使用差分图像的光学通信的制作方法
【专利说明】使用差分图像的光学通信
【背景技术】
[0001] 在一些示例中，光学通信可以包括提供条形码，诸如线性(例如，一维（ID))条形码 或者矩阵(例如二维（2D))条形码，其可以利用信息进行编码并且使用读取器或图像捕捉装 置等进行读取。在一些实例中，产生、捕捉和/或解码条形码由于过度曝光/曝光不足、周围 环境光、阴影、或反射等所引起的噪声而可能是不稳定的。这样的不稳定性对于2D条形码 和/或对于经由诸如例如液晶显示（LCD)显示器的显示屏幕呈现的条形码可能是特别成问 题的。例如，在条形码经由显示屏幕呈现时，反射可能比在条形码经由纸张等呈现时更强， 特别是在室外环境、明亮区域或黑暗区域等中。这样的显示屏幕可以包括用于移动装置或 用于数字标牌等的显示屏幕。
[0002] 此外，可以提供比黑和白条形码更大的数据容量的诸如彩色2D条形码的彩色条 形码可能具有由于上述原因而导致的不稳定性以及由于在例如2D彩色图像的产生和捕捉 期间的颜色偏移而导致的附加的不稳定性。
[0003] 用来应付这样的问题的当前技术包括使用局部适应性阈值来帮助减小噪声。这样 的技术在少量噪声的情况下可以有帮助，但是在例如中等或高水平噪声情况下并无帮助。 此外，当前技术可以通过将所有可能的颜色呈现在条形码的保留区域来应付颜色偏移，这 可能减小条形码的容量。
[0004] 由于令人期望的是让条形码包含更多数据并且由于经由显示屏幕进行通信变得 更加普遍，精确和可预测地产生、捕捉和解码条形码可以是有利的。
【附图说明】
[0005] 本文中描述的材料作为示例并且不作为限制在所附图中图示。为了图示的简单和 清楚，图中图示的元件不必按比例绘出。例如，为了清楚，一些元件的尺寸相对于其他元件 放大。此外，在考虑合适的情况下，附图标记已经在图当中重复以指示对应或类似元件。在 图中： 图1是不例条形码图像和不例替换图像的直观图； 图2是均具有示例反射的示例条形码图像和示例替换图像的直观图； 图3是用于对捕捉的条形码图像数据和相关联的捕捉的替换图像数据执行操作以生 成比较的条形码图像数据的示例方法； 图4是用于编码和显示条形码图像和替换条形码图像以及用于捕捉和解码条形码图 像和替换条形码图像的示例系统的直观图； 图5是图示示例过程的流程图； 图6是图示示例过程的流程图； 图7是图示示例过程的流程图； 图8是图示示例过程的流程图； 图9是用于使用差分图像来提供光学通信的示例系统和过程的直观图； 图10是用于使用差分图像的光学通信的示例系统的直观图； 图11是不例系统的直观图；以及 图12图示了全部根据本公开的至少一些实现而布置的示例装置。
【具体实施方式】
[0006] 现参照附图描述一个或多个实施例或实现。虽然论述了具体配置和布置，但应理 解，这仅为说明目的而完成。相关领域技术人员将认识到，在不脱离描述的精神和范围的情 况下，可以采用其他配置和布置。对于相关领域技术人员来说明显的是，本文中描述的技术 和/或布置也可以用在除了本文中描述的以外的各种其他系统和应用中。
[0007] 虽然以下描述阐明了可以以诸如片上系统（SoC)体系结构的体系结构表现的各 种实现，但是本文中描述的技术和/或布置的实现不限于特定体系结构和/或计算系统并 且可以由用于类似目的的任何体系结构和/或计算系统来实现。例如，采用例如多个集成 电路（1C)芯片和/或封装、和/或各种计算装置和/或诸如机顶盒、智能电话等的消费电 子（CE)装置的各种体系结构可以实现本文中描述的技术和/或布置。此外，虽然以下描述 可以阐明大量具体细节，诸如逻辑实现、系统部件的类型和相互关系、逻辑分区/集成选择 等，但在没有这样的具体细节的情况下可以实践所要求保护的主题。在其他实例中，一些材 料(诸如例如控制结构和全软件指令序列）可以不详细示出以免使本文中公开的材料晦涩 难懂。
[0008] 本文中公开的材料可以以硬件、固件、软件或任何其组合来实现。本文中公开的材 料也可以作为存储在机器可读介质上的指令来实现，指令可以由一个或多个处理器来读取 和执行。机器可读介质可以包括用于存储或传输以由机器(例如计算装置)可读形式的信息 的任何介质和/或机构。例如，机器可读介质可以包括只读存储器（ROM);随机存取存储器 (RAM);磁盘存储介质；光学存储介质；闪存装置；电、光、声或其他形式的传播信号(例如， 载波、红外信号、数字信号等）等。
[0009] 在说明书中所提及的"一个实现"、"实现"、"示例实现"等指示所描述的实现可以 包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可以不必包括该特定特征、结构或特性。此外，这 样的短语不必指代相同实现。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，应认为的 是，在本领域的技术人员的知识内，结合其他实现来实现这样的特征、结构或特性，无论是 否在本文中明确描述所述其它实现。
[0010] 以下相对于光学通信描述系统、设备、物品和方法，光学通信包括用于使用差分图 像而传送条形码的技术。
[0011] 如上所述，可以期望精确和可预测地产生、捕捉和解码条形码。如以下将更详细描 述的，在一些示例中，输入数据可以进行编码以生成条形码图像数据。替换、互补或者差分 条形码图像数据可以被生成并且与条形码图像数据相关联。在各种示例中，替换条形码图 像数据可以表示条形码图像数据的负片（negative)、纯黑图像、条形码图像数据的转置等。 条形码图像数据可以呈现为条形码图像而替换图像数据可以经由显示装置呈现为替换图 像。在一些示例中，条形码图像和替换图像可以通过随着时间的过去而在图像之间切换或 者随着时间的过去而使图像交替等来呈现在显示装置的相同区域中。
[0012] 条形码图像和替换图像可以在诸如照相机等的捕捉装置处捕捉以生成捕捉的条 形码图像数据和捕捉的替换图像数据。可以对捕捉的条形码图像数据和捕捉的替换图像数 据执行操作以生成比较条形码图像数据。在各种示例中，操作可以包括绝对值差、相减、相 加、相乘等。在一些示例中，条形码输出数据可以基于比较条形码图像数据来生成。
[0013] 如所论述的，在一些示例中，由于显示器的环境(例如，室外、在眩光中、在阴影中 等）或显示器本身等，捕捉的图像可以包括亮点、暗点、颜色偏移或其他类型的噪声等，这可 以使条形码图像数据被不正确地解码。在这样的示例中，比较的条形码图像数据可以减少 或去除这样的噪声以允许正确解码。这样的比较或差分技术可以改进随这样的噪声呈现的 条形码被正确解码的速率。
[0014] 图1是根据本公开的至少一些实现布置的示例条形码图像110和示例替换条形码 图像120的直观图。如所示，条形码图像110可以包括多个条形码元素112和可选的边界 114、此外，如所示，在一些示例中，条形码图像110可以包括黑和白矩阵(例如二维（2D))条 形码图像。在一些示例中，条形码图像120可以包括线性(例如，一维（1D))条形码图像。在 一些示例中，条形码图像120可以包括彩色条形码图像。此外，在一些示例中，条形码图像 120可以包括测试区域、对准区域等，其为了清楚呈现起见而未示出。
[0015] 在各种示例中，输入数据可以使用已知技术而编码为条形码图像120。在一些示 例中，各个条形码元素112可以被编码以使得它们可以提供二进制编码(例如，黑色为一而 白色为零，或反之亦然)。在一些示例中，各个条形码元素112可以至少部分基于它们的大 小进行编码。如所论述的，在一些示例中，条形码元素112可以是彩色的并且可以基于它们 的颜色和/或大小进行编码。在一些示例中，颜色编码可以提供与三个颜色通道相关联的 3位。例如，在红绿蓝（RGB)颜色空间中，每个通道可以以0或255 (对于每个通道最大和 最小）来编码，以对三位数据编码。例如，111位模式可以编码为（255，255，255)=白色， 100位模式可以编码为（255，0，0)=红色，010位模式可以编码为（0，255，0)=绿色，诸 如此类。在其他示例中，其他颜色或其他颜色空间可以用于编码。虽然在本文中相对于黑 色和白色编码和/或RGB编码进行论述，但是本文中论述的技术不限于此并且可以以其他 编码技术和/或颜色空间来实现。
[0016] 如图1所示，替换条形码图像120可以包括对于条形码图像110的互补图像。例 如，图像120可以基于用于精确和可预测地传送条形码图像110的技术来选择或生成。如 所示，在一些示例中，替换条形码图像120可以包括条形码元素122和边界124。在一些示 例中，如所示，替换条形码图像120可以为条形码图像110的负片。在所示黑和白图像中， 例如，条形码图像110的负片可以包括代替黑色元素112的白色元素122以及代替(一个或 多个）白色元素112的(一个或多个)黑色元素122。在彩色条形码图像的示例中，条形码图 像110的负片可以提供来自条形码图像110的颜色，其在替换条形码图像120中颠倒为它 们各自的补色。在一些示例中，替换条形码图像120可以为单色或纯色，诸如例如纯黑。例 如，使用本文中论述的解码技术，纯黑替换图像可以提供加亮并且减小眩光效果。在其他示 例中，替换条形码图像120可以为纯色，诸如白色、红色、绿色或蓝色等。
[0017] 如本文中进一步论述的，条形码图像110和替换条形码图像120可以由显示装置 呈现并且经由图像捕捉装置捕捉并且进行解码。如论述的，在一些示例中，条形码图像110 的呈现和捕捉中的噪声可以引起解码条形码图像110的困难。
[0018] 图2是根据本公开的至少一些实现布置的均具有示例反射210的示例条形码图像 110和示例替换条形码图像220的直观图。如所示，在图2中图示的示例中，替换条形码图 像220可以为纯黑替换图像。在一些示例中，如图示的，纯黑替换条形码图像220可以包括 黑色条形码元素222和黑色边界224。如所示的，反射210可以使条形码元素112和边界 114的一部分发亮，使得例如意图为黑色的条形码元素112 (包括条形码元素112a)和边界 114的该部分可以呈现和捕捉为灰色或浅灰色等。如所示的，在这样的示例中，意图为白色 的条形码元素112 (包括条形码元素112b)的该部分可以基本上保持白色。类似地，反射 210可以使替换条形码图像220的意图为黑色的部分呈现和捕捉为灰色。
[0019] 虽然相对于黑和白条形码上的反射进行图示，但这样的缺陷或噪声可以包括宽范 围的噪声，诸如例如阴影、眩光、颜色偏移、过度曝光/曝光不足、变色的周围环境光等等。
[0020] 图3是根据本公开的至少一些实现布置的用于对捕捉的条形码图像数据和相关 联的捕捉的替换条形码图像数据320执行操作330以生成比较的条形码图像数据的示例方 法。如本文中进一步论述的，条形码图像(例如条形码图像110)和替换图像(例如，替换条 形码图像120或220)可以由显示装置呈现并且由图像捕捉装置捕捉。图像捕捉装置可以 生成与条形码图像相关联的捕捉的条形码图像数据310以及与替换图像相关联的捕捉的 替换条形码图像数据320。同样如论述的，捕捉的图像和捕捉的图像数据可以具有由于图像 的呈现和捕捉中的多种因素而导致的噪声。基于对捕捉的条形码图像数据310和捕捉的替 换条形码图像数据320执行的操作330,在所生成的比较的条形码图像数据340中可以减小 或去除这样的缺陷和噪声，使得捕捉的条形码图像数据340可以正确地解码。
[0021] 在各种示例中，操作330可以包括将捕捉的条形码图像数据310与捕捉的替换条 形码图像数据320相加、将捕捉的条形码图像数据310与捕捉的替换条形码图像数据320 相乘、求取捕捉的条形码图像数据310与捕捉的替换条形码图像数据320之间的绝对值差、 将捕捉的条形码图像数据310与捕捉的替换条形码图像数据320相减、确定来自从捕捉的 替换条形码图像数据320减去捕捉的条形码图像数据310的正数，或者确定来自从捕捉的 条形码图像数据310减去捕捉的替换条形码图像数据320的正数等。操作330可以使用捕 捉的替换条形码图像数据320作为基线或作为比较数据集等而从捕捉的条形码图像数据 310去除噪声。
[0022] 使用图2中图示的示例，表示0的条形码元素112a可以在与条形码图像110相关 联的条形码图像数据中在RGB颜色空间中编码为（0，0，0)=黑色。然而，如所论述的，在 呈现、捕捉和解码之后，条形码元素在捕捉的条形码图像数据310中可以解码为例如（110， 120, 90)=灰色。例如，仅基于条形码图像数据310使用先前的技术，这样的解码可以错误 地解码为白色(例如，表示1;白色=(255，255，255))。如所论述的，这样的噪声可以由例 如反射210引起。在一些示例中，使用纯黑替换条形码图像220,相关联的条形码元素222a 在纯黑替换条形码图像220中可以表示为（0，0，0)=黑色，并且在呈现、捕捉和解码之 后，纯黑条形码元素可以例如在捕捉的替换条形码图像数据320中解码为例如（105，125， 90)〇
[0023]在这样的示例中，操作330可以包括捕捉的条形码图像数据310与捕捉的替换条 形码图像数据320之间的绝对值差。例如，对于条形码元素112a和相关联的条形码元素 222a，绝对值差可以为f11魏1)灣:5:_|:.--< 条形码元素112a被编码为黑色。例如，所捕捉和解码的由反射210引起的条形码元素112a的灰度与也受反射210影响的相关联条形码元素222a的灰度之间的绝对值差可以基本上 抵消(例如，基本上接近于零)，以针对受影响的元素正确解码黑色。
[0024] 相比之下，对于可以编码为白色=(255，255，255)的条形码元素112b，所捕捉 和解码的值在捕捉的条形码图像数据310中可以是（255，255，255)。对于替换条形码图 像220的相关联的条形码元素222b，所捕捉和解码的值在捕捉的替换条形码图像数据320 中可以是（105，125, 90)(例如，如上面的)。如果条形码图像数据与替换纯黑图像数据之 间的绝对值差的操作330针对条形码元素112b和相关联的条形码元素222b而执行，则绝 对值差可以是 1(255，255，255) -（105，125，90)| = (140，130，165)，其可以解码为白 色。在一些示例中，可以应用阈值，使得阈值以上的值可以解码为白色而阈值以下的值可以 解码为黑色。在一些示例中，对于RGB颜色空间的每个通道，阈值可以是大约15或25或35 等。
[0025] 在另一示例中（未图示)，在黑色和白色条形码中，表示1的条形码元素可以在条形 码图像数据中在RGB颜色空间中编码为（255，255，255)=白色。然而，在呈现、捕捉和解 码之后，条形码元素在捕捉的条形码图像数据310中可以解码为例如（80，90，60)=灰色， 其可能会被错误地解码为黑色(例如表示〇;黑色=(〇，〇，0))。这样的噪声可能会例如由 在呈现条形码图像时曝光不足以及图像捕捉装置的有限动态范围所导致。在一些示例中， 使用负片替换图像，负片条形码元素可以在负片替换图像中表示为（〇, 〇, 〇)=黑色。在呈 现、捕捉和解码之后，负片条形码元素可能再次会由于在呈现和捕捉硬件等中的限制而在 捕捉的替换条形码图像数据320中解码为例如（50，55，40)。
[0026]例如，操作330可以是条形码图像与替换图像之间的差，可以在这样的示例中执 行，使得所论述的条形码图像元素与相关联的图像元素的差可以是（80，90，60)-（50， 55，40)= (30，35，20)，其可以指示条形码元素是白色的。例如，（30，35，20)的差可以 指示所呈现和捕捉的条形码图像元素（白色）与所呈现和捕捉的负片替换条形码图像元素 (黑色）之间的相对强的差。在各种示例中，RGB颜色空间的每个通道的差阈值(诸如例如大 约15或25或35的阈值）可以用于确定解码值。
[0027] 此外，这样的技术可以减小由于颜色偏移导致的噪声。例如，在彩色条形码示例 (未图示）中，以001的位