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信號處理
全息解碼技術(Holography)的工作原理
 
 

        在對條形碼的編碼信息進行破解之前,掃描儀的解碼板必須先接收到代表條形碼組成的每一個黑條和空白部分寬度的數字信號。模擬信號電路將條形碼的映象轉換成能代表這個映象的數字信號。為了弄懂這個轉換過程的實現,我們先來了解掃描儀是怎么"看到"條形碼的。

        首先,掃描儀發出的激光線形成一個掃描區域。任何時候當激光線投射到物體上時, 部分光線就會被彈回。從物體上彈回的那部分光叫做反射光。所有的物體都會吸收一部分光,而將剩余的那部分光反射回去。

        物體不同,被反射回去的光的多少也不同,這因物體的顏色和表面材質而定。對于條形碼,它的表面材質通常是均一的,因此它的打印和背景就決定了反射光的多少。



        通常情況下,條形碼的空白部分是由顏色較淺的背景所形成,然后在這個背景之上打印了顏色較暗的直條。這樣就會產生從高水平的反射光到低水平的反射光的交替躍遷。這一點很重要,因為這種不同程度的躍遷是掃描儀所探測到的,而并非反射光的實際多少。

        掃描儀的信號處理部分會識別這種躍遷,并將它們轉換成數字信號。為完成這個轉換,從條形碼反射回來的一部分光會被一個透鏡所接收,然后通過一個叫做"光電感應器"的部件聚焦。光電感應器將反射的光信號轉化成與之成正比的電流信號。由于這種電流信號非常微弱,因此必須將它幾次放大,使其達到可利用的水平(b)。同時該過程還有濾波的效果,使得只有在條形碼頻率范圍內的信號才會被放大。

        然后,信號躍遷感應器會識別出在短暫時間間隔內信號發生較大變化的各點(c),即是從條形碼的空白部分(反射光水平高)到黑條部分(反射光水平低)的變化點。信號從低到高的迅速轉變就揭示了從條形碼的黑條到空白的轉換(d)。接著,這些轉換信息被融合在一起,就代表了條形碼的數字形式(e),進而被傳送到掃描儀的解碼板進行解碼。條形碼的邊界打印質量差、黑條中間有空洞、以及表面不均一等都是信號處理器必須做出彌補的地方。因此,打印清晰的白底黑條的條形碼是最容易識別的。

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