专利名称：一种光学辨识器的适应性照明亮度控制方法
技术领域：
本发明涉及一种光学辨识器的技术领域，尤其涉及一种能针对照明亮度加以有效控制的设计，让有限的电力发挥作最有效率的运用及解决纸张反射光的问题。
背景技术：
光学辨识码(Optical Identification, 0ID)是一种可在一般印刷品中隐藏数字数据及撷取隐藏数字数据的技术。该数字数据由多个微小点依预设规则分布而形成的多个点阵图案，该点阵图案相当微小，容易在视觉上被忽视，不影响印刷品中辨识出主要图形所欲传达的信息。但欲读取该数字数据时，须通过一光学辨识器撷取点阵图案，运用光学及图像处理技术，进行辨识及解码动作，辨识出点阵图案所代表的信号。在实际产品之中会运用此技术配合一图像显示装置或一声音播放装置等，根据先前的信号而产生相对的图像或声音效果，相关产品如儿童教学或娱乐用的点读笔。主导此类辨识的光学辨识器一般为可携式或手持装置，考虑操作上的方便性，多数产品皆于内部建立独立的电源供应单元(如电池等)，提供整体运作所需的电力，持久的电力续航力，对使用者而言，能避免频繁更换电池，减少操作的不便，也能减少电池的花费，提闻广品的满意度。为了使光学辨识器的电力有效的运用，有着许多的方法，例如本发明设计了一种二维信息编码区域的定义方法，能克服点阵图案旋转、或因摄影角度歪斜而使图案变形等问题，准许较大的失真容忍度及提高解码辨识度，因此能使用解析度较低的图像感测器，相对地降低用电量。但光学辨识器的结构中，耗电量最大的是发光元件，但发光元件却也是结构中主要的关键构件，所提供光源的明亮程度直接影响所撷取的图像品质，对于后续光学辨识有着直接关联，但如果一味降低发光元件的用电量，虽能延续电池的使用时间，却容易造成辨识错误或无法辨识，则会使此产品失去主要的用途。另外目前多数的光学辨识器内部采用单一发光元件，以一斜角方式照射标的物表面，如此一来该光学辨识器的图像感测器就容易获得一非均匀亮度的图像，即距发光元件较近的图像较亮，反之则较暗，虽然能利用印刷技术及纸张的选择改善此问题，相对地使成本增加，亦无法彻底解决。而手持的光学辨识器并无法限制使用者的握持习惯或角度，有时当内部发光元件在一特定角度照射该纸张时，反射光的影响将更为明显，如此该图像感测器所获得的图像信号的信号杂讯比(S/N)差就无法使用。因此本发明提供一种适应性照明亮度的控制方法，能随着所获得的图像信号，适当地调整亮度投射至标的物处，提供均衡亮度的图像，以期获得良好的图像信号进行辨识及解码动作。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种光学辨识器的适应性照明亮度控制架构，在能获得最佳的图像品质的下，使得电力有效地被运用，让电池的使用时间加长，减少此类光学辨识器更换电池的频率。为达上述的目的，本发明光学辨识器内部至少包括有信号处理器、图像感测器、以及至少二个发光元件，其方法为由该发光元件提供不同角度的光源照射于标的物，该图像感测器将测得的图像信号传送至该信号处理器，该信号处理器将图像信号经运算处理后，针对欲改变亮度的发光元件进行亮度调整，而非将发光元件维持在一固定的亮度。本发明的设计是提供一种适应性照明亮度的控制方法，S卩非提供固定性的照明亮度的设计，该方法会依据图像信号进行统计分析出灰阶图像各位置的明暗程度，再调整不同位置的多个发光元件的亮度，而调整后的亮度为图像信号进行辨识及解码的发光元件的最低亮度，让电力有效率地被运用；另外也能让图像感测 器获得均衡亮度的图像，维持良好的图像信号，同时解决纸张反射光的问题。为能清楚了解本发明的详细流程及技术内容，本发明将配合以下的附图及详细的解说，以求能够清楚了解本发明的精神所在。
图I为本发明架构的方块图；图2为本发明的光学辨识器的光学读取头的平面图；图3为本发明的流程图。其中，附图标记说明如下10标的物11信号处理器12图像感测器13发光元件14电源供应单元2 光学读取头21 透镜
具体实施例方式如图I所示，图I为本发明的光学辨识器的内部架构的方块示意图。该光学辨识器内部至少包括有信号处理器11、图像感测器12、至少二个发光元件13、以及电源供应单元14。如图2所示，为本发明光学辨识器的光学读取头的结构示意图，该发光元件13及图像感测器12设置于光学读取头20之内。运作时由该发光元件13提供光源照射至一标的物10表面，该标的物10为一印刷有多个点阵图案的纸张，部分光线反射后会经光学读取头20内的透镜21聚焦投射至该图像感测器12处，经该图像感测器12将光学图像转换为电子图像信号而输出。其中该发光元件13在本实施例中为一发光二极管，但不以此为限。而该图像感测器 12 则可为 CCD(Charge Couple Device)或 CMOS (ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor)等图像感测兀件。由于本发明的光学辨识器为手持装置，为了操作上的方便，该电源供应单元14由多个电池所构成，提供整体运作所需的电力。该信号处理器11分别与该电源供应单元14、图像感测器12、发光元件13相连接，能将电源供应单元14所提供的电力输出至该发光元件13，并通过输出的电压值控制该发光元件13的亮度。另外与图像感测感器12相连的该信号处理器11，能将图像的电子信号加以分析处理，例如进行辨识及解码等处理，亦能判定所得的图像的电子信号是否为有效的信号。如图3所示，为光学辨识器的适应性照明亮度控制方法的流程图。本发明的方法为步骤301 :由多个发光元件以不同角度照射一标的物；步骤302 :该图像感测器将感测的图像信号传送至该信号处理器；步骤303 :该信号处理器将图像信号经运算处理后，针对欲改变亮度的发光元件进行亮度调整，而非将发光元件维持在一固定的亮度。如图2所示，在本发明中，该光学辨识器内多个发光元件13是以等角度分布于该图像感测器12的前方区域，也即，在该光学辨识器内若以一圆形边线通过多个发光元件13，位于圆形边线上的多个发光元件13是间隔相同角度，而通过圆形中心的延伸通过该图像感测器12。在本实施例中该发光元件13数目为两个，相隔180度，此目的是为了提供均衡亮度的图像予该图像感测器，使该图像感测器获得的图像信号的信号杂讯比提高。在步骤303中，该信号处理器则将图像信号所提供的灰阶图像进行统计分析，判断灰阶图像的明暗位置，再调整相对位置的发光元件的亮度，以获得均衡亮度的图像。其具体作法为该信号处理器则依据图像信号所提供的灰阶图像，统计第一轴向(Y轴)及第二轴向(X轴)的灰阶梯度分布，再调整相对位置的发光元件亮度，使第一轴向及第二轴向的灰阶梯度均化，借此获得一适应性的照明亮度。而运用本发明的方法，亦能使电源供应单元的电力作更有效的运用，例如当所得的灰阶图像太亮时，将所有发光元件13调降亮度，维持在图像信号可辨识的最低亮度，借此减少用电量。另外当纸张有反光现象时，代表所获得的灰阶图像的局部区域会太亮，容易造成的信号杂讯比(S/N)太差而无法使用，此时该信号处理器通过统计分析找出造成光反射的发光元件13，降低该发光元件13的亮度或甚至关闭，使图像信号的信号杂讯比提高。综合以上所述，本发明是利用信号处理器依据图像感测器的图像信号，通过内部的演算机制来分别控制不同位置的该发光元件的亮度，提供适当照明亮度于标的物表面，亦提供均衡亮度的图像予图像感影器，除了能持续获得良好的图像信号外，亦能最有效率地使用电源供应器的电力，以延长使用时间，减少更换电源供应器的电池的频率，符合专利的申请要件。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施例的范围。即凡依本发明申权利要求范围所作的均等变化及修饰，皆为本发明的专利范围所涵盖。
权利要求
1.一种光学辨识器的适应性照明亮度控制方法，该光学辨识器内至少包含有信号处理器、图像感测器、以及至少二个发光元件，其特征在于，该方法包括 由所述至少二个发光元件以不同角度照射一标的物； 该图像感测器将所感测的图像信号传送至该信号处理器； 该信号处理器将该图像信号经运算处理后，针对欲改变亮度的发光元件进行亮度调MiF. O
2.如权利要求I所的光学辨识器的适应性照明亮度控制方法，其特征在于，在该光学辨识器内所述至少二个发光元件分布在该图像感测器的前方区域。
3.如权利要求I所的光学辨识器的适应性照明亮度控制方法，其特征在于，在该光学辨识器内若以一圆形边线通过所述至少二个发光元件，位于所述圆形边线上的所述至少二个发光元件是间隔相同角度，通过圆形中心的延伸线通过该图像感测器。
4.如权利要求I所的光学辨识器的适应性照明亮度控制方法，其特征在于，该信号处理器将该图像信号所提供的灰阶图像进行统计分析，判出该灰阶图像的明暗位置，再调整相对位置的发光元件的亮度，以获得均衡亮度的图像。
5.如权利要求4所的光学辨识器的适应性照明亮度控制方法，其特征在于，该信号处理器依据该图像信号所获得的该灰阶图像统计第一轴向及第二轴向的灰阶梯度分布，再调整相对位置的发光元件的亮度，使第一轴向及第二轴向的灰阶梯度均化，而第一轴向与第二轴向相互垂直。
全文摘要
本发明提供一种光学辨识器的适应性照明亮度控制方法，该光学辨识器内部至少包含有信号处理器、图像感测器、以及至少二个发光元件，该方法由多个发光元件提供光源以不同角度照射于标的物表面，该图像感测器将测得的图像信号传送至该信号处理器；该信号处理器将图像信号经运算处理后，针对欲改变亮度的发光元件进行亮度调整，而非将发光元件维持在一固定的亮度，借此在持续获得良好的图像信号的基础下，能使电源供应单元的电力获得有效的运用及有效解决纸张反射光的问题。
文档编号H05B37/02GK102984848SQ20111027028
公开日2013年3月20日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者曾景宏, 彭胜铕, 王黄仁, 郑绍华 申请人:硕呈科技股份有限公司