CN101571916B

CN101571916B - 一种点阵均匀的网屏编码的识别方法

Info

Publication number: CN101571916B
Application number: CN2009100690237A
Authority: CN
Inventors: 顾泽苍; 张铮
Original assignee: ABOLUO INFORMATIN TECHNOLOGY Co Ltd TIANJIN CITY
Current assignee: ABOLUO INFORMATIN TECHNOLOGY Co Ltd TIANJIN CITY
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2029-05-26
Also published as: CN101571916A

Abstract

本发明提供了一种点阵均匀的网屏编码的识别方法，网屏编码的识别方法提出了将读取到的印刷在纸介质文档上的网屏编码的印刷图像进行9位转8位的转换处理，并进行RS解码的处理；网屏编码的识别方法可以针对在信息埋入过程中出现横向连续黑点影响埋入图像的质量的网屏编码进行任意角度的识别，具有识别速度快，识别率高的特点，可应用于对日常工作中常用的各种文档资料的编号，资料内容，事务处理的进展情况，以及处理结果等的录入以及跟踪处理，可减少重复输入，提高工作效率，随时监测文档的处理情况。

Description

一种点阵均匀的网屏编码的识别方法

技术领域

本发明属于信息处理技术，尤其是一种点阵均匀的网屏编码的识别方法。

背景技术

近年，计算机技术飞速发展，作为数据信息记录的媒体，已由最初的磁介质媒体发展到光介质媒体，存储器媒体等。但是将普通纸作为大量数据存储的媒体却很少被言及。

另外，最初作为超市结算的一种简便的方法，1932年由美国哈夫大学提出了一维条纹码的提案，被广泛利用至今。80年代末期，为满足宝石、半导体、制药、机械产品等行业应能记录更多信息的需求，1989年由美国Intermec公司开发了Code49，从此二维条码诞生了。此后DataMatrix，MaxiCode，ArrayTag等相继登场，在日本也开发了CPCode，QRCode，并被列入国际标准。

但是二维条码是在一维条码的基础上产生出来的，因此很难跳出一维条码的局限，首先所有的二维条码的提案只是简单地采用将黑色区域表示信息代码“1”，白色区域表示信息代码“0”，而没考虑代码外观的效果。

随着打印设备，扫描设备精度不断提高，同15年前二维条码出现时的硬件设备条件比，有了很大发展，如1200dpi、2400dpi高精度的打印机、扫描仪已司空见惯。于是在金融保险领域中，提出了在纸上进行大量数据记录及印字更加精细的要求。特别是在日本金融行业中，计算机的数据在法律上的规定一定要打印在纸上进行保管。这样要求二维条码的点阵更加精细，记录的信息容量更加大，因此目前的二维条码的构造显然适应不了发展的需要。

另外，在日常的工作中，会处理大量的文档资料，而对于这些文档资料的保存和管理以及日后的使用和查询将是一项非常繁杂的工作。

因此，人们迫切需要一种办公事务管理的处理方法，以提高工作效率，减少信息重复录入的麻烦，便于信息存储和管理。同时还可以防止信息被篡改、伪造，即使纸张破损或者被污染也不会影响信息的识别，并且可以快速及时地将信息存储到数据库中的方法。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提出一种办公事务过程管理系统的实现方法，以解决在日常的工作中文档资料的管理和保存的问题。

本发明的第二个目的是找出一种可在办公文档资料上埋入信息的二维条码，这种二维条码具有均匀的分布，不影响办公文档资料的美观，可以在任意角度下快速、准确地识别标识性网屏编码的构成与信息埋入方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种点阵均匀的网屏编码的识别方法，其特征在于：是由如下步骤实现的：图像读取201步骤，通过包括手持条码读取器，台式条码读取器在内的专用光学图像传感器，扫描仪、数码相机、传真机、一体化机、手机在内的可将印刷图像转化为电子图像的装置读取埋有信息的网屏编码图像数据；

信息识别202步骤，在网屏编码的图像数据中，查找网屏编码定位点阵所对应的网屏编码信息点的具体位置，按照黑点为信息“1”，白点信息为“0”，识别图像中的网屏编码的点阵分布，将识别出的信息进行9位到8位的变换，再进行RS解码，得到原始埋入的信息；

信息输出203步骤，将识别出的结果显示，打印输出或者存储到数据库中。

本发明的效果是可通过在将日常工作中常用的各种文档资料的编号，资料内容，事务处理的进展情况，以及处理结果等相关信息，以网屏编码底纹的形式埋入并打印在文档资料的封面上，以便于信息的管理和保存，减少重复输入，提高工作效率，随时将信息处理的情况录入到数据库中。该信息通过专用的扫描设备就可以识别出信息的内容，使用方法简便。该处理方法，即使在底纹区域内加盖印章，仍能正确识别出所埋入的信息的内容。该处理方法打印在纸上的网屏编码即使被污染和破损时，仍能够准确识别出所埋入的信息内容。可以在任意角度下快速、准确地识别网屏编码的代码值。同时，该识别方法还可安装在手机里，可使手机具有自动拍照自动上网的功能，同传统的二维条码相比，由于网屏编码的网点点阵分布均匀，可在点阵上贴上商标或企业图案，在手机上安装了该识别程序可以直接对网屏编码的图形图像进行拍照上网。

附图说明

图1是本发明的一种办公事务过程管理系统的实现方法示意图；

图2(a)是本发明所提出的网屏编码网点的表示代码“1”例子；

图2(b)是本发明所提出的网屏编码网点的表示代码“0”例子；

图3是埋入信息的网屏编码印刷图像的样图；

图4是已埋有网屏编码信息的印刷图像放大示意图；

图5是PF(2⁸)中的映射表的建立流程图。

图中：

101表示信息读取

102表示信息埋入

103表示印刷输出

201表示图像读取

202表示信息识别

203表示信息输出

301表示代码“1”

302表示代码“0”

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明一种点阵均匀的网屏编码的识别方法做进一步详述，但本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的。

以下在本实施方式中，所述的像素点是构成图像的最小单位，网点是与构成图像的最小单位的像素点所对应的网屏最小单位，网点的点阵数是构成网点的按一定规则进行排列的点阵最小单位的点的总数。该点是由印刷设备所能印刷的最小单位“印刷点”组成的，网屏编码是可记忆信息的图形代码。

定位点阵的定义，以一种区别于信息点阵的排列形式，在印刷媒体出现变形时，作为量化印刷在印刷媒体上的标识性网屏编码各个网点点阵位置的点阵称为定位点阵。

图2是本实施方式所采用的网屏网点的例子。

图2(a)表示网屏编码网点的代码“1”；(b)表示网屏编码网点的代码“0”。

图3是已埋有信息的网屏编码印刷图像的样图。

在进行数据埋入时为了使网点分布均匀，呈现良好的网屏效果，原始数据是经过将8位数据转换为9位数据的处理后才埋入的。由于用9位表示8位信息，编码的冗余可以有效地避免码字中“0”和“1”的连续出现。既有利于印刷图像的美观，也便于对信息进行识别。分别以3×3共九个网点来记录一个字节的信息。按照等距离进行排列构成带有网屏编码信息的印刷图像。

转换过程中，从小到大逐一遍历全部512个9位二进制数，对于每一个0到511之间的二进制数，检查其二进制编码中“0”和“1”的构成情况，如果出现“0”和“1”的连续出现，则放弃该码子；否则将该码子选中，并将它与一个8位二进制数建立一一对应关系。在之后的操作中，都使用该9位码子表示此8位二进制数。

图3(a)(b)(c)分别为三种不同大小的印刷图像的样图，其中(a)大小为1cm×1cm的底纹样图，(b)大小为3cm×2cm的底纹样图，(c)为大小为3cm×3cm的底纹样图。印刷图像的大小可以根据埋入的信息量的多少进行调整。

图4是已埋入网屏编码信息的印刷图像放大图。其中301表示信息“1”，302表示信息“0”。

以上只是给出了将代码自身的点阵作为定位点阵的标识性网屏编码的例子，不仅仅这几种网屏编码，仿照上述方法，可以构成包括1个点阵，2个点阵，3个点阵，4个点阵，以及N个点阵在内的各种各样的标识性网屏编码。只要是以印刷网屏网点进行信息记录的，都属于本实施方案的发明范围之内。

图5是PF(2⁸)中的映射表的建立流程图。

本实施方式需要对要埋入的信息进行RS编码处理。RS码的原理为：以素数q为模的整数剩余类构成q阶有限域GF(q)。在GF(q)中，任何一个满足aq-1＝1的元素a均为GF(q)的本原域元素，简称本原元。在任何GF(q)中都可以找到一个本原元a，它的幂次可以表示所有q-1个非零元素，从而组成一个循环群G(a)：1，a，a2，…，aq-1，其中aq-1＝1。a为GF(q)中的一个本原元，则可以纠正t个错误的本原RS码的生成多项式为：

g(x)＝(x-a)(x-a²)(x-a³)…(x-a^2t)＝g₀+g₁x¹+g₂x²+…+g_2t-1x^2t-1+x^2t (1)

(1)式中：gi(i＝0，1，2，…，2t-1)是GF(q)域中的元素；a为GF(q)域的本原元。

原始信息多项式为：d(x)＝d₀+d₁x+d₂x²+…+d_n-1x^n-1，进行RS编码后的表达式为：v(x)＝x^2td(x)+x^2td(x)mod g(x) (2)

(2)式中x^2td(x)是原始数据码；x^2td(x)mod g(x)是纠错码部分，在原始数据码后面。

(2)用本原元幂次形式表示编码字的算法。

网屏编码的纠错码是以GF(929)为域的RS码。由式(1)可知，要得到纠错码字，首先需要确定GF(929)的一个本原元a，来得到纠错码生成多项式。PDF417是以3为本原元，GF(929)中任何一个元素都可以表示为3ⁿ(0≤n＜929)。因此所有的伴随式S_j也都可以这种形式来表示。

根据欧几里德除法定理，任何3ⁿ可表示为：3ⁿ＝q×929+r(r＜929)，即3ⁿ≡r(mod929)。则3ⁿ⁺¹＝3q×929+3r。如果3r≤929，3ⁿ⁺¹≡3r(mod929)；若3r＞929，则3ⁿ⁺¹＝(3q+1)×929+(3r-929)，那么3ⁿ⁺¹≡(3r-929)(mod929)。运用以上规则，可以利用3ⁿ⁺¹和3ⁿ之间的关系，根据已知的3ⁿ使用递推的方法确定3ⁿ⁺¹，即每次循环就是一个将前一次的余数乘以3再对929求余的过程，这样大大减少了计算量。

将使用以上算法得到的结果导入数据库，建立幂次2数据表。在以后的编码及译码过程中，由于所有元素都以3的某次幂表示，因此需要大量地求取GF(929)的域元素所对应的幂次(纠错级别越高，所需计算量越大)，采用查表法后不仅可以准确确定幂次和数据的对应关系，而且明显地减少编译码的计算量，提高了编译码效率。

PF(2⁸)中的运算

Data Matrix系统中纠错运算采用的是PF(2⁸)有限域。在这种有限域中，如果q是素数的幂，GF(q＝p^m)的有限域称为伽罗华扩展域，该有限域的元素是所有可能的m-1次多项式。其中的本原元是不能被域中的任意多项式整除的域中的多项式，称为本原多项式。性质类似于素数。基于伽罗华扩展域运算的纠错算法应用非常广泛。

伽罗华扩展域中的运算与伽罗华域中的运算类似。只是加减乘除运算按照多项式运算法则来进行。域中元素的加法和乘法是按照多项式的加法和乘法法则进行，并用本原多项式对结果取余得到结果多项式。

在Data Matrix系统的PF中采用的本原多项式是x⁸+x⁵+x³+x²+1，满足x²⁵⁵mod(x⁸+x⁵+x³+x²+1)＝1

域中的元素为{xⁱmod(x⁸+x⁵+x³+x²+1)＝1|0≤i≤254}，即为

{a₇x⁷+a₆x⁶+a₅x⁵+a₄x⁴+a₃x³+a₂x²+a₁x+a₀|a₇，a₆，a₅，a₄，a₃，a₂，a₁，a₀∈{0，1}}在计算机中表示为一个8位的二进制序列a₇，a₆，a₅，a₄，a₃，a₂，a₁，a₀，也就是一个字节。于是，有表1PF(2⁸)的映射关系。

表1

指数	运算过程	二进制值	十进制值
				0	mod(x⁸+x⁵+x³+x²+1)＝0	00000000	0
x⁰	mod(x⁸+x⁵+x³+x²+1)＝x⁰	00000001	1
				x¹	mod(x⁸+x⁵+x³+x²+1)＝x¹	00000010	2
x²	mod(x⁸+x⁵+x³+x²+1)＝x²	00000100	4
				…	…	…	…
x⁷	mod(x⁸+x⁵+x³+x²+1)＝x⁷	01000000	128
				x⁸	mod(x⁸+x⁵+x³+x²+1)＝x⁵+x³+x²+1	00101101	45
x⁹	mod(x⁸+x⁵+x³+x²+1)＝x⁶+x⁴+x³+x	01011010	90
				…	…	…	…
x²⁵⁴	mod(x⁸+x⁵+x³+x²+1)＝x⁷+x⁴+x²+x	10010110	150
				x²⁵⁵	mod(x⁸+x⁵+x³+x²+1)＝x	00000001	1

在上面的多项式运算中，加法和减法都不考虑进位，实际上加法和减法就为异或操作，加法和减法的结果相同。

PF256运算示例：

加法：

45 + 150 = 00101101 &CirclePlus; 10010110 = 10111011 = 187

减法：

45 - 150 = 00101101 &CirclePlus; 10010110 = 10111011 = 187

乘法同样需要通过幂次转换的方法来完成：

乘法：45×150＝x⁸×x²⁵⁴＝x⁷＝10000000＝128

除法也通过乘以被除数逆元的方法：

除法：45÷150＝x⁸÷x²⁵⁴＝x⁹＝01011010＝90

与加法和减法相同，完成乘法和除法需要建立两个表index[256]和elem[256]，此外要进行多项式取余的运算，这里多项式的加减运算是按照逻辑异或运算规则来进行。

实施例

下面结合图1详细叙述一种办公事务过程管理系统的实现方法的过程：

该系统是由信息读取部分，信息埋入部分，印刷输出部分组成。

由信息读取部分从存储器，外部设备，网络中的至少一个设备中读入要埋入的信息，并转换成计算机代码；信息埋入部分将要埋入的信息进行RS编码处理，对经编码处理后的每组数据进行8位转9位的变换，将编码中出现的连续的“1”打散，以避免在埋入过程中出现横向连续黑点影响埋入图像的质量，同时便于对埋入的信息进行识别；在矩形的埋入区域以点阵的方式埋入数据，即在规则等距排列的二维点阵中，每一个点位对应一个信息位bit，如果埋入数据中该位是“1”，则在点阵中对应点位埋入一个黑点，如数据位为“0”，则留出该空白点位的手段，经过编码和转换后的数据是以9位来表示8位的信息，利用3×3共九个点可以表示一个字节byte的信息；印刷输出部分将上述矩形点阵的印刷图像打印输出，或输出印刷制版数据进行制版。

通过图像读取设备读取打印出的埋有信息的底纹形式的印刷图像，信息识别部分识别印刷图像中的网屏编码，将网屏编码转换为计算机数据代码，得到埋入的数据。

该办公事务过程管理系统的实现方法的埋入方法具体步骤如下：

1.将上述读取到的将要埋入的信息进行RS编码处理；对经编码处理后的每组数据进行8位转9位的变换，将编码中出现的连续的“1”打散，以避免在埋入过程中出现横向连续黑点影响埋入图像的质量，同时便于对埋入的信息进行识别；

在矩形的埋入区域以点阵的方式埋入数据，即在规则等距排列的二维点阵中，每一个点位对应一个信息位bit。如果埋入数据中该位是“1”，则在点阵中对应点位埋入一个黑点；如数据位为“0”，则留出该空白点位。经过编码和转换后的数据是以9位来表示8位的信息，利用3×3共九个点可以表示一个字节byte的信息。

转换过程中，从小到大逐一遍历全部512个9位二进制数，对于每一个0到511之间的二进制数，检查其二进制编码中“0”和“1”的构成情况，如果出现“0”和“1”的连续出现，则放弃该码子；否则选中将该码子，并将它与一个8位二进制数建立一一对应关系。在之后的操作中，均使用该9位码子表示此8位二进制数。

这里所述的具有印刷网屏的网点灰度特性是指构造的网屏编码的网点灰度值都是相等的，并且是最小化的即网点的点阵数小于3。

这里所述的具有印刷网屏的网点大小特性是指构造的网屏编码的网点大小都是相等的，并且是最小化的即网点大小小于5×5网点点阵。

这里所述的具有印刷网屏的网点间隔特性是指构造的网屏编码的网点间隔都是相等的。

2.将上述具有印刷网屏特性的光学可读性的网屏编码按一定间隔排列成二维分布的底纹形式的印刷图像，构成1cm×1cm到3cm×3cm范围内的任意大小的矩形的埋有信息的印刷图像。

这里所述按一定间隔排列成二维分布的底纹形式的印刷图像是指按照印刷网屏特性的印刷网屏的灰度特性，印刷网屏的网点间隔特性中的至少一个特性的网屏编码的排列的。

这里按照印刷网屏的灰度特性及印刷网屏的网点间隔特性进行的网屏编码的排列的是指对于同样灰度值的网点，网点的间隔越大印刷网屏的整体灰度越小，反之，网点的间隔越小印刷网屏的整体灰度越大。

在网屏编码的构造上及排列上考虑印刷网屏特性其目的是将光学可读性代码技术与数字水印技术统合，其效果是实现了可将光学可读性代码变成信息埋入图形代码。

3.将埋入信息的印刷图像打印输出，或输出印刷制版数据进行制版将埋入信息的印刷图像印刷出。

本发明所提出的一种点阵均匀的网屏编码的识别方法是与上述埋入方法相对应的识别方法。该识别方法可以实现对采用上述埋入方法在的文件中埋入的信息进行识别处理。

该一种点阵均匀的网屏编码的识别方法具体步骤如下：

1.通过包括手持条码读取器，台式条码读取器在内的专用光学图像传感器，扫描仪、数码相机、传真机、一体化机、手机在内的可将印刷图像转化为电子图像的装置读取埋有信息的网屏编码印刷图像数据；

2.在网屏编码的图像数据中查找网屏编码信息点所对应在图像数据中的具体位置，按照构成网屏图像的各个像素点灰度值对图像进行识别，识别图像中的网屏编码，将识别出的信息进行9位转8位的转换，并进行RS解码，得到原始埋入的数据。

3.将识别出的结果显示，打印输出或者存储到数据库中。

Claims

1.一种点阵均匀的网屏编码识别方法，其特征在于是由如下步骤实现的：

图像读取(201)步骤，通过包括手持条码读取器，台式条码读取器在内的专用光学图像传感器，和包括扫描仪、数码相机、传真机、一体化机、手机在内的可将印刷图像转化为电子图像的装置读取埋有信息的网屏编码图像数据；

信息识别(202)步骤，在网屏编码的图像数据中，查找网屏编码定位点阵所对应的网屏编码信息点的具体位置，按照黑点为信息“1”，白点信息为“0”，识别图像中的网屏编码的点阵分布，将识别出的信息进行9位到8位的变换，再进行RS解码，得到原始埋入的信息；

信息输出(203)步骤，将识别出的结果显示，打印输出或者存储到数据库中。