KR20080000399A - Apparatus and method for reading 2 dimensional barcode with a pattern gradient calculation function - Google Patents

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Abstract

A device and a method for reading a 2D(Dimensional) barcode with a pattern gradient calculation function are provided to minimize error about reading a barcode pattern by quickly reading the 2D barcode, calculating a gradient of the barcode pattern, and reading the 2D barcode based on the gradient of the barcode pattern. A CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor(10) outputs image data by capturing the 2D barcode pattern. A data storing part(12) stores the received image data. A microcontroller(14) outputs decoded data by controlling gradient calculation of the captured barcode pattern and interpreting the barcode based on the calculated gradient. A bus selector(11) selects a bus to store the image data to the storing part or output the stored image data. A barcode pattern searcher(18) determines whether the captured image is the barcode image by searching each line pattern sequentially based on a set value. A barcode pattern gradient calculator(13) calculates the gradient of the barcode pattern if the captured image is the barcode image. The barcode pattern searcher determines only the PDF(Portable Data File) code as the 2D barcode pattern.

Description

패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치 및 방법{Apparatus and method for reading 2 dimensional barcode with a pattern gradient calculation function}Apparatus and method for reading 2 dimensional barcode with a pattern gradient calculation function

도 1은 종래 기술의 바코드 판독 장치의 구성 블록도1 is a block diagram of a conventional barcode reading apparatus

도 2는 본 발명에 따른 2차원 바코드 판독 장치의 구성 블록도2 is a block diagram of a two-dimensional bar code reading apparatus according to the present invention

도 3은 본 발명에 따른 2차원 바코드 판독 방법을 나타낸 플로우 차트3 is a flow chart showing a two-dimensional barcode reading method according to the present invention

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings

10. CMOS 이미지 센서 11. BUS 셀렉터10. CMOS Image Sensor 11.BUS Selector

12. 데이터 저장부 13. 바코드 패턴 기울기 계산부12. Data storage unit 13. Barcode pattern gradient calculation unit

14. 마이크로 컨트롤러 15. 플래쉬 메모리14. Microcontroller 15. Flash Memory

16. 어드레스 버스 17. 데이터 버스16. Address Bus 17. Data Bus

18. 바코드 패턴 검색부 19. 데이터 출력부18. Barcode Pattern Searcher 19. Data Output

본 발명은 바코드 판독 장치에 관한 것으로, 구체적으로 2차원 바코드의 판독 속도를 빠르게 하고, 패턴 기울기를 계산하고 계산된 기울기값을 이용하여 해독 을 하는 것에 의해 바코드 패턴의 판독 오류를 최소화할 수 있도록한 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bar code reading device, and more particularly, to reduce the reading error of a bar code pattern by speeding up the reading speed of a two-dimensional bar code, calculating a pattern slope, and decoding using the calculated slope value. The present invention relates to a two-dimensional bar code reading device and method having a pattern slope calculation function.

바코드는 컴퓨터가 정보를 읽기 쉽도록 하기 위해 굵기가 다른 검은 막대와 하얀 막대를 조합시켜 문자나 숫자를 코드화한 것으로, '2차원 바코드'는 1차원 바코드의 데이터 용량의 한계를 극복하여, 문자와 숫자, 사진 등 대량의 정보를 작은 사각형 안에 2차원의 심벌로 고밀도 코드화한 것이다.Barcode is a combination of letters and numbers that combine black and white bars of different thickness to make the computer easier to read information. '2D Barcode' overcomes the limitation of the data capacity of 1D Barcode, A large amount of information, such as numbers and photographs, is a high-density coded two-dimensional symbol in a small square.

즉, 1차원 바코드는 주로 13∼14자리의 숫자 데이터를 표시하지만 2차원 바코드는 1000자 이상의 데이터를 담을 수 있다.또한 한국어를 비롯한 모든 외국어 그리고 지문을 비롯한 그래픽 정보를 표현할 수 있다.That is, one-dimensional bar code mainly displays 13 to 14 digits of numeric data, but two-dimensional bar code can contain more than 1000 characters, and can display graphic information including all foreign languages including Korean and fingerprints.

2차원 바코드를 활용하면 은행 무인점포에서 직원을 통하지 않더라도 바코드 입출력만으로 공과금고지서를 수납할 수 있고 휴대폰으로 전자고지서를 발급하는 것도 가능해진다. 또 행정기관에서 여권 주요 기재사항을 입력하는 대신 바코드만 갖다 대면 모든 정보가 뜨게 되고 우편물도 바코드 활용으로 단숨에 전산 처리할 수 있게 된다.By using two-dimensional bar codes, banks can store bills using only barcode input and output without issuing employees, and can also issue electronic bills through mobile phones. In addition, instead of entering the key information on the passport, the administrative agency just touches the barcode and all the information will be displayed, and mail can be processed at once using barcode.

이하에서 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 바코드 판독 장치에 관하여 설명한다.Hereinafter, a bar code reading apparatus according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술의 바코드 판독 장치의 구성 블록도이다.1 is a block diagram of a bar code reading device of the prior art.

종래 기술의 바코드 판독 장치는 도 1에서와 같이, 바코드 및 이차원 코드를 스캐닝하여 이미지를 인식할 수 있도록 된 선형 배열 센서를 포함하는 스캐닝부(1)와, 상기 스캐닝부(1)에 의해 인식된 이미지를 처리하는 과정을 수행하는 마이크로 프로세서(3)와, 상기 마이크로 프로세서(3)에서 처리된 데이터가 저장되는 메모리부(4)를 포함하는 처리부(2)와, 상기 처리부)2)가 컴퓨터와 데이터를 주고 받을 수 있도록 연결하는 인터페이스부(5)를 포함한다.The barcode reading apparatus of the related art is a scanning unit 1 including a linear array sensor configured to scan an barcode and a two-dimensional code to recognize an image, as shown in FIG. 1, and recognized by the scanning unit 1. A processing unit 2 including a microprocessor 3 for processing an image, a memory unit 4 storing data processed by the microprocessor 3, and the processing unit 2) include a computer. It includes an interface unit 5 for transmitting and receiving data.

바코드를 해독하기 위해서는 일반적으로 다음과 같은 과정을 거친다.To decode a barcode, the following process is generally performed.

우선, 스캐너의 광원에서 주사된 빛은 바코드 심볼 위를 병진 이동한다. 스캐너의 수광부는 이 빛의 양을 감지하여 그 수광량에 따라 전기 신호(광전류)를 발생한다. 심볼의 바와 스페이스는 빛의 반사율이 서로 다른데, 이를 이용한 것이다.First, the light scanned by the light source of the scanner translates over the barcode symbol. The light receiving unit of the scanner detects the amount of light and generates an electric signal (photocurrent) according to the amount of light received. The symbol's bar and space have different reflectances of light.

수광부에서 검출되는 빛의 양이 매우 적으므로 발생되는 전류도 적은데, 이를 증폭하고 신호 처리하여 유용한 아날로그 신호(전압)를 생성시킨다. 아날로그 신호는 디지타이징(Digitizing) 과정을 거쳐 디지털 신호로 바뀐다. 즉, 상,하한 경계값(Threshold)을 정하여 아날로그 신호가 이 상한 값에 도달하면 래치(Latch)가 동작하여 High 상태를 유지하고, 하한 경계값에 도달하면 래치가 Low 상태로 변하게 만든다. 이렇게 생성된 디지털 신호는 디코더 내의 디지털 신호처리 과정을 거쳐 그 비트 패턴에 할당된 데이터 값을 생성하게 된다.Since the amount of light detected by the light receiving unit is very small, the generated current is also small. Amplification and signal processing generate a useful analog signal (voltage). The analog signal is converted into a digital signal through a digitizing process. That is, when the analog signal reaches this upper limit by setting the upper and lower thresholds, the latch operates to maintain the high state, and when the lower limit reaches the threshold, the latch changes to the low state. The digital signal generated as described above generates a data value assigned to the bit pattern through digital signal processing in the decoder.

바코드 판독 시스템의 구성 요소는 바코드 심볼, 스캐너, 디코더, 컴퓨터가 포함된다.Components of a barcode reading system include barcode symbols, scanners, decoders, and computers.

바코드 판독 장치는 스캐너와 디코더로 구성되어서 바코드 심볼을 컴퓨터가 받아들일 수 있는 데이터 양식(Fomat)으로 변환시켜 주는 역할을 한다. 바코드 판독 장치는 심볼의 판독에 필요한 핵심기능 부문과 데이터 I/O 및 사용자의 상호 작용에 필요한 보조기능 부분으로 세분할 수 있다. 스캐너에는 광 주사부와 수광부, 증폭 및 신호 처리 회로, 디지털 신호화 회로가 포함된다. 디코더에는 엘리멘트의 변(Element Edge) 탐지회로, 마이크로 프로세서, 해독 알고리즘이 저장되어 있는 ROM(또는 Firmware), RAM, 데이터 I/O, 사용자에 대한 경보 장치(Lamp, Buzz)가 필 수적이며, 부가적으로 데이터 표시부(Display), 키보드 입력부, 외부 기기 제어부, 보조 기억장치가 접속될 수 있다.The barcode reader consists of a scanner and a decoder that converts the barcode symbol into a computer acceptable form of data. Bar code reading devices can be subdivided into the key functional areas required for symbol reading and the auxiliary function parts required for data I / O and user interaction. The scanner includes an optical scanning unit, a light receiving unit, an amplification and signal processing circuit, and a digital signal circuit. Decoder is required for element edge detection circuit, microprocessor, ROM (or firmware) storing decryption algorithm, RAM, data I / O, and alarm for users (Lamp, Buzz). For example, a data display unit, a keyboard input unit, an external device controller, and an auxiliary memory device may be connected.

포스(POS)용으로 널리 이용되는 휴대형 터미널(Portable Terminal)의 경우에는 LCD 표시판과 키보드 뿐만 아니라 데이터를 자체 보관할 수 있는 대용량의 RAM이나 하드 디스크 같은 보조 기억 장치를 가지고 있으며, 이 데이터를 컴퓨터에 전송할 수 있는 모뎀 장치나 무선 장치를 포함하고 있다. 공장 자동화에 널리 이용되는 네트워크 콘트롤러(Controller)용 디코더는 LCD 표시판과 키보드 뿐만 아니라 멀티플렉서(Multiplexer) 기능과 컴퓨터와 통신을 위한 프로토콜(Protocol)변화 기능까지 포함하고 있다.Portable terminals, widely used for POS, have not only LCD displays and keyboards, but also secondary storage devices such as large RAMs or hard disks that can hold data on their own, and transfer this data to a computer. It includes modem devices and wireless devices. Decoders for network controllers, which are widely used in factory automation, include multiplexer functions and protocol change functions for communication with computers, as well as LCD displays and keyboards.

그러나 이와 같은 종래 기술의 바코드 판독 장치 및 시스템은 다음과 같은 문제가 있다.However, the bar code reading device and system of the prior art have the following problems.

종래 기술의 바코드 판독 장치는 데이터 저장시의 마이크로컨트롤러의 직접적인 관여, 바코드 포맷 확인을 위한 반복 비교, 이미지의 보정 및 회전에 의한 해독 등의 원인에 의해 처리 속도가 저하되는 문제가 있다.The bar code reading device of the prior art has a problem in that the processing speed is lowered due to the direct involvement of the microcontroller in data storage, the repeated comparison for checking the barcode format, the correction of the image and the decoding by the rotation.

특히, 1차원 바코드 2차원 바코드 겸용 판독 장치인 경우에는 마이크로컨트롤러의 데이터 처리량이 증가하는 문제가 있다.In particular, in the case of a two-dimensional bar code reading device, there is a problem that the data throughput of the microcontroller increases.

즉, 캡춰된 이지미가 1차원 바코드인지 아니면 2차원 바코드인지를 판단하기 위하여 처리 속도를 지연시킬 수 있는 여러 단계의 확인 및 처리 절차를 거치게 되는데 이와 같은 처리 단계 모두를 마이크로컨트롤러가 직접 관여를 하므로 시스템 전체의 처리 속도를 저하시키게 된다.That is, in order to determine whether the captured image is a 1D barcode or a 2D barcode, it goes through several steps of verification and processing that can delay the processing speed. All of these processing steps are directly involved by the microcontroller. This slows down the overall processing speed.

1차원 바코드가 바(Bar)와 스페이스(Space)를 조합, 구성된 심볼로 제한된 텍스트 정보만 담을 수 있다면 2차원 바코드는 숫자, 사진 심지어 간단한 소리까지 포함하는 대량의 정보를 작은 사각형 내의 2차원 심볼로 담을 수 있는 고밀도 코드이다. 따라서 이와 같은 고밀도의 데이터를 효율적으로 처리하기 위하여 2차원 바코드의 판독에 소요되는 시간의 단축은 중요한 문제이다.If a one-dimensional barcode can contain only text information limited to a symbol composed of a combination of bars and spaces, the two-dimensional barcode is a large two-dimensional symbol in a small rectangle that contains a large amount of information, including numbers, pictures, and even simple sounds. This is a high density cord that can be stored. Therefore, in order to efficiently process such high-density data, shortening of time required for reading a two-dimensional bar code is an important problem.

그러나 종래 기술의 바코드 판독 장치는 마이크로컨트롤러가 모든 판독 과정 및 데이터 처리에 직접적인 관여를 하므로 2차원 바코드의 빠른 판독이 어렵다.However, the bar code reading device of the prior art is difficult to read a two-dimensional bar code because the microcontroller is directly involved in all the reading process and data processing.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 바코드 판독 장치의 문제를 해결하기 위한 것으로, 2차원 바코드의 판독 속도를 빠르게 하고, 패턴 기울기를 계산하고 계산된 기울기값을 이용하여 해독을 하는 것에 의해 바코드 패턴의 판독 오류를 최소화할 수 있도록한 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problem of the bar code reading device of the prior art, and to read the barcode pattern by increasing the reading speed of the two-dimensional barcode, by calculating the pattern slope and decoding using the calculated slope value It is an object of the present invention to provide a two-dimensional bar code reading device and method having a pattern slope calculation function to minimize the error.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치는 2차원 바코드 패턴을 캡춰하여 이미지 데이터를 출력하는 CMOS 이미지 센서 및 출력되는 이미지 데이터를 저장하는 데이터 저장부;상 기 캡춰된 바코드 패턴의 기울기 계산을 제어하고 산출된 패턴 기울기값을 이용하여 바코드를 해독하여 디코딩된 데이터가 출력되도록 제어하는 마이크로 컨트롤러;상기 데이터 저장부에 이미지 데이터를 저장하거나, 저장된 이미지 데이터의 출력시에 버스(BUS) 선택 제어를 수행하는 BUS 셀렉터;설정된 값을 기준으로 라인 단위로 라인 패턴을 순차 검색하여 캡춰한 이미지가 바코드 이미지인지를 판단하는 바코드 패턴 검색부;바코드 이미지인 것으로 판단되면 마이크로 컨트롤러의 제어에 의해 바코드 패턴의 기울기를 계산하는 바코드 패턴 기울기 계산부를 포함하고 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a two-dimensional bar code reading device having a pattern gradient calculation function includes: a CMOS image sensor for capturing a two-dimensional bar code pattern and outputting image data and a data storage unit for storing the output image data; A microcontroller for controlling the calculation of the tilt of the captured barcode pattern and controlling the decoded data to be output by decoding the barcode by using the calculated pattern gradient value; Storing image data in the data storage unit or storing the stored image data. A bus selector that performs a bus selection control at output; a barcode pattern search unit that sequentially searches a line pattern on a line-by-line basis based on a set value and determines whether the captured image is a barcode image; Barcode pattern machine by the control of the microcontroller It comprises a barcode pattern gradient calculation unit for calculating the cry.

여기서, 바코드 패턴 검색부는 PDF 417 코드만 2차원 바코드 패턴으로 판단하는 것을 특징으로 한다.Here, the barcode pattern search unit determines that only the PDF 417 code is a two-dimensional barcode pattern.

그리고 데이터 저장부에 이미지 데이터를 저장하기 위하여, 마이크로 컨트롤러가 직접적인 관여를 하지 않고 BUS 셀렉터에 의한 버스 선택 제어에 의해 DMA(Direct Memory Access) 방식으로 데이터 저장이 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to store the image data in the data storage unit, the data is stored in the direct memory access (DMA) method by the bus selection control by the BUS selector without direct involvement of the microcontroller.

그리고 마이크로 컨트롤러는, 계산된 바코드 패턴의 기울기를 이용하여 이미지의 보정 또는 회전없이 바로 바패턴과 직각이 되는 방향으로 바코드 해독을 시작하여 디코딩된 데이터가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the microcontroller may start decoding the barcode in a direction perpendicular to the bar pattern without correcting or rotating the image using the calculated slope of the barcode pattern to control the decoded data to be output.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 방법은 이미지 데이터를 저장하거나, 저장된 이미지 데이터의 출력시에 버스(BUS) 선택 제어를 수행하는 BUS 셀렉터를 포함하는 판독 장치의 2차원 바 코드 판독에 있어서, 입력되는 명령(COMMAND)이 이미지 캡춰 모드인지를 판단하는 단계;이미지 캡춰 모드이면 이미지를 캡춰하여 BUS 셀렉터에 의한 버스 선택 제어에 의해 DMA(Direct Memory Access) 방식으로 데이터를 저장하는 단계;캡춰된 이미지 패턴을 분석하여 바코드 패턴인지를 판단하고, 바코드 패턴의 기울기를 계산하는 단계;계산된 결과값을 이용하여 바패턴과 직각이 되는 방향으로 바코드 해독을 시작하여 디코딩된 바코드 데이터를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.A two-dimensional barcode reading method having a pattern gradient calculation function for achieving another object of the present invention includes a reading device including a BUS selector for storing image data or performing bus selection control upon outputting stored image data. In the two-dimensional bar code reading, determining whether the input command (COMMAND) is in the image capture mode; If the image capture mode, the image is captured in the direct memory access (DMA) method by bus selection control by the bus selector Storing the data; analyzing the captured image pattern to determine whether the barcode is a pattern, and calculating a slope of the barcode pattern; starting decoding the barcode in a direction perpendicular to the bar pattern by using the calculated result value and decoding the barcode pattern; And outputting the barcode data.

이하, 본 발명에 따른 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a two-dimensional barcode reading device and method having a pattern slope calculation function according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Features and advantages of the two-dimensional barcode reading apparatus and method having a pattern slope calculation function according to the present invention will become apparent from the detailed description of each embodiment below.

도 2는 본 발명에 따른 2차원 바코드 판독 장치의 구성 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 2차원 바코드 판독 방법을 나타낸 플로우 차트이다.2 is a block diagram of a two-dimensional bar code reading apparatus according to the present invention, Figure 3 is a flow chart showing a two-dimensional bar code reading method according to the present invention.

본 발명은 2차원 바코드의 빠른 판독을 위하여, BUS 셀렉터의 사용에 의해 CMOS 이미지 센서에서 출력되는 데이터의 저장시에 마이크로 컨트롤러의 직접적인 관여를 억제하여 기기의 처리 속도를 빠르게 한다.The present invention speeds up the processing speed of the device by suppressing the direct involvement of the microcontroller in the storage of data output from the CMOS image sensor by the use of a BUS selector for fast reading of two-dimensional barcodes.

본 발명에 따른 2차원 바코드 판독 장치 및 방법은 바코드 판독을 위한 패턴 검색시에 어느 포맷의 바코드인지를 판단하기 위하여 여러 가지의 바코드 포맷을 계속 비교하지 않고 2차원 바코드 PDF 417 패턴인지 아닌지만 판단하여 처리 속도 를 빠르게 한다.The apparatus and method for reading a two-dimensional barcode according to the present invention does not continuously compare various barcode formats in order to determine which format the barcode is when searching for a pattern for barcode reading, and then determines whether the pattern is a two-dimensional barcode PDF 417 pattern or not. Speed up processing.

또한, 캡춰된 이미지가 바코드 이미지로 판단되면 바코드 패턴의 기울기를 계산하고 그 결과를 이용하여 이미지의 보정 또는 회전없이 바로 바패턴과 직각이 되는 방향으로 바코드 해독을 시작하므로 빠른 속도로 디코딩된 바코드 데이터를 출력할 수 있는 구조를 갖는다.In addition, if the captured image is determined to be a barcode image, the barcode pattern is calculated and the barcode is decoded in a direction perpendicular to the bar pattern without correction or rotation of the image. It has a structure to output.

이미 미국, 일본 등 선진국에서는 2차원 바코드가 상용화되고 있고 우리나라에서도 산업자원부 기술표준원이 한글로 표현할수 있는 2차원 바코드 시스템을 KS로 규격화해 도입한 상태이다.Two-dimensional barcodes have already been commercialized in developed countries such as the US and Japan, and Korea's Ministry of Commerce, Industry and Energy has standardized and introduced a two-dimensional barcode system that can be expressed in Korean.

현재 2차원 바코드의 심볼 표준은 미국의 심볼 테크놀로지스(코드명 PDF417)과 인터네셔널 데이터매트릭스(코드명 데이터매트릭스),UPS의 (코드명 맥시코드) 그리고 일본 덴소(코드명 QR코드)가 개발한 코드들이 표준으로 사용되고 있다.Currently, the symbol standards for two-dimensional barcodes are codes developed by American Symbol Technologies (code name PDF417), International Data Matrix (code name data matrix), UPS (code name maxicode), and Japanese Denso (code name QR code). It is used as a standard.

이 가운데 심볼테크놀로지스가 시장 점유율 70%로 1위를 차지하고 있으며 위 4개사의 2차원 바코드 심볼은 모두 국내에서 KS 규격으로 통용되고 있다.Among them, Symbol Technologies ranks first in the market with 70% market share, and the four companies' two-dimensional barcode symbols are all used as KS standards in Korea.

본 발명은 이와 같은 표준 코드들 중에서 PDF 417 코드의 전용 판독 장치를 지원한다.The present invention supports a dedicated reading device for PDF 417 code among such standard codes.

본 발명에 따른 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치는 도 2에서와 같이, 2차원 바코드를 캡춰하여 이미지 데이터를 출력하는 CMOS 이미지 센서(10)와, 상기 캡춰된 바코드 패턴의 기울기 계산을 제어하고, 산출된 패턴 기울기값을 이용하여 바 패턴과 직각이 되는 방향으로 바코드 해독을 시작하여 디코딩된 바코드 데이터가 출력되도록 제어하는 마이크로 컨트롤러(14)와, 상기 CMOS 이 미지 센서(10)에서 출력되는 이미지 데이터를 저장하는 데이터 저장부(12)와, 데이터 저장부(12)에 이미지 데이터를 저장하거나, 저장된 이미지 데이터의 출력시에 버스(BUS) 선택 제어를 수행하는 BUS 셀렉터(11)와, 바코드 판독을 위한 프로그램을 저장하는 플래쉬 메모리(15)와, 캡춰한 이미지가 바코드 이미지인지를 판단하기 위하여 설정된 값을 기준으로 라인 단위로 라인 패턴을 순차 검색하는 바코드 패턴 검색부(18)와, 상기 바코드 패턴 검색부(18)의 패턴 검색에 의해 캡춰한 이미지가 바코드 이미지인 것으로 판단되면 마이크로 컨트롤러(14)의 제어에 의해 바코드 패턴의 기울기를 계산하는 바코드 패턴 기울기 계산부(13)를 포함하고 구성된다.The two-dimensional barcode reading apparatus having a pattern tilt calculation function according to the present invention includes a CMOS image sensor 10 for capturing a two-dimensional barcode and outputting image data, as shown in FIG. 2, and calculating the slope of the captured barcode pattern. And a microcontroller 14 for controlling barcode output in a direction perpendicular to the bar pattern by using the calculated pattern gradient value and controlling the decoded barcode data to be output, and outputted from the CMOS image sensor 10. A data storage unit 12 for storing image data to be used, a BUS selector 11 for storing image data in the data storage unit 12 or performing bus selection control at the time of outputting the stored image data; A flash memory 15 storing a program for reading a barcode and a value set for determining whether the captured image is a barcode image. If it is determined that the image captured by the pattern search by the barcode pattern search unit 18 and the barcode pattern search unit 18 sequentially search the line pattern in units, the barcode is controlled by the microcontroller 14. It comprises a barcode pattern slope calculation unit 13 for calculating the slope of the pattern.

여기서, 2차원 바코드는 미국의 심볼 테크놀로지스에서 개발한 코드명 PDF417 코드이다.Here, the two-dimensional bar code is a code name PDF417 code developed by Symbol Technologies of the United States.

그리고 마이크로 컨트롤러(14)는 데이터 저장부(12)에 이미지 데이터를 저장하는 단계에서는 직접적인 관여를 하지 않고 BUS 셀렉터(11)에 의해 버스 선택 제어가 이루어져 DMA(Direct Memory Access) 방식으로 데이터 저장이 이루어진다.In the step of storing image data in the data storage unit 12, the microcontroller 14 performs bus selection control by the BUS selector 11 without direct involvement, thereby storing data in a DMA (Direct Memory Access) method. .

그리고 마이크로 컨트롤러(14)는 BUS 셀렉터(11)와 어드레스 버스로 연결되어 데이터 저장부(12)에 저장된 데이터의 리드시에 어스레스 신호를 출력하여 데이터 리드 동작을 제어한다.The microcontroller 14 is connected to the BUS selector 11 via an address bus and outputs an address signal at the time of reading data stored in the data storage unit 12 to control the data read operation.

데이터 저장부(12)에서 리드한 데이터는 데이터버스(17)를 통하여 마이크로 컨트롤러(14)의 스택 메모리(STACK)에 저장되고 플래쉬 메모리(15)에 저장된 바코드 판독을 위한 프로그램의 구동에 의해 판독 단계가 진행된다.The data read by the data storage unit 12 is stored in the stack memory STACK of the microcontroller 14 via the data bus 17 and is read out by driving a program for reading a barcode stored in the flash memory 15. Proceeds.

바코드 판독은 바코드 패턴 검색부(18)에서 설정된 값을 기준으로 라인 단위 로 패턴을 순차 검색하여 리드된 데이터가 2차원 PDF 417 패턴인지 아닌지를 판단하고, 2차원 PDF 417 패턴으로 판단되면 바코드 패턴 기울기 계산부(13)에서 바코드 패턴의 기울기를 계산한다.The barcode reading is performed by sequentially searching the pattern on a line-by-line basis based on the value set by the barcode pattern searching unit 18 to determine whether the read data is a two-dimensional PDF 417 pattern, and when determined as a two-dimensional PDF 417 pattern, tilting the barcode pattern. The calculator 13 calculates the slope of the barcode pattern.

그리고 계산된 바코드 패턴의 기울기를 이용하여 이미지의 보정 또는 회전없이 바로 바패턴과 직각이 되는 방향으로 바코드 해독을 시작한다.The barcode is decoded in a direction perpendicular to the bar pattern without correction or rotation of the image using the calculated slope of the barcode pattern.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치의 바코드 판독 진행은 다음과 같이 이루어진다.The barcode reading progress of the two-dimensional barcode reading apparatus having the pattern slope calculation function according to the present invention having such a configuration is performed as follows.

도 3에서와 같이, 바코드 판독 장치의 초기화 및 CMOS 이미지 센서의 이상 유무를 판단하기 위한 테스트를 진행한다.(S201)As shown in FIG. 3, a test is performed to initialize the barcode reader and determine whether there is an abnormality in the CMOS image sensor.

그리고 입력된 명령(COMMAND)을 해독하고 그 결과에 따라 해당 동작을 수행하기 위하여 COMMAND 체크 단계를 수행한다.(S202)In order to decrypt the input command COMMAND and perform a corresponding operation according to the result, a COMMAND check step is performed (S202).

COMMAND 체크를 하여 입력된 명령이 IR ON? 인지를 판단한다.(S203) 이와 같이 IR ON? 명령인지를 체크하는 이유는 본 발명의 바코드 판독 장치는 바코드 이미지의 캡춰를 위하여 적외선을 사용하는 구조이기 때문에 캡춰 진행 이전에 적외선 조명이 ON되어 있어야하기 때문이다.COMMAND check is executed and the command entered is IR ON? (S203) Thus, IR ON? The reason for checking whether or not the command is because the barcode reading apparatus of the present invention uses infrared rays for capturing the barcode image, and thus the infrared illumination must be turned on before capturing.

COMMAND 체크 단계에서 IR ON? 이 아닌 경우에는 입력된 명령이 IR OFF? 인지를 판단한다.(S204) 이는 바코드 이미지의 캡춰 이후에 적외선 조명을 OFF하기 위한 명령으로 입력된 명령이 IR OFF? 이면 적외선 조명을 OFF한다.(S205)IR ON? If not, the command entered is IR OFF? (S204) This is a command for turning off the infrared light after capturing the barcode image. In this case, the infrared light is turned off (S205).

그리고 COMMAND 체크 단계에서 IR ON? 이면 입력된 명령(COMMAND)이 이미지 캡춰 모드로 판단하여 적외선 조명을 ON하고(S206), 바코드 이미지를 캡춰한 다.(S207)And at the COMMAND check step, IR ON? In this case, the input command (COMMAND) determines the image capture mode to turn on the infrared light (S206), and captures the barcode image. (S207)

그리고 캡춰된 바코드 이미지 데이터는 데이터 저장부(12)에 저장되는데, 이와 같은 데이터 저장은 마이크로 컨트롤러(14)의 직접적인 관여에 의해 기기의 속도를 저하시키는 것을 막기 위하여 BUS 셀렉터(11)가 버스 선택 제어를 하고 어드레스 및 /WR 신호를 발생하는 것에 의해 데이터 저장이 이루어진다.The captured barcode image data is stored in the data storage unit 12. The data storage is performed by the BUS selector 11 so as to prevent the device from being slowed down by the direct involvement of the microcontroller 14. And data storage is done by generating an address and a / WR signal.

즉, BUS 셀렉터(11)에 의해 버스 선택 제어가 이루어져 마이크로 컨트롤러(14)의 직접적인 관여 없이 DMA(Direct Memory Access) 방식으로 데이터 저장이 이루어진다.That is, the bus selection control is performed by the BUS selector 11 to store data in a direct memory access (DMA) manner without direct involvement of the microcontroller 14.

그리고 바코드 판독을 위하여 패턴 분석을 위해 데이터 저장부(12)에 저장된 데이터를 읽어오는데 데이터 저장 단계와는 달리 마이크로 컨트롤러(14)의 제어에 의해 이루어진다.In addition, the data stored in the data storage unit 12 is read out for pattern analysis for barcode reading. Unlike the data storage step, the data is controlled by the microcontroller 14.

데이터를 읽어와 바코드 패턴 검색부(18)에서 설정된 값을 기준으로 라인 단위로 패턴을 순차 분석하고(S208), 리드된 데이터가 2차원 PDF 417 패턴인지 아닌지를 판단한다.(S209)The data is read and the patterns are sequentially analyzed on a line-by-line basis based on the value set by the barcode pattern search unit 18 (S208), and it is determined whether the read data is a two-dimensional PDF 417 pattern (S209).

패턴 분석은 캡춰한 이미지에서 한 라인의 패턴이 바코드 패턴인지 검색하고 바코드 패턴이 아니면 설정된 다음값의 라인에서 패턴 검색을 하는 방식으로 이루어지는 것으로, 2차원 바코드 PDF 417 패턴인지 아닌지만 판단하는 것이다. 따라서, 어느 포맷의 바코드인지를 판단하기 위하여 여러 가지의 바코드 포맷을 계속 비교하는 방식과는 속도면에서 차이를 갖는다.The pattern analysis is performed by searching whether a pattern of a line is a barcode pattern in a captured image, and searching a pattern in a line of a next set value if it is not a barcode pattern, and determining whether or not it is a two-dimensional barcode PDF 417 pattern. Therefore, there is a difference in speed from the method of continuously comparing various barcode formats in order to determine which format of barcode.

그리고 패턴 분석 결과 2차원 PDF 417 패턴이 아닌 경우에는 다시 입력되는 명령을 체크하는 단계로 복귀하고, 2차원 PDF 417 패턴으로 판단되면, 바코드 패턴 기울기 계산부(13)에서 바코드 패턴의 기울기를 계산한다.(S210)If the pattern analysis result is not the two-dimensional PDF 417 pattern, the method returns to the step of checking the input command again, and if it is determined as the two-dimensional PDF 417 pattern, the barcode pattern slope calculation unit 13 calculates the slope of the barcode pattern. (S210)

그리고 계산된 결과값을 이용하여 바패턴과 직각이 되는 방향으로 바코드 해독을 시작하여 디코딩을 하고(S211), 디코딩된 바코드 데이터를 출력한다.(S212)The barcode is then decoded in a direction perpendicular to the bar pattern using the calculated result value and decoded (S211), and the decoded barcode data is output (S212).

이와 같이 본 발명에 따른 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치는 바코드 해독 시간을 단축하고, 바코드 패턴의 판독 오류를 막을 수 있도록한 것으로, 캡춰된 이미지가 바코드 이미지로 판단되면 바코드 패턴의 기울기를 계산하고 그 결과를 이용하여 이미지의 보정 또는 회전없이 바로 바패턴과 직각이 되는 방향으로 바코드 해독을 시작하여 디코딩된 바코드 데이터를 출력할 수 있도록한 것이다.As described above, the two-dimensional barcode reading apparatus having a pattern tilt calculation function according to the present invention shortens the barcode reading time and prevents a reading error of the barcode pattern. When the captured image is determined to be a barcode image, the barcode pattern is tilted. Calculate and use the result to start the barcode decoding in the direction perpendicular to the bar pattern without correction or rotation of the image to output the decoded barcode data.

이와 같은 본 발명은 BUS 셀렉터의 사용에 의해 CMOS 이미지 센서에서 출력되는 데이터의 저장시에 마이크로 컨트롤러의 직접적인 관여를 억제하여 기기의 처리 속도를 빠르게 할 수 있다.The present invention can suppress the direct involvement of the microcontroller in the storage of data output from the CMOS image sensor by using the BUS selector, thereby increasing the processing speed of the device.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

이와 같은 본 발명에 따른 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.Such a two-dimensional barcode reading device and method having a pattern gradient calculation function according to the present invention has the following effects.

첫째, BUS 셀렉터의 사용에 의해 CMOS 이미지 센서에서 출력되는 데이터의 저장시에 마이크로 컨트롤러의 직접적인 관여를 억제하여 기기의 처리 속도를 빠르게 할 수 있다.First, the use of the BUS selector can reduce the direct involvement of the microcontroller in the storage of data output from the CMOS image sensor, thereby increasing the processing speed of the device.

둘째, 바코드 판독을 위한 패턴 분석 단계에서 2차원 바코드 PDF 417 패턴인지 아닌지만 판단하므로, 어느 포맷의 바코드인지를 판단하기 위하여 여러 가지의 바코드 포맷을 계속 비교하는 방식보다 처리 속도가 빠르다.Second, since it determines whether or not it is a two-dimensional barcode PDF 417 pattern in the pattern analysis step for reading the barcode, the processing speed is faster than the method of continuously comparing the various barcode formats to determine which format of barcode.

셋째, 캡춰된 이미지가 바코드 이미지로 판단되면 바코드 패턴의 기울기를 계산하고 그 결과를 이용하여 이미지의 보정 또는 회전없이 바로 바패턴과 직각이 되는 방향으로 바코드 해독을 시작하므로 빠른 속도로 디코딩된 바코드 데이터를 출력할 수 있다.Third, if the captured image is determined to be a barcode image, the barcode pattern is calculated and the barcode is decoded in a direction perpendicular to the bar pattern without correction or rotation of the image. You can output

Claims (5)

2차원 바코드 패턴을 캡춰하여 이미지 데이터를 출력하는 CMOS 이미지 센서 및 출력되는 이미지 데이터를 저장하는 데이터 저장부;A CMOS image sensor for capturing a two-dimensional barcode pattern and outputting image data and a data storage unit for storing the output image data; 상기 캡춰된 바코드 패턴의 기울기 계산을 제어하고 산출된 패턴 기울기값을 이용하여 바코드를 해독하여 디코딩된 데이터가 출력되도록 제어하는 마이크로 컨트롤러;A microcontroller for controlling a slope calculation of the captured barcode pattern and controlling the decoded data to be output by decoding a barcode by using the calculated pattern slope value; 상기 데이터 저장부에 이미지 데이터를 저장하거나, 저장된 이미지 데이터의 출력시에 버스(BUS) 선택 제어를 수행하는 BUS 셀렉터;A BUS selector for storing image data in the data storage unit or performing bus selection control when outputting the stored image data; 설정된 값을 기준으로 라인 단위로 라인 패턴을 순차 검색하여 캡춰한 이미지가 바코드 이미지인지를 판단하는 바코드 패턴 검색부;A barcode pattern search unit configured to sequentially search a line pattern on a line basis based on a set value and determine whether the captured image is a barcode image; 바코드 이미지인 것으로 판단되면 마이크로 컨트롤러의 제어에 의해 바코드 패턴의 기울기를 계산하는 바코드 패턴 기울기 계산부를 포함하고 구성되는 것을 특징으로 하는 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치.And a barcode pattern gradient calculation unit for calculating a slope of the barcode pattern under the control of the microcontroller when it is determined that the image is a barcode image. 제 1 항에 있어서, 바코드 패턴 검색부는 PDF 417 코드만 2차원 바코드 패턴으로 판단하는 것을 특징으로 하는 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치.The apparatus of claim 1, wherein the barcode pattern search unit determines only the PDF 417 code as the two-dimensional barcode pattern. 제 1 항에 있어서, 데이터 저장부에 이미지 데이터를 저장하기 위하여,The method of claim 1, wherein in order to store image data in a data storage unit, 마이크로 컨트롤러가 직접적인 관여를 하지 않고 BUS 셀렉터에 의한 버스 선택 제어에 의해 DMA(Direct Memory Access) 방식으로 데이터 저장이 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치.2. A two-dimensional barcode reading device having a pattern gradient calculation function, wherein data is stored in a direct memory access (DMA) manner by bus selection control by a BUS selector without direct involvement of the microcontroller. 제 1 항에 있어서, 마이크로 컨트롤러는,The method of claim 1, wherein the microcontroller, 계산된 바코드 패턴의 기울기를 이용하여 이미지의 보정 또는 회전없이 바로 바패턴과 직각이 되는 방향으로 바코드 해독을 시작하여 디코딩된 데이터가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 장치.Two-dimensional barcode with pattern slope calculation function, characterized by starting decoding barcode in a direction perpendicular to the bar pattern without correcting or rotating the image by using the calculated slope of the barcode pattern to control the output of decoded data. Reading device. 이미지 데이터를 저장하거나, 저장된 이미지 데이터의 출력시에 버스(BUS) 선택 제어를 수행하는 BUS 셀렉터를 포함하는 판독 장치의 2차원 바코드 판독에 있어서,In the two-dimensional bar code reading of the reading apparatus including a BUS selector for storing image data or performing a bus selection control when outputting the stored image data, 입력되는 명령(COMMAND)이 이미지 캡춰 모드인지를 판단하는 단계;Determining whether an input command COMMAND is an image capture mode; 이미지 캡춰 모드이면 이미지를 캡춰하여 BUS 셀렉터에 의한 버스 선택 제어에 의해 DMA(Direct Memory Access) 방식으로 데이터를 저장하는 단계;Capturing an image in image capture mode and storing data in a direct memory access (DMA) method by bus selection control by a BUS selector; 캡춰된 이미지 패턴을 분석하여 바코드 패턴인지를 판단하고, 바코드 패턴의 기울기를 계산하는 단계;Analyzing the captured image pattern to determine whether it is a barcode pattern, and calculating a slope of the barcode pattern; 계산된 결과값을 이용하여 바패턴과 직각이 되는 방향으로 바코드 해독을 시작하여 디코딩된 바코드 데이터를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징 으로 하는 패턴 기울기 계산 기능을 갖는 2차원 바코드 판독 방법.And starting the barcode decoding in a direction perpendicular to the bar pattern by using the calculated result value, and outputting the decoded barcode data.
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