CN106663308B - 用于在计算设备之间传输信息的不可见光学标签 - Google Patents

Abstract

本公开的实施方案提供了一种用于在第一计算设备和第二计算设备之间共享信息的方法和系统。在所述实施方案中，在第一计算设备上生成光学标签，诸如例如QR码。在实施方案中，光学标签以光学标签不能够被用户感知的方式利用颜色而被编码和显示。第二计算设备可捕获经编码的光学标签并使所捕获的图像经受用于对经编码的光学标签进行解码的处理技术。

Description

用于在计算设备之间传输信息的不可见光学标签

相关申请的交叉引用

本专利合作条约专利申请要求于2014年7月24日提交的并且标题为“InvisibleOptical Label for Transmitting Information Between Computing Devices”的美国非临时专利申请No.14/339,754即现在的于2015年5月5日公布的美国专利申请No.9,022,291、于2014年8月28日提交的并且标题为“Invisible Optical Label for TransmittingInformation Between Computing Devices”的美国非临时专利申请No.14/472,321即现在的于2015年5月5日公布的美国专利申请No.9,022,292、以及于2015年5月4日提交的并且标题为“Invisible Optical Label for Transmitting Information Between ComputingDevices”的美国非临时专利申请No.14/703,165的优先权，这些美国非临时专利申请中的每个美国非临时专利申请的内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及使用光学标签诸如快速响应(QR)码，以用于在计算设备之间传输信息。更具体地，本公开涉及在一个计算设备上生成并显示人眼不可见或换句话讲不能够被人眼感知但对于要从第一计算设备接收信息的第二计算设备为可见的光学标签。

背景技术

通常，数据矩阵码、快速响应(QR)码、条形码等使得计算设备能够确定各种类型的信息。例如，如果在产品上存在QR码，则QR码可由条形码读取器读取并为计算设备提供关于该特定产品的信息。虽然这些类型的码在提供与和该码相关联的特定产品或设备有关的信息方面是有用的，但码在美观方面可能并不令人满意。例如，QR码通常是正方形符号。信息在构成该符号的正方形模块的强度方面被编码。因为这些码的外观可能在美观方面并不令人满意，所以对此类码的使用可能限于设计特性和美观可能是次要考虑因素的产品。

正是针对这些以及其他一般性的考虑而提出了该实施方案。虽然讨论了相对具体的问题，但应当理解，实施方案不应限于解决在背景技术中所指出的具体问题。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式部分中在下文进一步描述的对该概念的选择。本发明内容并非旨在识别要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用作确定要求保护的主题的范围的辅助手段。

本公开的实施方案提供了一种用于在第一计算设备和第二计算设备之间传输信息的方法。该方法包括在第一计算设备上生成光学标签。在实施方案中，光学标签可以是机器可读码、一维或二维信息符号等。非限制性示例包括数据矩阵码、条形码、QR码等。在实施方案中，光学标签以在被显示时不能够被用户感知的方式利用颜色而被编码并被输出在第一计算设备的显示器上。更具体地，当光学标签被输出在第一计算设备的显示器上时，光学标签利用颜色而被编码并被显示在交替帧中。

例如，光学标签的第一帧使用第一组颜色来编码，并且光学标签的第二帧使用第二组颜色来编码。更具体地，光学标签的第一帧的第一部分以第一颜色编码，并且光学标签的第一帧的第二部分以第二颜色编码。另外，光学标签的第二帧的第一部分以第三颜色编码，并且光学标签的第二帧的第二部分以第四颜色编码。如将在下文中说明的那样，第一颜色和第三颜色中的每一者彼此偏移，并且第二颜色和第四颜色中的每一者彼此偏移。因此，当第一计算设备以确定的频率显示交替帧时，经编码的光学标签的颜色彼此抵消，并且光学标签不能够被第一计算设备的用户感知。

本文还公开了一种用于将第一设备与第二设备配对的方法。将第一设备与第二设备配对的方法包括捕获被显示在第一设备上的光学标签的交替帧。在实施方案中，光学标签的交替帧以第一频率被显示。另外，光学标签的交替帧由第二设备以第二频率捕获。在实施方案中，第二频率可比循环频率低两倍。一旦光学标签已被第二设备捕获，第二设备便处理所捕获的交替帧以确定和重建原始生成的光学标签。所重建的光学标签然后可用于将第二设备与第一设备配对。

附图说明

图1A至图1B示出了可用于使用本公开实施方案中所公开的光学标签来传输数据的示例性计算设备；

图2A示出了根据本公开的一个或多个实施方案的在计算设备的显示器上输出的示例性背景图像和光学标签；

图2B至图2E示出了根据本公开的一个或多个实施方案的具有相反颜色的光学标签的交替帧；

图3示出了根据本公开的一个或多个实施方案的用于在计算设备的显示器上生成、编码和显示光学标签的方法；

图4示出了根据本公开的一个或多个实施方案的用于对光学标签的所捕获的帧进行解码的方法；

图5是示出可与本公开的一个或多个实施方案一起使用的计算设备的示例性物理部件的框图；和

图6是示出可与本公开的一个或多个实施方案一起使用的计算设备的简化框图。

具体实施方式

下文参考附图更完全地描述各种实施方案，该附图构成实施方案的一部分并且示出了特定的示例性实施方案。然而，实施方案可以多种不同的形式实现，并且不应被理解为受限于本文所述的实施方案。

第一计算设备可能时常需要与第二计算设备共享信息。在一个示例中，第一计算设备可能需要与第二计算设备配对。配对是这样一个过程：两个计算设备彼此建立通信信道。一旦建立了通信信道，每个计算设备便可与另一计算设备共享信息。设备之间配对的常见示例包括移动电话与另一设备诸如例如另一移动电话、汽车音响、耳机等的蓝牙配对。又如，多个计算机可配对在一起。

通常，当一个设备与另一设备配对时，第一设备进入发现模式。当处于发现模式中时，设备搜索其可连接到的另一设备。一旦待配对设备已被发现并且被选择用于配对，则一个设备可继续对这另一设备进行验证，诸如例如通过询问密钥或密码来进行验证。

如下文中将更详细解释的那样，本公开的实施方案涉及使用光学标签诸如例如机器可读码、一维或二维信息符号、Aztec码、数据矩阵码、QR码、条形码等来在计算设备之间传输信息。如下文中将解释的那样，该信息可用于将第一计算设备与第二计算设备配对。然而，因为这些光学标签可能对于单独用户而言并非是美观的，所以本文所公开的光学标签不能够被用户感知或换句话讲对于用户是不可见的。然而，光学标签对于与正接收信息或要与第一计算设备配对的计算设备相关联的传感器是可见的或换句话说是能够感知的。

在实施方案中，在第一计算设备上生成光学标签。光学标签包括可用于将第一计算设备与第二计算设备配对的信息。一旦第一计算设备生成了光学标签，光学标签便被输出在第一计算设备的显示器上。例如，光学标签可被输出在显示器上作为第一计算设备上的背景图像或作为背景图像的一部分。如将在下文中进一步说明的那样，光学标签可被输出在显示器上作为以快速率诸如例如每秒60帧显示的两个交替帧。

更具体地，当光学标签被输出在显示器上时，每个帧在被呈现在计算设备的显示器上的一个或多个图像中以光学形式被编码。例如，每个帧使用在被求平均时融入所显示图像中的特定颜色来编码。因此，当光学标签的帧被快速交替显示时，每个帧的颜色彼此抵消。

如下文将更详细所述的，光学标签的图案在色度空间中v编码，而每个帧的亮度保持恒定。因为人眼对亮度比对色度更敏感，所以色度空间中的变化将不会或者可能不会c用户感知。

当光学标签正被输出在第一计算设备的显示器上时，第二计算设备上的传感器诸如例如图像传感器能够读取该光学标签。更具体地，第二计算设备的传感器捕获光学标签的交替帧。在实施方案中，捕获速率低于在第一计算设备的显示器上输出光学标签的信号频率。例如，如果光学标签的帧正以每秒60帧被输出在第一计算设备的显示器上，则第二计算设备可以每秒35帧的速率捕获光学标签的帧。在其他实施方案中，捕获速率可比信号频率高，诸如例如两倍于信号频率或者更高。

一旦在指定时间段上捕获了这些帧，第二计算设备便处理所捕获的图像以获取光学标签的表示，并且可使用光学标签的表示来获取由第一计算设备所传输的信息。例如，如果光学标签用于对设备进行配对，则光学标签的表示可被光学标签检测器和解码器处理，并且可进行第一计算设备和第二计算设备之间的配对。

图1A和图1B分别示出了可使用本文所公开的光学标签交换信息和/或配对的示例性计算设备100和150。在某些实施方案中，计算设备100和150中的每个计算设备可以是便携式计算设备。例如，计算设备100和150可以是移动电话。在另一实施方案中，计算设备100和150可以是可穿戴计算设备。在另外的实施方案中，计算设备100可以是可穿戴计算设备，并且计算设备150可以是移动电话。虽然给出了具体示例，但计算设备100和计算设备150可以是各种类型的计算设备。例如，本公开的计算设备可以是平板电脑、膝上型计算机、计时设备、计算机化眼镜、导航设备、运动设备、便携式音乐播放器、健康设备、医疗设备等。

如图1A和图1B所示，计算设备100可包括显示器110。显示器110可用于提供或以其他方式输出被存储在计算设备100的存储器中的信息。例如，显示器110可呈现与在计算设备100上执行或存储的一个或多个应用程序对应的信息。此类应用程序可包括电子邮件应用程序、电话应用程序、日历应用程序、游戏应用程序、计时应用程序等。

此外，计算设备100的显示器110可被配置为在被呈在显示器110上的一个或多个图像中输出光学标签。虽然具体提到了显示器，但是本公开的光学标签可在任何显示机构上被输出。光学标签可以是机器可读码、一维或二维符号、Aztec码、数据矩阵码、二元码、n级码、QR码、条形码、或采取非字母数字图案形式的任何其他光学信息、码类型、或信息的数字表示。在其他实施方案中，光学标签可由文字数字图案构成。光学标签可用于使得计算设备100能够与计算设备150共享信息或配对，和/或反之亦然。在其他实施方案中，光学标签可用于验证和安全目的，以核实特定产品的购买、软件或媒体审核等。

本公开的光学标签可由计算设备100响应于所接收的命令而生成。在其他实施方案中，光学标签可在计算设备100被置于计算设备150附近或处于计算设备150的预先确定的距离内时由第一计算设备100生成。光学标签可包括在计算设备100和计算设备150之间建立安全连接所需要的信息。例如，光学标签可包括用于在计算设备100和计算设备150之间建立安全握手的有限长度的特定字节序列。

一旦生成了光学标签，计算设备100便可在显示器110上输出光学标签。例如，光学标签、或光学标签的部分可呈现或嵌入在显示器110上的各种类型的图像中。例如，光学标签、或光学标签的部分可被包括或被嵌入在被输出在显示器110上的图标、墙纸或其他背景图像、锁屏或任何其他静态或动态图像中。然而，虽然光学标签可被包括作为被输出在显示器110上的图像的一部分，但光学标签可对于用户是不可见的或换句话说是用户不能够感知的，诸如下文所述的。

在实施方案中，光学标签以在显示器110上不引起闪烁的频率而被显示在交替帧中。例如，光学标签的帧可以大约每秒60帧而被输出在显示器上，但可使用其他频率。另外，每个交替帧可编码有特定颜色。因此，当这些帧以给定频率被输出时，每个帧的颜色彼此抵消或者以其他方式使光学标签看起来好像是当前在显示器110上输出的图像的一部分。更具体地，每个帧可编码有具有特定属性的特定一组颜色，使得第一帧的颜色和交替的第二帧的对应颜色在被人眼平均化时在感知上是中性的。

一旦在显示器110上输出了光学标签，计算设备150便可相对于显示器110而被定位，使得与计算设备150相关联的传感器160可捕获在显示器110上输出的光学标签的交替帧。在实施方案中，传感器160可以是使得计算设备150能够捕获光学标签的交替帧的图像传感器，诸如相机或其他此类设备。

传感器160可以比在显示器上输出光学标签的帧的频率低的帧速率来捕获光学标签的交替帧。例如，如果光学标签的交替帧在显示器上以每秒60帧输出，则传感器160可在大约每秒20帧和每秒40帧之间捕获图像。在另一个实施方案中，传感器160可以与显示光学标签的帧的频率相等或基本上相等的帧速来率捕获光学标签的交替帧。

在另外一个实施方案中，计算设备150的传感器160可以比在计算设备100的显示器110上输出光学标签的帧的频率高的帧速率来捕获光学标签的交替帧。例如，如果光学标签的帧以每秒60帧显示，则计算设备150的传感器160可以每秒61帧、每秒62帧或甚至每秒120帧等的频率来捕获光学标签的帧。

一旦计算设备150的传感器160捕获了光学标签的帧，便处理和解码所捕获的图像的序列。更具体地，计算设备处理所捕获的图像，以重构最初由计算设备100生成的光学标签。例如，如果原始光学标签是由亮背景上的暗方块(或暗背景上的亮方块)形成的QR码，则计算设备150将重构原始生成的QR码的副本。一旦重构了光学标签，所重构的光学标签便可被提供至光学标签解码器并用于将计算设备100与计算设备150配对。

虽然未在图1A和图1B中示出，但计算设备100和计算设备150可包括附加传感器和其他部件。例如，每个计算设备可包括麦克风、处理器、存储器、触觉致动器、光源和其他此类部件。示例性计算设备的这些特定部件以及其他部件在下文中参考图5和图6来示出。在实施方案中，每个计算设备100和150可包括相同或类似类型的多个部件。例如，计算设备100可包括多个传感器诸如多个相机、多个处理器等。

另外，计算设备100和计算设备150可包括未示出或上文未描述的其他部件。例如，计算设备100可包括键盘或其他输入机构。此外，计算设备100可包括使得计算设备100能够连接到互联网和/或访问一个或多个远程数据库或存储设备的一个或多个部件。计算设备100还可实现通过无线媒体诸如声音、射频(RF)、红外和其他无线媒体介质进行的通信。此类通信信道可使得计算设备100和计算设备150能够彼此或与一个或多个附加设备(诸如例如膝上型计算机、平板电脑、个人数字助理、便携式音乐播放器、扬声器和/或耳机等)远程地连接和通信。

计算设备100和计算设备150还可被配置为提供触觉输出，以向每个计算设备的用户通知该计算设备的特定状况。例如，计算设备100可提供触觉输出、视觉通知、听觉通知或其组合，以向用户通知计算设备已生成并且正在显示光学标签。同样，计算设备150可被配置为在设备之间的配对完成时输出类似的通知。

图1B示出了计算设备100和计算设备150可使用本公开的光学标签配对在一起的另选实施方案。如图1B所示，计算设备100可包括显示器110，诸如如上所述的。同样，计算设备150也可包括显示器180。与计算设备100一样，计算设备150可被配置为生成并在显示器180上输出光学标签。在实施方案中，光学标签可被生成、编码并输出在显示器180上，诸如本文所述的。

一旦在显示器180上输出光学标签，与计算设备100相关联的传感器120就便可捕获在显示器180上输出的光学标签。同样，与计算设备150相关联的传感器170可捕获由计算设备100生成并且在显示器110上输出的光学标签。在实施方案中，传感器120和传感器170可以是图像传感器，诸如例如相机或其他使得每个计算设备100和150能够捕获光学输出的设备。

一旦每个传感器120和170捕获了由另一计算设备提供的光学标签的帧，每个计算设备100和150便处理其各自捕获的图像。当所捕获的图像已被处理并且每个光学标签已被重构时，光学标签可用于将计算设备100与计算设备150配对，并且反之亦然。

在实施方案中，每个计算设备100和150可被配置为依次生成并显示其各自的光学标签。例如，计算设备100可在第一时间生成并显示其光学标签。当光学标签正在显示器110上输出时，与计算设备150相关联的传感器170可捕获图像序列并重构由计算设备100生成的光学标签。在实施方案中，光学标签的显示、捕获和重构可实时地或几乎实时地执行。例如，当计算设备100正在输出光学标签时，计算设备150可正在读取所接收的光学标签并将其提供至处理器以便获取与光学标签相关联的信息。计算设备150然后可在第二时间在其显示器180上生成、编码和输出光学标签。当光学标签在显示器180上输出时，传感器120可捕获所显示的光学标签并处理所捕获的图像，诸如本文所述，以重建由计算设备150生成的光学标签。在其他实施方案中，计算设备100和150的相互配对可同时或基本上同时进行。

图2A示出了根据本公开的一个或多个实施方案的在计算设备的显示器上输出的示例性背景图像205。更具体地，图2A示出了被色度编码在被输出于计算设备的显示器上的背景图像205中的光学标签200的各个帧。在实施方案中，光学标签200诸如图2所示可以是参考图1A至图1B和图3至图6所述的光学标签。虽然本文所公开的实施方案讨论了色度空间，但本文所述的过程也可与亮度和/或与色度和亮度的组合一起使用。然而，由于人眼对亮度更敏感，因此在偏移颜色(诸如下文将描述的那样)时与目标值的距离可能更小，和/或光学标签的显示频率可能需要更高。

在实施方案中，光学标签200可以是数据矩阵码、QR码、条形码、一维或二维符号、Aztec码等。在其他实施方案中，光学标签200可以是二元码、n级码或可由计算设备读取的任何其他光学码。因此，光学标签200可包括亮部分和暗部分，并且可按特定图案布置。例如，如果光学标签200是QR码，则QR码将由暗背景上的亮方块、亮背景上的暗方块、或其他颜色组合形成。在实施方案中，光学标签200的图案和在光学标签中使用的形状可有差别。

此外，光学标签200对于生成光学标签200的设备而言可以是静态的或动态的。例如，当接收请求生成光学标签200时，诸如例如响应于用户请求或响应于从另一设备接收的请求，计算设备可显示先前生成的或相对于计算设备不变的光学标签200。在另一个实施方案中，计算设备可在每次接收到请求时生成新的光学标签200。

一旦生成了光学标签200，生成光学标签200的计算设备便利用色度空间中的各种颜色来光学标签200的两个不同帧按时间进行编码。更具体地，光学标签200的第一帧210使用时间色度编码来编码，使得光学标签200的暗部分使用第一颜色来编码，而光学标签200的亮部分使用第二颜色来编码。同样，光学标签200的第二帧220以类似的方式按时间进行色度编码。例如，光学标签200的第二帧220的暗部分使用第三颜色来进行色度编码，光学标签的第二帧220的亮部分利用第四颜色按时间进行色度编码。

在实施方案中，第一颜色和第二颜色分别与第三颜色和第四颜色相反。例如，颜色在任何感知上有意义的色彩空间中彼此相反，使得其算术平均处于目标值处或附近。因此，在确定相反颜色的时间平均时，时间平均将是没有色度的颜色(例如灰色)。例如，第一颜色和第二颜色可以是蓝色和品红，而第三颜色和第四颜色为橙色和绿色。因为蓝色和橙色是相反的并且因为品红和绿色是相反的，所以颜色的时间平均是灰色。

虽然提到了特定颜色，但是可使用任何颜色来对光学标签200的交替帧进行编码，只要所选择的颜色根据某个期望的视觉感知度量是相反的即可。另外，虽然上例中的时间平均等同于灰色，但所选择的颜色的时间平均可等同于任何图像颜色。因此，如果光学标签200被置于的背景图像205是蓝色，则第一帧210和第二帧220的相反颜色的时间平均也将是蓝色。因此，当光学标签200被呈现在图像205上诸如宰帧230中所示时，光学标签200将不能够被用户感知。此外，如果光学标签200的一部分在第一颜色上并且光学标签200的另一部分在第二颜色上，则重叠各种颜色的光学标签200的每个部分的时间平均将相应地被计算。因此，光学标签200可嵌入在静态图形、图像或背景、或者动态图形、图像或背景中。

一旦第一帧210和第二帧220以上述方式进行编码，这些帧便在显示器上被交替地输出。在某些实施方案中，第一帧210和第二帧220以大约每秒60帧的速率b输出在显示器上，但可使用其他频率。对交替帧210和220的显示使得光学标签200融入在显示器上输出的背景图像205中，或以其他方式使得光学标签200不能够被用户感知，诸如帧230中所示的。

图2B至图2E示出了根据本公开的一个或多个实施方案的具有相反颜色的光学标签诸如例如光学标签200的交替帧。更具体地，图2B示出了具有色彩空间中两个颜色252和254的光学标签的第一帧250。同样，图2C示出了具有色彩空间中两个颜色262和264的光学标签的第二帧260。当第一帧250和第二帧260交替时，在色度空间中，颜色252使颜色262偏移，诸如在图2E中所示的。同样，在色度色彩空间中，颜色254使颜色264偏移，诸如在图2E中所示的。交替帧250和260的所得图像270诸如在图2D中被示出为没有色度的颜色272。

例如，如图2E所示，色彩空间中的每个颜色沿色彩空间的不同轴是相反的。因此，颜色252,254,262和264的时间平均产生没有色度的颜色272。虽然以上讨论的时间平均是没有色度的颜色，但这四个颜色的时间平均可以是具有各种色度值和/或亮度值的任何颜色。例如，这四个颜色的时间平均可以是与在计算设备c的显示器上输出的所显示的图像的各种颜色匹配的任何颜色。

图3示出了根据本公开的一个或多个实施方案的用于生成、编码和显示光学标签的方法300。在实施方案中，方法300可用于生成、编码和显示图1A至图2E所示及在上文参考图1A至图2E所述的光学标签。

方法300开始于生成光学标签310。在实施方案中，光学标签可由要向第二计算设备传输信息或要与第二计算设备配对的第一计算设备生成。例如，光学标签可用于以人类感知不到但机器能感知的方式传送信息。光学标签可响应于所接收的命令而生成。所接收的命令可来自用户、应用程序，或来自第二设备。例如，当第一设备被置于距第二设备的预先确定的距离内时，第一设备可接收用于生成光学标签的请求。在另一实施方案中，第一设备可从用户或应用程序接收配对命令。当接收到此类命令时，可生成光学标签。

在某些实施方案中，光学标签可以是机器可读码、一维或二维信息符号、数据矩阵码、条形码、QR码或其他数据光学表示，诸如上文所述的。光学标签可使用多种不同图案、颜色等来生成。

一旦生成了光学标签，流程便前进到操作320，在该操作中光学标签的两个帧按时间进行色度编码。更具体地，光学标签被分成两个不同帧。对光学标签的每个不同帧进行时间编码过程。例如，光学标签的第一帧使用时间色度编码来编码，使得光学标签的第一帧的第一部分使用第一颜色来编码。另外，光学标签的第一帧的第二部分使用第二颜色来编码。同样，对光学标签的第二帧进行时间色度编码过程，其中光学标签的第二帧的第一部分使用第三颜色进行色度编码。此外，光学标签的第二帧的第二部分使用第四颜色进行色度编码。

在实施方案中，第一颜色和第二颜色分别与第三颜色和第四颜色相反。因此，在计算第一颜色和第三颜色的时间平均时，时间平均将是没有色度的颜色。同样，在计算第二颜色和第四颜色的时间平均时，第二颜色和第四颜色的时间平均也是没有色度的颜色(例如灰色)。

继续该示例，第一颜色和第二颜色可以是蓝色和品红，而第三颜色和第四颜色可以为橙色和绿色。蓝色和橙色在色度空间中彼此相反，并且品红和绿色在色度空间中也是相反的。因此，颜色的时间平均为灰色。

虽然以上讨论的时间平均是没有色度的颜色，但这四个颜色中的每个颜色的时间平均可以是任何颜色。更具体地，这四个颜色的时间平均可以是与在计算设备的显示器上输出的显示图像的各种颜色匹配的任何颜色。

例如，如果光学标签要被编码在其上的图像是蓝色，则第一帧和第二帧的相反颜色的时间平均也可以是蓝色。此外，如果光学标签的一部分要被编码在具有多个颜色的图像中，则光学标签的每个部分将具有与图像的重叠部分匹配的时间平均。因此，光学标签可编码在静态图形、图像或背景中，也可编码在动态图形、图像或背景中，诸如例如动画、幻灯片、流媒体和其他此类内容等。

一旦第一帧和第二帧被编码，流程便前进到操作330，在该操作中第一帧和第二帧在计算设备的显示器上被交替地输出。在实施方案中，所显示的帧的频率大约为每秒60帧。然而，该频率可比每秒60帧大或者比每秒60帧小。

在实施方案中，频率速率可以是使得光学标签的交替帧能够融入所显示的图像以便不能够被用户感知的任何速率。另外，帧被显示的速度或频率可基于减少或以其他方式消除可能由于使帧交替而导致的任何闪烁的速度而被选择。

图4示出了根据本公开的一个或多个实施方案的用于对光学标签的所捕获的帧进行解码的方法400。在实施方案中，方法400可由图1A和图1B所示及参考图1A和图1B所述的电子设备100和/或电子设备150使用。另外，方法400可用于接收和解码经编码的光学标签，诸如上文参考图2所述的光学标签200。另外，方法400可用于对光学标签(诸如根据参考图3所述的方法300生成、编码和显示的光学标签)进行解码。

方法400开始于要与源计算设备配对的计算设备接收410或捕获来自该源计算设备的一系列图像。源计算设备可以是计时设备、移动电话、平板电脑、个人数字助理、健康设备等。另外，源计算设备可正在显示经编码的光学标签，该经编码的光学标签已按时间进行色度编码，使得光学标签不能够被用户感知，但能够被计算设备的图像传感器感知。

为了接收由源设备提供的图像，计算设备并且更具体地计算设备的图像传感器可按得使图像传感器能够捕获对源计算设备的显示的取向来放置。如上所述，源计算设备的显示器可正在输出或以其他方式显示经编码的光学标签。在实施方案中，经编码的光学标签正被显示为具有偏移颜色的交替帧。另外，经编码的光学标签正以特定频率诸如例如每秒60帧而被显示。

在实施方案中，指向源计算设备的显示器的图像传感器以比光学标签的交替帧正被显示的频率低的频率来捕获所显示的图像序列(例如光学标签的交替帧)。

继续上面的示例，如果经编码的光学标签的帧正以每秒60帧显示，则图像传感器可以每秒35帧的速率捕获图像序列。虽然讨论了特定捕获速率，但是在一些实施方案中，捕获速率可介于每秒20帧和每秒40帧之间，但可设想其他捕获速率。在实施方案中，在时间t捕获图像序列。一旦在时间t捕获了图像，光学标签便可被计算设备处理和重构。

在某些情况下，由计算设备的图像传感器捕获的图像可能由于多种因素而变形。例如，源计算设备和捕获计算设备之间的距离可能影响在捕获期间发生的噪声、更具体地是色度噪声(例如可能损坏信号的所捕获的图像中的诱导色)的量。莫阿条纹(Moiré)图案也可能导致信号损坏。可能影响所捕获的图像序列中存在的噪声量的其他因素包括源计算设备和捕获计算设备之间的角度、源计算设备的显示器的分辨率、该捕获计算设备的图像传感器的分辨率等。

为了应对这个增加的噪声，某些实施方案提出，对于每个捕获的序列进行过滤过程。因为噪声的时间特性与计算设备正在接收的光学标签的时间特性不同，所以过滤过程可用于确定哪些信号是噪声，并且哪些信号表示光学标签。更具体地，可将每个所捕获的图像的时间特性，或更具体地每个所捕获的图像中的每个像素的时间特性与所接收图像的期望、预期或实际时间特性进行比较。如果图像的所确定的时间特性或者图像中的像素的所确定的时间特性不在所确定的阈值内，则该特定图像或图像中的像素可被忽略。在其他实施方案中，特定图像或像素可被修改、进一步处理、或被分解到针对未来捕获的图像或像素的分析中。

一旦在给定时间段t捕获了图像，方法400的流程便前进到操作420，在该操作中确定所捕获的图像序列的时间平均。在实施方案中，所计算的图像序列的时间平均将给出光学标签被编码在其中的背景图像的表示。

流程然后前进到操作430，在该操作中从所捕获的图像序列中减去图像序列的时间平均。此类计算得到在所捕获的图像序列中正在改变的对象的表示。因此，该操作的结果是被编码在源计算设备的背景图像中的色度编码光学标签的表示。

操作440提出，然后对光学标签的表示执行色彩空间转换。更具体地，计算设备的图像传感器可被配置为使用RGB格式来从源计算设备捕获图像序列。然而，为了准确地重构原始生成的光学标签，可能需要分离在图像序列中捕获的光学标签的表示中的亮度和色度。然而，这个分离在RGB格式中不可能进行。因此，进行将光学标签的表示的RGB值转换为YCbCr格式或可分离亮度和色度的其他此类格式的色彩空间转换。

一旦进行了色彩空间转换，流程便前进到操作450，并且确定光学标签的表示的每个像素占据二维色度平面中的哪个象限。一旦确定了对每个像素的放置，便进一步确定每个像素的颜色是否与所接收的图像的平均颜色相差超过阈值距离。更具体地，分析每个像素的颜色矢量来确定像素与色度空间的原点相距多远。如果对像素的放置与色度空间的原点相距相当于阈值距离或超过阈值距离并且像素位于其被编码于其中的色度空间的象限中，则向每个像素分配编码值。在某些情况下，编码值为零或为一。由于这个过程，光学标签的表示现在是原始生成的光学标签的含噪声表示(例如由白色背景上的黑色方块构成的含噪声QR码)。

流程然后前进到操作460，在该操作中对原始生成的光学标签的表示执行时间整合过程。在该过程中，确定原始生成的光学标签的含噪声表示的每个像素在时间t的平均信号。

一旦该过程完成，流程就前进到操作470，在该操作中对于光学标签的最终表示进行二元确定。例如，如果原始光学标签是QR码，则分析光学标签的表示中的每个像素并确定特定像素是QR码的白色部分还是QR码的黑色部分。

当已重构了原始光学标签时，所重构的光学标签被提供至计算设备的光学标签检测器480。一旦光学标签已被提供至光学标签检测器并且被光学标签检测器读取，计算设备便可与源计算设备配对。

图5是示出根据本公开一个或多个实施方案的计算设备500的示例性部件诸如例如硬件部件的框图。在某些实施方案中，计算设备500可类似于上文参考图1A和图1B所述的计算设备100和计算设备150。虽然示出了计算设备500的各个部件，但每个部件之间的连接和通信信道为了简化而被省略。

在一种基本配置中，计算设备500可包括至少一个处理器505和相关联的存储器510。存储器510可包括但不限于易失性存储装置(诸如随机存取存储器)、非易失性存储装置(诸如只读存储器、闪存存储器)、或其任意组合。存储器510可存储适于运行软件应用程序555的一个或多个程序模块520和操作系统515。操作系统515可被配置为控制计算设备500和/或由操作系统515执行的一个或多个软件应用程序555。程序模块520或软件应用程序555可包括用于生成、编码和显示本文所公开的光学标签的模块和程序。另外，程序模块520和软件应用程序555可使得计算设备500能够读取和处理诸如上文所述的经编码的光学标签。

除了本文明确描述的那些之外，计算设备500还可具有附加特征或功能。例如，计算设备500还可包括可移除的和不可移除的附加数据存储设备，诸如例如磁盘、光盘、或磁带。示例性的存储设备在图5中由可移除存储设备525和不可移除存储设备530来图示。

在某些实施方案中，各个程序模块和数据文件可被存储在系统存储器510中。程序模块520和处理器505可执行包括图3和图4所示及参考图3和图4所述的方法300和400的操作中的一个或多个操作的过程。

如图5还示出的那样，计算设备500可包括一个或多个输入设备535。输入设备535可包括键盘、鼠标、笔或触笔、声音输入设备、触摸输入设备等。计算设备500还可包括一个或多个输出设备540。输出设备540可包括显示器、一个或多个扬声器、打印机等。计算设备500还可包括用于提供诸如本文所述的触觉反馈的一个或多个触觉致动器560。如上所述，计算设备500还可包括一个或多个传感器565。传感器可包括但不限于图像传感器、加速度计、环境光传感器、陀螺仪、磁力仪等。

计算设备500还包括便于与附加计算设备550进行通信的通信连接545。此类通信连接545可包括RF发射器、接收器、和/或收发器电路、通用串行总线(USB)通信、并行端口、和/或串行端口。

如本文所用，术语“计算机可读介质”可包括计算机存储介质。计算机存储介质可包括用于存储信息的易失性和非易失性介质和/或可移除和不可移除介质。示例包括计算机可读指令、数据结构和程序模块。存储器510、可移除存储设备525和不可移除存储设备530都是计算机存储介质的示例。计算机存储介质可包括RAM、ROM、电可擦除只读存储器(EEPROM)、闪存存储器或其他存储器技术、CD-ROM、数字通用光盘(DVD)或其他光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储设备、或可用于存储信息并且能够被计算设备500访问的任何其他制品。任何此类计算机存储介质均可以是计算设备500的一部分。

图6示出了根据本公开的一个或多个实施方案的另一示例性计算设备600。图6是示出计算设备诸如图1A所示并且参考图1A所述的计算设备100或者图1B所示并且参考图1B所述的计算设备150的架构的框图。虽然示出了设备600的各个部件，但每个部件之间的连接和通信信道为了简化而被省略。

在某些实施方案中，系统605可执行一个或多个应用程序或程序。这些应用程序或程序包括光学标签生成器、光学标签检测器、浏览器应用程序、电子邮件应用程序、日历应用程序、联系人管理器应用程序、即时消息应用程序、游戏、媒体播放器应用程序等。

这些程序以及上文未具体讨论的其他程序可被加载到存储器610中。另外，这些程序可由操作系统615执行或者与操作系统615相关联。另外的示例性应用程序可包括电话程序、电子邮件程序、个人信息管理(PIM)程序、文字处理程序、电子表格程序、互联网浏览器程序、即时消息程序等。系统605还可包括存储器610内的非易失性存储区域620。非易失性存储区域620可用于存储持久性信息。在某些实施方案中，应用程序可使用和存储非易失性存储区域620内的信息。同步应用程序或模块(未示出)也可被包括在系统605中，以将驻留于设备600上的应用程序或数据与另一计算机或设备同步。在实施方案中，设备600包括电源625。电源625可以是为每个所示部件提供电力的电池、太阳能电池等。电源625还可包括外部电源，诸如AC适配器或对电池进行补充或再充电的其他此类连接器。设备600还可包括执行发射和接收射频通信的功能的无线电部件630。另外，由无线电部件630接收的通信可被传播到本文所述的应用程序和操作系统615。同样，来自应用程序的通信可根据需要被传播到无线电部件630。

计算设备600还可包括视觉指示器635、小键盘670和显示器675。在实施方案中，小键盘可以是物理小键盘或在触摸屏显示器675上生成的虚拟小键盘。

视觉指示器635可用于为计算设备600的用户提供视觉通知。计算设备600还可包括用于生成听觉通知和警报的音频接口640。在某些实施方案中，视觉指示器635是发光二极管(LED)或其他此类光源，并且音频接口640是扬声器。在某些实施方案中，音频接口可被配置为接收音频输入。

音频接口640还可用于从计算设备600的用户提供和接收听觉信号。例如，麦克风可用于接收听觉输入。系统605还可包括使板载相机655的操作能够捕获、读取或以其他方式接收经编码的光学标签的视频接口650。相机655还可捕获静态图像、视频等。

在一个或多个实施方案中，由计算设备600生成或捕获的数据和信息可被本地存储。除此之外或另选地，数据可被存储在可由计算设备600使用无线电部件630、计算设备600与远程计算设备之间的有线连接或无线连接访问的任意数量的存储介质上。另外，数据和信息可易于在计算设备之间传输。

以上参考框图和方法的操作图示等描述了本公开的实施方案。所述操作可按与任何附图中所示不同的顺序进行。另外，一个或多个操作可被删除或者基本上同时执行。例如，连续示出的两个框可基本上同时执行。另外，这些框可按相反的次序执行。

在本公开中所提供的对一个或多个实施方案的描述和图示并不旨在限制或限定请求保护的本公开的范围。本公开中所提供的实施方案、示例和细节被认为足以传达所有权并使得其他人能够进行和使用请求保护的实施方案的最佳模式。另外，请求保护的实施方案不应理解为受限于上文提供的任何实施方案、示例或细节。不管是组合地示出和描述还是单独地示出和描述，各个特征(包括结构特征和方法特征)旨在选择性地被包括或省略，以得到具有特定一组特征的实施方案。在已被提供了本专利申请的描述和图示的情况下，本领域技术人员可想到不脱离请求保护的实施方案的宽泛范围的落入本文所述实施方案的宽泛方面的实质内的变型形式、修改形式和另选实施方案。

Claims (20)

1.一种用于从第一计算设备向第二计算设备传输信息的方法，所述方法包括：

在所述第一计算设备上生成光学标签，其中所述信息被表示在所述光学标签中；

生成所述光学标签的第一帧和所述光学标签的第二帧，其中：

所述第一帧的第一部分以第一颜色编码，并且所述第一帧的第二部分以第二颜色编码；并且

所述第二帧的第一部分以第三颜色编码，并且所述第二帧的第二部分以第四颜色编码；并且

以一频率来交替地显示所述第一帧和所述第二帧以传输所述信息，所述光学标签能够被解码以提取出所述信息用于处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述频率为每秒至少60帧。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一颜色和所述第三颜色在色彩空间中彼此相反。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二颜色和所述第四颜色在色彩空间中彼此相反。

5.根据权利要求1所述的方法，其中以一频率来交替地显示所述第一帧和所述第二帧包括以所述交替帧不能够被人眼感知的频率来交替地显示所述第一帧和所述第二帧。

6.根据权利要求5所述的方法，其中以一频率来交替地显示所述第一帧和所述第二帧包括以所述交替帧能够被与所述第二计算设备相关联的传感器感知的频率来交替地显示所述第一帧和所述第二帧。

7.根据权利要求1所述的方法，其中以一频率来交替地显示所述第一帧和所述第二帧包括在背景图像中交替地显示所述第一帧和所述第二帧。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述光学标签是机器可读码。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述背景图像是动态图像。

10.一种用于在第一设备和第二设备之间传输信息的方法，所述方法包括：

捕获被显示在所述第一设备上的光学标签的交替帧以接收所述信息，其中：

所述信息被表示在所述光学标签中；

所述光学标签的所述交替帧以第一频率被显示；并且

所述光学标签的所述交替帧由所述第二设备以第二频率捕获；以及

处理所捕获的交替帧，以确定所述光学标签的表示，所述光学标签的所述表示能够被解码以提取出所述信息用于处理。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述光学标签是机器可读码。

12.根据权利要求10所述的方法，其中处理所捕获的交替帧包括确定所述交替帧的序列的时间平均，以确定光学标签被显示在其上的图像。

13.根据权利要求12所述的方法，其中处理所捕获的交替帧进一步包括从所述交替帧的所述序列减去所确定的时间平均，以确定所述光学标签的表示。

14.根据权利要求13所述的方法，其中处理所捕获的交替帧进一步包括对所述光学标签的所述表示执行色彩空间转换。

15.根据权利要求14所述的方法，其中处理所捕获的交替帧进一步包括确定所述光学标签的所述表示中的每个像素落在色度平面内的位置。

16.根据权利要求15所述的方法，其中处理所捕获的交替帧进一步包括确定所述光学标签的所述表示中的每个像素是否与所述色度平面的原点相距至少阈值距离。

17.根据权利要求16所述的方法，其中处理所捕获的交替帧进一步包括向所述光学标签的所述表示中的每个像素分配编码值。

18.根据权利要求16所述的方法，其中处理所捕获的交替帧进一步包括确定每个像素的时间特性。

19.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质对计算机可执行指令进行编码以用于执行用于从第一计算设备向第二计算设备传输信息的方法，所述方法包括：

在所述第一计算设备上生成光学标签，其中所述信息被表示在所述光学标签中；

生成所述光学标签的第一帧和所述光学标签的第二帧，其中：

所述第一帧的第一部分以第一颜色编码，并且所述第一帧的第二部分以第二颜色编码；并且

所述第二帧的第一部分以第三颜色编码，并且所述第二帧的第二部分以第四颜色编码；并且

以一频率来交替地显示所述第一帧和所述第二帧以传输所述信息，所述光学标签能够被解码以提取出所述信息用于处理。

20.根据权利要求19所述的计算机可读存储介质，其中所述光学标签是机器可读码。

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