NO844681L - Optisk leser - Google Patents

Abstract

Der gjøres rede for en optisk leser til lesning av både strekkode- og alfanumeriske tegnformater med en enkelt billedsensor, hvor to digitalsignal-behandlingsenheter for de to formater bringes til virkning, men ikke samtidig, idet hver av dem gjenkjenner binær-mønsterets spesifikke format på grunnlag av informasjoner fra en omkoblingsport.

Description

Oppfinnelsen angår en optisk leser og nærmere bestemt

en leser til å oppfatte både alfanumeriske tegn eller tall og strekkoder med samme avsøker, som er utstyrt med en billedsensor med et todimensjonalt mønster av fotoelektri ske elementer .

Optiske lesere benyttes i stor utstrekning i forbindelse med omsetnings- og bokføringssystemer i større detaljfor-retninger, supermarkeder og, i den senere tid, transportanlegg for å gi informasjon om salgsvolum, lagerhold såvel som desti-nasjoner for transporterte produkter. F.eks. blir der i et system betegnet "Point of Sales" opptegnet informasjon om produktslag, produktvolum og pris på en vareseddel i optisk lesbar form og den med en leser innhentede informasjon sendt til et dataanlegg og behandlet for å skaffe nødvendige data.

Metodene til å uttrykke produktdata er ikke ensartet. F.eks. har varesteder for mat og drikkevarer i detaljfor-retninger ofte tall og strekkoder, mens data på klær blir uttrykt alfanumerisk. Det er derfor blitt nødvendig å instal-lere optiske lesere som er i stand til både å lese alfanumeriske symboler og å avføle stavkodesymboler.

US patentskrift 4.402.088 beskriver en optisk leser

som leser såvel strekkode- som alfanumeriske symboler uten at det blir nødvendig for en operatør å koble om mellom de to former avhengig av den form som leses.

Japansk patentsøknad nr. 13307/77 av 9. februar 1977 tilhørende Saitoh og publisert under nr. 98733/78 den 29. august 1978 beskriver en fremgangsmåte til å avlese to formater under anvendelse av samme avsøker på akkurat samme måte som den der omhandles i US patentskrift 4.402.088.

Ifølge begge disse publikasjoner frembringer tegnleseren, som holdes i hånden, elektriske signaler som representerer data avlest fra et dokument og behandler de således oppnådde data ved hjelp av to undersøkelsesorganer samtidig for å

gi et utgangssignal som representerer enten alfanumerisk tegn eller strekkode, hvoretter utgangssignalet fra det ene eller det annet undersøkelsesorgan, men ikke fra begge, blir gitt videre.

I de to ovennevnte publikasjoner gjøres der rede for

en første behandlingsenhet hvor binærsignalene som leveres av de fotoelektriske elementer, blir behandlet for å gi gjenkjennelige resultater i form av tegn, og en annen behandlingsenhet hvor de binære signaler behandles samtidig for å gi gjenkjennelige resultater i form av en strekkode.

De sluttelige gjenkjennelige resultater blir valgt når

de har noen mening for en operatør. Ved utførelsen av de metoder som er beskrevet i publikasjonene, er der stor sannsynlighet for at den konvensjonelle optiske leser unødig vil behandle signaler av et mønster som hverken er en tegn- eller en strekkode, noe som fører til leilighetsvis feillesning eller-meningsløse flekker eller prikker på papirflaten.

Den foreliggende oppfinnelse gir anvisning på en optisk leser som er i stand til å oppfatte både stavkode- og alfanumeriske tegnformater ved hjelp av en enkelt avsøkningsenhet forsynt med en billedsensor med et todimensjonalt mønster av fotoelektri ske elementer. I den optiske leser ifølge oppfinnelsen bestemmer en omkoblingsport om et binært mønster foreligger i strekkodeform eller i form av alfanumerisk tegn, og behandler så det binære mønster under anvendelse av henholdsvis tegn- eller strekkode-konstateringskretser.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere belyst eksempelvis under henvining til tegningen. Fig. 1 er et blokkskjerna over en optisk leser i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 anskueliggjør et binært mønster for et alfanumerisk tegn "2". Fig. 3 viser partielt et binært mønster for et strekkode-format.

Fig. 4 anskueliggjør et strekkodeformat.

Fig. 5 viser utførelsen av en omkoblingsport (21 på

fig. 1), og

fig. 6 (a) - (d) viser signaler detektert under be-handlingen for gjenkjennelse av strekkodeformat, mens

fig. 6 (e) - (f) viser sorte og hvite streker detektert etter behandling.

I den følgende beskrivelse benyttes henvisningstall for de enkelte elementer som følger:

1 avsøker

2 hånd

3 papirark

4 projeksjonslampe

5 samlelinse

6 billedsensor

7 binærkrets

10 tegnoppdelingskrets

II tegnkarakter-ekstraksjonskrets

12 gjenkjennelseskrets (1)

1 3 flagg (1)

14 flagg (2)

15 referansekrets

16 teller

17 standard strek-telleminne

18 strektellings-normaliseringskrets

19 streksondringskrets

20 gjenkjennelseskrets (2)

21 omkoblingsport

22 sondringsflagg

23 velgerport

30 fotoelektrisk element

31 ELLER-port

32 ROM (read only memory) og

33 register.

I det følgende vil der bli gjort rede for foretrukne utførelsesformer.

I utførelsen ifølge blokkskjemaet på fig. 1 bli informasjon som forekommer på et papirark 3 i form av alfanumeriske tegn eller i strekkode, avsøkt med en avsøker J_ som holdes i hånden og er utstyrt med en billedsensor 6 bestående av et todimensjonalt mønster av fotoelektriske elementer. Lysstråler fra en projeksjonslampe 4 reflekteres både av en tegn- eller strekkode og av papirflaten, og et mønster svarende til informasjonen om objektet blir fokusert på en billedsensor 6 via en optisk samlelinse 5.

Styrken av de reflekterte lysstråler varierer i avhengig-het av hvor de er reflektert fra, og utgangssignalene fra bi 1ledsensorens fotoelektriske elementer kan derfor digitali-seres på grunnlag av et terskelnivå og uttrykkes ved hjelp av en binærkobling 7 i samsvar med henholdsvis tegn-/strekkode og papirbakgrunn. F.eks. blir tegn-/strekkode (sort sone) signalisert som "1" og papirbakgrunnen (hvit sone)

som "0".

Fig. 2 anskueliggjør det binære mønster for tegnformat

"2" i en billedsensor med et todimensjonalt mønster av n x m fotoelektriske elementer. På fig. 2 er den sorte sone sondret fra den hvite sone ved skravering. Binærkretsen 7 forårsaker et digitalt utgangssignal svarende til utgangen fra foto-elementet i.kolonne B1 på linje L1.

Det utgangssignal som tilsvarer det fotoelektriske element i kolonne B2 i samme linje L1 i mønsteret, blir digitalisert på samme måte.

Når alle utgangssignalene i linje L1 er digitalisert

og signalisert i rekkefølgen Bl, B2, ... Bi ... Bn, blir fotoelementer i linje L2 digitalisert og signalisert på samme måte o.s.v. inntil alle fotoelementene i alle linjene er behandlet med kretsen 7. Siden avsøkningstiden er langt kortere enn varigheten av bevegelsen av den manuelt førte avsøker,

fås et betydelig antall binærmønstre.

Likedan som beskrevet når det gjelder gjenkjennelsen

av et tegnkodeformat, blir der i tilfellet av lesning av et strekkodeformat, i en billedsensor dannet et binært mønster som anskueliggjort på fig. 3.

En omkoblingsport 21 avgjør om binærmønsteret er avledet fra et tegn eller et sett av strekkoder, slik det vil.bli beskrevet nedenfor:

På fig. 3 er n x m fotoelektriske elementer anordnet

i et todimensjonalt mønster av linjer L1 - Lm, og kolonner Bl - Bn, og sorte streker i formatet er markert ved skravering.

Det fotoelement som befinner seg i linje Lh og kolonne

Bk, benyttes til å konstatere tilstedeværelsen av et strek kodeformat, og omkoblingsporten 21 utgjøres av en ELLER-port 31, et ROM 32 og- et register 33 (fig. 4).

ELLER-porten 31 bestemmer logisk sum av binaersignalene

fra de sorte streker i de tre på hinannen følgende kolonner Bk - 1, Bk og Bk + 1 i linje Lh, noe som gjelder hver linje

i sensormønsteret. Den logiske sum blir derfor "1" når.der finnes en sort strek på minst ett fotoelektrisk element i de ovennevnte tre kolonner. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir et signal svarende til den logiske sum av binaersignalene fra Bk - 1 , Bk og Bk + 1 i linje L1 benyttet som adressesignal til minnet 32 sammen med innholdet av registeret 33, hvis innhold hver gang har vært slettet like før signalet fra første linje L1 gis ut.

Et logisk sumsignal svarende til L2 blir gitt ut som adressesignal til minnet 32 sammen med innholdet av registeret 33 vedrørende linje L1. Tilsvarende operasjoner gjentas inntil alle linjene fra L1 til Lm er avsøkt på de tre suksessive kolonner Bk - 1, Bk og Bk + 1.

Minnet 32 har et sett registre 33 til å bestemme den nødvendige tilstand av strekkodeformatet, og tilstanden av de i øyeblikket avsøkte signaler fra strekkodeformatet blir således konstatert via utgangen fra registrene 33.

Om den avsøkte informasjon på et ark er uttrykt ved

et strekkodeformat eller et alfanumerisk format, blir fastslått på følgende måte: Når

(i) den logiske sum i kolonnene Bk - 1, Bk og Bk + 1

i linje LI er Al, og i linje Lm er Am,

(ii) antallet av suksessive linjer hvor den logiske

sum for hver er lik "1", er a, og

(iii) tilstedeværelsen av sort sone ikke angis av den logiske sum av binærsignalene på begge linjer som grenser til de suksessive "a"-linjer hvor logisk sum er "1", svarer objektets mønster til et alfanumerisk tegnformat, og

hvor b og c er fastlagte positive konstanter.

Når ob jektrnønsteret er et sett i strekkodef orma t, gjelder:

hvor d er en fastlagt positiv konstant som avhenger av den (vertikale) lengde av strekkodeformat som skal avsøkes, under forutsetning av at begge logiske summer for binaersignalene er "1" for første og siste linje i det binære mønster.

I det ovenstående eksempel er den logiske sum dannet

fra tre kolonner Bk - 1, Bk og Bk + 1. Imidlertid kan man for den logiske sum gjøre bruk av flere kolonner og eventuelt til og med alle kolonnene, altså Bl til Bn.

Etter at objektet som avsøkes, er bestemt med hensyn

til kategori, blir mønsteret gjenkjent og identifisert ved følgende metoder: Et binært mønster av alfanumerisk format er anskueliggjort på fig. 2 hvor der er vist tilsvarende fotoelektriske elementer hos en billedsensor. For å avgjøre om tegnet befinner seg i billedsensorens synsfelt, blir tilstedeværelsen av tegn-mønsteret bekreftet ved hjelp av en tegnoppdelingskrets 10.

Kretsen 10 virker f.eks. slik at der fra sluttkolonnen

B2 utelukkende fås "0" signaler når tegnfeltet befinner seg

i en høyre stilling, for å gi tegnsignaler når binærsignalet er "0" (hvit bakgrunn) i hvert fotoelektrisk element i kolonne B1, og når signal "1" som angir tilstedeværelse av et tegn, blir avfølt i minst én kolonne B. Som beskrevet ovenfor, virker tegnoppdelingskretsen 10 bare etter at omkoblingsporten 21 har avgjort at det avsøkte objektmønster tilsvarer et alfanumerisk format, og gir ut signaler til kretsen 10. Følgelig blir den ovenfor beskrevne posisjonsdeteksjon ikke utført når objektrnønsteret er bestemt som ett som tilsvarer et strekkodeformat.

Fremgangsmåter til gjenkjennelse av et tegn på grunnlag av dets binære mønster er velkjent. F.eks. beskriver US patentskrift 4.180.800 en typisk måte til å bestemme tegn-karakteristika enten i linje- eller i kolonnefelter hos det binære mønster og deretter tegne et tilstandsskift-flytskjerna i samsvar med rekkefølgen av forekomsten av dets karakteristika.

Ved den metode som beskrives i US-PS 4.180.800 blir

de enkelte feltkarakteristika bestemt og klassifisert i "karakteristikkode"-kategorier.

I tilfellet av det binære mønster på fig. 2 gir linje

Lj en karakteristikkategori "lang horisontalstrek", mens feltet i linjje Lj + 2 blir klassifisert med karakteristikken "en flekk på høyre randfelt".

Kombinasjonen av tegnkarakteristikkene i rekkefølgen

av deres forekomst gir sluttelige gjenkjennelsesresultater av alfanumerisk format "2" som antydet på fig. 2.

Et strekkodeformat blir likeledes gjenkjent ved hjelp

av kretser 15 - 20 som vist på fig. 1. Da det i alminnelighet opptrer under avsøkning av et tegnformat, blir denne avsøkning av det binære mønster på fig. 3 likeledes fullført innen et forholdsvis kort tidsrom (200 ms) for ett fullt sveip fra linje L1 til linje Lm, og der fås en flerhet av avsøknings-resultater under ett sveip av en billedsensor over et strekkodeformat. For gjenkjennelse av et strekkodeformat blir antall forekomster av "sort" eller "hvit" strek detektert ved bruk av valgt antall fotoelektriske elementer i et sensor-mønster. Bredden av strekene blir bestemt på grunnlag av de ovennevnte antall forekomster av den ene eller annen slags strek under sveipet. Fremgangsmåten til gjenkjennelse av et strekkodeformat vil bli beskrevet i detalj.

Et strekkodeformat blir gjenkjent ved bruk av et fotoelektrisk element 30 som sitter i linje Lh på kolonne Bk i mønsteret av elementer. På fig. 1, som er illustrerende for foretrukne utførelsesformer for den foreliggende oppfinnelse, gir binærkretsen 7 ut et signal til første fargeflagg (13) med opplysning med hensyn til om binærsignalet fra det fotoelektriske element 30 er "0" (hvit bakgrunn)

eller "1" (sort strek). Når neste signal fra kretsen 7 avgis til første fargeflagg 13, er innholdet av 13 allerede overført til det annet fargeflagg 14 for å angi den forutgående tilstand av første fargeflagg 13.

Referansekretsen 15 sammenligner innholdet av første fargeflagg 13 med innholdet av annet fargeflagg 14, og telleren 16 teller antall ganger da innholdene av de to flagg er like.

Når to signaler er forskjellige og enten en hvit strek eller

en sort strek har passert det fotoelektriske element 30,

og når detekteringen av bredden av enten en hvit strek eller en sort strek er fullført, gir referansekretsen 15 ut signaler til normaliseringskretsen 18, og telleren 16 tømmer ut sitt innhold.

Der foreligger stor sannsynlighet for at flekker eller støvkorn på overflaten av et papirark feilaktig blir lest som sorte streker i et strekkodeformat når de avsøkes med en konvensjonell optisk leser. I innretningen ifølge den foreliggende oppfinnelse blir tellerinnholdet bare tømt ut når objektets binærmønster representerer et strekkodeformat og omkoblingsporten 21 gir ut signal til referansekretsen 15, hvorved man unngår enhver feillesning forårsaket av støy fra annet stoff på papirflaten enn objektet som virkelig skal leses.

Den foreliggende oppfinnelse forhindrer eller reduserer

i det minste betraktelig feiltelling av antallet av enten sorte eller hvite streker forårsaket av hvilke som helst ujevnheter i sveipehastigheten av en avsøker som holdes i hånden idet den føres over papirflaten. Til formålet detekterer avsøkeren både "startmerker" og "stoppmerker", som vanligvis knytter seg til strekkodeformater.

Merker som de nevnte er vist på fig. 4, og avstanden mellom et startmerke og et stoppmerke er vanligvis fastlagt på forhånd. En billedsensor begynner å avsøke strekkodeformat på enten startmerket eller stoppmerket, og når første sorte strek avføles, blir innholdet av telleren 16 satt i standard-antall-minne 17.

En strektellings-normaliseringskrets 18 innstiller antall pulser for en sort eller en hvit strek på grunnlag av standard-antall av pulser som oppfattes som et startmerke eller et stoppmerke.

Således blir en standard-sortstrekpuls-telleverdi "A"

i et minne 17 sammenlignet med et tellet pulsantall "B" i teller 16 for en sort strek eller for en hvit strek, og verdien "B" justert i henhold til ligningen:

hvor k er en fastlagt positiv verdi og Cadj er en justert puls-telleverdi.

Utgangssignalet fra normaliseringskretsen 18 representerer bredden av en sort eller en hvit strek.

Mens utgangssignalet fra normaliseringskretsen 18 tilsvarer bredden av en sort eller hvit strek, sondrer strekkode-sondringskretsen 19 en sort strek fra en hvit strek og detekterer strekbredde ved å koordinere både strekbreddesignalet fra normaliseringskretsen 18 og tilstandssignaler fra referansekretsen 15.

En annen gjenkjennelseskrets 20 fastslår tall eller merker avhengig av forekomsten av sorte streker og hvite streker med hensyn til deres bredde etter at der har vært mottatt en informasjonsrekke med hensyn til et sett av strekkoder innen et areal som er definert ved et sammenhørende par av start- og stoppmerker.

Fig. 6 viser signaler som opptrer når et strekkodeformat

i henhold til fig. 4 blir avsøkt ved sveiping av avsøkeren på fig. 1 for hånd. Klokketid for avsøkning er vist i linje (a), og digitale signaler som avgis av binærkretsen 7, er vist i form av pulssignaler i linje (b). Linjene (c) og (d) viser relevant antall signaler detektert for henholdsvis sort strek og hvit strek.

Disse signaler blir normalisert som anskueliggjort i linje (e) og (f). Som det vil forstås ved betraktning av linjene (e) og (f) på fig. 6, er både første og annen sorte strek enten et startmerke eller et stoppmerke. En figur begynner ved første "hvite strek" som etterfølges av "sort strek" / "hvitt mellomrom" / "sort strek". Annen sorte strek benyttes som stoppmerke. Avhengig av rekkefølgen av forekomsten av de ovennevnte streker iakttar man en hvit strek (med enhetsbredde), en sort strek (med fire enhetsbredder), og så igjen en hvit strek (med enhetsbredde). Gjenkjennelsesresultatene for dette strekkodeformat finnes å være "9" for den ovennevnte rekkefølge av forekomster referert til et fastlagt kode-prinsipp.

En velgerkrets 23 avgir endelige gjenkjennelsesresultater på grunnlag av informasjon levert av første gjenkjennelseskrets 12, annen gjenkjennelseskrets 20 og desisjonsflagg 22. I samsvar med beskrivelsen av de foretrukne utførelses-former for den foreliggende oppfinnelse utføres strekkode-gjenkjennelse ved bruk av et fotoelektrisk element 30.

Det vil også uten videre forstås at de samme resultater blir oppnådd ved bruk av fastlagte antall elementer i et mønster.

På fig. 1, som anskueliggjør utformingen av den optiske leser ifølge den foreliggende oppfinnelse, befinner binærkretsen 7 seg som en komponent i en avsøker som holdes i hånden. Imidlertid vil det uten videre forstås at kretsen 7 også kan være montert i signalbehandlingsdelen, om en slik utforming skulle foretrekkes.

Som beskrevet ovenfor, skaffer den foreliggende oppfinnelse en optisk leser som er i stand til å gjenkjenne både alfanumerisk og strekkode-format med en enkelt avsøker.

En optisk leser gjenkjenner enten tegn- eller stavkode-format etter å ha avgjort om det digitaliserte objektmønster er i tegn- eller strekkode, og gjør det dermed mulig å lese varesedler i begge formater mer nøyaktig enn konvensjonelle leseinnretninger.

Claims (3)

1. Optisk leser som er i stand til å gjenkjenne både strekkode- og alfanumeriske tegnformater ved hjelp av en enkelt avsøkerenhet forsynt med en billedsensor som innbefatter et todimensjonalt mønster og fotoelektriske elementer, en omkoblingsport, avhengig av om objektets binærmønster er i strekkode- eller alfanumerisk tegnformat, og strekkode-og alfanumeriske tegn-gjenkjennelseskretser til deretter alternativt å behandle det binære mønster.

2. Optisk leser til avsøkning og gjenkjennelse av alfanumeriske tegn- og strekkode-formater ved hjelp av en billedsensor med et todimensjonalt mønster av fotoelektriske elementer, omfattende: en innretning til å danne et mønster av et alfanumerisk tegn- eller strekkode-format i billedsensorens synsfelt, en innretning til å tildanne et binært mønster av et avsøkt objekt etter digitalisering av utgangssignalet fra hvert av de fotoelektriske elementer i sensormønsteret, en innretning til å beregne en logisk sum av "sort"-areal i linje- eller kolonne-felter av det binære mønster for å detektere antall suksessive linjer eller kolonner med minst ett fotoelektrisk element som detekterer nærværet av en tegn- eller strekkode, en objektbestemmende innretning til å avgjøre om objektet for det binære mønster er en alfanumerisk tegn- eller strekkode, på grunnlag av det detekterte antall suksessive linjer eller kolonner som har minst ett fotoelektrisk element i enten linje- eller kolonnefelt, en innretning til å velge en passende gjenkjennelsesenhet for enten en tegn- eller strekkode i samsvar med resultatene fra den bestemmende innretning, en første enhet til å gjenkjenne et tegn i samsvar med et binært mønster, en telleenhet for sveipefrekvens eller sveipesyklustid ved behandling av digitale signaler frembragt fra minst ett fotoelektrisk element, en annen gjenkjennelsesenhet til å gjenkjenne, en stavkode ved å behandle både grad og frekvens av forekomsten av de digitale signaler som avgis fra minst ett fotoelektrisk element, og en omkoblingsportinnretning til å sette enten første eller annen gjenkjennelsesenhet i virksomhet, avhengig av resultatene fra objektbestemmelsesinnretningen.

3. Optisk leser som angitt i krav 1, hvor annen gjenkjennelsesenhet gjenkjenner en strekkode ved hjelp av behandlingsdata for både grad og frekvens av avsøkning av objektets binære strekkodemønster, klass i f iseringsdata om bredde og farge av streken i formatet samt rekkefølgen av forekomst av farge og bredde av streken i formatet.