CN102298688B - 隐形三维编码的数据输出输入方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隐形三维编码的数据输出输入方法，包括于一物体表面上形成一红外二维码层以及一紫外二维码层；用光学装置识别物体表面上的红外二维码层的编码图案以及紫外二维码层的编码图案；处理装置对红外二维码层的编码图案以及紫外二维码层的编码图案进行解码，并根据公式SA=SR*2^n+SU或者SA=SU*2^n+SR将红外二维码与紫外二维码转换为三维码，其中，SA为三维码数据，SR为红外二维码数据，SU为紫外二维码数据；输出装置根据三维码数据输出数据值。本发明具有数据量庞大、使用范围广的优点。

Description

隐形三维编码的数据输出输入方法

技术领域

本发明涉及编码技术，具体涉及隐形三维编码的数据输出输入方法。

背景技术

目前，市场上的一种点读笔产品，通过笔尖内置的高速CMOS摄像头，可以认读印刷在图书中的高精度隐形二维码。由于印刷精美的书页里全都是肉眼看不到的隐形二维码，点读笔需要通过特定光源以及摄像头来识别出书画上面的图案下的隐形二维码，再由摄像头反馈给芯片，通过芯片处理并发送给播放器播放出相对应的影像、声音或者其他设备做数据处理。

但是，现有的隐形二维码仅仅是单一的红外二维码或紫外二维码，难以满足日益庞大的数据要求，从而大程度地限制了隐形二维码在各领域上的使用范围。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种数据量庞大、使用范围广的隐形三维编码的数据输出输入方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种隐形三维编码的数据输出输入方法，包括以下步骤：

A）   于一物体表面上形成一红外二维码层以及一紫外二维码层；

B）   用光学装置识别物体表面上的红外二维码层的编码图案以及紫外二维码层的编码图案；

C）   处理装置对红外二维码层的编码图案以及紫外二维码层的编码图案进行解码，并根据公式SA=SR*2^n+SU或者SA=SU*2^n+SR将红外二维码与紫外二维码转换为三维码，其中，SA为三维码数据，SR为红外二维码数据，SU为紫外二维码数据；

D）   输出装置根据三维码数据输出数据值。

所述红外二维码层位于紫外二维码层的上面，或者所述红外二维码层位于紫外二维码层的下面。

所述物体为纸张，纸张上还形成一可视图案层。

所述红外二维码层与紫外二维码层的图像指标结构包括一定位部、一第一数据部以及一第二数据部，并以第一数据部、定位部、第二数据部的顺序排列；所述第一数据部包括第一数据区域以及第二数据区域，所述第一数据区域包括多个第一状态区域，各所述第一状态区域均设置有第一微图像单元，其中第一微图像单元位于所属的第一状态区域的中心位置处的作为第一定位参考区域，第一微图像单元偏移所属的第一状态区域的中心的作为第一数据参考区域，所述第一数据区域具有至少三个第一定位参考区域以及至少两个第一数据参考区域，第一数据参考区域位于第一定位参考区域之间，且第一定位参考区域位于第一数据区域的末端位置，所述第二数据区域包括多个第二状态区域，各所述第二状态区域均设置有第二微图像单元，所述第二微图像单元均偏移所属的第二状态区域的中心，第一数据区域位于第二数据区域的一侧，第二数据区域位于定位部的一侧；所述定位部包括多个第三状态区域，各所述第三状态区域均设置有第三微图像单元，其中一个所述第三微图像单元偏移所属的第三状态区域的中心，且其余的第三微图像单元均位于所属的第三状态区域的中心位置处；所述第二数据部包括第三数据区域以及第四数据区域，所述第四数据区域包括多个第五状态区域，各所述第五状态区域均设置有第五微图像单元，其中第五微图像单元位于所属的第五状态区域的中心位置处的作为第二定位参考区域，第五微图像单元偏移所属的第五状态区域的中心的作为第二数据参考区域，所述第四数据区域具有至少三个第二定位参考区域以及至少两个第二数据参考区域，第二数据参考区域位于第二定位参考区域之间，且第二定位参考区域位于第四数据区域的末端位置，所述第三数据区域包括多个第四状态区域，各所述第四状态区域均设置有第四微图像单元，所述第四微图像单元均偏移所属的第四状态区域的中心，第三数据区域位于第四数据区域的一侧，第三数据区域位于定位部的一侧；第一状态区域、第二状态区域、第三状态区域、第四状态区域以及第五状态区域构成一个二维状态区域阵列。

步骤A中，所述光学装置利用红外光源与紫外光源照射到物体表面，分别把红外二维码层与紫外二维码层的编码图案反射到光电传感器内。所述光电传感器可为黑白摄像头。

步骤D中，所述数据值为影像或声音或数据流。

本发明与现有技术相比，把红外二维码与紫外二维码组合，叠加、相乘转换为三维码，生成的三维码的数据量在现有的二维码的基础上成倍数的增长，使用范围更广、更强。

附图说明

图1为本发明实施例的隐形编码纸张的结构示意图；

图2为本发明实施例的图像指标结构的图案设计的示意图；

图3为本发明实施例的三维编码输出输入装置的结构示意图；

图4为本发明实施例的隐形三维编码的数据输出输入方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种隐形编码纸张，其由四层结构构成，由下到上依次为，底纸1、红外油墨编码层2、紫外油墨编码层3以及可视图案层4。所述红外油墨编码层2上形成有预定方式排列的二维码图案，所述紫外油墨编码层3上也形成有预定方式排列的二维码图案。（此外，红外油墨编码层2与紫外油墨编码层3的顺序是可以互换的。）

 所述红外油墨编码层2与紫外油墨编码层3的二维码图案的图像指标结构可按如下方式设计。如图2所示，图像指标结构100，包括一定位部103、一第一数据部以及一第二数据部，并以第一数据部、定位部103、第二数据部的顺序排列。所述第一数据部包括数据区域101以及数据区域102，所述数据区域101包括五个状态区域（图上未标出），各所述状态区域均设置有可作为微图像单元的圆点108，其中圆点108位于所属的状态区域的中心位置处的作为定位参考区域106，圆点108偏移所属的状态区域的中心的作为数据参考区域107，数据区域101具有三个定位参考区域106以及两个数据参考区域107，数据参考区域107位于定位参考区域106之间，且定位参考区域106位于数据区域101的末端位置。所述第二数据区域102包括五个状态区域，各所述状态区域均设置有圆点108，所述圆点108均偏移所属的状态区域的中心。第一数据区域101位于第二数据区域102的上侧，第二数据区域102位于定位部103的上侧；所述定位部103包括四个定位参考区域106以及一个数据参考区域107，从左至右依次排列为定位参考区域106、定位参考区域106、定位参考区域106、数据参考区域107、定位参考区域106；所述第二数据部包括数据区域104以及数据区域105，所述数据区域105与数据区域101的结构及排列相同，所述数据区域104与数据区域102的结构及排列相同。数据区域105位于数据区域104的下侧，数据区域104位于定位部103的下侧。二十五个状态区域构成一个五行五列的二维状态区域阵列。

本实施例的图像指标结构的排布设计原理为，定位参考区域106作为识别数据的参考位；数据参考区域107作为具体的数据值，圆点108可以设置在偏移所属状态区域的四条斜线的任一位置上，具有四种状态代表2bit，圆点108还可以设置在偏移所属状态区域的四条斜线及十字线的任一位置上，具有八种状态代表3bit；定位部103本可以设置五个定位参考区域106，现将第四个定位参考区域106改为数据参考区域107，该数据参考区域107可用作识别编码的方向，以及增加一组有效数据，提高了编码利用率；当每个数据参考区域107的圆点108只使用四种状态时，每个数据参考区域107可代表2bit信息，有效数据位总共为2bit*15=30bit，超过10亿编码量；当每个数据参考区域107的圆点108使用八种状态时，每个数据参考区域107可代表3bit信息，有效数据位总共为3bit*15=45bit，超过35万亿编码量。

如图3所示，一种三维编码输出输入装置，包括电源10、光学装置、处理装置以及输出装置，电源10为整个装置提供工作电压。所述光学装置包括红外LED 5、紫外LED 6、黑白摄像头7，所述红外LED 5以及紫外LED 6分别设置在黑白摄像头7的两侧（红外LED 5以及紫外LED 6也可以在同一侧），红外LED 5的发光面、紫外LED 6的发光面以及黑白摄像头7的接收面的方向一致，即红外LED 5以及紫外LED 6于物体表面的反射光能够进入黑白摄像头7；所述处理装置为MCU 8；所述输出装置为音频播放器9；所述MCU 8分别与红外LED 5、紫外LED 6、黑白摄像头7、音频播放器9电性连接。所述MCU 8内设有二维码解码器以及三维码转换器。所述二维码解码器用于处理多个图像指标结构100组合构成的二维码的数据信息值；所述三维码转换器内设有算法SA=SR*2^n+SU或者SA=SU*2^n+SR，其中SA为三维码数据，SR为红外二维码数据，SU为紫外二维码数据。

结合图1至图4，一种隐形三维编码的数据输出输入方法，包括以下步骤：

步骤1001：根据如图2所示的图像指标结构100，于同一纸面上印刷一红外二维码层、一紫外二维码层以及一可视图案层，制作成如图1所示的隐形编码纸张，所述红外二维码层以及紫外二维码层的编码图案为多个图像指标结构100的阵列组合；

步骤1002：启动如图3所示的三维编码输出输入装置，电源10通电，光学装置的红外LED 5发出红外光于隐形编码纸张上，红外光在纸面上反射，红外油墨编码层2的编码图案进入黑白摄像头7，同理，紫外LED 6发出紫外光与隐形编码纸张上，紫外光再纸面上反射，紫外油墨编码层3的编码图案进入黑白摄像头7，黑白摄像头7把识别到的红外二维编码图案以及紫外二维编码图案存储到MCU 8的存储器内；

步骤1003：MCU 8的二维码解码器对红外二维编码图案以及紫外二维编码图案进行解码，并且，MCU 8的三维码转换器根据公式SA=SR*2^n+SU或者SA=SU*2^n+SR将红外二维码与紫外二维码组合叠加转换为三维码，然后MCU 8通过DA/AD模块输出三维码数据给音频播放器9；

步骤1004：音频播放器9根据三维码数据输出相应的声音。

此外，本实施例的输出装置还可以是电脑、PDA、手机等设备，输出装置可以根据三维码数据输出相应的影像、声音或数据流。

本实施例的三维码的编码量十分庞大，若现有的红外二维码或紫外二维码的编码量为50万，则本实施例的三维码的编码量可达50万*50万。不仅能够满足声音编码要求，更能达到影像编码的要求。本实施例的应用范围非常广泛，具有良好的市场应用前景。

上述实施例只是本发明较为优选的一种，本领域技术人员在本发明的保护范围内作出的简单变化或替换，均落在发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种隐形三维编码的数据输出输入方法，其特征在于，包括以下步骤：

A)于一物体表面上形成一红外二维码层以及一紫外二维码层；

B)用光学装置识别物体表面上的红外二维码层的编码图案以及紫外二维码层的编码图案；

C)处理装置对红外二维码层的编码图案以及紫外二维码层的编码图案进行解码，并根据公式SA＝SR*2^n+SU或者SA＝SU*2^n+SR将红外二维码与紫外二维码转换为三维码，其中，SA为三维码数据，SR为红外二维码数据，SU为紫外二维码数据；

D)输出装置根据三维码数据输出数据值；

所述红外二维码层与紫外二维码层的图像指标结构包括一定位部、一第一数据部以及一第二数据部，并以第一数据部、定位部、第二数据部的顺序排列；所述第一数据部包括第一数据区域以及第二数据区域，所述第一数据区域包括多个第一状态区域，各所述第一状态区域均设置有第一微图像单元，其中第一微图像单元位于所属的第一状态区域的中心位置处的作为第一定位参考区域，第一微图像单元偏移所属的第一状态区域的中心的作为第一数据参考区域，所述第一数据区域具有至少三个第一定位参考区域以及至少两个第一数据参考区域，第一数据参考区域位于第一定位参考区域之间，且第一定位参考区域位于第一数据区域的末端位置，所述第二数据区域包括多个第二状态区域，各所述第二状态区域均设置有第二微图像单元，所述第二微图像单元均偏移所属的第二状态区域的中心，第一数据区域位于第二数据区域的一侧，第二数据区域位于定位部的一侧；所述定位部包括多个第三状态区域，各所述第三状态区域均设置有第三微图像单元，其中一个所述第三微图像单元偏移所属的第三状态区域的中心，且其余的第三微图像单元均位于所属的第三状态区域的中心位置处；所述第二数据部包括第三数据区域以及第四数据区域，所述第四数据区域包括多个第五状态区域，各所述第五状态区域均设置有第五微图像单元，其中第五微图像单元位于所属的第五状态区域的中心位置处的作为第二定位参考区域，第五微图像单元偏移所属的第五状态区域的中心的作为第二数据参考区域，所述第四数据区域具有至少三个第二定位参考区域以及至少两个第二数据参考区域，第二数据参考区域位于第二定位参考区域之间，且第二定位参考区域位于第四数据区域的末端位置，所述第三数据区域包括多个第四状态区域，各所述第四状态区域均设置有第四微图像单元，所述第四微图像单元均偏移所属的第四状态区域的中心，第三数据区域位于第四数据区域的一侧，第三数据区域位于定位部的一侧；第一状态区域、第二状态区域、第三状态区域、第四状态区域以及第五状态区域构成一个二维状态区域阵列。

2.如权利要求1所述的隐形三维编码的数据输出输入方法，其特征在于，所述红外二维码层位于紫外二维码层的上面，或者所述红外二维码层位于紫外二维码层的下面。

3.如权利要求1所述的隐形三维编码的数据输出输入方法，其特征在于，所述物体为纸张，纸张上还形成一可视图案层。

4.如权利要求1所述的隐形三维编码的数据输出输入方法，其特征在于，步骤A中，所述光学装置利用红外光源与紫外光源照射到物体表面，分别把红外二维码层与紫外二维码层的编码图案反射到光电传感器内。

5.如权利要求1所述的隐形三维编码的数据输出输入方法，其特征在于，步骤D中，所述数据值为影像或声音或数据流。