专利名称：读取条形码的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种读取条形码的方法和装置。更具体地，本发明涉及一种使用低分辨率反射传感器(reflective sensor)准确地读取条形码的方法和装置。
背景技术：
最近，采用喷墨、染料升华热传递(dye sublimation thermal transfer)或直接传热(direct thermal)方法的图像打印装置已用于打印数字照相机拍摄的照片。图像打印装置包括用于打印图像的打印引擎和用于馈送打印介质的馈送辊(feed roller)。在喷墨图像打印装置的情况下，喷墨头是打印引擎。在染料升华热传递或直接传热的图像打印装置的情况下，热打印头(TPH)是打印引擎。
当打印照片时，图像打印装置使用各种介质。给定介质的使用对应于正被打印的图像的类型。将包含关于打印介质的信息(下文中，称之为“打印介质信息”)的条形码写在打印介质的预定区域上。通过使用从条形码获得的打印介质信息，可以打印出更高质量的图像。
图1示出了其上写入了包含打印介质信息的条形码120的打印介质100。该条形码120被写在打印介质100的预定区域上。通过使用从条形码120获得的打印介质信息，而将预定图像打印在纸面部分110上。
图2是示出了用于读取打印介质上的条形码和打印预定图像的图像打印装置的组件的局部示意图。该图像打印装置包括打印机介质100、馈送辊210、条形码传感器220、和热打印头230。由馈送辊210将打印介质100馈送到条形码传感器220。为了获取有关打印介质100的信息，条形码传感器220读取该条形码以获得打印介质信息。热打印头230通过使用打印介质信息而将预定图像打印在打印介质100的纸面部分110上。传统地，为了准确读取条形码，条形码传感器220必须是能够分辨条形码最小宽度的至少两倍的高分辨率传感器。高分辨率传感器具有许多缺点。首先，它们比较昂贵，从而增加了图像打印装置的生产成本。其次，它们相对较大，从而需要图像打印装置内的额外空间。此外，由于从高分辨率传感器输出的扫描信号依赖于打印介质与高分辨率传感器之间的距离，所以还需要准确地控制条形码的条之间的距离以及打印介质与高分辨率传感器之间的距离。
据此，存在对在无需高分辨率传感器的条件下准确地读取条形码的改进方法和装置的需要。
发明内容
本发明的一个方面在于解决至少上述问题和/或缺点并提供至少下面描述的优点。据此，本发明的一个方面在于提供一种利用低分辨率条形码传感器准确地读取条形码的装置。
本发明的另一方面在于提供一种利用低分辨率条形码传感器准确地读取条形码的方法。
本发明的另一方面在于提供一种图像打印装置，其利用低分辨率条形码传感器读取包含有关打印介质的信息的条形码，并打印预定图像。
根据本发明的另一方面，提供了一种条形码读取装置，其包括扫描单元，用于感测条形码并且生成扫描信号。该条形码读取装置还包括搜索单元，用于计算扫描信号的变化率，从扫描信号中提取斜线段，并搜索所提取的斜线段的起点和终点以检测条形码的条的边缘。此外，该条形码读取装置包括条形码读取单元，用于基于所检测的边缘之间的距离而读取条形码。
该扫描单元可以包括传感器，用于将光投射到条形码上、接收从条形码反射的光、并生成与反射光的强度对应的感测信号。该扫描单元还可以包括模数转换单元，用于将该感测信号转换成具有预定分辨率的数字信号。此外，该扫描单元可以包括采样单元，用于以采样间隔为单位对经转换的感测信号进行采样以生成扫描信号。
该搜索单元可以包括变化计算单元，用于以采样间隔为单位计算扫描信号的变化率。此外，该搜索单元可以包括第一搜索单元，用于搜索零变化率并且将具有零变化率的点确定为斜线段的起点和终点。此外，该搜索单元可以包括第二搜索单元，用于基于斜线段的起点和终点，而搜索条形码的条的边缘。
该条形码读取单元可以包括宽度计算单元，用于基于边缘之间的距离，而计算条形码的条和间隙的宽度。此外，该条形码读取单元可以包括参考宽度定义单元，用于基于所计算得到的条和间隙的宽度，而定义条和间隙的参考宽度。此外，该条形码读取单元可以包括读取单元，用于基于参考宽度而确定条和间隙的宽度以便读取条形码。
根据本发明的另一方面，提供了一种读取条形码的方法，该方法包括下述步骤感测条形码并且生成扫描信号；计算扫描信号的变化，从扫描信号中提取斜线段，搜索所提取的斜线段的起点和终点以检测条形码的条的边缘；以及基于所检测的边缘之间的距离而读取条形码。
根据本发明的另一方面，提供了一种图像打印装置，其包括扫描单元，用于感测写在打印介质上的条形码并且以采样间隔为单位生成扫描信号。该图像打印装置还包括搜索单元，用于以采样间隔为单位计算扫描信号的变化率，从扫描信号中提取斜线段，并搜索斜线段的起点和终点以检测条形码的条的边缘。此外，该图像打印装置包括条形码读取单元，用于基于边缘之间的距离读取条形码以获取有关打印介质的信息。此外，该图像打印装置包括打印引擎，用于将预定图像打印在打印介质上。此外，该图像打印装置包括打印控制单元，用于基于所获取的有关打印介质的信息来控制打印引擎。
根据结合附图进行的公开了本发明示例性实施例的下面的详细描述，本发明的其它目的、优点、和显著特点将变得更清楚。
通过结合附图进行的以下描述，本发明的某些实施例的上述和其它目的、特征、和优点将更清楚，其中图1示出了包括包含打印介质信息的条形码的打印介质；图2是示出了用于读出打印介质上的条形码并且打印预定图像的图像打印装置的组件的部分示意图；图3是根据本发明实施例的条形码读取装置的功能框图；图4是根据本发明实施例的条形码扫描单元的功能框图；图5示出了由图4的条形码扫描单元生成的扫描信号的示例；图6是根据本发明实施例的搜索单元的功能框图；图7A示出了与图5的扫描信号的变化率的绝对值对应的7条条形码的变化信号的示例；图7B示出了变化信号中所发现的斜线段的起点和终点的示例；
图7C示出了与基于斜线段的起点和终点搜索到的质心(center-of-mass)点相对应的条形码的条的边缘的示例；图8是根据本发明实施例的条形码读取单元的功能框图；图9A示出了由宽度计算单元计算得到的条和间隙(space)的宽度的示例；图9B示出了由参考宽度定义单元确定的间隙的相对宽度的示例；图10是根据本发明实施例的条形码读取方法的流程图；图11是根据本发明实施例的生成条形码扫描信号的详细流程图；图12是根据本发明实施例的搜索条形码的条的边缘的详细流程图；图13是根据本发明实施例的读取条形码的详细流程图；以及图14是根据本发明实施例的图像打印装置的功能框图。
在所有附图中，相同的附图标号应理解为指示相同的元件、特征和结构。
具体实施例方式
提供描述中所定义的主题诸如详细构造和元件以有助于对本发明实施例的全面理解。据此，本领域普通技术人员将认识到，在不背离本发明的范围和精神的条件下，可以对这里所述的实施例进行各种改变和变更。此外，为了清楚和简明起见，省略了对公知功能和构造的描述。
图3是根据本发明实施例的条形码读取装置的功能框图。该条形码读取装置包括条形码扫描单元310、搜索单元320、和条形码读取单元330。
条形码扫描单元310感测写在打印介质上的条形码以生成感测信号，并且以预定采样间隔对感测信号进行采样以生成条形码扫描信号。优选地，由滤波器(未示出)对该感测信号进行滤波，以从感测信号中去除噪声。将感测信号转换成数字感测信号，并且以预定采样间隔对数字感测信号进行采样以生成扫描信号。
搜索单元320以采样间隔为单位计算扫描信号的变化率的绝对值，以便创建变化信号。在替代性实施例中，计算扫描信号的变化率而不是扫描信号的变化率的绝对值，以便创建变化信号。该变化信号用于从扫描信号中提取斜线段。在替代性实施例中，可以从扫描信号中找到斜线段。接下来，搜索单元320搜索所提取的斜线段的起点和终点。接下来，搜索单元320基于斜线段的起点和终点搜索条的边缘。优选地，由滤波器(未示出)对该变化信号进行滤波，以从变化信号中去除噪声。
条形码读取单元330基于条形码的条的边缘之间的距离而读取条形码。更具体地，根据基于斜线段的条形码的条的边缘之间的距离而计算条形码的条和间隙的宽度。基于所计算的条和间隙的宽度而定义条和间隙的参考宽度。通过检查条形码的条和间隙的参考宽度而读取条形码。
图4是根据本发明实施例的条形码扫描单元310的功能框图。条形码扫描单元310包括传感器410、A/D转换单元420、和采样单元430。传感器410将光投射到条形码上并且接收从条形码反射回来的光。传感器410使用所接收的反射光，来根据反射光的强度生成感测信号。通常，从条形码的条反射的光的强度小于从条之间的间隙反射的光的强度。因而，与条对应的感测信号的电平小于与条之间的间隙对应的感测信号的电平。
A/D转换单元420通过使用模数转换器将感测信号转换成具有预定分辨率的数字感测信号。例如，可以由A/D转换单元420将具有从0.4V到0.8V的电压的感测信号转换成具有8比特分辨率的数字信号。采样单元430通过以预定采样间隔对数字感测信号采样而创建扫描信号。预定采样间隔的示例是每感测1/4800英寸就采样一次。在替代性实施例中，采样单元430接收扫描信号并且输出所采样的信号到A/D转换单元420，该A/D转换单元420然后输出扫描信号。图5示出了由条形码扫描单元310的采样单元430、A/D转换单元420、和传感器410生成的扫描信号的示例。
图6是根据本发明实施例的搜索单元320的功能框图。搜索单元320包括变化计算单元610、第一搜索单元620、和第二搜索单元630。
变化计算单元610以采样间隔为单位计算扫描信号的变化率的绝对值，以生成变化信号。由于扫描传感器的较低分辨率，所以从条形码得到的作为结果的扫描信号在条形码的条与间隙之间的边界区域具有斜线段。通过检查扫描信号的变化率，可以提取代表边界区域的斜线段。所提取的斜线段表现为该改变信号中的大致抛物线(parabolic)信号。
第一搜索单元620搜索斜线段的起点和终点。在起点和终点，从变化计算单元610生成的变化信号是零。同样地，可以使用变化信号标识起点和终点。在操作中，第一搜索单元620通过搜索例如扫描信号指示扫描信号的变化率是零的地方，而搜索斜线段的起点和终点。但是，在一些应用中，可以应用其它方法来搜索斜线段的起点和终点。
第二搜索单元630基于斜线段的起点和终点搜索条形码的条的边缘。更具体地，第二搜索单元630从第一搜索单元620搜索的斜线段的起点和终点中搜索条形码的条的边缘。优选地，该边缘通过使用边缘峰值(edge-peak)方法或质心方法而得到。在边缘峰值方法中，从变化信号中搜索具有最大变化的点。在质心方法中，从变化信号中搜索全体变化的质心。
图7A示出了与图5的扫描信号的变化率的绝对值相对应的7条的条形码的变化信号的示例。从图7A可见，从扫描信号中提取了由大致抛物线的形状代表的14个斜线段。这14个所提取的斜线段是基于变化信号生成的。图7B示出了由第一搜索单元620在变化信号中找到的斜线段的起点和终点。图7C示出了与基于斜线段的起点和终点而搜索到的质心点相对应的条形码的条的边缘。
图8是根据本发明实施例的条形码读取单元330的功能框图。条形码读取单元330包括宽度计算单元810、参考宽度定义单元820、和读取单元830。
宽度计算单元810计算边缘之间的距离，并基于该边缘之间的距离计算条和间隙的宽度。更具体地，通过基于为一对斜线段找到的边缘计算一对边缘之间的距离，而获得条的宽度。通过基于为邻近的斜线段找到的边缘计算相邻边缘之间的距离，而获得间隙的宽度。
参考宽度定义单元820基于由宽度计算单元810计算得到的条和间隙的相对宽度而定义条和间隙的宽度。读取单元830基于所述参考宽度而确定所述宽度，以读取条形码。
图9A和图9B示出了由条形码读取单元330得到的条和间隙的宽度的示例。图9A示出了由宽度计算单元810计算得到的条和间隙的宽度。符号“*”指示条的宽度，符号“O”指示间隙的宽度。图9B示出了由参考宽度定义单元820确定的间隙的相对宽度。参考宽度定义单元820通过使用由宽度计算单元810计算得到的条和间隙的宽度的相对值而定义参考宽度。例如，参考图9A和图9B，约“200”、“400”、“500”、和“700”的条和间隙的宽度被分别定义为1、2、3、和4。
图10是根据本发明实施例的条形码读取方法的流程图。首先，感测预定条形码以生成感测信号；由模数转换器将该感测信号转换成数字感测信号；以预定的采样间隔对该数字感测信号进行采样以生成扫描信号(操作1010)。以采样间隔为单位计算扫描信号的变化率的绝对值，以从扫描信号中提取斜线段；以及基于所提取的斜线段的起点和终点，对斜线段进行搜索以找到条形码的条的边缘(操作1020)。基于所找到的边缘而计算条形码的条和间隙的宽度；以及基于所计算得到的条和间隙的宽度而读取条形码(操作1030)。
图11是根据本发明实施例的用于生成条形码扫描信号的方法的详细流程图。首先，对应于从条形码反射的光的强度而生成感测信号(操作1110)。更具体地，由条形码传感器将光投射到条形码上，并且所投射的光从条形码反射回来。条形码传感器对应于从条形码的条和间隙反射的光的不同强度而生成感测信号。接下来，将该感测信号转换成数字信号(操作1120)。感测信号是与反射光的强度相对应的模拟信号。
对于预定采样间隔而将模拟感测信号转换成具有预定分辨率的数字信号。以预定的采样间隔为单位对该数字信号采样以生成扫描信号(操作1130)。
图12是根据本发明实施例的用于搜索条形码的条的边缘的方法的详细流程图。计算扫描信号的变化率的绝对值以从扫描信号中提取斜线段(操作1210)。这里，可以生成所提取的斜线段作为具有抛物线形状的变化信号。例如，当感测7个条并且计算扫描信号的变化率的绝对值时，生成与每个条对应的两个抛物曲线作为部分变化信号。通过在所生成的变化信号的斜线段中搜索具有零变化的点，而确定斜线段的起点和终点(操作1220)。接下来，基于所搜索到的斜线段的起点和终点，对斜线段进行搜索以找到条形码的条的边缘(操作1230)。可以通过使用边缘峰值方法或质心方法来搜索边缘。在边缘峰值方法中，在变化信号中搜索具有最大变化的点。在质心方法中，在变化信号中搜索总体变化的质心。但是，在一些应用中，可以应用其它方法来检测边缘。
图13是根据本发明实施例的用于读取条形码的方法的详细流程图。基于边缘之间的距离计算条形码的条和间隙的宽度(操作1310)。基于条和间隙的宽度之间的相对宽度来定义条和间隙的参考宽度(操作1320)。接下来，基于参考宽度来确定条和间隙的宽度，并且基于所确定的宽度来读取条形码(操作1330)。
图14是根据本发明实施例的图像打印装置的功能框图。该图像打印装置包括打印介质信息获取单元1410、控制单元1420、和打印引擎1430。条形码被写在其上打印了预定图像的打印介质上。打印介质信息获取单元1410包括条形码扫描单元1412、搜索单元1414、和条形码读取单元1416。打印介质信息获取单元1410通过读取写在打印介质上的条形码而获取打印介质信息。
控制单元1420基于所获取的打印介质信息而控制打印引擎1430的打印方法。打印引擎1430的光学器件诸如激光扫描单元(未示出)和转印单元(未示出)在控制单元1420的控制下的光敏鼓(未示出)上形成对应于预定图像的色粉图像(toner image)。由转印辊(未示出)将该色粉图像转印到打印介质。
根据条形码读取方法和装置，基于要读取的条形的扫描信号中的斜线段的起点与终点之间的边缘来确定条形码的条和间隙的宽度。由此，可以利用廉价的小型低分辨率光学传感器准确地读取条形码。
本发明的实施例可以编写为计算机程序，并且可以以使用计算机可读记录介质执行程序的通用数字计算机实现。计算机可读记录介质的示例包括磁存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)、光学记录介质(例如，CD-ROM或DVD)、以及诸如载波的存储介质(例如通过因特网传送)。
虽然参考本发明的特定实施例而示出且描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的条件下，可以进行形式和细节上的各种改变。
相关专利申请的交叉引用本申请要求2004年11月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2004-0095545在35U.S.C.§119(a)下的权益，通过引用在此合并其全部公开。
权利要求
1.一种条形码读取装置，包括扫描单元，用于感测条形码并且生成扫描信号；搜索单元，用于计算扫描信号的变化率、从扫描信号中提取斜线段、搜索所提取的斜线段的起点和终点以检测条形码的条的边缘；以及条形码读取单元，用于基于所检测的边缘之间的距离而读取条形码。
2.如权利要求1所述的条形码读取装置，其中，所述扫描单元以预定采样间隔为单位感测条形码以生成条形码扫描信号。
3.如权利要求2所述的条形码读取装置，其中，所述扫描单元包括传感器，用于将光投射到条形码上、接收从条形码反射的光、并生成与反射光的强度对应的感测信号；模数转换单元，用于将该感测信号转换成具有预定分辨率的数字感测信号；以及采样单元，用于以采样间隔为单位对数字感测信号进行采样，以生成扫描信号。
4.如权利要求2所述的条形码读取装置，其中所述搜索单元包括变化计算单元，用于以采样间隔为单位计算扫描信号的变化率；第一搜索单元，用于搜索扫描信号的零变化，并且将具有扫描信号的零变化率的点确定为斜线段的起点和终点；以及第二搜索单元，用于基于斜线段的起点和终点，而搜索条形码的条的边缘。
5.如权利要求4所述的条形码读取装置，其中，将具有扫描信号的最大变化率的点确定为条形码的一条的边缘。
6.如权利要求4所述的条形码读取装置，其中，计算扫描信号的变化率的所有点，以及将质心点确定为条形码的一条的边缘。
7.如权利要求2所述的条形码读取装置，其中所述条形码读取单元包括宽度计算单元，用于基于边缘之间的距离，而计算条形码的条和间隙的宽度；参考宽度定义单元，用于基于所计算得到的条和间隙的宽度，而定义条和间隙的参考宽度；以及读取单元，用于基于参考宽度而确定条和间隙的宽度用于读取条形码。
8.一种图像打印装置，包括扫描单元，用于感测写在打印介质上的条形码，并且以采样间隔为单位生成扫描信号；搜索单元，用于以采样间隔为单位计算扫描信号的变化率、从扫描信号中提取斜线段、并搜索斜线段的起点和终点以检测条形码的条的边缘；条形码读取单元，用于基于边缘之间的距离读取条形码，以获取有关打印介质的信息；打印引擎，用于将预定图像打印在打印介质上；以及打印控制单元，用于基于所获取的有关打印介质的信息来控制打印引擎。
9.一种读取条形码的方法，包括下述步骤(a)感测条形码并且生成扫描信号；(b)计算扫描信号的变化率、从扫描信号中提取斜线段、并搜索所提取的斜线段的起点和终点以检测条形码的条的边缘；以及(c)基于所检测的边缘之间的距离而读取条形码。
10.如权利要求9所述的方法，其中，在步骤(a)中，所述扫描信号是通过以预定采样间隔为单位感测并且采样条形码而生成的。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述步骤(a)包括下述步骤(a1)将光投射到条形码上、接收从条形码反射的光、并生成与反射光的强度对应的感测信号；(a3)将该感测信号转换成具有预定分辨率的数字感测信号；以及(a2)以采样间隔为单位对数字感测信号进行采样以生成扫描信号。
12.如权利要求10所述的方法，其中，所述操作(b)包括下述步骤以采样间隔为单位计算扫描信号的变化率；搜索扫描信号的零变化率，并且将具有扫描信号的零变化率的点确定为斜线段的起点和终点；以及基于斜线段的起点和终点，而搜索条形码的条的边缘。
13.如权利要求12所述的方法，其中，将具有扫描信号的最大变化率的点确定为条形码的一条的边缘。
14.如权利要求12所述的方法，其中，计算扫描信号的变化率的所有点，以及将质心点确定为条形码的一条的边缘。
15.如权利要求12所述的方法，其中，所述步骤(c)包括下述步骤(c1)基于边缘之间的距离，而计算条形码的条和间隙的宽度；(c2)基于所计算得到的条和间隙的宽度，而定义条和间隙的参考宽度；以及(c3)基于参考宽度而确定条和间隙的宽度以读取条形码。
16.一种包含在计算机可读介质上的用于读取条形码的计算机程序，包括感测源代码段，用于感测条形码并且生成扫描信号；计算源代码段，用于计算扫描信号的变化率、从扫描信号中提取斜线段、并搜索所提取的斜线段的起点和终点以检测条形码的条的边缘；以及读取源代码段，用于基于所检测的边缘之间的距离而读取条形码。
全文摘要
提供了一种利用低分辨率反射传感器准确地读取条形码的方法和装置。该装置包括扫描单元，用于感测条形码并且生成扫描信号；搜索单元，用于计算扫描信号的变化率，从扫描信号中提取斜线段，并搜索所提取的斜线段的起点和终点以检测条形码的条的边缘；以及条形码读取单元，用于基于所检测的边缘之间的距离而读出条形码。
文档编号G06K7/10GK1776708SQ200510126730
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月21日 优先权日2004年11月20日
发明者金亨一, 姜京杓 申请人:三星电子株式会社