CN108664835A - 一种编码图案有效性的识别方法和识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种编码图案有效性的识别方法和识别装置，识别方法包括：获取书写面上编码图案的一个编码图像区域的图像数据；每个图像数据包括第一编码元素和第二编码元素；根据所述第一编码元素对所述编码图像区域中的亮暗区域对比分布进行计算，得到第一解码概率；识别所述第二编码元素中的标识符号，根据所述标识符号确定所述编码图案是否具有位置编码信息；当确定具有位置编码信息时，根据所述第一解码概率和预设阈值，确定所述编码图像区域的有效性。

Description

一种编码图案有效性的识别方法和识别装置

技术领域

本发明涉及一种图像处理技术领域，尤其是一种编码图案有效性的识别方法和识别装置。

背景技术

随着电子信息共享时代的到来，人们对信息共享的需求不断增加，同时，手写的方式亦已其便捷性和即时性成为信息记录的首选方式。在这样的前提下，业内开发了基于手写方式的笔记识别记录的方法。通过记录在写字板或基底上的笔记路径，从而实现笔记还原，得到所写的内容。

但是写字板或基底，体积较大，不便携带，并且通过写字板或基底，使用者无法像传统书写方式一样保留下手稿原稿，使用时依然会带来诸多不便。为此业内又开发了一种可以识别基底上不同位置的笔记的书写设备。但是该设备有时候因为基底本身的原因造成未能记录基底上的位置的情况。这意味着一部分用户写下的信息也未被记录。用户将不能确定存储在设备中或传输到一个外部单元的信息是完整的。如果信息丢失，则稍后必须进行补充记录，这是一个非常耗时且不便的操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种编码图案有效性的识别方法和识别装置，能够对书写面上的编码图案进行识别，确定有效的书写位置，从而指示在有效书写位置的书写，从而保证记录信息的完整性。

为实现上述目的，在第一方面,本发明提供了一种编码图案有效性的识别方法，包括：

识别装置获取书写面上编码图案的一个编码图像区域的图像数据；每个图像数据包括第一编码元素和第二编码元素；

根据所述第一编码元素对所述编码图像区域中的亮暗区域对比分布进行计算，得到第一解码概率；

识别所述第二编码元素中的标识符号，根据所述标识符号确定所述编码图案是否具有位置编码信息；

当确定具有位置编码信息时，根据所述第一解码概率和预设阈值确定所述编码图像区域的有效性。

优选的,所述识别方法还包括：

所述识别装置对与所述书写面的接触进行检测，当检测与所述书写面相接触时，生成输出准备信号。

进一步优选的，在确定所述编码图像区域的有效性为有效时，所述方法还包括：

根据所述输出准备信号生成第一输出控制信号，控制输出第一标记。

优选的，在确定所述编码图像区域的有效性为无效时，所述方法还包括：

根据所述输出准备信号生成第二输出控制信号，控制输出第二标记。

优选的，所述方法还包括：

记录所述第一标记的轨迹信息和相应的位置编码信息；

根据所述位置编码信息和对应的轨迹信息生成有效笔记信息。

在第二方面，本发明实施例提供了一种编码图案有效性的识别装置，所述识别装置包括：

图像采集单元，用于获取书写面上编码图案的一个编码图像区域的图像数据；每个图像数据包括第一编码元素和第二编码元素；

图像处理单元，用于根据所述第一编码元素对所述编码图像区域中的亮暗区域对比分布进行计算，得到第一解码概率；

所述图像处理单元还用于识别所述第二编码元素中的标识符号，根据所述标识符号确定所述编码图案是否具有位置编码信息；

运算处理单元，当确定具有位置编码信息时，用于根据所述第一解码概率和预设阈值确定所述编码图像区域的有效性。

优选的，所述识别装置还包括：检测单元；

所述检测单元，用于对与所述书写面的接触进行检测；当检测与所述书写面相接触时，生成输出准备信号。

进一步优选的，所述识别装置还包括信号转换单元和输出单元，所述信号转换单元与所述检测单元和所述输出单元分别相连接；

在所述运算处理单元确定所述编码图像区域的有效性为有效时，所述信号转换单元根据所述输出准备信号生成第一输出控制信号发送给所述输出单元；

所述输出单元根据所述第一输出控制信号输出第一标记。

进一步优选的，在所述运算处理单元确定所述编码图像区域的有效性为无效时，所述信号转换单元根据所述输出准备信号生成第二输出控制信号发送给所述输出单元；

所述输出单元根据所述第二输出控制信号输出第二标记。

进一步优选的，所述识别装置还包括：

存储单元，用于记录所述第一标记的轨迹信息和相应的位置编码信息；

生成单元，用于根据所述位置编码信息和对应的轨迹信息生成有效笔记信息。

本发明提供的编码图案有效性的识别方法，通过对书写面上的编码图案进行识别，确定有效的书写位置，并能够输出不同标记对于有效和无效的书写笔记用以区别指示，从而能够保证书写记录信息的完整性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的编码图案有效性的识别方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的编码图像区域的示意图；

图3为本发明实施例提供的编码图案有效性的识别装置的框图；

图4为本发明实施例提供的编码图案有效性的识别装置的一种实体实现示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明所提供的编码图案有效性的识别方法，通过识别装置来实现，用于对书写面上的编码图案进行采集、处理，从而确定编码图像区域的有效性。通过有效性的识别来指示书写装置输出不同的标记。其中，识别装置可以作为书写装置的一个部分，也可以将它们看作两个不同的装置。

本发明实施例提供的编码图案有效性的识别方法流程可以如图1所示，主要包括如下步骤：

步骤110，识别装置获取书写面上编码图案的一个编码图像区域的图像数据；

具体的，书写面可以具体是印刷有二维码点阵的编码图案的可书写装置，其材料可以为纸质，也可以是其它材料制成，可以为一次性使用，也可以是可反复使用的。

二维码点阵按照区域划分为多个编码图像区域，它们按照一定的规律排列。识别装置对书写装置对应书写位置的编码图像区域进行图像数据的采集。每个图像数据包括有第一编码元素和第二编码元素。

第一编码元素用于确定该编码图像区域是否是可以进行笔记识别的书写的区域。第二编码元素用于确定该编码图像区域是否是具有有效位置信息的区域。

步骤120，根据第一编码元素对编码图像区域中的亮暗区域对比分布进行计算，得到第一解码概率；

具体的，亮暗区域的对比分布可以如图2的局部放大图所示。每个编码图像区域中都可以由在较亮的背景上的暗符号组成的编码图像，其中暗区域(符号)和亮区域(背景)之间有清晰的对比。

因此可以根据图像中的亮和暗区域之间的对比分布进行计算，确定第一解码概率。

在一个具体的实现方式中，第一解码概率可以通过图像上分布的多个局部区域估计背景亮度值和物体亮度值。背景和物体亮度值之间的差提供各局部区域中的对比度。于是第一解码概率可被设置为对应于预设阈值的对比度的比值。

比如，如果对比度超过设定阈值，则该编码图像区域像被视为包含一个编码图案，即为可以进行笔记识别的书写的区域，否则视为没有包含编码图案，即为不可进行笔记识别的书写的区域。

步骤130，识别第二编码元素中的标识符号，根据标识符号确定编码图案是否具有位置编码信息；

具体的，为了能够对所记录的图像数据进行位置确定，编码图案中还必须包含一个位置编码图案。在本例中，通过标识符号来确定位置编码图案的有效性。可以从所记录到的一个编码图像区域的图象数据中进行特征提取，以确定是否具有一个位置编码图案。例如，图2中的位置编码图案可以为每单位表面具有给定数目的符号的特征，通过确定可标识的独立的物体的数目来确定标识符号的数量，通过与预设的每单位表面中给定的符号数目之间的差值或者比值的函数计算，来判定该编码图像区域中是否存在位置编码信息。

比如当差值为正或者比值大于1时，视为存在位置编码信息，否则不存在。

仅当存在位置编码信息时，该位置才可能为一个有效书写位置。

步骤140，当确定具有位置编码信息时，根据第一解码概率和预设阈值确定编码图像区域的有效性。

如上述步骤120中所述，第一解码概率可以通过图像上分布的多个局部区域估计背景亮度值和物体亮度值。背景和物体亮度值之间的差提供各局部区域中的对比度。于是第一解码概率可被设置为对应于预设阈值的对比度的比值。

比如，如果对比度超过设定阈值，则该编码图像区域像被视为包含一个编码图案，即编码图案有效，该编码图像区域为可以进行笔记识别的书写的区域，否则视为没有包含编码图案，即编码图案无效，该编码图像区域为不可进行笔记识别的书写的区域。

步骤150，识别装置对与书写面的接触进行检测，当检测与书写面相接触时，生成输出准备信号。

进一步的，在识别出编码图像区域为有效或者无效之后，该结果被用于指示书写装置的书写输出。

步骤160，在确定编码图像区域的有效性为有效时，根据输出准备信号生成第一输出控制信号，控制输出第一标记。

如果在前述步骤140中确定编码图像区域的有效性为有效，则识别装置会输出第一输出控制信号，通过第一输出控制信号控制书写装置输出第一标记。

具体的，第一标记可以是某种设定颜色的墨水。

步骤170，在确定编码图像区域的有效性为无效时，根据输出准备信号生成第二输出控制信号，控制输出第二标记。

如果在前述步骤140中确定编码图像区域的有效性为无效，则识别装置会输出第二输出控制信号，通过第二输出控制信号控制书写装置输出第二标记。

具体的，第二标记可以是与第一标记不同颜色的墨水。

通过上述不同的输出标记，记录者能够直观看到自己所记录内容是否是记录在有效识别区域，如果记录在无效区域，则可以当即在有效区域重新补记。由此简化了用户操作，同时保证了记录信息的完整性。

在形成第一标记之后，可以通过记录第一标记的轨迹信息和相应的位置编码信息，从而根据位置编码信息和对应的轨迹信息生成有效笔记信息，由此实现对用户记录的笔记还原。基于笔记还原得到的数据可以进行后续的信息分析、提取和处理。

相应的，本发明实施例还提供了一种编码图案有效性的识别装置，用以实现上述识别方法。如图3所示，识别装置包括：图像采集单元1、图像处理单元2、运算处理单元3、检测单元4、信号转换单元5和输出单元6；

图像采集单元1，用于获取书写面上编码图案的一个编码图像区域的图像数据；每个图像数据包括第一编码元素和第二编码元素；

图像处理单元2，与图像采集单元1相连接，用于根据第一编码元素对编码图像区域中的亮暗区域对比分布进行计算，得到第一解码概率；

图像处理单元2还用于识别第二编码元素中的标识符号，根据标识符号确定编码图案是否具有位置编码信息；

运算处理单元3，与图像处理单元2相连接，当确定具有位置编码信息时，用于根据第一解码概率和预设阈值确定编码图像区域的有效性。

检测单元4，用于对与书写面的接触进行检测；当检测与书写面相接触时，生成输出准备信号。

信号转换单元5与运算处理单元3、检测单元4和输出单元6分别相连接；

在运算处理单元3确定编码图像区域的有效性为有效时，信号转换单元5根据输出准备信号生成第一输出控制信号发送给输出单元6；输出单元6根据第一输出控制信号输出第一标记。

在运算处理单元3确定编码图像区域的有效性为无效时，信号转换单元5根据输出准备信号生成第二输出控制信号发送给输出单元6；输出单元6根据第二输出控制信号输出第二标记。

此外，识别装置还包括存储单元7和生成单元8。

存储单元7，与图像处理单元3相连接，用于记录第一标记的轨迹信息和相应的位置编码信息；

生成单元8，与存储单元7相连接，用于根据位置编码信息和对应的轨迹信息生成有效笔记信息。

相应的，本发明实施例还提供了能够实现上述编码图案有效性识别方法的一种实体装置，具体为一种书写工具，其结构示意如图4所示。下面结合图4对本发明的书写工具进行说明。

如图4所示，本发明的书写工具包括：握持部10，书写部20和图像采集处理部30。

握持部10包括第一固定部110、第二固定部120和调整部130，第一固定部110与第二固定部120之间由调整部130连接；调整部130可以产生形变，从而能够通过调整部130的形变量来控制调整第一固定部110与第二固定部120之间的角度设置。

进一步的，握持部10内还包括电源140，用于对图像采集处理部30供电。

书写部20，通过第一固定部110固定于握持部10上。

具体的，书写部20包括第一输出单元22和第二输出单元23。第一输出单元22和第二输出单元23均通过书写部20的书写端21用于在书写面上进行书写。书写面可以是纸张，也可以是特殊设计的可识别区域位置的功能性基底。

图像采集处理部30，通过第二固定部120固定于握持部10上。

图像采集处理部30具体包括上述实施例中的图像采集单元1、图像处理单元2、运算处理单元3、检测单元4和信号转换单元5。其中检测单元4的设置位置可以为与书写部20的尾端。上述各个单元之间优选的采用有线方式连接。

图像采集单元1设置于图像采集处理部30前端，包括传感器311和偏光部件312，其中，偏光部件312设置于传感器311前端，通过偏光部件312使传感器311接收到的光沿设定光轴传播，也就是说，偏光部件312对采集到图像的入射光进行偏光折射，使得沿设定光轴传播并被传感器311接收到。图像采集单元10采集书写端21与书写面相接触的设定范围内的图像信号，并处理为数字图像信号输出至图像处理单元2。设定范围取决于图像采集单元1的焦距和景深设置。在具体实现中，可以根据实际需要选择相应的参数进行设置。

此外，书写工具中还可以包括光源9，光源9优选的设置于握持部10内。光源9用于对设定范围区域进行照明，使得图像采集更加清晰。光源9具体的可以包括发光二极管。同样的，当检测单元4检测到书写端21与书写面相接触时，检测单元4输出电信号控制光源9启动工作。光源9同样的通过电源140供电。

所述图像采集单元1、图像处理单元2、运算处理单元3、检测单元4和信号转换单元5各个单元的具体工作方式已经在前述实施例中进行了详细说明，此处不再赘述。经过信号转换单元5输出的第一输出控制信号通过第一输出单元22输出上述的第一标记，或者经过信号转换单元5输出的第二输出控制信号通过第二输出单元23输出上述的第二标记。

本实施例通过对编码图案有效性的识别，使得书写部能够对于有效和无效的编码图案区域输出不同的标记，从而能够确定有效的书写位置，保证书写记录信息的完整性。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种编码图案有效性的识别方法，其特征在于，所述识别方法包括：

识别装置获取书写面上编码图案的一个编码图像区域的图像数据；每个图像数据包括第一编码元素和第二编码元素；

根据所述第一编码元素对所述编码图像区域中的亮暗区域对比分布进行计算，得到第一解码概率；

识别所述第二编码元素中的标识符号，根据所述标识符号确定所述编码图案是否具有位置编码信息；

当确定具有位置编码信息时，根据所述第一解码概率和预设阈值确定所述编码图像区域的有效性。

2.根据权利要求1所述的识别方法，其特征在于，所述识别方法还包括：

所述识别装置对与所述书写面的接触进行检测，当检测与所述书写面相接触时，生成输出准备信号。

3.根据权利要求2所述的识别方法，其特征在于，在确定所述编码图像区域的有效性为有效时，所述方法还包括：

根据所述输出准备信号生成第一输出控制信号，控制输出第一标记。

4.根据权利要求3所述的识别方法，其特征在于，在确定所述编码图像区域的有效性为无效时，所述方法还包括：

根据所述输出准备信号生成第二输出控制信号，控制输出第二标记。

5.根据权利要求3所述的识别方法，其特征在于，所述方法还包括：

记录所述第一标记的轨迹信息和相应的位置编码信息；

根据所述位置编码信息和对应的轨迹信息生成有效笔记信息。

6.一种编码图案有效性的识别装置，其特征在于，所述识别装置包括：

图像采集单元，用于获取书写面上编码图案的一个编码图像区域的图像数据；每个图像数据包括第一编码元素和第二编码元素；

图像处理单元，用于根据所述第一编码元素对所述编码图像区域中的亮暗区域对比分布进行计算，得到第一解码概率；

所述图像处理单元还用于识别所述第二编码元素中的标识符号，根据所述标识符号确定所述编码图案是否具有位置编码信息；

运算处理单元，当确定具有位置编码信息时，用于根据所述第一解码概率和预设阈值确定所述编码图像区域的有效性。

7.根据权利要求1所述的识别装置，其特征在于，所述识别装置还包括：检测单元；

所述检测单元，用于对与所述书写面的接触进行检测；当检测与所述书写面相接触时，生成输出准备信号。

8.根据权利要求7所述的识别装置，其特征在于，所述识别装置还包括信号转换单元和输出单元，所述信号转换单元与所述检测单元和所述输出单元分别相连接；

在所述运算处理单元确定所述编码图像区域的有效性为有效时，所述信号转换单元根据所述输出准备信号生成第一输出控制信号发送给所述输出单元；

所述输出单元根据所述第一输出控制信号输出第一标记。

9.根据权利要求8所述的识别装置，其特征在于，在所述运算处理单元确定所述编码图像区域的有效性为无效时，所述信号转换单元根据所述输出准备信号生成第二输出控制信号发送给所述输出单元；

所述输出单元根据所述第二输出控制信号输出第二标记。

10.根据权利要求8所述的识别装置，其特征在于，所述识别装置还包括：

存储单元，用于记录所述第一标记的轨迹信息和相应的位置编码信息；

生成单元，用于根据所述位置编码信息和对应的轨迹信息生成有效笔记信息。