專利名稱：面向電視的二維條碼應用系統及其實現方法
技術領域：
本發明涉及一種面向電視的二維條碼應用系統及其實現方法，尤其 涉及一種能夠在電視屏幕上顯示二維條碼，由內置攝像頭的移動終端對 其進行拍攝并實時解碼的二維條碼應用系統，還涉及該二維條碼應用系 統實現面向電視的二維條碼應用服務的方法，屬于二維條碼技術領域。
技術背景二維條碼(2-dimensional bar code)是在水平和垂直方向上都存儲 信息的條碼，它用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字或數值 信息，并通過圖像采集設備或光電掃描設備自動進行識讀，從而實現信 息處理。相較于一維條碼，二維條碼的信息容量要高出幾十倍。這使得 二維條碼不僅能夠對簡單的數字進行編碼，還能夠對照片、指紋、掌紋、 簽字、聲音、文字等可數字化的信息進行編碼，從而提供更加豐富多彩 的信息服務。在曰本、韓國等國家，利用具有拍照功能的移動電話拍攝二維條碼， 從而獲取相關移動增值服務的移動電話二維條碼業務已得到廣泛應用。 2006年8月1日，中國移動正式在國內推出移動電話二維條碼業務。可 以預見，在擁有4億多移動電話用戶的中國，移動電話二維條碼業務將 具有廣闊的發展空間，為服務提供商、設備商、移動電話終端廠商、商 家以及運營商帶來新的機遇。目前，使用二維條碼的通常方式是將二維條碼印刷在紙張、卡片或 金屬表面，利用圖像采集設備如攝像頭進行拍攝，并通過專門的軟件加 以識讀。這種應用方式將二維條碼的使用局限在物理介質表面。但是， 我國現有的CRT (Cathode Ray Tube,陰極射線管)電視保有量超過3億 臺。有相當多的用戶很少閱讀報刊、雜志，卻習慣于天天看電視。對于 此類用戶，現有二維條碼依賴于物理介質的工作模式無疑存在明顯的服 務空白。為了擴大現有二維條碼技術的應用范圍，使更廣大的用戶能夠 享受二維條碼技術所能帶來的方便、快捷的信息服務，人們迫切需要一 種能夠將二維條碼通過CRT電視的屏幕進行顯示并便于識讀的解決方案。在CRT電視的屏幕顯示二維條碼并不存在任何的技術困難，但是使 用普通的圖像采集設備如攝像頭來識讀該二維條碼則存在明顯的困難。 這主要是因為我國電視的國家標準規定，CRT電視的行掃描頻率為15625Hz, 場掃描頻率為50Hz，其行、場掃描均為單頻同步掃描。而通常所使用的攝像 頭，特別是開展移動電話二維碼業務所使用的普通攝像頭，其工作頻率很難 保證和電視掃描頻率保持一致，因此容易產生抖動和閃爍現象，導致二維 條碼無法被識讀出來。 發明內容本發明所要解決的首要技術問題在于提供一種適用于CRT電視的 二維條碼應用系統。該系統能夠有效克服二維條碼在隔行掃描的CRT電 視屏幕上顯示，因存在抖動和閃爍現象而難以被普通攝像頭識讀并解 碼的問題。本發明還提供了一種上述二維條碼應用系統實現面向電視的二維條 碼應用服務的方法。為實現上述的發明目的，本發明采用下述的技術方案-一種面向電視的二維條碼應用系統，其特征在于所述應用系統包括電視制作單元、電視和二維條碼識讀裝置； 所述電視制作單元中設有二維條碼編碼裝置，所述編碼裝置根據特定信息生成二維條碼圖像，由所述電視制作單元將所述二維條碼圖像附加到電視節目信號中-,所述電視接收并播放所述電視節目信號；所述二維條碼識讀裝置拍攝所述電視中播出的二維條碼圖像，并 對其進行識讀，根據識讀出的信息提供后續的信息服務。其中，所述二維條碼圖像中，深淺色塊的對比度在35%到65%的 范圍內。所述二維條碼圖像中，底色為灰色。 所述電視為隔行掃描的CRT電視。所述二維條碼識讀裝置包括攝像頭和解碼器，所述攝像頭向所述解 碼器傳送圖像數據。所述二維條碼識讀裝置為安裝有攝像頭的移動電話。 一種實現面向電視的二維條碼應用服務的方法，基于上述的二維條碼應用系統實現，所述二維條碼應用系統包括電視制作單元、電視和 二維條碼識讀裝置，其特征在于
(1) 電視制作單元制作帶有二維條碼圖像的電視節目；
(2) 電視制作單元檢測并調整電視節目中二維條碼圖像的對比度，
使其在35%到65%的范圍之內；
(3) 電視制作單元將電視節目信號發送至電視，由電視播放該帶有 二維條碼的電視節目；
(4) 用戶通過二維條碼識讀裝置中的攝像頭實時拍攝電視節目中 的二維條碼，并將拍攝的二維條碼圖像傳送解碼器；
(5) 所述解碼器對二維條碼圖像進行識讀，將二維條碼圖像轉換 為數據信息；
(6) 所述二維條碼識讀裝置根據所得到的數據信息為用戶提供相 應的后續服務。
其中，所述步驟(4)中，所述二維條碼識讀裝置中的攝像頭連續拍 攝多張二維條碼圖像，并實時向解碼器進行傳輸。
所述步驟(5)中，所述解碼器實時對接收的二維條碼圖像進行解碼， 一旦有一幅圖能夠成功解碼就讓所述攝像頭停止拍攝。
本發明通過調節二維條碼在CRT電視屏幕上顯示的對比度，巧妙地 解決了二維條碼在電視上顯示時難以識讀和解碼的問題，使二維條碼在 現有隔行掃描的CRT電視上應用成為可能，從而擴大二維條碼技術的應 用范圍，使人們可以通過二維條碼技術提供更豐富的服務。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的說明。 圖1為用于識讀二維條碼的裝置示意圖2為本發明所提供的面向電視的二維條碼應用系統的結構示意
圖3為圖2所示的二維條碼應用系統的信號流程示意圖。
具體實施例方式
現有的二維條碼編碼方案有很多種，如PDF417碼、DM碼、QR碼 等等。這些二維條碼技術的編碼的規則和特點雖然不盡相同，但其本質 上都是按一定規律分布的、深色模塊和淺色模塊相間的圖形。二維條碼可 以由如圖1所示的二維條碼識讀裝置加以識讀。該識讀裝置包括攝像頭和解碼器，由攝像頭拍攝二維條碼的條碼圖形，利用條碼圖形中深淺顏 色上的明顯對比，通過解碼器對條碼圖形進行二值化區分，并將這種區 分后的結果對應成計算機內部的"0"、 "1"數據，從而將二維條碼中深 淺相間的圖形轉換為存儲有數據信息的代碼。
在識讀裝置對二維條碼實施解碼識別的過程中，二維條碼的深淺顏 色對比度對解碼器正確進行二值化區分起了至關重要的作用。所謂對比
度是一種衡量圖形中深淺顏色區分度的參數，通常用cs表示。在條形
碼中，對比度CS= (R1 —Rd) /R1X100%，式中R1表示條碼圖形中空 的反射率，Rd表示條碼圖形中條的反射率。在二維條碼的附著介質為紙 張、金屬表面等物質時，條碼的對比度CS越大，解碼器的二值化區分 度就越高，解碼器的識別效果也越好。但是，本發明人在實踐中發現， 上述的認識規律并不適合于在CRT電視屏幕上顯示二維條碼的情況，特 別是對傳統的隔行掃描電視。
隔行掃描電視的掃描原理是將一幀圖像分成兩場來掃描，第一場掃 奇數行稱為奇數場，第二場掃偶數行稱為偶數場，奇數場和偶數場圖像 鑲嵌在一起形成一幅完整的圖像。采用這樣的隔行掃描方式來顯示二維 條碼時，由于人眼有視覺暫留的能力，因此不太影響人的正常觀看。但 是攝像頭沒有視覺暫留的能力，而且實際拍攝的時間往往只有百分之一 秒左右，因此直接識讀電視屏幕上顯示的二維碼圖像，很容易出現圖像 掃描線的抖動和圖像閃爍等現象。此時，如果將二維條碼的對比度提高， 不僅不會改善解碼器的識別效果，反而會加劇圖像的抖動和閃爍現象。
針對上述的問題，本發明人通過反復試驗發現在使用隔行掃描電 視顯示二維條碼時，降低二維條碼的顯示對比度反而能取得更好的識別 效果。作為上述發現的一個最簡單的實施方式是將原來二維條碼中作為 底色的白色改為灰色，這樣使用普通攝像頭拍攝二維條碼時，解碼器的 識讀效果反而更好。進一步的研究發現，在隔行掃描的電視上顯示二維
條碼，最佳的對比度是在35%到65%之間。在這個范圍內，攝像頭拍攝 得到的二維條碼圖像不會出現明顯的閃爍現象，最適合解碼器進行解碼 識別。
基于上述對CRT電視顯示二維條碼的試驗結論，本發明提供了一種 二維條碼應用系統。
該二維條碼應用系統如圖2所示，包括電視制作單元、電視和二維條碼識讀裝置。其中，電視制作單元負責制作并向電視發送電視節目 信號。該制作單元中設有二維條碼編碼裝置，用于根據所使用的二維條 碼編碼規則，將要編碼的數據信息編輯生成二維條碼圖像。該二維條碼 編碼裝置可以由專門的二維條碼編碼軟件來實現。電視制作單元將該二 維條碼圖像和準備播放的電視節目信號組合在一起，生成對外傳送的電 視信號。在這一過程中，電視制作單元調整二維條碼圖像的顯示對比度， 使該對比度在35%到65%的范圍之內。電視接收并顯示由電視制作單元 編輯好的電視節目。二維條碼識讀裝置可以是安裝有攝像頭的移動電 話，也可以是連接有攝像頭的計算機等。該二維條碼識讀裝置通過攝
像頭拍攝電視顯示的二維條碼，并將其傳送給內置的解碼器進行識讀。 該解碼器可以是安裝于移動電話或者計算機中的客戶端軟件。它根據攝
像頭所拍攝的二維條碼圖像，對二維條碼進行解碼，并根據解碼得到的 數據信息為用戶提供相應的后續服務，如啟動瀏覽器瀏覽網頁，發短消 息到信息臺等等。由于二維條碼的信息容量很大，可以獨立存儲照片、 指紋、掌紋、簽字、聲音、文字等可數字化的信息。因此，二維條碼識 讀裝置無需連接任何數據庫，可以直接通過二維條碼本身所存儲的信息 為用戶提供相應的后續服務。
圖3所示為利用上述二維條碼應用系統識讀電視屏幕上的二維條碼
的方法，其具體步驟如下
(1) 電視制作單元制作帶有二維條碼圖像的電視節目 ，
(2) 電視制作單元檢測并調整電視節目中二維條碼圖像的對比度，
使其在35%到65%的范圍之內；
(3) 電視制作單元將電視節目信號發送至電視，由電視播放該帶有 二維條碼的電視節目；
(4) 用戶通過二維條碼識讀裝置中的攝像頭實時拍攝電視節目中 的二維條碼，并將拍攝的二維條碼圖像傳送解碼器；
(5) 所述解碼器對二維條碼圖像進行識讀，將二維條碼圖像轉換 為數據信息；
(6) 所述二維條碼識讀裝置根據所得到的數據信息為用戶提供相 應的后續服務。
另外，為了提高二維條碼識讀裝置識讀電視屏幕上二維條碼的效率， 可以讓攝像頭實時向解碼器傳輸圖片信息，解碼器實時對該圖片信息進行解碼， 一旦有一幅圖能夠成功解碼就讓攝像頭停止拍攝。由于攝像頭 可以在很短的時間(幾十分之一秒至幾分之一秒的數量級)內連續拍攝 多張二維條碼圖像，因此這種類似"抓拍"的方式能夠快速抓取合格的 二維條碼圖像，從而提高整個系統的工作效率。
上面對本發明所提供的面向電視的二維條碼應用系統及其識讀方法 進行了詳細的說明。對本領域的一般技術人員而言，在不背離本發明 實質精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都將構成對本發 明專利權的侵犯，將承擔相應的法律責任。
權利要求
1. 一種面向電視的二維條碼應用系統，其特征在于所述應用系統包括電視制作單元、電視和二維條碼識讀裝置；所述電視制作單元中設有二維條碼編碼裝置，所述編碼裝置根據特定信息生成二維條碼圖像，由所述電視制作單元將所述二維條碼圖像附加到電視節目信號中；所述電視接收并播放所述電視節目信號；所述二維條碼識讀裝置拍攝所述電視中播出的二維條碼圖像，并對其進行識讀，根據識讀出的信息提供后續的信息服務。
2. 如權利要求1所述的面向電視的二維條碼應用系統，其特征在于所述二維條碼圖像中，深淺色塊的對比度在35%到65%的范圍內。
3. 如權利要求1或2所述的面向電視的二維條碼應用系統，其特 征在于所述二維條碼圖像中，底色為灰色。
4. 如權利要求1所述的面向電視的二維條碼應用系統，其特征在于所述電視為隔行掃描的CRT電視。
5. 如權利要求1所述的面向電視的二維條碼應用系統，其特征在于所述二維條碼識讀裝置包括攝像頭和解碼器，所述攝像頭向所述解 碼器傳送圖像數據。
6. 如權利要求5所述的面向電視的二維條碼應用系統，其特征在于所述二維條碼識讀裝置為安裝有攝像頭的移動電話。
7. —種實現面向電視的二維條碼應用服務的方法，基于如權利要 求1所述的二維條碼應用系統實現，所述二維條碼應用系統包括電視制作單元、電視和二維條碼識讀裝置，其特征在于(1) 電視制作單元制作帶有二維條碼圖像的電視節目；(2) 電視制作單元檢測并調整電視節目中二維條碼圖像的對比度，使其在35%到65°/。的范圍之內；(3) 電視制作單元將電視節目信號發送至電視，由電視播放該帶有 二維條碼的電視節目；(4) 用戶通過二維條碼識讀裝置中的攝像頭實時拍攝電視節目中 的二維條碼，并將拍攝的二維條碼圖像傳送解碼器；(5) 所述解碼器對二維條碼圖像進行識讀，將二維條碼圖像轉換 為數據信息；(6) 所述二維條碼識讀裝置根據所得到的數據信息為用戶提供相 應的后續服務。
8. 如權利要求7所述的面向電視的二維條碼應用系統的實現方 法，其特征在于-所述步驟(4)中，所述二維條碼識讀裝置中的攝像頭連續拍攝多張 二維條碼圖像，并實時向解碼器進行傳輸。
9. 如權利要求8所述的面向電視的二維條碼應用系統的實現方 法，其特征在于-所述步驟(5)中，所述解碼器實時對接收的二維條碼圖像進行解碼， 一旦有一幅圖能夠成功解碼就讓所述攝像頭停止拍攝。
全文摘要
本發明巧妙地通過調節二維條碼在電視終端顯示的對比度，解決了二維條碼在電視終端顯示難以解碼的問題，使二維條碼在普通CRT電視上應用成為可能。本發明根據這種方法設計了一種由電視顯示二維條碼，由移動電話通過攝像頭對二維條碼進行實時拍攝并解碼的應用系統及其實現方法，從而擴大二維條碼技術的應用范圍，使得人們可以通過二維條碼技術提供更豐富的服務。
文檔編號H04N7/08GK101227581SQ20071006290
公開日2008年7月23日 申請日期2007年1月19日 優先權日2007年1月19日
發明者南宇玨, 林 吳, 征 崔, 郭建輝 申請人:報聯新動力(北京)科技有限公司