本發明涉及條碼采集成像技術領域，具體為一種條碼自動識別采集成像系統及方法。

背景技術：

條碼自動識別技術的應用是當今實現現代化管理的基礎，在物流管理，POS系統，醫療系統，電子商務，供應鏈管理甚至時至今日熱門的移動互聯網技術都發揮著不可或缺的作用。近幾十年在全球范圍內得到了迅猛發展，伴隨著中國移動互聯網的近幾年爆發式的增長，條碼識別的普及也迅速為人們所接受。

目前在條碼自動識別領采集器領域，國際上主要有Zebra、Honeywell、Datalogic，國內新大陸、民德等幾家廠商。作為條碼自動識別技術的核心設備的采集器一直存在單價過高的問題，如一款帶掃描器的PDA，二維掃描器占產品成本的30%甚至更多。目前通用的掃描器都是通過內部集成一個微處理器來實現條碼解析，在提高產品通用性的同時，也同時增加了產品成本。

技術實現要素：

針對以上問題，本發明提供了一種條碼自動識別采集成像系統及方法，可以有效解決背景技術中的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種條碼自動識別采集成像系統，由采集器端和PDA端兩部分組成，所述采集器端由光學系統和成像系統組成，所述PDA端由圖像預處理系統和解碼系統組成，所述光學系統采集的光學信息依次通過成像系統、圖像預處理系統和解碼系統處理后輸出，所述光學系統包含LED補光燈、鏡頭、導光鏡三個部分，所述成像系統采用CMOS成像技術。

作為本發明一種優選的方案，所述采集器端的采集器包括前殼、導光鏡片、固定架、COMS模組和主板，所述導光鏡片和COMS模組安裝在外殼內，所述導光鏡片通過固定架固定，所述主板封裝在外殼上。

作為本發明一種優選的方案，所述圖像預處理系統采用的mt6735自帶的ISP處理器，其負責把原始的raw_data數據轉成YUV數據，并進行圖像數據的處理。

作為本發明一種優選的方案，所述解碼系統把預覽數據的條碼數據解碼成最終數據提供上層應用使用，同時支持一維和二維條碼。

作為本發明一種優選的方案，所述PDA端的CPU采用MT6735型號，內置ISP支持13MP攝像頭。

作為本發明一種優選的方案，所述PDA端采用手機行業主流的MiPi接口代替傳統的DVP接口。

作為本發明一種優選的方案，所述光學系統的鏡頭采用攝像頭Sensor為OV7251。

另外本發明還設計了一種條碼自動識別采集成像方法，包括如下步驟：

（1）將條碼通過光學系統采集信息，通過LED補光燈負責為CMOS芯片提供成像所必須的光照，通過光電效應成像；

（2）將成像信息經過圖像預處理系統把原始的raw_data數據轉成YUV數據，并進行去噪處理；

（3）通過解碼系統把預覽數據的條碼數據解碼成最終數據提供上層應用使用。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

（1）節省硬件成本：

當前主流手機CPU性能日新月異，以本發明所使用的MT6735為例，其內置ISP支持13MP攝像頭，且支持前后置雙攝像頭，本方案首次使用手機的CPU做解碼，并利用CPU內置的ISP做圖像處理，大大降低采集器端的硬件成本；

（2）抗干擾能力：

本發明使用了當前手機行業主流的MiPi接口代替傳統的DVP接口，因為MiPi使用的是低壓差分信號，相對于DVP不僅接口信號線少，而且采用差分信號，對工業環境的抗干擾能力更強；

（3）提升產品效率：

因為本方明使用的是手機CPU，其性能要遠勝于傳統采用微處理解碼的產品，本方面的CPU為ARM Cortex-A53架構，擁有4個主頻1.3-1.5GHz的CPU，經過測試在連掃的情況下，平均解碼時間維持在100ms以內；

（4）功耗降低：

本發明采用的攝像頭Sensor為OV7251，其工作功耗為 119 mW，以國內某型號的條碼采集器為例，其工作電流230mA，工作功耗0.76W，由此可見本發明的采集器功耗大大降低。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為本發明流程圖；

圖3為本發明采集器結構示意圖；

圖4為本發明實施例中補光設計角度示意圖。

圖3中的標號：

1-前殼；2-導光鏡片；3-固定架；4-CMOS模組；5-主板。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例：

請參閱圖1和圖2，本發明提供一種技術方案：一種條碼自動識別采集成像系統，由采集器端和PDA端兩部分組成，所述采集器端由光學系統和成像系統組成，所述PDA端由圖像預處理系統和解碼系統組成，所述光學系統采集的光學信息依次通過成像系統、圖像預處理系統和解碼系統處理后輸出，所述光學系統包含LED補光燈、鏡頭、導光鏡三個部分，所述成像系統采用CMOS成像技術。

如圖3所示，采集器端的采集其物理結構由前殼、導光鏡片、固定架、COMS模組和主板組成，所述導光鏡片和COMS模組安裝在外殼內，所述導光鏡片通過固定架固定，所述主板封裝在外殼上。

（1）光學系統含LED補光?鏡頭?LED瞄準光3個部分組成，分別的設計如下：

a)補光設計角度分別基本要滿足。LED補光燈負責為CMOS芯片提供成像所必須的光照，CMOS芯片本質為互補金屬氧化物半導體，通過光電效應成像。進光量的大小直接決定成像的質量，理論上進光量越大，成像質量越高，噪點越低，但過高也會導致曝光現象，為盡可能的提高降低噪點，提高成像質量，本發明采用LED補光燈為歐司朗LT-N91E，其出光角度在23度左右，且具有功耗低，滿足實際場景的照度要求；其角度關系如圖4所示。

b)對準光和導光鏡是為了起一個導引作用，在用戶使用中起到指示作用，對實際成像有副作用的，所以本發明利用幀同步做了消隱處理，將其過濾掉，以減少因對準光造成的局部過曝影響解碼效果。

成像系統經過對比最終選擇的的OV7251，即OV推出的一款VGA的1/7.5"CMOS芯片，在Google的Tango產品中有較為成功的應用，其在VGA成像條件下可以達到120fps，單個Pixel Size為3.0 μm，在低照度的情況下也能保證較高的成像質量，配合專門為其定制的鏡頭43度鏡頭，能夠滿足5cm-15cm景深的設計要求。

圖像預處理系統采用的mt6735自帶的ISP處理器，其負責把原始的raw_data數據轉成YUV數據，并進行圖像數據的處理，包括去噪等，這里為了圖像的保真度，除了光路設計的保證外，Sensor的Gain和ISP的Gain都設置成1X倍。

解碼系統負責把預覽數據的條碼數據解碼成最終數據提供上層應用使用，同時支持一維和二維條碼，對CODE 39, CODE 128, CODE 11, CODE 93，QR, DM, Aztec, Codeblock F, Code 49, Han Xin, Code 49等常用碼制都進行了支持。

如圖2所示，一種條碼自動識別采集成像方法，包括如下步驟：

（1）將條碼通過光學系統采集信息，通過LED補光燈負責為CMOS芯片提供成像所必須的光照，通過光電效應成像；

（2）將成像信息經過圖像預處理系統把原始的raw_data數據轉成YUV數據，并進行去噪處理；

（3）通過解碼系統把預覽數據的條碼數據解碼成最終數據提供上層應用使用。

本發明的優勢如下：

（1）節省硬件成本：

當前主流手機CPU性能日新月異，以本發明所使用的MT6735為例，其內置ISP支持13MP攝像頭，且支持前后置雙攝像頭。本方案首次使用手機的CPU做解碼，并利用CPU內置的ISP做圖像處理，大大降低采集器端的硬件成本；

（2）抗干擾能力：

本發明使用了當前手機行業主流的MiPi接口代替傳統的DVP接口，因為MiPi使用的是低壓差分信號，相對于DVP不僅接口信號線少，而且采用差分信號，對工業環境的抗干擾能力更強；

（3）提升產品效率：

因為本方明使用的是手機CPU，其性能要遠勝于傳統采用微處理解碼的產品，本方面的CPU為ARM Cortex-A53架構，擁有4個主頻1.3-1.5GHz的CPU，經過測試在連掃的情況下，平均解碼時間維持在100ms以內；

（4）功耗降低：

本發明采用的攝像頭Sensor為OV7251，其工作功耗為 119 mW，以國內某型號的條碼采集器為例，其工作電流230mA，工作功耗0.76W。由此可見本發明的采集器功耗大大降低。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。