CN105760916B - 二维矩阵码的编码方法以及记载有编码图片的卡牌 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种二维矩阵码的编码方法以及记载有编码图片的卡牌，包括步骤：将加入CRC校验码的二进制数据转成数据矩阵形式：将上一步得到的n×n数据矩阵在同一平面内旋转三次，获得三个数据矩阵，每次旋转的角度为90°；校验三个新矩阵的CRC合法性和四个数据矩阵的对称性：取极值为显示码，并生成对应的编码图片。本发明利用矩阵码编码过程中的特定规则，使用户通过数码终端上的常规图片识别，即可获取编码图片所对应的特定方向的卡牌角色形象。
Description
技术领域
本发明涉及图形处理和OpenCV(Open Source Computer Vision Library，开源计算机视觉库)识别的技术领域，特别地，涉及一种二维矩阵码的编码方法以及记载有编码图片的卡牌。
背景技术
计算机视觉是一门研究如何使机器“看”的科学，更进一步的说，指用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步做图形处理，使图片被处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。相关学科包括图像处理、模式识别、图像识别、景物分析、图象理解等，还包括空间形状的描述、几何建模等过程。计算机视觉的研究对象主要是映射到单幅或多幅图像上的三维场景，例如三维场景的重建。
其中，增强现实(Augmented Reality，AR)是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动，使得真实环境和虚拟物体实时叠加后形成的虚拟世界被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，在数码游戏领域运用广泛。
AR技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。而传统AR卡牌产品，仅单纯的实现将实物卡牌与虚拟模型结合的功能，再辅以简单的网络激活与单机交互的玩法。因为AR的核心部分是图像分析系统，而当前市场上的产品多采用高通的Vuforia接口实现。例如央数文化(上海)股份有限公司的梦境盒子、3D增强现实三维互动学习机、口袋动物立体学习卡等产品；广州创幻数码科技有限公司的超次元系列产品。其中，每张卡牌必须经过高通的图像识别网站转换成识别码后才能使用，操作繁琐；超次元系列产品在激活卡牌或有交互操作时，用户又需要重新扫描卡牌上的二维码，使得使用过程经常被打断，用户体验非常差。并且，高通Vuforia解决方案基于图像识别，无法读取数据，并且在一帧中不能识别两个相同的标示图像，导致交互功能设计上的限制。
发明内容
本发明目的在于提供一种二维矩阵码的编码方法以及记载有编码图片的卡牌，以解决客户端无需辨别卡牌方向，则能识别卡牌空间位置并同时读取卡牌数据的技术问题，并且可预先设置角色形象在游戏界面展示形象的特定方向。
为实现上述目的，本发明提供了一种二维矩阵码的编码方法，包括步骤：
A、为二进制数据添加CRC校验码：
对X位二进制数据左移Y位，将二进制的Y位CRC校验码加入后，转换为加入CRC校验码的二进制数据，长度为X+Y；Y为8、16、32、64；
B、加入CRC校验码的二进制数据转成数据矩阵形式：
数据矩阵阶数为X与Y的和开方后取整，得到n×n数据矩阵
C、旋转此数据矩阵三次，获得三个数据矩阵：
将上一步得到的所述n×n数据矩阵在同一平面内旋转三次，分别得到 每次旋转的角度为90°；
D、校验合法性：
a)CRC合法性校验
分别取出数据矩阵的前X位，计算出Y位CRC校验码，然后分别和的后Y位比对，比对结果为没有任何一个通过CRC校验，则此矩阵码合法；Y的取值与步骤A相同；
b)对称校验
四个数据矩阵均不相等，则此矩阵码合法；
E、取极值，确定显示码
在四个数据矩阵中取极值为显示码；
F、生成编码图片
图片的长和宽分别为n+2个单位，左右上下各留出一个单位设置为第一色，中间的n×n个单位按照中的数据填充，1填充第二色，0填充第一色。
优选的，步骤B还包括：
若X+Y＜n2,高位用0补齐到n2位；然后按照从高位到低位的顺序，将补齐后的数据每n位为一行，组成一个n×n矩阵
优选的，步骤C中的旋转为顺时针旋转或逆时针旋转。
优选的，每一幅编码图片与一个特定的卡牌角色形象关联。
优选的，步骤E中的极值为最大值或最小值。
本申请还提供记载有根据上述的编码方法制得的编码图片的卡牌，所述卡牌表面记载有编码图片，以及与所述编码图片所关联的角色形象、角色方向一致的图案。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种无需在角色数据的编码上定义特定的方向识别，利用矩阵码编码过程中的特定规则(旋转数据矩阵获得四个数据矩阵，通过一定规则选出一个数据矩阵生成矩形码图片)，使用者通过数码终端上的常规图片识别，即可获取编码图片所对应的特定方向的卡牌角色形象。
也就是说，本发明编码方法在现有矩形码的基础上，新增了方向要素，使得矩形码所携带的信息更为多样丰富，是矩形码技术的重大突破。
并且，为让使用者更清晰地了解从卡牌编码图片上获得的角色形象，卡牌表面还记载了与编码图片所关联角色的形象、方向匹配的图形，给予所见即所得的用户体验。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的编码流程示意图；
图2是本发明优选实施例的编码图片示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1，本申请提供了一种二维矩阵码的编码方法，包括步骤：
A、为二进制数据添加CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验码)校验码：
对X位二进制数据左移Y位，将二进制的Y位CRC校验码加入后，转换为加入CRC校验码的二进制数据，长度为X+Y；Y可为8、16、32、64。
例如，在X＝56，Y＝8的情况：
随机取56位数据为：00011001011010111001011101011110111101111011111101100011，其16进制表示为0x196B975EF7BF63；
其CRC8校验码为：01111000，其16进制表示为0x78；
合并后数据16进制表示为0x196B975EF7BF6378；
二进制表示为：
0001100101101011100101110101111011110111101111110110001101111000
B、加入CRC校验码的二进制数据转成数据矩阵形式：
数据矩阵阶数为X与Y的和开方后取整，得到n×n数据矩阵
若X+Y＜n2,高位用0补齐到n2位；然后按照从高位到低位的顺序，将补齐后的数据每n位为一行，组成一个n×n矩阵
例如：步骤A中，X＝56，Y＝8的情况，二进制矩阵阶数
步骤A二进制数据：
0001100101101011100101110101111011110111101111110110001101111000
其按行展开成数据的16进制表示为D0＝0x196B975EF7BF6378；
C、旋转此数据矩阵三次，获得三个数据矩阵：
将上一步得到的所述n×n数据矩阵在同一平面内旋转三次，分别得到 每次旋转的角度为90°。旋转的方向不受限制，顺时针或者逆时针旋转都不影响本申请实施例的实现。
例如：旋转后得到如下三个数据矩阵：
其按行展开成数据的16进制表示为D1＝0xEE7E3CD5BD4F5B2C；
其按行展开成数据的16进制表示为D2＝0x1EC6FDEF7AE9D698；
其按行展开成数据的16进制表示为D3＝0x34DAF2BDAB3C7E77。
D、校验合法性：
a)CRC合法性校验
对D1、D2、D3取出前X位，计算出Y位CRC校验码，然后分别和D1、D2、D3的后Y位比对，比对结果为没有任何一个通过CRC校验，则此矩阵码合法；
例如：
D1取出前56位，计算出8位CRC校验码为：01011110；D1的后8位为00101100，比对不相同；
D2取出前56位，计算出8位CRC校验码为：11010011；D2的后8位为10011000，比对不相同；
D3取出前56位，计算出8位CRC校验码为：00001001；D3的后8位为01110111，比对不相同；
为方便计算，可以将二进制数据格式转为十六进制数据格式进行计算。例如D1＝0xEE7E3CD5BD4F5B2C，取出前56位0xEE7E3CD5BD4F5B计算得到的CRC8校验码为0x5E，而D1的后8位的16进制表示为0x2C，与其CRC8校验码不相等。再依次同理判断D2、D3。
如此，只有D0的CRC校验可以通过；D1、D2、D3均不应该通过CRC校验；则通过了CRC合法性校验。
b)对称校验
四个数据矩阵均不相等，则此矩阵码合法；如果存在相等的情况，则表示四个旋转矩阵存在对称情况，这样的矩阵码无法判断方向，不能使用。
例如，从步骤B、C的数据矩阵表达式来看，四个数据矩阵均不相等；则通过了对称校验。
上述CRC合法性校验和对称校验无先后顺序，先进行任意一个都不影响本实施例的实现。经过多次测试，当X＝56，Y＝8的情况，CRC合法性校验通过率为98.2％。绝大多数编码是可以通过校验的，并不会造成计算冗余和繁琐。
E、取极值，确定显示码
在四个数据矩阵即D0、D1、D2、D3四个数中取极值DF为显示码；
在步骤D中处理了相等的情况，所以在D0、D1、D2、D3中必然存在极值。在具体实施中，极值DF可以为D0、D1、D2、D3四个数的最大值或者最小值。
F、生成编码图片
获得与DF对应的数据矩阵
图片的长和宽分别为n+2个单位，左右上下各留出一个单位设置为第一色，中间的n×n个单位按照中的数据填充，1填充第二色，0填充第一色。
例如，步骤D中确定的最大码为图片宽度W设定为500像素，按照填充规则生成的编码图片如图2所示。
该编码图片可以在云端服务器与一个特定的卡牌角色形象关联，例如喷火龙。则使用者在客户端解码该矩阵码图片后，则会在相应系统中生成一个喷火龙的角色形象。并且，由于该矩阵码图片携带了该形象的方向信息，生成的喷火龙的角色形象则会直接展现出特定方向，例如向下或向左。
所以，本申请还提供有记载有根据上述的编码方法制得的编码图片的卡牌，所述卡牌表面记载有编码图片，以及与所述编码图片所关联的角色形象、角色方向一致的图案。例如，记载有如图2所示的图片，以及一只向下的喷火龙形象。使用者在客户端解码该编码图片后，则会在相应系统中生成一只向下的喷火龙的角色形象。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种二维矩阵码的编码方法，其特征在于，包括步骤：
A、为二进制数据添加CRC校验码：
对X位二进制数据左移Y位，将二进制的Y位CRC校验码加入后，转换为加入CRC校验码的二进制数据，长度为X+Y；Y为8、16、32、64；
B、加入CRC校验码的二进制数据转成数据矩阵形式：
数据矩阵阶数为X与Y的和开方后取整，得到n×n数据矩阵
若X+Y＜n2,高位用0补齐到n2位；然后按照从高位到低位的顺序，将补齐后的数据每n位为一行，组成一个n×n矩阵
C、旋转此数据矩阵三次，获得三个数据矩阵：
将上一步得到的所述n×n数据矩阵在同一平面内旋转三次，分别得到 每次旋转的角度为90°；
D、校验合法性：
a)CRC合法性校验
分别取出数据矩阵的前X位，计算出Y位CRC校验码，然后分别和的后Y位比对，比对结果为后Y位的16进制与Y位CRC校验码不相等，则此矩阵码合法；Y的取值与步骤A相同；
b)对称校验
四个数据矩阵均不相等，则此矩阵码合法；
E、取极值，确定显示码
在四个数据矩阵中取极值为显示码；
F、生成编码图片
图片的长和宽分别为n+2个单位，左右上下各留出一个单位设置为第一色，中间的n×n个单位按照中的数据填充，1填充第二色，0填充第一色。
2.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，步骤B还包括：
若X+Y＜n2,高位用0补齐到n2位；然后按照从高位到低位的顺序，将补齐后的数据每n位为一行，组成一个n×n矩阵
3.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，步骤C中的旋转为顺时针旋转或逆时针旋转。
4.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，每一幅编码图片与一个特定的卡牌角色形象关联。
5.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，步骤E中的极值为最大值或最小值。
6.记载有根据权利要求1-5任一项所述的编码方法制得的编码图片的卡牌，其特征在于，所述卡牌表面记载有编码图片，以及与所述编码图片所关联的角色形象、角色方向一致的图案。
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