CN101467161A - 多维符号体系和相关方法 - Google Patents

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Abstract

一种使用编码在数据单元中的多个特性特征的多维符号体系编码和相关方法。这种方法包括编码方法、创建方法、以及读取使用这种多个特性特征的多维符号体系编码的方法。所述特征例如包括单元内的颜色、灰度级别、单元形状或图案，或可由面阵照相机或类似设备辨别的任何分组。

Description

多维符号体系和相关方法
与相关申请的交叉引用
本申请要求提交于2006年6月14日的美国临时申请No.60/813,769的优先权，出于所有目的通过引用将其完整内容并入在此。
技术领域
本发明涉及用于对信息进行编码和解码的方法。特别地，本发明涉及多维矩阵编码技术。
背景技术
现代条形码工作开始于1948年。在1949年10月20日，Woodland和Silver提交了题目为“分类装置和方法”的专利申请。发明人将他们的发明描述为关于“通过标识图案的介质...给物品分类的技术”。Woodland和Silver条形码是牛眼符号，一种由一系列同心圆组成的符号。Woodland和Silver还描述了与当今的一维条形码相当类似的直线图案。这种符号体系由黑背景上的4条白线的图案组成。第一条线是基准线，并且其余3条线的位置被相对于第一条线固定。以一条或多条线的出现或缺失对信息进行编码。这允许物品的7种不同分类。然而，发明人注意到如果添加更多的线，可以对更多的分类进行编码。例如，采用10条线，可以对1023个分类进行编码。Woodland和Silver专利申请作为美国专利2,612,994于1952年10月7日被授权，出于所有目的通过引用将其完整公开并入在此。
直到1966年条形码才被商业化。最初的商业化产品编码被以牛眼条形码表示，并且包括一组同心圆条和不同宽度的间隔。不久就认识到业界必须对于向所有设备制造商开放的标准编码方案达成一致，以便被所有食品制造商和经销商使用和采纳。在1969年，NAFC要求Logicon有限公司开发行业范围的条形码系统提案。结果是1970年夏天的通用零售产品标识码(UGPIC)的部分1和部分2。基于Logicon报告的建议，形成了统一零售产品代码美国超级市场特别委员会。三年后，该委员会推荐采用如今仍在美国使用的UPC符号集。
美国铁路联合会于二十世纪五十年代晚期开始了自动标识的工业应用的首次尝试。在1967年该联合会采用了光学条形码。汽车加标签和扫描器安装开始于1967年10月10日。用了7年时间使95％的车辆被加以标签。出于许多原因，该系统于二十世纪七十年代晚期就不再工作并且被废弃了。真正使得条形码进入工业应用的重要事件发生于1981年9月1日，当时美国国防部采用Code 39对出售给美国军队的所有产品进行标记。该系统被称为LOGMARS。
线性条形码是二进制码。其线条和间隔具有不同的厚度并且被以不同的组合印刷。为了被扫描，必须进行准确的印刷，并且条形和间隔之间具有足够的对比度。扫描器采用各种技术读取编码。最常用的两种是激光器和照相机。扫描器可位于固定位置，例如大多数超级市场的结帐扫描器，或是手持设备，其通常用于获取存货清单。作为用于数据传送的结构的编码和作为编码的机器可读表示的符号之间应当(但是通常不会)具有不同之处。编码是文本，它可被翻译为多种多样的语言，诸如英语、法语、日语，或可被翻译为符号。
尽管开局不利，条形码已经获得了显著的成功-多种并且不同的应用中的主力。最初的成功的条形码之一，由David Allais博士开发的Code 39广泛地用于后勤和国防应用中。Code 39如今仍在使用，虽然它不如某些较新的条形码完善。Code 128和Interleaved 2 of 5是在利基市场中获得了某种成功的其他编码。
消息和条形码之间的映射被称为符号体系。符号体系的规范包括将消息的单个数字/字符、以及开始和停止标记编码为条形和间隔、条形码之前和之后所需的静区的大小、以及校验和或纠错计算。
一般可以根据两个特性对线性符号体系分类：(1)连续还是离散以及(2)两宽度还是多宽度。连续符号体系中的字符相互比邻，一个字符以间隔结束并且下一个字符以条形开始，或反之。离散符号体系中的字符以条形开始和结束；只要字符间的间隔不足以宽得看上去像编码的结束，则忽略字符间的间隔。两宽度符号体系中的条形和间隔为宽或窄；宽条形有多宽完全没有意义，只要遵守宽条形的符号体系要求即可(通常宽度是窄条形的2到3倍)。多宽度符号体系中的线条和间隔都是称为模块的基本宽度的倍数；大部分这种编码中使用1、2、3和4模块的4种宽度。堆叠的符号体系由多次垂直重复的给定线性符号体系组成。
存在各种二维符号体系。最常见的是矩阵编码，它的特征为布置在格子图案上的正方形或点状模块。二维符号体系还有多种其他视觉格式。除了圆形图案之外，存在采用通过在用户指定的图像诸如例如DataGlyph内隐藏不同大小或形状的模块阵列进行的密写的若干二维符号体系。密写是以这样的方式书写隐藏消息的技术和科学，除了预期的接收者之外没有人知道该消息的存在；这与密码相反，在密码中消息的存在本身不被伪装，而将内容隐藏。
优化线性符号体系以便以激光扫描器读取，激光扫描器以直线在条形码上扫过一条光束，读取一段条形码亮暗图案。还为了激光扫描优化堆叠符号体系，激光在条形码上多次经过。激光扫描器使用多面反射镜或安装有电流计的反射镜在条形码上扫描激光，最初仅以直线扫描，但是最终以复杂的图案扫描，从而读取器可以用任意角度读取条形码。不能以一条激光读取二维符号体系，因为通常不存在可以包括整个符号的扫描图案。因此，通常以照相机捕捉设备扫描二维符号。
在二十世纪九十年代，某些条形码读取器制造商开始以数字照相机捕捉线性和二维条形码两者而进行工作。由此该技术得以完善，并且现在常常在性能和可靠性方面超越激光扫描仪。最近，现货产品的数字照相机具有足够的分辨率捕捉一维和二维条形码两者。越来越多的公司正在寻求将条形码扫描软件结合在可拍照电话中。然而，可拍照电话的光学装置不很适合为行业专用的扫描器设计的标准编码。结果，正在为移动电话设计新编码。
条形码尤其是二维符号体系编码被设计为保持数据。编码用户一直需要增加的数据，并且保持该数据的编码需要提供保持在编码中的数据量的增加。这种需求驱使提供这些编码的人增加数据容量。存在使得增加的编码数据难以创建和打印且难以读取和提取信息的基本技术问题。增加的数据级别通常需要提高编码内的符号单元的质量以便保持该数据。可以通过创建使用更大面积的编码或通过使得编码内的符号单元更小来实现这种增加。
提供增加的数据级别的一种方法通常要求增加的面积以便保持该数据。大部分条形/点编码被印刷在衬底上。某些还被从LCD或其他数据监视器诸如移动电话屏幕上读取。将较大的编码印刷或书写到可读介质的问题是公知的。例如，介质可能很小，诸如驾照，其上没有另外的区域可用于较大的编码。另外，编码用户通常不希望介质的市场销售吸引力被大的并且有时突兀的编码所削弱。电子介质的物理大小可能不是足够大以便保持较大的编码。移动电话是可能不能保持较大编码的小面积屏幕的例子。
增加数据容量的其他方法还在通过减小每个符号单元的大小来增加符号的方面存在问题。尤其是，印刷介质可能不能接受显示可读的较小符号所需的增加的分辨率。大部分印刷介质具有有限的DPI(每英寸的点数)或分辨率，并且较小的符号不能被足够可读地形成。另外，LCD和其他电子介质在DPI方面甚至更为有限，并且具有固定的像素数以显示元素。在读取器照相机中经常难以正确地为较小的编码单元成像。
通常通过具有组织为阵列的光敏元件的面阵照相机设备读取二维编码，该阵列包含正交的X和Y轴中的元件或驱动电机，该驱动电机在单行元件之下移动编码。读取更高密度的二维符号体系编码可能是具有挑战性的。当使用较大面积编码或较小但是更密的符号时，落在任意特定单元上的照相机元件的数目少于较小或较不密集编码的情况。对特定单元成像的元件越多，越可能正确地读取单元二进制编码。较大的编码将使填充照相机阵列的更多部分成为必需以便读取该编码。当成像器的较大部分被填充并且从阵列的中心移开时，照相机镜头具有更大的畸变，因此在外边缘上图像将不精确。当编码具有要被读取的更多单元时，基于将被分析的元件的数目增加，被分析的全部数据变得更大，并且花费更多时间。
一种常用的面阵照相机具有640×480(307,200)个元件的阵列，并且通常可被用于读取多达800字节数据的编码。高数据内容的供选编码是当前可在商业上得到的Veritec有限公司的二维VSCodeTM符号体系。通常不能使用具有上述特性的照相机如同其他较低的数据编码那样好地读取1200字节容量的VSCodeTM符号。1.3兆元件的照相机可用于1200字节的编码，但是由于使用四倍的元件而增加的工作负载/读取时间、更昂贵的照相机和更低的成像稳定性共同形成了对读取更大编码的挑战。当同时考虑成本、复杂度和读取速度时，对于当前的技术，大数据二维编码达到了实用的最大数据容量。另外，编码二维编码仍然受这样的事实的限制，即，符号体系中的每个单元受仅具有黑和白单元的二值函数的局限，所述二值函数仅提供每个单元两个比特的数据。
发明内容
本发明提供使用被编码在数据单元中的多个特性特征的多维符号体系编码和相关方法。这些方法包括编码方法，创建方法和读取使用这种多个特性特征的多维符号体系编码的方法。所述特征例如包括颜色、灰度等级、单元形状、单元内的图案或面阵照相机可辨别的任何分组。在单元内，使用多于一个特征增加了数据内容，以每个特征内的特征数目除以2后的倍数增加数据内容。本发明还包括发现视野内的编码、对校正该编码的光学畸变、通过根据已知位置中的已知特征进行重新校准来校正照相机输出的方法，以及使用用于读取这种符号的面阵照相机的方法。
本发明提供了从每个符号单元提取多于两个比特的数据而不需要更多的面阵照相机元件、更大的照相机复杂性、从单元提取数据的更多成本和时间的方法。即，通过在提供每个单元多于两个数据比特的任意组合或阵列中通过不同的光学可读设计和颜色或其组合而创建单元，本发明提供了实现增加单个单元的数据比特的能力。
在本发明的一个方面中，提供了包括多个数据单元的多维矩阵符号。优选地，至少一个数据单元包括多个特性特征，并且每个特性特征表示一个编码数据比特。示例的特性特征包括颜色、灰度级别，形状和几何图案。优选地，多个数据单元被布置在内部数据域中，并且所述符号还可以可选择地包括数据单元边界，所述数据单元边界包括围绕着内部数据域的多个数据单元。数据单元边界的至少一个数据单元优选地包括多个特性特征，并且每个特性特征表示一个编码数据比特。
在本发明的另一个方面中，提供了包括内部数据域的多维矩阵符号，所述内部数据域包括第一多个数据单元和包含有第二多个数据单元的数据单元边界。第二多个数据单元中的至少一个数据单元包括多个特性特征，并且每个特性特征表示一个编码数据比特。在本发明的一个方面中，第一多个数据单元包括二值数据单元。
在本发明的另一个方面中，提供了一种读取多维矩阵符号的方法。该方法包括步骤：提供包括多个数据单元的多维矩阵符号，其中至少一个数据单元包括多个特性特征，并且每个特性特征表示一个编码数据比特，识别每个数据单元的每个特性特征，并且对由每个特性特征表示的数据进行解码。优选地，所述多维符号的多个数据单元被布置在内部数据域中，并且优选地所述符号还包括数据单元边界，所述数据单元边界包括围绕着所述内部数据域的多个数据单元。本发明的另一个方面包括通过识别数据单元边界的至少一部分定位所述符号。本发明的再一个方面包括通过识别数据单元边界的至少一部分来定向所述符号。
在本发明的另一个方面中，提供了一种读取多维矩阵符号的方法。该方法包括步骤：提供包括内部数据域的多维矩阵符号，所述内部数据域包括第一多个二值数据单元和包含有第二多个多维数据单元的数据单元边界，其中第二多个数据单元中的至少一个数据单元包括多个特性特征，并且每个特性特征表示一个编码数据比特，对由第一多个二值数据单元表示的数据进行解码，识别第二多个数据单元中的每个数据单元的每个特性特征，并且对由每个特性特征表示的数据进行解码。本发明的另一个方面包括通过识别数据单元边界的至少一部分来定位所述符号。本发明的再一个方面包括通过识别数据单元边界的至少一部分来定向所述符号。
本发明的另一个方面针对面阵照相机方法的使用，其可以使用本发明的编码的独特方面根据本发明以和当前编码和读取器相比的更高能力读取编码。
本发明的多维符号和方法提供了优于常规的二维符号的许多优点。例如，边界通常被用于定位视野中的符号，并且校正读取器相对于编码衬底的旋转和歪斜问题，从而允许进行全方向或定向的编码读取，并且通常包括已知的二维编码中的黑线条。本发明的诸方面提供了与黑线条相比具有新颖且独特特性的边界，并且在已知位置中提供特征，其可被用于帮助校正光学畸变。本发明的符号内的定时标记可被较容易地定位和识别，并且与常规的数据单元中的仅有黑色的单元相比更为准确，与其他二维符号体系编码相比，提供了更好的符号单元定位。基于许多特征中的数据布置，分层信息的更复杂的结构允许具有更强安全性的编码算法。对于仅需要800或1200字节信息的编码，与已有的业界所接受的构造相比，例如可以小于1％的面积形成本发明的编码，同时保持相同的单元大小，或具有大得多的单元，使得读取更容易并且更能容忍光学误差。读取信息的每个单元的速度快了很多，这是因为与具有业界接受的构造的2比特相比，落在一个单元上的24比特元件组输出例如可以具有多达256比特的有用信息。
附图说明
并入在本申请中并且构成本申请的一部分的附图示出了本发明的若干方面，并且与实施例的描述一起用于解释本发明的原理。对附图的简要描述如下：
图1是在衬底上示出的示例的二维符号，其特别地示出了包括多个数据单元的符号的内部数据域；
图2是根据本发明的示例多维矩阵符号的示意图；
图3是根据本发明的可被用于多维矩阵符号中的示例数据单元的示意图，每个示例数据单元具有不同颜色；
图4是根据本发明的可被用于多维矩阵符号中的示例数据单元的示意图，每个示例数据单元具有不同灰度级别；
图5是根据本发明的可被用于多维矩阵符号中的示例数据单元的示意图，每个示例数据单元具有不同形状；和
图6是根据本发明的可被用于多维矩阵符号中的示例数据单元的示意图，每个示例数据单元具有不同几何形状。
具体实施方式
面状符号体系(area symbology)是公知的，诸如美国专利No.5,612,524、美国专利No.4,972,475和美国专利No.4,924,078中所描述的，出于所有目的通过引用将它们的完整公开并入在此。图1中示出了根据这种面状符号体系的典型符号10。一般地，符号10包括内部数据域12，所述内部数据域12带有布置为矩阵的内部数据单元14，如所示出的，数据域12和数据单元14优选地为矩形，虽然可以构想任何其他的形状。如图所示，内部数据域12具有作为“on”的某些数据单元14，以及作为“off”的某些数据单元14。如图所示，“on”单元是黑色的(以参考号16、18、20和22指定的单元)，而“off”，单元是白色的(内部数据域12的其余单元)。这种on和off分配用于对符号诸如符号10的解码。应当理解，任意二值分配可用于数据单元14之间的区分，包括on和off、0和1、以及黑色和白色。
如所示出的，优选地，用定向和/或定时数据单元边界24包围内部数据域12，定向和/或定时数据单元边界24通常用于定时和符号定向。如所示出的，通常由“on”数据单元形成边界。可以提供包围边界24的外部数据域26，其可以包括用于提供关于定向、定时或符号标识的附加信息的外部数据单元(未示出)。优选地，包围边界24或外部数据域26-如果提供外部数据域26的话-是等同于包围“on”单元的最外部图案的“off”数据单元的一个或多个同心直线环的静区。可以通过符号使用的环境因素确定所需的静区的同心直线环的数目。作为替换方案，外部数据域26可以作为静区，或可被另一个静区包围。
可以通过诸如墨水或其他涂料的印刷或受控沉积而在衬底28上直接形成符号10，或可以通过印刷或任意其他适合的技术将其提供在粘附物或标签上，然后粘贴或以其他方式附加到衬底上。
如以下讨论的，本发明的原理可应用于任意线性或堆叠区域中的任意符号，或其他符号体系，并且优选地，作为面状浮雕图案形成的那些符号。如此处使用的面状符号体系指采用数据单元的矩阵而不是一行或多行条形和间隔的任意符号体系，诸如具有商品名称VericodeTM或Data MatrixTM或Code OneTM等的商业上已知的符号体系。如此处使用的堆叠符号体系指一般采用若干相邻行符号且每一行具有以多宽度的线条和间隔的组定义的若干字符的任意符号体系，诸如PDF417。
如此处使用的，符号一般意味着单元的矩阵，其在单元特征和组织内包含编码数据。矩阵是有组织的单元图案。单元是矩阵中的单个组分，其具有保持编码数据的特征。特征包括应用于单元结构的各种属性或元素，诸如颜色、灰度等级、形状、图案或特殊的光学墨水。优选地，特征在软件算法中可被定义为单独实体，由数字彩色打印机打印为单独实体，和/或可以用彩色数字照相机成像并且作为单独实体输出。
根据本发明的编码和符号不仅增加了数据内容，而且允许实现编码和解码的许多新方法，以便增加安全性；提高单元符号或编码内部的数据校正；通过特征类型和一种类型内的元素的已知放置提高可读性；和对于两比特单元来说是不可能的无数其他改进。
参考图2，示意地示出了根据本发明的示例多维符号30。符号30包括内部数据域32，所述内部数据域32包括数据单元34构成的矩阵和数据单元38构成的定向和/或定时数据单元边界36。
如所示出的，内部数据域32的数据单元34包括多维数据单元，但也可以包括二值数据单元(例如黑和白)。另外，如所示出的，数据单元边界36的数据单元38包括多维数据单元，但是如果希望还可以包括二值数据单元。如此处使用的，多维数据单元意味着包括多个特性特征的数据单元，每个特性特征表示一个数据比特，其中以多于2比特的数据对数据单元进行编码。
图3-6中示出了可用于根据本发明的多维数据单元的示例特性特征，所述示例特性特征包括彩色、灰度级别、形状和几何设计。在图3中，示出了示例数据单元40、42、44和46。根据本发明，数据单元40、42、44和46中的每一个示出了颜色的示例特性特征。数据单元40、42、44和46被作为正方形示出(根据本发明的另一个特性特征)，但是其可以具有任意所希望的形状或一个或多个附加的特性特征。根据本发明的一个方面，数据单元40是黄色的，数据单元42是绿色的，数据单元44是红色的，并且数据单元46是青色的，但是其可以使用任意所希望的颜色。在图4中，示出了示例数据单元48、50、52和54。根据本发明，数据单元48、50、52和54中的每一个示出了灰度级别的特性特征。作为正方形(根据本发明的另一个特性特征)示出了数据单元48，50，52和54，但是其可以具有任意所希望的形状或一个或多个附加的特性特征。根据本发明的一个方面，数据单元48是白色的并且数据单元54是黑色的，而数据单元50和52具有白和黑之间的灰度级别。在图5中，示出了示例数据单元56、58、60和62。根据本发明，数据单元56、58、60和62中的每一个示出了形状的特性特征。以白色示出了数据单元56、58、60和62，但是其可以具有任意所希望的颜色或一个或多个附加的特性特征。根据本发明的一个方面，数据单元56是正方形，数据单元58是菱形，数据单元60是圆形，并且数据单元62是五角形(五边形)。在图6中，示出了示例数据单元64、66、68和70。根据本发明，数据单元64、66、68和70中的每一个示出了几何图案的特性特征。以各种形状示出了数据单元64、66、68和70，但是其可以具有任意所希望的形状或一个或多个附加的特性特征。根据本发明的一个方面，数据单元64包括间隔线构成的第一几何图案，数据单元66包括间隔线构成的第二几何图案，数据单元68包括同心圆构成的几何图案，并且数据单元70包括间隔线构成的第三几何图案。
根据本发明的多维符号可以使用包括特性特征的任意组合的数据单元。例如，如果4种不同的颜色，4种不同的灰度级别，4种不同的形状和4种不同的图案可用于数据单元，与二值单元的2比特(例如，黑和白)相比，每个数据单元可获得的数据位数将是每个单元4×4×4×4或256比特的数据。
可以如同公知的面状符号体系，诸如具有商品名称VericodeTM或Data MatrixTM或Code OneTM的商业上已知的那些，执行根据本发明的数据编码。在2005年5月3日提交的题目为“用于编码和解码信息的方法”的美国专利申请序列号No.11/121,762中描述了用于对数据编码的示例方法，出于所有目的通过引用将其整个公开并入在此。通常，在这些技术中，信息被以适当的方法编码，该方法包括将信息编码为Reed-Solomon块。通过形成二值编码串的二值编码表示要被编码的数据。基于该二值编码串计算称为循环冗余校验(CRC)的值。将CRC附加到该二值串。读取器使用CRC检查解码的信息是正确的。接着，基于该二值串产生64位Reed-Solomon块编码。Reed-Solomon编码允许即使当某些数据已经损坏时也能恢复原始数据。Reed-Solomon编码是符号的检错和纠错(EDAC)能力的基础。优选地，将来自块编码的比特值进行交织，从而由污垢或划痕引起的对符号的点损坏被分散到不同的块中，因此更不易使得符号不可读。然后根据编码信息产生包含多个数据单元的数据矩阵。接着，将该数据矩阵转换为符号形式的位图图像，并且将该图像印刷到物体、标签、盒子等上。例如，这种类型的符号现在常用于各种应用，诸如存货清单控制，销售点标识，或后勤跟踪系统。
出于方便起见，这些单元还可被组织为组。例如，可以在单个编码内使用两种不同的组织。第一个区域位于符号的一个或多个拐角并且被称为描述符块。对于总共72比特数据，从2×2个单元的块创建描述符块，并且被组织为3×3个块。这个域可以容纳关于编码的信息，诸如X和Y轴中的单元数，CRC数或用于该编码的加密密钥身份。数据单元被组织为3×3个单元的块。可以通过将X轴中的单元计数乘以Y轴中的单元计数并且除以9并且减去用于描述符块的4或16，计算数据块的总数。注意，在总计数中包括描述符块和数据块。优选地，X轴单元和Y轴单元可被3整除。
可以用任意适合的印刷或图像形成技术形成根据本发明的符号。使用颜色作为例子，每个单元优选地包括可被定义在软件中的一种颜色，最可能的是红色、绿色和蓝色(RGB)分量，但是还可被定义为青色、品红色、黄色和黑色(CMYK)分量，并且被置于可被发送到彩色数字打印机等的形式。打印机优选地包括打印颜色组合的能力，从而其可从矩阵中所要使用的其余颜色中被识别为单独颜色。与激光打印机相比，喷墨打印机提供了可辨别颜色的更多组合，在喷墨打印机中主颜色墨滴非常小并且一起流出，在激光打印机中点比较大，并且正好落在彼此顶部。根据本发明可以对灰度级别、形状和几何图案使用类似的技术。
印刷编码的另一个特征是使用处理颜色，其中透明颜色的分层允许所有特征可见。最常见的打印机类型诸如激光和喷墨打印机使用透明颜色。
为了根据本发明读取符号，该符号被定位在视野内，识别4个拐角以便确定旋转和歪斜，将矩阵调整回来以便成为矩形，或至少设置针对旋转和歪斜进行了调整的水平和垂直线(基于水平和垂直单元的数目)，并且定位单元所应处在的每个线对的交叉点。
通常，将从被认为是最中心的像素开始分析，并且在从中心移开时给移出并且减小乘数均值的像素赋予权重。当像素被识别为颜色与均值相差太远时，将它们拒绝而不进行平均。当矩阵或被拒绝的像素达到预定的极限时，该均值就是颜色或灰度级别分量。通过基于图案寻找形状，通过搜索与拒绝的像素形成对比的彩色像素确定形状。单元内的图案可能是从中心辐射出来的圆，从中心辐射出来的正方形，从中心辐射出来的三角形，以及当对来自矩阵的数据施加变换时提供不同信号特征的其他几何布置。
典型的印刷编码和照相机随着编码和照相机的不同而不同，并且随着时间不同而不同，从而根据本发明提供了一种调整照相机以便在读取符号时识别每个特征的方法。优选地，边界被设置为单元(优选地，大于矩阵的单元)的已知阵列，以便给编码读取软件提供每个特征的例子，以便重新校准软件算法，使得对矩阵中的每个特征输出正确的数据。边界还可以使用附加特征以提高旋转和歪斜的确定。例如，每个原色和黑色的大单元可被放置在4个拐角。大单元的图案标识取向，而大单元的确切形状将是对歪斜的指示器。如果将4个拐角单元的形状数据添加到来自边界单元的数据，每一个边界单元处于确定了对准的已知位置，并且被添加到根据检查4个拐角而发现的歪斜，则这种组合的信息提供了非平衡歪斜的更准确的图片，非平衡歪斜诸如透镜的桶状失真(其中符号4条边的中部向外呈圆形弯曲)，以及梯形问题(其中透镜不与不可见或仅被通过检查拐角点本身校正的符号成直角)。边界上一个或多个已知位置中的一个或多个可变单元还可以具有关于符号的信息，诸如每个轴上的单元数目、描述符块位于何处、以及加密编码等。
常规的面阵照相机具有独特的特征，其不仅可被用于区别黑色或白色的单个特征。典型的照相机为每个元件输出24比特信息。通常，8比特用于元件的灰度级别，并且在3种原色即红色、绿色和蓝色(RGB)或补色即青色、品红色、黄色(和黑色)(CMYK)之间划分其余的16比特。本发明的一个方面包括使用允许从单个单元中提取分层信息的一种到若干种不同的方法或设计。已知的方法仅从每个元件使用两个比特的数据比特(黑或白)，而通常可获得24比特，或最多4或8种颜色的某个子集。根据本发明的编码从每个元件使用多于2比特的数据。根据本发明的单元可由若干颜色构成，其可包括原色和使用透明原色的组合的其他颜色。单元内的每种颜色可以具有不同的灰度级别，以灰度特征内的灰度元素的级别数目的倍数区分每种颜色。每个单元可被设计为不同的形状，诸如正方形、菱形、圆形或可被照相机元件阵列容易地区分的其他形状。可以在一个单元内创建各种图案，并且当被以使用照相机元件阵列的光学分析中的已知变换进行分析时，所述图案提供不同的响应。对于印刷的编码，可以使用具有其他特性诸如红外线、UV、发射荧光等的墨水，以及颜色、灰度级别、形状或图案，以引发来自照相机元件或其他设备的响应，可以通过区别于其他特征对该响应进行识别。可以使用具有不同特征的符号单元，以便更准确地识别单元和其确切位置。黑单元可能成为与编码区域中的不希望的伪像相同的颜色(假设两种颜色的图像-黑和白)，并且难以与好的单元或好的单元的边界相区别，而彩色单元不太可能落在背景噪声中。
本发明的另一个方面是在每个编码上在已知的位置上放置用于该编码的所有特征，以便为要被读取的编码重新校准照相机。特征的冗余放置有助于消除由于某些校准特征的损坏而产生的问题，并且有助于在多个输入上对校准进行平均。编码中的定时标记还可由提供关于单元位置的附加信息的不同特征构成，或还可用于添加的符号编码和解码。可将校准特征放置在例如符号的4个边界上，以便设置颜色值、灰度级别值、形状信号特征、变换信号特征和使用的任何其他特征，并且它们提供的值或信号特征可被用于更准确地校准单元读取值。特征的4边界分析还可以示出对比位置处的已知特征之间的不同，允许基于对比数据对旋转、歪斜以及照明问题进行校正。由于边界可以在已知的位置具有不同的元件，因此将编码定位在视野中变得更为准确和可靠。具有不同特征的定时单元可被用于更准确地识别定时标记以及它们的确切位置。当前，黑单元是与编码区域中不希望的伪像相同的颜色(假设两种颜色的图像-黑色和白色)，并且难以与好的单元区分开。虽然作为例子给出了边界，可以利用定位校准特征的许多方案，诸如在一个边界上堆叠所述特征，将所述特征定位在编码的4个拐角的框形区域内，以及根据本发明的这些方面的许多其他方法。
本发明的另一个特征是对可以读取本发明的多维符号体系编码的面阵照相机的使用。虽然所使用的照相机硬件可以是典型的CCD、CMOS或如今市场上出售的其他技术，优选地对照相机调节、固件、软件、驱动器和其他控制方法进行优化，以便优选地使用此处描述的一种或多种特征读取本发明的多维符号体系编码。
现已经参考本发明若干实施例描述了本发明。通过引用并入此处标识出的任何专利或专利申请的完整公开。仅出于清楚地理解的目的给出了上述详细描述和例子。不应从其中理解出任何不必要的限制。本领域的技术人员应当明了，可以对描述的实施例进行许多改变而不脱离本发明的范围。因此，本发明的范围不应限于此处描述的结构，而是仅由权利要求的语言所述的结构和这些结构的等同物限定。

Claims (17)

1.一种包括多个数据单元的多维矩阵符号，其中至少一个数据单元包括多个特性特征，并且每个特性特征表示一个编码数据比特。
2.如权利要求1的多维矩阵符号，其中所述特性特征包括颜色、灰度级别、形状和几何图案中的一个。
3.如权利要求1的多维矩阵符号，其中所述多个数据单元布置在内部数据域中，并且所述符号还包括数据单元边界，所述数据单元边界包括包围所述内部数据域的多个数据单元。
4.如权利要求3的多维矩阵符号，其中所述数据单元边界中的至少一个数据单元包括多个特性特征，并且每个特性特征表示一个编码数据比特。
5.如权利要求4的多维矩阵符号，其中特性特征包括颜色、灰度级别、形状和几何图案中的一个。
6.一种包括内部数据域的多维矩阵符号，所述内部数据域包括第一多个数据单元和包含有第二多个数据单元的数据单元边界，其中第二多个数据单元中的至少一个数据单元包括多个特性特征，并且每个特性特征表示一个编码数据比特。
7.如权利要求6的多维矩阵符号，其中特性特征包括颜色、灰度级别、形状和几何图案中的一个。
8.如权利要求6的多维矩阵符号，其中第一多个数据单元包括二值数据单元。
9.一种读取多维矩阵符号的方法，该方法包括步骤：
提供包括多个数据单元的多维矩阵符号，其中至少一个数据单元包括多个特性特征，并且每个特性特征表示一个编码数据比特；
识别每个数据单元的每个特性特征；和
对以每个特性特征表示的数据进行解码。
10.如权利要求9的方法，其中特性特征包括颜色、灰度级别、形状和几何图案中的一个。
11.如权利要求9的方法，其中所述多维符号的多个数据单元被布置在内部数据域中，并且所述符号还包括数据单元边界，所述数据单元边界包括包围所述内部数据域的多个数据单元。
12.如权利要求11的方法，还包括通过识别所述数据单元边界的至少一部分来定位所述符号。
13.如权利要求11的方法，还包括通过识别所述数据单元边界的至少一部分来定向所述符号。
14.一种读取多维矩阵符号的方法，该方法包括步骤：
提供包括内部数据域的多维矩阵符号，所述内部数据域包括第一多个二值数据单元和包含有第二多个多维数据单元的数据单元边界，其中第二多个数据单元中的至少一个数据单元包括多个特性特征，并且每个特性特征表示一个编码数据比特；
对由第一多个二值数据单元表示的数据进行解码；
识别第二多个数据单元中的每个数据单元的每个特性特征；和
对由每个特性特征表示的数据进行解码。
15.如权利要求14的方法，其中特性特征包括颜色、灰度级别、形状和几何图案中的一个。
16.如权利要求14的方法，还包括通过识别所述数据单元边界的至少一部分来定位所述符号。
17.如权利要求14的方法，还包括通过识别所述数据单元边界的至少一部分来定向所述符号。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102479336A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 上海航天精密机械研究所 航天产品结构件制造信息多维度分类编码方法
CN103905719A (zh) * 2012-12-27 2014-07-02 财团法人金属工业研究发展中心 用于校正多个影像撷取装置的校正片及其校正方法
US9269034B2 (en) 2012-08-21 2016-02-23 Empire Technology Development Llc Orthogonal encoding for tags
WO2017076338A1 (zh) * 2015-11-06 2017-05-11 沈维 一种具有编码信息的广告牌
CN106934441A (zh) * 2017-03-26 2017-07-07 袁昕喆 一种多维码及其编码和解码方法
CN109242078A (zh) * 2018-09-21 2019-01-18 苏州玖典智能科技有限公司 一种彩色二维码
CN109325574A (zh) * 2018-09-21 2019-02-12 苏州玖典智能科技有限公司 一种彩色二维码

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080067114A1 (en) * 2006-09-18 2008-03-20 Pitney Bowes Incorporated Separator card for mailpiece handling equipment
US7874496B2 (en) * 2008-01-04 2011-01-25 Microsoft Corporation Optically readable tag
KR20110002833A (ko) 2008-01-29 2011-01-10 베리텍 인코포레이티드 이차원 심벌 및 이 심벌의 판독방법
US8011596B2 (en) * 2008-02-13 2011-09-06 Hand Held Products, Inc. Machine readable 2D symbology printable on demand
JP5136302B2 (ja) * 2008-03-27 2013-02-06 株式会社デンソーウェーブ 二次元コード、二次元コード生成方法、二次元コードを表示させるコンピュータ読み取り可能なプログラム、二次元コードを利用した認証方法、及び二次元コードを利用した情報提供方法
US8282016B2 (en) * 2008-10-02 2012-10-09 Silverbrook Research Pty Ltd Position-coding pattern having tag coordinates encoded by successive subsequences of cyclic position code
DE112008004050T5 (de) * 2008-10-24 2012-05-03 Hewlett-Packard Development Co., L.P. Sicherheitsmaßnahme und Verfahren zum Erzeugen derselben
JP5428935B2 (ja) * 2010-02-23 2014-02-26 富士ゼロックス株式会社 二次元バーコード読取装置、プログラム、二次元バーコード及び媒体
US8464343B1 (en) 2010-12-30 2013-06-11 Symantec Corporation Systems and methods for providing security information about quick response codes
US8651389B2 (en) * 2011-02-02 2014-02-18 Infosys Limited System and method for identifying and tracking shopping carts
US8490861B1 (en) * 2011-03-10 2013-07-23 Symantec Corporation Systems and methods for providing security information about quick response codes
US8485428B1 (en) 2011-03-10 2013-07-16 Symantec Corporation Systems and methods for providing security information about quick response codes
KR101241111B1 (ko) 2011-04-07 2013-03-11 주식회사 아이씨비에스 복수의 정보를 제공할 수 있는 필터를 이용한 2차원코드 암호화 및 해독방법과 장치
FR2979160B1 (fr) * 2011-08-16 2013-09-06 Mobilead Dispositif de preparation de code a lecture optique
US9477853B2 (en) * 2011-09-08 2016-10-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating an incremental information object
US8915440B2 (en) * 2011-12-23 2014-12-23 Konica Minolta Laboratory U.S.A., Inc. Four dimensional (4D) color barcode for high capacity data encoding and decoding
US8931700B2 (en) * 2011-12-23 2015-01-13 Konica Minolta Laboratory U.S.A., Inc. Four dimensional (4D) color barcode for high capacity data encoding and decoding
TWI463410B (zh) * 2012-08-10 2014-12-01 Ind Tech Res Inst 條碼之結構以及條碼之編碼方法
US10154177B2 (en) 2012-10-04 2018-12-11 Cognex Corporation Symbology reader with multi-core processor
US9547924B2 (en) * 2014-06-24 2017-01-17 Raytheon Company Composite launch acceptability region software
JP5731059B1 (ja) * 2014-11-07 2015-06-10 共樹 阿南 仮想三次元コード及びその読み取り方法
JP2019021165A (ja) * 2017-07-20 2019-02-07 株式会社デンソーウェーブ 二次元コード及び二次元コード読取装置
US11388310B2 (en) * 2017-09-26 2022-07-12 Universidade De Coimbra Computer method and system for generating images with encoded information, images obtained by this method and image reading method and system
JP6810940B2 (ja) * 2019-04-10 2021-01-13 ソノー電機工業株式会社 二次元コード、認識処理プログラム、認識処理装置、及び認識処理方法
JP2021163108A (ja) 2020-03-31 2021-10-11 株式会社デンソーウェーブ 情報コード読取システム、情報コード読取装置及び情報コード
JP6989859B2 (ja) * 2020-04-10 2022-01-12 有限会社バラエティーエム・ワン 情報コード、情報コード生成装置、情報コード読取装置、プログラムおよび情報コード利用システム

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2612994A (en) * 1949-10-20 1952-10-07 Norman J Woodland Classifying apparatus and method
US4972475A (en) * 1987-02-10 1990-11-20 Veritec Inc. Authenticating pseudo-random code and apparatus
US4924078A (en) * 1987-11-25 1990-05-08 Sant Anselmo Carl Identification symbol, system and method
JPH0338791A (ja) * 1989-06-30 1991-02-19 Veritel Inc 確認用シンボルとその確認装置
US5369261A (en) * 1992-02-12 1994-11-29 Shamir; Harry Multi-color information encoding system
JPH05225408A (ja) * 1992-02-14 1993-09-03 Hisashi Ogawa 信号領域放射分割サークルコード
US5331176A (en) * 1992-04-10 1994-07-19 Veritec Inc. Hand held two dimensional symbol reader with a symbol illumination window
JPH08263580A (ja) * 1995-03-20 1996-10-11 Y E Data Inc 識別コードマーク
JPH0991395A (ja) * 1996-02-27 1997-04-04 Teiriyou Sangyo Kk 識別コード紙
JP3560009B2 (ja) * 1997-02-14 2004-09-02 高司 澤口 情報処理用の立体コード
JPH10283446A (ja) * 1997-04-08 1998-10-23 Nippon I D Tec Kk 多色記録式マトリクスコード記録紙
IL131894A0 (en) * 1997-04-08 2001-03-19 Zebra Technologies Corp Distortion resistant double-data correcting color ransition barcode and method ofgenerating and using same
JP3923796B2 (ja) * 2001-12-11 2007-06-06 株式会社リコー ２次元コード，２次元コードの作成方法、２次元コードの復号方法，それらの方法を実行する装置、それらの方法をコンピュータで実行する為のプログラム、及び、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能記録媒体
WO2005109327A2 (en) * 2004-05-03 2005-11-17 Veritec, Inc. Methods for encoding and decoding information
US20060180672A1 (en) * 2005-02-11 2006-08-17 Chu Lonny L Method and system for multi-dimensional symbol coding system
JP2007065872A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Seiko Epson Corp 情報記録装置、印刷装置、情報記録方法、および印刷方法
JP2007179134A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Dainippon Printing Co Ltd 二次元コード、二次元コードの読取方法及び二次元コードの読取装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102479336A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 上海航天精密机械研究所 航天产品结构件制造信息多维度分类编码方法
US9269034B2 (en) 2012-08-21 2016-02-23 Empire Technology Development Llc Orthogonal encoding for tags
CN103905719A (zh) * 2012-12-27 2014-07-02 财团法人金属工业研究发展中心 用于校正多个影像撷取装置的校正片及其校正方法
CN103905719B (zh) * 2012-12-27 2017-08-22 财团法人金属工业研究发展中心 用于校正多个影像撷取装置的校正片及其校正方法
WO2017076338A1 (zh) * 2015-11-06 2017-05-11 沈维 一种具有编码信息的广告牌
GB2560456A (en) * 2015-11-06 2018-09-12 Shen Wei Billboard containing encoded information
US10395155B2 (en) 2015-11-06 2019-08-27 Wei Shen Billboard containing encoded information
CN106934441A (zh) * 2017-03-26 2017-07-07 袁昕喆 一种多维码及其编码和解码方法
CN109242078A (zh) * 2018-09-21 2019-01-18 苏州玖典智能科技有限公司 一种彩色二维码
CN109325574A (zh) * 2018-09-21 2019-02-12 苏州玖典智能科技有限公司 一种彩色二维码

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