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基于卷帘快门技术的条形码光成像系统技术方案

技术编号:45013607 阅读:4 留言:0更新日期:2025-04-18 16:58
本发明专利技术公开了一种基于卷帘快门技术的条形码光成像系统,属于光通信领域。该系统能够根据任意条形码图样生成光源控制信号,利用光源驱动电路控制光源进行人眼不可见的高速开关,从而在墙面、地面或其他单色表面形成亮度受控变化的光斑,利用具有卷帘快门的摄像头对光斑拍照,得到明暗相间的条纹,最后通过现成的条形码识别程序,即可读取条形码包含的信息。本发明专利技术能够在用户无感知的前提下,将条形码信息嵌入到照明光当中,并使用手机摄像头等成熟的传感器和广泛普及的条形码阅读程序,实现条形码信息的便捷获取。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信,特别涉及一种基于卷帘快门技术的条形码光成像系统


技术介绍

1、条形码由一系列不同宽度的平行线条和空白组成,这些条和空按照特定的编码规则排列,代表数字、字母和符号。每个条形码都有特定的起始和结束标记,以及中间的数据编码区域。不同的条形码标准(如upc、ean、code 128等)定义了不同的编码规则,指定了如何将字符编码成条和空的模式。条形码的读取依赖于条和空的宽度比例以及相对位置。条形码扫描器通过检测这些条和空的反射率差异来识别条形码,解码器软件将接收信号转换回原始数据,解码成人类可读或机器可处理的数据格式。

2、卷帘快门(rolling shutter)是一种快门机制,广泛应用于现代数字相机和手机摄像头中,机械快门通过物理结构实现卷帘快门的效果,而电子快门通过电子控制实现逐行曝光。在卷帘快门中,感光元件上的像素不是同时曝光的,而是逐行依次进行曝光的。曝光完成后,电荷会逐行从感光元件上读取。由于曝光和读取是逐行进行的,因此在卷帘快门的整个操作过程中,不同行的像素曝光和读取的时间是有差异的。这种时间差异可能导致拍摄快速移动物体的“果冻效应”,或者拍摄高频灯光时的“频闪”现象。

3、视觉暂留效应是指人眼在观察快速连续变化的图像时,由于视觉系统的反应速度有限,图像在视网膜上的印象不会立即消失,而是短暂保留。当通交流电的led灯闪烁频率高于人眼能够感知到闪烁的临界频率,这使人眼看到高频闪烁的led灯光是常亮状态,无法直接观测其闪烁。


技术实现思路

1、本专利技术提供一种基于卷帘快门技术的条形码光成像系统,能够在用户无感知的前提下,将条形码信息嵌入到照明光中,并使用摄像头实现条形码信息的便捷获取。

2、本专利技术实施例提供一种基于卷帘快门技术的条形码光成像系统,包括:

3、光源;

4、条形码信息编码模块,用于根据条形码特征生成光源控制信号;

5、光源驱动电路,用于根据所述光源控制信号控制光源的闪烁模式;

6、具有卷帘快门的摄像头,用于拍摄光源的光斑,得到光斑对应的条形码特征信息。

7、可选地,在本专利技术的一个实施例中,所述条形码信息编码模块进一步用于根据条形码中白、黑两种条纹的顺序和粗细,生成由持续时间不同的高、低脉冲信号组成的光源控制信号。

8、可选地,在本专利技术的一个实施例中,光源的闪烁模式包括何时点亮/关闭光源,以及点亮/关闭所持续的时间,光源的点亮/关闭时刻取决于条形码中白/黑条纹切换的位置,光源的点亮/关闭持续时长正比于条形码中白/黑条纹的宽度。

9、可选地,在本专利技术的一个实施例中,光源的闪烁频率高于人眼能够感知到闪烁的临界频率,且低于具有卷帘快门的摄像头的快门感知上限。

10、可选地,在本专利技术的一个实施例中,所述光源为多个光源单元,每个光源单元按照相同的闪烁模式进行闪烁。

11、可选地,在本专利技术的一个实施例中,所述光源包括led或日光灯。

12、可选地,在本专利技术的一个实施例中,所述光源为红外光源或紫外光源。

13、可选地,在本专利技术的一个实施例中,所述光源包含多种波长的光源,分别受控于不同的条形码,摄像头采集时使用不同通道独立获取不同波长对应的条形码。

14、可选地,在本专利技术的一个实施例中,发送一个完整条形码的周期小于摄像头的成像周期。

15、可选地,在本专利技术的一个实施例中,在摄像头的一个成像周期中,包含多个条形码,并在不同条形码信号之间加入不跳变的保护间隔。

16、本专利技术实施例的基于卷帘快门技术的条形码光成像系统,条形码信息编码模块根据任意条形码图样生成对应的光源控制信号,光源驱动电路控制光源进行人眼不可见的高速开关,从而在墙面、地面或其他单色表面形成亮度受控变化的光斑,具有卷帘快门的摄像头利用相机的卷帘快门效应对受调光斑拍照,得到明暗相间的条纹,这些条纹与条形码一致,最后通过现成的条形码识别程序,即可读取条形码包含的信息。本专利技术能够在用户无感知的前提下,将条形码信息嵌入到照明光当中,并使用手机摄像头等成熟的传感器和广泛普及的条形码阅读程序,实现条形码信息的便捷获取。与传统的可见光通信方法相比,该专利技术不仅避免了使用额外的高速光电转换硬件模组,也无需用户将摄像头对准光源,还省去了用户安装特殊编解码程序的繁琐步骤,推广普及门槛低;与传统的条形码相比,该专利技术在采样时无需摄像头对准条形码、无需打印耗材、条形码内容可动态变化、不影响景观且科技感强。该专利技术可应用在商品介绍、室内定位、观光导览等领域,实现高效、无感、便捷的信息交互。

17、本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本专利技术的实践了解到。

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【技术保护点】

1.一种基于卷帘快门技术的条形码光成像系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述条形码信息编码模块进一步用于根据条形码中白、黑两种条纹的顺序和粗细,生成由持续时间不同的高、低脉冲信号组成的光源控制信号。

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,光源的闪烁模式包括何时点亮/关闭光源,以及点亮/关闭所持续的时间,光源的点亮/关闭时刻取决于条形码中白/黑条纹切换的位置,光源的点亮/关闭持续时长正比于条形码中白/黑条纹的宽度。

4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,光源的闪烁频率高于人眼能够感知到闪烁的临界频率,且低于具有卷帘快门的摄像头的快门感知上限。

5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述光源为多个光源单元,每个光源单元按照相同的闪烁模式进行闪烁。

6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述光源包括LED或日光灯。

7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述光源为红外光源或紫外光源。

8.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述光源包含多种波长的光源,分别受控于不同的条形码,摄像头采集时使用不同通道独立获取不同波长对应的条形码。

9.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,发送一个完整条形码的周期小于摄像头的成像周期。

10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,在摄像头的一个成像周期中,包含多个条形码,并在不同条形码信号之间加入不跳变的保护间隔。

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【技术特征摘要】

1.一种基于卷帘快门技术的条形码光成像系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述条形码信息编码模块进一步用于根据条形码中白、黑两种条纹的顺序和粗细,生成由持续时间不同的高、低脉冲信号组成的光源控制信号。

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,光源的闪烁模式包括何时点亮/关闭光源,以及点亮/关闭所持续的时间,光源的点亮/关闭时刻取决于条形码中白/黑条纹切换的位置,光源的点亮/关闭持续时长正比于条形码中白/黑条纹的宽度。

4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,光源的闪烁频率高于人眼能够感知到闪烁的临界频率,且低于具有卷帘快门的摄像头的快门感知上限。

5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱秉诚黄千夏张在琛陈绩吴亮党建汪磊
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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