递归半色调化和灰值替换的制作方法

背景技术：

诸如条形码之类的数据承载标记技术具有其中捕获设备(诸如智能电话摄像机)可以成功检测和恢复数据的有限范围。可以将数据承载标记的多个版本(即各种尺寸的图像)放置成靠近于彼此以覆盖多个距离范围。

附图说明

图1是根据示例的包括半色调引擎、灰值引擎和缩放引擎的系统的框图。

图2是根据示例的包括半色调指令、灰值指令、缩放指令和隐写色调(stegatone)指令的系统的框图。

图3是灰值图像、半色调图像和隐写色调的图示。

图4是从1级隐写色调生成的2级隐写色调的细节的图示。

图5是从2级隐写色调生成的3级隐写色调的细节的图示。

图6是不同观看距离处的3级隐写色调的图示。

图7是以不同比例(scale)的多尺度非数据承载半色调图像的图示。

图8是用于递归地应用半色调化并且递归地替换灰值的示例过程的流程图。

图9是用于输出隐写色调的示例过程的流程图。

具体实施方式

本文所描述的示例涉及多尺度图案，其可以使用单个图像/图案来覆盖和提供多个距离范围上的功能性。图案可以依赖于半色调，并且可以包括供图像捕获系统(未示出)检测的周期性和/或准周期性结构。图案可以包含在隐写色调中，其可以从以多个分辨率表示的成像(imagery)恢复。因此，相比于单尺度数据承载标记，图案可以从宽得多的距离范围读取。应用包括大标牌或海报，其中用户可以从数个距离访问多尺度标记。图案可以使用在数据承载标记以及非数据承载标记中，所述非数据承载标记可以用于基于图像的测距。设计参数的范围可以定制多尺度隐写色调的外观。

如本文所使用的，隐写色调是集群点(clustered-dot)半色调，其中通过使单独的集群移位来嵌入数据，从而引入对数据进行编码的扰动。可以通过使用隐写色调恢复系统从隐写色调提取数据。多尺度隐写色调包括不同的分辨率级，其间隔成使得在给定距离或距离级处，针对该级别的点集群可以被恢复系统检测到。数据通过色调的移位来表示，从而提供不同于条形码的在美学上令人舒适的图像。本文所描述的示例还可以应用于非数据承载标记，诸如测距仪目标。因此，示例不限于隐写色调的概念。术语隐写色调是隐写式半色调的简写。

图1是根据示例的包括半色调引擎110、灰值引擎120和缩放引擎130的系统100的框图。引擎110、120、130要与半色调图像112、灰值图像114和经缩放的图像124交互，其与图案106和级别122相关联。图像112、114、124和其它信息可以存储在存储装置104上。

半色调引擎110可以执行涉及产生针对给定级别122的半色调图像112的功能。灰值引擎120可以执行涉及产生针对给定级别122的灰值图像114的功能。缩放引擎130可以执行涉及产生针对给定级别122的经缩放的图像124的功能。

灰值引擎120可以使用各种技术，诸如输入图像中的灰度值的替换。灰值引擎120可以在图像的一部分上进行操作，诸如用灰值替换颜色的一部分(例如仅黑色)或半色调图像112的区域的一部分。关于所使用的替换灰值的具体值，灰值引擎120可以根据那些灰值将最终渲染成什么类型的半色调符号而使值变化。例如，可能合期望的是使灰值引擎120避免将灰值应用于第一级122处的大尺度基于文本的徽标图案106中的白色空间，以增强徽标的可见性和可读性(例如以使得用户能够从一定距离更好地看到字母)。在测距图案106(例如不意在使用户在视觉上看到徽标或形状的一个)的情况下，灰值引擎120可以通过选择不半色调化黑色方形之间的白色空间并且将50％灰值替换成黑色来生成作为棋盘的图案106。作为惯例，已经将白色选择成表示0％灰值，并且已经将黑色选择成表示100％灰值。

缩放引擎130可以通过缩放来自在先级别122的图像来产生针对给定级别122的经缩放的图像124。关于当在级别之间进行缩放时所使用的比例，比例可以选择成使得图案106可以被对应于级别和相关联的比例的给定距离范围处的频率检测装置(其寻找频域中的特征峰值)检测到。用于移动检测的频域方法可以用于确定具有经适当渲染的图案的图像的存在，因此比例(s)可以取决于离散傅里叶变换中的峰值位置的可用范围。因此，视觉检测器可以可靠地检测到图案106的距离的范围可以用于建立缩放引擎130可以如何缩放图像，即选择在级别122之间应当是什么比例(s)。例如，相对较大的比例可以造成图案106的递归集合，针对其的给定检测器可能具有级别122之间的检测中的间隙，其中用户将需要移动得更靠近或更远离以检测图案106是否位于对应于间隙的距离处。如果使用相对较小的比例，用于视觉检测的距离范围可能过度重叠，从而造成低效和/或浪费。因此，级别之间的比例因子s可以作为设计规范的部分而由缩放引擎130选择成足够大以优化距离范围的分离，但是足够小以避免从一个距离/级别移动到下一个的过度距离间隙。在可替换的示例中，比例可以是根据设计选择(例如以移动电话能力的特定集合为目标)而用户指定的。

类似于比例，(一个或多个)级别122的数目可以选择成对应于图案106可以从其可访问(即可在视觉上被诸如摄像机、测距仪等之类的恢复系统查明)的不同距离范围的数目。图案106可以从半色调引擎110、灰值引擎120和缩放引擎130所操纵的半色调图像112、灰值图像114和经缩放的图像124的使用而产生。对于对应于级别122的目标距离范围，系统100可以输出针对该级别122的双调半色调图像112，其可以用于测距(和/或可以从其恢复数据，在隐写色调的情况下)。1级在本文中用作要从最远位置读取的最大且最低分辨率的版本。2级是针对下一较靠近的距离的较高分辨率版本，并且以此类推直至最大(lmax)数目的级别。

系统100可以使用作为初始输入的“骡(mule)”(即用于携带信息)灰值图像114，并且产生作为最终输出的双调多尺度隐写色调。因此，输入图像(初始输入或迭代输入)可以在本文中被称为骡图像。可以通过跨所述多个级别122迭代地应用半色调引擎110、灰值引擎120和缩放引擎130来在最终输出中形成图案106。引擎110-130的迭代使用可以生成对应的图像112、114和124。灰值图像114可以用作初始输入，并且迭代可以产生要用作用于下一迭代的输入的另一灰值图像114。

在使用来自近焦点(closefocus)的移动设备的多尺度隐写色调的视频捕获的情况下，可以恢复高达在近似600点每英寸(dpi)的量级上的打印分辨率的单个像素移位。相应地，对于超出这样的分辨率的打印机，像素复制可以用于渲染(一个或多个)所意图的视觉恢复系统的可恢复范围中的最高比例。例如，800dpi打印机上的打印可以以比例因子2使用像素复制以渲染400dpi的打印图像分辨率。具有1200dpi的分辨率的激光和喷墨打印机可以以比例因子3进行像素复制以渲染400dpi的分辨率。缩放可以通过像素复制或其它技术执行，并且不限于整数比例因子或基于像素的图像表示。

存储装置104可以可由系统100访问，以充当存储信息的计算机可读储存库，所述信息诸如针对给定图案106和/或级别122的图像112、114、124，其可以由引擎110、120、130在引擎110、120、130的操作期间引用。如本文所描述的，术语“引擎”可以包括用于实现与所公开的示例一致的功能性的电子电路。例如，引擎110、120和130(和图1中未具体图示的其它引擎)表示硬件设备(例如处理器和/或存储器)和编程的组合以实现与所公开的实现方式一致的功能性。在示例中，用于引擎的编程可以是存储在非暂时性机器可读存储介质上的处理器可执行指令，并且用于引擎的硬件可以包括执行那些指令的处理资源。诸如系统100的示例系统(例如计算设备)可以包括和/或接收存储计算机可读指令集的有形非暂时性计算机可读介质。如本文所使用的，处理器/处理资源可以包括一个或多个处理器(诸如在并行处理系统中)以执行处理器可执行指令。存储器可以包括可由处理器寻址以用于执行计算机可读指令的存储器。计算机可读介质可以包括易失性和/或非易失性存储器，诸如随机存取存储器(“ram”)、磁性存储器(诸如硬盘、软盘和/或磁带存储器)、固态驱动器(“ssd”)、闪速存储器、相变存储器等。

在一些示例中，引擎110、120、130的功能性可以对应于响应于例如来自存储装置104的信息、用户交互等而执行的操作。存储装置104可以作为计算机可读存储介质而由系统100可访问，其中以可以由引擎110、120、130可访问的格式存储项目。

图2是根据示例的系统200的框图，系统200包括半色调指令210、灰值指令220、缩放指令230和隐写色调指令240。计算机可读介质204包括指令210-240，并且与处理器202、(一个或多个)级别222和(一个或多个)有效载荷(payload)242相关联。在一些示例中，当指令210-230由处理器202执行时所实行的操作可以对应于图1的引擎110-130的功能性。隐写色调指令240可以用于将(一个或多个)有效载荷242编码成图1中所示的图案106和/或图像112、114、124。因此，隐写色调指令240可以对应于可以包括在图1的计算系统100中的隐写色调引擎(在图1中未具体示出)。在图2中，当半色调指令210由处理器202执行时所实行的操作可以对应于半色调引擎110(图1)的功能性。类似地，当灰值指令220和缩放指令230由处理器202执行时所实行的操作可以分别对应于灰值引擎120和缩放引擎130(图1)的功能性。当隐写色调指令240由处理器202执行时所实行的操作可以对应于可以包括在图1的系统100中的隐写色调引擎(在图1中未具体示出)的功能性。

如以上关于图1所阐述的，引擎110、120、130可以包括硬件和编程的组合。这样的组件可以以数个方式实现。例如，编程可以是存储在有形、非暂时性计算机可读介质204上的处理器可执行指令，并且硬件可以包括用于执行那些指令210-240的处理器202。处理器202可以例如包括一个或多个处理器。这样的多个处理器可以集成在单个设备中或跨设备分布。介质204可以存储程序指令，所述程序指令在由处理器202执行时实现图1的系统100。介质204可以与处理器202集成在相同的设备中，或者它可以是分离的并且对该设备和处理器202是可访问的。

在一些示例中，程序指令可以是安装包的部分，所述安装包在被安装时可以由处理器202执行以实现系统100。在该情况下，介质204可以是便携式介质，诸如cd、dvd、闪速驱动器或由可以从其下载和安装该安装包的服务器维护的存储器。在另一示例中，程序指令可以是已经安装的一个或多个应用的部分。在此，介质204可以包括集成存储器，诸如硬驱动器、固态驱动器等。虽然在图2中，介质204包括指令210-240，但是一个或多个指令可以位于远离介质204。相反，尽管图2图示了位于与介质204分离的(一个或多个)级别222和(一个或多个)有效载荷242，但是这样的信息(和其它相关信息)可以与介质204一起被包括。

计算机可读介质204可以提供易失性存储装置，例如用于指令的执行的随机存取存储器。计算机可读介质204还可以提供非易失性存储装置，例如用于存储的硬盘或固态盘。图2的组件可以存储在任何类型的计算机可读介质中，无论是易失性的还是非易失性的。存储在介质204上的内容可以包括图像、文本、可执行文件、脚本或可以由以下阐述的示例使用的其它内容。例如，介质204可以包含配置信息或可以由引擎110-130和/或指令210-240使用以提供控制或其它信息的其它信息。

本文所提供的示例可以以硬件、编程或二者的组合来实现。示例系统可以包括用于执行存储在有形非暂时性计算机可读介质(例如易失性存储器、非易失性存储器和/或计算机可读介质)中的指令的处理器和存储器资源。非暂时性计算机可读介质可以是有形的并且具有存储在其上的可由处理器执行以实现根据本公开的示例的计算机可读指令。如本文所使用的术语“引擎”可以包括用于实现与所公开的示例一致的功能性的电子电路。例如，图1的引擎110-130(和本文所描述的其它引擎)可以表示硬件设备和编程的组合以实现与所公开的实现方式一致的功能性。在一些示例中，引擎的功能性可以对应于由用户动作执行的操作，诸如要由(以上关于图2所描述的)处理器202执行的选择步骤。

图3是灰值图像314、半色调图像312和隐写色调316的图示。灰值图像314可以充当1级输入骡图像，并且(例如由半色调引擎)用于生成半色调图像312。半色调图像312可以充当参考半色调，其(例如由隐写色调引擎)用于生成隐写色调316。因此，图3图示了1级隐写色调316的生成。隐写色调316然后可以(例如由半色调引擎)用作输入以生成用于下一级/迭代(例如用于2级隐写色调，如参照图4中的部分324所描述的)的灰值图像。

各种类型的图像可以充当输入骡灰值图像314，并且示例图像不限于如所图示的基于文本的徽标。优选地，以与被半色调化兼容的格式提供输入骡图像。图3图示了具有两个灰级的简单输入徽标，其中文本以浅颜色示出并且周围背景是深颜色。

为了创建参考半色调图像312，半色调化可以(例如由半色调引擎)选择性地应用于灰值图像314的一部分。相应地，对于图3的示例中的增强的对比度和可读性，对于该第一级/迭代已经将灰值图像314的浅颜色的文本部分视为白色，使得半色调化的应用造成文本的实心白色内部(即白色文本内部没有半色调符号/单元)。周围背景经受半色调化，从而创建接近灰值图像314的深灰值的白色和黑色图案。稍后的迭代/级别随后可以用浅灰值替换图3中的白色部分，由此浅灰值可以在其它级别处半色调化以包括图案。

为了创建隐写色调316，可以(例如由隐写色调引擎)使用编码以将数据/信息的有效载荷应用于半色调图像312。如所图示的，已经基于半色调图像312中的半色调集群的单个像素移位而编码有效载荷，从而造成隐写色调316。单个或多个像素移位，以及单个或多个单元移位，可以用于创建在半色调图像312的半色调图案中的点集群的位置中可见的略微扰动。这样的编码可以造成周期性或准周期性的结构，其是可见的并且可以利用于视觉检测。术语准周期性在本文中用于意指与图像相关联的图案具有总体二维周期性结构，尽管该周期性结构内的单独的标记确实具有一些小的扰动(隐写色调中的单个像素移位以表示信息/数据)。

图像312-316可以由多个单元形成。例如，半色调图像312和隐写色调316可以由尺寸为4×4像素的单元形成。小的白色矩形位于可以称为形成在图像的深色背景区中的阴影单元的区域内，在该示例中在4×4单元内包括尺寸为2×3像素的白色集群。较高级别的经迭代缩放的图像也可以由单元形成，并且在先级别/比例的单元(在本文中称为宏单元)可以由来自后续级别/比例的多个单元形成。单元还是指包含像素的集群的区，例如当在激光或胶印打印等中使用集群点半色调化时。单元的布置还可以在本文中称为半色调网屏(halftonescreen)，其通常是周期性的并且与网屏角度相关联。如图3中所图示的，隐写色调316基于使用经典45度集群点半色调网屏的半色调图像312而生成。在可替换示例中，替代于使用具有像素的半色调集群的集群点半色调网屏，一个或多个图像可以用于取代像素集群。

隐写色调316可以基于各种技术而对信息进行编码，包括循环编码。循环编码可以用于在两个维度上表示数据，而没有对于可清楚标识的标记(例如基准)或其它特殊信号、符号或代码以标记视觉代码在哪里开始或结束的需要。通过以循环方式表示数据而不需要具有基准或标记物，数据可以嵌入在隐写色调316中(图示1级隐写色调)，其包括作为多尺度隐写色调的多个数据层。甚至当仅视觉捕获图像的小部分/经裁切的部分时(即当具有移动电话摄像机的用户靠近隐写色调站立时)，循环编码使得视觉解码器能够提取数据而不需要捕获整个图像和相关联的基准。

作为对数据编码的可替换方案，视觉图像自身可以跨所述多个级别递归地使用。例如，当迭代较高级比例时，可以利用整个骡图像来取代半色调单元。在图3所图示的示例徽标中，白色点然后在向下一级上将表示为徽标自身的经缩放的版本。可以使用这样的编码，因为其利用可视觉检测的周期性或准周期性性质。

在1级隐写色调316中指示部分324，其经缩放的表示用于进一步说明缩放和随后的级别(参见图4)。尽管为了方便起见而在图4中仅图示部分324，但是整个图像(隐写色调316)被放大以用于另外的级别。为了生成针对下一级的输入骡灰值图像，双调隐写色调316的黑色和白色像素被利用灰值来替换，然后在两个维度上以因子s进行缩放，如图4中所示。

图4是灰值图像414和隐写色调416的图示。灰值图像414图示了从图3的部分324裁切的2级骡图像的细节，以用于使用图3的1级隐写色调316生成2级隐写色调416。图像已经放大(例如通过缩放引擎)并且转换成灰度(例如通过灰值引擎)。显然，已经利用灰值替换了图像的整个部分以生成灰值图像414。相应地，已经半色调化整个图像，使得背景不完全是白色的。现在利用浅灰取代之前白色的部分，最终变成可见的半色调图案。因此，为了形成2级输入骡灰度图像414，隐写色调引擎已经取图3的1级隐写色调316的实心黑色，并且利用灰值图像414中的深灰取代它。1级隐写色调316的实心白色已经被浅灰取代。所替换的灰值的选择可以用于影响下一级隐写色调416中的半色调集群的尺寸，并且还可以基于用于从灰值图像414生成参考半色调(在图4中未示出)的抖动阈值阵列。相应地，半色调化(或其它调节)所应用于的图像的部分可以是指调节颜色的一部分(即调节深色部分，或者调节浅色部分)，和/或可以应用于调节图像的区域的一部分(例如将半色调应用于实心文本部分而同时避免文本之间的白色空间等等)。

可以生成灰值图像414，并且然后缩放引擎可以缩放灰值图像414。为了方便起见，作为尺寸为4×4像素的半色调单元的结果(即，以促进按照整数倍的单元尺寸进行缩放，以更好地促进经由像素复制的缩放)，已经在所图示的示例中使用比例因子s＝8。在可替换的示例中，比例因子可以是任何数目，并且重采样方法可以是除像素复制之外的任何方法。像素复制缩放已经用于例如在当前级别中维持来自在先级别的隐写色调的清晰边缘。

隐写色调416是构建在来自图3的1级隐写色调上的2级隐写色调。通过使用骡灰值图像414以生成参考半色调(在图4中未示出)来获得隐写色调416，所述参考半色调然后根据隐写色调生成过程而嵌入有有效载荷以生成双调2级隐写色调416。

在2级隐写色调416中指示部分424，其经缩放的表示用于进一步说明缩放和后续级别(参见图5)。如之前那样，缩放应用于整个原始图像，但是为了方便起见，仅一部分用于说明性目的。

图5是灰值图像514和隐写色调516的图示。图5图示了基于使用来自图4的2级隐写色调416的3级隐写色调的生成。灰值图像514可以充当从图4的部分424导出的3级骡。灰值图像514图示了图4的2级隐写色调416的更改版本，其中灰度值已经略微变化并且图像被缩放。3级输入骡灰值图像514和3级隐写色调516图示了部分424，其从图3的1级隐写色调316围绕原始的2×3像素白色集群裁切。图5还图示了1至2级和2至3级之间的所选比例s＝8的效果，由此来自1级隐写色调316的单个像素现在由3级隐写色调516中的64×64像素表示(即应用两次比例因子8造成8²＝64的总体比例因子)。此外，1级隐写色调316的原始100％的白色像素在3级隐写色调516中已经稀释有6％(即248像素/4096像素)的黑色像素。类似地，1级隐写色调316的原始100％的黑色像素现在在3级隐写色调516的表示中包含6％白色像素。稀释因子可以更大，如果灰值引擎选择被替换灰值更加朝向中间灰色的话，这将造成更大的半色调集群尺寸。设计折衷是将半色调集群设定成足够小以最小化颜色稀释(并且因而最大化较低级别表示的对比度和可检测性)，而同时保持半色调集群足够大以增强较高级别的可检测性，尤其是针对最高分辨率级别，其中如果集群过小则打印点增益可以致使集群不可读。此外，在级别之间，替换灰值可以选择为不同的值。在图2-4所图示的示例中，示出三个级别(lmax＝3)，因此输出隐写色调516是3级多尺度隐写色调(如图6中所示，616a以其中1级结构在整个图像中是明显的尺寸，但是黑色和白色部分的对比度中的小6％稀释在616b的放大部分视图中也是明显的)。在可替换的示例中，可以渲染另外的级别，和/或较少的级别也可以用于创建图案。

图6是不同视图尺寸下的3级隐写色调616a、616b的图示。隐写色调616a图示了完整的三级多尺度隐写色调，如在616b处以进一步细节所示。多尺度隐写色调616a可以与基于图像的测距仪一起使用，并且不同的数据/有效载荷可以以每一个级别被编码(例如以指定目标的分辨率和半色调单元尺寸，从而提供用于适当的距离恢复的信息)。因此，隐写色调616a还可以充当测距目标。

图7是以不同比例的半色调图像712a、712b的图示。半色调图像712a图示了完整图像，其示出作为第一级结构的图案。半色调图像712b图示了以较大比例显现的图案的第三级结构的细节，例如对应于到测距仪的更近距离。图7图示了本文所描述的示例方案可以如何用于生成不是数据承载的多级目标。由半色调图像712a、712b中所示的图案形成的所图示的3级多尺度非数据承载视觉目标基于50％灰值替换的使用以渲染双调棋盘图案。因此，图像712a、712b可以充当针对不读取隐写色调数据的基于图像的测距仪创建的目标。其周期性性质在半色调像素中没有略微扰动的情况下通过棋盘图案的重复而展示。可以使用以上所描述的隐写色调方案，其中1级图像(骡(1)，参见图9)将是作为不具有载体单元的半色调的50％灰图像。换言之，通过省略隐写色调引擎及其相关联的有效载荷编码扰动对半色调的应用来创建图案。图7还图示了通过用50％灰值替换黑色像素并且用白色“替换”白色像素(即留下白色值未改变)来用灰值替换图像的一部分。相应地，较高级黑色区将迭代地渲染为棋盘。设定比例s＝10，图像然后可以充当递归地横跨更多数量级的距离范围处的目标。在该情况下，1级隐写色调712a中的黑色像素的大半色调集群尺寸稀释有75％的白色像素，从而影响表观对比度。尽管有这样的效果，1级隐写色调712a的对比度在1级处对于视觉检测和测距仍然是充足的。如以下以进一步细节阐述的，图7的示例图像可以使用图9的流程图来生成，这例如通过将50％灰度替换应用于图像的黑色部分(并且不将灰度替换应用于白色部分)，并且通过不获得有效载荷或编码数据以生成隐写色调。

参照图8和9，依照本公开的各种示例图示了流程图。流程图表示可以结合如参照在先各图讨论的各种系统和设备而利用的过程。虽然以特定次序图示，但是本公开不意图如此受限。而是，明确设想到各种过程可以以不同次序和/或与除所图示的那些之外的其它过程同时发生。

图8是用于递归地应用半色调化和递归地替换灰值的示例过程的流程图800。在块810中，由半色调引擎跨多个级别的图像比例和空间分辨率而递归地将半色调化应用于图像，以生成跨所述多个级别至少准周期性的图案。例如，输入骡灰值图像可以被半色调化，然后转换成用于给定迭代的灰度，通过再次半色调化来自在先级别的输出并且针对后续级别灰度化而重复。所述多个级别对应于不同比例和可以从其识别视觉图案的距离，使得图案可以是多级的。在半色调的像素的略微扰动中显现准周期性性质。在块820中，灰值引擎用灰值递归地替换半色调化的至少部分。例如，测距目标的黑色部分可以设定成50％灰度，其中当半色调化和灰值替换递归地应用于多个级别时，白色部分保持为实心白色。

图9是用于输出隐写色调的示例过程的流程图900。过程可以由多尺度隐写色调生成系统使用。一般地，所图示的迭代方案可以用于构造具有跨多个级别/距离范围可视觉解码的图案的多尺度隐写色调。多尺度隐写色调的级别数目可以通过向lmax指派总数目来设定。例如，针对三个级别示出各种图的所图示的多尺度隐写色调，其中lmax＝3。可以通过设定比例因子s来类似地指派比例因子。在所述多个级别之间可以使用相同的比例因子s，并且可以在给定多尺度隐写色调的不同级别之间使用不同的比例因子。如以上所阐述的，已经图示了各种比例因子，诸如针对图3-6的s＝8，和针对图7的s＝10。例如由缩放引擎选择的比例因子可以取决于诸如光学检测部件的类型(网络摄像机、移动电话摄像机、专业变焦摄像机等)和基于频率的峰值检测器找到与给定比例相关联的某个距离范围内的准周期性图案的能力之类的因素。给定比例可以与有限范围相关联，在该有限范围内针对该比例的检测是可能的，其中多个比例可以针对连续的可检测性和距离覆盖提供多个范围的距离。

将针对给定级别的骡输入灰值图像标注为骡(级别)。如本文所使用的，词语骡意在描述携带数据的图像，例如通过将有效载荷编码成隐写色调。然而，由于图9的过程还可以用于生成非数据承载测距目标，因此骡(级别)还可以是指非数据承载的目标图像(例如通过跳过块930-940)，如果参考_半色调中没有单元被标识为数据载体则这将自动完成。所获得的骡图像可以是用于生成双调参考半色调图像的连续色调图像。在最大比例/最低级别(1)处，骡(1)被提供为对系统的输入。例如，骡(1)可以对应于图3的灰值图像314。从骡输入生成参考半色调，其被标注为参考_半色调(级别)。在其中要生成经数据编码的隐写色调的情况下，与标注为有效载荷(级别)的当前级别相关联的数据基于半色调集群点的移位而嵌入在该半色调中(例如以循环代码的形式)。结果是隐写色调(级别)。通过示例的方式，图3图示了对应于骡(1)314、参考_半色调(1)312和所得到的隐写色调(1)316的图像。

更具体地，流程在块910处开始。在块915中，将级别设定成1。括号中的(级别)指示过程可以跨多个级别递归地应用，并且第一级别为1。在块920中，获得针对目前级别1的骡图像。例如，1级灰值图像将是用作输入的最低分辨率、最粗糙的图像。在块925中，生成针对目前级别(1)的参考半色调。例如，参考半色调可以基于灰值输入图像的集群点45度网屏半色调。在块930中，生成针对目前级别(1)的隐写色调。这可以基于经由块935获得针对目前级别(1)的数据/信息有效载荷，并且根据块940生成代码，其用于在块930处生成对应隐写色调。因此，有效载荷可以包括要表示的数据，并且有效载荷对于多尺度隐写色调而言在级别之间可以是不同的。对于1级的迭代，针对1级获得有效载荷，可以针对1级生成循环代码，并且该代码用于修改参考_半色调(1)，例如通过使参考_半色调(1)像素移位以创建隐写色调(1)。在块945中，确定目前级别(1)是否已经达到最大级别lmax。例如，对于三级多尺度隐写色调，lmax＝3，目前级别1意味着要执行两个附加的递归轮次。如果级别尚未达到最大级别lmax，流程进行到块950。

在块950中，目前级别递增到下一级别，例如级别数目递增一。在块955中，用灰值替换目前级别的黑色或白色像素的至少部分(例如基于来自1级隐写色调或参考半色调的输入而生成针对2级图案的灰值)。例如，在来自1级的隐写色调中，通过使用针对黑色像素的相对较深的灰色和针对白色像素的相对较浅的灰色，灰值引擎可以用黑色和/或白色值替换灰级。在示例中，较深的灰色可以具有50％或更大的灰值，并且较浅的灰色可以具有50％或更小的灰值。设计优化规定所使用的灰值不应当过浅或过深，以确保不同比例处的对比度级别可通过预计其灰级将在生成下一级时渲染成的半色调的尺寸来视觉检测。在块960中，工作图像(现在，灰值图像)通过因子s来缩放。例如，其可以根据如以上参照较早的示例阐述的比例因子来进行缩放。比例因子s可以选择为整数比例因子，其可以通过对已经被灰级替换的隐写色调进行像素复制来容易地促成。所得到的经缩放的图像现在可以充当用于(现在递增的)当前级别的新骡输入灰值图像，其通过“骡(级别)”来标注。骡(级别)然后用作用于下一递归迭代的输入骡灰值图像，流程根据其循环回到块925并且生成下一级参考半色调。递归地重复以上描述的对应前述块(块925-940)，并且再次在块945处确定目前的级别是否已经达到lmax。如果不是，执行另外的迭代(包括例如块920-960)。如果在块945处，目前级别已经达到lmax，则流程进行到块965。在块965中，输出针对级别lmax的所得到的隐写色调。例如，系统可以产生多级隐写色调，其将是双调的并且是从数个级别及其对应的不同距离可读取的。流程在块970处结束。

图9的过程图示了对诸如图7中图示的那些(其为非数据承载的)之类的目标的适用性的广泛性。相应地，将不存在有效载荷，并且可以执行灰值的适当部分替换(应用于黑色区而非白色区)，其中通过因子10进行缩放(以用于做出对称数量级的多尺度测距目标)。这样的目标是周期性的，以供标识对应于比例/级别和相关联的距离范围的周期性结构的视觉捕获系统检测。另外关于图9的广泛性，对于不同级别/比例中的给定一个，可以使用完全不同的编码或像素移位规则，诸如对于准周期性的多尺度隐写色调的给定级别/比例而言，什么符号惯例用于选择什么数据由二进制零和一表示。