CN108664965A - 位置编码信息的生成方法和生成装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种位置编码信息的生成方法和生成装置,所述方法包括：确定编码图案的边界；根据所述边界建立网格模型；所述网络模型包括网格点和网格线，所述网格线包括沿第一方向的网格线和沿第二方向的网格线，所述网格线交汇于网格点；根据所述网络模型确定各个编码窗口；获取第一循环数列和第二循环数列；根据第一循环数列生成沿第一方向的各个编码窗口对应的第一编码信息，并根据第二循环数列生成沿第二方向的各个编码窗口对应的第二编码信息；根据每个编码窗口的第一编码信息和第二编码信息，生成所述编码窗口的位置编码信息；将所述位置编码信息在基底上显示为位置编码。

Description

位置编码信息的生成方法和生成装置

技术领域

本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种位置编码信息的生成方法和生成装置。

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。

如果我们能够把需要把某种类型的信息进行位置编码后嵌入诸如纸张页、写字板或等价物的无源基底中。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,将大大方便信息的读取和共享。因此，如何对实现基底的图形编码，能够生成易于识别、辨识度高的位置编码信息，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位置编码信息的生成方法和生成装置，以解决现有技术中存在的问题，能够实现对基底的图形编码，在基底上生成能够生成易于识别、辨识度高的位置编码。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种位置编码信息的生成方法，所述方法包括：

确定编码图案的边界；

根据所述边界建立网格模型；所述网络模型包括网格点和网格线，所述网格线包括沿第一方向的网格线和沿第二方向的网格线，所述网格线交汇于网格点；

根据所述网络模型确定各个编码窗口；

获取第一循环数列和第二循环数列；

根据第一循环数列生成沿第一方向的各个编码窗口对应的第一编码信息，并根据第二循环数列生成沿第二方向的各个编码窗口对应的第二编码信息；

根据每个编码窗口的第一编码信息和第二编码信息，生成所述编码窗口的位置编码信息；

将所述位置编码信息在基底上显示为位置编码。

优选的，所述根据第一循环数列生成沿第一方向的各个编码窗口对应的第一编码信息具体为：

对第一方向上不同的编码窗口使用所述第一循环数列的不同循环移位，使得在第一方向上相邻的两个编码窗口中的数列之间具有预定量的位移。

优选的，所述根据第二循环数列生成沿第二方向的各个编码窗口对应的第而编码信息具体为：

对第二方向上不同的编码窗口使用所述第二循环数列的不同循环移位，使得在第二方向上相邻的两个编码窗口中的数列之间具有预定量的位移。

优选的，所述第一循环数列和/或第二循环数列包括多个数字序列，所述多个数字序列的单位长度相同。

进一步优选的，所述方法还包括：

利用周期性主数字序列的一定长度的局部序列对所述数字序列中的数字进行编码；其中，所述一定长度的局部序列的周期性主数字序列中的位置是唯一的。

第二方面，本发明实施例提供了一种位置编码信息的生成装置，包括：

边界确定单元，用于确定编码图案的边界；

模型建立单元，用于根据所述边界建立网格模型；所述网络模型包括网格点和网格线，所述网格线包括沿第一方向的网格线和沿第二方向的网格线，所述网格线交汇于网格点；

编码窗口确定单元，用于根据所述网络模型确定各个编码窗口；

获取单元，用于获取第一循环数列和第二循环数列；

编码信息生成单元，用于根据第一循环数列生成沿第一方向的各个编码窗口对应的第一编码信息，并根据第二循环数列生成沿第二方向的各个编码窗口对应的第二编码信息；并且

根据每个编码窗口的第一编码信息和第二编码信息，生成所述编码窗口的位置编码信息；

显示处理单元，用于将所述位置编码信息在基底上显示为位置编码。

优选的，所述编码信息生成单元具体用于：

对第一方向上不同的编码窗口使用所述第一循环数列的不同循环移位，使得在第一方向上相邻的两个编码窗口中的数列之间具有预定量的位移。

优选的，所述编码信息生成单元具体用于：

对第二方向上不同的编码窗口使用所述第二循环数列的不同循环移位，使得在第二方向上相邻的两个编码窗口中的数列之间具有预定量的位移。

优选的，所述第一循环数列和/或第二循环数列包括多个数字序列，所述多个数字序列的单位长度相同。

进一步优选的，所述装置还包括数字序列编码单元；

所述数字序列编码单元利用周期性主数字序列的一定长度的局部序列对所述数字序列中的数字进行编码；其中，所述一定长度的局部序列的周期性主数字序列中的位置是唯一的。

本发明实施例提供的位置编码信息的生成方法，通过利用有限的循环数列及合理的规则，能够实现对基底的大量位置进行图形编码，编码方式简单，生成的位置编码易于识别、辨识度高，同时减小了存储的数据量，提高了编码的效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的位置编码信息的生成方法的流程图；

图2a-图2d为本发明实施例提供的网络模型建立规则示意图；

图3为本发明实施例提供的具有位置编码的基底的示意图；

图4为本发明实施例提供的生成装置的框图。

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。

本发明实施例提供了一种位置编码信息的生成方法，其方法过程如图1所示，主要包括如下步骤：

步骤110，确定编码图案的边界；

具体的，在进行位置编码之前，首先需要确定可编码位置的边界，也就是生成编码图案的范围边界。

这个边界可以使具体的边界，比如可以印刷编码图案的编码纸的边缘，或者可识别区域的界限，也可以是虚拟的边界，比如基底的可显示范围。

可以通过扫描的方式来识别实体的边界，也可以通过读取参数的方式来确定虚拟边界。当然，边界的确定并不限于以上方式。此处仅为举例，本领域技术人员还可想到通过其它手段来实现边界的确定。

步骤120，根据边界建立网格模型；

具体的，在确定边界后，在边界内建立网络模型。

所建立的网络模型包括网格点和网格线，网格线包括沿第一方向的网格线和沿第二方向的网格线。

在优选的例子中，网络线平行于边界设置，第一方向与第二方向相互垂直。在其他的例子中，网络线还可以多于两个方向，比如可以是三个方向，三个方向各自相差120度。

网格线交汇于网格点。

当然，网络线和网格点都是虚拟存在的，在基底上并不显示网络线和网格点。

步骤130，根据网络模型确定各个编码窗口；

具体的，按照预设规则，将基底表面边界范围内的区域划分为多个编码窗口，每个编码窗口至少包括一个网格点。

优选的，每个编码窗口包括n²个网格点，比如4个、9个、16个等等。

步骤140，获取第一循环数列和第二循环数列；

其中，第一循环数列和第二循环数列优选的，均包括多个数字序列，多个数字序列的单位长度相同。

具体的，可以是利用周期性主数字序列的一定长度的局部序列对数字序列中的数字进行编码；其中，一定长度的局部序列的周期性主数字序列中的位置是唯一的。

首先假设位置码位于第一维度，在这个实例中，第一维度处于x方向。在这个方向上使用了一个周期性的主数字序列来进行编码，周期性的主数字序列具有在周期性主数字序列中唯一确定预定长度的各个局部序列位置的特性。在这个实例中，预定长度是6。因此，如果从周期性的主数字序列中的任何位置提取六个连续的数字，那么这六个数字在主数字序列中只以这个顺序出现一次。如果主数字序列的末端连接到主数字序列的开端，那么这种特性同样适用。由此将主数字序列称为是周期性的。在这个实例中，使用了二进制的主数字序列。如果要唯一确定具有六个数字的局部序列位置，那么主数字序列由此具有2⁶＝64的最大长度，并且在主数字序列中，长度为6的局部序列可以具有位置0-63。然而如下文将要描述的那样，如果选择了长度为63的主数字序列，则可以得到改进的纠错特性。由此在下文中假设主数字序列的长度是63并且由此定义了范围0-62中的唯一位置。实践中，在具有这个长度的主数字序列的情况下，有可能具有一个将各个局部序列转换成主数字序列中的位置的表，反之亦然。

假设主数字序列开端如下所示:

0，0，0，0，0，0，1，0，0，1，1，1，1，1，0，1，0。。。

然后，例如在主数字序列中，局部序列0，0,0,0,0,0具有唯一位置0，局部序列1,1,1,1,1,0具有唯一位置9，局部序列1,1,1,0,1,0具有唯一位置11。

位置编码基于周期性主数字序列的不同旋转或循环移位。为了在x方向对位置进行编码，在穿越表面的列中以某些其他方法打印或排列主数字序列，以多种方式对其进行旋转或循环移位，其中列处在y方向上，该方向正交于对位置进行编码的方向。可以在同一列中重复打印出主数字序列，如果在y方向编码的位置比对应于主数字序列长度的位置更多，那么这个操作将是必需的。然后则使用主数字序列的相同旋转来进行所有重复。也可以在不同的列中使用不同的旋转。

步骤150，根据第一循环数列生成沿第一方向的各个编码窗口对应的第一编码信息，并根据第二循环数列生成沿第二方向的各个编码窗口对应的第二编码信息；

具体的，对第一方向上不同的编码窗口使用第一循环数列的不同循环移位，使得在第一方向上相邻的两个编码窗口中的数列之间具有预定量的位移。同样的，对第二方向上不同的编码窗口使用第二循环数列的不同循环移位，使得在第二方向上相邻的两个编码窗口中的数列之间具有预定量的位移。

上述所述的预定量的位移，至少不小于1。

步骤160，根据每个编码窗口的第一编码信息和第二编码信息，生成编码窗口的位置编码信息；

具体的，第一编码信息和第二编码信息均对应有相应的编码数值。具体为二进制的数值，并且位数都相同。因此可以将二者的混合数值作为基数，来定义编码窗口的位置。也就是利用二者的混合数值生成位置编码信息。

步骤170，将位置编码信息在基底上显示为位置编码。

具体的，该步骤可以具体通过打印、显示等手段来实现。

为了更好的理解本发明的方法，下面结合图2-图3，以具体例子进行说明。

图2a-2d示出如何设计位置编码以及如何相对于其标称位置6而定位位置编码。标称位置6也称作网格点，用网格线8的交叉点表示。位置编码在图中显示为标记7，标记7为圆点形状。可以说，标记7和网格点6一起组成位置编码的可识别标记。

在一个实施例中，网格线之间的距离是300um并且网格线之间的角度是90°。其它的网格间隔也是有可能的，例如为254um以适合分辫率通常是100dpi倍数的打印机和扫描仪，100dpi对应于两点之间间距25.4mm/100即254um。

因此，位置编码的值取决于标记7对标称位置6的相对位置。在图2a-图2d的实例中有四个可能的位置，在从标称位置6延伸的每根网格线8上各有一个。标记7到标称位置6的位移都是相同大小的。

在一个实施例中，设定标记7相对于标称位置6沿着网格线8位移50um。位移优选为网格间隔的1/6，因为这样相对而言容易确定某个具体标记属于哪个标称位置。在其他的例子中，位移也应该至少是网格间隔的大约1/8，否则可能因为分辨率的问题造成变得难以确定位移。另一方面，为了有可能确定标记属于哪个标称位置，位移应该小于网格间隔的大约1/4。

在其他一些具体的例子中，位移不一定都沿着网格线，标记也可以位于独立的象限内。然而，如果标记沿着网格线位移，得到的优点就是标记之间的距离具有最小值，此最小值还可用于再造网格线。

在图2a-2d中所示出的标记7为圆点，但在实际中，标记并不一定都是圆形或圆圈，也可以使用任何适当的形状如正方形或三角形等。

可以通过定义：图2a中的标记表示值1；图2b中的标记表示值2；图2c中的标记表示值3；图2d中的标记表示值4。

因而，每个标记可表示四个值“1-4"中的一个。这意味着可以使用X坐标的第一位置编码和Y坐标的第二位置编码来合成用于显示编码图案的图形编码。

因此标记的值可以如下表1表示。

标记值	X-编码	Y-编码
			1	1	1
2	0	1
			3	1	0
4	0	0

表1

因此，每个标记的值都可以根据X-编码的第一数值和Y-编码的第二数值转换得到，X-编码的数值和Y-编码的数值均采用二进制表示。

位置编码由1和0的数列即位数列构成，此数列的特征是在位数列中出现不超过一次四位长的位序列。位数列是循环的，这意味着当数列的尾端连接到其首端时还有这样的特征。四位序列因而在位数列中总有唯一确定的位置号。

如果四位位序列要具有上述特征，位数列最大可为16位长。然而在此实例中，只使用七位长的位数列，如下所示:

“0 0 0 1 0 1 0；。

此位数列包含七个唯一的四位位序列，这些序列对数列中位置号进行编码，如下表2所示:

数列中的位置号	序列
		0	0001
1	0010
		2	0101
3	1010
		4	0100
5	1000
		6	0000

表2

为了对X-坐标编码，位数列在待编码的所有表面上顺序写入列中，在这，左列K₀对应于X-坐标零(0)。因而，在一列中，位数列可连续重复几次。

基于相邻列中相部位数列之间的差别或位置位移进行编码。差别的大小由位数列中的位置号(即位序列)确定，从此位置号可得出相邻列。

更准确地，如果在后述两个位置号之间采用差别△_n模7，其中一个位置号在第一列K_n中用四位序列编码并且因而具有值0-6，而另一个位置号由在相邻列K_n+1中以相应的“高度”用相部的四位序列编码，那么，无论在何处即无论在什么“高度”，此差别将相同，沿着两列产生差别。因而，使用在两个相邻列中的两个位序列的位置号之差，有可能对独立于所有Y-坐标并对所有Y-坐标保持为常数的X-坐标进行编码。

在此实例中，由于表面上的每个位置用包括4x4标记的局部表面编码，因此，得到四个垂直的位序列以及三个差别用于对X-坐标编码，每个差别都在值0-6之间。

如图3所示，图案分成编码窗口F，其特征为每个编码窗口包括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方向上的相邻窗口具有公共列。因而，第一编码窗口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窗口即窗口F₁,₁，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，编码窗口在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，编码窗口在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窗口一起形成图3所示类型的编码窗口，如F_0,0。

在编码窗口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，也就是生成编码窗口的位置编码信息。

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符号。

相应的，本发明的上述位置编码信息的生成方法，可以实现于位置编码信息的生成装置中，生成装置在具体实现中可以是具有处理功能的显示设备或者打印设备。

生成装置的框图可以如图4所示，包括：

边界确定单元1，用于确定编码图案的边界；

模型建立单元2，用于根据边界建立网格模型；网络模型包括网格点和网格线，网格线包括沿第一方向的网格线和沿第二方向的网格线，网格线交汇于网格点；

编码窗口确定单元3，用于根据网络模型确定各个编码窗口；

获取单元4，用于获取第一循环数列和第二循环数列；

编码信息生成单元5，用于根据第一循环数列生成沿第一方向的各个编码窗口对应的第一编码信息，并根据第二循环数列生成沿第二方向的各个编码窗口对应的第二编码信息；并且

根据每个编码窗口的第一编码信息和第二编码信息，生成编码窗口的位置编码信息；

显示处理单元6，用于将位置编码信息在基底上显示为位置编码。

其中，编码信息生成单元5具体用于：对第一方向上不同的编码窗口使用第一循环数列的不同循环移位，使得在第一方向上相邻的两个编码窗口中的数列之间具有预定量的位移；以及

对第二方向上不同的编码窗口使用第二循环数列的不同循环移位，使得在第二方向上相邻的两个编码窗口中的数列之间具有预定量的位移。

进一步的，第一循环数列和第二循环数列均包括多个数字序列，多个数字序列的单位长度相同。

因此，在该装置中还优选的包括有数字序列编码单元7；

数字序列编码单元7利用周期性主数字序列的一定长度的局部序列对数字序列中的数字进行编码；其中，一定长度的局部序列的周期性主数字序列中的位置是唯一的。

本发明实施例提供的位置编码信息的生成方法和生成装置，能够实现对基底的图形编码，在基底上生成能够生成易于识别、辨识度高的位置编码。

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)

1.一种位置编码信息的生成方法，其特征在于，所述方法包括：

确定编码图案的边界；

根据所述边界建立网格模型；所述网络模型包括网格点和网格线，所述网格线包括沿第一方向的网格线和沿第二方向的网格线，所述网格线交汇于网格点；

根据所述网络模型确定各个编码窗口；

获取第一循环数列和第二循环数列；

根据第一循环数列生成沿第一方向的各个编码窗口对应的第一编码信息，并根据第二循环数列生成沿第二方向的各个编码窗口对应的第二编码信息；

根据每个编码窗口的第一编码信息和第二编码信息，生成所述编码窗口的位置编码信息；

将所述位置编码信息在基底上显示为位置编码。

2.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，所述根据第一循环数列生成沿第一方向的各个编码窗口对应的第一编码信息具体为：

对第一方向上不同的编码窗口使用所述第一循环数列的不同循环移位，使得在第一方向上相邻的两个编码窗口中的数列之间具有预定量的位移。

3.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，所述根据第二循环数列生成沿第二方向的各个编码窗口对应的第而编码信息具体为：

对第二方向上不同的编码窗口使用所述第二循环数列的不同循环移位，使得在第二方向上相邻的两个编码窗口中的数列之间具有预定量的位移。

4.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，所述第一循环数列和/或第二循环数列包括多个数字序列，所述多个数字序列的单位长度相同。

5.根据权利要求4所述的生成方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用周期性主数字序列的一定长度的局部序列对所述数字序列中的数字进行编码；其中，所述一定长度的局部序列的周期性主数字序列中的位置是唯一的。

6.一种位置编码信息的生成装置，其特征在于，所述生成装置包括：

边界确定单元，用于确定编码图案的边界；

模型建立单元，用于根据所述边界建立网格模型；所述网络模型包括网格点和网格线，所述网格线包括沿第一方向的网格线和沿第二方向的网格线，所述网格线交汇于网格点；

编码窗口确定单元，用于根据所述网络模型确定各个编码窗口；

获取单元，用于获取第一循环数列和第二循环数列；

编码信息生成单元，用于根据第一循环数列生成沿第一方向的各个编码窗口对应的第一编码信息，并根据第二循环数列生成沿第二方向的各个编码窗口对应的第二编码信息；并且

根据每个编码窗口的第一编码信息和第二编码信息，生成所述编码窗口的位置编码信息；

显示处理单元，用于将所述位置编码信息在基底上显示为位置编码。

7.根据权利要求6所述的生成装置，其特征在于，所述编码信息生成单元具体用于：

对第一方向上不同的编码窗口使用所述第一循环数列的不同循环移位，使得在第一方向上相邻的两个编码窗口中的数列之间具有预定量的位移。

8.根据权利要求6所述的生成装置，其特征在于，所述编码信息生成单元具体用于：

对第二方向上不同的编码窗口使用所述第二循环数列的不同循环移位，使得在第二方向上相邻的两个编码窗口中的数列之间具有预定量的位移。

9.根据权利要求1所述的生成装置，其特征在于，所述第一循环数列和/或第二循环数列包括多个数字序列，所述多个数字序列的单位长度相同。

10.根据权利要求9所述的生成装置，其特征在于，所述装置还包括数字序列编码单元；

所述数字序列编码单元利用周期性主数字序列的一定长度的局部序列对所述数字序列中的数字进行编码；其中，所述一定长度的局部序列的周期性主数字序列中的位置是唯一的。