letzten Reihe berechnet und an das Ende der letzten Reihe angehängt, wie in Figur 10 gezeigt.
Es sei bemerkt, daß es keine benutzerdefinierten Codeworte gibt, die den Positionen am,1 und am,o entsprechen. Diese Positionen sind für die Codeworte ba,1 und ba,0 reserviert, und zwar wie in Figur 10 gezeigt. Somit ist einem Label mit m Reihen und n Codeworten pro Reihe die Gesamtzahl der benutzerdefinierbaren Codeworte nm - 4m - 2, d.h. die Zahl der Codeworte pro Reihe mal die Zahl der Reihen, minus vier Codeworte für jede Reihe (ein Start-Code, ein Stop-Code, eine Reihennummer und eine Reihenchecksumme) und auch minus die zwei parity- Check-Codeworte (d.h. die Strukturchecksumme).

4.13. Die Gesamtfehlerdetektion

Die Gesamtfehlerdetektion bzw. -ermittlung kann wie folgt durchgeführt werden. Am Beginn des Abtastprozesses werden alle Eingaben (beispielsweise "slots" oder "Gitterstellen") der Karte des Labels bzw. Etikettes initialisiert, um unbekannte Zeichen anzuzeigen.
Der low-level-Decodierungsschritt, wie auf ein Signal angewandt, das von einem gegebenen Scan- bzw- Abtastübergang erzeugt wird, wird eine Sequenz bzw. Folge von einer oder mehreren Indexzahlen erzeugen, und zwar eins für jedes Codeworte, das gescannt wurde. Jede Indexzahl kann irgendeine Zahl von 0 bis 928 sein, und zwar abhängig von der t-Sequenz des entsprechenden abgetasteten Codewortes.
Für jeden Scan- bzw. Abtastübergang werden drei Bereiche DA, CA und FA zusammengestellt (beispielsweise in einem Speicher gemäß der herkömmlichen Techniken), um die in diesem Übergang gescannten Codeworte darzustellen:
Ein "Decodierungsbereich" DA (Decoding Array) stellt die Indexzahlen dar, die aus den Tabellen in den Figuren 4A bis 16D erhalten wurden, und die den abgetasteten Codeworten entsprechen.
Ein "Cluster-Bereich" CA (Cluster Array) stellt die Cluster- oder Untersätze dar, zu denen die jeweiligen gescannten Codeworte gehören.
Ein "Vertrauensbereich" FA (Confidence Array) stellt das Vertrauen bzw. den Vertrauensgrad dar, der in die Genauigkeit der Decodierung der jeweiligen abgetasteten Codeworte besteht.
Beispielsweise kann ein Abtastübergang und ein low- level-Decodierungsschritt einen Decodierungsbereich DA erzeugen, der eine Folge von Indexzahlen, wie beispielsweise (293, 321, 209, 99, 679) aufweist. Die entsprechende Sequenz bzw. Abfolge von Cluster könnte (3, 3, 0, 0, 0) sein, wodurch angezeigt wird, daß die ersten zwei Godeworte Mitglieder des Clusters(3) waren und daß die letzten drei Mitglieder des Clusters(0) waren. Dies impliziert, daß die Aufeinanderfolge, die die zweiten und dritten Codeworte aufweist (dargestellt durch 321 und 209 im Bereich DA) den Punkt umklammern, bei dem die Reihe überkreuzt wurde, d.h., daß die zwei Codeworte in zwei benachbarten Reihen sind. Weil solche reihenüberkreuzenden Untersequenzen oft eine höhere Fehlerwahrscheinlichkeit aufweisen, werden sie einem relativ niedrigem Gewicht in einem Vertrauensbereich FA zugeordnet. Im gezeigten Beispiel könnte der Vertrauensbereich FA für die abgetasteten Codeworte (3, 1, 1, 3, 3) sein.
Unter der Annahme, daß ein vorheriger Abtastübergang einen Decodierungsbereich DA von (293, 329, 222, 999, 999) zur Folge hat und zwar für die gleiche Sequenz von Codeworten, wobei 999 ein unbekanntes Codewort darstellt, dessen Vertrauenspegel 0 ist. Weiter sei angenommen, daß der Vertrauensbreich FA Für den vorherigen Abtastübergang (3, 3, 1, 0, 0) ist, weil die Reihe zwischen dem dritten und vierten Zeichen in diesem Übergang überkreuzt wurde, anstatt zwischen den zweiten und dritten Zeichen, wie in dem vorherigen Absatz hypothetisch angenommen.
Ein "Wähl"-Prozeß kann verwendet werden, um die Vertrauensbereiche für die beiden Abtastübergänge zu vergleichen um zu bestimmen, welche Ergebnisse wahrscheinlicher korrekt sind. Beispielsweise können die Wahl-Regeln wie folgt sein:
1. Wenn zwei aufeinanderfolgende Abtastungen eines gegebenen Codewortes die gleiche Indexnummer nach der low-level-Decodierung zur Folge haben, dann werden die entsprechenden Konfidenzfiguren bzw. Vertrauensverteilungen in den beiden Vertrauensbereichen FA addiert;
2. Wenn dagegen zwei aufeinanderfolgende Abtastungen unterschiedliche Zahlen für das gleiche Codewort zur Folge haben, dann (a) wenn eine der beiden Indexzahlen einen höheren Vertrauenspegel hat als die andere, "überlebt" die Indexzahl mit der höheren Konfidenz und wird in den Decodierungsbereich DA eingefüllt, jedoch wird der Vertrauenspegel für die entsprechende Position im Vertrauensbereich FA um den Vertrauenspegel für die nicht überlebende Indexzahl verringert, (b) wenn beide Indexzahlen gleiche Konfidenz- bzw. Vertrauenspegel besitzen, dann überlebt keine Indexzahl; statt dessen wird die Indexzahl 999 für ein unbekanntes Codeworte als die "überlebende" Indexzahl verwendet und das Vertrauen bzw. die Konfidenz wird auf 0 zurückgesetzt; und
3. wenn die Indexzahl a für eine Abtastung bzw. Scan eines gegebenen Codeworts 999 ist (was ein unbekanntes Codewort darstellt) und eine akzeptable Indexzahl für einen anderen Scan (d.h. eine Indexzahl von 0 bis 928), dann wird die akzeptable bzw. annehmbare Indexzahl gehalten und der Vertrauenspegel der Indexzahl bleibt der gleiche.
Es ist dem Fachmann natürlich klar, daß eine große Vielzahl von herkömmlichen Bereichs- und Speichermanagementtechniken verwendet werden kann, um die Bereiche DA, CA und FA zu erzeugen und zu manipulieren. Beispielsweise kann der Decodierungsbereich DA die Labelkarte selbst sein, wobei ein temporärer Bereich verwendet wird, um die Indexzahlen a für eine neue Abtastung zu halten, und zwar mit überlebenden Indexzahlen für die Abtastung, die an die geeignete Position im Bereich DA geschrieben werden (oder vielleicht nicht geschrieben werden), wenn die gleiche Indexzahl bereits an der Position dargestellt wird. In einem solchen Beispiel kann der Cluster-Bereich CA und der Konfidenz- bzw. Vertrauensbereich FA beide "Schatten" des Decodierungsbereiches DA sein, und zwar mit so vielen Positionen in jedem, wie es im Decodierungsbereich DA gibt.
Wenn der Decodierungsbereich DA mit einer annehmbaren Indexzahl ai für alle Codewortpositionen gefüllt worden ist und zwar entsprechend einer speziellen Reihe im Label bzw. Etikett, wird die Darstellung der Reihe im De codierungsbereich DA an die Seite gesetzt. D.h., ungeachtet des Vertrauens, das über die Genauigkeit der Inhalte des Decodierungsbereiches DA exisitiert, wird, sobald die Reihe decodiert worden ist, um akzeptable bzw. annehmbare Tndexzahlen für jedes Codewort anzuzeigen, keine weitere Penodierung für Codeworte in dieser Reihe ausgeführt; die zusätzliche Fehlerdetektion schreitet wie unten beschrieben fort.

4.14 Weitere Fehlerdetektion- und Wiedergewinnung durch Checksummenbildung

Es können immer noch Fehler im Decodierungsbereich DA für eine bestimmte Reihe existieren, auch wenn die Reihe an die Seite gesetzt wird. Bevor ein high-level- Decodierung ausgeführt wird, kann die redundante Information, die in den Reihenchecksummen und in der Labelchecksumme gespeichert ist, vorteilhaft verwendet werden, um Fehler in der Abtastung zu detektieren und/oder wiederzugewinnen bzw. wiederzufinden, und zwar für jedes besondere Codewort durch einen Eliminierungsprozeß.
Allgemein gesagt, wenn alle außer einem oder zwei Codeworten in dem gesamten Label als korrekt bekannt sind, können die korrekten Werte der unbekannten Codeworte berechnet werden durch "Subtrahieren" (sozusagen) der Werte der bekannten Codeworte von den Werten der Checksummen, welche natürlich die Werte von allen bekann ten und unbekannten Codeworten widerspiegeln.
Fehler in irgendeiner bestimmten Reihe können detektiert werden durch die Verwendung eines Syndrom-Teilers, wie beispielsweise in Figur 11 gezeigt. Das Register drei wird auf 0 initialisiert. Nachdem die Indexzahl ai der abgetasteten Reihe in den Syndrom-Teiler gespeist worden sind, zeigt das Register dro, das Detektions- bzw. Bestimmungsresultat an. Wenn dro gleich 0 ist, wurde die entsprechende Reihe korrekt abgetastet und ihr Bild oder dre Karte im Speicher kann verriegelt werden; andernfalls trat ein Fehler beim Abtasten und Decodieren der Reihe auf und die Reihe muß wieder abgetastet werden. Wenn alle Codeworte im Label decodiert und ohne Fehler mit einer Checksumme belegt wurden, dann kann der folgende Fehlerwiedergewinnungsschritt übersprungen werden.
Wenn die Gesamtzahl der immer noch unbekannten geringer oder gleich 2 ist, kann ein Fehlerwiedergewinnungsschema wie folgt aufgerufen werden. Die unbekannten Codeworte werden zuerst in der Label- bzw. Etikettkarte mit Nullen ersetzt. Ein Syndrom Si wird dann für jedes i = 1, 2 berechnet. Weil durch eine Hypothese die Position pv der unbekannten (d.h. fehlerbehafteten) Codeworte bekannt ist, mit v = 1, 2, müssen nur die Werte dieser unbekannten Codeworte berechnet werden. Als ein erster Schritt wird ein Fehlerwert epv berechnet, und zwar für jede Fehlerposition pv durch das Lösen des folgenden Systems von Matrixgleichungen: Wenn nur ein Fehler existiert wird das System uberbestimmt, d.h. mehr Information ist da als benotigt wird, um die obige Matrix zu losen, welche sich auf folgendes reduziert.
Fur einen angenommenen Fall mit einem Fehler, wenn das obige Matrixgleichungssystem konsistent ist (d.h. wenn die vorangegangen zwei Matrixgleichungen die gleichen Lösungen ergeben) dann existiert tatsächlich ein Fehler und die Gleichung von 3p1 ist der Fehlerwert, d.h. oer korrekte Wert des unbekannten Codewortes. Andernfalls existiert ein unentdeckter zweiter Fehler im Label und das Decodierungsergebnis wird zurückgewiesen.
Nach dem erfolgreichen Lösen der Fehlerwerte werden die Komplemente der Fehlerwerte in die entsprechenden unbekannten Codewortstellen eingefüllt. Dann wird die Fehlerdetektionsberechnung wieder für jene Reihen ausgeführt, die unbekannte Codeworte enthalten. Wenn keine Fehler detektiert werden, wird das Decodierungsergebnis dann als korrekt angenommen; anderenfalls wird das Decodierungsergebnis genauso abgelehnt.

4.15 Nicht flüchtiger Speicher und Computersystem

Mit Bezug auf Figur 18 kann ein nicht flüchtiger elektro-optischer Speicher 100 erzeugt werden, und zwar durch das Markieren eines geeigneten Substrates (beispielsweise Papier) mit einem oder mehreren Label bzw. Etiketten gemäß der vorangegangen Beschreibung. Der Speicher 100 kann mit einem festen oder beweglichen Scanner bzw. Abtaster 110 kombiniert werden, und zwar zur Verwendung als eine Speichervorrichtung für einen geeignet programmierten Computer, wie beispielsweise einem Prozessor 120.
Beispielsweise könnte ein Roboter einen on-board Computer besitzen, der programmiert ist, um den Roboter dabei zu steuern, einfache Aufgaben auszuführen, wie beispielsweise das selektive Bewegen eines Objektes 130 mittels eines Manipulators 140. Ein on-board-Scanner 110 könnte als die "Augen" des Roboters funktionierten, um Label bzw. Etiketten der oben beschriebenen Art zu lesen. In ähnlicher Weise könnte ein Fördersystem einen ersten festen Scanner 130 und ein sich bewegendes Förderband aufweisen, das als der Manipulator 140 dient. Das Label enthält vorzugsweise eine Liste von Anweisungen, um dem Roboter mit dem Computer an Bord zu betreiben. Der Roboter spricht dabei auf Daten und Anweisungen an, die in dem Etikett enthalten sind.
Es wird natürlich für den Fachmann offensichtlich sein (mit der Unterstützung dieser Offenbarung), daß die Erfindung für andere Verwendungen und andere Ausführungsbeispiele angepaßt werden kann, als die oben zur Veranschaulichung Offenbarten. Darüber hinaus kann die Erfindung in zahlreichen speziellen Architekturen bzw. Strukturen implementiert werden. Einige Beispiele werden unten zur Veranschauungszwecken kurz erwähnt:
Der Decoder eines herkömmlichen eindimensionalen Scanners bzw. Abtasters könnte reprogrammiert werden, um eine oder mehrere der oben beschriebenen Funktionen auszuführen, beispielsweise durch das Ersetzen eines "read- only-memory" (ROM) -Chips, der die Programmierung enthält, wenn der Scanner bzw. Abtaster so konstruiert ist;
Ein Scan- bzw. Abtastsytem könnte gebaut werden, und zwar unter Verwendung eines geeignet programmierten Mikroprozessors oder einer anderen Berechnungseinheit, um eine oder mehrere der obigen Funktionen auszuführen. Die Programmierung könnte In einen dynamischen Lese-Schreib- Speicher (RAM) geladen werden, oder könnte in ein readonly-memory (ROM) "eingebrannt" werden und zwar entweder on-board oder out board des Microprozessors;
ein Scansystem könnte gebaut werden, und zwar unter Verwendung ebrier Berechnungseinheit, dke speziell konstruiert bzw. designed wurde, um die oben beschriebenen Funktionen auszuführen;
eine parallele Verarbeitungstechnologie könnte verwendet werden, um die Arbeit der Decodierung der verschiedenen Teile eines Labels bzw.- Etikettes aufzuteilen; usw.
Das tatsächliche Design und die Konstruktion irgendeiner speziellen Implementierung ist eine Sache der Routine des Fachmanns mit der Hilfe dieser Offenbarung, wobei deren Einzelheiten nicht weiter hier besprochen werden.
Mit Bezug auf Figur 18 könnte ein Computersystem mit einem nicht flüchtigen Speicher 100 der beschriebenen Art in einer Anzahl von Anwendungen verwendet werden. Als eine Veranschaulichung könnte ein über Nacht arbeitender Paketlieferservice (beispielsweise Federal Expreß UPS, Purolator und ähnliche) gewisse von seinem Paketsortierungsfunktionen durch die Verwendung von Speichern 100 in Form von gedruckten Labels bzw. Etiketten gemäß dem Vorangegangenen automatisiert haben, und zwar auf Paketen wie beispielsweise das Objekt 130, das in der Figur gezeigt ist, angebracht. In einer solchen Möglichkeit würden Paketversender einen Packschein bzw. Paketschein 100 ausfüllen, und zwar ansprechend auf Fragen, die von einem geeigneten Computerprogramm gestellt werden. Die vom Programm gedruckte Ausgabe (beispielsweise einem Laserdrukker oder einem Punkt-Matrix-Drucker) könnte sowohl eine von einem Menschen lesbare Bestimmungsadresse als auch ein Label bzw. Etikett 100 aufweisen, wie oben beschrieben, indem die Information in scanbarer bzw. abtastbarer Form codiert ist. Der Versender würde den gedruckten Paketschein 100 am Objekt 130, das verschifft bzw., versandt wird, befestigen (Andere Informationen, wie beispielsweise die Telefonnummer des Versenders und ähnliches könnten genauso codiert werden). Einer der Schlüsselvorteile des Speichers 100 mit hoher Datenkapazität der vorliegenden Erfindung ist, daß er im Warenhaus oder im Ladedock durch einen billigen bzw. preiswerten Drucker erzeugt werden kann, so daß aktualisierte oder korrigierte Information am Versandort angewandt bzw. aufgedruckt werden kann. Die Tatsache, daß der Speicher nur ein Papieretikett bzw. -label ist, bedeutet, daß er billig und leicht anzubringen ist. Somit kann die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem tragbaren Terminal und einem Thermodrucker implementiert bzw. eingerichtet werden, um ein Label bzw. Etikett zu erzeugen und zu drucken, auch an einer entfernten Stelle. Ein solches tragbares Terminal, das mit einem Scanner verbunden ist, gestattet es dem Bediener zu scannen bzw. abzutasten, zu drucken und das Label an dem Artikel schnell und billig anzubringen. An verschiedenen Punkten während des Versandes können geeignete Roboter das Label 100 lesen und unter Verwendung von Manipulatoren 140 das Objekt 130 entsprechend leiten bzw. versenden; beispielsweise könnte ein Scanner 110 den Speicher 100 auslesen, um ein Signal zu erzeugen; basierend auf dem Gehalt des Signals könnte ein Manipulator 140, der von einem Prozessor 120 gesteuert wird, das Objekt 140 geeignet bewegen.
Eine ähnliche Anordnung könnte in einem Warenhaus- Inventursteuersystem verwendet werden. Das Label bzw. Etikett der beschriebenen Art könnte gedruckt werden oder anders angebracht oder auf eine oder mehr Seiten eines Versandkartons eingeschrieben bzw. geschrieben werden, oder direkt auf das Verkaufsgut. Das Label könnte darin soviel Information wie gewünscht über die spezielle Einhei bzw. das spezielle Gut eincodiert haben, beispielsweise seine Bauart, Farbe, Abmessungen, Gewicht, Herstelbrt, Loszahl usw. Ein geeigneter Roboter könnte als eine Bestellausfüllmaschine verwendet werden, und zwar durch eine Bewegung innerhalb des Warenhauses und unter Verwendung seines Scanners, wobei er nach Waren sucht, deren Label bzw. Etikett anzeigt, daß sie zu einer speziellen Bestellung passen. Die Suche könnte natürlich gemäß der Techniken ausgeführt sein, die nun bekannt sind oder hiernach entwickelt werden. Es wird offensichtlich sein, daß diese Anordnung gestattet, Informationen über bestimmte Handelsgüter lokal am Handeisgut selbst zu speichern.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, den Strichcode gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwenden, so daß er an einem Artikel als Mittel ange bracht werden kann, um den Artikel und zum Artikel dazugehörige Information zu identifizieren, und zwar ungefähr wie ein "read-only-memory" (ROM) oder eine Identifiztierungslasche, die in sog. RF-ID-Systemen implementiert ist. Eine solche Implementierung bzw. Einrichtung ist es, verschiedene unterschiedliche Strichcodesymbole zu drukken, die in einem leicht anzubringenden und befestigbaren Format verfügbar sind, so daß eine Information leicht und schnell an dem Artikel befestigt werden kann. Ein Beispiel einer Anwendung ist in Verbindung mit der Reparatur und dem Service einer Ausrüstung bzw. Ware. Die Verwendung einer Service-Aufzeichnung ist nützlich zur Qualitätskontrolle und zu Dokumentationszwecken, jedoch ist es oft unpraktisch, detaillierte geschriebene Aufzeichnungen mit der Ausrüstung bzw. Ware zu speichern. Die Verwendung eines codierten Servicereports bzw. einer Serviceüberwachung mit hoher Dichte, die an der Ausrüstung bzw. Ware in der Form eines zweidimensionalen Bar- bzw. Strichcodes befestigt ist, ist besonders vorteilhaft. Der Servicetechniker kann das geeignete PDF-Label aus einem Labelsatz auswählen und zwar entsprechend der ausgeführten Reparaturen und kann das Label an dem reparierten Ausrüstungsgegegenstand anbringen. Wenn die Ausrüstung für darauffolgende Reparaturen zurückgebracht wird, hat der Servicetechniker den gesamten Serviceverlauf an der Ausrüstung bzw. der Ware angebracht und zwar nur auf ein paar Quadrat-inches.
Eine solche lokale Speicherung könnte vorteilhafterweise die Stelle einer getrennten Informationsdatei über die Einheit einnehmen, beispielsweise in einer Computerdatenbasis gespeichert, und mit einer Strichcodeseriennummer an der Einheit verschlüsselt. Eine lokale Speicherung würde das Problem der Behandlung bzw. des Umgehens mit "Waisen"-Gütern verringern, deren Seriennummern der Computerdatenbasis nicht bekannt sind. Zusätzlich würde sie eine schnelle Eingliederung von neu empfangenen Güterlieferungen gestatten, und zwar dahingehend, daß eine vollständige Information über das neue Gut in das Informationssystem des Warenhauses eingescannt bzw. ein gelesen werden könnte, wodurch die Notwendigkeit für den Versender vermieden wird, eine getrennte Informationsdatei zu erzeugen und zu übermitteln (beispielsweise auf einem Computerband oder durch eine Kopie) und zwar über die speziellen Einheiten, die versandt werden. Dies wäre ähnlich vorteilhaft, in beispielsweise Büchereien oder anderen Organisationen, die regelmäßig Versendungen von Büchern oder ähnlichen Objekten empfingen, die eine Katalogisierung erforderten.
Als ein weiteres Beispiel könnte ein nicht flüchtiger Speicher und ein Abtastsystem für eine verbesserte Suche nach Mikrofilmrollen oder Microfiche-Blättern verwendet werden. Es sei angenommen, daß ein großer Textkörper und/oder grafische Informationen fotografisch auf einer Mikrofilmrolle gespeichert sind. Ein Beispiel einer solchen Information könnten die Tausenden von Dokumenten sein, gedruckt, maschinengeschrieben, handgeschrieben, gezeichnet oder eine Kombination davon, die in einem großen Prozeß verwickelt sein können. Bekannte computerunterstützte Prozeßunterstützungssyteme gestatten es Gerichtsmitarbeitern, jede Dokumentenseite in einer Datenbasis zu sammeln; für jede Dokumentenseite könnte eine gewählte Information aus der Datenbasis als ein Label bzw. Etikett eingeschrieben werden, und zwar gemäß dem Vorangegangenen an dem entsprechenden Rahmen des Mikrofilms in einer Ecke oder an einem anderen geeigneten Ort.
Ein Mikrofumleser könnte mit folgenden Dingen ausgerüstet sein: (a) Eingabemitteln, wie beispielsweise einer Tastatur, durch die ein Bediener Suchkriterien beschreiben bzw. festlegen könnte (beispielsweise in Boole'scher Logik); (b) einen festen Scanner bzw. Abtaster, um Mikrofilmiabel abzulesen, wenn der Mikrofilm auf- und abgerollt wird; und (c) Steuermittel, um zu bestimmen, ob ein gegebener Mikrofilrahmen die festgelegten Suchkriterien erfüllt bzw. zufriedenstellt. Der Bediener würde dann fähig sein, Dokumente einfach anzusehen. Im Falle von Dokumentensammlungen mit mehrfachen Rollen könnte ein Haupt- bzw. Masterindex bzw. -Indices auf einer getrennten Rolle codiert wird; Ausgabemittel wie beispielsweise ein CRT- oder ein LCD- oder ein LED-Display könnten verwendet werden, um dem Bediener Anweisungen zu geben, auf welche Rolle er umrüsten bzw.- wechseln soll, um das spesiehe gewünschte Dokument zu lokalisieren.
Beispielsweise könnte ein Mikrofilmleser mit einem Scanner bzw. Abtaster so konstruiert sein, daß er mit einem herkömmlichen Tisch-Laptop oder Notebookcomputer gekoppelt wird und davon gesteuert wird, und zwar in herkömmucher Weise als eine Peripherievorrichtung (oder die wichtigen Teile eines solchen Computers könnten in die Lesevorrichtung bzw. den Leser eingebaut sein). Der Computer müßte nicht die gesammte Dokumentenzusammenfassungdatenbasis auf Plattenspeicherplatz verfügbar haben, da der Mikrofilm selbst die notwendige Information enthalten würde; es würde ausreichen, wenn der Computer programmiert wäre (beispielsweise im ROM) um die gewünschten Suchfunktionen unter Verwendung der Label-codierten Daten vom Mikrofilm auszuführen.
Noch ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verarbeitung von Information vorzusehen, und zwar durch das optische Scannen von Indizien bzw. Zeichen auf der Oberfläche eines Substrates, wobei die Indizien bzw. Zeichen eine Vielzahl von Codeworten aufweisen, sie sequentiell bzw. aufeinanderfolgend abgetastet werden, und in zumindest zwei unabhängigen Scan- bzw.- Abtastpfaden organisiert sind, wobei jedes Codewort entweder ein Informationscodewort oder ein Steuercodewort ist, und wobei jedes Informationscodewort zumindest einem informationsenthaltenden Zeichen ent spricht. Eine Vielzahl von unterschiedlichen Auslesebzw. Kartografierungsfunktionen sind vorgesehen, die jeweils das Codewort mit einem Zeichen aus einem Satz von unterschiedlichen Zeichen assozueren, wobei nur eine Kartografierungsfunktion zu einem gegeben Zeitpunkt aktiv ist. Jedes Codewort in irgendeinem Abtastpfad ist unterschiedlich von irgendeinem Codewort in einem benachharten Abtastpfad. Unter Verwendung einer solchen Datenstruktur weist das Verrahren folgende Schritte auf: Bestimmen, ob ein abgetastetes Codewort ein Informations-Codewort oder ein Steuer-Codewort ist; Decodieren des Codewortes gemäß der Kartografierungsfunktion, wenn das Codewort ein Informationscodewort ist; und Verarbeiten des Codewortes, wenn das Codewort ein Steuercodewort ist. Wenn das Codewort ein Steuercodewort ist, identifiziert es eine neue Kartografierungsfunktion und eine Verarbeitung von darauffolgend abgetasteten Codeworten findet unter der Verwendung der neuen Kartografierungsfunktion statt.
Als ein Beispiel für die verschiedenen Abtastpfade, die verwendet werden könnten, und für eine unterschiedliche Organisation der Codeworte sei auf die Figuren 19 und 20 Bezug genommen.
Die Figur 19A, 19B, 19C und 19 ist eine alternative Art eines Laserabtastmusters, das in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung kann in einer handgehaltenen Laserabtast-Strichcode-Lese- bzw. Lesereinheit implementiert bzw. verwendet werden, wie in Figur 21 veranschaulicht. Diese handgehaltene Vorrichtung der Figur 21 ist im allgemeinen von der Art, die im US-Patent 4.760.248 offenbart ist, und zwar ausgegeben an Swartz und andere und der Symbol Technolgies Inc. zu eigen und auch ähnlich der Konfiguration eines Strichcodelesers, der im Handel erhältlich ist als Teilnummer LS 810011 von Symbol Technologies, Inc. Alternativ können zusätzlich Merkmale des DS-Patentes 4.387.297, ausgegeben an Swartz und andere, cder des US-Patentes 4.409.470, ausgegeben an Shepard und andere, wobei diese beiden Patente der Symbol Technologies, Inc. zu eigen sind, verwendet werden bei der Konstruktion der Strichcodelesereinheit der Figur 21. Ein nach außen gehender Lichtstrahl 151 wird im Leser 100 erzeugt, und zwar gewöhnlich durch eine Laserdiode oder ähnliches und wird ausgesandt bzw. gerichtet, um auf ein Strichcodesymbol einzufallen und zwar ein Paar Inch von der Vorderseite der Leseeinheit entfernt. Der herausge hende Strahl 151 wird in einem festen Linearmuster gescannt bzw. hin- und hergeführt, oder ein komplexeres Muster, wie in Figur 19 gezeigt, kann eingesetzt werden, und der Anwender positioniert die handgehaltene Einheit so, daß dieses Abtastmuster das zu lesende Symbol überquert. Die Verwendung eines mittleren dunklen Teils, wie beispielsweise in Figur 19D, kann zum Zielen verwendet werden oder andere visuelle Techniken, die mit einer Ausrichtung assoziiert sind. Reflektiertes Licht 152 vom Symbol wird durch eine lichtansprechende Vorrichtung 146 in der Lesereinheit detektiert, wodurch serielle bzw. aufeinanderfolgende elektrische Signale erzeugt werden, die zur Identifizierung des Strichcodes verarbeitet werden müssen. Die Leseeinheit 100 ist eine pistolenförmige Vorrichtung, mit einem Handgriff 153 der Pistolengriffbauart, und ein beweglicher Abzug bzw. Auslöser 154 wird eingesetzt, um dem Anwender zu gestatten, den Lichtstrahl 151 und die Detektorschaltung zu aktivieren, wenn auf das zu lesende Symbol gezielt wird, wodurch die Batteriele bensdauer erhalten wird, wenn die Einheit selbstversorgend ist. Ein leichtgewichtiges Plastikgehäuse 155 enthält die Laserlichtquelle, den Detektor 146, die Optikund Signalverarbeitungsschaltung und die CPU 140 genauso wie ein Batterie 162. Ein lichtdurchlässiges Fenster 156 4m Vorderende es Gehäuses 55 gestattet es dem nach außen laufenden Lichtstrahl 151, auszutreten und dem hereinkommenden reflektierten Licht 152 einzutreten. Der Leser 100 ist konstruiert, um auf ein Strichcodesymbol durch den Anwender gezielt zu werden, und zwar aus einer Position, wo der Leser bzw. die Lesevorrichtung 100 vom Symbol beabstandet ist, d.h. das Symbol nicht berührt oder sich über das Symbol bewegt. Typischerweise ist diese Bauart von handgehaltenern Strichcodeleser darauf gerichtet, in dem Bereich von etwa einigen Inches zu arbei ten.
Wie in Figur 21 zu sehen, werden geeignete Linse 157 (oder ein Mehrfachlinsensystem) verwendet, um den gescannten bzw. abgetasteten Strahl zu kolimieren und zu fokussieren und zwar auf dem Strichcodesymbol in eine geeignete Referenzebene und diese gleiche Linse 157 können verwendet werden, um das reflektierte Licht 152 zu fokussieren. Eine Lichtquelle 158, wie beispielsweise eine Halbleiterlaserdiode ist positioniert, um einen Lichtstrahl in die Achse der Linse 157 einzubringen, und zwar durch einen teilweise versilberten Spiegel und andere Linsen oder eine Strahlformungsstruktur, wie benötigt zusammen mit einem ozillierenden Spiegel 159, der an einem Abtast- bzw-. Scanmotor 160 angebracht ist, der aktiviert ist, wenn der Auslöser 154 bezogen wird. Wenn das Licht, das von der Quelle 158 erzeugt wird, nicht sichtbar ist, kann ein Ziellicht im optischen System vorgesehen sein, wobei wieder ein teilweise versilberter Spiegel verwendet wird, um den Strahl in dem Lichtpfad koaxial mit der Linse 157 einzubringen. Das Ziellicht, falls erforderlich, erzeugt einen sichtbaren Lichtpunkt, der genauso wie der Laserstrahl gescannt bzw. hin- und hergeführt wird. Der Anwender verwendet dieses sichtbare Licht, um die Leseeinheit auf das Symbol zu zielen, bevor er den Auslöser 154 zieht.
In tatsächlichen Anwendungen sollte entweder die Länge des Strichcodes fest sein oder ein zusätzliches Zeichen sollte im Strichcode plaziert sein, um seine Länge anzuzeigen. Falls nicht, könnten Falschdecodierungen auftreten.
Wenn die Länge des Strichcodes fest ist, könnte die Leistung der Decodierung unter Verwendung einer Verknüpfung besser sein, als die Decodierung unter Verwendung einer vollständigen Abtastung, da die Ablehungsrate und die Falschdecodierungsrate bei den meisten Strichcodes mit guter Qualität geringer ist (in Fällen, in denen die Qualität des Strichcodes sehr sehr gering ist, kann die Falschdecodierungsrate größer sein, aber niemals größer als 2K Mal (wobei K die Zahl der Abtastungen ist, die zum Verknüpfen verwendet wird).
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf Mehr- Zeilen-Strichcode bzw. Strichcodes mit mehreren Zeilen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf solche Ausführungsbeispiele beschränkt. Es ist klar, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung auch bei der Verwendung bei verschiedenen Maschinensicht- oder optischen Zeichenerkennungsanwendungen Anwendung finden kann, in denen die Information auf anderen Arten von Indizien bzw. Hinweisen abgeleitet wird, wie beispielsweise Zeichen oder aus den Oberflächeneigenschaften des abgetasteten Artikels.
In allen der verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Elemente des Scanners in sehr kompakte Packung bzw. ein Gehäuse montiert werden, was gestattet, daß der Scanner als eine einzelne gedruckte Leiterplatte oder ein integrales Modul hergestellt wird. Ein solches Modul kann auswechselbar verwendet werden als das Laserabtastelement, und zwar für eine Vielzahl von unterschiedlichen Arten von Datenaufnahmesystemen. Beispielsweise könnte das Modul alternativ in einem handgehaltenen Scanner, einem Tischscanner, der an einem flexiblem Arm oder einer Montagevorrichtung angebracht ist, die sich über die Oberfläche des Tisches erstreckt, oder an der Unterseite der Tischkante angebracht, oder als eine Unterkomponente oder Unteranordnung eines komplizierteren Datenaufnanmesystems verwendet werden.
Das Modul würde vorteilhafterweise folgendes aufweisen: Eine Laser/Optikunteranordnung, die an einem Träger montiert ist, ein Abtastelement, wie beispielsweise ein sich drehender oder sich hin- und her bewegender Spiegel und eine Fotodetektorkomponente. Steuer- oder Datenleitungen, die mit solchen Komponenten assoziiert sind, können mit einem elektrischen Verbinder bzw. Stecker verbunden sein, der an der Kante oder der Außenfläche des Moduls montiert ist, um das Modul zu befähigen, elektrisch mit einem dazu passenden Stecker verbunden zu werden, der mit anderen Elementen des Datenaufnahmesystems assoziiert ist.
Ein individuelles Modul könnte spezielle Abtastoder Decodierungseigenschaften besitzen, die mit ihm assoziiert sind, beispielsweise mit der Betreibbarkeit mit einem speziellen Arbeitsabstand oder der Betreibbarkeit mit einer speziellen Symbolik bzw. mit einem speziellen Symbolgehalt oder einer Druckdichte assoziiert sind. Die Charakteristiken können auch durch die manuelle Einstellung von Steuerschaltern definiert wenden, die mit dem Modul assoziiert sind. Der Anwender kann das Datenaufnahmesystem auch anpassen, um verschiedene Artikelarten zu scannen oder das System kann für verschiedene Anwendungen angepaßt werden durch das Auswechseln von Modulen des Datenaufnahmesystems durch die Verwendung des einfachen elektrischen Steckers.
Die folgenden Ansprüche sind darauf gerichtet, alle solchen Verwendungen, Implementationen und Ausführungsbeispiels zu umfassen.

Claims

1. Verfahren zum Lesen und Decodieren eines maschinenlesbaren Symbols, wobei das Symbol eine Vielzahl von benachbarten Gruppen von Codeworten aufweist, wobei jede Gruppe eine Vielzahl von individuellen Codeworten aufweist, und zwar mit einem detektierbaren Markierungs/Freiraum-Muster; wobei die Codeworte zusammen, wenn sie in Abfolge genommen werden, eine codierte Version der zu decodierenden Daten definieren, wobei das Verfahren folgendes vorsieht:

(a) Scannen bzw. Abtasten und Lesen der Codeworte, nicht notwendigerweise in der erwähnten Abfolge;

(b) Berechnen einer Diskriminator- bzw. Unterscheidungsfunktion f(X) für jedes Codewort, deren Wert die Gruppe, die X enthält, von einer benachbarten Gruppe innerhalb der Vielzahl von Gruppen unterscheidet;

(c) Aufteilen der gescannten Codeworte in eine Vielzahl von Teilscans bzw. Teilabtastungen, wobei jede Teilabtastung vollständig aus Codeworten einer Gruppe besteht;

(d) Wiedererschaffen der Abfolge bzw. Sequenz durch Zusammenfügen der Teilabtastungen; und

(e) Decodieren der Codeworte und Ausgeben oder Speichern der in Abfolge gebrachten decodierten Daten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Markierungs/Freiraum-Muster innerhalb einer gegebenen Gruppe ungefähr äquidistant bzw. mit gleichem Abstand sind, und zwar was den Fehlerabstand von den Markierungs/Freiraum- Mustern innerhalb irgendeiner anderem Gruppe betrifft.

3. Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Codeworte in einer Vielzahl von benachbarten Reihen innerhalb des Symbols angeordnet sind, wobei die Reihe, in der das Codewort X liegt, zumindest teilweise durch den Wert von f(X) bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Codeworte reihenweise oder in einem geneigtern Winkel dazu gescannt werden, wobei die Codeworte X (1 = 1, 2, ...) beim Scannen nur solange einer gemeinsamen Reihe zugeordnet werden, wie f(x&sub2;) konstant bleibt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, in dem die jeweiligen Werte von f(X) in einzigartiger Weise zwischen irgendeinem Codewort unterscheiden, das in der ersten Reihe bzw. Zeile liegt, und irgendeinem Codewort, das in einer zweiten benachbarten Reihe liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, in dem die jeweiligen Werte von f(X) auch in einzigartiger Weise zwischen irgendeinem Codewort unterscheiden, das in den ersten oder zweiten Reihen bzw. Zeilen liegt, und irgendeinem Codewort, das in einer dritten Reihe liegt, benachbart zur zweiten Reihe.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem jedes Markierungs/Freiraum-Muster eine Vielzahl von Strichen und Freiräumen aufweist, und in dem f(X) eine Funktion der Breiten der einzelnen Striche und/oder Freiräume ist, die das Codewort X ausmachen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem jedes Markierungs/Freiraum-Muster genau vier Striche besitzt, und bei dem folgendes gilt:

f(X) = (x&sub1; - x&sub3; + x&sub5; - x&sub7;) mod 9

mit: x&sub1; = Breite des ersten Striches

x&sub3; = Breite des zweiten Striches

x&sub5; = Breite des dritten Striches

x&sub7; = Breite des vierten Striches

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem ein abgetastetes Markierungs/Freiraum-Muster nicht als Codewort bestimmt wird, falls f(X) nicht gleich 0, 3 oder 6 ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein abgetastetes Markierungs/Freiraum-Muster nicht als Codewort bestimmt wird, falls irgendeine der Markierungen oder der Freiräume, die das Muster bilden, breiter als eine festgelegte begrenzte Breite ist.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein abgetastetes Markierungs/Freiraum-Muster nicht als Codewort bestimmt wird, falls der Abstand zwischen dem Beginn irgendeiner der Markierungen oder der Freiräume, die das Muster bilden, und dem Beginn einer solchen benachbarten Markierung oder eines Freiraumes größer als eine festgelegte Grenze ist.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein abgetastetes Markierungs/Freiraum-Muster nicht als Codewort bestimmt wird, falls das Muster nicht exakt eine gegebene Anzahl von Markierungen und Freiräumen aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Gesamtbreite eines gültigen Codewortes 17 Einheiten ist, und bei dem die Breitengrenze sechs Einheiten ist.

14. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Gesamtbreite eines gültigen Codewortes 17 Einheiten ist, und bei dem die festgelegten Einheiten neun Einheiten sind.

15. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Gesamtbreite eines gültigen Codewortes 17 Einheiten ist, und bei dem die gegebene Anzahl vier Markierungen und vier Freiräume ist.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das die Berechnung einer t-Sequenz für das Codewort X und die Decodierung des Codewortes X gemäß der t-Sequenz und f(X) aufweist; wobei die t-Sequenz als eine Sequenz bzw. Abfolge von N-1 Ziffern bzw. Stellen t&sub1; definiert ist, wobei N die Gesamtzahl der Markierungen und Freiräume im Muster ist, und wobei t gleich dem gemessenen Abstand zwischen dem Anfang der i-ten Markierung oder des i-ten Freiraumes und dem Beginn der nächsten folgenden Markie rung bzw. des nächst-ün Freiraumes ist (Fig. 2).

17. Verfahren nach Anspruch 16, hei dem das Codewort X durch Nachschauen in einer gespeicherten Tabelle decodiert wird, und zwar von einer Indexzahl, die für einen gegebenen Wert von f(X) einzigartig der gespeicherten t-Sequenz entspricht.

18. Verfahren nach Anspruch 17, das das Umwandeln der Indexzahlen in jeweilige Hoch- bzw. High- und Tief- bzw. low-Werte vorsieht, die wie folgt definiert sind:

VH = (Indexzahl) div m

VL = (Indexzahl) mod m

und das Decodieren des Codewortes X als zwei aufeinanderfolgende Einheiten bzw. Dinge, die Eingaben in einer weiteren Nachschautabelle bei den Adressen VH und VL entsprechen.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem m = 30 ist.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, das folgende Schritte vorsieht:

(a) Halten einer Vielzahl von Nachschautabellen im Speicher, und zwar entsprechend einer Vielzahl von Decodierungsbetriebsarten bzw. -modi (z.B. Fig. 5);

(b) Halten einer Variablen im Speicher, die die augenblicklich aktive Decodierungsbetriebsart darstellt;

(c) wenn der Indexwert für das Codewort X oder der Wert von VH oder V einem Steuerzeichen entspricht, das eine neue Decodierungsbetriebsart beschreibt, Wechseln auß die neue Betriebsart bzw. den neuen Modus und Aktualisieren der neuen Decodierungsmodusvariablen.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das falls es von Anspruch 3 abhängt, die Berechnung einer Check- bzw. Prüfsumme für jede Reihe und das Bestimmen vorsieht, daß ein Fehler aufgetreten ist, falls die Checksumme nicht zu einer Checksumme paßt, die von einem Checksummen-Codewort in der Reihe geliefert wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, das für jede Reihe die folgenden Schritte vorsieht:

(a) Abtasten der Markierungs/Freiraum-Muster innerhalb der Reihe und Decodieren jedes erkannten Codewortes wo möglich auf einen Indexwert;

(b) Speichern der jeweiligen Indexwerte in einem Decodierungsbereich bzw. einer Decodierungsanordnung (DA);

(c) Wiederholen der Schritte (a) und (b) bis eine Indexzahl im Decodierungsbereich gespeichert worden ist, und zwar für

(i) das Reihenchecksummen-Codewort für die Reihe; und

(ii) alle außer einem der Codeworte in der Reihe; und

(d) Rekonstruieren des fehlenden einen Codewortes unter Verwendung des Reihenchecksummen-Codewortes.

23. Verfahren nach Anspruch 21, das folgende Schritte vorsieht:

(a) Scannen bzw. Abtasten der Markierungs/Freiraum- Muster innerhalb einer Reihe und Decodieren jedes erkannten Codewortes, wo möglich, zu einem Indexwert;

(b) Speichern der jeweiligen Indexwerte in einem Decodierungsbereich (DA);

(c) Wiederholen der Schritte (a) und (b) wie für jede Reihe nötig, und für alle Reihen, bis eine Indexzahl im Decodierungsbereich gespeichert worden ist, und zwar für:

(i) ein Symbolchecksummenwort;

(ii) alle außer zwei der Codeworte im Symbol; und

(iii) die Reihenchecksummen-Codeworte für die Reihen mit den fehlenden Codeworten; und

(d) Rekonstruieren der fehlenden Codeworte unter Verwendung der Reihenchecksummen-Codeworte und des Symbolchecksummen-Codewortes.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem folgende Schritte vorgesehen sind:

(a) Abtasten der Markierungs/Freiraum-Muster und Decodieren jedes erkannten Codewortes, wo möglich zu einem Indexwert;

(c) Bestimmen eines Konfidenz- bzw. Vertrauensnie veaus, das jedem der Elemente des Decodierungsbereiches (DA) entspricht, und Speichern der Vertrauensniveaus in einem entsprechenden Vertrauensbereich bzw. einer Vertrauensanordnung (FA);

(d) Wiederabtasten, Wiederdecodieren und Wiederbestimmen der Indexwerte und entsprechender Vertrauenswerte;

(e) Aktualisieren des Decodierungsbereiches und des Konfidenz- bzw. Vertrauensbereiches entsprechend der Indexwerte und der Vertrauenswerte, die in Schritt

(d) bestimmt wurden, und der Werte in den Decodierungs- und Vertrauensbereichen.

25. Einrichtung zum Lesen und Decodieren eines maschinenlesbaren Symbols, wobei das Symbol eine Vielzahl von Codewortgruppen aufweist, wobei jede Gruppe eine Vielzahl von individuellen Codeworten mit einem detektierbaren Markierungs/Freiraum-Muster aufweist; wobei die Codeworte zusammen, wenn sie in Abfolge genommen werden, eine codierte Version der zu decodierenden Daten definieren, wobei die Einrichtung folgendes aufweist: Mittel zum Abtasten und Lesen der Codeworte, nicht notwendigerweise in der erwähnten Abfolge, Mittel zum Decodieren der Codeworte und Mittel zur Ausgabe oder Speicherung der in Abfolge gebrachten decodierten Daten; gekennzeichnet durch:

(a) Mittel zur Berechnung einer Diskriminator- bzw. Unterscheidungsfunktion f(X) für jedes Codewort X, deren Wert die Gruppe, die X enthält, von einer benachbarten Gruppe innerhalb der Vielzahl von Gruppen unterscheidet;

(b) Mittel zum Aufteilen der abgetasteten Codeworte in eine Vielzahl von Teilabtastungen , wobei jede Teilabtastung vollständig aus Codeworten einer Gruppe besteht; und

(c) Mittel zur Wiedererzeugung der erwähnten Abfolge bzw. Sequenz durch Zusammenfügen der Teilabtastungen bzw. -scans.