TW318916B - - Google Patents

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(由本局壤舄) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 承辦人代碼 大 類 A6 B6 I P C分類 本案已向： 國（地區）纽西蘭 申請專利，申請曰期 案號1995/03/31 270856 □有□無主張優先權 有關微生物已寄存於： 寄存曰期： 寄存號碼： I II I -- - - I -----訂一~ 11 - I I 線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁备櫊) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐〉 經濟部中央標準局員工消費合作衽印製 五、發明説明γτ'Τ' 一~~ 、本發明係有關於識別之領域，特別的是有關於利用標 =以進行物品之識別，更特別的是有關於可被機器（數位 電腦）所判讀之標籤。 一種可識別之標籤可用在運輸或製造時對產品的追 蹤其巾5L以光學或其他類型之“非接觸型”標籤爲較佳之 選擇，而且這類標籤具有下列幾項特點： 匕(a)影像捕抓可在不利環境下進行，例如：户外或標 籤令某些部份已經模糊不清、遣失或被污柴、捲曲、甚或 被陰影覆蓋、亦或標籤呈歪斜或不平整； (b) 標籤的正確位置與定向並未被界定； (c) 在單一影像中有複數個或大數量的標籤； (d) 判讀標籤的精確度需要很高；以及 (e) 標籤不能爲條碼掃描器或其他頬似儀器所能感 應。 此外，更重要的是能利用一種價格低廉且低解析度的 照相機’並在標藏的任一可利用部份隱藏有最大的資料標 記，若能使標籤的大小縮小至5〇釐米寬是更佳的。 另一個標籤的特殊用途是用來追蹤自砍伐到出口過 程中的伐木。在伐木積聚而準備運上卡車前的森林中，一 些森林是將預先印刷好的條碼標籤貼在伐木的砍伐端以 用來對伐木進行識別，在條碼標籤内隱藏有業主、體積、 品質、型式以及其他的資料，而條碼及相關的資料接著就 會輸入一管理用電腦資料庫中。但條碼在接下去的過程中 就不易被讀取了，例如因爲在一移動卡車上有非常多的伐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --i -裝-- |,玎 ^ ^-------------------- 4 A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作衽印製 五、發明説明（2 ) 木，或在一準備卸下伐木至船隻内的台架中也有相當多的 伐木數量，因此能更容易地判讀在此情形中的標籤是有所 需要的。 本發明之目的即在提供-種可供機㈣讀的改良式 識別標籤，以及/或使用於判讀此類標籤上之指令改良集 合，或至少提供大眾一種有用途的選擇。 本發明的各種不同特徵可由申請專利範圍得知，例 如：本發明的其中-種特徵在於提供如申請專利範圍第i 項所界定之機器可判讀標籤，本發明的另一特徵在提供如 申請專利範㈣5項所界定之標籤組，以及本發明的再一 特徵在提供如中請專利範圍第9項所界定之利用同―地 點而能識別一項或多項物件之方法。 “本發明另-特徵是包括了—種電滕可判讀之標藏或 符號以達到識別之目的’其中包括了由電腦可判讀的指標 所組成之矩陣，而每一指標包含了至少一個可判讀資訊的 疋素’並且在這些包含資訊的矩陣中，具有一錯誤更正碼 以及至少一個指標以成爲一定位器，並提供該矩陣剩餘部 份的位置給一判讀機器或電腦。 此錯决更正碼以成爲一種可處理個別位元錯誤 環碼爲較佳。 此錯誤更正碼更以成爲BCH碼，或其衍生碼，例如 一縮短BCH碼爲較佳。 此標籤以成爲光學可判讀式爲佳，因此每一個電腦可 判讀之指標都具有特定範㈣之亮度而使其具有一光學

S^218 A7 B7 五、發明説明（3 ) 可偵測及限定之範圍。 此標籤以具有分散或反射光線的功能爲佳，因此亮度 範圍會相當於反射率範圍。 又 而爲了達到判讀的目的，此標籤可藉由一可與變換器 相容之電磁輕射源而予以照明。 在判讀機器的影像收集裝置内之像素解析度或密度 則以由判讀機器中之取樣元素以至少3乘3之面積而至少 部份覆蓋於每一個指標上爲較佳。 在標籤的至少一側面處會以一具有較亮表面之外緣 所環繞爲佳，並以至少三個取樣單位之寬度爲較佳。 而此表面以與灰階中的白色階層一致爲較佳。 至少以2個指標作爲定位器爲較佳。 此定位器在偵測時，以能提供界定剩餘矩陣之位置 (位置及/或定向）的資訊給一判讀機器爲較佳。 而每一個具有定位功能之指標應以包括至少一個矩 陣元素，並在矩陣元素外環繞有一片對比用矩陣元素爲較 佳。 、 ^或者，矩陣元素或任一定位用指標内之元素都可用來 才曰出一兜度尺上的一個或以上之位階。 或者，當沒有任何定位用指標被使用時，則判讀機器 會嘗誠利用在不同位置與定向上的重覆賴而將指標構 成的矩陣予以正雄解碼。 由電腦可判讀指標所構成的矩陣中之任一個儲存格 都以成爲光學可债測爲較佳，而每一個指標亦以具有一特

本紙張尺度適财關家縣（CNS ) 44祕（21Gx297M -I : I ! - -- - I In IJ 1扯衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 故---------------

.-· I · II - II · Μ Β7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（4 ) 定反射率爲較佳。 由電腦可判讀指標所構成的 具有兩組對比用反射率之其中一組爲佳 错存格以 或者’由電腦可判讀指標所構成 格則以具有兩或多組對比用反射率之其中Λ -種料格騎料有-中料料程度之 而此中等程度取位於最亮程度與最暗程度的中間 爲較佳。 此外，由可提供-尺規上不同程度之儲存格所形成的 一範圍之光學特性會包含有-型式之反射率，並且會被包 括有-個以上集合之陣列感測料接收並視爲一對比用 程度，而每一個集合都具有一響應模式，並以不同方式而 受制於反射能量的特性上。 或者’全範圍的色彩亦可供使用。 或者，每一個儲存格包括有一具有由複數個點所組成 的陣列之對比用表面，此表面更以不同比例而放置在一 材上的另一對比用表面上以模擬中等程度之反射率。 每一個儲存格以大到足以在可預期的環境雜訊出〜 時’藉由較佳的錯誤更正程序而能將這些千擾視爲不規則 雜訊而不是猝發雜訊，以免影響到鄰近的像素爲較佳。 由攜帶資料之指標所構成的矩陣應以一致的序列判 讀爲佳，因此每一個指標都包括一資訊陣列的一預定部 份，以及一用來偵測與更正任何錯誤的合併裝置。 基 現 I-------；---裝------訂-----1 紙 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210><297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ox 8β A7 ^---—______B7_ 彡、發明説明（5 ) --- 而錯誤更正碼以一縮短BCH碼爲較佳。 或者，錯誤更正碼爲一完整的bch碼。 或者，任何其他的錯誤更正碼可用來在儲存格亮度不 明時取代欲指的資訊。 一印刷裝置以具有__根據本發明所使用之三階縮短 BCH碼所製之可印刷圖案的產生器爲較佳，因此一系列 ΊΓ相谷於電腦判讀程序的標籤即可產生。 一 一可印刷圖案的較佳產生器包括有一可接收一連串 信息並可將信息轉換後，隨同前述的錯誤更正碼而進入由 儲存格所構成的矩陣之電腦。 或者，可印刷圖案的產生器可提供一設計與錯誤更正 碼的澤本，並使之成爲一種適合於一印刷機之語言或型式 而能正確製造出影像。 而一種較佳的印刷語言爲“P〇stscript” 而一種較佳的標籤包括有至少一抗損害的基材以及 一可保存標籤内的指標之顯示表面。 而一種較佳的標籤亦包含有條碼以及人類可判讀的 指標。 本發明另一廣泛特徵爲包含一可隨時在視場内進行 影像捕抓之判讀機器，在此視場中可包含一個或以上的標 籤，而此判讀機器亦可將影像永久保存成一種型式，此型 式包括由取樣點所構成之一矩陣，而每一取樣點則可變換 成影像内的每一對應點。 而一較佳的照明裝置則利用電磁輻射，而至少在捕抓 8 -¾衣------ (請先閲讀背面之注意事项再填寫本頁) 、-口 本财國畔縣（⑽）Α4· (210X297公釐） A7 A7 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 五、發明説明（6一 影像時將一視場擴大。 或者，-掃描照明裝置會利用一序列方式 一視場。 衣而較佳的判讀機器則包含一固態照相機，並電性偶合 ^ ^個可定址之記憶層而能進入一由貯存程式所操 作<數位電腦中，此判讀機器亦包含一輪出界面。 自判讀機器所輸出之信號則以包括特定標籤或每一 個標籤之資訊爲較佳。 或者，判讀機器可藉由一通訊連接而分割成一影像收 集部份與一影像分析部份。 或者，判讀機器可爲非光學性，也就是利用微波輻射 或聲波（以超音速聲波爲佳）以照明一視場，並使用相位及 /或時間控制照明，另配合一適合之偵測器而將由視場内 不同位置所反射之輻射加以收集。 接著，符號以及其指標應以可再受控制之反射率而改 變成非光學照明爲較佳。 判讀機器首先須偵測由一個或多個相伴之定位器所 組成之一集合所具有之特徵形狀，而將具有一個或多個標 籤之一影像中的任一標籤予以位置與定向的定位。 接著，判讀機器會判讀已定位出的帶有資料之儲存格 矩陣。 判讀機器利用一將最高反射部份及最低反射部份予 以測定，並將明確之反射率予以排列的程序，而能將標籤 的正確反射率予以測定爲較佳。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂---------- 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) ~~ ' 判讀機器以能藉由測定標籤外緣之明顯亮度及補償 鄰近矩陣之明顯亮度，而能將任一標籤上不乎均的照明予 以補償爲較佳。 判讀機器並以能使用定位用指標内所包含之反射率 範圍，而能在一灰階尺或色彩尺之位階中測定出相對程度 爲較佳，如此之下，每一個指標都能被指派成反射率尺上 的一對應及已知之程度。 或者，判讀機器應可在毫無定位器的幫助下而能將帶 有資料的儲存格所組成之矩陣加以定位，在此之下，一連 串的試誤判讀將一直持續，直到它偵測到一個有效的判 讀。 以下將以實施例配合所附圖式對本發明之一較佳型 式給予詳盡的説明： 圖式之簡單説明： 第1圖爲本發明一電腦可判讀符號之説明圖。 第2圖爲本發明一已印刷完成的標籤説明圖，其上具 有由一人類可判讀符號陣列、一條碼陣列與—電腦可判讀 符號所共同組合之圖樣。 第3圖爲本發明之流程圖。 第4圖爲根據本發明，用以表示在對一符號進行軟體 分析程序時之一灰階尺版本。 實施例 本發明包括一電腦可判讀標籤或符號以達到識別之 目的。這種光學性標籤並在下列數種情形下仍能適用 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} .-I —^1 >

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（8 ) 然此時的標籤都盡可能的縮小）： ⑷影像捕抓能在不利環境中進行，例如：户外或是 標籤已有部份模糊不清、遺失、遭受污染被陰影覆裏、 捲曲，或標籤呈歪斜或不平坦； (b) 標籤的正確位置與定向並未界定； (c) 在任一影像中有複數個或大數量的標籤出現；以 及 (d)判頡標籤的精確度需要很高。 將這些標籤用以識別伐木是本發明之實施例。先將每 一個預先印刷好的標箴（作爲一獨特的識別物）黏貼在伐 木的砍伐端，以及進行條碼的掃描或將字母與數字的特徵 V己錄下來。其他如：品質以及業主的資料則經記錄後，貯 存於一大資料庫中，並對應於標籙之號碼，因此當伐木通 過一連串的檢奎站時即能被確立出來。通常，這些檢查站 都在一運輸線上，經過卡車裁送、船隻載送，再由卡車載 送至一指定的鋸木廠。 每一個檢查站都需要在一堆伐木中，以一有效、快速 及安全的方式而將各個標籤判讀出來，並且在一定時間及 地點上向一管理系統：包括大資料庫，報導所有的結果。 因此，我們必須發展出一種照相機系統以及影像分析程 序，而能在一堆伐木置於一卡車或台架内時亦可捕抓砍伐 端的影像，並能偵測所有的標籤、將所有資料解碼、以及 將資料輸送至管理系統。當在碼頭時，這些伐木通常都會 放置於一昇降機的台架中，當吊索通過伐木的周圍時，則 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） |_ -J·裝-------------^ (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（9 至一船隻上。當伐木在…時，即將它 此怜錯誤速率(特別是-損壞標籤的報導錯誤，在 此6形下，-錯誤號碼會在不知情的狀況下被傳 維持在十萬分之一爲一個主H龙 ） 求，於資料庫所具有的 最大傷害就疋錯誤資訊，而非提供一空白資訊。另一個具 有衝突性的要求就是使用—低廉，亦即是—低解析度之數 位式照相機，並具有一不甚完美之電荷偽合元件（CCD)片 而用以捕抓影像。另-個具有衝突性的要求是對已損壞、 已模糊不清或辨污的標藏有所容許之能力，以及另一個要 求是能容許光線程度的改變。 因此’在設計標籤時有一要求，就是在標籤的顯示區 域内愿有最佳的製作品質；須要有一人類可判讀指標以及 條碼於其上。另-個要求是在出現錯誤時，能明確地被 判讀電腦或機器所得知，以及能提供一更正裝置。 我們利用一 6乘7方陣以提供一 29位元數並且有額 外之Π位元可用於錯誤更正，而每一個方陣可成爲白、 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 灰或黑色。每-個儀存格爲標藏中帶有資訊的最小元素。 此標藏爲使用三階基礎。56個儲存格内的一部份在實施 例例中’會保留作爲定位器（見後述），而一部份會保留作 爲一傳統條碼的位置。第2圖所示即爲一可使用於實施例 之標籤，在此標籤上具有一三階BCH碼1〇〇、相對應的 字母及數字描繪（202，207)，一業主名及/或標誌2〇6， 以及一相對應之條碼203。BCH代表—較佳之錯誤更正 12

A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（11 ) 錯誤能伴隨著警告。我們發現在實施例中，四階或五階、 甚或更高階都會易於發生高數量的錯誤，至少，隨著資訊 被貯存的數量増加，則階數亦需要上昇。標籤的未來版本 應可在每一個紅，綠及藍通道中都具有256位階，並形成 在每一個儲存格中有224-1個組合，當然這種情形需要在 印刷及判讀技術（不使用會在日光下衰敗之墨水）能在一 高有效償値之封裝中而能容許如此的解析度才可達成。在 任一個儲存格中，一個具有至少兩個通道之人類可判讀顏 色所形成的機ϋ版本，或是延伸至紅外光與紫外線的版本 應是可以使用的。本實施例所使用的版本則是一個由黑色 墨水印製成的三階尺。 而標藏的大小則與影像捕抓裝置以及中間因素（距 離、聚焦要素以及其他鎮似因素）有關，因此每一個儲存 格都至少會部份覆蓋在至少三個像素上，並且沿著在判讀 機器内部的一水平以及錄直線(或取樣元素，當-掃描器 及A-D轉換器被使用時）而對應於每一個儲存格内的四 個像素處，則會有一個空間解析度。大小的條件必須考量 到標藏内像素重叠的排除、或在更爲複雜的分析中所可能 產f的像素合併，或在標籤的重建中是否須要將-標籤影 像予以破壞（通常在目標環境中是很難重覆一影像的）。同 時也必須考量到在將標籤聚焦於感測器的影像平面時的 -些限制’ 4是料等其他行4。此外，也必須在使用 CCD陣列具有缺陷的照相機時，考量一些範圍，這些缺 陷都疋已知的，包含有：個別館存格缺陷、列缺陷及/或

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-1-- I 1- I I · 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 r_________B7_ 五、發明説明（12 ) 行缺陷（無缺陷的照相機是存在的，但灰塵或結晶缺陷則 會在製造過程中一直出現，故無缺陷照相機是很辱貴 的）。 外在的空間（見後述）是特別用來測定任一標籤上之 照明層次，它至少應有一個方陣（或判讀機器所使用之照 相機内的三像素）寬，也可成爲更寬。 定位器 我們希望使用至少2個指標的集合，例如101及1〇7 所組合之指標集合，以作爲定位器所用，但仍以四個指標 爲佳。每一個定位用指標包括至少一個儲存格或矩陣元素 101 ’並被一對比用矩陣元素1〇7之區域所包圍；而通常 此區域爲白色。我們將一對相鄰的定位器103、104設定 爲黑階，而其他兩個設定爲灰階。軟體將可用來測定任何 儲存格所具有的反射率，如此就能量測出定位器與其他園 區域的正確亮度，並能藉此將破壞正確度的光線改變或曝 光改變予以補償。 這些定位器在偵測時，應具有提供一判讀機器有關於 界定矩陣剩餘部份位置（位置及/或定向）的資訊爲較佳。軟 體會使用次像素準確度以測定定位器的位置。 或者在没有任何定位用指標被利用時，判讀機器會嘗 試在每一個不同的位置與定向中進行重覆的試誤以感測 出儲存格内之一假設矩陣。 BCH碼 在1959年及1960年所發展出來的BcH(B〇se- ---------- —裝------訂-----、線--, (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 15 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（13 )

Chaudhuri-Hocquenghem)碼系統，已被視爲一種用來更正 多重錯誤之漢明碼通用式。它們是循環且具有序列之碼， 可使用於錯誤會獨立影響連續符號之通訊通道中。著名的 李得與索羅門（Reed-Solomon)碼即爲一種BCH碼的特別 型式。 我們已發展出一縮短(47，29)長度之BCH碼，並用 來處理我們所使用之包含30個三階儲存格資料段的資料 儲存格内之四方陣列，此四方陣列具有47個位元之二階 資料。此BCH碼具有一最小的距離爲7，因此至少7個 位元會在一碼尚未分類時形成錯誤。此縮短碼並未包含所 有在數字内之兩千六佰萬個可能的改變，但仍能達到我們 所預期之精確度。我們使用5個位元（二階）於字母上， 及24個位元於數字上，並以一空間間隔格式而套入们位 元BCH位址空間内。 當然，在某些狀況下是不須要一錯誤更正碼的。在我 們的應用當中，錯誤更正碼可用來提高判讀已損壞標践的 可靠度，並且能比其他方式而使標籤的整體大小變得較 小’例如資料複製方式。 我們亦佈局矩陣，使其直線數目減到最小；我們利用 所謂的騎士步法（Knight、Walk Strategy)以佈局各错存 格。 一完整系統 第3圖所示爲一用以識別伐木的資料處理系統3〇〇。 一裝置301會產生包含資料、一錯誤碼以及定位器的特殊 .---------I i裝------訂-----'線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁j

本錄从賴巾 ® CNS ) A4^ ( 21G X297^¥T A7 B7 五、發明説明（14 ) _ 二階BCH符號型式，並與本發明其他的標籤（見第2圖) 將資料送進一印刷機3〇2 。一種較佳的印刷語言爲 “Postscnpt”。此印刷機可位在一森林中，或可簡易地製備 大量標籤以供現場使用。參照號碼3〇3代表一堆已被貼上 裇籤之伐木，在伐木前方有一照相機3〇4，此照相機3〇4 會輸送一數位訊號至一廣區網路界面3〇5，此界面3〇5會 將訊號傳送至一接收器306，接著訊號會進入一影像分析 電腦307，此電腦307會將原本包含於三階BCH符號内 的資料308予以重現。 印刷 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 通常我們需要利用一裝置301，在使用三階bCH碼 之基礎下產生資料儲存格矩陣，因此一系列獨特的標籤即 可產生。我們通常使用一電腦驅動之印刷機器3〇2，其中 一種型式是利用傳統之雷射印表機而將熔融顏料印刷至 一較佳之抗損壞紙張，而另一種型式是利用“Printr〇nics L5024”印表機在使用一氙氣閃光燈將顏料熔融後印刷至 一基材上，此基材可包含乙烯基，並且比普通雷射印表機 所使用的材質具有較低的熔點，此種印表機有另一項優點 爲其黑色顏料爲無光’通常在一具有側置式閃光燈的照相 機中，具有亮光的黑色顏料會被視爲白色。或者，每一個 儲存格可被印刷成包括在一對比用表面上由一複數點所 組成的陣列，此對比用表面會以不同比例而放置在基材上 的另一對比用表面而達到模擬中間程度之反射率：一灰 階。我們所使用的點大约爲1毫米平方。當標籤在與光抽 17 匕紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公着） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 318316 A7 B7 五、發明説明（15 ) 呈垂直之方向上受照明時，黑色顏料將會無光且不會發生 反射。 照相機 我們需要一個可攜帶之資料收集站，此收集站可使用 於一運送點，例如碼頭等，而一個背著背包及手持照相機 的工作人員是我們可以想像得到的。我們希望使用一電池 驅動之手持固態照相機304，此照相機304包含一 CCD 片並具有一高於1〇〇〇 X 1500個像素之X-Y陣列，我們眞 正使用的是一具有1536 X 1024個像素之“柯達DCS420” 照相機。一個具有更高解析度的照相機必然有其優點，但 我們所使用的照相機可自商店内輕鬆購得，而不須特別訂 做，並且最少或（利用現有的更正系統）已減少的缺陷已可 達成。此照相機所配合的是一傳統式閃光槍，但爲了使工 作人員不致分心或在使用閃光燈時發生眼盲，尤其是在夜 晚，我們將此閃光燈改用爲一紅外線閃光燈。某些工作人 員會將载有50噸伐木的卡車駛近於一台架而進行照相。 我們在照相機上使用一“Wratten 25”濾光鏡，並與一 濾光鏡偶合後能阻擋高於800微米以上的紅外線而使 550〜900微米範圍内的紅外線能進入以矽爲基質之CCD 裝置内。此濾光鏡可由操作人員做對準的工作。紅光或紅 外線可用來增加標籤與木材之間的對比。在理想情況下， 一窄光源及一窄範圍之濾光鏡能將環境光線對影像的影 響降到最小。由於照相機在需要更換電池的四小時使用時 間中被期望能進行至少240次以上的攝影，因此將一相當 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ~~' —7 ·' —扯衣 訂 線 (請先閱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製 A7 B7 五、發明説明（16 ) 亮的閃光燈（利用大量電池）用來克服環境光線是不實用 的。 當一影像被捕抓後，照相機就會將此影像的數位影像 資料輸出以供處理，縱使此照相機包含一可供貯存60-70 個影像之一硬碟貯存裝置。我們所使用的照相機透鏡爲一 18毫米之魚眼透鏡，它可使操作人員接近於伐木台架或 其他支撑物並可由閃光燈進行良好的照相，且可將由不整 齊或不平坦的目標表面所造成的對焦錯誤減低到最少。而 CCD感測區城在一改良的“Nikon”照相機内具有一 24 X 36毫米之影像平面，並具有一較小的中央部份（大約爲10 X 20毫米），而一普通或遠距離透鏡相比於本發明之透鏡 則需要一更爲深遠的操作距離。 在一些情形下判讀裝置亦可使用一筆形波束雷射以 進行一區域之掃描，但利用此種裝置時會比使用手持照相 機之判讀時間多出許多。此種裝置適用於較受控制的環境 中，例如在火車行進中，一些穩定移動的物品即可由一固 定於月台上之照相機進行判讀。 非光學性的影像亦可應用在某些情況中，例如利用微 波或超音波照相技術則可將位於其他結構内的標籤予以 判讀，此方法可用來在一疊紙張中找出具有標籤之紙張， 例如使用於一辦公室内。 傳遞資料進入影像處理電腦 由照相機所輸出之載有影像的資料並不會(於較佳實 施例中）直接進入一記憶平面中而執行影像的分析，在此 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4灰格（210X297公釐） ~ ------——丨批衣------ΪΤ------ ^--- (請先閱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裂 A7 B7 五、發明説明（17 ) 間存在有一中間資料傳送步驟。通常照相機之輸出資料中 都會伴隨著其他的資訊，例如我們會將背袋中的電池狀況 予以編碼並傳送回基地，而裝载伐木之船隻及船艙則會在 台架上寫下標記，如此的資料也會被記錄下來。一個影像 處理電腦是相當大且複雜的，相隔距離也相當大，並藉由 一 “Novell”無線廣區網路系統305在200Kb/S之傳送速率 與2.3GHz下將資料傳送至影像處理電腦中。而影像資料 在目前仍爲一非經壓縮之標記互換格式檔（TIFF)以及每 一個影像的大小則爲1.5Mbytes，因此傳送速率約爲8秒。 照相機會與一具有小尺寸外殼之精細電腦連接，電腦與電 池會置於一背袋中，此電腦使用的是12伏特之電壓，並 具有一自我開機程式以將其操作程式载入網路中，接著將 影像資料與其他多餘資訊，例如：伐木數目與電腦及電池 的狀況，一齊傳送至一基地306内。伐木數目是獨立的， 操作人員可使用一數羊器（Sheep Counter)或一具有棒狀裝 置之計數器，當它擠壓在伐木上時會濺出類似油漆的標記 於伐木上以進行伐木數目的統計。 我們將可以使影像處理電腦發展至包含於照相機 内，如此將可得到對非完整影像更爲快速報導的優點。 我們亦可在影像資料傳送前先利用其軟體而將影像 壓縮，另“Noveil”網路軟體則負責任何有錯誤的狀態。 影像處理電腦 我們目前所使用於影像分析的電腦爲“Alpha AXP”電 腦，其製造商爲“Digial Equipment Corporation’’，此電腦 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ---------|>衣------ΐτ----- ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 Ζ1 A7 _________B7 五、發明説明（18 ) 用以探知在一視場内的標籤相關資訊，此電腦3〇7可在5.5 秒内完成處理，並在此時間内完成各種報導以及繪製出一 影像，而且也能進行列表及追尋而完成更正錯誤之目的。 經由電腦所繪製的影像不須再經操作人員的任何修正，因 此速度能更快。我們希望能利用不同的開關以編譯相同的 程式，如此我們就能滿足特殊應用的需求，並自相同軟體 中繪製出影像。 此電腦是經由一較佳的“N〇vdl”網路而進行輸入 的，輸出308則亦可經由一網路或利用—調制解調器 (modem)而進入一位在遙遠處之管理資料庫。一個影像處 理電腦可以在相同的場地進行多架照相機之影像處理，這 種場地可爲一碼頭，並且在同一時間内有多個伐木 出現。 軟體

假設-影像已如同—照相機像素陣列（大小 刪〜4_ X彻6位元組；其掃描線以i()24 X 則軟體用來在影像内攫取資料的步驟將在以下予 我們假設任何有效的標籤都具有相似的 :影像大约爲4像素X4像素以使在—視二二 架能被涵蓋。照相機操作人員則站在目標前方—f體台 離。實際上，不同大小的影像也能被供應，例如距 掃描方式之程式而自最不適合的放大因作執广 行利用不料放相讀編Μ程式 21 J ^ 1¾衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、訂 ^ I-i!-------------- ^18Βχβ Α7 I-------- Β7 五、發明説明（19 ) ~ " --—~ 照相機（影像像素的橫向掃描線有一限制數目爲Η% 能給予像素一大约3毫米平方的大小。 更多數的照相機像素可提供⑷更小的標藏，或⑻在 更多多餘資料之存在下，有更精確的判讀，或⑷在一台 架中可放置更多伐木。但在另-方面，1.5隱的資料是較 16或佩的資料在傳送與分析的時間上都快了許多。 以下的敘述將假設在每_個標籤中，具有4個定位 器’但很明顯地，將演算法予以小輕的改變就能容許其他 數目之定位器的出現。 我㈣可錢地看出尋找«之邊界並;f是用以定 位標籤的方法。-些習知的電腦可判讀標藏都利用標藏的 邊界以進行位置、定向以及部份儲存格間隔資訊等的判 讀。本發明唯一利用標藏邊緣的情況是在標藏表面的光線 有所改變時才會發生。定位器會被用以界定下列資訊的位 置與定向： 1.在影像（若有缺陷可再重製）利用每—掃描線以列進 行橫向择描後就能將具有正確大小及邊緣特點的黑點定 ^出來。而每一個定位後的點所具有之X、γ座標即可 I 被保存下來。

I | 丨詳盡而言’―個合適的暗點，其亮度會自-較亮之 | 冑景程度降至-較暗的黑點程度，並且會有至少一或兩個 I 像素仍會保持在較暗程度，接著再以相同速率而上昇。一 | $具有位移/亮度的圖表會呈梯形。電腦利用與相鄰像素 | 比較的方式而將具有最小亮度的點尋找出來，並給予其 I____22 本紙 家標準(CNS) ---________ A7

入 Y厘標的近似値 經濟部中央標準局員工消費合作社印

程式在此階段對一光亮區域或一暗點的眞確數値仍 具有相當的彈性，因此若一單一影像内的光線情況有所改 變則仍可給予處理。例如在一較短伐木上的標籤因爲其他 正常長度之伐木的遮蔽，則此標籤與比其他標籤來的更 暗。 2. 每一個點的實際中心會藉一形心找尋程序，並在兩 方向的位移X密度之乘積經平均後而定位在次像素精確 度上。在此階段中，一些更進一步對點的確認亦可完成。 一個精確的中心測定可有助於將每一儲存格中帶有資訊 的矩陣内所具有的中心像素予以資料的恢復。 3. 相鄰的點被定位後，並被嘗試形成配對，此配對中 每-點相隔的正確距離會與定位器之間的預期距 同。 4 4. 三個點所形成的組群，其外緣點與找尋到的中心點 呈直角（近似）。 ‘·' 5. 利用兩個外緣點以找尋第四點#，即可形成四方 形’我們需強調的是我們可以容許—些四方形在 《差異’因此實際上形成的應是四邊形。透鏡之錯誤 籤没有與光軸垂直及某些損壞的標籤都仍可心； 度，縱使資料是非四方形的。 丹名成 6.當有明顯重疊的四方形及其他錯料入-‘WW，堆疊中，而獨特的四方形會接著形： 且一列表將會被貯存。 乂成、 23 ---------I 1¾衣 II (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— •l· 線----------- • n t— , Α7

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 變 7.將每一個四方形個別取出，並在其中設立一資料 區，而帶有資料的儲存格亦予以分類。特別是根據定位器 的密度値及相鄰白色區域的密度値，則一黑階尺（在一定 範圍之密度内），一灰階尺（一明確且較高的範圍），以及— 白階尺（另一個明確且更高的範圍）即可完成。 8_將帶有資料的儲存格予以重新分類，在此步驟，一 部分被遮蔽的標籤將變爲明顯，並且也被放入一“t〇〇_ hard”堆疊中。 9. 在經由測定定位器之相對黑暗程度的程序後，定向 即可被建立，而帶有資料的儲存格即能以一定序列被判讀 爲三階資訊並可代表定向。 10. 在標籤上帶有資料的儲存格所載之資料會接著進 入一解碼器内，此解碼器可析出正確的三階資訊、進行錯 誤更正、以及利用常用的十進位型式以報導資訊。在此^ 段中，錯誤狀況會如同泥土所料的大斑點或窺似情形而 被測知，並經由BCH錯誤檢查之作用而給予更正。如同 以下所述之例： 送入解碼器的資料：1011001 002200 0200220 2211011 0220011 1011021 。 錯誤檢查發現：2211011應爲2111〇11 ，並給予改 11.程式將回復到它的“t00_hard，，堆疊中，並再次嘗試 於將帶有資料的儲存格予以分類。一些堆疊中的内容並不 盡然是標籤，有可能是同時相似形狀的像素，而部份被遮 24 私纸張μ逋用中國:標準（CNS) A4· ( 2igx297公董 -----------裝------訂------.%- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

發明説明（22 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 蔽的標籤則會以在邊緣繞行 其點密度以進行處理，其漆络4而逄行處理以及收集 笋放伯， 處其邊緣通常爲一白色長停。务-岭 影被偵測到時，則存在於陰 條田蹌 受到補償。 ^的帶有資科之儲存格就會 導出讀存格上的泥土斑點會盡可能地被報 送入解碼^Whanr堆疊中之標籤譯本即接著被 法二Γ?器中，縱使在資訊有很多位元被遺落而無 ΐ 使用錯誤更正演算法(bch碼或其他）解 二因爲解碼器仍會獲得由定位器各點的相對強度所指出 <疋向。 此程序是相當快速的，因爲沒有任何如影像增強或影 像重建之耗費時間的步驟或包含其他操作的存在。我們的 數位…、相機之輸入是毫無雜訊的。如果當輸入資料具有雜 讯時’則平均化例行程式、排列化例行程式及相關程式將 會在早期即予以啓用，或將標籤位置予以精减界定而能使 我們需要的影像或區域得以清晰。 第4圖所示即爲經由程式處理後之輸出4〇〇，此標籤 之圖形已經過倒轉，並且因透鏡的相差而產生光學扭曲， 而由圖亦可看出用於捕抓影像之個別像素大小是較小的 正方形。第4圖只是整個捕抓影像的一小部份。 在第4圖中，軟體共挑選了四個定位器，分別爲4〇2、 403、404以及407，它忽略了其他無法滿足定位器規則 的黑暗區域，此規則包含一定範圍的大小，以及在每一個 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） *裝 訂------' 级 '-請先閱讀背面之注意事項再塞—f )

A7 — 丨丨 -、發明説明（23 定位器四周環境有一對比用區域4〇5。所忽略 包含帶有資料的矩陣401，條碼陣列41ΰ，以及== 物質彻。軟體會利用各定位器的中心而找出其共㈣形 …並在各足位器間建造出—粗輕的四方形（如參照號碼 彻所代表之直線與對角線）以將各定位器予以確認。軟體 接著會確認由7 X 6點所組成的矩阵，並利用覆蓋帶有資 :之儲存格内的假設中心所使用之交叉符號4〇6以標記 裝 =們、。而在電腦的顯示螢幕上’這些交叉符號對應於由判 讀未被覆蓋之像素的數値(G1或2)則分別爲紅綠或藍 色。而圖中未表示的是將在一灰階尺上的點分配至每一儲 祕的程序（可經由-鮮柱狀圖所表示）或補償不平均 亮度之程序。 訂 試誤 經濟部中央橾準局員工消費合作杜印製 在本發明中所設定的錯誤速率，縱使在最槽的情況下 也應不超過十萬分之…—個攝影師進人_碼頭内，並自 7萬個貼有標籤的伐木中拍攝105個具有條碼但已毁損之 標籤。我們並在其上覆蓋具有一矩陣之一透明柵網以找出 有多少儲存格將會被錯誤解碼。我們利用一較佳之BCH 碼’其中有47個二階位元會被套入3〇個三階位元内，並 放置於標籤之一儲存格陣列内。 若有一錯誤出現在電腦判讀中，我們以目前的儲存格 大小做估計，一個儲存格錯誤出現速率應爲〇〇9%。而我 們估計在錯誤被更正後，帶有資料的儲存格會遭錯誤報導 的總體平均機率爲貳拾萬分之一，若有3位元的錯誤須更 ______ 26

五、發明説明（24 ) 正時則會易㈣高無法更正之機率。因此，我們若發現任 何‘籤中有多於2個’或通常多於—個位元需要更正時， 則我們會將此㈣錢。在本發財，最終的報導錯誤速 ^大约爲武拾萬分之—，以及99 76%的標藏能被正確判 讀。 改變 4多的改變可在下列的情形下實行，如同我們可以使 用非四方形的儲存格標記或指標：例如更多的明顯定位器 可爲圓形、橢圓形或其他形狀（甚或一公司之標誌）。 而反射性的定位器則可具有更高的對比。標籤則可印 刷在一逆反射的表面上（能將光線完全反射至其來源 處）’若在此情形下’則閃光燈的強度即可降低，如此即 能使工作人員不必背負大量電池。 我們須再一次聲明，用於儲存格資訊内的一三階基礎 在本發明中是較佳的，而二階基礎或更高階基礎則可在其 他應用中使用。 優點 本發明的優點是 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (1) 縱使只具有小的面積，符號或標籤仍可被偵測到， 並且能在大部份的環境中被正確判讀。 (2) 本發明若視場以及影像捕抓是在户外環境中，且 受破壞時，仍可使用。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脱離本發明之精 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS) Α4· ( 21〇χ297公董） A7 B7 五、發明説明（25 ) 神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、?! Μ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. ^ ΐτ種可應㈣—物體之機11可判讀標籤，該_籤包 含複數個機器可判讀 — ^標臧包 第85103344號申镑專利範圍修正頁 丨. 申請專利範圍 裝置而自一择喜讀母指標可藉由機器判讀 、 背景場或相鄰指標中予以識別，其中該機 判讀指標包括： 升甲该機器可 儲存格判讀儲存格矩陣所組成的-資料場;每-該 儲存格包含至少—個可㈣之資訊 判讀儲存格矩陣中包含__誤5丨在㈣器可 描徂#咨』，β 3錯誤更正碼與至少一個可作為 一資枓场位置給一判讀機器所用之定位器儲存格。 —2.如巾睛專利範圍第1項之機器可判讀標籤，其中該 足位器儲存格或每—該等定位器儲存格會 環繞。 γ % 3.如申請專利範圍第2項之機^可判讀標蕺，其中該 定位器儲存格或該等定位器儲存格含有對應於該定位器 儲存格或每一該等定位器儲存格位置之儲存格矩陣定向 的定向資訊。 I 4·如申請專利範圍第2項之機器可判讀標籤，其中至 ^有3個疋位器儲存格會因該背景場而自矩陣場分離。 5. 種一組機器可判讀標籤，每一標籤皆可應用於一 物體’該標籤即如申請專利範圍第4項所述之機器可判讀 標籤，其中在該組機器可判讀標籤内，相對應於每一標籤 之資料場的至少一個定位器儲存格之組態是相似的。 6. 如申請專利範圍第5項所述之一組機器可判讀標 鐵’其中在該組機器可判讀標籤内，每一標籤之資訊會不 同於其他任一標箴之資訊。 29 ) A4«^ ( 210X297^ ) I 裝------訂------Μ (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部中央標率局員工消費合作社印裝 六、申請專利範園 7·如申凊專利範圍第5項所述之一組機器可判讀標 藏其中對應於背景場之反射率，每一該等機器可判讀错 存格之反射率爲兩對比用反射率之其中一者。 8.如申研專利範圍第5項所述之一組機器可判讀標 藏’其中錯誤更正碼係擇自由職碼及一臟衍生碼所 組成之族群者。 9·一種用纟在一地點對一個或多個物體進行識別之 方法，包括下列步驟： 在該物體或每-該等物體上貼上如申請專利範圍第6 項所述之-組機器可判讀標藏中之一機器可判讀標藏，以 及該資料場包含有其相對物體之相關資訊； 在該地點記錄具有至少一贴有標籤之物體的至少一 個影像； 將該影像或該等影像轉換成一與機器相容之型式； 利用機器之影像演算法而將該定位器错存格或該等 定位器儲存格之存在與位置予以偵測； 計算該資料場之位置與定向；以及 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 將位在該資料場内之帶有資訊的指標b偵測與解 碼，即可使該物體或每一該等物體得以織別。 、 30 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（2ΐ〇χ297公嫠）