專利名稱：多角形信息編碼制品方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種經(jīng)改進(jìn)的光可讀(opticallyreadable)標(biāo)簽及其讀出系統(tǒng)，特別涉及一種附在或印制在一襯底上經(jīng)改進(jìn)的光可讀標(biāo)簽，用以在預(yù)定的二維數(shù)據(jù)陣列內(nèi)存儲信息，該數(shù)據(jù)陣列包括多個配置成預(yù)定的幾何圖形且至少具有兩種不同光學(xué)性能的多角形。
貨物、各種零部件、信件、包裹、集裝箱和一整套有關(guān)物品在裝運(yùn)或運(yùn)輸?shù)倪^程中往往需要給它們附上有關(guān)起運(yùn)站、航班號碼、目的地、品名、價值、部件號碼和許多其它類型資料的標(biāo)簽。在其它應(yīng)用場合，讀取附在這類物品的標(biāo)簽上印刷的編碼信息可以使物品銷售額和存貨清單的統(tǒng)計或電子現(xiàn)金出納機(jī)的操作自動化。這類編碼標(biāo)簽的其它用途包括郵件、包裹、行李等按規(guī)定路線的自動傳送和自動分類，以及在生產(chǎn)過程中在原料或零部件上附上注有制造說明的標(biāo)簽等等。這類物品的標(biāo)簽通常是用條形碼標(biāo)示，其中一種條形碼是通用制品代碼(UinversalProductCode)。還有其它種種條形碼系統(tǒng)都是本技術(shù)領(lǐng)域所公知的。
商業(yè)上現(xiàn)行的條形碼系統(tǒng)其數(shù)據(jù)密度一般不足以適應(yīng)目前和日益增長著的在面積愈來愈小的標(biāo)簽上對愈來愈多的信息進(jìn)行編碼的要求。通過減小各種條形碼系統(tǒng)中各條形碼的大小和間隔來增加數(shù)據(jù)密度所做的努力都未能解決這個問題;有一些光掃描儀其分辨能力足以檢測間隔為5密爾或更小的具反差性的條形碼，但這類光掃描儀從經(jīng)濟(jì)上考慮不宜制造，一來是由于標(biāo)簽印制過程中對容差固有的精密要求，另一方面是由于要分辨如此大小的二進(jìn)制位編碼的條形碼需要有復(fù)雜的光學(xué)儀器，另一方面，要容納數(shù)量日益增加的數(shù)據(jù)必須制造極大的條形碼標(biāo)簽，結(jié)果必然使這類檢簽不能緊湊得足以附在小型物品上。另一項(xiàng)重要因素是標(biāo)簽媒體(例如紙)的成本。小標(biāo)簽的紙張成本就要比大標(biāo)簽低，這項(xiàng)成本在大量生產(chǎn)中是個重要因素。
如果不用條形碼的話，也可以采用象美國專利3，553，438的那種采用配置成輻射形的楔形編碼元件的圓形格式，或象美國專利3，971，917和3，916，160的那種黑白二進(jìn)制位編碼同心環(huán)，還有象美國專利4，286，146的那種由成排成行的數(shù)據(jù)編碼方塊或長方塊構(gòu)成的格網(wǎng)，象美國專利4，634，850的那種以許多單元的形式配置形成彼此有規(guī)則地間隔一定間距的格網(wǎng)的細(xì)微點(diǎn)群，和象美國專利4，448，679所述的那一種由許多點(diǎn)或元素組成的稠密擠在一起的多色數(shù)據(jù)區(qū)。上述實(shí)例中所述的某些編碼系統(tǒng)和其它現(xiàn)有技術(shù)中公知的編碼系統(tǒng)，其主要的缺陷是數(shù)據(jù)密度不足，例如由矩形或方形盒組成的編碼圓形格式和格網(wǎng)的情況就是如此。另一方面，在上面談到的那種由微細(xì)點(diǎn)或多色元素組成的格網(wǎng)的情況下，這類系統(tǒng)由于需要有專門的定向和運(yùn)輸裝置，因而限制了它們在高度控制的讀取環(huán)境中的應(yīng)用。
現(xiàn)代的輸送機(jī)系統(tǒng)由于皮帶的寬度達(dá)例如3至4英尺，皮帶速度接近每秒100英寸或以上，所載送的是其上附有信息標(biāo)簽且高度不同的包裹，而且由于需要使用大致一英寸見方的小型價廉的緊湊標(biāo)簽，因此目前努力的重點(diǎn)是放在能探測出這些快速移動著的包裹等上面的數(shù)據(jù)編碼標(biāo)簽的位置并讀取這些標(biāo)簽的光學(xué)系統(tǒng)和譯碼系統(tǒng)。在只探測標(biāo)簽圖象的光掃描儀中存在著一些難題。此外一旦找出或識別出標(biāo)記圖象，就必須在進(jìn)行下一步工序之前對處在輸送系統(tǒng)中的包裹上精確地對標(biāo)簽圖象進(jìn)行譯碼，這往往是在幾分之一秒內(nèi)進(jìn)行的。這些問題使對這樣一種裝置的需要提到議事日程上來了，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，動作迅速，成本低廉，當(dāng)裝設(shè)得可以掃描整個輸送機(jī)皮帶的光掃描述的視野中出現(xiàn)數(shù)據(jù)編碼標(biāo)簽時，該裝置即能發(fā)出信號。這個特點(diǎn)將與下面更詳細(xì)介紹的高密度數(shù)據(jù)陣列最好地結(jié)合起來。
包含探測目標(biāo)的數(shù)據(jù)陣列是公知技術(shù)，舉例說，同心幾何圖形，包括環(huán)形、方形、三角形、六角形以及它們的許多各種變形，如美國專利3，513，320和3，603，728中所述的那些。美國專利3，693，154和3，801，775也介紹了用包括同心圓等的符號作為標(biāo)記和位置指示符號的作法，這些符號是附在準(zhǔn)備用光掃描的物品上。但這些系統(tǒng)是采用兩種單獨(dú)的符號來確定數(shù)據(jù)區(qū)的標(biāo)記及其位置的，因而使檢測該諸符號需用的邏輯電路更加復(fù)雜，而且還降低了有關(guān)數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)運(yùn)載能力。另外，當(dāng)采用兩種符號時，其中一個的損壞，導(dǎo)致確定數(shù)據(jù)區(qū)的位置和從數(shù)據(jù)區(qū)中恢復(fù)信息的附帶能力的問題。在后一種系統(tǒng)中，在具有數(shù)據(jù)運(yùn)載能力有限的數(shù)據(jù)編碼線性標(biāo)記的數(shù)據(jù)道兩端應(yīng)用了分開著的位置標(biāo)記和定向標(biāo)記。
上述各系統(tǒng)通常是用一個光傳感器進(jìn)行掃描的，該光傳感器能產(chǎn)生對應(yīng)于數(shù)據(jù)陣列所反射的光的強(qiáng)度變化、位置符號和定向符號的視頻信號輸出。這類系統(tǒng)的視頻輸出經(jīng)數(shù)字化之后具有可與預(yù)定的位系列匹配的特定位組合圖形。但這些系統(tǒng)具有這樣的缺陷，即需要有兩個獨(dú)立的符號，用以首先查明圖象的情況，然后確定其定向。此外必須將數(shù)字化了的光傳感器信號輸出與表示位置符號和定向符號的預(yù)定位序列匹配起來的方法是要比本發(fā)明的方法和系統(tǒng)更容易在閱讀時出差錯，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)的標(biāo)簽探測系統(tǒng)所提供的探測目標(biāo)信號電平特性是固定不變的。
美國專利3，553，438公開了一種由一系列同心圓組成、探測的目標(biāo)安置在中心的圓形數(shù)據(jù)陣列。這種探測目標(biāo)提供了用光傳感器獲取圓形標(biāo)簽、確定其幾何中心、從而確定圓形數(shù)據(jù)陣列的幾何中心的一種方法。這是通過工作時能識別表面探測目標(biāo)的牛眼狀圖形的脈沖型式的邏輯線路進(jìn)行的。但和條形碼一樣，數(shù)據(jù)陣列的數(shù)據(jù)容量有限，且這種系統(tǒng)需要第二個圓形掃描程序。在這樣一種數(shù)據(jù)容量有限的系統(tǒng)中同時采用線性掃描和圓形掃描，雖然在數(shù)據(jù)容量方面比一般的條形碼稍微有些增加，但卻使問題復(fù)雜化，這是我們所不希望有的。
為提高數(shù)據(jù)陣列的數(shù)據(jù)運(yùn)載能力，有人研究出了一種采用許多高密度彩色點(diǎn)群的代碼，如美國專利4，488，679中所介紹的那一種。但美國專利4，488，679所介紹的那種系統(tǒng)需要使用手持式光掃描儀，因而完全不可能對高速傳送帶上輸送的快速移動著的數(shù)據(jù)陣列進(jìn)行記錄和譯碼。與此類似，如美國專利4，634，850所述的那一種采用細(xì)微數(shù)據(jù)編碼點(diǎn)的高密度編碼系統(tǒng)，需要特殊的運(yùn)輸裝置，以便確保數(shù)據(jù)陣列按特定的方向移動，而不是象在輸送機(jī)皮帶等上面輸送的包裹那樣只是無規(guī)則地定向移動。因此編碼標(biāo)簽必須應(yīng)用與標(biāo)簽傳送裝置連接的線性掃描儀逐個數(shù)據(jù)道地讀出，以便妥善地譯出標(biāo)簽上的編碼信息。此外在該專利中，為了可以閱讀卡片，必須妥善地譯出標(biāo)簽上的編碼信息。必須極其小心地控制卡片相對于傳感器的位置。
在產(chǎn)生條形碼系統(tǒng)的技術(shù)中也有人采用多重彩色來解決掃描極小條紋時所遇到的光學(xué)問題。美國專利4，443，694介紹了一種利用兩種以上光學(xué)性能來對數(shù)據(jù)陣列中的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的條形碼，例如采用黑、灰、白相間的條紋。這種系統(tǒng)雖然比早先的一些條形碼系統(tǒng)有進(jìn)步，但卻達(dá)不到本說明書所述的本發(fā)明的那種緊湊性和數(shù)據(jù)密度。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)編碼系統(tǒng)具有上述缺陷，因此本發(fā)明的主要目的是要提供一種新型的經(jīng)改進(jìn)的小型高信息密度的光可讀(即可用光來讀出的)標(biāo)簽。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種新型的經(jīng)改進(jìn)的每平方英寸標(biāo)簽面積可編以大約100個具有高度差錯保護(hù)的字母數(shù)字字符代碼的光可讀標(biāo)簽。
本發(fā)明的又另一個目的是提供這樣一種新型的經(jīng)改進(jìn)的小型光可讀標(biāo)簽，這種標(biāo)簽附在高速輸送機(jī)系統(tǒng)上傳輸著的包裹等之類的物品上時可以用光傳感器讀出而無需顧及輸送機(jī)上包裹的取向情況或其上附有光可讀標(biāo)簽的所述包裹的高度變化。
與本發(fā)明有關(guān)的一個目的是提供一種光可讀標(biāo)簽與譯碼系統(tǒng)的組合體，使得即使標(biāo)簽處于傾斜、卷曲、翹曲、部分磨損或部分撕破的情況下，也能可靠地將編碼譯出。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種確定高速通過光傳感器底下的標(biāo)簽的位置、并以高度的數(shù)據(jù)完整性譯出所述標(biāo)簽的代碼的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種經(jīng)改進(jìn)的對小型高信息密度經(jīng)改進(jìn)的光可讀標(biāo)簽進(jìn)行編碼的方法，該方法是將待編碼的信息分成若干較高或較低優(yōu)先級的消息，以形成不同層次的消息，這些不同層次的消息都是分別加以錯誤保護(hù)的，以確保編碼信息的完整性。
本發(fā)明的另一個目的是提供對小型高密度經(jīng)改進(jìn)的光可讀標(biāo)簽進(jìn)行編碼和譯碼的經(jīng)改進(jìn)的一些方法和設(shè)備，包括錯誤校正能力，以恢復(fù)誤讀或遺漏的信息，而且這樣做時優(yōu)先照顧高優(yōu)先級的編碼消息。
本發(fā)明的另一個目的是用一般的印刷方法制造成本經(jīng)濟(jì)的光可讀標(biāo)簽，并用較便宜的邏輯線路譯出該標(biāo)簽的代碼。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將在下述說明書中可以發(fā)現(xiàn)。
本發(fā)明包括一種光可讀標(biāo)簽以及對這種光可讀標(biāo)簽進(jìn)行編碼和譯碼的一些方法和設(shè)備，該光可讀標(biāo)簽用以存儲以二進(jìn)制位形式編碼的數(shù)據(jù)，標(biāo)簽本身包括一預(yù)定的二維數(shù)據(jù)陣列，該二維數(shù)據(jù)陣列則是由多個毗鄰、部分毗鄰或不毗鄰配置成預(yù)定二維圖形且具有至少兩種不同光學(xué)性能的信息編碼多角形組成。
本發(fā)明的光可讀標(biāo)簽可包括成預(yù)定二維幾何陣列的多角形，其中該多角形的幾何中心處在預(yù)定二維陣列如下面更充分?jǐn)⑹龅降母飨嘟惠S線的最高點(diǎn)，且各多角形具有至少兩種不同光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能。這種光可讀標(biāo)簽的多角形可以是正多角形或非正多角形，且光可讀標(biāo)簽上的二維多角形陣列可以在標(biāo)簽平面上具有兩個或兩個以上在角度上為等間距或不等間距的軸線。
光可讀標(biāo)簽可印制以完全毗鄰、部分毗鄰或不毗鄰配置的多角形圖形。后兩種圖形自然而然地在光可讀標(biāo)簽上在毗鄰的多角形之間形成多個間隙空間。這些間隙空間可以具有與多角形的兩個或兩個以上光學(xué)性能相同或不同的光學(xué)性能。毗鄰的五邊或五邊以上多角形的二維陣列都可用作本發(fā)明光可讀標(biāo)簽的圖形。此外，部分毗鄰或不毗鄰具有三個邊或三個邊以上的正或非正多角形二維陣列，當(dāng)預(yù)先配置在這類陣列的預(yù)定軸線上時，都可按本發(fā)明的方法進(jìn)行編碼和譯碼。
除上述各種幾何多角形單元、該諸多角形單元的配置方式和由這類多角形單元配置方式形成的光可讀標(biāo)簽之外，本發(fā)明的光可讀標(biāo)簽也可含有一由一系列具有光學(xué)性能的同心環(huán)組成的探測目標(biāo)，供協(xié)助在附有光可讀標(biāo)簽的物品上找出光可讀標(biāo)簽的位置之用，尤其是在動態(tài)式標(biāo)簽讀出系統(tǒng)中。
在本發(fā)明的一個最佳實(shí)施例中，數(shù)據(jù)陣列包括大約一英寸見方通常呈方形的陣列，該陣列具有成行成列毗鄰配置的六角形，探測目標(biāo)配置在中心位置，探測目標(biāo)的幾何中心確定了數(shù)據(jù)陣列的幾何中心。探測目標(biāo)可以取一系列具有這樣一些將學(xué)性能的幾何形狀的任何形狀，即當(dāng)光傳感橫貫通過探測目標(biāo)的幾何中心的線性掃描線而掃描該幾何圖形的探測目標(biāo)時，探測目標(biāo)會產(chǎn)生易于識別的視頻信號。在一個最佳實(shí)施例中，探測目標(biāo)是一系列反射率明顯不同的同心環(huán)，這些同心環(huán)受到線性掃描時會產(chǎn)生周期性的視頻信號。在對數(shù)據(jù)陣列定位和譯碼的方法中采用模擬濾波器件可以將光傳感器所產(chǎn)生的信號直接與預(yù)定的頻率進(jìn)行比較，因而可以快速而精確地將它們的頻率加以匹配，從而確定附在襯底上的數(shù)據(jù)陣列的位置。接著將來自光傳感器表示信息編碼標(biāo)簽的模擬電信號輸出進(jìn)行數(shù)字化和譯碼。利用一個模擬帶通濾波的步驟可以無需對信息編碼標(biāo)簽進(jìn)行譯碼就可以進(jìn)行標(biāo)簽探測。定出探測目標(biāo)中心的位置可以確定數(shù)據(jù)陣列上的某一參考點(diǎn)。如果探測目標(biāo)的中心位于標(biāo)簽中心，則可以同時確定探測目標(biāo)和數(shù)據(jù)陣列的中心。在實(shí)施本課題的發(fā)明時最好將探測目標(biāo)安置在標(biāo)簽中心，但并不是非這樣做不可。
當(dāng)利用三種反射性能(例如黑、白和灰色)對六角形進(jìn)行編碼時，本發(fā)明的光可讀標(biāo)簽?zāi)茉诖蠹s一英寸見方的面積上對100個或高達(dá)幾百個以上具錯誤保護(hù)的字母數(shù)字字符進(jìn)行編碼。采用具一定光分辯能力的傳感器時，本發(fā)明系統(tǒng)的信息記錄密度比條形碼系統(tǒng)的大。舉例說，若將一個高分辯能力的光傳感器與本發(fā)明的系統(tǒng)配用，則在一平方英寸內(nèi)可以對幾百個字母數(shù)字字符進(jìn)行編碼?；蛘哂帽景l(fā)明的系統(tǒng)用分辯能力較低的傳感感器在每平方英寸的面積內(nèi)也不難檢測出100個字符。
只要利用兩種或兩種以上的光學(xué)的反差性能就可以制造出本發(fā)明的不同數(shù)據(jù)密度的光可讀標(biāo)簽。當(dāng)數(shù)據(jù)密度增加，而且本發(fā)明的系統(tǒng)中包含探測目標(biāo)時，比起采用條形碼讀出系統(tǒng)就需要更為復(fù)雜的掃描儀并增設(shè)更完善的譯碼等法以讀出編碼的消息。
在本發(fā)明中，數(shù)據(jù)編碼可以通過將來自二進(jìn)制位流的多個二進(jìn)制位編碼成一群毗鄰的六角形來進(jìn)行，其中各六角形具有兩種光學(xué)性能中的至少一種光學(xué)性能，但編碼也可以按逐個六角形地進(jìn)行。數(shù)字位流可以根據(jù)手動輸入的數(shù)據(jù)或者轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制位流的數(shù)據(jù)而由計算機(jī)產(chǎn)生，或作為預(yù)先記錄好的數(shù)字位流而提供。待編碼的數(shù)據(jù)系按預(yù)定的順序并在數(shù)據(jù)陣列預(yù)定的地區(qū)進(jìn)行位映象以增加它們在光學(xué)性能不同的六角形之間的轉(zhuǎn)變(transition)次數(shù)。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，待編碼的信息組系劃分成高優(yōu)先級和低優(yōu)先級的消息，這些消息分別映象入數(shù)據(jù)陣列的不同地區(qū)。高優(yōu)先級的消息也可以在低優(yōu)先級的消息區(qū)復(fù)制，以減少因污跡、撕裂、褶皺和其它對數(shù)據(jù)陣列造成的損壞所引起的掃描誤差而導(dǎo)致高優(yōu)先級消息丟失的可能性。高優(yōu)先級消息是在數(shù)據(jù)陣列靠近包含在最佳實(shí)施例中的探測目標(biāo)的中心區(qū)進(jìn)行編碼的，目的是為了保護(hù)消息免受損傷，而這在數(shù)據(jù)陣列的外圍地區(qū)是更容易發(fā)生的。數(shù)據(jù)陣列最好具有校正錯誤的能力，這可利用本發(fā)明運(yùn)載信息的巨大能力付諸實(shí)施，以確保對消息進(jìn)行譯碼時數(shù)據(jù)高度的完整性。
在實(shí)施本發(fā)明時，可應(yīng)用具有足夠密度的象元格網(wǎng)來印制具不同光學(xué)性能六角形的標(biāo)簽，但在不脫離本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)的情況下也可以采用其它印刷方法。對象元格網(wǎng)進(jìn)行位映象，使得在印制標(biāo)簽時，可以預(yù)定各六角形的光學(xué)性能，從而可以對它們在以后進(jìn)行譯碼，將對各六角形進(jìn)行編碼時所指定的數(shù)據(jù)復(fù)原。這種印刷方法是本技術(shù)領(lǐng)域所周知的，印制本發(fā)明所要求的光學(xué)性能的六角形時可采用一般打印機(jī)和位映象技術(shù)。
本發(fā)明提供了一種經(jīng)改進(jìn)的檢索在形成數(shù)據(jù)陣列的多角形(最好是六角形)的位映象陣列中編了碼的數(shù)據(jù)的新方法?？梢粤钣芯幋a的標(biāo)簽通過預(yù)定的照光區(qū)，并借助于一個電子操縱的光傳感器進(jìn)行光掃描，或者用一個手持式掃描器在標(biāo)簽上掃描。光傳感器產(chǎn)生一個對應(yīng)于標(biāo)簽?zāi)巢课粋€別反射性能的模擬電信號，由光傳感器的各象元將該模擬電信號記錄下來。光傳感器的模擬信號首先借助于一模擬濾波器與一預(yù)定的頻率值進(jìn)行比較，該預(yù)定的頻率值對應(yīng)于預(yù)定的探測目標(biāo)在數(shù)據(jù)陣列上出現(xiàn)時的頻率值。如果它們匹配良好，就可以探測出標(biāo)簽來，并確定出探測目標(biāo)的中心，從而也確定出數(shù)據(jù)陣列的參考點(diǎn)。同時由一模-數(shù)轉(zhuǎn)換器連續(xù)地將模擬信號進(jìn)行數(shù)字化，并存儲在圖象緩沖區(qū)中。所存儲的表示整個標(biāo)簽的數(shù)字化數(shù)據(jù)留待以后在譯碼過程中再進(jìn)行處理。
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)由存儲程序邏輯電路變換成具有不同光學(xué)性能的六角形各界面的映象。在本發(fā)明的一個最佳實(shí)施例中，這是通過計算傳感器在各象元和圍繞該第一象元的一個預(yù)定的象元群所記錄的各反射性能強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差而進(jìn)行的。因此高標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)于具反差性六角形各界面的轉(zhuǎn)變區(qū)。
其它數(shù)據(jù)變換，包括確定六角形的取向、方向和間隔的濾波程序都是對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行的。此方法的一般步驟如下(1)濾除數(shù)字化圖象非線性變換部分(non-lineartransformedversion)。
(2)確定標(biāo)簽的取向，最好是通過確定圖象三個軸線的位置(如圖2所示)并確定哪一個軸線平行于標(biāo)簽的兩邊而進(jìn)行。
(3)求出各六角形的中心，并確定各中心的灰色梯度。
(4)將各灰色梯度變換成位流。
(5)也可以對該位流進(jìn)行錯誤校正;
(6)也可以將位流轉(zhuǎn)換成預(yù)定的字符組。
應(yīng)該指出的是，雖然本發(fā)明是就其應(yīng)用于具兩個或以上光學(xué)性能的六角形進(jìn)行介紹的，但本方法，特別是當(dāng)標(biāo)簽翹曲、撕破等時調(diào)節(jié)光學(xué)圖象的步驟，都可以應(yīng)用于其它型式的標(biāo)簽和其它多角形圖象單元。
從本發(fā)明的詳細(xì)說明中可以了解到本發(fā)明的其它目的和其它適用范圍。但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明諸最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明僅僅是以舉例說明的方式提出的，不應(yīng)視為對適合本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所進(jìn)行的更改和修改范圍的限制，這一點(diǎn)是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們都知道。


圖1是本發(fā)明同心環(huán)探測目標(biāo)的平面圖。
圖2是一個光可讀標(biāo)簽的部分平面圖，該標(biāo)簽具有毗鄰配置的一些六角形，供按照本發(fā)明對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼之用。
圖3是一個完整的光可讀標(biāo)簽的平面圖，該標(biāo)簽具有一些毗鄰配置具三種光學(xué)性能的六角形，供按照本發(fā)明對二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼之用，并且，包括探測目標(biāo)。
圖4是3個圖象單元×3個圖象單元的一群毗鄰六角形的平面圖，這些六角形可作為本發(fā)明最佳實(shí)施例的基本編碼單元。
圖5是一個群集映象圖，示出了用圖表表示的由33行和30列組成的數(shù)據(jù)陣列，形成11行和10列的由六角形組成的3圖象單元×3圖象單元群集的格網(wǎng)。
圖6是本發(fā)明的攝象機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理示意圖，該系統(tǒng)用以根據(jù)待檢測包裹的高度調(diào)節(jié)光傳感器的位置。
圖7是本發(fā)明譯碼過程的方框圖。
圖8是表示探測目標(biāo)定位過程的流程圖。
圖9是表示編碼和譯碼程序結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流的流程圖。
圖10是表示圖象處理各步驟的順序的流程圖。
圖11是以毗鄰各六角形的幾何中心位于一正六角形陣列各頂點(diǎn)而配置的毗鄰配置正六角形群集的平面圖。
圖12是以毗鄰各六角形的幾何中心位于一六角形陣列各頂點(diǎn)而配置的毗鄰非正六角形群集的平面圖。
圖13是以毗鄰各多角形的幾何中心位于一六角形陣列各頂點(diǎn)而配置的部分毗鄰配置的大致上呈六角形的多角形群集的平面圖。
圖14是以毗鄰各多角形的幾何中心位于一六角形陣列各頂點(diǎn)而配置的毗鄰配置的大致上呈六角形的多角形群集的平面圖。
圖15是本發(fā)明的一種光可讀標(biāo)簽的平面圖，該光可讀標(biāo)簽具有多個毗鄰配置著的大致上呈六角形的多角形和一個探測目標(biāo)，各毗鄰多角形的幾何中心位于一六角形陣列的各頂點(diǎn)。
圖16是以相鄰各正方形的幾何中心位于一六角形陣列各頂點(diǎn)而配置的相鄰配置的正方角形群集的平面圖。
圖17是不毗鄰配置的矩形群集的平面圖，所述各矩形之間形成間隙空間，各相鄰矩形的幾何中心位于一六角形陣列的各頂點(diǎn)。
圖18是不毗鄰配置的多角形群集的平面圖，所述各多角形之間形成間隙空間，各相鄰多角形的幾何中心位于一六角形陣列的各頂點(diǎn)。
圖19是在行和列上交錯毗鄰配置的正方形群集的平面圖，各相鄰正方形的幾何中心位于一六角形陣列的各頂點(diǎn)。
圖20是部分毗鄰配置的八角形群集的平面圖，各八角形之間形成間隙空間，各相鄰八角形的幾何中心位于一矩形陣列的各頂點(diǎn)。
由于信息可以根據(jù)按預(yù)定順序和陣列配置成蜂窩圖形的毗鄰六角形或“圖象單元”的具反差性的顏色進(jìn)行編碼，因而存儲在標(biāo)簽上的信息可借助于電光傳感器予以還原。以各毗鄰多角形的幾何中心位于一六角形或其它預(yù)定陣列的各頂點(diǎn)而配置的六角形以外的多角形單元也同樣可以用來對光可讀標(biāo)簽上的信息進(jìn)行編碼。這類多角形單元，當(dāng)排列得使它們各自的中心處在二維幾何陣列的預(yù)定位置，且通過給多個這類多角形單元分派不同的光學(xué)性能按預(yù)定順序進(jìn)行編碼時，可以用一個電光傳感器“讀取”，然后按本發(fā)明下面即將談到的方法進(jìn)行譯碼。
本發(fā)明的多角形圖象單元是由一閉合虛線形成的信息編碼單位，這些圖象單元系按預(yù)定的二維圖形排列在光可讀標(biāo)簽上。采用各式各樣的多角形和各種幾何圖形的陣列(例如六角形、矩形或正方形陣列)的標(biāo)簽構(gòu)形都可用以實(shí)施本發(fā)明。
各“毗鄰配置的多角形”是以各毗鄰多角形的幾何中心位于一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)而配置的多角形，且這類多角形的各邊緣與各直接毗鄰的多角形的邊緣接觸，互相之間不留下間隙。各“部分毗鄰配置的多角形”是以各相鄰多角形的幾何中心位于一預(yù)定二維陣列的各頂點(diǎn)而配置的多角形，且這些多角形系沿它們各自的邊緣與周圍其它的多角形在某處分開，從而在光可讀標(biāo)簽上的所述多角形之間分布有多個間隙空間。各“不毗鄰配置的多角形”是以相鄰各多角形的幾何中心位于一預(yù)定的二維陣列而配置、且單個多角形的邊緣不與所述多角形周圍的多角形的邊緣接觸的多角形。此外，各多角形單元和各毗鄰多角形的各中心所在的預(yù)定二維格網(wǎng)或陣列，在構(gòu)型上可以是具有不等間距軸線的非正多角形或者具有有等間距軸線的正多角形。這類二維陣列軸線可能與多角形單元的對稱軸線(如有的話)無關(guān)。
由于信息可以根據(jù)按預(yù)定順序和陣列配置成蜂窩圖形的毗鄰六角形或“圖象單元”的具反差性的顏色進(jìn)行編碼，因而存儲在標(biāo)簽上的信息可借助于電光傳感器予以還原。
本發(fā)明的標(biāo)簽中采用了六角形圖象單元，用六角形對標(biāo)簽上的信息進(jìn)行編碼具有如下的好處(1)對一定的光分辨能力來說，六角形比其它多角形更容易密實(shí)地拼在一起。舉例說，在一定的分辨能力下，方形的各角落是更難以分辨的，因而在另一種情況下就需用多余的光分辨能力來“讀取”方形圖象。圓形對光分辨能力最理想，但會白白浪費(fèi)掉毗鄰圓形之間的空隙，而且會使標(biāo)簽圖象的處理和印制復(fù)雜化，因?yàn)樾枰o這些空隙規(guī)定某一光學(xué)性能。六角形與圓形或其它多角形(包括八角形、方形和三角形等)相比，能使信息的記錄密度達(dá)到最佳情況。方形和三角形都有問題，因?yàn)樗鼈兊母鹘鞘卿J角。圓形和八角形也有問題，因?yàn)槔速M(fèi)掉了毗鄰圓形或八角形之間的空隙。
(2)鄰接著的六角形組成的格網(wǎng)有三個軸線。采用方形或矩形的標(biāo)簽時，六角形的主軸線就可安置得使其與標(biāo)簽的一邊成預(yù)定的關(guān)系。如此安置六角形格網(wǎng)的主軸線可以借助于格網(wǎng)對該主軸線的關(guān)系方便地讀取在六角形中編碼的數(shù)據(jù)。
這里所使用的“標(biāo)簽”一詞包括具有適當(dāng)粘性背襯，準(zhǔn)備附到包裹或制品上和集裝箱或其它物品的外表面的分立附件，光可讀的信息即按本發(fā)明印制在分立附件上。
這里所使用的“光可讀數(shù)據(jù)陣列”“或數(shù)據(jù)陣列”是指具有兩種或兩種以上光學(xué)性能鄰接著的六角形或其它多角形圖象單元組成的圖形，用以以可檢索的形式根據(jù)六角形或多角形的各光性能和彼此的空間關(guān)系對一組數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。通過印制而使其包括該可還原的信息的六角形或多角形，在這里稱之為“信息編碼”六角形或多角形，這是根據(jù)標(biāo)簽對信息進(jìn)行編碼的方式取名的。
六角形按彼此間的界面數(shù)目最多的方式鄰接以達(dá)到最佳的讀出方式和最大的信息存儲密度所組成的圖形叫做“蜂窩圖形”。
在本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)下可利用來印制數(shù)據(jù)陣列的各六角形或圖象單元具反差性的反射性能有各種各樣。這里使用的“印刷”一詞是指將具有預(yù)定光學(xué)性能的材料沉積到一襯底上，或采用“熱”印刷時，是指改變光學(xué)性能。“印制”也包括旨在將具有預(yù)定光學(xué)性能的材料淀積到襯底的一部分上的刪除過程，其中該襯底本身具有特殊的光學(xué)性能。舉例說，印制黑白的六角形圖象單元時，如果襯底是白的，則實(shí)際上只需要印制黑色的圖象單元。因此這里使用的“印制”或“印制了的”一詞的定義也包括白色六角形的圖象單元這個印制對象。
這里所使用的“光學(xué)性能”一詞是指印制在不同媒體上的圖象單元的光吸收性能、光反射性能和/或光的折射性能。在圖象單元系印制成黑色(高密度黑色油墨)、灰色(半黑色調(diào))和白色(在白色襯底上不印刷)時(如本發(fā)明最佳實(shí)施例的情況)，則我們說本發(fā)明具有三種光學(xué)性能。
又，這里所使用的并參照圖1使用的“一系列同心環(huán)”或“同心環(huán)”10是指兩個或以上的同心環(huán)12，其中一個環(huán)是由環(huán)的最小半徑“r”所確定的圓形區(qū)的內(nèi)部部位。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理畫出的可用電光的方式加以掃描的標(biāo)簽的一部分。從圖2可以看到，該標(biāo)簽由許多毗鄰印制的六角形圖象單元組成，形成蜂窩圖形。每一個六角形都標(biāo)以編號20，且由六個相等的邊22組成。六角形的各內(nèi)角也都相等，等于120度。在圖示的實(shí)施例中，該六角形形有一個垂直軸線y-y和一個水平軸線x-x。由于正六角形的幾何性質(zhì)，六角形20的x-x軸線的長度略比六角形20的y-y軸線的長度小。
在本發(fā)明的一個最佳實(shí)施例中，如圖3中所示，當(dāng)采用大致1英寸×1英寸見方的標(biāo)簽30時，(考慮到在該最佳實(shí)施例中，標(biāo)簽的中心為一系列同心環(huán)組成的探測目標(biāo)35所占據(jù))六角形或圖象單元的數(shù)目大致為888個。這些彼此鄰接著的六角形20自然而然地形成由虛線31表示的水平行“R”，和由虛線33表示的垂直列“C”。在本實(shí)例中，1英寸×1英寸的標(biāo)簽總共有33個水平行“R”和30個垂直列“C”。各六角形的“直徑”約為0.8毫米。由于鄰接著的六角形拼在一起所具有的幾何性質(zhì)，因而界定著蜂窩圖形的方形周邊中的行“R”比列“C”多。
應(yīng)用圖2所示的六角形，可以看出，各六角形系按在列的方向上彼此交錯而重疊的方式排列，在垂直方向上每間隔一個的六角形其y-y軸線在一條直線上。間隔一段距離配置的各六角形20其y-y軸線與鄰接的位移一段距離的六角形的垂直外邊22成一直線。六角形20的y-y軸線平行于標(biāo)簽的兩個垂直邊32和34，如圖3所示。水平行“R”是通過在六角形20中點(diǎn)的X-X軸線測定的。
下面將更詳細(xì)地談到，六角形20是用一種印刷方法使其印制成具有兩種或以上光學(xué)性能(例如具反差性的顏色)的六角形。這些顏色可以是白色的25、黑色的26，還有可以是(但也是較理想的)灰色的27，如圖3中所示，雖然，其他具反差的顏色也可利用。也可僅用兩種具反差的顏色，如圖2所示的白25，黑26。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例，如圖3所示，采用白25，黑26和灰27。之所以選取白、黑、灰這樣特殊的色調(diào)，是為了達(dá)到電光傳感器易于識別的最佳反差?；疑荻认颠x擇得使其光學(xué)性能大致上在用以形成標(biāo)簽所用的白色和黑色的光學(xué)性能之間。
圖3的標(biāo)簽30可以采用一個最佳實(shí)施例中面積為1平方英寸的分立標(biāo)簽，或者若采用可接受的顏色背景(最好是白色)，則該標(biāo)簽可以直接印制在包裹表面，無需用分立標(biāo)簽。由于使其中一種具反差性的顏色具有可控制的光學(xué)性能背景這一點(diǎn)是很重要的，因而最好采用一個分立標(biāo)簽，因?yàn)檫@樣更易控制標(biāo)簽背景的顏色。
印制在標(biāo)簽上的各六角形要與標(biāo)簽的各邊平行，這一點(diǎn)在下面即將談到的以后確定標(biāo)簽主軸線的工序中很重要。標(biāo)簽系印制得使形成蜂窩形的六角形的y-y軸線平行于標(biāo)簽的垂直邊32和34，如圖3所示。
在“讀取”六角形陣列時，為了對包含在各六角形中的信息進(jìn)行譯碼，重要的一點(diǎn)是使毗鄰的六角形之間具有顯明的顏色反差?；谙旅鎸⒄劦降睦碛?，利用來對六角形進(jìn)行編碼的光學(xué)性能越少，則對六角形進(jìn)行譯碼所需用的掃描設(shè)備和軟件可能越簡單。但光學(xué)性能較少時也會降低標(biāo)簽的數(shù)據(jù)密度。為了妥善處理可存儲在標(biāo)簽上譯碼信息的信息量與多光學(xué)性能掃描標(biāo)簽的成本之間的矛盾，我們發(fā)現(xiàn)，最好將編碼六角形印制成具有三種光學(xué)性能即白，黑灰三色。若襯底或標(biāo)簽具有良好的白色背景，則白色六角形可通過不加油墨形成，于是實(shí)質(zhì)上只需印制黑色和灰色六角形。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，灰色六角形圖象單元是通過用黑色油墨印制該圖象單元形成的，但在這里所述的實(shí)例中，只有點(diǎn)陣式打印機(jī)象元格網(wǎng)的每第五個象元才是如此打印的。這是通過采用本技術(shù)領(lǐng)域周知的半色調(diào)算法進(jìn)行的。這樣打印機(jī)就可以印制象元的預(yù)定部分，來確定某給定的灰色六角形，而黑色六角形則需要印制確定該六角形的每一個象元。印制最佳實(shí)施例各標(biāo)簽所用的具體半色調(diào)算法包括在縮微膠片附錄第29頁39至48行中題為“標(biāo)簽”的源代碼一覽表中。
黑色六角形圖象單元可用一般黑色油墨印成。如下面即將談到的那樣，譯碼過程的掃描分析軟件總的確定了黑色、灰色和白色的反射率，因而無需再精確確定顏色。另一方面，若采用黑、灰、白以外的顏色或各種色調(diào)的灰色來形成四色或五色數(shù)據(jù)陣列，則必須更為仔細(xì)地控制油墨色調(diào)的反差以確?？梢詼y定出各種顏色之間在性能上的差別。應(yīng)該指出的是，采用黑色油墨是形成蜂窩形圖象單元組成的三種光學(xué)性能蜂窩形陣列最簡單和最容易的方法，也是本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
由于最佳實(shí)施例中的標(biāo)簽是方形的，而且由于六角形圖象單元固有性質(zhì)，因此蜂窩的各邊含有一些不完整的六角形56，如圖3中所示，這些不完整的六角形是不能用以載送任何有用的信息的。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，標(biāo)簽還含有一個探測目標(biāo)。探測目標(biāo)35(如圖3所示)包括一系列具有反差性顏色(以黑白表示)的同心環(huán)。黑環(huán)分別標(biāo)以42、46和48，白環(huán)分別標(biāo)以44、50和52。目標(biāo)最好安置在標(biāo)簽的幾何中心，使它不致在標(biāo)簽的周邊撕裂、變臟或損壞時易遭到損壞或破壞。此外，當(dāng)探測目標(biāo)處于標(biāo)簽中心時，在識別標(biāo)簽?zāi)繕?biāo)之前需要存儲來自標(biāo)簽的數(shù)據(jù)的圖象緩沖區(qū)(下面即將談到)，可以達(dá)到最小的尺寸。
探測目標(biāo)中所用同心環(huán)可以取不同的數(shù)目，但我們發(fā)現(xiàn)以取六個為宜、為佳，即六個同心環(huán)42、44、46、48、50和52以及它們從白變黑再變白時形成的界面。
要將各同心環(huán)所被指望計算出來的圖形與在讀取中的圖形進(jìn)行匹配，一般采用圖形相關(guān)技術(shù)(patterncorrealatingtechnigue)。達(dá)到匹配情況時，探測目標(biāo)的位置就確定下來了。下面將更詳細(xì)地介紹。結(jié)合本發(fā)明的最佳實(shí)施例制造和利用的具體濾波器可參看縮微膠片附錄第41頁第51至52行，第42頁第1至8行和第40頁第19至41行標(biāo)題為“FIND.C”的部分。
探測目標(biāo)可以是任何總直徑小于數(shù)據(jù)陣列的探測目標(biāo)，其面積可以是數(shù)據(jù)陣列面積的25%，而最好約為數(shù)據(jù)陣列面積的7%。探測目標(biāo)的面積最好盡量小，因?yàn)樗跇?biāo)簽上所占的那個部位不能載送編碼信息。在最佳實(shí)施例中，所印制出來的環(huán)的直徑系選取得使外環(huán)52的外周邊約為7.45毫米。例如，在圖3中，探測目標(biāo)35的面積約占標(biāo)簽30的1平方英寸表面積的大約7%。這樣，在一英寸見方的標(biāo)簽30上就可以印制出令人滿意的探測目標(biāo)35而不致過分地影響可在圍繞著探測目標(biāo)的六角形陣列中進(jìn)行編碼的信息量。和處在標(biāo)簽55外周邊的不完整六角形的情況一樣，與探測目標(biāo)56的外周邊鄰接的不完整的六角形是不利用來對信息進(jìn)行編碼的。各環(huán)的寬度最好與六角形的邊到邊(圖1中的X-X軸線)的距離相等，以便于分辨。環(huán)以六個為宜。這是便于將各環(huán)安置在最小標(biāo)簽面積、同時使得因標(biāo)簽上出現(xiàn)“虛假”的標(biāo)記和其它不在標(biāo)簽上的“虛假”標(biāo)記(例如在輸送機(jī)其它部位的標(biāo)記)而引起誤讀的可能性最小的合適數(shù)目。
探測目標(biāo)可以取同心環(huán)以外的其它形狀。舉例說，方形、螺旋形或六角形都可加以采用，以便使具反差性的同心圖形發(fā)生轉(zhuǎn)變，只要通過探測目標(biāo)的線性段會產(chǎn)生有規(guī)則的、預(yù)定的和可加以識別的顏色轉(zhuǎn)變，這個轉(zhuǎn)變易為電光傳感器所感測，為適當(dāng)?shù)臑V波器所測定即可。應(yīng)該指出的是，盡管螺旋形不是同心圓的集合體(這視乎螺旋線的大小和半徑而定)，但也可以達(dá)到極其近似同心圓的程度。目標(biāo)最好是一些同心環(huán)，因?yàn)橥ㄟ^掃描同心圓的中心所產(chǎn)生的信號，其頻率與沿通過同心環(huán)中心的任何方向的分段時相同。這使中心的識別過程更簡單(下面即將更詳細(xì)地介紹)，而且可以通過對掃描儀模擬或數(shù)字輸出的一維探測來識別探測目標(biāo)的位置，但本發(fā)明的方法也可以或在以后利用二維數(shù)字探測方式來提高數(shù)字信號分析的準(zhǔn)確度。
這里所使用的“同心環(huán)”一詞包括完整的環(huán)、半圓形的不完整環(huán)、圓心角在180度和360度之間的弧段和近似同心環(huán)的同心螺旋形。
鑒于各六角形可以三種不同的光學(xué)性能編碼，因此在最佳實(shí)施例中，可以在各六角形(log23)中對1.585“二進(jìn)制位”的信息進(jìn)行編碼。顯然若利用少于或多于三種的光學(xué)性能，則在各六角形中編碼的二進(jìn)制位數(shù)應(yīng)相應(yīng)地改變。通過編碼算法的構(gòu)成，使得數(shù)據(jù)密度接近最大值，并增加光學(xué)性能從一圖象單元至另一圖象單元的轉(zhuǎn)變次數(shù)，以利于下面即將談到的二維時鐘復(fù)原過程的進(jìn)行。
圖4是由9個六角形圖象單元組成的3圖象單元×3圖象單元集群60的示意圖，這是本發(fā)明最佳實(shí)施例所采用的基本編碼單元。這是一個值得推薦的編碼方法，但不是必不可少的。在本發(fā)明范圍內(nèi)也可以采用其它編碼單元。如下面即將更詳細(xì)談到的那樣，若該群集含有完整配套的9個六角形，則對六角形組成的3圖象單元×3圖象單元群集60進(jìn)行映象以對13位信息進(jìn)行編碼，或者若該群集由于具有不能用的六角形因而不不完整，則少于13位。在數(shù)據(jù)陣列包含大約888個六角形且探測目標(biāo)占標(biāo)簽面積的大約7%的1英寸見方的標(biāo)簽中，可以對大約1292位信進(jìn)行編碼。
在對各群集進(jìn)行編碼時，各群集60中的外底部六角形62和64(如圖4所示)在它們各自的光學(xué)性能上是受到限制的，因而它們被認(rèn)為總是與中間和鄰接的六角形66不同。因此在六角形62和64中，每個六角形只能編碼一個二進(jìn)制位。這樣，通過將11位編碼到其余七個六角形上有可能對群集60中的13位信息進(jìn)行編碼。鑒于映象7個六角形提供的組合比所應(yīng)用的組合多(即37＝2187個組合對211＝2048個組合)，某些組合(例如全黑、全灰、全白或大致上全黑、灰或白的組合)是不能用的。之所以要求六角形62和64與六角形66對比時呈具反差性的顏色，是為了保證時鐘復(fù)原步驟所要求的轉(zhuǎn)變和下面即將談到的可進(jìn)行也可不進(jìn)行的歸一化過程，并有助于下面即將談到的確定數(shù)據(jù)陣列水平排列的進(jìn)行。在編碼中的群集具有7個或8個六角形的場合，7個可用的六角形用11位進(jìn)行編碼，第八個六角形(如有的話)用1位進(jìn)行編碼。至于所有其它的部分群集，3位是在每一對六角形上進(jìn)行編碼，1位則在各剩下的單一六角形進(jìn)行編碼，這在下面還將更詳?shù)亟榻B。
因此可以看出，這種標(biāo)簽是一種效率特別高而且易讀出(借助于適當(dāng)?shù)膾呙柙O(shè)備和分析軟件)的標(biāo)簽，用以將密度極高的信息編碼成較便宜易印制的標(biāo)簽。應(yīng)該指出的是，最佳實(shí)施例應(yīng)用了33行×30列的六角形擠在一個一平方英寸的標(biāo)簽中，探測目標(biāo)大致占標(biāo)簽總表面積的7%。實(shí)際上，從9個六角形的群集可獲得13位信息，因而每一個圖象單元可獲得1.44位數(shù)據(jù)。由于編碼算法存在的其它限制，這個值比每六角形1.585位的理論值小，因?yàn)椴皇撬?7個圖形都處于使用狀態(tài)，且去除了某些在光學(xué)上最不希望有的圖象單元至圖象單元的轉(zhuǎn)變。
基于下面即將談到的原因，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，在對標(biāo)簽進(jìn)行編碼的過程中，最好加入某種程度的錯誤保護(hù)，從而使標(biāo)簽中實(shí)際可復(fù)原的信息量減少，以有利于譯碼過程中數(shù)據(jù)高度的完整性。
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們不難理解，上述采用六角形圖象單元的標(biāo)簽實(shí)施例是可以直接應(yīng)用于采用其它多角形圖象單元的光可讀標(biāo)簽的。上述所公開的“印制”六角形光學(xué)性能的一些方法同樣適用于印制其它多角形圖象單元的光學(xué)性能，無論是黑色、灰色(直到半色調(diào))或其它顏色。采用黑色和白色或灰色光學(xué)性能印制多角形圖象單元時，也同樣可以保持印制有六角形以外的多角形圖象單元的標(biāo)簽在數(shù)據(jù)密度方面的限制和好處。和含六角形的標(biāo)簽一樣，當(dāng)只采用兩種光學(xué)性能，特別是黑色和白色，來對多角形圖象單元中的信息進(jìn)行編碼時，印制有其它多角形編碼圖象單元的標(biāo)簽可以用不太復(fù)雜的掃描設(shè)備“讀出”，因?yàn)橛眠@些顏色所得出反差最大。
上述含六角形的標(biāo)簽的信息編碼方法和算法可直接應(yīng)用于印制有不同多角形圖象單元的標(biāo)簽。和含六角形的標(biāo)簽一樣，出現(xiàn)在光可讀標(biāo)簽邊緣的不完整多角形圖象單元，或在一系列同心環(huán)組成的探測目標(biāo)附近因部分磨損而形成的不完整的多角形圖象單元，是不用來對信息進(jìn)行編碼的。
由一系列毗鄰配置的六角形310組成的“蜂窩狀圖形”，其各幾何中心311同樣處在“六角形格網(wǎng)”或“六角形陣列”312的各頂點(diǎn)311A，如圖11所示。正六角形(即六個邊相等、六個內(nèi)角相等的六角形)所形成的六角形陣列其圖形同樣也是正六角形，該正六角形具有三個等間距彼此相差60度角的軸線(A1、A2和A3)。
若標(biāo)簽的六角形320不是正六角形，但卻是對稱的，例如，各六角形系沿兩個平行邊321、322延伸，則相鄰各六角形的幾何中心325所劃出六角形陣列327是一個非正六角形，如圖12所示。這種不是正六角形的陣列仍然會有三個軸線A1，A2，A3，但該三個軸線不會是等間距的，即三個軸線不會彼此相差60度角。
盡管圖12的六角形陣列實(shí)質(zhì)上不是正六角形，但它無論如何總是一個具有預(yù)定間距的二維幾何格網(wǎng)或陣列。因此位于六角形陣列各相交軸線各頂點(diǎn)的各六角形，其幾何中心的位置和間距也是預(yù)定的。于是可按下面即將談到的方式在譯碼過程中利用六角形陣列的幾何條件。具體地說，在對應(yīng)于光傳感器所檢測的圖象的經(jīng)變換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)上進(jìn)行的濾波工序系調(diào)節(jié)得使其反映該預(yù)定的標(biāo)簽幾何條件，從而可以用所檢測出的標(biāo)簽的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來重新精確地形成原來的格網(wǎng)。再形成過程還可以提供從六角形格網(wǎng)上丟失的各點(diǎn)。之所以發(fā)生格網(wǎng)各點(diǎn)丟失的現(xiàn)象是因?yàn)樵诠鈱W(xué)性能相同的各多角形之間不產(chǎn)生光學(xué)性能的轉(zhuǎn)變。
在圖12所示的那種非正六角形格網(wǎng)的情況下，最好能調(diào)整一下確定主軸線的步驟，即圖7中在該方法的傅里葉變換步驟之后的譯碼過程的步驟(3)(e)，以確定光可讀標(biāo)簽的主軸線。該標(biāo)簽的主軸線使各多角形的幾何中心在該軸線的間距與在另兩個軸線上的間距不同。
本發(fā)明與上述含六角形圖象單元的最佳實(shí)施例近似的標(biāo)簽構(gòu)型可采用某些多角形圖象單元。圖13例示了一個采用一些大體上象六角形，但實(shí)質(zhì)上為具20個邊的多角形而不是六角形的多角形圖象單元330的標(biāo)簽構(gòu)型。此外也可以印制其邊多于或少于20個的類似結(jié)構(gòu)的多角形。多角形330系部分毗鄰配置的，不象畫出它們所在的那些假想的六角形圖象單元331那樣毗鄰配置。
圖13標(biāo)簽實(shí)施例的間隙空間332可以、也可以不印制得使其具有與所編碼的多角形不同的光學(xué)性能。間隙空間并不載有編碼信息，因此它們的出現(xiàn)使得在給定光學(xué)分辨能力和性能等級情況下數(shù)據(jù)密度下降。此外若分布在各多角形之間的間隙空間其光學(xué)性能與各相鄰多角形的不一樣，則光傳感器能檢測出各多角形與各間隙空間諸光學(xué)性能之間更多的轉(zhuǎn)變，從而在下面即將詳述的譯碼過程中的變換領(lǐng)域會出現(xiàn)更高的時鐘信號能量。
由于圖13標(biāo)簽的各多角形系配置在具三個等間距軸線的六角形格網(wǎng)上，因而多角形圖象單元330的幾何中心333處在六角形陣列335的各頂點(diǎn)。各多角形中心的間隔、位置和空間取向是預(yù)定的，可以在譯碼過程的變換領(lǐng)域中檢測它們。具體地說，對表示光學(xué)傳感器從照光的標(biāo)簽圖象所檢測的光學(xué)性能的坐標(biāo)、間距和強(qiáng)度的變換數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波所使用的濾波器必須略加改變。這種改變是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所不難理解的。
圖13的標(biāo)簽采用大致上呈六角形的多角形。但由于它們極其近似六角形，因而具有中等分辨能力的光傳感器能將它們“讀”成六角形。但多角形330的幾何中心333確是處在六角形陣列335三個等間距軸線(A1、A2和A3)的各頂點(diǎn)上。
圖14示出了完全毗鄰配置的形狀類似(類似于圖13中的多角形330)的多角形圖形340。這些多角形340可如圖13中那樣由設(shè)想的六角形341來近似它們，但在真實(shí)的各多角形之間不存在間隙空間(圖13的332)。在實(shí)施本發(fā)明中，最好采用這種毗鄰的配置方式，這樣可以簡化譯碼過程，但這并不是勢在必行。可以看到，多角形340的各幾何中心342處在六角形陣列345的各頂點(diǎn)上。這里多角形340也和圖13中的多角形330一樣大致上呈六角形，在中等的光學(xué)分辨能力下也會呈六角形。
圖15是一個標(biāo)簽用每英寸200個象元的點(diǎn)陣式打印機(jī)打印出來時可以看到的放大圖。圖15的各多角形360是用這種點(diǎn)陣式打印機(jī)實(shí)際上印制出來以代替六角形所呈現(xiàn)的幾何圖形，之所以呈這種形狀是由于這種打印機(jī)的象元密度所造成的。用象元密度更大的打印機(jī)印制出來的圖形要比圖15上所示的多角形360更近似六角形。因此由于某些打印機(jī)固有的局限性，圖14的多角形340和圖15的多角形360很可能是用于含六角形圖象單元的標(biāo)簽的印制過最后形成的形狀，或想一次就印制成大致上呈六角形的這類多角形所做的努力的結(jié)果。這些基本上呈六角形的多角形的形狀使它們實(shí)際上可起相等于毗鄰配置的六角形編碼圖象單元的作用。
和圖3的情況一樣，圖15的光可讀標(biāo)簽也含有由一系列同心環(huán)371至376組成的探測目標(biāo)370。和圖3標(biāo)簽上的各六角形一樣，圖15中基本上呈六角形的多角形360系排列成“C”列和“R”行，該行和列分別以設(shè)想線361、362和363、364為界。此外和圖3的各六角形的情況一樣，圖15的各多角形的各幾何中心都處在為軸線A1、A2和A3等間距界定的六角形陣列的各頂點(diǎn)。因此圖15中所示的那種構(gòu)型的標(biāo)簽不難按下面所將談到的方法進(jìn)行編碼和譯碼。
若采用另外的標(biāo)簽幾何圖形，例如采用正方形或矩形陣列或其他類似形狀，則應(yīng)對下面即將談到的二維時鐘復(fù)原方法做一些調(diào)整。由于預(yù)定陣列的幾何條件不同，因而需要對二維時鐘復(fù)原方法中的濾波步驟所采用的濾波器進(jìn)行某些修改。各濾波器是對對應(yīng)于傳感器在圖象域內(nèi)讀出的多角形光學(xué)性能的經(jīng)變換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)上進(jìn)行濾波操作的。這種濾波方案的局部調(diào)整，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員是不難進(jìn)行的。在預(yù)定的二維陣列的各軸線不是等間距的情況下，或者其構(gòu)型是不規(guī)則的情況下，最好在對表示光學(xué)檢測出的圖象的數(shù)據(jù)數(shù)字進(jìn)行傅里葉變換之前先識別標(biāo)簽的主軸線。這是因?yàn)楦鞫嘟切蔚膸缀沃行难刂S線而分布的間距是不相等的。
非毗鄰配置的多角形也可用以產(chǎn)生本發(fā)明的光可讀標(biāo)簽。圖16例示了由正方形420組成的六角形陣列，這些正方形系非毗鄰配置，它們各自的幾何中心422處在由三個等間距軸線A1、A2和A3形成的六角形陣列的各頂點(diǎn)。顯然這種構(gòu)型是以來自設(shè)想的各六角形421的格網(wǎng)的六角形為基礎(chǔ)的構(gòu)型，這些六角形421可能與多角形420相重迭，因而形成多個間隙空間425。
與圖16中所示的正方形420類似的陣列可采用矩形形成。圖17例示了多個矩形430，它們成陣列地排列，得使其各相鄰的矩形的幾何中心處在由各相交軸線A1、A2和A3形成的六角形陣列的各頂點(diǎn)。這種六角形配置方式也可以借助于圖17中重迭在非毗鄰的各矩形430上的各設(shè)想六角形431而想象出來，因而在各矩形430之間產(chǎn)生間隙空間435。圖18同樣例示了一個非毗鄰配置的、由諸多角形440組成的標(biāo)簽，各相鄰多角形440的幾何中心442沿三個等間距的軸線A1、A2和A3上就位。非毗鄰配置的多角形，其幾何形狀是更易于想象出來，方法是以設(shè)想的各六角形441來重迭各五角形440，因而在各五角形440之間形成間隙空間445。
還可以形成另一種這樣的六角形陣列，陣列的各軸線A1、A2和A3等間距但不對應(yīng)于多角形圖形本身的各對稱軸線，而是相鄰各多角形的幾何中心處在陣列各相交軸線的各頂點(diǎn)上。這種配置方式如圖19中所示，它由一系列毗鄰配置的矩形450組成，各相鄰矩形的幾何中心451沿各軸線A1、A2和A3上就位。
同樣可以在預(yù)定的二維格網(wǎng)上配置更高階的多角形。圖20示出了一系列部分毗鄰配置的八角形460，在所述八角形460之間形成多個間隙空間461。各相鄰的八角形460的中心462位于相交的軸線A1和A2的頂點(diǎn)，從而形成可用以實(shí)施本發(fā)明的八角形460陣列。各間隙空間461可用不同于八角形460所用的光學(xué)性能印制。但這在本發(fā)明的實(shí)施中并不是勢在必行的，因?yàn)樵谧g碼方法中最重要的一點(diǎn)是位于由軸線A1和A2所形成的六角形陣列預(yù)定位置上的八角形460的中心的光學(xué)性能的位置、取向和強(qiáng)度。
應(yīng)該理解的是，雖然這里公開和介紹了本發(fā)明標(biāo)簽的一個最佳實(shí)施例，但在不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)或范圍的前提下是有可能對標(biāo)簽進(jìn)行多種修改的。舉例說，標(biāo)簽不一定非要一英寸見方不可。一平方英寸是標(biāo)簽?zāi)苓_(dá)到如下效果所可以選取的合理大小，即采用如此大小的標(biāo)簽可以使數(shù)據(jù)密度在對它應(yīng)用高程度錯誤保護(hù)的情況下可達(dá)到、可接受的100個字母字符信息，而不致使標(biāo)簽變得過大。為降低紙張和與印制、裝運(yùn)和保管這類標(biāo)簽有關(guān)的其它成本，最好將標(biāo)簽制成一平方英寸的大小。同大小的普通條形碼標(biāo)簽在數(shù)據(jù)密度方面可能會小得多。采用4種、5種或以上的光學(xué)性能或顏色來繪制六角形雖然實(shí)質(zhì)上可以將更多的信息納入預(yù)定大小的六角形的給定空間，但結(jié)果卻增加了軟件的復(fù)雜性和掃描系統(tǒng)為能夠使信息復(fù)原所需要的靈敏度。因此從實(shí)用出發(fā)，最好采用具三種光學(xué)性能的黑、灰、白光學(xué)性能編碼系統(tǒng)。此外在本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)，六角形和探測目標(biāo)的大小可大加改變。
雖然這里介紹的是將六角形“分組”成為3圖象單元×3圖象單元群集的過程，但也可以采用其它群集圖形，或者完全取消分組過程，而且編碼算法也可以專門針對個別的六角形圖形進(jìn)行。此外在不脫離本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，也可以在很寬的范圍內(nèi)改變信息組相對于錯誤校正專用的編碼信息的相對量。
對標(biāo)簽進(jìn)行編碼下面介紹的是本發(fā)明應(yīng)用于最佳標(biāo)簽實(shí)施例的編碼過程。應(yīng)該理解的是，這里公開的是最佳實(shí)施例，且有許多組合、變型和變更方案在本發(fā)明的范圍內(nèi)是適用的。
這個過程可以從準(zhǔn)備在一標(biāo)簽上進(jìn)行編碼的一系列預(yù)定數(shù)據(jù)開始。在一個最佳實(shí)施例中，標(biāo)簽是個貨運(yùn)標(biāo)簽，數(shù)據(jù)系分成兩個數(shù)據(jù)區(qū)，以“高優(yōu)先級消息”和“低優(yōu)先級消息”加以區(qū)別。但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不局限于兩種不同的消息或優(yōu)先級。在一定大小和圖象單元數(shù)的標(biāo)簽的數(shù)量范圍內(nèi)是可以形成許多消息和優(yōu)先級的。
舉例說，當(dāng)標(biāo)簽是準(zhǔn)備用作貨運(yùn)標(biāo)簽時，“高優(yōu)先級消息”可以構(gòu)成九個字符，表示接收預(yù)期的包裹、貨物或信件的人的郵區(qū)劃分代碼。這里提到了九位數(shù)字組成的郵區(qū)劃分代碼，這是因?yàn)殡m然許多個人和公司都采用五位數(shù)字的郵區(qū)劃分代碼，但九位數(shù)字的郵區(qū)劃分代碼目前使用日益頻繁。因此處理要發(fā)送出去的包裹時，最重要的信息是郵區(qū)劃分代碼。郵區(qū)劃分代碼確定了包裹總的目的地，而且有了它就可以使用各種掃描和包裹管理系統(tǒng)將包裹通過卡車、飛機(jī)和輸送機(jī)系統(tǒng)等送到正確目的地。
低優(yōu)先級消息可以包括例如接收預(yù)期包裹的人的姓名和貨運(yùn)地址，包括郵區(qū)劃分代碼，以及帳單資料。
之所以要建立高優(yōu)先級消息和低優(yōu)先級消息是為了用額外的錯誤校正來保護(hù)高優(yōu)先級消息，使高優(yōu)先級消息可以安置(編碼)在標(biāo)簽更靠近中心的部位，這樣它遭到損壞或破壞的可能性就比較小，而且使高優(yōu)先級消息可以在低優(yōu)先級消息中加以重復(fù)，這樣即使高優(yōu)先級消息部分損壞，也還有極大的可能性從低優(yōu)先級消息中檢索出高優(yōu)先級消息。將高優(yōu)先級消息安置在中心部位就可以僅在某些目的下才需要對高優(yōu)先級消息進(jìn)行譯碼，這樣就只需要處理標(biāo)簽的一部分，從而縮短了處理時間。這發(fā)生在例如這樣一種情況下，即當(dāng)貨物是在一個輸送機(jī)上，且只需要確定其郵區(qū)劃分代碼以控制該貨物在搬運(yùn)過程中應(yīng)取輸送機(jī)若干輸送路由中的哪一個路由。
低優(yōu)先級信息組的優(yōu)選級是較低的，所以低優(yōu)先級消息是不會在標(biāo)簽上出現(xiàn)兩次的。但如下面即將談到的那樣，高優(yōu)先級和低優(yōu)先級消息都可以設(shè)各種錯誤保護(hù)代碼并使其具有校正能力，以最大限度增加該兩消息可準(zhǔn)確加以檢索的可能性。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，采用錯誤保護(hù)字符作為編碼信息的一部分，并與適當(dāng)?shù)拇鎯Τ绦蚝陀嬎銠C(jī)結(jié)合起來，促使系統(tǒng)在譯碼過程中按下面即將談到的方式校正錯誤。錯誤保護(hù)碼的應(yīng)用在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的，而且也在熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員的知識范圍內(nèi)。
在實(shí)施本發(fā)明時，制造標(biāo)簽的操作人員可將數(shù)據(jù)手動輸入一適當(dāng)?shù)挠嬎銠C(jī)終端中，該終端系按下面即將談到的方式設(shè)計，使其可以啟動一打印機(jī)打印出一個標(biāo)簽來，高優(yōu)選級消息和低優(yōu)選級消息即適當(dāng)?shù)卦跇?biāo)簽的六角形中進(jìn)行編碼。建立高優(yōu)選級消息和低優(yōu)先級消息并不是本發(fā)明的主要問題，但為了最大限度地增加待編碼的最主要數(shù)據(jù)可以檢索出來的可能性，最好要這樣做。在最佳實(shí)施例中，標(biāo)簽也是印制有處于中心位置的探測目標(biāo)，包括兩種多個交替出現(xiàn)的具反差性的顏色組成的同心環(huán)，顏色最好取印制各六角形所用的其中兩種顏色，最理想的顏色是黑色和白色，以確保最大的反差。
手動輸入這個數(shù)據(jù)的操作人員會促使一適當(dāng)編程了的計算機(jī)對輸入信息組的各字符進(jìn)行編碼，并使用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)區(qū)標(biāo)志符，以便在所操作的計算機(jī)中產(chǎn)生二進(jìn)制位流，該位流表示信息組的各字符，且由數(shù)據(jù)區(qū)適當(dāng)加以編碼，以標(biāo)志出高優(yōu)先級和低優(yōu)先級消息和各消息的相對位置。這項(xiàng)操作是用程序“TEXTIN.C”進(jìn)行的，該程序可參看縮微膠片附錄第1頁第8至54行，第2頁第1至54行，以及第3頁第1至36行，在圖9中則以110表示。具有所要求各特點(diǎn)的計算機(jī)有CompaqDeskpro映射各群集。這些查找表的編制和使用是一個熟練的程序設(shè)計人員所應(yīng)具備的能力。參照圖9，查找表“BINHEX.LUT”132和“HEXBIN.LUT”134的編制程序可參看縮微膠片附錄第4頁第3至52行;第5頁第1至53行;以及第6頁第1至34行，該程序的代號是“MKHEXLUT”130。
采用該二進(jìn)制位分配方案可以將1292個信息位在33行X30列由鄰接著的六角形組成的數(shù)據(jù)陣列中進(jìn)行編碼。
高優(yōu)先級信息和低優(yōu)先級信息在整個群集映象圖中定位的順序是預(yù)定的，它與下列因素有關(guān)(a)高優(yōu)先級消息的規(guī)模;
(b)低優(yōu)先級消息的規(guī)模;和(c)高優(yōu)先級消息在一個受保護(hù)處的最佳位置。
利用圖5中所示的群集映象圖作為樣板，工作在包含在一存儲媒體中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)上的存儲映象程序“MKMAPS.C”140可以預(yù)定如何在整個群集映象圖中分配信息(包括高優(yōu)先級消息和低優(yōu)先級消息)，這些將在下面更詳細(xì)地介紹。映象程序在所附的源代碼一覽表中是以“MKMAPS.C140表示的，可以參看縮微膠片附錄中的第19頁第3至53行;第20頁第1至53行;第21頁第1至53行和第22頁第1至42行。
為了將出錯的可能性減少到最小程度，而且為了能夠校正錯誤，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例最好能進(jìn)行錯誤保護(hù)和錯誤校正。例如，在一個具有1，292個可在一平方英寸具有33行X30列六角形和一占標(biāo)簽面積約7%的探測目標(biāo)的六角形陣列中進(jìn)行編碼的信息位的最佳實(shí)施例中，最好利用36個高優(yōu)級消息信息位對9位郵區(qū)劃分代碼和另一字母數(shù)字字符進(jìn)行編碼，該字母數(shù)字字符可表示一貨運(yùn)代碼。在此實(shí)例中最好也采用120個高優(yōu)先級消息用的檢驗(yàn)位。這取決于所希望有的錯誤校正能力的大小。同樣在所舉的實(shí)施例中，包括有560個低優(yōu)先級信息位;這包括40個包括在低優(yōu)先級消息中的高優(yōu)先級消息位。在此實(shí)例中，為了保證安全和方便低優(yōu)先級消息的復(fù)原，應(yīng)加入576個低優(yōu)先級消息的檢驗(yàn)位。此實(shí)例說明了大量使用檢驗(yàn)位以便保存和可以進(jìn)行與低優(yōu)先級消息不同的高優(yōu)先級消息的復(fù)原。應(yīng)該理解的是，上述信息只是舉例而已，而且高優(yōu)先級消息可以長一些或短一些，低優(yōu)先級消息也可以長一些或短一些，檢驗(yàn)位的數(shù)目可以多一些或少一些，這要根據(jù)本發(fā)明的具體應(yīng)用而定。
“系統(tǒng)碼”取一特定的消息系列形式，它將性質(zhì)不同的錯誤檢驗(yàn)系列加到消息系列上。“非系統(tǒng)碼”取特定的消息系列形式，它將錯誤檢驗(yàn)序列與消息系列混合起來，使消息不再具特殊性，但當(dāng)然是可以復(fù)原的。錯誤保護(hù)采用系統(tǒng)編碼或非系統(tǒng)編碼，這一點(diǎn)是屬于本發(fā)明范圍之內(nèi)。下面所公開的是一種系統(tǒng)碼。
這里所說的“錯誤檢測符號的插入”步驟包括系統(tǒng)編碼系統(tǒng)和/或非系統(tǒng)編碼系統(tǒng)。
各種各樣的系統(tǒng)線性循環(huán)錯誤保護(hù)代碼是本技術(shù)領(lǐng)域中所公知的，例如BCH碼(與二進(jìn)制兼容的何勒內(nèi)斯碼)、立德.梭羅門碼(Reed-SolomonCodes)和漢明碼(HammingCodes)。在一個最佳實(shí)施例中，單獨(dú)加入了立德.梭羅門碼以保護(hù)高低優(yōu)先級消息的完整性。立德.梭羅門碼極其有效，對多位字符進(jìn)行錯誤檢驗(yàn)時極為有用。立德.梭羅門碼是本技術(shù)領(lǐng)域所周知的，而應(yīng)該理解，這僅僅是一個最佳實(shí)施例，但本發(fā)明中還可以采用其它許多錯誤校正碼。例如，理查德E.布拉哈特著的《錯誤控制碼的理論與實(shí)踐》(艾迪森.維斯理出版社，1983年版)一書第174和175頁中就論述了立德.梭羅門碼和其它編碼系統(tǒng)。
下面通過舉例說明一下有關(guān)立德.梭羅門碼的有關(guān)資料。立德.梭羅門碼的一些具體特性可用下列諸參數(shù)確定m＝各符號中的二進(jìn)制位數(shù)n＝碼組內(nèi)的符號數(shù)＝2m-1k＝消息符號的數(shù)目386(帶有16兆赫時鐘和Intel80367數(shù)學(xué)協(xié)處理器芯片(Intel80387mathCoprocessorchip))。
不然的話，編碼過程也可以從業(yè)已包含在二進(jìn)制位流中有待編碼的信息開始，因?yàn)榕e例說，該信息是事先從一個存儲媒體收到，或者另行制造的。因此待編碼的消息可以某一種可手動(借助于電子設(shè)備)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制位流或作為二進(jìn)制位流開始的形式存在。
二進(jìn)制位流一旦形成或者錯誤保護(hù)位流已借助于下面即將更詳細(xì)論述的步驟產(chǎn)生之后，就必須按預(yù)定的映象圖形將該位流進(jìn)行變換以便對本發(fā)明的六角形蜂窩進(jìn)行編碼。圖5是一個“群集映象圖”，表示3圖象單元x3圖象單元群集組成的各六角形圖象單元在含有33行和30列六角形的格網(wǎng)或蜂窩中排列的情況。各行各列都編了號。行號從1至33，列號從1至30?？梢钥吹?，某些沿區(qū)域映象圖上部表面和右側(cè)表面命名的六角形以及在格網(wǎng)的幾何中心內(nèi)命名的六角形都標(biāo)有x字。這表示這些六角形不包含位映象信息。這是因?yàn)橥獠康膞字表示在標(biāo)簽邊緣的不完整六角形，使這些行各個都具有較少的六角形。標(biāo)有x字的內(nèi)部六角形表示為探測目標(biāo)所占據(jù)的空間或探測目標(biāo)周邊的不完整六角形，因而這些用x表示的內(nèi)部六角形是沒有經(jīng)過位映射。所有不標(biāo)有x的六角形能夠記錄信息。
根據(jù)最佳實(shí)施例，這些空間各個會被一個黑色的(B)六角形、一個白色的(W)六角形或一個灰色的(G)六角形所占據(jù)。如上面談過的那樣，雖然可以利用各種群集化和映射技術(shù)，但應(yīng)用本發(fā)明時可采用3行各3個六角形的9個六角形組成的群集，各個表示特定二進(jìn)制位的信息，而且也如上面談過的那樣，在這種9個六角形的群集中最好每個都能對13位信息進(jìn)行編碼。
在由33行和30列鄰接著的六角形組成的數(shù)據(jù)陣列中，可以形成由11行X10列六角形群集組成的格網(wǎng)，各群集含有配置成3圖象單元X3圖象單元鄰接著的六角形，該格網(wǎng)可以與圖5聯(lián)系起來進(jìn)行觀察。但應(yīng)該理解的是，11群集X10群集格網(wǎng)內(nèi)的每一行3圖象單元X3圖象單元群集會含有由7個或8個六角形組成的一個群集，這是由于六角形按幾何方式拼在一起造成的，且該數(shù)目是逐行相間出現(xiàn)的，因此這種配置方式必然得出6個含8個六角形的群集和5個含7個六角形的群集。此外處于中心位置的探測目標(biāo)形成另一些不完整的群集。因此圖5是可使用的六角形群集的圖表示意圖，其中以可用的鄰接著的六角形組成的33行X30列數(shù)據(jù)陣列中的信息位進(jìn)行編碼。
參看圖4，對具有九個可使用的六角形的群集是應(yīng)用下列算法進(jìn)行編碼的取7個信息位并將它們映射成以a，b，c，d，e，f，和h表示的七個六角形組成的六角形組。
六角形g和i各用以表示1個二進(jìn)制位，要保證它們個個都與六角形h不同。
因此13位信息是在一個完整的由九個鄰接著的六角形組成的3圖象單元x3圖象單元的群集中進(jìn)行編碼的。
對7個或8個可使用的六角形組成的部分群集取7個信息位并將它們映射成頭七個可使用的六角形組成的六角形組。
第八個六角(如有的話)用以表示一個二進(jìn)制位。
對所有其它部分圖象單元將3個信息位映射成盡可能多的成對的六角形。
任何剩下的單個六角形用以表示一個二進(jìn)制位。
鑒于變換七個六角形可提供多于七位(即37＝2187，對211＝2048)的組合，因而需要廢棄某些六角形的組合。作為需要廢棄的組合應(yīng)選取那些提供的轉(zhuǎn)變次數(shù)最少的組合。要這樣做就要編制一些查找表，用以根據(jù)圖5
(消息位數(shù)＝km)t＝以符號數(shù)表示的校正能力＝(n-k)/2在下述實(shí)例中，供其它識別用的9個數(shù)字郵區(qū)劃分碼和單個字母數(shù)字字符需要36個二進(jìn)制位但不帶錯誤保護(hù)。高優(yōu)先級消息選用了具有下列參數(shù)的立德.梭羅門碼。
m＝6(6位符號)n＝26-1＝63t＝10因此，k＝n-2t＝43鑒于表示一個36位消息只需要六個6位符號，因而其余的37個符號(43-6)為填充符號(paddingsymbols)，它們包含在編碼器與譯碼器之間，無需存儲在標(biāo)簽上。因此標(biāo)簽上高優(yōu)先級消息所需要的總位數(shù)等于(63-37)×6或156位。
這種錯誤編碼方案能校正的錯誤最多達(dá)60(10×6)位，占所使用的二進(jìn)制位的38.5%。由于所包含的填充符號的數(shù)目大，這種立德.梭羅門編碼巨大的錯誤檢測能力使得極其不可能發(fā)生讀錯高優(yōu)先級消息的情況。
低優(yōu)先級消息是用具有下列不同參數(shù)的立德.梭羅門碼進(jìn)行編碼的，即m＝8(8位符號)n＝28-1＝255t＝36k＝n-2t＝183鑒于可供在本實(shí)例的標(biāo)簽上編碼的二進(jìn)制位有1292位，因而可供低優(yōu)先級消息組的編碼位和檢驗(yàn)位用的二進(jìn)制位總共有1136個(1292-156高優(yōu)先級消息位和檢驗(yàn)位)。因此，其余的904位(255×8-1136)必須包含在填充位中。這樣就可以有560位(183×8-904)可用作低優(yōu)先級消息和576個檢驗(yàn)位的信息內(nèi)容。
為進(jìn)一步確保高優(yōu)先級消息的復(fù)原，將高優(yōu)先級消息也包括在低優(yōu)先級消息中。由于在低優(yōu)先級消息上應(yīng)用了立德.梭羅門錯誤保護(hù)，因而可以對另外的86個6位字母數(shù)字字符進(jìn)行編碼，該錯誤保護(hù)的最大錯誤校正能力約為25.4%。
采用上述立德.梭羅門錯誤保護(hù)編碼時，在實(shí)例的標(biāo)簽上總共為1292位的信息是按下述方式分配的36高優(yōu)先級信息位120高優(yōu)先級檢驗(yàn)位560低優(yōu)先級信息位(包括40位加在低優(yōu)先級消息中的高優(yōu)先級消息)576低優(yōu)先級檢驗(yàn)位數(shù)據(jù)位流(包括保存信息用的適當(dāng)檢驗(yàn)位)被分配到圖5群集映象圖上的各六角形中。應(yīng)該理解的是，有各色各樣的分配方式可加以采用，其中有幾個要求需要加以確定(1)高優(yōu)先級消息要放在靠近探測目標(biāo)(如在數(shù)據(jù)陳列上有的話)的安全位置;和(2)構(gòu)制讀出時相當(dāng)容易再組合的圖形。
實(shí)例中所采用的具體錯誤編碼程序包括在縮微膠片附錄第15頁第1至52行和第16頁第1至50行程序“ERRCODE.C”內(nèi)。
對立德.梭羅門碼進(jìn)行編碼需要將消息碼矢量(messagecodevector)與一生成矩陣(generatormatrix)相乘。矩陣乘法是用伽羅瓦域運(yùn)算(GaloisFieldarithmetic)進(jìn)行的。伽羅瓦域的任何兩個元素相加是通過在兩元素之間進(jìn)行異“或”(exclusive“or”)操作進(jìn)行的。乘法是通過在伽羅瓦域中進(jìn)行“對數(shù)”(“l(fā)og”)運(yùn)算進(jìn)行的。對數(shù)和反對數(shù)是從一些素多項(xiàng)式(prime polynomials)編制出的查找表求出的，即高優(yōu)先級消息專用的素多項(xiàng)式1+X6，低優(yōu)先級消息專用的素多項(xiàng)式1+X2+X3+X4+X8。參照圖9，用輔助程序“GF.C”126可以編制伽羅瓦域運(yùn)算需用的查找表。輔助程序“GF.C”可參看縮微膠片附錄第8頁第1至53行和第9頁第1至32行。該查找表是在文件GF.LUT”127中加以計算和存儲起來，供編碼和譯碼時用。立德.梭羅門碼的生成多項(xiàng)式g(x)由下式確定g(x)＝(x+a)(x+a2)……(x+a2t)其中a是伽羅瓦域的素元素(primitiveelement)。
立德.梭羅門的生成矩陣是通過對生成矩陣的各行進(jìn)行(a long division)而形成的。生成矩陣的第K行是從用g(x)對Xn-k-i進(jìn)行長除法得出的余數(shù)求出的。
高優(yōu)先級和低優(yōu)先級消息的生成多項(xiàng)式g(x)和生成矩陣的計算是按照輔助程序“MKRSLUT.C”125進(jìn)行的，該輔助程序可參看縮微膠片附錄第10頁第1至52行;第11頁第1至53行;第12頁第1至54行;第13頁第1至52行;和第14頁第1至4行。生成矩陣的查找表是在文件“RS.LUT”128中編制和存儲的。
在本發(fā)明的一個最佳實(shí)施例中，含六角形的標(biāo)簽是用一般易于買到且不貴的打印設(shè)備印制的。用每平方英寸能印制300×300個點(diǎn)陣的打印機(jī)來印制具有888個六角形和一個中心配置的探測目標(biāo)的三色(黑、灰、白)標(biāo)簽可得出令人滿意的結(jié)果。具這樣能力的打印機(jī)有HewlettPackard公司的激光射流系列Ⅱ(LaserJetSeriesⅡ)具有0.5兆字節(jié)的存儲器和每英寸300點(diǎn)圖象分散能力的打印機(jī)。在最佳實(shí)施例中，一個密度為90，000象元/平方英寸的300×300象元格網(wǎng)在每個六角形中能產(chǎn)生大約90個象元。每個象元都賦予一個值0或1，表示黑象元或白象元。該打印機(jī)用以印制黑色或白色六角形組成的雙色數(shù)據(jù)陣列。如果如前所述采用半色調(diào)算法來產(chǎn)生灰色六角形，則該打印機(jī)也可用以印制黑、白、灰六角形組成的三色數(shù)據(jù)陣列。
參照圖9，借助于一存儲程序“MKMAPS.C”140編制34行×30列的區(qū)域查找表“REGIONS.LUT”141，該表與圖5的類似，只是適宜指定探測目標(biāo)環(huán)作黑色或白色的選擇。各六角形系按黑、白或灰色或作為不能使用的情況進(jìn)行編碼的。獨(dú)立的查找表“HEXMAP.LUT”142是用程序“MKMAPS.C”的存儲子程序編制的，該子程序規(guī)定了象元格網(wǎng)上的每一個300×300象元與“REGIONS.LUT”141中各特定區(qū)域的聯(lián)系，即每六角形大約90個象元。屬于探測環(huán)的象元不是按黑色編碼就是按白色編碼。印制探測目標(biāo)是先在各區(qū)域行印制六角圖形再印制各環(huán)。部分或完全為探測環(huán)所遮住的部位在“REGIONS.LUT”141中就不能用。上述程序“MKMAPS.C”和子程序可參看縮微膠片附錄第19至22頁所附的源代碼中。
錯誤保護(hù)編碼位流系按預(yù)定的序列變換成11×10的六角形群集陣列。仍然參照圖9，借助于由取名為“ORDER.C”150的輔助存儲程序產(chǎn)生的順序查找表“ORDER.LUT”151來規(guī)定該系列，“ORDER.LUT”151可參看縮微膠片附錄第26頁第1至47行和第27頁第1至3行。應(yīng)用縮微膠片附錄第17頁第1至54行和第18頁第1至39行的存儲程序“PRLABEL.C”160來給可利用來在標(biāo)簽上印制的區(qū)域賦予0、1或2的值，同時維持其值為3的區(qū)域不變。3圖象單元×3圖象單元群集中各六角形的灰色梯度是連同縮微膠片附錄第23頁第1至53行;第24頁第1至53行;和第25頁第1至43行各為“CELLCODE.C”170的存儲程序一起指定的。
高優(yōu)先級消息最好存儲在靠近探測目標(biāo)標(biāo)簽的較不易變質(zhì)的地方，這一點(diǎn)也包括進(jìn)輔助順序程序中。因此程序“LABEL.C”180是用來產(chǎn)生適宜輸入激光打印機(jī)的位流。程序“LABEL.C”180可參看縮微膠片附錄第28頁第1至53行;第29頁第1至52行和第30頁第1至36行。
可以看出，采用黑色、灰色白色簡化了標(biāo)簽的印制過程，因?yàn)楫?dāng)按本技術(shù)領(lǐng)域中周知的方式采用一般半色調(diào)算法時，只需要有黑色油墨即可進(jìn)行打印。人工采用其它(可行的)顏色組合，則與黑灰白三色法或黑白兩色法比較時，由于需要用其它顏色進(jìn)行打印，因而顯然實(shí)際上使問題復(fù)雜化。
因此，當(dāng)打印機(jī)的各象元已賦予黑或白值時就可以印制標(biāo)簽以形成編碼格式，如圖3中所示，其中有些六角形是白的，有些六角形是灰的，有些六角形是黑的，而且在標(biāo)簽的幾何中心處形成有探測目標(biāo)區(qū)，該區(qū)最好是由黑色和白色的同心環(huán)組成。
標(biāo)簽的翻譯或解碼上面談過了如何在標(biāo)簽上對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和打印，現(xiàn)在就需要介紹一下有關(guān)下一步的標(biāo)簽翻譯或譯碼過程?？梢岳斫猓瑯?biāo)簽的翻譯最好能以極快的速度(幾分之一秒左右)進(jìn)行，以便提高包裹的處理(或其它處理或標(biāo)簽的讀出)效率。
在標(biāo)簽讀出過程中有兩種基本方法可以采用。標(biāo)簽可以用手持靜止式固定焦距掃描儀以較慢的速度讀出。不然，如果要達(dá)到高速操作，則最好采用一種具有伺服控制的聚焦機(jī)構(gòu)的電光傳感器，這樣就可以動態(tài)地掃描快速移動著的不同大小和高度的包裹。下面談到的譯碼過程和設(shè)備是與一個固定焦距的掃描儀一起說明的。這里就靜態(tài)式固定焦距掃描儀進(jìn)行說明的具一般能力的過程，按下面即將談到的方法對光學(xué)系統(tǒng)作某些修改之后即可適用于動態(tài)式掃描系統(tǒng)。高速處理包裹時，希望有一種以每秒鐘大約100英寸或以上的線性讀取速度來通過某一固定掃描位置底下的標(biāo)簽的高速掃描機(jī)構(gòu)。因此圖象處理操作包括下列步驟。圖7是表示譯碼過程各步驟的方框圖。圖中，1.標(biāo)簽的照明。2.反射圖象的光學(xué)測量。3.反射圖象的處理。其中包括a.目標(biāo)中心的定位(可選用);b.第二圖象的歸一化(可選用);c.改變圖象比例值(可選用);d.二維時鐘恢復(fù)，其中包括ⅰ.邊緣增強(qiáng)和非線性操作，ⅱ.開窗口(可選用)，ⅲ.二維快速付利葉變換，ⅳ.圖象瀘波，ⅴ.逆快速付利葉變換，e.主軸線的確定(可選用)，f.探測，其中包括ⅰ.初始化，ⅱ.主探測循環(huán);g.繪制直方圖和定閾值(可選用)，h.確定粗網(wǎng)絡(luò)和最終取向(可選用)。4.譯碼。5.輸出。以下，將進(jìn)行詳細(xì)敘述。
1.標(biāo)簽的照明當(dāng)包裹、貨物或信件在高速輸送機(jī)上傳送時，它們需要照明的部位是相當(dāng)大的，因?yàn)闇?zhǔn)備載送在輸送機(jī)上的包裹其體積可能很大而且不盡相同。舉例說，輸送機(jī)的寬度為42英寸而包裹的寬度從只有幾英寸到3英尺那么寬(高度相同)，這樣的情況在包裹處理系統(tǒng)中并不罕見。因此，一平方英寸的標(biāo)簽可以安置在橫貫輸送機(jī)寬度的任何位置。包裹還有可能是安置得與輸送機(jī)皮帶的運(yùn)動軸線成斜角。貨物、包裹、信件等等可能會有不同的高度，因此相對于所述系統(tǒng)所能適應(yīng)的最大高度包裹來說，待掃描的標(biāo)簽可以例如被配置在輸送機(jī)上僅高出一英寸(或更小)或者高達(dá)36英寸(或更大)的地方。
為了能夠按照本發(fā)明妥善地給標(biāo)簽照明，特別是考慮到包裹的寬度、高度以及標(biāo)簽的擺設(shè)角度，而它們的變化范圍都很大，因此最好是采用高強(qiáng)度的光源，這種光源應(yīng)能根據(jù)為標(biāo)簽所選用的兩個或以上的光學(xué)性能很好地反射。光可以是紅外、紫外或可見光，且可使用的可見光的光譜可以不同。感測光的方法最好包括感測從標(biāo)簽的黑、白和灰色六角形反射回來的光的方法。
光源應(yīng)能在光傳感器[例如下面即將談到的CCD器件(電荷耦合器件)]上產(chǎn)生出足夠的反射光，使光傳感器得以可靠地區(qū)別黑色、灰色和白色或六角形受感測的任何光學(xué)性能。在動態(tài)掃描系統(tǒng)中，可以采用一個發(fā)光二極管標(biāo)陣列在簽標(biāo)高處的標(biāo)簽照光部位產(chǎn)生大約10毫瓦/平方厘米的照度級。發(fā)光二極管可以呈二維陣列，不用聚焦透鏡，或者呈線性排列，帶一個柱面聚焦透鏡。實(shí)施本發(fā)明時也可采用通過適當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)的激光光源，以形成線性光照源。
為本發(fā)明所述的用途選取光源以及光源的性質(zhì)，這些都是本技術(shù)領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員所熟知的。值得一提的是，由于待定位的標(biāo)簽其大小最多才1平方英寸，標(biāo)簽本身是設(shè)在傳送速度高達(dá)例如每秒鐘100線性英寸、寬42英寸的皮帶上高達(dá)36英寸的高度，因此有一點(diǎn)非常重要，就是要妥善地照明標(biāo)簽，以便極其準(zhǔn)確地識別標(biāo)簽，并定向標(biāo)簽的位置來。
對于所舉實(shí)例所使用的靜態(tài)固定焦距傳感器，實(shí)踐證明，本發(fā)明適宜采用2毫瓦/平方厘米的照度級的傳感器，它由一種熒光光源來實(shí)現(xiàn)。
2.標(biāo)簽反射圖象的光學(xué)檢測譯碼過程的識別部分中的第二步是用電子技術(shù)操縱的傳感器以光學(xué)方式檢測照光部位。所舉實(shí)例中所用的供靜態(tài)固定焦距掃描系統(tǒng)用的攝象機(jī)/光傳感器包括一優(yōu)質(zhì)的工業(yè)級彩色CCD電視攝象機(jī)，例如WV-CD130型，這可從美國新澤西州07094，西高格斯，班拿梭尼克路1號，班拿梭尼克工業(yè)公司(即Panasonic Industrial Company，One Panasonic Way，Secaucus，New Jersey 07094)購得，配備以50毫米f1.3 C-mount電視透鏡，包括一個5毫米的附加管(extension tube)，可從美國紐約14445，東羅切斯特，東栗木街317號D.O.工業(yè)公司(日本)(即D.O.Industries，Inc.(Japan)，317 East Chestnut Stree，East Rochester，New York 14445)購得，商標(biāo)名稱為NAVITRONTM]。該攝象機(jī)耦合到一DT-2803-60型圖象捕捉板(Image Capture board)，可從美國馬薩諸塞州01752，莫爾伯羅，駱克道100號Data Translation公司(即Data Translation Inc.，100 Locke Drive，Marlboro，Massachusetts 01752)購得。
光檢測過程可以包括整個標(biāo)簽的成象，這可采用面?zhèn)鞲衅?，象上面所述的那種攝象機(jī)和圖象捕捉板，或者也可用包括電荷耦合器件(“CCD”)芯片的線性陣列傳感器來進(jìn)行，其中標(biāo)簽掃描的第二維掃描是通過包裹(和標(biāo)簽)的運(yùn)動進(jìn)行的。適合這種用途的CCD芯片有Thomson-CSFTHX31510CDZ，4096元件高速線性CCD三角傳感器，可從法國，布洛湟-比揚(yáng)古，伏爾特街38號B.P.30592102Thomson-CSF公司，電子管部門(即Thomson-CSF，DivisionTubesElectroniques，38rueVautheirB.P.30592102Boulogne-BillancourtCedex，F(xiàn)rance)購得。
對于有帶標(biāo)簽的包裹在輸送機(jī)系統(tǒng)上傳送的動態(tài)系統(tǒng)來說，在正在檢測中的標(biāo)簽與光傳感器之間的光程最好要長。希望形成長光程的主要原因是為了減少標(biāo)簽為遠(yuǎn)程光傳感器所檢測時視在尺寸或放大率的變化。舉例說，若光程例如為4英尺，則在輸送機(jī)上方一英寸處的標(biāo)簽其影象的大小必然會和在輸送機(jī)上方3英尺處的標(biāo)簽大不相同。若采用例如20英尺的長光程，則該兩個標(biāo)簽的影象大小就幾乎相等。這樣就可以令被檢測的部位不管其高度如何，都落入光傳感器的全部或大致上全部范圍，使圖象分解能力始終高。若采用的是面?zhèn)鞲衅鞫皇蔷€傳感器，同樣的原理也適用。這可借助于圖6中畫出的長光程來實(shí)現(xiàn)。
為了能夠?qū)Σ煌叨鹊陌系臉?biāo)簽進(jìn)行聚焦，需要一個高度傳感器?？梢圆捎贸暡▊鞲衅?，或者由包裹將一組光束分開而以此作為傳感器。這些系統(tǒng)都可以用，可以用它藉一開環(huán)或閉環(huán)機(jī)構(gòu)起動一適當(dāng)?shù)目烧{(diào)節(jié)的聚焦機(jī)構(gòu)，以連續(xù)檢測和調(diào)節(jié)光檢測元件(透鏡和傳感器)彼此之間的相對位置，如圖6中所示。
圖6是可按本發(fā)明的方式工作的攝象機(jī)聚焦和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理示意圖，該系統(tǒng)用以根據(jù)正在檢測中的包裹的高度來調(diào)節(jié)攝象機(jī)光傳感器的位置。圖6顯示了本發(fā)明的一適當(dāng)?shù)耐哥R196、線圈驅(qū)動裝置202、高度傳感器206和反饋回路的示意圖。圖6中，高度傳感器206可以是超聲波高度傳感器或者是被一輸送機(jī)上傳送的各包裹所分開的光束。高度傳感器206的輸出饋送到微處理器204，微處理器204則驅(qū)動線圈驅(qū)動裝置202，使其上裝有CCD198或其它適當(dāng)?shù)墓鈧鞲衅鞯木€圈200運(yùn)動。軸位置傳感器208檢測線圈200的位置，且其輸出饋送到微處理器204，形成了檢測和調(diào)節(jié)線圈200的位置的一個完整的反饋回路。
傳感器應(yīng)能檢測出從受照射的標(biāo)簽反射回來的光，且還應(yīng)能產(chǎn)生對應(yīng)于標(biāo)簽為電光傳感器各象元所記錄的反射性能的強(qiáng)度的模擬信號。
適當(dāng)?shù)墓庠?，如上面所述的那一種，可以裝在輸送機(jī)上方的支架表面，使橫貫輸送機(jī)整個寬度的整個部位都暴露在預(yù)定質(zhì)量和強(qiáng)度要求的光線之中。從標(biāo)簽反射回來的光可以先經(jīng)過一系列反射器的幾次曲折反射之后再由一電光傳感器加以檢測。
曲折光程的目的是形成一緊湊因而更堅(jiān)實(shí)的系統(tǒng)。
接著是對傳感器的模擬視頻信號輸出進(jìn)行濾波。模擬電信號按照與一模擬帶通濾波器配用以檢測數(shù)據(jù)陣列上有否探測目標(biāo)。接著用裝在下面即將談到的圖象捕捉板中的普通模-數(shù)轉(zhuǎn)換器或本技術(shù)領(lǐng)域中公知的其它器件將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。不用模擬帶通濾波器，也可以通過將表示探測目標(biāo)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與模-數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字化的信號輸出進(jìn)行比較(下面即將更詳細(xì)地介紹)確定有無探測目標(biāo)存在，從而代之以數(shù)字濾波器線路。
上述的班拿梭尼克WV-CD130彩色CCD電視攝象機(jī)即為具有帶多個檢測器的CCD芯片且按本發(fā)明的方式使用的面?zhèn)鞲衅鞯囊粋€實(shí)例。傳感器模擬信號輸出傳遞到上述的DataTranslation公司出品的DT2803-60型圖象捕捉板上，該板包括6位單色視頻模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，供數(shù)字化和以后的操作之用。借助于所存儲的一適當(dāng)子程序，將圖象捕捉板成序列的數(shù)字輸出作為光傳感器所記錄的圖象的精確拷貝而存儲在一存儲裝置中。
3.反射圖象的處理本發(fā)明最重要的部分是為了精確重現(xiàn)原來標(biāo)簽的圖形和各六角形的顏色(光學(xué)性能)并查明它們的真相而對用光檢測出來的圖象所進(jìn)行的處理。這是用下列各步驟進(jìn)行的，之后，可選用原先對標(biāo)簽進(jìn)行編碼和位映象所使用的已知圖形對包含在標(biāo)簽中的信息進(jìn)行解碼。
(a)目標(biāo)中心的定位在應(yīng)用上述CCD電視攝象機(jī)和圖象捕捉板之前(如圖10中所大致介紹的那樣)，先進(jìn)行初始化程序“DTINIT.C”250，使圖象捕捉板進(jìn)入某已知的準(zhǔn)備就緒狀態(tài)，并裝入輸出色查找表，接著就進(jìn)行程序“DTLIVE.C”255，使圖象捕捉板處于“可投入工作的狀態(tài)”(“l(fā)ivemode”)。接著程序“DTGRAB.C”就促使圖象捕捉板將當(dāng)時的圖象數(shù)字化成240行×256列的圖象存儲單元，同時各樣本作為6位可直接按字節(jié)確定的值存儲起來。上述各程序可分別參照縮微膠片附錄第31頁第1至53行;第32頁第1至39行;第33頁第1至22行;和第34頁第1至19行。兩個輔助程序“DTSAVE.C”和“DTLOAD.C”使得屏幕圖象可以和一個存儲媒體之間來回傳遞。用于上述程序的源代碼一覽表可見縮微膠片附錄35頁12至33行，36頁13至33行。
在第一次探測標(biāo)簽圖象時，可采用普通模擬帶通濾波器來識別探測目標(biāo)同心環(huán)的兩個或兩個以上的光學(xué)性能。這兩個光學(xué)性能最好是黑色和白色，因?yàn)榉床钭畲髸r產(chǎn)生的信號能最強(qiáng)。為了使從黑到白到黑等等的變化方式固定不變，線性掃描最好是掃探測目標(biāo)并通過目標(biāo)中心，以便無論標(biāo)簽的取向如何都能得到一致的頻率響應(yīng)。因此目標(biāo)環(huán)最理想的情況是由具有反差性的同心環(huán)組成。接著傳感器的輸出分兩路，沿兩個檢測通路走。一個通路檢測所有輸出的能量，另一個通路測定在環(huán)頻率處的能量。將兩個輸出加以比較時，若檢測出掃描通過探測目標(biāo)中心，則環(huán)檢測器中的能量最接近所有能量檢測器中的能量。當(dāng)發(fā)生這種情況時，就找出了探測目標(biāo)的位置。有關(guān)形成數(shù)字帶通濾波器和濾波過程的源代碼一覽表可參照縮微膠片附錄第39至43頁文件名稱為“FIND.C”下面的資料。但在本發(fā)明的高效能的最佳實(shí)施例中，第一濾波步驟最好采用模擬帶通濾波器或者采樣模擬帶通濾波器，但也可以采用數(shù)字濾波器。
應(yīng)該指出，圖10中以“FIND.C”表示的探測目標(biāo)定位步驟在圖7中注明是可有可無的，因?yàn)樵诒景l(fā)明的方法中是可以采用手持式掃描儀的，在這種情況下，操作人員能妥善地安置掃描儀以確保傳感器正確對準(zhǔn)。這當(dāng)然比起采用自動化的傳感器時慢得多，而在高速操作時最好采用自動化傳感器。采用自動傳感器(非手持式)時，目標(biāo)的定位是本過程的一個必要步驟。
如果不采用上述模擬濾波器，也可以采用配備有軟件包“IBMPC計算機(jī)的數(shù)字濾波器設(shè)計軟件”(Taylor和Stouraitis著，紐約州紐約市MarcelDekker公司出版，1987年版)的帕克斯-麥克萊倫(Parks-McClellan)算法構(gòu)造的數(shù)字帶通濾波器。
歸一化數(shù)字位流的濾波，如下所述，是采用一維數(shù)字帶通濾波器結(jié)合本發(fā)明通過下述濾波子程序進(jìn)行的。待濾波的頻帶是所期望的環(huán)頻率。一維數(shù)字帶通濾波器設(shè)計用于400象元/英寸的采樣率和125象元的長度(或0.3125英寸)情況，而且應(yīng)根據(jù)所印制的探測目標(biāo)環(huán)的大小而設(shè)計，如圖3中所示。頻率是每英寸300/16線對，產(chǎn)生300/16×400或0.046875的歸一化頻率(其中每英寸400線對＝1)。這里選用了通帶范圍在該頻率5%以下至15%以上的濾波器，因?yàn)闃?biāo)簽變形時一般導(dǎo)致圖象收縮，從而使頻率增加。并形成了從該頻率15%以下直到0和從環(huán)頻率以上25%至0.5(尼奎斯特極限)的阻帶。各濾波器系數(shù)按圖10存儲在文件存儲器“IMPULSE.LUT”275中，在供以后操作之用，刪除頭62個系數(shù)，因?yàn)闉V波器是對稱的。圖8是流程圖。更詳細(xì)的情況可參看縮微膠片附錄中的源代碼一覽表從第39頁開始的文件名稱為“FIND.C”280的資料。
25象元長的濾波器是通過在對應(yīng)于所測定的水平放大率的輸出間隔對該帶通濾波進(jìn)行取樣而形成的。舉例說，若圖象的水平放大率是每英寸80象元，則可采用濾波器的每第五個樣本(400/80＝5象元)。間隔為非整數(shù)時，則采用毗鄰濾波器樣本的線性插值法。
此外還采用第二個25×25象元的二維濾波器。該二維濾波器的采樣值是基于各點(diǎn)從濾波器中心的歐幾里德(Euclidean)距離，它們都經(jīng)過換算，供適當(dāng)?shù)乃胶痛怪狈糯笾?。然后在各非整?shù)采樣時間間隔采用線性插值法。
用第一階遞歸低通濾波器對上述一維濾波器的輸出進(jìn)行削方(tosquare)和平滑，形成過去的曲線的一個指數(shù)窗口。當(dāng)平滑濾波器的輸出超過預(yù)定的閾值時，采用可供選用的一種二維濾波步驟以確定目標(biāo)是否存在并精確測定其位置，這下面即將談到。二維濾波的第一部分采用10象元×10象元尺寸縮小的濾波器以省除計算程序。該濾波器掃描著一維濾波器所檢測的位置周圍的矩形表面。若最大二維相關(guān)超過某一預(yù)定閾值，則將二維濾波的最后一步驟(以全25象元×25象元的濾波器)就施加到最大值周圍的小方窗口上。若該濾波器的最佳結(jié)果超過一預(yù)定閾值，則中心就檢測出來了。若都沒有超過任何閾值，則程序部分“解除”該平滑濾波器而回復(fù)到一維掃描。若一維掃描完成之后但檢測不出探測目標(biāo)的存在，則程序在錯誤返回的情況下退出。有關(guān)本實(shí)例所采用的濾波過程更詳細(xì)的說明應(yīng)參看縮微膠片附錄第39至42頁上的源代碼一覽表。
(b)第二圖象的歸一化由于照度、印刷密度、紙張的反射率、攝象機(jī)的靈敏度等發(fā)生變化以及其它原因(包括標(biāo)簽的變質(zhì)，例如皺褶、翹曲等)，為所采用的光傳感器所記錄的反射光強(qiáng)度可能會發(fā)生變化。作為可供選擇(但最好按這樣做)的一個步驟，可用一般的程序?qū)鞲衅魉鶛z測的并傳到存儲器的反射光進(jìn)行歸一化。應(yīng)用本技術(shù)領(lǐng)域中公知的方法，采用圖10畫出的存儲歸一化程序“NORM.C”270，來分析從標(biāo)簽反射回來由掃描儀中的象元群記錄下來的光的強(qiáng)度等級，以求出為數(shù)據(jù)陣列記錄的反射光強(qiáng)度的最小和最大值。上述掃描儀和圖象捕捉板組合裝置的順序數(shù)字輸出是從存儲器加到計算機(jī)上，以供所述存儲歸一化程序進(jìn)一步操作。
利用方程y＝mx+b(其中，x等于最小強(qiáng)度時，y＝0;x等于最大強(qiáng)度時，y＝63)將所記錄的各象元反射光的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得呈現(xiàn)在被存儲圖象上的最黑的黑色和最白的白色作為標(biāo)準(zhǔn)而建立起來，然后將其它色調(diào)的黑色、白色和灰色調(diào)節(jié)到該標(biāo)準(zhǔn)。這樣，歸一化這一步驟使所檢測的圖象更易于處理。歸一化是用縮微膠片附錄第37頁第10至52行和第38頁第1至11行的存儲程序“NORM.C”進(jìn)行的。應(yīng)該理解的是，本技術(shù)領(lǐng)域中公知的其它更復(fù)雜的歸一化程序也可以使用。
(c)改變圖象比例值為進(jìn)行以后的各計算，將所存儲的復(fù)制標(biāo)簽圖象改變圖象比例值，使形成的圖象其水平和垂直的放大率相同。這也是一個可供選擇的步驟，但它為快速而準(zhǔn)確地復(fù)原所編碼的信息帶來方便。改變圖象比例值時應(yīng)改變得使圖象的水平和垂直取樣的分辨效果一致，達(dá)到例如每英寸150個象元，如本發(fā)明所舉的靜態(tài)式固定焦距實(shí)施例中所使用的那樣。
改變圖象比例的操作是根據(jù)該已知的水平和垂直放大率通過計算機(jī)各樣本在1/150英寸的部分行和列地址進(jìn)行的。然后從復(fù)制在存儲媒體中的圖象上適當(dāng)?shù)囊唤M點(diǎn)中提取新的比例均勻改變了的圖象上的各點(diǎn)。對各部分地址各點(diǎn)的值的估計是采用雙線性插值法。改變圖象比例的作用是把標(biāo)簽的中心安置在存儲器中的已知位置上。將圖象比例改變了的圖象存儲起來供以后在檢索步驟中使用。于是，所有以后的處理步驟都認(rèn)為改變比例后的標(biāo)簽圖象集中到格網(wǎng)的已知位置，但應(yīng)該指出的是在，這并不本身標(biāo)簽的取向，這時標(biāo)簽的取向可能對于傳感器來說還是斜的。改比例的操作是在縮微膠片附錄第42頁第14至52和第43頁第1至14行源代碼一覽表中的存儲子程序的控制下進(jìn)行的。
(d)二維時鐘恢復(fù)本方法下一步的一系列步驟總稱之為“二維時鐘復(fù)原”。這些步驟是用圖10所示的名為“CLOCK.C”290適當(dāng)?shù)拇鎯Τ绦蚝妥映绦蜻M(jìn)行的，該程序可參看縮微膠片附錄第44至51頁中。該操作是以二維的方式在改比例后的圖象上進(jìn)行的，以精確確定各六角形在原有的數(shù)據(jù)陣列上的位置。時鐘復(fù)原的目的是確定取樣位置并校正標(biāo)簽翹曲、卷曲或傾斜的影響，因?yàn)闃?biāo)簽可能不是完全平整的。這是本方法重要的一環(huán)，它不只適用于六角形編碼標(biāo)簽而且還適用于其它對包括矩形、二維格網(wǎng)(如方形、三角形等)的編碼標(biāo)簽進(jìn)行譯碼的過程。
一維時鐘復(fù)原是信號處理技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的一般概念。二維時鐘復(fù)原是從該過程推廣出來的，是熟練的技術(shù)人員在談到反射問題都知道的概念。可以理解，“時鐘復(fù)原”這個術(shù)語對不是專家的人來說是有點(diǎn)費(fèi)解的，因?yàn)樗c定時無關(guān)。
(ⅰ)邊緣增強(qiáng)和非線性操作實(shí)行時鐘復(fù)原的第一步可由本技術(shù)領(lǐng)域周知的各種非線性映象操作來進(jìn)行，其目的是產(chǎn)生從光傳感器和圖象捕捉板的數(shù)字化圖象輸出中失去的特定時鐘頻率的信號分量。非線性映象的目的是取這時在過程中存在的(在較理想情況下)歸一化和再放大了的圖象，并使其形成能增強(qiáng)毗鄰的具反差性六角形之間的轉(zhuǎn)變的二維非線性映象。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，這是通過標(biāo)準(zhǔn)的偏差映象(deviationmapping)進(jìn)行的。這一步也可通過用圖象差分化核心(imagedifferecingkernel)進(jìn)行濾波來進(jìn)行(本技術(shù)領(lǐng)域中進(jìn)行這種濾波用的若干核心有例如Laplace或Sobel核心)。接著是確定一絕對值或?qū)⒔Y(jié)果平方起來。這些方法可參看拉費(fèi)爾G龔薩勒(RafaelG.Gonzalez)和保爾.韋茵茲(PaulWintz著的教科書《數(shù)字圖象處理》(艾迪生，韋斯理(AddisonWesley)公司，1977年版)。
在標(biāo)準(zhǔn)的偏差映象中，圖象單元對圖象單元的各邊緣一致的圖象存儲在存儲器中。然后產(chǎn)生出標(biāo)準(zhǔn)偏差映象圖，以定出毗鄰的具反差性六角形各邊緣的位置，其方法是確定3×3象元組(這與3圖象單元×3圖象單元群集不同)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，從而，去確定象元強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差。進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)偏差計算是為了確定顏色固定(最低標(biāo)準(zhǔn)偏差)表示六角形內(nèi)部或兩同色六角形之間的界面的象元區(qū)，這與具有更高標(biāo)準(zhǔn)偏差的象元群不同，這種象元群表示從一種顏色的六角形到一種具有反差性顏色的毗鄰六角形的轉(zhuǎn)變。由于毗鄰的六角形經(jīng)常是同色的，因而標(biāo)準(zhǔn)偏差映象圖不會全面地包括每一個六角形。由于標(biāo)準(zhǔn)偏差映象過程不能區(qū)別同顏色六角形之間的界面，因而會有六角形之間的邊界或邊緣丟失的現(xiàn)象。時鐘復(fù)原過程的另一方面是想要重新產(chǎn)生出這些丟失的轉(zhuǎn)變。
本發(fā)明的譯碼方法可應(yīng)用于上述的任何標(biāo)簽實(shí)施例中，如各附圖中所示的那樣。各種幾何形狀的編碼單元不難適應(yīng)本發(fā)明的編碼方法，而這種光學(xué)編碼的多角形圖象單元可以排列得使相鄰各多角形的圖象單元其幾何中心處在一已知的預(yù)定二維陣列的各頂點(diǎn)上。
用本說明書所述的那些種光傳感器“讀取”本發(fā)明的光可讀標(biāo)簽時，各編碼單元或多角形圖象單元的特定幾何圖形或形狀并不是由光傳感器確定的，而是僅僅由傳感器以已知的每英寸樣本數(shù)對光可讀標(biāo)簽進(jìn)行采樣，并記錄下對應(yīng)于已成象的特定采樣區(qū)的光學(xué)性能的反射光的強(qiáng)度。然后將這些值存儲在一存儲媒體中供以后處理之用。換句話說，電光傳感器逐個部位地記錄下整個標(biāo)簽表面的平均光強(qiáng)度樣本，不管標(biāo)簽上是否印制有任何東西。這就是所謂在存儲器中存儲帶有無差別的圖象單元至圖象單元(undifferentiatedcell-to-cell)的邊緣的圖象。因此只要多角形編碼單元的中心以預(yù)定的間距和方向處在二維陣列上，本發(fā)明的譯碼方法就不難適應(yīng)讀取其構(gòu)型千變?nèi)f化的光可讀標(biāo)簽。
在實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，以六角形編碼圖象單元為基礎(chǔ)的系統(tǒng)發(fā)生各種改變時，如圖15中所示的采用大致上呈六角形的多角形的標(biāo)簽實(shí)施例，使系統(tǒng)性能的降低是可以忽略不計的。采用壓實(shí)特性較差的多角形形狀或不是毗鄰壓實(shí)而是部分毗鄰配置或不毗鄰配置的矩陣時，會使所產(chǎn)生的系統(tǒng)性能較差但卻對許多用途是有用的。但在某些情況下，由于較低階多角形編碼圖象單元的不能夠進(jìn)行光學(xué)分辨的高頻分量、圖象單元壓之不足和預(yù)定的二維陣列(導(dǎo)致各多角形間產(chǎn)生大的間隙空間)的緣故，系統(tǒng)的性能會下降得使信息的可存儲和可檢索性能降低到不能容許的程度。
系統(tǒng)可接受的程度取決于電光傳感器所復(fù)原信號的質(zhì)量。改變檢測系統(tǒng)，例如通過增加整個標(biāo)簽表面單位面積的取樣數(shù)，可以改善對傳感器所記錄的信號，并改善這些部分毗鄰配置或不毗鄰配置的標(biāo)簽構(gòu)型的信息存儲和檢索特性。這種為使這些不太理想的標(biāo)簽構(gòu)型可以使用而進(jìn)行的調(diào)整是電-光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員力所能及的事。
因此這種方法在標(biāo)簽制品、光學(xué)信號探測裝置和信號處理方面范圍極廣。正多角形或非正多角形的圖象單元都可用作本發(fā)明光可讀標(biāo)簽的編碼單元。此外，只要各多角形中心相對于鄰近各多角形圖象單元的間距和方向是已知的，則多角形編碼圖象單元可以處在不是六角形陣列的預(yù)定陣列上，而且各多角形可以在光可讀標(biāo)簽上毗鄰配置、部分毗鄰配置或甚至是不毗鄰配置。
如下面即將更詳細(xì)談到的那樣，非線性映象技術(shù)，具體地說，本說明書中就最佳實(shí)施例所公開的標(biāo)準(zhǔn)偏差映象技術(shù)，給丟失的轉(zhuǎn)變的再形成或具相同光學(xué)性能的多角形圖象單元之間各邊緣丟失的再現(xiàn)帶來方便。此外，這同一個特點(diǎn)可以解決各多角形與各同光學(xué)性能的多角形間的間隙空間之間缺乏轉(zhuǎn)變的問題。這是當(dāng)采用含有部分毗鄰配置或不毗鄰配置多角形的標(biāo)簽構(gòu)型的情況。這個特點(diǎn)是通過下述快速傅里葉變換、濾波和逆傅里葉變換等步驟付諸實(shí)施的。
本發(fā)明最佳實(shí)施例中所采用的可供選擇的方法減少了編制標(biāo)準(zhǔn)偏差映象所需要進(jìn)行的計算。通常要計算各3×3象元組中九個象元的和需要進(jìn)行八次加法運(yùn)算。這可以分成兩半，方法是將圖象的各象元代之以其本身與緊接其左右的象元的和，這需要對每個象元做兩次加法。然后，除了求出上下緊接著的象元的和之外，在新圖象上進(jìn)行同樣的操作?？倲?shù)是4個時就需要再做兩次加法?？梢宰C明，這些步驟結(jié)束時，各象元就為其本身及其八個毗鄰象元的和所代替。
對于編制對應(yīng)于原數(shù)據(jù)陣列但丟失了原同色六角形之間的轉(zhuǎn)變的六角形映象圖來說，標(biāo)準(zhǔn)偏差映象法是值得推薦的方法。結(jié)合所舉實(shí)施例應(yīng)用的特定標(biāo)準(zhǔn)偏差映象技術(shù)可參看縮微膠片附錄第45頁第14至53行和第46頁第1至4行的源代碼一覽表中。
(ⅱ)開窗口下一個子程序叫做開窗口，是可用可不用的。在本發(fā)明的實(shí)施中，開窗口是用以減少與六角形輪廓無關(guān)的邊界線。這些邊界線出現(xiàn)在兩個地方目標(biāo)環(huán)和標(biāo)簽周圍不受控制的圖象。為減少這些部位的強(qiáng)度應(yīng)用了加權(quán)函數(shù)。如何利用開窗口作為快速傅里葉變換的光驅(qū)是在熟練的技術(shù)人員的知識范圍內(nèi)。這里所采用的開窗口的程序可參看縮微膠片附錄第46頁第6至22行的源代碼一覽表中。
(ⅲ)二維快速傅利葉變換于是，在市面上可購買到的存儲程序的控制下對對應(yīng)于(可任選)開了窗口的標(biāo)準(zhǔn)偏差映象圖的數(shù)字值進(jìn)行二維傅里葉變換。在操作的過程中，由一個計算機(jī)對前一步驟所產(chǎn)生的圖象進(jìn)行快速傅里葉變換，以產(chǎn)生以二維方式表示的在標(biāo)準(zhǔn)偏差映象步驟中識別出來的具反差性六角形各界面的間距、方向和強(qiáng)度。簡言之，快速傅里葉變換是六角形之間邊緣的間距、方向和強(qiáng)度已知時對它們進(jìn)行的度量。這樣，六角形各邊界線有規(guī)則的間距和方向性會促使變換域中的某些點(diǎn)具有高能級。變換平面內(nèi)對應(yīng)于圖象中直流分量的點(diǎn)O，O就是最亮點(diǎn)。中心點(diǎn)周圍的六個點(diǎn)表示六角形之間各邊緣的間距、方向和強(qiáng)度。
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員會知道，對各六角形，這個以二維的形式表示的、在上面的標(biāo)準(zhǔn)偏差映象步驟中確定的具反差的各多角形界面的間距、方向和強(qiáng)度，也可以通過對對應(yīng)于所檢測的非線性映射的標(biāo)簽圖象的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換來進(jìn)行計算。因此多角形各邊的間距和方向性會促使變換域中的某些點(diǎn)具有高能量。在變換平面的0，0坐標(biāo)處的中心點(diǎn)周圍具高能量各點(diǎn)的數(shù)目取決于構(gòu)成光可讀標(biāo)簽用的特定多角形編碼圖象單元的幾何條件。但對六角形來說，若標(biāo)簽構(gòu)型原來就是部分毗鄰配置或不毗鄰配置，則這些中心點(diǎn)周圍的點(diǎn)將代表各多角形之間的邊緣或各多角形與間隙空間之間的邊緣的間距、方向和強(qiáng)度。
由于圖象系取實(shí)數(shù)值(而不是復(fù)數(shù)值)，因而變換域是點(diǎn)對稱于原點(diǎn)的。因此只需要計算變換域的半個平面，從而計算時間節(jié)省了幾乎一半。由于省除了這些計算過程，因而也減少了以后的圖象濾波和快速傅里葉逆變換步驟中所需要花的勞動。結(jié)合所舉的靜態(tài)固定焦距系統(tǒng)的實(shí)施例所采用的快速傅里葉變換程序是市面上可購買到的麻薩諸塞州.京士頓市Microway公司出品的87FET-2程序包的子程序R2DFET。
(ⅳ)圖象濾波現(xiàn)在就需要有一種濾波方法以利用已變換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)重顯在圖象域中所有六角形的完整輪廓。這是通過消除任何與標(biāo)準(zhǔn)偏差映象步驟中識別出來的各六角形邊界線所希望有的間距和方向不對應(yīng)的變換域點(diǎn)而進(jìn)行的。由于標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)呈六角形蜂窩狀，因而在變換域中產(chǎn)生了六個突出點(diǎn)。由于圖象是點(diǎn)對稱于原點(diǎn)的，因此事實(shí)上只需要識別變換域中的三個點(diǎn)，另外三個點(diǎn)可以從前三個點(diǎn)推出。在最佳實(shí)施例，濾波分三步進(jìn)行，目的是消除來自標(biāo)準(zhǔn)偏差映象步驟的轉(zhuǎn)變，這些轉(zhuǎn)變情況可能是彼此間隔太遠(yuǎn)，靠得太近和/或方向不對。
首先，進(jìn)行高通濾波是將所有變換域原點(diǎn)周圍預(yù)定圈內(nèi)的所有點(diǎn)調(diào)零，但這是在圖解變換域中從原點(diǎn)向外延伸的一段距離處進(jìn)行的，其中成六角形排列的六個突出點(diǎn)例外。這些點(diǎn)對應(yīng)大于六角形的間距，因而載有屬于標(biāo)簽圖象中所丟失的轉(zhuǎn)變的信息。為了再顯標(biāo)簽圖象中失去的那些轉(zhuǎn)變，需要消除有關(guān)傅里葉變換域中丟失的那些轉(zhuǎn)變的信息。
接著將變換域中六個突出點(diǎn)以遠(yuǎn)的某一半徑以外的所有點(diǎn)調(diào)零。這對應(yīng)于那些彼此靠得太近的亂真轉(zhuǎn)變情況。這個操作與第一個操作結(jié)合起來以形成其余各點(diǎn)組成的環(huán)。形成此環(huán)是相當(dāng)于進(jìn)行空間帶通濾波。環(huán)的內(nèi)外半徑由六角形輪廓所希望有的間距確定。鑒于在所述的本實(shí)例中六角形“直徑”預(yù)計為5個象元，且變換長度為256個象元，因而變換域中六角形的頂點(diǎn)應(yīng)距中心256/5＝51.2個象元。因此采用內(nèi)半徑為45個象元和外半徑為80個象元的環(huán)，這相當(dāng)于六角形的直徑為3.2至5.69個象元。這里采用了能較理想地讓較高的頻率通過的濾波器，因?yàn)闃?biāo)簽變形(例如翹曲或傾斜)時會使圖象收縮。
完成上述空間帶通濾波之后，就出現(xiàn)有六個突出點(diǎn)的環(huán)，各點(diǎn)相對于變換域中心(0，0點(diǎn))的角度間隔相等。為完成剔除變換域中不希望有的信息的任務(wù)，采用了方向?yàn)V波步驟。將換域中任何與突出區(qū)的角間距過大的點(diǎn)都調(diào)零。這在圖象域中具有除去任何不在三個為六角形蜂窩磚瓦結(jié)構(gòu)圖形所支配的方向中的一個方向上出現(xiàn)的任何邊緣的作用。
要進(jìn)行定向?yàn)V波就需要找出空間帶通濾波之后留下最突出的點(diǎn)。此點(diǎn)假設(shè)為變換域類似六角形各頂點(diǎn)的六個突出點(diǎn)中的一個點(diǎn)。其它在距中心同一半徑上且角間距為60度的倍數(shù)的五個突出點(diǎn)，在變換域中也很明顯。因此，所有其它與這些點(diǎn)中任一個點(diǎn)的角間距大于10度的點(diǎn)都被消除。剩下的是環(huán)的六個楔形部分。通過此定向?yàn)V波步驟，消除了圖象域中任何間距或方向不對的信息。消除了這種空間配置不正確的信息就能使圖象域中各六角形的整個輪廓復(fù)原。
上述濾波步驟都是在縮微膠片附錄第46頁第26至53行;第47頁第1至52頁;第48頁第1至52行和第49頁第1至46行源代碼一覽表中包含的存儲子程序的控制下進(jìn)行的。
當(dāng)采用不同的預(yù)定二維陣列構(gòu)形光可讀標(biāo)簽時，需要修改應(yīng)用于包括毗鄰配置的六角形的標(biāo)簽最佳實(shí)施例的濾波方案。但熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員不難理解，為適應(yīng)在本說明書中上述在各附圖中示出的不同標(biāo)簽構(gòu)型，是只需要對濾波方案進(jìn)行一點(diǎn)修改的。
各多角形編碼圖象單元一經(jīng)確定，則它們各自的界線就會具有一定的角間距，并具有一定數(shù)量和長度的邊緣，這一點(diǎn)是預(yù)定下來了。其次需要確定相鄰各多角形之間的關(guān)系，例如，究竟它們是毗鄰配置的，部分毗鄰配置的，還是不毗鄰配置的。此外還需要確定配置各多角形幾何中心所依據(jù)的幾何陣列。由于上述標(biāo)簽的幾何條件是預(yù)定下來了的，因此本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員就可以制定適當(dāng)?shù)臑V波方案，以便在變換域中對各能量點(diǎn)進(jìn)行濾波，使得只有那些對應(yīng)于各多角形邊緣的適當(dāng)間距和方向的最亮點(diǎn)才可以通過逆傅里葉變換程序起作用。
至于對實(shí)際制造的各濾波器，可以理解需要根據(jù)各多角形編碼圖象單元的預(yù)定間隔制造具有適當(dāng)尺寸的空間帶通濾波器。這時最好制造一個定向?yàn)V波器以濾除對應(yīng)于各多角形編碼圖象單元的預(yù)定的二維陣列的各軸線的最突出各點(diǎn)以外的能量點(diǎn)。這一下就消除了關(guān)于圖象區(qū)域中各多角形編碼圖象單元和間隙空間(如有的話)不正確的間距或方向的任何信息。通過消除這種不正確的信息就可以在圖象區(qū)域內(nèi)重建各多角形編碼圖象單元的各中心的一個完整的陣列，方法是采用如下所述方法的步驟對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行逆傅里葉變換。
(ⅴ)逆快速傅里葉變換為了真正返回到圖象域，從而恢復(fù)數(shù)據(jù)陣列鄰接的六角形的外形圖象，最好就濾波后的變換域(2D-IFFT)進(jìn)行二維逆快速傅里葉變換。逆變換是用麻州京士頓(Kingston，Massachusetts)Microway公司出品的87FET-2程序包中的標(biāo)準(zhǔn)二維逆傅里葉變換子程序進(jìn)行的。逆變換步驟完成時，每一個六角形的輪廓就在圖象域中恢復(fù)過來。在新的圖象中，各六角形的中心具有高的數(shù)量級(highmagnitude)。六角形中心處各點(diǎn)的實(shí)際數(shù)量級取決于其周圍有多少個邊緣。邊越多，在容許頻率下的能量越大，因而各點(diǎn)的數(shù)量級高。邊越少，點(diǎn)的數(shù)量級越低。點(diǎn)的數(shù)量級是對任何給定點(diǎn)進(jìn)行時鐘復(fù)原時對可靠程度效果一個很好的量度。
(e)主軸線的確定現(xiàn)在六角形的圖象是已經(jīng)復(fù)原了，但其取向有待確定。
本發(fā)明的六角形蜂窩圖形有三個彼此相隔60度的“軸線”。這些軸線的方向是在空間帶通濾波之后由變換域中的一些最亮點(diǎn)確定的。現(xiàn)在，可以確定這些軸線中哪一個是主軸線。這一步是可做可不做的。如果不做這一步，對則要用三個軸線的每一個軸線對標(biāo)簽編三次碼，這時只有一條軸線產(chǎn)生有意義的消息。任意選取主軸線作為如上所述且在圖2中畫出的平行于標(biāo)簽兩個邊的軸線。
若方形標(biāo)簽的邊界線是在主軸線已知的基礎(chǔ)上確定的，則復(fù)原了的六角形外形圖形中的大多數(shù)能量會在該方形的邊界線內(nèi)側(cè)。
為確定主軸線，假設(shè)三個軸線各個都是主軸線。由此得出的方形標(biāo)簽外形各試驗(yàn)的軸線而確定的，而該方形內(nèi)總的時鐘復(fù)原圖形能量是根據(jù)逆變換子程序的數(shù)字能量數(shù)據(jù)輸出確定的。試驗(yàn)中能量最大的軸線就是主軸線。這時將此主軸線的角度存儲起來，供初始化步驟和其它探測(Searching)操作之用。到這時候，還不知道該記錄的角度其方向正確還是與正確方向背道而馳。所附縮微膠片附錄中有關(guān)確定主軸方面的源代碼一覽表見該附錄第49頁第48至54行;第50頁第1至53行和第51頁第1至5行。應(yīng)該理解的是，并不需要完全確定標(biāo)簽的所有三個區(qū)，因?yàn)楦鲄^(qū)中三個方形都共有的能量是無需測定的。
(f)探測圖10所畫出的名為“SEARCH.C”300的存儲程序?qū)⒁炎儞Q和再生過的六角形中心信息與原圖象的存儲的強(qiáng)度等級結(jié)合起來，從而確定各六角形的灰色梯度值。探測是這樣進(jìn)行，使得在探測過程中“丟失”的機(jī)會減少到最小程度。最終結(jié)果是要獲取數(shù)據(jù)陣列各六角形灰色梯度矩陣值?！癝EARCH.C”的源代碼一覽表可參看縮微膠片附錄第52至60頁。在進(jìn)行SEARCH.C程序的第一部分時構(gòu)成了四個重要的信息陣列。陣列CVAL(時鐘值)存儲各六角形已復(fù)原的時鐘信號的質(zhì)量范圍，同時陣列GVAL存儲各六角形中心的灰色梯度值(0-63)。剩下的陣列IVAL和JVAL則存儲各六角形中心的行和列的位置。
(ⅰ)初始化步驟根據(jù)步驟(e)中所確定的主軸線角和實(shí)例中六角形的已知間距(5象元)計算從一個六角形的中心至周圍六個六角形的中心預(yù)計的水平和垂直位移。
在進(jìn)行這些計算之后，SEARCH.C程序靠時鐘復(fù)原信號工作，該時鐘復(fù)原信號是從存儲器和改變了比例的標(biāo)簽圖象取出，這改變了比例的標(biāo)簽圖象也是從存儲器取出的?？s微膠片附錄第52頁第13至54行;第53頁第1至48行;第56頁第47至57行和第57頁第1至35行的初始化子程序，其基本目的是將從這兩個源來的信息合并壓縮，且產(chǎn)生數(shù)據(jù)矩陣，提供各六角形的灰色梯度值。
探測的初始化步驟是在一邊以大約1/3英寸的標(biāo)簽中心周圍的方形為界。在此范圍內(nèi)，好的起始點(diǎn)是復(fù)原的時鐘信號陣列中所發(fā)現(xiàn)的數(shù)量級極高的點(diǎn)。然后確定此起始點(diǎn)相對對于標(biāo)簽中心的位置。此起始點(diǎn)是時鐘信號強(qiáng)而清楚的一個點(diǎn)，而且也是離標(biāo)簽中心較近的一個點(diǎn)。信號最好是強(qiáng)而清晰，以確保探測是從六角形有效的中心處開始，而且該點(diǎn)最好是靠近標(biāo)簽的中心，以便可以確定其絕對位置而不受翹曲或傾斜的嚴(yán)重影響。時鐘復(fù)原圖形上一個點(diǎn)的質(zhì)量范圍為該點(diǎn)的大小減去其周圍八個點(diǎn)的大小。將起始點(diǎn)的直角坐標(biāo)變換成極坐標(biāo)，相對于原先確定下來的主軸線角調(diào)節(jié)該極坐標(biāo)，再將此結(jié)果變換成直角坐標(biāo)。將這些坐標(biāo)系按預(yù)期的行間距(4.5象元)和列間距(5象元)進(jìn)行分度換算，直至六角形矩陣上的插入位置。然后將對應(yīng)起始六角形的時鐘質(zhì)量、灰色梯度和位置插入各陣列CVAL、GVAL、IVAL和JVAL中。
(ⅱ)主探測循環(huán)主探測循環(huán)用以確定其余六角形的中心。預(yù)期數(shù)目的六角形定位好之后，循環(huán)就終止。探測六角形中心的次序極為重要。采用下面將談到的探測方法，則盡管標(biāo)簽變質(zhì)也能提高譯碼過程的可靠性。
探測循環(huán)的每次迭代(iteration)是通過再調(diào)用具有最高數(shù)量級的時鐘恢復(fù)點(diǎn)的位置而開始的，該點(diǎn)毗鄰的各點(diǎn)的最強(qiáng)值常未被探測。從此已知點(diǎn)之后，探測在六個方向的每一個方向上將前進(jìn)一個六角形。其作用是建立一個沿著從較好到較壞的復(fù)原時鐘質(zhì)量的路線的探測模式。因此如果，舉例說，在標(biāo)簽中心有一個薄弱區(qū)或磨損區(qū)，則探測算法不是通過它而是圍繞著它走。通過迂回這些薄弱區(qū)并留待最后處理就可以大大減少在格網(wǎng)上的漏失幾率。鑒于漏失掉是和不正確讀出灰色梯度一樣槽，因此本探測算法的功效是極大的。
縮微膠片附錄第53頁第50至54行，第54頁第1至53行和第55頁第1至55行的子程序即用以探測主循環(huán)中最佳質(zhì)量時鐘值的毗鄰部分。子程序循環(huán)六次，每一次是用于當(dāng)時處在研究中的六角形的一個六角形毗鄰部分。先是計算毗鄰部分的位置。若毗鄰部分在標(biāo)簽界線之外，則循環(huán)迭代過程停止。若不然，則檢查毗鄰部分，看它是否已從另一方向加以探測。若毗鄰部分已探測過，則循環(huán)迭代過程就終止，因?yàn)樵撍惴ㄊ乖缦鹊奶綔y效果比后來的更為可靠。若毗鄰部分是在這個試驗(yàn)范圍之外，則計算時鐘復(fù)原圖形中毗鄰部分的中心位置。這時就進(jìn)行最高數(shù)量級時鐘信號的梯度探測。探測已復(fù)原的位置周圍的八個象元，看看是否發(fā)現(xiàn)了更高的時鐘值。如果發(fā)現(xiàn)了，就檢查最佳毗鄰點(diǎn)的八個毗鄰部分，看看是否發(fā)現(xiàn)還要更好的值。這個梯度探測提供了某種程度的適應(yīng)性，這種適應(yīng)性在需要讀取翹曲和傾斜的標(biāo)簽時是必不可少的。接著子程序就對下一個毗鄰部分進(jìn)行處理，或者當(dāng)所有毗鄰部分已檢查好時就返回。
如上面的步驟(d)所談過的那樣，由于進(jìn)行了數(shù)據(jù)變換，重新形成的格網(wǎng)現(xiàn)在載有關(guān)于各多角形編碼圖象單元各幾何中心的信息。這個格網(wǎng)在原有較多的具反差的界面處具有較大的能量。這些中心處在具有預(yù)定數(shù)目的等間距或不等間距軸線(這視具體情況而定)的預(yù)定二維陣列上。在主軸線定向步驟中最好采用有關(guān)預(yù)定二維陣列各軸線的空間關(guān)系的信息。
但應(yīng)該理解的是，可能會要適當(dāng)修改算法使譯碼方法可以確定二維陣列的實(shí)際幾何條件，并從這種確定而著手決定濾波方案，即所謂標(biāo)簽的主軸線(即二維陣列的平行于這里所論述的正方形光可讀標(biāo)簽的兩邊的軸線)，并為探測子程序提供所需要的坐標(biāo)。
無論是標(biāo)簽的幾何條件是由上述那種可任選的步驟確定，或者通過適當(dāng)修改二維時鐘復(fù)原過程而簡單地進(jìn)入譯碼過程，本說明書所公開和論述的各種標(biāo)簽構(gòu)型都不難由熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員使其適應(yīng)本發(fā)明的譯碼過程。不難理解，排列著各相鄰多角形編碼圖象單元的中心的軸線的數(shù)目和它們各自的角取向，可以在主軸線確定步驟中代替最佳實(shí)施例六角形陣列的三個軸線。因此可以無需進(jìn)行上面在步驟(e)中所述的試探和差錯分析而確定預(yù)定二維陣列的主軸線。
至于最佳實(shí)施例的六角形陣列，可以采用來自主軸線確定步驟的信息和各多角形的已知間距來計算從一個多角形中心至周圍諸多角形中心所期望的水平和垂直位移。在進(jìn)行這些計算之后，并對探測子程序進(jìn)行必要的調(diào)整之后，就可以對所采用的特定標(biāo)簽構(gòu)型著手進(jìn)行探測，包括初始化步驟和主探測循環(huán)步驟在內(nèi)?？梢岳斫?，這種對附錄中源代碼一覽表中的探測程序SEARCH.C300進(jìn)行的局部調(diào)整是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員力所能及的事。
子程序完成之后，在現(xiàn)行的中心位置處加標(biāo)記，使得不致再次探測它。其作用是取消其作為具有被探測的毗鄰部分候補(bǔ)探測對象的位置。每完成一次循環(huán)迭代過程，就加入0至6個新候補(bǔ)部分，并刪除一候補(bǔ)部分。在進(jìn)行插入和刪除操作時，作為一種高效率的實(shí)施方式可能采用使各候補(bǔ)部分保持其數(shù)量級順序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其中一種類結(jié)構(gòu)叫做優(yōu)先排隊(duì)(priorityqueue)參看阿厚、霍布克洛夫特和阿爾曼(Aho、hopcroft、Ullman)著的《計算機(jī)算法的設(shè)計和分析》(艾迪生·韋斯理公司，1974年出版)]。大家都知道，線性檢索算法需要進(jìn)行n階運(yùn)算，而采用平衡樹(balancedtree)或大堆陣(heapstructure)的實(shí)施效率高的優(yōu)先排隊(duì)則需要nlogn階運(yùn)算。如復(fù)原的時鐘值被換算并減小成小范圍的整數(shù)，則也可以采用基于散列表元分類(bucketsorting)的n階檢索算法。
(g)繪制直方圖(histogram)和定閾值(thresholding)主探測循環(huán)終了時，就確定了所有六角形中心的位置，且將已存儲的所有六角形中心的灰度值全部充填進(jìn)去。下一步是將0-63范圍的數(shù)字化灰色梯度值的閾值限定到例如黑色、灰色和白色的離散梯度(對于一個黑、灰、白的標(biāo)簽而言)。這是通過從各六角形中心繪制標(biāo)簽圖象強(qiáng)度值的直方圖進(jìn)行的。限制梯度(slicinglevels)可通過求出直方圖中的傾角(dip)求出。用以繪制直方圖和確定限制梯度的具體子程序可參看縮微膠片附錄第55頁第16至52行和第56頁第1至15行的源代碼一覽表。
(h)確定粗網(wǎng)格和最終取向離散梯度的范圍確定之后，還可能存在兩種失真情況。第一種失真是陣列偏離中心。這是在初始探測步驟未能正確確定最佳質(zhì)量時鐘信號相對于標(biāo)簽中心的位置時發(fā)生的。第二種可能性是，由于主軸線角出現(xiàn)了一個180度的分歧，而致使對整個標(biāo)簽的讀出是顛倒的。
縮微膠片附錄第58頁第1至54行和第59頁第1至24行的存儲子程序即執(zhí)行確定標(biāo)簽是否偏離中心的功能。若標(biāo)簽系正確安置，中心行的坐標(biāo)應(yīng)通過標(biāo)簽的中心。為了確定在垂直方向的定位上是否出差錯，檢查假設(shè)的中心行之上的一些行，看看哪一行會形成通過最靠近標(biāo)簽中心的線。若上一行或下一行系更靠近假設(shè)的中心行，則可進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳弦苹蛳乱啤Ｈ舳绦?shortrows)往左的校正設(shè)有作好，則可將各短行往右移動一個位置進(jìn)行調(diào)整。
水平定位上的錯誤和顛倒讀出是采用嵌入標(biāo)簽中叫做粗格網(wǎng)信息的信息進(jìn)行檢查的。該信息如上所述那樣分布成3圖象單元×3圖象單元的六角形群集。鑒于標(biāo)簽可能例如是在一個33行×30列的格網(wǎng)上，因而這些群集形成11×10個格網(wǎng)。各完整的3圖象單元×3圖象單元群集的底部中心六角形在編碼過程中表現(xiàn)出特殊的性能。該六角形兩側(cè)的轉(zhuǎn)變段是得到保證的，如前面結(jié)合圖4所述的那樣。舉例說，若底部中心的六角形是黑的，則底部左側(cè)和底部右側(cè)的六角形必然是灰的或白的。縮微膠片附錄第59頁第27至52行和第60頁第1至33行的存儲子程序即利用了這個轉(zhuǎn)變的性能來消除最后兩個可能產(chǎn)生的失真現(xiàn)象。首先是形成一個陣列，其中陣列中的各元素表明水平毗鄰的兩個六角形之間是否有轉(zhuǎn)變。然后逐個檢查陣列的這些在預(yù)計為0的滑動部分(slide)周圍配置成3×3圖形的粗格網(wǎng)的9個假設(shè)的滑動部分。這些滑動部分中有一個會在實(shí)際和預(yù)期的轉(zhuǎn)變方面具有較好的匹配，將這個滑動部分位置保留下來。其次，檢查該同一個假設(shè)，假定標(biāo)簽是顛倒讀出的。這種情況是發(fā)生在主軸線的角度相對于標(biāo)簽印制的方式實(shí)際是從右指向左，而不是從左指向右。
若只是將標(biāo)簽倒過來，即將較高行和較底行對調(diào)，較高列和較低列對調(diào)，則各滑動情況(slidings)也會顛倒過來。但要妥善地將標(biāo)簽顛倒過來必須進(jìn)行一個重要的變換。在讀出過程中，各短(長29)行是往左調(diào)整;因此將標(biāo)簽顛倒過來時，這些標(biāo)簽必須往右調(diào)整。于是進(jìn)行調(diào)節(jié)，而正是這個工序使得其效果不是一個簡單的顛倒過程，而是對滑動部分的假定。實(shí)際上，當(dāng)標(biāo)簽真正是顛倒過來讀取時，滑動部分試驗(yàn)的最佳結(jié)果要比前一些試驗(yàn)的任何一個試驗(yàn)都好。
確定了標(biāo)簽是否已顛倒過來讀和在該絕對定位過程中是否有任何滑動部分之后，就可以對標(biāo)簽矩陣進(jìn)行譯碼。圖象和滑動部分妥善確定之后，就完成了圖象處理功能，于是開始進(jìn)行數(shù)據(jù)譯碼處理。
4.譯碼圖9所示的在縮微膠片附錄第61頁第1至52行和第62頁第1至28行可找到的存儲程序“RD.LABEL.C”182讀取探測程序所產(chǎn)生的文件，并用最佳實(shí)施例中的1292二進(jìn)制位產(chǎn)生二進(jìn)制位流文件。它采用圖9所示并包括在縮微膠片附錄第63至66頁的存儲子程序CellDec.C183屏蔽掉不能用的六角形，并應(yīng)用為編碼程序的逆程序的譯碼程序。
譯碼過程的第一步是采用一種從六角形至二進(jìn)制位的映射過程從六角形信息產(chǎn)生二進(jìn)制位流，這種從六角形至二進(jìn)制位的映射過程是從二進(jìn)制位至六角形映射過程的逆過程。
然后由該程序?qū)⑽?信息)流分成兩個分流一高優(yōu)先級消息位流和一個低優(yōu)先級消息位流或分成數(shù)目與對標(biāo)簽進(jìn)行編碼所使用的位流一般多的位流。
這時就需要采用標(biāo)簽編碼過程所使用的差錯編碼技術(shù)對各位流賦予錯誤校正。舉例說，若采用立德-梭羅門編碼，則對探測程序所產(chǎn)生的位流進(jìn)行的錯誤校正產(chǎn)生一個格式與前面談過的對輸入的文件進(jìn)行編碼的格式相同的輸出。錯誤校正可按下列次序進(jìn)行(參看上面提到過的《錯誤控制碼的理論與實(shí)踐》)1.對錯誤的綜合情況(syndromes)進(jìn)行估計;
2.用伯勒甘-馬賽(Berlekamp-Massey)算法計算錯誤定位多項(xiàng)式;
3.用Chien檢索法計算錯誤的各位置;
4.用Forney的算法計算錯誤的大小。
最后一步是只有從步驟2和3檢測出錯誤可校正的數(shù)目時才進(jìn)行。此外還應(yīng)計算所檢測的錯誤的數(shù)目。若檢測出錯誤不可校正的數(shù)目或定出了一個錯誤處在所意指的墊塊位置(impliedpadding)(如上所述)，就做出一個標(biāo)志。所舉實(shí)例中所用的具體差錯編碼程序可參看縮微膠片附錄第67至75頁，該程序如圖9中一樣取名為ERRDEC.C184。
5.輸出通過對包裹的跟蹤(通過識別出其在輸送機(jī)上的位置)，可使用表示包裹目的地的郵區(qū)劃分碼的高優(yōu)先級消息來啟動適當(dāng)?shù)穆酚刹倏v手柄或輸送機(jī)，以便給包裹選定通往卡車、飛機(jī)或包裹運(yùn)輸機(jī)等的路由，從而將包裹送往其目的地。
雖然本發(fā)明可用于輸送機(jī)換向設(shè)備系統(tǒng)中，但顯然它也可用于各種各樣的資料收集、包裹搬運(yùn)和生產(chǎn)操作中，在這些場合下總要讀取包裹、信件、部件、機(jī)器等上面的標(biāo)簽，并促使某一系統(tǒng)例如對附有標(biāo)簽的物品執(zhí)行包裹搬運(yùn)或生產(chǎn)操作等。本發(fā)明可以使這些操作高速、高度準(zhǔn)確地進(jìn)行，處理大量的標(biāo)簽信息，甚至使能大部分信息不致因標(biāo)簽撕破等而丟失。
參看圖9，要在計算機(jī)終端上交替顯示譯碼信息時，可采用程序TEXTOUT.C185，該程序TEXTOUT.C可參看縮微膠片附錄第76至78頁。
本申請?jiān)锌s微膠片附錄(包括一張縮微膠片、一測試圖和78幅計算機(jī)程序表)?，F(xiàn)所一并提交的是題為“六角形信息編碼制品、方法和設(shè)備”其正文共78頁的上述縮微膠片附錄的硬拷貝件。
權(quán)利要求
1.一種存儲編碼信息用的光可讀標(biāo)簽，其特征在于，該標(biāo)簽包括多個具有至少五個邊的信息編碼多角形，所述多角形系配置得使相鄰各多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，所述多角形具有至少兩種不同光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能。
2.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述陣列是個六角形陣列。
3.如權(quán)利要求2所述的制品，其特征在于，所述六角形陣列具有三個彼此相差60度角的軸線。
4.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述多角形大致上呈正六角形的形狀。
5.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)性能為黑色、白色和灰色。
6.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述多角形為非正多角形。
7.如權(quán)利要求1或2所述的制品，其特征在于，所述制品還包括占據(jù)所述制品上的一個與為所述信息編碼多角形所占據(jù)的部位分開的部位的一系列同心環(huán)，各同心環(huán)具有至少兩種交替出現(xiàn)的光學(xué)性能的一種光學(xué)性能。
8.如權(quán)利要求7所述的制品，其特征在于，所述同心環(huán)位于所述制品的中心位置。
9.一種存儲編碼信息用的光可讀標(biāo)簽，其特征在于該標(biāo)簽包括多個信息編碼三角形，所述三角形系配置得使各相鄰三角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述三角形具有至少兩種不同光學(xué)性能的一種光學(xué)性能。
10.如權(quán)利要求9所述的制品，其特征在于，該制品還包括占據(jù)所述制品上的一個與為所述信息編碼三角形所占據(jù)的部位分開的部位的一系列同心環(huán)，各同心環(huán)具有至少兩種交替出現(xiàn)的不同光學(xué)的一種光學(xué)性能。
11.如權(quán)利要求10所述的制品，其特征在于，所述諸同心環(huán)位于制品的中心位置。
12.一種存儲編碼信息用的光可讀標(biāo)簽，其特征在于，該標(biāo)簽包括多個信息編碼多角形，所述多角形系配置得使各相鄰多角形的幾何中心位于一二維六角形陣列的各項(xiàng)點(diǎn)，且所述多角形具有至少兩種不同光學(xué)性能的一種光學(xué)性能。
13.如權(quán)利要求12所述的制品，其特征在于，所述多角形大致上呈正六角形的形狀。
14.一種存儲編碼信息的光可讀標(biāo)簽，其特征在于，該標(biāo)簽包括多個信息編碼多角形，所述多角形系配置得使相鄰各多角形的幾何中心位于一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形具有至少兩種不同光學(xué)性能的一種光學(xué)性能，且所述陣列具有至少三個等間距的軸線。
15.一種存儲編碼信息用的光可讀標(biāo)簽，其特征在于，該標(biāo)簽包括多個信息編碼多角形，所述多角形部分毗鄰配置得使相鄰各多角形的幾何中心處在一特定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形具有至少兩種不同光學(xué)性能的一種光學(xué)性能。
16.一種存儲編碼信息用的光可讀標(biāo)簽，其特征在于，該標(biāo)簽包括多個信息編碼多角形，所述多角形不毗鄰配置，相鄰各角形的幾何中心處在預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形具有至少兩種不同學(xué)性能的一種光學(xué)性能。
17.如權(quán)利要求14、15或16所述的制品，其特征在于，所述多角形是正多角形。
18.如權(quán)利要求14、15或16所述的制品，其特征在于，所述多角形是非正多角形。
19.如權(quán)利要求14、15或16所述的制品，其特征在于，所述制品還包括占據(jù)著所述制品上的一個與為所述信息編碼多角形所占據(jù)的部位分開的部位的一系列的同心環(huán)，各同心環(huán)具有至少兩種交替出現(xiàn)的不同光學(xué)性能的一種光學(xué)性能。
20.如權(quán)利要求19所述的制品，其特征在于，所述同心環(huán)位于所述制品的中心配置。
21.如權(quán)利要求15或16所述的制品，其特征在于，所述陣列是個六角形陣列。
22.如權(quán)利要求21所述的制品，其特征在于，所述六角形陣列具有彼此相差60度的三個軸線。
23.一種對表示對應(yīng)于多個按一種編碼方法編了碼的、非毗鄰配置的多角形的、被電光檢測的、標(biāo)簽圖象的數(shù)字信號流進(jìn)行譯碼的方法，其特征在于，所述多角形在所述各多角形之間形成多個間隙空間，所述多角形系配置得使相鄰各多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形和所述間隙空間具有至少兩種不同光學(xué)性能的一種光學(xué)性能，該譯碼方法包括下列步驟(a)對所述被檢測標(biāo)簽圖象進(jìn)行二維時鐘復(fù)原，以獲得復(fù)原的時鐘信號;(b)利用步驟(a)所述復(fù)原的時鐘信號確定所述各角形的幾何中心從而識別所述各多角形的光學(xué)性能;和(c)進(jìn)行所述編碼過程的逆過程，以便對所述多角形進(jìn)行譯碼。
24.一種對表示對應(yīng)于多個按一種編碼方法編了碼的、部分毗鄰配置的多角形的、被電光檢測的、標(biāo)簽圖象的數(shù)字信號流進(jìn)行譯碼的方法，其特征在于所述多角形在所述多角形之間形成多個間隙空間，所述多角形系配置得使相鄰各多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形和所述間隙空間具有至少兩種不同光學(xué)性能的一種光學(xué)性能，該譯碼方法包括下列步驟(a)對所述被檢測標(biāo)簽圖象進(jìn)行二維時鐘復(fù)原，以獲得被復(fù)原的時鐘信號;(b)利用步驟(a)所述復(fù)原的時鐘信號確定所述各多角形的幾何中心，從而識別各多角形的光學(xué)性能;和(c)進(jìn)行所述編碼過程的逆過程，以便對所述多角形進(jìn)行譯碼。
25.如權(quán)利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述二維陣列是個六角形陣列。
26.如權(quán)利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述多角形是正多角形。
27.如權(quán)利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述多角形是非正多角形。
28.如權(quán)利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述多角形大致上呈正六角形的形狀。
29.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，步驟(a)包括下列步驟;(ⅰ)對所述數(shù)字信號進(jìn)行非線性映象操作，以確定具有不同光學(xué)性能的各相鄰多角形之間和各多角形與各間隙空間之間的轉(zhuǎn)變;(ⅱ)對非線性映象的數(shù)字信號進(jìn)行傅里葉變換，以獲取對應(yīng)于所述各多角形光學(xué)性能的轉(zhuǎn)變的方向、間距和強(qiáng)度的一個二維的表答;(ⅲ)對所述變換的非線性映象的數(shù)字信號進(jìn)行濾波，以消除所述多角形的光學(xué)性能在方向和間距方面不正確的轉(zhuǎn)變;和(ⅳ)對所述經(jīng)濾波的、轉(zhuǎn)變的非線性映象數(shù)字信號進(jìn)行逆傅里葉變換以得到所述的恢復(fù)的時鐘信號。
30.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，該方法在步驟(a)之前還包括將所檢測的標(biāo)簽圖象歸-化成該圖象各相應(yīng)的光學(xué)性能的預(yù)定水平的步驟。
31.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，該方法在步驟(a)之前還包括改變圖象的比例以形成水平放大率和垂直放大率相等的圖象。
32.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，步驟(ⅰ)包括編制具有不同光學(xué)性能的相鄰各多角形之間和各多角形與所述間隙空間的轉(zhuǎn)變的二維映象圖，方法是計算各象元和俈近所述電光傳感器的各象元的象元所記錄的所述圖象的光學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)偏差，其中大的標(biāo)準(zhǔn)偏差值對應(yīng)于所述各多角形界面的轉(zhuǎn)變區(qū)。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，該方法還包括確定于步驟(ⅱ)中所定位的各多角形的中心的所述經(jīng)檢測的標(biāo)簽圖象的閾值以確定所述各多角形相應(yīng)的光學(xué)性能的步驟。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，確定所述經(jīng)檢測的標(biāo)簽圖象的閾值的步驟是通過編制表示各多角形相應(yīng)的光學(xué)性能的直方圖進(jìn)行的。
35.如權(quán)利要求23、29或34所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括(ⅰ)進(jìn)行初始化的步驟，即在所述信號的預(yù)定區(qū)域內(nèi)探測在步驟(a)中所獲得的二維被復(fù)原的時鐘信號，以確定強(qiáng)度極大的位置;和(ⅱ)進(jìn)行連續(xù)循環(huán)探測的步驟，即在整個被恢復(fù)的時鐘信號范圍內(nèi)探測二維被復(fù)原的時鐘信號，從步驟(ⅰ)中強(qiáng)度極大的位置開始，循環(huán)到強(qiáng)度第二大的各相鄰位置，其中各經(jīng)確定的位置對應(yīng)于一多角形的中心。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述電光傳感器所檢測出的所述圖象包括一探測目標(biāo)，該探測目標(biāo)由一系列具有交替出現(xiàn)的不同光學(xué)性能的同心環(huán)組成，且該方法的第一個步驟是確定所述探測目標(biāo)的位置，其方法是對所述數(shù)字信號進(jìn)行濾波，并使所述數(shù)字信號與某一預(yù)定頻率的信號相關(guān)。
37.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，步驟(a)包括下列步驟(ⅰ)對所述數(shù)字信號進(jìn)行非線性映象操作，以確定具有不同光學(xué)性能的各相鄰多角形之間和各多角形與所述間隙空間之間的轉(zhuǎn)變;(ⅱ)對非線性映象過的數(shù)字信號進(jìn)行傅里葉變換，以獲取對應(yīng)于所述諸多角形的光學(xué)性能在方向、間距和強(qiáng)度上的轉(zhuǎn)變的一個二維的表答;(ⅲ)對所述經(jīng)變換的非線性映象的數(shù)字信號進(jìn)行濾波，以消除所述諸多角形的光學(xué)性能在方向和間距上的不正確的轉(zhuǎn)變;和(ⅳ)對所述經(jīng)濾波的、變換的非線性映射的數(shù)字信號進(jìn)行逆傅里葉變換，以獲得所述被復(fù)原的時鐘信號。
38.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，該方法在步驟(a)之前還包括對所檢測出的標(biāo)簽圖象進(jìn)行歸一化成該圖象各相應(yīng)的光學(xué)性能的預(yù)定水平的步驟。
39.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，該方法在步驟(a)之前還包括改變圖象比例的步驟，以形成水平放大率和垂直放大率相等的圖象。
40.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，步驟(ⅰ)包括編制具有不同光學(xué)性能的各相鄰多角形之間和各多角形與所述間隙空間之間的轉(zhuǎn)變的二維映象圖的步驟，方法是計算各象元和靠近所述光電傳感器各象元的象元所記錄的所述圖象的光學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)偏差，其中較大的標(biāo)準(zhǔn)偏差值對應(yīng)于在所述各多角形界面的轉(zhuǎn)變區(qū)。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，該方法還包括確定在步驟(b)中所定位的各多角形中心的所述經(jīng)檢測的標(biāo)簽圖象的閾值，以確定所述各多角形相應(yīng)的光學(xué)性能。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，確定所述經(jīng)檢測的標(biāo)簽圖象的閾值的步驟是通過過制作表示所述多角形相應(yīng)的光學(xué)性能的直方圖進(jìn)行的。
43.如權(quán)利要求24、37或42所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括;(ⅰ)進(jìn)行初始化的步驟，即在所述信號的預(yù)定區(qū)內(nèi)探測在步驟(a)獲得的二維復(fù)原的時鐘信號，以確定強(qiáng)度極大的位置;和(ⅱ)進(jìn)行連續(xù)循環(huán)探測的步驟，即在整個被復(fù)原的時鐘信號范圍探測二維時鐘復(fù)原信號，從步驟(ⅰ)中強(qiáng)度極大的位置開始并循環(huán)到強(qiáng)度次大的各鄰近位置，其中各確定了的位置對應(yīng)于一多角形的中心。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于，所述電光傳感器所檢測出的所述圖象包括一由一系列具有交替出現(xiàn)的不同光學(xué)性能的同心環(huán)組成的探測目標(biāo)，且該方法的第一個步驟是通過對所述數(shù)字信號進(jìn)行濾波來確定所述探測目標(biāo)的位置，并使所述數(shù)字信號與一預(yù)定頻率的信號相關(guān)。
45.一種光學(xué)標(biāo)記檢測和譯碼的綜合設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括;(a)一光可讀標(biāo)簽，用以存儲編碼信息，該光可讀標(biāo)簽包括多個具有至少五個邊的信息編碼多角形，所述多角形系配置得使各相鄰多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形具有至少兩種不同的光學(xué)性能的一種光學(xué)性能;(b)照明裝置，供照明一預(yù)定區(qū)域之用;(c)光學(xué)成象裝置，用以在所述標(biāo)簽通過的所述預(yù)定照明區(qū)上進(jìn)行光學(xué)成象，并產(chǎn)生對應(yīng)于從所述多角形反射回來照射到所述成象裝置的各象元上的光的強(qiáng)度的模擬電信號;(d)模擬電信號轉(zhuǎn)換裝置，用以將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)于所述象裝置的所述諸象光所記錄的光強(qiáng)度的排成一定次序的數(shù)字位流;(e)數(shù)字位流存儲裝置，用以存儲所述數(shù)字位流，供以后對所述標(biāo)簽進(jìn)行譯碼之用;和(f)數(shù)字位流譯碼裝置，用以對所述數(shù)字位流進(jìn)行譯碼，所述譯碼裝置產(chǎn)生表示編碼信息的電輸出。
46.如權(quán)利要求45所述的設(shè)備，其特征在于，所述光可讀標(biāo)簽還包括一系列同心環(huán)，所述同心環(huán)具有對應(yīng)于所述多角形的至少兩種光學(xué)性能的交替出現(xiàn)的光學(xué)性能。
47.一種光學(xué)標(biāo)記檢測和譯碼的綜合設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括(a)一光可讀標(biāo)簽，供存儲編碼信息之用，該標(biāo)簽包括多個信息編碼多角形，所述多角形系配置得使各相鄰的多角形的幾何中心處在一二維六角形陣列的各頂點(diǎn)上，且所述多角形具有至少兩種不同光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能;(b)照明裝置，供用光照明一預(yù)定區(qū)之用;(c)光學(xué)成象裝置，用以在所述標(biāo)簽通過的所述預(yù)定照明區(qū)上進(jìn)行光學(xué)成象，并產(chǎn)生對應(yīng)于從所述多角形反射回來照射到所述成象裝置的各象元上的光的強(qiáng)度的模擬電信號;(d)模擬電信號轉(zhuǎn)換裝置，用以將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)于所述成象裝置的所述諸象元所記錄的光強(qiáng)度的排成一定次序的數(shù)字位流;(e)數(shù)字位流存儲裝置，用以存儲所述數(shù)字位流，供以后對所述標(biāo)簽進(jìn)行譯碼之用;和(f)數(shù)字位流譯碼裝置，用以對所述數(shù)字位流進(jìn)行譯碼，所述譯碼裝置產(chǎn)生表示編碼信息的電輸出。
48.如權(quán)利要求47所述的設(shè)備，其特征在于，所述光可讀標(biāo)簽還包括一系列同心環(huán)，所述同心環(huán)具有對應(yīng)于所述多角形的至少兩種光學(xué)性能的交替出現(xiàn)的光學(xué)性能。
49.如權(quán)利要求48所述的設(shè)備，其特征在于，所述多角形大體上呈正六角形的形狀。
50.一種光學(xué)標(biāo)記檢測和譯碼綜合設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括(a)一光可讀標(biāo)簽，用以存儲編碼信息，該標(biāo)簽包括多個信息編碼三角形，所述三角形系配置得使各相鄰三角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述三角形具有至少兩種不同光學(xué)性能中的一種光性能;(b)照明裝置，供用光照明一預(yù)定區(qū)之用;(c)光學(xué)成象裝置，用以在所述標(biāo)簽所通過的所述照明區(qū)上進(jìn)行成象，并產(chǎn)生對應(yīng)于從所述三角形反射回來照射到所述成象裝置的各象元的光強(qiáng)度的模擬電信號;(d)模擬電信號轉(zhuǎn)換裝置，用以將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)于所述成象裝置的所述各象元所記錄的光的強(qiáng)度的排成一定次序的數(shù)字位流;(e)數(shù)字位流存儲裝置，用以存儲所述數(shù)字位流，供以后對所述標(biāo)簽進(jìn)行譯碼之用;和(f)數(shù)字位流譯碼裝置，用以對所述數(shù)字位流進(jìn)行譯碼，所述譯碼裝置產(chǎn)生表示編碼信息的電輸出。
51.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述光可讀標(biāo)簽還包括一系列同心環(huán)，所述同心環(huán)具有交替出現(xiàn)的對應(yīng)于所述多角形的的至少兩種光學(xué)性能的光學(xué)性能。
52.一種光學(xué)標(biāo)記檢測和譯碼綜合設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括(a)一光可讀標(biāo)簽，用以存儲編碼信息，該設(shè)備包括多個信息編碼多角形，所述多角形不毗鄰配置，各相鄰多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，所述多角形具有至少兩種不同的光學(xué)性能的一種光學(xué)性能;(b)照明裝置，供用光照射一預(yù)定區(qū)之用;(c)光學(xué)成象裝置，用以在所述標(biāo)簽所通過的所述預(yù)定照明區(qū)上光學(xué)成象，并產(chǎn)生對應(yīng)于從所述多角形反射回來照射到所述成象裝置的所述諸象元的光的強(qiáng)度的模擬電信號;(d)模擬電信號轉(zhuǎn)換裝置，用以將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換成排成一定次序?qū)?yīng)于所述成象裝置的所述諸象元所記錄的光的強(qiáng)度的數(shù)字位流。(e)數(shù)字位流存儲裝置，用以存儲所述數(shù)字位流，供以后對所述標(biāo)簽進(jìn)行譯碼之用;和(f)數(shù)字位流譯碼裝置，用以對所述數(shù)字位流進(jìn)行譯碼，所述譯碼裝置產(chǎn)生表示編碼信息的電輸出。
53.如權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其特征在于，所述光可讀標(biāo)簽還包括一系列同心環(huán)，所述同心環(huán)具有交替出現(xiàn)的對應(yīng)于所述多角形的至少兩種光學(xué)性能的光學(xué)性能。
54.一種光學(xué)標(biāo)記檢測和譯碼綜合設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括(a)一光可讀標(biāo)簽，用以存儲編碼信息，該標(biāo)簽包括多個信息編碼多角形，所述多角形部分毗鄰配置得使相鄰多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形具有至少兩種光學(xué)性能的一種光學(xué)性能;(b)照明裝置，供用光照明一預(yù)定區(qū)之用;(c)光學(xué)成象裝置，用以在所述標(biāo)簽所通過的所述預(yù)定照明區(qū)上光學(xué)成象，并產(chǎn)生對應(yīng)于從所述多角形反射回來照射到所述成象裝置的各象元的光的強(qiáng)度的模擬電信號;(d)模擬電信號轉(zhuǎn)換裝置，用以將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換成排列成一定次序?qū)?yīng)于所述成象裝置的所述各象元所記錄的光的強(qiáng)度的數(shù)字位流;(e)數(shù)字位流存儲裝置，用以存儲所述數(shù)字位流，供以后對所述標(biāo)簽進(jìn)行譯碼之用;和(f)數(shù)字位流譯碼裝置，用以對所述數(shù)字位流進(jìn)行譯碼，所述譯碼裝置產(chǎn)生表示編碼信息的電輸出。
55.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備，其特征在于，所述光可讀標(biāo)簽還包括一系列同心環(huán)，所述同心環(huán)具有交替出現(xiàn)對應(yīng)于所述多角形的至少兩種光學(xué)性能的光學(xué)性能。
56.一種譯碼設(shè)備，其特征在于用以對表示經(jīng)電光檢測的由多個按一種編碼方法編碼的多角形組成的標(biāo)簽圖象的數(shù)字信號流進(jìn)行譯碼，所述多角形在它們本身之間形成多個間隙空間，所述多角形系配置得使各相鄰多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形和所述間隙空間具有至少兩種不同光學(xué)性能的一種光學(xué)性能，所述設(shè)備包括(a)二維時鐘復(fù)原裝置，用以對所述經(jīng)檢測的標(biāo)簽圖象進(jìn)行二維時鐘復(fù)原，以獲得被復(fù)原的時鐘信號;(b)利用步驟(a)的所述經(jīng)復(fù)原的時鐘信號以確定所述各多角形的幾何中心的位置和確定所述多角形的光學(xué)性能的裝置;(c)用以通過進(jìn)行所述編碼過程的逆過程來對所述多角形進(jìn)行譯碼的裝置。
57.一種譯碼設(shè)備，其特征在于用以對表示經(jīng)電光檢測的由多個按一種編碼方法編碼的多角形組成的標(biāo)簽圖象的數(shù)字信號流進(jìn)行譯碼，所述多角形在它們本身之間形成多個間隙空間，所述多角形系配置的使各相鄰多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形和所述間隙空間具有至少兩種光學(xué)性能的一種光學(xué)性能;所述設(shè)備包括(a)非線性映象裝置，用以對所述數(shù)字信號進(jìn)行非線性映象操作，以確定具有不同光學(xué)性能的各相鄰多角形之間的轉(zhuǎn)變;(b)傅里葉變換裝置，用以對非線性映象數(shù)字信號進(jìn)行傅里葉變換，以獲取一對應(yīng)于所述多角形的光學(xué)性能在方向、間距和強(qiáng)度方面的轉(zhuǎn)變的二維的表答;(c)濾波裝置，供對所述變換的非線性映象數(shù)字信號進(jìn)行濾波之用，以消除所述多角形的光學(xué)性能在方向和間距方面不正確的轉(zhuǎn)變;(d)逆傅里葉變換裝置，用以對所述經(jīng)濾波的、變換的、非線映象的數(shù)字信號進(jìn)行逆傅里葉變換，以獲得所述復(fù)原的時鐘信號;(e)利用所述復(fù)原的時鐘信號，以確定所述各多角形幾何中心的位置和確定所述各多角形光學(xué)性能的裝置;和(f)用以通過對所述多角形進(jìn)行所述編碼過程的逆過程對所述多形進(jìn)行譯碼的裝置。
58.如權(quán)利要求57所述的設(shè)備，其特征在于，所述非線性映象裝置包括二維映象圖形成裝置，用以形成具有不同光學(xué)性能的各相鄰多角形之間的轉(zhuǎn)變的二維映象圖，具體的作法是計算各象元和所述光電傳感器各象元附近的各象元所記錄的所述圖象的光學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)偏差，其中較大的標(biāo)準(zhǔn)偏差值對應(yīng)于多角形界面的轉(zhuǎn)變區(qū)。
59.如權(quán)利要求57所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括一個歸一化裝置，用以在進(jìn)行非線性映象操之前將所檢測出的標(biāo)簽圖象歸一化成該圖象各相應(yīng)光學(xué)性能的預(yù)定最佳情況。
60.如權(quán)利要求57所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括被檢測的標(biāo)簽圖象比例改變裝置，用以在進(jìn)行非線性映象操作之前改變所檢測出的標(biāo)簽圖象的比例，以形成水平和垂直放大率相等的圖象。
61.如權(quán)利要求58所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括閾值確定裝置用以確定裝置(e)所定位的各多角形的中心處的被檢測標(biāo)簽圖象閾值，以確定所述多角形相應(yīng)的光學(xué)性能。
62.如權(quán)利要求61所述的設(shè)備，其特征在于其中的閾值確定裝置還包括用以構(gòu)組表示所述各多角形的各光學(xué)性能的直方圖的裝置。
63.如權(quán)利要求56、57或62所述的設(shè)備，其特征在于，所述探測裝置包括(ⅰ)初始化裝置，用以在所述信號的一預(yù)定區(qū)內(nèi)探測所述二維經(jīng)復(fù)原的時鐘信號，以確定強(qiáng)度極大的位置;和(ⅱ)連續(xù)循環(huán)探測裝置，用以在整個經(jīng)復(fù)原的時鐘信號范圍探測所述二維經(jīng)復(fù)原的時鐘信號，從裝置(ⅰ)得到的強(qiáng)度極大的位置開始，并循環(huán)到各強(qiáng)度次大的相鄰位置，其中各經(jīng)確定的位置對應(yīng)于一多角形的中心。
64.如權(quán)利要求63所述的設(shè)備，其特征在于，所述電光傳感器所檢測出的所述圖象包括一個由具有交替出現(xiàn)的不同光學(xué)性能一系列同心環(huán)組成的探測目標(biāo)和探測目標(biāo)定位裝置，該探測目標(biāo)定位裝置用以通過對所述數(shù)字信號進(jìn)行濾波并使所述數(shù)字信號與一預(yù)定頻率的信號相關(guān)從而確定所述探測目標(biāo)的位置。
65.一種譯碼設(shè)備，其特征在于用以對表示經(jīng)電光檢測的、由多個按一種編碼方法編碼的、部分毗鄰配置的多角形組成的標(biāo)簽圖象的數(shù)字信號流進(jìn)行譯碼，所述多角形在它們本身之間形成多個間隙空間，所述多角形系配置得使各相鄰多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各項(xiàng)點(diǎn)，且所述多角形和所述間隙空間具有至少兩種不同光學(xué)性能的一種光學(xué)性能，該設(shè)備包括(a)二維時鐘復(fù)原裝置，用以對所述被檢測的標(biāo)簽圖象進(jìn)行二維時鐘復(fù)原，以獲得經(jīng)復(fù)原的時鐘信號;(b)利用所述經(jīng)復(fù)原的時鐘信號，以確定所述各多角形的幾何中心的位置和確定所述各多角形的光學(xué)性能的裝置;和(c)用以通過進(jìn)行所述編碼過程的逆過程來對所述多角形進(jìn)行譯碼的裝置。
66.一種譯碼設(shè)備，其特征在于，用以對表示一經(jīng)電光檢測的由多個部分毗鄰配置的多角形組成的標(biāo)簽圖象的數(shù)字信號流進(jìn)行譯碼，所述多角形在它們本身之間形成多個間隙空間，所述多角形系配置得使各相鄰多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，所述多角形和所述間隙空間具有至少兩種不同的光學(xué)性能的一種光學(xué)性能，所述設(shè)備包括(a)非線性映象裝置，用以對所述數(shù)字信號進(jìn)行非線性映象操作，以確定具有不同光學(xué)性能的各相鄰多角形之間的轉(zhuǎn)變;(b)傅里葉變換裝置，用以對非線性映象數(shù)字信號進(jìn)行傅里葉變換，以獲取一對應(yīng)于所述多角形的光學(xué)性能在方向、間距和強(qiáng)度方面的轉(zhuǎn)變的二維映象圖;(c)濾波裝置，供對所述經(jīng)變換的非線性映象數(shù)字信號進(jìn)行濾波之用，以消除所述多角形的光學(xué)性能在方向和間距方面不正確的轉(zhuǎn)變;(d)逆傅里葉變換裝置，用以對所述經(jīng)濾波的變換了的非線性映象的數(shù)字信號進(jìn)行逆傅里葉變換，以獲得所述復(fù)原的時鐘信號;(e)利用所述復(fù)原的時鐘信號以確定所述各多角形的幾何中心的位置和確定所述各多角形的光學(xué)性能的裝置;和(f)用以通過對所述多角形進(jìn)行所述編碼過程的逆過程對所述多角形進(jìn)行譯碼的裝置。
67.如權(quán)利要求66所述的設(shè)備，其特征在于，所述非線性映象裝置包括二維映象圖形成裝置，用以形成具有不同光學(xué)性能的各相鄰多角形之間的轉(zhuǎn)變的二維映象圖，具體的作法是計算所各象元和所述電光傳感器各象元附近的各象元所記錄的所述圖象的光學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)偏差，其中較大的標(biāo)準(zhǔn)偏差值對應(yīng)于多角形界面的轉(zhuǎn)變區(qū)。
68.如權(quán)利要求66所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括一個歸一化裝置，用以在進(jìn)行非線性映象操作之前將所檢測出的標(biāo)簽圖象歸一化成該圖象各相應(yīng)光學(xué)性能的預(yù)定最佳情況。
69.如權(quán)利要求66所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括標(biāo)簽圖象比例改變裝置，用以在進(jìn)行非線性映象操作之前改變所檢測出的圖象的比例，以形成水平和垂直放大率相等的圖象。
70.如權(quán)利要求67所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括閾值確定裝置，用以確定裝置(e)所定位的各多角形的中心處的被檢測的標(biāo)簽圖象的閾值，以確定所述多角形相應(yīng)的光學(xué)性能。
71.如權(quán)利要求70所述的設(shè)備，其特征在于，閾值確定裝置還包括制作表示所述多角形相應(yīng)的光學(xué)性能的直方圖的裝置。
72.如權(quán)利要求65、66或71所述的設(shè)備，其特征在于，所述探測裝置包括(ⅰ)初始化裝置，用以在所述信號的一預(yù)定區(qū)內(nèi)探測所述二維復(fù)元的時鐘信號，以確定強(qiáng)度極大的位置;和(ⅱ)連續(xù)循環(huán)探測裝置，用以在整個復(fù)原的時鐘信號范圍探測所述二維復(fù)原時鐘信號，從裝置(ⅰ)中得到的強(qiáng)度極大的位置開始，并循環(huán)到各強(qiáng)度次大的相鄰位置，其中各經(jīng)確定的位置對應(yīng)于一多角形的中心。
73.如權(quán)利要求72所述的設(shè)備，其特征在于，所述電光傳感器所檢測出的所述圖象包括一個由具有交替出現(xiàn)的不同光學(xué)性能的一系列同心環(huán)組成的探測目標(biāo)和探測目標(biāo)定位裝置，該探測目標(biāo)定位裝置用以通過對所述數(shù)字信號進(jìn)行濾波并使所述數(shù)字信號與一預(yù)定頻率的信號相關(guān)從而確定所述探測目標(biāo)的位置。
74.一種對光可讀標(biāo)簽中的信息進(jìn)行編碼的方法，其特征在于該光可讀標(biāo)簽包含多個部分毗鄰配置的多角形，各多角形之間形成多個間隙空間，所述多角形系配置得使各相鄰多角形之間的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形和所述間隙空間具有至少兩種不同的光學(xué)性能的一種光學(xué)性能，該方法包括下列步驟(a)給各多角形分派至少兩種光學(xué)性能的一種光學(xué)性能，以形成多個部分毗鄰配置具有不同光學(xué)性能的多角形;(b)通過對將多角形按預(yù)定次序排序?qū)π畔⑦M(jìn)行譯碼;和(c)將各多角形印制成其所分派到的光學(xué)性能。
75.如權(quán)利要求74所述的設(shè)備，其特征在于，該方法還包括下列步驟(d)給一個點(diǎn)陣分配多個點(diǎn)，以形成各多角形的上述光學(xué)性能;(e)印制所述多個點(diǎn)。
76.對一種光可讀標(biāo)簽中的信息進(jìn)行編碼的方法，其特征在于該光可讀標(biāo)簽包含多個毗鄰配置的多角形，所述多角形系配置得使各相鄰多角形的幾何中心處在預(yù)定二維陣列的各頂點(diǎn)，所述多角形具有至少兩種不同光學(xué)性能的一種光學(xué)性能，該方法包括下列步驟(a)給各多角形分派至少兩種光學(xué)性能的一種光學(xué)性能，以形成多個毗鄰配置具有不同光學(xué)性能的多角形;(b)通過將諸多角形按預(yù)定的順序排序?qū)π畔⑦M(jìn)行編碼;和(c)將各多角形印制成其所分派到的光學(xué)性能。
77.如權(quán)利要求76所述的方法，其特征在于，該方法還包括下列步驟(d)給一點(diǎn)陣分配多個點(diǎn)，以形成各多角形的上述光學(xué)性能;和(e)印制所述多個點(diǎn)。
78.對一種光可讀標(biāo)簽中的信息進(jìn)行編碼的方法，其特征在于該標(biāo)簽包含多個不毗鄰配置彼此之間形成多個間隙空間的多角形，所述多角形系配置得使各相鄰多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形和所述間隙空間具有至少兩種不同光學(xué)性能的一種光學(xué)性能，該方法包括下列步驟(a)給各多角形分派至少兩種光學(xué)性能的一種光學(xué)性能，以形成多個不毗鄰配置具有不同光學(xué)性能的多角形;(b)通過將各多角形按預(yù)定的順序排序?qū)π畔⑦M(jìn)行譯碼;和(c)將各多角形印制成其所分派到的光學(xué)性能。
79.如權(quán)利要求78所述的方法，其特征在于，該方法還包括下列步驟(d)給一點(diǎn)陣分配多個點(diǎn)，以形成各多角形的上述光學(xué)性能;和(e)印制所述多個點(diǎn)。
80.如權(quán)利要求74、76或78所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括在所述制品的預(yù)定地理區(qū)域中映象由兩個或兩個以上的多角形組成的多角形群的步驟。
81.如權(quán)利要求80所述的方法，其特征在于，該方法還包括將編碼中的信息劃分成至少兩個較高優(yōu)先級和較低優(yōu)先級的范疇的步驟，和在分開且預(yù)定的地理區(qū)域?qū)λ鲚^高和較低優(yōu)先級的信息進(jìn)行編碼的步驟。
82.如權(quán)利要求81所述的方法，其特征在于，該方法還包括往所述較高和較低優(yōu)先級信息分開地加以錯誤檢測信息的步驟。
83.如權(quán)利要求74、76或78所述的方法，其特征在于，該方法還包括對多個經(jīng)選定的帶有錯誤檢測信息的多角形進(jìn)行編碼并將所述錯誤檢測編碼多角形插入所述多角形之間的步驟。
84.如權(quán)利要求82所述的方法，其特征在于，該方法還包括利用所述錯誤檢測信息校正從所述制品檢索到的信息中的錯誤的步驟。
85.如權(quán)利要求83所述的方法，其特征在于，所述錯誤檢測信息可用以校正從所述制品檢索的信息中的錯誤。
86.如權(quán)利要求74、76或78所述的方法，其特征在于，該方法還包括設(shè)置所述編碼步驟使具有不同光學(xué)性能的多角形的數(shù)目達(dá)到最佳情況的步驟。
87.一種存儲和檢索數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟(a)在一標(biāo)簽上印制多個部分毗鄰配置按一種編碼方法編了碼的多角形，所述多角形彼此之間形成多個間隙空間，所述多角形系配置得使各相鄰多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形和所述間隙空間具有至少兩種不同光學(xué)性能的一種光學(xué)性能;(b)照明所述標(biāo)簽;(c)用一電光傳感器以光學(xué)方法檢測從所述多角形反射回來的光;(d)產(chǎn)生對應(yīng)于所述傳感器的各象元所檢測出的光學(xué)性能所反映的光的強(qiáng)度的模擬電信號;(e)將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換成排序的數(shù)字信號;(f)將所述數(shù)字信號存儲在連接到一計算機(jī)的一存儲媒體，以便在所述存儲媒體中形成所述數(shù)字信號的復(fù)制品;(g)對所述數(shù)字信號的所述復(fù)制品進(jìn)行譯碼，以檢索所述多角形的光學(xué)性能的強(qiáng)度、位置和取向的特性;和(h)從所述計算機(jī)產(chǎn)生表示各多角形所表示的經(jīng)譯碼的信息的數(shù)字位流輸出。
88.如權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)簽還包括配置在中心位置的一系列同心環(huán)，所述同心環(huán)具有交替出現(xiàn)的對應(yīng)于所述多角形的至少兩種光學(xué)性能的光學(xué)性能。
89.一種存儲和檢索數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟(a)在一標(biāo)簽上印制多個不毗鄰配置按一種編碼方法編了碼的多角形，所述多角形彼此之間形成多個間隙空間，所述多角形系配置得使各毗鄰多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形和所述間隙空間具有至少兩種不同光學(xué)性能的一種光學(xué)性能;(b)照明所述標(biāo)簽;(c)用一電光傳感器以光學(xué)方法檢測從所述多角形反射回來的光;(d)產(chǎn)生對應(yīng)于所述傳感器的各象元所檢測出的所述光學(xué)性能所反映的光的強(qiáng)度的模擬電信號;(e)將所述模擬電信號轉(zhuǎn)變成排序的數(shù)字信號;(f)將所述數(shù)字信號存儲到連接到一計算機(jī)的存儲媒體中，以便在所述存儲媒體中形成所述數(shù)字信號的復(fù)制品;(g)對所述數(shù)字信號的所述復(fù)制品進(jìn)行譯碼，以檢索出所述多角形各光學(xué)性能的強(qiáng)度、位置和取向的特性;和(h)從所述計算機(jī)產(chǎn)生表示各多角形所表示的經(jīng)譯碼的信息的的數(shù)字位流。
90.如權(quán)利要求89所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)簽還包括位于中心位置的一系列同心環(huán)，所述同心環(huán)具有交替出現(xiàn)對應(yīng)于所述多角形的至少兩種光學(xué)性能的光學(xué)性能。
91.一種存儲和檢索數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟(a)在一標(biāo)簽上印制多個毗鄰配置按一種編碼方法編了碼的多角形，所述多角形系配置得使各相鄰多角形的幾何中心處在一預(yù)定的二維陣列的各頂點(diǎn)，且所述多角形和所述間隙空間具有至少兩種不同的光學(xué)性能;(b)照明所述標(biāo)簽;(c)用一電光傳感器以光學(xué)的方法檢測從所述多角形反射回來的光;(d)產(chǎn)生對應(yīng)于所述傳感器的各象元所檢測出的所述光學(xué)性能所反映的光的強(qiáng)度的模擬電信號;(e)將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換成排序的數(shù)字信號;(f)將所述數(shù)字信號存儲在一連接到一計算機(jī)的存儲媒體，以便在所述存儲媒體中形成所述數(shù)字信號的復(fù)制品;(g)對所述數(shù)字信號的所述復(fù)制品進(jìn)行譯碼，以檢索所述多角形各光學(xué)性能的強(qiáng)度、位置和取向特性;和(h)從所述計算機(jī)產(chǎn)生表示多角形所表示的經(jīng)譯碼的信息的數(shù)字位流輸出。
92.如權(quán)利要求91所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)簽還包括位于中心位置的一系列同心環(huán)，所述同心環(huán)具有交替出現(xiàn)對應(yīng)于所述多角形的至少兩種光學(xué)性能的光學(xué)性能。
93.一種存儲編碼信息用的光可讀標(biāo)簽，其特征在于，該標(biāo)簽包含以蜂窩形式毗鄰配置的多個信息編碼六角形，各六角形具有至少兩種不同光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能。
94.如權(quán)利要求93所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)性能是黑、白和灰三種顏色。
95.如權(quán)利要求93所述的制品，其特征在于，在靠近所述制品中心的六角形中編有更重要的信息碼。
96.如權(quán)利要求93所述的制品，其特征在于，在所述六角形中編碼的信息包括至少第一和第二消息區(qū)，所述第一消息區(qū)的位置比所述第二消息區(qū)的位置離所述制品的周邊遠(yuǎn)。
97.如權(quán)利要求93所述的制品，其特征在于，所述信息編碼六角形編有消息信息和錯誤檢測信息的代碼，從而可以檢測從所述制品中檢索出來的消息信息的錯誤。
98.如權(quán)利要求97所述的制品，其特征在于，所述誤差檢測信息可用以校正從所述制品檢索出的消息信息中的錯誤。
99.如權(quán)利要求93所述的制品，其特征在于，該制品還包含一系列同心環(huán)，該同心環(huán)占據(jù)著所述制品上與所述信息編碼六角形所占據(jù)的部位分開的部位，各同心環(huán)具有按交替的順序出現(xiàn)的至少兩種不同光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能。
100.如權(quán)利要求99所述的制品，其特征在于，所述同心環(huán)系安置在所述制品的中心位置。
101.如權(quán)利要求100所述的制品，其特征在于，所述鄰接的信息編碼六角形系在大達(dá)約1平方英寸的面積內(nèi)配置成多達(dá)約50行和約50列的陣列。
102.如權(quán)利要求100所述的制品，其特征在于，所述鄰接著的信息編碼六角形在大達(dá)約1平方英寸的面積內(nèi)配置成多達(dá)約33行和約30列的陣列，且所述同心環(huán)所占據(jù)的面積約小于所述制品面積的10%。
103.如權(quán)利要求99所述的制品，其特征在于，在所述六角形中編碼的信息包括至少一第一和第二消息區(qū)，且所述第一消息區(qū)的位置比所述第二消息區(qū)的位置離所述制品的周邊遠(yuǎn)。
104.如權(quán)利要求99所述的制品，其特征在于，同心環(huán)所占據(jù)的面積約小于所述制品面積的25%。
105.如權(quán)利要求99所述的制品，其特征在于，在靠近所述制品中心的六角形中編有更重要信息的代碼。
106.如權(quán)利要求99所述的制品，其特征在于，所述六角形的所述光學(xué)性能是黑、白、灰顏色。
107.如權(quán)利要求106所述的制品，其特征在于，所述同心環(huán)的光學(xué)性能與所述六角形的兩種或以上的光學(xué)性能中的兩種光學(xué)性能相同。
108.如權(quán)利要求107所述的制品，其特征在于，所述同心環(huán)的光學(xué)性能是交替出現(xiàn)的黑色和白色。
109.一種存儲編碼信息用的光可讀標(biāo)簽，其特征在于，該標(biāo)簽包括多個鄰接著配置的除方形或矩形以外的信息編碼多角形，各多角形具有至少兩種不同光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能。
110.如權(quán)利要求109所述的制品，其特征在于，而且所述制品還包括一系列同心環(huán)，各同環(huán)具有交替出現(xiàn)的至少兩種不同光學(xué)性能的其中一種光學(xué)性能。
111.如權(quán)利要求110所述的制品，其特征在于，所述同心環(huán)位于所述制品的中心。
112.一種在光可讀標(biāo)簽中對信息進(jìn)行編碼的方法，其特征在于該光可讀標(biāo)簽包括多個毗鄰配置成蜂窩狀形式的信息編碼六角形，各六角形具有至少兩種光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能，該方法包括下列步驟(a)賦予各六角形至少兩種光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能，以形成具有不同光學(xué)性能的多個鄰接著的六角形;(b)按預(yù)定的順序給各六角形排序來對該信息進(jìn)行編碼;和(c)將各六角形按照賦予它的光學(xué)性能來印制。
113.如權(quán)利要求112所述的方法，其特征在于，該方法還包括下列步驟(d)在點(diǎn)陣中賦予多個點(diǎn)，以規(guī)定各六角形的光學(xué)性能;和(e)印制所述多個點(diǎn)。
114.如權(quán)利要求112所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括在所述制品上預(yù)定的地區(qū)內(nèi)映射成組的兩個或以上的毗鄰六角形的步驟。
115.如權(quán)利要求113所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括在所述制品上預(yù)定的地區(qū)內(nèi)映射成組的兩個或以上的毗鄰六角形的步驟。
116.如權(quán)利要求114或115所述的方法，其特征在于，該方法還包括將在編碼中的信息分成至少兩類較高或較低的優(yōu)先級，并將所述較高和較低優(yōu)先級的信息在預(yù)定的各分開的地區(qū)內(nèi)進(jìn)行編碼的步驟。
117.如權(quán)利要求112所述的方法，其特征在于，該方法還包括對多個經(jīng)選擇的帶錯誤檢測信息的六角形進(jìn)行編碼，并將所述錯誤檢測編碼六角形插入所述諸六角形之間的步驟。
118.如權(quán)利要求116所述的方法，其特征在于，所述方法還包括對多個經(jīng)選擇的帶錯誤檢測信息的六角形進(jìn)行編碼，并將所述錯誤檢測編碼六角形插入所述諸六角形之間的步驟。
119.如權(quán)利要求118所述的方法，其特征在于，分開編碼的錯誤檢測信息分別加到所述較高和較低優(yōu)級信息上。
120.如權(quán)利要求117所述的方法，其特征在于，所述編碼錯誤檢測信息可用以校正從所述制品檢索出來的信息中的錯誤。
121.如權(quán)利要求119所述的方法，其特征在于，所述錯誤檢測信息可用以校正從所述制品檢測出來的信息中的錯誤。
122.如權(quán)利要求112或113所述的方法，其特征在于，建立所述編碼步驟的目的是使具有不同光學(xué)性能的毗鄰六角形的數(shù)目達(dá)到最佳的情況。
123.一種存儲和檢索數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟(a)在標(biāo)簽上印制多個毗鄰配置成蜂窩狀的信息編碼六角形，各六角形具有至少兩種不同光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能;(b)用光照射所述標(biāo)簽;(c)用電光傳感器以光學(xué)的方法檢測從所述六角形反射回來的光;(d)產(chǎn)生對應(yīng)于從上述由所述傳感器的各象元所檢測的光學(xué)性能所反映的光強(qiáng)的模擬電信號;(e)將所述模擬電信號變換成定序的數(shù)字信號;(f)將所述數(shù)字信號存儲在連接到一個計算機(jī)的存儲媒體中，以形成所述存儲在所述存儲媒體中的復(fù)制品;(g)對所述數(shù)字信號的所述復(fù)制品進(jìn)行譯碼，以檢索所述六角形各光學(xué)性能的強(qiáng)度、位置和定向的諸特性;和(h)從計算機(jī)產(chǎn)生表示六角形所代表的譯碼信息的數(shù)字位流輸出。
124.如權(quán)利要求123所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)性能是黑和白顏色。
125.如權(quán)利要求123所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)性能是黑、白和灰顏色。
126.如權(quán)利要求123所述的方法，其特征在于，該方法還包括將所存儲的數(shù)字信號歸一化成對應(yīng)于所述光學(xué)性能的預(yù)定數(shù)字信號電平的步驟。
127.如權(quán)利要求123所述的方法，其特征在于，所述各六角形系按權(quán)利要求20的方法進(jìn)行編碼。
128.如權(quán)利要求123所述的方法，其特征在于，所述各六角形系按權(quán)利要求22的方法進(jìn)行編碼。
129.一種存儲和檢索數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟(a)在標(biāo)簽上印制多個毗鄰配置成蜂窩狀的信息編碼六角形和一系列設(shè)于中心位置的同心環(huán)，各六角形具有至少兩種不同光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能，所述同心環(huán)具有對應(yīng)于所述六角形的至少兩種光學(xué)性能的交替出現(xiàn)的光學(xué)性能;(b)用光照射所述標(biāo)簽;(c)用電光傳感器以光學(xué)方法檢測從所述六角形和所述同心環(huán)反射回來的光;(d)產(chǎn)生對應(yīng)于從所述六角形和同心環(huán)所反射回來為所述傳感器的各象元所檢測的光強(qiáng)的模擬電信號;(e)通過一模擬帶通波器對所述模擬電信號進(jìn)行濾波，以確定是否有所述同心環(huán)存在，從而檢測出在所述傳感器的視野范圍內(nèi)有否所述六角形存在;(f)將所述模擬電信號變換成定序數(shù)字位流;(g)將所述數(shù)字信號存儲在存儲媒體中，以形成在所述存儲媒體中的所述數(shù)字信號的復(fù)制品;(h)對所述數(shù)字信號的所述復(fù)制品進(jìn)行譯碼，以檢索所述六角形光學(xué)性能的強(qiáng)度、位置和定向特性;和(i)從所述計算機(jī)產(chǎn)生表示譯碼六角形的數(shù)字位流。
130.如權(quán)利要求129所述的方法，其特征在于，所述六角形和所述同心環(huán)的光學(xué)性能為黑和白顏色。
131.如權(quán)利要求129所述的方法，其特征在于，所述六角形的光學(xué)性能為黑、白和灰顏色，所述同心環(huán)的光學(xué)性能與所述六角形的其中兩種光學(xué)性能相同。
132.如權(quán)利要求129所述的方法，其特征在于，還包括對所存儲的數(shù)據(jù)歸一化成對應(yīng)于所述六角形的所述光學(xué)性能的預(yù)定數(shù)字信號的步驟。
133.如權(quán)利要求129所述的方法，其特征在于，所述六角形系按權(quán)利要求20的方法進(jìn)行編碼。
134.如權(quán)利要求129所述的方法，其特征在于，所述六角形系按權(quán)利要求22的方法進(jìn)行編碼的。
135.一種存儲和檢索數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟(a)在一襯底上印制多個毗鄰配置成蜂窩狀的信息編碼六角形和一系列設(shè)于中心位置的同心環(huán)，各六角形具有至少兩種不同的光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能，所述同心環(huán)具有對應(yīng)于所述六角形的至少兩種光學(xué)性能的交替出現(xiàn)的光學(xué)性能;(b)用光照射所述襯底;(c)用電光傳感器以光學(xué)方法檢測從所述六角形和所述同心環(huán)反射回來的光;(d)發(fā)送對應(yīng)于所述六角形和所述同心環(huán)反射回來由所述傳感器的各象元記錄下來的光強(qiáng)的數(shù)字電信號;(e)通過一數(shù)字帶通濾波器對所述數(shù)字電信號進(jìn)行濾波，以確定是否有所述同心環(huán)存在，從而檢測出在所述傳感器的視野范圍內(nèi)是否有所述六角形存在;(f)將所述數(shù)字電信號存儲在連接到一計算機(jī)的存儲媒體中，以形成在所述存儲媒體中的所述數(shù)字電信號的復(fù)制品;(g)對所述數(shù)字電信號的復(fù)制品進(jìn)行譯碼，以檢索出所述六角形的各光學(xué)性能的強(qiáng)度、位置和定向特性;和(h)發(fā)送從所述計算機(jī)輸出的表示該譯碼六角形的數(shù)字位流。
136.如權(quán)利要求135所述的方法，其特征在于，所述數(shù)字帶通濾波器是個二維數(shù)字帶通濾波器。
137.一種對數(shù)字信號流進(jìn)行譯碼的方法，其特征在于該數(shù)字信號流表示對應(yīng)于按預(yù)定形式編碼的多個毗鄰配置的多角形以電光方式檢測的圖形，各多角形具有至少兩種光學(xué)性能的一種光學(xué)性能，該方法包括下列步驟(a)對所述圖象進(jìn)行二維時鐘復(fù)原，以確定所述光學(xué)性能的坐標(biāo)和強(qiáng)度;(b)探測步驟(a)的光學(xué)性能的所述強(qiáng)度，以鑒定所述毗鄰配置的多角形的光學(xué)性能;和(c)通過對所述多角形進(jìn)行的編碼過程的逆過程對所述多角形進(jìn)行譯碼。
138.如權(quán)利要求136所述的方法，其特征在于，所述毗鄰配置的多角形是配置成蜂窩狀的六角形。
139.如權(quán)利要求136所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括下列步驟(ⅰ)執(zhí)行初始化步驟，此步驟探測經(jīng)二維時鐘復(fù)原的、在步驟(a)在多個多角形預(yù)定區(qū)內(nèi)確定的所述光學(xué)性能的坐標(biāo)和強(qiáng)度，以鑒別出最大強(qiáng)度的位置;和(ⅱ)執(zhí)行連續(xù)循環(huán)探測步驟，此步驟探測整個圖象的所述光學(xué)性能經(jīng)二維時鐘復(fù)原的坐標(biāo)和強(qiáng)度，從步驟(ⅰ)中最大強(qiáng)度的位置開始，并環(huán)行到下一個最大強(qiáng)度的各毗鄰位置，其中各被識別的位置的對應(yīng)于六角形的中心。
140.如權(quán)利要求138所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括下列步驟(ⅰ)執(zhí)行初始化步驟，此步驟在所述圖象的預(yù)定區(qū)范圍內(nèi)探測在步驟(a)中確定的光學(xué)性能經(jīng)二維復(fù)原的坐標(biāo)和強(qiáng)度，以識別出最大強(qiáng)度的位置;和(ⅱ)執(zhí)行連續(xù)循環(huán)探測步驟，此步驟探測整個圖象的所述光學(xué)性能經(jīng)二維時鐘復(fù)原的坐標(biāo)和強(qiáng)度，從步驟(ⅰ)中最大強(qiáng)度的位置開始，并環(huán)行到下一個最大強(qiáng)度的各毗鄰位置，其中各經(jīng)識別的位置對應(yīng)于六角形的中心。
141.如權(quán)利要求137所述的方法，其特征在于，步驟(a)包括下列步驟(ⅰ)對所述數(shù)字信號進(jìn)行非線性映射操作，以識別毗鄰具不同光學(xué)性能的多角形之間的轉(zhuǎn)變;(ⅱ)對非線性映射的數(shù)字信號進(jìn)行傅里葉變換，以獲取對應(yīng)于所述多角形的光性能在方向、間距和強(qiáng)度上的轉(zhuǎn)變的二維非線性坐標(biāo);(ⅲ)對所述二維非線性坐標(biāo)進(jìn)行濾波，以消除所述多角形光學(xué)性能轉(zhuǎn)變的不正確方向和間距;和(ⅳ)對所述經(jīng)濾波的二維非線性坐標(biāo)進(jìn)行逆傅里葉變換，以還原對應(yīng)于為所述電光傳感器所記錄的所述多角形復(fù)制圖象的數(shù)字信號。
142.如權(quán)利要求141所述的方法，其特征在于，所述多角形是毗鄰配置成蜂窩狀的六角形。
143.如權(quán)利要求141所述的方法，其特征在于，步驟(ⅰ)包括編制具不同光學(xué)性能的毗鄰多角形之間轉(zhuǎn)變的二維映象圖的步驟，具體作法是計算由各象元和靠近所述電光傳感器的象元的象元所記錄的所述圖象的光學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)偏差，其中較大的標(biāo)準(zhǔn)偏差值對應(yīng)于所述多角形界面處的轉(zhuǎn)變區(qū)。
144.如權(quán)利要求139所述的方法，其特征在于，該方法還包括規(guī)定對應(yīng)于各多角形在步驟(ⅱ)中定位的中心的所述變換過的數(shù)字信號的閾值，以確定所述多角形的各光學(xué)性能的步驟。
145.如權(quán)利要求144所述的方法，其特征在于，確定所述經(jīng)變換的數(shù)字信號的閾值的步驟是通過繪制表示所述多角形的各光學(xué)性能的直方圖而進(jìn)行的。
146.如權(quán)利要求137所述的方法，其特征在于，該方法還包括在進(jìn)行步驟(a)之前對所檢測的圖象歸一化成圖象的各相應(yīng)的光學(xué)性能的預(yù)定水平。
147.如權(quán)利要求137所述的方法，其特征在于，重新確定該圖象的比例，以便在步驟(a)之前形成水平和垂直放大率相等的圖象。
148.如權(quán)利要求142所述的方法，其特征在于，該方法還包括確定所述六角形主軸線的步驟，方法是先確定所述六角形的所有軸線，然后確定這些軸線中哪一個與圖象的邊界具有預(yù)定的關(guān)系。
149.如權(quán)利要求141所述的方法，其特征在于，該方法還包括，在進(jìn)行傅里葉變換步驟之前，給非線性映射的數(shù)字信號開窗口的步驟，以降低所述電光傳感器所檢測與所述六角形無關(guān)的光學(xué)性能的強(qiáng)度。
150.如權(quán)利要求141所述的方法，其特征在于，為所述電光傳感器所檢測的所述圖象包括一探測目標(biāo)，該探測目標(biāo)由一系列交替出現(xiàn)的光學(xué)性能不同的同心環(huán)組成，且其中該方法的第一步驟是對所述數(shù)字信號進(jìn)行濾波以確定所述探測目標(biāo)的位置，和使所述數(shù)字信號與一預(yù)定頻率的信號相關(guān)。
151.一種光學(xué)標(biāo)記檢測和譯碼的綜合設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，該設(shè)備系統(tǒng)包括(a)一光可讀標(biāo)簽，用以存儲編碼數(shù)據(jù)，該光可讀標(biāo)簽包括多個毗鄰配置成蜂窩狀的信息編碼六角形，各六角形具有至少兩種不同的光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能;(b)對預(yù)定區(qū)進(jìn)行照明的裝置;(c)光學(xué)成象裝置，用以在所述標(biāo)簽應(yīng)通過的所述預(yù)定照明區(qū)進(jìn)行光學(xué)成象，并產(chǎn)生模擬電信號，該電信號對應(yīng)于所述六角形反射回來并照射到所述成象裝置的各象元的光的強(qiáng)度;(d)用以將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)于所述成象裝置的所述各象元所記錄的光強(qiáng)的定序數(shù)字位流的裝置;(e)用以存儲所述數(shù)字位流，供以后對所述標(biāo)簽進(jìn)行譯碼之用的裝置;和(f)譯碼裝置，用以對所述數(shù)字位流進(jìn)行譯碼，所述譯碼裝置產(chǎn)生一表示編碼信息的電輸出。
152.如權(quán)利要求151所述的方法，其特征在于，所述光可讀標(biāo)簽還包括一系列同心環(huán)，所述同心環(huán)具有對應(yīng)于所述六角形的至少兩種光學(xué)性能的交替出現(xiàn)的光學(xué)性能。
153.如權(quán)利要求152所述的設(shè)備，其特征在于，所述同心環(huán)位于所述標(biāo)簽的中心位置。
154.如權(quán)利要求153所述的設(shè)備，其特征在于，各六角形為黑色、白色或灰色，所述同心環(huán)則為黑白相間。
155.如權(quán)利要求152所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括用以對所述模擬電信號進(jìn)行濾波，以確定有否存在所述同心環(huán)，從而檢測出在所述預(yù)定的照明區(qū)內(nèi)是否存在所述標(biāo)簽的裝置。
156.如權(quán)利要求151或152所述的設(shè)備，其特征在于，所述光學(xué)成象裝置包括一帶電耦合裝置。
157.用于存儲編碼數(shù)據(jù)的光可讀標(biāo)簽的一種光學(xué)標(biāo)記檢測和譯碼設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，該光可讀標(biāo)簽包括多個毗鄰配置成蜂窩狀的信息編碼六角形，各六角形具有至少兩種光學(xué)性能中的一種光學(xué)性，該設(shè)備包括(a)用以給一預(yù)定的部位照明的裝置;(b)光學(xué)成象裝置，用以在所述標(biāo)簽應(yīng)通過的所述預(yù)定照明的部位光學(xué)成象，并產(chǎn)生模擬電信號，該電號對應(yīng)于從所述六角形反射回來并照射到所述成象裝置的各象元的光的強(qiáng)度;(c)用以將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)于所述成象裝置的所述象元所記錄的光的強(qiáng)度的定序數(shù)字位流的裝置;(d)用以存儲所述數(shù)字位流，供以后對所述標(biāo)簽進(jìn)行譯碼時用的裝置;和(e)譯碼裝置，用以對所述數(shù)字位流進(jìn)行譯碼，所述譯碼裝置產(chǎn)生一表示編碼信息的電輸出。
158.用于存儲編碼數(shù)據(jù)的光可讀標(biāo)簽的一種光學(xué)標(biāo)記檢測和譯碼設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，該光可讀標(biāo)簽包括多個毗鄰配置成蜂窩狀的信息編碼六角形和一系列位于中心的同心環(huán)，各六角形具有至少兩種光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能，所述同心環(huán)則具有對應(yīng)于所述六角形的至少兩種光學(xué)性能的交替出現(xiàn)的光學(xué)性能，所述系統(tǒng)包括(a)用以給一預(yù)定部位照明的裝置;(b)光學(xué)成象裝置，用以在所述標(biāo)簽應(yīng)通過的所述預(yù)定照明部位光學(xué)成象，并產(chǎn)生模擬電信號，該信號對應(yīng)于從所述六角形反射回來并照射到所述成象裝置的各象元的光的強(qiáng)度;(c)用以將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)于所述成象裝置的所述象元所記錄的光的強(qiáng)度的定序數(shù)字位流的裝置;(d)存儲裝置，用以存儲所述數(shù)字位流供以后對所述標(biāo)簽進(jìn)行譯碼之用的裝置;和(e)譯碼裝置，用以對所述數(shù)字位流進(jìn)行譯碼，所述譯碼裝置產(chǎn)生表示編碼信息的電輸出。
159.如權(quán)利要求158所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括用以對所述模擬電信號進(jìn)行濾波，以確定有否所述同心環(huán)存在，從而檢測在所述預(yù)定照明部位內(nèi)有否所述標(biāo)簽存在的裝置。
160.一種數(shù)字信號流譯碼設(shè)備，其特征在于該數(shù)字信號流表示對應(yīng)于按預(yù)定圖形編碼的多個毗鄰配置的多角形的電光檢測圖象，各多角形具有至少兩種光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能，該設(shè)備包括(a)用以將所述圖象進(jìn)行二維時鐘復(fù)原，以確定所述光學(xué)性能的坐標(biāo)和強(qiáng)度的裝置;(b)用以探測步驟(a)的光學(xué)性能的所述強(qiáng)度，以識別所述多角形的光學(xué)性能的裝置;和(c)用以通過對所述多角形進(jìn)行編碼過程的逆過程來對所述多角形進(jìn)行譯碼的裝置;
161.一種數(shù)字信號流譯碼設(shè)備，其特征在于該數(shù)字信號流表示按預(yù)定圖形編碼的多個毗鄰配置的多角形的電光檢測圖象，且各多角形具有至少兩種光學(xué)性能中的一種光學(xué)性能，該設(shè)備包括(a)用以對所述數(shù)字信號進(jìn)行非線性映射操作，以識別毗鄰的具有不同光學(xué)性能的多角形之間的轉(zhuǎn)變的裝置;(b)用以對非線性映射的數(shù)字信號進(jìn)行傅里葉變換，以獲取一對應(yīng)于所述多角形的光學(xué)性能轉(zhuǎn)變的方向、間隔和強(qiáng)度的二維映象圖的裝置;(c)用以對所述二維映象圖進(jìn)行濾波，以消除所述多角形的光學(xué)性能轉(zhuǎn)變的不正確方向和間隔的裝置;(d)用以對經(jīng)濾波的二維映象圖進(jìn)行逆傅里葉變換，以還原對應(yīng)于所述多角形的復(fù)制圖象的數(shù)字信號的裝置;(e)用以探測變換的數(shù)字信號，以確定各多角形的中心的光學(xué)性能及其在所述多個多角形中的位置的裝置;和(f)譯碼裝置，用以通過對所述多角形進(jìn)行編碼過程的逆過程來對所述多角形進(jìn)行譯的裝置。
162.如權(quán)利要求161所述的設(shè)備，其特征在于，裝置(e)包括(ⅰ)初始化裝置，用以在所述圖象的預(yù)定部位探測所述經(jīng)變換的數(shù)字信號，以識別最大強(qiáng)度的位置;和(ⅱ)探測連續(xù)環(huán)路裝置，用以在整個圖象上探測所述經(jīng)變換的數(shù)字信號，方法是從裝置(ⅰ)中最大強(qiáng)度的位置開始，并環(huán)行到次最大強(qiáng)度的各毗鄰位置，其中各經(jīng)識別的位置對應(yīng)于一多角形的中心。
163.如權(quán)利要求161或162所述的設(shè)備，其特征在于所述多角形系毗鄰配置成蜂窩狀的六角形。
164.如權(quán)利要求161所述的設(shè)備，其特征在于，所述非線性映射裝置包括二維映象圖繪制裝置，用以繪制具有不同的光學(xué)性能的毗鄰多角形之間的轉(zhuǎn)變的二維映象圖，方法是計算各象元和靠近所述電光傳感器的各象元的諸象元所記錄的所述圖象的光學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)偏差，其中較大的標(biāo)準(zhǔn)偏差值對應(yīng)于所述多角形交界面處的轉(zhuǎn)變區(qū)。
165.如權(quán)利要求161所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括用以確定對應(yīng)于由裝置(e)所定位的各多角形的中心的所述經(jīng)變換的數(shù)字信號的閾值，以確定所述多角形的光學(xué)性能的裝置。
166.如權(quán)利要求165所述的設(shè)備，其特征在于，閾值確定裝置包括用以繪制表示所述多角形的相應(yīng)光學(xué)性能的直方圖的裝置。
167.如權(quán)利要求161所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括在裝置(a)之前用以將所檢測到的圖象進(jìn)行歸一化，從而使其達(dá)到圖象各相應(yīng)的光學(xué)性能的預(yù)定最佳狀態(tài)的裝置。
168.如權(quán)利要求165所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括在裝置(a)之前用以改變經(jīng)歸一化圖象的比例，以形成水平和垂直放大率相等的圖象的裝置。
169.如權(quán)利要求163所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括用以確定所述六角形的主軸線的裝置，方法是先確定所述六角形的所有軸線，然后確定這些軸線中哪一個與圖象的邊界具有預(yù)定關(guān)系。
170.如權(quán)利要求161所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括在實(shí)現(xiàn)傅里葉變換的裝置之前用以給非線性映射數(shù)字信號開窗口，以降低由電光傳感器所檢測的與所述六角形無關(guān)的光學(xué)性能的強(qiáng)度。
171.如權(quán)利要求161所述的設(shè)備，其特征在于，所述電光傳感器所檢測的所述圖象包括一探測目標(biāo)，該探測目標(biāo)包括交替出現(xiàn)的具不同的光學(xué)性能的一系列同心環(huán)和探測目標(biāo)定位裝置，該裝置用以給所述探測目標(biāo)定位，方法是對所述數(shù)字信號進(jìn)行濾波并將所述數(shù)字信號與一預(yù)定頻率的信號相關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明的制品是存儲編碼信息用的光可讀標(biāo)簽，所述標(biāo)簽包括一數(shù)據(jù)陣列，該數(shù)據(jù)陣列由多個配置成預(yù)定幾何圖形且具有至少兩種光學(xué)性能的信息編碼多角形組成。一種在光可讀數(shù)據(jù)陣列中對信息進(jìn)行編碼的方法，該光可讀數(shù)據(jù)陣列包括多個毗鄰信息編碼多角形，該多角形是這樣進(jìn)行編碼的將若干光學(xué)性能按預(yù)定的構(gòu)形而分派給各多角形，按預(yù)定順序給該多角形排序，然后將該多角形印制成具有至少兩種光學(xué)性能。
文檔編號G06K7/00GK1039672SQ8910222
公開日1990年2月14日 申請日期1989年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月8日
發(fā)明者唐納德·戈登·錢德勒, 艾力克·保羅·巴特曼, 戈曼·沙 申請人:統(tǒng)一包裹服務(wù)美國有限公司