卷帘快门条形码成像制造技术

本文中描述了用于卷帘快门条形码成像的方法、设备和系统。一种方法包括通过第一次发起过程的序列来发起条形码的成像，所述第一次发起过程的序列用以在像素的第一行被暴露于光时在所述像素的第一行中累积电荷从而捕捉用数据以创建条形码的图像的第一行，第二次发起过程的序列，所述第二次发起过程的序列用以在像素的随后行被暴露于光时在所述像素的随后行中累积电荷从而捕捉数据用以创建条形码的图像的随后行，在预定时序期间以多个具体次数致动光源来对条形码照明，以及基于光源在预定时序期间被致动的具体次数针对每行对图像数据解模糊。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及用于卷帘快门（rollingshutter）条形码成像的方法、设备和系统。
技术介绍
针对条形码扫描仪，运动容限（tolerance）指目标条形码在成功的解码的图像捕捉阶段期间可以经历的运动的量。针对包括在移动传送带上定位扫描仪的最宽范围的应用，用户想要可能的最高的运动容限。针对涉及区域图像传感器（例如，互补金属氧化物半导体（CMOS）或电荷耦合设备（CCD）图像传感器）的二维（2D）扫描仪，卷帘快门设备不如全局快门成像器昂贵并比其小。在许多应用中，它们的使用还可以使能较低的货架价格和/或较高的利润率。然而，与卷帘快门传感器相关联的赝像限制传感器的运动容限。例如，一个目前可用的低成本的卷帘快门扫描仪具有10cm/s的运动容限，而目前可用的全局快门扫描仪具有600cm/s的容限。容限的该缺乏呈现了在条形码应用中利用卷帘快门扫描技术的问题。附图说明图1提供了条形码和它的经过条形码读取器的可能的运动以及在条形码以不同的速度移动时拍摄的多个条形码图像的图示。图2图示了基于一维和二维条形码的像素偏移的变形。图3图示了不模糊的（unblurred)图像、模糊的图像以及解模糊的条形码的三个示例。图4A提供了卷帘快门定时图的图示。图4B图示了根据本公开的一个或多个实施例的颤动（flutter）闪光方法。图5图示了根据本公开的一个或多个实施例的解模糊的示例。图6图示了根据本公开的一个或多个实施例的、可以利用的系统。具体实施方式本公开的实施例涉及用于卷帘快门条形码成像的方法、设备和系统。为了有效地利用卷帘快门技术，实施例必须解决上文讨论的问题。这样做时，存在由使用卷帘快门传感器来捕捉移动对象而引起的两个不同的赝像。第一赝像来自由卷帘快门传感器捕捉的图像的每行具有不同的曝光窗的事实。如本文中使用的那样，曝光窗是在其期间图像的行中的像素累积传入的光的时段。图1提供了条形码和它的经过条形码读取器的可能的运动以及在条形码以不同的速度移动时拍摄的多个条形码图像的图示。如图1中图示的那样，条形码102可以由条形码读取器104扫描并且信息然后可以被传送到计算设备（在读取器内或远离读取器定位），其中所述信息可以被存储在存储器中或被用来执行指令。当条形码在曝光期间关于条形码扫描仪线性地移动（如由虚线指示的那样）时，结果是条形码的歪斜，其中条形码的竖直线按与条形码的速度成比例的角度歪斜。如可以在图1的中间和右边的图像中看到的那样，随着相对于读取器的条形码的速度增加，条形码变得更成角度（angled）。条形码还随着速度增加而变得更模糊。下文将更详细地讨论该模糊性。本领域中对歪斜的赝像的硬件解决方案包括“利用全局重置的卷帘快门”，其中每行同时开始曝光但每行不同时结束的卷帘快门架构。这导致不均匀的曝光和它们本身（intheirownright）成问题的空间变化的效果。对卷帘快门赝像的现有技术解决方案是全局重置架构的使用。在全局重置架构中，在传感器上的所有像素中的电荷被同时清理，因此所有行的曝光同时开始。这与具有针对相邻行的开始之间的固定延迟的、其中行按序开始暴露的卷帘快门架构相对。虽然这部分地解决了歪斜的赝像，但其导致使不同的图像行的曝光不同并且其未解决模糊问题，如下文讨论的那样。图2图示了基于一维和二维条形码的像素偏移的变形。如本文中使用的那样，可以基于条形码的一侧关于条形码的顶部或底部歪斜的角度来确定歪斜的斜率。在图2中的左和右侧提供的示例不是实际的图像捕捉结果（中央的图像是实际的图像捕捉），但已经被创建以示出如果某些成像器可以获得具有高水平的像素偏移的不模糊的图像，则他们可以由读取器读取。然而，捕捉的实际图像包含歪斜和模糊的效果两者。在图2中提供的示例中，因为线（在2D条形码中的形状）是离散的，所以读取器将能够准确地读取该条形码。然而，当图像开始模糊时，形状/线不再离散并且不再可以被准确的读取。运动模糊是次要的并且经常是由于卷帘快门引起的更成问题的赝像。运动模糊起因于不存在在其期间图像的每行被暴露的时间的事实，所述事实意味着不存在单个的高功率（high-powered)的闪光可以被用来照亮视野的时间。替代地，由于设备和功率约束，照明以低功率开启持续较长的持续时间。这导致运动模糊，因为较低的照明状态不足以使用非常短的曝光时间。图3图示了相同条形码的不模糊的图像、模糊的图像以及解模糊的图像的三个示例。在这些示例中，左上方的图像提供了清楚到足以被读取器读取的条形码的示例。在捕捉条形码图像的过程中，图像在照明贯穿整个捕捉周期一致时被捕捉。在图3的右上方处的图像中，图像根据原始数据被创建并且示出模糊和歪斜两者。下面的图像已经根据已经使用三个不同的当前可用的解模糊算法被处理的图像数据被创建。这些图像不可以被条形码读取器读取，因为即使已经被解模糊，条形码的线也没有离散到足以是可读取的。通过本公开的实施例的技术的使用，条形码将比仅利用上文的技术处理图像时更可读取。图4A提供了卷帘快门定时图的图示。在该示例中，在图示中示出了多个行（例如，在图示中存在像素的八个水平定向的行）。在每行上被示出过程的序列，通过所述过程的序列，行在条形码读取器正在尝试捕捉条形码的图像时进展。在图4A和4B中图示的序列包括重置、曝光、读出、电荷转移以及闪光*（闪光仅被用在图4B中图示的实施例中）。在图4A中提供的序列表示当前可以被利用的过程并且将使用本公开的实施例实现在图4B中示出的过程。重置过程清除来自像素的行的电荷并且标记该行的曝光的开始。在曝光过程期间，电荷在像素被暴露于光时累积在所述像素中，从而捕捉数据以创建图像。电荷转移取得（take）在曝光期间收集的能量并且将电荷传递到具有读出电路的传感器的区域。读出过程使电荷数字化并且将其放置到存储器中用于存储和/或由计算设备的处理器处理。然而，如可以从该图示看出的那样，不存在每行同时正在暴露的时间。这可以是条形码具有如图3中上面图示的不同的特性的原因。图4B图示了根据本公开的一个或多个实施例的颤动闪光方法。为了减少或解决这样的问题，本公开的实施例在过程的卷帘快门序列期间以不同次数利用光的闪光。在图4B中提供的示例实施例中，过程的序列正在发生以捕捉创建图像需要的图像数据并且在卷帘快门过程正在进展时，一系列闪光（光的增加的强度）被提供到将被成像的区域。在某些实施例中，闪光可以处于例如一个短闪光然后一个长闪光的模式（pattern）中。然而，在特定周期中针对每行的过程的序列期间使短闪光和/或长闪光发生是有益的。以该方式，在类似的闪光事件期间（例如，长闪光时段）发生的序列的那些部分可以被比较并且这样的比较在对图像解模糊中可以是有帮助的。当存在长闪光时段和短闪光时段两者时，可以比较长事件并且可以比较短事件，然后可以比较比较的结果以帮助解模糊过程。下文提供了本公开的示例实施例。在一种用于卷帘快门条形码成像的方法中，方法包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于卷帘快门条形码成像的方法，包括：通过第一次发起过程的序列来发起条形码的成像，所述第一次发起过程的序列用以在像素的第一行被暴露于光时在所述像素的第一行中累积电荷从而捕捉数据以创建条形码的图像的第一行；第二次发起过程的序列以在像素的随后行被暴露于光时在所述像素的随后行中累积电荷从而捕捉数据以创建条形码的图像的随后行；在预定时序期间以多个具体次数致动光源以对条形码照明；以及基于在预定时序期间光源被致动的具体次数、针对每行对图像数据解模糊。

【技术特征摘要】
2014.12.19 US 14/5775151.一种用于卷帘快门条形码成像的方法，包括：
通过第一次发起过程的序列来发起条形码的成像，所述第一次发起过程的序列用以在像素的第一行被暴露于光时在所述像素的第一行中累积电荷从而捕捉数据以创建条形码的图像的第一行；
第二次发起过程的序列以在像素的随后行被暴露于光时在所述像素的随后行中累积电荷从而捕捉数据以创建条形码的图像的随后行；
在预定时序期间以多个具体次数致动光源以对条形码照明；以及
基于在预定时序期间光源被致动的具体次数、针对每行对图像数据解模糊。
2.如权利要求1所述的方法，其中解模糊的图像被发送到解码器，在所述解码器中读取条形码内的信息。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括对解模糊的图像解歪斜。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括对图像数据解歪斜。
5.如权利要求1所述的方法，其中针对每行对图像数据解模糊还基于来自一个或多个运动传感器的信息。
6.如权利要求1所述的方法，其中针对每行对图像数据解模糊还基于来自一个或多个运动传感器的速度信息。
7.如权利要求1所述的方法，其中针对每行对图像数据解模糊还基于来自一个或多个运动传感器的方向信息。
8.如权利要求1所述的方法，其中针对每行对图像数据解模糊还基于来自图像的信息。
9.如权利要求8所述的方法，其中针对每行对图像数据解模糊还基于用以在像素的第一行中累积...

【专利技术属性】
技术研发人员：S麦克洛斯基，S文卡特沙，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US