CN102810152B - 可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置及解码方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置及解码方法，其上设置有至少一等灰度二维光学辨识码，该等灰度二维光学辨识码包括一第一定位区块、多个数据区块及一第二定位区块。第一定位区块具有多个第一定位点。多个数据区块配置于该第一定位区块的周围。第二定位区块具有多个第二定位点及一第二方位辨识点，以提供该等灰度二维光学辨识码方向，并设置于该多个数据区块的两相邻边界，以界定所述多个数据区块的分布位置。其中，该第二方位辨识点用以形成相对应等灰度二维光学辨识码的辨识方向。

Description

可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置及解码方法

技术领域

本发明涉及二维光学辨识码的技术领域，尤指一种可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置及解码方法。

背景技术

为了提升阅读文件的方便性、趣味性及有效性等，一种现有的方式是将光学辨识码嵌入于文件上所打印的图像中，并通过外部的读取装置来取得某一部分图像所对应的光学辨识码，并根据所读出的光学辨识码来操作一输出装置产生例如语音的输出，而有效地以语音来辅助阅读。但是前述技术由于必须将光学辨识码嵌入于文件的图像中，势必将导致文件制作的复杂性，且会影响图像的显示，因此如何正确地读取光学辨识码而不受到图像的影响，为一亟待解决的问题。

于美国第US7,530,496B2号专利案公告中，在原始影像之上加上一层多个点的光学辨识码，该光学辨识码100如图1所示，该光学辨识码100具有多个索引子点，该多个索引子点以等方位(isotropic)排列，其中，该多个索引子点微小到人眼可忽略。如图1所示，该等子点以等方位(isotropic)排列，每一子点的半径约为100μm。该等子点包括：一中心子点110、多个方位子点121、122、多个第一数据子点131～136及多个第二数据子点1401～1412。该方位辨识子点122可为空白点或是空心点，其中，空白点代表该处不打印任何点。

该等光学辨识码100代表不同图像对象，同时可让一光学读取系统读取后，再加以处理。例如，将该不同图像对象的光学辨识码对应至不同的语音，以让该光学读取系统读取一图像对象时，将该图像对象对应的语音播放出来。

然而如图1所示，该光学辨识码100是利用一个中心子点110、五个方位子点121、122来外推外圈的多个第一数据子点131～136及多个第二数据子点1401～1412的位置，由于外圈没有放置辅助定位点，这样查找点的方式会因为镜头倾斜造成取像的形变，而增加数据点查找的困难度。

图2是另一光学辨识码200的示意图。该光学辨识码200是由一个定位区块201及八个编码数据区块202，203，...，209所组成。一个定位区块201及八个编码数据区块202，203，...，209被配置成九宫格。其为了改善外圈中没有辅助定位点而增加数据点查找的困难度，因而于外圈的多个编码数据区块202，203，...，209中的中心点被填满，以作为辅助定位点。定位区块201中有五个点被填满，以作为主要定位点，由此减少数据点查找的困难度。然而，因为定位区块201主要定位点较明显，当光学辨识码200重复出现时，容易在视觉上产生花纹感。同时，编码数据区块202，203，...，209内同时存在定位点与数据点会造成码点分布的不均匀，而有灰度不均匀的现象。

图3是又一光学辨识码300的示意图。该光学辨识码300是由一个数据部(contentpart)310及一定位部(positionpart)320所组成。该数据部(contentpart)310包含九个编码数据区块，该定位部320包含七个定位区块。该定位部(positionpart)320被配置在该数据部(contentpart)310的两相邻边界。该光学辨识码300为了改善等灰度的问题，将所有定位点放在外圈，只依靠一码点321的偏移来作为方向信息。但是因为要达到等灰度，所以所有数据点311都必须放置在虚拟直线313及虚拟直线315交叉处的附近，且偏移量不能太大。同时在编码数据区块还必须加入足够大的框间距。当需要将光学辨识码300缩小时，其编码数量较少，而如果为了增加编码数量而将码距变小，图形就会不等灰度，且增加解码的困难度。因此现有的光学辨识码的设计仍有诸多缺失而有予以改进的必要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置及解码方法，从而能改善等灰度效果，可允许较大的码点打印，以降低打印要求，并增加当读码时有倾角辨识的正确率，以加速解码速度。

依据本发明的一个特色，本发明提出一种可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置，其上设置有至少一等灰度二维光学辨识码，该等灰度二维光学辨识码包括一第一定位区块、多个数据区块、及一第二定位区块。该第一定位区块具有多个第一定位点。该多个数据区块配置于该第一定位区块的周围，每一个数据区块具有多个指定图样，该多个指定图样选择性位于均分该数据区块所形成的多个虚拟区域其中之一。该第二定位区块，具有多个第二定位点并设置于该多个数据区块的两相邻边界，以界定所述多个数据区块的分布位置。其中，该多个第二定位点中有一为一第二方位辨识点，该第二方位辨识点用以形成相对应该等灰度二维光学辨识码的辨识方向。

依据本发明的又一特色，本发明提出一种可快速解码的等灰度二维光学辨识码的解码方法，该等灰度二维光学辨识码具有一第一定位区块、多个数据区块、及一第二定位区块，该第一定位区块具有多个第一定位点，该多个数据区块配置于该第一定位区块的周围，每一个数据区块具有多个指定图样，该多个指定图样选择性位于均分该数据区块所形成的多个虚拟区域其中之一，该第二定位区块具有多个第二定位点并设置于该多个数据区块的两相邻边界，以界定所述多个数据区块的分布位置，该解码方法包含(A)查找该第一定位区块的该多个第一定位点；(B)推算该第二定位区块的该多个第二定位点位置；(C)确认该多个第二定位点中的一第二方位辨识点；(D)决定该等灰度二维光学辨识码的辨识方向，保存第一定位点及第二定位点坐标；(E)查找所有符合条件的第一定位区块；(F)对符合条件的第一定位区块进行多个数据区块搜寻，以找到具有完整的多个数据区块及相对应的第一定位区块；(G)计算该完整多个数据区块的该多个指定图样的偏移量；(H)若该多个指定图样的偏移量大于一门槛值，则认定该第一定位区块为非法；(I)若该多个指定图样的偏移量小于或等于该门槛值，选择该多个指定图样的偏移量最小的相对应数据输出。

附图说明

图1是一现有的光学辨识码的示意图。

图2是另一光学辨识码的示意图。

图3是又一光学辨识码的示意图。

图4是本发明的一种可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置的示意图。

图5是本发明的等灰度二维光学辨识码的示意图。

图6是本发明的数据区块的放大示意图。

图7是本发明的数据区块编码数据的示意图。

图8是本发明的一种可快速解码的等灰度二维光学辨识码的解码方法的流程图。

图9是本发明的等灰度二维光学辨识码的图像的示意图。

【主要元件符号说明】

光学辨识码100中心子点110

方位子点121、12第一数据子点131～136

第二数据子点1401～1412

光学辨识码200定位区块201

编码数据区块202，203，205，206，207，208，209

光学辨识码300数据部310

定位部320码点321

数据点311虚拟直线313

虚拟直线315

等灰度二维光学辨识码装置400

区域410、411、412、413、414、423、424、433、434

图像对象450、460

等灰度二维光学辨识码500，501，502

第一定位区块510数据区块520

第二定位区块530

第一定位点511，512第二定位点531，532

第二方位辨识点531

第一方向虚拟线533第二方向虚拟线534

虚拟区域521指定图样522

框910框920

椭圆930椭圆940

步骤(A)～步骤(G)。

具体实施方式

图4是本发明的一种可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置的示意图。于图4中，等灰度二维光学辨识码装置400是由先区分成多个区域410、411、...、434、...，该多个区域大小相同且每一个区域具有多个等灰度二维光学辨识码500，每一个区域各自具有代表其对应值的等灰度二维光学辨识码500，例如区域410的等灰度二维光学辨识码501及区域411的等灰度二维光学辨识码502即各自具有代表对应于此两区域410及411的值。等灰度二维光学辨识码装置400包含二个图像对象450、460，其中对象450横跨区域410、411、412、420、421及422，对象460横跨区域413、414、423、424、433及434。

图5是本发明的等灰度二维光学辨识码500的示意图。该等灰度二维光学辨识码500包括一第一定位区块510、多个数据区块520、及一第二定位区块530。

该第一定位区块510具有多个第一定位点511，512，以用来快速查找该等灰度二维光学辨识码500的图形。

该多个数据区块520配置于该第一定位区块510的周围。每一个数据区块520具有多个指定图样，该多个指定图样选择性位于均分该数据区块520所形成的多个虚拟区域其中之一。

该第二定位区块530具有多个第二定位点531，532并设置于该多个数据区块520的两相邻边界，以界定所述多个数据区块520的分布位置。

其中，该多个第一定位点511，512于本实施例中为5点，于其他实施例中亦可为4点或3点。该多个第二定位点531，532中有一为一第二方位辨识点531，该第二方位辨识点531用以形成相对应该等灰度二维光学辨识码500的辨识方向。

如图5所示，该多个第一定位点511，512中包含5个第一定位点511，其中，四个第一定位点511分布于一虚拟正方形(即由该四个第一定位点511所形成的正方形)的四顶点上，另一第一定位点512位于该虚拟正方形的中心。

该多个第二定位点中包含N个第二定位点532及一个该第二方位辨识点531，该N个第二定位点531，532形成一L形，该第二方位辨识点531位于该L形两条线交会处偏移一第一距离d的位置处，其中，N为自然数，于本实施例中，N为9。

于该N个第二定位点532中，I个第二定位点定义出I条第一方向虚拟线533，J个第二定位点定义出J条第二方向虚拟线534，第一方向虚拟线533与第二方向虚拟线534互相垂直。该每一个数据区块520中心位于第一方向虚拟线533与第二方向虚拟线534的交点上，其中，I、J为自然数，且I+J＝N-1。于本实施例中，N为9时，I为4且J为4。于其他实施例中，N为10时，I为5且J为4，或是其他数值，此为本领域技术人员基于本发明所揭露的技术而能完成，不予赘述。

如图5所示，该每一数据区块520被第一方向虚拟线533与第二方向虚拟线534划分成前述的该多个虚拟区域521。图6是本发明数据区块520的放大示意图。于本实施例中，该多个虚拟区域521为四个虚拟区域521。

该每一数据区块520具有四个指定图样522，该四个指定图样522分置于该每一数据区块520的四个虚拟区域521，该每一数据区块520仅有一个虚拟区域521中的指定图样522被填满，用以表示二位的二进码，分别是00、01、10以及11。该指定图样522可为圆形或正方形。

图7本发明的数据区块编码数据的示意图。当左上角虚拟区域521中的指定图样522被填满时，用以表示二位的二进码00。当右上角虚拟区域521中的指定图样522被填满时，用以表示二位的二进码01。当右下角虚拟区域521中的指定图样522被填满时，用以表示二位的二进码10。当左下角虚拟区域521中的指定图样522被填满时，用以表示二位的二进码11。

图8是本发明的一种可快速解码的等灰度二维光学辨识码的解码方法的流程图。如前所述，该等灰度二维光学辨识码500具有一第一定位区块510、多个数据区块520、及一第二定位区块530，该第一定位区块510具有多个第一定位点511，512，以提供该等灰度二维光学辨识码500的图形，该多个数据区块520配置于该第一定位区块510的周围，每一个数据区块520具有多个指定图样522，该多个指定图样522选择性位于均分该数据区块520所形成的多个虚拟区域521其中之一，该第二定位区块530具有多个第二定位点531，532并设置于该多个数据区块520的两相邻边界，以界定所述多个数据区块520的分布位置。

本发明的可快速解码的等灰度二维光学辨识码的解码方法可使用一光学读取装置对该等灰度二维光学辨识码装置400进行扫瞄，以获取多个本发明的等灰度二维光学辨识码500的图像。图9是本发明的等灰度二维光学辨识码500的图像的示意图。如图9所示，为了节省成本，光学读取装置一般所捕捉的图像约为一个等灰度二维光学辨识码500的图像的四倍大。而框910中即为所捕捉图像。

解码时，首先在步骤(A)中，由该捕捉图像中查找该第一定位区块的该多个第一定位点。由于该多个第一定位点511，512的距离固定且该四个第一定位点511分布于一虚拟正方形的四顶点上，该第一定位点512位于该虚拟正方形的中心，因此可以使用框920大小的捕捉图像的像素，以判断框920中的像素是否有该多个第一定位点511，512。若没有，将框920右移一个像素，再判断框920中的像素是否有该多个第一定位点511，512。当框920移到框910最右边时，将框920下移一个像素，并移到最左边，依序执行相同步骤，直到完成框910所有像素的判断。在步骤(A)中可以分别找出如图9中椭圆930处所示的该多个第一定位点511，512。

在步骤(B)中，由于该第一定位区块510及该第二定位区块530的相对位置及相对距离是已知的，可依据步骤(A)中的该多个第一定位点511，512，推算该第二定位区块的该多个第二定位点位置。

在步骤(C)中，确认该多个第二定位点中的一第二方位辨识点。在框910中为所捕捉图像里面只有椭圆940标示的第二方位辨识点531可以确认，其他等灰度二维光学辨识码500的由于未在框910中，因此无法确认。

在步骤(D)中，依据该第二方位辨识点531，以决定该等灰度二维光学辨识码500的辨识方向，保存第一定位点511，512及第二定位点坐标531，532。

在步骤(E)中，查找所有符合条件的第一定位区块510。

在步骤(F)中，对符合条件的第一定位区块进行多个数据区块搜寻，以找到具有完整的多个数据区块520及相对应的第一定位区块510。由于其他的等灰度二维光学辨识码500均没有具有完整的多个数据区块520，因此只有椭圆950标示的等灰度二维光学辨识码500具有完整的多个数据区块520。

在步骤(G)中，计算该完整多个数据区块520的该多个指定图样522的偏移量。

在步骤(H)中，由于该多个指定图样522均位于第一方向虚拟线533与第二方向虚拟线534的交点附近，若该多个指定图样522的偏移量大于一门槛值，表示在定位不准确，因此认定该第一定位区块为非法。

在步骤(I)中，若该多个指定图样522的偏移量小于或等于该门槛值，选择该多个指定图样522的偏移量最小的相对应数据输出。

由前述说明可知，由于本发明的等灰度二维光学辨识码500存在内圈的主要定位点511，512，但主要定位点511，512不像图2的现有技术的定位点那么明显，同时并将数据点522与定位点511，512，531，532分不同区块存放，且在不同区块间加入空白间隔，使得所有码点(数据点与定位点)在画面中是均匀分布的，因而大大改善等灰度效果

本发明的等灰度二维光学辨识码500的数据点由内圈的定位点511，512与外圈的定位点531，532包围，由内圈定位点511，512与外圈定位点531，532可以内插出数据点522的存在位置。此内插可以增加数据查找的精确度，并增加当读码时有倾角辨识的正确率。

与图2的现有技术相比较，则因为本发明的数据点522与定位点511，512，531，532分不同区块存放，单位面积下的码点密度会比较低，所以同样面积比例下，可以允许较大的码点打印，降低打印要求。

本发明的主要定位图形在内圈的第一定位区块510，且特征明显，所以即使码点间距变小或在倾角下仍可以很快的找到，配合外圈该第二定位区块530的定位点的查找，确定则可以更一步确认是否为正确码图。而图3的现有技术的码图其定位图形只在外圈，只靠一个码点321的偏移来作为方向信息，在码距小或有倾角下会增加定位点查找的困难度。亦即，图3的现有技术为了解决等灰度问题会采取将定位图形放在外圈的方式，其造成定位图形特征不明显，因而会造成小码距、大倾斜角度时，定位点查找困难，导致正确性下降

本发明在内圈跟外圈都放置定位点，且内圈定位图形特征明显却又不影响等灰度，在小码距、大倾角时仍可以有效解码。由于本发明内圈定位图形明显，可以快速从码图中得出，所以可以加速解码速度。

由上述可知，本发明无论就目的、手段及功效，均显示其迥异于现有技术的特征，极具实用价值。但是应注意的是，上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置，其上设置有至少一等灰度二维光学辨识码，该等灰度二维光学辨识码包括：

一第一定位区块，具有多个第一定位点，以提供该等灰度二维光学辨识码图形，其中，该多个第一定位点中包含五个第一定位点，该四个第一定位点分布于一虚拟正方形的四顶点上，该一个第一定位点位于该虚拟正方形的中心；

多个数据区块，配置于该第一定位区块的周围，每一个数据区块具有多个指定图样，该多个指定图样选择性位于均分该数据区块所形成的多个虚拟区域其中之一；以及

一第二定位区块，具有多个第二定位点并设置于该多个数据区块的两相邻边界，以界定所述多个数据区块的分布位置；

其中，该多个第二定位点中有一为一第二方位辨识点，该第二方位辨识点用以形成相对应该等灰度二维光学辨识码的辨识方向，该第一定位区块特征明显，配合该第二定位区块定位点的查找，能够更一步确认该等灰度二维光学辨识码是否为正确码图。

2.根据权利要求1所述的可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置，其中，该多个第二定位点中包含N个第二定位点及一个该第二方位辨识点，该N个第二定位点形成一L形，该第二方位辨识点位于该L形两条线交会处偏移一第一距离的位置处，其中，N为自然数。

3.根据权利要求2所述的可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置，其中，于该N个第二定位点中，I个第二定位点定义出I条第一方向虚拟线，J个第二定位点定义出J条第二方向虚拟线，该每一个数据区块中心位于第一方向虚拟线与第二方向虚拟线的交点上，当中，I、J为自然数，且I+J＝N-1。

4.根据权利要求3所述的可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置，其中，第一方向虚拟线与第二方向虚拟线互相垂直。

5.根据权利要求4所述的可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置，其中，该每一数据区块被第一方向虚拟线与第二方向虚拟线划分成前述的该多个虚拟区域。

6.根据权利要求5所述的可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置，其中，该多个虚拟区域为四个虚拟区域。

7.根据权利要求6所述的可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置，其中，该每一数据区块具有四个指定图样，该四个指定图样分置于该每一数据区块的四个虚拟区域，该每一数据区块仅有一个虚拟区域中的指定图样被填满。

8.根据权利要求7所述的可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置，其中，通过仅有一个虚拟区域中的指定图样被填满，用以表示二位的二进码，分别是00、01、10以及11。

9.根据权利要求8所述的可快速解码的等灰度二维光学辨识码装置，其中，该指定图样可为圆形或正方形。

10.一种可快速解码的等灰度二维光学辨识码的解码方法，该等灰度二维光学辨识码具有一第一定位区块、多个数据区块、及一第二定位区块，该第一定位区块具有多个第一定位点，该多个第一定位点中包含五个第一定位点，该四个第一定位点分布于一虚拟正方形的四顶点上，该一个第一定位点位于该虚拟正方形的中心，以提供该等灰度二维光学辨识码图形，该多个数据区块配置于该第一定位区块的周围，每一个数据区块具有多个指定图样，该多个指定图样选择性位于均分该数据区块所形成的多个虚拟区域其中之一，该第二定位区块具有多个第二定位点并设置于该多个数据区块的两相邻边界，以界定所述多个数据区块的分布位置，该解码方法包含：

A)查找该第一定位区块的该多个第一定位点；

B)依据步骤(A)中该第一定位区块的该多个第一定位点，推算该第二定位区块的该多个第二定位点位置；

C)确认该多个第二定位点中的一第二方位辨识点；

D)决定该等灰度二维光学辨识码的辨识方向，保存第一定位点及第二定位点坐标；

E)查找所有符合条件的第一定位区块；

F)对符合条件的第一定位区块进行多个数据区块搜寻，以找到具有完整的多个数据区块及相对应的第一定位区块；

G)计算该完整多个数据区块的该多个指定图样的偏移量；

H)若该多个指定图样的偏移量大于一门槛值，则认定该第一定位区块为非法；以及

I)若该多个指定图样的偏移量小于或等于该门槛值，选择该多个指定图样的偏移量最小的相对应数据输出。