專利名稱：一種光學辨識器的適應性照明亮度控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學辨識器的技術領域，尤其涉及一種能針對照明亮度加以有效控制的設計，讓有限的電力發(fā)揮作最有效率的運用及解決紙張反射光的問題。
背景技術：
光學辨識碼(Optical Identification, 0ID)是一種可在一般印刷品中隱藏數(shù)字數(shù)據(jù)及擷取隱藏數(shù)字數(shù)據(jù)的技術。該數(shù)字數(shù)據(jù)由多個微小點依預設規(guī)則分布而形成的多個點陣圖案，該點陣圖案相當微小，容易在視覺上被忽視，不影響印刷品中辨識出主要圖形所欲傳達的信息。但欲讀取該數(shù)字數(shù)據(jù)時，須通過一光學辨識器擷取點陣圖案，運用光學及圖像處理技術，進行辨識及解碼動作，辨識出點陣圖案所代表的信號。在實際產品之中會運用此技術配合一圖像顯示裝置或一聲音播放裝置等，根據(jù)先前的信號而產生相對的圖像或聲音效果，相關產品如兒童教學或娛樂用的點讀筆。主導此類辨識的光學辨識器一般為可攜式或手持裝置，考慮操作上的方便性，多數(shù)產品皆于內部建立獨立的電源供應單元(如電池等)，提供整體運作所需的電力，持久的電力續(xù)航力，對使用者而言，能避免頻繁更換電池，減少操作的不便，也能減少電池的花費，提聞廣品的滿意度。為了使光學辨識器的電力有效的運用，有著許多的方法，例如本發(fā)明設計了一種二維信息編碼區(qū)域的定義方法，能克服點陣圖案旋轉、或因攝影角度歪斜而使圖案變形等問題，準許較大的失真容忍度及提高解碼辨識度，因此能使用解析度較低的圖像感測器，相對地降低用電量。但光學辨識器的結構中，耗電量最大的是發(fā)光元件，但發(fā)光元件卻也是結構中主要的關鍵構件，所提供光源的明亮程度直接影響所擷取的圖像品質，對于后續(xù)光學辨識有著直接關聯(lián)，但如果一味降低發(fā)光元件的用電量，雖能延續(xù)電池的使用時間，卻容易造成辨識錯誤或無法辨識，則會使此產品失去主要的用途。另外目前多數(shù)的光學辨識器內部采用單一發(fā)光元件，以一斜角方式照射標的物表面，如此一來該光學辨識器的圖像感測器就容易獲得一非均勻亮度的圖像，即距發(fā)光元件較近的圖像較亮，反之則較暗，雖然能利用印刷技術及紙張的選擇改善此問題，相對地使成本增加，亦無法徹底解決。而手持的光學辨識器并無法限制使用者的握持習慣或角度，有時當內部發(fā)光元件在一特定角度照射該紙張時，反射光的影響將更為明顯，如此該圖像感測器所獲得的圖像信號的信號雜訊比(S/N)差就無法使用。因此本發(fā)明提供一種適應性照明亮度的控制方法，能隨著所獲得的圖像信號，適當?shù)卣{整亮度投射至標的物處，提供均衡亮度的圖像，以期獲得良好的圖像信號進行辨識及解碼動作。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的是提供一種光學辨識器的適應性照明亮度控制架構，在能獲得最佳的圖像品質的下，使得電力有效地被運用，讓電池的使用時間加長，減少此類光學辨識器更換電池的頻率。為達上述的目的，本發(fā)明光學辨識器內部至少包括有信號處理器、圖像感測器、以及至少二個發(fā)光元件，其方法為由該發(fā)光元件提供不同角度的光源照射于標的物，該圖像感測器將測得的圖像信號傳送至該信號處理器，該信號處理器將圖像信號經運算處理后，針對欲改變亮度的發(fā)光元件進行亮度調整，而非將發(fā)光元件維持在一固定的亮度。本發(fā)明的設計是提供一種適應性照明亮度的控制方法，S卩非提供固定性的照明亮度的設計，該方法會依據(jù)圖像信號進行統(tǒng)計分析出灰階圖像各位置的明暗程度，再調整不同位置的多個發(fā)光元件的亮度，而調整后的亮度為圖像信號進行辨識及解碼的發(fā)光元件的最低亮度，讓電力有效率地被運用；另外也能讓圖像感測 器獲得均衡亮度的圖像，維持良好的圖像信號，同時解決紙張反射光的問題。為能清楚了解本發(fā)明的詳細流程及技術內容，本發(fā)明將配合以下的附圖及詳細的解說，以求能夠清楚了解本發(fā)明的精神所在。


圖I為本發(fā)明架構的方塊圖；圖2為本發(fā)明的光學辨識器的光學讀取頭的平面圖；圖3為本發(fā)明的流程圖。其中，附圖標記說明如下10標的物11信號處理器12圖像感測器13發(fā)光元件14電源供應單元2 光學讀取頭21 透鏡
具體實施例方式如圖I所示，圖I為本發(fā)明的光學辨識器的內部架構的方塊示意圖。該光學辨識器內部至少包括有信號處理器11、圖像感測器12、至少二個發(fā)光元件13、以及電源供應單元14。如圖2所示，為本發(fā)明光學辨識器的光學讀取頭的結構示意圖，該發(fā)光元件13及圖像感測器12設置于光學讀取頭20之內。運作時由該發(fā)光元件13提供光源照射至一標的物10表面，該標的物10為一印刷有多個點陣圖案的紙張，部分光線反射后會經光學讀取頭20內的透鏡21聚焦投射至該圖像感測器12處，經該圖像感測器12將光學圖像轉換為電子圖像信號而輸出。其中該發(fā)光元件13在本實施例中為一發(fā)光二極管，但不以此為限。而該圖像感測器 12 則可為 CCD(Charge Couple Device)或 CMOS (ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor)等圖像感測兀件。由于本發(fā)明的光學辨識器為手持裝置，為了操作上的方便，該電源供應單元14由多個電池所構成，提供整體運作所需的電力。該信號處理器11分別與該電源供應單元14、圖像感測器12、發(fā)光元件13相連接，能將電源供應單元14所提供的電力輸出至該發(fā)光元件13，并通過輸出的電壓值控制該發(fā)光元件13的亮度。另外與圖像感測感器12相連的該信號處理器11，能將圖像的電子信號加以分析處理，例如進行辨識及解碼等處理，亦能判定所得的圖像的電子信號是否為有效的信號。如圖3所示，為光學辨識器的適應性照明亮度控制方法的流程圖。本發(fā)明的方法為步驟301 :由多個發(fā)光元件以不同角度照射一標的物；步驟302 :該圖像感測器將感測的圖像信號傳送至該信號處理器；步驟303 :該信號處理器將圖像信號經運算處理后，針對欲改變亮度的發(fā)光元件進行亮度調整，而非將發(fā)光元件維持在一固定的亮度。如圖2所示，在本發(fā)明中，該光學辨識器內多個發(fā)光元件13是以等角度分布于該圖像感測器12的前方區(qū)域，也即，在該光學辨識器內若以一圓形邊線通過多個發(fā)光元件13，位于圓形邊線上的多個發(fā)光元件13是間隔相同角度，而通過圓形中心的延伸通過該圖像感測器12。在本實施例中該發(fā)光元件13數(shù)目為兩個，相隔180度，此目的是為了提供均衡亮度的圖像予該圖像感測器，使該圖像感測器獲得的圖像信號的信號雜訊比提高。在步驟303中，該信號處理器則將圖像信號所提供的灰階圖像進行統(tǒng)計分析，判斷灰階圖像的明暗位置，再調整相對位置的發(fā)光元件的亮度，以獲得均衡亮度的圖像。其具體作法為該信號處理器則依據(jù)圖像信號所提供的灰階圖像，統(tǒng)計第一軸向(Y軸)及第二軸向(X軸)的灰階梯度分布，再調整相對位置的發(fā)光元件亮度，使第一軸向及第二軸向的灰階梯度均化，借此獲得一適應性的照明亮度。而運用本發(fā)明的方法，亦能使電源供應單元的電力作更有效的運用，例如當所得的灰階圖像太亮時，將所有發(fā)光元件13調降亮度，維持在圖像信號可辨識的最低亮度，借此減少用電量。另外當紙張有反光現(xiàn)象時，代表所獲得的灰階圖像的局部區(qū)域會太亮，容易造成的信號雜訊比(S/N)太差而無法使用，此時該信號處理器通過統(tǒng)計分析找出造成光反射的發(fā)光元件13，降低該發(fā)光元件13的亮度或甚至關閉，使圖像信號的信號雜訊比提高。綜合以上所述，本發(fā)明是利用信號處理器依據(jù)圖像感測器的圖像信號，通過內部的演算機制來分別控制不同位置的該發(fā)光元件的亮度，提供適當照明亮度于標的物表面，亦提供均衡亮度的圖像予圖像感影器，除了能持續(xù)獲得良好的圖像信號外，亦能最有效率地使用電源供應器的電力，以延長使用時間，減少更換電源供應器的電池的頻率，符合專利的申請要件。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明實施例的范圍。即凡依本發(fā)明申權利要求范圍所作的均等變化及修飾，皆為本發(fā)明的專利范圍所涵蓋。
權利要求
1.一種光學辨識器的適應性照明亮度控制方法，該光學辨識器內至少包含有信號處理器、圖像感測器、以及至少二個發(fā)光元件，其特征在于，該方法包括 由所述至少二個發(fā)光元件以不同角度照射一標的物； 該圖像感測器將所感測的圖像信號傳送至該信號處理器； 該信號處理器將該圖像信號經運算處理后，針對欲改變亮度的發(fā)光元件進行亮度調MiF. O
2.如權利要求I所的光學辨識器的適應性照明亮度控制方法，其特征在于，在該光學辨識器內所述至少二個發(fā)光元件分布在該圖像感測器的前方區(qū)域。
3.如權利要求I所的光學辨識器的適應性照明亮度控制方法，其特征在于，在該光學辨識器內若以一圓形邊線通過所述至少二個發(fā)光元件，位于所述圓形邊線上的所述至少二個發(fā)光元件是間隔相同角度，通過圓形中心的延伸線通過該圖像感測器。
4.如權利要求I所的光學辨識器的適應性照明亮度控制方法，其特征在于，該信號處理器將該圖像信號所提供的灰階圖像進行統(tǒng)計分析，判出該灰階圖像的明暗位置，再調整相對位置的發(fā)光元件的亮度，以獲得均衡亮度的圖像。
5.如權利要求4所的光學辨識器的適應性照明亮度控制方法，其特征在于，該信號處理器依據(jù)該圖像信號所獲得的該灰階圖像統(tǒng)計第一軸向及第二軸向的灰階梯度分布，再調整相對位置的發(fā)光元件的亮度，使第一軸向及第二軸向的灰階梯度均化，而第一軸向與第二軸向相互垂直。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學辨識器的適應性照明亮度控制方法，該光學辨識器內部至少包含有信號處理器、圖像感測器、以及至少二個發(fā)光元件，該方法由多個發(fā)光元件提供光源以不同角度照射于標的物表面，該圖像感測器將測得的圖像信號傳送至該信號處理器；該信號處理器將圖像信號經運算處理后，針對欲改變亮度的發(fā)光元件進行亮度調整，而非將發(fā)光元件維持在一固定的亮度，借此在持續(xù)獲得良好的圖像信號的基礎下，能使電源供應單元的電力獲得有效的運用及有效解決紙張反射光的問題。
文檔編號H05B37/02GK102984848SQ20111027028
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權日2011年9月6日
發(fā)明者曾景宏, 彭勝銪, 王黃仁, 鄭紹華 申請人:碩呈科技股份有限公司