CN1337595A - 在照相元件上的条形码和数据存储排列方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在照相元件上设置二维条形码符号的方法,所述条形码符号包括被设置在规则的阵列中的具有多个确定的取向的模块的集合,所述照相元件在一个主要的并具有最大的宽度的方向具有直线缺陷,所述方法包括以下步骤:这样设置条形码符号的方向,使得每个确定的取向相对于主要的方向被充分转动,使得没有一个沿确定的取向排列的模块的集合完全由所述缺陷遮蔽。

Description

在照相元件上的条形码和数据存储排列方法

技术领域

本发明涉及摄影术，尤其涉及在洗印设备中使用的条形码和数据在照相元件上的存储排列方法。

背景技术

在照相元件上设置关于照相元件的性能的数据在本领域中是公知的作法。这种数据可以用许多方式存储，包括一般被印在照相元件上的二维条形码符号。

被写在和被直线CCD扫描的介质的长度对准的矩形网格内的数据的光学存储和恢复已经在美国专利4786792(1998，11，22，Pierce)和4634850(1987，1，6，Pierce)中披露了。不幸的是，我们发现，由于在照相元件中存在的直线缺陷，要求数据网格和介质对准导致数据的丢失。这些缺陷包括但不限于，划痕、涂层的波动等。

使用二维条形码符号存储数据在现有技术中是公知的，国家和国际标准组织已经把许多这种符号标准化。例如，在美国专利4939354，1990，7，3，Priddy中披露的Data Matrix象征方法，其主题便是ANSI/AIM BC-11-1997和ISO/IEC16022∶2000标准。作为第二个例子，MaxiCode象征方法，其在美国专利4874936，1989，10，17，Chandler中披露了，该专利的主题便是ANSI/AIM BC-10-1997和ISO/IEC 1602∶2000标准。作为第三个例子，AztecCode象征方法，其在美国专利5591956，1997，1，7，Longacre中披露了，该专利的主题便是ANSI/AIM BC-13-1998和标准。这些二维的符号都有利地包括错误检查和校正能力。此外，用于在数字图像文件中的符号中定位、译码和检错、纠错的软件已经容易得到。例如，用于定位和译码Data Matrix和MaxiCode象征方法的软件可以从OmniplanarInc.，Princetin，NJ.的软件产品SwiftDecoder^TM中得到。最后，要从照相元件中获得数字图像文件所需的具有扫描和数字化功能的设备在洗印工业中也是容易得到的。

不幸的是，我们发现，尽管它们具有内装的检错和纠错能力，但是，由于照相元件中存在的直线不良，使得这种二维条形码符号的使用仍然具有各种缺点、错误，并引起数据的丢失。

我们还发现，在多个独立的符号或符号内的区域中的基准数据的冗裕的译码本身并没有为防止这种直线不足而提供足够的保护。这种缺陷仍然影响对多个符号或符号内的区域有效地进行译码，特别是当排列这些符号，以便有效地利用在照相元件例如胶片带上的可利用的有限的面积时。此外，当使用多个二维条形码符号时，译码软件还必须识别译码信息，并将其和每个符号分开。我们已经发现，当符号被直接并排时，即使没有直线缺陷的扩展，这种软件也是无效的。

因此，需要一种能够减少上述问题的改进的条形码和数据编码排列的方法。

发明内容

所述的需要由本发明满足了。本发明提供一种用于在照相元件上设置二维条形码符号的方法，所述条形码符号包括被设置在规则的阵列中的具有多个确定的取向的模块的集合，所述照相元件在一个主要的并具有最大的宽度的方向具有直线缺陷，所述方法包括以下步骤：这样设置条形码符号的方向，使得每个确定的取向相对于主要的方向被充分转动，使得没有一个沿确定的取向排列的模块的集合完全由所述缺陷遮蔽。

在存储介质中和在图像获取系统中，二维符号可以有利地被定位，并且可以相对于特定的方向取任意方向。在本发明中，这种被写在沿主要方向具有直线缺陷的照相元件上的包括模块的规则阵列的这种符号被定向，以便提高从被所述直线缺陷破坏的符号恢复数据的效率和效果。

数据可以被有利地分成若干个段，并以几种符号编码，被编码的数据又可以被独立地放置在存储介质上。在本发明中，这种被写在沿主要方向具有直线缺陷的照相元件上的符号的集合被设置在阵列中，从而通过减少被直线缺陷破坏的符号的数量来提高数据恢复的效率和效果。此外，在所述阵列中的每个符号相对于主要的直线缺陷方向被独立地定向或偏移，以便提高数据恢复的效率和效果。

在若干符号中的数据可以被有利地复制，被复制的数据又可以被独立地放置在存储介质上的阵列中。在本发明中，被写在沿主要方向具有直线缺陷的照相元件上的含有复制数据的符号被放置在阵列中的相对于主要方向偏移的位置中，使得最多一个含有数据项的符号可能被所述直线缺陷破坏，借以确保数据的完整性。

最后，利用在多个符号之间的附加的间隔，可以有利地放置多个符号。在本发明中，选择所述间隔，使得有助于符号译码软件分离符号，从而在即使没有扩展的直线缺陷的情况下页能提高恢复数据的效率。

附图简述

图1是具有按照本发明的一个方面的条形码符号排列的的胶片带的示意图；

图2是现有技术的二维条形码符号的放大图，用于说明在符号内的特征取向；

图3是按照本发明的一个方面相对于主要方向具有确定的方向转动的条形码符号的图；

图4是用于说明具有扩展的直线缺陷的符号排列的问题的图；

图5是按照本发明的一个方面设置的符号位置的阵列的示意图；

图6是按照本发明的一个方面二维条形码符号偏移的布置的示意图；以及

图7是按照本发明的一个方面定向的二维条形码符号的布置的示意图。

发明的具体实施方式

我们发现，在照相元件上或者和照相元件结合存储数据是有用的。照相元件至少包括基体，其具有感光层，用于感光而形成可以显影的潜影图像。感光层可以包含常规的银的卤化物或其它的感光材料，例如可以进行热和压力显影的化学物质。可以具有透明的基体，反射的基体，或者具有磁敏感涂层的基体。照相元件可以通过标准的化学处理进行处理，其中包括但不限于柯达处理C-41及其变种，ECN-2，VNF-1，ECP-2及其变种，D-96，D-97，E-4，E-6，K-14，R-3和RA-2SM，或RA-4；富士处理CN-16及其变种，CR-6，CP-43FA，CP-47L，CP-48S，RP-305，RA-4RT；MCS100/101/200胶片和纸处理，处理70，71，72和94，处理44NP和63；以及康尼卡处理CNK-4，CPK-2-22，DP，和CRK-2，以及科尼卡ECOJET HQA-N，HQA-F HQA-P处理。照相元件可以使用另外的方法处理，例如显式干处理，其可以在元件中保留一些或保留所有的显影的银或银的卤化物，或者它们可以包括被添加的一层或者数量合适的水，用于泡涨照相元件。根据照相元件的的设计，照相元件也可以使用干处理进行处理，其中可以包括热处理和高压处理。所述处理也可以包括显式干处理、干处理和传统湿处理的组合。合适的其它处理和干处理包括在以下的专利文献中披露的处理：2000，6，3，Levy，60/211058；2000，3，6，Irving，60/211446；2000，6，3，Irving，60/211065；2000，6，3，Irving，60/211079；EP0762201A，1997，3，12，Ishikawa；EP0926550A，1998，12，12，Iwai；US5832328，1998，11，3，Ueda；US5758223，1998，5，26，Kobayashi；US5698382，1997，12，16，Nakahanada；US5519510，1996，5，21，Eddgar；US59888961999，11，23，Edgar。

按照本发明，这些数据被存储在利用光学方式印制在照相元件上的一个或几个二维条形码符号内。参见图1，其中示出了具有利用箭头12表示的纵向的照相元件10。6个二维条形码符号的阵列14在元件上被曝光。利用LCD掩模和在共同待审美国专利09/635389披露的闪光照明可以快速地把符号14施加在照相元件上，并且使用市场上可得到的软件可以容易地恢复其中存储的数据，以便处理由在洗印业务中容易得到的扫描仪获得的图像。优选的二维条形码符号包括但不限于Data Matrix(ANSI/AIM BC-11-1997和ISO/IEC 16022∶2000)，Code One(AIM USS-Code One)和AztecCode(ANSI/AIM BC-12-1997，ITS/97/002)。

二维条形码符号被设计成用于存储机器可读的数据的通用的和健壮的工具。各种条形码符号包括被称为模块的较小的特征的集合，其是在二维条形码符号中存储的最小单位。模块又可以具有各种尺寸和形状，根据有关的写和检测限制而定。模块以各种规则的排列被组织，从而形成符号，例如方形的、矩形的、或者六边形的。在这种排列中，存在这样的方向，其中多个模块被紧密地排列，从而限定两个或多个方位的方向。

参见图2，该图说明被组织成方形符号的方形模块的集合，边沿20和21利用所有暗的模块形成，边沿22和23利用亮暗交替的模块形成。在符号内的所有的模块和方位方向25和27中的这些边沿对准。条形码符号可以由各种尺寸的模块构成。例如，包括模块的矩形阵列的符号的大小是x×y个模块，其中x，y可以是许多不同的数。参见图2，可看出x，y是48，这可以通过对边沿22和23上的交替排列的模块分别计数证实。能够选择各种尺寸和形状的符号为使用二维的符号提供了大的灵活性，使得能够适应在所需的存储介质中的间距的限制。

许多符号只需要每给模块具有两个离散的信号值，就能正确地对数据编码。当利用光学方法在照相元件上记录时，经过随后对潜影图像显影，这两个信号值被理想地表示为两个离散的密度值。因为这些值一般被确定为相当不同的密度，所以对于每个信号值的可接受的密度范围通常非常大，这便提供了健壮性，用以抵抗例如有纹理的或者不均匀的照明而形成的噪声源。直方图分析的或者二进制化的随后的图像处理步骤提供关于最后的符号中的密度的改变的更大的健壮性。最后，这些符号一般包括错误检测和错误校正编码的一些值。一般在二维条形码符号中使用的编码例如已知的Reed-Solomon代码被设计使得能够自动地进行译码处理，其被称为译码软件，用以检测和纠正偶尔不正确的位或位组。可以设置这种错误校正编码用于纠正整行被破坏的模块。在编码处理中通常数据被随机化处理，使得模块的整行在符号中的编码的数据内不是数据项的连续的系列。

不幸的是，在照相元件中的普通的缺陷在数据恢复时可以引起不同程度的故障。照相元件例如胶片带一般在沿着或跨过带的方位方向上具有例如由于影响的过量而引起的直线缺陷。所述影响包括但不限于：划痕，滞塞，处理牵引，涂敷的不规则，涂敷时的波动等。这些影响可以是纵向的，或者是横向的，不过纵向的缺陷多于横向的缺陷。

在制造期间产生的缺陷可以具有高达100微米的缺陷。具有较大缺陷的胶片被认为是不能使用的，并且一般在制造期间被检测出并被处理。缺陷可以是彩色中的蓝红黄中的一种或者它们的任意组合，或者是中性的。所述缺陷可以比照相元件上的周围的密度低或高。缺陷可以在照相元件的制造期间发生，或者在照相机中以及在洗印设备中发生，或者在研制的照相元件的随后的储存期间发生。这些缺陷一般沿着照相元件或直接地跨过照相元件非常紧密地排列，其与所述实际的方向呈1/2度或更小的角度。一般地说，照相元件在其被认为不适用于印制、图像处理或图像存储之前具有不多于1的所述的缺陷。

在印制应用中，用于纠正大的不正确的位组所需的时间可以是非常高的，所述大的不正确位组可能源于照相元件上的线性缺陷。此外，如果足够数量的模块被不正确地分类，即使产生正确的数据也可以使纠正失败。使用更健壮的代码增加纠正错误的可能性，使得需要较大的符号尺寸，或者使用多个符号对给定量的数据编码，这使得在照相元件上的有限的可利用空间的利用率降低。

此外，具有某种模块的集合，其一般沿着符号的方位方向被组织，它们在二维条形码符号中作为定位特征或者指示图形。这些指示图形能够自动地进行译码处理，从而确定和识别在图像中的符号。再次参看图2，实线边20和21和交变边22和23形成所述的Data Matrix符号的指示图形。一对实线边20和21确定了符号的物理尺寸和方位，交变边22和23根据在每个相应的方向的模块的数量确定符号的尺寸。在其它的符号中使用类似的特征。当直线缺陷平行于符号的方位方向排列时，例如图2的方向25和27，直线缺陷尤其在译码所述二维条形码符号时会引起问题。在这种情况下，形成指示图形的主要部分的模块的整行例如边20，21，22或23可能受到影响，使所述的定位特征严重变劣而使得不能再用。在这种情况下，自动译码处理不能定位，或者不能正确地识别被影响的条形码符号，因而任何存储在所述符号中的数据不能被译码和使用。

按照本发明对这个问题的一个解决方案是使所述符号这样变形，使得符号的方位方向充分偏离照相元件中的主要方向或延伸的直线缺陷的方向。在一般的二维条形码符号的应用中，不能确保条形码符号和读出装置完全对准。符号可以被随机地固定于可以和相对于读出装置的观看轴线随机地对准或运动的平面的位置和方位。在这种非受控的情况下，符号和读出装置的相对方位和相对运动引起被获取的图像中的符号的多种变形，其中转动、倾斜和透视变形。这种失真当方位方向转动上更加明显。市场上可得到的译码软件能够处理所述变形。通过在写步骤中特意地使所述符号变形，可以阻止上述缺陷影响整行模块，尤其是在符号内的指示图形。参见图3，其中示出了转动的Data Matrix符号，方位方向36，37相对于和照相元件的纵向和横向对准的方向35，38被转动。边31，31，32不再和发生在照相元件的纵向和横向的直线缺陷对准。在所示的矩形符号的纯转动变形的情况下，两个方位方向的转动恰恰相等。方位方向相对于缺陷方向转动的原理可以应用于其它的形状的符号并产生变形。例如，在倾斜变形中，所述转动是不相等的。在透视变形中，转动在符号内改变。

假定直线缺陷的宽度小于100微米，并且符号具有48个75微米的模块，则发现相对于照相元件的纵向或横向35或38使符号的方位方向转动不大的1度能够改善译码处理的能力，从而在存在上述缺陷的情况下能够对符号译码。不过，软件需要大量的时间纠正缺陷的影响。发现转动2度或更多能够大大改善译码处理的能力，可以在存在缺陷的情况下以更及时的方式识别符号并对其译码。

不把所有的数据放在一个符号中，而是把数据分成若干个段并以几种符号进行编码，把编码的符号独立地放置在存储介质上是有利的。这是考虑到一个延伸的直线缺陷可能影响到其方位方向和缺陷对准的两个或两个以上的二维条形码符号。参见图4，两个符号401，402被这样对准，使得直线缺陷44或46遮断两个符号上的公共特征。

图4所示的符号是在符号之间具有一个模块宽度静区以便使译码软件能够识别这种符号的Data Matrix符号。缺陷44包括一个直线区域，其中密度非常低，被称为负密度缺陷。这种缺陷使得和其对准的模块的读出数据密度变低，而和模块的原来的密度无关。缺陷46包括一个直线区域，其中密度非常高，被称为正密度缺陷。这种缺陷使得和其对准的模块的读出数据密度变高，而和模块的原来的密度无关。每种类型的缺陷都可能破坏每个符号中的整行的模块，或者影响相邻的数据串，更糟糕的是，或者影响每个符号中的定位特征。图4说明和两个符号中的高密度边对准的负密度缺陷44。图4还说明和两个符号中的交替边对准的正密度缺陷46。在多个同时对准的符号中每种缺陷和这些重要特征的一致性可以严重地影响任何符号或所有的符号，使得一个或几个符号不能通过自动处理被确定或被译码。因而，按照本发明的一个方面，应当避免沿着发生直线缺陷的方向重要特征例如在几个符号中的指示图形被对准。按照本发明对这个问题的一个局部解决方案是把符号排列在一个被设计用于减少由一个缺陷可能影响的符号数量的图形中。具体地说，考虑把在照相元件上的矩形区域分成被排列为m×n个矩形图形的符号的阵列，其中m是沿垂直方向对准的符号的行数，一般跨过照相元件的宽度，n是沿水平方向符号的列数，一般沿照相元件的长度。参见图5，其中示出了在一个3×2的矩形图形中的6个符号的排列。符号50₁₁，50₂₁，50₃₁形成一列，符号50₁₂，50₂₂，50₃₂形成第二列。此外，符号50₁₁，50₁₂形成第一行，符号50₂₁，50₂₂形成第二行，符号50₃₁，50₃₂形成第三行。在通常的情况下，当和方向52对准的水平缺陷和垂直于方向52的垂直缺陷相比具有较高的频率时，列数n被保持等于或小于行数m。一旦确定符号的位置，就可以在所述位置上放置符号，借以和直线排列相比减少可以由一个缺陷沿每个方向影响的符号数。

最好不排列成一行符号，理由如上所述。因而，本发明的一个方面是以大于一行的阵列排列符号的集合，因而m大于1。类似地，最好不排列成一列符号，理由如上所述。因而，本发明的另一个方面是以大于一列的阵列排列符号的集合，因而n大于1。符号的行数大于1确保一个垂直缺陷不会影响所有的符号。符号的列数大于1确保一个水平缺陷不会影响所有的符号。

按照本发明的一个方面的用于减少一个缺陷可能导致其无法定位或无法译码的符号数的另一个技术是使符号彼此相对发生偏移，从而使得在符号集合内的位置特征不会同时和一个直线缺陷对准。参见图6，其中示出了以偏移方式设置的一对对准的符号60₁，60₂。因而，和符号对准的直线缺陷，所示的负密度缺陷64和正密度缺陷66影响符号60₁，60₂的不同的部分。即使负密度缺陷64和两个符号相交，缺陷影响符号60₁的边沿上的指示图形的整个水平部分，可能使其不能被确定或译码，但是只有符号60₂的指示图形的小的垂直部分，因而其能够被确定和译码，类似地，正密度缺陷66将使符号60₂不能被确定和译码，然而能够使符号60₁被确定和译码。

本发明的这个偏移的方面减少了由一个缺陷可能导致其无法定位或译码的元件的数量。在水平对准的符号行内的沿偏移一个垂直距离的符号改善了一个水平缺陷最多影响一个符号的可能性。这个偏移距离需要等于或大于模块的尺寸，以便提供这个特征。最好是，这个距离是两倍的模块的尺寸或两倍以上，以便提供这个特征。

类似地，在垂直对准的任何符号列内的符号偏移一个水平距离的做法改善了一个水平缺陷最多使一个符号无法定位或译码的可能性。这个偏移距离需要等于或大于模块的尺寸，以便提供这个特征。最好是，这个距离是两倍的模块的尺寸或两倍以上。以便提供这个特征。即使具有1个符号行(m＝1)或一个符号列(n＝1)，本发明的这个偏移方法也能提供关于在有水平和垂直缺陷的情况下关于符号的集合的确定和译码的健壮性。本发明的这个偏移方法可以有利地和本发明的m×n排列符号相结合，使被置于符号内的符号的行中的n个符号都相互偏移，或者使被置于符号内的符号的列中的m个符号都相互偏移。用这种方式，一个缺陷可以影响一行中的所有符号，但是不会影响每个符号内的附近的符号。

本发明的变形方面也可以和本发明的m×n符号排列相结合，使得符号的方位方向相对于缺陷方向转动。用这种方式，每个符号都受到保护，防止由于符号内的相邻的模块和缺陷的方向同时对准而出现的问题。参见图7，其中示出了一对转动的符号70₁和70₂。所示的每个符号被负密度直线缺陷例如74或正密度直线缺陷例如76截断。由于在符号的几乎水平的方位方向和缺陷的水平方位之间形成的小的角度，因而不会妨碍指示图形中的整行模块，从而增加了符号被正确地定位和译码的可能性。

虽然本发明的上述的方面提供了在有延伸的直线缺陷的情况下的健壮性，但是没有完全消除由于个别符号而丢失数据的可能性，没有完全消除不能以及时的方式访问数据的情况。本发明的另一个方面提供了及时恢复重要数据的最大的保证。这是通过把重要数据复制在两个或多个符号中实现的，其中符号以这样的方式排列，使得由一个缺陷影响所有重要数据的几率最小。具体地说，放置所述重要数据的复制的符号被分配在符号的阵列中的不同行与/或不同列中。再次参看图5，例如可以把两个含有复制数据的符号放置在符号位置50₁₁和50₁₂或50₁₁和50₃₂中。这种布置确保和行或列对准的一个缺陷不会影响其中放置有复制的数据的两个符号。按照本发明的这个方面，含有复制数据的符号的放置将确保当未受影响的数据被译码时所有的数据是可利用的。

最后，需要对所有符号能够快速和健壮地确定和译码。虽然符号被定位和从各种复杂的情况下分离出来的方法和符号法当中是不同的，但是我们发现在每个符号的周围设置一个模块大小的密度基本上均匀的均匀的区域能够大大提高用于确定和译码所述符号的自动处理的速度和可靠性。这在相邻的符号之间形成具有均匀的密度的两个或几个元素区。我们相信，这种性能改善特征是由于用来自动处理对二维条形码符号进行确定和译码的算法的性质决定的。

Claims (6)

1.一种照相元件，其沿主要方向具有直线缺陷，并具有最大宽度，包括：

a)基体；

b)在所述基体上的感光层；以及

c)多个二维条形码符号的潜影图像，其包括被设置在规则的阵列中的模块的集合，所述模块具有多个确定的方位方向，并在阵列中被这样排列，使得沿平行于主要方向的方向阵列中的符号的数量小于或等于沿垂直于主要方向的方向的符号的数量。

2.如权利要求1所述的照相元件，其中所述符号具有重要特征，并被这样偏移，使得沿垂直于主要方向的方向所述重要特征彼此相对偏移至少一个模块。

3.如权利要求1所述的照相元件，其中所述条形码符号被这样排列，使得在每对符号之间具有宽度为至少一个模块的均匀区域。

4.如权利要求1所述的照相元件，其中符号包括重要数据，并且所述重要数据被复制在两个模块中。

5.如权利要求4所述的照相元件，其中两个模块沿垂直于主要方向的方向被这样偏移，使得一个缺陷不会和两个符号相交。

6.如权利要求5所述的照相元件，其中两个符号沿主要方向也相互偏移，使得垂直于主要方向的缺陷不会和两个符号相交。

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