DE102004057495A1

DE102004057495A1 - Feld zur Darstellung farbcodierter Daten, Verfahren zur Codierung von Daten, Verfahren zur Eingabe von Daten

Info

Publication number: DE102004057495A1
Application number: DE200410057495
Authority: DE
Inventors: Kay Kittel; Klaus Lukas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2006-06-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Feld (F) zur Darstellung farbcodierter Daten, bei dem die Daten mit Hilfe von Farbpunkten (FP), welche innerhalb des Feldes (F) angeordnet sind und deren Farbe mittels eines aus Mischung von Grundfarben hervorgegangenen Farbwerte oder durch eine Grundfarbe erzielt wird, dargestellt werden, wobei stets DOLLAR A a. ein Lagebestimmungs-Farbpunkt (LEFP) und zumindest ein Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunkt (EFP) vorgesehen ist, wobei der Lagebestimmungs-Farbpunkt (LEFP) eine Farbe aufweist, welche von der Farbe des zumindest einen Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunkt (EFP) abweicht; DOLLAR A b. in unmittelbarer Nähe eines dieser Farbpunkte (LEFP, EFP) unmittelbar zumindest ein weiterer Farbpunkt (FP1, FP2) zur Durchführung eines Farbabgleichs liegt, welcher vom Lagebestimmungs-Farbpunkt (LEFP) verschiedene Farbwerte aufweist; DOLLAR A c. zumindest eine Auswahl aus all diesen Farbpunkten so angeordnet ist, dass sie eine Form des Feldes (F) festlegen, so dass eine Abweichung gegenüber einer Soll-Form feststellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Feld zur Darstellung farbcodierter Daten sowie ein entsprechendes Verfahren zur Codierung von Daten und ein Verfahren zur Eingabe derart codierter Daten.

Kommunikationsgeräte, insbesondere mobile Endgeräte, wie etwa Mobiltelefone oder PDAs (Personal Digital Assistant) sind mittlerweile als "Organizer", d.h. Datensammler und Datenverwalter weit verbreitet. Der Vorteil an diesen Geräten ist, dass die Geräte mobil sind und somit die Daten jederzeit und überall für den Benutzer der Geräte verfügbar sind.

Allerdings ist die manuelle Eingabe von Daten in mobile Endgeräte sehr mühsam, da diese zur besseren Handhabbarkeit klein gestaltet werden und somit insbesondere wenig oder nur kleine Tasten aufweisen. Weiterhin liegen viele Daten im täglichen Leben nicht in elektronischer Form vor, so dass sie manuell eingegeben werden und nicht einfach an das mobile Endgerät übertragen werden können. Beispiele hierfür sind etwa Adressen, Telefonnummern, Termine etc.

Erschwerend kommt hinzu, dass oft neben Text auch Bilder, wie etwa Fotos oder Firmenlogos eingegeben werden sollen. Beispielsweise enthalten Visitenkarten zunehmend auch Fotos, welche im mobilen Endgerät zum Management von Kontakten hilfreich wären. Es besteht die Möglichkeit, diese Fotos mittels einer Kamera im mobilen Gerät aufzunehmen; allerdings ist dies aufwendig und führt nicht zu selten zu schlechten Ergebnissen, welche beispielsweise durch die Lichtverhältnisse, Größe der Fotos und Umgebung des Bildes bedingt sind.

Für Textdaten, welche nur in visueller Form, d.h. etwa auf Papier, auf einer Anzeigeeinheit etc. vorliegen, gibt es der zeit neben einer manuellen Eingabe auch die Möglichkeit der Eingabe über einen Scanner oder Digitalkameras mit einer nachfolgenden Schrifterkennung. Allerdings hat dieses Verfahren den Nachteil, dass die Daten in verschiedensten Formaten, wie etwa Schriftarten und Schriftgrößen sowie entsprechende Feldanordnungen sowie Benamungen, d.h. unterschiedliche oder fehlende Namen bei den einzelnen Adressfeldern, auftreten können. Dies führt insbesondere bei der Schrifterkennung zu Problemen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, komplexe Daten mit einfachen Mitteln in ein elektrisches Gerät einzulesen.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung betrifft ein Feld zur Darstellung farbcodierter Daten. In diesem Feld sind Farbpunkte angeordnet, welche unterschiedliche Farben aufweisen. Die Farben werden entweder durch Grundfarben, von welchen sich Mischfarben bzw. Farbwerte ableiten lassen, oder eben abgeleitete Farbwerte gebildet.

Zur Lagebestimmung weist das Feld einen Lagebestimmungs-Farbpunkt auf. Im Falle eines eckigen Feldes kann es sich um einen Eckpunkt handeln, im Falle eines kreisförmigen Feldes um den Mittelpunkt, oder im Falle eines ellipsenförmigen Feldes um einen Brennpunkt.

Weiterhin ist zumindest ein Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunkt vorgesehen, welcher zusammen mit dem Lagebestimmungspunkt die Größe des Feldes festlegt.

Z.B. kann der Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunkt im Falle eines eckigen Feldes ein weiterer Eckpunkt sein, im Falle eines kreisförmigen Feldes ein auf dem Radius liegender Punkt.

Die Farbe des Lagebestimmungs-Farbpunktes unterscheidet sich von der des zumindest einen Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunktes. Damit kann die Ausrichtung des Feldes sowie vorzugsweise auch die Begrenzung des Feldes ermittelt werden.

In unmittelbarer Nähe des Lagebestimmungs-Farbpunktes oder des Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunktes befindet sich zumindest ein weiterer Farbpunkt.

Dessen Farbe wird vorzugsweise als Grundfarbe gewählt. Dies hat den Vorteil, dass ein einfach durchzuführender Farbabgleich stattfinden kann. Ein Farbabgleich ist insbesondere die Bestimmung eines Korrekturwertes, damit die Farben des Feldes Soll-Farben zugeordnet werden. Dies ist beispielsweise nötig, um Farbverfälschungen, die aufgrund von Umgebungslicht wie etwa Kunstlicht auftreten, zu korrigieren. Insbesondere sind zwei weitere Farbpunkte vorgesehen, die jeweils eine Grundfarbe aufweisen. Damit kann ein Farbabgleich besonders einfach und effizient durchgeführt werden.

Insbesondere werden Lagebestimmungs-Farbpunkt oder/und Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunkt oder/und die ein oder zwei weiteren Farbpunkte neben einer Größenbestimmung zugleich zur Bestimmung einer Verzerrung des Feldes gegenüber einer Soll-Form des Feldes herangezogen.

In einem derartigen Feld dargestellte Daten sind mit einfachen Mitteln in ein Kommunikationsgerät einlesbar.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Codierung von Daten, welche mittels eines solchen Feldes dargestellt werden, ein Verfahren zur Decodierung dieser Daten, ein Verfahren zum Einlesen der im Feld dargestellten codierten Daten und ein entsprechendes Kommunikationsgerät.

Weitere Vorteile. und Ausgestaltungen werden anhand von Figuren erläutert.
Es zeigen:
1 Ein farbcodiertes Feld;
2 einen Farbpunkt mit verschiedenen Farbbereichen;
3 Ein Kommunikationsgerät;
4 den ASCII Text für eine elektronische Visitenkarte; und
5 das Einlesen einer Visitenkarte mittels einer Kamera.
In 1 ist ein Feld F zu sehen, in dem Daten mittels einzelner Farbpunkte codiert dargestellt sind
Um ein einfaches Einlesen zu ermöglichen, wird zunächst sichergestellt, dass die Daten im Feld F rotationsunabhängig dargestellt sind. Dazu weist das Muster der Farbpunkte eine Asymmetrie auf, die es ermöglicht, die korrekte Ausrichtung eindeutig bestimmen zu können.
Gemäß 1 werden drei Eck-Farbpunkte EFP als Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunkte mit schwarzer Farbe belegt, während der vierte Eckpunkt, welcher sich in der linken oberen Ecke befindet und zur Lagebestimmung dient, der Lagebestimmungs-Eck-Farbpunkt LEFP in einer anderen Farbe, etwa rot, ausgestaltet ist. Somit kann die korrekte Rotation bestimmt werden.
Anstelle eines Rechtecks können auch andere geometrische Formen für das Feld, wie etwa Dreieck, 6-Eck; Kreis oder Ellipse vorgesehen sein.
Alternativ kann der Lagebestimmungs-Eck-Farbpunkt LEFP in einer anderen Farbe, welche unterschiedlich zu der der drei anderen Farbpunkte ist, ausgestaltet sein. Vorzugsweise wird als Farbe eine Grundfarbe gewählt, da damit nachfolgend auch ein Farbabgleich besonders einfach durchgeführt werden kann, welcher weiter unten beschrieben wird.
Weiterhin werden alternativ oder zusätzlich geometrische Verzerrungen kompensiert, welche sich durch eine schräge Lage des Farbfeldes im Raum ergeben können. Dies wird weiter unten in Zusammenhang mit 5 erläutert, wo eine Visitenkarte schief vor ein Einlesemodul gehalten wird. Prinzipiell wird durch eine Anordnung mehrerer Farbpunkte eine Soll-Form des Feldes F festgelegt, welche dem Einlesenden, als z.B. einem weiter unten beschriebenen Kommunikationsgerät, bekannt ist. Durch einen Vergleich der Soll-Form mit der tatsächlich eingelesenen Form lässt sich eine Verzerrung ermitteln.
Eine kreisförmige Ausgestaltung der Farbpunkte hat den Vorteil der Rotationsinvarianz. Weiterhin ermöglichen kreisförmige Farbpunkte aufgrund der Zwischenräume von aneinander liegenden Kreisen eine gute Farbtrennung, was eine Decodierung der farbcodierten Daten sicherer macht.
Alternativ können die Farbpunkte als Vieleck gestaltet sein, so dass eine Rotation lediglich zu einigen Achsen, welche durch die Form des Vielecks festgelegt sind, gegeben ist. Der Vorteil bei der Verwendung eines Vielecks, beispielsweise eines 6-Ecks (Wabenform) besteht in einer kompakten Darstellung ohne nicht genutzte Zwischenräume. Damit kann viel Information auf engem Raum dargestellt werden.
Alternativ können unterschiedliche Formen für die Farbpunkte FP vorgesehen sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die mittels Farbcodierung zu codierenden Daten in zwei unterschiedliche Prioritäten eingestuft. Die weniger wichtigen Daten werden wabenförmigen Farbpunkten FP zugewiesen, wodurch platzsparend eine große Informationsmenge dargestellt wird. Die wichtigeren Daten werden mittels kreisförmigen Farbpunkten dargestellt, welche eine sichere Decodierung ermöglichen.
Neben dem Lagebestimmungs-Eck-Farbpunkt LEFP, der mit roter Farbe belegt ist, befinden sich noch ein erster weiterer Farbpunkt FP1 und ein zweiter Farbpunkt FP2, die in grün bzw. blau ausgestaltet sind. Mit den vorliegenden Rot-Grün-Blau-Werten wird nun ein Farbabgleich durchgeführt und gegebenenfalls eine Farbkorrektur zum Ausgleich der Farbverschiebung der Mobilkamera bzw. zum Ausfiltern von Farbeffekten vorgenommen. Die Farbwahl für diese 3 Punkte kann unterschiedlich getroffen werden, solange sichergestellt ist, dass eine Farbkorrektur mit den 3 Farben möglich ist.
Ein Problem bei Erfassung des Feldes F mit codierten Farbdaten besteht darin, dass das Feld F eine unterschiedliche Größe haben kann, welche am einlesenden Kommunikationsgerät nicht a priori bekannt ist. Um diese unterschiedliche Größe zu ermitteln, wird die Gesamtabmessung des ersten weiteren Farbpunktes FP1 und des zweiten Farbpunktes FP2 herangezogen, d.h. deren gesamte Länge und Breite wird ermittelt und daraus im Vergleich zu einer Standardlänge und Standardbreite ein Zoomfaktor abgeschätzt.
Alternativ oder zusätzlich werden zur Größenbestimmung zumindest 3 in den Ecken des Feldes F gelegene Punkte herangezogen, also z.B. 2 Eck-Farbpunkte EFP und der Lagebestimmungseckfarbpunkt LEFP.
Somit kann zur Berechnung eines die Größenänderung gegenüber einer Soll-Größe angebenden Zoomfaktors zusätzlich noch der Abstand zu den drei weiteren Eck-Farbpunkten EFP herangezogen werden. Damit ist die Größe des Feldes F eindeutig bestimmbar.
Die Größe des Feldes F variiert beispielsweise bei Visitenkarten deswegen, weil die Adressdaten unterschiedlich lange sein können oder auch weil sehr unterschiedliche Datenfelder eingelesen werden, z.B. Adressen und etwa Produktkennzeichnungen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung stehen die drei festen Farbwerte der Farbkorrektur im Feld F immer links oben nebeneinander und erlauben so die oben dargestellte Abschätzung eines Vergrößerungs- oder Verkleinerungsfaktors.
Farbkameras weisen je nach Auflösung und darstellbarer Bildtiefe unterschiedliche Möglichkeit zur Farbunterscheidung auf, d.h. welche unterschiedliche Farbwerte unterschieden werden können. Diese unterschiedlich hohe Farbunterscheidungskraft hat Einfluss darauf, was aus farbcodierten Felder ausgelesen werden kann und welche farbcodierten Felder überhaupt eingelesen werden können.
Bei Farbkameras in mobilen Kommunikationsgeräten kann derzeit bei Massenprodukten normalerweise eine geräteinterne Bildqualität im VGA-Format angenommen werden. Damit können in der Regel zumindest 256 Farben gleichzeitig aufgenommen werden. Zur Erreichung einer geeigneten Farbtrennung werden zur Codierung lediglich 16 Farbwerte verwendet. 16 Farbwerte ermöglichen bereits eine effiziente Codierung. Deshalb ist ein Einleseverfahren farbcodierter Felder weit einsetzbar, da die notwendige Infrastruktur, z.B. Mobiltelefone mit Kamera, weitgehend vorhanden ist.
Diese Farbwerte können auch als "Mischfarben" bezeichnet werden und werden aus Grundfarben bzw. Farbgrundwerten abgeleitet. In anderen Worten spannen die Grundfarben einen Farbraum auf. Die Ableitung der Farbwerte aus den Grundfarben sowie die Anzahl und um welche Grundfarben es sich handelt, hängt vom verwendeten Farbmodell ab.
Diese Farbwerte können also beispielsweise aus einem HSI-Modell gewonnen werden. Hierbei steht H für "Hue" (Farbton) S für "Saturation" (Sättigung) und I für "Intensity" (Hellig keit). Beim HSI-Modell werden anstelle eines Mischverhältnisses von Rot, Grün und Blau wie bei dem RGB Modell, auf einem Farbkreis die Farben des Spektrums angeordnet und in Gradschritten bezeichnet. Die Sättigung der Farbe ergibt sich aus der Entfernung zum Mittelpunkt in einem Einheitskreis. Direkt um Mittelpunkt würde sich also 0% Sättigung, unmittelbar am Rand 100% Sättigung ergeben. Die dritte Achse, durch die man sich das Modell als Zylinder vorstellen kann, zeigt den Helligkeitswert an. In diesem Modell können 16 Farbwerte durch eine Maximierung der Abstände gewonnen werden. Da neben einer Maximierung der Sättigungsabstände auch die Helligkeitswerte maximiert werden können, können von den 16 Werten auf der Skala 8 Werte in einem helleren Bereich angesiedelt werden und 8 in einem dunkleren Bereich. Neben der Maximierung der Abstände hat dies den Vorteil, dass man gegebenenfalls durch eine geeignete Codierung auch diese Helligkeitsbits für eine Grauwerterkennung nutzen kann, so dass auf Schwarz-Weiß-Kopien zumindest der Name und die Telefonnummer decodiert werden kann, auf Farbkopien darüber hinaus auch noch die restliche Adressinformation.
Eine alternative Lösung zur Verwendung eines HSI-Modells ist die bereits angesprochene Trennung in RGB-Anteile mit einer entsprechenden Hell-Dunkel-Klassifikation. Beim RGB-Modell werden ausgehend von den Grundfarben Rot Grün Blau Mischfarben bzw. Farbwerte abgeleitet.
Weiterhin können beliebige Farbmodelle verwendet werden, welche eine Separierung einzelner Farbtöne bzw. -werte ermöglichen.
Jeder der Farbpunkte besteht aus Komponenten, so dass eine festgelegte Anzahl von Farben dargestellt werden kann. In 2 ist ein Farbpunkt FP dargestellt, welcher drei Komponenten aufweist, einen Rotbereich R einen Grünbereich G und einen Blaubereich B. Durch entsprechende Einstellung von Helligkeit und Intensität können in jedem der Bereiche eine festgelegte Anzahl von Mischfarben FP erzeugt werden und somit dem gesamten Farbpunkt FP eine Farbe gegeben werden.
Die Anzahl der Mischfarben ist durch die Anzahl und Feinheit der möglichen Einstellung von Helligkeit und Intensität in jedem der Bereiche, Rotbereich R, Grünbereich G und Blaubereich B festgelegt. Je nach Anteil, Helligkeit und Intensität jeder der Basisfarben kann eine Mischfarbe eingestellt werden. In anderen Worten hängt damit die Anzahl der Mischfarben von der Genauigkeit ab, mit der jede der Grundfarben Rot, Grün und Blau einstellbar ist. Diese Genauigkeit wird durch die Anzahl von Bits bestimmt, die für jede Farbe vorgesehen sind.
Alternativ können andere Farben als Basisfarben oder Grundfarben, von denen aus die Berechnung weiterer Farbtöne erfolgt, ausgewählt werden.
Als Farbtöne oder Farbwerte oder Mischfarben im Rahmen der Anmeldung werden durch Anteile der Basisfarben erzeugt, also im obigen Beispiel durch z.B. 10% Grün, 20% Blau, 70% Rot. Die Anteile reichen je von 0 bis 100% und ergeben in Summe 100%.
In 2 wurde das Einstellen von Mischfarben anhand des so genannten RGB-Modells erläutert (RGB: Rot Grün Blau). Alternativ können andere Farbmodelle, wie etwa das bereits angesprochene HSI (Hue Saturation Intensity) Modell verwendet werden, das sich durch eine andere Darstellung der Mischverhältnisse auszeichnet.
Es ist vorteilhaft für eine effiziente Codierung, eine ausreichende Anzahl von Farbtönen darstellen zu können. Diese Anzahl steht vorteilhafterweise im Zusammenhang mit der möglichen Farbauflösung eines Einlesemoduls, welches zum Einlesen farbcodierter Daten dient, da ja die Möglichkeiten der Decodierung von einer Farbauflösung des Einlesemoduls abhängen.
Weiterhin sollten die verwendeten Mischfarben gut auflösbar sein. Dies wird beispielsweise im HSI-Modell dadurch erreicht, dass die Abstände der Farbe bezüglich Helligkeit, Intensität und Farbton maximiert werden. Beispielsweise weisen also Dunkelgrün und Hellrosa im HSI-Modell maximalen Abstand auf, so dass eine ausreichende Trennung leicht möglich ist.
Wie bereits dargelegt, hängen die Anzahl der erkennbaren Farbtöne und damit auch ein Parameter für die Effizienz einer Farbcodierung von der möglichen Farbauflösung eines Einlesemoduls ab. Ein Einlesemodul ist vorzugsweise an einem Kommunikationsgerät angebracht.
In 3 ist ein Kommunikationsgerät KG mit einem Einlesemodul EM dargestellt. Bei dem Kommunikationsgerät KG kann es sich um ein beliebiges elektrisches Gerät, insbesondere ein Festnetz- oder Mobiltelefon, einen Taschencomputer, eine mobile oder feste "Scannereinrichtung", einen PDA (Personal Digital Assistant) etc. handeln.
Das Kommunikationsgerät KG weist als Tasten T ausgebildete Eingabeelemente zur Eingabe von Informationen auf. Alternativ oder zusätzlich sind optional andere Eingabeelemente wie Knöpfe, Stellräder etc. vorgesehen. Weiterhin ist ein Eingabemodul EM vorgesehen, mittels dem farbcodierte Daten eingelesen werden können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform, sind am Kommunikationsgerät KG keine Tasten T vorgesehen, so dass lediglich das Eingabemodul EM zum Einlesen der Daten dient. Dies hat den Vorteil, dass ein derartiges Kommunikationsgerät KG besonders klein und damit handlich ausgestaltet werden kann, was insbesondere für mobile Geräte die Handhabbarkeit erhöht. Weiterhin ist seine Herstellung aufgrund der geringen Anzahl von Komponenten kostengünstig.
Vorzugsweise ist das Eingabemodul EM eines Kommunikationsgerätes KG wie eines Mobiltelefons als Kamera ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Kamera einerseits zum Aufnehmen herkömmlicher Bilder dienen kann und andererseits zum Einlegen der farbcodierten Daten und somit Mehrfachfunktionalität besitzt. Somit wird einem ohnehin vorhandenen Bauteil eine Mehrfachfunktionalität zugewiesen.
Oftmals sind jedoch Schwarz-Weiß-Kameras weiter verbreitet als Farbkameras. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, ist es in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Farbcodierung der Daten vorgesehen, dass besonders wichtige Informationen nur mittels schwarz und weiß Abstufungen codiert werden, weniger wichtige Informationen in Farbe. So würde beispielsweise für die Codierung einer elektronischen Visitenkarte, beispielsweise im Format vCard, etwa der Name in schwarz-weiß codiert, die Adressinformation in Farbe. Dadurch, dass Schwarz-Weiß-Kameras Hell-Dunkel-Abstufungen erkennen können, ist somit gewährleistet, dass wichtige Information bei einer Vielzahl von Kommunikationsgeräten KG decodierbar ist.
Das Kommunikationsgerät KG weist ferner eine Rechnereinheit CPU zum Verarbeiten der aufgenommenen Daten sowie zum Steuern des Eingabemoduls EM auf. Weiterhin ist eine Speichereinheit MEM vorgesehen, in der Daten abgelegt werden können. Eine Schnittstelle IF, welche beispielsweise als Funkmodul etwa für eine Mobilfunkverbindung, ein Bluetooth-Modul oder Infrarot-Modul ausgestaltet ist, dient zum weiteren Übertragen von Daten. Damit kann das Kommunikationsgerät KG als separates Einlesemodul Verwendung finden, während die Applikation, welche die eingelesenen Daten verwendet, in einem anderen Gerät abläuft.
Im folgenden Ausführungsbeispiel wird auf die Farbcodierung einer elektronischen Visitenkarte (vCard) oder eines elektronischen Termins (vKalender) eingegangen. Diese Daten werden besonders häufig von Mobiltelefonen oder Taschencomputern eingelesen. Diese Standarddatenformate basieren auf Schlüsselwörtern und Daten im ASCII-Textformat. Ein Beispiel hierfür ist in 4 dargestellt. Das Feld F mit den Farbpunkten ist auf der Vorder- oder der Rückseite der Visitenkarte dargestellt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung wird eine Farbcodierung der Daten durchgeführt, wobei diese direkt im ASCII-Format vorliegen. Dies hat den Vorteil, dass eine einfache Codierabbildung hervorgeht. Die in 4 gezeigten Daten könnten unmittelbar codiert werden.
Alternativ oder zusätzlich zu ASCII Werten werden Bilder beispielsweise in JPEG-Format dargestellt. Somit kann auch Text zusammen mit Bild in einem farbcodierten Format dargestellt werden.
Für einen ASCII-Wert, der ja mittels 8 Bit dargestellt wird, wäre eine Anzahl von Farbpunkten FP nötig, wobei die Anzahl der Farbpunkte FP, wie oben dargelegt, durch die Anzahl der Mischfarben und die Anzahl der Bits zur Darstellung einer Farbe bestimmt wird.
Eine Erhöhung der Effizienz der Farbcodierung. wird durch eine differenzierte Codierung erreicht, bei der etwa die Schlüsselwörter, in 4 beispielsweise "BEGIN:VCARD" durch wenige, festgelegte Bits dargestellt werden, und eine Codierung wie oben dargelegt für die restlichen Daten erfolgt.
Zusätzlich oder alternativ können spezielle Bitfolgen mit Hilfe einer sog. "Huffmann-Tabelle" codiert werden. Dabei werden besonders häufig verwendete Bitfolgen einfacher codiert, d.h. mit weniger Bits, als weniger häufig auftretende Bitfolgen. Dadurch kann eine deutlich höhere Komprimierung der zu codierenden Daten erzielt werden. Bei einer Visitenkarte sind häufig auftretende Bitfolgen beispielsweise solche, die den Namen repräsentieren.
Weitere vorgesehene Codiermechanismen, welche alternativ oder zusätzlich vorgesehen sind, sind die sogenannte "Lauflängencodierung", bei der die Anzahl gleicher Bits festgehalten wird oder die Lempel- Ziv -Welch Codierung, welcher auch in den meisten Packverfahren wie "Zip" eingesetzt wird. Weitere Codiermechanismen, die sich im Rahmen der Codierung einsetzen lassen, sind dem Fachmann geläufig.
Je nach Art der Codierung ist es erforderlich, die Codiertabelle selbst im Feld F einzufügen oder nicht.
Wird lediglich das Einlesen von Standarddatenformaten wie etwa der vCard beabsichtigt, kann eine weitere Komprimierung durch Weglassen von Schlüsselwörter, wie beispielsweise in 4 "BEGIN:VCARD" im Feld F erzielt werden. Diese werden dann im Kommunikationsgerät KG an den entsprechenden, bekannten Stellen wiederum eingefügt.
Ein wichtiger Punkt zum Einlesen ist es sicher zustellen, dass die farbcodierten Daten korrekt eingelesen wurden, d.h. dass der decodierte Inhalt richtig ist. Dazu sind vorbestimmte Prüfbits vorgesehen, die entweder pro Zeile oder für den gesamten Datenbereich des Feldes F angelegt werden. Bei den Prüfbits handelt es sich beispielsweise um sog. CRC-Felder (CRC: Cyclic Redundancy Check). Werden diese Prüfbits korrekt decodiert, wird davon ausgegangen, dass auch die anderen Daten korrekt decodiert wurden.
Zum Einlesen von farbcodierten Daten in einem Feld F hält der Benutzer eines Kommunikationsgerätes KG das Einlesemodul EM in Richtung des Feldes F, also beispielsweise auf das Feld F. Das Einlesemodul EM wird hierbei insbesondere so lange auf das Feld F gehalten, bis die im Feld F dargestellten farbcodierten Daten korrekt decodiert wurden. Falls mittels eines ersten, dabei aufgenommenen Bildes keine korrekte Decodierung möglich ist, beispielsweise weil das Bild verwackelt oder zu dunkel ist, werden automatisch oder manuell weitere Bilder aufgenommen. Dies hat den Vorteil einer sicheren Decodierung.
Gleichzeitig ist der Zeitaufwand für den Benutzer des Kommunikationsgeräts KG, insbesondere bei modernen Kommunikationsgeräten gering, da derzeit etwa 15 Bilder pro Sekunde aufgenommen werden können. Somit kann eine sichere Decodierung innerhalb weniger Sekunden gewährleistet werden.
Um weiterhin eventuelle Bewegungen des Benutzers während der Aufnahme von weiteren Bildern, nachdem das erste nicht korrekt decodiert wurde, zu kompensieren, sind Bewegungsdetektionsverfahren vorgesehen. Insbesondere benutzen diese Bewegungsdetektionsverfahren einzelne Farbpunkte FP, deren Lage über mehrere Bilder verfolgt wird.
Somit können Verschiebungen herausgerechnet werden und etwa mehrere, gegeneinander verschobene Bilder gemeinsam zur Decodierung verwendet werden.
Dadurch kann eine weitere Verbesserung der Erkennung einzelner Farbpunkte FP und damit eine effizientere Decodierung erzielt werden.
Um sensible Daten gegen Missbrauch zu schützen, ist es vorgesehen, die Daten vor der Farbcodierung oder/und eventuell auch nach der Farbcodierung zu verschlüsseln. Dies erlaubt es, sicherheitsrelevante Informationen an frei zugänglichen Plätzen auszuhängen. Mitglieder eines Clubs könnten so beispielsweise über ein Plakat die Daten für das nächste Clubmeeting samt Notizen und Inhalt oder die Adressen von Clubmitgliedern verbreiten. Die Clubmitglieder hätten auf ihrem mobilen Endgerät als Kommunikationsgerät KG den notwenigen Schlüssel gespeichert, um die per Kamera als Einlesemodul EM aufgenommenen Informationen zu entschlüsseln und in Adressbuch und Kalender zu übernehmen.
Ein anderes Anwendungsbeispiel hierfür sind Produktinformationen auf Produktverpackung oder Geräten zu Transport, Management oder Lagerung, welche nur von autorisierten Stellen gelesen werden sollen.
Anstelle standardisierter elektronischer Visitenkarten wie vCard oder elektronischer Termine wie vKalender lässt sich eine Farbcodierung auch auf Aushangfahrplänen von Verkehrsmitteln, kleinere Preislisten, Inventardaten, Bankaushänge, Rechnungen usw. ausdehnen. Dies hat den Vorteil eines leichten Einlesens bei gleichzeitig geringem Aufwand für die Unterstützung neuer Datenformate.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt eine Codierung der Daten derart, dass die die Daten beschreibenden Farbpunkte FP im Feld F derart angeordnet sind, dass sich ein ohne Decodierung erkennbares Zeichen ergibt. Das Zeichen, welches beispielsweise ein Firmenlogo darstellt, dient zur Kennzeichnung einer Visitenkarte, auf der sich das Feld F befindet.
Ein Einleseverfahren für farbcodierte Daten ermöglicht also eine schnelle und komfortable Dateneingabe auf einem Kommunikationsgerät KG, insbesondere einem mobilen Endgerät. Weitere Anwendungsmöglichkeiten für ein derartiges Einlesen sind etwa die Übernahme eingeblendeter Kontakte und Termine auf dem Fernsehgerät, die Eingabe beliebiger Visitenkarten, welche auch ein Bild enthalten können, Informationen auf Plakaten und anderen Aushängen. Insbesondere bei der Verwendung mobiler Kommunikationsgeräte ergibt sich der Vorteil, dass diese meist ohnehin mit einer Kamera ausgestaltet sind, wodurch kein zusätzliches Einlesemodul EM vorgesehen sein muss.
Das Feld F, indem die farbcodierten Daten dargestellt sind, lässt sich an einer wenig störenden Stelle, beispielsweise der Rückseite einer Visitenkarte oder einem sonst nicht benö tigten Platz darauf, der Ecke eines Fernsehbildes oder eines Plakates anbringen.
Die Robustheit der Erkennung aufgrund von Farbfehlern, Verzerrungen, Rotation, Größe oder Lichtverhältnissen erlaubt zudem eine schnelle und unkomplizierte Aufnahme und Decodierung der Daten. Die Codierung über bunte Farbpunkte FP kommt dabei den Eigenschaften der Kamera, welche Bilder pixelweise aufnimmt, entgegen und ist beispielsweise Strichcodierungen, wie den Barcodes, bei der Erkennung überlegen.
Insbesondere durch das standardisierte vCard und vKalenderformat können die Daten in fast allen gängigen PDAs, Mobiltelefonen und PCs als Kommunikationsgeräte KG weiterverarbeitet oder versandt werden. Dies trifft auch auf sonstige standardisierte Datenformate zu. Die Transparenz der Daten ist damit über eine Vielzahl von Plattformen gewährleistet.
Eine weitere Anwendung finden farbcodierte Daten auch zur Codierung von Schlüsselmaterial, etwa der Bereitstellung von öffentlichen Schlüsseln (Public Keys), zukünftige SMS oder Emailverschlüsselungen in der Mobilkommunikation, bei denen der Benutzer keine Schlüsseldaten per Tastatur eingeben will.
Eine andere Anwendung findet das Verfahren etwa beim Versenden vordefinierter SMS, deren Text über ein Feld F mit farbcodierten Daten eingelesen wird, etwa im Rahmen von Voting-Aktionen.
Das Einlesen von farbcodierten Daten kann auch für Digitalkameras eingesetzt werden um bestimmte Belichtungsprogramme, Untertitel oder Programmabläufe zu steuern oder zu aktivieren. Somit kann ihre Bedienung vereinfacht werden und insbesondere über Entfernung erfolgen, wenn die farbcodierten Daten beispielsweise mittels Email an einen Benutzer gesendet werden
Im Folgenden wird ein möglicher Ablauf eines Verfahrens zum Einlesen von farbcodierten Daten ausgeführt:
Zunächst wird das Feld F in Form eines Bildes oder einer Bilderfolge mittels der Kamera als Eingabemodul EM eines Kommunikationsgerätes KG durch Drücken einer Taste T als Bedienelement für das Kommunikationsgerät KG eingelesen.
Nun werden drei schwarze Farb-Eckpunkte FEP im Feld F identifiziert. Dies geschieht beispielsweise mittels eines Filters, der die Daten nach Helligkeit filtert. Anschließend wird mittels der Recheneinheit CPU eine Position eines vierten, beispielsweise roten Punktes, welcher insbesondere in der vierten Ecke des Feldes als Lagebestimmungs-Eck-Farbpunkt LEFP angeordnet ist.
In Abhängigkeit von der Lage der hier so erfassten Punkte, erfolgt eine Rotation des Feldes F. Damit können etwaige Verdrehungen des Feldes ausgeglichen werden, z.B. wenn eine Visitenkarte auf dem Kopf gehalten wird. Dies geschieht besonders einfach, wenn etwa der rote Punkt stets an einer festgelegten Position liegt.
Weiterhin wird eine geometrische Entzerrung des Feldes F vorgenommen. Auskunft über eine geometrische Verzerrung erhält man bei einer Anordnung von drei schwarzen Farbeckpunkten FEP und einem weiteren roten Lagebestimmungs-Eck-Farbpunktes LEFP, bei quadratischer Form des Feldes F dadurch, dass bei einem Verkippen des Feldes F gegenüber der Senkrechten zum Einlesemodul verkippt ist.
Die Problematik des Verkippens wird zunächst anhand von 5 erläutert, in der das Einlesemodul EM dargestellt ist, sowie die Senkrechte S zum Einlesemodul. Die Senkrechte S ist beispielsweise bei einer digitalen Kamera durch die Senkrechte zum CCD (Charge Coupled Device) -Feld festgelegt.
Die Visitenkarte V ist nun gegenüber der Senkrechten S verkippt. Dadurch ergibt sich eine Verzerrung des Feldes F sowie der darauf angebrachten Farbpunkte FP. Dadurch erscheint die Visitenkarte V vom Eingabemodul M aus verzerrt. Diese Verzerrung kann durch die Winkel zwischen den Seiten der Visitenkarte V ermittelt werden. Im nicht verzerrten Zustand ist beispielsweise für ein quadratisches Feld F jeweils ein Winkel von 90 Grad zwischen den einzelnen Seiten. Je nach Verzerrung wird dieser Winkel größer oder kleiner, da sich ein Parallelogramm ergibt. Durch Rückrechnung des ermittelten Winkels auf den Sollwinkel kann eine geometrische Entzerrung vorgenommen werden.
Das Entzerren kann auch vorgenommen werden, wenn die Visitenkarte und damit unter Umständen auch das Farbfeld verbogen ist. Zweckmäßigerweise werden dann noch weitere Farbpunkte FP, etwa auf der Mitte jeder Seite des farbcodierten Feldes F herangezogen.
In Abhängigkeit vom Abstand zwischen Eingabemodul EM und Visitenkarte V erscheint das Feld F und damit die Farbpunkte FP unterschiedlich groß. Bei bekannter Standardgröße eines Farbpunktes FP oder/und des Feldes F kann einer Normierung vorgenommen werden.
Anschließend erfolgt eine Identifikation eines blauen und grünen Farbpunktes, welche sich neben dem roten Farbpunkt als Lagebestimmungs-Eck-Farbpunkt LEFP befinden. Mit dem Vorliegen von drei Grund- oder Basisfarben kann ein Farbkorrekturwert für das Feld F ermittelt werden. Die Anordnung der drei Farbpunkte, welche die Basisfarben enthalten, ist vorzugsweise räumlich eng, d.h. nebeneinander ausgelegt, so dass weitere Fehlerquellen, wie etwa unterschiedlicher Lichteinfall auf das Feld F auszuschließen sind.
Nach einer Vornahme der Farbkorrektur werden die weiteren Farbwerte, die sich mittels der Basisfarben darstellen lassen, ermittelt und mittels einer Farbentabelle decodiert. Nach dieser Decodierung liegen Bitsequenzen vor, die, wie o ben dargelegt, weiter decodiert werden können, beispielsweise durch Huffmann-Decodierung.
Zur Verifikation des Ergebnisses erfolgt ein Überprüfen der Prüfbits. Im Falle eines richtigen Ergebnisses wird werden die Daten ggf. einer weiteren Verarbeitung unterzogen. Falls die Daten nicht korrekt decodiert wurden, wird das Feld nochmals eingelesen und es erfolgt eine gemeinsame Decodierung der Bilder. Dies erhöht die Sicherheit der Decodierung. Alternativ wird zur Decodierung nur das zuletzt aufgenommene Bild verwendet oder aus diesem Bereiche des Feldes F, welche im zuvor aufgenommenen Bild schlecht erkennbar sind.
In Abhängigkeit vom verwendeten Kommunikationsgerät KG oder einer entsprechenden Applikation auf dem Kommunikationsgerät KG oder eines entsprechenden Verwendungszweckes der decodierten Farben, erfolgt eine Aufbereitung dieser decodierten Daten. Beispielsweise wird also das vCard-Format das entsprechende Sollformat des Datenmanagement-Programms, wie beispielsweise Outlook, übernommen.
Die Reihenfolge dieser Schritte kann variiert werden, in Abhängigkeit von der jeweils speziell vorgenommenen Codierung. Je nach Form der Farbfelder und Einzelheiten des Einlesevorgangs werden einzelne Aspekte der oben beschriebenen Ausgestaltungen miteinander kombiniert oder für sich allein verwendet.

EM: Eingabemodul
S: Senkrechte zum Eingabemodul
V: Visitenkarte
KG: Kommunikationsgerät
T: Tasten
CPU: Rechnereinheit
MEM: Speichereinheit
IF: Schnittstelle
F: Feld
LEFP: Lagebestimmungs-Eck-Farbpunkt
FP1: Erster weiterer Farbpunkt
FP2: Zweiter weiterer Farbpunkt
EFP: Eckfarbpunk
FP: Farbpunk
R: Rotbereich
G: Grünbereich
B: Blaubereich

Claims

Feld (F) zur Darstellung farbcodierter Daten, bei dem die Daten mit Hilfe von Farbpunkten (FP), welche innerhalb des Feldes (F) angeordnet sind und deren Farbe mittels eines aus Mischung von Grundfarben hervorgegangenen Farbwerts oder durch eine Grundfarbe erzielt wird, dargestellt werden, wobei stets a. Ein Lagebestimmungs-Farbpunkt (LEFP) und zumindest ein Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunkt (EFP) vorgesehen ist, wobei der Lagebestimmungs-Farbpunkt (LEFP) eine Farbe aufweist, welche von der Farbe des zumindest einen Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunkt (EFP) abweicht; b. In unmittelbarer Nähe eines dieser Farbpunkte (LEFP, EFP) unmittelbar zumindest ein weiterer Farbpunkt (FP1, FP2) zur Durchführung eines Farbabgleichs liegt, welcher vom Lagebestimmungs-Farbpunkt (LEFP) verschiedenen Farbwerten aufweist; c. Zumindest eine Auswahl aus all diesen Farbpunkten so angeordnet ist, dass sie eine Form des Feldes (F) festlegen, so dass eine Abweichung gegenüber einer Soll-Form feststellbar ist.
Feld gemäß Anspruch 1, bei dem das Feld mehreckig ausgestaltet ist und der Lagebestimmungs-Farbpunkt (LEFP) ein Eckpunkt ist und zumindest 2 weitere Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunkte (EFP) vorgesehen sind, welche ebenfalls Eckpunkte sind.
Feld (F) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Farbe des Lagebestimmungs-Farbpunktes (LEFP) eine Grundfarbe ist.
Feld (F) gemäß Anspruch einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Farbe des zumindest einen weiteren Farbpunktes gemäß b) eine Grundfarbe ist.
Feld (F) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Farbpunkte (FP, LEFP, EFP) eine rotationssymmetrische Form, insbesondere Kreisform oder Wabenform, besitzen.
Feld (F) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem zumindest zwei unterschiedliche Formen für die Farbpunkte (FP) vorgesehen sind.
Feld (F) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die in dem Feld (F) farbcodierten Daten ein bestimmtes Format, insbesondere vCard oder vCalender Format, aufweisen.
Feld (F) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Farbpunkte derart angeordnet sind, dass sich zumindest ein ohne Decodierung erkennbares Zeichen, insbesondere eine Kennzeichnung, ergibt.
Visitenkarte (V) mit einem Feld (F) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
Verfahren zur Codierung von Daten, bei dem die codierten Daten mittels eines Feldes (F) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 dargestellt werden, mit folgenden Schritten: a. Angeben einer Positionsinformation für das Feldes (F) mittels zumindest eines Lagebestimmungsfarbpunktes (LEFP); b. Angeben einer Ausdehnungsinformation mittels zumindest eines Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunktes (EFP) c. Angeben einer Farbinformation für das Feld (F) über Farbpunkte (FP1, FP2, EFP, LEFP) mit vordefinierten Farben, welche durch Grundfarben oder von Grundfarben abgeleiteten Farbwerten hervorgehen; d. Angeben von Verzerrungsinformation mittels Form oder/und geometrischer Anordnung von Farbpunkten (FP, EFP LEFP); e. Umsetzen der in den Daten enthaltenen Information in Farbpunkte (FP) mit bestimmten Farbwerten.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem mittels des Lagebestimmungs-Farbpunktes (LEFP) auch eine Ausrichtungsinformation angegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das Umsetzen in Schritt d) mittels Huffman-Codierung oder/und Lauflängencodierung oder/und Lempel-Ziv-Codierung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche 10 bis 12, bei dem die in den Daten enthaltene Information in wichtige Information und nachrangige Information unterteilt wird und das Umsetzen in Schritt e) der wichtigen Information ausschließlich mittels Schwarz und Weiss-Farbwerten erfolgt und der nachrangigen Information mittels beliebiger Farbwerte oder Grundfarben.
Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche 10 bis 13, bei dem die zu codierenden Daten in einem Standarddatenformat vorliegen, welches Standarddatensequenzen aufweist, wobei die Standarddatensequenzen für die Codierung weggelassen oder mittels einer geringen Anzahl von Bits codiert werden.
Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche 10 bis 14, bei dem die Daten nach oder vor der Codierung verschlüsselt werden.
Verfahren zur Decodierung von Daten, welche in einem Feld gemäß Anspruch 1 bis 9 angeordnet sind und gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15 codiert wurden mit folgenden Schritten: a. Erfassen des Feldes (F) mittels eines Eingabemoduls (EM); b. Ermitteln eines Lagebestimmungs-Farbpunktes (LEFP) und zumindest eines Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunktes (EFP) des erfassten Feldes (F); c. Berechnen der Position und Ausdehnung des Feldes anhand des ermittelten Lagebestimmungs-Farbpunktes (LEFP) und des zumindest einen Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunktes (EFP); d. Bestimmen eines Rotationszustandes des Feldes (F); e. Rotieren des Feldes (F) wenn der bestimmte Rotationszustand nicht mit einer Standard-Ausrichtung des Feldes (F) übereinstimmt; f. Feststellen einer Farbe des Lagebestimmungs-Farbpunktes (LEFP) und zumindest zwei weiteren Farbpunkten (FP1, FP2), deren Position durch den Lagebestimmungs-Farbpunkt (LEFP) festgelegt ist; g. Ableiten eines Farbkorrekturwertes anhand der festgestellten Farben; h. Ableiten eines Zoomfaktors anhand einer Abmessung des Lagebestimmungs-Farbpunktes (LEFP) oder/und der weiteren Farbpunkte und deren geometrischen Lage zueinander; i. Ableiten eines Verzerrungsfaktors aus Form oder/und geometrischer Lage einer Auswahl der Farbpunkte (EFP); j. Bestimmen der ermittelten Farben der einzelnen Farbpunkte (FP) in dem Feld (F) unter Berücksichtigung des Farbkorrekturwertes; k. Erstellen einer Zuordnung zwischen einer Farbe und einem Informationsinhalt; l. Auflösen unter Verwendung der Zuordnung zwischen Farbe und Informationsinhalt;
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Farbpunkte in Schritt i) Eck-Farbpunkte sind.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17 bei dem das Auflösen in Schritt 1) unter Verwendung einer Huffman-Decodierung oder/und Lauflängendecodierung oder/und einer Lempel-Ziv-Codierung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem die Korrektheit der Decodierung anhand von Prüfbits überprüft wird, welche durch zumindest einen Farbpunkt (FP) an einer festgelegten Position im Feld (F) dargestellt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei dem die nach der Decodierung erhaltenen Daten in ein festgelegtes Datenformat umgewandelt werden.
Verfahren zum Einlesen von Daten mit folgenden Schritten: a. Auslösen eines Einlesemoduls (EM) zum Erfassen eines Bildes, in dem sich ein Feld mit farcbodierten Daten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 befindet; b. Selektieren des Feldes (F) aus dem Bild unter Verwendung zumindest eines Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunkt (EFP); c. Decodieren der Daten gemäß einem der Ansprüche 16 bis 20; d. Abspeichern der Daten im Kommunikationsgerät.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der zumindest eine, zum Selektieren des Feldes in Schritt b) verwendete Ausdehnungsbestimmungs-Farbpunkt ein Eck-Farbpunkt (EFP) ist.
Verfahren nach Anspruch 22, mit folgendem weiteren Schritt: Übertragen der eingelesenen Daten an ein anderes Kommunikationsgerät.
Kommunikationsgerät mit einem Einlesemodul (EM) und einer Prozessoreinheit (CPU), welche zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 21 bis 23 ausgebildet ist.