TWI408946B - 微小碼陣列之編碼及解碼方法 - Google Patents

微小碼陣列之編碼及解碼方法 Download PDF

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微小碼陣列之編碼及解碼方法
本發明係關於一種編碼與解碼方法，特別係關於一種微小碼陣列之編碼與解碼方法。
請參照第1圖所示，其顯示一種習知手寫信息讀取系統，包含一讀寫媒介91及一掃描裝置92。該讀寫媒介91上形成有一微小碼陣列，其包含複數個尺寸可被視覺忽視之位置碼911。
請參照第2a及2b圖所示，每一位置碼911通常包含一標頭區9111及一資料區9112，其中每一個位置碼911之資料區9112中微小碼點9113(microdot)的配置位置均不相同；而每一個位置碼911之標頭區9111中微小碼點9113的配置位置均相同。第2b圖係將第2a圖所示之位置碼911所包含的微小碼點9113以二進位位元表示，亦即繪製有微小碼點9113的位置以數位位元”1”表示；而未繪製有微小碼點9113的位置以數位位元”0”表示。
該掃描裝置92具有一影像感測器921用以擷取該位置碼911之影像。藉此，一使用者可利用該掃描裝置92於該讀寫媒介91上書寫，一處理單元則將該影像感測器921所擷取該位置碼911之資料區9112影像與一資料庫比對以判定該掃描裝置92目前之位置及動作狀態。然而，習知手寫信息讀取系統至少具有下列問題：(1)需要較大之記憶空間儲存一微小碼陣列中所有的位置碼911以供一處理單元進行影像比對；(2)該影像感測器921於任何時刻均必須能夠擷取至少一個完整的位置碼911影像以供影像比對，因此該影像感測器921需要較大尺寸之感測陣列(sensing array)。然而，這些系統需求均會增加一手寫信息讀取系統之系統成本。
有鑑於此，本發明提出一種微小碼陣列之編碼與解碼方法，其係利用反射格雷碼(reflected gray code)進行編碼及解碼，可降低系統需求並降低及消除解碼時所產生之位置不確定性(ambiguity)。
本發明提出一種微小碼陣列之編碼及解碼方法，其利用反射格雷碼進行微小碼陣列之編碼及解碼，並將反射格雷碼中較低之位元群聚繪製於微小碼方塊之外圍，以降低解碼時所產生之不確定性。
本發明另提出一種微小碼陣列之編碼及解碼方法，其利用反射格雷碼進行微小碼陣列之編碼及解碼，具有較簡單之解碼程序。
本發明提出一種微小碼陣列之編碼方法，包含：在一微小碼陣列所包含之複數個微小碼方塊所包含之一資料區中，以反射格雷碼之一編碼方式將複數個微小碼點繪製於該資料區中，其中用以表示反射格雷碼低位元之微小碼點係繪製於該資料區之外圍。
本發明另提出一種微小碼陣列之解碼方法，該微小碼陣列包含複數個微小碼方塊，每一微小碼方塊包含一標頭區及一資料區，該資料區係利用反射格雷碼之一編碼方式繪製有複數個微小碼點以形成至少一方向座標碼，該解碼方法包含下列步驟：掃描該微小碼陣列以形成一影像；判斷該影像是否包含一個完整的方向座標碼；當該影像包含一個完整方向座標碼，則根據該方向座標碼解碼以決定該影像位於該微小碼陣列之一座標；當該影像不包含一個完整方向座標碼，則執行下列步驟：根據每一微小碼方塊之標頭區將該影像區分為複數個微小碼點群組；根據每一微小碼方塊之標頭區將兩相鄰行中屬於相同方向座標碼之微小碼點群組形成一重組前座標碼；將該重組前座標碼中屬於不同微小碼方塊之微小碼點群組位置互換以形成一重組後座標碼；及根據該重組後座標碼解碼決定該影像位於該微小碼陣列中之一座標。
本發明另提出一種微小碼陣列之解碼方法，該微小碼陣列包含複數個微小碼方塊，每一微小碼方塊包含一標頭區及一資料區，該資料區係利用反射格雷碼之一編碼方式繪製有複數個微小碼點以形成至少一方向座標碼，用以表示該反射格雷碼低位元之微小碼點係繪製於該方向座標碼之外圍，該解碼方法包含下列步驟：掃描該微小碼陣列以形成一影像；判斷該影像是否包含一個完整的方向座標碼；當該影像包含一個完整方向座標碼，根據該方向座標碼解碼以決定該影像位於該微小碼陣列之一座標；當該影像不包含一個完整的方向座標碼，則執行下列步驟：根據每一微小碼方塊之標頭區將該影像區分為複數個微小碼點群組；及以包含反射格雷碼低位元之微小碼點群組所屬微小碼方塊之方向座標碼做為該影像位於該微小碼陣列中之一座標。
本發明另提供一種微小碼陣列之解碼方法，該微小碼陣列包含複數個微小碼方塊，該微小碼方塊所包含之一資料區係根據反射格雷碼繪製有複數個微小碼點，且用以表示反射格雷碼低位元之微小碼點係繪製於該資料區之外圍，該解碼方法包含：掃瞄該微小碼陣列以求得之一影像，並辨識出該影像中每一微小碼方塊之該資料區之一微小碼點群組；及以包含反射格雷碼低位元之微小碼點群組所屬微小碼方塊解碼出該影像在該微小碼陣列中所對應之一座標。
本發明另提供一種微小碼陣列之編碼及解碼方法，包含下列步驟：在一微小碼陣列所包含之複數個微小碼方塊所包含之一資料區中，以反射格雷碼之一編碼方式將複數個微小碼點繪製於該資料區中，其中用以表示該反射格雷碼低位元之微小碼點係繪製於該資料區之外圍；掃瞄該微小碼陣列以求得之一影像，並辨識出該影像中每一微小碼方塊之資料區之微小碼點群組；及以包含反射格雷碼低位元之微小碼點群組所屬微小碼方塊解碼出該影像在該微小碼陣列中所對應之一座標。
本發明之微小碼陣列之編碼與解碼方法中，利用反射格雷碼所具有的特定變化規律進行位置碼之編碼及解碼，因此不需利用記憶體紀錄一讀寫媒介上所有之位置碼；並透過將反射格雷碼較低位元繪製於資料區之外圍，藉以降低解碼時所產生之位置不確定性；同時可透過標頭區的平衡位元檢查來消除解碼時位置的不確定性。此外，本發明可根據影像感測器所擷取影像之中心與解碼後該影像所屬微小碼方塊之中心間的距離進一步劃分位置刻度，以增加微小碼陣列之解碼方法的位置解析度。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。此外，於本發明之說明中，相同之構件係以相同之符號表示，於此合先述明。
首先，說明1組反射格雷碼之特性及形成方法。請參照第3圖所示，其顯示1組4位元反射格雷碼之形成方法。反射格雷碼的基本性質包含：(1)任何兩個相鄰的反射格雷碼僅具有一個位元的差異，亦即該兩個相鄰反射格雷碼之間的漢明距離(hamming distance)為1；該兩個相鄰反射格雷碼其中之一係為奇反射格雷碼，而另外一個係為偶反射格雷碼，其中一個奇反射格雷碼包含有奇數個數位位元”1”(bit 1)，一個偶反射格雷碼包含有偶數個數位位元”1”；(2)將一個偶反射格雷碼的值加1後產生另一個奇反射格雷碼時，只要改變該偶反射格雷碼中的最低效位元(least significant bit)即可得到該奇反射格雷碼；(3)將一個奇反射格雷碼的值加1後產生另一個偶反射格雷碼時，只要改變該奇反射格雷碼中最右側的位元1之左側相鄰位元，即可得到該偶反射格雷碼。為了在第3圖中可清楚標示出反射格雷碼所具有的反射性質，係以數條橫直線將反射格雷碼劃分為不同的集合；其中，第3圖用來劃分反射格雷碼的橫直線對於該橫直線上下兩側之對稱反射格雷碼而言係為一虛擬反射鏡，且兩組互具對稱反射性質的反射格雷碼之間僅會在其中之一的最高效位元1(most significant bit)產生位元0與位元1的差異。上述虛擬反射鏡的定義係為熟知反射格雷碼相關技術者所週知，故不再另外詳加贅述。此外，於此領域中具有通常知識者可利用相同之方式形成不同位元數目之反射格雷碼，例如8位元反射格雷碼。
請參照第4至第5圖所示，其分別顯示本發明一實施例之微小碼方塊10及一微小碼陣列M之示意圖。複數個微小碼方塊10係被分布於一讀寫媒介3上以形成一微小碼陣列M(如第5圖所示)，且每一微小碼方塊10係用以標示該微小碼陣列M中的不同座標。該微小碼方塊10包含一標頭區11及一資料區12，其中該標頭區11及該資料區12中以數位位元”1”所標示之位置可繪製任何形狀之微小碼點13，例如矩形碼點、圓形碼點、三角形碼點、直線碼點及十字碼點等，但並不限於此；而以數位位元”0”所標示之位置可予以空白；然而所述配置方式亦可反向為之，亦即以數位位元”1”所標示之位置可予以空白而以數位位元”0”所標示之位置可繪製任何形狀之微小碼點13。除了以微小碼點13之存在與否來代表數位位元之”0”或”1”，亦可以利用微小碼點13之大小、樣形或左右上下位置來代表數位位元之”0”或”1”。亦即，只要能夠辨識出至少兩種不同微小碼點13之繪製方式均不脫離本發明之範圍。
每一微小碼方塊10之標頭區11包含具有固定樣形之一標頭微小碼點131及用以表示不同方向座標值之一平衡位元微小碼點132，其中該平衡位元微小碼點132係用以進行座標校正，且根據不同之實施例該平衡位元微小碼點132可不予實施；每一微小碼方塊10之資料區12均陣列地繪製有不相同之微小碼點13配置以供辨識。藉此，可根據該資料區12中微小碼點13之繪製位置判定每一微小碼方塊10位於該微小碼陣列M中之座標或位置。於本實施例中，該資料區12包含一x座標碼及一Y座標碼，其中該x座標碼中配置一個8位元之反射格雷碼x0 ~x7 ，且x0 表示該座標碼之最低效位元而x7 表示該座標碼之最高效位元；該Y座標碼中亦配置一個8位元之反射格雷碼y0 ~y7 ，且y0 表示該座標碼之最低效位元而y7 表示該座標碼之最高效位元。於此實施例中，反射格雷碼之數位位元”1”係繪製有微小碼點13，而反射格雷碼之數位位元”0”係予以空白。該X座標碼表示該微小碼矩陣M中X座標軸方向第n個座標，而Y座標碼表示該微小碼矩陣M中Y座標軸方向第m個座標，其中X座標軸方向正交於Y座標軸方向。於其他實施例中，該X座標碼及該Y座標碼可根據該微小碼陣列M之大小配置成其他位元數目之反射格雷碼，例如16位元、32位元等。
請再參照第5圖所示，其顯示利用第4圖之微小碼方塊10所形成之一微小碼陣列M之示意圖。應該了解的是，第5圖中為了能夠清楚顯示微小碼方塊10之特性，係放大了每一個微小碼方塊10之尺寸以及微小碼方塊10間之距離。於實施時該等微小碼方塊10可緊密配置且該微小碼方塊10之尺寸係形成為視覺可忽視之微小尺寸。於該微小碼陣列M中，該微小碼方塊10中之X座標碼可從左至右或從右至左(X軸方向)依序配置；而Y座標碼可從上至下或從下至上(Y軸方向)依序配置，其中此處所述之依序配置係按照第3圖中所示由G0 、G1 、G2 …之順序配置。例如第5圖中，該微小碼陣列M左上方第1個位置之X座標碼配置為(”00000000”)；而Y座標碼配置為(”00000000”)，亦即於該微小碼陣列M中左上方第1個位置之微小碼方塊10之座標係設定為(0,0)。於X座標軸方向之配置中，將G0 之下一個格雷碼G1 (請參照第3圖)配置於座標為(0,0)之微小碼方塊10的右側，因此座標為(1,0)之微小碼方塊10的X座標碼配置為G(”00000001”)，並且由於此時Y座標軸方向之位置並未改變，因此座標為(1,0)之微小碼方塊10的Y座標碼仍然為(”00000000”)；並以此依序向第5圖之右側(X座標軸方向)逐一配置微小碼方塊10之X座標碼及Y座標碼。於Y座標軸方向之配置中，將格雷碼G0 之下一個格雷碼G1 配置於座標為(0,0)之微小碼方塊10的下側，因此座標為(0,1)之微小碼方塊10的Y座標碼配置為(”00000001”)，並且由於此時X座標軸方向之位置並未改變，因此座標為(0,1)之微小碼方塊10的X座標碼仍然為(”00000000”)；並依此依序向第5圖之下側(Y座標軸方向)逐一配置微小碼方塊10之Y座標碼及X座標碼。藉此，可形成一平面座標空間，且該平面座標空間中每一微小碼方塊10均具有一獨自的座標(n,m)。藉此，當利用一掃描裝置20之影像擷取單元21擷取每一微小碼方塊10之完整影像時，一處理單元(未繪示)則可根據該X座標碼及Y座標碼判定該掃描裝置20目前所擷取之影像係位於該微小碼陣列M之座標(n,m)，並根據該掃描裝置20所擷取之複數個連續影像判定該掃描裝置20之動作狀態。
每一微小碼方塊10之標頭區11中之標頭微小碼點131係相同地繪製於該標頭區11；該平衡位元微小碼點132可每相隔一行繪製於該標頭區11之第一列最後一個位置用以進行X座標軸方向之座標校正或每相隔一列繪製於該標頭區11之第一行最後一個位置用以進行Y座標軸方向之座標校正，其中該標頭微小碼點131可與該平衡位元微小碼點132具有不同樣形(pattern)。例如第5圖中，X座標碼、、...均繪製一平衡位元微小碼點132；而Y座標碼...亦繪製一平衡位元微小碼點132。然而該平衡位元微小碼點132亦可利用其他方式繪製，例如可利用繪製於每一微小碼方塊10之標頭區11同一個位置的上下左右不同位置以同時表示兩個方向的座標位元。
然而，該掃描裝置20於該微小碼陣列M所擷取之影像大部分並不是一個微小碼方塊10之完整影像。本發明亦可根據每一微小碼方塊10之部份影像判定該掃描裝置20目前所擷取之影像位於該微小碼陣列M之座標。
接著說明當該掃描裝置20之影像感測器21同時擷取複數個微小碼方塊10之一部份微小碼點13時之解碼方式。請參照第6a圖所示，其顯示四個相鄰之微小碼方塊10及該影像感測器21所擷取之一影像I，該影像I中包含4個微小碼方塊10各一部份微小碼點13。根據第3圖所示之反射格雷碼可知，該等微小碼方塊10所代表之位置座標分別為(,)、(,)、(,)以及(,)，其中每一微小碼方塊10之標頭區11中係以矩形微小碼點13表示數位位元”1”所在之位置；而資料區12中則以數位位元”1”及”0”表示編碼方式。必須了解的是，第6a圖中所繪示之垂直虛線V以及水平虛線H僅用以於說明時劃分每一微小碼方塊10所包含之區域，於實施時該等虛線V、H並不會繪製於該讀寫媒介3上。此外，為了簡化圖示，第6a圖中省略了該微小碼方塊10、標頭區11及資料區12之標號。
於解碼時，首先一處理單元(未繪示)可根據每一微小碼方塊10之標頭區11分辨出每一個微小碼點群組所屬之不同區域。例如於第6a圖中該影像1中包含四個微小碼點群組A、B、C及D，且該等微小碼點群組A及B係屬於Y座標碼而該等微小碼點群組C及D係屬於X座標碼。
接著請參照第6b圖所示，其顯示一處理單元根據第6a圖之該影像1進行解碼之示意圖。於X座標碼中，將該等微小碼點群組C及D位置互換以形成一重組後X座標碼”00000110”，經解碼辨識後該重組後X座標碼係為。於Y座標碼中，將該等微小碼點群組A及B位置互換以形成一重組後Y座標碼”00000111”，經解碼辨識後該重組後Y座標碼係為。最後則可判定該掃描裝置20所擷取之該影像I目前位於該微小碼陣列M中(4,5)的座標。藉此，本發明之微小碼陣列之編碼與解碼方法中，由於反射格雷碼具有一定的變化規律，因此不需利用一記憶裝置記錄大量的位置碼資訊，僅需利用演算法即可辨識該掃描裝置20之影像擷取單元21所擷取影像位於該微小碼陣列M中相對應之座標。此外，本發明之微小碼陣列之解碼方法亦可辨識不完整之複數個微小碼方塊10並進行座標判定。
第6a及6b圖之說明中，該影像擷取單元21擷取每一微小碼方塊10之四分之一微小碼點13以進行解碼，當該影像擷取單元21於不同微小碼方塊10之資訊區12同時擷取不同數目之微小碼點13時，亦可利用前述之方式進行解碼。請參照第7a圖所示，其顯示第6a圖中該影像I朝向左上方斜向移動一個微小碼點13距離時之情形，此時該影像以I'標示。同樣地，根據每一微小碼方塊10之標頭區11，該影像I'同樣可劃分為四個微小碼點群組A'、B'、C'及D'。該微小碼點群組A'具有9個微小碼點13，其包含一X座標微小碼點群組AX '及一Y座標微小碼點群組AY '；該微小碼點群組B'具有3個微小碼點13，其包含一X座標微小碼點群組BX '及一Y座標微小碼點群組BY '；該微小碼點群組C'具有3個微小碼點13，其均為Y座標碼；該微小碼點群組D'具有1個微小碼點13，其屬於Y座標碼。
請參照第7b圖所示，其顯示一處理單元根據第7a圖中該影像I'進行解碼之示意圖。於X座標碼中，首先根據該等微小碼方塊10之標頭區11可知該等微小碼點群組C'及D'係屬於X座標碼之第一排，因此該等微小碼點群組A'、B'、C'及D'之排列方式經辨識後重組為第7b圖之下圖所示。接著，按照前述之方式，於X座標碼中，將該等微小碼點群組D'及BX '之位置與該等微小碼點群組C'及AX '之位置互換以形成一重組後X座標碼”00000010”，經解碼辨識後該重組後X座標碼係為。於Y座標碼中，將該微小碼點群組BY '之位置與該微小碼點群組AY '之位置互換以形成一重組後Y座標碼”00000111”，經解碼辨識後該重組後Y座標碼係為。最後則可判定該掃描裝置20所擷取之該影像I'目前位於該微小碼陣列M中(3,5)的座標。此外，當該影像感測器21擷取不同的4個微小碼點群組時，均可利用上述方式進行解碼。
於另一實施例中，該影像感測器21可能只擷取兩個上下相鄰的微小碼方塊10，此時可直接根據X座標碼及Y座標碼直接判定座標。例如請參照第8a圖所示，其顯示該影像感測器21擷取一影像I"之一示意圖，其中該影像I"包含一微小碼點群組A"及一微小碼點群組C"，並根據每一微小碼方塊10之標頭區11可判定該微小碼點群組A"包含一X座標微小碼點群組AX "及一Y座標微小碼點群組AY "。根據每一微小碼方塊10之標頭區11可判定該微小碼點群組C"之應該屬於X座標碼之第一列，因此該影像I"包含一完整之X座標碼，其由該微小碼點群組C"及AX "所組成。藉此，可重組出該X座標碼為”00000010”，並經解碼辨識後該X座標碼係為。同理，由於該影像I"包含一完整之Y座標碼，亦即該微小碼點群組AY "，可直接重組出該Y座標碼為”00000111”，並經解碼辨識後該Y座標碼係為。
在另一實施例中”該影像感測器21可能只擷取兩個左右相鄰的微小碼方塊10。此時”亦可以用類似的方法解得XY座標。
請參照第8b圖所示”於另一實施例中”該影像感測器21擷取一影像I'''之一示意圖”其中該影像I'''包含一微小碼點群組A'''及一微小碼點群組C'''。此時，由於該影像I'''包含完整之X座標碼，亦即該微小碼點群組A'''，以及完整之Y座標碼，亦即該微小碼群組C'''，因此可直接判定該X座標碼係為而該Y座標碼係為。
此外，為了增加位置判定之精確度，本發明之微小碼陣列之編碼及解碼方法中，可根據該影像1之中心與該影像1所屬微小碼陣列M之座標間的距離進一步將該微小碼陣列M中兩相鄰微小碼座標間劃分三個刻度。定義之方式請參照第9圖所示，其顯示當該影像感測器21擷取不同位置碼13影像之示意圖。為了簡化說明，此處僅以X方向進行說明，而Y方向之劃分方式相同於X方向。第8圖中，假設座標為(3,5)之微小碼方塊10中心為P(3,5)；座標為(4,5)之微小碼方塊10中心為P(4,5)。當該影像感測器21擷取一影像11 時，經前述方式得到重組後X座標碼為”00000010”，因此該影像I1 之座標被判定為(3,5)；此時根據該影像I1 之中心C1 與該點P(3,5)之距離可決定一個座標刻度。當該影像感測器21擷取一影像I2 時，經前述方式得到重組後X座標碼為”00000110”，因此該影像I2 之座標被判定為(4,5)；此時根據該影像I2 之中心C2 與該點P(4,5)之距離可決定另一個座標刻度。當該影像感測器21擷取一影像I3 時，經前述方式得到重組後X座標碼為”00000110”，因此該影像I3 之座標被判定為(4,5)；此時根據該影像I3 之中心C3 與該點P(4,5)之距離可再決定一個座標刻度。藉此，可增加解碼時位置判定之精確度。
請參照第10圖所示，其顯示本發明實施例之微小碼陣列之解碼方法之流程圖，其包含下列步驟：掃描該微小碼陣列以形成一影像(步驟S1 )；判斷該影像是否包含一個完整的方向座標碼(步驟S2 )；若是，根據該方向座標碼解碼以決定該影像位於該微小碼陣列之一座標(步驟S3 )；若否，根據每一微小碼方塊之標頭區將該影像區分為複數個微小碼點群組(步驟S4 )；根據每一微小碼方塊之標頭區將兩相鄰行中屬於相同方向座標碼之微小碼點群組形成一重組前座標碼(步驟S5 )；將該重組前座標碼中屬於不同微小碼方塊之微小碼點群組位置互換以形成一重組後座標碼(步驟S6 )；以及根據該重組後座標碼解碼以決定該影像位於該微小碼陣列中之一座標(步驟S7 )，其中該步驟S7 中另包含下列步驟：根據該影像之中心與該影像所屬座標間之距離於兩相鄰微小碼方塊間劃分複數個座標刻度。
本發明另提出一種微小碼陣列之編碼及解碼方法。請參照第11a及11b圖所示，本發明另一實施例之微小碼陣列M'同樣包含複數個微小碼方塊10陣列式地排列於一讀取媒介3。每一微小碼方塊10同樣包含一標頭區11及一資料區12。該資料區12同樣包含一X座標碼及一Y座標碼。本發明與前一實施例之差異在於，本實施例中，該X座標碼中用以表示反射格雷碼中較低位元之微小碼點13係繪製於該X座標碼中X座標軸方向之最外側(圖中最左或最右側)；而該Y座標碼中用以表示反射格雷碼中較低位元之微小碼點13係繪製於該Y座標碼中Y座標軸方向之最外側(圖中最上或最下側)，如第11b圖所示。如此繪製之原因在於，於反射格雷碼中，低位元之數位位元變化頻率(即由”0”變”1”或”1”變”0”)遠高於較高位元之數位位元變化頻率，因此為降低解碼時之位置不確定性(ambiguity)，本實施例將變化較快的低位元繪製於X座標碼或Y座標碼之最外圍，因此當該影像感測器21擷取一微小碼方塊10之部份影像時，能夠擷取到一座標碼X或Y之低位元部份。於解碼時，則將該影像之位置座標決定為包含反射格雷瑪較低位元之該微小碼點群組所屬微小碼方塊10之X座標碼或Y座標碼。
例如第12圖中，該影像感測器21所擷取之影像I'包含該等微小碼點群組A'、B'、C'及D'；其中於X座標碼x0 ~x7 中，由於該微小碼點群組B'包含反射格雷瑪之最低位元x0 ~x2 ，因此該影像I'之X座標將被判定屬於右側一行之微小碼方塊10；於Y座標碼y0 ~y7 中，由於該微小碼點群組A'包含Y座標碼之最低位元y0 ~y3 ，因此該影像I'之Y座標將被判定屬於上側一列之微小碼方塊10。於此實施例中，最後該影像I'之座標將被認定為屬於右上方之微小碼方塊10。此外，本實施例之微小碼陣列之解碼方法中，亦可如第10圖所述根據該影像之中心與該影像所屬座標間之距離於兩相鄰微小碼方塊間劃分複數個座標刻度，其劃分方式如前所述，故於此不再贅述。
因此，根據本發明另一實施例之微小碼陣列之解碼方法，如第13圖，包含下列步驟：掃瞄該微小碼陣列以形成一影像(步驟S1 )；判斷該影像是否包含一個完整的方向座標碼(步驟S2 )；若是，根據該方向座標碼解碼以決定該影像位於該微小碼陣列中之一座標(步驟S3 )；若否，根據每一微小碼方塊之標頭區將該影像區分為複數個微小碼點群組(步驟S4 )；以及以包含反射格雷碼較低位元之該微小碼點群組所屬微小碼方塊之方向座標碼做為該影像位於該微小碼點陣列中所對應之一座標(步驟S8 )，其中步驟S8 中另包含下列步驟：根據該影像之中心與該影像所屬座標間之距離於兩相鄰微小碼方塊間劃分複數個座標刻度。於另一實施例中，為了針對解碼座標進行校正，本發明之微小碼陣列之解碼方法另包含下列步驟：以該平衡位元微小碼點進行該方向座標碼的校正。
此外，雖然前述實施例中，該影像感測器21所擷取之影像I及I'之二維座標軸與該微小碼陣列M及M'之二維座標軸間的方向為一致，當該影像I及1'與該微小碼陣列M及M'兩者之二維座標軸間具有一大於0度並小於180度的夾角時，亦可利用前述本發明之微小碼陣列之解碼方法進行解碼，且解碼方式如前所述，於此不再贅述。
此外，本實施例中該資料區12之微小碼點13的繪製方式並不限於第10b圖所揭示者。於X座標碼中，用以表示反射格雷碼中較低位元之微小碼點13係配置於X方向之外圍，而較高位元之微小碼點13可隨意配置於X座標碼中；於Y座標碼中，用以表示反射格雷碼中較低位元之微小碼點13係配置於Y方向之外圍，而較高位元之微小碼點13可隨意配置於Y座標碼中。例如第14a~14c所示，X座標軸方向係定義為圖中左右之方向，Y座標軸方向係定義為圖中上下之方向，而實施時可根據不同實施例定義座標軸。該等微小碼點13係陣列地繪製於該X座標碼區域及該Y座標碼區域。
如前所述，習知手寫信息讀取系統之影像感測器所擷取之影像必須包含一完整之位置碼而需要較大尺寸之感測陣列，且該系統必須使用一記憶裝置紀錄所有位置碼；因此習知手寫信息讀取系統需要較高之系統成本。本發明利用反射格雷碼進行微小碼陣列之編碼及解碼，僅需利用反射格雷碼之固定變化規律即可進行微小碼陣列之解碼，具有較低之系統成本。此外，本發明之微小碼陣列之編碼及解碼方法可進一步利用所擷取影像之中心與該影像之座標間之距離劃分更為精細之座標刻度，以增進解碼時位置之精確度。
雖然本發明已以前述實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10．．．微小碼方塊
11．．．標頭區
12．．．資料區
13．．．微小碼點
131．．．標頭微小碼點
132．．．平衡位元微小碼點
20．．．掃描裝置
21．．．影像感測器
3．．．讀取媒介
、．．．X座標碼
、．．．Y座標碼
M、M'．．．微小碼陣列
I、I'、I''、I'''．．．影像
I1 ~I3 ．．．影像
C1 ~C3 ．．．影像中心
P．．．微小碼方塊中心
G0 ~G15 ．．．反射格雷碼
x0 ~x7 ．．．反射格雷碼位元
y0 ~y7 ．．．反射格雷碼位元
A~D．．．微小碼點群組
A'~D'．．．微小碼點群組
S1 ~S7 ．．．步驟
H、V．．．分割線
91．．．讀寫媒介
911．．．位置碼
9111．．．標頭區
9112．．．資料區
9113．．．微小碼點
92．．．掃描裝置
921．．．影像感測器
第1圖顯示習知手寫信息讀取系統之示意圖。
第2a圖顯示習知手寫信息讀取系統中位置碼之示意圖。
第2b圖顯示第2a圖之位置碼之另一示意圖，其中微小碼係以二進位位元表示。
第3圖顯示形成一組反射格雷碼之示意圖。
第4圖顯示本發明實施例中利用反射格雷碼進行資料區編碼之示意圖。
第5圖顯示本發明實施例之微小碼陣列之編碼方法之示意圖。
第6a圖顯示本發明實施例中一影像感測器擷取四個相鄰微小碼方塊之部份微小碼點之示意圖。
第6b圖顯示本發明實施例之微小碼陣列之解碼方法之示意圖。
第7a圖顯示本發明實施例中一影像感測器擷取四個相鄰微小碼方塊之部份微小碼點之另一示意圖。
第7b圖顯示本發明實施例之微小碼陣列之解碼方法之另一示意圖。
第8a圖顯示本發明實施例中一影像感測器擷取兩個相鄰微小碼方塊之部份微小碼點之另一示意圖。
第8b圖顯示本發明實施例中一影像感測器擷取兩個相鄰微小碼方塊之部份微小碼點之另一示意圖。
第9圖顯示用以增進本發明實施例之微小碼陣列之解碼方法之解析度之示意圖。
第10圖顯示本發明實施例之微小碼陣列之解碼方法之流程圖。
第11a圖顯示本發明實施例之手寫信息讀取系統之示意圖。
第11b圖顯示本發明另一實施例之微小碼陣列之編碼方法之示意圖。
第12圖顯示根據第11b圖之微小碼陣列之編碼方法進行解碼之示意圖。
第13圖顯示本發明另一實施例之微小碼陣列之解碼方法之流程圖。
第14a~14c圖分別顯示本發明另一實施例之微小碼陣列之編碼方法之示意圖。
10．．．微小碼方塊
11．．．標頭區
12．．．資料區
13．．．微小碼點
．．．X座標碼
．．．Y座標碼

Claims (26)

  1. 一種微小碼陣列之編碼方法，包含下列步驟：定義一微小碼陣列之一第一座標軸及一第二座標軸；將該微小碼陣列所包含之複數微小碼方塊所包含之一資料區劃分為一第一座標碼區域及一第二座標碼區域；以及根據每一微小碼方塊位於該微小碼陣列之一位置以反射格雷碼之一編碼方式分別對一第一座標碼及一第二座標碼進行編碼，並將複數微小碼點依照編碼繪製於該第一座標碼區域及該第二座標碼區域；其中用以表示該反射格雷碼低位元之微小碼點係繪製於該資料區之外圍微小碼點，該第一座標碼對應該微小碼方塊位於該微小碼陣列之該第一座標軸之座標而該第二座標碼對應該微小碼方塊位於該微小碼陣列之該第二座標軸之座標。
  2. 根據申請專利範圍第1項之編碼方法，其中每一微小碼方塊之資料區具有N×N個微小碼點，該資料區之其中一邊外圍的N個微小碼點為反射格雷碼低位元之微小碼點。
  3. 根據申請專利範圍第1項之編碼方法，其中於該第一座標碼區域中用以表示反射格雷碼低位元之微小碼點係繪製於該第一座標軸方向之外圍；於該第二座 標碼區域中用以表示反射格雷碼低位元之微小碼點係繪製於該第二座標軸方向之外圍。
  4. 根據申請專利範圍第1項之編碼方法，其中每一微小碼方塊之資料區具有N×N個微小碼點，該資料區之其中一邊外圍的N個微小碼點為該第一座標碼或該第二座標碼中反射格雷碼低位元之微小碼點。
  5. 根據申請專利範圍第1項之編碼方法，其中該微小碼方塊另包含一標頭區繪製有一固定樣形的標頭微小碼點及表示不同方向座標值的平衡位元微小碼點。
  6. 根據申請專利範圍第1項之編碼方法，其中該資料區中之該等微小碼點係以陣列地繪製於該資料區中。
  7. 一種微小碼陣列之解碼方法，該微小碼陣列包含複數個微小碼方塊，每一微小碼方塊包含一標頭區及一資料區，該資料區係利用反射格雷碼之一編碼方式繪製有複數個微小碼點以形成至少一方向座標碼，該解碼方法包含下列步驟：掃描該微小碼陣列以形成一影像；判斷該影像是否包含一個完整的方向座標碼；當該影像包含一個完整方向座標碼，則根據該方向座標碼解碼以決定該影像位於該微小碼陣列之一座標；當該影像不包含一個完整方向座標碼，則執行下列步驟： 根據每一微小碼方塊之標頭區將該影像區分為複數個微小碼點群組；根據每一微小碼方塊之標頭區將兩相鄰行中屬於相同方向座標碼之微小碼點群組形成一重組前座標碼；將該重組前座標碼中屬於不同微小碼方塊之微小碼點群組位置互換以形成一重組後座標碼；及根據該重組後座標碼解碼以決定該影像位於該微小碼陣列中之一座標。
  8. 根據申請專利範圍第7項之解碼方法，另包含下列步驟：根據該影像之中心與該座標間之距離於兩相鄰微小碼方塊間劃分複數個座標刻度。
  9. 根據申請專利範圍第7項之解碼方法，其中該方向座標碼包含一第一座標碼及一第二座標碼，當該影像不包含一個完整的方向座標碼，該解碼方法另包含下列步驟：根據每一微小碼方塊之標頭區將兩相鄰行中屬於該第一座標碼之微小碼點群組形成一重組前第一座標碼；將該重組前第一座標碼中屬於不同微小碼方塊之微小碼點群組位置互換以形成一重組後第一座標碼；根據每一微小碼方塊之標頭區將兩相鄰行中屬於該第二座標碼之微小碼點群組形成一重組前第二座標碼； 將該重組前第二座標碼中屬於不同微小碼方塊之微小碼點群組位置互換以形成一重組後第二座標碼；及根據該重組後第一座標碼及該重組後第二座標碼解碼以決定該影像位於該微小碼陣列中所對應之一第一座標及一第二座標。
  10. 根據申請專利範圍第9項之解碼方法，另包含下列步驟：定義該微小碼陣列之一第一座標軸及一第二座標軸正交該第一座標軸，其中該第一座標對應於該第一座標軸且該第二座標對應於該第二座標軸。
  11. 一種微小碼陣列之解碼方法，該微小碼陣列包含複數個微小碼方塊，每一微小碼方塊包含一標頭區及一資料區，該資料區係利用反射格雷碼之一編碼方式繪製有複數個微小碼點以形成至少一方向座標碼，用以表示該反射格雷碼低位元之微小碼點係繪製於該方向座標碼之外圍，該解碼方法包含下列步驟：掃描該微小碼陣列以形成一影像；判斷該影像是否包含一個完整的方向座標碼；當該影像包含一個完整方向座標碼，根據該方向座標碼解碼以決定該影像位於該微小碼陣列之一座標；當該影像不包含一個完整方向座標碼，則執行下列步驟： 根據每一微小碼方塊之標頭區將該影像區分為複數個微小碼點群組；及以包含反射格雷碼低位元之微小碼點群組所屬微小碼方塊之方向座標碼做為該影像位於該微小碼陣列中之一座標。
  12. 根據申請專利範圍第11項之解碼方法，其中該方向座標碼包含一第一座標碼及一第二座標碼，當該影像不包含一個完整的微小碼方塊，該解碼方法另包含下列步驟：以包含反射格雷碼低位元之微小碼點群組所屬微小碼方塊之該第一座標碼做為該影像位於該微小碼陣列之一第一座標以包含反射格雷碼低位元之微小碼點群組所屬微小碼方塊之該第二座標碼做為該影像位於該微小碼陣列之一第二座標。
  13. 根據申請專利範圍第12項之解碼方法，另包含下列步驟：定義該微小碼陣列之一第一座標軸及一第二座標軸正交該第一座標軸，其中該第一座標對應於該第一座標軸而該第二座標對應於該第二座標軸。
  14. 根據申請專利範圍第13項之解碼方法，其中該第一座標碼中用以表示反射格雷碼低位元之微小碼點係繪製於該第一座標軸方向之外圍；該第二座標碼中用以表示反射格雷碼低位元之微小碼點係繪製於該第二座標軸方向之外圍。
  15. 根據申請專利範圍第11項之解碼方法，其中該標頭區繪製有表示不同方向座標值之一平衡位元微小碼點，該解碼方法另包含下列步驟：以該平衡位元微小碼點進行該方向座標碼的校正。
  16. 一種微小碼陣列之解碼方法，該微小碼陣列包含複數個微小碼方塊，該微小碼方塊所包含之一資料區係根據反射格雷碼繪製有複數個微小碼點，且用以表示反射格雷碼低位元之微小碼點係繪製於該資料區之外圍，該解碼方法包含下列步驟：掃瞄該微小碼陣列以求得之一影像，並辨識出該影像中每一微小碼方塊之該資料區之一微小碼點群組；及以包含反射格雷碼低位元之微小碼點群組所屬微小碼方塊解碼出該影像在該微小碼陣列中所對應之一座標。
  17. 根據申請專利範圍第16項之解碼方法，其中每一微小碼方塊之該資料區包含一第一座標碼及一第二座標碼，該以包含反射格雷碼低位元之該微小碼點群組所屬微小碼方塊解碼出該影像在該微小碼陣列中所對應之一座標之步驟另包含下列步驟：以包含反射格雷碼低位元之微小碼點群組所屬微小碼方塊之該第一座標碼解碼出該影像在該微小碼陣列中所對應之一第一座標；及 以包含反射格雷碼低位元之微小碼點群組所屬微小碼方塊之該第二座標碼解碼出該影像在該微小碼陣列中所對應之一第二座標。
  18. 根據申請專利範圍第17項之解碼方法，另包含下列步驟：定義該微小碼陣列之一第一座標軸及一第二座標軸正交該第一座標軸，其中該第一座標對應於該第一座標軸而該第二座標對應於該第二座標軸。
  19. 根據申請專利範圍第16項之解碼方法，其中該微小碼方塊另包含一標頭區繪製有表示不同方向座標值之一平衡位元微小碼點，該解碼方法另包含下列步驟：以該平衡位元微小碼點進行該方向座標碼的校正。
  20. 根據申請專利範圍第16項之解碼方法，另包含下列步驟：根據該影像之中心與該座標間之距離於兩相鄰微小碼方塊間劃分複數個座標刻度。
  21. 一種微小碼陣列之編碼及解碼方法，包含下列步驟：定義一微小碼陣列之一第一座標軸及一第二座標軸；將該微小碼陣列所包含之複數微小碼方塊所包含之一資料區劃分為一第一座標碼區域及一第二座標碼區域；根據每一微小碼方塊位於該微小碼陣列之一位置以反射格雷碼之一編碼方式分別對一第一座標碼及一第二座標碼進行編碼，並將複數微小碼點依照編碼 繪製於該第一座標碼區域及該第二座標碼區域，其中用以表示該反射格雷碼低位元之微小碼點係繪製於該資料區之外圍微小碼點；掃瞄該微小碼陣列以求得之一影像，並辨識出該影像中每一微小碼方塊之資料區之微小碼點群組；及以包含反射格雷碼低位元之微小碼點群組所屬微小碼方塊解碼出該影像在該微小碼陣列中所對應之一座標。
  22. 根據申請專利範圍第21項之微小碼陣列之編碼及解碼方法，另包含下列步驟：根據該影像之中心與該座標間之距離於兩相鄰微小碼方塊間劃分複數個座標刻度。
  23. 根據申請專利範圍第21項之微小碼陣列之編碼及解碼方法，其中以包含反射格雷碼較低位元之微小碼點群組所屬微小碼方塊解碼出該影像在該微小碼陣列中所對應之一座標之步驟另包含下列步驟：以包含反射格雷碼低位元之微小碼點群組所屬微小碼方塊之該第一座標碼解碼出該影像在該微小碼陣列中所對應之一第一座標軸之座標；及以包含反射格雷碼低位元之微小碼點群組所屬微小碼方塊之該第二座標碼解碼出該影像在該微小碼陣列中所對應之一第二座標軸之座標。
  24. 根據申請專利範圍第21項之微小碼陣列之編碼及解碼方法，另包含下列步驟： 在一微小碼陣列所包含之複數個微小碼方塊所包含之一標頭區中，繪製表示不同方向座標值之一平衡位元微小碼點；以及以該平衡位元進行座標校正。
  25. 根據申請專利範圍第21項之微小碼陣列之編碼及解碼方法，其中該資料區中之該等微小碼點係以陣列地繪製於該資料區中。
  26. 一種微小碼陣列之編碼方法，包含下列步驟：根據一微小碼陣列所使用之一第一座標軸及一第二座標軸，並根據該微小碼陣列所包含之複數微小碼方塊位於該微小碼陣列上之一座標，以反射格雷碼之一編碼方式將一第一座標與一第二座標各自編碼並繪製複數微小碼點於每一微小碼方塊所包含之一資料區之一第一座標碼區域與一第二座標碼區域；其中，該第一座標軸係正交於該第二座標軸，且每一微小碼方塊位於該微小碼陣列之該座標係根據該第一座標與該第二座標來決定；其中該第一座標係對應於該第一座標軸而該第二座標係對應於該第二座標軸。
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