发明名称 六边形的资讯编码技术,步骤及系统
摘要 本发明提供一种储存编码资计用之光学可读标签,该标签包含相互邻接排列成螺巢形圆案之多数个资讯编码六边形之资料阵列,而且有至少两种不同的光学特性。由相互邻接之六边形排列成之蜂巢所组成之光学可读资料阵列中之资讯之编码方法包含:将光学特性指定给一个预定图案中之个别的六边形;将六边形依预定顺序排序;以及,以至少两种光学特性印刷六边形。将资讯取回之方法包含:光学握描由相互邻接之多边形(最好为六边形)所组成之资讯编码资料陈列;产生代表资讯编码多边形光学特性之数位位元流之光学再生信号;将该光学再生信号解码;以及,取回解码位元流。本发明亦提供一种执行上述编码与解码方法用之系统。1988年4月8日美国申请专利第07/178,600号
申请公布号 TW157295 申请公布日期 1991.05.01
申请号 TW078102533 申请日期 1989.04.06
申请人 联合包裹服务股份有限公司 发明人 依瑞克保罗巴特曼;唐纳尔德高尔登察德尔;哥文德萨
分类号 G11C8/00 主分类号 G11C8/00
代理机构 代理人 郑自添 台北巿敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1﹒一种储存编码资讯用之光学可读标签,包含:相互邻接排列成蜂巢形图案之多数个资讯编码六边形,各六边形有至少两种不同光学特性当中之一种。2﹒如申请专利范围第1项所述之光学可读标签,其中,该光学特性为颜色黑,白与灰3﹒如申请专利范围第1项所述之光学可读标签,其中,在该光学可读标签之中心附近之六边形中,编码有较重要之资讯。4﹒如申请专利范围第1项所述之光学可读标签,其中,被编码于该六边形中之资讯包括至少第一个与第二个讯息区域,而且该第一个讯息区域位置较该第二个讯息区域更远离该标签之周边。5﹒如申请专利范围第1项所述之光学可读标签,其中,该资讯编码六边形被编有讯息资讯与错误检出资讯,藉此,允许由该标签取回之讯息资讯中之错误可以被检出。6﹒如申请专利范围第5项所述之光学可读标签,其中,该错误检出资讯可被用来将由该标签取回之讯息资讯中之错误加以修正7﹒如申请专利范围第1项所述之光学可读标签,进一步包含;在该标签上占用一个区域而且与该资讯编码六边形所占用之区域分开之多数个同心环,各同心环以轮替顺序具有至少两种不同光学特性当中之一种8﹒如申请专利范围第7项所述之光学可读标签,其中,该同心环位于该标签中央。9﹒如申请专利范围第8项所述之光学可读标签,其中,该相互邻接的资讯编码六边形在大约一平方寸之区域内安排至大约50列与大约50行。10﹒如申请专利范围第8项所述之光学可读标签,其中,该相互邻接的资讯编码六边形在大约一平方寸之区域内安排至大约33列与大约30行,且其中,该同心环占用该标签之面积之大约10%以下。11﹒如申请专利范围第7项所述之光学可读标签,其中,该六边形中所编码之资讯包括至少第一个与第二个讯息区域,而且该第一个讯息区域位置较该第二个讯息区域更远离该标签之周边。12﹒如申请专利范围第7项所述之光学可读标签,其中,同心环占用该标签之面积之大约25%以下。13﹒如申请专利范围第7项所述之光学可读标签,其中,在该光学可读标签之中心附近之六形边形中,编码有较重要之资讯。14﹒如申请专利范围第7项所述之光学可读标签,其中,该光学特性为颜色黑,白与灰。15﹒如申请专利范围第14项所述之光学可读标签,其中,该同心环之光学特性相同于该六边形之两种或两种以上光学特性中之两种。16﹒如申请专利范围第15项所述之光学可读标签,其中,该同心环之光学特性系轮替之黑色与白色。17﹒一种储存编码资讯用之光学可读标签,包含:正方形或长方形以外之多数个相互邻接排列的资讯编码多边形,各多边形有至少两种不同光学特性当中之一种。18﹒如申请专利范围第17项所述之光学可读标签,其中,该多边形为任何型式之多边形,而且进一步含有在该标签上之多数个同心环,各同心环轮替具有至少两种不同光学特性当中之一种。19﹒如申请专利范围第18项所述之光学可读标签,其中,该同心环位于该标签中央。20﹒一种将资讯编码于光学可读标签之方法,光学可读标签包含相互邻接排列成蜂巢形图案之多数个资讯编码六边形,各六边形有至少两种光学特性当中之一种,此方法包含下列步骤:(a)将至少两种光学特性当中之一种指定给各六边形,以产生具有不同光学特性之多数个相互邻接的六边形;(b)将六边形依预定顺序排序,藉以将资讯编码;以及(C)以其指定之光学特性印刷各六边形。21﹒如申请专利范围第20项所述之方法,进一步包含下列步骤:(d)将点阵中之多数个点加以指定,以界定各六边形之光学特性;以及(c)将该多数个点印出。22﹒如申请专利范围第20项所述之方法,其中,步骤(b)包含下列步骤:将该标签上之预定地理区域内之两个或两个以上之相互邻接的六边形之群加以映射。23﹒如申请专利范围第21项所述之方法,其中,步骤(b)包含下列步骤:将该标签上之预定地理区域内之两个或两个以上之相互邻接的六边形之群加以映射。24﹒如申请专利范围第22或23项所述之方法,进一步包含下列步骤:将所要编码之资讯区分成为至少两种类,即,较高优先性与较低优先性,以及,将该较高与较低优先性资讯编码于分开的预定地理区域内。25﹒如申请专利范围第20项所述之方法,进一步包含下列步骤:将多数个选择之六边形编码有错误检出资讯,以及,将该错误检出编码之六边形插置于该六边形间。26﹒如申请专利范围第24项所述之方法,进一步包含下列步骤:将多数个选择之六边形编码有错误检出资讯,以及,将该错误检出编码之六边形插置于该六边形间。27﹒如申请专利范围第26项所述之方法,其中,个别之编码错误检出资讯个别地被施加于该较高与较低优先性资讯。28﹒如申请专利范围第25项所述之方法,其中,该编码错误检出资讯可被利用来将由该标签取回之资讯中之错误加以修正。29﹒如申请专利范围第27项所述之方法,其中,该错误检出资讯可被利用将由该标签取回之资讯中之错误加以修正。30﹒如申请专利范围第20与21项所述之方法,其中,该编码步骤被构成为将具有不同光学特性之相互邻接六边形之数量最佳化31﹒一种储存与取回资料之方法,包含下列步骤:(a)将相互邻接排列成蜂巢形图案之多数个资讯编码六边形印刷于一个标签上,各六边形至少有两种不同光学特性当中之一种;(b)将该标签照明;(c)利用光电感测器,藉光学方式感测由该六边形反射之光线;(d)产生类比电气信号,对应于该感测器之个别图素所感测到由该光学特性反射之光线强度;(e)将该类比电气信号变换成为顺序之数位信号;(f)将该数位信号储存于达至电脑之储存媒体,以在该储存媒体中形成该数位信号之复本;(9)将该数位信号之该复体解码以将该六边形之个别的光学特性之强度,位置与方向之特征取回;以及(h)由电脑产生一个数位位元流输出,代表由该六边形所代表之解码的资讯。32﹒如申请专利范围第31项所述之方法,其中,该光学特性为颜色黑与白。33﹒如申请专利范围第31项所述之方法,其中,该光学特性为颜色黑,白与灰。33﹒如申请专利范围第31项所述之方法,进一步包含下列步骤:将储存之数位信号正常化至对应于该光学特性之预定数位信号位准。35﹒如申请专利范围第31项所述之方法,其中,该六边形依据申请专利范围第20项之方法予以编码。36﹒如申请专利范围第31项所述之方法,其中,该六边形依据申请专利范围第22项之方法予以编码。37﹒一种储存与取回资料之方法,包含下列步骤:(a)将相互邻接排列成蜂巢形图案之多数个资讯编码六边形与多数个在中央之同心环的刷在标签上,各个六边形有至少两种不同光学特性当中之一种而该同心环有轮替之光学特性对应于该六边形之光学特性之至少两种;(b)将该标签照明;(C)利用光电感测器,藉光学方式感测由该六边形与该同心环反射之光线;(d)产生类比电气信号,对应于感测器之个别图素所感测到由该六边形与该同心环反射之光线强度;(e)利用类比通带滤波器将该类比电气信号泸波,以判定该同心环之存在,藉此,侦测该六边形之存在于该感测器之视野内;(f)将该类比电气信号变换成为顺序之数位位元流;(9)将该数位信号储存于储存媒体,以在该储存媒体中形成该数位信号之复本;(h)将该数位信号之该复本解码以将该六边形之个别的光学特性之强度,位置与方向之特征取回;以及(i)出电脑产生一个数位位元流输出,代表被解码之六边形。38﹒如申请专利范围第37项所述之方法,其中,该六边形与该同心环之光学特性为颜色黑与白。39﹒如申请专利范围第37项所述之方法,其中,该六边形之光学特性为颜色黑,白与灰,而该同心环光学特性相同于该六边形之光学特性之两种。40﹒如申请专利范围第37项所述之方法,其中,该储存之资料被正常化成为预定之数位信号,对应于该不边形之该光学特性。41﹒如申请专利范围第37项所述之方法,其中,该六边形依据申请专利范围第20项之方法予以编码。42﹒如申请专利范围第37项所述之方法,其中,该六边形依据申请专利范围第22项之方法予以编码。43﹒一种储存与取回资料之方法,包含下列步骤:(a)将相互邻接排列成蜂巢形图案之多数个资讯编码六边形与多数个在中央之同心环印刷在基本上,各个六边形有至少两种不同光学特性当中之一种而该同心环有轮替之光学特性对应于该六边形之光学特性之至少两种;(b)将该基材照明;(C)利用光电感测器,藉光学方式感测由该六边形与该同心环反射之光线;(d)将该感测器之个别图素所记录由该六边形与该同心环反射之光线强度所对应之数位电气信号传送出;(e)利用数位通带滤波器将该数位电气信号滤波以判定该同心环之存在,藉此,侦测该六边形之存在于该感测器之视野内;(f)将该类比电气信号储存于连至电脑之储存媒体,趴在该储存媒体中形成该数位信号之复本;(g)将该数位电氧信号之该复本解码以将该六边形之个别的光学特性之强度,位置与方向之特征取回;以及(h)由该电脑送出一个数位位元流输出,代表被解码之六边形。44﹒如申请专利范围第43项所述之方法,其中,该数位通带泸波器为二向度数位通带滤波器。45﹒一种将数位信号流解码用之方法,此数位信号流代表相互邻接排列依预定型式编码之多数个多边形所对应之光电感测影像,各多边形有至少两种光学特性之一种;此方法包含下列步骤;(a)对该影像执行二向度时序信号复原,以判定该光学特性之座标与强度;(b)搜寻步骤(a)之光学特性之该强度,以辨认该相互邻接排列多边形之光学特性;以及(c)执行该多边形之编码程序之反程序,以将该多边形解码。46﹒如申请专利范围第35项所述之方法,其中,该相互邻接排列多边形为排列成蜂巢形图素之六边形。47﹒如申请专利范围第45项所述之方法,其中,步骤(b)包含:(i)启动步骤,在该多数个多边形之预定区域内,搜寻步骤(a)所判定之该光学特性之二向度时序复原座标与强度,以辨认最大强度之位置;以及(ii)搜寻继续回圈步骤,由步骤(i)中之最大强度之位置开始巡回至下一个最大强度之各相邻位置,在整个影像上,搜寻该光学特性之二向度时序复原座标与强度,其中,各个辨认出之位置对应于一个多边形之中心。48﹒如申请专利范围第46项所述之方法,其中,步骤(b)包含:(i)启动步骤,在该影像之预定区域内,搜寻步骤(a)所判定之该光学特性之二向度时序复原座标与强度,以辨认最大强度之位置;以及(ii)搜寻继续回圈步骤,由步骤(i)中之最大强度之位置开始巡回至下一个最大强度之各相邻位置,在整个影像上,搜寻该光学特性之二向度时序复原座标与强度,其中,各个辨认出之位置对应于一个多边形之中心。49﹒如申请专利范围第45项所述之方法,其中,步骤(a)包含下列步骤:(i)对该数位信号执行非直线性映射操作,以辨认具有不同光学特性之相邻多边形之间之转移;(ii)对非直线性映射数位信号执行傅立叶变换,以获得二向度非直线性座标,对应于该多边形之光学特性转移之方向,间隔与强度;(iii)将该二向度非直线性座标滤波,以消除该多边形之光学特性转移之不正确的方向与间隔;以及(iv)对该滤波后之二向度非直线性座标执行逆向传立叶变换,以将对应于该光电感测器所记录之该多边形之复制影像之数位信号复原。50﹒如申请专利范围第49项所述之方法,其中,该多边形为相互邻接排列成蜂巢形图案之六边形。51﹒如申请专利范围第49项所述之方法,其中,步骤(i)包含:计算该光学感测器之各图素与邻近各图素之图素所记录之该影像之光学特性之标准偏差,以产生具有不同光学特性之相邻六边形之间之转移之二向度图,其中,较大之标准偏差値对应于该六边形之界面处之转移区域。52﹒如申请专利范围第47项所述之方法,进一步包含下列步骤:将步骤(ii)中之各个多边形之中心所对应之该变换后之数位信号决定底限,以判定该多边形之个别的光学特性。53﹒如申请专利范围第52项所述之方法,其中,将该变换后之数位信号决定底限之步骤系藉由建立代表该多边形之个别的光学特性之柱状图予以执行。54﹒如申请专利范围第45项所述之方法,进一步包含下列步骤:于步骤(a)之前,将感测之影像正常化成为影像各种光学特性之预定的位准。55﹒如申请专利范围第45项所述之方法,其中,在步骤(a)之前,影像被重订比例,以产生具有相等水平与垂直放大率之影像56﹒如申请专利范围第50项所述之方法,进一步包含下列步骤:首先判定该六边形之所有的轴,然后判定这些轴当中那一个对该影像之边界有预定之关系,以判定该六边形之主轴。57﹒如申请专利范围第49项所述之方法,进一步包含下列步骤:在执行傅立叶变换步骤之前,将非直线性映射之数位信号窗孔化,以将该光电感测器所感测到与该六边形不相关之光学特性之强度减少。58﹒如申请专利范围第49项所述之方法,其中,该光电感测器所感测到之该影像包括由不同的轮替的光学特性之多数个同心环所组成之取得目标,且其中,此方法之第一步骤系藉由将该数位信号泸波而且将该数位信号与预定频率之信号关连,以找到该取得目标。59﹒一种组合光学记号感测与解码系统,包含:(a)储存编码资料用之光学可读标签,含有相互邻接排列成蜂巢形图案之多数个资讯编码六边形,各六边形有至少两种不同光学特性之一种;(b)将预定区域照明之设备;(c)将该预定照明区域形成光学影像以产生类比电气信号之设备,该标签被安排通过该预定照明区域,而该类比电气信号对应于由该六边形反射而撞击该影像形成设备之各图素之光线强度;(d)将该类比电气信号变换成为顺序数位位元流之设备,顺序数位位元流对应于该影像形成设备之该图素所记录之光线强度;(e)将该数位位元流储存以供后来该标签解码用之储存设备:以及(f)将该数位位元流解码之设备,该解码设备产生代表编码资讯之电气输出。60﹒如申请专利范围第59项所述之装置,其中,该光学可读标签进一步包含多数个同心环,该同心环有轮替之光学特性,对应于该六边形之光学特性之至少两种。61﹒如申请专利范围第60项所述之装置,其中,该同心环位于该标签之中央。62﹒如申请专利范围第61项所述之装置,其中,各个六边形为黑,白或灰色,而该同心环为轮替的黑与白色。63﹒如申请专利范围第60项所述之装置,进一步包含:将该类比电气信号滤波以判定该同心环之存在之设备,藉此侦测该标签之存在于该预定照明区域内。64﹒如申请专利范围第59或60项所述之装置,其中,该光学影像形成设备含有电荷耦连装置。65﹒一种光学可读标签之光学记号感测与解码系统,光学可读标签系共储存编码资料用,含有相互邻接排列成蜂巢形图案之多数个资讯编码六边形,各六边形有至少两种不同光学特性之一种,此种系统包含:(a)将预定区域照明之设备;(b)将该预定照明区域形成光学影像以产生类比电气信号之设备,该标签被安排通过该预定照明区域,而该类比电气信号对应于由该六边形反射而撞击该影像形成设备之各图素之光线强度;(c)将该类比电气信号变换成为顺序数位位元流之设备,顺序数位位元流对应于该影像形成设备之该图素所记录之光线强度;(d)将该数位位元流储存以共后来该标签解码用之储存设备;以及(e)将该数位位元流解码之设备,该解码设备产生代表编码资讯之电气输出。66﹒一种光学可读标签之光学记号感测与解码系统,光学可读标签系共储存编码资料用,含有相互邻接排列成蜂巢图案之多数个资讯编码六边形与位于中央之多数个同心环,各六边形有至少两种不同光学特性之一种而该同心环有轮替之光学特性,对应于该六边形之光学特性之至少两种;此种系统包含:(a)将预定区域照明之设备;(b)将该预定照明区域形成光学影像以产生类比电气信号之设备,该标签被安排通过该预定照明区域,而该类比电气信号对应于由该六边形反射而撞击该影响像形成设备之各图素之光线强度;(C)将该类比电气信号变换成为顺序数位位元流之设备,顺序数位位元流对应于该影像形成设备之该图素所记录之光线强度;(d)将该数位位元流储存以供后来该标签解码用之储存设备;以及(e)将该数位位元流解码之设备,该解码设备产生代表编码资讯之电气输出。67﹒如申请专利范围第66项所述之装置,进一步包含:将该类比电气信号泸波以判定该同心环之存在之设备;藉此侦测该标签之存在于该预定照明区域内。68﹒一种将数位信号流解码用之装置,此数位信号流代表相互邻接排列依预定型式编码之多数个多边形所对应之光电感测影像,各多边形有至少两种光学特性之一种;此装置包含:(a)对该影像执行二向度时序信号复原以判定该光学特性之座标与强度之设备;(b)搜寻步骤(a)之光学特性之该强度以辨认该多边形之光学特性之设备;以及(c)执行该多边形之编码程序之反程序以将该多边形解码之设备。69﹒一种将数位信号流解码用之装置,此数位信号流代表相互邻接排列依预定型式编码之多数个多边形之光电感测影像,各多边形有至少两种光学特性之一种;法装置包含:(a)对该数位信号执行非直线性映射操作以辨认具有不同光学特性之相邻多边形之间之转移之设备;(b)对非直线性映射数位信号执行傅立叶变换以获得该多边形之光学特性转移之方向,间隔与强度所对应之二向度图之设备;(c)将该二向度图滤波以消除该多边形之光学特性转移之不正确的方向与间隔之设备;(d)对该滤波后之二向度图执行逆向傅立叶变换以将对应于该多边形之复制影像之数位信号复原之设备;(e)搜寻变换后之数位信号以判定各个多边形之中心之光学特性及其在该多数个多边形内之位置之设备;(f)执行该多边形之编码程序之反程序以将该多边形解码之设备。70﹒如申请专利范围第69项所述之装置,其中,设备(e)包含:(i)启动设备,在该影像之预定区域内搜寻该变换后之数位信号以辨认最大强度位置;以及(ii)搜寻继续回圈设备,由设备(i)中之最大强度之位置开始而巡回至下一个最大强度之各相邻位置,在整个影像上,搜寻该变换后之数位信号,其中,各个辨认出之位置对应于一个多边形之中心71﹒如申请专利范围第69或70项所述之装置,其中,该多边形为相互邻接排列成蜂巢形图案之多边形。72﹒如申请专利范围第69项所述之装置,其中,该非线性映射设备含有计算该光电感测器之各图素与邻近各图素之图素所记录之该影像之光学特性之标准偏差以产生具有不同光学特性之相邻多边形之间之转移之二向度图之设备,其中,较大之标准偏差値对应于该多边形之界面处之转移区域73﹒如申请专利范围第69项所述之装置,进一步包含将设备(e)所找到之各个多边形之中心所对应之该变换后之数位信号决定底限以判定该多边形之个别的光学特性之设备。74﹒如申请专利范围第73项所述之装置,其中,决定底限之设备含有聿立代表该多边形之个别的光学特性之柱状图之设备。75﹒如申请专利范围第69项所述之装置,进一步包含:在设备(a)之前,将感测之影像正常化成为影像各种光学特性之预定的最佳値之设备。76﹒如申请专利范围第73项所述之方法,包括,在设备(a)之前,将影像重订比例以产生具有相等水平与垂直放大率之影像之设备。77﹒如申请专利范围第71项所述之方法,进一步包含:首先判定该六边形之所有的轴然后判定这些轴当中那一个对该影像之边界有预定之关系以判定该多边形之主轴用之设备。78﹒如申请专利范围第69项所述之装置,进一步包含:在执行傅立叶变换之设备之前,将非直线性映射之数位信号窗孔化以将该光电感测器所感测到与该六边形不相关之光学强度减少之设备。79﹒如申请专利范围第69项所述之装置,其中,该光电感测器所感测到之该影像包括由不同的轮替的光学特性之多数个同心环所组成之取得目标,且其中含有藉由将该数位信号滤波而且将该数位信号与预定频率之信号关连以找到该取得目标用之设备。图示简单说明图1为依据本发明由同心环组成之取得目标之顶视平面图。图2为依据本发明具有相互邻接排列之六边形供资料编码用之光学可读标签之残断平面图。图3为依据本发明之完整光学可读标签之平面图。图4为3元件3元件之一群相互邻接六边形之平面图。图5为一个群图。图6为依据本发明之摄影机调整系统之示意图。图7为才发明之解码方法之详细概要图8为流程图,显示取得目标位置寻找处理步骤。图9为流程图,显示编码与解码程式结构与资料流程。图10为流程图,显示影像处理步骤之顺序。
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