專利名稱：讀設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種讀設備，此設備包括一個讀單元，一個圖像識別單元，一個存儲元件和一個電源。
本文開始所述讀設備用于文件的自動采集。其中，借助于一個讀單元，即所謂有掃描器，采集文件的圖像信息(Bitmap)，并且借助于圖像識別過程轉換為一序到給定字符組。例如所謂ASCII-碼的符號。然后可以將這些符號采用通常的文本處理系統加以處理。
普通的讀設備配置有一個本身就是一個完整電器的讀單元-掃描器-，此單元通過電纜總是與一臺個人計算機相連，以個人計算機包括圖像識別和存儲功能。基于這種結構，比讀設備的應用僅限于文件易于接近的情況，或者如同復印機那樣，將文件可以制作在給定掃描面上的情況。
因此，本發明的任務在于，提出一個讀設備，用此設備也可以采集難于接近的文本或符號序列。
根據本發明此項任務是通過本文開始所述的一種讀設備加以解決的，在此設備上所述各種元件組裝在一個可攜帶的機殼中，并且此外還可以可斷開的連接在一臺計算機上。
本發明也可以讀出難于接近的文本，例如在包裝或在電器設備上的文本。因此可以應用在倉庫中例如分發。但是此設備也適用于海關檢查，因為用單獨的一臺電器設備不僅可以采集護照和車輛文件的數據，而且也可以采集發動機和車輛底架的號碼。
其中，如果外殼具有標記探筆的形狀，并且將讀設備組裝在外殼的頂部則是有利的。按照標記探筆方式的操作是人們所熟悉的，從而特別受到用戶的歡迎。
此外，如果與一個計算機可斷開的連接是通過一個鍵盤適配器和計算機的鍵盤輸入端進行，則也是有利的。這種方式的連接可以將此讀設備連接到普通的個人計算機上，而無需特別的控制程序和特殊的數據輸入端。
如果與一臺計算機的可斷開連接具有一段無導線紅外數據傳輸路段，則此讀設備的操作特別舒適。這樣，此讀設備就可以無電纜連接干擾的在線運行。這種在線運行在數據量很大的情況下特別有利。
此外，如果存儲器元件至少部分的作為非易失存儲器實施，則是有利的。這樣，電源切斷，例如由于所用蓄電池或電池的全部放電就不會導致數據的丟失。
下面借助于一個附圖
對本發明進一步加以闡述，此附圖示例性的示出了帶有連接電纜和鍵盤適配器的一個讀設備。
圖中所示讀設備具有帶可取下的蓋A1的普通商用標記探筆的形式。在外殼上具有一個讀顯示器A2，一個輸入按鈕A3，一個報警顯示器A4，一個文本顯示器A5，一個菜單鍵A6，移動鍵A7和一個0K-鍵A8。
此讀設備的內部結構包括在外殼頂部的一個掃描設備用于待讀出符號的光學采集并且轉換為電信號，還包括一個存儲單元，一個用于圖像識別、即將讀出的圖像信息轉換為給定字符組的符號，和在讀出和存儲過程中用于過程控制的控制單元，以及若干用于控制與計算機可斷開連接的邏輯元件。
在實現掃描設備時曾以如下認識和參數作為出發點。
應該采集文字大小為8-16pt(1pt=1/72英寸)左右的文本。因此相應的行高在考慮到字母上部長度和下部長度的情況下，應在2.82和5.64mm之間。采用一個適當的容差范圍，因此采集范圍的寬度約為8mm。采集范圍的長度意義不大，因為此讀設備正是按照標記探筆的類型在待讀出的文本上運行的。
在通過光學傳感器的圖像分辨率方面是以每一個符號在高度上應采用至少20個像點(pixel,dots)來表示作為出發點的。在分辨率為200dpi(dots per inch)時，對于8pt的文字此條件可用22.22個像點滿足。
傳感器的分辨率與圖像的曝光時間一起確定最高讀速，就是說讀設備通過文本運行的最高速度。
圖像足夠的曝光是通過讀設備的光源，優先采用高效率的發光二極管保證的。其中，有利的是當發光二極管光譜效率最大值與光傳感器的效率最大值一致時。但是，其中也應考慮到與顏色相關的文本襯底對光譜不同的反射能力。
傳感器面積的大小決定了傳感器前面放置的光學系統的特性，借助于此光學系統使待識別文本的圖像投影到傳感器上，并且決定了光學系統的幾何尺寸。
曾經認為采用投影比例約為1的傳感器是有利的。
這樣，對于光學系統就可以采用所謂條形透鏡(指數梯度透鏡Indexgradientlinse)。條形透鏡的優點在于約為15-70mm的可能比較短的目標圖像間距。因此它們對于緊湊型結構特別有利。另一個優點是比較大的光強。在實施例中采用了Nippon Sheet Glas公司型號為SLA 20b的條形透鏡陣列。
作為光傳感器采用了Texas Instrument TSL401型。
存儲單元和用于圖像識別的控制單元是由商業上通用的元件如一個數字信號處理器、例如Analog Devices公司的ADSP2111型、和若干數字存儲器模塊以及相應的若干邏輯元件構成的。
在實施例中讀出符號的識別是在用上述元件實現的一個神經元網絡的基礎上進行的。神經元網絡是數學模型。模仿人類大腦的感覺。這些網絡由神經元組成，主要是累加元件，這些累加元件帶有若干加權的輸入端和一個非線性放大器部分，綜合在一個具有典型的兩平面的并聯網絡中。關于在實施例中所采用的“Feedforward NeuralNetwork”的詳細說明請參閱B.Widrow,R.G.Winter,R.A.Baxter:“Layered Neural Nets for Pattern Recognition”；IEEETransactions on Acoustics,Speech and Signal Processing,Vol,36,No7.july 88.
借助于神經元網絡的圖像識別是按照在C.Yueceer,K.oflazer:“A rotation,scaling,and translation invariant patternclassification system”Pattern Recognition,Vol.26.No5.PP687-710,1993，中描述的方法進行的。
為了操作此讀設備配置了讀顯示器A2，輸入按鈕A3，報警顯示器A4，文本顯示器A5，菜單鍵A6，移動鍵A7和OK-鍵A8。
采用發光二極管的讀顯示器A2當讀設備為了讀出而輕按壓上一篇紙張并且準備接收信息時才亮。
輸入按鈕A3就其功能而言相當于個人計算機上已知的“ENTER”鍵，通過操作輸入按鈕A3可以將讀出的信息分成一些段落。每次操作此按鈕時在文本顯示器A5上顯示一個相應的符號。此外，它還顯示讀出的符號，所識別故障的原因以及在一個相應的模式中顯示可能的操作過程、即指令菜單。
指令菜單的激活和去活化是借助于菜單鍵A6進行的。移動鍵A7和OK-鍵A8用于在指令菜單各個指令面之間進行交換和選擇特定的指令；在下面還要進一步加以闡述的備用模式中移動的鍵起著使所讀出的符號“通過”讀顯示器的作用。
當讀設備不能保證正常應用時，報警顯示器A4亮。特別是當電源不能保證時或者為了讀出符號而配置的存儲空間已被占滿，所讀出的符號不能正常的編譯或者調整到一個錯誤的工作模式時將出現這種情況。
鍵盤適配器B可以將讀設備連接到一個計算機上，而無需在此計算機上運行一個特定的通信程序且無需一個特定數據輸入端。此鍵盤適配器在輸出端連接在計算機鍵盤接口上。計算機自己的鍵盤和讀設備連接在兩個輸入端B1和B2上。為了能夠模擬不同的鍵盤(國家設定)，此鍵盤適配器具有相應的操作元件B3以選擇不同的特性。
借助于鍵盤適配器也可以通過計算機的一個標準接口進行連接。在這種情況下在計算機上應裝上適當的通信程序并且在向計算機傳輸數據之前起動。
讀設備的功能如下通過取下蓋A1，用一個圖中未示出的開關將讀設備激活使其處于使用準備狀態。現在可以區別4種不同的工作模式即讀-、備用-、菜單-和節能模式。
如果此讀設備通過輕的壓力置于一個資料上，則采用讀模式。此模式由發光的讀顯示器A2顯示出來，在這種狀態下菜單鍵A6，移動鍵A7和OK-鍵A8還未開始操作，只是輸入按鈕A3可以用于設定段落標記。
為了讀出，現在將此設備如同一個標記探筆用輕微的壓力置于待讀的文本上方。其中，為了獲得高的識別概率重要的是讀設備以均勻的速度通過待讀出符號的上方。借助于文本顯示器A5檢驗讀出過程，并且在出現錯誤時，在可能情況下加以重復。
在讀過程結束之后，就是說讀設備停止工作并且壓力趨近于零，此時讀設備處于備用模式。在這種情況下讀顯示器變暗。在文本顯示器A5上還能看到最后讀出的符號。借助于移動鍵A7可以在此模式中在讀出的信息內移動一個寫入標記，通過操作輸入按鈕A3可以在寫入標記的瞬時位置插入一個段落。通過操作菜單鍵A6可將讀設備由備用模式轉變到菜單模式。
在菜單模式中讀顯示器A2暗，在文本顯示器A5上可以看到在指令菜單內的現實位置，借助于移動鍵A7可以在菜單內選擇指令面和指令，這些指令將通過OK-鍵A8釋放。與其它模式不同的是菜單模式在蓋上蓋后仍然可以調用。讀設備示例中的指令菜單具有兩個面。第一面包括指令組標記“STATUS”,“KOMMANDOS”和“EINSTELLUNGEN”(即“狀態”，“指令”和“調整”)。這些指令組標記中每次有一個標記可以在文本顯示器上看到。當操作OK-鍵時，將躍變到第二面并且每次可看到前面顯示的指令組的指令識別。現在用移動鍵A7可以將所選擇指令組的所有指令識別按順序顯示出來。
在指令組STATUS中，這是對顯示電池狀態和存儲器存儲狀態的識別，對顯示已存儲符號數量和已存儲段落數量以及空余存儲空間大小的識別，對所選擇工作方式以及返回到菜單第一面的指令的識別。
在指令組KOMMANDOS中此外包括刪除存儲器的指令和將所存儲的文本傳送到計算機的指令。
指令組EINSTELLUNGEN表示工作方式(在線/離線)的選擇和報警信號的類型。
如果讀設備在取下蓋3分鐘以上還未操作時，則它將自動過渡到節能模式。在這種狀態下讀顯示器A2和文本顯示器A5變暗。
除了上述工作模式外還需區別兩種工作方式，即離線工作和在線工作。
在離線工作方式中，讀設備在讀過程期間不與計算機連接。不將連接電纜插接在讀設備和鍵盤適配器之間。所讀出的符號存儲在讀設備的存儲器中。此存儲器是以所謂EEPROM工藝，就是說作為可以電清除的、非易失的存儲器而制成的。這樣，即使在掉電情況下，由于所用蓄電池或電池耗盡仍然有最多約20000個符號的讀出信息(相當于5頁A4的稿紙)不會丟失。因此，所讀出的符號可以在讀設備中幾乎無限期的加以存儲。在傳送到計算機之前，在可能情況下只需對耗盡的電池或蓄電池充電或用充好電的電池取代。
在在線工作方式中，讀設備在讀過程期間也要與一個計算機相連。為此必須在讀過程開始之前在計算機上調出一個文本處理程序比如WORD6.0。通過操作輸入按鈕A3在讀出的文本中引入一個段落標記，并且將最后讀出的段落傳送給計算機。
權利要求
1．讀設備，此設備包括一個讀單元，一個圖像識別單元，一個存儲器元件和一個電源，其特征在于，上述元件組裝在一個可攜帶的機殼中，并且此外還配置有一條至一臺計算機的可斷開的連接(B,C)。
2．根據權利要求1所述讀設備，其特征在于，機殼具有標記探筆的形式，并且讀設備置于機殼頂部。
3．根據權利要求1或2所述讀設備，其特征在于，至一臺計算機的可斷開的連接是經過一個鍵盤適配器(B)和計算機的一個鍵盤輸入端引入的。
4．根據權利要求1或2所述讀設備，其特征在于，至一臺計算機的可斷開的連接具有一段無導線紅外數據傳輸路段。
5．根據權利要求1至4其中之一所述讀設備，其特征在于，存儲元件至少部分的是作為非易失存儲器實施的。
全文摘要
本發明提出一個讀設備,此設備包括一個讀單元,一個圖像識別單元,一個存儲器元件和一個電源,其中上述元件組裝在一個可攜帶的機殼中并且此外帶配置了與一臺計算機可斷開的連接。以有利的方式、以標記探筆形式實施的讀設備可以使用戶舒適的方式讀出符號(文本)。特別是也可以讀出難于接近的文本,例如在箱子或包裝上以及在儀器或載重汽車上的樣本。因此本發明特別適合于海關檢查方面的應用。
文檔編號G06K7/10GK1212774SQ97192741
公開日1999年3月31日 申請日期1997年2月26日 優先權日1996年3月1日
發明者M·清格勒 申請人:奧地利西門子公司