专利名称：涉及与图形图象数据相关的信息数据的方法和设备的制作方法
技术领域：
本公开一般而言涉及与可视图象相结合打印的信息数据的数据打包、数据对准、数据跟踪和数据检索。
背景技术：
现在市场上买得到的静止图象数字照相机配备有基本上在生成图象的同时能够记录诸如音频数据的附加数据的能力，它允许照相者创建与每个图象相关的信息数据，例如，主题、时间和地点、照相机设置、个人注释等等。这样的音频数据可以在观看图象时重放，它可以通过专用的数据检索设备在照相机本身上重放，或者可以简单地通过单独的观看器(例如照相机通过适当的电缆线路连到的电视)的音频系统重放。柯达公司在序号为98204128.7的欧洲专利申请“记录音频和电子图象(Recording audio and electronic images)”(该申请要求1997年12月18日的序号为09/994,000的美国专利申请的优先权)，以及序号为98293451.4的欧洲专利申请“用于在视觉上识别存储有数字数据的照片或图象上的区域的方法和设备(Methods andapparatus for visually identifying an area on a photograph orimage where digital data is stored)”(该申请要求1997年10月28日的序号为09/959,041的美国专利申请的优先权)中描述了示例性的系统，在此引入这两个专利申请作为参考。在打印数据而不是打印图象本身时，柯达的系统倾向于使用非可视墨水。
尽管数字照相图象易于打印和共享，但是共享诸如同时捕捉的音频数据的附加的信息数据就困难和麻烦多了。有声相册在本领域中是公知的，但是要求将先前取得的每张感兴趣的照片插入到相册中，然后在内置于相册中的数字音频记录设备中为每张照片记录消息。这些设备基本上不允许同时记录图象数据和附加的信息数据。
喷墨技术相对来说得到了良好的发展。诸如计算机打印机、绘图机、复印机和传真机的商用产品利用喷墨技术产生硬拷贝。例如在惠普期刊Vol.36，No.5(1985年5月)、Vol.39，No.4(1988年8月)、Vol.39，No.5(1988年10月)、Vol.43，No.4(1992年8月)、Vol.43，No.6(1992年12月)和Vol.45，No.1(1994年2月)中的各种文章都公开了这种技术的基础。W.J.Lloyd和H.T.Taub还在《输出硬拷贝设备(Out Hardcopy[sic]Devices)》(Ed.R.C.Durbeckand S.Sherr，Academic Press，San Diego，1988)第13章中描述了喷墨设备。在市场上可以买到扫描打印头喷墨打印设备。扫描托架可以携带用于监视与喷墨打印功能有关的各种参数和特性的其他传感器。例如，Steven Walker在2000年3月14日公布的序号为6,036,298的美国专利中说明“用于喷墨打印的单色光学传感系统(Monochromatic Optical Sensing System For Inkjet Printing)”(下文中作为“Walker’298”引用)，该专利已转让给本文的共同受让人并在此全部引入作为参考，包括所有相关的继续申请、部分继续申请以及分案申请。
存在对于用于信息数据打包、数据对准、数据跟踪和数据检索的系统和方法的需要。
发明内容
一般而言，本发明的基本方面提供了涉及伴随可视图象数据打印的信息数据的方法和设备。
一个方面是图象打印方法，包括接收图象数据；接收与所述图象相关的信息数据；为所述信息数据生成代表至少一个可打印的对准指示符的数据；以及在通过打印区的单个打印媒介的单程期间，在其上打印所述图象数据和带有贴近它的所述对准指示符的所述信息数据。
另一个方面是图形打印件，包括一个图象区域；以及一个包含与所述图象相关的数据信息的数据区域，其中所述数据区域包括至少一个数据块和至少一个与该数据块基本上同时形成的标记，该标记提供对准对齐标志，用于从所述打印件中读取所述数据块，其中所述标志被设置和构造成用于计算所述数据相对于横穿所述数据块的读取传感器的预定路径的对准。
另一个方面是具有打印区的扫描喷墨打印和读取设备，该设备包括用于执行所述设备的多个功能的控制机构；以及连接到所述控制机构的传送机构，用于移动打印媒介通过所述打印区；邻近所述打印区的托架机构，用于当它沿基本上垂直于第一轴的第二轴传送通过打印区时，沿所述第一轴在所述媒介上进行扫描；连接到所述托架机构的编码机构，用于在所述扫描期间跟踪所述托架机构的位置和速度；固定安装在所述托架机构上的打印头机构，用于在所述媒介上打印图象和字母数字字符；固定安装在所述托架机构上的传感机构，用于读取所述媒介上的像素；以及重放机构，用于呈现打印在所述像素中预定的像素上的数字音频数据。
另一个方面是将数据集对准数据读取器的方法，该方法包括在一张纸上打印照相图象；在所述打印照相图象的同时，在所述纸上打印基本上与生成所述照相图象同时记录的所述数据集，音频数据；在所述打印音频数据的同时，打印贴近该数据集的对准标志，其中所述标志是至少一个具有与所述数据集的几何联系的预定字符，以便由此限定所述数据集对于所述数据读取器的预定路径的位置关系；当随后从所述标志读取所述音频数据时，计算所述数据集对于所述预定路径的偏移、倾斜的特性或两者；以及对于所述偏移、倾斜或两者进行补偿。
另一个方面是一种为随后的扫描轨道读取头对准线性音频数据轨道的方法，所述扫描轨道读取头适用于读取贴近的基本上同时记录和打印的图形图象而被打印的轨道，该方法包括对准读取头的近似一半高度的点，其中对于所述轨道的近似中线来说，该读取头的跨度大于所述轨道的高度尺寸；在横穿所述数据轨道预定长度时抖动所述读取头，并且记录轨道顶端、轨道底端或两者的垂直位置上的任何变化；根据所述变化计算轨道倾斜；以及在随后读取所述轨道期间对于所述倾斜为所述随后的轨道扫描读取头而调整所述读取头的扫描路径。
另一个方面是一种用于对准线性音频数据轨道以用于随后的轨道扫描的方法，线性阵列检测器适用于读取贴近基本上同时记录和打印的图形图象而被打印的轨道，该方法包括当检测器的跨度比所述轨道的高度尺寸小时，将所述检测器的近似一半高度的点对准所述轨道的线性边缘，或者，当检测器的跨度比所述轨道的高度尺寸大时，将所述检测器的近似一半高度的点对准所述轨道的中线；当扫描与其一个或两个线性边缘相关的所述轨道时，检测所述检测器的输出特性的变化并根据输出特性的所述变化计算轨道倾斜。
另一个方面是图形图象打印件，包括具有形成图形图象的彩色像素的点阵阵列的图象区域；一个信息数据区域，其中数字代码被形成为一些单个像素，其中非打印的像素表示数字1或0，而彩色像素相应地表示互补的数字0或数字1，并且其中一维或两维阵列中的单个像素的组合用于数字编码的音频信息；以及至少一个用于将读取头对准所述数据区域的信息数据区域对准标记。
另一个方面是打印和读取喷墨设备，包括用于打印数字数据的机构，该数字数据包括代表图形图象的数据和与所述图形图象相关的数字音频数据的至少一个域，其中所述数字音频数据与贴近它的对准标志一起打印；以及用于读取和播放所述数字音频数据和对准标志的机构，其中所述对准标志在所述数字音频数据之前或与之一起被读出，以便在所述读取和播放机构同所述至少一个数字音频数据集之间保持读取对准。
另一个方面是照相成象系统，包括具有音频记录和重放子系统的数字照相机；以及用于打印图象数据和音频数据的打印机，该音频数据与使用所述照相机在一张媒介上记录的图象相关，其中在不干扰所述图象数据的可视度的情况下，在所述媒介上打印所述数字音频数据，并且使对准标志数据贴近所述音频数据，以用于保持它的读取对准，这样使得所述对准标志可被所述数字照相机读取。
上述概括既不是打算包含本发明所有的方面、目的、优点和特征，也不应该由此对本发明的范围施加任何限制。所提供的简要概括是依照37C.F.R.1.73和M.P.E.P.608.01(d)的指令，只是为了将本发明的性质告知给公众，以及特别地是告知给那些对本发明所涉及的特定领域感兴趣的人，以便在将来的检索中有助于理解本发明。
图1是对信息数据轨道倾斜的描述，说明现有技术中存在的问题。
图2是根据本发明的第一个示例性实施例的信息数据对准-再对准过程的示意性描述。
图3A和3B是根据本发明的另一个示例性实施例的信息数据对准-再对准过程的示意性描述。
图4是根据本发明如图3所示的示例性实施例的变体的信息数据对准-再对准过程的示意性描述。
图5是根据本发明的另一个示例性实施例的信息数据对准-再对准过程的示意性描述。
图6是根据数据轨道预估计的辅助过程而进行的信息数据对准-再对准过程的示意性描述，它在本发明其他公开的示例性实施例中有用。
图7是根据本发明的另一个示例性实施例的信息数据对准-再对准过程的示意性描述。
图8是根据本发明的另一个示例性实施例的信息数据对准-再对准过程的示意性描述。
图9A和9B是根据本发明如图8所示的、适用于单个像素数据打包的示例性实施例的变体的信息数据对准-再对准过程的示意性描述。
图10是根据本发明的另一个示例性实施例的信息数据对准-再对准过程的示意性描述。
图11是根据本发明的基本方面的一般处理流程。
图12是扫描喷墨打印和数据检索设备的示意性表示，该设备根据本发明的示例性实施例并且根据如图2、3A、3B、4、5、6、7、8、9A和9B所示的过程使用。
在附图中相同的附图标记表示相同的特征。除非特别指出，否则本说明书中的附图不应该理解为是按比例画的。
具体实施例方式
既携带喷墨打印头又携带相关的传感设备的喷墨打印设备的扫描托架在本领域是众所周知的(参见背景技术部分和其中引用的Walker’298)。图12是根据本发明的示例性实施例的扫描喷墨打印和数据检索设备的示意性表示。图12是说明可以根据本发明而被利用的喷墨设备01的基本元件的示意图。托架03具有固定安装在其上、用于在媒介13(头边缘或尾边缘视图)上打印的打印头04、05、06和07，该媒介13由媒介传送机构23移动通过打印区，当打印头以点阵图形喷射墨滴而形成图象和字母数字文本或其他数据图形时由托架03扫描该打印区。在托架03双向扫描(由双向箭头“S”表示)打印区并横跨打印媒介13时，提供了编码器带09和速度-位置编码检测器机构11以用于跟踪托架03的速度和横向位置。具有读取视场17的传感器15也固定安装在托架03上。还用编码器带09和位置编码检测器机构11执行传感器15的实时定位。基于可编程的专用集成电路(“ASIC”)或微处理器的控制器21提供设备子系统的功能性和协调。适合的数字解码和重放(例如音频信号处理)电子装置19(“重放”)被结合到喷墨设备01中。根据本发明的过程以及它的各种子系统的功能操作可以通过设备01的编程实现，这从对于示例性实施例的以下描述中变得显而易见。
为了方便描述本发明，携带打印头04-07和读取传感器15的喷墨托架03在下文中被称为打印和读取托架，或更简单地称为“PnR托架”。结合本发明的喷墨设备01在下文中被称为打印和读取设备或“PnR设备”。根据本发明的PnR托架可以携带专门适用的传感器或“读取头”(例如在受让人的Walker’298专利中描述的设备)，或者它可以使用适合的市场上买的到的分立传感器。典型的、适合的传感器和检测器包括光电检测器机构，例如，类似Perkin Elmer型号为FFD-100的光电二极管、型号为VTT 1015的光电晶体管的，或者诸如它们的P系列线性光电二极管阵列成像器和它们的L系列CMOS光电二极管阵列的行扫描成像器。根据本发明，附加的功能性被结合在喷墨类的打印机和数字照相机中，以使得它们能够进一步作为信息数据恢复或检索系统而运行，该系统用于添加到载有形成图形图象的相关的打印的数字数据的一张打印件上的数字化信息数据。
用于生成数字图象以及存储图象数据和伴随的附加信息数据的技术在本领域是公知的，例如，数字照相机；所以不需要进一步的说明就可以理解本发明。用于显示存储的图象并经由扬声器重放附加的信息数据(例如同时存储的音频轨道)的数据检索技术在本领域也是公知的，例如将照相机连接到音频-视频设备；所以不需要进一步的说明就可以理解本发明。
为了描述本发明的示例性实施例，由PnR设备打印的可视图象数据被称为“照片”，但是发明人并不打算限制本发明的范围，也不应该从中施加任何限制(参见上述的背景部分)。由于PnR托架横跨相纸的宽度，所以可以顺序地打印或在稍后检索(也称为“重放”)一个或多个信息数据块。记录可读数据的一个线性段的物理区域被称为“数据轨道”。
已知PnR托架可以返回到开始位置，例如根据该打印是单向或是双向的返回到托架停止、媒介边缘等等，为下一行数据做好准备。送纸机构将照片推进到数据的下一行。任何单向打印的横向返回运动可以与相纸运动同时或不同时发生。数据轨道可以以可视方式打印在例如打印媒介的非图象边界区域中，或者可以以已知的方式不可视地打印，以便不妨碍打印图象的美观(参看例如上述背景部分中描述的柯达专利申请)。此外，假如有适合的打印头排列或者允许媒介纸张的双面使用的媒介传送，这样的数据轨道可以打印在纸张图象侧的相反侧上。为了得到更高的数据记录密度，数据轨道的宽度和轨道中央间距(“轨道间距密度”)都应该保持尽可能小。在不使用某些类型的跟踪机构的情况下，处于高轨道间距密度的窄轨道使得数据恢复更加困难。根据本发明所描述的对准线或标记在检索过程期间将读取头或传感器保持在轨道上。相对于数据轨道和数据位的宽度来说，读取头具有非常小的覆盖区域(“视场”)。因此，对于一些实施例来说，期望每个打印的信息数据位实际上只是单个图象元素(“像素”)，即，具有一个像素轨道的高度；每个像素可以是象纸一样白(paperwhite)的(即，不打印的)或是彩色的，并因此表示数字1或数字0的数据位。可以认为使单个像素数据打包成为可能是本发明的一个优点。因此可以降低轨道间距密度，其中如果点检测器的视场小于一个图象元素(“像素”)，那么即使相邻的轨道也可以是分离的数据轨道。注意作为本发明的另一个优点，因为当前的喷墨打印技术可以提供超过2000点/英寸的墨水点密度，即，即使交替的黑和白点的单个像素行被作为信息数字数据而打印出来，它对于肉眼来说也是不可视的，所以不必使用不可视墨水等技术。可替换地，可以利用结合多个像素或超像素组的数据轨道高度。
应该理解照相相片上的信息数据可以在不同于用来恢复它的设备的PnR设备上打印，即使使用相同的PnR设备来重放记录的音频数据轨道，也并不期望在如本发明预期的高轨道间距密度下，PnR托架会精确地回描相纸上的数据，一旦相纸从打印机中输出。换句话说，一旦照片脱离送纸机构，即使当该照片被送回相同的打印机中用于音频重放，也很有可能发生未对准的情况。图1是信息数据轨道倾斜的描述，说明了本领域现有技术中存在的问题。可以容易地理解，为了准确读取数据轨道101、103，读取器必须优选地跨接在轨道的中线C-C上。此外，图1显示在打印在照相媒介102上的每个数据域101、103的中线C-C和投射到照相媒介上的PnR托架的新路径105的轨迹之间的倾斜100的可能性。
为了确定未对准的量以便可以在数据恢复之前或期间进行校正，根据本发明的示例性实施例，在打印每个数据轨道的同时在照片上连同信息数据一起打印一个或多个对准指示符或标志。这些对准指示符将给出信息并充当工具，以使得PnR托架在信息数据恢复期间能够进行调整来抵消倾斜。
图2是根据本发明的第一个示例性实施例的信息数据对准-再对准过程的示意性描述。在图2中，使示意性的数据区域201表示在照片上或在相纸的边界边缘中打印的一个信息数据轨道或多个轨道。箭头标号A和B表示随后的插入、PnR托架运动，而箭头P表示送纸方向。对准指示符203、204、205和207被同时打印并且接近数据区域201。在这个实施例中，利用了垂直对准线(“VAL”)指示符203、205、207和209，它们可以如所示地具有变化的行间距或厚度，或者两者都改变。
在信息数据读取期间，当PnR托架处于或靠近垂直对准线的顶端并且随着PnR托架的运动A横穿时，随着托架上的传感器一次或多次地横跨纸面移动而确定距离d1，其中d1例如可以是在托架运动轴上从纸边缘、或者从托架停止位置、或者从固定的已知的托架位置(该托架位置由编码器子系统(参见图12和上述相关的描述)确定)到所述VAL指示符中的一个预定VAL指示符(例如，线203)的距离。根据所期望的精确度以及其可能与轨道间距密度有关，可能希望有多个确定，例如d1从纸边缘到VAL 203、d1从纸边缘到VAL 205等等。类似地，在适当的纸推进之后，当扫描PnR托架运动B处于或靠近VAL指示符203、205、207和209的底端时，测量距离d2。测量的差值d1-d2是适合于在送纸方向P上计算倾斜程度的因数。在送纸方向上的倾斜被用于测量倾斜角度ΘΘ＝tan-1(d2-d1/Dp)，(公式1)其中Dp是如图2所示在送纸方向P上的PnR托架运动A和B之间的间距。在大多数情况下，PnR托架方向上的倾斜接近送纸方向上的倾斜，这是因为通常有意地使送纸方向与PnR托架方向正交。制造容差可以引起对于设计规格的细微偏差。在确定多于一个顶端VAL距离d1和底端VAL距离d2的情况下，可以使用一个平均值、中间值或其他值用于倾斜确定。一旦倾斜被确定，就以已知的方式计算校正因数并在PnR托架移动过页面以便在区域201的每个数据轨道上检索数据时，使校正因数配合PnR托架扫描驱动器和送纸。换句话说，如果倾斜足够显著，使得在传感器横跨数据区域201扫描时，特定信息数据轨道将会从传感器的视场中丢失，因此就在读取数据时施加补偿以调整纸的位置，即，以无缝的方式读取数据并播放音频。
应该理解在标称上PnR托架运动A和B(x轴)垂直于送纸方向P(y轴)。如果第一次产生照片的打印机上的送纸方向和PnR托架之间的实际角度几乎与执行数据恢复的打印机上的角度相同，那么上述校正可能对于最小化在检索信息数据时的PnR托架倾斜来说是足够的。如果因为两个角度相差太大，使用VAL指示符方法的这个实施例对倾斜校正还不充分，那么下述方法会克服这个进一步的问题。
图3A和3B是根据本发明的另一个示例性实施例的信息数据对准-再对准过程的示意性描述。线性信息数据轨道301显示为具有中线C-C。如图2所示，用箭头A表示托架的运动；用箭头P表示打印媒介的运动。伴随着信息数据轨道301的记录，打印至少一个轨道对准标记(“TAM”)指示符303。TAM指示符303是一个预定的相对水平的图案(这里是字母符号“N”)，打印该指示符使得中线C-C也穿过该图案的中线并且具有一个特征(这里是“N”的斜线部分)，当跨过它的各个水平面进行读取时提供一种用于对表示在当前各自相对垂直中偏离中线的偏移进行测量的工具。
参看图3B，一旦再次插入并送纸通过用于信息数据重放的PnR设备，对于对着读取传感器的当前方向中的读取图案的测量(即S1和S2之间的差别)是对读取传感器偏离中线C-C的程度的指示。换句话说，给出图案的已知尺寸，通过在当前托架运动“A”扫描期间使用传感器测量S1和S2，也测量了读取传感器离开中线C-C的垂直位移。使用该指示，送纸可以前进或后退以便获得跨在中线上的最优的数据读取路径，从而不再需要在重放期间纸的抖动。TAM指示符303可以位于数据轨道301的开始、结尾或者两端。注意通过将TAM303放置在数据轨道301的两端，一对S1和S2的测量(即轨道开始处的(S1-S2)和轨道结尾处的(S1-S2))也可以被用来计算倾斜，如果在中线C-C和与打印托架路径相对的新的托架运动路径“A”之间存在任何数据轨道的倾斜的话。如果确定在一遍扫描期间该倾斜使得传感器的视场离开给定的数据轨道，则可以再次使用纸的抖动。
图4是根据本发明如图3所示的示例性实施例的一个变体的信息数据对准-再对准过程的示意性描述。为了获得更好的跟踪伺服性能，可以为每个数据轨道401产生并获得更多的轨道未对准信息。通过信息数据轨道401的记录段401、401a、401b(也称为“数据域”)之中的嵌入式TAM(“ETAM”)指示符403ab、403bc等为每个数据轨道401获得一系列S1和S2测量(参见图3B)。可以通过沿标称的中线C-C进行读取信号扫描来预先分析这些测量(参见例如下文所述的图6)，或者在读取数据轨道401时这些测量可以提供闭环工作或实时的错误信号发送。换句话说，存在多个对准标记403x，y，这些对准标记被打印在数据轨道401的预定位置，并与数据轨道的单个数据域401x，y交替，使得当前离开中线的偏移值可以在每个所述的标记处确定，因此，一旦两个或多个ETAM指示符被读出或分析，就提供一个因数用于计算倾斜值，并将其反馈给使用送纸机构的主动跟踪伺服。
注意可以同时并交替地使用VAL指示符203、205、207和209(图2)和TAM指示符303和403a，b，c…y。例如，可以利用水平打印的VAL指示符用于轨道未对准测量和校正因数计算。例如，可以将字母“Z”用作TAM或ETAM标记，用于垂直偏移以及倾斜检测和校正。也可以使用这两者的结合。
图5是根据本发明的另一个示例性实施例的信息数据对准-再对准过程的示意性描述，即数据轨道包络检测过程。在数据轨道包络检测方法中，数据轨道501的顶端和底端边缘被用作为对准指示符以确定相对于PnR托架的运动的轨道倾斜。在托架沿标称的中线C-C的初次对准(参见例如下文所述的图6)，传感器相对于数据轨道501基本上正交地抖动(这由双向箭头“D-D”表示)，以便定位数据轨道沿纸的路径方向的包络或范围。例如，为了在该次对准期间相对于PnR托架的运动正交地抖动读取头或传感器，可以使相纸102在送纸机构的控制下来回馈送(同样由箭头P说明)。用数据轨道在两个或多个沿着它的长度由某个水平距离“h”分开的位置处的边缘的垂直位移确定了轨道倾斜量。本领域的技术人员应该理解在此描述的这个以及其他的实施例中可以利用多次对准；而且为了减少测量误差，使用多次对准也是有利的。
图6是一个根据数据轨道中线预估计的辅助过程而进行信息数据对准-再对准过程的示意性描述，该过程在本发明其他公开的示例性实施例中很有用。由于标称中线C-C信息对于在此描述的多个方法来说很重要，所以可以在照片打印媒介上打印信息数据的同时打印与每个数据轨道相关的轨道中心标记(“TCM”)指示符603，该指示符近似地位于每个数据轨道601(单向或双向)的开始处。TCM指示符603将有助于PnR托架在数据检索过程的第一阶段寻找以及确定每个数据轨道601的中线C-C的位置。在试图读取包含在数据轨道601中的信息数据之前，将读取设备的视场定位成跨在数据轨道601的标称中线C-C的TCM指示符603上。注意如果最大倾斜是可估计的，并且因此调整轨道高度和轨道密度并使用具有适合视场的传感器，则使用TCM指示符603作为对准标记对于允许重放是足够的，而没有对于主动倾斜补偿的任何进一步需要。
图7是根据本发明的另一个示例性实施例的信息数据的对准-再对准过程的示意性描述。在本发明的这个示例性实施例中，使用线性阵列检测器703作为读取头。该线性阵列检测器703由多个排列在线性或一维阵列中的“点”检测器702构成。每个点检测器独立执行，根据每个检测器覆盖的图象区域产生读回信号。在图7的实施方案中，线性阵列检测器703比数据轨道701的宽度宽，所以在标称上该检测器703跨在整个数据轨道的宽度上，即输纸器可以抖动纸张直到检测器703如所示地在位置705处对准。如图7所示，通过将在位置705和705a的检测器703的输出进行比较，如果PnR托架没有平行于数据轨道701的中线C-C移动，则线性阵列检测器703读出的数据图形将会变化。因为线性阵列检测器703比数据轨道701宽，所以可以通过分析来自该阵列中的每个单独的检测器702的信号来确定倾斜量。用一个完整宽度的线性阵列检测器，还可以引入2-D数据编码(在下文讨论)。如图6一样，作为使用数据轨道本身的替换，可以生成并打印单独的对准指示符，以用于指示位于数据轨道701的一端或每一端的轨道顶端对准标记707和轨道底端对准标记709，其中这些指示符成为两个倾斜检查位置。
图8是根据本发明的另一个示例性实施例的信息数据的对准-再对准过程的示意性描述。在本发明的该另一个示例性实施例中，与图7相似，该实施例具有跨度小于数据轨道801的高度的线性阵列检测器803。当线性阵列检测器803小于数据轨道801的高度时，为了确定倾斜量，通过沿着轨道801的长度在第一位置805抖动来寻找该数据轨道的第一边缘(顶端或底端)。然后，线性阵列检测器803被放置在该边缘，并且完成在该数据轨道801上的扫描轴S一遍。假设数据轨道倾斜相对于阵列的宽度来说不是很大，那么单遍就足够捕捉倾斜的程度；例如，如所示，当窄线性阵列803的顶端元件802到达位置805a时，该元件的输出将由于相对于数据轨道中线C-C的相对垂直移位而改变。如果初始捕捉的边缘的倾斜大于阵列的大小，仍然可以测量该倾斜；当检测器在沿数据轨道801的中途时可以使纸张沿轴P前进或后退已知的距离。
图9A和9B是根据本发明如图8所示的、适用于单个像素数据打包的示例性实施例的变体的信息数据对准-再对准过程的示意性描述。它说明了与图7和图8相似的实施例，但是使用缝隙检测器903a和903b来实现。该基本的方法与图8相同。本领域的技术人员可以理解该实施方案有助于使用单个像素高度的信息数据轨道901。每个像素905包括用彩色墨水点或非打印的纸白(paper white)来打印的数字数据位。
图10是根据本发明的另一个示例性实施例的信息数据的对准-再对准过程的示意性描述。数字照相机(未示出)本身可以用来充当信息数据恢复设备。当信息数据区域以可视频谱呈现在打印媒介上时，用户可以将照相机聚焦在该数据区域上、对其定位并对该区域照相。在一次单独的曝光中，大量数据基本上是在瞬间捕捉的，从而允许大区域块数据恢复方法。在照相机中捕捉的图象，即数据块本身的数字照片，接下来被以已知的方式转换成数字数据，该数字数据被解码以便产生来自该照相机内置的扬声器的音频信号。
注意如果该数据区域在可视频谱之外，则必须打开照相机中配备的照明源(例如红外线、紫外线等)来帮助该数据捕捉过程。该照明源使得数据区域对于照相机中的图象传感器是可视的，该照相机又进而将恢复的图象显示在它的液晶显示(“LCD”)屏上，所以用户可以观察预先记录的、否则将不可视的数据区域。
为了覆盖更大的数据区域以便读取更多的数据，并因此允许更长的音频数据文件，多次曝光可能是必需的。这是因为照相机具有有限空间分辨率，而这是必须加以克服的。该过程从用户每次一个部分地获取整个数据区域的连续、重叠的图象开始。一旦一部分一部分地捕捉到整个数据区域，照相机中的数据缝合软件会把这些图象拼合起来以形成更大的数据文件。为了帮助用户进行重叠曝光，用某种类型的对准指示符1001(“轮廓标记”)描绘这些数据部分，这些“轮廓标记”同样如先前的实施例中一样在打印照片的同时设置。注意可替换地，代替只在角落处的标记，该数据部分可以由轮廓边框包围，在该边框中也可以编码或嵌入诸如坐标标识的数据部分信息(“编码轮廓标记”)。换句话说，这些标记本身可以具有起作用的对准数据或嵌入其中的信息。这样的照相机可读部分的标识可以帮助数据检索过程。例如，即使是逻辑任务，用户也不需要以特定顺序检索数据部分。如果由于某种原因，任意特定部分没有被正确地捕捉(例如，没有对焦)，照相机可以通知用户这样的数据部分需要重新捕捉。除了这些部分坐标，还可以也是优选地在轮廓边框中包括关于数据结构的信息(例如，阵列划分信息)。“坐标标识符”1003(例如，A、B、1、2)，在由注释为“数据部分”组成的宏数据区域的周边上的矩阵标识会进一步帮助用户明白以及识别要成像的数据部分以及其逻辑顺序。用微小的改变有效地实现大区域块数据恢复的相同目标也是可能的。除了要求用户对数据区域进行一次或多次曝光，照相机可以被设计成在快门被按下时，随着照相机在数据区域上移动自动地进行一系列拍摄。换句话说，这些图象被以电机驱动模式或频闪模式捕捉。
根据图10，在这种方案中的数据检索过程是块访问方法，该方法与用于传统扫描方案(例如根据图1-9B所描述的)的顺序访问方法相对。该大区域块数据恢复方案充分利用照相机的视场，该视场比在传统扫描器中的典型回读头(read-back head)或其他传感器大很多。块访问实质上是并行操作，因此提供了更高的数据捕捉速度。从用户的观点来看，在此描述的大区域块数据恢复方案具有多个重要的优点。最显而易见并高度期望的优点是由于不需要专用的数据检索和重放设备，这种方法和结合到照相机中的额外的功能性所提供的便利性。检索数据的过程也非常直接和简单。能够更快地获取数据是块访问方法的固有特性。例如，对于小数据区域来说，它所做的就是单次的瞄准和拍摄操作。低的实现成本是另一个重要的好处。
照相机是在瞬间成像一个区域的事实(与一次一行地顺序检索数据相对)可以被有利地应用在对数据的编码中。一维编码与传统的扫描方案关系密切，因为使经过某一时间间隔所取的多个数据扫描空间同步非常困难也不节省成本。另一方面，在成像一个区域时，每个像素及其相邻像素之间的空间关系被精确地保持在照相机光学器件和图象传感器的分辨率的限制之内。这些像素可以被分组为预定两维(“2-D”)阵列的单元，在其中数据最终被编码和解码。2-D编码方案的优点是除了能够产生不太易于出错的更稳健的代码之外，它还可以产生更好的SNR、更高的数据编码密度、或者两者。在这样的打印中，因为较大量的空间已被大量的数据占据，所以优选的是以不可视的方式打印信息数据、轮廓标记1001和坐标标识符1003，并且给照相机配备用于如上所述进行照明的机构。
图11是描述根据本发明的一般方法的处理流程图。根据本发明，将信息数据与对准指示符一起打印(1101)。在相同的媒介上以已知的方式打印图形数据(1103)。可以以任意顺序打印包含信息的数字数据和打印图形数据。基本的步骤是伴随打印信息数据轨道和贴近的对准指示符。一张打印件从PnR设备(参见图12)输出(1105)。
在晚一些的时间，只要用户希望重放信息数据，将该媒介插入(1107)相同的或兼容的PnR设备。根据已知的方式控制该设备并对其编程，启动“重放模式”(1109)。
任选地(用虚线连接表示)，如果要求中线近似的其中一个实施例被要求预先设置信息数据检测器的位置(参见图1、元件15和图6)，或者如果采用TCM 603作为数据轨道的主要对准指示符(1111)，在“是”路径中，寻找这样的第一TCM 603(1113)。接下来，检测对准指示符(1115)。一旦得到，可以分别确定上文所述的倾斜测量以及计算对准补偿(1117)。
一旦适合的补偿被编程到PnR设备，就开始重放(1119)。该重放应该是无缝的，因为信息数据相对于读取头的任何偏移或倾斜都将被补偿。
还应该理解因为数据是数字编码的，所以可以将立体声信号多路复用到单个信道中，以得到更高保真度的多信道分离重放。
一般而言，某些选项是优选的。只要有可能，应该在每个轨道被读取时将轨道对准施加到其上。在获得离开初始轨道的一定距离时，初始确定可能偏离了某个量。由于每个轨道都被扫描，所以应该收集轨道未对准信息并将其提供给随后的扫描。此外，应该理解在音频重放之前扫描和捕捉所有的数据轨道，或者至少填充可用的缓冲器，对于连续的、干净的声音重现是有好处的。
应该注意数据检索可以发生在双向过程中。数据格式信息可以包括在位于数据区域开始处的标题域中，该标题域包含除了音频数据本身之外的任何相关信息，例如创建的日期/时间、创建者的名称、数据是以立体声还是以单声道进行编码的、数据是双向还是单向的、数据速率、记录的时间长度、数据的字节长度等等。
在各种各样的实施例和实现方案中，本发明的基本方面涉及用于数据打包(包括单个像素数据位的形式)以及重放跟踪与图形图象相关的信息数据的方法和设备。为了在数据恢复期间最大化信噪比(SNR)并因此最小化读取出错率，在整个读取过程中保持读取传感器位于每个数据轨道的中间。在数据恢复过程期间，打印和读取喷墨实施例的托架机构与送纸机构一起使读取传感器保持在轨道中间，因为已经为主动跟踪伺服而预先或实时确定了未对准信息。
上述对于示例性和优选的实施例的详细描述是根据法律要求的说明和公开的目的而提供的。这并不意味着是详尽的，也不打算将本发明局限于所描述的精确形式，只是为了使得本领域的其他技术人员能够理解本发明是如何适用于特定使用或实施方案的。各种修改和变化的可能性对于本领域的技术人员来说是显而易见的。对于示例性实施例的描述并不是要施加任何限制，这些实施例可以具有内藏公差、特征尺寸、特定的运行条件、工程标准等等，而且这些实施例在不同实施方案之间变化或者随着技术现状的改变而改变，而且其中不应该隐含任何限制。本领域的技术人员应该理解这种技术也可以用在其他图形计算中，例如在创建特定图象时计算机艺术家记录相关的不可视信息的数字艺术图象。申请人相对于本领域的当前水平进行该公开，但也预料到在取得专利权期间本领域的发展，所以将来的修改可以考虑这些发展，换句话说，就是修改是根据那时的当前技术水平的。本发明的范围是由所写的权利要求书和可适用的等同物来限定的。除非明确陈述，否则权利要求中以单数提到的元件并不意味着“一个而且只有一个”。此外，不管是否在权利要求书中明确叙述元件、部件或步骤，本公开中的这些元件、部件、方法或程序步骤都不意味着专用于公众。除非使用短语“用于……的装置”明确地叙述，否则在此任何权利要求的元件都不能在35U.S.C.Sec.112规定第六段的条件下进行解释，而且除非使用短语“包括以下步骤……”明确地叙述一个步骤或多个步骤，否则在此任何方法或程序步骤都不得在上述规定的条件下进行解释。
权利要求
1.一种图形打印件(102)，包括图象区域；以及包含与所述图象相关的数据信息的数据区域(201)，其中所述数据区域包括至少一个数据块以及至少一个标记(205-209/303/403603/707，709/1001)，该标记基本上与该数据块同时形成并且提供对准对齐标志用于从所述打印件中读取所述数据块，其中所述标志被设置并构造成用于计算所述数据相对于横穿所述数据块的读取传感器的预定路径(105)的对准。
2.如权利要求1所述的本发明，其中所述数据块是线性轨道(101，103)，并且所述标记是多个贴近所述轨道的至少一端、在与规定打印媒介通过打印区的路径的轴相关的一个给定参考具有已知距离的位置处打印的线(203-209)。
3.如权利要求1所述的本发明，其中所述标记是具有特征形状和尺度的几何图形(303)，其尺度相对于它的中线和所述数据块的中线是同延的，从而使得所述图形形成用于测量相对于所述中线的偏移的工具。
4.如权利要求3所述的本发明，其中所述数据块是线性轨道(301)，并且所述几何图形(303)基本上是邻近所述轨道的每一端同时被打印并形成用于测量所述轨道相对于所述预定路径的倾斜的工具。
5.如权利要求3所述的本发明，其中所述数据块是线性轨道(401)，并且多个所述几何图形(403)与所述轨道的数据域交替，使得在读取所述轨道期间，每个所述的标记都提供用于计算当前的所述偏移的测量值，以用于实时反馈给与所述读取相关的主动跟踪伺服机构。
6.如权利要求1所述的本发明，其中所述数据块是线性轨道(701)，并且所述标志是处在所述轨道的每一端的轨道顶端标记(707)和处在所述轨道的每一端的轨道底端标记(709)。
7.如权利要求1所述的本发明，包括所述数据区域具有多个相邻数据块(DATA SECTION 1-N+1)，以及每个所述的数据块具有表示该数据块边框的打印轮廓(1001)。
8.如权利要求7所述的本发明，包括所述相邻的数据块形成矩阵，以及贴近所述矩阵的打印的矩阵坐标标识符(1003)，其中所述坐标标识符表示所述数据块的逻辑顺序。
9.如权利要求7所述的本发明，其中所述数据块包括两维数据阵列。
10.如权利要求1所述的本发明，其中所述数据信息是数字化的音频数据。
11.一种具有打印区的扫描喷墨打印和读取设备，该设备包括控制装置(21)，用于执行所述设备的多个功能；以及连接到所述控制装置的传送装置(23)，用于移动打印媒介(13)通过所述打印区，邻近所述打印区的托架装置(03)，用于当它沿基本上垂直于所述第一轴的第二轴传送通过该打印区时，沿第一轴S在所述媒介上扫描，连接到所述托架装置的编码装置(09，11)，用于在所述扫描期间跟踪所述托架装置的位置和速度，固定安装在所述托架装置上的打印头装置(04，05，06，07)，用于在所述媒介上打印图象和字母数字字符，固定安装在所述托架装置上的传感装置(15)，用于读取所述媒介上的像素，以及重放装置(19)，用于呈现打印在所述像素中预定的像素上的数字音频数据。
12.如权利要求11所述的设备，其中所述传感装置的视场(15)小于由所述打印头装置呈现的像素的最大横截面尺度。
13.如权利要求11所述的设备，其中该设备包括一个包含数字音频数据打印在内的打印模式(1101)，该数字音频数据表示与打印在相同一张打印媒介上的图象相关的信息。
14.如权利要求11所述的设备，其中该设备包括一个包含呈现可听信号在内的重放模式(1109)，该可听信号是经由所述传感装置从表示与该图象相关的信息的所述数字音频数据中获得的。
15.如权利要求11所述的设备，还包括重放标记装置(03，04，05，06，07，21)，用于在贴近该数字音频数据的所述媒介上打印对准标识符。
16.如权利要求15所述的设备，还包括抖动装置(21)，用于抖动所述传送装置，使所述传感装置使用所述对准标识符对准所述数字音频数据。
17.一种图形图象打印件(102)，包括具有形成图形图象的彩色像素的点阵阵列的图象区域；一个信息数据区域(901)，其中数字代码被形成为各个单独像素(905)，其中非打印的像素表示数字1或0，而彩色像素相应地表示互补的数字0或数字1，并且其中一维或两维阵列中单个像素的组合用于数字编码的音频信息；以及至少一个用于将读取头对准所述数据区域的信息数据区域对准标记(707，709)。
18.一种打印和读取喷墨设备，包括用于打印数字数据的装置(03-09，21，23)，该数字数据包括表示图形图象的数据和与所述图形图象相关的数字音频数据的至少一个域，其中所述数字音频数据与贴近它的对准标志(205-209/303/403603/707，709/1001)一起打印；以及用于读取和播放所述数字音频数据和对准标志的装置(03，15，17，21)，其中所述对准标志在所述数字音频数据之前或与之一起被读出，以用于在所述用于读取和播放的装置和所述至少一个数字音频数据集之间保持读取对准。
全文摘要
用于打包信息数据(包括单个像素数据串)和重放跟踪信息数据(例如与图形相关的音频信号)的方法和设备。为了在数据恢复期间最大化信噪比，在读取过程中读取传感器15基本上保持在每个数据块的中间。由于已经在主动跟踪伺服之前或实时地确定了未对准信息，打印和读取喷墨实施例的托架机构与送纸机构一起保持读取传感器在轨道中间。扫描喷墨种类的打印机结合了附加功能，使得可进一步作为用于图形数据图象上的数字化的数据的信息数据恢复或检索系统。在另一实施例中，数字照相机本身配备有附加的功能，以便作为用于包含信息数据的打印的恢复和重放设备。
文档编号G06K19/06GK1576030SQ20041004474
公开日2005年2月9日 申请日期2004年5月17日 优先权日2003年7月16日
发明者S·－H·梁, X·－A·张 申请人:惠普开发有限公司