CN114707623A - 一种点阵码编码方法及编码装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种点阵码编码方法及编码装置,涉及点阵码编码技术领域,以解决现有技术中由于点阵笔不适合采用主频过高的处理器,使得点阵笔的图像处理速度不能达到要求的问题。该方法包括:通过n*n个定位格所限定的编码区域内选择性地填充微图像单元,来形成点阵码图像基元,其中,定位格内具有存储数据信息的信息码;每个定位格内的信息码的位置排列为正十字或斜十字,在一个图像基元中,每个定位格中信息码在水平或者竖直方向不会连续出现4次及以上相同的排列方式;每个点阵码图像基元的四个角点定位格中信息码排列方式具有非对称性。所述点阵码编码装置应用于点阵码编码方法。
Description
技术领域
本发明涉及点阵码编码技术领域,尤其涉及一种点阵码编码方法及编码装置。
背景技术
现有点阵笔是通过摄像头采集提前印刷或打印在纸张上的码点,并通过一定算法提取码点的编码信息,这些编码信息包括坐标、页码或其他映射定位等信息。
点阵笔的摄像头采用微型摄像头,安装于笔尖处。点阵码主要是通过在虚拟编码格之内选择性地填充微图像单元(例如,黑点)来形成的,点阵码的图像单元要求纸张的印刷分辨率较高。而在书写轨迹采集应用中,点阵笔的数据帧要求较高,例如达到100帧/秒以上。因此要求图像处理速度足够快,但是点阵笔作为一种嵌入式设备,有功耗与体积的限制,所以不适合采用主频过高的处理器。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种点阵码编码方法及编码装置,以解决现有技术中由于点阵笔功耗与体积的限制,不适合采用主频过高的处理器,使得点阵笔的图像处理速度不能达到要求的问题。
本发明提供一种点阵码编码方法,其中所述点阵码包括至少一个点阵码图像基元,每个点阵码图像基元包括n*n个定位格,n为每个点阵码图像基元的行数或列数,n大于等于3,其特征在于,所述方法包括:
通过n*n个定位格所限定的编码区域内选择性地填充微图像单元,来形成所述点阵码图像基元,其中,所述定位格内具有存储数据信息的信息码;
其中,每个定位格内具有1个信息码,所述信息码的位置处于4种可能位置之一,所述4种可能位置排列为正十字或斜十字,每个定位格内的信息码在水平或者竖直方向不会连续出现4次及以上相同的排列方式;每个点阵码图像基元的四个角点定位格中信息码排列方式具有非对称性。
优选地,所述4种可能位置两两相对地排列为正十字或斜十字。
优选地,基于所述4种可能位置形成二位二进制编码。
优选地,每个点阵码图像基元的四个角点定位格中任一角点定位格中信息码4种可能位置排列方式与相邻的其余三个定位格中信息码4种可能位置排列方式不同。
优选地,所述每个点阵码图像基元的四个角点定位格中信息码4种可能位置排列方式具有非对称性,包括:
四个角点定位格中的一个角点定位格中信息码4种可能位置排列方式与其余三个角点定位格中信息码4种可能位置排列方式不同。
优选地,所述点阵码图像基元中外围定位格的外部具有4n个共用定位码,n为每个点阵码图像基元的行数或列数,n大于等于3。
与现有技术相比,本发明提供的一种点阵码编码方法具有如下有益效果:
本发明每个定位格内具有1个信息码,所述信息码的位置处于4种可能位置之一,4种可能位置排列为正十字或斜十字,每个定位格内的信息码4种可能位置在水平或者竖直方向不会连续出现4次及以上相同的排列方式;每个点阵码图像基元的四个角点定位格中信息码4种可能位置排列方式具有非对称性,省去了现有技术方案中的方向码,无方向码干扰,点阵码的排列较为稀疏,有利于在低分辨率条件下印刷或打印。
本发明还提供一种点阵码编码装置,该装置包括:
处理设备;以及印刷设备或打印机;
所述处理设备被布置为根据上述技术方案所述的的点阵码编码方法生成具有点阵码的文件,通过所述印刷设备或打印机在物体表面上印刷或打印所述点阵码。
与现有技术相比,本发明提供的点阵码编码装置的有益效果与上述技术方案所述点阵码编码方法的有益效果相同,在此不做赘述。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的现有技术中的点阵码排布示意图;
图2示出了本发明实施例所提供的点阵码图像基元示意图;
图3示出了本发明实施例所提供的信息码的正十字和斜十字排列方式;
图4示出了本发明实施例所提供的点阵码图像基元示意图;
图5示出了本发明实施例所提供的4个点阵码图像基元示意图;
图6示出了本发明实施例所提供的点阵码图像基元中四个角点信息码的示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
本实施例中提到的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明,旨在以具体方式呈现相关概念,不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。
图1示出了本发明实施例所提供的现有技术中点阵码排布示意图。如图1所示,左上角上方的黑色点阵码为方向码1,其余黑色点阵码2均为定位码,定位码2的位置是固定的,四个定位码2组成一个定位格4,每个定位格4内具有8个虚线圆圈3,8个虚线圆圈3表示信息码的可能位置,但是8个虚线圆圈3中仅有一个位置用来编码,例如黑色信息码5,每个定位格4的信息码有8个位置,可以代表000,001,010,011,100,101,110,111这3位二进制数字。因此每个定位格的编码长度为3位。图1中所示定位码2的作用,是用来界定定位的位置,一般排列成直线形状,便于图像识别,在识别出定位之后,根据定位与水平和竖直坐标轴的夹角以及方向码识别点阵笔的旋转方向,然后根据信息码在定位格中相对位置,解码信息码的内容。但是现有技术中定位码的数量较多,不利于较低分辨率印刷,并且定位码的检测会受到方向码相对不规律的影响。
应理解,信息码的排列方式,表征了不同的编码数字,可以用这些数字来表示坐标、页码等信息,信息码的排列方式即点阵码编码,良好的编码方法要求简单高效,方便摄像头识别以及后续的图像处理。点阵码编码一般有三个要素:一、定位,即确定信息码的位置;二、方向,因为笔会转动,要能够分辨书写页面的上下左右;三、信息码,即表征数字的点码。
因此,本发明实施例提供一种点阵码编码方法,图2示出了本发明实施例所提供的点阵码图像基元示意图。如图2所示,所述点阵码包括至少一个点阵码图像基元10,每个点阵码图像基元10包括n*n个定位格11,n大于等于3,所述点阵码编码方法包括:通过n*n个定位格11所限定的编码区域内选择性地填充微图像单元,来形成所述点阵码图像基元10,其中,所述定位格11内具有存储数据信息的信息码4种可能位置。
应理解,图2显示的仅是一个4*4的点阵码图像基元10,实际的编码会是这个点阵码图像基元10的延伸平铺,铺满整个页面,例如,图5为由4个点阵码图像基元10组成的点阵码示意图。
如图2所示,点阵码图像基元10外围一圈的黑点为延伸的各个点阵码图像基元10共用的定位码13。具体地,每个点阵码图像基元10外围定位格11的外部具有4n个共用定位码13,n为每个点阵码图像基元的行数或列数。将定位码用水平和竖直平行虚线15连接,可以划分为n×n个定位格11。例如,图2中所述的点阵码图像基元10外围定位格11的外部具有16个共用定位码13。这里定位码13的作用是界定信息码的位置,方便利用图像处理技术来分辨信息码。因为定位码在水平和竖直方向上均匀等间隔排列,形成两簇平行直线,将整个页面划分为多个图像基元,可以采用图像分割和直线特征提取等图像处理技术来快速取得定位码的位置信息。如图2所示,每个定位格11内具有1个信息码,每个定位格11中有4个虚线圆圈12,表示实际的信息码14的可能位置,每个实际的信息码14占据4个虚线圆圈12的位置之一,形成二位二进制编码00,01,10,11,整个点阵码图像基元10的信息量为4的16次方。例如对于A4大小的页面,将一个图像基元大小设置为6.72pt, pt是一个专用的印刷单位“磅”,大小为1/72英寸。A4页面铺码文件大小为8.32x11.76英寸, 所以水平方向设置8.32*72/6.72=89.14 个基元,取整值为89,竖直方向为126个基元。整个A4页面的图像基元个数为89×126=11214个。所以码点表示的编码坐标为X(0-88), Y(0-125)。利用点阵笔上的摄像头,可以拍摄笔尖位置下面的图像基元,可以通过图像处理,分析出该处图像基元对应的编码坐标(X0, Y0),并且根据图像中心位置在图像基元中的偏移位置,可以取得笔尖的实际坐标以及其他编码信息。
每个定位格11内的信息码4种可能位置排列为图3所示的正十字或斜十字。如图2所示,4个虚线圆圈12两两相对地排列为正十字或斜十字。应理解,这里的斜十字相对于正十字旋转了45度。如图4所示,本发明点阵码编码方法采用正十字和斜十字交错排列的方法,每个定位格11中信息码的4种可能位置,即4个虚线圆圈12在水平或者竖直方向不会连续出现4次及以上相同的排列方式。本发明两种信息码可能位置的排列位置尽量交错排列,可以减少信息码随机排列成直线的概率,造成对定位直线检测的干扰。
如图4所示,点阵码图像基元10的四个角点的定位格11也有所区别,即每个点阵码图像基元10的四个角点定位格11中信息码4种可能位置排列方式具有非对称性,具体地,四个角点定位格11中的一个角点定位格11中信息码4种可能位置排列方式与其余三个角点定位格11中信息码4种可能位置排列方式不同。例如,四个角点定位格11中可以有一个角点定位格信息码4种可能位置为正十字,其余3个角点定位格信息码4种可能位置为斜十字,也可以有一个角点定位格信息码4种可能位置为斜十字,其余3个角点定位格信息码4种可能位置为正十字。
进一步地,如图4所示,点阵码图像基元10的四个角点定位格11中任一角点定位格信息码4种可能位置排列方式与相邻的其余三个定位格中信息码4种可能位置排列方式不同。例如,图4中左上四个定位格中,左上角的角点定位格11中信息码4种可能位置为正十字,与左上角的角点定位格11相邻的其余三个定位格11中的信息码4种可能位置均为斜十字。图6示出了本发明实施例所提供的点阵码图像基元中四个角点信息码的示意图。如图6所示,右下角点定位格中信息码4种可能位置为正十字,左下角点、左上角点、右上角点定位格中信息码4种可能位置为斜十字。
需要说明的是,根据上述点阵码排列方式,就可以确定整个页面点阵码的排列方向,从而省去了方向点阵码,省去方向点阵码的最大好处,使得整个被检测的定位直线更加完整,而且排列均匀。更加有利于图像处理算法高效地检测出定位的实际位置。
应理解,如图5所示,整个铺码文件中,可以看成是由以下的方框部分100拼接而成,由于周围的定位码13是图像基元10的分界标志,与相邻图像基元所共用,在点阵码数目统计时,一个图像基元10近似相当于图中方框部分100内的7个定位码,再加上内部的16个信息码,总共23个点阵码。整个页面最右边和最下边的多出部分可以忽略。对于A4页面,一共有89×126个基元,多出的点码忽略不计。
与现有技术相比,本发明实施例所提供的点阵码编码方法具有如下有益效果:
1、本发明方法所组成的铺码文件,在一个图像基元以内,除了定位码以外,信息码的排列在水平和竖直,以及对角方向,均没有超过4个位置排列连续一致的信息码,这与图像基元周沿的整齐均匀排列的定位码存在显著差异。这样,在解码过程中,方便程序在检测定位码中快速有效地检测出来。
2、本发明方法中,如图5所示,按实施例中n=4的情况计算,一个图像基元的点阵码总数为7+16=23个,其中定位码7个,因为图像基元周围所有定位码16个是相邻图像基元之间共用的,所以将它们平均分配到单个图像基元中,平均数量为7,信息码为4×4=16,而现有技术为32个,在图像处理算法中,可以减少直线判断的计算量。
3、点阵码打印在纸张上,肉眼可见,点码越密,除了更耗油墨,而且看起来更黑,本发明方法中,信息码的占比为16/23=70%,相比现有技术的50%信息码占比比例较高,编码效率更高。
4、现有技术中的方向码就是在定位码中,加入一个相对不规则的点码,指示点阵码图像基元的方向。而检测定位码,则是依据定位码排列的均匀直线排列的规律性,即越规律,越方便识别。本发明方法中,定位码排列有序,无方向码干扰,省去了方向码。
5、本发明方法中,信息码对定位码的检测干扰程度较低,点阵码的排列较为稀疏,有利于在低分辨率条件下印刷或打印。
本发明还提供一种点阵码编码装置,该装置包括:
处理设备;以及印刷设备或打印机;
所述处理设备被布置为根据上述技术方案所述的的点阵码编码方法生成
具有点阵码的文件,通过所述印刷设备或打印机在物体表面上印刷或打印所述点阵码。
与现有技术相比,本发明提供的点阵码编码装置的有益效果与上述技术方案所述点阵码编码方法的有益效果相同,在此不做赘述。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换的技术方案,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种点阵码编码方法,其中所述点阵码包括至少一个点阵码图像基元,每个点阵码图像基元包括n*n个定位格,n为每个点阵码图像基元的行数或列数,n大于等于3,其特征在于,所述方法包括:
通过n*n个定位格所限定的编码区域内选择性地填充微图像单元,来形成所述点阵码图像基元,其中,所述定位格内具有存储数据信息的信息码;
其中,每个定位格内具有1个信息码,所述信息码的位置处于4种可能位置之一,所述4种可能位置排列为正十字或斜十字,每个定位格内的信息码4种可能位置在水平或者竖直方向不会连续出现4次及以上相同的排列方式;每个点阵码图像基元的四个角点定位格中信息码4种可能位置排列方式具有非对称性。
2.根据权利要求1所述的一种点阵码编码方法,其特征在于,
所述4种可能位置两两相对地排列为正十字或斜十字。
3.根据权利要求2所述的一种点阵码编码方法,其特征在于,
基于所述4种可能位置形成二位二进制编码。
4.根据权利要求1所述的一种点阵码编码方法,其特征在于,
每个点阵码图像基元的四个角点定位格中任一角点定位格中信息码4种可能位置排列方式与相邻的其余三个定位格中信息码4种可能位置排列方式不同。
5.根据权利要求4所述的一种点阵码编码方法,其特征在于,
所述每个点阵码图像基元的四个角点定位格中信息码4种可能位置排列方式具有非对称性,包括:
四个角点定位格中的一个角点定位格中信息码4种可能位置排列方式与其余三个角点定位格中信息码4种可能位置排列方式不同。
6.根据权利要求1所述的一种点阵码编码方法,其特征在于,
所述点阵码图像基元中外围定位格的外部具有4n个共用定位码,n为每个点阵码图像基元的行数或列数,n大于等于3。
7.一种点阵码编码装置,其特征在于,包括:
处理设备;以及印刷设备或打印机;
所述处理设备被布置为根据权利要求1-6所述的点阵码编码方法
生成具有点阵码的文件,通过所述印刷设备或打印机在物体表面上印刷或打印所述点阵码。
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