專利名稱：識別碼的設備和方法
技術領域：
本發明涉及用于識別碼圖像，和用于抽取碼圖像中表示的信息的設備，該碼圖像是以物理的或電子學的方法表達的，同時還涉及相應的方法。
背景技術：
用于表示如字符、數字、或符號等可識別數據的方法中，有時考慮到數據的保密或顯示空間，把字符、數字、或符號表示為圖像。同樣，為了從把數據表示為圖像的碼圖像中讀出原來的數據，必須提供適當的解碼器。
發明內容
為解決上述問題，本發明的一個目的，是提供一種用于識別碼的設備，能從把數據表示為顏色或色調的碼圖像中，讀出原來的數據，并提供相應的方法。
因此，為達到上述目的，按照本發明的一個方面，是提供一種識別碼的設備。該設備包括圖像捕獲部分、彩色轉換部分、二進制編碼轉換部分、圖像處理部分、和碼轉換部分，該圖像捕獲部分，用于捕獲內含碼圖像的原始圖像；該彩色轉換部分，使用環境變數，校正原始圖像中識別的顏色或色調，把校正的顏色或色調，轉換為用于產生碼圖像的多種標準顏色或標準色調，最后產生以標準顏色或標準色調表示的標準圖像；該二進制編碼轉換部分，按照預定的參考值，把原始圖像的顏色或色調分為兩種顏色，最后產生二進制編碼圖像；該圖像處理部分，用于從二進制編碼圖像中抽取排除了碼圖像面積的面積，把與標準圖像中抽取面積對應的面積的顏色，設置為背景顏色，據此辨別碼圖像面積與其他面積，抽取碼圖像面積中包含的多個單元，最后識別每一單元中表示的標準顏色或標準色調；該碼轉換部分，按照字符、數字、或符號與對應的顏色或色調之間的關系，從碼圖像每一單元識別的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，最后產生碼數據。
為達到上述目的，按照本發明的另一個方面，是提供一種識別碼的設備。該設備包括圖像捕獲部分、二進制編碼轉換部分、圖像處理部分、彩色轉換部分、和碼轉換部分，該圖像捕獲部分，用于捕獲內含碼圖像的原始圖像；該二進制編碼轉換部分，按照預定的參考值，把原始圖像的顏色或色調分為兩種顏色，最后產生二進制編碼圖像；該圖像處理部分，用于從二進制編碼圖像中抽取排除了碼圖像面積的面積，把與標準圖像中抽取面積對應的面積的顏色，設置為背景顏色，據此辨別碼圖像面積與其他面積，抽取碼圖像面積中包含的多個單元，最后識別每一單元中表示的標準顏色或標準色調；該彩色轉換部分，使用環境變數，校正對碼圖像面積包含的每一單元識別的顏色或色調，最后把校正的顏色或色調，轉換為用于產生碼圖像的多種標準顏色或標準色調；該碼轉換部分，按照字符、數字、或符號與對應的顏色或色調之間的關系，從碼圖像每一單元識別的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，最后產生碼數據。
為達到上述目的，按照本發明的另一個方面，是提供一種識別碼的方法。該方法包括的步驟有捕獲內含碼圖像的原始圖像；用環境變數校正從原始圖像中識別的顏色或色調；把校正的顏色或色調，轉換為用于產生該碼圖像的多種標準顏色或標準色調，并產生標準顏色或標準色調表示的標準圖像；按照預定的參考值，把原始圖像的顏色或色調分為兩種顏色，并產生二進制編碼圖像；從二進制編碼圖像中抽取排除碼圖像面積的面積，并把與標準圖像中抽取面積對應的面積的顏色，設置為背景顏色，據此辨別碼圖像面積與其他面積；抽取碼圖像面積內包含的多個單元，并識別每一單元中表示的標準顏色或標準色調；最后是按照字符、數字、或符號與對應的顏色或色調之間的關系，從碼圖像每一單元識別的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，并產生碼數據。
為達到上述目的，按照本發明的另一個方面，是提供一種識別碼的方法。該方法包括的步驟有捕獲內含碼圖像的原始圖像；按照預定的參考值，把原始圖像的顏色或色調分為兩種顏色，并產生二進制編碼圖像；從二進制編碼圖像中抽取排除碼圖像面積的面積，并把與標準圖像中抽取面積對應的面積的顏色，設置為背景顏色，據此辨別碼圖像面積與其他面積；抽取碼圖像部分內包含的多個單元，并識別每一單元中表示的標準顏色或標準色調；用環境變數，校正原始圖像中對碼圖像面積包含的每一單元識別的顏色或色調；把校正的顏色或色調，轉換為用于產生碼圖像的多種標準顏色或標準色調，并產生以標準顏色或標準色調表示的標準圖像；最后是按照字符、數字、或符號與對應的顏色或色調之間的關系，從碼圖像每一單元識別的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，并產生碼數據。
通過結合附圖詳細說明本發明各優選實施例，本發明的上述目的和優點將變得更為明顯，附圖有圖1A按照本發明的第一實施例，畫出識別碼設備的方框圖，而圖1B是流程圖，表明圖1A所示設備的操作；圖2A至2E畫出用該設備讀出的碼圖像的各種例子，圖3A至3C畫出用于把預定數據轉換為圖像的碼轉換表例子，而圖4畫出把碼圖像納入名片的一個例子；圖5按照本發明的第二實施例，畫出該設備的方框圖，而圖6是流程圖，表明圖5所示設備的操作；圖7A至7F表明從原始圖像獲得的黑白圖像的結果；圖8A至8F表明從黑白圖像中消除噪聲的步驟；圖9是流程圖，表明識別碼圖像每一像素中表示的標準顏色的步驟；圖10至14畫出用于解釋圖9的例子；和圖15按照本發明的第三實施例，畫出該設備的方框圖，而圖16是流程圖，表明圖15所示設備的操作。
具體實施例方式
后面，通過參照
本發明各優選實施例，詳細說明本發明。
圖1A按照本發明的第一實施例，畫出識別碼設備的方框圖，而圖1B是流程圖，表明圖1A所示設備的操作。圖2A至2E畫出用該設備讀出的碼圖像的各種例子，圖3A至3C畫出用于把預定數據轉換為圖像的碼轉換表例子，而圖4畫出把碼圖像納入名片的一個例子。該設備為識別碼而讀出在物理媒體上表示的碼圖像(圖4的右下角畫出的四邊形圖像)，并抽取與碼圖像對應的原來的碼數據。碼圖像是一種用碼轉換表把數字、字符、或符號轉換而成的圖像，且可以按各種方式表示，如圖2A至2D所示。首先參照圖1A和1B，說明識別碼的設備的功能和操作。
在步驟21，圖像捕獲部分11捕獲包括“碼圖像”的圖像，該碼圖像以物理的方法或電子學的方法表示。要最終抽取的碼數據，是作為圖像形狀表示在碼圖像中。圖像捕獲部分11通過圖像輸入裝置，如掃描器、數字照相機、PC照相機、傳感器、或傳真機，讀出以物理方法表示的圖像，并把讀出的圖像轉換為可以用電子學方法處理的圖像數據。在此，圖像捕獲部分11的輸出被稱為“原始圖像”，并把原始圖像格式化，成為計算機能夠處理的圖像文件。一般說，伴隨碼圖像的噪聲圖像或背景，通常包含在原始圖像之中。
圖像處理部分13從原始圖像抽取碼圖像，并識別包含在碼圖像中各個單元的顏色或色調。在步驟22，根據諸如環境變數和/或基色模式等參數，從原始圖像抽取碼圖像區域。在步驟23，圖像處理部分13在原始圖像基礎上產生關于碼圖像的數據，并辨別碼圖像的形狀、位置、或類型。在步驟24，圖像處理部分13辨別包含在碼圖像中的單元的數量、形狀、和位置。在步驟25，圖像處理部分13檢測每一單元的顏色或色調。圖像處理部分13按照捕獲原始圖像時對環境的考慮，建立環境變數、用該環境變數校正各個單元的顏色或色調，并據此檢測每一單元原來的顏色或色調。
圖像處理部分13從原始圖像抽取除去背景圖像部分的碼圖像區域，并辨別碼圖像的形狀及類型，從而在此基礎上，辨別包含在碼圖像區域中的單元。最好在黑白環境變數的基礎上，把原始圖像轉換為黑白圖像，該黑白環境變數是根據原始圖像輸入狀態的亮度設置的。黑白圖像的背景圖像部分的顏色，最好以特有的背景顏色設置，該特有的背景顏色不用來表示碼數據。然后，在黑白圖像中，與背景圖像部分對應的原始圖像部分的彩色，最好用背景顏色設置，并通過辨別碼圖像部分與背景部分，從原始圖像抽取碼圖像區域。通過使用該黑白圖像，可以降低抽取碼圖像區域的算術運算要求。
最好是，圖像處理部分13接收圖像，其中碼圖像部分與其他部分被背景顏色分隔，圖像處理部分13把接收的圖像分為許多塊，對每一塊檢測其顏色或色調不同于背景顏色的區域，從全部塊中選出有最大區域的一塊，檢測該選出塊包含的碼圖像區域的中心點，和在該中心點的基礎上搜索整個圖像，據此檢測其顏色或色調不同于背景顏色的區域，作為碼圖像區域。
碼設置部分17在表示數據的字符、數字、或符號，與對應的顏色或色調之間，建立一種關系(即圖3A至3C)。在步驟26，碼轉換部分15按照碼設置部分17提供的關系，從碼圖像每一單元的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，據此產生碼數據。
下面說明環境變數設置的例子，該環境變數用來讀出圖像每一像素的顏色或色調。環境變數可以在RGB模式中設置為R、G、或B，在HSV模式中設置為H、S、或V，或者是R、G、和B與H、S、和V的組合，以便使顏色值或色調值歸一化，該值是按照讀出原始圖像時對環境的考慮，在原始圖像中識別的。換句話說，用于彩色環境變數的值，被加在原始圖像像素的顏色或色調值上，或從原始圖像像素的顏色或色調值中減去。例如，顏色或色調值可以是RGB基色模式中的紅、綠、及藍；HSV基色模式中的色度、飽和度、及值(強度)；CMYK基色模式中的青、絳紅、黃、及黑；或HIS基色模式中的色度、強度、及飽和度。調整原始圖像中表示的顏色或色調，以便校正讀出原始圖像時的環境，從而獲得原來的顏色/色調。
一般說，初始的環境變數，是根據用于照明的是熒光燈或三波長燈的假定設置的。否則，在原始圖像輸入攝像機之前，用一張白紙作為參考背景，然后按照外界照明設置環境變數。例如，來自鹵素燈的紅光較強，因而設置環境變數以消除鹵素燈發出的紅光的影響。其次，如果用環境變數把檢測的實際彩色歸一化，可以降低照明的影響，并能夠獲得接近原來彩色的彩色。
下面說明一個用環境變數校正顏色或色調的例子。假定碼圖像包括8種顏色，且編碼是用圖3B所示的碼變換表進行的。在原始圖像的一個像素中表示的RGB值被識別為(100，100，100)，和環境變數設置為(+100，-50，+50)的情形中，對該像素的校正RGB值，通過對RGB值和環境變數施行算術運算得到的值是(200，50，150)。對該校正的RGB值的每一分量，如果該分量大于128，則把該分量變換到255。否則，把該分量轉換為0。結果是，最后的RGB值是(255，0，255)，據此，該顏色或色調被辨別為絳紅。
例1)，在RGB基色模式中，每一RGB分量的最大值是255，而最小值是0。因此，(255，0，0)表示紅，(0，255，0)表示綠，(0，0，255)表示藍，(0，0，0)表示黑，和(255，255，255)表示白。在x是R、G、及B的值，和y是各R、G、及B環境變數值的情形中，對每一像素最后的RGB值的分量，確定如下。
f(x)＝255，if x+y≥128(where 0≤x，y≤255)0，otherwise (1)例2)通過向RGB值指配預定的權重，可以獲得YIQ和YUV基色模式，且該兩種模式與RGB模式相似。就是說，YIQ基色模式可以用Y＝0.299R+0.587G+0.114B，I＝0.596R-0.274G-0.322B，Q＝0.211R-0.532G+0.312B獲得。Y表示亮度，而I和Q分別表示紅和藍的程度。
f(y)＝white，y≥0.5black，otherwise(2)例3)CMYK基色模式是通常用于印刷的基色模式，在CMYK基色模式中，每一彩色分量用百分數或比值表示。CMYK基色模式與RGB值的關系，由(R/255，G/255，B/255)表示。在x是C、M、Y、或K的值，和y是與各彩色分量對應的環境變數值的情形中，對每一像素最后的CMYK值的分量，確定如下。
f(x)＝1，if x+y≥0.5(where 0≤x，y≤1)f(x)＝0，otherwise (3)例4)在HSV和HIS基色模式的情形，色度值用角度表示。注意，在x是色度值，和彩色環境的值的設置是使0≤Trg＜Tgb＜Tbr≤360的情形，可以采用的辨別顏色的一種方法如下。
f(x)＝red， if Tbr≤x＜Trggreen，if Trg≤x＜Tgb (4)blue， if Tgb≤x＜Tbr例5)對Commission Internationale de I′E clairage(CIE)基色模式，彩色的值在x-y圖上表示。在這種情形下，x和y被用作辨別顏色的參考值，據此，可以采用的辨別顏色的一種方法如下。
f(x)＝red， if x≥0.4green， if x＜0.25，y≥0.4blue， if x＜0.25，y＜0.25 (5)gray， otherwise與一般環境和按該一般環境設置的環境變數之間的關系有關的數據，存儲在數據庫中，并讀出對實際工作環境預先設置的數據，據此使用環境變數。環境變數是按經驗確定的，要能使輸入光學裝置讀出的彩色被校正成原來的彩色，或者通過分析輸入光學裝置的光學特征和外界的照明，使能辨別碼圖像與背景，從而沒有誤差地識別彩色的同時，還不受裝置或環境的影響。此外，還可以形成兩組或更多組目標不同的環境變數。換句話說，各組環境變數之一，可以是用于從背景分離碼圖像的環境變數，而另一組環境變數可以用于辨別從背景分離的碼圖像的顏色或色調。例如，在使用紅光照明的環境中，用RGB模式辨別彩色時，R的值可以較高。因此，光學裝置讀出的R值被降低至預定的權重值，從而排除環境的影響。當亮照明環境中的碼圖像被HSV模式辨別為黑和白時，則增加V分量的權重值，從而辨別彩色。在暗照明的環境中，按HSV模式從排除黑或白的彩色中辨別黑白顏色時，降低V分量的權重值，同時也降低S分量的權重值，并據此辨別彩色。當重新設置環境變數時，要確定光學裝置從碼圖像每一單元獲得的R、G、B、H、S、和/或V值的分布，并參考該分布重新設置環境變數及其權重值。
用圖1A所示識別碼的設備處理碼圖像，及與碼圖像對應的碼數據的例子，將在下面說明。圖2A至圖2D畫出各種碼圖像例子，這些碼圖像能用本發明的識別碼圖像設備識別。在圖中，可以實現各種形狀的單元，例如，四邊形、圓形、橢圓形、十字形、或蜂窩形，并在形成碼圖像時，可以用這些形狀的組合。碼圖像或單元的形狀和大小，可以按照碼圖像要表示的數據內容及數量，適當地選擇。由多個單元組成的碼圖像，可以實現各種形狀，例如，四邊形、圓形、橢圓形、十字形、或蜂窩形，還包括類似于圖2D所示條形碼的碼圖像。
圖2E根據碼圖像中表示的數據的作用，畫出碼圖像的區域。碼圖像包括數據區域291，它至少由一個數據單元形成，其中的顏色、色調、形狀、圖案、或它們的組合，是按數據內容的不同而編碼的。數據區域291可以由一個或多個數據單元形成，其中的字符被編碼成圖像，且每一數據單元可以表示一個字符，或一組多個數據單元可以表示一個或多個字符。例如，字符“A”可以表示為一個紅的單元，也可以表示為兩個單元，如一個紅的單元和一個綠的單元。包含在數據區域291的碼數據，包括字符、數字、和符號，還可以包含名字、地址、電話號碼、傳真號碼、網絡的主機地址、在互連網中使用的域名和IP地址、統一資源定位器(URL)、協議、或依賴于用戶要求的文件名。
碼圖像還可以包括奇偶性區域293、參考區域295、和控制區域297三種區域至少一種。奇偶性區域293包括奇偶性單元，用于檢查數據區域291表示的單元的識別誤差。參考區域295包括至少一個參考單元，該區域提供參考顏色、參考色調、參考形狀、參考圖案、或它們的組合，用于確定數據區域291中形成的數據單元的顏色、色調、形狀、圖案、或其組合。控制區域297包括至少一個控制單元，其中在數據區域291用數據表示的、用于提供命令或服務的控制數據被編碼。本文此后，除數據區域291外，所有區域，即奇偶性區域293、參考區域295、和控制區域297，統稱“輔助區域”，而包括在該輔助區域中的單元，統稱輔助單元。
奇偶性區域293根據碼數據內容，確定是顏色還是色調(或可能的話，還有形狀和/或圖案)適合數據單元的表示。在奇偶性區域293中，奇偶性數據是根據碼值獲得的，該碼值指定給每一數據單元中表示的對應的顏色或色調，且奇偶性單元是由對應于奇偶性數據的顏色或色調形成的。
參考區域295用于設置參考顏色(或參考色調、參考形狀、或必要時要求的參考圖案)，用于識別數據區域291和/或輔助區域的單元中表示的顏色(或色調、形狀、或圖案)。每一區域的單元中的顏色，可以按諸如紅綠藍(RGB)基色模式、色度飽和值(HSV)基色模式、青絳紅黃黑(CMYK)基色模式、色度飽和強度(HSI)基色模式、CIE基色模式、YIQ或YUV基色模式等基色模式表示。即使在由黑白色調(灰度等級)形成碼的情形中，每一單元的數據，也能夠在參考區域295表示的黑和/或白的色調基礎上準確識別。
此外，用于辨別區域的邊界區域，還可以在碼圖像中包含的區域之間實施。此外，在每一區域中各單元之間，還可以再包括用于辨別單元的邊界區域。邊界區域可以包括線，或特定顏色或圖案形成的單元，且邊界線或邊界單元可以由黑或白形成。
印出的彩色隨印刷機類型或印刷紙張材料而不同，同一顏色的識別也按掃描器或攝像機的特性而稍有差異。考慮到這些因素，參考區域295中包含的參考單元，為數據區域291中表示的顏色的辨別，提供參考。就是說，即使輸出的顏色隨使用的輸出裝置而不同，或輸入的顏色也按使用的輸入裝置如掃描器而不同，但參考區域295的顏色與數據區域291的顏色之間的色差是恒定的，所以能夠精確地識別數據區域291中單元的顏色。因此，數據區域291中單元的顏色，與參考區域295的參考顏色比較，有相對的色差，因而，數據區域291中單元的顏色，是在RGB模式或HSV模式的基礎上，通過與參考區域295的參考顏色比較而獲得的，從而，即使圖像輸入裝置或輸出裝置發生變化，數據單元的數據仍能被精確識別。在形狀或圖案輸入至某一輸入裝置如攝像機的情形中，形狀或圖案可能偏斜或扭曲。參考區域295提供參考形狀或參考圖案，因此能夠檢測錯誤的輸入狀態，從而能夠精確識別數據單元的形狀或圖案。
能夠用數據區域291的碼數據向用戶提供的各種服務，與應用類型有關。例如，在把互連網上的家庭網頁地址(即URL)表示為名片上的碼圖像的情形中，碼圖像通過計算機解碼，同時運行計算機的網頁瀏覽器或與該計算機連接的服務器，并據此編程與該家庭網頁接觸。此外，在把電子郵件地址表示為碼圖像的情形中，碼圖像被計算機解碼，同時運行計算機的郵件軟件，從而提供能夠把電子郵件發送至電子郵件地址的環境。作為另一個例子，在碼圖像輸入便攜式終端的情形中，用戶能夠呼叫與碼圖像對應的電話號碼，或接收有關地理學數據的服務。在該種情形中，自動服務功能可以通過分開的程序，或按照解碼程序中的目標數據類型，自動實施。此外，其中以圖像表示運行自動服務功能命令的控制區域297，包含在碼圖像之中，從而，通過使用從控制區域297解碼的控制數據，能在解碼程序中自動實施服務。
此外，用于控制數據區域291目標數據的命令或元數據，可以包括在控制區域297中。例如，在控制區域297中編碼的數據，可以包括各種元數據，諸如數據區域291中形成的單元的解碼順序、參考區域295的參考單元位置、和奇偶性區域293的位置和性質。
圖3A畫出一個例子，其中用兩比特數據表示四種顏色。如果每一單元有四種顏色之一，則能夠用兩比特數據表示。那么，在確定用四個相繼單元表示一個字符的情形中，能夠表示8比特，即256個字符。同時，在有同一顏色的四種形狀的單元(如小四邊形、大四邊形、小圓形、和大圓形)的情形中，能用兩比特數據表示，而256種(8比特)數據可以在每一單元用四種不同顏色填充的情形中表示。
圖3B畫出一種碼轉換表例子，用于把各種字符(字母或專用字符)、數字、或形狀轉換為圖像，且在該例子中，一個字符可以映射成一個或兩個顏色單元。
借助使用圖3B碼轉換表的編碼方法，各種字符被轉換成碼值，然后把顏色分配給每一碼值而產生碼圖像。在本實施例中，碼圖像用8種顏色產生，并使用兩個相繼的單元來表示一個字符或數字。從“000”到“111”的碼值被分配給8種顏色，每一字符編碼成兩種顏色。例如，數字“3”分配的碼值是“000 011”，編碼為分配給碼值“000”的顏色(黑)和分配給碼值“011”的顏色(青)，因此圖像成為兩個相繼的單元，一個黑色單元和一個青色單元。包括在碼數據中的各種字符或數字，按照圖3B所示碼轉換表轉換為碼值，然后，與碼值對應的顏色，可以用四邊形單元組合而成的四邊形矩陣形狀表示。
圖3C畫出一個實施例，其中的碼圖像是用灰度等級碼產生的。灰度等級碼是按照代替紅(R)、綠(G)、和藍(B)混合比的灰度等級調的亮度形成的。因此，在參考區域295中，參考色調被設置為黑、白二者之一，或灰度，同時，數據區域291中單元的編碼值，由與參考區域295的參考色調比較的灰度差確定。在碼圖像中沒有參考區域295的情形中，計算碼圖像每一單元的色調，并收集有相同色調的單元(單元集合)。把同樣的碼值分配給屬于相同單元集合的單元，然后，解碼中的誤差可以用奇偶性區域293確定。在出現確定誤差的情形中，要再次確定，在重新計算每一單元的色調，或用于形成一單元集合的參考被另行設置之后，誤差是否出現。灰度等級碼圖像可以用于主要以黑白印刷的媒體，如報紙。
圖4畫出一個例子，其中使用上述編碼系統，基本上在名片中采用碼圖像。在使用圖1所示的識別碼設備的情形中，用戶能夠用攝像機或掃描器，產生圖像文件，其中包括名片右下角表示的四邊形碼圖像部分，用戶能夠處理該圖像文件并識別碼圖像表示的碼數據。圖5是按照本發明第二實施例的設備方框圖，而圖6是流程圖，說明圖5所示設備的工作原理。
圖像捕獲部分51捕獲包含碼圖像的原始圖像。被圖像輸入裝置，如攝像機或掃描器捕獲的圖像文件，或者接收已有的電子文件格式的圖像文件，并在必要時，把圖像文件的數據格式加以轉換。例如，壓縮的視頻圖像文件被解壓縮，并轉換為有比特映像形狀的圖像文件。由此，圖像文件可以作為原始圖像存儲在存儲器52中。隨同用戶需要檢測的碼圖像的外界噪聲圖像，也作為原始圖像包括在其中。
控制部分58接收碼圖像的類型，按照捕獲原始圖像時對環境的考慮而設置環境變數，或讀出已經存儲的環境變數，并把環境變數傳送至彩色濾光器53。存儲器52臨時存儲圖像處理需要的圖像數據。
彩色濾光器53用環境變數，校正從原始圖像識別的顏色或色調，把校正的顏色或色調轉換為標準的顏色或標準的色調，用標準的顏色或標準的色調產生碼圖像，從而產生由標準的顏色或標準的色調表示的標準圖像。注意，標準的顏色或標準的色調是指在產生碼圖像時，被設置的與字符、數字、或符號對應的顏色或色調(見圖3A至圖3C)。由于圖像裝置的特性或外界環境的影響，當碼圖像被圖像輸出裝置打印時，或當碼圖像被圖像輸入裝置處理時，顯示在物理媒體中的碼圖像，可以不代表原來設置的顏色，或不能識別原來的顏色。例如，雖然絳紅的RGB值是(255，0，255)，但從要表示為絳紅的單元識別的RGB值，不精確地是(255，0，255)，而是接近(255，0，255)的某一值。因此，只要實際上被識別的顏色或色調，被轉換為標準顏色或標準色調，就可以應用碼轉換表來抽取碼數據。二進制編碼濾波器54，按照預定的參考值(黑白環境變數)，把原始圖像的顏色或色調轉換為兩種顏色，并產生二進制編碼的圖像。該二進制編碼的圖像可以作為黑白的圖像實現，也可以作為兩種特定顏色的圖像實現。注意，參考值可以設置為R、G、和B值的平均值、或它們之間的最小值或最大值、HSV基色模式的V值、HSI基色模式的I值、或CMYK基色模式的K值。
預處理部分55接收原始圖像和二進制編碼圖像，把二進制編碼圖像中排除碼圖像部分的那部分顏色，設置為專用的背景顏色，把與二進制編碼圖像中被設置為背景顏色部分對應的標準圖像部分的顏色，設置為背景顏色，據此辨別碼圖像部分與其他部分。例如，位于二進制編碼圖像邊緣的像素的顏色，被設置為背景顏色，然后，與設置為背景顏色的像素鄰接的像素的顏色，也設置為背景顏色，據此辨別碼圖像部分與其他部分。注意，背景顏色被設置的顏色，是一種不用于產生碼圖像的顏色。特征點抽取部分56抽取包含在碼圖像中的多個單元，然后，識別每一單元中表示的標準顏色或標準色調。
解碼器57按照字符、數字、或符號與對應顏色或色調之間的關系，從碼圖像每一單元已識別的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，并產生碼數據。在屬于每一單元的像素的顏色或色調之中，最好把最大分布的顏色或色調，識別為對應單元的顏色。
圖5所示用于識別碼的設備的工作原理，將在下面參照圖6的流程圖加以說明。在步驟61，捕獲其中包括碼圖像的原始圖像。在步驟62，按照捕獲原始圖像時對環境的考慮而設置環境變數，并用該環境變數校正從原始圖像識別的顏色或色調。在步驟63，把校正的顏色或色調轉換為用于產生碼圖像的多種標準顏色或標準色調，據此產生由該標準顏色或標準色調表示的標準圖像。
在步驟64，按照預定的參考值，通過把原始圖像的顏色或色調分為兩種顏色，產生二進制編碼圖像。在步驟65，在二進制編碼圖像的基礎上，把排除碼圖像部分的那部分顏色，設置為專用的背景顏色。在步驟66，把與二進制編碼圖像中被設置為背景顏色部分對應的標準圖像部分的顏色，處理成背景顏色，從而能夠辨別碼圖像部分與其他部分。
在步驟67，抽取碼圖像部分中包含的多個單元，然后識別在每一單元中表示的標準顏色或標準色調。在步驟68，按照字符、數字、或符號與對應的顏色或色調之間的關系，從碼圖像每一單元識別的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，據此產生碼數據。
圖5所示識別碼的設備的功能及工作原理，將作更詳細的說明。
二進制編碼濾波器54按照黑白環境變數，把原始圖像轉換為黑白圖像。黑白圖像的使用，有助于辨別原始圖像中包括的對象，并提高工作速度。把原始圖像中每一像素的亮度值，與環境變數值比較，并作為黑白像素輸出，從而產生黑白圖像。黑白環境變數是指一種參數或參數集合，用于把原始圖像中表示的彩色轉換為黑或白，例如是紅、綠、和藍三值之和除以3的平均值，或者是HSV基色模式的值(亮度)。在原始圖像總亮度相對較暗的情形中(在掃描時的外界環境稍暗，或由于圖像裝置的特性使亮度低時，即此情形)，設置低的黑白變數的值。在原始圖像總亮度相對較高的情形中，設置高的黑白變數的值。
舉例說，在原始圖像像素中RGB值為(100，100，100)的情形中，像素的平均亮度是100。此時，假定環境變數的值是80，則其值比環境變數值更亮的像素，被識別為白。否則，該像素被識別為黑。
當一個彩色圖像被二進制編碼成為黑白圖像時，通過把參考值應用于所有像素，可以產生黑或白的像素，或者，可以把整個圖像分為若干部分，對每一部分設置參考值，然后把參考值應用于屬于各部分的像素，產生黑或白的像素。就是說，利用局部閾值方法，把圖像分成有預定大小的塊，對屬于每一塊的亮度值求平均，并把該平均值設置為黑白環境變數。把每一像素的亮度值與黑白變數值比較，從而，能夠對屬于該塊的像素，用二進制編碼成黑或白。該方法在整個圖像是局部暗或亮的情形中，最為有效。
當把彩色圖像轉換為黑白圖像時，可以采用多閾值方法。該方法是獲得屬于該圖像各像素的亮度值的直方圖。從而獲得亮度的頻度。把該直方圖分為高頻度的亮度值和低頻度的亮度值。普遍表明，各像素的亮度值收斂于特定的亮度值。因此，位于更高頻度亮度值之中的低頻度亮度值，被設置為多個黑白環境變數，然后把該多個環境變數，按順序應用于彩色圖像。結果是，在圖像的亮度有較大變化的情形中，最適合的變數是從該多個環境變數之中選擇的，這樣能夠產生合適的黑白圖像。
圖7畫出的結果是從原始圖像獲得的黑白圖像。圖7A表明原始圖像。原始圖像實際上是彩色圖像，但由于受到圖形表示的限制而以灰度等級圖像表示。圖7B畫出的例子表明像素的R、G、和B值被平均，然后把該平均值與參考值128比較，獲得黑白圖像。對圖7C，參考值設置為90。圖7D畫出的例子是采用局部閾值方法。圖7E畫出的例子是把R、G、和B值中的最小值，與參考值128比較，獲得的黑白圖像，而對圖7F，參考值設置為90。
預處理部分55接收彩色圖像和黑白圖像，把彩色圖像與黑白圖像比較，并據此從彩色圖像和黑白圖像中除去不需要的噪聲圖像。在黑白圖像的基礎上除去噪聲圖像的步驟，是借助除去背景圖像和小噪聲圖像的步驟完成的，并將參照圖8A到8F詳細說明。
一般說來，白或有高照度的冗余空白，存在于碼圖像的周圍，并把碼圖像區域與相鄰區域分開。在除去背景圖像的步驟中，檢查噪聲圖像的鄰接狀態，然后除去背景圖像。圖8A至8F畫出除去背景圖像的步驟。首先，位于黑白圖像邊緣的噪聲圖像(見圖8A)，即位于黑白圖像邊緣的像素中的黑色像素，把它們的顏色設置為專用的色調或顏色，該專用的色調或顏色，是在碼圖像單元中不用來表示顏色或色調的一種顏色或色調，并稱之為“背景顏色”(見圖8B)。整個區域都要檢查，且與噪聲圖像鄰接的像素也把它們的顏色設置為背景顏色。換句話說，按順序檢查與背景顏色表示的像素鄰接的黑像素，并把這些像素的顏色設置為背景顏色(見圖8C至8E)。如果再也沒有與背景顏色像素鄰接的黑像素，則設置為背景顏色的該部分被確定為噪聲圖像區域，并在排除噪聲圖像區域的該部分中，包括黑像素的部分被確定為碼圖像區域。在此情形中，為了檢查噪聲圖像的鄰接狀態，有效的做法是，沿所有方向同時搜索屬于噪聲圖像的像素，例如從左到右或從右到左，從上到下或從下到上。在除去小噪聲圖像的步驟中，從已經除去背景噪聲圖像的圖像中，檢查每一像素的鄰接狀態，與這些像素鄰接的長度或面積小于參考值，那么可以確定該圖像為小噪聲圖像，從而除去小噪聲圖像。舉例說，在有預定面積的部分中，黑像素的數目小于參考值的情形下，與該部分對應的圖像，可以確定為噪聲圖像。按此方式，當確定為噪聲圖像的部分同時已從黑白圖像中排除白像素部分時，便形成碼圖像部分。
把從黑白圖像中除去噪聲圖像得到的結果，應用于彩色圖像，這樣便從彩色圖像中抽取碼圖像區域。例如，在確定為黑白圖像中的噪聲圖像某一位置(坐標)的已有像素，也被確定為噪聲圖像，即使該像素是在彩色圖像之中。
特征點抽取部分56接收已除去噪聲圖像的彩色圖像和/或黑白圖像，搜索構成特定對象的圖像(碼圖像)的特征點及其區域，從該對象的特征點搜索有關碼圖像類型和位置的數據，和確定誤差。特征點抽取部分56是通過執行如下步驟實施的把標準圖像分為塊，搜索碼圖像區域，從碼圖像搜索區域抽取特征點，和確定碼的類型。圖9是流程圖，表明識別碼圖像每一單元表示的標準顏色的步驟。
在步驟91，當輸入的是以背景顏色表示(或已除去噪聲圖像)的標準圖像的情形時，在步驟92，該標準圖像被分為塊，以便搜索碼圖像區域。圖10A畫出如何把整個圖像分為有預定大小的塊。表示為陰影四邊形的部分代表有碼圖像的區域。在該圖像被分為塊之后的情形中，檢查屬于對應塊的有意義的圖像大小，估計碼圖像的位置。注意，有意義的圖像是指排除了噪聲圖像部分的碼圖像部分，噪聲圖像部分的顏色是以背景顏色設置的。因此，對屬于每一塊的碼圖像區域為最大的塊，搜索塊的中心點，并在中心點的基礎上，搜索碼圖像區域。換句話說，在步驟93，對每一塊，檢測屬于不是背景區域的碼圖像區域的像素數量。在步驟94，檢測屬于碼圖像區域的像素數量為最大的塊，并檢測該塊的中心點(或屬于該塊的碼圖像區域的中心點)。
整個圖像區域被分為多塊，然后搜索碼圖像區域，據此可以減少要求處理的算術運算。在碼圖像形狀是四邊形和碼圖像位置已粗略知道的情形，可以減少算術運算。在圖10A計算每一塊屬于碼圖像的像素數量的情形中，屬于碼圖像的像素數量在塊6中為最大，并按順序從塊2、3、到5減少。那么，圖像算術運算只在塊2、3、5、和6中施行，不在塊1、4、7、8、或9中施行，因為塊1、4、7、8、或9中屬于碼圖像區域的像素很少或沒有，在這種情形下，可以極大地減少算術運算量。如圖10B所示，在碼圖像包括多個空間上彼此分開的圖像的情形中，有多個碼圖像區域。此時，最好首先在多個碼圖像中搜索大小為最大的圖像區域，該區域被假定為碼圖像區域，然后按大小順序檢查其他圖像區域。
接著，在把標準圖像分為塊的步驟中搜索中心點的基礎上，執行搜索其中形成碼圖像的碼區域的步驟。在步驟95，從該中心點搜索整個標準圖像，并檢測即將成為碼圖像區域的候選區域。在步驟96，檢測候選區域的特征點，并據此確定碼圖像的形狀及類型。在該步驟中，搜索由候選區域界限點形成的一個圖區域，該區域可能是四邊形區域或圓形區域，從而包括檢測區域的圖像成為碼圖像。之后，在步驟97，碼圖像中各單元區域相互辨別，然后在步驟98，在屬于每一單元區域的像素顏色的基礎上，識別對應單元中表示的標準顏色。
圖11A至11C畫出檢測候選區域的步驟，檢測以斜線標記的區域104，這是即將實際獲得的碼圖像區域，和檢測包括區域104的候選區域103。該步驟是通過從整個圖像中選擇部分必要的圖像區域，并對該部分圖像進行將來的算術處理，以便把處理簡化。獲得估計為碼圖像的圖像區域的極值點(即在x和y坐標上有最小和最大值)，包括極值點的圖被確定為候選區域103。例如，從選自圖10A塊2、3、5、和6的區域102中，在屬于排除背景區域的圖像像素中，獲得x軸上有最小和最大值的坐標，及y軸上有最小和最大值的坐標，然后，由這些坐標形成的圖(四邊形)，被確定為候選區域。
用于搜索候選區域的方法，包括一種收縮搜索方法，和一種擴展搜索方法。借助擴展搜索方法，是在搜索與碼圖像對應的區域的同時，從中心點向外擴展。就是說，通過擴展確定為不是背景區域的碼圖像區域部分，來搜索碼圖像區域。借助收縮搜索方法，是通過從外部向中心點收縮來搜索碼圖像區域。在碼圖像是由四邊形形成的情形，候選區域用一左上角坐標和一右下角坐標表示。在碼圖像是由圓形形成的情形，候選區域由中心點坐標和半徑長度表示。
用于確定特征點的方法，包括一種對角線搜索方法或一種邊界檢測方法。借助對角線搜索方法(見圖12A)，是用有臨時斜率的線段，在候選區域中搜索特征點。例如，在碼圖像是由四邊形形成的情形，為了在候選區域搜索四邊形碼圖像的頂點，把角度為45度的對角線在候選區域的頂點拖動，從而搜索在外部與對角線接觸的點形成的四邊形區域。如圖12A所示，屬于不是背景區域的碼圖像區域的像素，通過使用角度為45度的對角線，在候選區域頂點開始接觸對角線的點被確定為特征點。對角線相對于候選區域每一頂點，有預定的方向，例如按反時針或順時針方向。
圖12B和12C更詳細畫出對角線搜索方法。圖12B中，當沿方向①的對角線檢測到特征點時，如果有多個像素如圖所示與對角線接觸，則最后檢測到的像素(圖中像素@)被確定為特征點。之后，沿方向②、③、和④執行該步驟，從而檢測碼圖像區域需要的特征點。其間，當用對角線檢測方法檢測特征點時，也可以不檢測全部需要的特征點。例如，在四邊形碼圖像的情形中，應該抽取四個特征點，但只需抽取三個特征點。在圖12C，當特征點數量不夠時，還要沿垂直和水平方向進行搜索。換句話說，沿方向⑤、⑥、⑦、和⑧檢測最接近候選區域邊界表面的碼圖像區域的像素。通過對角線搜索方法確定的特征點，可能與通過沿垂直/水平方向搜索確定的特征點不同。此時，或者取兩個坐標的平均值，或者取兩個坐標之一來確定特征點。
借助邊界檢測方法(見圖13)，是跟蹤候選區域中包含的碼圖像區域的外部邊界，從而搜索特征點，如碼圖像的頂點。首先，選擇包括邊界的坐標作為候選坐標。其次，在檢查相鄰候選坐標的斜率，發現坐標之間的斜率沒有變化的情形中，這些坐標用一種方法從候選坐標中除去(基于斜率的方法)。例如，在相鄰候選坐標是(xi-1，yi-1)、(xi，yi)、和(xi+1，yi+1)的情形中，如果a1＝(yi-yi-1)/(xi-xi-1)和a2＝(yi+1-yi)/(xi+1-xi)，且a1與a2相同，或a1與a2之差小于預定值，那么坐標(xi，yi)不應確定為特征點。
此外，除基于斜率方法外，可以采用一種基于距離的方法。在相鄰特征點候選坐標之間距離小于預定距離時，則把該坐標從特征點候選坐標中除去。就是說，在兩個相鄰候選坐標(xi-1，yi-1)和(xi，yi)之間的距離|(xi-xi-1)2+(yi-yi-1)2|]]>小于預定值，則該坐標從候選坐標(xi，yi)中除去。
接近邊界時，用特征點檢查邊界的角度和長度，從而搜索碼圖像的形狀和類型。作為一個例子，在一個碼圖像由5×5或8×5個單元形成的情形中，碼圖像的類型可以按照長寬比辨別。就是說，在寬度對長度之比類似的情形中，可以確定碼圖像為矩形，并可以識別為一5×5矩陣碼圖像。另一方面，在寬度與長度之差大于預定值的情形中，可以確定碼圖像為8×5的兩維碼圖像。此外，組成碼圖像的單元的中心點，可以用長度比率和斜率(length rate and slope)查找。此外，要確定碼圖像是否按碼圖像的大小或面積，以及長度比率和斜率的考慮抽取。
圖14A至14C畫出把屬于碼圖像區域的單元分割，并查找單元中心點的步驟。現在參考圖14A，在本發明中的碼圖像，被確定為4×4四邊形圖像。碼圖像的長度和寬度分別被4除，獲得被分割的單元的中心點坐標如圖14B所示。
圖14C表明用于搜索單元中心點的算法。在碼圖像的一邊長度為L的情形中，當以碼圖像的邊長L為基礎，向X軸和Y軸引垂線，得到X軸的長度是W和Y軸的長度是H時，用來搜索與該邊接觸的第i單元中心的位置Xci和Yci，由方程式6表示。注意，C是位于彩色碼的行或列的單元數量。
W＝L×cosθXCi=2t+12C×W,t=0,1,...,C-1,i=1,2,...,C]]>H＝L×sinθ(6)YCi=2t+12C×H,t=0,1,...,C-1,i=1,2,...,C]]>與碼一邊接觸的點的坐標，從方程式6獲得，并在該坐標按與相反邊同一順序的點鄰接的情形中，產生兩線段相交的接觸點，該點被確定為每一單元的中心點。方程式6僅對碼圖像的近攝攝影角及攝像機是90度時是理想的。因此，當近攝角小時(即在攝像機橫臥的情形)，碼圖像發生畸變，從而產生誤差。例如，當近攝角不斷變小時，原來四邊形的碼圖像以梯形的形式輸入。因此，為了校正這一誤差，需要一種額外的算術運算，但在一般的情形中，上述方程式已經足夠。特別是，盡管畸變嚴重，但如果圖像的尺寸大，單元的中心位置仍可用上述方程式或輔助的方程式搜索。除了上述方法外，在產生碼圖像時插入的單元之間的邊界線或邊界區域，也按照碼圖像區域中像素顏色分布的考慮，檢測這些邊界線，從而在該基礎上辨別單元。
在步驟68，解碼器57用特征點抽取部分56搜索的數據，對碼圖像解碼，并再現碼數據。確定每一單元的顏色/色調及檢查奇偶性數據的步驟，是由控制器58利用彩色環境變數和分析信息(基色模式和碼圖像類型)的輸入進行的。每一單元已檢測的顏色或色調值，被對應的字符、數字、或符號代替。然后，通過奇偶性操作，可以確定異常性，在不存在異常性的情形中，輸出對應的字符、數字、或符號。上述步驟在所有單元上進行，并把獲得的字符、數字、或符號相對于每一單元連接，產生需要的碼數據。
利用從特征點抽取部分56輸入的每一單元中心坐標，檢查每一單元的位置，在此基礎上抽取預定的像素數，從而可以確定顏色。在對抽樣的像素獲得平均值后，可以用RGB模式確定顏色，或者在獲得顏色角之后，可以用HSV模式確定用于表示對應單元的顏色。在用RGB模式確定顏色的情形中，經過用彩色環境變數轉換顏色的步驟之后，碼圖像中抽樣像素的每一RGB分量值，是0或255，所以該顏色是處于標準的顏色狀態。因此，在抽樣像素中有最高頻度的顏色，被確定為對應單元的顏色。在彩色圖像還沒有轉換為標準顏色而被輸入的情形中，把彩色環境變數應用于抽樣的像素，從而把抽樣的像素轉換為標準顏色，然后把有最高頻度的顏色確定為對應單元的顏色。在用HSV模式確定顏色的情形中，在經過HSV轉換的轉換后，確定抽樣像素的RGB值。
在碼圖像表示為三灰度級的情形中，獲得每一單元的平均值，而在平均值按大小順序排列的情形中，排列的平均值分布有相對高頻度的部分，被會聚在三個位置，同時在該三個位置之間存在有相對低頻度的間隔。獲得最長間隔的中心點及在第二位置中的最長間隔的中心點，然后，如果把對應于兩個中心點的值與每一單元的平均值比較，就能夠確定每一單元屬于哪一級(黑、灰、和白之間)。例如，獲得了一個單元抽樣像素的R、G、和B值的平均值，據此可以用作亮度值。用每一單元獲得的亮度值，檢查亮度值的分布，并把分布分為例如黑、白、和灰三組。然后，按最接近該單元亮度值的色調，確定單元的色調。
在碼圖像如圖2E所示的情形中，從碼圖像的輔助區域(奇偶性區域、參考區域、和控制區域)辨別數據區域。在存在參考區域的情形中，在每一單元中表示的顏色、色調、形狀、和圖案，用參考區域確定，而在有奇偶性區域的情形中，可以確定數據單元的誤差。
搜索包含在碼圖像中的形狀、顏色、圖案、和字符的步驟，是在解碼步驟中要求的，除此之外，也在校正畸變圖像的步驟中要求。注意，顏色的確定也可以用一種或多種方法，其中有紅、綠、和藍(RGB)模式，色度、飽和度、及值(HSV)模式，青、絳紅、及黃(CMY)模式，和色度、亮度、和飽和度(HLS)模式。
抽取位于數據區域和/或輔助區域每一單元的碼值，以便解碼。在有參考區域的情形中，通過檢測參考單元的顏色或色調，把參考顏色(或色調)、參考形狀、或參考圖案，用作解釋所有區域中數據的參考。檢測位于數據區域、奇偶性區域、或控制區域各單元的顏色、形狀、和圖案，然后，獲得被檢測對象與參考顏色、參考形狀、和/或參考圖案之間的差值，從而把該差值轉換為每一單元的碼值。在沒有參考區域的情形中，與每一單元對應的碼值，可以根據圖像輸入裝置讀出的顏色或色調、形狀、和/或圖案獲得。
在有奇偶性區域的情形中，執行如下步驟用從奇偶性區域獲得的碼值(即奇偶性數據)，檢查相對于碼圖像每一行和列的奇偶性誤差。通常用于優化照明的環境變數，及其權重值，可以預先設置，存儲在解碼程序或數據庫中，用戶可以選擇最適合自己環境的環境變數。可以認為，奇偶性誤差的出現，是用來讀出顏色的目前設置的環境變數存在誤差，此時，可以采用另外的環境變數再次讀出顏色。如有必要，可以根據奇偶性數據，搜索碼圖像的方向和位置。
由上述步驟獲得的每一單元的碼值，用碼轉換表(見圖3B)轉換為包含可識別的字符的碼數據，該字符包括數字和符號。在有控制區域用于設置與命令或服務有關事項的情形中，這些命令或服務需要用碼數據使用，所以在碼圖像中，這些命令或服務是按照設置在控制區域中的數據提供的，否則，需要在程序中提供基本的服務。
圖15按照本發明第三實施例，畫出本設備的方框圖，圖16是流程圖，說明圖15所示設備的工作原理。與圖5的設備比較，差別在于圖5的設備先把原始圖像每一像素的顏色，通過彩色濾光器轉換為標準顏色，并進行圖像處理，而圖15的設備則從原始圖像抽取需要的碼圖像，并用環境變數，把屬于碼圖像區域每一像素(或在像素中抽樣的像素)的顏色，通過彩色濾光器轉換為標準顏色。其他功能或操作基本相同，又為方便起見，沒有畫出存儲器。后面還要說明與圖5設備的差別，除外，只要在處理順序或操作上沒有問題，兩者的作用相同。
圖15所示識別碼的設備，捕獲其中包含碼圖像的原始圖像，在圖像捕獲部分151中，按照二進制編碼轉換部分153中預定的參考值，把原始圖像的顏色或色調分為兩種顏色，從而產生二進制編碼圖像。
預處理部分154把二進制編碼圖像中排除碼圖像部分的那部分顏色，設置為專用的背景顏色，把與二進制編碼圖像中被設置為背景顏色部分對應的原始圖像部分的顏色，設置為背景顏色，從而辨別碼圖像部分與其他部分。特征點抽取部分155，抽取碼圖像部分中包含的多個單元，并識別在每一單元中表示的顏色或色調。
彩色濾光器156，按照捕獲原始圖像時對環境的考慮而設置環境變數，并用該環境變數，校正對碼圖像部分包含的每一單元識別的顏色或色調，把校正的顏色或色調轉換為用于產生碼圖像的多種標準顏色或標準色調，從而產生由標準顏色或標準色調表示的標準圖像。
解碼器157按照字符、數字、或符號與對應的顏色或色調之間的關系，從碼圖像每一單元識別的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，最后產生碼數據。
圖15所示設備的操作，將參照圖16說明。在步驟161，捕獲其中包含碼圖像的原始圖像。在步驟162，按照預定的參考值，把原始圖像的顏色或色調，分為兩種顏色，從而產生二進制編碼圖像。在步驟163，排除了碼圖像部分的那部分，按照二進制編碼圖像的基礎，用專用的背景顏色表示。在步驟164，把與二進制編碼圖像中以背景顏色表示的部分對應的原始圖像部分的顏色，處理成背景顏色，從而辨別碼圖像部分與其他部分。在步驟165，抽取碼圖像部分包含的多個單元，然后識別每一單元的顏色或色調。在步驟166，按照捕獲原始圖像時對環境的考慮而設置環境變數，并用該環境變數，校正對碼圖像部分包含的每一單元識別的顏色或色調。在步驟167，把校正的顏色或色調轉換為用于產生碼圖像的多種標準顏色或標準色調，從而產生由標準顏色或標準色調表示的標準圖像。在本實施例中，因為每一單元中心點位置及碼類型已知，所以在每一單元中心點的基礎上，對預定的像素抽樣，同時只把環境變數用于抽樣的像素，從而可以辨別單元的標準顏色或標準色調。最好是，與辨別每一單元標準顏色或標準色調有關的數據，存儲在存儲器中并用于產生碼數據。結果，要求產生標準圖像的步驟可以省略。
在步驟168，按照字符、數字、或符號與對應的顏色或色調之間的關系，從碼圖像每一單元識別的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，從而產生碼數據。
按照本發明識別碼的方法，可以用計算機程序體現。該程序可在用于計算機和一般運行該程序的數字計算機媒體中實施。該程序能夠存儲在計算機可讀媒體中。該媒體包括磁性媒體如軟盤或硬盤、以及光CD-ROM或數字視盤(DVD)。而且，該程序能用載波在如互連網上發送。而且，計算機可讀媒體可以分散在與網絡連接的計算機系統中，并能作為計算機可讀碼存儲及用分散方法實施。
工業可應用性如上所述，按照本發明的識別碼的設備及其方法，能夠接收其中對預定的數據用顏色或色調編碼的碼圖像，不論碼圖像輸入時的環境如何，都能夠精確辨別原來的顏色或色調，從而能夠獲得需要的碼數據。
雖然本發明已經參照優選實施例具體地指出及說明，本領域熟練人員應當了解，在不偏離本發明的精神與范圍的情況下，可以在形式上和細節上作各種改變，本發明的精神及范圍，由附于后的權利要求書確定。
權利要求
1.一種識別碼的設備，本設備包括圖像捕獲部分，用于捕獲其中包含碼圖像的原始圖像；彩色轉換部分，使用環境變數校正原始圖像中識別的顏色或色調，把校正的顏色或色調轉換為用于產生碼圖像的標準顏色或標準色調，最后產生以標準顏色或標準色調表示的標準圖像；二進制編碼轉換部分，按照預定的參考值，把原始圖像中的顏色或色調，分為兩種顏色，并產生二進制編碼圖像；圖像處理部分，用于從二進制編碼圖像中抽取排除碼圖像面積的面積，把與標準圖像中抽取面積對應的面積的顏色，設置為背景顏色，據此辨別碼圖像面積與其他面積，抽取碼圖像面積中包含的多個單元，最后識別每一單元中表示的標準顏色或標準色調；和碼轉換部分，按照字符、數字、或符號與對應的顏色或色調之間的關系，從碼圖像每一單元識別的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，并產生碼數據。
2.按照權利要求1的設備，其中彩色轉換部分的環境變數，是考慮原始圖像輸入時的環境而設置的參數以辨別原始圖像的顏色或色調，并且該彩色轉換部分用該環境變數，校正原始圖像中識別的每一像素值。
3.按照權利要求1的設備，其中二進制編碼轉換部分的預定參考值，被設置為紅、綠、及藍(RGB)基色模式中的R、G、及B值的平均值或它們之中的最小值或最大值，色度飽和值(HSV)基色模式中的V值，色度飽和強度(HSI)基色模式中的I值，或青絳紅黃黑(CMYK)基色模式中的K值。
4.按照權利要求1的設備，其中的圖像處理部分，把位于二進制編碼圖像邊緣的像素的顏色，設置為背景顏色，還把與該背景顏色設置的像素鄰接的像素顏色，設置為背景顏色，從而辨別碼圖像面積與其他面積。
5.按照權利要求1的設備，其中的圖像處理部分，接收其中碼圖像面積與其他面積被背景顏色相互分開的圖像，把該圖像分為多塊，從各塊中檢測其顏色或色調不是背景顏色的區域，選擇該多塊之中有最大區域的一塊，檢測包含在該塊中的碼圖像面積的中心點，和在中心點的基礎上搜索整個圖像，從而檢測有不是背景顏色的顏色或色調的區域，作為碼圖像面積。
6.按照權利要求1的設備，其中的碼轉換部分，在屬于每一單元的像素的顏色或色調之中，識別有最大分布的顏色或色調，作為對應單元的顏色或色調。
7.一種識別碼的設備，本設備包括圖像捕獲部分，用于捕獲其中包含碼圖像的原始圖像；二進制編碼轉換部分，按照預定的參考值，把原始圖像中的顏色或色調，分為兩種顏色，并產生二進制編碼圖像；圖像處理部分，用于從二進制編碼圖像中抽取排除碼圖像面積的面積，把與標準圖像中抽取面積對應的面積的顏色，設置為背景顏色，據此辨別碼圖像面積與其他面積，抽取碼圖像面積中包含的多個單元，最后識別每一單元中表示的標準顏色或標準色調；彩色轉換部分，使用環境變數，校正對碼圖像面積包含的每一單元識別的顏色或色調，并把校正的顏色或色調，轉換為用于產生碼圖像的多種標準顏色或標準色調；和碼轉換部分，按照字符、數字、或符號與對應的顏色或色調之間的關系，從碼圖像每一單元識別的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，并產生碼數據。
8.按照權利要求7的設備，其中彩色轉換部分的環境變數，是考慮原始圖像輸入時的環境而設置的參數以辨別原始圖像的顏色或色調，并且該彩色轉換部分用該環境變數，校正原始圖像中識別的每一像素值。
9.按照權利要求7的設備，其中的圖像處理部分，把位于二進制編碼圖像邊緣的像素的顏色，設置為背景顏色，還把與該背景顏色設置的像素鄰接的像素顏色，設置為背景顏色，從而辨別碼圖像面積與其他面積。
10.按照權利要求7的設備，其中的圖像處理部分，接收其中碼圖像面積與其他面積被背景顏色相互分開的圖像，把該圖像分為多塊，從各塊中檢測其顏色或色調不是背景顏色的區域，選擇塊之中有最大區域的一塊，和在中心點的基礎上搜索整個圖像，從而檢測有不是背景顏色的顏色或色調的區域，作為碼圖像面積。
11.一種識別碼的方法，本方法包括的步驟有捕獲其中包含碼圖像的原始圖像；使用環境變數，校正從原始圖像中識別的顏色或色調；把校正的顏色或色調，轉換為用于產生碼圖像的標準顏色或標準色調，并產生以標準顏色或標準色調表示的標準圖像；按照預定的參考值，把原始圖像中的顏色或色調分為兩種顏色，并產生二進制編碼圖像；從二進制編碼圖像中抽取排除碼圖像面積的面積，把與標準圖像中抽取面積對應的面積的顏色，設置為背景顏色，據此辨別碼圖像面積與其他面積；抽取碼圖像面積中包含的多個單元，并識別每一單元中表示的標準顏色或標準色調；和按照字符、數字、或符號與對應的顏色或色調之間的關系，從碼圖像每一單元識別的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，并產生碼數據。
12.一種識別碼的方法，本方法包括的步驟有捕獲其中包含碼圖像的原始圖像；按照預定的參考值，把原始圖像中的顏色或色調分為兩種顏色，并產生二進制編碼圖像；從二進制編碼圖像中抽取排除碼圖像面積的面積，并把與標準圖像中抽取面積對應的面積的顏色，設置為背景顏色，據此辨別碼圖像面積與其他面積；抽取碼圖像面積中包含的多個單元，并識別每一單元中表示的標準顏色或標準色調；使用環境變數，校正原始圖像中對碼圖像面積包含的每一單元識別的顏色或色調；把校正的顏色或色調，轉換為用于產生碼圖像的標準顏色或標準色調；和按照字符、數字、或符號與對應的顏色或色調之間的關系，從碼圖像每一單元識別的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，并產生碼數據。
13.一種用于實施權利要求11的方法的計算機可讀媒體。
14.一種用于實施權利要求12的方法的計算機可讀媒體。
15.一種識別碼的設備，本設備包括圖像捕獲部分，用于捕獲其中包含碼圖像的原始圖像；圖像處理部分，用于從原始圖像中抽取碼圖像，并識別包括在碼圖像中多個單元表示的顏色或色調；碼設置部分，其中設置字符、數字、或符號與對應的顏色或色調之間的關系；和碼轉換部分，按照在碼設置部分中設置的關系，從碼圖像每一單元識別的顏色或色調中，抽取對應的字符、數字、或符號，并產生碼數據。
16.按照權利要求15的設備，其中的圖像處理部分，按照原始圖像捕獲時對環境的考慮而設置環境變數，并用該環境變數，校正原始圖像中識別的顏色或色調。
17.按照權利要求15的設備，其中的圖像處理部分，抽取碼圖像區域，其中已從原始圖像中排除背景圖像部分，辨別該碼圖像的形狀和類型，并在此基礎上辨別碼圖像區域中包含的單元。
18.按照權利要求15的設備，其中的圖像處理部分，在環境變數的基礎上，把原始圖像轉換為二進制編碼圖像，該環境變數是按照原始圖像輸入時的亮度狀態設置的，從該二進制圖像中抽取背景圖像區域，把原始圖像中與抽取面積對應的面積的顏色，設置為背景顏色，從而辨別碼圖像區域與其他區域，并從原始圖像中抽取碼圖像區域。
19.一種識別碼的方法，本方法包括的步驟有接收其中包含碼圖像的原始圖像；檢測包含在原始圖像中的背景圖像，并抽取排除了背景圖像的碼圖像區域；從碼圖像區域辨別碼圖像的形狀及類型；辨別包含在碼圖像區域中的單元；識別每一單元中表示的顏色或色調；和把每一單元中識別的顏色或色調，轉換為對應的字符、數字、或符號，并產生碼數據。
20.一種用于實施權利要求19的方法的計算機可讀媒體。
全文摘要
本申請給出一種從碼圖像識別碼、并抽取碼圖像中表示的數據的設備和方法，該碼圖像以物理的或電子學的方法表達。本方法包括的步驟有接收其中含有碼圖像的原始圖像；檢測包含在原始圖像中的背景圖像；抽取排除了背景圖像的碼圖像區域；識別碼圖像的形狀及類型和在每一單元中表示的顏色或色調；把從每一單元識別的顏色或色調轉換為對應的字符、數字、或符號；和產生碼數據。接收碼圖像，其中把預定的數據表示為顏色或色調，并且不論碼圖像識別時所處的環境如何，都能精確地辨別原來的顏色或色調。
文檔編號G06T1/00GK1578969SQ02821598
公開日2005年2月9日 申請日期2002年5月13日 優先權日2001年11月3日
發明者鄭哲虎, 李楠圭, 韓鐸敦 申請人:卡勒茲普麥迪亞公司