光學(xué)編碼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)編碼。
【背景技術(shù)】
[0002]快速反應(yīng)(Quick Response)碼或“QR”碼已經(jīng)很大程度上在光學(xué)編碼領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位。圖1示出了 QR碼的示例。QR碼最初被設(shè)計(jì)和制造用于在倉(cāng)庫(kù)和工廠設(shè)施中使用，以允許機(jī)器人單元光學(xué)地識(shí)別實(shí)體。QR碼被用于存儲(chǔ)所謂的主動(dòng)數(shù)據(jù)(active data)。在本文中，主動(dòng)數(shù)據(jù)是當(dāng)其被孤立提取時(shí)具有含義的信息。相反地，非主動(dòng)或被動(dòng)數(shù)據(jù)在孤立狀態(tài)下不包含有意義的數(shù)據(jù)；被動(dòng)數(shù)據(jù)僅作為存儲(chǔ)于他處的主動(dòng)數(shù)據(jù)的引用或指示。
[0003]然而，在更加家用的環(huán)境中，QR碼作為數(shù)據(jù)載體普及使用存在許多問題。例如，高分辨率拍照手機(jī)被要求能夠快速并準(zhǔn)確地讀取QR碼。這內(nèi)在地排除了舊設(shè)備(功能手機(jī))的用戶。而且，由于讀取過程可以花費(fèi)相當(dāng)多的毫秒數(shù)，因此用戶被要求保持手機(jī)非常穩(wěn)定。這些因素導(dǎo)致明顯妨礙其使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供對(duì)光學(xué)編碼更快速和/或更準(zhǔn)確的讀取。
[0005]本說明書中對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的引用意為與實(shí)施例關(guān)聯(lián)描述的具體的特征、結(jié)構(gòu)、流程、塊(block)，或特性被包括于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，短語“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”在說明書中的多處出現(xiàn)并非必然意味著這些短語均指向同一個(gè)實(shí)施例。所述具體的特征、結(jié)構(gòu)，或特性可以任一適當(dāng)?shù)姆绞皆谝粋€(gè)或一個(gè)以上的實(shí)施例中組合。而且，已通過引用實(shí)施例描述了本發(fā)明；對(duì)這些實(shí)施例的改進(jìn)、其他的實(shí)施例及其改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯然的，并且同樣在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0006]以最概括的形式，本發(fā)明提供光學(xué)編碼，該編碼包括相對(duì)簡(jiǎn)單的幾何形狀的組合，經(jīng)組合形成易于讀取的編碼。優(yōu)選地，該編碼包含被動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0007]因此，在第一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種二維碼，該二維碼由等面積元素的陣列形成，每個(gè)元素為數(shù)據(jù)值的最小表示，其中，每個(gè)元素為下列類型的元素之一:
[0008]第一類型，其中元素的全部面積為單一顏色；
[0009]第二類型，其中所述面積被分割為至少兩個(gè)部分，每個(gè)部分為一種相應(yīng)的顏色，
[0010]其中，所述陣列具有至少一個(gè)第二類型的元素。
[0011]這類編碼所提供的優(yōu)勢(shì)是清楚的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，歸功于元素的這種分割，本發(fā)明的光學(xué)編碼提供了很大程度上更簡(jiǎn)單并且一致的通過掃描裝置的讀取。
[0012]在本發(fā)明的實(shí)施例中，第二類型的元素的相應(yīng)顏色是不同的顏色。例如，第一顏色可以是黑色，且第二顏色為白色，或者第一顏色可以是紅色，且第二顏色為藍(lán)色。
[0013]在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以在元素的面積與所述至少兩個(gè)部分中的第一部分的面積之間存在比例，該比例大于O且小于1，可替代地，該比例可為大于0.1且小于0.9，可替代地，該比例可為大于0.2且小于0.8，可替代地，該比例可為大于0.3且小于0.7，可替代地，該比例可為大于0.4且小于0.6，或者該比例為0.5。
[0014]在本發(fā)明的實(shí)施例中，第二類型的元素的分割可以是使得存在一個(gè)在大于O與小于I之間的平均像素值。在此上下文中，平均像素是表示被光學(xué)捕獲的元素的像素的值的平均值。
[0015]使用平均值的一個(gè)示例是灰度值；假設(shè)值I被賦予給100%的白，且O被賦予給100%的黑。因此，可以通過參考O與I之間的數(shù)字來識(shí)別灰色的不同等級(jí)。在本例中，若該元素是第二類型元素，且第一顏色是白色(像素值I)以及第二顏色是黑色(像素值0)，在該元素被分割為兩個(gè)相等的部分的例子中，平均像素值將為0.5。相似地，若該元素被分割為一 1/4部分和一 3/4部分，則平均像素值將為3/4。
[0016]在可替代的示例中，可使用預(yù)處理來提供用于比較的最佳實(shí)例。在該示例中，使用關(guān)聯(lián)的誤差區(qū)間來識(shí)別哪些像素可被視為白色，例如，在0.9與1.0之間的像素被視為白色(值I)，而在O與0.9之間的任何像素被視為黑色(值O)。通過這樣做，取消了在讀取時(shí)可被引入的誤差(灰色值被視為黑色，等等)，并給出了用于驗(yàn)證的最佳實(shí)例。給出8位顏色值的例子，任何具有小于或等于200，200，200的值的像素可被掃描設(shè)備視為黑色，而任何具有大于200，200，200的值的像素可被掃描設(shè)備視為白色。
[0017]之后，可通過模糊圖像比較進(jìn)行驗(yàn)證，利用已知方法比較未驗(yàn)證元素與存儲(chǔ)于掃描設(shè)備內(nèi)的已知元素。這類方法通常返回可與控制值比較的3%相似性值。例如，可以是掃描設(shè)備接受60%相似性為有效元素。因此，若被預(yù)處理的元素與已知的存儲(chǔ)元素多于60%相似，該未驗(yàn)證元素被視為已驗(yàn)證的。另一方面，若所預(yù)處理的元素少于60%相似性，掃描設(shè)備將拒絕該元素，并可要求用戶重新捕獲該元素以重新驗(yàn)證。該百分比相似性當(dāng)然可被表示為小數(shù)，并因此可以是如上所述的平均像素值。
[0018]可替代的，作為一個(gè)示例，可以使用8位顏色值(即，RRR，GGG，BBB)。在該示例中，黑色具有值0，O, 0，而白色具有值255，255，255。在該示例中，對(duì)于被一分為二的第二類型的元素，平均值可為128，128，128。進(jìn)而該值可被歸一化:值/最大值?被歸一化的平均值或128/255?0.5 ;因此，給出了前述平均值。概括地說，平均像素值與前述比例相似。
[0019]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，上述給出的值用于示例性的目的，并且可基于多個(gè)因素來確定。
[0020]在本發(fā)明的同一個(gè)或任何其他實(shí)施例中，所述面積可被劃分為使得至少一個(gè)部分形成簡(jiǎn)單形狀?？蓮挠梢韵滦螤顦?gòu)成的組中選擇該簡(jiǎn)單形狀:三角形、正方形、菱形、長(zhǎng)方形等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解可以使用任何簡(jiǎn)單形狀，諸如圖4中示出的。
[0021]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，元素被分開以形成兩個(gè)大小相等的部分，即該元素一個(gè)50%為一個(gè)顏色以及另一個(gè)50%為與前者不同的顏色。
[0022]在本發(fā)明的同一或任何其他實(shí)施例中，元素可被分割以具有至少一級(jí)對(duì)稱度(onedegree of symmetry);可替代的，元素可被分割以具有至少兩級(jí)對(duì)稱度(two degreesof symmetry);可替代的，元素可被分割以具有至少三級(jí)對(duì)稱度(three degrees ofsymmetry)。對(duì)稱度可為旋轉(zhuǎn)的、反射的，或平移的中的一個(gè)或多個(gè)。
[0023]在本發(fā)明的同一或任何其他的實(shí)施例中，元素可被分割以使各個(gè)部分之間形成鮮明的對(duì)比。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，產(chǎn)生可忽略的第二部分的分割顯然不會(huì)達(dá)到鮮明對(duì)比的要求。另外，所要求的對(duì)比可決定于被用來掃描編碼的設(shè)備的分辨率。在類似的實(shí)施例中，通過令相鄰的部分具有非互補(bǔ)色來給出對(duì)比。
[0024]在本發(fā)明的實(shí)施例中，第二類型的元素的第一相應(yīng)顏色是黑色，而同一類型的元素的第二相應(yīng)顏色是白色。
[0025]在本發(fā)明的實(shí)施例中，編碼內(nèi)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不是主動(dòng)數(shù)據(jù)。這使得編碼可以被顯示于顯著減少的覆蓋區(qū)(footprint)內(nèi)，同時(shí)保持高度的存儲(chǔ)量。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，編碼內(nèi)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是非二進(jìn)制形式的。另外，主動(dòng)數(shù)據(jù)(孤立狀態(tài)下具有意義的數(shù)據(jù))的去除使得本發(fā)明的編碼能夠通過訪問中央服務(wù)器而有效地包含近乎無限量的數(shù)據(jù)。相比之下，現(xiàn)有技術(shù)的QR碼被限制于其能夠包含的數(shù)據(jù)量?jī)?nèi)。
[0026]在本發(fā)明的實(shí)施例中，使用了 13個(gè)獨(dú)特的元素，其中所述13個(gè)獨(dú)特的元素中的12個(gè)中的每個(gè)大約50%是一種顏色以及另一個(gè)50%是與前者不同的一種顏色。
[0027]在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述分割可將元素分成至少兩個(gè)大小相等的部分。在類似的實(shí)施例中，一個(gè)部分可被視為多個(gè)不連續(xù)的子部分，而每個(gè)子部分為相同的顏色。換言之，一個(gè)部分可被視為一個(gè)元素的所有構(gòu)成部分為相同顏色。在類似的實(shí)施例中，一個(gè)部分可還被視為相同顏色的連續(xù)部分。
[0028]在本發(fā)明的實(shí)施例中，第二類型的元素可被分割為段(segment)，其中，每段具有匹配元素的至少一種類型的屬性。換言之，元素的段可具有如前所述的任一屬性。例如，所述段可被分割成初始段面積與被分割段面積的比率大于O小于I。
[0029]在本發(fā)明的實(shí)施例中，陣列是nxm陣列。在類似的實(shí)施例中，η和m均不為O或I。在類似的