TWI536321B

TWI536321B - 色彩疊加編解碼方法

Info

Publication number: TWI536321B
Application number: TW103111984A
Authority: TW
Inventors: 張安邦
Original assignee: 鴻海精密工業股份有限公司
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2016-06-01
Also published as: US20150281702A1; TW201537519A

Description

色彩疊加編解碼方法

本發明涉及一種編解碼方法，尤其是涉及一種色彩疊加編解碼方法。

過去，為了通訊訊號的資訊傳遞發明瞭相當多的調變技術，例如AM(Amplitude Modulation，調幅)、FM(Frequency Modulation，調頻)、FSK(Frequency-shift Keying，頻移鍵控)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅調製)、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分複用)等。主要是將電磁訊號的振幅在時域與頻域中作調整以達到通訊的目的。除此之外，光波(色彩)訊號中包含很多個圖元，每個圖元顯示不同的顏色，可以用來傳遞大量的資訊，然而這一種通訊調變方式還未被充分開發。

鑒於以上內容，有必要提供一種色彩疊加編解碼方法，可以藉由色座標以及色彩強度並運用疊加技術實現通訊訊號的編解碼。

所述色彩疊加編解碼方法的編碼過程包括步驟：確定對通訊資訊進行編碼要使用的色座標；確定對通訊資訊進行編碼要使用的疊加分碼；根據該通訊資訊的數位化編碼，為色彩訊號每一圖元的各個座標選取相應的疊加分碼，組成各個座標的強度編碼；對各個座標的強度編碼進行疊加，得到色彩訊號每一圖元的各個座標值；及根據每一圖元的座標值在色座標中表示的顏色，生成色彩訊號。

所述色彩疊加編解碼方法的解碼過程包括步驟：接收一個色彩訊號；確定該色彩訊號對應的色座標與疊加分碼；根據確定的色座標，將接收到的色彩訊號進行座標分解，得到該色彩訊號每一圖元的座標值；根據確定的疊加分碼，將該色彩訊號的各個座標值進行解析，得到每個座標值對應的強度編碼；及將各個強度編碼進行數位化，得到對應的數位化編碼。

相較於習知技術，本發明所述之色彩疊加編解碼方法，編碼後得到的色彩訊號包含的資訊量相比數位化訊號大大增加，且該色彩訊號以光作為傳輸媒介，提供了通訊網絡中資訊傳遞方式的一種新的選擇。

10‧‧‧感測器

20‧‧‧過濾器

30‧‧‧顯示器

100‧‧‧色彩訊號

102‧‧‧色座標

104‧‧‧R座標值

106‧‧‧G座標值

108‧‧‧B座標值

110‧‧‧疊加分碼

112，114，116‧‧‧強度編碼

118，120，122‧‧‧數位化編碼

124‧‧‧通訊資訊

S10‧‧‧利用感測器接收一個色彩訊號

S12‧‧‧確定該色彩訊號對應的色座標與疊加分碼

S14‧‧‧根據確定的色座標，利用過濾器將接收到的色彩訊號進行座標分解，得到該色彩訊號每一圖元的座標值

S16‧‧‧根據確定的疊加分碼，將該色彩訊號每一圖元分解後的各個座標值進行解析，得到每個座標值對應的強度編碼

S18‧‧‧將該色彩訊號每一圖元的各個座標的強度編碼進行數位化，得到對應的數位化編碼

S20‧‧‧根據得到的數位化編碼，在顯示器中顯示該色彩訊號表達的通訊資訊

圖1是本發明色彩疊加編解碼方法較佳實施方式的解碼過程的流程圖。

圖2是本發明色彩疊加編解碼方法較佳實施方式的編碼過程的流程圖。

圖3是RGB色座標的示意圖。

圖4是一種簡單的RGB三色混合的色彩訊號的示意圖。

圖5是對一個色彩訊號每一圖元的R座標的強度編碼進行疊加的示意圖。

圖6是圖1的另一種表現方式。

本發明一種實施方式之色彩疊加編解碼方法藉由色座標以及色彩強度並運用疊加技術實現通訊訊號的編解碼。該編碼後的通訊訊號以光作為傳輸媒介，提供了通訊網絡中資訊傳遞方式的一種新的選擇。

參閱圖1所示，是本發明色彩疊加編解碼方法較佳實施方式的解碼過程的流程圖。

步驟S10，利用感測器10接收一個色彩訊號。在本實施方式中，所述色彩訊號是將要表達的通訊資訊依據一種色座標以及預定的疊加分碼進行編碼得到的。所述色彩訊號為一個包含多個圖元的色彩矩陣，每個矩陣點(即每個圖元)透過不同的顏色來表示不同的通訊資訊。每個矩陣點的顏色都是透過在色座標中按照疊加分碼進行色彩強度疊加得到的。

具體編碼過程如下(參閱圖2所示)：

首先確定對該通訊資訊編碼要使用的色座標(步驟S202)。色彩空間有不同的座標描述方式，現在常用的色座標有XYZ、RGB、LUV等，有了色座標，可以在色度圖上確定一個點，這個點精確表示出一種顏色。在本實施方式中，選擇RGB(紅綠藍)色座標(參閱圖3所示)為例進行說明。在RGB色座標中，每種顏色都可用三個變數來表示：紅色的強度(即R座標值)、綠色的強度(即G座標值)以及藍色的強度(即B座標值)。

依據RGB色座標來進行編碼得到的色彩訊號，只使用紅、綠、藍三種顏色，在每一圖元中使它們按照不同的比例(色彩強度)混合，呈現出不同的顏色。參閱圖4所示，是一種簡單的RGB三色混合的色彩訊號示意圖。其中紅、綠、藍三色均只有0和150兩種色彩強度，這三種顏色在每一圖元中分別以其中任一種色彩強度進行混合。

然後確定對該通訊資訊編碼要使用的疊加分碼(步驟S204)。所述疊加分碼是一組可拆解識別的數字集合，其中任意子集合的數字總和不等於集合中的任一個數字，且任意兩個子集合的總和不相等。例如{1,2,4,8,16,32,…}，{1,3,5,7,17,34,…}等。從一組疊加分碼{n(i)}的i個數字中任意選取y個(其中0≦y≦i)，即可組成一個強度編碼。而強度編碼中的所有數字相加，得到的數值可以用來表示色座標中的一個座標值。在本實施方式中，疊加分碼中的每一個數字對應數位化編碼的一個二進位位元，例如疊加分碼{1,2,4,8}中的四個數字1、2、4、8分別對應數位化編碼1111的四個二進位位元。因此，由y個疊加分碼組成的強度編碼即可對應一個數位化編碼，表達一種通訊資訊。

根據該通訊資訊的數位化編碼，為色彩訊號每一圖元的各個座標(R座標、G座標、B座標)選取相應的疊加分碼，組成各個座標的強度編碼(步驟S206)。例如，從疊加分碼{1,2,4,8}中選取1、2、8三個數字，組成R座標的強度編碼{1,2,8}。

再對各個座標的強度編碼進行疊加，得到色彩訊號每一圖元的各個座標值(步驟S208)。參閱圖5所示，是對一個色彩訊號每一圖元的R座標的強度編碼進行疊加的示意圖。其中，第一圖元的R座標的強度編碼為{2,4,8,16}，疊加之後得到第一圖元的R座標值為2+4+8+16=30(即紅色強度為30)；第二圖元的R座標的強度編碼為{1,2,8}，疊加之後得到第二圖元的R座標值為1+2+8=11(即紅色強度為11)，依此類推。

最後根據每一圖元的座標值在色座標中表示的顏色，生成色彩訊號(步驟S210)。

再回到圖1，步驟S12，確定該色彩訊號對應的色座標與疊加分碼，即確定該色彩訊號是依據何種色座標及何組疊加分碼進行編碼得到的。例如，確定該色彩訊號對應的色座標為RGB色座標，疊加分碼為{1,2,4,8,16,32}。所述色座標及疊加分碼與色彩訊號的對應關係資訊可以預先儲存在接收方的資料庫或儲存器中，也可以隨該色彩訊號一起發送至接收方。

步驟S14，根據確定的色座標，利用過濾器20將接收到的色彩訊號進行座標分解，得到該色彩訊號每一圖元的座標值。例如，過濾器20分解出該色彩訊號的第一圖元的色座標為(R：G：B)=(11,62,19)。

步驟S16，根據確定的疊加分碼，將該色彩訊號每一圖元分解後的各個座標值進行解析，得到每個座標值對應的強度編碼。所述解析是對各個座標值進行強度編碼疊加的逆運算，即計算各個座標值分別是由何組強度編碼進行疊加得到的。例如，上述第一圖元的R座標值為11=1+2+8，是由疊加分碼中的1、2、8三個數字疊加所得，即R座標強度編碼為{1,2,8}；上述第一圖元的G座標值為62=2+4+8+16+32，是由疊加分碼中的2、4、8、16、32五個數字疊加所得，即G座標強度編碼為{2,4,8,16,32}；上述第一圖元的B座標值為19=1+2+16，是由疊加分碼中的1、2、16三個數字疊加所得，即B座標強度編碼為{1,2,16}。

步驟S18，將該色彩訊號每一圖元的各個座標的強度編碼進行數位化，得到對應的數位化編碼。例如，當疊加分碼為{n(i)}={1,2,4,8}時，強度編碼{ }對應的數位化編碼為0000，強度編碼{1}對應的數位化編碼為0001，強度編碼{2}對應的數位化編碼為0010，強度編碼{1,2}對應的數位化編碼為0011，強度編碼{4}對應的數位化編碼為0100，強度編碼{1,4}對應的數位化編碼為0101，強度編碼{2,4}對應的數位化編碼為0110，強度編碼{1,2,4}對應的數位化編碼為0111，強度編碼{8}對應的數位化編碼為1000，強度編碼{1,8}對應的數位化編碼為1001，強度編碼{2,8}對應的數位化編碼為1010，強度編碼{1,2,8}對應的數位化編碼為1011，強度編碼{4,8}對應的數位化編碼為1100，強度編碼{1,4,8}對應的數位化編碼為1101，強度編碼{2,4,8}對應的數位化編碼為1110，強度編碼{1,2,4,8}對應的數位化編碼為1111。

步驟S20，根據得到的數位化編碼，在顯示器30中顯示該色彩訊號表達的通訊資訊。

參閱圖6所示，是圖1的另一種表現方式。色彩訊號100被感測器10接收(步驟S10)後，確定該色彩訊號100對應的色座標102和疊加分碼110(步驟S12)。根據色座標102，利用過濾器20將色彩訊號100進行座標分解(步驟S14)，得到色彩訊號100每一圖元的R座標值104、G座標值106及B座標值108。根據疊加分碼110，將每一圖元分解後的R座標值104、G座標值106及B座標值108分別進行解析(步驟S16)，得到對應的強度編碼112、114、116。對強度編碼112、114、116分別進行數位化(步驟S18)，得到數位化編碼118、120、122。數位化編碼118、120、122合在一起表達了該圖元包含的通訊資訊124。最後將色彩訊號100每一圖元解碼後的通訊資訊124在顯示器30中進行顯示(步驟S20)。

由上述內容可見，一個色彩訊號包含的資訊量可以達到(I^M)^K種，其中I=sum(C(i,y),y=0~i))，i為疊加分碼中碼的總個數，M為色座標的座標個數(例如RGB色座標為3個)，K為色彩訊號的矩陣點數(即圖元的個數)。而如果是每個矩陣點都只能是0或1的數位化訊號，包含的資訊量只能達到2^K種。因此，經過色彩疊加編碼的通訊訊號，可以大大增加包含的資訊量。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

S10‧‧‧利用感測器接收一個色彩訊號

S12‧‧‧確定該色彩訊號對應的色座標與疊加分碼

Claims

一種色彩疊加編解碼方法，該方法包括步驟：接收一個色彩訊號；確定該色彩訊號對應的色座標與疊加分碼，該疊加分碼是一組預設的可拆解識別的數字集合，其中任意子集合的數字總和不等於集合中的任一個數字，且任意兩個子集合的總和不相等；根據確定的色座標，將接收到的色彩訊號進行座標分解，得到該色彩訊號每一圖元的座標值；根據確定的疊加分碼，將該色彩訊號的各個座標值進行解析，得到每個座標值對應的強度編碼；及將各個強度編碼進行數位化，得到對應的數位化編碼。
如申請專利範圍第1項所述之色彩疊加編解碼方法，其中，該方法還包括步驟：根據得到的數位化編碼顯示該色彩訊號表達的通訊資訊。
如申請專利範圍第1項所述之色彩疊加編解碼方法，其中，所述色彩訊號為一個包含多個圖元的色彩矩陣，每個圖元透過不同的顏色來表示不同的通訊資訊。
如申請專利範圍第1項所述之色彩疊加編解碼方法，其中，所述接收到的色彩訊號是將要表達的通訊資訊依據所述色座標及疊加分碼進行編碼得到的。
如申請專利範圍第4項所述之色彩疊加編解碼方法，其中，所述色彩訊號的編碼過程包括：確定對通訊資訊編碼要使用的色座標；確定對通訊資訊編碼要使用的疊加分碼；根據該通訊資訊的數位化編碼，為色彩訊號每一圖元的各個座標選取相應的疊加分碼，組成各個座標的強度編碼；對各個座標的強度編碼進行疊加，得到色彩訊號每一圖元的各個座標值；及根據每一圖元的座標值在色座標中表示的顏色，生成色彩訊號。
如申請專利範圍第5項所述之色彩疊加編解碼方法，其中，疊加分碼中的每一個數字對應數位化編碼的一個二進位位元，從一組疊加分碼的i個數字中任意選取y個，其中0≦y≦i，組成一個強度編碼，強度編碼中的所有數字相疊加，得到的數值表示色座標中的一個座標值。
一種色彩疊加編碼方法，該方法包括步驟：確定對通訊資訊進行編碼要使用的色座標；確定對通訊資訊進行編碼要使用的疊加分碼，該疊加分碼是一組預設的可拆解識別的數字集合，其中任意子集合的數字總和不等於集合中的任一個數字，且任意兩個子集合的總和不相等；根據該通訊資訊的數位化編碼，為色彩訊號每一圖元的各個座標選取相應的疊加分碼，組成各個座標的強度編碼；對各個座標的強度編碼進行疊加，得到色彩訊號每一圖元的各個座標值；及根據每一圖元的座標值在色座標中表示的顏色，生成色彩訊號。
如申請專利範圍第7項所述之色彩疊加編碼方法，其中，疊加分碼中的每一個數字對應數位化編碼的一個二進位位元，從一組疊加分碼的i個數字中任意選取y個，其中0≦y≦i，組成一個強度編碼，強度編碼中的所有數字相疊加，得到的數值表示色座標中的一個座標值。