专利名称：扫描文件速度检测器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及光学标志读出器以及标志扫描系统领域。特别涉及一种当扫描文件在标志扫描系统读出头下移动时的校验扫描文件速度的方法和系统。
各种速度和型号的光学或导电标志扫描系统在现有技术中已为公众所知。近来，为了检测在可扫描文件上的数据标志，已经开始把高速标志扫描系统应用到行扫描摄象机或其它的高频行扫描技术中来扫描标志区域或数据响应区域。这种系统的一个例子已由J.MCMillin等人于1981年11月10日在美国专利4300123中披露。该系统像其它许多系统一样，在一个“定时轨道”内的扫描文件包括许多用于触发系统以便扫描或“读出”某些数据标志或数据响应区域的定时标志。
在任何标志扫描系统中，特别是在一个高速标志扫描系统中，每个定时标志和其相应的标志区域之间的关系(或更多的是和其相应的标志区域的相应行之间的关系)对于扫描文件本身的刻痕和解释是重要的。在美国专利4300123所描述的标志扫描系统中，行扫描摄象机以高速运行而当其通过扫描或读出区域时不与扫描文件同步移动。这样就允许采用几个行扫描机来对标志区域中的每一行进行扫描。于是使每个标志区域或数据响应区域形成一个多象素图象。这可以利用软件或固件(PROM)模块部分来实现，即采用隔离特殊象素图象区域，以便分析这些特殊象素图象区域是否存在标志或数据响应。
尽管采用了多扫描行来对标志区域的每行进行扫描，能以较高的分辨率和精确性去检测是否已记录了一个数据标志或数据响应，但仍然存在读出误差。该系统必须精确地读出与每个定时轨道有关的各个标志区域或数据响应区域。因为这种行扫描系统采用了固定数目扫描行去安排从检测定时标志到开始读出标志区域的延时量，这对保证文件在扫描系统读出头下移动时速度保持不变是很重要的。否则，象素图象模板将与已描扫区域不相符合。在检测出一个定时标志后以及在对应的标志区域扫描期间或之前，文件的任何滑差对所给出的标志区域是否已经被标志会造成不准确的解释。
最快的行扫描文件扫描系统以相当高的速度例如每小时10000行或更高的速度处理和扫描文件。当文件以这种速度通过扫描系统移动时，往往可能出现滑差或拖曳现相，这是由于文件处理机的机械性能经人为处理后出现的不可予料的文件表面条件所造成的。这种滑差可能是直线的滑差(当文件通过系统移动时瞬时减速)，也可能是斜向或旋转滑差(文件的某一边通过扫描区域移动速度比与它平行的另一边的移动速度要快)，当然这两种形式的滑差均是不希望发生的。直线滑差和斜向滑差可能由下列原因引起文件处理机的滚轴肮脏;文件处理机滚轴的拉力不合适;扫描文件残缺、划破或大小不合适;读出区域有外来的微粒;或当文件馈入机器时纸张调整不合适而阻碍了滚轴。
虽然现有的文件扫描系统能够检测并响应全部人为干扰或文件传输故障等情况，但由于不能检测出可扫描文件通过读出区域时扫描文件的瞬时或斜向滑差，因而可能导致错误的读出。虽然由统计发现，对于保养良好的设备来说这种错误很少发生，但是对某些关键场合，例如确定职业的测验结果，文件既使出现少量错误也会造成严重不良的后果。为了检测这种文件的瞬时或斜向滑差，并使其不致发生不正确的刻痕或解释，有必要继续改进高速标志扫描系统中校验扫描文件速度的系统和方法。
根据本发明，提供了一种在标志扫描系统中校验扫描文件速度的方法和系统。该系统包括一个高速标志扫描装置，该装置利用行扫描技术去检测具有至少一栏相应于标志区域的定时标志(最好也被标志扫描装置检测)的扫描文件标志区域上存在的数据标志。本发明提供了当扫描文件通过扫描系统移动时，用于校验扫描文件速度的装置，利用测试行扫描数来完成由特定的定时标志所确定的定时间隔的校验。
在一个实施例中，当检测出第一个定时标志时，扫描装置中的计数器开始对行扫描数进行计数。按照文件所希望的速度传输，至到当碰到第二个予定的定时标志时，则确定行扫描计数的可允许的范围。该范围用来确定扫描文件是否以予期范围内的速度移过读出区域。当检测第二个预定定时标志时，将行扫描计数器值与可允许的范围进行比较。如果该值是在可允许范围内，则状态锁存器被置位，表明扫描文件以可允许的速度通过读出区域移动。如果状态锁存器未被置位，表明出现的滑差或偏离超过了允许范围所允许的限度，则扫描文件需要被重新记录。这种状态可以用电的方式表明，在包括有打字机的系统中，甚至可以在文件离开扫描区域之后将该状态在纸上标志出来。另外，受到影响的文件还可以被送到一个单独的输出送卡箱中。
在碰到第二个定时标志的时刻，可提供行扫描计数的数字显示或数字输出，以便使操作者或标志扫描系统观察实际的计数值，如有必要还可给出上述已识别的允许范围的参数。当把行扫描计数的数字输出提供给标志扫描系统时，从软件确定的“窗口”或被确定的范围，可以计算出其运转平均值。因而，在对大量的扫描文件进行扫描期间，该系统能够自动地修正可允许范围的参数，以适应扫描环境和扫描条件的变化。
因此，本发明的主要目的是提供一种在标志扫描系统中校验扫描文件速度的方法和系统，以便当扫描文件出现滑差或斜差时，该标志扫描系统可以进行检测。
本发明的另一目的是当扫描文件出现滑差或斜差时，可阻止其产生错误的刻痕或解释。
本发明的又一目的是提供一种在标志扫描系统中校验扫描文件速度的方法和系统，该标志扫描系统容许预置一个可允许的速度范围。
本发明的上述目的，将通过参考附图、最佳实施例的说明和所附的权利要求，可以清楚的了解。
图1是一种利用行扫描技术的高速标志扫描系统的示意图和方框图，本发明采用了这种系统。
图2是表示利用图1所示标志扫描系统的扫描文件的格式，其中包括与扫描标志(定时标志)有关的扫描间隔和标志区域的相应的行。
图3是组成本发明最佳实施例的逻辑部件的示意方框图。
参见图1，它示出了利用本发明的一种标志扫描系统的一种光扫描系统10及扫描文件D。该系统的详细内容在美国专利4300123中作了描述，该专利所述内容在这里作为参考。文件D展示了一种文件格式，它具有一个垂直扫描轨迹或定时标志的定时轨迹ST或扫描标志SCM以及标志区域MA的图形。每个标志区域MA恰好接受标志区域MA中的一个数据标志DA，典型的产生数据标志是用石墨铅笔在标志区域MA内填写。每个扫描标志SCM有一行与其相关的一或多个标志区域MA。光源20提供移动文件D的扫描行照明，它包括一个伸长的园柱形白炽灯21，它被放置在一个带有扩散器条形窗口23的管状反射器22中。该装置使光线聚集在扫描行SL上。
在所示的光标志扫描系统10中，行扫描摄象机LS产生一种扫描读出速度很高(例如大约为5到10兆赫象素速率)的扫描。在每个象素或“扫描点”所激励的光信息作为模拟信号被摄象机LS传输到模拟信号处理电路SC。该电路将模拟信号数字化，例如产生一个两毕特数字信号，定义四种灰度电平。由扫描摄象机LS和数字化电路SC将图象传输到数字处理装置DP，为折取光信息将图象有效地表示为一个连续的象素序列，对于一个8- 1/2 英吋宽的扫描文件，每扫描一英吋含有至少100个敏感元件。因此，每个标志区域MA将被转换为许多由数字处理装置DP处理的光点。来自模拟信号处理电路SC的相应的象素的数字输出被传输到一个标志区域加法器MT，它接受和累加文件D中一行文件预定的标志区域MA的数字电平，该数字电平是由存储槽SM的一个存储元件所存储的文件格式所要求的。特殊的文件格式由选择器开关SW从多个可使用的(SW1，SW2，……)中选择。信息处理器IP接收标志加法器MT的输出并完成鉴别标志/非标志任务。
虽然由光扫描系统10可知，该系统使用了一个行扫描摄象机LS与一个模拟信号处理电路SC、可见光行照明源20和数字处理装置DP(图1)，但应当承认从本发明还能够采用其它型式的扫描系统，例如红外扫描与电导扫描系统。
为讨论方便起见，假定扫描摄象机LS的扫描方向为水平方向，扫描文件D的移动方向为垂直方向，在水平方向扫描摄象机LS的扫描将产生许多光扫描点或象素，文件D沿垂直方向连续移动而对出现的部分进行扫描，或对连续移动而出现的行标志区域的各行标志区域MA进行扫描。这样，如图2所示，两维矩阵中的许多扫描点或象素将确定一个标志区域MA。
进一步参考图2，它表明了存贮器SM中储存的文件格式的扫描标志参数。确定了一个扫描标志或定时标志“LOOK”或读出窗口，其中包含了该标志的最小和最大宽度。标志区域的垂直参数包括行扫描延迟、行扫描和乱写乱画抑制器，它们共同确定了一个扫描间隔。标志水平参数(MSI)涉及标志区域的水平位置的水平量纲，和摄象机LS的扫描线SL一道确定了它们的图形。
使用象素图象和象素确定的文件格式对提高标志区域MA中检测数据标志DA的准确性是有益的，对被扫描的标志区域MA和存储在存贮器中的文件格式模板之间准确的对应也是必要的。如图2所示，每一扫描间隔(包括标志区域MA的一行和相应的定时标志SCM)被分为三个垂直段，行扫描延迟、行扫描和乱写乱画抑制器。在最佳实施例中，行扫描摄象机LS从右到左越过图2扫描，并且所希望的文件传输速度将被扫描间隔分为一个特定的水平带的特定数，并且将被转换为象素数据流，用以由数字处理装置进行处理。由于行扫描延迟和行扫描对应于摄象机的特定数是在相对于数字标志DA的信息得到之前或之间完成扫描的，在当从扫描文件D扫描并保证由扫描格式所确定的扫描标志参数被准确的加到标志区域MA时，显然扫描文件D的速度是临界的。在行扫描延迟期间，由于滑差或斜差而引起某些行位置被再次扫描。在另外情况，也可能有误。
本发明的一个基本原则是文件D的速度可由使用扫描摄象机LS的快速扫描作为一个时钟来校验。在一个特定的定时标志(最好在文件D的开始)时钟起始，在一个特定的定时标志(最好在文件D的结尾)时钟终止。基于假设计的传输速率，在两个特定定时标志(所设没有滑差)之间出现的行扫描的预期数可以由经验或由计算来确定，具有一个被定义为包括正常的，较小的传输速率变化的行扫描可允许范围。电路系统因而需要确定在响应于检测第一个和最后一个定时标志时的扫描计数间隔(或定时间隔)的起始和终止，和电路系统一起对这个间隔内的行扫描计数。
图3简要地示出了本发明最佳实施方案的逻辑电路。电路输入端位于图3的左边。连接线40，42和44分别携带的信号是每个摄象机扫描的事件;出现在读出区域的文件(在读出头下的纸张)和出现的每个定时标志(扫描标志)。启动/停止锁存器46接受从输入端来的读出头下纸张的信号和每个定时标志信号。锁存器46还通过连线45接受一个来自图3所示的电路的输出端的复位信号。
与门50接受连线40上的作为输入的摄象机扫描信号和启动/停止锁存器46的输出。随后，与门50的输出信号送入计数器60，计数器60还附带了一个可选择的数字显示器，用以指示当时的扫描计数。计数器60的输出连接到低比较器70和高比较器72，如果文件D正以所设计的特定速率移动(即没有滑差或斜差)，这两个比较器则共同确定摄象机所预期的扫描“窗口”或扫描范围。比较器70，72的每一个都可以被置于去检测一个特定值，当检测到这一特定值时则给出一输出信号。低比较器70的输出表示已检测到这个范围的低端，并使窗口锁存器80置位。高比较器72的输出表示已检测到这个范围的高端，并清除窗口锁存器80。窗口锁存器80的输出连接到与门82的一个输入端。
与门52有两个输入端，其中一端输入读出头下纸张信号，另一端输入定时标志信号。因而，与门52将一个对应于每个定时标志的信号送到计数器62以维持定时标志的计数。计数器62的计数然后传送到比较器74，比较器74可被置于去检测一个特定值，当检测到这个特定值时便给出一个输出信号。为了计数扫描，该值确定了在定时间隔中最后的定时标志。当检测出最后的定时标志时，比较器74送出一个信号到与门82。
如果与门82同时出现两个输入信号，则它产生一个输出去置位状态锁存器86，状态锁存器依次发出信号至信息处理装置IP。由于只有当窗口锁存器被置位而未被清除时与门82才产生一个输出，所以当检测到确定定时间隔终端的定时标志时，与门82的输出表示行扫描计数是在可允许范围内(如象由高和低比较器70，72所确定的范围)。因而确认在该间隔内纸张移动的平均速度是在可允许范围内。如果不是上述情况，与门82将不置位锁存器86，并对信息处理装置IP发出表明其速度存有问题的状态。然后信息处理装置IP将采取适当的措施，例如标志出有问题的纸张或将其分送到特殊的输出箱中。这种能指出精确速度偏差的能力，使得信息处理装置IP能检测或识别任何偏差或误差的模式并采取适当的诊断措施。
本发明的最佳实施例描述了一种使用了行扫描技术的标志扫描系统，应注意的是本发明的这种方法和系统也可在其它类型的标志扫描系统中实施。例如在一个较老的标志扫描系统中，一旦一个定时标志被检测到，在一个预定的延迟之后，该系统的一行光探测器即被触发，一个具有比检测到的定时标志频率高的多的频率的分离振荡器可以被应用于从行扫描摄象机LS得到的行扫描频率输入的场合。
在本发明的另一实施例中，图3所示的部分或全部电路和逻辑可以利用软件计数器和/或软件比较器程序来实施，例如，在数字处理装置DP中，所产生的数字处理装置DP的工作频率显著地超过扫描摄象机LS的扫描频率。由于通用的微处理机没有足够高的工作频率，本发明的最佳实施例采用了分离的逻辑和电路，因而用数字处理装置DP完成象素分析和可扫描文件速度分析是不实际的。
应注意的是，本发明的最佳实施例相对于一连续的定时标志是以速度测量为依据来描述的，本发明的另一实施例是利用扫描文件D的前沿和后沿来表示第一个和最后一个定时标志而实现的。一般来说，位于扫描文件D上的定时标志SCM比可被调整的纸张的前沿和后沿有更高的精确性，所以最好利用定时标志来表示测量扫描文件D平均速度的起始和终止。另外，在很多高性能标志扫描系统的工作速度情况下，普通的光检测器去检测存在的前沿和后沿不足以获得精确地检测扫描文件D所必须的精度。
更值得注意的是，例如当一半定时标志被计数以及与全部定时标志被计数时，编程比较器74向与门82送出输出信号则可对每张纸的多于一个的平均速度进行检测。换句话说，同样的特性可以用两个分离的比较器来实施。
基于扫描摄象机LS产生的象素数值的分析，输出头下纸信号是由数字处理装置DP产生。由于扫描文件D是被打印在白色或淡色彩的纸上，而标志扫描系统10的内部则是黑色或暗色的，处理装置DP可以分析象素数据流是否位于光照射源20之下(即在读出头下)。(当扫描文件D最初进入读出头区域时，检测在象素数据流中全部扫描文件D出现之前，在象素数据流中出现的一半扫描文件是否多于一扫描行，用白/黑鉴别的同样方法也被用于处理装置DP去检测偏移和偏斜。)虽然本发明描述了最佳实施例，但对于不脱离本发明实质的各种变化也已仔细分析，因此本发明的保护范围是由所附的权利要求来限定，而不是由最佳实施例来限定。
权利要求
1.一种校验扫描文件速度的装置，该文件具有一定时标志轨迹和相对于指定定时标志所响应的标志区域，当该文件通过用以扫描所响应的标志区域的装置时，在一特定的频率上产生一顺次的连续扫描，这种校验扫描文件速度的装置包括处理装置，用来接收来自扫描和处理信号装置的信号，去识别在文件及随后的定时标志上的第一个定时标志；第一计数器，与处理装置相连，用以对第一个和所有随后的定时标志计数；第二计数器，与扫描装置相连，用以对第一个定时标志被识别之后出现的连续扫描操作数进行计数；第一比较器，用来接收第一计数器中的计数，将该计数与一个预选值进行比较，当该计数值等于预选值时，则产生一个第一比较器输出信号；第二比较器，用以接收第二计数器中的计数，将该计数值与预选的高值和低值进行比较，当该计数值是处于预选的高值和低值之间时，则产生一个第二比较器输出信号；和速度状态检测器，用以接收第一和第二比较器输出信号，仅当速度状态检测器同时接收第一和第二比较器输出信号时，则产生一个速度状态可允许信号。
2.一种用于检测预期的文件速度变化的装置，该文件由具有一特定扫描工作频率的扫描装置来扫描，该文件具有多个定时标志及相对于特定定时标志的多个定时区域，该装置包括连接到扫描装置的第一计数器，用以对第一个和随后的每个定时标志进行检测和计数;连接到扫描装置的第二计数器，用以对当第一个定时标志被检测之后出现的每个扫描操作进行计数;响应于第一计数器的第一检测器，当定时标志的特定数被计数时该检测器进行检测;响应于第二计数器的第二检测器，当被计数的扫描操作数是在特定范围内时，该检测器进行检测;和响应于第一和第二检测器的第三检测器，用以确定被计数扫描操作数是否同时落入特定的范围，当标志的特定数被计数时，则产生一速度状态信号表示这种状态出现或没有出现。
3.一种用于检测预期的文件速度变化的装置，该文件由具有一特定扫描工作频率的扫描装置来扫描，该文件具有多个定时标志及相对于特定定时标志的多个定时区域，该装置包括连接到扫描装置的定时间隔检测装置，用以检测由间隔定时标志的预选起始和间隔定时标志的预选终止所确定的定时间隔;连接到定时间隔检测装置和扫描装置的扫描计数器，用以对定时间隔内出现的扫描操作数进行计数;连接到扫描计数器的扫描速度状态装置，用以检测在定时间隔内出现的扫描操作数是否落入预选的范围内。
4.如权利要求3所述装置，其中定时间隔检测装置包括一个响应于来自扫描装置的信号的计数器，用以对第一个和随后的定时标志进行计数，它们被扫描到一个预选的计数，以第一个定时标志计数和达到预定的计数之间的时间定义为定时间隔。
5.如权利要求3或4的任一个所述的装置，其中扫描速度状态装置包括一个具有预选范围的低值输入的第一比较器和一个具有预选范围的高值输入的第二比较器。
6.如权利要求5所述的装置，其中扫描速度状态装置进一步包括有一个响应于定时间隔检测装置的锁存器和第一、第二比较器，仅在定时间隔的终端当扫描计数器提供在预选范围内的值时，锁存器则提供一输出。
7.如权利要求3至6中的任一个所述的装置，进一步包括用以接收在定时间隔内出现的扫描操作数的计数和根据所接收的前面被扫描文件的预定值的平均计数结果而修正预选范围的装置。
8.用以检测在具有一特定扫描工作频率的一个标志扫描系统中通过扫描装置而被移动的扫描文件的速度是否在预期速度的预选范围内的方法，该文件具有多个定时标志和相应于至少一个定时标志的多个标志区域，包括有移动文件通过扫描装置;检测第一个定时标志;检测第二个定时标志;当检测到第二个定时标志后终止扫描操作计数;因而产生一个在检测第一个定时标志和第二个定时标志时间间隔内所出现的扫描操作数的有限计数;和将该计数与预期速度预选范围所表示的可允许计数的预选范围进行比较，以确定该计数是否在可允许计数的范围内，因而表示该文件以预期速度范围内的一速度通过扫描装置移动。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包括为了标志扫描系统表明该计数是否在所允许计数的预选范围内而对状态锁存器置位的步骤。
10.如权利要求8或9中的任一个所述的方法，进一步还包括有为了诊断分析，在标志扫描系统中将在检测第一定时标志和第二定时标志之间的时间间隔内出现的扫描操作数的计数传送到一个信息处理装置的步骤。
11.如权利要求8至10中的任一个所述的方法，其中第一个定时标志是由扫描装置检测的第一个标志，第二个定时标志是在第一个定时标志之后定时标志的一个预选数值。
全文摘要
根据本发明，提供一种在标志扫描系统中校验扫描文件速度的方法和系统，包括一个高速标志扫描装置，该装置利用行扫描技术去检测具有至少一栏相应于标志区域的定时标志(最好也被标志扫描装置检测)的扫描文件标志区域上存在的数据标志。本发明提供当扫描文件通过扫描系统移动时，用于校验扫描文件速度的装置，利用测试行扫描数来完成由特定的定时标志所确定的定时间隔的校验。
文档编号G01P3/68GK1035572SQ88106699
公开日1989年9月13日 申请日期1988年8月7日 优先权日1988年1月21日
发明者乔治·E·卡斯尔, 约翰·V·麦克米林 申请人:国家计算机系统公司