TW212844B

TW212844B - Analogical waveform decoder

Info

Publication number: TW212844B
Application number: TW082101806A
Authority: TW
Inventors: Barnard Joseph Eugene; Pavridis Theodogeos
Original assignee: Olympus Optical Co
Priority date: 1991-09-13
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 1993-09-11
Also published as: JPH05205085A; EP0531577A1; DE69129584T2; EP0531577B1; ATE167318T1; DE69129584D1; US5311001A; CA2053460A1

Description

經濟部中央標準局工消费合作社印製 21.284*- A6 """ _ B6 ' 丨’"_丨丨'_丨 ' 丨五、發明說明（1 ) 本發明是有關讀取並譯解條形碼符猇或其他形式符號的雷射掃描裝置。詳細地説，本發明爲直接作用於表示條形碼符號的類比波形並譯解符猇的類比波形譯碼器。進一步地説，本發明是關於可將高密度的條形碼符猇高可靠性高效率地譯碼的類比波形譯碼器。在很多行業中，特別是食品雜貨販賣業或食品處理業 *都把使用的商品加以獨自的條形碼符號來表示。條形碼 ’是用二色交互排列的條紋的寛度將商品識別序號等信息符號化。在已經開發出來的各種各樣的條形碼體系中，現在被最廣泛地使用的符號是UPC和Code 39。近來的條形碼技術主要集中在雷射掃描器、硬體數字化轉換器以及譯碼軟體等方面。條形碼是由掃描雷射器發出的光從條形碼的圖像區域反射時，亦即條形碼用光源（雷射）的點擴散函數（point spread function)合成時，分析產生的波形被讀取的。通常，硬體數字化轉換器作爲輸入，接受所讀取的類比波形，並把這個波形以二進制信號形式表現出來。即作爲输出，產生記錄著條形碼的交互條紋寛度的數字序列。此後，再做譯解寛度之嘗試。此方法簡單，當雷射光束之點攘散函數比條形碼的寛度小時，可以獲得較好的結果。但是，這個方式，特別是旋轉畸變 (Convolution destortion)現象對理想情況下必須是一系列長方形脈衝的條形碼符猇的類比表現有影蘅，所以，對高密度的條形碼符猇，不能獲得較好的結果。此外，還存在著隨類比波形而影嚮條形碼的譯碼能力的其他類型的噪聲或畸變。這些噪聲或畸變都是由低的紋理噪聲（grain 冬纸ίΜ·度適用中困國家標準（CNS>甲4规格（210 X 297公货）

82.3. 4〇tu〇C ---l·---：-----------^ -----裝------ΤΓ------^ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 經濟部中央櫺導居8工消費合作社印製〇l 2B^ - A6 ____ B6_ 五、發明説明（2 ) noise)，印刷矂聲，點矩陣印刷，條形碼符號的低反差印刷等產生的。所有的這些噪聲或畸變對以各種方法獲得的類比波形產生影嚮，並且都妨礙簡單地脈衝寛度的復原。例如，旋轉畴變引發本質的平均化，使之偏離理想的信猇，所以，當用類比波形來表現時，脈衝有時起看來比實際寛而且圆。這個現象，旣使噪聲不存在，也有可能成爲重大的譯碼鍺誤的誘因。畸變的另一個主要原因是墨水的滲流。如果g於紙上的墨水流超過意想的界限就將產生墨水的滲流。根搛條形碼的印刷方法，墨水的滲流有時將使條帶或空白的符號發生實質性的變化，所以存在發生譯碼錯誤的可能性。條形碼的一系列的條帶雖然用人眼也可能識別，但是，典型的譯碼器必須能區別0.01英寸程度的寛度差。應該注意，這種類型的畸變（墨水的滲流）在條帶和空白之間的邊緣（附近）處最爲顯著。另外，如上所述，噪聲也引起譯碼的問題。點陣符號有時會給表示條形碼符號的類比波形附加上小的峰或谷，這些峰與谷的大小與印表機的點陣尺寸有關。其他形式的噪聲，如由人工環境光產生的低頻噪聲或太陽光及（或）掃描器的電子裝置產生的散粒噪聲都使之產生附加噪聲，從而存在影嚮對邊緣的感知的可能性。由於這些附加噪聲有損於類比波形的振幅，所以，爲確定波形的哪一個峰是有意義的，作爲二進制脈衝哪一個是有效的，要規定限値。但是，高密度的波形在低密度條形碼中類似於噪聲，所以，爲了保有用硬體數字化轉換器除去或合併的波形的峰/谷用中BH家樣準（CNS)甲4规格X 297公货）一~~^ ^ ^ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) .装. 訂_ 212844 A6 B6 五、發明説明（3 ) 經濟部中央標準局R工消费合作社印製，根據這個限値，限制現在的條形碼謓取装置的工作範圍及空間解像度。由於上述的限制或現在的條形碼譯碼技術的缺點所限，人們迫切期待一種具有更廣工作範圍和更高解像度的類比波形譯碼器。詳細地講，可以處理大的旋轉畸變或點矩陣符猇畸變的類比波形譯碼器將是非常有用的。因而，本發明的目的就是提供不一定必需硬體數字化轉換器，直接作用於類比波形的類比波形譯碼器。這樣的類比波形的譯碼可以通過將波形直接譯碼成爲得到與理想的输入相近的形狀而在除去波形的畸變之後以通常的手法譯碼來進行。進而提供可將現在使用的高密度條形碼符號有效而且高效地譯碼，而且可以使之適用於將來的高密度符號體系譯碼的類比波形譯碼器。本發明爲解決上述的課題，將提供譯解具有表示雷射光源和未知密度的條形碼符號的合成的振幅的類比波形的類比波形譯碼器。本發明將進而提供可譯解3密爾（1/1000 英寸）code 39符猇體系或其他高密度符躭體系等高密度條形碼符號的高密度波形譯碼器。本發明的類比波形譯碼器是使用單一算法並直接作用於類比波形的波形辨識裝置。被用於算法的軟體，從波形的構造出發直接對信號/噪聲做出判定。代之也可以把識別裝置的輪出變成除去了畸變的波形（即，盡可能地接近於原條形碼的波形）之後，通過使用通常的譯碼器並推定條帶與空白的寛度來譯碼。使用於本發明的類比波形譯碼器中的軟體，最初通過 (請先閲讀背面之注意事項再埸寫本頁} 丨裝· 訂· 成本紙張遑用中Bill家樣準（CNS)甲4规格⑽χ 297公货〉 82.3. 40,000 212844 A6 B6 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製五、發明説明（4 ) 確定類比波形的邊界來識別波形的可譯碼部分。然後，處理這一可譯碼部分獲得定義類比波形的可譯碼部分的多數的波形記錄元。苒次，對多數的波形記錄元之一或更多做高密度譯碣處理並生成表示含於高密度符猇中信息的第一譯碼信猇。如果這一譯碼處理失敗，則產生非譯碼信猇，爾後，對這個非譯碼信號做低密度譯碼處理，生成表示含於低密度符號中信息的第二譯碼信猇。最後，從類比波形譯碼器输出第一或第二譯碼信猇。在本發明的類比波形譯碼器中，波形的構造可以分爲二類，各類具有自已的模型（高密度模型和低密度模型）。對各模型可設計不同的譯碼器或者除去畸變的操作，對各输入波形兩個譯碼器均可以適用。在高密度模型的場合，譯碼器使焦點重合於以多數的波形記錄元所表示的波形。做爲記錄元，有極値（波形的峰和谷）的位罱，這些極値的各種各樣的次數的微係數，以及這些微係數的組合（畸變被除去了的波形的情況）。進而，此極値之尺寸連結極値間直線之尺寸，及以這些極値的零點也將被使用。這些波形記錄元爲能譯解高密度條形碼提供了充分的信息。在低密度模型的場合，因極値的位匿可以明確地確定，所以，利用速續的波形的峰與谷的寬度即極値的寛度，可以充分地譯解低密度條形碼。仔細分析在前述能測定的諸特徵的尺寸和位置的統計，高密度波形和低密度波形是可以區別的。一系列的極値在被送入低密度譯碼器之前，低密度譯碼器可以從波形除去噪聲的極値。通過用直方圖本纸張尺度通用中因國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公货） 82.3. 4ϋ,υυ<; (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本1) 裝. 訂. .爲' A6 B6 21284* 五、發明説明（5 ) 表示全部的邊緣尺寸來確定噪聲水平限値，在嘗試各譯碼之前，可以從波形表現除去噪聲。如果要對不管什麽樣密度的什麽樣種類的條形碼都能譯碼，則必須使用高密度波形表現和譯碼器以及低密度波型表現和譯碼器。各模型具有以下詳細説明的特有優點。圖面的簡單説明：圖1是本發明類比波形譯碼器的方塊圖。圖2是本發明高密度譯碼器的流程圖。圖3是本發明低密度譯碼器的流程圖。圖4是表示邊緣尺寸的直方圖圖形。圖5是表示表達高密度條形碼符號的類比波形的圖。圖6是表示高密度波形的極値範圍的圖。圖7是表示低密度波形的極値的寛度的圖。圖8是爲尋找類比波形的邊界所使用的軟髄流程圖。圖9是爲尋找波形的極値點所使用的軟體程序的流程圖。圖10是爲獲得膂曲點三重線所使用的軟體程序的流程圖。圖11是爲獲得邊緣尺寸的直方圖所使用的軟體程序的流程圖。圖12是爲了返回所使用的軟體程序的流程圖。圖13是雷射掃描器的簡圖。圖1是包括構成用於條形碼符號譯碼的算法的各喈段本發明的類比波形譯碼器的方框圖。以下，雖僅爲關於條形碼符猇的説明*但希望大家理解，此類比波形譯碼器也可用於其他形式的符猇體系的譯碼。圖1中雖然没有表示，但最初，條形碼符猇爲獲得其類比波形，將用雷射光源合成本紙張尺度適用中a國家標準（CNS>甲4規格（210 X 297 ic货） ----^--------------^-----裝------、玎------^ (琦先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} :經濟部中央標準局員工消費合作社印$ 82.3. 4〇,υυ〇 Λ a c 4 c A6 B6 經濟部中央標準局8工消費合作社印製五、發明説明（6 ) ，亦即被照射。然後，圖1的裝gl2接收從條形碼符號反射回來的光並變換爲電氣信猇。接著，電氣信號被放大後，輸入給類比波形譯碼器10,於是便可以實施譯碼算法。裝 gl2，是光探測裝置，例如是圖8記載的手持雷射掃描條形碼讀取裝置的光探測器SO。以下説明的由種種軟體程序及數字計算機亦旣微處理器實施的算法，基本上由五個主要步驟構成。第一步是用裝置I4識別類比波形的可譯碼部分。如獲得了可譯碼部分，装Si6就可獲得表示類比波形特徵的多數的波形記錄元。理想的實施例中，作爲獲得的波形記錄元，含有極値的位置（波形的峰和谷的位置），邊緣尺寸（連結鄰接極値的直線的尺寸）及膂曲點三重線（峰和谷合併的位置）。這些波形記錄元主要由譯解高密度符號的高密度譯碼器26(後面將詳細説明）使用。裝置24生成由低密度譯碼器3〇(後面將詳細説明）使用的邊緣尺寸的直方圖。被輸入類比波形譯碼器10的類比波形信猇，應該注意是表示高密度條形碼符號或是低密度條形碼符號。如前所述，噪聲可能會讓人把低密度符猇看成爲高密度符猇，所以，算法在最初對應該使用何種形式的（高密度還是低密度）譯碼器是不清楚的。因而，對波形做了前述處理之後（即，經過裝置12及裝置14的處理之後），自動地實行高密度譯碼步驟。如果譯碼成功，則算法結束。如果譯碼失敗，則爲使用低密度譯碼器實行譯碼，將生成非譯碼信猇23。這意味著無論是高密度譯碼器還是低密度譯碼器，譯碼都可能是成功的。類比波形譯碼器是選擇性的。算法的第一步是識別波形的可譯碼部分。這個步驟是 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —裝. 訂. .逛本纸张尺度遘用中困國家標準（CNS)甲4規格（21〇 X 公釐） 82.3. 40,00' 經濟部中央標準局R工消費合作社印製 21284^ Ag ______B6_ 五、發明説明（7 ) 由尋找條形碼的左邊界和右邊界的軟體程序實施的。在理想的實施例中，基本上軟體是發現條形碼内的一點後，由此向兩邊做外向搜索，直到找到左側及右側的"無感帶••爲止。如果發現了無感帶，則在無感帶之前可以看見的序列的最後有意義的邊緣處設定邊界。圖8所示的是在理想的實施例中，爲尋找左邊界和右邊界所使用的軟髄程序的流程圖。下面詳細説明此流程圖。最初，尋找條形碼内的初始點（CUREDGE)。向此點的右方使用採樣窗口，程序確定採樣窗口内的有意義的上升邊緣間的最大距離（EGDST)。變歉（CURDST)是初始點向右鄰接的有意義的上升邊緣間的現在距離。程序一邊向右搜索上升邊緣，一邊判斷變數（CURDST)是否是最大距離（EGDST)値的2 倍以上。如杲是的話，就是找到了無感帶，因而被找到的最後的上升邊緣（PREVEDGE)就成爲右邊界。接著，實行同樣程序對初始點的左側確定左邊界。邊界是確定類比波形的可譯碼部分界限的根據，至於哪一側的邊界最初被確定則没有關係。使用其他的方法也可以確定這個可譯碼部分的界限。算法的下一個步驟是使用軟體程序識別具有類比波形的可譯碼部分特徵的信息。這個步驟是由爲搜得一組波形記錄元（表示類比波形特徵的數據組）的若干個軟髄程序構成的。這些軟體程序是爲譯解高密度條形碼符號而由高密度譯碼器26使用的。開始，類比波形的可譯碼部分將被適時採樣，對此望理解爲生成強度値的排列。這個排列是表示波形的主要數搛構造，從存貯在計算機内存中的這個強本紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐） 82.3. 40,000 ----,--------------Μ-----裝--------.玎------Μ . (請先閲讀背面之注意事項再蜞寫本頁)

2UBU A6 B6 經濟部中央橾準局WC工消费合作社印製五、發明説明（8 ) 度値的排列，可以獲得波形記錄元的子集合（排列）。從強度値的排列獲得的第一組波形記錄元是如圖5中所示那樣的極値的位置。極値如圖明確所示，表示類比波形的峰和谷的帱換點，圖5是高密度條形碼的波形表現。因峰和谷的位罱恰當地記錄了高密度波形，所以在理想的實施例所使用的方法是把極値分別分配給峰及谷的中心。極値點由三部分，即左部份、平坦的中央區域及右部份構成（參照圖7)。獲得的一組極値的位置作爲排列被保存起來。圖9所示的是在理想的實施例中使用的尋找極値位置18 的軟體程序的流程圖。這個方法包含將在後面説明的尋找彎曲點三重線的個別程序，這些程序也可以分別實施。程序對左邊界和右邊界之間採樣的波形的強度値排列WAVEFORM (i)的全部點掃描，尋找具有連續部分的區域。如果這些部分被發現，則在其中央區域的中心分配極値（變數"i"在掃描上述採樣波形的強度値的排列時，起指針的作用）。在理想的實施例中，開始是判斷在波形的掃描部份是否存在彎曲點三重線。如果不存在，程序用前述的方法檢查極値點存在與否。如果極値點被發現，則在含有全部極値位置的排列中記錄其極値。注意，這個循琿反覆進行直到到達邊界爲止。圖5表示的是高密度類比波形的直線近似。因爲該近似非笫良好，所以作爲單獨的方法或尋找極値位置的方法的 —部分，也可獲得邊緣尺寸的排列。此排列表示連結相鄰接極値的邊緣的尺寸。譯碼的目的是定義以邊緣21爲對角線的長方形及長方形的面積定義邊緣尺寸20° (邊緣是連結本纸張尺度通用中因國家棣準（CNS)甲4規格（210 X 297 ) 82.3. 40t〇〇〇 -----------------{-----裝------.ΤΓ------Μ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 五、發明説明（9 ) 相郯接極値的直線）獲得邊緣尺寸的排列所必要的全部是包含極値位置的排列確定高度（強度）和連續極値間的距離（例如，第i位和第i+Ι位極値間的距離）°只要把得到的兩個値單獨相乘，便可得到相當於第i位極値的邊緣尺寸20。如果對右邊界和左邊界間的全部極値都實行上述處理過程，則構成邊緣尺寸的排列。雷射和高密度符猇的合成所產生的類比波形的另一個特徵是彎曲點三重線（即作爲連續的峰和谷問的波形上的點，表示被合併並消滅了的峰和谷的組合）的形成。這個被合併的峰和谷可以由尋找波形的彎曲點三重線的程序復原。經濟部中央襻準局8工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1〇所示的是相當於捜索出膂曲點三重線的軟體程序的流程圖。膂曲點三重線由三個區域（陡傾斜的前部區域、緩傾斜的中央區域及陡傾斜的端部區域）構成。對於採樣的類比波形的強度的排列WAVEFORM(i)，在進行同樣掃描的點和極値相似。詳細地説，找到前部區域後，計算中央區域的開始處發現的梯度（GRAD(i)，變數i作爲指針使用。最初，根據前部區域和中央區域的梯度差來確定彎曲點三重線是單調增加的或者是單調減少的。爾後，使用指針j，確定中央區域的範圍。中央區域在單調增加的彎曲點的情況下，其梯度一直伸展到初始梯度以下（即，GRAD(j) < GRAD(i)> ° 或者在單調滅少的w曲點的情況下，其梯度一直i申展到初始梯度以上（即，GRAD (j) > GRAD (i))。如采找到了中央區域的範圍，則計算進入位於端部區域距離處的梯度如GRAD (j+5)，並與位於中央區域的梯度GRAD (j)比較其可確定只大於定的値（理想的實施例的場合爲I·5)情況。如果端部區本纸張尺度通用中國國家標準（CNS)甲4规格U10 X四7公货）經濟部中央標準局g工消費合作社印製 A6 B6 五、發明説明（10 ) 域不滿足這個基準，則結束程序，返向圖9所示的極値發現程序。如果滿足彎曲點三重線的基準’則波形的谷在waveform (i)處再生，波形的峰在WAVEF〇RM (j+1)處再生。此後，高密度譯碼器26可把苒生的波形的峰及谷的中心作爲特別的極値位翯18使用。程序在此後返向極値發現程序。獲得波形記錄元的裝匾I6,不只僅被限於確定極値位 S，邊緣尺寸以及W曲點三重線。例如，低密度模型雖然與峰或谷以下的區域没關係，但確與符猇的條帶/空白的寛度對應的峰或谷的寛度有關。因此，當極値位置被發現的時候，可以實行（装置I6)。即如圖3的步驟34所示那樣，在當試低密度譯碼的時候，可以執行發現峰/谷的極値寛度的程序。圖7所示是低密度波形的峰的極値寛度。爲發現峰及谷的極値寛度所使用的程序，有必要確定峰或谷的中心（即其極値位罱）。下面，參照圖7説明發現在理想的實施例中使用的極値寛度之一般程序。基本上，使用式（la)、（lb)所表示的幾何學公式，尋找曲線上二個點的水平距離。全部的X及Y座標由極値位置的排列獲得。

Yr=(Yi+l+Yi)/2 YL=(Yi+l+Yi-l) /2 (la)

Xr=(Xi+i+xi)/2 XL=(Xi+l+xi-l)/2 (lb) 在式（la)及（lb)中，（Xr、Yr)是波形的右邊緣中的中點，（XL、YL)是在左邊緣中的中點。（Xi-l、Yi-1)及（Xi+l 、Yi+1)表示特定的波形的峰或谷的第i位極値的相鄰極値。水平距離（Xr-XL)表示峰/谷的寛度。如果得到了一組完整的波形記錄元的排列，算法將命令軟體程序從邊緣尺寸表紙張又度逋用中Η國家標準（CNS)甲4规格（2i〇 X 297公货） 82.3. 40t0U0 ί-----裝------.玎------義 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2ί284‘:: Α6 Β6 五、發明説明（11 經濟部中央標準局員工消费合作社印製的排列作成直方圖。因爲從直方圖獲得的信號在低密度譯碼時是有價値的，所以這個直方圖生成步驟是重要的。類比波形内的噪聲通常作爲波形上的小干播出現，所以從更大的峰（信號）分離小的峰（噪聲）的引導作用是必要的。這個機能由邊緣尺寸20之直方圖來履行，圖11所示的是生成直方圇的軟雜程序的流程序。在此，變數SIZE (CUREDGE) 意味著來自作成直方圈中邊緣尺寸的排列的每一個邊緣尺寸。變數CUREDGE是指針。變數MAXEDGESIZE和 MINEDGESIZE 分別表示邊緣尺寸排列的最大邊緣尺寸和最小邊緣尺寸，用於直方圖正規化。變數HISTOGRAMSIZEfe用來限制不同的邊緣尺寸（用於作成直方圖的X軸）數。例如，在理想的實施例的場合，可以使用100個直方圖尺寸。對變數IDX分配値的式子計算被正規化了的邊緣尺寸（在零値和直方圖尺寸値之間正規化）。圖4中所示的直方圖可以在嘗試著低密度譯碼時從波形中除去，這暗示著某一得到的噪聲水平限値。圖4是相對於邊緣尺寸（χ$ΐ )繪出了邊緣發生頻度（Y軸）的圖形。用ΤΙ、Τ2、Τ3表示的直方圖的谷，表示某一得到的噪聲水平限値。關於噪聲除去處理過程後面將詳細地説明。此後，使用高密度譯碼器26譯解條形碼符號。因波形的峰的面稹和谷的面積與高密度條形碼内的條帶/空白的尺寸具有直接相關的關系，所以高密度譯碼器2e使用作爲鞸碼基礎的峰的面稹和谷的面積。圖2所示爲譯解高密度條形碼符號的方法或算法的流程圖。對高密度譯碼器26的輸入是由一系列的極値is構成的。由軟髄程序所實施的算法可以分成單個的階段。初始化階段27由識別輪入序列的最小 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) - k 、-* 張紙本適準標家 s, 公 97 2 X ο 1 2 /IV 格規 si

I 21284： A6 B6 經濟部中央標準扃8工消费合作社印製五、發明説明（1 2 ) 邊緣尺寸20的步驟構成。最小邊緣尺寸被識別爲對高密度譯碼器的種子點。其相鄰接的極値，作爲條形碼内的"狹" -··狹"序列被識別、分類。圖5所示爲識別了種子點25的高密度條形碼的波形表現。下一階段是極値分類階段29,在此階段中，軟體程序最初推定在各極値位置的狹窄的峰和寛闊的峰的尺寸/面稹 ;極値的尺寸亦旣極値範圔38與同極値點18相接的長方形的面稹有關連。圖6所示爲極値範圍38。因爲極値範圍是被定義爲與別的極値範圍不重叠的長方形的面積，所以極値點18與長方形的水平的一邊相接，波形通過朝向極値點的長方形角落。識別了種子點25之後，把解擴展到條形碼的邊界。解必須分類所生成的各極値範圍38。此分類使用限値法進行。現在範圍限値由圖2中步驟31所示的寛極値和窄極値的尺寸推定導出。例如，對應於寛極値的初始尺寸，推定値AREAW是输入序列的最大邊緣20的尺寸。對應於窄極値的初始尺寸的推定値AREAn是輸入序列内的最小邊緣尺寸的1/2 (種子點25)。現在範圍限値由下式（2)計算。 P貝値= (AREAw +AREAn)/4 (2) 此後，如圖2中步驟35、37所示那樣，利用極値範圍的定義，從種子點25開始，順次生成和分類相鄰接的各極値的極値範圍。生成的極値範圍同在步驟31生成在步驟39被更新的現在範圍限値相比較，如果生成的極値範圍38比現在範圍値大，則分類之爲"寛的"。如果生成的極値範圍38 比現在範圍限値小，則分類之爲"窄的"。圖2中步驟37表示這個分類步驟。本纸張尺度通用中因國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐） 82.3. 4ϋ,〇υ〇 -----------------Μ-----裝------ΤΓ------Μ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明說明（13 ) 經濟部中央標準局R工消費合作社印製高密度譯碼器26是適應型譯碼器。解如果從種子點25 偏離，則更新爲獲得現在範圍限値所使用的推定値（步驟31) 。亦即，使用步驟37分類的"寛的"或"窄的"極値範圍38的値，確定其相鄰接的極値的尺寸。因而，如果解向邊界擴展，則更新AREAW或AREAn的尺寸。圖2中步驟39所示爲更新範圍限値的步驟。若因離開了 2要素的大的極値而使小的値受到相當的畸變（增大），則可以人爲地使現在範圍限値增大，以補償上述畸變的影嚮。例如，下式（3)所示即爲補償畸變的影嚮而修正的現在範圍限値。限値= (AREAw +AREAn)/3 (3) 請注意，圖2中步驟35-39對各極値範圍反覆進行，直到達到波形的邊界爲止。以其他方法也可確定和更新現在範圍限値，例如代之一次生成並分類一個個的各極値範圍，可以在開始就生成全部的極値範圍38,接著分類各極値範圍。不論哪種方法，當到達波形邊界及高密度譯碼器26判斷了的時候，將終止被输入的極値序列的分類。接著，使用參照用表譯解序列。如果高密度譯碼的當試成功，算法生成並輸出表示被譯解的符猇的信號，然後結束。如果高密度譯碼的當試失敗，則可以假定哿曲點三重線的再生的峰/谷不是正確的極値點，並再次實施高密度譯碼序列。：（在最初的譯碼嘗試中，高密度譯碼器假定那些（序列）是正確的極値點）第二次的高密度譯碼的當試將在下面説明的圖12中的返回程序中實施0 應該注意，上述譯碣方法同從波形中除去畸變，然後本纸張又度適用中困國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐）

82.3. 40fOUO (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂_ 經濟部中央標準局®:工消費合作社印製 A6 B6 五、發明説明（14 ) 用通常的手段（低密度譯碼器）譯碼是等價的。若高密度譯碼器26的譯碼嘗試失敗，則爲觸發低密度譯碼器30而生成非譯碼信號23。低密度符號的類比表現的特徵是雖基本上無損於寛度的信息，但郤有損極値的高度的信息（通常是由點矩陣噪聲造成的）。因而，由於極値之面稂可能畸變，固低密度譯碼處理只使用寛信息分數極値。極値的寛度可以使用實施公式（la)、（lb)的軟體子程序來確定。在低密度模型的場合，確定極値的寛度不使用W 曲點三重線。爾後，將一系列的極値的寛度（不是極値本身) 送往低密度譯碼器30。於是，將一系列的極値寛度分類成 "寛的"或"窄的"之後，使用參照用表譯碼。圖3所示爲低密度譯碼器30的流程圖。圖3中步驟34爲在各極値位置確定和分類極値的寛度的步驟。如果譯碼成功，算法生成並輸出表示被譯解了的標記信號，然後結束。如果高密度譯碼的當試失敗，則對噪聲水平進行新的假定，實施其他嘗試。這個嘗試是記載於圖12的圖3中步驟36的返回程序。在返回程序中，算法給出變更噪聲的假定，再處理數據，嘗試其他的低密度譯碼的命令。假定通常是必須從波形中除去的由噪聲產生的與峰和谷相關的部分。雖然返回方法的數量很多，但在理想的實施例中的返回方法必須從類比波形全體中除去噪聲。圖4的直方圖的谷ΤΙ、T2、T3表示某一得到的噪聲水平限値。噪聲水平限値以上的所有邊緣20被論爲是有意義的邊緣，其以下的邊緣被論爲是由噪聲產生的東西。例如，若適用以圖4的T1表示的噪聲水平限値的話，則其限値以下的邊緣20將被合並成爲更大的鄰接本纸張尺度適用中因國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公» ) 82.3. 40tUU0 ----：--------------^-----裝------訂------族 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（15 ) 經濟部中央標準局S工消費合作社印製邊緣。此後，再一次當試低密度譯碼。若此低密度譯碼的當試失敗，則算法將命令再一次除去第二噪聲水平限値（¾口用圖4的直方圖24的谷T2表示的噪聲水平限値）以下的邊緣。然後在噪聲被除去的狀態下再一次做譯碼當試。從以邊緣尺寸的直方圖表示的類比波形中除去噪聲信息的這一方法，可連續地適用使用到應該除去的噪聲水平成爲波形内的最大邊緣的50%爲止。在圖I2的返回程序中，將噪聲水平初始化成零，把標誌HIGHRES和INFLECT設置爲表示所有的極値點和膂曲點被看成正確的"眞"。標誌HIGHRES爲"眞"時，意味著譯碼是由高密度譯碼器26做嘗試。爲"僞”時，意味著所使用的是標準的低密度譯碼器30。算法最初命令每一次將10個極値點放入字符緩衝區CHAR，如果被放入CHAR的極値點是正確的 (即是可譯碼的），則循環繼續直到達到邊界爲止。如果被放入CHAR的極値點是不正確的，則把標誌INFLECT設罱成爲 "僞"，嘗試從波形的始點開始做其他的高密度譯碼。標誌 INFLECT是"僞"的時候，不是將膂曲點，而是只將極値點送入緩衝區。如果下一次的譯碼嘗試成功，則對其餘的10個極値點，反覆循環。若字符鍰衝區不正確，則將標誌HIGHRES 設置爲"僞"，除了不使用標準譯碼器（低密度譯碼器）30外，再一次反覆全算法。若低密度譯碼嘗失敗，則判斷噪聲水平比限値水平大否，如果大，則此波形是不能解譯的，將之送往表示比較情況之輸出。如果噪聲水平限値小，則按照圖4的直方圖增加噪聲水平，從如上述之波形表現中除去比以直方圖表示之噪聲水平小的全部的波形邊緣。 -------.----------人-----裝------訂------属 (請先閱讀背面之注意事項再場寫本頁} 本紙張尺度通用中因國家揉準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） 82.3. 4ϋ,αυο 21^84^ A6 B6 經濟部中央揉準局W：工消费合作社印製五、發明説明（16) 理想的實施例中，算法的軟髄雖被置於遠離雷射掃描讀取裝S的地方，但在圖I3中所示的手持式雷射掃描條形碼讀取装置中，也可以組入本發明。與此相比，可以容易地對軟體及（或）參照用表的數搛庫實施變更。在理想的實施例中，讀取裝S4〇是具有手槍形式的握部42和板機44的槍式的装置。使用者把裝1瞄向符猇並操作板機44 ,則雷射光束46發射，檢測電路工作，所以，如耒装置是電池内藏型，就可延長電池的有效赛命。在輕型塑料制機架48中，除電源亦即電池54以外，並組入雷射光源、光探測器5〇、光學系統和信號處理電路綱以及CPU 52。位於機架4S前端的光透過窗58允許光束46和反射光的出入。讀取裝藺4〇可設計成或使之接觸條形碼符號，或使之不接觸符猇而從離開條形碼的地方朝向符號的形式，這種類型的手持式條形碼讀取裝S是指定在大約數英寸的範圍内搡作的。如圖13所示，使用適當的透鏡62(或多透鏡系統）可以使掃描用光束的焦點與位於適當基準面的條形碼符號重合。光源64如半導體雷射二極管設置成把光束導入透鏡62的光軸的狀態。從光源64出來的光束通過半反半透鏡和需要的其他透鏡或整形構造，由連接在扣動板機44才動作的掃描馬達70上的播動反射鏡68來反射。如果光源64的光是人 ! 眼看不見的光，則可使光學系統包含瞄準用光。瞄準用光如有必要可以固定，或生成如雷射光束那樣可以掃描的可見光光點，這樣，使用者在扣動板機44之前，可以一邊觀祭這個可見光光點一邊把讀取装置對向條形碼符猇。以上雖只對線形即單一的條形碼做了説明，但本發明 (請先閲讀背面之注意事項再«寫本頁) .裝· 訂 ▲ 7纸張尺Λ適用中西理家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐） 82.3. 40,000 A6 B6 〇1284^ 五、發明説明（17 ) 不僅限於所記載的實施例，也可以適用於更複雜的掃描模式、二維條形碼如Code 49或類似的符猇。此外，本發明的方法也可以使用於以其他其形式表示（如文字）或從掃描物品的表面特徵中獲得信息的各種機械顳示裝g。在本發明的全部實施例中，把讀取装鼷亦即掃描器的構成元件組入非常緊湊的單元，可以把掃描器做爲單一的印刷電路板亦即集成微型組件來製造。這樣的模件有互換性，可以作爲多種多樣的數搛收集裝置的雷射掃描元件使用。例如，可以對手持掃描器，或安裝在桌子上的可伸展的可撓臂或台上的、或安装在桌子下側的，或作爲更複雜的數據收集裝罱的子部件來設置的桌頂式掃描器選擇地使用模件。掃描模件由設S在支持體上的雷射/光學装罱子部件，旋轉或往復運動鏡等掃描元件及光探測器構成較爲合適。對應上述的構成部件所安裝的控制線或數據線可連接設厪在模件邊緣或外面的電接插件。把掃描模件和對應於數據收集裝罱的其他的要素所安裝的對方側的接插件做電氣上的連接。每一個模件，可以具有特定的掃描特性或譯碼特性（如在一定的工作距離使用的可能性或在特定的符號體系及印刷密度下使用的可能性）。另外，也可以用與模件相_之控制開關之手動設定來決定此特性。還有，使用者也可以使之適應於掃描不同種類物品的數搛收集裝置。亦即通過用簡單的電接插件相互地交換歙據收集装1的模件，可以使數搛收集装置適應於不同的用途。本纸張尺度適用中因a家橾準（CNS)甲4规格（210 X 2S7公釐） -----------------Μ-----裝------.玎------篇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中丧標準曷貝工消费合作社印$ 82.3. 40,000 21 A6 B6 五、發明説明（18 如上所述的掃描模件，可以組入具有鍵盤、顯示装置、數據存貯裝置、應用軟體及數據庫等部件之一或一個以上的獨立型數據收集裝置中。上述的數據收集裝置，可以進一步具有通過調制解調器或ISDN^ 口，或由從便攜終端向固定接收機的低功率無線同步通信實現同局部區域聯網的其它部分或電話交換聯網的通信的通信接口。上述的各種特性或兩個以上特徵的組合，可有益於應用於其它形式的掃瞄器或與記載的形式相異的條形碼讀取裝置。雖然對本發明的理想實施例詳細做了説明’但對該領域的技術人員，在由專利範圍所限定的發明精神及範圍内，對形狀或細部構造可以容易地做出其它改變。 -----------------^ -----裝------玎------A. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局w工消費合作杜印¾ 本紙張尺及通用中國因家標準（CNS)甲4規格（210 X 2y7公釐） 82.3. 4〇.〇υ〇

Claims

Λ 7 Β7 C： Γ)7 六 '申綺專刊:fLS 1·一種在符猇掃描装置中，直接作用於表示符猇的類比波形，譯解含於符猇中信息的類比波形譯碼器，其包括以下裝罱：識別上述波形的可譯碼部分的裝罱；嚮應上述波形中的可譯碼部分，獲得定義波形可譯碼部分的多數波形記錄元的裝置；嚮應上述多數波形記錄元之一或更多，生成表示含於高密度符猇中信息的第一譯碼信猇或非譯碼信猇的第一譯碼装置；對應上述的非譯碼信猇，嚮應上述多數波形記錄元之一或更多，生成表示含於低密度符猇中信息的第二譯碼信號的第二譯碼裝S; 上述符號爲高密度符猇時，輸出上述的第一譯碼信號的裝罱及上述符號爲低密度符猇時，輸出上述的第二譯碼信猇的裝置。 2. —種在符號掃描装置中，直接作用於表示高密度符號的類比波形，譯解含於高密度符號中信息的類比波形譯碼器，其包括：經濟部中央標準局員工消費合作社印製通過識別上述類比波形的邊界，識別波形的可譯碼部分的裝置；灌應上述波形的可譯碼部分，獲得定義上述波形可譯碼部分的多數波形記錄元的裝置；嚮應上述多數波形記錄元之一或更多，譯解含於高密度符猇中信息的高密度譯碼裝置，以及輸出表示含於上述符猇中信息的信號的裝置。 81. 4. 5,000 (H) {-先間ΐέ背面之注意事項再邊寫本頁) 木紙张尺度適川屮阀Η家標::MCNS) 規格(210父297公茇） Λ 7 Β7 C： 07 經濟部中央標肀局R工消費合作社印製六、申34列苑is 3·—種爲譯解表示含於符猇中信息的類比波形的方法，包括以下步驟：通過確定上述類比波形的邊界，識別上述波形的可譯碼部分；處理上述類比波形的可譯碼部分，獲得定義上述波形可譯碼部分的多數波形記錄元；對上述的多數波形記錄元之一或更多進行第一譯碼處理，生成表示含於高密度符號中信息的第一譯碼信猇或非譯碼信號；對應上述非譯碼信猇，對上述多數波形記錄元之一或更多進行第二譯碼處理，生成表示含於低密度符號中信息的第二譯碼信號；以及當上述符猇爲高密度符猇時输出上述的第一譯碼信號，當上述符號爲低密度符猇時輪出上述的第二譯碼信猇。 4. 一種爲譯解表示含於高密度符猇中信息的類比波形的方法，其包括以下步驟：通過確定上述類比波形的邊界，識別上述波形的可譯碼部分；處理上述類比波形的可譯碼部分，獲得定義上述波形的可譯碼部分的多數波形記錄元；對上述多數的波形記錄元之一或更多進行高密度譯碼處理，生成表示含於高密度符猇中信息的譯碼信號；以及输出表示含於上述符號中信息的上述譯碼信號。 5. —種爲在符猇掃描装a中，直接作用於表示條形碼符號的類比波形，譯解含於上述符號中信息的類比波形譯碼器， JtT先聞讀背面之注意事項再填寫表百 •哭： •訂. •哚. 木紙張尺度適川t阀W家櫺準（CNS) ip相I格（210 X 297公"^) 81. 4. 5.000 (H) Λ Β： C Π' 六、申苑a 其包括：識別上述波形的可譯碼部分的裝置；嚮應上述波形的可譯碼部分，獲得定義上述波形的可譯解部分的多數波形記錄元的裝置；嚮應上述多數的波形記錄元之一或更多，除去上述波形的可譯碼部分的畸變，獲得定義上述條形碼的連續邊緣的位圃的一組値的装置；嚮應上述一組値，生成表示含於低密度或高密度條形碼中信息的譯碼信號的譯碼裝翯，以及輸出上述譯碼信號的装置。川先'"讀背面之注意事項再填寫本頁！經濟郎中央螵準"R工消費合作社印製木紙張尺度適州屮W囚家櫺準(CNS) f仙I格(210x297公 81. 4. 5,000 (H)