本发明涉及数字信息处理领域，具体涉及一种非图像数字信息的转换、还原方法及装置、电子设备和计算机可读存储介质。
背景技术：
纸是人类最常见的信息传输媒介，比如将优秀的文章打印成册供大家阅读，将产品图片打印在广告彩页上，张贴起来，起到产品宣传推广作用。然而，纸质媒介不方便表达和传送动态信息，比如视频。现有一些尝试，存在一定的局限性。比如在北京的地铁里，可以看到轨道两边按一定间隔布置了一些相关联的静态图片，火车开动后形成一种“动起来”的效果。还有一些就是在将视频文件的网络链接(url)用二维码进行编码，手机等扫描设备扫描后得到视频下载链接，然后下载并播放。由于视频下载时需要占用带宽资源且速度受限，观众接受程度不高。lifeprint(http://lifeprintphotos.com/)提供了一种技术，可以将视频中的一帧图像传输给好友，好友用手机扫描该图像后，根据该图像自动下载对应的视频内容，然后播放该视频片段，达到让静止图片动起来的效果。但在这种方法中，视频内容也是需要从网络中下载的，同样存在视频下载时需要占用带宽资源且速度受限的问题。
因此，存在这样一种需求：将视频内容而不是链接打印到一张纸质文件上，观察者直接从纸质文件中获取视频内容，而无需从网络中下载视频内容。同样的，对于除视频外的其它本来需要多帧或多张页面才能呈现的复杂信息，包括小说、教科书等，可以打印到一张图片上进行传输。
在现有技术中，微缩胶片在某种意义上也能实现将一段视频打印到一张图片上。利用微缩胶片技术，将一段视频中的所有图像帧逐帧缩小并打印到一张胶片上。然而微缩胶片是模拟计算时代的产物，胶片的打印和读取都需要专门的设备，而且微缩胶片的只是简单地对原始图片进行缩小，在微缩过程和读取过程中均会造成较大的信息损失。
技术实现要素：
为解决上述将非图像数字信息打印到一张图片上进行传输的技术问题，本发明提供了一种数字信息转换方法及装置，其能够实现如下目的：
(1)将视频或其他需要多帧或多张页面才能呈现的数字化信息，包括小说、教科书等，打印到一张图片上进行传输和读取；
(2)包含上述数字内容的图片，可以被手机等具有高分辨率的光学照相机获取并识别其中的内容；
(3)因为光学照相机在读取像素图信息时，可能受光线、相机精明元件精度等影响，会产生一定的读取误差，因此在将数字内容打印到一张图片时，可以提供一定的容错机制。
为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种数字信息转换方法，所述数字信息为非图像数字信息，包括如下步骤：
将所述非图像数字信息转换成至少一幅像素图，其中，所述非图像数字信息中预设大小的数据对应表示为所述像素图中至少一个像素的颜色值；
以光学方式将所述像素图呈现出来，其中所述像素图的呈现的分辨率超过人眼的分辨能力。
进一步地，所述预设大小的数据为24比特的数据，取值范围在0-767之间。
进一步地，所述像素图呈现的分辨率为每英寸所拥有的像素数目不低于1200个。
进一步地，根据所述非图像数字信息中所述预设大小的数据的每一个值的取值范围，确定需要对应表示的所述至少一个像素的个数。
进一步地，将所述非图像数字信息进行数字化编码以转换成所述至少一幅像素图，其中，所述预设大小的数据经过所述数字化编码形成的每一个值，依次转换成相对应的具有不同像素颜色值的所述至少一个像素，然后根据所述数字化编码的顺序依次呈现出来。
进一步地，所述方法还包括：
在所述非图像数字信息增加冗余信息后再转换成所述一幅像素图；
或者在转换成所述一幅像素图前，用冗余像素表示所述非图像数字信息，然后再转换成所述一幅像素图；
或者上述两种方式同时实施。
进一步地，在所述非图像数字信息增加冗余信息后再转换成所述一幅像素图的冗余信息包括将转换前的所述非图像数字信息重复多次；在转换成所述一幅像素图前用冗余像素表示所述非图像数字信息的冗余像素为：用1个像素即能表示的信息用2个或多个相同的像素来表示。
进一步地，呈现出来的像素图可以采用如下方式之一表示信息：
每个像素独立传递数字信息；
相邻的像素方阵作为一个整体传递数字信息；
或者按一定方式排列的像素阵列作为一个整体传递数字信息。
本发明的另一个方面还提供了一种数字信息还原方法，所述数字信息为非图像数字信息，包括如下步骤：
用光学照相方式获取一像素图，其中，所述像素图中至少一个像素的颜色值为所述非图像数字信息中预设大小的数据的对应表示；
至少根据所述像素图中像素的颜色值和位置信息还原所述非图像数字信息，
其中所述像素图呈现的分辨率超过人眼的分辨能力。
进一步地，所述预设大小的数据为24比特的数据，取值范围在0-767之间。
进一步地，所述像素图呈现的分辨率为每英寸所拥有的像素数目不低于1200个。
进一步地，所述方法还包括：
对所述非图像数字信息进行纠错；
或者利用冗余像素将像素图转换为非图像数字信息；
或者上述两种方式同时实施。
进一步地，所述冗余像素为所述非图像数字信息的一次或多次重复数据所得到的像素，所述利用冗余像素将像素图转换为非图像数字信息的步骤进一步包括：将冗余像素以及非冗余像素还原后的数据进行平均后保留平均数据所表达的非图像数字信息。
进一步地，所述以光学方式获取一像素图包括：利用移动设备上的光学照相方式获取，所述光学照相的图像采集密度不低于每英寸所拥有的像素数目400个。
进一步地，所述以光学方式获取一像素图包括：对所述像素图进行放大然后进行拍照。
进一步地，所述方法还包括：
识别还原的所述非图像数字信息的类型，根据所述类型执行对应的处理。
本发明的又一个方面还提供了一种数字信息转换装置，所述数字信息为非图像数字信息，包括：
数字信息转换模块，用于将所述非图像数字信息转换成至少一幅像素图，其中，所述非图像数字信息中预设大小的数据对应表示为所述像素图中至少一个像素的颜色值；
像素图呈现模块，用于以光学方式将所述像素图呈现出来，
其中所述像素图呈现的分辨率超过人眼的分辨能力。
进一步地，所述装置还包括：
第一冗余模块，用于在所述非图像数字信息增加冗余信息后再转换成所述至少一幅像素图；和/或
第二冗余模块，用于在转换成所述至少一幅像素图时，用冗余像素表示所述非图像数字信息。
本发明的又一个方面提供了一种数字信息还原装置，所述数字信息表示非图像数字信息，包括：
像素图获取模块，用于用光学照相方式获取一像素图，其中，所述像素图中至少一个像素的颜色值为所述非图像数字信息中预设大小的数据的对应表示；
数字信息还原模块，用于至少根据所述像素图中像素的颜色值和位置信息还原所述非图像数字信息，
其中所述像素图呈现的分辨率超过人眼的分辨能力。
进一步地，所述装置为光学照相机或带有光学照相机的移动设备。
进一步地，所述装置还包括：
纠错模块，用于对所述非图像数字信息进行纠错；和/或
冗余还原模块，用于利用冗余像素将像素图转换为非图像数字信息。
本发明的又一个方面还提供了一种电子设备，包括：
存储器以及一个或多个处理器；
其中，所述存储器与所述一个或多个处理器通信连接，所述存储器中存储有可被所述一个或多个处理器执行的指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行，以使所述一个或多个处理器能够实现如前面所述的方法。
本发明的又一个方面还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被执行后用以实现如前面所述的方法。
综上所述，本发明提供了一种数字信息转换及还原方法以及相应的装置，所述数字信息为非图像数字信息，所述方法包括：将所述非图像数字信息转换成至少一幅像素图，其中，所述非图像数字信息中预设大小的数据对应表示为所述像素图中的至少一个像素的颜色值；以光学方式将所述像素图呈现出来；用光学照相方式获取上述像素图；至少根据所述像素颜色值的大小和位置信息还原所述非图像数字信息；其中所述像素图的打印或显示的分辨率超过人眼的分辨能力。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
(1)无需下载就能够获取视频、小说、音乐等较复杂的内容，节省带宽资源且速度不受限制，方便实时获取；
(2)将信息获取软件集成到手机或其他移动设备上，通过手机或其他移动设备上的高分辨率照相机，采集打印到纸上或以其他方式呈现的非图像数字信息，无需额外专门设备，用手机或其他移动设备就能下载；
(3)将非图像数字信息用纸质方式或其他电子方式呈现，传播成本低、适用性广。
附图说明
图1是数字信息转换方法流程图；
图2是数字信息还原方法流程图；
图3是数字信息转换装置框图；
图4是数字信息还原装置框图；
图5是将视频信息经过数字化编码转换成的像素图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
文字、图像以及连续多帧图像组成的视频所展示的内容，是通过人眼的采集而被人所获取的，比如打印在纸质广告、书籍或显示在电子媒质上电影、电视等。由于人眼的分辨率是有限的，无限度地提高打印或显示的分辨率是没有必要的。例如，有人计算过，在25cm的视距下的最小分辨距离不为0.1mm。更高的分辨率，比如将比0.1mm更小的显示内容，是不能被人眼所捕获的。因此，单位面积上能够展示的内容存在一定的限度。因此，我们无法将一篇长篇小说压缩在一张很小的纸片上供人阅读，也不能将一个有较大数据量的视频内容印刷在一张小纸片上供大家浏览。微缩胶片在某种意义上也能实现将一段视频打印到一张图片上。比如，利用微缩胶片技术，将一段视频中的所有图像帧逐帧缩小并打印到一张胶片上，也可以实现将视频打印在一张纸上的目的。然而，微缩胶片，是模拟计算时代的产物，胶片的打印和读取都需要专门的设备，而且微缩胶片的只是简单地对原始图片进行缩小，在微缩过程和读取过程中均会造成较大的信息损失。微缩胶片只适用于对模拟图像的采集和缩小。微缩胶片技术，无法直接对数字内容进行压缩处理。而在数字化极度普遍的年代，如何将数字化的内容，包括文本，文本+图像混合，计算机安装程序，音乐，编码后的图像或视频数据，以及除音乐、视频、图像、文本之外的其它计算机数据，打印在一张纸上，或者显示在电子屏幕的页面上，是现有技术没有充分解决的问题。
为了便于信息的传播，我们需要一种新的技术，该技术能实现如下目的：
(1)将视频或其他需要多帧或多张页面才能呈现的数字化信息，包括小说、教科书等，打印到一张图片上进行传输和读取；
(2)包含上述数字内容的图片，可以被手机等具有高分辨率的光学照相机获取并识别其中的内容；
(3)因为光学照相机在读取像素图信息时，可能受光线、相机精明元件精度等影响，会产生一定的读取误差，因此在将数字内容打印到一张图片时，可以提供一定的容错机制。
在本发明中，将非图像数字内容用图像的方式呈现出来，目的不是为了人眼的观测，换句话说，该图像所真正传输的内容不是图像本身，而是为了更方便地将尽可能多的数字内容被手机等其它日常常用的设备所获取，然后通过这些常用的设备转换成人眼可见的形式。一种常见的将数字信息图像化的形式是二维码。但本发明的目的与现有二维码不同。二维码的一个主要的用法是将简短的文本(比如url)或身份信息编码在二维码形式呈现的图像中，其信息量不超过人眼在同样面积的图像中所能识别的信息量，这样即使用较低分辨率的相机也可以快速、准确地识别二维码的内容。一般认为，一张图像的像素密度在每英寸所拥有的像素数目超过300个以上时，已经达到人眼所能分辨的极限了。在我们的发明中，为了在一定尺寸的面积上，传输比人眼所能读取的更多的信息量，采用了尽可能高的图像打印或显示分辨率。为此，我们将最低的打印或显示分别率设定为每英寸所拥有的像素数目(pixelperinch)不低于1200个(1200ppi)。现有的打印或显示技术已经能够实现1200ppi甚至更高的像素密度。
本发明的第一个方面是提供一种数字信息转换方法，所述数字信息为非图像数字信息，如图1所示，包括如下步骤：(1)将所述非图像数字信息转换成至少一幅像素图，其中，所述非图像数字信息中预设大小的数据对应表示为所述像素图中的至少一个像素的颜色值；(2)以光学方式将所述像素图打印或显示出来；其中所述像素图的打印或显示的分辨率超过人眼的分辨能力。
这里所述的非图像数字信息包括但不限于：文本、文本与图像混合、应用程序、安装包、多媒体数据、应用数据以及其它计算机存储数据,所述多媒体数据包括音乐、编码后的图像或视频数据等。特别的，在本发明中，编码后的图像或视频数据并不认为是图像数字内容，因为它们是原始图像的转换形式，利用本发明的技术将它们用图像的方式呈现出来时，所呈现的并非其原始图像，而是图像化呈现的编码后的数据。
上述步骤(1)中，首先将非图像数字信息用颜色值表示，然后转换成一幅像素图。所述像素颜色值是rgb和cmyk模式下各颜色分离的值或值的组合。以rgb模式为例，rgb色彩模式是工业界的一种颜色标准，是通过对红(r)、绿(g)、蓝(b)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的，rgb即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色。假设每个通道的颜色值用8比特来表示，理论上，如果照相机的色彩识别能力足够精准，那么从一个像素点中就可以识别24比特的数据。而cmyk也称作印刷色彩模式，代表印刷上用的四种颜色，c代表青色(cyan)，m代表洋红色(magenta)，y代表黄色(yellow)，k代表黑色(black)。和rgb模式一样，cmyk模式也有通道，而且是4个，c、m、y、k各一个。cmyk各通道颜色并非独立，实际能产生的可分辨的颜色数为100×100×100＝100万种，理论上，如果照相机的色彩识别能力足够精准，那么从一个cmyk像素点中就可以识别19个比特的数据。随着技术的进步，未来相机的颜色识别能力可以得到进一步的提高，一个像素点可以表达的比特数可以更多。在本发明的一个实施例中，根据非图像数字信息的取值范围，确定需要多少个像素来表示。以rgb模式为例，如果取值范围在之间，用1个像素可以用3个0-255的数值范围来表示，因为1个像素包括rgb三种颜色，如下表1所示，每个像素取值具有一一对应的映射关系，1个像素确定的取值范围为0-767之间(256*3＝768)。进一步地，所述步骤(1)中的所述预设大小的数据为24比特的数据，取值范围在0-767之间。确定像素的取值后，按照像素值将像素显示在电子屏幕上，或打印在特定材料的表面上。一般非图像数字信息数量较多，那么可以将数字信息进行数字化编码后的每一个值(该值由3*8＝24比特组成，取值范围为0-767之间)，依次转换成对应的具有不同颜色值的像素，并依次呈现出来。依次呈现的方式可以是逐行、方块、圆形等任何预定的形状。如上面所述，为了在一定尺寸的面积上，传输比人眼所能读取的更多的信息量，采用了尽可能高的图像呈现分辨率。为此，我们将最低的呈现分别率设定为每英寸所拥有的像素数目(pixelperinch)不低于1200个(1200ppi)。
如图1所示，将一段视频信息经过数字化编码，将数字化编码的所有值依次转换成具有不同颜色值的像素，并依次呈现出来，形成了图1所示的杂乱无章的像素图。经过像素信息还原，该像素图就会还原成之前的视频数据。
表1
因为光学照相机在读取像素图信息时，可能受光线、相机精明元件精度等影响，会产生一定的读取误差，因此在将数字内容打印到一张像素图时，可以提供一定的容错机制。一种方法是在所述非图像数字信息增加冗余信息后再转换成所述一幅图像。最简单的方式就是讲转换前数据重复若干次。相机在恢复原始数据(转换前数据)时将重复数据进行一定处理后保留一份数据，比如将多个数据进行平均。或者，在转换成所述一幅图像时，用冗余像素表示所述非图像数字信息。比如，本来可以用1个像素表示的信息，用2个或多个相同的像素来表示。或者，两种容错措施同时实施。
所述步骤(2)中以光学方式将所述像素图打印或显示出来包括多种形式，比如，将该像素图打印在一物体表面上，或者以投影方式投射，或者以电子屏幕的方式呈现等。
在本发明的另一个方面，提供一种数字信息还原方法，用像素图的方式呈现出来非图像数字内容用于被光学照相机所获取和解码。照相机需要获得所述像素图中每一个像素的颜色值、每一像素相对整幅图像的位置。根据这些信息依次恢复出图像转换前的信息。如图2所示，该还原方法具体包括如下步骤：(1)用光学照相方式获取一像素图，其中，所述像素图中的至少一个像素的颜色值为所述非图像数字信息中预设大小的数据的对应表示；(2)至少根据所述像素图中像素的颜色值的大小和位置信息还原所述非图像数字信息；其中所述像素图的打印或显示的分辨率超过人眼的分辨能力。
因为光学照相机在读取像素图信息时，可能受光线、相机精明元件精度等影响，会产生一定的读取误差，为保障还原过程后得到的非图像数字信息与转换前的信息相比减小误差，在该还原过程中还包括一纠错步骤，具体包括：对所述非图像数字信息进行纠错；或者利用冗余像素将像素图转换为非图像数字信息；或者两种纠错措施同时实施。所述冗余像素为所述非图像数字信息的一次或多次重复数据所得到的像素，所述利用冗余像素将像素图转换为非图像数字信息的步骤进一步包括：将冗余像素以及非冗余像素还原后的数据进行平均后保留平均数据所表达的非图像数字信息。
所述步骤(1)中以光学方式获取一像素图的步骤为利用移动设备上的光学照相方式获取，所述光学照相的图像采集密度不低于每英寸所拥有的像素数目400个。目前数码照相机采用的影像传感器主要有两种：一种是ccd(电荷藕合)器件；另一种是cmos(互补金属氧化物导体)器件。为了能够成功恢复被转换成图像的信息，数码照相机的光学采集分辨率必须不低于图像显示或打印的分辨率。例如：如果打印出来的像素的分辨率是1200ppi，那么采集分辨率就必须超过1200ppi，甚至2400ppi以上。比如，一个按1200ppi打印出来的内容，如果用4个像素表达一个有用信息，那么这4个像素的色度值完全相同。实际上可以表达的信息像素为300ppi(即4个像素当一个使用)。打印出来的像素可以采用如下方式表示信息：(1)每个像素独立传递数字信息；(2)相邻的四个像素(以像素方阵形式，此处以4个像素为例，也可是9个像素、16个像素等)作为一个整体传递数字信息；(3)按一定方式排列的四个像素(以像素阵列形式，比如横列、竖列、l形、t形等，此处以4个像素为例，也可是任意多个像素的组合)作为一个整体传递数字信息。
在一种实施例中，数码照相机还具备光学放大能力，在照相时，对目标图像进行放大，以更清晰地拍摄到最小粒度的像素信息。
信息获取设备利用光学相机恢复了转换前的数据后，根据数据内容可以采取如下进一步动作：
-判断恢复出来的数据为计算机程序，然后安装计算机程序；
-判断恢复出来的数据为一首或若干首音乐，则播放音乐；
-判断恢复出来的数据为文本或文本图像混合内容，则打开文本或文本+图像内容；
-判断恢复出来的数据为已编码图像数据，则对所述非图像数字信息进行图像解码并呈现；
-判断恢复出来的数据为已编码视频数据，则对所述非图像数字信息进行视频解码并播放；
-无论那种数据，均可以对该数据进行保存。
本发明的另一个方面是提供上述数字信息转换方法的数字信息转换装置，如图3所示，所述数字信息为非图像数字信息，包括：数字信息转换模块，用于将所述非图像数字信息转换成至少一幅像素图，其中，所述非图像数字信息中预设大小的数据对应表示为所述像素图中的至少一个像素的颜色值；像素图呈现模块，用于以光学方式将所述像素图呈现出来，其中所述像素图呈现的分辨率超过人眼的分辨能力。
进一步地，所述装置还包括：
第一冗余模块，用于在所述非图像数字信息增加冗余信息后再转换成所述至少一幅像素图；和/或
第二冗余模块，用于在转换成所述至少一幅像素图时，用冗余像素表示所述非图像数字信息。
本发明的又一个方面是提供基于所述数字信息还原方法的数字信息还原装置，如图4所示，所述数字信息表示非图像数字信息，包括：像素图获取模块，用于用光学照相方式获取一像素图，其中，所述像素图中的至少一个像素的颜色值为所述非图像数字信息中预设大小的数据的对应表示；数字信息还原模块，用于至少根据所述像素图中像素的颜色值的大小和位置信息还原所述非图像数字信息，其中所述像素图呈现的分辨率超过人眼的分辨能力。所述装置为光学照相机或带有光学照相机的移动设备。
本发明的又一个方面还提供了一种电子设备，包括：
存储器以及一个或多个处理器；
其中，所述存储器与所述一个或多个处理器通信连接，所述存储器中存储有可被所述一个或多个处理器执行的指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行，以使所述一个或多个处理器能够实现如前面所述的方法。
本发明的最后一个方面还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被执行后用以实现如前面所述的方法。
依据所打印或显示的内容不同，本发明有如下一些典型的应用：
-纸质媒体上的视频打印：将视频内容进行数字化编码、增加容错机制、以图像化的方式打印到纸质海报上，用于广告和宣传。读者打开手机上具有高分辨率照相机，采集到打印在纸质海报的图像化视频内容，进行数字化纠错、解码，恢复正常格式的视频内容，然后播放。
-纸质媒体上的文字打印：将小说、教材等较长篇幅的文字(或文字+图像)内容进行数字化编码以增加容错机制、以图像化的方式打印到纸质材料上。读者打开手机上具有高分辨率照相机，采集到打印在纸质材料上的内容，进行数字化纠错、解码，恢复正常格式的文字(或文字+图像)内容，然后呈现，供读者阅读。
-通过纸质进行音乐下载：将音乐内容进行数字化编码以增加容错机制、以图像化的方式打印到纸质材料上。读者打开手机上具有高分辨率照相机，采集到打印在纸质材料上的内容，进行数字化纠错、解码，恢复正常格式的音乐内容，供手机播放。
-通过纸质进行app下载：将app安装包进行数字化编码以增加容错机制、以图像化的方式打印到纸质材料上。读者打开手机上具有高分辨率照相机，采集到打印在纸质材料上的内容，进行数字化纠错、解码，恢复正常格式的app安装包内容，供手机安装。
综上所述，根据本发明提供的上述数字信息的转换、还原方法及其相应的转换、还原装置、电子设备及其计算机可读存储介质，所述转换和还原方法包括：将所述非图像数字信息转换成至少一幅像素图，其中，所述非图像数字信息中预设大小的数据对应表示为所述像素图中的至少一个像素的颜色值；以光学方式将所述像素图呈现出来；用光学照相方式获取上述像素图；至少根据所述像素颜色值的大小和位置信息还原所述非图像数字信息；其中所述像素图的打印或显示的分辨率超过人眼的分辨能力。本发明能够实现如下有益效果：无需下载就能够获取视频、小说、音乐等较复杂的内容，节省带宽资源且速度不受限制，方便实时获取；将信息获取软件集成到手机或其他移动设备上，通过手机或其他移动设备上的高分辨率照相机，采集打印到纸上或以其他方式呈现的非图像数字信息，无需额外专门设备，用手机或其他移动设备就能下载；将非图像数字信息用纸质方式或其他电子方式呈现，传播成本低、适用性广。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。