光学编码的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学编码。
【背景技术】
[0002]快速反应(Quick Response)码或“QR”码已经很大程度上在光学编码领域占据了主导地位。图1示出了 QR码的示例。QR码最初被设计和制造用于在仓库和工厂设施中使用，以允许机器人单元光学地识别实体。QR码被用于存储所谓的主动数据(active data)。在本文中，主动数据是当其被孤立提取时具有含义的信息。相反地，非主动或被动数据在孤立状态下不包含有意义的数据；被动数据仅作为存储于他处的主动数据的引用或指示。
[0003]然而，在更加家用的环境中，QR码作为数据载体普及使用存在许多问题。例如，高分辨率拍照手机被要求能够快速并准确地读取QR码。这内在地排除了旧设备(功能手机)的用户。而且，由于读取过程可以花费相当多的毫秒数，因此用户被要求保持手机非常稳定。这些因素导致明显妨碍其使用。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供对光学编码更快速和/或更准确的读取。
[0005]本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意为与实施例关联描述的具体的特征、结构、流程、块(block)，或特性被包括于本发明的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在说明书中的多处出现并非必然意味着这些短语均指向同一个实施例。所述具体的特征、结构，或特性可以任一适当的方式在一个或一个以上的实施例中组合。而且，已通过引用实施例描述了本发明；对这些实施例的改进、其他的实施例及其改进对于本领域技术人员而言将是显然的，并且同样在本发明的范围内。
[0006]以最概括的形式，本发明提供光学编码，该编码包括相对简单的几何形状的组合，经组合形成易于读取的编码。优选地，该编码包含被动数据。
[0007]因此，在第一个方面，本发明提供一种二维码，该二维码由等面积元素的阵列形成，每个元素为数据值的最小表示，其中，每个元素为下列类型的元素之一:
[0008]第一类型，其中元素的全部面积为单一颜色；
[0009]第二类型，其中所述面积被分割为至少两个部分，每个部分为一种相应的颜色，
[0010]其中，所述阵列具有至少一个第二类型的元素。
[0011]这类编码所提供的优势是清楚的。与现有技术相比，归功于元素的这种分割，本发明的光学编码提供了很大程度上更简单并且一致的通过扫描装置的读取。
[0012]在本发明的实施例中，第二类型的元素的相应颜色是不同的颜色。例如，第一颜色可以是黑色，且第二颜色为白色，或者第一颜色可以是红色，且第二颜色为蓝色。
[0013]在本发明的实施例中，可以在元素的面积与所述至少两个部分中的第一部分的面积之间存在比例，该比例大于O且小于1，可替代地，该比例可为大于0.1且小于0.9，可替代地，该比例可为大于0.2且小于0.8，可替代地，该比例可为大于0.3且小于0.7，可替代地，该比例可为大于0.4且小于0.6，或者该比例为0.5。
[0014]在本发明的实施例中，第二类型的元素的分割可以是使得存在一个在大于O与小于I之间的平均像素值。在此上下文中，平均像素是表示被光学捕获的元素的像素的值的平均值。
[0015]使用平均值的一个示例是灰度值；假设值I被赋予给100%的白，且O被赋予给100%的黑。因此，可以通过参考O与I之间的数字来识别灰色的不同等级。在本例中，若该元素是第二类型元素，且第一颜色是白色(像素值I)以及第二颜色是黑色(像素值0)，在该元素被分割为两个相等的部分的例子中，平均像素值将为0.5。相似地，若该元素被分割为一 1/4部分和一 3/4部分，则平均像素值将为3/4。
[0016]在可替代的示例中，可使用预处理来提供用于比较的最佳实例。在该示例中，使用关联的误差区间来识别哪些像素可被视为白色，例如，在0.9与1.0之间的像素被视为白色(值I)，而在O与0.9之间的任何像素被视为黑色(值O)。通过这样做，取消了在读取时可被引入的误差(灰色值被视为黑色，等等)，并给出了用于验证的最佳实例。给出8位颜色值的例子，任何具有小于或等于200，200，200的值的像素可被扫描设备视为黑色，而任何具有大于200，200，200的值的像素可被扫描设备视为白色。
[0017]之后，可通过模糊图像比较进行验证，利用已知方法比较未验证元素与存储于扫描设备内的已知元素。这类方法通常返回可与控制值比较的3%相似性值。例如，可以是扫描设备接受60%相似性为有效元素。因此，若被预处理的元素与已知的存储元素多于60%相似，该未验证元素被视为已验证的。另一方面，若所预处理的元素少于60%相似性，扫描设备将拒绝该元素，并可要求用户重新捕获该元素以重新验证。该百分比相似性当然可被表示为小数，并因此可以是如上所述的平均像素值。
[0018]可替代的，作为一个示例，可以使用8位颜色值(即，RRR，GGG，BBB)。在该示例中，黑色具有值0，O, 0，而白色具有值255，255，255。在该示例中，对于被一分为二的第二类型的元素，平均值可为128，128，128。进而该值可被归一化:值/最大值?被归一化的平均值或128/255?0.5 ;因此，给出了前述平均值。概括地说，平均像素值与前述比例相似。
[0019]本领域技术人员应理解，上述给出的值用于示例性的目的，并且可基于多个因素来确定。
[0020]在本发明的同一个或任何其他实施例中，所述面积可被划分为使得至少一个部分形成简单形状。可从由以下形状构成的组中选择该简单形状:三角形、正方形、菱形、长方形等。本领域技术人员应理解可以使用任何简单形状，诸如图4中示出的。
[0021]在本发明的另一个实施例中，元素被分开以形成两个大小相等的部分，即该元素一个50%为一个颜色以及另一个50%为与前者不同的颜色。
[0022]在本发明的同一或任何其他实施例中，元素可被分割以具有至少一级对称度(onedegree of symmetry);可替代的，元素可被分割以具有至少两级对称度(two degreesof symmetry);可替代的，元素可被分割以具有至少三级对称度(three degrees ofsymmetry)。对称度可为旋转的、反射的，或平移的中的一个或多个。
[0023]在本发明的同一或任何其他的实施例中，元素可被分割以使各个部分之间形成鲜明的对比。本领域技术人员应当理解，产生可忽略的第二部分的分割显然不会达到鲜明对比的要求。另外，所要求的对比可决定于被用来扫描编码的设备的分辨率。在类似的实施例中，通过令相邻的部分具有非互补色来给出对比。
[0024]在本发明的实施例中，第二类型的元素的第一相应颜色是黑色，而同一类型的元素的第二相应颜色是白色。
[0025]在本发明的实施例中，编码内所存储的数据不是主动数据。这使得编码可以被显示于显著减少的覆盖区(footprint)内，同时保持高度的存储量。在本发明的另一个实施例中，编码内所存储的数据是非二进制形式的。另外，主动数据(孤立状态下具有意义的数据)的去除使得本发明的编码能够通过访问中央服务器而有效地包含近乎无限量的数据。相比之下，现有技术的QR码被限制于其能够包含的数据量内。
[0026]在本发明的实施例中，使用了 13个独特的元素，其中所述13个独特的元素中的12个中的每个大约50%是一种颜色以及另一个50%是与前者不同的一种颜色。
[0027]在本发明的实施例中，所述分割可将元素分成至少两个大小相等的部分。在类似的实施例中，一个部分可被视为多个不连续的子部分，而每个子部分为相同的颜色。换言之，一个部分可被视为一个元素的所有构成部分为相同颜色。在类似的实施例中，一个部分可还被视为相同颜色的连续部分。
[0028]在本发明的实施例中，第二类型的元素可被分割为段(segment)，其中，每段具有匹配元素的至少一种类型的属性。换言之，元素的段可具有如前所述的任一属性。例如，所述段可被分割成初始段面积与被分割段面积的比率大于O小于I。
[0029]在本发明的实施例中，阵列是nxm阵列。在类似的实施例中，η和m均不为O或I。在类似的