CN103024371B - 可动态决定像素量化临界值的影像均化编码与解码方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可动态决定像素量化临界值的影像均化编码与解码方法，编码部分包括：提供多个定位区块以及多个影像像素；将该多个影像像素平均分成两群并以交错的方式，依序分布在由该四个定位区块做为顶点所构成的一虚拟四边形的数据编码区域内；依照一预设的整数值，从每组的影像像素群里分别选出该整数个影像像素，将完成的编码选择，依其规范进行印刷。其解码部分包含：将编码图中影像像素分群；将各组影像像素群的每个影像像素依照其量化值排序；分别依据一预计的整数值判定已排序的每组影像像素群的每个影像像素为1或0，以获得每组各一临界值，及一各组编码；检查其是否为合法编码；若是则组合成一整体编码，否则回报解码错误。

Description

可动态决定像素量化临界值的影像均化编码与解码方法

技术领域

本发明涉及一种二维信息编码与解码的方法，且特别涉及一种可动态决定像素量化临界值的影像均化编码与解码方法。

背景技术

光学辨识码(Optical Identification，OID)是一种可在一般印刷品中加入隐藏性数字数据及后续的获取与辨识该隐藏性数字数据的技术。所谓隐藏性数字数据，由多个微小点依预设规则分布而形成的点阵图案，该点阵图案相当微小且颜色通常不显明，容易在视觉上被忽视，也不影响印刷品中辨识出主要图形所欲传达的信息，因此被称为隐藏性数字数据。当欲读取该数字数据时，需通过一光学辨识器获取点阵图案，运用光学及影像处理技术，进行辨识及解码动作，辨识出点阵图案所代表的信号。一般而言，在实际产品之中常运用此技术配合一影像显示装置或一声音拨放装置等，根据先前的信号而产生相对的影像或声音效果。此技术常应用于相关印刷产品，如儿童教学或娱乐用的点读笔，例如，发明专利I235926所揭露的“制作图像指标的方法及应用此图项指标的处理系统、做标定位系统及电子书系统”。

为达到更良好的效果，此类技术通常在多项因素方面进行改善。例如，发明专利I336866的“不变灰阶的二维光学辨识码的编码方法与其印刷品”揭露一种辨识码，包括一定位区块与多个数据编码区块，每个区块还包含多个指定图样，排列成矩阵。通过在定位区块的最上一边缘列与最左一边缘列的位置填满该指定图样，以及在该多个数据编码区块的中央位置填满该指定图样，并且在每个数据编码区块里填满指定数目的指定图样，以改善编码均化的效果。又如，发明专利I307048的“点阵型图案的设计及其解码方法及其装置”揭露一种编码及解码的方式，包括利用多个定位点、格点、及信息点的位置及特征，再依据第一与第二判断准则分别标示出该多个定位点、格点、及信息点以进行解码，技术宣称具有克服图案旋转、角度歪斜、或图案不完整等问题，也具有视觉灰度一致性高等优点。又如，发明申请公开号200739452的“图像指标”揭露一种包括一内容数据部及一表头部的图像指标，其内容数据部还包括多个为图像单元，平均分布在多个虚拟区域里，以期达到影像均化的效果。上述的各项专利皆着重于提升辨识度或编码图样的均匀化，以减少编码图对视觉的干扰，由此可见影像均化编码在此技术商品化的重要性。

然而，在提升辨识度的同时，也必须考虑技术在商品化所遭遇的问题。点阵图案隐藏于印刷品中，点阵图样愈复杂或不易辨识时，就必须采用印刷品质较好的技术，相对地印刷品的生产成本较高。而利用光学辨识器来获取图像，采用解析度较高的影像感测器，虽能获得较佳的品质，但感测器单价较高，产品成本相对增加，此为厂商需克服的问题。

究其原因，现有的影像均化技术皆着重在一定的范围或区域内平均的将点图案(或其他指定图案)分布，而未将每个点图案可能因印刷品质所产生的差异列入考量。换言之，每个点图案的判断依据为固定值；如此一来，不只缺乏弹性，也容易产生误判而无法决定正确的解码，甚至还会增加印刷生产的成本。

因此，一种可动态决定像素量化临界值的影像均化编码与解码方法是设计者面临的重要议题，也可为目前业界提供另一有效的解决方案。

发明内容

基于上述现有技术的缺失，本发明的主要目的在于提供一种可动态决定像素量化临界值的影像均化编码与解码方法，利用可动态决定像素量化的临界值来减少噪声影像(noise)的干扰，以达到提升影像辨识度的目的。

本发明为的另一目的在于提供一种可动态决定像素量化临界值的影像均化编码与解码方法，利用可动态决定像素量化的临界值来提升影像编码的品质，以减少编码图对视觉的干扰，进而达到影像编码均化的目的。

为达成上述目的，本发明提供一种可动态决定像素量化临界值的影像均化编码与解码方法，其编码部分包括：提供多个定位区块以及多个影像像素；将该多个影像像素平均分成两群组；将该两组影像像素群位置以交错的方式，依序分布在由该四个定位区块做为顶点所构成的一虚拟四边形的数据编码区域内；依照一预设的整数值，从每组的影像像素群里分别选出该整数个影像像素，将完成的编码选择，依其规范进行印刷。其解码部分，还包含：将编码图中影像像素划分群组；将各组影像像素群的每个影像像素依照其量化值排序；分别依据一预计的整数值判定已排序的每组影像像素群的每个影像像素为1或0，以获得每组各一临界值，以及一各组编码；检查该各组编码是否为编码簿里的一合法编码；若是，则将各组编码组合成一整体编码，至此完成解码；反之，则回报解码错误。

为期能对本发明的目的、功效及构造特征有更详尽明确的了解，兹举可实施例并配合图示说明如后：

附图说明

图1所示为本发明的一种可动态决定像素量化临界值的影像均化的编码示意图；

图2所示为本发明的编码流程图以达成图1中的影像编码；

图3所示为对应于图2的解码方法的流程图以解码图1中的影像编码。

其中，附图标记说明如下：

100：影像编码

101：定位区块

102：影像像素

103：数据编码区域

具体实施方式

图1所示为本发明的一种可动态决定像素量化临界值的影像均化的编码示意图。如图1所示，本发明的影像编码100包括四个定位图案101、以及多个影像像素102，其中由该四个定位图案101做为顶点所构成的一虚拟的四边形可视为数据编码区域103，而该多个影像像素102采用均匀但非规律、非矩阵的方式分布在该虚拟的数据编码区域103内部。值得注意的是，定位图案101的位置和方向必须要能够定义出虚拟的数据编码区域103。例如，在本实施例中，定位图案101为一包含四个像素点所构成的一特定图案，其中三个像素点的排列略呈三角型，而第四个像素点则位于其中一角的一特定延伸距离的位置，以此来定义出定位图案101的方向，再将该四个定位图案101分别做为顶点，将所构成的一虚拟的四边形视为数据编码区域103，以限定该多个影像像素102所能分布的范围，以利后续解码时，获取及辨识该影像编码的基础。

尤其值得注意的是，其中该多个影像像素102在数据编码区域103内分布的方式必须为非规律排列型或非现有常见的矩阵型，且仍必须维持近似均匀的状态，以达成视觉上的平衡(visual equilibrium)。举例来说，如图1所示，本实施例的影像像素102共计20个，其分布与编号维持一定的乱度，而非规则状。例如，第一排的像素编号0、19、1，并未与第二排的像素编号18、2、17、3对齐，也未与第三排的像素编号16、4、15、5、14对齐，以此类推。更进一步，每一排的像素之间其上、下、左、右的高低与距离，也可以有些微距离的差异，以增加一定的乱度。

当然，在本实施例中所示的定位图案101的构成、位置、其方向，与多个影像像素102的个数及分布，仅为示意用。本发明的实施并非限定于上述实施例。

图2所示为本发明的编码方法以达成图1中的影像编码。如图2所示，步骤201提供多个定位区块以及多个影像像素。其中，该定位区块还包含一定位图案，且该多个定位区块的定位图案的位置和方向定义出一数据编码区域，以供该多个影像像素在该数据编码区域内分布，例如，在图1的实施例中，包含有4个定位区块以及20个影像像素。步骤202将该多个影像像素平均分成两群组，例如，将上述实施例的20个影像像素平均分成A组与B组，其中A组与B组个包含10个影像像素。步骤203将该两组影像像素群以交错的方式，依序分布在由该四个定位图案做为顶点所构成的一虚拟四边形的数据编码区域内。例如，将A组的影像像素群由上而下的分布，其中影像像素间的横向间距，约略为影像像素间的纵向间距的两倍左右，但非刚好两倍，以维持一定的乱度；同样地，再将B组的影像像素群由下而上的分布，置放于A组的两个横向相邻的影像像素之间，或在一个A组的影像像素左侧或右侧。如此一来，两组交错分布且分别由上而下、与由下而上的影像像素群，便可达成前述的非规律排列型或非现有常见的矩阵型，且仍必须维持近似均匀的状态，以达成视觉上的平衡，且不受噪声影像干扰(noise immune)。

步骤204依照一预设的整数，从每组的影像像素群里分别选出该整数个影像像素，将其像素值设为1，也即，高准位(high)。例如，假设预定值为4，则自上述的A组与B组影像像素群中分别选出4个影像像素，将其像素值设为1。换言之，像素编号0～9等10个像素中会有4个像素值为1，而其他6个的像素值则为0，也即，低准位(low)。同样地，像素编号10～19等10个像素中会有4个像素值为1，而其他6个的像素值则为0。如此一来，便完成决定该编码的选择，可以依其规范进行印刷。在上述的范例里，每组像素群的合法编码便可构成一编码簿(code book)，例如，0001101010、1001101000、0000110110等为合法编码(valid code)，而0011001110、1000100010等为不合法的编码(invalid code)。值得注意的是，该预设的整数，在较佳的实施例中，应略小于每组总像素的一半，称为稀疏编码(sparse coding)，具有维持视觉平衡，以及易于侦测错误的优点。若该预设的整数过大，可能会让编码图对视觉产生干扰。

图3所示为对应于图2的解码方法以解码图1中的影像编码。如图3所示，步骤301将编码图中影像像素划分群组，例如，将影像像素平均分成A组与B组。步骤302将各组影像像素群的每个影像像素依照其量化值排序，例如，由高至低排序。由于所获取的编码图中的每个影像像素的像素值(也即1或0)是以例如8位元的灰阶值(8-bit grayscale)来表示，此乃因为印刷的结果，编码图中每个影像像素的明暗程度可能呈现些微差异，或者在获取编码图的过程，因环境光线或其他因素的影响，产生的影响差异。步骤303分别依据一预计的整数值判定已排序的每组影像像素群的每个影像像素为1或0，以获得每组各一临界值，以及一各组编码。例如，在上述实施例中，由于每组影像像素群包括4个1，以及6个0，因此，该已排序的每组影像像素群中，最前面4个像素值应为1，而后面6个像素值应为0，且该组的临界值可视为介于最后一个1与第一个0之间。步骤304检查该各组编码是否为编码簿里的一合法编码。有不同的因素可能导致产生非合法的该各组编码，例如，已排序的每组影像像素群的量化值相同，导致产生过多或过少的像素值应为1，例如，3个或5个影像像素。因此此一检查步骤可以依据该各组编码中的像素值为1的影像像素个数来决定是否为合法编码，或者，也可以利用各组影像像素群的临界值是否有差异做为依据来该解码是否正确。若是，则进行步骤305将各组编码组合成一整体编码，至此完成解码；反之，则进行步骤306回报非合法编码或解码错误。

值得注意的是，在步骤304的检查该各组编码是否为合法编码时，若发现为非合法编码时，依其应用目的，尚可还包括一步骤来加以调整其临界值，直到产生合法的各组编码，或设定一调整次数上限，以增加本发明的解码方法的错误侦测与自动修正能力。再者，利用其各组的不同临界值，也可增加编码与解码的弹性。

经由以上本发明的实施例与现有的现有技术比较，本发明有以下的优点：

可动态决定像素量化的临界值来减少噪声影像的干扰，以达到提升影像辨识度的目的。

可动态决定像素量化的临界值来提升影像编码的品质，以减少编码图对视觉的干扰，进而达到影像编码均化的目的。

因此，本发明的一种可动态决定像素量化临界值的影像均化编码与解码方法，确能通过所揭露的技艺，达到所预期的目的与功效，符合发明专利的新颖性，进步性与产业利用性的要件。

惟，以上所揭露的图示及说明，仅为本发明的较佳实施例而已，非为用以限定本发明的实施，大凡熟悉该项技艺的人士其所依本发明的精神，所作的变化或修饰，皆应涵盖在以下本案的申请专利范围内。

Claims (8)

1.一种可动态决定像素量化临界值的影像均化编码方法，其特征在于，包含下列步骤：

提供多个定位区块以及多个影像像素，其中，该定位区块还包含一定位图案，且该多个定位区块的定位图案的位置和方向定义出一数据编码区域，以供该多个影像像素在该数据编码区域内分布；

将该多个影像像素平均分成一第一群组与一第二群组；

将该第一群组与第二群组影像像素群以交错的方式，依序分布在由该多个定位图案做为顶点所构成的该数据编码区域内；

依照一预设的整数值，分别从该第一群组与第二群组影像像素群里选出该整数个影像像素，将其像素值设为1，以完成编码；以及

进行印刷该编码。

2.如权利要求1所述的可动态决定像素量化临界值的影像均化编码方法，其特征在于，该依序交错分布两组影像像素群步骤中的交错的方式，是将该第一群组的影像像素群由上而下的分布，其中影像像素间的横向间距近似但不等于影像像素间的纵向间距的两倍；再将该第二群组的影像像素群由下而上的分布，置放于该第一群组的两个横向相邻的影像像素之间，或在一个第一群组的影像像素左侧或右侧；该第一群组与一第二群组的影像像素交错分布，且分别由上而下、与由下而上，达成一非规律排列型或矩阵型。

3.如权利要求1所述的可动态决定像素量化临界值的影像均化编码方法，其特征在于，该预定的整数值，小于该第一群组或第二群组总像素值的一半。

4.一种可动态决定像素量化临界值的影像均化解码方法，其特征在于，包含下列步骤：

将所获取的编码图中影像像素平均分成一第一群组与一第二群组；

将该第一群组与该第二群组影像像素群的每个影像像素依照其量化值从高到低排序；

分别依据一预计的整数值判定已排序的该第一群组与该第二群组影像像素群的每个影像像素为1或0，以获得各组的一临界值，以及一各组编码；

其中，该已排序的各组影像像素群中，最前面该预定整数个像素值应为1，而后面其余的像素值应为0，且各组的临界值介于该组影像像素群最后一个1与第一个0之间；该各组编码由各组内所有影像像素的各像素值所组成；

检查该各组编码是否为一合法编码；

若是，则将该各组编码组合成一整体编码，完成解码；反之，则回报非合法编码或解码错误。

5.如权利要求4所述的可动态决定像素量化临界值的影像均化解码方法，其特征在于，该所获取的编码图中的每个影像像素的像素值是以8位元的灰阶值来表示，且其排序依据该8位元的灰阶值。

6.如权利要求4所述的可动态决定像素量化临界值的影像均化解码方法，其特征在于，该预定的整数值，小于该第一群组或第二群组总像素值的一半。

7.如权利要求4所述的可动态决定像素量化临界值的影像均化解码方法，其特征在于，该检查步骤依据该各组编码中的像素值为1的影像像素个数来决定是否为合法编码。

8.如权利要求4所述的可动态决定像素量化临界值的影像均化解码方法，其特征在于，该检查步骤依据该各组的临界值是否相同来决定是否为合法编码。