Sistema y método para decodificación y análisis de códigos de barras usando un dispositivo móvil.

Un método de decodificación y análisis de un código de barras (103),

que comprende las etapas de:formación de imagen de un código de barras con un dispositivo móvil equipado con una cámara digital (107),mejora de dicha imagen del código de barras usando un software situado en dicho dispositivo móvil (105),decodificación de la información del código de barras a partir de dicha imagen del código de barras mejorada,transmisión de dicha información del código de barras a un servidor (113) por medio de una red inalámbrica (109),procesamiento de dicha información del código de barras usando dicho servidor (113) para determinar la informaciónasociada a dicha información del código de barras, y

transmisión de la información asociada con la información del código de barras al dispositivo móvil (105) por mediode dicha red inalámbrica (109);

caracterizado porque:

a) la etapa de mejora de la imagen del código de barras comprende (fig. 5A):

conversión (501) de dicha imagen del código de barras en una matriz de píxeles,

división (503) de dicha matriz de píxeles en secciones,

determinación de una primera intensidad para al menos un píxel en cada una de dichas secciones, yasignación de una segunda intensidad a dicho al menos un píxel si dicha primera intensidad es inferior a unaprimera intensidad umbral o superior a una segunda intensidad umbral para mejorar dicha imagen del código debarras; y

b) la etapa de decodificación comprende (fig. 4A):

cálculo (409) del número de bordes en dicha imagen del código de barras mejorada; carga de una primera bibliotecade simbología para códigos de barras;

comparación (411, 453) de dicho número de bordes con un umbral predeterminado requerido para dicha bibliotecade simbología; si el número de bordes detectados se corresponde con el número de bordes que debe tener uncódigo de barras en la primera biblioteca, decodificación de dicho código de barras a partir de dicha imagen delcódigo de barras mejorada usando dicha primera biblioteca de simbología; si el número de bordes no secorresponde, carga de la siguiente biblioteca de simbología y repetición de la comparación de bordes con la nuevabiblioteca; y continuación de esta comparación hasta que se encuentre una correspondencia.

Sistema y método para decodificación y análisis de códigos de barras usando un dispositivo móvil

Campo técnico de la invención La presente invención se refiere en general al campo de la lectura y decodificación de códigos de barras usando un dispositivo móvil. Más específicamente, la presente invención usa técnicas ópticas de decodificación para decodificar códigos de barras adquiridos por medio de un teléfono con cámara u otro dispositivo equipado de forma similar.

Técnica anterior

Los códigos de barras se han usado para identificar y valorar objetos durante más de treinta años. Normalmente, los códigos de barras se usan en comercios minoristas para identificar el artículo que se comercializa. Por ejemplo, un litro de leche puede contener un código de barras que, cuando se lee, notificará al cajero el precio de la leche.

En los últimos años, los códigos de barras han adquirido nuevas finalidades conforme ha mejorado la transportabilidad de los ordenadores y los lectores de códigos de barras. Los circuitos necesarios para leer un código de barras unidimensional convencional pueden alojarse ahora en un dispositivo del tamaño de apenas una cadena de llave típica. En consecuencia, muchos teléfonos móviles, asistentes digitales personales ("PDA") y buscapersonas pueden retroalimentarse o conectarse con un dispositivo de lectura de tipo láser. Esto permite que el dispositivo móvil funcione como un lector capaz de almacenar centenares o miles de códigos de barras leídos.

Los dispositivos móviles con lectores incorporados han permitido el desarrollo de un nuevo nicho en el negocio de la electrónica inalámbrica. Algunas empresas han desarrollado software y hardware que permite a un usuario leer cualquier código de barras y ser redirigido a información multimedia (por ejemplo, una página web, descripción de producto, precio, etc.) acerca del producto sometido a lectura. Estos programas proporcionan un enlace entre el mundo físico y virtual que anteriormente no existía.

Sin embargo, los dispositivos móviles con lectores incorporados poseen algunos inconvenientes que han limitado su expansión en el mercado de los dispositivos móviles. En primer lugar, existen pocos dispositivos móviles producidos para el público en general que contengan lectores integrados de tipo láser. Por tanto, para que un usuario adquiera capacidad de lectura en un dispositivo móvil, debe comprar un equipo adicional. El equipo de lectura adicional añade además tamaño y peso al dispositivo móvil, reduciendo así su movilidad.

En la actualidad, existen muchos teléfonos móviles y dispositivos móviles con cámaras integradas. La explosión de la disponibilidad de cámaras digitales asequibles y su inclusión en dispositivos móviles está impulsada por varios factores. Uno de los más importantes es la reciente disponibilidad de detectores de imagen económicos basados en tecnología CMOS. Las cámaras de estos dispositivos proporcionan un medio para capturar la información del código de barras que previamente era accesible únicamente por medio de un lector de tipo láser. La decodificación de imágenes de códigos de barras a partir de cámaras digitales incluidas en dispositivos móviles presenta varios problemas difíciles. Estos problemas superan las capacidades que presentan los lectores comerciales de códigos de barras. Los algoritmos de decodificación de códigos de barras de los productos comerciales no decodificarán de forma consistente las imágenes de un dispositivo portátil del consumidor. A continuación se plantean algunos de 45 estos problemas:

Iluminación:

La mayoría de los dispositivos móviles con cámaras digitales integradas no tienen flashes incorporados y se basan exclusivamente en la luz ambiental para la iluminación. El uso de la luz ambiental altamente variable hace mucho más difícil el reconocimiento de formas. Las sombras, el sombreado a lo largo de un código de barras, la sobreexposición, la subexposición y problemas similares que son normales para cualquier cámara que no use un flash pueden hacer fracasar a los algoritmos de decodificación de códigos de barras tradicionales que están diseñados para entornos de iluminación altamente controlada.

Tamaño:

La distancia entre una cámara digital y su objeto normalmente no se controla rígidamente. Esto se traduce en un gran intervalo de posibles tamaños (aumentos) que un código de barras puede tener en un detector de imágenes de tamaño fijo.

Oblicuidad:

Como sabe cualquier fotógrafo, realizar fotografías en ángulo modifica la forma aparente del objeto para el

espectador. Un código de barras con forma rectangular cuando se mira de frente puede parecer un trapezoide (o cuadrilátero irregular) si se mira desde un ángulo. La posición y el direccionamiento de los píxeles de la imagen para un código de barras cambian de forma muy sustancial cuando se mira desde un lado, o de forma oblicua. Los algoritmos para decodificar códigos de barras a partir de imágenes digitales deben ser capaces de resolver imágenes distorsionadas por ángulos de visión oblicuos, pero deben hacerlo dentro de las restricciones de la limitación de hardware, potencia de procesamiento y memoria que se encuentran normalmente en dispositivos móviles como las PDA y los microteléfonos.

Energía de la batería:

Los dispositivos portátiles funcionan con baterías, que es preferible que sean pequeñas. Los algoritmos de decodificación de códigos de barras para cámaras deben ser muy eficaces, de forma que usen bajas cantidades de potencia de la UCP. Los dispositivos de diodos de acoplamiento de carga ("CCD") y los lectores de códigos de barras que usan luz láser en general necesitan una gran cantidad de potencia, y no están bien adaptados para los dispositivos portátiles alimentados por batería.

Reproductores de imágenes en color:

Los dispositivos orientados al consumidor como los microteléfonos móviles están diseñados en general con detectores de imagen en color. Sin embargo, la lectura de códigos de barras normalmente funciona de forma óptima con información de escalas de grises. Los datos en color necesitan normalmente el triple de la cantidad de almacenamiento y manipulación requerida por la escala de grises. Los datos deben transferirse a través de la UCP y la memoria de la cámara para ser procesados. Para los reproductores de imágenes en color se necesitan algoritmos de procesamiento de imágenes específicos con el fin de evitar artefactos problemáticos en las imágenes durante la traducción de color a escala de grises.

Enfoque:

Las cámaras digitales para dispositivos portátiles se diseñan habitualmente para funcionar a diversas distancias. La necesidad de un intervalo más amplio de enfoque en la cámara redunda en una solución de compromiso entre el coste del componente del objetivo y la nitidez de una imagen típica. Los algoritmos de decodificación para cámaras digitales integradas deben tener capacidad para resolver un grado moderado de problemas de enfoque.

Componentes del objetivo de bajo coste:

Para satisfacer las restricciones de coste de numerosos mercados de dispositivos portátiles, los fabricantes a menudo comprometen la calidad óptica de los objetivos de la cámara. Esto puede presentar tecnologías de decodificación con un conjunto diferente a partir del sencillo problema de enfoque basado en la distancia focal observado anteriormente. Los componentes de objetivos de bajo coste pueden producir distorsiones de imagen que se localizan en una región específica o forman un gradiente variable a lo largo de la imagen. Se requiere así una sofisticación adicional para los algoritmos de decodificación.

Resolución limitada:

El coste de un detector CMOS de formación de imágenes digital aumenta cuando lo hace el número de píxeles de la imagen. Aunque el mercado asiático ha asistido a la puesta a la venta de dispositivos de consumo de uso genérico 45 como dispositivos PDA y teléfonos móviles con resolución de imagen de "megapíxeles", es poco probable que estos dispositivos se comercialicen en los mercados generales de Europa y Norteamérica en un futuro próximo. Con menos píxeles para trabajar, es notablemente más difícil decodificar de forma fiable códigos de barras a partir de imágenes.

Basándose en los problemas descritos anteriormente con la formación de imágenes digitales móviles, existe claramente la necesidad de un sistema capaz de capturar, decodificar y analizar la información del código de barras obtenido de un dispositivo móvil equipado con cámara digital. Dicho sistema permitiría a un usuario medio de un dispositivo móvil leer... [Seguir leyendo]

1. Un método de decodificación y análisis de un código de barras (103) , que comprende las etapas de:

formación de imagen de un código de barras con un dispositivo móvil equipado con una cámara digital (107) , mejora de dicha imagen del código de barras usando un software situado en dicho dispositivo móvil (105) , decodificación de la información del código de barras a partir de dicha imagen del código de barras mejorada, transmisión de dicha información del código de barras a un servidor (113) por medio de una red inalámbrica (109) , procesamiento de dicha información del código de barras usando dicho servidor (113) para determinar la información asociada a dicha información del código de barras, y

transmisión de la información asociada con la información del código de barras al dispositivo móvil (105) por medio de dicha red inalámbrica (109) ;

caracterizado porque:

a) la etapa de mejora de la imagen del código de barras comprende (fig. 5A) :

conversión (501) de dicha imagen del código de barras en una matriz de píxeles, división (503) de dicha matriz de píxeles en secciones, determinación de una primera intensidad para al menos un píxel en cada una de dichas secciones, y asignación de una segunda intensidad a dicho al menos un píxel si dicha primera intensidad es inferior a una primera intensidad umbral o superior a una segunda intensidad umbral para mejorar dicha imagen del código de barras; y

b) la etapa de decodificación comprende (fig. 4A) :

cálculo (409) del número de bordes en dicha imagen del código de barras mejorada; carga de una primera biblioteca de simbología para códigos de barras; comparación (411, 453) de dicho número de bordes con un umbral predeterminado requerido para dicha biblioteca de simbología; si el número de bordes detectados se corresponde con el número de bordes que debe tener un código de barras en la primera biblioteca, decodificación de dicho código de barras a partir de dicha imagen del código de barras mejorada usando dicha primera biblioteca de simbología; si el número de bordes no se corresponde, carga de la siguiente biblioteca de simbología y repetición de la comparación de bordes con la nueva biblioteca; y continuación de esta comparación hasta que se encuentre una correspondencia.

2. Un método de decodificación y análisis de un código de barras según la reivindicación 1, en el que:

dicho código de barras es decodificado por dicho servidor (113) , o dicho código de barras es decodificado por dicho dispositivo móvil (105) .

3. Un método de decodificación y análisis de un código de barras según la reivindicación 1 ó 2, en el que se carga una pluralidad de otras bibliotecas de simbología mediante dicho dispositivo móvil si dicho número de bordes es menor que dicho umbral predeterminado.

4. Un método de decodificación y análisis de un código de barras según cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 3, en el que dicho dispositivo móvil es al menos uno entre el grupo que consiste en un teléfono con cámara, teléfono móvil, teléfono inteligente, PDA, buscapersonas, ordenador personal de bolsillo, ordenador de sobremesa u ordenador portátil.

5. Un método de decodificación y análisis de un código de barras según cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3 ó 4, en el que la información asociada con la información del código de barras comprende un contenido que es un resultado de búsqueda de una base de datos construida a partir de dicha información de código de barras o es una información de producto sobre un artículo fabricado al que se asocia el código de barras.

6. Un método de decodificación y análisis de un código de barras según la reivindicación 1, en el que dicha red inalámbrica es una red WAP.

7. Un método de decodificación y análisis de un código de barras según la reivindicación 1 en el que dicha información del código de barras es transmitida a dicho servidor por medio de un mensaje SMS.

8. Un método de decodificación y análisis de un código de barras según la reivindicación 1 en el que dicha información del código de barras es transmitida a dicho servidor por medio de un mensaje MKS.

9. Un método de decodificación y análisis de un código de barras según la reivindicación 1 en el que dicho dispositivo móvil usa un sistema operativo entre la lista que consiste en Symbian OS, Java, VC++ integrado, Windows CE y Palm OS.

10. Un sistema para decodificación y análisis de un código de barras que comprende:

al menos un código de barras legible por máquina (103) , al menos un dispositivo móvil (105) equipado con una cámara digital (107) para formar una imagen de dicho código de barras (103) , en el que dicho dispositivo móvil puede accionarse para decodificar la información del código de barras a partir de dicha imagen del código de barras,

una red inalámbrica (109) , y un servidor (113) para recibir y procesar dicha información del código de barras por medio de dicha red inalámbrica (109) , en el que dicho servidor (113) transmite información relativa a la información del código de barras decodificada a dicho dispositivo móvil (105) después del procesamiento de dicha información del código de barras;

caracterizado porque:

el dispositivo móvil (105) tiene un software para la conversión de dicha imagen del código de barras en una matriz de píxeles, divide dicha matriz de píxeles en secciones,

determina una primera intensidad para al menos un píxel en cada una de dichas secciones, asigna una segunda intensidad a dicho al menos un píxel si dicha primera intensidad es inferior a una primera intensidad umbral o superior a una segunda intensidad umbral para mejorar dicha imagen del código de barras, y calcula el número de bordes en dicha imagen del código de barras, carga una primera biblioteca de simbología,

compara dicho número de bordes con un umbral predeterminado requerido para la primera biblioteca de simbología; si el número de bordes detectados se corresponde con el número de bordes que debe tener un código de barras en la primera biblioteca, el dispositivo móvil decodifica dicho código de barras a partir de dicha imagen del código de barras usando dicha primera biblioteca de simbología; si el número de bordes no se corresponde, el dispositivo móvil carga la siguiente biblioteca de simbología y repite la comparación de bordes con la nueva biblioteca; y el dispositivo móvil continúa con esta comparación hasta que se encuentra una correspondencia.

11. Un sistema para decodificación y análisis de un código de barras según la reivindicación 10, en el que la información asociada con la información del código de barras comprende un contenido que es un resultado de búsqueda de una base de datos construida a partir de dicha información del código de barras o es una información de producto sobre un artículo fabricado al que se asocia el código de barras.

12. Un sistema para decodificación y análisis de un código de barras según la reivindicación 10, en el que se carga una pluralidad de otras bibliotecas de simbología mediante dicho dispositivo móvil si dicho número de bordes es menor que dicho umbral predeterminado.

13. Un sistema para decodificación y análisis de un código de barras según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que dicho dispositivo móvil es al menos uno entre el grupo que consiste en un teléfono con cámara, teléfono móvil, teléfono inteligente, PDA, buscapersonas, ordenador personal de bolsillo, ordenador de sobremesa u ordenador portátil.

14. Un sistema para decodificación y análisis de un código de barras según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en el que la información relacionada con la información del código de barras comprende un contenido multimedia que es un resultado de búsqueda de una base de datos construida a partir de dicha información de código de barras,

o información de producto sobre un artículo fabricado al que se asocia el código de barras. 50

15. Un sistema para decodificación y análisis de un código de barras según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en el que dicha red inalámbrica es una red WAP, o en el que dicha información del código de barras es transmitida a dicho servidor por medio de un mensaje SMS o en el que dicha información del código de barras es transmitida a dicho servidor por medio de un mensaje MMS, o en el que dichos dispositivos móviles usan un sistema 55 operativo entre la lista que consiste en Symbian OS, Java, VC++ integrado, Windows CE y Palm OS.