DE69807242T2

DE69807242T2 - Verfahren zum Lesen eines optischen Codes

Info

Publication number: DE69807242T2
Application number: DE69807242T
Authority: DE
Inventors: Alessandro Valenti
Original assignee: Datalogic SpA
Current assignee: Datalogic SpA
Priority date: 1998-12-29
Filing date: 1998-12-29
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2018-12-30
Also published as: DE69807242D1; ATE222386T1; EP1017007A1; EP1017007B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lesen eines optischen Codes. Spezieller betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Scannen und Decodieren eines optischen Codes, das von einem kostengünstigen optischen Leser geringer Größe ausgeführt werden soll.
In der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen wird der Begriff "optischer Code" dazu verwendet, einen Code (wie z. B. einen Strichcode, einen zweidimensionalen Code oder dergleichen) anzugeben, der die Objekte, auf denen er vorgesehen wird, eindeutig identifizieren kann. Lediglich um die Beschreibung klarer zu machen, wird im folgenden auf Strichcodes Bezug genommen, das heißt Codes, welche aus einer Folge von hellen und dunklen Bereichen bestehen, die jeweils als Zwischenraum und/oder Balkenelemente bezeichnet sind.
Verschiedene Verfahren zum Abtasten und Decodieren eines Symbols eines Strichcodes sind bekannt. Ein übliches Verfahren kann schematisch wie folgt dargestellt werden: Eine Strichcode-Leseeinrichtung (Leser) beleuchtet den Code, der gelesen werden soll, entlang einer Leselinie; das gestreute Licht wird von einem Photodetektor erfaßt, der seinerseits ein analoges elektrisches Signal erzeugt, das proportional zur Intensität des gestreuten Lichtes ist.
Das analoge elektrische Signal wird von einer Mikroprozessorschaltung digitalisiert, um so bestimmte Merkmale zu erhalten, welche es vollständig darstellen, um eine Abtastung des untersuchten Codes zu definieren. Eine solche Abtastung wird dann über einen Algorithmus zur Decodierung des Strichcodes verarbeitet, der als Ergebnis die Folge der Zeichen vorsieht, welche das decodierte Symbol des untersuchten Strichcodes definieren.
Die Operation des Decodierens eines Codes erfordert üblicherweise das Erfassen einer Folge mehrerer verschiedener Abtastungen desselben Codes; Grund hierfür ist das mögliche Vorhandensein von Störungen oder Fehlern während der Abtastung, die sich zum Beispiel aus Flecken, Marken und Unschärfen ergeben, die irgendwo auf dem Etikett vorhanden sind, welches den zu decodierenden Code trägt. Wenn in einem solchen Fall die Abtastlinie durch diese Punkte geht, stoppt der Decodierprozeß, weil das Decodieren der veränderten Codezeichen nicht möglich ist, und gibt eine Fehlernachricht aus. Alle Information, die durch die Verarbeitung der zuvor genannten Abtastung erhalten wird, wird in diesem Fall verworfen, und es wird ein neuer Versuch ausgeführt, indem eine neue Abtastung verarbeitet wird, die in einem anderen Bereich des Etiketts ausgeführt wird, bis eine vollständige Kette decodierter Zeichen erhalten wird.
In herkömmlichen Lesern werden die Daten aller Abtastung jedesmal in einem Speicherpuffer gespeichert, um sie nachfolgend herauszuziehen und den folgenden Schritten der Verarbeitung und Decodierung zu unterwerfen.
Die Operation der Verarbeitung und Decodierung der Abtastungen, welche in dem Speicherpuffer gespeichert sind, ist aufgrund der hierfür erforderlichen Rechenanforderung langsamer als die der Erfassung und Speicherung. Dies ist bei sogenannten Low-End-Lesern besonders merklich (d. h. bei Lesern, die gekennzeichnet sind durch geringe Kosten und geringe Größe); sie umfassen einen Mikroprozessor mit begrenzter Rechenkapazität, der daher relativ langsam bei der Verarbeitung und Decodierung der Daten der verschiedenen Abtastungen ist.
Während des Versuchs der Decodierung einer Abtastung werden in optischen Low-End- Lesern im allgemeinen mehrere weitere Abtastungen des Codes erfaßt und gespeichert; diese Abtastungen sollen nachfolgend verarbeitet werden, um wiederum zu versuchen, sie zu decodieren, sollte der Decodierversuch der zuvor verarbeiteten Abtastung nicht erfolgreich sein.
Die Logik der Erfassung und der Transfer der Abtastung in den und aus dem Speicherpuffer stützen sich auf die Verwendung eines Speicherpuffer des FIFO-(first-in, first-out)- Warteschlangentyps und können auf folgende Weise schematisch dargestellt werden: die verschiedenen Abtastungen werden in Folge in jeweils aufeinanderfolgenden Teilen des Puffers gespeichert, in denen verschiedene Speicherfunktionen (am Ende des Puffers) und Abruffunktionen (am Anfang des Puffers) asynchron arbeiten. Wenn eine neue Abtastung des Codes erfaßt wird, wird die Speicherfunktion der Abtastung am Ende des Puffers aufgerufen; gleichzeitig wird geprüft, ob der Puffer voll ist oder nicht, und wenn diese Prüfung ein positives Ergebnis liefert, wird die Abruffunktion für die am Anfang des Puffers gespeicherte Abtastung aufgerufen, um die Speicherung der neu erfaßten Abtastung am Ende des Puffers zu ermöglichen. Die Speicherfunktion fügt in den Puffer nur die Information in bezug auf die Abtastungen ein, welche auf der Grundlage einer Kontrolle der Anzahl der Elemente kompatibel mit einem wahrscheinlichen Code sind. Diese Information wird dann von dem Decodieralgorithmus verarbeitet, der einen Versuch zum Decodieren der Abtastung durchführt.
Ein erster Nachteil, der mit dem oben beschriebenen Abtast- und Decodierprozeß einhergeht, bezieht sich auf die Erfassungs- und Speichertechnik für die Abtastungen. Gemäß dieser Technik werden alle erfaßten Abtastungen in dem Speicherpuffer gespeichert; dies impliziert häufig die Speicherung von Abtastungen, welche ähnlich (oder gleich) zueinander sind und die in dem Speicher Raum benötigen, ohne zusätzliche Information in bezug auf die zuvor gespeicherten Abtastungen zu enthalten.
Ein zweiter Nachteil, der mit dem oben beschriebenen Prozeß der Abtastung und Decodierung einhergeht, bezieht sich auf die Technik der Decodierung der Abtastungen. Gemäß dieser Technik wird der Decodieralgorithmus für alle gespeicherten Abtastungen unabhängig aufgerufen; dies impliziert häufig die Wiederholung von Verarbeitungs- und Decodieroperationen (die lang sind und Ressourcen benötigen) für Abtastungen, die ähnlich (oder gleich) zueinander sind, so daß sich die Ausführungszeit des gesamten Decodierprozesses erhöht.
EP 0 661 661 offenbart ein Verfahren zum Lesen eines Strichcodes, bei dem mehrere Abtastungen durchgeführt und verarbeitet werden, um den Strichcode zu bestimmen. Die Abtastungen werden in einer Speichereinrichtung gespeichert und in einer Prüfeinrichtung auf eine Übereinstimmung von wenigstens zwei Abtastungen geprüft, bevor die Daten an einen Decoder gesendet werden. Die Prüfung auf Übereinstimmung beginnt, nachdem zwei Abtastungen durchgefihrt wurden. Eine Übereinstimmung wird zum Beispiel erreicht, wenn mehr als die Hälfte der Abtastungen miteinander übereinstimmen. Wenn es keine Übereinstimmung gibt, wird eine dritte Abtastung durchgeführt, und so weiter, bis eine Übereinstimmung erreicht wird. Wenn keine Übereinstimmung erreicht wurde, nachdem die volle Anzahl der Abtastungen durchgeführt wurde, wird der Strichcode als unlesbar deklariert. Wenn die Übereinstimmung erreicht wird, wird angenommen, daß der Strichcode erfolgreich gelesen wurde, und der Prozeß endet.
Das technische Problem, welches der Erfindung zugrundeliegt, ist es, ein schnelles und zuverlässiges Lesen der optischen Codes selbst in Lesern mit geringen Rechenressourcen zu erlauben, z. B. den optischen Low-End-Lesern.
Die Erfindung bezieht sich daher gemäß eines ersten Aspekts auf ein Verfahren zum Lesen eines optischen Codes mit den Verfahrensschritten: Erheben mehrerer aufeinanderfolgender Abtastungen eines optischen Codes, wobei diese Abtastungen eine Vielzahl von Daten umfassen, die den Code identifizieren; und Überprüfen jeweils jedesmal, ob die gerade erhobene Abtastung den zuvor erhobenen und in einem Speicherpuffer, welcher mehrere Speicherzellen umfaßt, gespeicherten Abtastung ähnlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß dann,
a1) wenn die Ähnlichkeitsüberprüfung ein positives Ergebnis ergibt, die gerade erhobene Abtastung verworfen wird;
a2) wenn die Ähnlichkeitsüberprüfung ein negatives Ergebnis ergibt, die gerade erhobene Abtastung in einer freien Zelle des Speicherpuffers gespeichert wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht somit vorteilhaft eine Vorverarbeitung der erfaßten Abtastung vor (die von der Erfassungssoftware ausgeführt wird), um die Speicherung von Abtastungen zu vermeiden, welche gleich oder ähnlich zueinander sind. Dies ermöglicht, eine bessere Ausnutzung des Speichers, indem mit der Speicherung nur der "nützlichen" Abtastungen fortgefahren wird, d. h. solcher Abtastungen, die einen zusätzlichen Informationsgehalt in bezug auf die zuvor gespeicherten Abtastungen vorsehen.
Die Vorverarbeitung der erfaßten Abtastungen besteht vorzugsweise in einem Ähnlichkeitsvergleich der Abtastungen (eine leichte und schnelle Operation unter Rechengesichtspunkten) und sieht die Verwendung eines Speicherpuffers vor, der gemäß einer Zellenstruktur organisiert ist, die mehrere freie Speicherzellen vorsieht, welche von den "nützlichen" Abtastungen nacheinander belegt werden können, wenn diese erfaßt werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn es in Lesern mit geringen Rechenressourcen ausgeführt wird, z. B. in Low-End-Lesern, wo die Operation der Verarbeitung und Decodierung der Abtastungen extrem langsam ist. In solchen Lesern erlaubt die Ausführung eines Vorverarbeitungsschritts, welcher ähnliche Abtastungen eliminieren soll, die Verarbeitung und Decodierung der verschiedenen Abtastungen in Realzeit, während sie erfaßt werden, so daß die Ausführungsgeschwindigkeit des gesamten Decodierprozesses erhöht wird.
Bevorzugte Ausführungsformen dieses Aspekts der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen 2 bis 8 angegeben.
Nach dem Ausführen des Ähnlichkeitstests fährt das Verfahren vorzugsweise iterativ mit der Erfassung einer neuen Abtastung fort, wobei der genannte Ähnlichkeitstest jedesmal wiederholt wird, bis alle Abtastungen des Codes analysiert sind.
Das Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt vorzugsweise den Schritt b), bei dem jedesmal ein Decodierversuch der erfaßten und in dem Speicherpuffer gespeicherten Abtastung durchgeführt wird, und dann,
b1) wenn der Versuch ein positives Ergebnis ergibt, das Berichten des decodierten Codes;
b2) wenn der Versuch ein negatives Ergebnis ergibt, das iterative Wiederholen des Decodierversuchs für die nachfolgenden gespeicherten Abtastungen.
Dies erlaubt es, die Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit des gesamten Decodierprozesses zu erhöhen, das Aufrufen der Decodieroperation (eine Operation, welche aus Rechengesichtspunkten Zeit und Ressourcen benötigt) nur auf die "nützlichen" Abtastungen zu begrenzen und das Aussortieren und Eliminieren ähnlicher Abtastungen dem Vorverarbeitungsschritt zu überlassen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird dann, wenn die Ähnlichkeitsprüfung ein positives Ergebnis ergibt, ein Zähler erhöht, der zu der zuvor erfaßten und in dem Speicherpuffer gespeicherten Abtastung gehört, und die gerade erfaßte Abtastung verworfen.
Das Zählen der Ähnlichkeiten ist auf vorteilhafte Weise schneller als ein wiederholtes Aufrufen der Decodieroperation und erfordert begrenzte Rechenressourcen.
Die Ähnlichkeitsprüfung des Schritts a) zwischen den erfaßten Abtastungen wird auf vorteilhafte Weise in Realzeit ausgeführt und erfordert begrenzte Rechenressourcen.
In dem speziellen Fall eines Strichcodes umfaßt der Schritt der Ähnlichkeitsprüfung vorzugsweise einen Schritt, bei dem einfach verifiziert wird, ob die Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente der gerade erfaßten Abtastungen gleich der Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente der zuvor erfaßten und gespeicherten Abtastungen ist. Wenn diese Prüfung ein positives Ergebnis liefert, wird der oben mit a1) bezeichnete Schritt ausgeführt, andernfalls wird der mit a2) bezeichnete Schritt ausgeführt. Dieses System ist extrem einfach und schnell.
Wenn die Prüfung der Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente ein positives Ergebnis liefert, werden alternativ die folgenden Schritte ausgeführt:
i) Berechnen einer Fehlervariablen, die eine Funktion der Differenz zwischen den Daten mit derselben Position in der gerade erhobenen Abtastung und in der zuvor erhobenen Abtastung ist;
ii) Überprüfen, ob die Fehlervariable größer ist als ein vorgegebener Schwellwert, und
- wenn die Prüfung des Schrittes ü) ein positives Ergebnis ergibt, Ausführen des Schrittes a1);
- wenn die Prüfung des Schrittes ü) ein n negatives Ergebnis ergibt, Ausführen des Schrittes a2).
Die Fehlervariable ist insbesondere gleich der Summe der Absolutwerte der Differenzen aller Elemente mit derselben Position in der gerade erfaßten Abtastung und in der zuvor erfaßten Abtastung.
Dieses System ist langsamer als das zuvor beschriebene, jedoch zuverlässiger.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt die Berechnung der Fehlervariablen die Berechnung eines Korrelationskoeffizienten gemäß herkömmlicher Algorithmen. Dieses System ist das langsamste der beschriebenen, jedoch auch das zuverlässigste.
Gemäß einem zweiten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Lesen eines optischen Codes, mit den folgenden Verfahrensschritten: Erheben mehrerer aufeinanderfolgender Abtastungen eines optischen Codes, wobei diese Abtastungen einer Vielzahl von Daten umfassen, die den Code identifizieren; und Überprüfen jeweils jedes mal, ob die gerade erhobene Abtastung den zuvor erhobenen und in einem Speicherpuffer, der mehrere Speicherzellen umfaßt, gespeicherten Abtastungen ähnlich ist; dadurch gekennzeichnet, daß dann,
a1) wenn die Ähnlichkeitsprüfung ein positives Ergebnis ergibt, die folgenden Schritte ausgeführt werden:
a11b) Definieren einer gemittelten Abtastung zwischen der gerade erhobenen Abtastung und der zuvor erhobenen und in dem Speicherpuffer gespeicherten ähnlichen Abtastung;
a12b) Speichern dieser gemittelten Abtastung in dem Speicherpuffer und Verwerfen der zuvor erhobenen ähnlichen Abtastung; und daß dann,
a2) wenn die Ähnlichkeitsprüfung ein negatives Ergebnis ergibt, die gerade erhobene Abtastung in einer freien Zelle des Speicherpuffers gespeichert wird.
Gemäß dieser Ausführungsform wird also eine Überabtastung und eine Mittelung der Daten der verschiedenen erfaßten Abtastungen ausgeführt; dies erlaubt vorteilhaft, den statistischen Einfluß der stochastischen Störungen der Abtastungen zu senken, wodurch die Zuverlässigkeit des gesamten Decodierverfahrens erhöht wird.
Bevorzugte Ausführungsformen dieses Aspekts der Erfindung sind in den Ansprüchen 10 bis 18 angegeben.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden dann, wenn die Ähnlichkeitsprüfung ein positives Ergebnis ergibt, die folgenden Schritte ausgeführt:
a11c) Erhöhen eines Zählers, der zu der zuvor erhobenen und in dem Speicherpuffer gespeicherten ähnlichen Abtastungen gehört;
a12c) Überprüfen, ob der Wert des Zählers größer ist als ein vorgegebener Schwellwert ist, und dann
a12c1) wenn die zuletzt genannte Überprüfung ein positives Ergebnis ergibt, Erheben einer neuen Abtastung;
a12c2) wenn die zuletzt genannte Überprüfung ein negatives Ergebnis ergibt, Ausführen der Schritte a11b) und a12b).
Gemäß dieser Ausführungsform wird die Berechnung der gemittelten Abtastung vorteilhaft nur solange ausgeführt, bis eine vorgegebene Anzahl wiederholter Ähnlichkeitsereignisse erreicht ist; wenn dies nicht der Fall ist, werden die Ereignisse einfach gezählt. Dies erlaubt eine Begrenzung der Rechenressourcen, die zum Erheben der Abtastungen benötigt werden.
Der Schritt a11b) in bezug auf die Definition einer gemittelten Abtastung umfaßt vorzugsweise den Schritt der Berechnung eines Mittelwerts zwischen den Daten der gerade erhobenen Abtastungen und den Daten der zuvor erhobenen und gespeicherten ähnlichen Abtastungen. Insbesondere umfaßt der Schritt a11b) den Schritt des einzelnen Addierens der Daten mit derselben Position in der gerade erhobenen Abtastung und in der zuvor erhobenen und gespeicherten ähnlichen Abtastung. Dies erlaubt die Berechnung eines Mittelwerts der erfaßten Daten mit Hilfe einer einfachen Summieroperation, so daß nicht mehr jedesmal die Anzahl der gemittelten Abtastungen geteilt werden muß, so daß sich die Rechenbelastung des Verfahrens senkt. Dies ist möglich, weil die Decodieralgorithmen unabhängig von dem Skalierungsfaktor der Abtastung sind.
Der Schritt a) der Ähnlichkeitsprüfung zwischen den erfaßten Abtastungen wird vorzugsweise in Realzeit ausgeführt und erfordert begrenzte Rechenressourcen.
In dem speziellen Fall eines Strichcodes umfaßt der Schritt der Ähnlichkeitsprüfung die einfache Überprüfung, ob die Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente der gerade erhobenen Abtastung gleich die Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente einer der zuvor erhobenen und gespeicherten Abtastung ist. Wenn diese Prüfung ein positives Ergebnis ergibt, wird der oben mit a1) bezeichnete Schritt ausgeführt, andernfalls wird der oben mit a2) bezeichnete Schritt ausgeführt. Dieses System ist extrem einfach und schnell.
Wenn die Überprüfung der Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente ein positives Ergebnis liefert, werden alternativ die folgenden Schritte ausgeführt:
i) Berechnen einer Fehlervariablen, die eine Funktion der Differenz zwischen den Daten mit derselben Position in der gerade erhobenen Abtastung und in der zuvor erhobenen Abtastung ist;
ii) Überprüfen, ob die Fehlervariable größer ist als ein vorgegebener Schwellwert, und
- wenn die Prüfung des Schrittes ii) ein positives Ergebnis ergibt, Ausführen des Schrittes a1);
- wenn die Prüfung des Schrittes ii) ein negatives Ergebnis ergibt, Ausführen des Schrittes a2).
Die Fehlervariable ist insbesondere gleich der Summe der Absolutwerte der Differenzen aller Elemente mit derselben Position in der gerade erhobenen Abtastung und in der zuvor erhobenen Abtastung.
Dieses System ist langsamer als das zuvor beschriebene, jedoch zuverlässiger.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt die Berechnung der Fehlervariablen der Berechnung eines Korrelationskoeffizienten gemäß herkömmlicher Algorithmen. Dieses System ist das langsamste der beschriebenen Systeme, jedoch auch das zuverlässigste.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen. In den Figuren zeigen:
Fig. 1 ein Flußdiagramm in bezug auf eine erste Ausführungsform des Leseverfahrens gemäß der Erfindung:
Fig. 2 ein Flußdiagramm in bezug auf eine zweite Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung; und
Fig. 3 ein Flußdiagramm in bezug auf eine dritte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Das Leseverfahren gemäß der Erfindung eignet sich dazu, ein schnelles und zuverlässiges Lesen von optischen Codes zu erlauben, z. B. für Strichcodes, und zwar auch in Lesern mit begrenzten Rechenressourcen, wie Low-End-Lesern. Dies ist möglich, indem (mittels einer Erfassungssoftware) ein Schritt der Vorverarbeitung der erfaßten Abtastungen (der in den Zeichnungen auch mit dem Begriff "Sequenz" bezeichnet ist) ausgeführt wird, der sich dazu eignet, Abtastungen zu eliminieren, welche ähnlich sind, und nur solche Abtastungen zu speichern, die einen Informationsgehalt haben, der sich von anderen unterscheidet ("nützliche" Abtastungen), um die Rechenressourcen zu reduzieren, die zum Ausführen der nachfolgenden Schritte der Verarbeitung und Decodierung der Abtastungen benötigt werden, und um so die Ausführungszeit des gesamten Decodierverfahrens zu verringern.
Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht die Verwendung eines Speicherpuffers vor, der in einer Zellenstruktur organisiert ist, das heißt, der eine Vielzahl freie Speicherzellen aufweist, die dazu bestimmt sind, von den "nützlichen" Abtastungen belegt zu werden, während sie erfaßt werden.
Der Schritt der Vorverarbeitung der Abtastungen kann mit dem Schritt des Decodierens der erfaßten Abtastungen in Wechselwirkung treten, was an sich bekannt ist und daher im folgenden nicht im Detail beschrieben wird, oder diese können vollständig unabhängig voneinander sein.
Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht die aufeinanderfolgende Erfassung mehrere Abtastungen des untersuchten Codes vor. Insbesondere sieht es vor, daß dann, wenn eine neue Abtastung erhoben wird, diese vor der Speicherung in den Speicherpuffer mit dem oder den zuvor gespeicherten Abtastungen verglichen wird, um zu überprüfen, ob die untersuchte Abtastung wenigstens einer der gespeicherten Abtastungen ähnlich ist.
Wenn diese Prüfung ein positives Ergebnis liefert, wird die gerade erhoben Abtastung verworfen, und weitere Abtastungen werden iterativ erhoben, wobei jedesmal der genannte Schritt der Ähnlichkeitsprüfung wiederholt wird.
Wenn eine der Prüfungen ein negatives Ergebnis liefert, wird die gerade erhobene Abtastung in einer freien Zelle des Speicherpuffers gespeichert, wobei auch in diesem Fall weitere Abtastungen iterativ erhoben werden und jedesmal der oben beschriebene Schritt der Ähnlichkeitsprüfung wiederholt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht auch die Ausführung eines Versuchs der Decodierung der gespeicherten Abtastungen vor. Insbesondere wird zunächst die Erfassung und Speicherung einer ersten Abtastung durchgeführt, wobei danach ein Decodierversuch auf der Basis einer solchen Abtastung ausgeführt wird. Wenn der Versuch ein positives Ergebnis liefert, wird der decodierte Code berichtet, andernfalls wird iterativ versucht, die nächste gespeicherte Abtastung zu decodieren. Die Decodierversuche werden vorteilhaft ausschließlich an den gespeicherten Abtastungen ("nützliche" Abtastungen) durchgeführt, deren Anzahl (dank der vorhergehenden Vorverarbeitung) in bezug auf die erfaßten Abtastungen begrenzt und reduziert ist.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen drei Beispiele alternativer Ausführungsformen des oben beschriebenen Leseprozesses. In den Figuren ist "k" eine Variable, die zu der Anzahl der in dem Speicherpuffer vorhandenen Abtastung korreliert ist, und "i" ist ein Zähler, der jedesmal dann aktualisiert wird, wenn eine Ähnlichkeit zwischen der gerade erhobenen Abtastung und der zuvor erhobenen und gespeicherten Abtastung festgestellt wird.
Gemäß einer Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist, sieht das Verfahren vor, daß jedesmal dann, wenn eine neue Abtastung erhoben wird (und diese Abtastung für die Verarbeitung zur Verfügung steht), k mit der in dem Speicher voreingestellten Nummer der Abtastung aktualisiert wird, und daß geprüft wird, ob i > k; wenn diese Prüfung ein positives Ergebnis liefert, bedeutet dies, daß alle im Speicher vorhandenen Abtastungen untersucht wurden, und eine neue Abtastung wird erhoben. Wenn andererseits i < k, wird der Schritt der Ähnlichkeitsprüfing zwischen der neuen Abtastung und der in dem Speicher vorhandenen i-ten Abtastung ausgeführt.
Wenn diese Prüfung ein positives Ergebnis liefert, wird vor dem Verwerfen der gerade erhobenen Abtastung ein Zähler erhöht, der zu der ähnlichen Abtastung gehört, die zuvor erhoben und in dem Speicher gespeichert wurde, und der Ähnlichkeitsvergleich wird für eine neue erhobene Abtastung wiederholt (insbesondere wird zuerst der Vergleich zwischen i und k wiederholt und dann, wenn i < k, wird der Ähnlichkeitsvergleich ausgeführt).
Wenn die Ähnlichkeitsprüfung ein negatives Ergebnis liefert, wird der Wert der Variable i um eins erhöht, und der Vergleich zwischen i und k wird wiederholt.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die in Fig. 2 gezeigt ist, wird dann, wenn eine der Ähnlichkeitsprüfungen ein positives Ergebnis liefert, eine gemittelte Abtastung zwischen der gerade erhobenen Abtastung und der zuvor erhobenen und im Speicherpuffer gespeicherten ähnlichen Abtastung definiert. Diese gemittelte Abtastung wird im Speicherpuffer anstelle der zuvor erhobenen und gespeicherten ähnlichen Abtastung gespeichert, und der Ähnlichkeitsvergleich wird für eine neue erhobene Abtastung wiederholt.
Die gemittelte Abtastung wird durch Ausführen einer Mittelungsoperation zwischen den Daten, welche zu der gerade erhobenen Abtastung gehören, und denen, die zu der zuvor erhobenen und in dem Speicherpuffer gespeicherten ähnlichen Abtastung gehören, definiert. Insbesondere werden Daten mit derselben Position in der gerade erhobenen Abtastung und in der zuvor erhobenen und gespeicherten ähnlichen Abtastung jeweils einzeln addiert.
Gemäß der Ausführungsform des Verfahrens, die in Fig. 3 gezeigt wird, wird dann, wenn die Ähnlichkeitsprüfung ein positives Ergebnis liefert, ein Zähler erhöht, der zu der zuvor erhobenen und in dem Speicherpuffer gespeicherten ähnlichen Abtastung gehört, und es wird überprüft, ob der Wert des Zählers größer ist als ein vorgegebener Schwellwert. Wenn diese Prüfung ein positives Ergebnis liefert, wird eine neue Abtastung erfaßt und der Ähnlichkeitsvergleich für die neue erhobene Abtastung wiederholt. Wenn die Überprüfung des Schwellwertes ein negatives Ergebnis liefert, wird eine gemittelte Abtastung, wie oben beschrieben, definiert, die in dem Speicherpuffer anstelle der zuvor erhobenen ähnlichen Abtastung gespeichert wird, und der Ähnlichkeitsvergleich wird für eine neue erfaßte Abtastung wiederholt.
Die Entscheidung, ob die neue Abtastung einer zuvor gespeicherten Abtastung ähnlich ist oder nicht, wird mit Hilfe sehr einfacher, schneller und zuverlässiger Methoden durchgeführt.
Im speziellen Fall eines Strichcodes kann die Ähnlichkeitsprüfung z. B. einfach darin bestehen, zu überprüfen, ob die Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente der gerade erfaßten Abtastung gleich der Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente einer der zuvor gespeicherten Abtastungen ist.
Alternativ kann immer dann, wenn die oben genannte Prüfung der Anzahl der Elemente ein positives Ergebnis liefert, eine Fehlervariable als eine Funktion der Differenz zwischen den jeweiligen Daten mit derselben Position in der gerade erfaßten Abtastung und in der zuvor erfaßten Abtastung berechnet werden, die insbesondere gleich der Summe der Absolutwerte der Differenz aller Elemente mit derselben Position in der gerade erhobenen Abtastung und in der zuvor erhobenen Abtastung ist.
Ein Beispiel des Berechnungsalgorithmus ist wie folgt:
wenn count (Si) = count (Sn)
dann
Fehlervariable erzeugen
Fehler = 0 setzen
für j = 1 bis count (Si)
Fehler um den Absolutwert von (Si[j]/Cnt_i) - Sn[j] erhöhen wenn Fehler < vorgegebener Schwellwert
dann werden Sequenzen als ÄHNLICH betrachtet
andernfalls werden Sequenzen als NICHT ÄHNLICH betrachtet
andernfalls werden Sequenzen als NICHT ÄHNLICH betrachtet
wobei
Si ist die i-te gespeicherte Abtastung, mit welcher die neue Abtastung verglichen wird, Sn ist die neue Abtastung;
Si[j] ist das j-te Element der Abtastung Si;
Sn[j] ist das j-te Element der Abtastung Sn;
count (Sn) ist die Anzahl der in der Abtastung Sn enthaltenen Elemente;
count i ist die Anzahl der Abtastungen, die addiert wurden, um Si zu erhalten.
Alternativ kann in der Berechnung der Fehlervariablen auch ein Algorithmus zum Berechnen eines Korrelationskoeffizienten verwendet werden.
Ein solcher Algorithmus ist beispielsweise wie folgt:
wenn count (Si) = count (Sn)
dann
Sequenz Gi und Sequenz Gn erzeugen;
Variable average_i und Variable norma_i erzeugen;
Variable average_n und Variable norma_n erzeugen;
Variable Fehler erzeugen;
average_i = 0 und norma_i = 0 setzen;
average_n = 0 und norma_n = 0 setzen;
für j = 1 bis count (Si)
average_i um den Wert Si[j] erhöhen;
averagen um den Wert Sn [j] erhöhen;
für j = 1 bis count (Si)
Gi[j] = Si[j] - average i setzen
Gn[j] = Sn[j] - averagen setzen
für j = 1 bis count (Si)
norma_i um den Wert (Gi [j])² erhöhen
norma_n um den Wert (Gn [j])² erhöhen
für j = 1 bis count (Si)
Gi [j] = Gi [j]/ norma_i setzen
Gn [j] = Gn [j]/ norma_n setzen
Fehler = 1 setzen
für j = 1 bis count (Gi)
Fehler um das Produkt von Gi[j] mal Gn[j] verringern
wenn Fehler < vorgegebener Schwellwert
dann werden die Sequenzen als ÄHNLICH betrachtet
andernfalls werden die Sequenzen als NICHT ÄHNLICH betrachtet
andernfalls werden die Sequenzen als NICHT ÄHNLICH betrachtet
wobei Gi und Gn normierte Abtastungen sind.
Der oben offenbarte Algorithmus ist lediglich ein theoretisch möglicher Algorithmus; tatsächlich gibt es andere Arten zur Berechnung des Korrelationskoeffizienten, welche die Ausführungszeit optimieren.

Claims

1. Verfahren zum Lesen eines optischen Codes mit folgenden Verfahrensschritten:

Erheben mehrerer aufeinanderfolgender Abtastungen eines optischen Codes, wobei solche Abtastungen eine Vielzahl von Daten umfassen, die den Code identifizieren;

und Überprüfen jeweils jedes mal, ob die gerade erhobene Abtastung den zuvor erhobenen und in einem Speicherpuffer, welcher mehrere Speicherzellen umfaßt, gespeicherten Abtastungen ähnlich ist; dadurch gekennzeichnet, daß dann,

a1) wenn die Ähnlichkeitsüberprüfung ein positives Ergebnis ergibt, die gerade erhobene Abtastung verworfen wird;

a2) wenn die Ähnlichkeitsüberprüfung ein negatives Ergebnis ergibt, die gerade erhobene Abtastung in einer freien Zelle des Speicherpuffers gespeichert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, mit dem weiteren Verfahrensschritt b), bei dem jedes mal ein Decodierversuch der erhobenen und in dem Speicherpuffer gespeicherten Abtastungen durchgeführt wird, und dann,

b1) wenn der Versuch ein positives Ergebnis ergibt, der decodierte Code berichtet wird;

b2) wenn der Versuch ein negatives Ergebnis ergibt, der Decodierversuch für die nachfolgenden gespeicherten Abtastungen iterativ wiederholt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem nach der Ausführung der Ähnlichkeitsprüfung eine neue Abtastung iterativ erhoben wird, wobei jedes mal die zuvor genannte Ähnlichkeitsprüfung wiederholt wird, bis alle Abtastungen des Codes analysiert sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei dann, wenn die Ähnlichkeitsprüfung ein positives Ergebnis ergibt, der folgende Schritt ausgeführt wird:

a11a) Erhöhen eines Zählers, der zu der ähnlichen Abtastung gehört, die zuvor erhoben und in dem Speicherpuffer gespeichert wurde.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der optische Code ein Strichcode mit mehreren Strich- und Zwischenraumelementen ist und die Ähnlichkeitsprüfung den Schritt der Überprüfung, ob die Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente der gerade erhobenen Abtastung gleich der Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente einer der zuvor erhobenen Abtastungen ist, umfaßt, und wenn diese Prüfung ein positives Ergebnis ergibt, Ausführen des Schrittes a1), anderenfalls des Schrittes a2).

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei dann, wenn die Prüfung der Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente ein positives Ergebnis ergibt, die folgenden Schritte ausgeführt werden:

i) Berechnen einer Fehlervariablen, die eine Funktion der Differenz zwischen den Daten mit derselben Position in der gerade erhobenen Abtastung und in der zuvor erhobenen Abtastung ist;

ii) Überprüfen, ob die Fehlervariable größer ist als ein vorgegebener Schwellwert, und

- wenn die Prüfung des Schrittes ii) ein positives Ergebnis ergibt, Ausführen des Schrittes a1);

- wenn die Prüfung des Schrittes ii) ein negatives Ergebnis ergibt, Ausführen des Schrittes a2).

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Fehlervariable gleich der Summe der Absolutwerte der Differenzen aller Elemente mit derselben Position in der gerade erhobenen Abtastung und in der zuvor erhobenen Abtastung ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Berechnung der Fehlervariablen die Berechnung eines Korrelationskoeffizienten umfaßt.

9. Verfahren zum Lesen eines optischen Codes mit folgenden Verfahrensschritten: Erheben mehrerer aufeinanderfolgender Abtastungen eines optischen Codes, wobei diese Abtastungen einer Vielzahl von Daten umfassen, die den Code identifizieren; und Überprüfen jeweils jedes mal, ob die gerade erhobene Abtastung den zuvor erhobenen und in einem Speicherpuffer, der mehrere Speicherzellen umfaßt, gespeicherten Abtastungen ähnlich ist; dadurch gekennzeichnet, daß dann,

a1) wenn die Ähnlichkeitsprüfung ein positives Ergebnis ergibt, die folgenden Schritte ausgeführt werden:

a11b) Definieren einer gemittelten Abtastung zwischen der gerade erhobenen Abtastung und der zuvor erhobenen und in dem Speicherpuffer gespeicherten ähnlichen Abtastung;

a12b) Speichern dieser gemittelten Abtastung in dem Speicherpuffer und Verwerfen der zuvor erhobenen ähnlichen Abtastung; und daß dann,

a2) wenn die Ähnlichkeitsprüfung ein negatives Ergebnis ergibt, die gerade erhobene Abtastung in einer freien Zelle des Speicherpuffers gespeichert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, mit dem weiteren Verfahrensschritt b), bei dem jedes mal ein Decodierversuch der erfaßten und in dem Speicherpuffer gespeicherten Abtastungen durchgeführt wird, und dann,

11. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem nach dem Ausführen der Ähnlichkeitsprüfung eine neue Abtastung iterativ erhoben wird, wobei die oben genannte Ähnlichkeitsprüfung jedes mal wiederholt wird, bis alle Abtastungen des Codes analysiert sind.

12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei dann, wenn die Ähnlichkeitsprüfung ein positives Ergebnis ergibt, die folgenden Schritte ausgeführt werden:

a11c) Erhöhen eines Zählers, der zu der zuvor erhobenen und in dem Speicherpuffer gespeicherten ähnlichen Abtastungen gehört;

a12c) Überprüfen, ob der Wert des Zählers größer ist als ein vorgegebener Schwellwert ist, und dann

a12c1) wenn die zuletzt genannte Überprüfung ein positives Ergebnis ergibt, Erheben einer neuen Abtastung;

a12c2) wenn die zuletzt genannte Überprüfung ein negatives Ergebnis ergibt, Ausführen der Schritte a11b) und a12b).

13. Verfahren nach Anspruch 9 oder 12, wobei der Schritt a11b) in bezug auf die Definition einer gemittelten Abtastung den Schritt der Berechnung eines Mittelwertes zwischen den Daten der gerade erhobenen Abtastungen und den Daten der zuvor erhobenen ähnlichen Abtastung umfaßt.

14. Verfahren nach Anspruch 9 oder 12, wobei der Schritt a11b) in bezug auf die Definition einer gemittelten Abtastung den Schritt des einzelnen Addierens der Daten mit derselben Position in der gerade erhobenen Abtastung und in der ähnlichen, zuvor erhobenen Abtastung umfaßt.

15. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der optische Code ein Strichcode mit mehreren Strich- und Zwischenraumelementen ist und der Schritt der Ähnlichkeitsprüfung den Schritt der Überprüfung, ob die Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente der gerade erhobenen Abtastung gleich der Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente einer der zuvor erhobenen Abtastungen ist, umfaßt und wenn diese Prüfung ein positives Ergebnis ergibt, der Schritt a1) ausgeführt wird, anderenfalls der Schritt a2).

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei dann, wenn die Prüfung der Anzahl der Striche oder Zwischenräume oder aller Elemente ein positives Ergebnis ergibt, die folgenden Schritte ausgeführt werden:

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Fehlervariable gleich der Summe der Absolutwerte der Differenzen aller Elemente mit derselben Position in der gerade erhobenen Abtastung und in der zuvor erhobenen Abtastung ist

18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Berechnung der Fehlervariablen die Berechnung eines Korrelationskoeffizienten umfaßt.