一种周期性一维条码信号加强的方法和模块与流程

本发明涉及条码识别，尤其涉及一维条码识别技术。

背景技术：

在现有技术中，图像处理以及滤波器的设计均是对单次原始信号进行采样，未能利用信号的周期性。由于信号的随机性大，单次原始信号的信噪比较低，会导致后级解码时间加长。对于被污染或是被磨损的条码，单次信号的信息不完全，传统的方法会失效，导致漏检。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种周期性一维条码信号加强的方法，其特征在于，所述方法包括：

a.确定模拟前端获取信号的帧周期t，并获取以t为周期的y个帧，其中每一帧包含所述一维条码的全部条码信息，每个帧为一个周期t；

b.对所述y个帧进行采样，得到y个采样序列，每个序列表示为：x[i][0],x[i][1],x[i][2]……x[i][m-1]，其中i表示第i个周期，i＝0,1,…(y-1),m表示一个周期内采样点的个数，其中采样频率fs为能够分辨最小宽度w的采样率的n倍，即fs＝n*(1/w)；

c.利用加权的滑动窗进行加权处理，窗序列为w[0],w[1]……w[m-1],对每一个周期内的采样序列x[i]进行加权处理，加权后得到y个序列h，每个序列表示为h[i][0],h[i][1],h[i][2]……h[i][m-1]，其中，i＝0,1,…(y-1)，并且，h[i][j]＝w[j]×x[i][j]，j＝0,1,2,…(m–1)；

d.对步骤c中加权后的y个序列h，以步骤a中的周期t滑动，对信号序列h进行时域上累加，得到重频累加的信号序列y[0],y[1],y[2]……y[m-1]，

其中

e.对步骤d中的序列y进行以步骤b中fs/n的频率抽取，即隔n-1点抽取一个数据,得到序列b[0]，b[1]……b[m/n]；

f.选取门限g，对序列b进行1/0的判决。

在一个实施例中，n取大于等于1的整数，1/w为分辨最小宽度信号的采样率。

在一个实施例中，在步骤f执行之后，根据码型特征对步骤(6)处理过的序列b进行解码。

在一个实施例中，在所述步骤f中，1/0的判决如下：

b[j]<g,则b[j]为0；b[j]>＝g，则b[j]为1，其中j＝0,1,2…m/n。

本发明还提供了一种周期性一维条码信号加强的模块，其特征在于，所述模块包括：

帧获取模块，确定模拟前端获取信号的帧周期t，并获取以t为周期的y个帧，其中每一帧包含所述一维条码的全部条码信息，每个帧为一个周期t；

采样模块，对所述y个帧进行采样，得到y个采样序列，每个序列表示为：x[i][0],x[i][1],x[i][2]……x[i][m-1]，其中i表示第i个周期，i＝0,1,…(y-1),m表示一个周期内采样点的个数，其中采样频率fs为能够分辨最小宽度w的采样率的n倍，即fs＝n*(1/w)；

加权处理模块，利用加权的滑动窗进行加权处理，窗序列为w[0],w[1]……w[m-1],对每一个周期内的采样序列x[i]进行加权处理，加权后得到y个序列h，每个序列表示为h[i][0],h[i][1],h[i][2]……h[i][m-1]，其中，i＝0,1,…(y-1)，并且，h[i][j]＝w[j]×x[i][j]，j＝0,1,2,…(m–1)；

时域累加模块，对步骤c中加权后的y个序列h，以步骤a中的周期t滑动，对信号序列h进行时域上累加，得到重频累加的信号序列y[0],y[1],y[2]……y[m-1]，

其中

频率抽取模块，对步骤d中的序列y进行以步骤b中fs/n的频率抽取，即隔n-1点抽取一个数据,得到序列b[0]，b[1]……b[m/n]；

判决模块，选取门限g，对序列b进行1/0的判决。

在一个实施例中，n取大于等于1的整数，1/w为分辨最小宽度信号的采样率。

在一个实施例中，还包括解码模块，所述解码模块根据码型特征对步骤(6)处理过的序列b进行解码。

在一个实施例中，所述判决模块中的1/0判决执行如下：

b[j]<g,则b[j]为0；b[j]>＝g，则b[j]为1，其中j＝0,1,2…m/n。

本发明采用的重频积累方法，有效的利用了周期信号的相关性，消除随机噪声对信号产生的干扰，经过过采样和抽取，极大地降低了信噪比，恢复出高质量信号(如附图中图2)。达到减少后级解码时间，提高解码正确性与实时性的目的。

附图说明

本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1示出根据本发明一实施例的一维条码示意图；

图2示出根据本发明一实施例的阅读器组成部件；

图3示出根据本发明一实施例的与图1的条码对应的脉冲信号；

图4示出根据本发明一实施例的周期性的脉冲串。

附图标记说明

201激光源

202光敏管

203反射镜

204颤镜

205条形码

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

一维条码是由按一定编码规则的线条和空白组成的符号，如图1所示。阅读器由光源201、颤镜204、信号处理单元等部件组成，如图2所示。在对条码205进行识别时，由光源201发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面，由于线条和空白对于光的反射率不同，被反射的光经过光学系统成像在光电转换器上，使之产生电信号。电信号经过电路放大后，产生与条码相对应的脉冲信号。例如，图3示出了与图1对应的脉冲信号。脉冲信号再经过解码，还原成字符。包含了全部的条码信息的高低电平的信号称为一帧，图3即为一帧。

为了提高解码率，条码阅读器会扫描多次信号，其方法是采用可以实现周期性扫描的装置(如图2中的颤镜)，光电转换部分产生具有周期性的多个帧(如图4，每个脉冲串为一帧信息，一共5帧)。帧的周期与装置的物理特性相关(如图2中，则为颤镜的摆动周期)。现有技术的做法是，数字解码部分在多个帧中挑选信号质量最高的一帧进行解码。由于噪声的随机性，每一帧信号的信噪比呈现不确定性。在条码被磨损或者被污染，以及处理电信号的放大电路引入较大的噪声的情况下，单独一帧不能提供理想的码型信息，进而增加后级解码算法的复杂度，导致解码率降低，甚至解码失败。

本发明根据上述特点，利用周期信号之间的相关性，采用如下过程来增强信号：

(1)确定模拟前端(即光电转换电路)获取信号的帧周期t，其中每一帧包含全部的条码信息，每个帧为一个周期t，获取以t为周期的y个帧。

(2)每一个周期的起始点开始采样，采样频率fs取能够分辨最小宽度的采样率的n倍。如最小宽度为w，则fs＝n*(1/w),其中，n取大于等于1的整数，1/w为分辨最小宽度信号的采样率。采样后得到y个采样序列，每个序列表示为：x[i][0],x[i][1],x[i][2]……x[i][m-1]。其中i表示第i个周期，i＝0,1,…(y-1),m表示一个周期内采样点的个数。

(3)采用加权的滑动窗，窗序列为w[0],w[1]……w[m-1],对每一个周期内的采样序列x[i]进行加权处理，加权后得到y个序列，每个序列表示为h[i][0],h[i][1],h[i][2]……h[i][m-1]。其中，i＝0,1,…(y-1)。并且，h[i][j]＝w[j]×x[i][j]，j＝0,1,2,…(m–1)。

(4)对(3)中加权后的y个序列h，以(1)中的周期t滑动，对信号序列h进行时域上累加。得到重频累加的信号序列y[0],y[1],y[2]……y[m-1]。

其中

(5)对步骤(4)中的序列y进行以步骤(2)中fs/n的频率抽取，即隔n-1点抽取一个数据,得到序列b[0]，b[1]……b[m/n]。

(6)选取门限g，对序列b进行1，0的判决:b[j]<g,则b[j]为0；b[j]>＝g，则b[j]为1。j＝0,1,2…m/n。

(7)根据码型特征对步骤(6)处理过的序列b进行解码。

本发明还提供了一种周期性一维条码信号加强的模块，其特征在于，所述模块包括：

帧获取模块，确定模拟前端获取信号的帧周期t，并获取以t为周期的y个帧，其中每一帧包含所述一维条码的全部条码信息，每个帧为一个周期t；

采样模块，对所述y个帧进行采样，得到y个采样序列，每个序列表示为：x[i][0],x[i][1],x[i][2]……x[i][m-1]，其中i表示第i个周期，i＝0,1,…(y-1),m表示一个周期内采样点的个数，其中采样频率fs为能够分辨最小宽度w的采样率的n倍，即fs＝n*(1/w)；

加权处理模块，利用加权的滑动窗进行加权处理，窗序列为w[0],w[1]……w[m-1],对每一个周期内的采样序列x[i]进行加权处理，加权后得到y个序列h，每个序列表示为h[i][0],h[i][1],h[i][2]……h[i][m-1]，其中，i＝0,1,…(y-1)，并且，h[i][j]＝w[j]×x[i][j]，j＝0,1,2,…(m–1)；

时域累加模块，对步骤c中加权后的y个序列h，以步骤a中的周期t滑动，对信号序列h进行时域上累加，得到重频累加的信号序列y[0],y[1],y[2]……y[m-1]，

其中

频率抽取模块，对步骤d中的序列y进行以步骤b中fs/n的频率抽取，即隔n-1点抽取一个数据,得到序列b[0]，b[1]……b[m/n]；

判决模块，选取门限g，对序列b进行1/0的判决。

在一个实施例中，n取大于等于1的整数，1/w为分辨最小宽度信号的采样率。

在一个实施例中，还包括解码模块，所述解码模块根据码型特征对步骤(6)处理过的序列b进行解码。

在一个实施例中，所述判决模块中的1/0判决执行如下：

b[j]<g,则b[j]为0；b[j]>＝g，则b[j]为1，其中j＝0,1,2…m/n。

本发明采用的重频积累方法，有效的利用了周期信号的相关性，消除随机噪声对信号产生的干扰，经过过采样和抽取，极大地降低了信噪比，恢复出高质量信号(如附图中图2)。达到减少后级解码时间，提高解码正确性与实时性的目的。

这里采用的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。