TWI607383B

TWI607383B - Method for optically recognizing target's immediate response to improve recognition rate

Info

Publication number: TWI607383B
Application number: TW103109346A
Authority: TW
Inventors: Jian Yin Ye
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2017-12-01
Also published as: TW201535270A

Description

用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法

本發明係關於一種用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，特別是指一種能夠依據光學識別目標物所處環境來修正影像之即時反應改善識別率的方法，讓光學識別之成功率提昇與時間縮短。

現今條碼技術廣為應用於各式商品包裝，物流，資料交換的層面，以目前常見的條碼來說，現今常見的條碼有歐洲商品條碼EAN(國際性的商品條碼系統)、Code39碼(可以顯示43個字符)、UPC碼(美國統一代碼，主要用於美國、加拿大地區)、Code128碼(可以顯示128個ASCII字元)、Codabar碼(大多用於醫療和圖書領域的條碼)、Interleaved 2of 5(只能表示數字，用於商品包裝，倉庫以及工業中)及QR CODE，其中QR CODE是現行條碼中採用最多的條碼系統，主要應用在於資料的傳輸，傳輸地址，電話等等，或是提供網址內容的快速連結，條碼內容記載這些資訊，讓使用者快速連結網頁或是電話快速撥號，現在更有許多企業使用QR CODE，做為身分識別之用；而條碼技術與現今科技結合，不外乎是智慧型手機與條碼的結合使用，主要是因現今智慧型手機大多能夠顯示或讀取條碼，故非常方便使用者的應用，但現今有一很大問題是，光學識別在不同的環境下會有不同的成功率與識別時間。例如：黑暗中會因環境光線參數(如：光的色彩、光的色溫、光的彩度、光的明度、光的亮度或光的對比)造成光學識別無法立即計算出物件邊緣，又例如在有色光下會因為色彩、色溫、彩度、明度之偏差到導致光學識別在計算上出現困難，故若無法克服上述情況，將使得識別成功率會下降，而識別時間會增加，如此將是一非常嚴重的現象急需解決。

因此，為了克服上述問題，由於條碼或文字之識別成功率和清晰度有關，而清晰度又和光的色彩、光的色溫、光的彩度、光的明度、光的亮度或光的對比有關，故若能夠利用色彩、色溫、彩度、明度、亮度或對比之互補或修正達成清晰度提升，並在不同的光線環境中光學識別目標物會自動的修正其所顯示之影像，讓光學識別裝置更易於光學識別，如此應為一最佳解決方案。

本發明即在於提供一種用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，係能夠利用光的色彩、色溫、彩度、明度、亮度或對比之互補或修正達成清晰度提升，並在不同的環境光線參數(光的色彩參數、光的色溫參數、光的彩度參數、光的明度參數、光的亮度參數或光的對比參數)中，光學識別目標物會自動的修正其所顯示之影像，讓光學識別裝置更易於光學識別。

可達成上述用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其步驟為：1.於黑暗或不利於光學識別之燈光環境下，將一具有識別鏡頭之光學識別裝置設置於一具有感測器及顯示面板之智慧型行動裝置能夠識別的位置，再由該智慧型行動裝置之顯示面板上顯示光學識別目標物；2.智慧型行動裝置自動藉由感測器進行環境光線參數收集，並將收集所有之點的環境光線參數轉換為彩色圖像記錄格式；以及3.智慧型行動裝置使用彩色圖像記錄格式進行運算，並將運算結果用以改變該顯示面板所顯示之畫面呈現，使光學識別目標物能夠清晰顯示，以由該光學識別裝置能夠識別出顯示面板所顯示之光學識別目標物。

更具體的說，所述環境光線參數係為光的色彩參數、光的色溫參數、光的彩度參數、光的明度參數、光的亮度參數或光的對比參數。

更具體的說，所述彩色圖像記錄格式係為RGB或YUV，而該智慧型行動裝置藉由感測器進行環境光線參數收集後，能夠將所有之點的環境光線參數轉換為RGB個值或YUV個值。

更具體的說，所述智慧型行動裝置能夠將收集所有之點的RGB個值分別做平均計算，以取得RGB個別均值及RGB個別均值總合，並用以進行色彩調整運算。

更具體的說，所述色彩調整運算係將RGB個別均值總合與RGB個別均值相減，以得出RGB修正個值，並將色彩顯示於該智慧型行動裝置之顯示面板上，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。

更具體的說，更能夠將RGB修正個值設定為亮度值，以該亮度值為智慧型行動裝置之顯示面板的基本亮度，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。

更具體的說，所述智慧型行動裝置能夠將收集所有之點的RGB個值分別轉換為YUV個值後，再分別做平均計算，以取得YUV個別均值及YUV個別均值總合，並用以進行色彩調整運算。

更具體的說，所述色彩調整運算係將YUV個別均值總合與YUV個別均值相減，以得出YUV修正個值，並將色彩顯示於該智慧型行動裝置之顯示面板上，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。

更具體的說，更能夠將YUV修正個值設定為亮度值，以該亮度值為智慧型行動裝置之顯示面板的基本亮度，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。

更具體的說，所述智慧型行動裝置能夠將收集所有之點的YUV個值分別做平均計算，以取得YUV個別均值及YUV個別均值總合，並用以進行色彩調整運算。

更具體的說，所述智慧型行動裝置能夠將收集所有之點的YUV個值分別轉換為RGB個值後，再分別做平均計算，以取得RGB個別均值及RGB個別均值總合，並用以進行色彩調整運算。

更具體的說，所述智慧型行動裝置之感測器更能夠用以收集亮度值，並以該亮度值為智慧型行動裝置之顯示面板的基本亮度，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。

更具體的說，所述光學識別目標物係為條碼或文字。

〔本發明〕

1‧‧‧動態條碼認證系統

11‧‧‧識別鏡頭

2‧‧‧智慧型行動裝置

21‧‧‧感測器

22‧‧‧顯示面板

221‧‧‧光學識別目標物

23‧‧‧平均運算模組

24‧‧‧色彩調整運算色彩調整運算模組

25‧‧‧亮度調整運算模組

26‧‧‧彩色圖像記錄格式轉換模組

第1圖係本發明用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法之步驟流程圖；第2A圖係本發明用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法之光學識別裝置之實施例圖；第2B圖係本發明用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法之硬體應用實施例圖；以及第3圖係本發明用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法之硬體內部架構示意圖。

有關於本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

本發明之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，如第1圖所示，其步驟為：1.於黑暗或不利於光學識別之燈光環境下，將一具有識別鏡頭之光學識別裝置設置於一具有感測器及顯示面板之智慧型行動裝置能夠識別的位置，再由該智慧型行動裝置之顯示面板上顯示光學識別目標物101；2.智慧型行動裝置自動藉由感測器進行環境光線參數收集，並將收集所有之點的環境光線參數轉換為彩色圖像記錄格式102；以及3.智慧型行動裝置使用彩色圖像記錄格式進行運算，並將運算結果用以改變該顯示面板所顯示之畫面呈現，使光學識別目標物能夠清晰顯示，以由該光學識別裝置能夠識別出顯示面板所顯示之光學識別目標物103。

其中步驟101中提到的光學識別裝置1則如第2A圖所示，該光學識別裝置1上則具有一識別鏡頭11，而該智慧型行動裝置2則如第2B圖所示，除了具有感測器21及顯示面板22之外，如第3圖所示，該智慧型行動裝置2更具有平均運算模組23、色彩調整運算模組24、亮度調整運算模組25及彩色圖像記錄格式轉換模組26，因此當光學識別裝置1設置於該智慧型行動裝置2能夠識別的位置時，該智慧型行動裝置2之顯示面板22上會顯示光學識別目標物221。

其中經由色彩調整運算模組24之色彩的互補、修正計算，能夠使反相色彩顯示在顯示面板22上，例如綠色與紫色互為反相色，黃色與藍色互為反相色；而該亮度調整運算模組25進行色彩之亮度計算，由於色彩調整運算模組24於黑暗之中或是全白之中會產生出全白與全黑，使條碼(或文字)喪失清晰度，故以加入此計算方式，以利用智慧型行動裝置2之感測器21收集環境光線參數(光的色彩參數、光的色溫參數、光的彩度參數、光的明度參數、光的亮度參數或光的對比參數)後，能夠再透過該彩色圖像記錄格式轉換模組26將環境光線參數轉換為RGB個值或是YUV個值，而該彩色圖像記錄格式轉換模組26更能夠判斷該平均運算模組23能夠處理的彩色圖像記錄格式種類，該彩色圖像記錄格式轉換模組26能夠將RGB個值轉換為YUV個值或是將YUV個值轉換為RGB個值，並藉由該平均運算模組23運算出RGB修正個值或是將修正YUV個值，之後能夠再將RGB修正個值或是將修正YUV個值輸入該亮度調整運算模組25中，以修正YUV個值為一個亮度值，或是使用光學感應器直接或間接取得亮度值，之後以亮度值為顯示器之基本亮度。

本發明以光學識別目標物為條碼(本實施例所使用的條碼為二維條碼)且在智慧型行動裝置2上之顯示面板22舉例，原在一黑暗環境下因反差造成無法解析其邊緣，而本發明以光學識別目標物221依造環境進行影像修正，使光學識別裝置1得以完成條碼之解析工作；由於是處於黑暗或不利於光學識別之燈光環境下使用，因此該智慧型行動裝置2會藉由感測器21進行所處環境之環境光線參數收集，由於使用不同的感測器種類，所收集得到之數據會不同，再此以RGB及YUV進行說明，當收集所有之點為YUV時，能夠以下列三個公式轉換為RGB的格式進行下一步運算； (1)Y=(R * 0.299)+(G * 0.587)+(B * 0.114)；(2)U=(R * -0.169)+(G * -0.332)+(B * 0.500)+128；(3)V=(R * 0.500)+(G * -0.419)+(B * -0.0813)+128；而當收集所有之點為RGB時，亦能夠以下列三個公式轉換為YUV的格式進行下一步運算；(1)aveR=(ΣR1+R2+R3...)/length；(2)aveG=(ΣG1+G2+G3...)/length；(3)aveB=(ΣB1+B2+B3...)/length；由於接下來運算RGB與YUV的方式相同，故僅以RGB(三原色光模式)為例進行說明，當收集所有之點或轉換為RGB後，再由該平均運算模組23分別做平均計算，由於是收集一定範圍中的R個值(R1、R2、R3...)、G個值(G1、G2、G3...)、B個值(B1、B2、B3...)進行運算，因此length為所取範圍中的寬度乘以高度，其公式如下：(1)R=Y+(1.4075 *(V-128))；(2)G=Y-(0.3455 *(U-128)-(0.7169 *(V-128))；(3)B=Y+(1.7790 *(U-128)；而當RGB個別均值總合算出來後，該平均運算模組23能夠再進行總合運算，其RGB個別均值總合aveRGB=(aveR+aveG+aveB)/wp，其中wp為弱化參數(weakening parameters)，用以減低反應，一般情況下wp為1.7即有不錯之效果，但wp為弱化參數亦有可能為1(或是其他數值)、或是不除以弱化參數，直接將RGB個別均值加總亦可。而綜合上述，能夠將RGB個別均值總合的公式簡化公式為：

而之後該色彩調整運算色彩調整運算模組24能夠將RGB個別均值總合與RGB個別均值相減，以得出色彩之RGB修正個值，其公式如下(由於個別均值總合aveRGB再運算時以除以wp，因此當與之RGB個別均值相減時，RGB個別均值必須再除以wp)：(1)fR=aveRGB-aveR/wp；(2)fG=aveRGB-aveG/wp；(3)fB=aveRGB-aveB/wp；而修正後RGB個值(fR、fG、fB)，如果其值大於255則取255，小於0則0，另外修正後RGB個值(fR、fG、fB)的公式能夠替換為：

而該亮度調整運算模組25能夠直接將RGB修正個值(fR、fG、fB)直接設定為亮度值，以該亮度值為智慧型行動裝置1之顯示面板22的基本亮度。

本發明所提供之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，與其他習用技術相互比較時，其優點如下：1.本發明能夠利用環境光線參數(光的色彩、光的色溫、光的彩度、光的明度、光的亮度、光的對比)之互補或修正達成清晰度提升，並在不同的光線環境中光學識別目標物會自動的修正其所顯示之影像，讓光學識別裝置更易於光學識別。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

Claims

一種用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其步驟為：於黑暗或不利於光學識別之燈光環境下，將一具有識別鏡頭之光學識別裝置設置於一具有感測器及顯示面板之智慧型行動裝置能夠識別的位置，再由該智慧型行動裝置之顯示面板上顯示光學識別目標物；智慧型行動裝置自動藉由感測器進行環境光線參數收集，並將收集所有之點的環境光線參數轉換為彩色圖像記錄格式，其中環境光線參數係為光的色彩參數、光的色溫參數、光的彩度參數、光的明度參數、光的亮度參數或光的對比參數；以及智慧型行動裝置使用彩色圖像記錄格式進行運算，並將運算結果用以改變該顯示面板所顯示之畫面呈現，使光學識別目標物能夠清晰顯示，以由該光學識別裝置能夠識別出顯示面板所顯示之光學識別目標物；其中彩色圖像記錄格式係為RGB或YUV，而該智慧型行動裝置藉由感測器進行環境光線參數收集後，能夠將所有之點的環境光線參數轉換為RGB個值或YUV個值，而該智慧型行動裝置能夠將收集所有之點的RGB個值分別做平均計算，以取得RGB個別均值及RGB個別均值總合，並用以進行色彩調整運算，而色彩調整運算係將RGB個別均值總合與RGB個別均值相減，以得出RGB修正個值，並將色彩顯示於該智慧型行動裝置之顯示面板上，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。
如申請專利範圍第1項所述之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其中更能夠將RGB修正個值設定為亮度值，以該亮度值為智慧型行動裝置之顯示面板的基本亮度，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。
如申請專利範圍第1項所述之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其中智慧型行動裝置能夠將收集所有之點的RGB個值分別轉換為YUV個值後，再分別做平均計算，以取得YUV個別均值及YUV個別均值總合，並用以進行色彩調整運算。
如申請專利範圍第3項所述之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其中色彩調整運算係將YUV個別均值總合與YUV個別均值相減，以得出YUV修正個值，並將色彩顯示於該智慧型行動裝置之顯示面板上，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。
如申請專利範圍第4項所述之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其中更能夠將YUV修正個值設定為亮度值，以該亮度值為智慧型行動裝置之顯示面板的基本亮度，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。
如申請專利範圍第1項所述之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其中智慧型行動裝置能夠將收集所有之點的YUV個值分別做平均計算，以取得YUV個別均值及YUV個別均值總合，並用以進行色彩調整運算。
如申請專利範圍第6項所述之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其中色彩調整運算係將YUV個別均值總合與YUV個別均值相減，以得出YUV修正個值，並將色彩顯示於該智慧型行動裝置之顯示面板上，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。
如申請專利範圍第7項所述之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其中更能夠將YUV修正個值設定為亮度值，以該亮度值為智慧型行動裝置之顯示面板的基本亮度，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。
如申請專利範圍第1項所述之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其中智慧型行動裝置能夠將收集所有之點的YUV個值分別轉換為RGB個值後，再分別做平均計算，以取得RGB個別均值及RGB個別均值總合，並用以進行色彩調整運算。
如申請專利範圍第9項所述之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其中色彩調整運算係將RGB個別均值總合與RGB個別均值相減，以得出RGB修正個值，並將色彩顯示於該智慧型行動裝置之顯示面板上，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。
如申請專利範圍第10項所述之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其中更能夠將RGB修正個值設定為亮度值，以該亮度值為智慧型行動裝置之顯示面板的基本亮度，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。
如申請專利範圍第1項所述之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其中智慧型行動裝置之感測器更能夠用以收集亮度值，並以該亮度值為智慧型行動裝置之顯示面板的基本亮度，以使光學識別目標物能夠清晰顯示出來。
如申請專利範圍第1項所述之用於光學識別目標物之即時反應改善識別率的方法，其中光學識別目標物係為條碼或文字。