CN103679113A - 一种otp设备扫描二维码时定位聚焦的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的方法及系统，属于图像获取及处理领域。本发明所述的方法包括以下步骤：步骤一，在OTP设备中设有用于产生定位光斑的定位光产生装置，启动OTP设备中的摄像功能，同时开启OTP设备中定位光产生装置产生定位光斑；步骤二，将定位光产生装置射出的光斑对准待拍摄的二维码，调整OTP设备与二维码之间的距离，使光斑正好能完整包围住二维码图案；步骤三，通过OTP设备中的摄像头获取二维码图像，并传输给处理器进行图像识别分析处理。采用本发明所述的方法及系统可以在无法显示完整扫描视域的情况下，通过辅助定位光斑使得OTP设备对准二维码并定位到合适焦平面上，从而大大提高了OTP设备的性能并降低了成本。

Description

一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的方法及系统
技术领域
本发明属于图像获取及处理领域，具体涉及一种OTP设备扫描二维码时聚焦、定位的方法及系统。
背景技术
OTP设备是指用于生成一次性口令的设备，本发明所涉及的OTP为通过扫描二维码获取挑战信息的OTP设备，包括摄像头、安全芯片等模块。
二维码（2-dimensional bar code），又称二维条码，它是用特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向）上分布的黑白相间的图形，是所有信息数据的一把钥匙。在现代商业活动中，可实现的应用十分广泛，如：产品防伪/溯源、广告推送、网站链接、数据下载、商品交易、定位/导航、电子凭证、车辆管理、信息传递、名片交流、wifi共同享等等。
目前的二维码扫描如手机扫描时是采用摄像头+高分辨率显示屏显示的方式，将摄像头捕获的图像实时显示在屏幕上，通过成像信息供用户调整拍摄和取景位置。此种方式对后端显示屏幕的要求较高，功耗和成本较高，不利于在OTP设备上使用。
而目前在OTP类设备上广泛采用的是无拍摄取景提示的盲拍方案，对于非经常性操作设备的使用者而言由于无法直观获得扫描位置的反馈，故用户体验较差。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的方法及系统，该方法及系统能够在无法显示完整扫描视域的情况下，通过辅助定位光斑(或称定位光圈)使得OTP设备对准二维码并定位到合适焦平面上，从而大大提高了OTP设备的性能并降低了成本。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的方法，包括以下步骤：
步骤一，在OTP设备中设有用于产生定位光斑的定位光产生装置，启动OTP设备中的摄像功能，同时开启OTP设备中定位光产生装置产生定位光斑；
步骤二，将定位光产生装置射出的光斑对准待拍摄的二维码，调整OTP设备与二维码之间的距离，使光斑正好能完整包围住二维码图案；
步骤三，通过OTP设备中的摄像头获取二维码图像，并传输给处理器进行图像识别分析处理。
进一步,步骤二的具体实现方法如下：
(1)将二维码的位置对准在OTP设备中的摄像头拍照视域内，并处于有效焦平面上；
(2)根据二维码扫码设备的有效识别距离范围，来确定OTP设备中遮光物到二维码之间的距离L的值域；
(3)根据L的取值确定光源到遮光物的距离、遮光物尺寸；
(4)通过调整遮光物尺寸及到光源的距离使产生的光斑完整包裹住需要扫描的二维码；
(5)在L值域进行远离或拉近调整二维码扫码设备和二维码图像的距离，保持二维码中心与光斑中心基本重叠，光斑能完整有效的包裹住二维码。
进一步,步骤(3)中，根据待拍摄的二维码的图案大小，确定该图案在摄像头视场内有效成像时OTP设备中遮光物距二维码图案的距离范围L1-L2，其中，L1是有效成像时OTP设备中遮光物距二维码图案的最短距离，L2是有效成像时OTP设备中遮光物距二维码图案的最远距离。
进一步,所述的定位光产生装置产生的光源通过导光柱及相应的遮光物或透光板产生所述的定位光斑。
进一步,所述的光源为发光二极管。
进一步,所述的定位光斑的形状为矩形框。
本发明提供的一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的系统，包括摄像头、处理器及显示屏，其特征在于：该系统在OTP设备中还设有用于产生定位光斑的定位光产生装置，在启动OTP设备中的摄像功能的同时开启定位光产生装置产生定位光斑。
进一步,所述的定位光产生装置包括光源、导光柱及遮光物或透光板。
更进一步,所述的光源为发光二极管。
更进一步,所述的光源通过所述的遮光物或透光板后产生的定位光斑的形状为矩形框。
本发明的效果在于：采用本发明所述的方法及系统可以在无法显示完整扫描视域的情况下，通过辅助定位光斑使得OTP设备对准二维码并定位到合适焦平面上，从而大大提高了OTP设备的性能并降低了成本。
附图说明
图1是投影定位原理示意图；
图2是本发明具体实施方式中通过定位光产生装置产生定位光斑的原理图；
图3(a)-图3(d)是本发明具体实施方式中OTP设备利用定位光斑辅助定位识别二维码效果示意图；
图4是本发明所述方法的流程图；
图5是本发明具体实施方式中的OTP设备扫描二维码时定位聚焦的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
本发明应用于采用低分辨率显示屏的二维码扫码设备，在无法还原完整拍摄信息的情况下，通过产生辅助定位光斑(或称定位光圈)以指引使用者将摄像头对二维码图像进行定位及聚焦，获取效果良好的照片。这种实现方式脱离了对高分辨率显示设备的依赖，更利于在成本、功耗敏感的OTP设备上使用。
如图1所示，根据光的直线传播原理，可知投影的大小D1、D2与投影成像位置和被照射物体的距离成比例关系。在选取合适的光源大小、光源到遮光物的距离、遮光物尺寸后，则可确定距离遮光物距离L处的投影大小。
如图2所示，使用发光二极管作为光源，通过导光柱及相应的遮光物或透光板产生定位光斑的效果。
本实施例中，OTP设备利用定位光斑辅助定位识别二维码效果示意如图3所示。图中的定位光斑为矩形框，其中，图3(a)中的定位光斑定位准确、聚焦合适，拍照效果良好。图3(b)中的定位光斑定位准确，但聚焦过近，导致成像不完整。图3(c)中的定位光斑定位合适，但距离太远，导致成像过小、模糊，不利于识别。图3(d)中的定位光斑定位聚焦合适，定位不准时，成像不完整
如图4所示，一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的方法，包括以下步骤：
S21，步骤一，在OTP设备中设有用于产生定位光斑的定位光产生装置，启动OTP设备中的摄像功能，同时开启OTP设备中定位光产生装置产生定位光斑；
S22，步骤二，将定位光产生模块射出的光斑对准待拍摄的二维码，调整设备与二维码之间的距离，使光斑正好能完整包围住二维码图案，此时的二维码图案应能完整、清晰地成像在摄像头的焦平面上；
本实施例中，步骤二的具体实现方法如下：
(1)将二维码的位置对准在OTP设备摄像头拍照视域内，并处于有效焦平面上；
(2)根据二维码扫码设备的有效识别距离范围，来确定OTP设备中的遮光物到二维码之间的距离L值域；
本实施例中，已知待拍摄的二维码的图案大小，也可知该图案在摄像头视场内有效成像时OTP设备中遮光物距二维码图案的距离范围L1-L2，其中，L1是有效成像时OTP设备中遮光物距二维码图案的最短距离，L2是有效成像时OTP设备中遮光物距二维码图案的最远距离。确定L值即是要保证在L1到L2的距离范围内，产生的光斑都能将二维码图案完整的包括进去，且留有足够的边距。
根据光学原理可知，OTP设备与需要扫描的二维码距离越近，投影成像越小，因此只要保证在最短距离L1上满足以上要求即可，此时L=L1；但考虑到人手持拍摄时会有轻微颤动等干扰因素，会导致成像上下移动而使成像不完整，因此可适当将L值取在L1到L2之间，以留出余量，即L1<L<L2。
(3)根据L的取值确定光源到遮光物的距离、遮光物尺寸等参数；
L值确定，又知道投影大小，接下来只需要根据结构设计确定下遮光物到光源的距离，即可计算出所需的遮光物尺寸信息。
(4)再通过调整遮光物尺寸及到光源的距离可实现产生光斑完整包裹住二维码(QR码)的效果；
(5)在L值域进行远离或拉近调整二维码扫码设备和二维码图像的距离，保持二维码中心与光斑中心基本重叠，光斑能完整有效的包裹住二维码，摄像头即可获得完整、清晰的二维码拍照效果，较快的识别二维码内容。
S23,步骤三，摄像头模组获取图片，并传输给处理器(即安全芯片，或称主芯片)进行图像识别分析。
如图5所示，图5是采用本实施例中所述的方法将OTP设备扫描二维码时聚焦、定位的示意图。
本实施例中所述的一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的系统，包括摄像头、处理器、显示屏、按键等功能模块，并在OTP设备中还设有用于产生定位光斑的定位光产生装置，在启动OTP设备中的摄像功能的同时开启定位光产生装置产生定位光斑。所述的定位光产生装置包括光源、导光柱及遮光物或透光板。所述的光源为发光二极管。所述的光源通过所述的遮光物或透光板后产生的定位光斑的形状为矩形框。本发明所述的拍照OTP与现有的OTP设备相比，是将挑战信息的输入改为二维码编码后拍摄的方式，避免了用户录入的麻烦。同时这种挑战、应答型的OTP设备相较时间型和事件型OTP设备而言避免了时间同步与事件输入等因素，使用更便利。且隔绝了物理连接，数据通过二维码单向流入设备，因此安全性更高。
本领域技术人员应该明白，本发明所述的方法和系统并不限于具体实施方式中所述的实施例，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的方法，包括以下步骤：
步骤一，在OTP设备中设有用于产生定位光斑的定位光产生装置，启动OTP设备中的摄像功能，同时开启OTP设备中定位光产生装置产生定位光斑；
步骤二，将定位光产生装置射出的光斑对准待拍摄的二维码，调整OTP设备与二维码之间的距离，使光斑正好能完整包围住二维码图案；
步骤三，通过OTP设备中的摄像头获取二维码图像，并传输给处理器进行图像识别分析处理。
2.如权利要求1所述的一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的方法，其特征是，步骤二的具体实现方法如下：
(1)将二维码的位置对准在OTP设备中的摄像头拍照视域内，并处于有效焦平面上；
(2)根据二维码扫码设备的有效识别距离范围，来确定OTP设备中遮光物到二维码之间的距离L的值域；
(3)根据L的取值确定光源到遮光物的距离、遮光物尺寸；
(4)通过调整遮光物尺寸及到光源的距离使产生的光斑完整包裹住需要扫描的二维码；
(5)在L值域进行远离或拉近调整二维码扫码设备和二维码图像的距离，保持二维码中心与光斑中心基本重叠，光斑能完整有效的包裹住二维码。
3.如权利要求2所述的一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的方法，其特征是：步骤(3)中，根据待拍摄的二维码的图案大小，确定该图案在摄像头视场内有效成像时OTP设备中遮光物距二维码图案的距离范围L1-L2，其中，L1是有效成像时OTP设备中遮光物距二维码图案的最短距离，L2是有效成像时OTP设备中遮光物距二维码图案的最远距离。
4.如权利要求1至3任一所述的一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的方法，其特征是：所述的定位光产生装置产生的光源通过导光柱及相应的遮光物或透光板产生所述的定位光斑。
5.如权利要求4所述的一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的方法，其特征是：所述的光源为发光二极管。
6.如权利要求1至3任一所述的一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的方法，其特征是：所述的定位光斑的形状为矩形框。
7.一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的系统，包括摄像头、处理器及显示屏，其特征在于：该系统在OTP设备中还设有用于产生定位光斑的定位光产生装置，在启动OTP设备中的摄像功能的同时开启定位光产生装置产生定位光斑。
8.如权利要求7所述的一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的系统，其特征是：所述的定位光产生装置包括光源、导光柱及遮光物或透光板。
9.如权利要求8所述的一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的系统，其特征是：所述的光源为发光二极管。
10.如权利要求8或9所述的一种OTP设备扫描二维码时定位聚焦的系统，其特征是：所述的光源通过所述的遮光物或透光板后产生的定位光斑的形状为矩形框。
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