專利名稱：包括幀處理的標記讀取終端的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及配準器(register)，特別地涉及一種基于光學的配準器。
背景技術：
標記讀取終端(indicia reading terminal)可用于多種情況。眾所周知，通常在 零售商店結帳柜臺見到的槍式讀取器通?？捎糜跓o鍵盤和顯示器的形式中。具有鍵盤顯示 器和高級聯(lián)網(wǎng)通信能力的功能增強型標記讀取終端也是可獲得的。典型地，標記讀取終端 具有觸發(fā)器來激活解碼嘗試。標記讀取終端的制造商已經(jīng)將具有增加分辨率(按像素數(shù)量來測量)的圖像傳感 器陣列結合到他們的標記讀取終端中。然而，隨著圖像傳感器陣列的像素數(shù)目的增加，引入 了性能和成本的缺陷。當像素大小變小時，所產(chǎn)生的信噪比(SNR)對解碼性能和手的運動 容差(tolerance)的潛在影響降低。此外，隨著像素數(shù)目增加，存儲帶寬開銷也隨之增加。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種標記讀取終端，為了試圖對可解碼標記進行解碼，可用于處理 圖像數(shù)據(jù)的幀。幀可以是在觸發(fā)信號有效(active)的時間期間和之后經(jīng)處理的連續(xù)幀中 的幀。這種連續(xù)幀可以包括零個或多個已像素合并(binned)幀，零個或多個未像素合并 幀，零個或多個已窗口化(windowed)幀，和零個或多個未窗口化全幀(unwindowed full frame)。一種標記讀取終端還可以包括可變焦成像透鏡?？蓪λ隹勺兘钩上裢哥R進行控 制，以便在已像素合并幀的曝光期(exposure period)內所述可變焦成像透鏡被設定為短 程焦點設置(short rangefocus setting)，和在已窗口化幀的曝光期內所述可變焦成像透 鏡被設定為遠程(long range)焦點設置。


此處所述特征可參照如下附圖更好地理解。附圖不一定是按比例縮放的，當舉例 說明本發(fā)明的原理時，通常突出重點。在附圖中，所有各種視圖里同樣的標號被用來表示同 樣的部分。圖1是闡明標記讀取終端的一個實施例的功能框圖；圖2是闡明一種示例性標記讀取終端視野大小的圖，其中在終端到目標距離較遠 程時，視野包括更大面積的目標基片(target substrate)，并且其中相同大小的可解碼標 記的表示的像素/百萬(pixel/mil.)(或像素/英寸)分辨率距離越遠則越低；圖3是闡明執(zhí)行此處描述的方法的一種示例性硬件平臺的框圖；圖4是闡明可以通過標記讀取終端的像素合并(binning)模塊執(zhí)行的操作的圖；圖5是闡明可以通過標記讀取終端的窗口化(windowing)模塊執(zhí)行的操作的圖；圖6是承載如圖3所示電路的子集的成像模塊的分解透視圖；圖7是如圖6所示成像模塊的組裝透視圖8是結合如圖6和7所示成像模塊的一種手持式標記讀取終端的透視圖；圖9是闡明一種可以通過標記讀取終端執(zhí)行的各種操作的時序的時序圖。
具體實施例方式圖1所示為包含標記讀取終端1000的一個實施例的功能框圖。終端1000可以包 括一個或多個像素合并模塊10、窗口化模塊20、焦點控制模塊30和標記解碼模塊40，其中 像素合并模塊10用來對圖像數(shù)據(jù)的幀進行像素合并并且提供圖像數(shù)據(jù)的已像素合并幀， 窗口化模塊20用來提供圖像數(shù)據(jù)的已窗口化幀，焦點控制模塊30用來設定終端1000的可 變焦成像透鏡的焦點，標記解碼模塊40用來試圖解碼圖像數(shù)據(jù)的幀。如圖2所示，在較遠讀取距離下，標記讀取終端1000的視野所包含的表面區(qū)域 (surface area)擴大。由此，相比于在相對更遠的終端到目標距離d2下的視野140，在相 對更近的終端到目標距離dl處，給定物理大小區(qū)域的可解碼標記15將占用視野140的更 大部分。在一個實施例中，終端1000可用于處理一個或多個圖像數(shù)據(jù)的已像素合并幀并捕 獲圖像數(shù)據(jù)的已窗口化幀。在較近的終端到目標距離下，已像素合并幀對用于對可解碼標 記進行解碼尤其有利。在終端到目標距離相對更近時，像素分辨率在確定解碼速度或解碼 可能性中不是十分重要的因素；據(jù)此，在足以達到解碼目的的分辨率下允許幀捕獲時，像素 合并允許增加的信噪比。此外，當已像素合并幀包括比表示物理空間中相同區(qū)域的未像素 合并幀更少數(shù)目的像素位置時，已像素合并幀降低了存儲帶寬開銷。在終端到目標距離較 遠時，已窗口化幀的使用對解碼圖像數(shù)據(jù)幀尤其有用。已窗口化幀能比標準大小幀更迅速 地被捕獲。當能預期以較遠的終端到目標距離捕獲的幀具有大量額外(extraneous)圖像 數(shù)據(jù)(沒有表示已窗口化幀的區(qū)域之外的可解碼標記)時，以較遠的終端到目標距離進行 窗口化能降低圖像捕獲時間而不降低成功解碼的可能性。此外，當已窗口化幀包含的像素 值比全幀少時，已窗口化幀能降低存儲帶寬開銷。參考圖3的框圖示出并描述了執(zhí)行所述方法的一個示例性硬件平臺。標記讀取 終端1000可包括圖像傳感器1032，圖像傳感器1032包括將像素布置成像素的排和列的多 像素圖像傳感器陣列1033，相關聯(lián)的列電路1034和行電路1035。與所述圖像傳感器1032 相關聯(lián)的可以是放大器電路1036和將從圖像傳感器陣列1033中讀出的模擬信號形式的圖 像信息轉換為數(shù)字信號形式的圖像信息的模擬數(shù)字轉換器1037。圖像傳感器1032還可以 具有相關聯(lián)的定時及控制電路1038，用于控制例如，圖像傳感器1032的曝光期，施加到所 述放大器電路1036的增益。所提到的電路元件1032，1036，1037和1038可以封裝到公共 (common)圖像傳感器集成電路1040中。在一個例子中，圖像傳感器集成電路1040可以由從 Micron Technology, Inc.獲得的的MT9V022圖像傳感器集成電路提供。在另一個示例中， 圖像傳感器集成電路1040可以由具有2592X 1944像素圖像傳感器陣列的Micron MT9P031 圖像傳感器提供。在一個實施例中，圖像傳感器集成電路1040可以結合Bayer圖案濾光片 (pattern filter)。在這個實施例中，CPU 1060在使幀經(jīng)受進一步處理之前可以內插綠色 像素值的像素值中間體(intermediate)用于圖像數(shù)據(jù)的單色幀的顯影(development)。此 外，為顯影圖像數(shù)據(jù)的單色幀，像素合并模塊10可被激活來處理圖像數(shù)據(jù)的彩色幀的彩色 圖像信息。在終端1000的操作過程中圖像信號可從圖像傳感器1032讀出，經(jīng)轉換并存儲到
5諸如RAM 1080的系統(tǒng)存儲器中。存儲在RAM 1080中的圖像數(shù)據(jù)可以是多位(multibit) 像素值的形式，其中每個多位像素值表示入射在圖像傳感器陣列1033的像素上的光。終端 1000的存儲器1085可以包括RAM 1080，諸如EPR0M 1082的非易失性存儲器和諸如可以是 由閃存或硬盤驅動存儲器提供的貯存存儲器設備1084。在一個實施例中，終端1000可以包 括CPU 1060，其可適于讀出存儲在存儲器1080上的圖像數(shù)據(jù)，并使這些圖像數(shù)據(jù)經(jīng)受各種 圖像處理算法。終端1000可以包括直接存儲器存取單元(DMA) 1070，用來路由從圖像傳感 器1032讀出的已經(jīng)過轉換和存儲的圖像信息到RAM 1080。在另一個實施例中，終端1000 可使用提供用于總線仲裁機制的系統(tǒng)總線(例如，PCI總線)，從而消除對中央DMA控制器 的需要?？梢蕴峁┫到y(tǒng)總線體系結構和/或直接存儲器存取元件的其它實施例，在圖像傳 感器1032和RAM 1080之間提供有效率的數(shù)據(jù)傳送。參考終端1000的其他方面，終端1000可以包括可變焦成像透鏡1110，用于將位于 在基片50上的視野140內的可解碼標記的圖像聚焦到圖像傳感器陣列1033上。成像光線 可繞成像軸25傳輸?？勺兘钩上裢哥R1110可以適于能夠進行多個最佳焦點距離(multiple best focus distance)和多個焦距。在一小部分幀時間(frame time)內，響應于施加到所 述可變焦成像透鏡1110的所施加輸入控制信號，可變焦成像透鏡1110可用于提供新的最 佳焦點距離和/或焦距?？勺兘钩上裢哥R1110可以是可變形成像透鏡，例如，可變形液體 透鏡(fluid lens)或膠體透鏡(gel lens)?？勺兘钩上裢哥R1110可以是不可變形的液體 透鏡(例如，電加濕液態(tài)透鏡(electrowetting liquid lens)，其中一團(volume)或多團 透鏡液體的表面張力響應于施加到透鏡的信號進行變化)，或液晶型透鏡，其中一團或多團 透鏡液體的折射率響應于施加到透鏡的信號進行變化。終端1000還可以包括光照圖案光源庫(illumination pattern light source bank) 1204和瞄準圖案(aiming pattern)光源庫1208，光照圖案光源庫1204用于產(chǎn)生基 本上對應于終端1000的視野140的光照圖案60，瞄準圖案光源庫1208用于產(chǎn)生基片50上 的瞄準圖案70。成形(shaping)光學器件1205和1209可提供將來自庫1204和庫1208的 光線分別成形到圖案60和圖案70中。在使用中，終端1000可由操作者相對于承載可解碼 標記15的基片50而被定向，方式是使得瞄準圖案70被投影到可解碼標記15上。在圖3的 示例中，可解碼標記15是由1D條形碼符號提供的?？山獯a標記還可以是2D條形碼符號或 光學字符識別(OCR)字符所提供的。每個光照圖案光源庫1204和瞄準圖案光源庫1208可 以包括一個或多個光源?？勺兘钩上裢哥R1110可以通過使用焦點控制模塊30控制，并且 包括光照圖案光源庫1204和瞄準圖案光源庫1208的光照組件可以通過使用光照組件控制 模塊1220控制。焦點控制模塊30可以發(fā)送信號給可變焦成像透鏡1110，例如，以改變可變 焦成像透鏡1110的最佳焦點距離和/或焦距。光照組件控制模塊1220可以發(fā)送信號給光 照圖案光源庫1204例如，來改變光照圖案光源庫1204的光照輸出的級別(level)。在一個 例子中，終端1000可以被適配以便光照組件控制模塊1220控制光源庫1204以使當成像透 鏡1110的最佳焦點距離被設定為第一較短最佳焦點距離時，具有相對更低級別的光照輸 出，并且當成像透鏡1110的最佳焦點距離被設定為較遠最佳焦點距離時，具有相對更高的 光照輸出級別。這樣的可變光照設置可以在觸發(fā)信號502保持有效的時間內被改變。所述 可變光照級別設置可以與結合參照此處表格A描述的各種配置闡述的特定透鏡設置同步。終端1000還可以包括多個外圍設備，諸如用于顯示如使用終端1000所捕獲的圖像幀這樣的信息的顯示器1304，鍵盤1404，指示設備1406和可被用于使得觸發(fā)信號502有 效以激活幀的讀出和/或特定解碼過程的觸發(fā)器1408。終端1000可適配，使得觸發(fā)器1408 的激活激活了信號502并且啟動解碼嘗試。終端1000可以包括各種接口電路，接口電路用于將各種外圍設備耦合到系統(tǒng)地 址/數(shù)據(jù)總線(系統(tǒng)總線)1500，以便與也被耦合至系統(tǒng)總線1500的CPU 1060通信。終端 1000可以包括電路1026、接口電路1118、接口電路1218、接口電路1302和接口電路1402， 電路1026用于將圖像傳感器定時及控制電路1038耦合到系統(tǒng)總線1500，接口電路1118用 于將焦點控制模塊30耦合到系統(tǒng)總線1500，接口電路1218用于將光照控制組件1220耦合 到系統(tǒng)總線1500，接口電路1302用于將顯示器1304耦合到系統(tǒng)總線1500，接口電路1402 用于將鍵盤1404、指示設備1406和觸發(fā)器1408耦合到系統(tǒng)總線1500。在其他方面，終端1000可以包括一個或多個I/O接口 1604，1608，用于提供與外部 設備的通信(例如，收款機服務器，商店服務器，庫存設施服務器，對等終端1000，局域網(wǎng)基 站，蜂窩式基站)。I/O接口 1604，1608可以是已知的計算機接口的任何組合的接口，例如， 以太網(wǎng)(IEEE 802. 3)，USB, IEEE 802. 11，藍牙，CDMA, GSM。采用示例性的實施例描述了像素合并模塊10和窗口化模塊20的各方面。像素合 并模塊10可以被激活來提供圖像數(shù)據(jù)的已像素合并幀。參考圖4提供了已像素合并幀的 解釋。在圖4中，柵格(grid)用于表示像素位置。每個圖像傳感器陣列1033和針對圖像 數(shù)據(jù)的幀的捕獲可被存儲的圖像信息的幀都可視為包括多個像素位置，每個位置具有相關 聯(lián)的圖元的圖像信息值(有時稱為像素值)，在存儲器存儲之前表示為電荷或電壓，在存儲 之后表示為一位或多位數(shù)據(jù)值。為提供已像素合并幀，對應于多個位置上相鄰的像素位置 的圖像信息值可以使用另一個所應用的函數(shù)而(a)被求和(sum) (b)被求平均(average)。 相對于未像素合并幀，已像素合并幀具有降低的分辨率和更高的亮度(如果所述已像素合 并幀通過求和得到)，或相對于未像素合并幀的更高的SNR(如果所述已像素合并幀通過平 均得到)。參考圖4，示出了多個位置上相鄰的像素位置。為了對幀進行像素合并，像素位 置例如a。、 、a2、a3的2X2塊的圖像信息值可以被求和。例如，表示入射在四個位置上相 鄰的像素的2X2塊上的光的像素位置a(l，ai，a2，a3的圖像信息值可被求和來形成對應于位 置A的圖像信息值(其中，位置A表示前面由a(l，ai，a2，a3表示的物理空間的相同區(qū)域)，表 示入射在四個位置上相鄰的像素的2X2塊上的光的像素位置tvbplvh的圖像信息值可 以被求和來形成對應于位置B的圖像信息值，諸如此類。在所描述示例中，A = a0+ai+a2+a3 ； B = b0+b1+b2+b:i ；C = Cg+Ci+Ca+Cg ；D =屯+屯+屯+‘ ；E = eg+ei+ea+eg ；F = fo+fi+f^+f^ ；G = g0+gl+g2+g3 ；H = h0+h1+h2+h3 ；I = i0+i1+i2+i3O所述像素合并過程可以對所有幀的像素位 置進行重復使用。在一個實施例中，像素合并模塊10可以包括集成到圖像傳感器集成電路 1040中的模擬像素合并電路1028。模擬像素合并電路1028可以將對應于入射在圖像傳感 器1032的像素的集合(set)(例如，2X2)塊上的光的電荷進行求和。為了讀出已像素合并 幀，相對于未像素合并幀，所述已像素合并幀具有降低的分辨率，并且將包括像素位置的集 合的圖像信息值值，其中每個像素位置對應于圖像傳感器陣列1033的像素的2X2塊，并且 每個圖像信息值將是每一個相應的2X2塊的像素的電荷的總和。像素合并模塊10還可對 數(shù)字域中的幀進行像素合并。為了在數(shù)字域中進行像素合并，圖像數(shù)據(jù)的幀被存儲到諸如 存儲器1080的存儲器中。然后，與對應于位置塊(例如2X2的塊)的像素位置相關聯(lián)的
7灰度像素值形式的圖像信息可以被求和。其中像素合并模塊10對數(shù)字域中的幀進行像素 合并，像素位置aQ，ai,a2, a3, b0, V 是具有灰度像素值的圖像數(shù)據(jù)幀的像素位置，像素位置 A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H，I是通過對全分辨率幀進行像素合并而提供的所產(chǎn)生幀的像素位置。此外，為了對幀進行像素合并，像素位置例如徹、 、a2、a3的2X2塊的圖像信息 可以被求平均。例如，表示入射在四個位置上相鄰的像素的2X2塊上的光的像素位置aQ， ai，a2, 的圖像信息值可被求平均來形成對應于位置A的圖像信息值(其中，位置A表 示前面由如，a,, a2, a3表示的物理空間的相同區(qū)域)，表示入射在四個位置上相鄰的像素 的2X2塊上的光的像素位置Iv b2，、的圖像信息可以被求平均來形成對應于位置B 的圖像信息值，諸如此類。在所描述示例中，A = (a0+ai+a2+a3)/4 ；B = (bo+b^b^b^/4 ；C =(c。+Cl+c2+c3)/4 ；D = (do+di+^+da) /4 ；E = (e0+ei+e2+e3) /4 ；F = (f0+fi+f^)/4 ；G = (g0+gl+g2+g3)/4 ；H= (h0+h1+h2+h3)/4 ；I = (i0+i1+i2+i3)/4o 所述像素合并過程可以對所有 幀的像素位置進行重復使用。在一個實施例中，像素合并模塊10可以包括集成到圖像傳感 器集成電路1040中的模擬像素合并電路1028。模擬像素合并電路1028可以對與入射在圖 像傳感器1032的像素的集合(例如，2X2)塊上的光相對應的電荷求平均。為了讀出已像 素合并幀，相對于未像素合并幀，所述已像素合并幀具有降低的分辨率，并且將包括像素位 置的集合的圖像信息值，其中每個像素位置對應于圖像傳感器陣列1033的像素的2X2±夬， 并且每個圖像信息值將是每一個相應的2X2塊的像素的電荷的總和。像素合并模塊10還 可以對數(shù)字域中的幀進行像素合并。為了在數(shù)字域進行像素合并，圖像數(shù)據(jù)的全幀被存儲 到諸如存儲器1080的存儲器中。然后，與對應于位置塊(例如2X2的塊)的像素位置相 關聯(lián)的灰度像素值形式的圖像信息可以被求平均。其中像素合并模塊10對在數(shù)字域中的 幀進行像素合并，像素位置aQ，a,, a2, a3, b0, V 是具有灰度像素值的圖像數(shù)據(jù)幀的像素位 置，并且像素位置A，B, C，D，E，F(xiàn)，G，H，I是通過對全分辨率幀進行像素合并而提供的所產(chǎn) 生幀的像素位置。通過對與像素位置的塊相關聯(lián)的圖像信息求平均提供的已像素合并幀具有降低 的噪聲級別，因而與未像素合并幀相比具有更高的SNR。更高信噪比能供更高的解碼成功 率。此外，更高的SNR使得在較低光照環(huán)境中能夠成功解碼。像素合并模塊10可以有利地被激活來將彩色幀轉換成單色幀。其中，圖像傳感器 陣列1033包括Bayer圖案濾光片，在圖像傳感器陣列1033上安置具有Bayer圖案濾光片 部分1501的特性的濾光片。在沒有對來自像素的電荷進行像素合并的情況下，具有Bayer 圖案濾光片的圖像傳感器陣列1033的圖像信息結果的初始集合將為彩色信息，該彩色信 息包括來自入射到所述陣列的每個像素上的綠光、紅光、或藍光之一的圖像信息值。通過 像素合并電路1028執(zhí)行像素合并，每個所產(chǎn)生的圖像信息值將是歸一化的單色圖像信息 值。與替代的彩色到單色轉換系統(tǒng)不同，像素合并模塊10在將彩色圖像信息轉換為單色時 不丟棄圖像信息?？捎糜跀?shù)字域中的像素合并模塊10還可以被激活來將彩色幀轉換為單 色幀。在另一個實施例中，像素合并模塊10能夠對對應于各種塊大小的像素位置的圖像信 息值進行像素合并。參考圖5，描述了 2X2塊的像素合并。像素合并模塊10還可以進行 例如，4X4像素合并。使用不同于簡單求和或求平均的函數(shù)，像素合并模塊10基于對應于 像素位置塊的圖像信息可以輸出已像素合并幀。例如，像素合并模塊10能夠以這樣的方式 進行彩色到灰色級的像素合并以便利用白平衡系數(shù)(co-efficiency)來減少Moir6圖案影響。例如，像素合并模塊10可使用公式A = Cr*a(1+Cg*(ai+a2)/2+Cb*a3進行像素合并，其中 cr, eg, cb是白平衡系數(shù)。此類系數(shù)可以部分地或全部通過諸如白斑(white patch)或灰 色世界(gray world)算法獲得。結合圖4描述的已像素合并幀可以比全幀在更少的時間內被捕獲。當像素合并塊 的大小增加時，幀速率可以增加。例如，x是未像素合并幀的幀速率，具有2x2像素合并塊 的已像素合并幀的預期幀速率可預期大約為2x，具有4x4像素合并塊的已像素合并幀的預 期幀速率可預期大約為4x。就窗口化模塊20而言，窗口化模塊20可以提供圖像數(shù)據(jù)的已窗口化幀。窗口化 模塊20可以包括被結合作為圖像傳感器集成電路1040的一部分的窗口化電路1029。響應 于經(jīng)過電路1026和定時控制電路1038從CPU 1060接收的命令，窗口化電路1029可以選 擇性地為讀出圖像傳感器陣列1033的像素的子集進行定址。已窗口化幀進一步參照圖5 來描述。如圖5所示，圖像傳感器陣列1033可以包括布置為多個行和列的多個像素。終端 1000可被用于從圖像傳感器陣列1033讀出圖像數(shù)據(jù)的全幀。當讀出全幀時，終端1000讀 出對應于圖像傳感器陣列1033的全部或基本上全部像素(例如，圖像傳感器陣列1033的 80%到100%)的圖像數(shù)據(jù)。當讀出圖像數(shù)據(jù)的已窗口化幀時，終端1000讀出對應于圖像 傳感器陣列1033的像素的子集的圖像信息。在讀出已窗口化幀的一個例子中，終端1000讀 出對應于圖像傳感器陣列1033的小于80%的像素的圖像信息。在讀出已窗口化幀的另一 個例子中，終端1000讀出對應于圖像傳感器陣列1033的小于50%的像素的圖像信息。在 讀出已窗口化幀的另一個例子中，終端1000讀出對應于圖像傳感器陣列1033的小于1/3 的像素的圖像信息。在讀出已窗口化幀的另一個例子中，終端1000讀出對應于圖像傳感器 陣列1033的小于25%的像素的圖像信息。在讀出已窗口化幀的另一個例子中，終端1000 讀出對應于圖像傳感器陣列1033的小于10%的像素的圖像數(shù)據(jù)。參照圖5描述的所讀出已窗口化幀的特定示例。已窗口化幀可以包括位置上相鄰 的像素位置的連續(xù)組。可以提供連續(xù)像素組，其中組包括由組的邊界像素限定的邊界之內 的每一個或基本上每一個像素。像素組還可以具有包括限定邊界的邊界像素和在所述邊界 之內遺漏(skip)的像素的一組像素，例如，所述邊界的每隔一個或每個第三像素可以被遺 漏。在圖5的示例中，像素組1502是為讀出已窗口化幀而選擇性地被定址的圖像傳感器陣 列1033的像素。在圖5示例中，像素組1502顯示為包括從具有MXN個像素的圖像傳感器 陣列1033中選擇性地被定址的位置上相鄰像素的KXL(K > 5，L > 5)陣列的連續(xù)組。已 窗口化幀的經(jīng)讀出的像素組還可以包括像素的K-l，L > 5陣列的連續(xù)組，其中像素組是位 置上相鄰的，使得每個像素位置在位置上鄰近于所述組的至少一個其它像素位置。窗口化 電路1029可以被控制來動態(tài)地改變在連續(xù)幀之間的窗口大小?？梢钥闯鲈谔囟ǖ慕K端到 目標距離和透鏡設置下的已窗口化幀可以表示在目標基片的限定區(qū)域之內的標記，該限定 區(qū)域比在其中標記將由表示圖像傳感器陣列1033的每個像素的幀所表示的限定區(qū)域相對 要小。當圖像信息的已窗口化幀被讀出并以數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的形式被存儲在存儲器中時， 與對應于全幀的圖像表示相比，圖像表示被提供得具有被減少的多個像素位置。如圖5所 示，圖像數(shù)據(jù)1504的已窗口化幀具有對應于為讀出已窗口化幀而選擇性地被定址的像素 組1502的像素數(shù)目的像素位置數(shù)目。已經(jīng)提及從圖像傳感器陣列1033讀出的圖像信息可以通過放大器電路1036來放大，然后通過模擬數(shù)字轉換器1037經(jīng)受轉換，接著經(jīng)受到RAM 1080中的存儲。存儲到RAM 1080中的存儲圖像數(shù)據(jù)可以是多位像素值的形式。已窗口化 幀1504當存儲在存儲器1085 (其中其可被定址以便CPU 1060的處理)中時，可以包括對應 于經(jīng)選擇性定址和選擇性讀出的像素的KXL陣列的多個像素位置，并且每個像素位置可 以具有與之相關聯(lián)的多位像素值，該多位像素值表示入射在具有圖像傳感器陣列1033的 相對應像素位置的像素上的光。捕獲已窗口化幀1504的時間可比捕獲全幀更少。因此，當終端1000從捕獲全幀 切換到捕獲已窗口化幀時，可增加幀速率并減少幀時間。由于像素位置數(shù)目相對于全幀的 像素位置數(shù)目被減少，用于存儲已窗口化幀1504的存儲帶寬開銷也可被減少。再次參照圖 5，可以看出已窗口化幀1504仍然具有足夠的大小來包括可解碼標記15的完整表示，在如 圖5所示，其中像素組1502處于圖像傳感器陣列的中心，其中標記15以終端1000的全幀 視野為中心，并且其中標記15處在距終端1000的足夠遠的距離。利用包括元件1208、1209 的瞄準圖案發(fā)生器(該元件1208、1209適于沿視野140的水平延伸的中心線投影瞄準圖案 70)，終端1000可以容易地被定位以便對應于像素組1502的一部分視野以標記15為中心。終端1000可以以已知為幀速率的速率捕獲圖像數(shù)據(jù)幀。典型幀速率是60幀每秒 (FPS)，其轉換成16. 6ms的幀時間(幀周期)。另一個典型幀速率是30幀每秒(FPS)，其轉 換成每幀33. 3ms的幀時間(幀周期)。幀速率可以增加(并且?guī)瑫r間減少)，其中被捕獲 的幀是已像素合并幀或已窗口化幀。參照圖6和7，支持終端1000的元件的成像模塊300可以包括放置在印刷電路板 1802上的圖像傳感器集成電路1040，以及顯示為是通過單個光源提供的光照圖案光源庫 1204和瞄準圖案光源庫1208。成像模塊300還可以包括圖像傳感器集成電路1040的容器 1806和容納成像透鏡1110的外殼1810。成像模塊300還可以包括具有光學器件的光學 板1814，該光學器件用于將來自庫1204和1208的光成形為預定的圖案。成像模塊300可 以放置在手持式外殼11中，其示例如圖8所示。放置在手持式外殼11上的可以是顯示器 1304，觸發(fā)器1408，指示設備1406和鍵盤1404。參照圖9的時序圖描述與所述處理一致地操作的標記讀取終端1000的示例。參 照圖9的時序圖，信號502是觸發(fā)信號。終端1000是可操作的，使得響應于被啟動的觸發(fā) 器1408來使觸發(fā)信號502有效，并且進一步使得觸發(fā)信號502保持有效直到之前的觸發(fā)器 1408被釋放或預定數(shù)目的可解碼標記(例如，1)被成功地解碼和輸出。對應于已經(jīng)被解碼 的編碼標記的解碼消息可以被輸出，例如，通過將所述消息存儲到非易失性存儲器(例如， 存儲器1084)中，和/或在顯示器1304上顯示解碼消息，和/或傳輸解碼消息到外部裝備 CPU的終端，例如，本地聯(lián)網(wǎng)個人計算機或遠程服務器。曝光控制信號510可以始終有效， 或者否則如圖9所示的實施例中，終端1000可操作以便響應于使得有效的觸發(fā)信號502使 曝光控制信號510有效。在每個曝光期(例如，周期如 巧…)，圖像傳感器陣列1033的 像素可通過可變焦成像透鏡1110暴露于聚焦在圖像傳感器陣列1033上的光。終端1000 可操作以便在每個曝光期e(l，ei，e^的應用之后，將讀出控制脈沖應用于圖像傳感器1032， 來讀出對應于在在先曝光期內累積在圖像傳感器陣列1033的像素上的電荷的電壓。讀出 控制信號512可以包括如圖9的時序圖中所示的一系列讀出控制脈沖。在讀出控制脈沖之 后，電壓形式的圖像信息可以通過放大器電路1036被放大，通過模擬數(shù)字轉換器1037轉換為數(shù)字格式，并且所轉換的圖像數(shù)據(jù)可以通過DMA單元1070被路由以存儲到可以通過CPU 1060來尋址的存儲器1080中。從圖9的時序圖看出，在激活觸發(fā)信號502之后，連續(xù)幀可 以連續(xù)地被存儲到存儲器1080中，其中幀是可尋址的以供CPU1060的處理。終端1000可 操作以便存儲器1080對成功存儲到其中的受限和預定數(shù)目的幀進行緩沖，并且在存儲預 定數(shù)目的后繼幀之后丟棄舊幀。參照示例性標記讀取終端的另一方面，時間曲線圖(time plot) 514闡明可變焦成 像透鏡1110的焦點調整周期(focus adjustment period)。已經(jīng)描述了可變焦成像透鏡 1110可具有多個焦點位置(focus position)。在一個例子中，可變焦成像透鏡1110可以 具有在第一較短的終端到目標距離下限定光學焦點的平面的較短程焦點位置，在比較短程 焦點距離遠的距離下限定光學焦點的平面的較遠程焦點位置，以及可以具有焦點距離在較 短和較遠焦點距離之間的中程(intermediate range)焦點距離。在各種實施例中，改變可 變焦成像透鏡1110的焦點距離是有利的。在參照圖9的時序圖所描述的示例中，可變焦成 像透鏡1110的焦點距離可以在觸發(fā)信號502保持有效的時間期間被改變。在參照圖9所 示的方面中，調整周期(例如，周期ivmpnv")與圖像傳感器陣列1033的曝光期一致。參 照圖9的時序圖，可變焦成像透鏡1110的調整周期叫，！^，??！^…可以以這樣一種方式被定時 以與屬于曝光期(例如，e(l，ei，e2"0的中間體的周期一致，使得在可變焦成像透鏡1110的 焦點和可能的焦距特性處于變化狀態(tài)的時間期間，曝光可被避免。在調整周期內被曝光的 幀可以被預期是模糊的或者以其它方式被忽略。因此，在這樣的周期內避免曝光可以是有 利的。在圖9的示例中，可變焦成像透鏡1110在觸發(fā)信號502的激活期內每個曝光期都經(jīng) 受中間調整。然而，應該理解的是，可變焦成像透鏡1110的焦點位置和固定長度可以保持 恒定，經(jīng)過連續(xù)的曝光期?？勺兘钩上裢哥R1110可以被選擇為具有一種類型，其中焦點位 置和焦距可以在短時間段(例如，小于10ms)之內變化。其中，可變焦成像透鏡1110是可 變形透鏡，所述透鏡的光學屬性(例如焦距及因此的焦點距離)的調整可以由施加到所述 透鏡表面的力來產(chǎn)生以改變其凹度。其中，可變焦成像透鏡1110是液晶透鏡，可變焦成像 透鏡1110的調整可以由應用電信號到可變焦成像透鏡1110以改變所述透鏡的折射率及因 此的所述透鏡的焦距和焦點距離來產(chǎn)生。參照圖9的時序圖的時間曲線圖516和518，CPU 1060能使連續(xù)幀中的每個幀經(jīng) 過初步處理并且能使連續(xù)幀的子集經(jīng)過解碼處理來試圖解碼圖像數(shù)據(jù)幀。時間曲線圖516 闡明CPU 1060的幀的初步處理時間。在初步處理周期如？1，？2…內，CPU 1060可以預先評估連續(xù)幀中的每個幀。這樣 的初步處理可以包括例如，基于平均白色級(white level)檢測幀質量或基于另一個標準 檢測幀質量，邊緣銳度入射(incidence in sharpness of edges) 0基于初步處理的結果， 連續(xù)幀中的幀的子集可以經(jīng)過解碼處理來試圖解碼被表示在幀中的可解碼標記。在圖9的 時序圖的特定示例中，CPU 1060可以使初始幀(frame = frame。)經(jīng)過周期為dQ的解碼處 理，可以切換到在周期d2內的frame = frame2的解碼處理，并且可以切換到在周期d4內的 frame = frame4的解碼處理。在圖9的時序圖中，下標表明幀編號，例如，曝光期en_i表明 frame = frame e^的曝光期，處理周期Pi表明連續(xù)幀中的frame = fran^的初步處理，并 且解碼周期d2表明frame = frame2的解碼處理周期等。終端1000可操作以便限制初步處 理周期P(l，Pl,仏…消耗超過預定的時間段，例如，超過預定的時間片段。在一個實施例中，
11可以限制初步處理周期PQ，Pl，Pf消耗超過幀時間的一半的時間段，即，當幀時間是16. 6ms 時超過8. 3ms。關于像素合并模塊10，已經(jīng)提及像素合并模塊10可以在模擬域中通過激活像素 合并電路1028，或者在數(shù)字域中例如利用CPU 1060借助于處理存儲的幀，對圖像數(shù)據(jù)幀進 行像素合并。其中可操作來通過處理存儲在存儲器1085中的圖像數(shù)據(jù)幀對數(shù)字域中的幀 進行像素合并，CPU 1060可用于提供已像素合并幀，或者作為在諸如周期pyppp^的周期 內幀的初步處理的一部分，或者作為諸如在周期屯，屯，d2…內解碼過程的一部分。參照圖1，像素合并模塊10，窗口化模塊20和焦點控制模塊30中的一個或多個以 相協(xié)調地方式被控制來增強終端1000的性能。參照表格A描述終端1000的各種可能配置(configuration)。終端1000可被操 作以便任一所列配置可以通過對應于所述配置的所顯示按鈕1305的操作者選擇來使之有 效。終端1000可被操作以便顯示對應于每個可能配置的按鈕1305。表格A依照多個不同 配置中的每一個描述在觸發(fā)信號502保持有效的時間期間經(jīng)受處理的幀的方面。表格 A 當配置A有效的時候，終端1000可用來捕獲和處理連續(xù)的正常(normal)幀直到 預定條件得以滿足，然后切換到一個或多個已像素合并幀的處理。與表格A的有關術語" 正常幀"指的是既未像素合并也未窗口化的幀。在這里解釋可以通過模擬或數(shù)字像素合并 來提供的已像素合并幀。所述預定條件可以是例如，超時(time out)條件(例如，從觸發(fā) 信號啟動的時刻開始的預定時間內解碼不成功)。所述預定條件還可以是例如，所感測的 終端到目標距離或幀的質量滿足依照在幀的所選采樣區(qū)域處的采樣值集合的一階導數(shù)的 絕對值的求和來測量的預定標準。終端1000可用于利用圖像數(shù)據(jù)幀的平均白色級來感測 終端到目標距離。終端1000可以確定當幀的平均白色級在預定閾值之上的時候所述終端
13處于相對更短的終端到目標距離。當配置A有效的時候焦點設置在幀之間不變化。由此終 端1000可以按照配置A操作，甚至在成像透鏡1110不是可變焦透鏡而是通過固定焦點成 像透鏡提供的固定透鏡，沒有能力改變它已限定的焦點距離或焦距的情況下。已像素合并 幀可用比未像素合并幀更高的速度來捕獲。因此，配置A的選擇和此處所述的以已像素合 并幀為特征的所有配置可以加速解碼操作。就配置B而言，除了按照配置B，到已像素合并幀的處理的切換與可變焦成像透鏡 1110的特定焦點設置一起定時之外，配置B與配置A是相同的。在配置B中，幀的像素合并 可以響應于結合配置A解釋的預定標準之一的滿足而被有條件地執(zhí)行。然而，按照配置A， 焦點設置的變化可以由預定標準被滿足而產(chǎn)生。在配置B中，終端1000可以操作以便在已 像素合并幀(其可以在經(jīng)過存儲之前或之后被像素合并)的曝光期內可變焦成像透鏡1110 被設置為較短的焦點設置。由此，在目標標記實際上被布置在較短的焦點距離的情況下， 成功解碼的可能性首先通過所產(chǎn)生幀的銳聚焦而增加，其次通過幀的像素合并產(chǎn)生的更高 SNR而增加，其中通過將與像素位置塊相關聯(lián)的成像信息值求平均來進行像素合并。當處于配置C的時候，終端1000響應于被使得有效的觸發(fā)信號502，可以捕獲和處 理多個正常幀，然后在信號502的激活周期內切換為響應于預定標準捕獲已窗口化幀。如 上所述，已窗口化幀可以以更高速捕獲；因此配置C的選擇和所描述的以已窗口化幀為特 征的所有配置加速解碼操作。所述預定標準可以例如是在觸發(fā)信號激活的時間段內的預 定時間內該解碼不成功，或所述終端處在距離目標相對更遠的距離(其可以例如通過在預 定閾值下的在先幀的平均白色級來表示)，或幀的質量滿足例如依照在幀的所選采樣區(qū)域 處的采樣值的集合的一階導數(shù)的絕對值的求和來測量的預定標準。在配置D中，可變焦成像透鏡1110的焦點和幀類型(已像素合并，正常，已窗口 化)二者在連續(xù)幀之間切換。幀的像素合并可以與在較短焦點設置下的可變焦成像透鏡的 設置同步(終端1000可以被控制以便在已像素合并幀的曝光期內，所述成像透鏡被設置為 較短焦點設置)。正常未像素合并全幀的捕獲可以與中間焦點設置同步(終端1000可以被 控制以便在正常幀的曝光期內，所述可變焦成像透鏡被設置為中間焦點設置)。已窗口化幀 的捕獲可以與可變焦成像透鏡1110在較遠程焦點設置下的設置同步(終端1000可以被控 制以便在已窗口化幀的曝光期內，所述圖像透鏡設置為較遠焦點設置)。參照按照配置E的操作，除了在沒有正常(未像素合并，未窗口化的)幀被捕獲的 情況下幀特性在已像素合并和已窗口化幀之間切換之外，按照配置E的有效操作和配置D 的有效操作一樣。相應地，在觸發(fā)信號502并且配置E有效的情況下被捕獲的每個幀可以 相對于未像素合并幀以更快的幀時間被捕獲并且可以相對于正常幀具有降低了的存儲帶 寬開銷。所述配置D和E的實施例中，在已像素合并幀、正常幀(配置D)和已窗口化幀之間 的切換、每個都與針對每個幀類型的特定透鏡設置下的可變焦成像透鏡1110的設置的同 步，可以依照開環(huán)操作來執(zhí)行，其中進行所述切換而不需要該切換取決于預定條件被滿足 (例如，終端到目標距離，經(jīng)過的解碼類型)。然而，在配置D和E的變型中，終端1000可被 操作以便在幀類型(每個與特定的透鏡設置同步)之間的切換取決于預定條件被滿足(例 如，經(jīng)過的解碼時間閾值被滿足或預定的終端到目標距離被滿足)。參照配置F，除了焦點設置和幀類型不針對每個連續(xù)幀進行切換之外，終端1000按照配置F的操作與按照配置E的操作相似。作為替代，焦點設置和幀類型(已像素合并， 已窗口化)對于預定數(shù)目(在所描述示例中為3)而言保持恒定然后切換到新的焦點設置 和幀時間。在配置F中，像配置E—樣，每個幀或是已像素合并幀或是已窗口化幀。相應地， 與未像素合并的全幀相比，在配置F有效的情況下所捕獲的每個幀可以以更快的幀時間被 捕獲。在配置C，D，E，和F的示例中，已窗口化幀可以是具有對應于(表示光入射在)足夠 大小的連續(xù)像素組的圖像數(shù)據(jù)的已窗口化幀，以便已窗口化幀的圖像數(shù)據(jù)可以表示完整的 解碼標記(但是由于如將要被描述的解碼可以通過為特定的所給定符號關聯(lián)代碼字來實 現(xiàn)，而不必為解碼成功表示完整的標記)。在例子中，當圖像傳感器1032具有2592 X 1944 的總像素時，已窗口化幀可以是圖像數(shù)據(jù)，該圖像數(shù)據(jù)表示入射在以圖像傳感器1032的中 心為中心的連續(xù)的2592X512的像素組上的光。關于配置G和H，在包括圖像傳感器陣列1033已經(jīng)在其上布置了諸如Bayer圖案 濾光片的彩色濾光片的用例的許多用例中，配置G和H對于激活是有利的。已經(jīng)被提及像 素合并模塊10的激活將把使用彩色濾光片產(chǎn)生的彩色幀轉換成單色幀中，其雖然具有較 低的分辨率，但相對于未像素合并幀特征是改進的SNR而未丟棄圖像信息。在表格A中配 置G的激活可以被認為是圖片拍攝操作模式的激活。當在圖片拍攝操作模式下操作時，終 端1000響應于觸發(fā)信號502的激活可以捕獲并輸出圖像數(shù)據(jù)的彩色幀。為輸出圖像數(shù)據(jù) 的彩色幀，終端1000可以將彩色幀寫到顯示器1304和/或將所述幀寫到非易失性存儲器 1084。為輸出彩色幀，終端1000替代地或此外可以經(jīng)由I/O接口 1604，1608傳輸所述幀到 外部基于CPU的終端(例如，遠程服務器，本地個人計算機)。在配置G的示例中，終端1000，在配置G有效的情況下響應于觸發(fā)信號502的激活 可以捕獲受限的預定數(shù)目的幀(在特定示例中為三個)。CPU 1060可以隨著在圖片拍攝模 式下的操作期間所述幀的輸出而在輸出所產(chǎn)生的降噪的幀之前對這三幀求平均來降噪。當 終端1000在圖片拍攝模式下操作時，如結合(如與圖9的時序圖相結合描述的)周期所描 述的解碼處理可以被避免(標記解碼模塊40禁用)。標記解碼模塊40還可以在配置G有 效的情況下啟用，并且可以在表格A的所有其它配置有效的情況下啟用，以便在激活周期 期間所捕獲的幀的子集經(jīng)受解碼嘗試。如表格A中所示那樣，在圖片拍攝模式有效的時，終端1000考慮到該模式有效的 情況下拍攝的大部分圖片將以遠程進行拍攝的預期，可以將可變焦成像透鏡1110的焦點 設置設置為較遠程的焦點設置(使得成像透鏡在每個幀的曝光期內被設置為較遠焦點設置)?，F(xiàn)在參考配置H，在配置H有效的情況下，終端1000可以對當觸發(fā)器信號502是有 效的時捕獲的每個所捕獲幀進行像素合并(在濾光片捕獲之前或之后)。由此，每個所捕獲 的幀(存儲到存儲器1085中的完整捕獲)可以由彩色幀轉換成單色幀，使得其處于可使用 適于與單色幀一起使用的已知解碼算法處理的形式。在每個已像素合并幀的曝光期內，成 像透鏡1110可以設置為較短焦點設置，以便通過處理以短程捕獲的幀而成功地對可解碼 標記進行解碼的可能性增加。如通過配置I所表明的，經(jīng)過像素合并的像素位置塊的塊大小可以是可變塊大 小。進一步，終端1000可以被操作以便像素合并塊的大小與可變焦成像透鏡1110的透鏡設 置同步的，并且隨可變焦成像透鏡1110的透鏡設置而改變。在配置I的示例中，終端1000可以進行4X4塊的像素合并，并且可以具有比稱為〃較短(shorter)"的焦點位置相對更 短的"甚至更短(even shorter)“的焦點位置。在這種實施例中，4X4塊幀的曝光可以 按此處所述的同步方式與甚至更短的焦點距離設置同步。焦點位置的調整可以遵循表格A 中總結的模式。此外按照配置I，終端1000能以可變窗口大小進行窗口化并且可以具有" 甚至更長(evenlonger)“焦點位置，其比指定為"較長(longer)"的焦點位置相對更長。 在特定窗口中的終端1000能夠捕獲對應于陣列1033中心處的連續(xù)的2952X512像素組的 2952X512已窗口化幀，以及對應于陣列1033中心處的連續(xù)的2952X512像素組的較小的 1000X200已窗口化幀。依照所述幀捕獲和圖像焦點調整模式，終端1000在”較長”焦點位 置下的曝光之后可以將幀設置調整為”甚至更長”并且當所述透鏡設置是”甚至更長”焦點 設置時可以曝光較小的已窗口化幀，曝光期和透鏡設置依照在這里所述的方式被同步。配 置I所示的可變像素合并大小和可變窗口化大小可以實現(xiàn)為反復試驗圖像捕獲方案的一 部分，其中終端1000捕獲多個幀來依照開環(huán)操作來進行處理而不檢測感測的終端到目標 的距離或任何其它預定標準?？勺兿袼睾喜⒋笮『?或可變窗口化大小方案還可以實現(xiàn) 為如結合配置B和C所述的所檢測的預定標準方案的一部分，其中終端1000可以響應于所 檢測的標準(例如，終端到目標距離，解碼時間)激活像素合并模塊10 (配置B)或窗口化 模塊20(配置C)。參照各種配置還描述的是焦點設置可以與像素合并模塊10和窗口化模 塊20的激活相協(xié)調(例如，像素合并模塊10的激活可以與在較短焦點設置下的成像透鏡 1110的設置同步，并且窗口化模塊20的激活可以與在較長焦點設置下的成像透鏡1110的 設置同步)。可以看出，終端1000可以適于響應于所檢測的終端到目標距離改變像素合并 大小，并且針對特定的終端到目標距離將特定的像素合并大小與同步的特定焦點設置相關 聯(lián)。終端1000還可以響應于所檢測的終端到目標距離改變窗口大小并且針對特定的終端 到目標距離將特定窗口大小與同步的特定焦點設置相關聯(lián)。此外，終端1000可以被適配以 便不論檢測像素合并大小或窗口大小的方法，所建立的像素合并大小或窗口大小可以與同 步的特定焦點設置相關聯(lián)。此外，終端1000可以被適配以便無需檢測感測條件的任何檢測 方法，依照開環(huán)操作的所述終端可以建立待與同步的特定焦點設置相關聯(lián)的像素合并大小 或窗口大小?，F(xiàn)在參考通過標記解碼模塊40在例如圖9的周期dQ，d2，dn_4內可執(zhí)行的過程，適 當?shù)乇痪幊痰腃PU 1060可以執(zhí)行解碼過程來試圖解碼圖像數(shù)據(jù)的幀。為試圖解碼圖像數(shù) 據(jù)的幀，CPU 1060可以沿采樣路徑例如在幀的中心處或被確定為包括可解碼標記表示的同 等位置處對圖像數(shù)據(jù)的所捕獲幀的圖像數(shù)據(jù)進行采樣。在一個例子中，選擇來執(zhí)行解碼嘗 試的采樣路徑可以是對于先前幀而言被確定與可解碼標記表示相交的采樣路徑。接下來， CPU 1060執(zhí)行二階導數(shù)邊緣檢測來檢測邊緣。在完成邊緣檢測之后，CPU 1060可以確定表 明邊緣之間寬度的數(shù)據(jù)。CPU 1060隨后能搜索啟/停(start/stop)字符元素序列并且如 果找到，逐字符地通過與字符集表相比得出元素序列字符。對特定符號體系，CPU 1060還 可以執(zhí)行校驗和計算。如果CPU 1060成功地確定在啟/停字符順序之間的所有字符并且 成功地計算校驗和(如果適用)，CPU 1060可以輸出解碼的消息。其中可解碼標記表示是二維條形碼符號體系，解碼嘗試可以包括使用特征檢測算 法定位取景器圖案(finder pattern)的步驟，依照與所述取景器圖案的預定關系來定位與 所述取景器圖案相交的掃描線，沿所述掃描線確定明暗單元的圖案，并且經(jīng)由表格查找將每個光圖案轉換成字符或字符串。在一個例子中，終端1000被適配以便CPU 1060在觸發(fā)信 號保持有效的時間期間使所捕獲的每個幀經(jīng)受解碼嘗試(例如，frame = frameO, frame 1, frame2…在參照表格A描述的任何配置中)。在替代的示例中，如已在此處所述的，終端 1000可以被適配以便CPU 1060只使幀的子集經(jīng)受解碼嘗試，并且依照預定標準選擇經(jīng)受 解碼的幀。應該注意的是，當切換到對新的幀解碼時(即從在周期dQ內frame = frame。切 換到在周期d2內frame = frame2)終端1000可能不丟棄對先前幀解碼的結果。例如，在 某些情況下，經(jīng)過解碼的可解碼標記可以是可被解碼以輸出代碼字的符號體系類型的條形 碼。條形碼符號的代碼字不是條形碼符號的完整解碼消息，但是可以與條形碼符號的其它 代碼字一起組合來提供完整的解碼消息。被解碼的條形碼符號的代碼字可以被認為是部分 解碼的消息?？梢员唤獯a來提供表示條形碼符號的部分解碼消息的代碼字的符號體系包括 PDF 417，UPC，Datamatrix，QR碼，和Aztec，等等。終端1000可操作來累積通過處理對象幀 (subject frame)的集合直到符號的解碼消息被確定而確定的部分解碼的消息。為解碼特 定符號體系的條形碼可解碼標記，CPU 1060可適于組合根據(jù)兩個或更多不同幀確定的部分 解碼的輸出結果。通過解碼圖像數(shù)據(jù)幀提供的部分解碼結果可以采取代碼字集合的形式。 CPU 1060可適于當觸發(fā)信號502有效時通過處理幀集合中的特定幀來確定代碼字的第一 集合，并且將代碼字的第一集合與當所述觸發(fā)信號502保持有效時通過處理后繼幀確定的 代碼字的第二集合組合起來。在一個實施例中，CPU 1060可以被適配以便CPU 1060可以處 理特定幀來確定代碼字的第一集合，處理后繼幀來提供代碼字的第二集合，并且可能處理M 個另外的后繼幀來提供代碼字的第三集合。CPU 1060可以進一步適于組合第一、第二和可 能的M個附加的代碼字集合來提供解碼消息。例如，參照圖9的時序圖，CPU 1060可處理 frame = frame。來確定代碼字的第一集合，然后處理frame = frame2來確定代碼字的第二 集合然后組合所述代碼字來在周期dn_4期滿之后提供解碼消息輸出。本發(fā)明所述的系統(tǒng)方法和設備的小的實例如下A1. —種標記讀取終端包括具有二維圖像傳感器陣列的圖像傳感器集成電路，所述二維圖像傳感器陣列包括 多個像素，所述標記讀取終端包括像素合并模塊，用于應用使用圖像信息值的函數(shù)，該圖像 信息值表示入射在所述圖像傳感器陣列的多個像素上的光，所述標記讀取終端還包括窗口 化模塊，以用于為讀出已窗口化幀而選擇性地定址所述圖像傳感器陣列的像素子集；成像透鏡，用于聚焦目標可解碼標記的圖像到所述二維圖像傳感器陣列上；手持式外殼，封裝所述二維圖像傳感器陣列，所述標記讀取終端可用于通過操作 者手動激活觸發(fā)信號；其中所述手持式標記讀取終端可操作以便在所述觸發(fā)信號保持有效的時間內，所 述手持式標記讀取終端可以處理連續(xù)的幀，所述連續(xù)的幀包括已像素合并幀，所述連續(xù)的 幀還包括已窗口化幀，該已窗口化幀具有表示入射在所述圖像傳感器陣列的像素組上的光 的圖像數(shù)據(jù)，該像素組包括小于總數(shù)的50%的所述圖像傳感器陣列的像素，該已窗口化幀 表示在目標基片的限定區(qū)域之內的標記，該目標基片的限定區(qū)域比在其中標記將由表示入 射在所述圖像傳感器陣列的每個像素上的光的幀來表示的限定區(qū)域相對更??；其中所述手持式標記讀取終端可用于處理所述連續(xù)的幀中的幀來試圖對可解碼標記進行解碼。A2.如權利要求A1所述的標記讀取終端，其中所述成像透鏡是能夠限定多個最佳 焦點距離的可變焦成像透鏡。A3.如權利要求A1所述的標記讀取終端，其中所述成像透鏡是能夠限定多個最佳 焦點距離的可變焦成像透鏡，并且其中標記讀取終端可操作以便所述可變焦成像透鏡在所 述觸發(fā)信號保持有效的時間期間、在范圍從較短程到較遠程的多個最佳焦點距離設置之間 (between a plurality of best focus distance settingsranging between a shorter range and longer range)被移動，所述標記讀取終端可操作以便所述可變焦成像透鏡在 所述已像素合并幀的曝光期內被控制為在所述較短程最佳焦點距離設置下。A4.如權利要求A1所述的標記讀取終端，其中所述成像透鏡是能夠限定多個最佳 焦點距離的可變焦成像透鏡，并且其中所述標記讀取終端可操作以便所述可變焦成像透鏡 在所述觸發(fā)信號保持有效的時間期間在范圍從較短程到較遠程的多個最佳焦點距離設置 之間被移動，所述標記讀取終端可操作以便所述可變焦成像透鏡在所述已窗口化幀的曝光 期內被控制為在所述較遠程最佳焦點距離設置下。A5.如權利要求A1所述的標記讀取終端，其中所述像素合并模塊包括被結合在所 述圖像傳感器集成電路中來求和已經(jīng)累積在所述多個像素的塊上的電荷的模擬像素合并 電路。A6.如權利要求A1所述的標記讀取終端，其中所述像素合并模塊將與像素位置的 塊相關聯(lián)的圖像信息值求平均。A7.如權利要求A1所述的標記讀取終端，其中所述像素合并模塊包括將與像素位 置的塊相關聯(lián)的多位像素值求和的CPU。A8.如權利要求A1所述的標記讀取終端，其中所述成像透鏡是可變形透鏡或不可 變形的液體透鏡之一。A9.如權利要求A1所述的標記讀取終端，其中所述標記讀取終端可用來捕獲全未 像素合并幀，所述全未像素合并幀具有特定的幀時間，其中所述已窗口化幀的幀時間小于 所述特定的幀時間。A10.如權利要求A1所述的標記讀取終端，其中所述標記讀取終端可操作以便所 述終端在滿足預定標準時有條件地捕獲所述已窗口化幀。All.如權利要求A1所述的標記讀取終端，其中所所述像素組是以所述圖像傳感 器陣列的中心為中心的連續(xù)像素組。B1. 一種標記讀取終端包括具有二維圖像傳感器陣列的圖像傳感器集成電路，所述二維圖像傳感器陣列包括 多個像素，所述標記讀取終端包括像素合并模塊，用于應用使用圖像信息值的函數(shù)，該圖像 信息值表示入射在所述圖像傳感器陣列的多個像素上的光，成像透鏡，用于聚焦目標可解碼標記的圖像到所述二維圖像傳感器陣列上；手持式外殼，封裝所述二維圖像傳感器陣列，所述標記讀取終端可用于通過操作 者手動激活觸發(fā)信號； 其中所述手持式標記讀取終端可操作以便在所述觸發(fā)信號保持有效的時間內，所 述手持式標記讀取終端可以處理連續(xù)的幀，所述連續(xù)的幀包括第一已像素合并幀和第二已像素合并幀；其中所述手持式標記讀取終端可用于處理所述連續(xù)的幀中的幀來試圖對可解碼 標記進行解碼；以及其中所述第一已像素合并幀具有大于所述第二已像素合并幀的像素合并大小的 像素合并大小，并且其中所述成像透鏡是能夠限定多個最佳焦點距離的可變焦成像透鏡， 并且其中所述標記讀取終端可操作以便所述可變焦成像透鏡在所述觸發(fā)信號保持有效的 時間期間在第一和第二最佳焦點距離設置之間被移動，所述第一最佳焦點距離比所述第二 最佳焦點距離相對更短，所述標記讀取終端進一步可操作以便所述可變焦成像透鏡在所述 第一已像素合并幀的曝光期內被控制為在所述第一最佳焦點距離下，所述標記讀取終端進 一步可操作以便所述可變焦成像透鏡在所述第二已像素合并幀的曝光期內被控制為在所 述第二最佳焦點距離下。B2.如權利要求B1所述的標記讀取終端，其中所述成像透鏡是能夠限定多個最佳 焦點距離的可變焦成像透鏡。B3.如權利要求B1所述的標記讀取終端，包括在所述圖像傳感器陣列上放置的彩 色圖案濾光片，所述標記讀取終端可操作以便所述像素合并模塊可以被激活以將彩色圖像 信息轉換為單色圖像信息。B4.如權利要求B1所述的標記讀取終端，其中可以在所述觸發(fā)信號保持有效的時 間內被處理的所述連續(xù)的幀包括未像素合并幀。B5.如權利要求B1所述的標記讀取終端，其中所述連續(xù)的幀包括已窗口化幀。B6.如權利要求B 1所述的標記讀取終端，其中所述連續(xù)的幀包括第一已像素合 并幀和第二已像素合并幀，所述第一已像素合并幀具有大于所述第二已像素合并幀的像素 合并大小的像素合并大小。B7.如權利要求B 1所述的標記讀取終端，其中所述終端可操作以便所述終端在 滿足預定標準時有條件地處理所述第二已像素合并幀。B8.如權利要求B1所述的標記讀取終端，其中所述成像透鏡是可變形透鏡或不可 變形的液體透鏡之一。C1. 一種標記讀取終端包括具有二維圖像傳感器陣列的圖像傳感器集成電路，所述二維圖像傳感器陣列包括 多個像素，所述標記讀取終端包括窗口化模塊，用于為讀出具有圖像數(shù)據(jù)的已窗口化幀選 擇性地定址所述圖像傳感器陣列的像素子集；成像透鏡，用于聚焦目標可解碼標記的圖像到所述圖像傳感器陣列上；手持式外殼，封裝所述二維圖像傳感器陣列，所述標記讀取終端可用于通過操作 者手動激活觸發(fā)信號；其中標記讀取終端可用于在所述觸發(fā)信號保持有效的時間期間捕獲連續(xù)的幀，其 中所述連續(xù)的幀包括第一幀和第二已窗口化幀，所述第一幀表示入射到比所述第二已窗口 化幀更多數(shù)目的所述圖像傳感器陣列的像素上的光，其中所述第二已窗口化幀表示入射到 包括小于總數(shù)的50%的所述圖像傳感器陣列的像素的像素組上的光，其中所述成像透鏡是 能夠限定多個最佳焦點距離的可變焦成像透鏡，并且其中標記讀取終端可操作以便所述可 變焦成像透鏡在所述觸發(fā)信號保持有效的時間期間在第一和第二最佳焦點距離設置之間
19被移動，所述第一最佳焦點距離比所述第二最佳焦點距離相對更短，所述標記讀取終端進 一步可操作以便所述可變焦成像透鏡在所述第一幀的曝光期內被控制在所述第一最佳焦 點距離下，所述標記讀取終端進一步可操作以便所述可變焦成像透鏡在所述第二已窗口化 幀的曝光期內被控制在所述第二最佳焦點距離下；以及其中所述手持式標記讀取終端可用來處理所述連續(xù)的幀中的幀來試圖對可解碼 標記進行解碼。C2.如權利要求C1所述的標記讀取終端，其中所述成像透鏡是可變形透鏡或不可 變形的液體透鏡之一。C3.如權利要求C1所述的標記讀取終端，其中所述第一幀是表示入射在所述圖 像傳感器陣列的連續(xù)像素組上的光的已窗口化幀，其中所述的連續(xù)像素組包括小于總數(shù)的 80 %的所述圖像傳感器陣列的像素。C4.如權利要求C1所述的標記讀取終端，其中所述終端可操作以便所述終端在滿 足預定標準時有條件地捕獲所述第二已窗口化幀。D1. 一種標記讀取終端包括具有二維圖像傳感器陣列的圖像傳感器集成電路，所述二維圖像傳感器陣列包括 在所述二維圖像傳感器陣列上布置的彩色圖案濾光片和多個像素，標記讀取終端包括像素 合并模塊來對表示入射在所述圖像傳感器陣列的多個像素的塊上光的信號值求和；成像透鏡，用于聚焦目標可解碼標記的圖像到所述圖像傳感器陣列上；手持式外殼，封裝所述二維圖像傳感器陣列，所述標記讀取終端可用于通過操作 者手動激活觸發(fā)信號；其中所述手持式標記讀取終端在圖片拍攝模式和標記解碼模式下操作，所述標記 讀取終端進一步可操作以便在圖片拍攝模式有效的情況下當所述終端被用于捕獲連續(xù)的 幀時，所述像素合并模塊沒有被啟用，從而在圖片拍攝模式有效的情況下所捕獲的所述連 續(xù)的幀包括彩色圖像數(shù)據(jù)，所述標記讀取終端進一步可操作以便在標記解碼模式有效的情 況下當所述終端被用來處理所述連續(xù)的幀時所述像素合并模塊是啟用的，以便在標記解碼 模式有效的情況下所處理的所述連續(xù)的幀包括包含單色圖像數(shù)據(jù)的已像素合并幀來經(jīng)受 標記解碼嘗試。D2.如權利要求D1所述的標記讀取終端，其中所述成像透鏡是可變形透鏡或不可 變形的液體透鏡之一。當參照多個具體實施例描述本發(fā)明時，應該理解的是，本發(fā)明的真正精神和范圍 只應針對可由本說明書支持的權利要求來確定。此外，盡管在系統(tǒng)、設備和方法被描述為具 有特定數(shù)目的元件的很多情況下，將理解的是，可用比所提及的特定數(shù)目的元件要更少的 元件來實踐這樣的系統(tǒng)、設備和方法。
權利要求
一種標記讀取終端包括具有二維圖像傳感器陣列的圖像傳感器集成電路，所述二維圖像傳感器陣列包括多個像素，所述標記讀取終端包括像素合并模塊，用于應用使用圖像信息值的函數(shù)，該圖像信息值表示入射在所述圖像傳感器陣列的多個像素上的光，所述標記讀取終端還包括窗口化模塊，以用于為讀出已窗口化幀而選擇性地定址所述圖像傳感器陣列的像素的子集；成像透鏡，用于聚焦目標可解碼標記的圖像到所述二維圖像傳感器陣列上；手持式外殼，封裝所述二維圖像傳感器陣列，所述標記讀取終端可用于通過操作者手動激活觸發(fā)信號；其中所述手持式標記讀取終端可操作以便在所述觸發(fā)信號保持有效的時間內，所述手持式標記讀取終端可以處理連續(xù)的幀，所述連續(xù)的幀包括已像素合并幀，所述連續(xù)的幀還包括已窗口化幀，該已窗口化幀具有表示入射在所述圖像傳感器陣列的像素組上的光的圖像數(shù)據(jù)，該像素組包括小于總數(shù)的50％的所述圖像傳感器陣列的像素，該已窗口化幀表示在目標基片的限定區(qū)域之內的標記，該目標基片的限定區(qū)域比在其中標記將由表示入射在所述圖像傳感器陣列的每個像素上的光的幀來表示的限定區(qū)域相對更??；其中所述手持式標記讀取終端可用于處理所述連續(xù)的幀中的幀來試圖對可解碼標記進行解碼。
2.如權利要求1所述的標記讀取終端，其中所述成像透鏡是能夠限定多個最佳焦點距 離的可變焦成像透鏡。
3.如權利要求1所述的標記讀取終端，其中所述成像透鏡是能夠限定多個最佳焦點距 離的可變焦成像透鏡，并且其中標記讀取終端可操作以便所述可變焦成像透鏡在所述觸發(fā) 信號保持有效的時間期間在范圍從較短程到較遠程的多個最佳焦點距離設置之間被移動， 所述標記讀取終端可操作以便所述可變焦成像透鏡在所述已像素合并幀的曝光期內被控 制為在所述較短程最佳焦點距離設置下。
4.如權利要求1所述的標記讀取終端，其中所述成像透鏡是能夠限定多個最佳焦點距 離的可變焦成像透鏡，并且其中所述標記讀取終端可操作以便所述可變焦成像透鏡在所述 觸發(fā)信號保持有效的時間期間在范圍從較短程到較遠程的多個最佳焦點距離設置之間被 移動，所述標記讀取終端可操作以便所述可變焦成像透鏡在所述已窗口化幀的曝光期內被 控制為在所述較遠程最佳焦點距離設置下。
5.如權利要求1所述的標記讀取終端，其中所述像素合并模塊包括被結合在所述圖像 傳感器集成電路中來對已經(jīng)累積在所述多個像素的塊上的電荷求和的模擬像素合并電路。
6.如權利要求1所述的標記讀取終端，其中所述像素合并模塊將與像素位置的塊相關 聯(lián)的圖像信息值求平均。
7.如權利要求1所述的標記讀取終端，其中所述像素合并模塊包括將與像素位置的塊 相關聯(lián)的多位像素值求和的CPU。
8.如權利要求1所述的標記讀取終端，其中所述成像透鏡是可變形透鏡或不可變形的 液體透鏡之一。
9.如權利要求1所述的標記讀取終端，其中所述標記讀取終端可用來捕獲全未像素合 并幀，所述全未像素合并幀具有特定的幀時間，其中所述已窗口化幀的幀時間小于所述特 定的幀時間。
10.如權利要求1所述的標記讀取終端，其中所述標記讀取終端可操作以便所述終端 在滿足預定標準時有條件地捕獲所述已窗口化幀。
11.如權利要求1所述的標記讀取終端，其中所述像素組是以所述圖像傳感器陣列的 中心為中心的連續(xù)像素組。
12.如權利要求1所述的標記讀取終端，其中所述成像透鏡是能夠限定多個最佳焦點 距離的可變焦成像透鏡，并且其中所述標記讀取終端可操作以便所述可變焦成像透鏡在所 述觸發(fā)信號保持有效的時間期間在范圍從較短程到較遠程的多個最佳焦點距離設置之間 被移動，所述標記讀取終端可操作以便所述可變焦成像透鏡在所述已像素合并幀的曝光期 內被控制為在所述較短程最佳焦點距離設置下，所述標記讀取終端進一步可操作以便所述 可變焦成像透鏡在所述已窗口化幀的曝光期內被控制為在所述較遠程最佳焦點距離設置 下。
13.一種標記讀取終端包括具有二維圖像傳感器陣列的圖像傳感器集成電路，所述二維圖像傳感器陣列包括多個 像素，所述標記讀取終端包括窗口化模塊，用于為讀出具有圖像數(shù)據(jù)的已窗口化幀選擇性 地定址所述圖像傳感器陣列的像素子集；成像透鏡，用于聚焦目標可解碼標記的圖像到所述圖像傳感器陣列上；手持式外殼，封裝所述二維圖像傳感器陣列，所述標記讀取終端可用于通過操作者手 動激活觸發(fā)信號；其中標記讀取終端可用于在所述觸發(fā)信號保持有效的時間期間捕獲連續(xù)的幀，其中所 述連續(xù)的幀包括第一幀和第二已窗口化幀，所述第一幀表示入射到比所述第二已窗口化幀 更多數(shù)目的所述圖像傳感器陣列的像素上的光，其中所述第二已窗口化幀表示入射到包括 小于總數(shù)的50%的所述圖像傳感器陣列的像素的像素組上的光，其中所述成像透鏡是能夠 限定多個最佳焦點距離的可變焦成像透鏡，并且其中標記讀取終端可操作以便所述可變焦 成像透鏡在所述觸發(fā)信號保持有效的時間期間在第一和第二最佳焦點距離設置之間被移 動，所述第一最佳焦點距離比所述第二最佳焦點距離相對更短，所述標記讀取終端進一步 可操作以便所述可變焦成像透鏡在所述第一幀的曝光期內被控制在所述第一最佳焦點距 離下，所述標記讀取終端進一步可操作以便所述可變焦成像透鏡在所述第二已窗口化幀的 曝光期內被控制在所述第二最佳焦點距離下；以及其中所述手持式標記讀取終端可用來處理所述連續(xù)的幀中的幀來試圖對可解碼標記 進行解碼。
14.如權利要求13所述的標記讀取終端，其中所述第一幀是表示入射在所述圖像傳感 器陣列的連續(xù)像素組上的光的已窗口化幀，其中所述連續(xù)像素組包括小于總數(shù)的80%的所 述圖像傳感器陣列的像素。
15.如權利要求13所述的標記讀取終端，其中所述終端可操作以便所述終端在滿足預 定標準時有條件地捕獲所述第二已窗口化幀。
全文摘要
本文涉及包括幀處理的標記讀取終端。描述了一種標記讀取終端，其可用于處理圖像數(shù)據(jù)的幀來試圖對可解碼標記進行解碼。幀可以是在觸發(fā)信號有效的時間期間和之后經(jīng)處理的連續(xù)的幀中的幀。這種連續(xù)的幀可以包括零個或多個已像素合并幀，零個或多個未像素合并幀，零個或多個已窗口化幀，和零個或多個未窗口化全幀。一種標記讀取終端還可以包括可變焦成像透鏡?？蓪υ摽勺兘钩上裢哥R進行控制，以便在已像素合并幀的曝光期內該可變焦成像透鏡被設定為短程焦點設置，并在已窗口化幀的曝光期內該可變焦成像透鏡被設定為遠程焦點設置。
文檔編號G06K7/10GK101877047SQ20091100017
公開日2010年11月3日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權日2008年12月16日
發(fā)明者E·C·布雷默, K·D·鮑爾, M·W·潘科夫, R·M·赫西, Y·P·王 申請人:手持產(chǎn)品公司