CN101416537A - 传输、处理和使用编码信息的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使用有显示屏移动电话传输编码信息的方法和装置。所述方法的特征在于，所述编码信息包括元代码，元代码的码元从短文本消息系统所支持的字符集中选出，并通过但不限于经由SMCS分发的标准SMS来传播。元代码不需要EMS、MMS或其他较复杂的通信装置，因此能简单并有效地在实践中传输给每个移动电话并用于售票、优惠券和访问控制的目的。所述装置被提供用来执行所述方法。

Description

传输、处理和使用编码信息的方法和装置

技术领域

在此以及在如下专利申请中所描述的发明涉及一种用于传输机器与人可读信息到有显示屏的移动电话并将所述信息用于售票、发送优惠券和对限制区域或设备的访问控制等的方法和装置，上面所提的专利申请为2006年2月13日的瑞典申请0600315-6和2007年1月8日的瑞典申请0700070-6，此处要求了这些专利申请的优先权。

背景技术

在公开号为WO 2001/95267和WO 2004/027662的国际专利申请以及英国专利申请GB2362012中，已经公开了用于向移动电话传输票的方法。然而，所公知的方法存在相当大的实践缺陷，它们需要使用一维或二维代码。这类代码不能使用实践中所有移动电话和网络都支持的标准短文本发送协议来发送。更确切地说，它们需要诸如EMS、SmartMessaging(诺基亚支持)和MMS或e-mail等的专门图像传输技术，这些技术并没有得到移动网络和移动电话的普遍支持(在发展中国家尤为如此)，且使用起来价格昂贵，并且需要较大数据传输容量。MMS通常需要在移动电话中进行专门设定。至于EMS，需要知道接收方的具体移动电话型号及其显示特性方面的信息。这类数据可存储在数据库中，但是，随着发展中国家新移动电话型号的迅速引入和低价型号的蓬勃发展，保持数据库的彻底更新是困难的。作为现有技术基础的所述一维或二维代码通常不能被标准零售的和类似的扫描仪读取，而是需要专门的扫描仪，并且很难在移动电话显示屏上读取，所述显示屏可能被弄脏或划刮，从而使密集线和位的读取相当困难。

发明目的

本发明的目的为克服上述提到的问题，并提供一种几乎可应用于所有运营商网络中的所有移动电话上的简单适用和经济可行的方法。下文中所使用的移动电话概念包括所有类型的有显示屏的手持移动设备，包括但不限于所谓的PDA和Smartphone，并使用任意类型的无线通信装置。

发明内容

本发明所声称的目的分别通过权利要求1和6的特征部分所述的方法和装置来实现。

从属权利要求公开本发明的优选实施方案。

移动电话网络被设计为使得可以传输下文所述类型的短文本消息。移动电话显示屏相应地能够接收和显示标准短文本消息，该标准短文本消息可包含一些以字母或数字集形式表示的编码信息。不加限制的是，可以对即将被接收移动电话用作票、凭证、折扣券或类似证件(这些证件赋予持有者享受某些商品或服务的权利或使持有者能够采取一项措施、触发一项活动或启动一项功能)的编码信息补充普通文字数字文本信息。所有这类包含了那使用标准短文本信息字符集(包括标点符号和空格在内)的编码信息的消息，在下文中称为票。

在此和在优先权文本中所描述的发明基于如下认识，即，短文本消息业务通信已被广为传播、低本高效并被几乎所有移动网络运营商和移动电话支持。因此，适合普遍应用并且不取决于即将对其传输编码的手机的任何具体特性的编码，应基于标准短文本消息业务所支持的字符和符号的设定。正如本发明中所公开的，该类型的编码将被表示为元代码(element code)。

尽管当元代码应用于下列提及的SMS、SkyMail和ShortMail等标准短文本消息业务中时，其优点极为显著，但在本发明的范围内，当然也可以通过诸如EMS、Smart Messaging、MMS、e-mail等其他协议和装置来传输编码。

短文本消息

基于移动发端和移动终端的点对点和一点对多点文本的短消息业务(SMS)最初是作为GSM系统中由多种SMS协议限定的功能引入的，但是现在已被扩展到包括3G和更高代的广阔领域网络。蜂窝广播的短文本消息允许消息被发送至指定地理区域中的所有移动电话上。在移动网络中接收、存储和转发短文本消息是通过短消息服务中心(SMSC)使用诸如SMPP协议(短消息点对点协议)完成的。

短文本消息也在诸如日本的SkyMail(J-Phone)和Short Mail(NTTDoCoMo)等的其他非SMS协议下实施。短文本消息也可通过e-mail协议来传输，如通过TCP/IP的SMTP协议。

通过SMSC传输的短消息的有效载荷(payload)由不同协议决定。在标准的GSM MAP框架内，有效载荷限制在140字节(＝1120位)。这就支持160个7位字符、140个8位字符或70个16位字符。因此，使用编码为7位ASC II字的罗马字符，一个消息允许有160个字符，而对于例如由16位UCS-2编码的俄语、汉语、韩语或日语字符情形，则一个消息仅允许有70个字符。

如果送票者希望给票增加附属消息，以至于整个消息的长度超出上述每条消息的字符数限制，则可把该内容分为多重连接的消息。因分段信息用了48位，每个分段消息的实际有效载荷会更短，例如对于16位字符仅有67个字符。

为使使用范围最宽，元代码因此应该优选短于67个字符。然而，大多数移动电话的显示屏不支持该尺寸代码的同时显示。根据本发明的元代码的大小应因此优选在其行数和其每行的字符数方面进行限制，这样代码可在所有移动电话显示屏内被完整显示。由此，正如下文所述，可对自动代码阅读器显示整个代码。

所有使用元代码传输移动信息并被设计为使几乎所有移动电话显示屏可同时显示整个代码的模式，在下文中指称为txt元代码传输。

元代码内在优点

元代码的最重要特征是，它基于标准SMS字符和符号。附加信息可以被加入到txt元代码传输中，以增强实践的多功能性：

1.SMS消息的代码部分可用普通文本来引领，显示屏上优选限制为一行，它关乎票的具体目的。在那些具有大量带小显示屏的移动电话的地区，该信息可加在代码之后，以保证整个票无须滚读即可一次显示。

2.该票可紧跟有从发送端传到终端用户的普通文本信息，如果希望则可通过使用连续分段的单个或连接的消息扩展总消息长度。

可通过将信息进行编码而使票对多人有效(“家庭票”)来实现进一步的多功能性。

使用短文本消息业务的内在的点对点和广播功能，票可容易地从初始接收者传至他人或被发行者大量配发。对于供使用一次的个人票，一旦初次出示和使用，就将该票从可用票管理系统的寄存器中剔除，从而禁止其多次使用。下文进一步描述售票系统的该系统方面。

通过用txt元代码票代替纸质票，从票发行者和终端使用者的角度来看都实现了可观的合乎经济原则的效果。

附图说明

元代码设计

现在将参照附图来描述和阐释元代码的多种可替代实施方案。

图1-4示出根据本发明所设计的代码实施例

图5图示移动电话屏幕上显示的元代码

图6示出图示了元代码图像处理中的典型步骤的流程图

图7图示了用于活动票的生成和管理的系统

具体实施方式

图1-2图示了根据本发明设计的二进制元代码。

二进制元代码仅使用来自短消息业务的标准字符集的两个字符，包括但不限于标点符号和空格。二进制代码的优点是：

-首先，通过将代码限制为仅两个码元，方便阅读器和译码器中的代码码元的识别和解释。

-其次，便于应用诸如Reed Solomon纠错等已经完善的检错和纠错方法。

-再次，可选出其欧拉数分隔较宽的码元，从而方便阅读器中的快速识别。

图1A示出仅使用数字1和空格作为码元的二进制代码。实验表明这种代码从稳健性角度看并不理想。

图1B示出使用数字1和8作为码元的改进的编码。这些码元具有相应的欧拉数E＝+1和E＝-1。对于欧拉数存在快速计算方法，当任务为在符号之间进行区分时，从计算机视觉的观点来看，使用它们是有利的。

显示屏上的划痕和灰尘颗粒会影响阅读器和译码器所见的图像，并从而影响计算出的欧拉数。但是，可在计算欧拉数前使用形态滤波和其他图像改进技术，从而使译码在现场条件下稳健。

使用数字而非其他诸如字母的符号作元代码的优点是，数字不时被等距印制或显示，这就允许代码呈现为理想网格，从而进一步便于在译码器中读取和译码。通过使用短文本消息支持的回车，可在码元和显示边缘之间保持安全的页边空白。

移动电话采用不同的字体/字形。这些字体/字形可能是成比例或等宽的，无论是否有衬线等。因此，被选作元代码码元的字符可能展现得不同，从而影响识别的稳健性(robustness)。

因此使用除1和8以外的其他字符作为元代码可能是有利的。

图2图示了使用码元大写“b”和大写“i”的二进制元代码实施方案。这些码元有着同数字8和1相同的欧拉数，因此可替换使用。然而，在这种情况下失去了等距空格。

图1和2示出一个代码实施方案的实施例，其码元之间存在空格且具有5行而每行8个码元，从而构成40位代码。

尽管码元之间的空格有利于稳健的读取和译码，但是根据本发明，使用空格是为可选而非必要的条件。在本发明范围内，允许使用标准短文本消息所支持的诸如码元之间连字号的间隔符。

更进一步，使用回车是一种有利于译码的选择，但并不是必要条件。实验中已证实，在不需要为限定行长度而进行预编程回车的情况下就可以实现稳定译码。

40位二进制编码允许在实践中进行数量足够的组合。然而，低端移动电话可能不允许同时显示五行。用较少的行，可通过使用三码元代码来增大组合容量。这图示于图3中，其中使用了码元8、0和1，其相应的欧拉数分别为E＝-1，E＝0和E＝+1。使用3个其码元有8个的行，该代码的组合容量(没有码元被定位用于检错或纠错)接近2820亿。

根据本发明，允许改变码元数，并为码元选择任何清晰可辨的标准文本消息字符集，优选使代码中任意两个码元的欧拉数相差至少一个单位。

根据本发明的元代码结构和译码程序的一个可选择特征是局部或完全旋转不变。在完全旋转不变的情况下，无论显示屏如何围绕阅读器/译码器的光轴旋转，都可以进行代码的译码。旋转不变性可通过例如在代码中引入合适的标记来实现。

图1-3中所图示的代码通过可基于神经网络的OCR技术进行译码，以允许阅读器识别出元代码所用的字符，这与具体移动电话显示屏上所使用的字体类型无关。这假设了，所使用的算法被训练成在弱光和低对比度条件以及在字体范围尽可能大而字体又非众所周知的情况下识别字符，所述条件的出现可能随时间变化。上述困难可通过图4的元代码所示的代码薄(code book)概念进行克服。

在图4中，元代码的前两行每行包括从数字集0到9中选出的9个码元，在本实施例中数字1和8被排除。这两行包含编码的票号。第三行是代码薄，不包含编码信息，而仅仅用作一个使代码阅读器可以识别编码字符集的模板。利用代码薄中的对称性，例如在代码薄线的中间点处总为一特定数字，可进一步方便译码。对大范围内不同代的且显示屏和背景特性变化较大的移动电话的实践测试，已经证实带代码薄的元代码的稳健性。使用代码薄的额外优点是，在实践中可有更多的字符被选择作为码元，从而在给定代码长度时可使组合容量更大。在图4实施例的情况中，使用四个数字进行纠错，这样还有14个数字用作代码的有效载荷，组合容量为8^14或约43980亿。

图5示出显示根据图4中txt元代码消息的移动电话。

为了对元代码进行读取和译码，使用一种基于CCD或CMOS照相技术的经专门编程和调整的阅读器/扫描器。可能难于对移动电话显示屏上的代码进行可靠机器读取，原因在于反射、低对比度以及有时背景不均匀/不规则。因此可在阅读器/译码器中提供诸如偏光膜/偏振屏幕以及优化的照明设备等装置来使上述问题最小化。然而，实践测试已经表明，采用移动电话的背景灯显示，对比度足够用于读取几乎所有移动电话屏幕上的元代码，而无须阅读器中的专门的内在照明或偏振测量。

上述嵌入的译码程序可对角度或旋转效应做出几何修正。通过选择具有充足的纵深清晰度的镜头，变动的成像距离和非平坦屏幕效应被最小化。通过高速图像定位和处理和/或者用微分法来控制运动模糊。为更好应付在一些移动电话上作为默认设置的不均匀背景所引起的问题，可在图像处理初期步骤中引入像素区域的像素组合(binning)。所述图像处理可包括使用边缘检测技术和广义霍夫变换(Hough transform)，以及计算被连接的组元的二进制力矩(binary moment)和取向等。

图6示出在元代码阅读器中典型的图像采集和处理步骤，包括：

-以足够快的速度采集图像来减少运动模糊

-图像过滤以减少无用数据

-采用自适应阈值来产生二进制图像

-处理二进制图像以确定其二进制的相连接的组元的特征；尤其是，对于由图4和5图示的元代码，识别可能对应于行开始和结束处虚线(或其他合适界标)的组元

-定位代码：尤其是对于图4和5所图示的元代码，搜索划分代码位置的虚线的组合；基于定位代码确定单独数字的位置

-对代码中的数码进行解释；在带有代码薄的元代码的情况中，为了解释，使用与代码薄的关联和匹配

-对票的号码进行译码，并通过使用检错或纠错技术进行确认(在可用时)

-将结果呈现于相关的售票、发送优惠券以及访问控制(TCAC)系统

阅读器或连接到该阅读器的终端配置有通信装置，包括但不限于局域网中与电脑或服务器的无线通信，在电脑或服务器中所述票的有效性得到验证并阻止该票被多次使用。

图7示出一个有三个入口的访问控制系统A，元代码阅读器C被集成到用于活动组织者的售票系统中，其中票和访问入场券是由通过网络从网站下载到活动组织者的顾客关系管理系统(CRM)的票和优惠券生成引擎(TCGE)产生的。可位于远离活动地点之处的所述CRM，将票与任何附加的商业或其他信息组合起来，并将SMS票分配给其数据库中列出的移动电话号码。CRM通过网络与位于活动地点的实地票务管理单元(FMUT)通信，该实地票务管理单元包含本地服务器，CRM持续向其传输已发行的票的号码、对多少人所有票都有效、以及其有效期/终止日期等信息。FMUT将该信息存储于持续更新的本地数据库。FMUT也从守门者终端D接收与票务读取相关的信息，将其号码与本地数据库相核对，并向所述终端传回关于票有效性的信息。因此，票的多次使用得到禁止。CRM可在任何时间向FMUT统计询问在任何指定时段内有多少和哪些票已被使用。在无中继器下，WLAN允许入口和FMUT之间最大为50-100m。

票的结构、优惠券号码以及生成元代码的算法，包括票/优惠券号码的管理以及为防止伪造而进行的连续票号码的可逆变换或密码编码的方法，都不是本发明的主题。然而，大有效载荷容量和元代码概念的多功能性允许满足多方面的实践需求。例如，元代码的部分载荷容量可用于编码票的限定时间和地理有效性的信息。以这种方式限制的票可分配和使用于运输系统中，而无需在移动元代码阅读器和针对票确认的中央处理系统之间进行连续通信。

基于txt元代码的集成到数据库系统中且与其无线通信的售票系统的一个重要优点是，它在火车和其他没有控制门的基于运费/费用的系统中同样适用，因此对票的控制可由穿行于火车或公交车上的收票员来完成，或偶尔由进行未经宣布的检票的控制者来不定期完成。被元代码阅读器读取的票的号码将通过单元中的GPRS或3G传输到中央处理系统，并且所有回复票有效性的相关信息都可从该处得到。

所述收票员或控制者可在背包或肩包中携带元代码阅读器。对于移动装置，该阅读器可优选地是轻质的或是根据人体工效而被设计成类似于枪的，在其背部上有一个清晰可视的小屏幕，一旦阅读器枪的枪口置于显示SMS票的移动电话上，票信息就立刻在其上显示出来。这比检查和剪取纸票快得多，并且对于乘客和收票员或控制者都是非常方便的。

类似的为活动票或入场券进行的系统设计也适用于发送优惠券的应用中，该应用例如涉及基于元代码的、要被呈现给零售店内的收银员的优惠券。

本发明现已参考其当前可预见的最好实施方案模型进行了描述。然而，很显然，在本领域普通技术人员的能力和普通技术发展的框架内，以及在附属权利要求所阐释的本发明的范围内，本发明允许改变其操作和实施方案的模式。

Claims (10)

1.一种使用有显示屏的移动电话发送编码信息的方法，其特征在于，所述移动电话能够接收和显示包含自动可读元代码的短文本消息，所述元代码的码元从例如但不限于SMS的标准短文本消息业务中使用的字符集中选出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述元代码被用于执行售票、发送优惠券以及访问控制功能。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述元代码被补充了人可读/可译码的普通文本信息，例如票或优惠券号码或商业消息。

4.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述元代码包含代码薄，其用作一个用于通过相关和匹配技术进行所述元代码的识别和解释的模板，以便于译码并使其较大程度上无关于字体和其他移动电话显示特征。

5.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述元代码被设计为二进制元代码，仅使用从短文本消息的标准字符集中选出的两个码元。

6.一种用于对根据上述任一权利要求所述的元代码进行自动读取、译码和使用的装置，其特征在于，其包含照相单元和处理器设备，其用于采集所述移动电话显示屏的图像，该图像显示所述元代码，并且，所述图像通过图像处理技术在所述照相单元中或者在与所述照相单元通信的独立计算机终端或服务器中被处理，以对代码的结构和码元进行识别和解释。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述设备被提供用来生成编码票、优惠券或访问入场券，如果需要，该设备可对与地理和时间上的有效性相关的限制进行编码，并优先通过但不限于短文本消息网络和中心将这些限制分配到移动电话单元。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，其包括如下设备，该设备用于将已经自动或手动从移动电话显示屏读取的票、优惠券或访问入场券通信至寄存器以便进行确认，从而避免多次使用，并允许使用中实时统计的累积。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，一旦控制移动票、优惠券和入场券的有效性或使用权，该控制的结果是从中心寄存器通信返回至所述移动票、优惠券或访问入场券的使用点，并且所述使用点可为通向活动或运输系统的门、出纳台或通向限制区域或设备的入口。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，返回至所述使用点的信息可包括用于多个人的移动票的使用权、多个场合使用的票或优惠券的有效性、或参观团访问入场券的有效性的信息。

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