专利名称：面向电视的二维条码应用系统及其实现方法
技术领域：
本发明涉及一种面向电视的二维条码应用系统及其实现方法，尤其 涉及一种能够在电视屏幕上显示二维条码，由内置摄像头的移动终端对 其进行拍摄并实时解码的二维条码应用系统，还涉及该二维条码应用系 统实现面向电视的二维条码应用服务的方法，属于二维条码技术领域。
技术背景二维条码(2-dimensional bar code)是在水平和垂直方向上都存储 信息的条码，它用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字或数值 信息，并通过图像采集设备或光电扫描设备自动进行识读，从而实现信 息处理。相较于一维条码，二维条码的信息容量要高出几十倍。这使得 二维条码不仅能够对简单的数字进行编码，还能够对照片、指纹、掌纹、 签字、声音、文字等可数字化的信息进行编码，从而提供更加丰富多彩 的信息服务。在曰本、韩国等国家，利用具有拍照功能的移动电话拍摄二维条码， 从而获取相关移动增值服务的移动电话二维条码业务已得到广泛应用。 2006年8月1日，中国移动正式在国内推出移动电话二维条码业务。可 以预见，在拥有4亿多移动电话用户的中国，移动电话二维条码业务将 具有广阔的发展空间，为服务提供商、设备商、移动电话终端厂商、商 家以及运营商带来新的机遇。目前，使用二维条码的通常方式是将二维条码印刷在纸张、卡片或 金属表面，利用图像采集设备如摄像头进行拍摄，并通过专门的软件加 以识读。这种应用方式将二维条码的使用局限在物理介质表面。但是， 我国现有的CRT (Cathode Ray Tube,阴极射线管)电视保有量超过3亿 台。有相当多的用户很少阅读报刊、杂志，却习惯于天天看电视。对于 此类用户，现有二维条码依赖于物理介质的工作模式无疑存在明显的服 务空白。为了扩大现有二维条码技术的应用范围，使更广大的用户能够 享受二维条码技术所能带来的方便、快捷的信息服务，人们迫切需要一 种能够将二维条码通过CRT电视的屏幕进行显示并便于识读的解决方案。在CRT电视的屏幕显示二维条码并不存在任何的技术困难，但是使 用普通的图像采集设备如摄像头来识读该二维条码则存在明显的困难。 这主要是因为我国电视的国家标准规定，CRT电视的行扫描频率为15625Hz, 场扫描频率为50Hz，其行、场扫描均为单频同步扫描。而通常所使用的摄像 头，特别是开展移动电话二维码业务所使用的普通摄像头，其工作频率很难 保证和电视扫描频率保持一致，因此容易产生抖动和闪烁现象，导致二维 条码无法被识读出来。 发明内容本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种适用于CRT电视的 二维条码应用系统。该系统能够有效克服二维条码在隔行扫描的CRT电 视屏幕上显示，因存在抖动和闪烁现象而难以被普通摄像头识读并解 码的问题。本发明还提供了一种上述二维条码应用系统实现面向电视的二维条 码应用服务的方法。为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案-一种面向电视的二维条码应用系统，其特征在于所述应用系统包括电视制作单元、电视和二维条码识读装置； 所述电视制作单元中设有二维条码编码装置，所述编码装置根据特定信息生成二维条码图像，由所述电视制作单元将所述二维条码图像附加到电视节目信号中-,所述电视接收并播放所述电视节目信号；所述二维条码识读装置拍摄所述电视中播出的二维条码图像，并 对其进行识读，根据识读出的信息提供后续的信息服务。其中，所述二维条码图像中，深浅色块的对比度在35%到65%的 范围内。所述二维条码图像中，底色为灰色。 所述电视为隔行扫描的CRT电视。所述二维条码识读装置包括摄像头和解码器，所述摄像头向所述解 码器传送图像数据。所述二维条码识读装置为安装有摄像头的移动电话。 一种实现面向电视的二维条码应用服务的方法，基于上述的二维条码应用系统实现，所述二维条码应用系统包括电视制作单元、电视和 二维条码识读装置，其特征在于
(1) 电视制作单元制作带有二维条码图像的电视节目；
(2) 电视制作单元检测并调整电视节目中二维条码图像的对比度，
使其在35%到65%的范围之内；
(3) 电视制作单元将电视节目信号发送至电视，由电视播放该带有 二维条码的电视节目；
(4) 用户通过二维条码识读装置中的摄像头实时拍摄电视节目中 的二维条码，并将拍摄的二维条码图像传送解码器；
(5) 所述解码器对二维条码图像进行识读，将二维条码图像转换 为数据信息；
(6) 所述二维条码识读装置根据所得到的数据信息为用户提供相 应的后续服务。
其中，所述步骤(4)中，所述二维条码识读装置中的摄像头连续拍 摄多张二维条码图像，并实时向解码器进行传输。
所述步骤(5)中，所述解码器实时对接收的二维条码图像进行解码， 一旦有一幅图能够成功解码就让所述摄像头停止拍摄。
本发明通过调节二维条码在CRT电视屏幕上显示的对比度，巧妙地 解决了二维条码在电视上显示时难以识读和解码的问题，使二维条码在 现有隔行扫描的CRT电视上应用成为可能，从而扩大二维条码技术的应 用范围，使人们可以通过二维条码技术提供更丰富的服务。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。 图1为用于识读二维条码的装置示意图2为本发明所提供的面向电视的二维条码应用系统的结构示意
图3为图2所示的二维条码应用系统的信号流程示意图。
具体实施例方式
现有的二维条码编码方案有很多种，如PDF417码、DM码、QR码 等等。这些二维条码技术的编码的规则和特点虽然不尽相同，但其本质 上都是按一定规律分布的、深色模块和浅色模块相间的图形。二维条码可 以由如图1所示的二维条码识读装置加以识读。该识读装置包括摄像头和解码器，由摄像头拍摄二维条码的条码图形，利用条码图形中深浅颜 色上的明显对比，通过解码器对条码图形进行二值化区分，并将这种区 分后的结果对应成计算机内部的"0"、 "1"数据，从而将二维条码中深 浅相间的图形转换为存储有数据信息的代码。
在识读装置对二维条码实施解码识别的过程中，二维条码的深浅颜 色对比度对解码器正确进行二值化区分起了至关重要的作用。所谓对比
度是一种衡量图形中深浅颜色区分度的参数，通常用cs表示。在条形
码中，对比度CS= (R1 —Rd) /R1X100%，式中R1表示条码图形中空 的反射率，Rd表示条码图形中条的反射率。在二维条码的附着介质为纸 张、金属表面等物质时，条码的对比度CS越大，解码器的二值化区分 度就越高，解码器的识别效果也越好。但是，本发明人在实践中发现， 上述的认识规律并不适合于在CRT电视屏幕上显示二维条码的情况，特 别是对传统的隔行扫描电视。
隔行扫描电视的扫描原理是将一帧图像分成两场来扫描，第一场扫 奇数行称为奇数场，第二场扫偶数行称为偶数场，奇数场和偶数场图像 镶嵌在一起形成一幅完整的图像。采用这样的隔行扫描方式来显示二维 条码时，由于人眼有视觉暂留的能力，因此不太影响人的正常观看。但 是摄像头没有视觉暂留的能力，而且实际拍摄的时间往往只有百分之一 秒左右，因此直接识读电视屏幕上显示的二维码图像，很容易出现图像 扫描线的抖动和图像闪烁等现象。此时，如果将二维条码的对比度提高， 不仅不会改善解码器的识别效果，反而会加剧图像的抖动和闪烁现象。
针对上述的问题，本发明人通过反复试验发现在使用隔行扫描电 视显示二维条码时，降低二维条码的显示对比度反而能取得更好的识别 效果。作为上述发现的一个最简单的实施方式是将原来二维条码中作为 底色的白色改为灰色，这样使用普通摄像头拍摄二维条码时，解码器的 识读效果反而更好。进一步的研究发现，在隔行扫描的电视上显示二维
条码，最佳的对比度是在35%到65%之间。在这个范围内，摄像头拍摄 得到的二维条码图像不会出现明显的闪烁现象，最适合解码器进行解码 识别。
基于上述对CRT电视显示二维条码的试验结论，本发明提供了一种 二维条码应用系统。
该二维条码应用系统如图2所示，包括电视制作单元、电视和二维条码识读装置。其中，电视制作单元负责制作并向电视发送电视节目 信号。该制作单元中设有二维条码编码装置，用于根据所使用的二维条 码编码规则，将要编码的数据信息编辑生成二维条码图像。该二维条码 编码装置可以由专门的二维条码编码软件来实现。电视制作单元将该二 维条码图像和准备播放的电视节目信号组合在一起，生成对外传送的电 视信号。在这一过程中，电视制作单元调整二维条码图像的显示对比度， 使该对比度在35%到65%的范围之内。电视接收并显示由电视制作单元 编辑好的电视节目。二维条码识读装置可以是安装有摄像头的移动电 话，也可以是连接有摄像头的计算机等。该二维条码识读装置通过摄
像头拍摄电视显示的二维条码，并将其传送给内置的解码器进行识读。 该解码器可以是安装于移动电话或者计算机中的客户端软件。它根据摄
像头所拍摄的二维条码图像，对二维条码进行解码，并根据解码得到的 数据信息为用户提供相应的后续服务，如启动浏览器浏览网页，发短消 息到信息台等等。由于二维条码的信息容量很大，可以独立存储照片、 指纹、掌纹、签字、声音、文字等可数字化的信息。因此，二维条码识 读装置无需连接任何数据库，可以直接通过二维条码本身所存储的信息 为用户提供相应的后续服务。
图3所示为利用上述二维条码应用系统识读电视屏幕上的二维条码
的方法，其具体步骤如下
(1) 电视制作单元制作带有二维条码图像的电视节目 ，
(2) 电视制作单元检测并调整电视节目中二维条码图像的对比度，
使其在35%到65%的范围之内；
(3) 电视制作单元将电视节目信号发送至电视，由电视播放该带有 二维条码的电视节目；
(4) 用户通过二维条码识读装置中的摄像头实时拍摄电视节目中 的二维条码，并将拍摄的二维条码图像传送解码器；
(5) 所述解码器对二维条码图像进行识读，将二维条码图像转换 为数据信息；
(6) 所述二维条码识读装置根据所得到的数据信息为用户提供相 应的后续服务。
另外，为了提高二维条码识读装置识读电视屏幕上二维条码的效率， 可以让摄像头实时向解码器传输图片信息，解码器实时对该图片信息进行解码， 一旦有一幅图能够成功解码就让摄像头停止拍摄。由于摄像头 可以在很短的时间(几十分之一秒至几分之一秒的数量级)内连续拍摄 多张二维条码图像，因此这种类似"抓拍"的方式能够快速抓取合格的 二维条码图像，从而提高整个系统的工作效率。
上面对本发明所提供的面向电视的二维条码应用系统及其识读方法 进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明 实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发 明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
权利要求
1. 一种面向电视的二维条码应用系统，其特征在于所述应用系统包括电视制作单元、电视和二维条码识读装置；所述电视制作单元中设有二维条码编码装置，所述编码装置根据特定信息生成二维条码图像，由所述电视制作单元将所述二维条码图像附加到电视节目信号中；所述电视接收并播放所述电视节目信号；所述二维条码识读装置拍摄所述电视中播出的二维条码图像，并对其进行识读，根据识读出的信息提供后续的信息服务。
2. 如权利要求1所述的面向电视的二维条码应用系统，其特征在于所述二维条码图像中，深浅色块的对比度在35%到65%的范围内。
3. 如权利要求1或2所述的面向电视的二维条码应用系统，其特 征在于所述二维条码图像中，底色为灰色。
4. 如权利要求1所述的面向电视的二维条码应用系统，其特征在于所述电视为隔行扫描的CRT电视。
5. 如权利要求1所述的面向电视的二维条码应用系统，其特征在于所述二维条码识读装置包括摄像头和解码器，所述摄像头向所述解 码器传送图像数据。
6. 如权利要求5所述的面向电视的二维条码应用系统，其特征在于所述二维条码识读装置为安装有摄像头的移动电话。
7. —种实现面向电视的二维条码应用服务的方法，基于如权利要 求1所述的二维条码应用系统实现，所述二维条码应用系统包括电视制作单元、电视和二维条码识读装置，其特征在于(1) 电视制作单元制作带有二维条码图像的电视节目；(2) 电视制作单元检测并调整电视节目中二维条码图像的对比度，使其在35%到65°/。的范围之内；(3) 电视制作单元将电视节目信号发送至电视，由电视播放该带有 二维条码的电视节目；(4) 用户通过二维条码识读装置中的摄像头实时拍摄电视节目中 的二维条码，并将拍摄的二维条码图像传送解码器；(5) 所述解码器对二维条码图像进行识读，将二维条码图像转换 为数据信息；(6) 所述二维条码识读装置根据所得到的数据信息为用户提供相 应的后续服务。
8. 如权利要求7所述的面向电视的二维条码应用系统的实现方 法，其特征在于-所述步骤(4)中，所述二维条码识读装置中的摄像头连续拍摄多张 二维条码图像，并实时向解码器进行传输。
9. 如权利要求8所述的面向电视的二维条码应用系统的实现方 法，其特征在于-所述步骤(5)中，所述解码器实时对接收的二维条码图像进行解码， 一旦有一幅图能够成功解码就让所述摄像头停止拍摄。
全文摘要
本发明巧妙地通过调节二维条码在电视终端显示的对比度，解决了二维条码在电视终端显示难以解码的问题，使二维条码在普通CRT电视上应用成为可能。本发明根据这种方法设计了一种由电视显示二维条码，由移动电话通过摄像头对二维条码进行实时拍摄并解码的应用系统及其实现方法，从而扩大二维条码技术的应用范围，使得人们可以通过二维条码技术提供更丰富的服务。
文档编号H04N7/08GK101227581SQ20071006290
公开日2008年7月23日 申请日期2007年1月19日 优先权日2007年1月19日
发明者南宇珏, 林 吴, 征 崔, 郭建辉 申请人:报联新动力(北京)科技有限公司