TWI391862B - A two-dimensional dot code, a decoding apparatus, and a method thereof - Google Patents

Description

二維點碼、其解碼裝置以及方法

本發明係有關一種圖像化數位編碼(graphical digital code)，特別是關於一種二維點碼(two dimensional bar code)。

二維點碼是一種根據特定規則製備，用來隱含一特定資訊的圖樣(pattern)，已經被廣泛地應用在各類商品上，例如兒童美語教材。這些教材中印製有清楚明顯的主體字，而相對於主體字而言十分細小不明顯的二維點碼則印製在主體字之後，如同主體字的背景。當使用者閱讀該主體字時，同時以光學讀取裝置將該背景中的二維點碼掃瞄輸入電腦或其他裝置，該裝置便將該二維點碼解碼並輸出其對應的資訊，以加強使用者對該主體字的印象。舉例來說，當主體字為英文字母A的時候，讀取其背景裡的二維點碼產生的輸出可能是播放字母A讀音的音訊檔案，或者是播放與字母A相關的影像檔案，例如蘋果從樹上落下。

一塊(block)二維點碼通常由定位點(boundary dot)、方向點(direction dot)以及資料點(code dot)組成。要判讀二維點碼時，使用者以光學讀取裝置將二維點碼的影像輸入解碼裝置，例如電腦。每家公司定義的編碼方式都不相同，因此每種二維點碼的定位方式、資料點分佈方式以及能提供的編碼量都不同。例如松翰科技在我國專利第581970 號提出的二維點碼，係先根據複數個組成L字形的定位點(表頭狀態群)定出二維點碼的範圍及方向，再根據資料點在該塊二維點碼範圍中出現的位置，判讀出該塊二維點碼代表的資訊。美國專利第6548768號提出的二維點碼則沒有特定的定位點，而是先找到彼此間距最短的兩個資料點，再由該二資料點繪出虛擬格線，進一步定義出虛擬方格的大小，再模擬出一塊二維點碼的範圍並而加以判讀。目前國內廠商製訂的二維點碼編碼方式可提供的最大資料量為2³² 組，係由原相科技提出。

雖然各公司的編碼方式不同，但由於使用者掃瞄輸入的影像往往是旋轉的或歪斜的，因此在進行解碼時皆須先根據定位點及方向點判斷該二維點碼影像與預設方向的角度差，對二維點碼進行旋轉校正後，才能根據資料點的位置判斷其表示的資訊以進行相應動作。然而，旋轉之計算需使用到正弦及餘弦運算，且離旋轉中心點越遠處的誤差越大，計算繁複且易誤判。

本發明的目的之一，在於提出一種二維點碼。

本發明的目的之一，在於提出一種二維點碼的編、解碼方法。

本發明的目的之一，在於提出一種二維點碼的解碼裝置。

本發明的目的之一，在於提出一種二維點碼的解碼軟 體。

根據本發明，一種二維點碼由複數個定位點、一方向點以及資料點組成，該資料點以九宮格的方式分佈在根據該些定位點及方向點模擬出的虛擬微方格中或虛擬微方格格線上。在解碼時，先根據該些定位點及方向點定義複數個虛擬格點的座標，再根據該些虛擬格點座標計算出複數個處擬資料點的座標，將該資料點與該些虛擬資料點座標比對，因而快速得知該資料點的位置而獲得該二維點碼欲重現的資訊。

圖1係根據本發明一實施例的定位點及方向點示意圖，五個定位點102組成垂直式十字形10，方向點12則協助判斷此二維點碼的方向，本實施例中將方向點12定義在十字形的右上角，在其他實施例中，可以將方向點12定義在其他位置，例如各點14的位置上，只要與定位點102組成之十字形10具有一固定的相對關係，在讀取二維點碼時可以據以獲得目前二維點碼的方向資訊即可。得知該二維點碼的方向後，根據各定位點102間的位置關係，向四面八方擴展計算出複數個虛擬格點。圖2係根據本發明之二維點碼的資料點分佈示意圖，處擬格點18由定位點模擬而得，四個虛擬格點18構成一虛擬方塊，虛擬資料點20以九宮格格式分佈在該虛擬方塊中，本實施例之資料點16位於虛擬方塊的中下位置，表示該二維點碼欲 重現的資訊，當資料點16位在其他虛擬資料點20上時，該二維點碼重現的資訊便不同。

圖3係根據本發明之二維點碼一實施例的示意圖。在對二維點碼30進行解碼時，先藉由光學讀取裝置將二維點碼掃瞄成影像輸入給解碼裝置，解碼裝置先找到定位點34構成之十字形，並藉由方向點36得知目前二維點碼的方向性，接著，根據定位點34之間的位置關係，向四面八方延伸計算出複數個虛擬格點32，這些虛擬格點32彼此間以虛擬格線302相連，構成複數個微方塊40，這些虛擬格點、虛擬格線以及微方塊都不是實際存在二維點碼30中的圖形，而是由解碼裝置模擬產生。在本實施例中，資料點的分佈位置在二維點碼30外圍的一圈共12塊微方塊40中，微方塊40再被劃分為3×3、4×4或5×5等格式，資料點38可以位於九宮格的格子中心，如圖3所示，或者是如圖4一般位於微方格40中的格點上。

圖3之實施例可以定義出2³⁶ 組以上的編碼，且因為資料點散佈在十字定位點的四周，呈現出的二維點碼圖形是均勻分佈的，不易引起人眼的注意，適於設置在背景中，此外，由於本實施例使用的定位點及方向點少，因此在取像傾斜或紙張彎曲時可提高二維點碼的辨識率、減少印點影響原影像，並減少記憶體的使用量。該座標之運算可用內外差法，可大量減少運算。

圖5係本發明一實施例的流程圖，參照圖3之二維點碼說明之，在取像601中，二維點碼30被轉換成影像後， 然後由解碼裝置，例如包含有影像分析系統的電腦，對該影像進行去雜訊602以及影像二值化603，將取像步驟中發生的陰影或雜點去除，然後取重心604，決定該影像中各點的位置，從該影像找到定位點及方向點605，接著建立虛擬座標資料606，在此一步驟中，先根據定位點34與方向點36間的關係判斷二維點碼30的方向，再以定位點34間的關係，例如間距，向四面八方模擬出複數個虛擬格點32，接著定義一座標原點，例如以影像最左下角做為座標原點進行後續計算，根據定位點34與方向點36計算出每一虛擬格點32的座標，再由虛擬格點32的座標計算出虛擬微方格40中各個虛擬資料點的座標位置，然後進行資料點比對607，將資料點38的位置與虛擬資料點的位置相比對，藉以快速得知資料點38的座標，並據以得知二維點碼30所要重現的資訊，發出指令608，例如根據該資訊從一資料庫取出相應的資料檔案，透過一輸出裝置以聲音、文字或影像等形式輸出。

本發明提出之解碼方法不經由旋轉校正便能得知資料點的位置，減少了運算的複雜性，此外，由於各點的位置係以座標表示，可以依據座標清楚地判斷各點之間的關係，降低誤判的發生。

圖6係本發明另一實施例，二維點碼50中包括五個組成一字形的定位點52，方向點54位在定位點52的右側，要對二維點碼50進行解碼時，先根據定位點52及方向點54向右虛擬出虛擬格點56以及虛擬格線502，資料 點同樣以九宮格的方式分佈在各微方格中。

圖7係圖1之實施例的變化，十字形可以由五個以上的定位點組成，例如圖7之十字形70便由6個定位點73組成，十字形70可以不為垂直的十字形，仍藉由方向點72得知該二維點碼的方向性。

圖8係圖3之實施例的變化，本實施例之一塊二維點碼的範圍包括到定位點組成之十字形外圍的一圈微方塊81，因此可以表示出更多的資料。在其他實施例中，亦可以增加更多圈的微方塊。

本發明提出一種二維點碼及其解碼方法，不經由旋轉校正便能快速判斷資料點的位置並精確得知資料點的位置，因而快速解碼該二維點碼。

10‧‧‧十字形

102‧‧‧定位點

12‧‧‧方向點

14‧‧‧點

16‧‧‧資料點

18‧‧‧虛擬格點

20‧‧‧虛擬資料點

30‧‧‧二維點碼

302‧‧‧虛擬格線

32‧‧‧虛擬格點

34‧‧‧定位點

36‧‧‧方向點

38‧‧‧資料點

40‧‧‧微方塊

601‧‧‧取像

602‧‧‧去雜訊

603‧‧‧影像二值化

604‧‧‧取重心

605‧‧‧找到定位點及方向點

606‧‧‧建立虛擬座標資料

607‧‧‧資料點比對

608‧‧‧發出指令

50‧‧‧二維點碼

502‧‧‧虛擬格線

52‧‧‧定位點

54‧‧‧方向點

56‧‧‧虛擬格點

70‧‧‧十字形

72‧‧‧方向點

73‧‧‧定位點

81‧‧‧微方塊

圖1係根據本發明一實施例的定位點及方向點示意圖；圖2係根據本發明一實施例的資料點示意圖；圖3係根據本發明之二維點碼的示意圖；圖4係根據本發明之二維點碼另一實施例的資料點示意圖；圖5係根據本發明對二維點碼解碼之流程圖；圖6係根據本發明之二維點碼的又一實施例；圖7係圖1之實施例的變化；以及圖8係圖3之實施例的變化。

30‧‧‧二維點碼

302‧‧‧虛擬格線

32‧‧‧虛擬格點

34‧‧‧定位點

36‧‧‧方向點

38‧‧‧資料點

40‧‧‧微方塊

Claims (14)

1. 一種二維點碼的解碼方法，該二維點碼隱含一資訊，包括複數個定位點、一方向點以及一資料點，該解碼方法包括下列步驟：根據該些定位點以及方向點判斷該二維點碼的方向；根據該些定位點及方向點建立複數個虛擬資料點座標；將該資料點與該些虛擬資料點座標相比對；以及根據該比對結果得知該資訊。
2. 如請求項1之解碼方法，其中根據該些定位點及方向點建立複數個虛擬資料點座標的步驟包括：定義一虛擬座標原點；根據該虛擬座標原點、該些定位點及該方向點定義出複數個虛擬格點座標；以及根據該些虛擬格點建立該些虛擬資料點座標。
3. 如請求項1之解碼方法，更包括：根據該資料取得一對應資料；以及根據該對應資料輸出一聲音、文字或影像。
4. 一種用來重現一資訊的二維點碼，包括：複數個定位點，決定該二維點碼的範圍及用來建立複數個虛擬格點，該些虛擬格點組成複數個虛擬方格，複數個虛擬資料點以多宮格方式分佈在該些虛擬方格中；一方向點，與該些定位點間具有一相對關係，定義該二維點碼的方向；以及至少一資料點，代表該資訊，位於該些虛擬資料點其中 之一。
5. 如請求項4之二維點碼，其中該些定位點係由五點構成的十字。
6. 如請求項4之二維點碼，其中該些定位點係由六點構成的十字。
7. 如請求項4之二維點碼，其中該些定位點係由五點構成的一字。
8. 如請求項4之二維點碼，其中該些定位點之間的間距決定該些虛擬格點間的間距。
9. 一種二維點碼的解碼裝置，該二維點碼用來重現一資訊，包括複數個定位點、一方向點以及至少一資料點，該二維點碼經一掃瞄裝置掃瞄成影像輸入給該解碼裝置，該解碼裝置包括：一影像分析裝置，根據該影像判斷該二維點碼的定位點及方向點，並根據該些定位點及該方向點計算出複數個虛擬資料點的座標，再將該資料點與該些虛擬資料點相比對以獲得該資訊；一記憶體，供儲存一資料庫；以及一處理器，根據該資訊自該資料庫取得一對應資料。
10. 如請求項9之解碼裝置，更包括一輸出裝置用來輸出該對應資料。
11. 如請求項9之解碼裝置，其中該對應資料的形式包括文字、聲音及影像。
12. 一種電腦可讀取的媒體裝置，用來執行解碼一二維點碼 的程序，該二維點碼用來重現一資訊，由複數個定位點、方向點以及資料點組成，該程序包括下列步驟：根據該些定位點以及方向點判斷該二維點碼的方向；根據該些定位點及方向點建立複數個虛擬資料點座標；將該資料點與該些虛擬資料點座標相比對；以及根據該比對結果得知該資訊。
13. 如請求項12之媒體裝置，其中根據該定位點及方向點建立複數個虛擬資料點座標的步驟包括：定義一虛擬座標原點；根據該座標原點、該定位點及該方向點定義出複數個虛擬格點座標；以及根據該些虛擬格點座標建立該些虛擬資料點座標。
14. 如請求項12之媒體裝置，更包括：根據該資訊取得一對應資料；以及輸出該對應資料。