CN108664960A - 编码图案的处理方法及处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种编码图案的处理方法及处理装置,所述处理方法包括：对基底上的编码图案进行图像采集，生成编码图案图像数据；确定编码图案中的多个编码区域；根据网格点和标记的位置，确定预设距离；将标记与网格点进行匹配，确定每个标记对应的网格点；根据预设距离和网格的形状，确定标记对应的第一预设值；根据标记相对于所对应的网格点的位置方向，确定标记对应的第二预设值；根据第一预设值和第二预设值，确定标记的标记值；根据编码区域内的所有标记对应的标记值，确定每个编码区域的区域值；根据区域值确定编码区域在编码图案的位置信息。

Description

编码图案的处理方法及处理装置

技术领域

本发明涉及图像编解码处理技术领域，尤其涉及一种编码图案的处理方法及处理装置。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，人们日益普遍地使用计算机来生产、处理、交换和传播各种形式的信息。信息技术逐渐改变着人们的生活习惯。传统的利用纸张和笔进行书写的方式无法进行信息化处理，因此无法满足人们的需要。

如果我们能够把某种类型的信息进行位置编码后嵌入诸如纸张页、写字板或等价物的基底中。利用扫描仪、传真机、照相机或数字笔就可以读取、重建和使用这些嵌入到基底中的信息。这将大大方便信息的读取和共享。因此，以何种方式进行信息加载和显示,以及对加载和显示地信息进行有效、高准确度的识别获取，便成为需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种编码图案的处理方法和处理装置,能够以编码图案的方式对于信息进行记录,通过编码图案中定义的标记，使得识别设备能够准确识别编码图案中的标记，并根据标记位置确定标记的标记值，同时根据标记的标记值，输出编码图案对应的位置信息，从而实现位置信息的获取。本发明提供的基底能够方便信息共享和保存。

为实现上述目的，在第一方面，本发明实施例提供了一种编码图案的处理方法，所述处理方法包括：

对所述基底上的所述编码图案进行图像采集，生成编码图案图像数据；其中，所述编码图案包括多个标记；

根据所述编码图案图像数据确定所述编码图案中的多个编码区域；其中，所述编码区域包括多个网格；所述网格包括多个网格点；

根据所述网格点和标记的位置，确定预设距离；

根据每个所述网格点和预设距离，将所述标记与所述网格点进行匹配，确定每个所述标记对应的所述网格点；

根据所述预设距离和所述网格的形状，确定所述标记对应的第一预设值；

根据所述标记相对于所对应的网格点的位置方向，确定所述标记对应的第二预设值；

根据所述第一预设值和第二预设值，确定所述标记的标记值；

根据所述编码区域内的所有标记对应的标记值，确定所述每个编码区域的区域值；

根据所述区域值确定所述编码区域在所述编码图案的位置信息。

优选的，所述根据所述标记相对于所对应的网格点的位置方向，确定所述标记对应的第二预设值具体为；

根据所述标记相对于所对应的网格点的位置方向生成偏移方向；

将所述偏移方向与所述预设方向进行匹配；

获取与所述偏移方向匹配的预设方向的第二预设值。

优选的，所述根据所述第一预设值和第二预设值，确定所述标记的标记值具体为：

将所述标记对应的第一预设值和第二预设值按照预设运算规则进行计算，得到所述标记的标记值。

进一步优选的，所述方法还包括：

当所述标记值超出预设阈值时，重新确定所述标记的第一预设值和第二预设值。

第二方面，本发明实施例提供了一种编码图案的处理装置，所述处理装置包括：

壳体，所述壳体的底端设有开口，所述壳体的内部为容置部；

图像采集传感器，设置于所述容置部内，通过所述开口对所述处理装置下方的基底上的编码图案进行采集，生成编码图案图像数据；

图像处理器，设置于所述容置部内；所述图像处理器包括：接收模块、分析模块、处理模块和计算模块；

所述接收模块与所述图像采集传感器电连接，用于接收所述编码图案图像数据；

所述分析模块，与所述接收模块相连；根据所述编码图案图像数据确定所述编码图案中的多个编码区域；其中，所述编码区域包括多个网格；根据所述网格点和标记的位置，确定预设距离；根据每个网格点和预设距离，将所述标记与所述网格点进行匹配，确定每个所述标记对应的所述网格点；

所述处理模块，与所述分析模块相连；根据所述预设距离和所述网格的形状，确定所述标记对应的第一预设值；根据所述标记相对于所对应的网格点的位置方向，确定所述标记对应的第二预设值；

所述计算模块，与所述处理模块相连；根据所述第一预设值和第二预设值，确定所述标记的标记值；根据所述编码区域内的所有标记对应的标记值，确定所述每个编码区域的区域值；根据所述区域值确定所述编码区域在所述编码图案的位置信息；

无线模块，设置于所述容置部内，用于将所述位置信息发送到外部接收装置。

优选的，所述处理装置还包括：

书写端，设置于所述壳体的底端，用于在所述基底上进行书写。

优选的，所述处理装置还包括：

照明器件，设置于所述容置部内，用于对所述图像采集传感器采集的基底上的编码图案进行照明。

进一步优选的，所述处理装置还包括：

控制装置，设置于所述容置部内，与所述图像采集传感器、图像处理器、无线模块和/或照明器件相连接；

所述控制装置输出控制信号，控制所述图像采集传感器、图像处理器、无线模块和/或照明器件的启动和关闭。

进一步优选的，所述处理装置还包括：

电源模块，设置于所述容置部内，与所述图像采集传感器、图像处理器、无线模块、控制装置和照明器件相连接；

所述电源模块对所述图像采集传感器、图像处理器、无线模块、控制装置和照明器件进行供电。

本发明实施例提供的基底，能够以编码图案的方式对于信息进行记录,通过编码图案中定义的标记，使得识别设备能够准确识别编码图案中的标记，并根据标记位置确定标记的标记值，同时根据标记的标记值，输出编码图案对应的位置信息，从而实现位置信息的获取。本发明提供的基底能够方便信息共享和保存。

附图说明

图1为本发明实施例提供的编码图案的处理方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的基底的示意图之一；

图3为本发明实施例提供的基底的示意图之二；

图4a-图4d为本发明实施例提供的编码图案的一个单元的示意图；

图5为本发明实施例提供的编码图案的示意图之一；

图6为本发明实施例提供的编码图案的示意图之二；

图7为本发明实施例提供的编码图案处理装置的示意图；

图8为本发明实施例提供的图像处理器的结构示意图。

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。

本实施例提供的编码图案的处理方法，实现于编码图案的处理装置中。

图1为本发明实施例提供的编码图案的处理方法流程图，如图1所示，所述处理方法包括如下步骤：

步骤101，对基底上的编码图案进行图像采集，生成编码图案图像数据。

其中，基底可以为具有编码图案的编码纸，如图2所示，基底上具有网格线，网格线按照预设规律进行排列形成多个网格；网格线之间交叉形成的交叉点为网格点，每个网格包括多个网格点。

具体的，为了进一步介绍基底的结构，如图3所示，在编码纸上具有由多个编码区域F按照预设排列组成的编码图案，在优选的实施例中，网格线可以为虚拟的，编码区域F的边界由周期性的虚拟网格线构成；虚拟网络线交汇于虚拟的网格点(具体可以详见后续图5-图6)。其中,每个编码区域包括n*n个网格点，n为正整数；在每个编码区域中具有对应于每个网格点的一个标记，图2中所示的黑色圆点。每个标记都是由网格点偏移一定的距离得到的。

通过在一个编码区域中的多个可读标记来记录该编码区域对应的值信息。

在图3所示的具体例子中，每个编码区域F包括4*4标记。因而，可得到四个水平位序列和四个垂直位序列，从而在X方向产生三个差别并在Y方向得到四个位置。这三个差别和四个位置对局部表面在X方向和Y方向上的位置进行编码。在X方向上的相邻编码区域具有公共列。因而，第一编码区域F_0,0包括列K₀，K₁，K₂，K₃的位序列。以及行R₀，R₁，R₂，R₃的位序列。由于在X方向上使用差别，在X方向和Y方向上斜对角的下一个编码区域即编码区域F_1,1，包括列K₃，K₄，K₅，K₆的位序列以及行R₄，R₅，R₆，R₇的位序列。如果只考虑X方向的编码，编码区域在Y方向上可认为是有无限空间的。相应地，如果只考虑Y方向的编码，编码区域在X方向上可认为是有无限空间的。此种在Y方向和X方向上分别具有无限空间的第一和第二编码区域一起形成图3所示类型的编码区域，如F_0,0。

在编码区域中对于行和列分别按照上述方法进行编码，即可得到以混合数为基数的位置号，也就是生成编码区域的位置编码信息。

通过打印设备或显示的方式即可在基底上形成用于指示位置编码信息的该标记。

具体的，编码图像可以显示或者印刷在基底、电子显示设备等装置上。编码图案至少占据其表面的一部分，通过编码图案的处理装置光学可读。

编码图案的获取，并不是一次获取基底上的全部编码图案，而是根据处理装置的光学视野范围内获取相应部分的编码图案，我们可以认为是一个编码区域的编码图案。

步骤102，根据编码图案图像数据确定编码图案中的多个编码区域。

具体的，编码区域的边界由周期性的虚拟网格线构成，编码区域包括多个网格。

在如图3所示的例子中，相邻编码区域之间可以具有公共列，也就是说相邻的两个编码区域之间具有重叠的区域；而在另一些其他的例子中，编码区域之间没有重叠。

编码区域的大小可以按照预先设定的规则而定，也可以在编码图案中设定固定部分作为编码区域的编码，再加之设定规则来确定编码区域的范围。

步骤103，根据网格点和标记的位置，确定预设距离。

具体的，在编码图案内，每个标记相对于网格点的偏移距离都是相等的，根据编码图案内网格点的位置排布和标记的位置排布，确定出编码图案的预设距离，此预设距离就是标记与网格点之间的距离。

在优选的实施例中，可以一个根据编码区域内的所有网格点和标记的位置排布，确定出整个编码图案的预设距离，这是因为编码区域是编码图案的一部分，在编码图案内每个标记相对于网格点的偏移距离都是相等的，这样可以增加处理时间，提高处理装置的效率。

步骤104，根据每个网格点和预设距离，将标记与网格点进行匹配，确定每个标记对应的网格点。

具体的，标记与网格点的匹配方式可以有两种：一种是，根据编码区域内的预设距离，以网格点为中心，预设距离为半径形成预设范围进行标记搜索，在预设范围内搜索到的标记即为与网格点相匹配的标记；第二种是以网格点为中心，沿距离网格点的预设距离处搜索标记，搜索到的与网格点的距离为预设距离的标记，即为与网格点相匹配的标记。

步骤105，根据预设距离和网格的形状，确定标记对应的第一预设值。

具体的，为了保证编码的准确性，第一预设值是根据预设距离和网格形状共同确定的，也就是说预设距离相同，但网格形状不同，对应的第一预设值不同；网格形状相同，但预设距离不同，对应的第一预设值也不同。预设距离、网格形状与第一预设值的对应关系是预先配置的。

需要说明的是，第一预设值也可以是由预设距离和网格线任意一项单独确定的，本领域技术人员可以根据需要配置第一预设值的决定因素。

步骤106，根据标记相对于所对应的网格点的位置方向，确定标记对应的第二预设值。

其中，相对于所对应的网格点的位置方向不同对应的第二预设值不同，位置方向与第二预设值一一对应，且第二预设值与第一预设值不相同；第二预设值与位置方向的对应关系是预先配置的。

具体的，根据标记相对于所对应的网格点的位置方向生成偏移方向；将偏移方向与预设方向进行匹配；获取与偏移方向匹配的预设方向的第二预设值。

步骤107，根据第一预设值和第二预设值，确定标记的标记值。

具体的，将标记对应的第一预设值和第二预设值按照预设运算规则进行计算，得到标记的标记值。

在一个具体的例子中，标记值可以为第一预设值与第二预设值的乘积。如图4所示，图4a中的标记的第二预设值为1，图4b中的标记的第二预设值为2，图4c中的标记的第二预设值为3，图4d中的标记的第二预设值为4。第一预设值为1，则得到的图4a中的标记的标记值为1，图4b中的标记的标记值为2，图4c中的标记的标记值为3，图4d中的标记的标记值为4。其中，运算规则可以是设定的各种运算的结合，也可以本领域技术人员设定的。

在优选的实施例中，当标记值超出预设阈值时，重新确定标记的第一预设值和第二预设值。

步骤108，根据编码区域内的所有标记对应的标记值，确定每个编码区域的区域值。

为了更好的理解技术方案，以图2所示的编码图案为例再进行详细说明。

图2示出具有4*4标记的编码图案实例，这些标记由位置信息获取装置读取。

这些4*4标记具有以下标记值:

4 4 4 2

3 2 3 4

4 4 2 4

1 3 2 4

这些值表示以下二进制X-编码和Y-编码:

X-编码中的垂直位序列对位数列中的以下位置:2046进行编码。在列与列之间的差别是-2 4 2，它们模7得到:5 4 2，对编码区域的以混合数为基数的位置号进行编码:(5-3)*8+(4-3)*2+(2-1)＝16+2+1＝19。被编码的第一编码区域具有位置号0。因而，在1至2范围内且出现在局部表面的4*4标记中的差别是第20个这样的差别。由于另外总共有三个用于每个此种差别的列和一个起始列，在4*4X-编码中最右边的垂直序列属于X-编码中的第61列(列60)(3*20+1＝61)，而最左边的垂直序列属于第58列(列57)。

Y-编码中的水平位序列对位数列中的以下位置:0 4 1 3进行编码。由于这些水平位序列在第58列开始，行的起始位置是这些值减去57模7，得到起始位置6 3 0 2。它们转换成以混合数为基数的数字，变为:6-2,3-2,0-0,2-2＝4，1，0，0，在这，第三个数字是在有关位置号中的最低有效位数字。第四个数字就是在下一位置号中的最高有效位数字。

以混合数为基数的位置号是0*50+4*10+1*2+0*1＝42。

因而，Y-编码中的第三水平位序列属于具有起始位置0或1的第43编码区域，而且，由于对于每个这样的编码区域总共有四行，因此第三行的位置号是43*4＝172。

在此实例中，具有4*4标记的局部表面的左上角位置是(58,170)。

在以上实例中，标记用于正方形局部表面内以便对位置进行编码。然后上述已经说明，编码图案所在表面可以是其它的形状，例如为六边形。标记不必在相互垂直的网格中沿着网格线布置，还可具有其它的布置如在60°角网格中沿着网格线布置等等。还可采用极坐标系统。

如图5和6所示，还可使用三角形或六边形形式的网格。例如，参照图5，三角形网格线8使每个标记7在六个不同的方向上位移，提供甚至更大的可能性，对应于6^6*6个局部表面位置。对于六边形网格，参照图6中的蜂窝状图案，每个标记7可沿着网格线8在三个不同的方向上位移。

再如上所述，标记不必沿着网格线位移，也可沿着其它方向位移，例如在使用正方形网格图案时在独立的象限内各定位一个标记。在六边形网格图案中，标记可以沿四个或更多个不同的方向位移，例如在沿着网格线和沿着与网格线成60°角的直线的六个不同方向上位移。

步骤109，根据区域值确定编码区域在编码图案的位置信息。

具体的，根据获取到的区域值信息，经过数据分析处理后可以得到该编码区域在编码图案中的位置信息。

相应的，本发明实施例还提供了用以实现上述处理方法的编码图案的处理装置，其结构可以如图7所示，主要包括如下部件：

壳体11，底端设有开口12，壳体的内部为容置部10；

图像采集传感器14，设置于容置部10内，通过开口12对编码图案处理装置下方的基底上的编码图案进行采集，生成编码图案图像数据；

在具体的实现中，图像采集传感器14可以具体采用CCD或者CMOS传感器。

图像处理器16，设置于容置部10内，与图像采集传感器14电连接。

具体的，如图8所示，图像处理器16包括：接收模块161、分析模块162、处理模块163和计算模块164。

接收模块161与图像采集传感器电连接，用于接收编码图案图像数据。

分析模块162，与接收模块相连；根据编码图案图像数据确定编码图案中的多个编码区域；其中，编码区域包括多个网格；根据网格点和标记的位置，确定预设距离；根据每个网格点和预设距离，将标记与网格点进行匹配，确定每个标记对应的网格点。

处理模块163，与分析模块相连；根据预设距离和网格的形状，确定标记对应的第一预设值；根据标记相对于所对应的网格点的位置方向，确定标记对应的第二预设值。

计算模块164，与处理模块相连；根据第一预设值和第二预设值，确定标记的标记值；根据编码区域内的所有标记对应的标记值，确定每个编码区域的区域值；根据区域值确定编码区域在编码图案的位置信息。

上述图像处理器16所具体执行的处理过程，已经在前述方法的实施例中进行详述，此处着重介绍装置结构及其功能，关于执行方法不再赘述。

无线模块19，设置于容置部10内，用于将位置信息发送到外部接收装置。外部接收装置可以是具有无线接收功能的显示设备、数据处理设备或存储设备等。

因为本发明的编码图案的处理装置可以根据识别到的位置信息用于笔记轨迹的记录，因此编码图案处理装置还可以包括书写端17。书写端17设置于壳体11的底端，用于在基底上进行书写。

书写端17在图7中仅为一种示意的可能实现的方式，在一些实施例中，并不需要由书写端17，也就是说可以没有实际的书写轨迹，而是可以识别虚拟的书写轨迹。

在优选的方案中，编码图案处理装置还包括照明器件13，设置于容置部10内，对图像采集传感器14采集的基底上的编码图案进行照明，从而能够提高识别的准确度。

照明器件13具体可以采用发光二极管，可以根据需要选择对特殊光线敏感的二极管，比如红外发光二极管。

在一些实现方式中，编码图案处理装置还包括控制装置18，设置于容置部10内，与图像采集传感器14、图像处理器16、无线模块19和/或照明器件13相连接；

控制装置18输出控制信号，控制图像采集传感器14、图像处理器16、无线模块19和/或照明器件13的启动和关闭。

控制装置18具体的可以安装于壳体11上，其表面由壳体11上露出，主题置于容置部10内。表面上可以包括由操控按钮以及显示屏20。通过显示屏20可以直接显示操控信息或者位置信息等等。

进一步的，编码图案处理装置中还包括有电源模块15，设置于容置部10内，与图像采集传感器14、图像处理器16、无线模块19、控制装置18和照明器件13等相连接，对图像采集传感器14、图像处理器16、无线模块19、控制装置18和照明器件13等进行供电。

电源模块15可以由电池以及相应电路来实现。

本发明实施例提供的编码图案的处理方法和装置，能够准确识别编码图案中的可读标记，并根据标记位置确定标记的标记值，同时根据标记的标记值，输出编码区域对应的位置信息，从而实现位置信息的获取。位置信息读取准确率高，并能实现无线传输功能，将获取到的位置信息实时共享到外部设备，以方便信息共享和保存。

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 (9)

1.一种编码图案的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：

对基底上的编码图案进行图像采集，生成编码图案图像数据；其中，所述编码图案包括多个标记；

根据所述编码图案图像数据确定所述编码图案中的多个编码区域；其中，所述编码区域包括多个网格；所述网格包括多个网格点；

根据所述网格点和标记的位置，确定预设距离；

根据每个所述网格点和预设距离，将所述标记与所述网格点进行匹配，确定每个所述标记对应的所述网格点；

根据所述预设距离和所述网格的形状，确定所述标记对应的第一预设值；

根据所述标记相对于所对应的网格点的位置方向，确定所述标记对应的第二预设值；

根据所述第一预设值和第二预设值，确定所述标记的标记值；

根据所述编码区域内的所有标记对应的标记值，确定所述每个编码区域的区域值；

根据所述区域值确定所述编码区域在所述编码图案的位置信息。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述根据所述标记相对于所对应的网格点的位置方向，确定所述标记对应的第二预设值具体为；

根据所述标记相对于所对应的网格点的位置方向生成偏移方向；

将所述偏移方向与所述预设方向进行匹配；

获取与所述偏移方向匹配的预设方向的第二预设值。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述根据所述第一预设值和第二预设值，确定所述标记的标记值具体为：

将所述标记对应的第一预设值和第二预设值按照预设运算规则进行计算，得到所述标记的标记值。

4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述标记值超出预设阈值时，重新确定所述标记的第一预设值和第二预设值。

5.一种编码图案的处理装置，其特征在于，所述处理装置包括：

壳体，所述壳体的底端设有开口，所述壳体的内部为容置部；

图像采集传感器，设置于所述容置部内，通过所述开口对所述处理装置下方的基底上的编码图案进行采集，生成编码图案图像数据；

图像处理器，设置于所述容置部内；所述图像处理器包括：接收模块、分析模块、处理模块和计算模块；

所述接收模块与所述图像采集传感器电连接，用于接收所述编码图案图像数据；

所述分析模块，与所述接收模块相连；根据所述编码图案图像数据确定所述编码图案中的多个编码区域；其中，所述编码区域包括多个网格；根据所述网格点和标记的位置，确定预设距离；根据每个网格点和预设距离，将所述标记与所述网格点进行匹配，确定每个所述标记对应的所述网格点；

所述处理模块，与所述分析模块相连；根据所述预设距离和所述网格的形状，确定所述标记对应的第一预设值；根据所述标记相对于所对应的网格点的位置方向，确定所述标记对应的第二预设值；

所述计算模块，与所述处理模块相连；根据所述第一预设值和第二预设值，确定所述标记的标记值；根据所述编码区域内的所有标记对应的标记值，确定所述每个编码区域的区域值；根据所述区域值确定所述编码区域在所述编码图案的位置信息；

无线模块，设置于所述容置部内，用于将所述位置信息发送到外部接收装置。

6.根据权利要求5所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括：

书写端，设置于所述壳体的底端，用于在所述基底上进行书写。

7.根据权利要求5所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括：

照明器件，设置于所述容置部内，用于对所述图像采集传感器采集的基底上的编码图案进行照明。

8.根据权利要求7所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括：

控制装置，设置于所述容置部内，与所述图像采集传感器、图像处理器、无线模块和/或照明器件相连接；

所述控制装置输出控制信号，控制所述图像采集传感器、图像处理器、无线模块和/或照明器件的启动和关闭。

9.根据权利要求8所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括：

电源模块，设置于所述容置部内，与所述图像采集传感器、图像处理器、无线模块、控制装置和照明器件相连接；

所述电源模块对所述图像采集传感器、图像处理器、无线模块、控制装置和照明器件进行供电。