WO2008004909A1 - Method for detecting linear barcodes in a video image frame, a linear barcode scanner and a payment processing unit - Google Patents

Method for detecting linear barcodes in a video image frame, a linear barcode scanner and a payment processing unit Download PDF

Info

Publication number
WO2008004909A1
WO2008004909A1 PCT/RU2007/000340 RU2007000340W WO2008004909A1 WO 2008004909 A1 WO2008004909 A1 WO 2008004909A1 RU 2007000340 W RU2007000340 W RU 2007000340W WO 2008004909 A1 WO2008004909 A1 WO 2008004909A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
scanner
video
bar code
lens
Prior art date
Application number
PCT/RU2007/000340
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Anton Aleksandrovich Krasnobayev
Original Assignee
Zakrytoe Aktsionernoe Obchshestvo 'shtrikh-M'
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2006123894/09A external-priority patent/RU2314564C1/en
Priority claimed from RU2007109461/09A external-priority patent/RU2007109461A/en
Application filed by Zakrytoe Aktsionernoe Obchshestvo 'shtrikh-M' filed Critical Zakrytoe Aktsionernoe Obchshestvo 'shtrikh-M'
Publication of WO2008004909A1 publication Critical patent/WO2008004909A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47FSPECIAL FURNITURE, FITTINGS, OR ACCESSORIES FOR SHOPS, STOREHOUSES, BARS, RESTAURANTS OR THE LIKE; PAYING COUNTERS
    • A47F9/00Shop, bar, bank or like counters
    • A47F9/02Paying counters
    • A47F9/04Check-out counters, e.g. for self-service stores
    • A47F9/046Arrangement of recording means in or on check-out counters
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/14Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation using light without selection of wavelength, e.g. sensing reflected white light

Definitions

  • the invention relates to methods for automatically reading and recognizing linear barcodes using a system that works with a video image, as well as to devices for reading and recognizing printed or written characters, which are used in combination with commercial equipment in various self-service stores.
  • Bar coding technology has become widespread. This is due to the reliability, compactness and low cost of the applied symbol, with the choice of equipment for working with it. Bar coding is widely used in retail, postal and freight transportation, for the identification of electronic components and medical products.
  • Scanning linear bar symbols is usually carried out either by scanners with a CCD line (Charge-coupled Device) as a sensitive element, or by various types of laser scanners, or by scanners that read symbols using a video image obtained from a CCD or CMOS sensors.
  • CCD line Charge-coupled Device
  • laser scanners or by scanners that read symbols using a video image obtained from a CCD or CMOS sensors.
  • a scanner that uses the CCD line as a sensing element works with the image brightness along a single straight line. It does not contain mechanical parts, it can use forced illumination of the scan line.
  • the prior art method for finding barcodes with a laser scanner (RU 2017217 C1, 07/30/1994), which includes scanning barcode elements along straight or straight lines due to sequential unidirectional movement of the laser beam and the direction of reading brightness.
  • the laser beam is a forced illumination of the scanning point at the current time and contains mechanical parts that implement the deflection of the laser beam and the direction of reading brightness.
  • the closest analogue of the known is the method of finding linear barcodes in a video frame, including processing the digitized image in the resulting frame using a system that works with a video image (RU 2002119664 A, 10.02.2004).
  • the disadvantages of this method include the low speed of reading information, which is due to the fact that image processing begins after the end of image formation and additional buffering in the internal memory of the computer.
  • image processing begins after the end of image formation and additional buffering in the internal memory of the computer.
  • a capture card and a personal computer operating in the Wi-Fi operating system are used, which further complicates the method.
  • the prior art video scanner barcode (US 2005/0103856 A1, 05/19/2004), which is adopted as a prototype. It includes a lens with two systems for forming an optical image on the surface of the photosensitive matrix in the far and near zones (with a wide and narrow viewing angle), as well as computing and interface units. In this case, the presence of an object in the scanning zone and the distance from the object to the video scanner is determined using a sensor in the IR (infrared) radiation range.
  • IR infrared
  • the closest analogue (prototype) of the declared cash settlement node for trade enterprises is the cash settlement node (RU 2004136212 U1, 06/10/2005), including a table having a product placement area for scanning, and a bar code scanner that is mounted on the table surface in this area.
  • the cashier performs several operations of turning the goods to determine the location of the bar code and orienting it in the field of view of the scanner, which reduces the speed of customer service.
  • this arrangement of the scanner reduces the reliability of reading the barcode, as well as complicates the maintenance of the scanner and reduces its life.
  • the objective of the invention is the creation of a quick and reliable way to find barcodes in a video frame, which can be used in scanners working with video.
  • the solution to this problem provides a technical result, which consists in increasing the speed of reading a bar code, increasing immunity to interference and image integrity, increasing the reliability of separating the bar code from high-contrast objects, such as text.
  • the specified technical result is achieved due to the fact that in the method including processing the digitized image in the resulting frame, according to the proposed invention, when processing the digitized image, the absolute values of the image gradient components are found along four directions rotated relative to each other by an angle of 45 degrees, followed by two-dimensional low-pass filtering and thinning images of the absolute values of the gradient components. Then, the element-wise absolute differences between the obtained results are determined for two pairs of mutually perpendicular directions of the components and the brightness of the points of the two received images is compared with a threshold value. After that, between the received binary images conduct elementwise logical operation OR. Then, linear barcodes are localized by the location of individual figures in the resulting image.
  • Finding the absolute values of the components of the image gradient is carried out using local differentiating filters. All operations of processing a digitized image, starting with the operation of finding the absolute values of the components of the image gradient and ending with the operation of a bitwise logical OR, which are local operations, are performed on a programmable logic integrated circuit (FPGA) to ensure image processing during image acquisition.
  • FPGA programmable logic integrated circuit
  • Another objective of the claimed group of inventions is the creation of a video scanner of a bar code and cash settlement unit, including the aforementioned video scanner, devoid of these disadvantages.
  • the solution to this problem provides a technical result, which consists in increasing the speed of customer service in the cash settlement unit and the reliability of scanning a bar code, in increasing the convenience of a cashier and in servicing a video scanner, as well as in increasing the speed of a video scanner, in expanding the depth of a bar code scanning area, simplifying the design of the video scanner and increasing its service life.
  • the barcode video scanner including a lens for forming an optical image on the surface of the photosensitive matrix, which digitizes the image, computing and interface units, is additionally equipped with a lens drive with a membrane spring, which is deformed due to magnetic forces of interaction between the constant magnet and two solenoids and providing regular movement of the lens along the optical axis to expand depths Barcode scan areas.
  • the image processing unit uses a programmable logic integrated circuit, a digital signal processor, and a dynamic memory module.
  • a video scanner of the above construction is used, located above the product placement area at a height determined by the focal length of the lens, and the optical axis of the video scanner lens is directed downward.
  • the video scanner is mounted on a tripod rack console mounted on a table.
  • the cash settlement unit is additionally equipped with a lighting element mounted on a tripod rack console.
  • a black mark is applied on the table surface, indicating the center of the scanning area and serves as a means for determining the black level of the photosensitive matrix.
  • the cashier determines its location. For this reason, he rotates the goods until he sees a barcode. In the case of using a laser scanner, an additional operation is needed to turn the bar code found by the cashier to the scanner.
  • the claimed video scanner in the cash settlement node the areas of view of the cashier and the scanner significantly intersect, and this eliminates the operation of orienting the bar code by the cashier in the field of view of the video scanner, which allows increasing the speed of customer service.
  • the height of the video scanner depends on the focal length of the lens.
  • the video scanner can be mounted on the console of a tripod rack at a height of 800 to 1200 mm above the product placement area.
  • This arrangement of the video scanner increases the cashier’s convenience in the presented cash settlement unit, allows you to free up space on the table, while it becomes possible to make the table narrower, as well as place on it all the necessary devices for trading in front of the cashier, thereby ensuring its front landing .
  • the number of cashier actions performed to scan a barcode of a product is reduced. Since the lens of the video scanner is directed downward and there is no protective glass that needs to be cleaned from dust and dirt and which can be scratched and damaged, we can talk about the ease of maintenance of the video scanner and increase its service life.
  • the barcode video scanner includes a lens for forming an optical image on the surface of the photosensitive matrix, computing and interface units and is additionally equipped with a lens drive with a membrane spring.
  • a lens for forming an optical image on the surface of the photosensitive matrix, computing and interface units and is additionally equipped with a lens drive with a membrane spring.
  • the membrane spring Due to the magnetic forces of interaction between the permanent magnet and two solenoids, the membrane spring is deformed and provides regular movement of the lens along the optical axis. At the same time, the image is constantly processed in the scanning zone and the bar code is searched at different depths. A periodically moving lens allows you to form an image from various distances, and thus, the depth of the scanning zone is expanded.
  • the design of the video scanner does not have fast moving, rotating and rubbing mechanical parts, which leads to the absence of noise during the operation of the video scanner and an increase in its service life. This affects the reduction of fatigue of the cashier working in the cash settlement node.
  • a black mark with a diameter of at least 30 mm is applied to the surface of the table, in the middle of the product placement area for scanning.
  • the mark allows you to visually orient the cashier to the place of scanning goods, and also serves to determine the black level of the photosensitive matrix.
  • figure 1 discreteness of the directions of differentiation
  • figure 2 filed at the input of the video scanner image
  • figa - Zd the results after applying the operations of finding the absolute values of the gradient components, two-dimensional low-pass filtering and thinning (matrix products Ne1 - Ns4)
  • figa, 4b the results after applying the operation elementwise absolute difference
  • figure 5 the results after applying the comparison operation with the threshold (top) and the results after the operation of the elementwise OR (bottom)
  • 7 is a sectional view of a lens drive
  • Fig.8, Fig.9. drawing of the lens drive (view from the side of the photosensitive matrix with a section along A-A); figure 10 - the direction of transmission of video data.
  • the bar code as well as the text, has a rather sharp, repeatedly changing in small areas, brightness value. But, unlike the text, this change has a certain spatial monotony along the strokes.
  • barcodes can be distinguished by a similar direction of the gradients in a certain area.
  • the simplest local differentiating filters were used to find the absolute values of the gradient components. Differentiation of the initial image was carried out using differentiating matrices given in the table (see Table 1).
  • a linear bar code has a certain direction of strokes, therefore, at the locations of the bar code, the direction of the gradients will be the same with some tolerance.
  • Each of the pairs of differentiating matrices 1 and 2, 3 and 4 is linearly independent and orthogonal. Each pair finds the maximum response of the components of the brightness gradient in two mutually perpendicular directions.
  • the average value of the absolute components of the gradient in one direction over a certain area will significantly exceed the average value of the absolute components of the gradient in the direction perpendicular to it. Therefore, to find the probable locations of the barcode, it is sufficient to combine the results of the absolute differences of the average values of the gradient components for two pairs of mutually perpendicular directions.
  • Finding the average over a certain area of the value of the gradient components is carried out by two-dimensional low-pass filtering.
  • a thinning operation is performed after the low-pass filtering operation.
  • Thinned images of gradient components for mutually perpendicular directions are subtracted to find the absolute values.
  • areas containing elements with a certain spatial orientation have significant brightness. Such elements may be, for example, lonely contrasting lines.
  • Averaging their response over the area has small values compared to the results for barcodes, therefore, they can be eliminated by comparing each value with a certain threshold value. Using the comparison operation with a threshold will give units at the locations of the assumed location of the barcode and zeros in all the rest.
  • the increase in the speed of reading a bar code is achieved by performing image processing on the FPGA as data is received from the video image frame, which is possible due to the locality of all operations performed.
  • Improving the immunity to interference and non-integrity of the image, as well as increasing the reliability of separating the bar code from high-contrast objects is achieved through the use of two-dimensional low-pass filtering and thinning, which essentially averages the information received from the local area of the image.
  • FIG. Figures 2, 3, 4, and 5 show examples of intermediate results obtained in a device that received an image (see Fig. 2) containing linear barcodes oriented at different angles.
  • a circle is circled around the location of the same barcode.
  • FIG. Figure 3 shows four images obtained after applying the operations of finding the absolute values of the gradient components, two-dimensional low-pass filtering, and decimation.
  • the brighter regions correspond to a larger average absolute value of the gradient components in this region.
  • FIG. 4 shows the images obtained after the operation of finding the absolute element-wise difference between the images of the gradient components of mutually perpendicular directions (the image of the direction Ns1 is subtracted from the image of the direction Ns2, the image of the direction Ns3 is subtracted from the image of the direction Ns4).
  • a comparison was made of the brightness of the points of the two received images with a threshold value and a bitwise logical OR operation between the received binary images.
  • FIG. 6 shows a cash settlement unit having a table 1 with a product placement area for scanning 2 and a barcode video scanner 3.
  • Video scanner 3 is located above the product placement area 2 at a height determined by the focal length of the lens, and its optical axis is directed downward.
  • the video scanner 3 is installed on the console 4, mounted on a tripod stand 5, which is located on the table 1 in the area of the product 2.
  • the lighting device 6 is fixed on the console 4. In the center of the product area for scanning 2, an even mark is applied on the surface of the table 1 7.
  • FIG. 7 is a sectional view of the lens drive, and FIG. 8, 9 - drawing of the lens drive (view from the side of the photosensitive matrix with a section along A-A). It includes a lens 8 for forming an optical image on the surface of the photosensitive matrix, a membrane spring 9, a permanent magnet 10 and solenoids 11.
  • the computing unit of the video scanner includes a programmable logic integrated circuit (FPGA), which implements algorithms for searching a bar code in an image, a digital signal processor (DSP), in which the structure of a symbol is analyzed and its decoding and a dynamic memory module (MIS) are performed, carrying out storage of the image and intermediate data.
  • FPGA programmable logic integrated circuit
  • DSP digital signal processor
  • MIS dynamic memory module
  • FIG. 10 The direction of video transmission is shown in FIG. 10.
  • the image is processed in the FPGA as the line-by-line and dot-by-dot receipt from the photosensitive matrix, the processing results together with the original image are recorded in the MPE. This reduces data traffic between the FPGA and DSP, which improves the performance of the computing unit.

Abstract

The invention relates to devices for reading and identifying barcodes, which are used in commercial equipment. The inventive method consists in processing an image, in determining the absolute value of a gradient components, in carrying out low-frequency filtration and decimation of images of absolute values of the gradient components, in element-by-element determining the absolute difference between two pairs of perpendicular directions of the components, in comparing brightness of pixels of the two obtained images and in localising a bar code. A scanner comprises an objective lens, a photosensitive array, computing and interface units, an objective lens actuator provided with a membrane-type spring, a permanent magnet and two solenoids. The inventive payment-processing unit comprises a table for placing goods and a scanner positioned thereabove. Said invention makes it possible to accelerate customer service rate, the reliability of a barcode scanning, to improve operational and service conditions, to increase resistance to jamming and image defects and to extend a scanning depth.

Description

Способ нахождения линейных штриховых кодов в кадре видеоизображения, видеосканер штриховых кодов и расчетно-кассовый узел A method for finding linear barcodes in a video frame, a video scanner of barcodes and cash settlement unit
Область техникиTechnical field
Заявляемое изобретение относится к способам автоматического считывания и распознавания линейных штриховых кодов при помощи системы, работающей с видеоизображением, а также к устройствам для считывания и распознавания напечатанных или написанных знаков, которые используются в комплексе с торговым оборудованием в различных магазинах самообслуживания.The invention relates to methods for automatically reading and recognizing linear barcodes using a system that works with a video image, as well as to devices for reading and recognizing printed or written characters, which are used in combination with commercial equipment in various self-service stores.
Уровень техникиState of the art
В последние несколько лет большое распространение получила технология штрихового кодирования. Это связано с надёжностью, компактностью и дешевизной наносимого символа, с возможностью выбора оборудования для работы с ним. Штриховое кодирование широко применяется в розничной торговле, почтовых и грузовых перевозках, для идентификации электронных компонентов и медицинских препаратов.In the past few years, bar coding technology has become widespread. This is due to the reliability, compactness and low cost of the applied symbol, with the choice of equipment for working with it. Bar coding is widely used in retail, postal and freight transportation, for the identification of electronic components and medical products.
Сканирование линейных штриховых символик обычно осуществляется либо сканерами с линейкой ПЗС (Прибор с Зарядовой Связью) в качестве чувствительного элемента, либо различными типами лазерных сканеров, либо сканерами, осуществляющими чтение символик на основе видеоизображения, полученного с ПЗС или КМОП матриц.Scanning linear bar symbols is usually carried out either by scanners with a CCD line (Charge-coupled Device) as a sensitive element, or by various types of laser scanners, or by scanners that read symbols using a video image obtained from a CCD or CMOS sensors.
Сканер, использующий линейку ПЗС в качестве чувствительного элемента, работает с яркостями изображения вдоль единственной прямой линии. Он не содержит механических частей, может использовать принудительную подсветку линии сканирования. Из уровня техники известен способ нахождения штриховых кодов лазерным сканером (RU 2017217 C1 , 30.07.1994), который включает сканирование элементов штрихового кода вдоль прямой или прямых линий за счёт последовательного однонаправленного перемещения лазерного луча и направления считывания яркости. Лазерный луч является принудительной подсветкой точки сканирования в текущий момент времени и содержит механические части, осуществляющие отклонение луча лазера и направления считывания яркости.A scanner that uses the CCD line as a sensing element works with the image brightness along a single straight line. It does not contain mechanical parts, it can use forced illumination of the scan line. The prior art method for finding barcodes with a laser scanner (RU 2017217 C1, 07/30/1994), which includes scanning barcode elements along straight or straight lines due to sequential unidirectional movement of the laser beam and the direction of reading brightness. The laser beam is a forced illumination of the scanning point at the current time and contains mechanical parts that implement the deflection of the laser beam and the direction of reading brightness.
Наиболее близким аналогом из известных является способ нахождения линейных штриховых кодов в кадре видеоизображения, включающий обработку оцифрованного изображения в получаемом кадре с помощью системы, работающей с видеоизображением (RU 2002119664 А, 10.02.2004).The closest analogue of the known is the method of finding linear barcodes in a video frame, including processing the digitized image in the resulting frame using a system that works with a video image (RU 2002119664 A, 10.02.2004).
К недостаткам данного способа можно отнести низкую скорость считывания информации, которая обусловлена тем, что обработка изображения начинается после окончания формирования изображения и дополнительной буферизации во внутренней памяти компьютера. Кроме этого, при захвате видеоизображения используется карта захвата и персональный компьютер, функционирующий в операционной системе Wiпdоws, что дополнительно усложняет способ.The disadvantages of this method include the low speed of reading information, which is due to the fact that image processing begins after the end of image formation and additional buffering in the internal memory of the computer. In addition, when capturing a video image, a capture card and a personal computer operating in the Wi-Fi operating system are used, which further complicates the method.
Из уровня техники известен видеосканер штрихового кода (US 2005/0103856 A1, 19.05.2004), который принят за прототип. Он включает объектив с двумя системами для формирования оптического изображения на поверхности светочувствительной матрицы в дальней и ближней зоне (с широким и узким углом обзора), а также вычислительный и интерфейсный блоки. При этом присутствие объекта в зоне сканирования и расстояния от объекта до видеосканера определяется с помощью датчика в ИК (инфракрасном) диапазоне излучения. Таким образом, к недостаткам данного видеосканера можно отнести небольшую глубину зоны сканирования штрихового кода, невысокую скорость работы, а также сложность его конструкции.The prior art video scanner barcode (US 2005/0103856 A1, 05/19/2004), which is adopted as a prototype. It includes a lens with two systems for forming an optical image on the surface of the photosensitive matrix in the far and near zones (with a wide and narrow viewing angle), as well as computing and interface units. In this case, the presence of an object in the scanning zone and the distance from the object to the video scanner is determined using a sensor in the IR (infrared) radiation range. Thus, the disadvantages of this video scanner can be attributed to the small depth of the scan area of the bar code, low speed, as well as the complexity of its design.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного расчетно- кассового узла для предприятий торговли является расчетно-кассовый узел (RU 2004136212 U1, 10.06.2005), включающий стол, имеющий зону размещения товара для сканирования, и сканер штрихового кода, который смонтирован на поверхности стола в этой зоне. При таком размещении сканера кассир совершает несколько операций поворота товара для определения местонахождения штрихового кода и ориентирование его в область обзора сканера, что снижает скорость обслуживания покупателей. Кроме этого, такое расположение сканера снижает надежность считывания штрихового кода, а так же усложняется обслуживание сканера и снижает срок его эксплуатации.The closest analogue (prototype) of the declared cash settlement node for trade enterprises is the cash settlement node (RU 2004136212 U1, 06/10/2005), including a table having a product placement area for scanning, and a bar code scanner that is mounted on the table surface in this area. With this arrangement of the scanner, the cashier performs several operations of turning the goods to determine the location of the bar code and orienting it in the field of view of the scanner, which reduces the speed of customer service. In addition, this arrangement of the scanner reduces the reliability of reading the barcode, as well as complicates the maintenance of the scanner and reduces its life.
Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей заявляемого изобретения является создание быстрого и надежного способа нахождения штриховых кодов в кадре видеоизображения, который может применяться в сканерах работающих с видеоизображением.The objective of the invention is the creation of a quick and reliable way to find barcodes in a video frame, which can be used in scanners working with video.
Решение указанной задачи обеспечивает технический результат, заключающийся в повышении скорости считывания штрихового кода, повышении устойчивости к помехам и не целостности изображения, увеличении надежности отделения штрихового кода от высококонтрастных объектов, например, таких как текст.The solution to this problem provides a technical result, which consists in increasing the speed of reading a bar code, increasing immunity to interference and image integrity, increasing the reliability of separating the bar code from high-contrast objects, such as text.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе, включающем обработку оцифрованного изображения в получаемом кадре, согласно предложенному изобретению, при обработке оцифрованного изображения проводят нахождение абсолютных значений компонент градиента изображения вдоль четырёх направлений, повернутых друг относительно друга на угол 45 градусов, с последующей двухмерной низкочастотной фильтрацией и прореживанием изображений абсолютных значений компонент градиента. Затем определяют поэлементные абсолютные разницы между полученными результатами для двух пар взаимно перпендикулярных направлений компонент и осуществляют сравнение яркостей точек двух полученных изображений с пороговым значением. После этого между полученными бинарными изображениями проводят поэлементную логическую операцию ИЛИ. Затем осуществляют локализацию линейных штриховых кодов по расположению единичных фигур в полученном изображении. Нахождение абсолютных значений компонент градиента изображения осуществляют с помощью локальных дифференцирующих фильтров. Все операции обработки оцифрованного изображения, начиная с операции нахождения абсолютных значений компонент градиента изображения и заканчивая операцией поэлементного логического ИЛИ, которые являются локальными операциями, выполняют на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) с обеспечением обработки изображения в течение получения кадра.The specified technical result is achieved due to the fact that in the method including processing the digitized image in the resulting frame, according to the proposed invention, when processing the digitized image, the absolute values of the image gradient components are found along four directions rotated relative to each other by an angle of 45 degrees, followed by two-dimensional low-pass filtering and thinning images of the absolute values of the gradient components. Then, the element-wise absolute differences between the obtained results are determined for two pairs of mutually perpendicular directions of the components and the brightness of the points of the two received images is compared with a threshold value. After that, between the received binary images conduct elementwise logical operation OR. Then, linear barcodes are localized by the location of individual figures in the resulting image. Finding the absolute values of the components of the image gradient is carried out using local differentiating filters. All operations of processing a digitized image, starting with the operation of finding the absolute values of the components of the image gradient and ending with the operation of a bitwise logical OR, which are local operations, are performed on a programmable logic integrated circuit (FPGA) to ensure image processing during image acquisition.
Также задачей заявляемой группы изобретений является создание видеосканера штрихового кода и расчетно-кассового узла, включающего упомянутый видеосканер, лишенных указанных недостатков.Another objective of the claimed group of inventions is the creation of a video scanner of a bar code and cash settlement unit, including the aforementioned video scanner, devoid of these disadvantages.
Решение указанной задачи обеспечивает технический результат, заключающийся в увеличении скорости обслуживания покупателей в расчетно-кассовом узле и надежности сканирования штрихового кода, в повышении удобства работы кассира и в обслуживании видеосканера, а также в повышении скорости работы видеосканера, в расширении глубины зоны сканирования штрихового кода, упрощении конструкции видеосканера и увеличении срока его службы.The solution to this problem provides a technical result, which consists in increasing the speed of customer service in the cash settlement unit and the reliability of scanning a bar code, in increasing the convenience of a cashier and in servicing a video scanner, as well as in increasing the speed of a video scanner, in expanding the depth of a bar code scanning area, simplifying the design of the video scanner and increasing its service life.
Указанный технический результат достигается за счет того, что видеосканер штрихового кода, включающий объектив для формирования оптического изображения на поверхности светочувствительной матрицы, которая осуществляет оцифровку изображения, вычислительный и интерфейсный блоки, дополнительно снабжен приводом объектива с мембранной пружиной, деформирующейся за счет магнитных сил взаимодействия между постоянным магнитом и двумя соленоидами и обеспечивающей регулярные перемещения объектива вдоль оптической оси для расширения глубины зоны сканирования штрихового кода. В вычислительном блоке для обработки изображения использована программируемая логическая интегральная схема, цифровой сигнальный процессор и модуль динамической памяти. В расчетно-кассовом узле для предприятий торговли, включающем стол, с зоной размещения товара для сканирования и сканер штрихового кода, использован видеосканер, приведенной выше конструкции, расположенный над зоной размещения товара на высоте, определенной фокусным расстоянием объектива, а оптическая ось объектива видеосканера направлена вниз. Видеосканер установлен на консоли стойки штатива, закрепленного на столе. Расчетно- кассовый узел дополнительно снабжен осветительным элементом, закрепленным на консоли стойки штатива. В центре зоны размещения товара для сканирования на поверхности стола нанесена черная метка, обозначающая центр зоны сканирования и служащая средством для определения уровня черного цвета светочувствительной матрицы.The specified technical result is achieved due to the fact that the barcode video scanner, including a lens for forming an optical image on the surface of the photosensitive matrix, which digitizes the image, computing and interface units, is additionally equipped with a lens drive with a membrane spring, which is deformed due to magnetic forces of interaction between the constant magnet and two solenoids and providing regular movement of the lens along the optical axis to expand depths Barcode scan areas. The image processing unit uses a programmable logic integrated circuit, a digital signal processor, and a dynamic memory module. In the cash settlement node for trade enterprises, including a table, with a zone for placing goods for scanning and barcode scanner, a video scanner of the above construction is used, located above the product placement area at a height determined by the focal length of the lens, and the optical axis of the video scanner lens is directed downward. The video scanner is mounted on a tripod rack console mounted on a table. The cash settlement unit is additionally equipped with a lighting element mounted on a tripod rack console. In the center of the product placement area for scanning, a black mark is applied on the table surface, indicating the center of the scanning area and serves as a means for determining the black level of the photosensitive matrix.
В большинстве случаев, чтобы сканировать штриховой код товара, кассир определяет его местонахождение. По этой причине он поворачивает товар до тех пор, пока не увидит штриховой код. В случае использования лазерного сканера нужна дополнительная операция поворота найденного кассиром штрихового кода к сканеру. При использовании заявленного видеосканера в расчетно-кассовом узле области зрения кассира и сканера значительно пересекаются, и таким образом исключается операция ориентации штрихового кода кассиром в область зрения видеосканера, что позволяет увеличить скорость обслуживания покупателей.In most cases, to scan the barcode of the goods, the cashier determines its location. For this reason, he rotates the goods until he sees a barcode. In the case of using a laser scanner, an additional operation is needed to turn the bar code found by the cashier to the scanner. When using the claimed video scanner in the cash settlement node, the areas of view of the cashier and the scanner significantly intersect, and this eliminates the operation of orienting the bar code by the cashier in the field of view of the video scanner, which allows increasing the speed of customer service.
Высота установки видеосканера зависит от фокусного расстояния объектива. Чем больше фокусное расстояние объектива видеосканера, тем выше может быть расположен он над столом. Например, если фокусное расстояние объектива равняется 35 мм, то видеосканер может крепиться на консоли стойки штатива на высоте от 800 до 1200 мм над зоной размещения товара.The height of the video scanner depends on the focal length of the lens. The larger the focal length of the video scanner lens, the higher it can be located above the table. For example, if the focal length of the lens is 35 mm, the video scanner can be mounted on the console of a tripod rack at a height of 800 to 1200 mm above the product placement area.
Такое расположение видеосканера повышает удобство работы кассира в представленном расчетно-кассовом узле, позволяет освободить место на столе, при этом появляется возможность сделать стол более узким, а также разместить на нем все необходимые устройства для осуществления торговли перед кассиром, тем самым, обеспечив его фронтальную посадку. Кроме этого, уменьшается количество действий кассира, производимых для сканирования штрихового кода товара. Так как объектив видеосканера направлен вниз и отсутствует защитное стекло, которое необходимо протирать от пыли и грязи и которое может быть поцарапано и повреждено, можно говорить об удобстве в обслуживании видеосканера и увеличении срока его службы.This arrangement of the video scanner increases the cashier’s convenience in the presented cash settlement unit, allows you to free up space on the table, while it becomes possible to make the table narrower, as well as place on it all the necessary devices for trading in front of the cashier, thereby ensuring its front landing . In addition, the number of cashier actions performed to scan a barcode of a product is reduced. Since the lens of the video scanner is directed downward and there is no protective glass that needs to be cleaned from dust and dirt and which can be scratched and damaged, we can talk about the ease of maintenance of the video scanner and increase its service life.
Видеосканер штрихового кода включает объектив для формирования оптического изображения на поверхности светочувствительной матрицы, вычислительный и интерфейсный блоки и дополнительно снабжен приводом объектива с мембранной пружиной. Отсутствие объектива с двумя системами для формирования оптического изображения и датчика в ИК (инфракрасном) диапазоне излучения, определяющего расстояния от объекта до сканера, дает преимущество в быстродействии, т.е. повышении скорости работы видеосканера, а так же в упрощении конструкции.The barcode video scanner includes a lens for forming an optical image on the surface of the photosensitive matrix, computing and interface units and is additionally equipped with a lens drive with a membrane spring. The absence of a lens with two systems for forming an optical image and a sensor in the IR (infrared) range of radiation, which determines the distance from the object to the scanner, gives an advantage in speed, i.e. increasing the speed of the video scanner, as well as simplifying the design.
За счет магнитных сил взаимодействия между постоянным магнитом и двумя соленоидами мембранная пружина деформируется и обеспечивает регулярные перемещения объектива вдоль оптической оси. При этом осуществляется постоянная обработка изображения в зоне сканирования и поиск штрихового кода на разных глубинах. Периодически перемещающийся объектив позволяет формировать изображение с различных расстояний, и таким образом, происходит расширение глубины зоны сканирования.Due to the magnetic forces of interaction between the permanent magnet and two solenoids, the membrane spring is deformed and provides regular movement of the lens along the optical axis. At the same time, the image is constantly processed in the scanning zone and the bar code is searched at different depths. A periodically moving lens allows you to form an image from various distances, and thus, the depth of the scanning zone is expanded.
Конструкция видеосканера не имеет быстро движущихся, вращающихся и трущихся механических деталей, что обуславливает отсутствие шума при работе видеосканера и увеличение срока его службы. Это сказывается на снижении утомляемости кассира, работающем в расчетно-кассовом узле.The design of the video scanner does not have fast moving, rotating and rubbing mechanical parts, which leads to the absence of noise during the operation of the video scanner and an increase in its service life. This affects the reduction of fatigue of the cashier working in the cash settlement node.
Наличие в расчетно-кассовом узле дополнительного осветительного элемента позволяет использовать подсветку при необходимости, уменьшить влияние сторонних источников освещения, что дополнительно увеличивает надежность сканирования штрихового кода и скорость обслуживания покупателей.The presence in the cash settlement unit of an additional lighting element allows you to use the backlight if necessary, to reduce the influence of third-party lighting sources, which further increases the reliability of scanning a bar code and the speed of customer service.
На поверхность стола, в середине зоны размещения товара для сканирования нанесена чёрная метка диаметром не менее 30 мм. Метка позволяет визуально сориентироваться кассиру на место сканирования товаров, а также служит для определения уровня чёрного цвета светочувствительной матрицы.A black mark with a diameter of at least 30 mm is applied to the surface of the table, in the middle of the product placement area for scanning. The mark allows you to visually orient the cashier to the place of scanning goods, and also serves to determine the black level of the photosensitive matrix.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Изобретение поясняется графическими материалами, на которых: фиг.1 - дискретность направлений дифференцирования; фиг.2 - поданное на вход видеосканера изображение; фиг.За - Зd - результаты после применение операций нахождения абсолютных значений компонент градиента, двухмерной низкочастотной фильтрации и прореживания (продукты матриц Ne1 - Ns4); фиг.4a, 4b - результаты после применения операции поэлементной абсолютной разницы; фиг.5 - результаты после применения операции сравнения с порогом (сверху) и результаты после операции поэлементного ИЛИ (снизу); фиг.6 - расчетно-кассовый узел; фиг.7 - привод объектива в разрезе; фиг.8, фиг.9. - чертеж привода объектива (вид со стороны светочувствительной матрицы с разрезом по A-A); фиг.10 - направление передачи видеоданных.The invention is illustrated by graphic materials, in which: figure 1 - discreteness of the directions of differentiation; figure 2 - filed at the input of the video scanner image; figa - Zd - the results after applying the operations of finding the absolute values of the gradient components, two-dimensional low-pass filtering and thinning (matrix products Ne1 - Ns4); figa, 4b - the results after applying the operation elementwise absolute difference; figure 5 - the results after applying the comparison operation with the threshold (top) and the results after the operation of the elementwise OR (bottom); 6 - cash settlement unit; 7 is a sectional view of a lens drive; Fig.8, Fig.9. - drawing of the lens drive (view from the side of the photosensitive matrix with a section along A-A); figure 10 - the direction of transmission of video data.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Штриховой код, также как и текст, имеет довольно резкое, многократно изменяющееся на небольших площадях, значение яркости. Но, в отличие от текста, это изменение имеет определенную пространственную монотонность вдоль штрихов. Таким образом, локально анализируя направления градиента яркости изображения, можно различать штриховые коды по схожей направленности градиентов на некоторой площади. В представленном способе для нахождения абсолютных значений компонент градиента использовались простейшие локальные дифференцирующие фильтры. Осуществлялось дифференцирование исходного изображения приведёнными в таблице дифференцирующими матрицами (см. табл. 1).The bar code, as well as the text, has a rather sharp, repeatedly changing in small areas, brightness value. But, unlike the text, this change has a certain spatial monotony along the strokes. Thus, by locally analyzing the directions of the brightness gradient of an image, barcodes can be distinguished by a similar direction of the gradients in a certain area. In the presented method, the simplest local differentiating filters were used to find the absolute values of the gradient components. Differentiation of the initial image was carried out using differentiating matrices given in the table (see Table 1).
c(Щ,п2) = - b(щ ~ Jc1Ji2 - Jc2)
Figure imgf000010_0001
а - дифференцирующая матрица, b - исходное изображение, кή ,к2 - индексы, пробегающие по всем элементам дифференцирующей матрицы.
c (u, n 2 ) = - b (u ~ jc 1 ji 2 - jc 2 )
Figure imgf000010_0001
а - differentiating matrix, b - initial image, кή, к 2 - indices running through all elements of the differentiating matrix.
Таблица 1. Дифференцирующие матрицы.Table 1. Differentiating matrices.
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000010_0002
Линейный штриховой код имеет определённое направление штрихов, следовательно, в местах расположения штрихового кода направления градиентов будут одинаковы с некоторым допуском. Для уменьшения объёмов вычислений, связанных с оценкой углов поворота градиента, решено было разбить всевозможные направления (360°) на 4 дискретных направления (см. фиг. 1), отстоящих друг от друга на 45°. Этот факт объясняет необходимость использования дополнительно пары диагонально дифференцирующих матриц.A linear bar code has a certain direction of strokes, therefore, at the locations of the bar code, the direction of the gradients will be the same with some tolerance. To reduce the amount of computation associated with estimating the angle of rotation of the gradient, it was decided to divide all possible directions (360 °) into 4 discrete directions (see Fig. 1), spaced 45 ° apart. This fact explains the need to use an additional pair of diagonally differentiating matrices.
Каждая из пар дифференцирующих матриц 1 и 2, 3 и 4 является линейно независимой и ортогональной. Каждая пара находит максимальный отклик значений компонент градиента яркости в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Таким образом, для части изображения содержащего штриховой код, справедливо, что хотя бы для одной пары дифференцирующих матриц среднее на некоторой площади значение абсолютных компонент градиента в одном направлении будет значительно превышать среднее значение абсолютных компонент градиента в перпендикулярном ему направлении. Следовательно, для нахождения вероятных мест расположения штрихового кода достаточно объединить результаты абсолютных разностей средних значений компонент градиента для двух пар взаимно перпендикулярных направлений.Each of the pairs of differentiating matrices 1 and 2, 3 and 4 is linearly independent and orthogonal. Each pair finds the maximum response of the components of the brightness gradient in two mutually perpendicular directions. Thus, for a part of the image containing a barcode, it is true that for at least one pair of differentiating matrices, the average value of the absolute components of the gradient in one direction over a certain area will significantly exceed the average value of the absolute components of the gradient in the direction perpendicular to it. Therefore, to find the probable locations of the barcode, it is sufficient to combine the results of the absolute differences of the average values of the gradient components for two pairs of mutually perpendicular directions.
Нахождение средних на некоторой площади значении компонент градиента осуществляется двумерной низкочастотной фильтрацией. Для уменьшения избыточности информации и увеличения быстродействия системы, после операции низкочастотной фильтрации проводится операция прореживания.Finding the average over a certain area of the value of the gradient components is carried out by two-dimensional low-pass filtering. To reduce the redundancy of information and increase the speed of the system, a thinning operation is performed after the low-pass filtering operation.
Прореженные изображения компонент градиента для взаимно перпендикулярных направлений вычитаются с нахождением абсолютных значений. После этой операции, кроме областей, занимаемых штриховыми кодами, значительной яркостью обладают области, содержащие элементы, имеющие определённую пространственную направленность. Такими элементами могут являться, например, одиноко расположенные контрастные линии. Осреднение их отклика по площади имеет малые, по сравнению с результатами для штриховых кодов, значения, следовательно, от них можно избавиться, сравнивая каждое значение с некоторым пороговым значением. Применение операции сравнения с порогом даст единицы в местах предположительного расположения штрихового кода и нули во всех остальных.Thinned images of gradient components for mutually perpendicular directions are subtracted to find the absolute values. After this operation, in addition to the areas occupied by barcodes, areas containing elements with a certain spatial orientation have significant brightness. Such elements may be, for example, lonely contrasting lines. Averaging their response over the area has small values compared to the results for barcodes, therefore, they can be eliminated by comparing each value with a certain threshold value. Using the comparison operation with a threshold will give units at the locations of the assumed location of the barcode and zeros in all the rest.
Затем осуществляется логическая операция поэлементного ИЛИ между двумя результатами сравнения с порогом. Полученная бинарная картина, характеризует расположение штриховых кодов в кадре изображения.Then, a logical operation of elementwise OR is performed between two results of comparison with a threshold. The resulting binary picture characterizes the location of barcodes in the image frame.
При локализации линейных штриховых кодов осуществляется анализ форм фигур на бинарном изображении с целью разделения и нумерации объектов, а также отбрасывания слишком малых из дальнейшего рассмотрения. Оставленные фигуры характеризуют расположение штриховых кодов в изображении.When linear barcodes are localized, the shapes of the figures in the binary image are analyzed in order to separate and number objects, as well as discard too small ones from what follows. consideration. The left figures characterize the location of barcodes in the image.
Повышение скорости считывания штрихового кода достигается за счёт выполнения обработки изображения на ПЛИС по мере получения данных кадра видеоизображения, что возможно из-за локальности всех проводимых операций.The increase in the speed of reading a bar code is achieved by performing image processing on the FPGA as data is received from the video image frame, which is possible due to the locality of all operations performed.
Повышение устойчивости к помехам и не целостности изображения, а так же увеличение надежности отделения штрихового кода от высококонтрастных объектов достигается за счёт использования двухмерной низкочастотной фильтрации и прореживания, по сути осуществляющих осреднение информации полученной из локальной области изображения.Improving the immunity to interference and non-integrity of the image, as well as increasing the reliability of separating the bar code from high-contrast objects is achieved through the use of two-dimensional low-pass filtering and thinning, which essentially averages the information received from the local area of the image.
На ряде фиг. 2, 3, 4 и 5 приведены примеры промежуточных результатов полученных в устройстве, на вход которого было подано изображение (см. фиг. 2), содержащее линейные штриховые коды, ориентированные под различными углами. На всех изображениях примера кружком обведено место расположения одного и того же штрихового кода. При обработке оцифрованного изображения были найдены абсолютные значения компонент градиента с помощью локальных дифференцирующих фильтров, проведена двухмерная фильтрация и прореживание.In the series of FIG. Figures 2, 3, 4, and 5 show examples of intermediate results obtained in a device that received an image (see Fig. 2) containing linear barcodes oriented at different angles. In all the images of the example, a circle is circled around the location of the same barcode. When processing the digitized image, the absolute values of the gradient components were found using local differentiating filters, two-dimensional filtering and thinning were performed.
На фиг. 3 показаны четыре изображения, полученных после применения операций нахождения абсолютных значений компонент градиента, двумерной низкочастотной фильтрации и прореживания. Более яркие области соответствуют большему среднему абсолютному значению компонент градиента в этой области.In FIG. Figure 3 shows four images obtained after applying the operations of finding the absolute values of the gradient components, two-dimensional low-pass filtering, and decimation. The brighter regions correspond to a larger average absolute value of the gradient components in this region.
Затем была определена поэлементная абсолютная разница между полученными результатами для двух пар взаимно перпендикулярных направлений компонент. На фиг. 4 показаны изображения, полученные после операции нахождения абсолютной поэлементной разницы между изображениями компонент градиента взаимно перпендикулярных направлений (изображение направления Ns1 вычитается из изображения направления Ns2, изображение направления NsЗ вычитается из изображения направления Ns4). Далее было проведено сравнение яркости точек двух полученных изображений с пороговым значением и поэлементная логическая операция ИЛИ между полученными бинарными изображениями.Then, the element-wise absolute difference between the results obtained for two pairs of mutually perpendicular directions of the components was determined. In FIG. 4 shows the images obtained after the operation of finding the absolute element-wise difference between the images of the gradient components of mutually perpendicular directions (the image of the direction Ns1 is subtracted from the image of the direction Ns2, the image of the direction Ns3 is subtracted from the image of the direction Ns4). Next, a comparison was made of the brightness of the points of the two received images with a threshold value and a bitwise logical OR operation between the received binary images.
Области, занятые черным цветом, говорят о нахождении в этих местах штриховых кодов. Таким образом, по расположению единичных фигур были найдены штриховые коды в кадре видеоизображения.The areas occupied by black indicate the presence of bar codes in these places. Thus, by the location of individual figures, barcodes were found in the frame of the video image.
В результате представленного заявляемого изобретения был создан быстрый и надежный способ нахождения линейных штриховых кодов в кадре видеоизображения, который может применяться в сканерах, осуществляющих декодирование на основе видеоизображения, и обеспечивать технический результат, заключающийся в повышении скорости считывания штрихового кода, повышении устойчивости к помехам и не целостности изображения, увеличении надежности отделения штрихового кода от высококонтрастных объектов, например, таких как текст.As a result of the claimed invention, a quick and reliable method for finding linear barcodes in a video image frame was created, which can be used in scanners that decode based on a video image and provide a technical result consisting in increasing the speed of reading a bar code, increasing resistance to interference and not image integrity, increasing the reliability of separating the bar code from high-contrast objects, such as text.
На фиг. 6 изображен расчетно-кассовый узел, имеющий стол 1 с зоной размещения товара для сканирования 2 и видеосканер штрихового кода 3. Видеосканер 3 расположен над зоной размещения товара 2 на высоте, определенной фокусным расстоянием объектива, а его оптическая ось направлена вниз. Видеосканер 3 установлен на консоли 4, закрепленной на стойке штатива 5, которая располагается на столе 1 в зоне размещения товара 2. Кроме этого, на консоли 4 закреплен осветительный прибор 6. В центре зоны размещения товара для сканирования 2 на поверхности стола 1 нанесена четная метка 7.In FIG. 6 shows a cash settlement unit having a table 1 with a product placement area for scanning 2 and a barcode video scanner 3. Video scanner 3 is located above the product placement area 2 at a height determined by the focal length of the lens, and its optical axis is directed downward. The video scanner 3 is installed on the console 4, mounted on a tripod stand 5, which is located on the table 1 in the area of the product 2. In addition, the lighting device 6 is fixed on the console 4. In the center of the product area for scanning 2, an even mark is applied on the surface of the table 1 7.
На фиг. 7 представлен привод объектива в разрезе, а на фиг. 8, 9 - чертеж привода объектива (вид со стороны светочувствительной матрицы с разрезом по A-A). Он включает объектив 8 для формирования оптического изображения на поверхности светочувствительной матрицы, мембранную пружину 9, постоянный магнит 10 и соленоиды 11.In FIG. 7 is a sectional view of the lens drive, and FIG. 8, 9 - drawing of the lens drive (view from the side of the photosensitive matrix with a section along A-A). It includes a lens 8 for forming an optical image on the surface of the photosensitive matrix, a membrane spring 9, a permanent magnet 10 and solenoids 11.
Вычислительный блок видеосканера включает в себя программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС), в которой реализованы алгоритмы поиска штрихового кода на изображении, цифровой сигнальный процессор (ЦСП), в котором осуществляется разбор структуры символа и его декодирование и модуль динамической памяти (МДП), осуществляющий хранения изображения и промежуточных данных. Направление передачи видеоданных показано на фиг. 10. Изображение обрабатывается в ПЛИС по мере построчного и поточечного поступления со светочувствительной матрицы, результаты обработки вместе с исходным изображением записываются в МДП. Это снижает трафик данных между ПЛИС и ЦСП, что позволяет повысить производительность вычислительного блока. The computing unit of the video scanner includes a programmable logic integrated circuit (FPGA), which implements algorithms for searching a bar code in an image, a digital signal processor (DSP), in which the structure of a symbol is analyzed and its decoding and a dynamic memory module (MIS) are performed, carrying out storage of the image and intermediate data. The direction of video transmission is shown in FIG. 10. The image is processed in the FPGA as the line-by-line and dot-by-dot receipt from the photosensitive matrix, the processing results together with the original image are recorded in the MPE. This reduces data traffic between the FPGA and DSP, which improves the performance of the computing unit.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ нахождения линейных штриховых кодов в кадре видеоизображения, включающий обработку оцифрованного изображения в получаемом кадре, отличающийся тем, что при обработке оцифрованного изображения проводят нахождение абсолютных значений компонент градиента изображения вдоль четырёх направлений, повернутых друг относительно друга на угол 45 градусов, с последующей двухмерной низкочастотной фильтрацией и прореживанием изображений абсолютных значений компонент градиента, затем определяют поэлементные абсолютные разницы между полученными результатами для двух пар взаимно перпендикулярных направлений компонент и осуществляют сравнение яркостей точек двух полученных изображений с пороговым значением, после чего между полученными бинарными изображениями проводят поэлементную логическую операцию ИЛИ, затем осуществляют локализацию линейных штриховых кодов по расположению единичных фигур в полученном изображении.1. A method of finding linear barcodes in a video frame, including processing the digitized image in the resulting frame, characterized in that when processing the digitized image, the absolute values of the image gradient components are found along four directions rotated relative to each other by an angle of 45 degrees, followed by two-dimensional low-pass filtering and decimation of images of the absolute values of the gradient components, then determine the element-wise absolute differences between by scientists results for two pairs of mutually perpendicular directions component and is compared brightness points obtained two images with a threshold value, then obtained between the binary images is performed elementwise logical OR operation, and then perform the localization of linear bar codes on the location of individual shapes in the resulting image.
2. Способ по п.1 , отличающийся тем, что нахождение абсолютных значений компонент градиента изображения осуществляют с помощью локальных дифференцирующих фильтров.2. The method according to claim 1, characterized in that the absolute values of the components of the image gradient are determined using local differentiating filters.
3. Способ по п.1 , отличающийся тем, что все операции обработки оцифрованного изображения, начиная с операции нахождения абсолютных значений компонент градиента изображения и заканчивая операцией поэлементного логического ИЛИ, которые являются локальными операциями, выполняют на программируемой логической интегральной схеме с обеспечением обработки изображения в течение получения кадра.3. The method according to claim 1, characterized in that all the operations of processing the digitized image, starting with the operation of finding the absolute values of the components of the image gradient and ending with the operation of a bitwise logical OR, which are local operations, are performed on a programmable logic integrated circuit providing image processing in frame acquisition progress.
4. Видеосканер штрихового кода расчетно-кассового узла для предприятий торговли, включающий объектив для формирования оптического изображения на поверхности светочувствительной матрицы, которая осуществляет оцифровку изображения, вычислительный и интерфейсный блоки, отличающийся тем, что видеосканер дополнительно снабжен приводом объектива с мембранной пружиной, деформирующейся за счет магнитных сил взаимодействия между постоянным магнитом и двумя соленоидами и обеспечивающей регулярные перемещения объектива вдоль оптической оси для расширения глубины зоны сканирования штрихового кода.4. A video scanner of a bar code of a cash settlement unit for trade enterprises, including a lens for generating an optical image on the surface of a photosensitive matrix that digitizes the image, a computing and interface unit, characterized in that the video scanner is additionally equipped with a lens drive with a membrane spring deformed due to magnetic forces of interaction between a permanent magnet and two solenoids and providing regular movement of the lens along the optical axis to expand the depth of the scanning area of the bar code.
5. Видеосканер штрихового кода расчетно-кассового узла по п.4, отличающийся тем, что в вычислительном блоке для обработки изображения использована программируемая логическая интегральная схема, цифровой сигнальный процессор и модуль динамической памяти.5. The video scanner of the bar code of the cash settlement node according to claim 4, characterized in that the image processing unit uses a programmable logic integrated circuit, a digital signal processor, and a dynamic memory module.
6. Расчетно-кассовый узел для предприятий торговли, включающий стол с зоной размещения товара для сканирования и сканер штрихового кода, отличающийся тем, что использован видеосканер по п.4, при этом он расположен над зоной размещения товара на высоте, определенной фокусным расстоянием объектива, а оптическая ось объектива видеосканера направлена вниз.6. Settlement and cash node for trade enterprises, including a table with a product placement area for scanning and a bar code scanner, characterized in that the video scanner according to claim 4 is used, while it is located above the product placement area at a height determined by the focal length of the lens, and the optical axis of the lens of the video scanner is directed down.
7. Расчетно-кассовый узел по п.6, отличающийся тем, что видеосканер установлен на консоли стойки штатива, закрепленного на столе.7. Settlement and cash node according to claim 6, characterized in that the video scanner is installed on the console of the tripod rack mounted on the table.
8. Расчетно-кассовый узел по п.7, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен осветительным элементом, закрепленным на консоли стойки штатива.8. Settlement and cash unit according to claim 7, characterized in that it is additionally equipped with a lighting element mounted on a tripod rack console.
9. Расчетно-кассовый узел по п.6, отличающийся тем, что в центре зоны размещения товара для сканирования на поверхности стола нанесена черная метка, обозначающая центр зоны сканирования и служащая средством для определения уровня черного цвета светочувствительной матрицы.9. The cash settlement unit according to claim 6, characterized in that a black mark is applied to the center of the scanning area on the table surface to indicate the center of the scanning area and serves as a means for determining the black level of the photosensitive matrix.
ISА/RUISА / RU
ИСПРАВЛЕННЫЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 91) FIXED SHEET (RULE 91)
PCT/RU2007/000340 2006-07-05 2007-06-21 Method for detecting linear barcodes in a video image frame, a linear barcode scanner and a payment processing unit WO2008004909A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123894 2006-07-05
RU2006123894/09A RU2314564C1 (en) 2006-07-05 2006-07-05 Method for finding barcodes in video image frame
RU2007109461/09A RU2007109461A (en) 2007-03-15 2007-03-15 VIDEO SCANNER OF BAR CODES AND CASH AND CASH CENTER WITH ITS USE
RU2007109461 2007-03-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008004909A1 true WO2008004909A1 (en) 2008-01-10

Family

ID=38894793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2007/000340 WO2008004909A1 (en) 2006-07-05 2007-06-21 Method for detecting linear barcodes in a video image frame, a linear barcode scanner and a payment processing unit

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2008004909A1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU802974A1 (en) * 1979-03-28 1981-02-07 Ростовский Ордена Трудового Красногознамени Государственный Университет Method of discriminating characteristics at identifying images
RU2098909C1 (en) * 1996-05-20 1997-12-10 Андрей Александрович Гаврилов Electromechanical drive
US6366696B1 (en) * 1996-12-20 2002-04-02 Ncr Corporation Visual bar code recognition method
WO2003103286A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 Canon Kabushiki Kaisha Digital camera and control method thereof, and printing system
WO2004015982A2 (en) * 2002-08-12 2004-02-19 Pierce Edward A Calibration targets for digital cameras and methods of using same
KR20040074689A (en) * 2003-02-18 2004-08-26 한국기계연구원 Digital scanner for recording documents
MXPA02001474A (en) * 1999-08-10 2005-03-07 Ajax Cooke Pty Ltd Item recognition method and apparatus.
EP1524836A1 (en) * 2003-10-14 2005-04-20 Casio Computer Co., Ltd. Document camera and document camera system
RU59923U1 (en) * 2006-06-01 2006-12-27 Закрытое акционерное общество "ФТИ-ДиВиКам" CCD CAMERA

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU802974A1 (en) * 1979-03-28 1981-02-07 Ростовский Ордена Трудового Красногознамени Государственный Университет Method of discriminating characteristics at identifying images
RU2098909C1 (en) * 1996-05-20 1997-12-10 Андрей Александрович Гаврилов Electromechanical drive
US6366696B1 (en) * 1996-12-20 2002-04-02 Ncr Corporation Visual bar code recognition method
MXPA02001474A (en) * 1999-08-10 2005-03-07 Ajax Cooke Pty Ltd Item recognition method and apparatus.
WO2003103286A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 Canon Kabushiki Kaisha Digital camera and control method thereof, and printing system
WO2004015982A2 (en) * 2002-08-12 2004-02-19 Pierce Edward A Calibration targets for digital cameras and methods of using same
KR20040074689A (en) * 2003-02-18 2004-08-26 한국기계연구원 Digital scanner for recording documents
EP1524836A1 (en) * 2003-10-14 2005-04-20 Casio Computer Co., Ltd. Document camera and document camera system
RU59923U1 (en) * 2006-06-01 2006-12-27 Закрытое акционерное общество "ФТИ-ДиВиКам" CCD CAMERA

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5446271A (en) Omnidirectional scanning method and apparatus
US8662397B2 (en) Multiple camera imaging-based bar code reader
US6296187B1 (en) CCD-based bar code scanner
US6257490B1 (en) CCD-based bar code scanner
EP0980537B1 (en) Optical scanner and image reader for reading images and decoding optical information including one and two dimensional symbologies at variable depth of field
US5612524A (en) Identification symbol system and method with orientation mechanism
US8622305B2 (en) Efficient multi-image bar code reader
US7083098B2 (en) Motion detection in imaging reader
EP0484132B1 (en) Multiple resolution machine readable symbols
US7757955B2 (en) Bar code reader having multiple cameras
US10540532B2 (en) System and method for detecting optical codes with damaged or incomplete finder patterns
US20030019930A1 (en) Large depth of field line scan camera
CN108351955A (en) Compact image-forming module with rangefinder
EP2779023B1 (en) Systems and methods for pattern stitching and decoding using multiple captured images
US8910871B1 (en) Barcode reader that reads electronically displayed barcodes differently than physically printed barcodes
WO2008004909A1 (en) Method for detecting linear barcodes in a video image frame, a linear barcode scanner and a payment processing unit
US8056809B2 (en) Image enhancement in imaging system
RU65267U1 (en) VIDEO SCANNER OF BAR CODES AND CASH AND CASH CENTER WITH ITS USE
RU2314564C1 (en) Method for finding barcodes in video image frame
EP1916557A1 (en) Optical scanner and image reader for reading images and decoding optical information including one and two dimensional symbologies at variable depth of field
JPS61237181A (en) Optical reader
JPH0469786A (en) Optical information reader
CA2577235A1 (en) Optical scanner and image reader for reading images and decoding optical information including one and two dimensional symbologies at variable depth of field
WO2008087626A2 (en) An apparatus system and method for decoding optical symbols
WO2008072219A2 (en) An apparatus system and method for encoding and decoding optical symbols

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07794062

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07794062

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1