对目标数据进行成像和处理的用户可定制数据捕获终端和方法

摘要

一种用于处理排列在目标上的空间分隔开的位置处的一个或多个目标数据（比如符号）的数据捕获终端和方法使用：电光读取器，用于电光地读取目标上的数据；以及控制器，用于控制所述数据中的至少一个数据，还用于确定是否所述至少一个数据已经被成功地处理了。翻译引擎用用户选择的逻辑来定制控制器。翻译引擎可操作用于：较佳地，在所述至少一个数据已经被成功地处理之后，用逻辑条件来指示控制器，目标上的其它数据将要在逻辑条件之下被处理。

说明书

相关技术的描述

固态成像系统或成像读取器已经被用在数据捕获终端的手持 操作模式和免提操作模式中，以从目标捕获图像，所述图像具有各种类型的目 标数据，比如要被电光解码和读取的一维和二维条形码符号和/或要被处理以便 存储或显示的非符号。条形码符号具有不同的条纹和空间图案，它们被用于代 表不同的字符。多组这些图案被编组到一起以形成一种符号体系。有许多类型 的条形码符号体系，每一种具有其自己特殊的特性和特征。大多数符号体系被 设计成满足特定应用或行业的需求。

一种普遍存在的符号体系是通用产品代码（UPC），它包括 各种宽度的条纹和空间（每一个被称为元素）的一维线性排列，在被解码时， 独一无二地标识了产品及其制造商。通过非限制性的示例，其它符号体系包括： 代码128；交替的5中的2；离散的5中的2；IATA5中的2；MSI；以及PDF-417。 不同的符号体系的符号可以在单个目标上的不同位置处被找到，比如驾照，其 中一维代码128和二维PDF-417通常被设置在驾照背面。非符号可以包括任何 个人、地点、或东西，尤其是字母数字式地址以及用于表示交易（比如包裹递 送）的接收和接受的签名或印章。符号和非符号都可以在单个目标（比如包裹 递送标签）上的不同位置处被找到。

成像读取器包括：固态成像器，具有光电池或光传感器的阵 列，对应于成像器的视场中的图像元素或像素；照射光组件，用于自照射光源 （例如，一个或多个发光二极管（LED））的照射光来照亮视场；以及成像透 镜组件，用于捕获从在工作距离范围上正被成像的目标数据散射和/或反射的返 回环境光和/或照射光。这种成像器可包括一维或二维电荷耦合器件（CCD）或 互补金属氧化物半导体（CMOS）器件以及用于产生与视场上的像素信息的一 维或二维阵列相对应的电子模拟信号的关联电路。成像器类似于在电子数字照 相机中所使用的成像器。

当目标数据是符号时，包括数字化仪的信号处理电路被用于 使模拟信号数字化，并且编程的微处理器或控制器被用于基于用于符号的具体 符号体系来处理和解码经数字化的信号。当目标数据是非符号时，信号处理电 路通常将对所捕获的图像进行歪斜校正，将所捕获的图像重新采样成特定的大 小，增强所捕获的图像的质量，并且在传输到存储器或远程主机之前压缩所捕 获的图像。使用用于捕获符号的单色图像的成像器是已知的，并且使用用于捕 获符号的全色图像的带多个掩埋式信道的成像器也是已知的。提供具有在VGA 监视器中常见的640×480分辨率的二维CCD是很普通的，尽管其它分辨率大 小也是可行的。

当具有现有技术的成像读取器的已知数据捕获终端获取具有 多个目标数据或符号的目标的图像时，该终端的特定最终用户或购买者可能不 需要或不想要所有符号中所包含的信息。由此，在上述驾照的情况下，最终用 户可能只想要在PDF-417符号中所包含的信息。这个最终用户可能不希望等待 其它的代码128符号被解码或者在解码代码128符号上浪费终端的资源。另一 方面，不同的最终用户可能只想要在代码128符号中所包含的信息。其它最终 用户可能想要这两个符号总是被解码，但仅仅以某一顺序或格式进行。

然而，现有技术的已知终端具有由制造商设置的固定操作配 置。这种不灵活意味着某些用户将总是对有所牺牲的性能不满意。这种终端的 最终用户或购买者将会期望在从制造商那里递送过来之后能够定制其终端。例 如，一个用户可能希望按某一顺序来捕获数据，或者可能希望只捕获某些数据。 另一个用户可能对按不同的顺序来捕获不同的数据有完全不同的要求。任何特 定的用户要求都可能随时间而改变。然而，已知终端的固定配置并不允许用户 在不找制造商重新配置的情况下满足这些变化的要求，这就伴有不期望的延迟 和可能的服务中断。

有可能让现有技术的已知终端试着在一定程度上适应这些不 同用户需求，只要区分的因素可以被表达为简单的数字即所谓的“参数”，比如 启用/禁用符号体系或解码属于特定符号体系的符号，但只在某些长度限制之 内。即便有可能，是很难指定一组逻辑步骤从而基于在需要确定的时刻终端可 用的经解码数据来确定一决定的结果（比如是否继续解码更多的符号或终止解 码过程）。

另一种现有技术的方法利用了定制的固件，除了可应用于所 有用户的普通标准代码之外特定用户的逻辑也被编码在固件中。在任何逻辑不 论多复杂都可以被实现这一方面，这种解决方案是非常灵活的。然而，在用户 必须获得用于编码一逻辑的专用固件这一方面，这种解决方案也是非常不灵活 的，尽管在一个时间点被正确地指定，但是逻辑可能无法满足其持续的商业需 求；在这一方面中，当终端制造商提出更新的标准固件（包括新特征和故障调 整）时，具有定制固件的用户可能因没有升级路径而落后了。

发明内容

简言之，本发明的一个特征在于：一种数据捕获终端，用于 处理至少一个数据，较佳地，用于处理多个数据，尤其是但并非必然地，用于 处理不同符号体系的符号和/或字母数字式文本和/或手写签名和/或图片。所有 这些数据被安排在单个目标（比如驾照或包裹递送标签或表格）上的空间分离 的不同位置处。

终端包括用于读取数据的电光读取器。较佳地，读取器是固 态成像器，它具有图像传感器阵列，用于捕获来自视场中目标上的多个数据的 返回光。较佳地，成像器是具有滚动或全局快门的CCD或CMOS。阵列可以 是一维的（即沿着单个行排列的线性）或二维的（具有相互正交的多个行和列）。 较佳地，致动器（比如手动可压缩触发器）被设置在终端上，用于致动成像器 以在单次致动或触发拉动过程中捕获来自目标上的多个数据的返回光。

终端也包括微处理器或控制器，可操作地连接到致动器和成 像器，并且可操作用于较佳地响应于单次致动来处理来自成像器所捕获的返回 光的数据中的至少一个数据。当数据是符号时，控制器解码符号，并且确定何 时符号已经被成功地解码了。

根据本发明，提供了翻译引擎，用于定制具有用户选择的逻 辑的控制器。较佳地但并非必然地，在符号已经被成功地解码之后，翻译引擎 可操作用于用逻辑条件来指示控制器，在逻辑条件之下目标上的其它数据将要 被处理。例如，翻译引擎可以指示控制器在符号已经被解码之后停止或继续对 其它数据进行处理。当具有不同符号体系的多个符号处于所获得的图像上时， 翻译引擎可以指示控制器继续处理，直到具有符号体系中已知一个的符号已经 被处理。

这种终端的最终用户或购买者现在可以在从制造商那里递送 过来之后用上述逻辑条件来定制他们的终端，以只捕获所选的数据、或捕获多 个数据并按任何期望的顺序或按将多个数据组合起来的形式来输出这些数据， 以满足用户的变化要求，由此避免了现有技术中不得不让制造商进行定制的重 新配置这一缺点，那会伴有不期望的延迟并且不能够利用最新的固件更新。不 再需要定制的固件。标准的固件可以被发布和升级。

本发明的另一个特征在于：一种用于处理至少一个数据的方 法，较佳地，用于处理在目标上的空间分离开的位置处的多个数据，该方法是 通过下列步骤来执行的：电光地读取目标上的多个数据；用控制器来处理所述 数据中的至少一个数据；让控制器确定所述至少一个数据是否已经被成功地处 理了；用用户选择的逻辑来定制控制器；以及较佳地在所述至少一个数据已经 被成功地处理之后，用逻辑条件来指示控制器，在逻辑条件之下目标上的其它 数据将要被处理。

被视为本发明的特点的新颖特征在所附权利要求中被特别地 阐明。然而，本发明本身不管是其结构还是其操作方法及其额外的目的和优势 当结合附图阅读具体实施例时将从下文描述中得到最好的理解。

附图说明

图1是一种便携式数据捕获终端的透视图，终端可操作用于 手持模式或免提模式中以便捕获来自目标数据的返回光；

图2是图1的终端的多个组件的示意图；

图3是驾照的视图，将这种目标数据描绘成了两种不同的条 形码符号；

图4是解释根据本发明的图1的终端的操作的流程图；以及

图5是解释图1的终端的操作的表格。

具体实施方式

图1中的附图标记30一般性地标识数据捕获终端，数据捕获 终端具有大致竖直的窗口26以及由底座32支持的枪形外壳28，底座32用于 将终端30支撑在工作台面上。终端30因此可作为静止工作站而用于免提模式， 在模式中，目标滑过、扫过或被呈现给窗口26，或者可以将它从工作台面上拿 起来并握在操作者的手中并用于手持模式中，在模式中，终端被移动，并且手 动地按压触发器34以发起目标数据的成像，尤其是相同或不同的符号体系的 一个或多个符号（参见图3）和/或字母数字式文本和/或手写签名或压印印章和 /或图片，在离窗口26一定距离处被读取。在另一变例中，可省去底座32，并 可采用其它配置的外壳。如图1所示，也可省去连接到底座32的电缆，在这 种情形下，终端30通过无线链路与远程主机进行通信，并且终端是由板载电 池来供电的。

如图2示意性地示出，成像器24被安装在终端中的印刷电路 板22上。成像器24是固态器件，例如，CCD或CMOS成像器，其具有排列 在单个线性行中的可寻址图像传感器或像素的一维阵列或者排列在相互正交 的行和列中的这些传感器的二维阵列，并且可操作用于检测沿着光路或轴46 穿过窗口26而被成像透镜组件20捕获的返回光。返回光作为二维视场上的像 素数据是从目标38上的数据散射和/或反射的。成像透镜组件20可操作用于将 返回光可调节地聚焦到图像传感器阵列上，以能够对目标38上的数据进行成 像。目标38位于近距工作距离(WD1)和远距工作距离(WD2)之间的工作距离范 围内的任何位置处。在较佳的实施例中，WD1约为距成像器阵列24四到六英 寸，WD2可以是距窗口26超过1英尺。

较佳地，照射组件也被安装在终端中，并且包括照射器或照 射光源12（例如，发光二极管（LED））以及照射透镜组件10，以用照射光均 匀地照射目标38上的数据，照射光在照射时间段期间具有强度级。光源12较 佳地是脉冲式的。

较佳地，瞄准组件也被安装在成像终端中，并且包括瞄准光 源18（比如LED或激光器）以及瞄准透镜组件16，以在目标38上产生可视的 瞄准光图案。瞄准图案有助于帮助操作者准确地将终端瞄准到目标38。

如图2所示，成像器24、照射光源12和瞄准光源18可操作 地连接到控制器或已编程的微处理器36，控制器或已编程的微处理器36可操 作地用于控制这些组件的操作。较佳地，控制器36可操作地用于：处理来自 目标38上数据中的至少一个数据的返回光；在目标数据是条形码符号时，用 于解码所捕获的目标图像；所有这些都是在翻译引擎42的引导之下进行的， 用户选择的逻辑40已经被加载到翻译引擎42，正如下文所描述的那样。存储 器14可被控制器36读取，用于存储翻译引擎42，还用于存储和检索已处理的 数据。根据本发明，终端被翻译引擎42定制，翻译引擎42向控制器36通知 用户选择的逻辑条件40，返回光的处理将要在该逻辑条件40之下被执行。在 数据捕获之前，用户选择的逻辑40被上传到且被存储在存储器14中。

在操作过程中，在读取之前控制器36发送命令信号以激励瞄 准光源18，并且也使照射光源12脉动达照射时间段（比如说500微秒或更少）， 并且激励和暴露成像器24以在曝光时间段期间内收集来自目标38的光（比如 照射光和/或环境光）。典型的阵列需要约16-33毫秒来获取整个目标图像，并 以每秒约30-60帧的帧速率来操作。

如图3所示，目标38的一个较佳实施例是驾照60，驾照60 包括：一维符号62，它具有特定的符号体系（比如代码128）且包含用于指示 驾驶员身份的信息；以及不同数据或二维符号64，它具有不同的符号体系（比 如PDF-417）且包含更多的信息。这些符号62、64排列在驾照60上所示出的 空间分隔开的位置或区域。

根据本发明，翻译引擎42用用户选择的逻辑40来修改和定 制控制器36的操作。较佳地，在控制器36响应于触发器34的单次致动而处 理由成像器24捕获的返回光并且解码符号之一（比如符号62）之后，控制器 36现在知道了目标上的其它数据（比如符号64）要被处理的条件。例如，较 佳地但并非必然地，在符号62已经被解码之后且在已经考虑过了经解码的数 据之后，翻译引擎42可以指示控制器36停止、或继续处理符号64。或者，翻 译引擎42可以指示控制器36继续处理，直到具有符号体系中已知一个的符号 已经被处理。其它逻辑场景是可预想到的。

这种终端的最终用户或购买者现在可以在从制造商那里递送 过来之后用上述逻辑条件来定制他们的终端，以只捕获所选的数据、或捕获多 个数据并按任何期望的顺序以及按将多个数据组合起来的形式来输出这些数 据，以满足用户变化的要求，由此，避免了现有技术中不得不让制造商进行定 制的重新配置这一缺点，那会伴有不期望的延迟并且不能够利用最新的标准固 件升级。

图4是描绘本发明的方法的流程图。在开始会话步骤70处开 始，已编程的控制器36在步骤72处可操作用于捕获驾照60上所有目标数据 的图像。在步骤74处，控制器36可操作用于检测驾照60上的符号区域或块。 在步骤76处，控制器36可操作用于处理该块。在步骤78处，控制器36可操 作用于解码已处理的块。如果已处理的块并不解码完整的符号（比如符号62）， 则步骤82被执行以标识并处理更多的块。一旦在步骤78中已经解码了符号62， 则控制器36在步骤80中将数据发送到翻译引擎42，在翻译引擎42中加载了 用户逻辑40。如果没有更多的块可用于处理或被要求以便充分地覆盖图像，则 控制器在步骤84中将帧结束（EOF）消息发送到翻译引擎42。

翻译引擎42在步骤86、88中确定是否要求任何更多的数据。 例如，如果不要求解码符号64，则指示控制器36在步骤90中处理并发送已解 码的数据并且在步骤92中结束会话。如果来自符号64的更多数据被要求，则 控制器36在步骤94处检查是否数据捕获会话时间已经过去了。如果没有，则 控制器36尝试在步骤72处捕获另一个图像。如果时间已经过去了，则控制器 36在步骤96处通过将会话结束（EOS）消息发送到翻译引擎42而使数据捕获 会话结束。如果翻译引擎42确定在步骤98处存在解码数据，则翻译引擎42 与用户逻辑40协商以确定是否应在步骤100处将解码数据发送出去，并且如 果肯定的话，就在步骤92处结束会话之前在步骤90处发送要被处理和发送的 解码数据。如果用户逻辑40确定不应在步骤100将经解码的数据发送出去， 则控制直接到达步骤92处，会话就结束于此处。

图5是描绘本发明的方法的表格。这一表格可以被存储，以 便用户逻辑40来处理。在第一表格行上，代码128符号被检测到。如果这不 是用户逻辑40想要的全部，但是在没有找到用户逻辑40要求的数据的情况下 图像已被完成，则从图4的处理步骤84中在行2处产生EOF消息。如果最终 用户想要PDF417符号，则用户逻辑40继续处理。

在下一帧或图像中，在行4处解码PDF417符号之前，在行 3中，相同的代码128符号被再次解码。此刻，用户逻辑40可以确定足够多的 数据已经被获得并且处理应停止，从而在图4中将路径从步骤86带到步骤90。 另一方面，如果通过检查，用户逻辑40可以确定在行1的结果变为可用之后 要么数据要求已经被满足要么额外的等待可能不会产生更多的数据，则在此刻 它可以直接采用步骤86和90之间的路径并且将永远不会通过另外的处理而使 行2到4可用。这后一种确定可以被作出，例如，如果用户逻辑40通过检查 行1中的数据可以确定代码128符号属于不包含PDF-417符号的驾照类型的话。

要理解，前述要素中的每一个、或这些要素中的两个或更多 个一起，可在与前述类型结构不同的其它类型结构中找到有益的应用场合。例 如，本发明并不只限于检测作为已知特定符号体系的代码128符号体系或 PDF-417符号体系，或者只限于检测目标上的仅两种符号，或者只限于上述逻 辑，或者只限于驾照领域。此外，本发明并不只限于其唯一的功能是对条形码 符号成像的数据捕获终端，而是可以同样很好地应用于其它类型的数据，以及 应用于移动计算机、智能电话、或具有成像器作为其子系统之一的终端。本发 明也并不旨在限于固态成像器，因为基于激光的读取器也可以被使用。

尽管本发明已被示出和描述为一种根据致动器的单次致动来 处理目标上的数据的数据捕获终端和方法，但是并不旨在限于所示的细节，因 为在不以任何方式背离本发明的精神的情况下可以作出各种修改和结构变化。

无需进一步的分析，前面的内容已然如此完整地披露了本发 明的要旨以至于其他人能运用现有的知识针对各种应用场合轻易地对其作出 改变而不会忽略一些特征，这些特征从现有技术的立场来看相当好地构成本发 明的一般或具体方面的必要特征，并因此这些改变应当和意图在下面权利要求 书的等效物的含义和范围内得以理解。

在所附权利要求书中阐述了要求保护什么样的新内容并要求 受专利证书保护。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种数据捕获终端(30)，用于处理排列在目标(38)上的空间分隔 开的位置处的多个数据中的至少一个数据，包括：

电光读取器，用于电光地读取在所述目标(38)上的所述至少一个 数据；

控制器(36)，可操作地连接到所述读取器，用于处理所述至少一 个数据，还用于确定所述至少一个数据是否已经成功地被处理；以及

翻译引擎(42)，用于使用用户选择的逻辑(40)来定制所述控制器 (36)，所述翻译引擎(42)可操作用于使用逻辑条件(40)来指示所述控制器(36)， 所述目标(38)上的其它数据将要在所述逻辑条件(40)下被处理。

2.如权利要求1所述的终端(30)，其特征在于，

所述读取器是固态成像器(24)，所述固态成像器(24)具有图像传感器阵列， 用于捕获来自视场中所述目标(38)上的所述多个数据的返回光。

3.如权利要求1所述的终端(30)，其特征在于，

所述至少一个数据是所述目标(38)上的符号；以及

其中，所述控制器(36)可操作用于处理和解码所述符号；以及

其中，在所述符号已经被解码之后，所述翻译引擎(42)使用所述逻辑条件 (40)来指示所述控制器(36)。

4.如权利要求3所述的终端(30)，其特征在于，

在所述符号已经被解码之后，所述翻译引擎(42)可操作用于指示所述控制 器(36)停止处理所述其它数据。

5.如权利要求3所述的终端(30)，其特征在于，

在所述符号已经被解码之后，所述翻译引擎(42)可操作用于指示所述控制 器(36)继续处理所述其它数据。

6.如权利要求1所述的终端(30)，其特征在于，

所述多个数据是具有不同符号体系的多个符号，并且

其中，所述翻译引擎(42)可操作用于指示所述控制器(36)继续处理直到具有 符号体系中已知一个的符号已经被处理。

7.如权利要求1所述的终端(30)，以及用于在单次手动动作中致动 所述读取器的致动器。

8.一种用于处理排列在目标(38)上的空间分隔开的位置处的多个数 据中的至少一个数据的方法，包括下列步骤：

通过电光读取器，电光地读取在所述目标(38)上的所述至少一个 数据；

通过控制器(36)，处理所述至少一个数据，并且所述控制器(36) 确定是否所述至少一个数据已经被成功地处理；

通过翻译引擎(42)，使用用户选择的逻辑(40)来定制所述控制器 (36)；以及

通过翻译引擎(42)，使用逻辑条件(40)来指示所述控制器(36)，所 述目标(38)上的其它数据将要在所述逻辑条件(40)下被处理。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，

读取步骤是通过固态成像器(24)执行的，所述固态成像器(24)具有图像传感 器阵列，用于捕获来自视场中所述目标(38)上的所述多个数据的返回光。

10.如权利要求8所述的方法，以及配置所述至少一个数据作为所述 目标(38)上的符号；以及

其中，处理步骤是通过解码所述符号而被执行的；以及

其中，指示步骤是在所述符号已经被解码之后而被执行的。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，

通过在所述符号已经被解码之后指示所述控制器(36)停止处理所述其它数 据，来执行指示步骤。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，

通过在所述符号已经被解码之后指示所述控制器(36)继续处理所述其它数 据，来执行指示步骤。

13.如权利要求8所述的方法，以及配置所述多个数据作为具有不同 符号体系的多个符号，并且

其中，通过指示所述控制器(36)继续处理直到具有符号体系中已知一个的 符号已经被处理，来执行指示步骤。

14.如权利要求8所述的方法，以及在单次手动动作中致动所述读取 器。