專利名稱：二維條碼識讀方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二維條碼識讀技術(shù)，特別涉及一種二維條碼識讀方法及其裝置。
背景技術(shù)：
條碼自出現(xiàn)以來，得到了人們的普遍關(guān)注，應(yīng)用發(fā)展速度十分迅速，它的普及使用，極大地提高了數(shù)據(jù)采集和信息處理的速度，提高了工作效率，并為信息社會的到來，做出了很大貢獻?，F(xiàn)在常用的條碼包括一維條碼和二維條碼，一維條碼使用的時間較長，范圍較廣，但一維條碼存在信息記載量少的明顯缺陷，二維條碼克服了一維條碼的這個缺陷，二維條碼最早誕生于70年代，它是一種矩形或方型的編碼圖，在長與寬兩個方向上都有編碼內(nèi)容，因此相對于一維條碼而言，它所含的信息密度高；由于還采用了糾錯技術(shù)，從而使其可靠性亦明顯提高，除此之外，還有其他許多優(yōu)點。但是二維條碼的推廣應(yīng)用程度卻遠不及一維條碼，其原因除了人們對新技術(shù)的接受有一定的延時外，識讀裝置昂貴亦是一個重要原因。現(xiàn)有的二維條碼識讀裝置，要在同一設(shè)備中實現(xiàn)圖像采集、圖像識別和條碼、二維條碼解碼等功能，其中60％左右的產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)成本用在了識別和解碼的硬件實現(xiàn)當(dāng)中，因此識讀裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計開發(fā)和生產(chǎn)成本居高不下，成為阻礙二維條碼廣泛應(yīng)用的一個主要原因。與此同時，一方面隨著計算機產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，終端計算能力發(fā)生極大的變化，另一方面由于圖像識別和二維條碼解碼都是計算密集型的功能，識讀裝置里有限的計算能力限制了二維條碼識別裝置的性能。所以，現(xiàn)有二維條碼識讀裝置尤其是手持式識讀裝置對于較新的終端而言從設(shè)計上來說不大合理，現(xiàn)有的設(shè)備均采用硬件識別的方式。如專利號為00238846.4的中國實用新型專利中公開的一種“手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端”，這種數(shù)據(jù)終端將帶有硬件識別解碼功能的二維條形碼識讀頭、嵌入式計算機系統(tǒng)、顯示器等組件都集中設(shè)置于手持式殼體內(nèi)，其二維條碼識別還是一個硬件方案，將致使其價格昂貴；又如專利號為01278011.1的中國實用新型公開的一種“手持式掃描自動識別瀏覽器”，該技術(shù)采用了二維條形碼掃描譯碼器(美國Symbol公司的現(xiàn)有產(chǎn)品模塊)，即在該構(gòu)件中以硬件的方式實現(xiàn)二維條碼的讀入及識別，由于二維條形碼掃描譯碼器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價值比較昂貴，所以影響了這種裝置的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種操作步驟簡單、合理，識別能力強，處理效率高的二維條碼識讀方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種實現(xiàn)上述方法的結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，適合大規(guī)范推廣應(yīng)用的二維條碼識讀裝置。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)本二維條碼識讀方法包括圖像采集、圖像識別及解碼步驟，其特征在于所述圖像識別及解碼步驟與所述圖像采集步驟分開在不同設(shè)備獨立進行。
所述圖像采集操作通過圖像讀取頭完成，所述圖像識別及解碼操作由與圖像讀取頭相連接的安裝有條碼識讀引擎軟件的計算設(shè)備終端所完成；二維條碼經(jīng)圖像讀取頭進行圖像采集后，其圖像傳輸至計算設(shè)備終端，通過條碼識讀引擎軟件進行識別與解碼。
所述圖像讀取頭與計算設(shè)備終端之間的連接可通過有線或無線連接。
所述計算設(shè)備終端可與一個或一個以上的圖像讀取頭相連接。
實現(xiàn)上述方法的二維條碼識讀裝置包括圖像讀取頭、計算設(shè)備終端。所述圖像讀取頭通過接口電路與安裝有條碼識讀引擎軟件的計算設(shè)備終端相連接。
所述圖像讀取頭包括圖像采集單元、控制板。圖像采集單元與控制板電連接，由控制板控制圖像采集單元完成圖像的采集功能。
所述圖像采集單元包括攝像頭模塊，所述攝像頭模塊可采用市場上通用的具有30萬像素或以上的有效像素數(shù)攝像頭模塊、數(shù)碼相機或手機的攝像頭模塊以及專門設(shè)計的攝像頭模塊。
所述圖像采集單元可包括照明模塊。所述照明模塊設(shè)置于攝像頭模塊周圍；設(shè)置照明模塊的目的在于適應(yīng)光線不足的場合使用需要，所述照明模塊可采用高亮度發(fā)光二極管群，并用菲涅爾透鏡進行聚光。照明模塊保證足夠的閃光照明就可以讓使用者在惡劣的光照環(huán)境下進行二維條碼的拍攝。
所述圖像采集單元還可包括激光照準器，所述激光照準器設(shè)置于攝像頭模塊旁邊，包括激光二極管、干涉膜，干涉膜設(shè)置于激光二極管前側(cè)；激光照準器中激光二極管發(fā)出的激光照射在干涉膜上，產(chǎn)生與攝像頭視角相符合的干涉圖案，即邊界框圖案，將邊界框圖案投射到要讀取的二維條碼上，使用者可以很方便地通過邊界框圖案的引導(dǎo)對準二維條碼，并將二維條碼納入對準框內(nèi)，這樣就可以進行快速定位識讀，該激光照準器，大大清晰化了對準過程的操作，即使是采用通用的攝像頭也能得到良好的二維條碼的識讀效果，可大大降低應(yīng)用攝像頭器件的成本。
所述控制板主要完成對攝像頭模塊等構(gòu)件的控制，將圖像數(shù)據(jù)向計算設(shè)備終端的傳送以及提示等交互的工作，包括接口控制器、圖像采集觸發(fā)按鈕、蜂鳴器；所述接口控制器分別與圖像采集單元中的攝像頭模塊、照明模塊、激光照準器相連接，在接口控制器上還可連接有存儲單元；所述圖像采集觸發(fā)按鈕是觸發(fā)攝像頭模塊采集圖像、接口通訊模塊傳送圖像數(shù)據(jù)及計算設(shè)備終端識別條碼的開關(guān)；自動接口控制器可根據(jù)采集圖像的需要，在光線暗以及逆光的情況下進行閃光同步，以保證拍攝所需要的足夠照明；蜂鳴器用于當(dāng)識別成功或不成功時，計算設(shè)備終端中的條碼識讀引擎軟件將通過接口將狀態(tài)信息反饋回來鳴響蜂鳴器，以提示操作者做出正確的判斷。
所述接口電路根據(jù)連接方式，可采用各種接口通訊功能模塊；所述接口通訊功能模塊可為有線或無線的接口模塊，可選擇USB，無線USB，IEEE1394、有線網(wǎng)絡(luò)IEEE802.3X或無線IEEE802.11X，模塊等，實現(xiàn)有線或無線的通訊連接。
所述計算設(shè)備終端可為一般臺式計算機、服務(wù)器、掌上電腦、嵌入式系統(tǒng)(指帶有微處理器、有計算能力的專用系統(tǒng))、可安裝條碼識讀引擎軟件的手機等。在計算設(shè)備終端上安裝有條碼識讀引擎軟件，所述條碼識讀引擎軟件采用模塊化設(shè)計，支持多種國家和國際的條碼、二維條碼編碼標準，同時支持條碼和二維條碼的識別(如UPC/EAN/JAN、Code 128、Code 39/93、QRCode、Data Matrix、PDF417等)；模塊化設(shè)計使得編碼種類的添加和刪除非常方便，客戶要定制所需的功能也很容易實現(xiàn)，同時軟件的升級和維護也變得非常方便。本條碼識讀引擎軟件有Windows系列，Windows CE系列，Linux系列以及手機操作系統(tǒng)等多個操作系統(tǒng)平臺的版本，以適應(yīng)不同操作環(huán)境的需要。
上述二維條碼識讀方法及其裝置完全可以實現(xiàn)一維條碼的識讀，可應(yīng)用于一維條碼的識讀領(lǐng)域中。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果(1)設(shè)備成本低；本發(fā)明全新的框式激光定準結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得采用通用大視角攝像頭模塊應(yīng)用于二維條碼識別的領(lǐng)域成為可能，首創(chuàng)僅進行圖像采集的圖像讀取頭，把識別等功能部分轉(zhuǎn)移給相連接的計算設(shè)備終端，由于圖像讀取頭本身不需要強大的計算能力，其結(jié)構(gòu)比較簡單，制造容易，成本低廉，所以可以大幅降低整機的生產(chǎn)成本，從而使其大范圍高速推廣應(yīng)用成為可能；現(xiàn)有的二維條碼識讀器在大多數(shù)應(yīng)用場合下同樣需要有終端的配合和支持來完成信息處理以及人機交互的功能，但并沒有充分利用到終端計算機的強大運算能力，所以價值比較昂貴。(2)裝置組合靈活；本發(fā)明可以充分利用有線或無線的方式組合成實用系統(tǒng)。同時，可以采用一個計算設(shè)備終端拖帶多個圖像讀取頭的結(jié)構(gòu)模式，提升了應(yīng)用的靈活性。(3)易于產(chǎn)品的升級發(fā)展；本發(fā)明軟硬件結(jié)合的方式使得對識讀器功能的調(diào)整和性能的增強都非常容易。通過向客戶更新軟件的形式不斷提升應(yīng)用的性能，保護客戶設(shè)備投入。(4)適用的領(lǐng)域廣；軟件引擎開發(fā)顧及了手機相機等通用攝像頭模塊視角較大的特點，特別強化了應(yīng)用普通攝像頭模塊的識別能力，成熟的技術(shù)保證使得該應(yīng)用方案可以在含有攝像頭的多種操作系統(tǒng)平臺和硬件平臺下應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明二維條碼識讀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1所示二維條碼識讀裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是圖2所示二維條碼識讀裝置的圖像采集單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3所示圖像采集單元中的激光照準器的作用原理圖。
圖5是圖1所示二維條碼識讀裝置的計算設(shè)備終端中的條碼識讀引擎軟件的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是圖5所示條碼識讀引擎軟件的程序流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例1圖1～圖3示出了本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)，由圖1可見，本二維條碼識讀裝置的結(jié)構(gòu)包括圖像讀取頭、計算設(shè)備終端，所述圖像讀取頭通過接口電路與安裝有二維條碼識讀引擎軟件的計算設(shè)備終端相連接。所述圖像讀取頭包括圖像采集單元、控制板，圖像采集單元與控制板電連接，由控制板控制圖像采集單元完成圖像的采集功能。
由圖2可見，所述圖像采集單元包括攝像頭模塊、激光照準器、閃光照明單元模塊，所述攝像頭模塊、激光照準器、閃光照明單元模塊分別與控制板上含有單片機的接口控制器相連接；所述攝像頭模塊、激光照準器與閃光照明單元模塊的位置關(guān)系如圖3所示，閃光照明單元模塊1設(shè)置于攝像頭模塊2周圍，激光照準器3設(shè)置于攝像頭模塊2旁邊，其作用原理如圖4所示，包括激光二極管3-1、干涉膜3-2，干涉膜3-2設(shè)置于激光二極管3-1前側(cè)；激光照準器3中激光二極管3-1發(fā)出的激光照射在干涉膜3-2上，產(chǎn)生與攝像頭視角相符合的干涉圖案，即方形邊界框圖案；所述攝像頭模塊可采用30萬像素或以上的CCD/CMOS圖像傳感器，所述照明模塊采用高亮度發(fā)光二極管群，并用菲涅爾透鏡進行聚光。
所述控制板包括嵌有單片機的有線接口控制器、圖像采集觸發(fā)按鈕、閃光同步模塊、蜂鳴器；所述接口控制器上連接有存儲單元、蜂鳴器和圖像采集觸發(fā)按鈕，所述接口控制器可采用內(nèi)嵌8051的CY7C68013 USB2.0控制器，存儲單元可采用64Mbit的閃存。
所述計算設(shè)備終端可為一般臺式計算機、服務(wù)器、掌上電腦、嵌入式系統(tǒng)、可安裝條碼識讀引擎軟件的手機等，在計算設(shè)備終端上安裝有條碼識讀引擎軟件，所述條碼識讀引擎軟件采用模塊化設(shè)計，支持多種國家和國際的條碼、二維條碼編碼標準，同時支持一維條碼(UPC/EAN/JAN、Code 128、Code 39/93)和二維條碼(QR Code、Data Matrix、PDF417等)的識別，如圖5所示；模塊化設(shè)計使得編碼種類的添加和刪除非常方便，客戶要定制所需的功能也很容易實現(xiàn)，同時軟件的升級和維護也變得非常方便，本條碼識讀引擎軟件的具體流程如圖6所示。本條碼識讀引擎軟件可設(shè)計有Windows系列，Windows CE系列，Linux系列以及手機操作系統(tǒng)等多個操作系統(tǒng)平臺的版本，以適應(yīng)不同操作環(huán)境的需要。
本二維條碼識讀裝置的作用過程是操作者借助激光對準器照射出來的圖案的對準二維條碼所在的區(qū)域，按下圖像采集觸發(fā)按鈕，接口控制器驅(qū)動攝像頭拍攝一張或者數(shù)張圖片，在拍攝的同時，閃光同步模塊會根據(jù)曝光的情況自動完成輔助照明功能；接口控制器將圖像信息傳送給終端的二維條碼識讀引擎；二維條碼識讀引擎分析是否有正確可以識別的二維條碼，如果成功則向計算機輸入解碼的信息并同時向圖像讀取頭上的蜂鳴器發(fā)出成功的指令，如果在設(shè)定的搜索模式下讀取不到二維條碼信息則反饋給圖像讀取頭上的蜂鳴器提示操作者，此次識別不成功。
上述二維條碼識讀方法及其裝置可應(yīng)用于一維條碼的識讀領(lǐng)域中。
實施例2本實施例除下述特征外同實施例1同時將多個圖像讀取頭通過控制接口電路與一臺安裝有條碼識讀引擎軟件的計算設(shè)備終端相連接；在一臺計算設(shè)備終端上實現(xiàn)同時控制多個圖像讀取頭識讀二維條碼的功能。
實施例3本實施例除下述特征外同實施例1所述接口通訊模塊為無線接口模塊，可選擇無線IEEE802.11X模塊，實現(xiàn)無線通訊連接。
權(quán)利要求
1.一種二維條碼識讀方法，包括圖像采集、圖像識別及解碼步驟，其特征在于所述圖像識別及解碼步驟與所述圖像采集步驟分開在不同設(shè)備獨立進行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維條碼識讀方法，其特征在于所述圖像采集操作通過圖像讀取頭完成，所述圖像識別及解碼操作由與圖像讀取頭相連接的安裝有條碼識讀引擎軟件的計算設(shè)備終端所完成；二維條碼經(jīng)圖像讀取頭進行圖像采集后，其圖像傳輸至計算設(shè)備終端，通過條碼識讀引擎軟件進行識別與解碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維條碼識讀方法，其特征在于所述圖像讀取頭與計算設(shè)備終端通過有線或無線方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維條碼識讀方法，其特征在于所述計算設(shè)備終端一個以上的識別頭相連接。
5.一種二維條碼識讀裝置，其特征在于包括圖像讀取頭、計算設(shè)備終端，所述圖像讀取頭通過接口電路與安裝有條碼識讀引擎軟件的計算設(shè)備終端相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二維條碼識讀裝置，其特征在于所述圖像讀取頭包括圖像采集單元、控制板，圖像采集單元與控制板電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二維條碼識讀裝置，其特征在于所述圖像采集單元包括攝像頭模塊、照明模塊及激光照準器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二維條碼識讀裝置，其特征在于所述控制板包括含有單片機的接口控制器，所述接口控制器分別與攝像頭模塊、照明模塊、激光照準器相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二維條碼識讀裝置，其特征在于所述接口電路包括接口通訊模塊，所述接口通訊模塊為有線或無線的接口模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二維條碼識讀裝置，其特征在于所述計算設(shè)備終端為臺式計算機、服務(wù)器、掌上電腦、嵌入式系統(tǒng)或可安裝條碼識讀引擎軟件的手機。
全文摘要
本發(fā)明提供一種二維條碼識讀方法，包括圖像采集、圖像識別及解碼，所述圖像采集通過圖像讀取頭完成，所述圖像識別及解碼由與圖像讀取頭相連接的安裝有條碼識讀引擎軟件的計算設(shè)備終端所完成；一種實現(xiàn)上述方法的二維條碼識讀裝置，包括圖像讀取頭、計算設(shè)備終端，所述圖像讀取頭通過控制接口電路與安裝有條碼識讀引擎軟件的計算設(shè)備終端相連接；所述計算設(shè)備終端為臺式計算機、服務(wù)器、掌上電腦、嵌入式系統(tǒng)或可安裝條碼識讀引擎軟件的手機。本發(fā)明首創(chuàng)僅進行圖像采集的圖像讀取頭，把識別等功能部分轉(zhuǎn)移給相連接的計算設(shè)備終端，具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低廉、組合靈活、處理能力強、圖像采集方便、識別效果好的優(yōu)點，適用范圍非常廣泛。
文檔編號G06K7/00GK1564185SQ20041002656
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月22日
發(fā)明者王越, 孫學(xué)全, 于東亮, 劉新宇 申請人:王越