專利名稱：編碼高密度幾何符號集的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及在識別和交易介質(zhì)中的符號編碼領域，尤其涉及在彩色或灰度級空間中使用幾何符號集對條形碼或其它符號集進行編碼的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
普遍的條形碼和其它編碼技術(shù)，比如在零售產(chǎn)品、駕照和其它商用或識別介質(zhì)上編碼的通用產(chǎn)品代碼(UPC)，依賴于為標簽和其它材料內(nèi)的某些位置和尺寸定義的預定符號集。然而，如圖1所示的傳統(tǒng)的UPC以及相關(guān)代碼在每平方英尺嵌入的比特方面沒有達到特別高的信息密度，它達到了每平方英尺100-300比特的數(shù)量級。這一方面是由于相當?shù)乇焕L的代碼或符號尺寸的長度和寬度。另一方面也由于編碼技術(shù)被限于黑白顏色圖案，在圖案中，各個比特的存在或缺乏由單個黑白記號或符號來表示。
盡管該編碼方案可以因為在色彩空間方面在編碼符號間的間隔是最大的而提高檢測健壯性，并且因為只需區(qū)分黑白元素而允許相對低成本或低分辨率的掃描儀的使用，然而在信息密度方面卻付出了代價。因此，簡單的黑白條形碼通常被證明對于需要更好的全面信息內(nèi)容的交易或識別應用程序而言是不足或不切實際的。例如，生物測定ID或醫(yī)療保險或信息卡可能需要諸如虹膜掃描、指紋圖像、簽名圖像、病例、DNA或其它信息等個人信息的編碼。在許多應用程序中，期望在將該信息壓印在相當緊致的塑料卡或紙卡或其它相對便宜的介質(zhì)上，而不是例如采取包含電子智能的智能卡這樣的昂貴得多的解決方案。駕照、護照或其它ID介質(zhì)可以同樣地需要相當大量的信息內(nèi)容，包括例如彩色數(shù)字臉部照片。
由于如激光打印機這樣的打印設備和如手持掃描儀這樣的檢測設備的像素分辨率提高了，擴大可表達條形碼和其它符號代碼的符號集和色彩空間兩者的可能性也相應地提高了。打印設備和掃描或輸入設備已經(jīng)特別地有用，這些設備能夠在光學上近距離接觸，或者以8位色深分辨率(256灰度級或彩色)、24、32、48或更大的位深度進行掃描。擴大了的色彩空間結(jié)合更精細的空間分辨率為介質(zhì)上更大的信息密度創(chuàng)造了潛力。
但是，例如，使用正方形或塊符號以每像素32比特、每英寸20行對駕照或身份證進行編碼可能仍然在讀介質(zhì)及其符號時導致由于褪色紙張、像素化、旋轉(zhuǎn)或其它失調(diào)或其它問題引起的掃描錯誤。因而，盡管與單行兩色編碼相比，信息密度可能會有增加，但是，在使用以正方形或塊符號集編碼的灰度級或彩色時，準確度或最終密度可能仍然是受損害或比較受限制的。存在條形碼和其它編碼技術(shù)中的其它問題。

發(fā)明內(nèi)容
克服本領域中這些和其它問題的本發(fā)明一方面涉及到用于對高密度幾何符號集進行編碼的系統(tǒng)和方法，在該方法中，使用一種密度相當大的壓縮符號模式來提供三角形或其它幾何條形碼格式，該模式在方面能達到至少三倍于比如PDF417/Datamatrix等工業(yè)標準單行條形碼格式。根據(jù)本發(fā)明的一方面的實施例，所編碼的符號集可包括內(nèi)置的錯誤檢測或糾正性能，該性能能夠在各種情況下達到每平方英寸至少超過1100字節(jié)或3300符號，即使在常規(guī)的彩色噴墨打印機上打印時也是如此。根據(jù)本發(fā)明的一方面的實施例，三角形或其它幾何符號集可以嵌有擔當相鄰符號間的分隔的空白，從而提高的檢測準確度。根據(jù)本發(fā)明另一方面的實施例，所編碼的符號集可以8、24、32、48或其它位深度用灰度級或色調(diào)來表達，這取決于應用。


本專利或申請文件包含至少一張用彩色制成的圖。附帶彩色附圖的該專利申請公開文件的副本將在請求和支付必要的費用以后由專利局提供。本發(fā)明參考附圖來詳細描述，附圖中圖1根據(jù)已知技術(shù)示出了通用產(chǎn)品代碼。
圖2根據(jù)本發(fā)明的實施例示出了用于以高密度編碼數(shù)據(jù)的幾何符號集。
圖3根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了包含空白分隔符的幾何符號集的一個方面。
圖4根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了某個旋轉(zhuǎn)和縮放操作。
圖5示出了可在某一圖像捕捉操作中出現(xiàn)的圖形失真效果。
圖6示出了可在某一圖像捕捉操作中出現(xiàn)的圖形失真和像素化效果。
圖7示出了可在某一圖像捕捉操作中出現(xiàn)的圖形失真和色彩混合效果。
圖8示出了在另一方面可在的某一圖像捕捉操作中出現(xiàn)的圖形失真和色彩混合效果。
圖9根據(jù)包含三角符號集的本發(fā)明的實施例，示出了可在某一圖像捕捉操作中出現(xiàn)的圖形失真效果。
圖10根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了包含參考調(diào)色板的幾何符號集。
圖11根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了包含糾錯編碼的數(shù)據(jù)編碼。
圖12根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了色彩空間中的數(shù)據(jù)編碼表示。
圖13根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了介質(zhì)中的數(shù)據(jù)編碼和某些解碼處理。
圖14根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了包含某個居中處理的幾何符號的圖像捕捉操作。
圖15根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出了可以用在某一符號分隔和解碼處理中使用的公式。
圖16根據(jù)本發(fā)明另一方面的實施例，示出了色彩空間中的數(shù)據(jù)編碼表示。
圖17根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，示出了某些符號解碼操作。
圖18根據(jù)本發(fā)明的實施例，闡明了包含照明補償?shù)哪承┓柦獯a操作。
具體實施例方式
圖2根據(jù)本發(fā)明一方面的實施例示出了一種已編碼的高密度符號集102。根據(jù)本實施例，符號集102中的每個符號可以由有色幾何圖形來表示，比如三角形或其它圖形。每個符號可以由灰度級或彩色來表示或編碼，比如2位(四色)、3位(8色)、4位(16色)、8位(256色)、24位(1670萬色)、32位(1670萬色加阿爾法通道，或其它顏色)、48位或其它色深或顏色密度。創(chuàng)建和解碼灰度級和彩色代碼的問題和過程在一方面可以是相似的。為了闡明，在實施例中，符號集102的顏色表示或格式可以被概括地描述。
根據(jù)本發(fā)明一方面的實施例，符號集102內(nèi)的每個單獨符號可以是或包括彩色或灰度級三角形或其它幾何形狀，或明顯與其鄰居隔開的對象。根據(jù)本發(fā)明另一方面的具體實施例，如圖所示，在條形碼的末端，會呈現(xiàn)一個顯示正在表示的顏色的已知參考范圍的參考調(diào)色板104。
圖3示出了圖2所示的符號集102的一部分的放大視圖，包含三角符號106和那些符號間的空白108。例如，該符號集102可以用高保真計算機圖像捕捉設備來掃描，比如平板掃描儀、名片掃描儀、基于CCD的攝像機或其它近距離接觸或其它掃描或輸入設備。為了描述根據(jù)本發(fā)明的符號體系和相關(guān)編碼問題的的某些特征，提出了計算機圖像捕捉及計算機圖形和色彩理論的簡明概述或摘要說明。
計算機圖像捕捉設備本質(zhì)上捕捉真實世界圖片或場景的電子或光學印象，并且把它轉(zhuǎn)化成計算機和其它數(shù)字設備能夠處理的二進制形式。圖像或位圖的不同類型的數(shù)字表示在計算機內(nèi)部是已知的。比如數(shù)碼照相機等計算機捕捉設備包含電子傳感器，該傳感器能夠拍攝通過鏡頭觀看的光學圖像，并把它轉(zhuǎn)化成已知的數(shù)字表示。圖像可以被分解成小的單獨圖像方塊或稱為像素的其它元素，該元素具有指示像素顏色信息或表示的值。一般而言，給定場景的像素數(shù)量越多，在表達為位圖時圖像的清晰度和真實世界表示就越好。比如，在24位深的位圖中的彩色像素可以表示成紅0-255、綠0-255和藍0-255的范圍。然后，當為人眼所觀看時，該RGB三元組能被呈現(xiàn)到能產(chǎn)生人眼所觀看時的原始顏色的顯示或打印設備。例如，以數(shù)字形式編碼的圖像可以用傳統(tǒng)的文件格式存儲，比如聯(lián)合圖像專家組(JPG)、標簽圖像文件格式(TIFF)、位圖(BMP)、可交換的圖像格式(GIF)、可移植的網(wǎng)絡圖像(PNG)或其它格式或文件。
一旦圖像的位圖表示被捕捉或者接收，計算機圖形應用程序或其它程序一般可以用某一形式處理該圖像以操作已捕捉的信息。在本發(fā)明的實施例的情況下，條形碼或其它編碼算法可以旋轉(zhuǎn)已捕捉的圖像，并按照需要將其比例縮放到已知的工作尺寸。這允許對三角符號106的精確檢查和解碼。圖4示出了這些步驟，這導致了經(jīng)比例縮放的圖像110。
類似于數(shù)字轉(zhuǎn)化和計算機圖像操作這樣的持久人工因素，比如旋轉(zhuǎn)或比例縮放，一般被稱為圖形失真。“圖形失真”指的是描述當模擬信息被轉(zhuǎn)化成數(shù)字域并在其中表示時的效果的術(shù)語。圖5示出了這種類型的效果。左邊顯示了一條手畫的線，右邊是當在計算機上捕捉和表示時的線。線的數(shù)字轉(zhuǎn)化將模擬線映射到網(wǎng)格，這本質(zhì)上填充了線條所通過的任何網(wǎng)格方塊。方塊/像素不是被占據(jù)(黑)就是空著(白)。不存在半填充。
為了更好地在計算機內(nèi)部表示圖像，能應用一種稱作反圖形失真的數(shù)學技術(shù)，以消除近似線的鋸齒狀外形和其它失真。反失圖形真技術(shù)通常通過用在兩個相鄰顏色之間的顏色來填充相鄰的網(wǎng)格方塊/像素來試圖平滑曲線。圖6示出了色彩混合如何平滑線或其它對象的。圖像操作技術(shù)，比如旋轉(zhuǎn)、比例縮放和其它可以利用反圖形失真來有效地變換圖像，使得它能夠盡可能接近地表示變換前的原圖，而不是表現(xiàn)粗糙且鋸齒狀的線、邊和其它特征。
根據(jù)本發(fā)明一方面的實施例，一般而言，作為符號集102中的基本幾何對象的候選者的三角形，當應用于條形碼或其它格式時具有某些有利性質(zhì)。首先，當與正方形符號比較時它們占據(jù)較小的物理空間，這是由于三角形作為對象具有斜邊。其次，三角形比較不易有反圖形失真的效果(掃描或其它輸入系統(tǒng)和后續(xù)的圖像處理將引入該效果)，這是由于它們只呈現(xiàn)3條直線邊，而塊形狀的正方形有4條邊。通過在符號間添加空白108，這些實施例中的反圖形失真效果可被進一步減少。與其它方法相比，這產(chǎn)生了更接近于原始圖像的更準確的顏色采樣。
圖7示出了方塊條形碼單元如何被反圖形失真處理影響的放大了的視圖。如可見到的，中心洋紅色的單元被其鄰居影響，并且其總體顏色由于圖形失真效果而偏離了其真實顏色。與此相反，圖8示出了色彩混合的效果通?？梢酝ㄟ^在條形碼符號間添加或插入空白來減少。如可見到的，單元更真實于原始顏色。然而，向方塊條形碼符號集添加空白分隔符占據(jù)了更大量的表面區(qū)域或物理空間。再次，空間保存和增長的密度對生物測定ID和其它信息相當豐富的應用程序來說是重要的。
圖9根據(jù)本發(fā)明的實施例示出了與空白的添加相結(jié)合的三角條形碼符號體系。在所示的實施例中，空白108的外觀不像在圖8中那樣明確。例如，圖9中的樣例是從每平方英尺8300個符號的分辨率的掃描儀中獲取的，使得三角形的實際外形變淡了，但是數(shù)據(jù)值的采樣是準確的。在此類實施例中，圖9右邊的圖像畫出了符號集102中三角符號的邏輯位置的輪廓。
根據(jù)本發(fā)明的其它實施例，可以提供參考調(diào)色板104給符號集102，該調(diào)色板包含用來表示或著色符號集102中的符號的獨特顏色集。來自不同制造商和不同技術(shù)的打印機，比如噴墨、彩色激光或熱升華，以不同的色調(diào)來產(chǎn)生紙張輸出，該色調(diào)可能偏離以數(shù)字形式發(fā)送給打印機的顏色值。而且，紙張或其它打印的或其它介質(zhì)可能老化且改變色調(diào)、尺寸、外形、細紋，或者變形或失真。用來在介質(zhì)上壓印符號的墨水、蠟、染料或其它原料同樣可以隨著時間的流失而褪色、吸收濕氣、涂污或改變或被更改。由于這些和其它效果和人為因素，獲得符號集102的掃描中采樣的顏色與絕對數(shù)字或參考調(diào)色板或顏色之間的精確比較是不可靠的。
然而在實施例中，例如像圖10所示的那樣，符號集102的結(jié)構(gòu)內(nèi)的參考調(diào)色板104的添加可以提供一組自包含且允許校準或參考點的物理參考顏色，使得符號集102的掃描和比較可以產(chǎn)生高度準確的結(jié)果。參考調(diào)色板104在一方面可以允許掃描或采樣的符號顏色和一組參考顏色之間的比較，使得例如色彩糾正可以執(zhí)行。萬一出現(xiàn)在物理ID或介質(zhì)上的顏色調(diào)色板損壞或被改變的情況，條形碼或其它讀取智能例如可以對于當對先前讀取的條形碼調(diào)色板顏色的歷史求平均值時可能會是什么做出教學評估，或執(zhí)行其它統(tǒng)計或其它色彩糾正。符號集102中的RGB或其它符號值因此可被調(diào)整，以反映與參考調(diào)色板104的偏離或與其保持一致，或者以其它方式來處理。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的實施例，本發(fā)明的符號集102可以使用糾錯技術(shù)來解決介質(zhì)故障，這是由于如紙張污點、由于來自掃描技術(shù)的虛假人為因素而發(fā)生的解碼誤譯、顏色參考失配或其它錯誤或不準確源而發(fā)生的。在各實施里中的糾錯技術(shù)的應用可以是合乎需要的，因為在其它因素中，符號集102的高密度變體中的色彩檢測容限可以相當嚴格。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，符號集102的解碼過程可以使用檢錯或糾錯算法，比如Reed-Solomon糾錯碼結(jié)合Berlekamp解碼方法。其它檢錯、糾錯或補償技術(shù)也可同樣被使用。
在Reed-Solomon實現(xiàn)中，該類代碼在1960年由M.I.T的工作人員Irvine Reed和Gustave Solomon開發(fā)，他們的創(chuàng)造性文章是Ploynomial Codes over CertainFinite Fields(在特定有限域上的多項式代碼)，該出版物通過引用合并于此。來自加州大學伯克利分校的Elwyn Berlekamp設計了一種用于該類代碼的有效解碼算法，該算法在不同的實現(xiàn)中形成了諸如硬盤驅(qū)動器、光盤和其它電信和其它協(xié)議等技術(shù)中當今的糾錯的基礎。Reed-Solomon實現(xiàn)的一般方法是編碼n位符號塊，其中在塊中編碼的符號數(shù)量是m＝2n-1，例如，一個在8位符號上操作的塊有255個字節(jié)。對于其中e＜m的每一給定塊，可做出可變數(shù)量的糾錯。為了編碼比塊中字節(jié)數(shù)量更多的數(shù)據(jù)，可使用多個符號。每個符號內(nèi)的數(shù)據(jù)可以被編碼為有限域上標繪的多項式中的一點。多項式的系數(shù)形成了塊中的數(shù)據(jù)。標繪超定(over-determine)了系數(shù)，這系數(shù)可以從標繪的點恢復。以此方法，Reed-Solomon代碼能夠通過恢復繪制原始曲線的多項式的系數(shù)來橋接數(shù)據(jù)塊中一系列錯誤。根據(jù)本實施例，發(fā)明可以允許掃描實現(xiàn)來定義在每個Reed-Solomon塊中有多少錯誤能被糾正，并且定義了給定數(shù)量的數(shù)據(jù)中塊的組成，比如，選擇多個塊或者單個大塊。
在生成由符號集102表示的條形碼或其它數(shù)據(jù)表達的方面，根據(jù)本發(fā)明一方面的實施例，可執(zhí)行生成要存儲在符號集102中的數(shù)據(jù)的CRC(循環(huán)冗余碼檢驗)的初始步驟，使得隨后的掃描或驗證階段能夠確定封裝數(shù)據(jù)是否已經(jīng)被成功地解碼。CRC是一種已知的檢錯方案，該方案使用從多項式和源數(shù)據(jù)生成的奇偶位，并把這些位附加到原始數(shù)據(jù)本身?？梢酝ㄟ^用要附加CRC奇偶位的預計算的值來重新計算所接收的數(shù)據(jù)上的CRC奇偶位，來完成CRC的驗證。如果在存儲的值和重新計算的值之間有差異，則可假定數(shù)據(jù)被破壞。
作為第二編碼步驟，可以按照符號數(shù)、寬度、高度或其它量綱來確定條形碼或其它符號集102的物理維度。在實施例中，建立一個固定的寬度或高度，并可計算剩余的可變維度。維度可基于所使用的顏色的數(shù)目(每個編碼的符號上的可表示的比特數(shù))、連同CRC值存儲的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)、用數(shù)據(jù)的已知大小計算的附加Reed-Solomon冗余度開銷、加上任何參考調(diào)色板104可占有的符號數(shù)來確定。然后可確定可變維度中的行列數(shù)。如果固定維度中出現(xiàn)非整數(shù)大小的符號，則可以通過改變來自所使用的調(diào)色板中的顏色來填充差異。僅為了形象化目的，圖11根據(jù)本發(fā)明的實施例示出了這是如何在物理上布局的。
下一步是用其存儲在條形碼或其它符號集102中的附加CRC值，結(jié)合色彩空間或調(diào)色板和額外空間填充的符號的數(shù)字值來進行Reed-Solomon編碼。假如計算力即使在諸如個人數(shù)字助理等典型設備上也一般是可用的，那通常將很可能使用一個大Reed-Solomon塊來編碼，而不是必須編碼多個塊。然而，在一方面，塊編碼選擇可以留給實現(xiàn)。
在檢測或糾錯處理之后，編碼二進制數(shù)據(jù)然后可以被分解成顏色值，調(diào)色板可通過基于條形碼單元的顏色集能夠表示的比特數(shù)生成顏色來表示該顏色值。二進制數(shù)據(jù)可以被分割成這一數(shù)量的比特的塊，并且為每個分割的塊生成一顏色值。圖12根據(jù)本發(fā)明一方面的實施例，示出了這一分割和顏色分配過程。之后，為了產(chǎn)生符號集102的位圖或其它已編碼的輸出，生成的顏色可以在預定的條形碼維度中裝配。包含或表達符號集102的條形碼或其它圖像然后可以被呈現(xiàn)或輸出到例如彩色打印機，或以包含其它打印信息的圖像或介質(zhì)來具體化。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的實施例，掃描、讀取和解碼符號集102的相應處理可以包含捕捉符號集102的物理圖像的第一步。掃描或其它輸入可以用各種方法來實現(xiàn)，比如通過經(jīng)由計算機平板掃描儀、名片讀卡機掃描儀、數(shù)碼相機、攝像機、網(wǎng)絡攝像頭或其它輸入設備的圖像捕捉。捕捉設備可以被配置成以彩色或灰度級來捕捉，這取決于條形碼或其它符號集102的格式，以及形成圖像的每英寸上的點(或像素)的數(shù)量。
一般而言，捕捉設備可能需要至少捕捉當生成為位圖形式時表示圖像的每英尺上的像素數(shù)目。例如，以38個三角形寬度，每7個像素寬度有一個空白像素的條形碼的形式來表達的符號集102，形成了條寬304的條形碼，在呈遞給打印機時，該條形碼形成了一個大約一英寸寬的條形碼。在這一說明性情況中，掃描過程可能需要能夠?qū)⒂⒊邔挼膮^(qū)域捕獲為大約300個像素。如果可使用較低密度的掃描，則將會得到與原始圖像相比的掃描的圖像的低圖像保真度，并且當處理和解碼條形碼或其它符號集102時將產(chǎn)生問題。
一旦符號集102的圖像，以及該實施例中伴隨符號集102的文檔或介質(zhì)的剩余部分被捕捉且存儲在計算機或其它存儲器或存儲中使得解碼處理能夠發(fā)生時，下一步是識別符號集102駐留在文檔或介質(zhì)上的何處。通常，現(xiàn)有的條形碼格式使用可由處理軟件識別的特定對齊/定位指南。根據(jù)本發(fā)明的實施例實現(xiàn)的符號代碼102是不可知指南的，假定這是一種高保真的條形碼格式，并且，基于附隨文檔的需要，嘗試一種特定對齊/定位指南可能在視覺上或?qū)嶋H上不合適。如圖13所示，可使用各種對齊/定位方法，包含但不限于，物理標記、文件位置細節(jié)、以及諸如小波分解等高級計算機視覺模式匹配技術(shù)。
在識別并在掃描的圖像中定位了符號代碼102之后，解碼過程可能需要符號集102本身的圖像能被正確地旋轉(zhuǎn)和比例縮放，使得每個三角形或其它幾何符號的顏色能夠被確定。通常，掃描過程將產(chǎn)生不是原始介質(zhì)的精確比例的圖像，并且在掃描儀內(nèi)文件的放置沒有精確地與水平面對齊。比例縮放和旋轉(zhuǎn)過程可以在給定所提取的條形碼圖像的四個角時使用例如三角學或機遇矢量的算數(shù)技術(shù)來直接執(zhí)行。
一旦符號集102最終比例縮放和旋轉(zhuǎn)被最終化，三角形或其它組成的幾何符號的采樣能夠以各種方式來完成。然而，發(fā)明者確定最精確的其中一種，或者通過嘗試沒有依賴或糾錯的不同方法來確定的最精確的方法是一種絕對位置單像素采樣，接著是與參考調(diào)色板104中的參考顏色值的顏色距離比較。圖14將條形碼的處理過的掃描的右下區(qū)示出為一個符號集102。采樣點由單個白色像素表示為采樣位置。注意在右下角的參考調(diào)色板。即使像素輕微偏離三角符號106或其它幾何符號的中心來采樣，也存在足夠的顏色信息，使得參考顏色能被有效地確定。
根據(jù)另一方面的實施例，下一個解碼階段是將條形碼單元的采樣的顏色值映射到參考調(diào)色板104，這樣就可以決定原始顏色，并基于每一個單元表示的位格式來重新生成數(shù)據(jù)字節(jié)。修改的歐幾里得距離函數(shù)可以將樣例顏色與參考調(diào)色板104中的每一種顏色進行比較。樣例顏色與調(diào)色板顏色之間的最小距離因此可以是單元或象素表示的實際顏色。假如位圖中象素顏色在各實施例中可以例如被表示為紅0-255、綠0-255、藍0-255]的范圍，而且該范圍不較佳地映射到顏色實際如何由人眼傳感器感知(一種公知的現(xiàn)象)，則可能需要做出加權(quán)的調(diào)整來反映或者彌補感知到的動態(tài)范圍中的這一變化?？紤]到人眼對于某一顏色范圍的強調(diào)，圖15示出了顏色距離測量的加權(quán)公式。如果參考調(diào)色板104被破壞，則解碼軟件可以基于歷史或者先前掃描的調(diào)色板顏色值填充間隙，這是一種被證明為在經(jīng)驗上可靠的技術(shù)。
從符號集102中讀出的顏色值重新組裝實際數(shù)據(jù)字節(jié)在一方面是代碼生成過程中的位分割的逆過程。每一個單元顏色的位模式值順序地重新生成數(shù)據(jù)字節(jié)。圖16示出了這一過程，其中將三個符號顏色值的組映射到字節(jié)。Reed-Solomon糾錯然后可以應用于所得的數(shù)據(jù)字節(jié)中，以自動檢測和替換任何掃描不佳或顏色匹配不佳的數(shù)據(jù)。CRC(循環(huán)冗余檢驗)奇偶值可以從條形碼或者符號集102的其它數(shù)據(jù)塊中提取，并可對剩下的數(shù)據(jù)重新計算新的CRC值。如果值不匹配，則條形碼或者其它符號集102可以被確定為嚴重破壞，或者掃描過程未能從掃描的文檔或介質(zhì)中完全正確地重新產(chǎn)生符號集102的圖像。然而，如果解碼符號集102的初始嘗試失敗，則在實施例中，可應用以下自適應技術(shù)來容納諸如校準不佳的掃描儀或破壞的條形碼等輸入困難。
至少有兩個因素可以指示應當是良好的或準確的條形碼掃描的解碼失敗，即對齊失敗和顏色匹配失敗。對齊失敗可由不良定位的條形碼或者來源于原始掃描的圖像的其它圖像引起，使得因此采樣位置并不直接在三角形或其它符號的中心。在這種情況下，可使用一種迭代方法來偏移條形碼或其它符號集102上的所有采樣點的原點，例如在8個磁羅盤點的每一個方向中偏移一個像素。圖17示出了單個三角符號上的這一糾正過程。白色像素是原始未對齊的樣點。E和S之間順時針方向的任一點都會對于符號集102的剩余部分產(chǎn)生良好的顏色樣值。
第二個潛在的因素是校準不良的掃描儀或者是錯誤地設置的光設置，諸如對比度和亮度。在這種情況下，符號集102的整個圖像可以進行亮度調(diào)整，例如通過改變圖像的加亮分量。加亮是一種已知的圖像操作技術(shù)，并且是加亮/中間影調(diào)/陰影處理或設置的函數(shù)。調(diào)整加亮分量至少有兩個有利的效果。首先，它可以調(diào)亮或者調(diào)暗原始圖像。其次，它往往改進了條形碼或者其它圖像上的色分離和顏色強度。這一過程通常可以產(chǎn)生大約兩種33或者其它值的加亮調(diào)整內(nèi)的正確結(jié)果，這是圖18所示的過程。用于糾正照明問題的其它技術(shù)也是可能的。
本發(fā)明的以上描述是說明性的，本領域的技術(shù)人員可以想到配置和實現(xiàn)中的修改。例如，雖然在嵌入或者打印在司機駕照、護照、生物測定號或其它交易或者識別介質(zhì)中的符號集102中編碼的數(shù)據(jù)的提取和處理方面概括地描述了本發(fā)明，但是在各實施例中，掃描或者獲得的圖像數(shù)據(jù)可以嵌入在其它介質(zhì)或者材料中，諸如CDROM、纖維或者紡織材料、模擬或者數(shù)字膠片或其它介質(zhì)、材料或者資源。此外，雖然本發(fā)明在各實例中被描述為涉及以條形碼類型的格式編碼三角符號106，但是在各實施例中，可以使用其它格式、布局或者結(jié)構(gòu)。
相似地，雖然本發(fā)明在各實施例中可以被描述為在給定介質(zhì)或者應用中使用單個符號集102，但是在各實施例中，一次在識別或者其它介質(zhì)中可以編碼一個以上符號集102，例如取決于介質(zhì)或者材料的物理區(qū)域或者由其分隔。被描述為單數(shù)的其它硬件、軟件或其它資源在各實施例中可以是分布式的，并且類似地在各實施例中，被描述為分布式的資源可以進行組合。因此，本發(fā)明的范圍旨在由所付權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于對符號集進行編碼的系統(tǒng)，包含一輸入接口，它接收將要在介質(zhì)中編碼的信息；以及一編碼引擎，所述編碼引擎與所述輸入接口通信來接收信息，且以介質(zhì)的色彩空間中的一幾何符號集來對該信息進行編碼。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信息包含識別信息、交易信息和醫(yī)療信息中的至少一個。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信息信息包含識別信息，并且所述識別信息包含面部圖像和生物測定信息中的至少一個。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述生物測定信息包含虹膜掃描、拇指指紋掃描、指紋掃描和DNA取樣表示中的至少一個。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述幾何符號集包含一組三角符號。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述介質(zhì)還包含一空白分隔符，所述空白分隔符位于所述幾何符號之間。
7.一種用于對符號集進行編碼的方法，包含接收將在介質(zhì)中編碼的信息；以及以介質(zhì)的顏色空間中的一幾何符號集對所述信息進行編碼。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述信息包含識別信息、交易信息和醫(yī)療信息中的至少一個。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述信息包含識別信息，并且所述識別信息包含面部圖像和生物測定信息中的至少一個。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述生物測定信息包含虹膜掃描、拇指指紋掃描、指紋掃描和DNA取樣表示中的至少一個。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述色彩空間包含一組灰度級值和一組彩色值中的至少一個。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述幾何符號集包含一組三角符號。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包含在所述幾何符號間插入空白分隔符。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述幾何符號集還包含一參考調(diào)色板。
15.一種編碼的幾何符號集，所述幾何符號集根據(jù)一種方法來對信息進行編碼，所述方法包含接收將在介質(zhì)中編碼的信息；以及以介質(zhì)的顏色空間中的一幾何符號集對所述信息進行編碼。
16.如權(quán)利要求15所述的編碼的幾何符號集，其特征在于，所述信息包含識別信息、交易信息和醫(yī)療信息中的至少一個。
17.如權(quán)利要求16所述的編碼的幾何符號集，其特征在于，所述信息包含識別信息，并且所述識別信息包含面部圖像和生物測定信息中的至少一個。
18.如權(quán)利要求17所述的編碼的幾何符號集，其特征在于，所述生物測定信息包含虹膜掃描、拇指指紋掃描、指紋掃描和DNA取樣表示中的任何一個。
19.如權(quán)利要求15所述的編碼的幾何符號集，其特征在于，所述色彩空間包含一組灰度級值和一組彩色值中的至少一個。
20.如權(quán)利要求15所述的編碼的幾何符號集，其特征在于，所述幾何符號集包含一組三角符號。
全文摘要
一種系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)提供了用于對高密度幾何符號集進行編碼的平臺，比如可以用來對駕照、生物測定ID、護照或其它交易或識別介質(zhì)的進行編碼的三角條形碼類型的編碼。根據(jù)本發(fā)明一方面的實施例，噴墨、激光或其它打印機或輸出設備可以用如在已定義數(shù)組中的三角形等幾何符號來壓印紙、塑料或其它介質(zhì)，來表示如姓名、地址或其它識別信息，比如數(shù)字臉部照片、虹膜或視網(wǎng)膜掃描、指紋、簽名或其它信息。幾何符號可以在一方面以交錯格式來排列，在各實施例中由可以用來減少圖形失真影響和其它失真的空白來分隔。因為三角符號一般可以被更緊密地壓縮在一起，而且不同的個別符號的數(shù)目可以根據(jù)用于該符號集的色彩空間的范圍來比例縮放，所以能達到足夠高以對生物虹膜或視網(wǎng)膜掃描、數(shù)字臉部照相或其它識別或其它信息進行令人滿意的編碼的信息密度。在各實施例中，比如Reed－Solomon技術(shù)等糾錯處理可以用來提高掃描準確度。在其它實施例中，一種參考調(diào)色板可以嵌入在壓印的介質(zhì)中，以提供可衡量顏色褪色或其它失真的尺度。
文檔編號G06K9/18GK1770177SQ20051008209
公開日2006年5月10日 申請日期2005年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月28日
發(fā)明者G·簡科 申請人:微軟公司